在半導體、光電子及微納制造等高精密加工行業中,晶圓的涂膠、顯影、清洗等關鍵工藝需在ISO Class1級高度受控潔凈環境中完成傳輸與處理,此過程中任何微小的氣流擾動(如局部渦流、風速突變)或風速異常(過高或過低),都可能引發嚴重問題——風速過低會導致潔凈區域污染物無法及時清除,增加晶圓表面污染風險;風速過高易吹動晶圓表面光刻膠涂層,造成圖案變形或缺陷;氣流擾動還可能干擾晶圓機械傳輸精度,甚至引發設備卡滯故障,這些問題最終會直接影響產品良率(可能導致良率下降10%以上)與工藝穩定性。
因此,在設備腔體內部開展精確、可重復、實時性的風速監測,成為保障工藝一致性、驗證設備性能是否達標及排查潛在風險的核心手段之一,而環境測試儀6531正是滿足這一核心需求的關鍵設備。
測試流程
為驗證晶圓傳輸通道內的氣流狀態是否符合工藝要求,采用高精度多參數環境測試儀6531,對以下關鍵參數進行同步測量。
環境條件:
測試需在恒溫恒壓、ISOClass1級潔凈環境中進行,可避免外部微粒干擾檢測,測試前需完成系統自凈與平衡。
風速范圍:
涂膠/顯影類設備(涂膠機、顯影機、噴膠機)
此類設備在加工過程中需完成光刻膠涂覆、顯影液噴涂等精細操作,光刻膠涂層厚度通常以微米級計量,氣流速度過快會導致涂層表面產生波紋、邊緣堆積等缺陷,過慢則無法及時帶走涂膠/顯影過程中揮發的溶劑蒸汽,易致晶圓污染。因此風速需嚴格控制在0.3–1.0m/s,且需保證氣流在腔體橫截面內分布均勻。
清洗類設備(去膠機、單片清洗機)
清洗時需用化學試劑(硫酸、氫氟酸等)或高壓噴淋除膠層、雜質,過程中會產生化學蒸汽與微粒碎屑。風速不足易使污染物附著,導致清洗不徹di;風速過高則會吹亂噴淋水流,或讓殘留試劑快速揮發形成結晶污染。故風速設定為1.0–1.5m/s,既能高效除污染物,又能維持腔體氣流穩定,不干擾清洗工藝。
溫濕度:
溫度過高使光刻膠粘度下降、溶劑揮發快,影響涂膠均勻性;過低則降低清洗試劑活性,清洗效果變差;濕度過高易致設備金屬銹蝕、電氣短路,過低則產生靜電,吸附微粒污染晶圓。因此溫度需控制在25℃、濕度50%RH左右。
壓差:
內壓過低,外部含塵空氣會滲入污染;過高則可能導致腔體密封件變形、氣流異常,影響設備運行。不同設備壓差要求不同:涂膠機、顯影機密封性強,需穩定氣流,壓差通常5–50Pa;去膠機、單片清洗機需加快揮發性氣體排出,壓差50–200Pa。總體壓差范圍1–200Pa(視設備類型定)。
測試方法:
1、采用網格布點法:參考ISO 14644-3標準,將FFU出風面劃分為至少3×3或4×4的等面積網格;網格中心為采樣點,同時包含高效過濾器排風口下方、腔體角落、晶圓傳輸路徑上方等關鍵區域。取測試截面的平均風速,判斷是否符合要求。
2、調整6531探頭使其正對來風方向,測點距離FFU出風面 15~30cm(視設備機臺內情況可做調整)。
3、調整6531探頭至每個網格中心點位置,建議每次測量時間應≥10秒,多次測量,取風速數據的平均值進行記錄。
4、結束測試,對采集的數據記錄進行計算分析。
注意:測試時設備應保持良好的密封性,避免因測試過程中腔體密封不良改變FFU出風的氣流大小及流向,影響測試結果的可信度。
測試效果:
實測表明,環境測試儀6531可精準驗證潔凈腔體氣流穩定性,有效保障高潔凈工藝環節的晶圓傳輸安全與工藝一致性;同時,其多參數同步監測與長期數據積累為設備調試、驗收及維護提供了可靠依據,顯著提升了產線良率與運行效率。
儀器性能及應用
智能型環境測試儀65Ser,風速、風量、溫度、濕度、壓力同時測試,可輸入管道截面的形狀及尺寸從而計算出風量,測試數據保持功能、統計計算(平均值、最大值、最小值),數據最多存儲20,000個,8種探頭可供選擇,探頭互換兼容。
KANOMAX環境測試儀65Ser廣泛應用于通風測試、實驗室控制、潔凈室檢測、IAQ評估、工業衛生、質量控制等,保障工藝安全與產品質量。
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