一种内部气流自调节型洁净室及气流调节方法技术

一种内部气流自调节型洁净室及气流调节方法，洁净室包括作业腔室、晶圆储备腔室、风机、送风缓冲腔室、循环送风通道、循环回风通道、送风流量调节机构及回风多级多孔板机构。方法为：启动风机向作业腔室内送风；机械手抓取晶圆后移动；通过传感器获取机械手移动速度和位置信息、作业腔室压力并反馈至计算机；计算机调用内部数据库与反馈数据对比并拟合出乱流度；根据乱流度拟合结果，计算机控制送风流量调节机构增加送风速度，同时调高回风多级多孔板机构的孔隙率，加快涡流耗散；机械手停止移动时，计算机根据机械手停止位置及作业腔室压力大小确定流场恢复所需时间，当流场恢复时间达到后，送风流量调节机构及回风多级多孔板机构恢复初始状态。

【技术实现步骤摘要】
一种内部气流自调节型洁净室及气流调节方法
本专利技术属于半导体工业洁净生产
，特别是涉及一种内部气流自调节型洁净室及气流调节方法。
技术介绍
随着半导体、电子工程、生物医药工程等技术的快速发展，对产品生产用洁净室的洁净度要求越来越高，而洁净度则会直接影响产品的微型化、精密化、高纯度、高质量和高可靠性。在洁净室内部，人员和设备的移动将不可避免的产生涡流，而涡流的产生是导致乱流度增大的直接原因，目前为了保证杂质可以顺利排出洁净室，通常需要乱流度小于0.3，此时可以保证洁净室内的流场均匀性。但是，目前现有的洁净室在设计时往往只考虑了空态环境下的流场变化，而没有考虑动态环境下的流场变化，由于人员和设备的频繁移动，会在其后方产生涡流，而涡流会随着时间的增加而逐渐增大，若不对涡流加以控制，流场乱流度也会越来越大，进而影响到杂质的顺利排出，最终导致洁净度的下降。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种内部气流自调节型洁净室及气流调节方法，可实现洁净室内流场均匀性的快速调控，特别是可对人员和设备移动过程中产生的涡流进行局部调控，相比于传统的全局调控方式更节能、更灵活，可在短时间内将乱流度控制在合理区间，避免因乱流度变差而产生的杂质滞留问题，有效保障了洁净室内的洁净度，进而保障了产品的质量。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种内部气流自调节型洁净室，包括作业腔室、晶圆储备腔室、风机、送风缓冲腔室、循环送风通道、循环回风通道、送风流量调节机构及回风多级多孔板机构；在所述作业腔室内设置有轨道行走式晶圆抓取机械手；在所述晶圆储备腔室内设置有晶圆存储控制架，晶圆储备腔室与作业腔室之间设有电动隔离门；所述送风缓冲腔室位于作业腔室上方，所述送风流量调节机构位于送风缓冲腔室与作业腔室之间，送风流量调节机构数量若干，若干送风流量调节机构均布设置；所述风机及循环送风通道位于送风缓冲腔室上方，风机的进风侧与循环送风通道相连通，风机的出风侧通过风道隔板与送风缓冲腔室相连通；所述循环回风通道位于作业腔室下方，所述回风多级多孔板机构位于循环回风通道与作业腔室之间，回风多级多孔板机构数量若干，若干回风多级多孔板机构均布设置；所述循环回风通道通过外部净化设备与循环送风通道相连通；在所述轨道行走式晶圆抓取机械手的轨道之间设置有传感器组，传感器组数量若干，若干传感器组沿轨道长度方向均布设置，每个传感器组内均包括红外测速传感器和气体压力传感器。所述送风流量调节机构包括流量调节阀、匀流盘、风速传感器、辅助缓冲室及过滤器；所述流量调节阀的进气端与上方的送风缓冲腔室相连通，所述辅助缓冲室位于流量调节阀的下方，流量调节阀的出气端通过匀流盘与下方的辅助缓冲室相连通，所述风速传感器位于辅助缓冲室内，所述过滤器位于辅助缓冲室下方。所述匀流盘采用圆盘形结构，在匀流盘上开设有若干通气圆孔，若干通气圆孔呈同心圆阵列分布，在圆心指向圆周的半径方向上，通气圆孔的孔径依次增大，且同一圆圈上的所有通气圆孔的孔径相等。所述回风多级多孔板机构包括多孔板、电动推拉杆、多孔板收纳盒及回风口；所述多孔板数量若干，若干多孔板平行叠放布设，每张多孔板具有的孔隙率均不相同；所述多孔板收纳盒与回风口并列设置，所述电动推拉杆数量若干且与多孔板数量相同，电动推拉杆位于多孔板收纳盒内，电动推拉杆与多孔板相连；当所述电动推拉杆处于回缩状态时，多孔板位于多孔板收纳盒内；当所述电动推拉杆处于伸出状态时，多孔板位于回风口内；在所述多孔板的外周边沿嵌装有密封条。在所述风道隔板上开设有长风道口和短风道口，长风道口和短风道口数量均为两条，长风道口和短风道口相对于风机呈周向交替分布，长风道口和短风道口均采用渐扩形风道口结构。所述的内部气流自调节型洁净室的气流调节方法，包括如下步骤：步骤一：启动风机，由风机吹出的气流首先通过风道隔板上的长风道口和短风道口进入送风缓冲腔室，再依次通过流量调节阀、匀流盘、辅助缓冲室及过滤器进入作业腔室，之后通过回风口内的多孔板进入循环回风通道，最后回到循环送风通道内；步骤二：开启电动隔离门，由轨道行走式晶圆抓取机械手将一张晶圆从晶圆存储控制架上取下并移除晶圆储备腔室，然后关闭电动隔离门；步骤三：控制抓取有晶圆的轨道行走式晶圆抓取机械手沿其轨道按设定速度移动，在轨道行走式晶圆抓取机械手途经任意一个传感器组时，由红外测速传感器获取轨道行走式晶圆抓取机械手的移动速度，并记录下红外测速传感器被触发时轨道行走式晶圆抓取机械手的位置，同时通过气体压力传感器实时获取作业腔室内的压力；步骤四：将获取作业腔室的压力数据、轨道行走式晶圆抓取机械手的移动速度数据、轨道行走式晶圆抓取机械手的位置数据统一反馈到计算机中，计算机再调用内部数据库与反馈数据进行对比，自动找出与当前的流场特点相同的那一组数据，然后根据改组数据下对应的流场特点拟合出乱流度；步骤五：根据乱流度拟合结果，计算机对涡流产生位置上方的流量调节阀开度进行自动调节，使该流量调节阀的开度增大，用以增加送风速度，进而加快下方涡流的耗散；同时，计算机对涡流产生位置下方的多孔板组合形式进行调节，将孔隙率较小的多孔板缩回到多孔板收纳盒内，并将孔隙率更大的多孔板推入回风口内，用以加快上方涡流的耗散；步骤六：当轨道行走式晶圆抓取机械手停止移动时，计算机会根据轨道行走式晶圆抓取机械手的停止位置以及作业腔室内的压力大小，确定出流场恢复所需的时间，当流场恢复时间达到后，流量调节阀的开度回调到初始状态，同时将回风口处多孔板调回到初始孔隙率状态。本专利技术的有益效果：本专利技术的内部气流自调节型洁净室及气流调节方法，可实现洁净室内流场均匀性的快速调控，特别是可对人员和设备移动过程中产生的涡流进行局部调控，相比于传统的全局调控方式更节能、更灵活，可在短时间内将乱流度控制在合理区间，避免因乱流度变差而产生的杂质滞留问题，有效保障了洁净室内的洁净度，进而保障了产品的质量。附图说明图1为本专利技术的一种内部气流自调节型洁净室的结构示意图；图2为本专利技术的送风流量调节机构的结构示意图；图3为本专利技术的回风多级多孔板机构的结构示意图；图4为本专利技术的匀流盘的结构示意图；图5为本专利技术的风道隔板的结构示意图；图6为实施例中采用本专利技术或未采用本专利技术时洁净室内流场乱流度随时间的变化曲线；图中，1—作业腔室，2—晶圆储备腔室，3—风机，4—送风缓冲腔室，5—循环送风通道，6—循环回风通道，7—送风流量调节机构，8—回风多级多孔板机构，9—轨道行走式晶圆抓取机械手，10—晶圆存储控制架，11—电动隔离门，12—风道隔板，13—传感器组，14—流量调节阀，15—匀流盘，16—风速传感器，17—辅助缓冲室，18—过滤器，19—通气圆孔，20—多孔板，21—电动推拉杆，22—多孔板收纳盒，23—回风口，24—密封条，25—长风道口，26—短风道口。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内部气流自调节型洁净室，其特征在于：包括作业腔室、晶圆储备腔室、风机、送风缓冲腔室、循环送风通道、循环回风通道、送风流量调节机构及回风多级多孔板机构；在所述作业腔室内设置有轨道行走式晶圆抓取机械手；在所述晶圆储备腔室内设置有晶圆存储控制架，晶圆储备腔室与作业腔室之间设有电动隔离门；所述送风缓冲腔室位于作业腔室上方，所述送风流量调节机构位于送风缓冲腔室与作业腔室之间，送风流量调节机构数量若干，若干送风流量调节机构均布设置；所述风机及循环送风通道位于送风缓冲腔室上方，风机的进风侧与循环送风通道相连通，风机的出风侧通过风道隔板与送风缓冲腔室相连通；所述循环回风通道位于作业腔室下方，所述回风多级多孔板机构位于循环回风通道与作业腔室之间，回风多级多孔板机构数量若干，若干回风多级多孔板机构均布设置；所述循环回风通道通过外部净化设备与循环送风通道相连通；在所述轨道行走式晶圆抓取机械手的轨道之间设置有传感器组，传感器组数量若干，若干传感器组沿轨道长度方向均布设置，每个传感器组内均包括红外测速传感器和气体压力传感器。/n

【技术特征摘要】
1.一种内部气流自调节型洁净室，其特征在于：包括作业腔室、晶圆储备腔室、风机、送风缓冲腔室、循环送风通道、循环回风通道、送风流量调节机构及回风多级多孔板机构；在所述作业腔室内设置有轨道行走式晶圆抓取机械手；在所述晶圆储备腔室内设置有晶圆存储控制架，晶圆储备腔室与作业腔室之间设有电动隔离门；所述送风缓冲腔室位于作业腔室上方，所述送风流量调节机构位于送风缓冲腔室与作业腔室之间，送风流量调节机构数量若干，若干送风流量调节机构均布设置；所述风机及循环送风通道位于送风缓冲腔室上方，风机的进风侧与循环送风通道相连通，风机的出风侧通过风道隔板与送风缓冲腔室相连通；所述循环回风通道位于作业腔室下方，所述回风多级多孔板机构位于循环回风通道与作业腔室之间，回风多级多孔板机构数量若干，若干回风多级多孔板机构均布设置；所述循环回风通道通过外部净化设备与循环送风通道相连通；在所述轨道行走式晶圆抓取机械手的轨道之间设置有传感器组，传感器组数量若干，若干传感器组沿轨道长度方向均布设置，每个传感器组内均包括红外测速传感器和气体压力传感器。


2.根据权利要求1所述的一种内部气流自调节型洁净室，其特征在于：所述送风流量调节机构包括流量调节阀、匀流盘、风速传感器、辅助缓冲室及过滤器；所述流量调节阀的进气端与上方的送风缓冲腔室相连通，所述辅助缓冲室位于流量调节阀的下方，流量调节阀的出气端通过匀流盘与下方的辅助缓冲室相连通，所述风速传感器位于辅助缓冲室内，所述过滤器位于辅助缓冲室下方。


3.根据权利要求2所述的一种内部气流自调节型洁净室，其特征在于：所述匀流盘采用圆盘形结构，在匀流盘上开设有若干通气圆孔，若干通气圆孔呈同心圆阵列分布，在圆心指向圆周的半径方向上，通气圆孔的孔径依次增大，且同一圆圈上的所有通气圆孔的孔径相等。


4.根据权利要求1所述的一种内部气流自调节型洁净室，其特征在于：所述回风多级多孔板机构包括多孔板、电动推拉杆、多孔板收纳盒及回风口；所述多孔板数量若干，若干多孔板平行叠放布设，每张多孔板具有的孔隙率均不相同；所述多孔板收纳盒与回风口并列设置，所述电动推拉杆数量若干且与多孔板数量相同，电动推拉杆位于多孔板收纳盒内，电动推拉杆与多孔板相连；当所述电动推拉杆处于回缩状态时，多...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘坤，关天恩，黄豫兴，郝明，陈树雷，巴德纯，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21