【半导体光刻间】CFD气流组织模拟优化设计

光刻间 (Cleanroom）是指一种高度净化的封闭空间，其内部的空气、温湿度、压力等环境参数受到严格控制，以满足特定的工业生产或科学研究的需求。在半导体制造、液晶显示器生产、生物医药等领域，光刻间是确保产品质量的关键设施之一。特别是对于半导体制造来说，光刻间的作用尤为关键，因为即使是最微小的尘埃粒子也可能导致芯片制造失败。为了达到这样一个高标准的环境，CFD气流组织模拟在光刻间的设计和使用上极为重要。

CFD气流组织模拟能够精准确定气流组织方式，保障光刻间的高洁净度，减少微粒对光刻工艺的干扰；可以预估温湿度分布，优化布局，保证光刻设备和光刻胶所需的温湿度条件，提升光刻质量稳定性；还有助于设计有效通风系统，及时排出有害气体，保障人员健康和设备安全。

本项目模拟光刻间内部气流组织形式及温度分布详情。

实验室模拟区间如图1所示：

图1 实验室模拟区间

1、由于本次模拟区间为光刻机房区域，相应的简化如下：

（1）不考虑外部补风系统；

（2）只考虑设备的外轮廓。

2、由于实验室顶部是通过送风高效向下均匀送风的，所以为了更好地模拟实际送风状况，做出如下简化：

（1）将高架地板简化为多孔介质；

（2）不考虑FFU整体结构，将FFU设置为出风面。

根据以上的简化说明，确定本次模拟计算所采用的模型以及边界条件如下图2。

FFU满铺，过滤器尺寸为1210*600，除设备外其余地方都是高架地板，尺寸为600*600，开孔率为25%。

图2 计算模型以及边界条件

计算模型如图３所示，本模拟在35mx40mx10m的范围内计算机房内的气流情况。

图3 计算模型

结论：方案4在这个角落处的气流偏移角最小，但是需要大面积更换高架地板（50%开孔率板）