颗粒,英文是Particle,是半导体行业中有着非常关键的控制因素,主要分气体中的颗粒,液体中的颗粒和设备组件表面的颗粒。
半导体行业的各种颗粒
1. 环境空气中的颗粒,半导体的生产需要在洁净环境进行,也就是通常所说的无尘室,按照ISO 14644-1对无尘室的定义,如下
“ 2. 1 通则 2. 1. 1
洁净室
空气悬浮粒子浓度受控的房间、房间的建设和使用方式要尽可能减少室内引入、产生和滞留粒子,室内其它相关参数如温度、湿度和压力按要求进行控制。”
所以无尘室控制的是空间中空气中的颗粒,可以是固体颗粒,也可以是液态小液滴,当然尺寸是非常小的,为微米级甚至纳米级。
ISO 14644对无尘室的等级划定也是通过颗粒进行

2. 半导体生产用到很多气体,都需要是高纯气体,比如ISO 8573中就规定了压缩空气的分类和测定方法,其中颗粒也是一个非常重要的参数,其中ISO 8573-1中规定了以颗粒进行气体分级的参数,

ISO 8573-4,ISO 8573-8中规定了固体颗粒的测定方法
半导体生产中也用到各种特气,如,大都有颗粒测定的要求,可以参考相对应的SEMI 标准或其他行业标准。
3. 半导体用湿电子化学品对所含颗粒的要求也是非常高的,化学品中的颗粒来自于生产工艺的残留,生产之后一般会用超级滤芯进行过滤,这些滤芯一般是由氟材料制成。另外,目前业界对化学品中的纳米颗粒也有要求,比铁纳米颗粒。
4. 半导体用的各种组件,管件等表面的颗粒,PFA管的内表面颗粒可能会污染输送的化学品和纯水,不锈钢输气管和各种阀件在工作中产生的颗粒会影响到气体的质量。
颗粒的检测
1. 空气中颗粒的检测使用气体颗粒计数器,一般采用激光设备,称为APC,在测试无尘室内颗粒的时候,需要按照ISO 14644规定布点测试,测试面高度一般为工作面,如80cm,国标GB 50591中规定测试高度为80cm
APC有2.83L/min和28.3L/min两种规格,按照无尘室规格不同使用,规格高的无尘室,如常规百级(即ISO 5 级)需要用28.3L/min的APC进行测定,不然测定时间太长。
对于气体或特气中颗粒的测定,可以使用耐高压的气体粒子计数器,也可以用带分流装置的普通APC进行测定,低压分流装置可能带来湍流等效应,结果有时不i想,可能偏大,或不平行。
2. 半导体湿电子化学品包括纯水的颗粒可以用液体颗粒计数器进行测定,液体颗粒计数器一般也是激光型,称为LPC,按照测定流通池的不同决定可耐受的化学品,强酸,强碱和氢氟酸等不能用一般石英的流通池来测定。
液体中颗粒的测定是非常麻烦的事情,因为所受的影响太多,所以对于超纯水,目前主流的方法是采用在线测定的方法,也就是把颗粒计数器接到纯水管线,并预先通过长时间冲洗来检测超纯水中的颗粒。 但对于化学品,因为涉及槽液的验收等操作,目前在线的操作未普遍进行,湿电子化学品中颗粒的验收是各厂商头疼的一个问题。
提到的液体中纳米颗粒的测定需要用到ICP/MS法。
3. 组件的颗粒测定,这一部分颗粒的测定主要指组件表面和管件内壁的颗粒,可以采用液体提取或气体吹扫的方法结合APC和LPC进行测定,或采用模拟使用的方法来验证,另外一种组件表面颗粒的测定方法称为QIII 的方法。
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