在半導(dǎo)體設(shè)備中，無(wú)論是通過(guò)氣體、化學(xué)品還是水，各類材料中的雜質(zhì)都可能會(huì)影響最終產(chǎn)品的性能、穩(wěn)定性和良率。對(duì)于半導(dǎo)體設(shè)備本身而言，化學(xué)品的潔凈程度對(duì)設(shè)備的利用效率，性能和運(yùn)行成本至關(guān)重要。化學(xué)品發(fā)生污染會(huì)影響生產(chǎn)效率，甚至影響芯片良率。因此污染控制是半導(dǎo)體制造中最重要的問題之一。
良好的過(guò)濾工藝除了可將污染物降至最低，避免芯片受到影響，確保機(jī)臺(tái)以峰值效率進(jìn)行工作外，還可以降低耗材更換頻率， 延長(zhǎng)開機(jī)時(shí)間，降低生產(chǎn)成本。
選擇過(guò)濾工藝需要考慮到的因素很多，在確保過(guò)濾精度的同時(shí)，還要考慮過(guò)濾效率，設(shè)備壽命等，本文主要討論過(guò)濾精度。
01 公稱精度和絕對(duì)精度
在判定過(guò)濾器性能的時(shí)候，我們經(jīng)常會(huì)提到一個(gè)概念：公稱精度和絕對(duì)精度。
公稱精度的概念較早。早期對(duì)污染物的衡量方法是稱重，這是一個(gè)重量分析實(shí)驗(yàn)。
公稱精度的定義是，給定一個(gè)尺寸，測(cè)量過(guò)濾前后大于或等于給定尺寸所有顆粒的某一去除重量百分?jǐn)?shù)，由過(guò)濾器廠商指定的有爭(zhēng)議的微米數(shù)值。
公稱精度作為過(guò)濾精度標(biāo)準(zhǔn)存在一定的局限性。
O 有爭(zhēng)議的微米級(jí)過(guò)濾精度
O 由制造商自己制定的標(biāo)準(zhǔn)
O 去除重量百分比
O 可變的、不可再現(xiàn)的下游流體質(zhì)量
O 非固定孔結(jié)構(gòu)
一般過(guò)濾器廠家給出的公稱精度是大于規(guī)定尺寸的污染物的98%的重量已經(jīng)被去除，污染物重量的2%流入下游。但一些生產(chǎn)商卻以95%，90%或更低的污染物去除率為基礎(chǔ)。因此，選擇時(shí)須要查看生產(chǎn)廠家公稱精度所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。
球形顆粒直徑差1倍，體積差8倍。直徑100um的球形顆粒體積是50um的8倍。直徑100um的球形顆粒體積是1um的一百萬(wàn)倍! 如果是同種物質(zhì)，1um的球形顆粒質(zhì)量為1g，100um的就是1000kg!所以攔截一個(gè)大顆粒，其重量太大，相當(dāng)于攔截大量小顆粒的重量。
02 絕對(duì)過(guò)濾精度
絕對(duì)精度是指在指定溫度、壓力等試驗(yàn)條件下能夠通過(guò)過(guò)濾器的最大剛性球形顆粒的直徑。它是過(guò)濾器元件中最大開孔的標(biāo)志。
以專用玻璃微珠為試驗(yàn)介質(zhì)通過(guò)被試過(guò)濾器。借助顯微鏡測(cè)定濾過(guò)液中最大顆粒的尺寸確定為該過(guò)濾器的絕對(duì)過(guò)濾精度。
部分制造商聲稱，絕對(duì)精度指 100% 截留任意指定大小的顆粒雜質(zhì)。但是，以上數(shù)據(jù)的前提是理想實(shí)驗(yàn)室條件、一致的顆粒大小、恒定的流量和恒定的顆粒雜質(zhì)挑戰(zhàn)。事實(shí)上，對(duì)任何一種過(guò)濾器而言，這幾乎是一個(gè)不可能達(dá)到，而且不實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)?00%是一個(gè)無(wú)窮大的值。市面上通稱的絕對(duì)過(guò)濾器如薄膜等，嚴(yán)格地說(shuō)，只能稱"趨近于絕對(duì)"的過(guò)濾器。
03 過(guò)濾比β
上世紀(jì)80年代，過(guò)濾比β值概念提出。1981年ISO4572標(biāo)準(zhǔn)頒發(fā)，按標(biāo)準(zhǔn)可測(cè)出過(guò)濾比β。
將試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)粉塵混入試驗(yàn)液使其通過(guò)被試過(guò)濾器，在濾前濾后測(cè)出某尺寸顆粒數(shù)量，濾前數(shù)比濾后數(shù)的比值表該尺寸顆粒被濾除效率。其比值與過(guò)濾精度成正比。
例如：檢測(cè)濾芯上游，尺寸大于5微米的顆粒物數(shù)量為10個(gè)。經(jīng)過(guò)濾芯過(guò)濾后，下游測(cè)得的5微米以上的顆粒物數(shù)量為1個(gè)，那么相對(duì)于5微米這個(gè)精度級(jí)別，濾芯的過(guò)濾比就是10/1=10，標(biāo)示為β5 =10。
過(guò)濾比β能確切地反映過(guò)濾器分離全粒徑固 體顆粒群的能力。克服了玻璃微珠法只反映最大顆粒控制能力而忽略了其它各尺寸顆粒控制能力。
但測(cè)試過(guò)濾比β值需要具備昂貴的顆粒計(jì)數(shù)儀和較復(fù)雜的試驗(yàn)臺(tái)。
04 小結(jié)
公稱精度、絕對(duì)精度、過(guò)濾比β均可表示過(guò)濾器的過(guò)濾精度，但各自都有一定的局限性，且在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，我們還需要考慮到流量、壓差、溫度、兼容性等等因素，因此建議經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹芷隍?yàn)證再投入使用。
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