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半导体设备如何选择过滤器

发布时间:2023-03-06浏览:50次

 

 

  在半导体设备中,无论是通过气体、化学品还是水,各类材料中的杂质都可能会影响最终产品的性能、稳定性和良率。对于半导体设备本身而言,化学品的洁净程度对设备的利用效率,性能和运行成本至关重要。化学品发生污染会影响生产效率,甚至影响芯片良率。因此污染控制是半导体制造中最重要的问题之一。
 
  良好的过滤工艺除了可将污染物降至最低,避免芯片受到影响,确保机台以峰值效率进行工作外,还可以降低耗材更换频率, 延长开机时间,降低生产成本。
 
  选择过滤工艺需要考虑到的因素很多,在确保过滤精度的同时,还要考虑过滤效率,设备寿命等,本文主要讨论过滤精度。
 
  01  公称精度和绝对精度
 
  在判定过滤器性能的时候,我们经常会提到一个概念:公称精度和绝对精度。
 
  公称精度的概念较早。早期对污染物的衡量方法是称重,这是一个重量分析实验。

 

 
  公称精度的定义是,给定一个尺寸,测量过滤前后大于或等于给定尺寸所有颗粒的某一去除重量百分数,由过滤器厂商指定的有争议的微米数值。
 
  公称精度作为过滤精度标准存在一定的局限性。
 
  O 有争议的微米级过滤精度
 
  O 由制造商自己制定的标准
 
  O 去除重量百分比
 
  O 可变的、不可再现的下游流体质量
 
  O 非固定孔结构
 
  一般过滤器厂家给出的公称精度是大于规定尺寸的污染物的98%的重量已经被去除,污染物重量的2%流入下游。但一些生产商却以95%,90%或更低的污染物去除率为基础。因此,选择时须要查看生产厂家公称精度所依据的标准。
 
  球形颗粒直径差1倍,体积差8倍。直径100um的球形颗粒体积是50um的8倍。直径100um的球形颗粒体积是1um的一百万倍! 如果是同种物质,1um的球形颗粒质量为1g,100um的就是1000kg!所以拦截一个大颗粒,其重量太大,相当于拦截大量小颗粒的重量。

 

 
  02  绝对过滤精度
 
  绝对精度是指在指定温度、压力等试验条件下能够通过过滤器的最大刚性球形颗粒的直径。它是过滤器元件中最大开孔的标志。
 
  以专用玻璃微珠为试验介质通过被试过滤器。借助显微镜测定滤过液中最大颗粒的尺寸确定为该过滤器的绝对过滤精度。

 

 
  部分制造商声称,绝对精度指 100% 截留任意指定大小的颗粒杂质。但是,以上数据的前提是理想实验室条件、一致的颗粒大小、恒定的流量和恒定的颗粒杂质挑战。事实上,对任何一种过滤器而言,这几乎是一个不可能达到,而且不实际的标准,因为100%是一个无穷大的值。市面上通称的绝对过滤器如薄膜等,严格地说,只能称"趋近于绝对"的过滤器。
 
  03  过滤比β
 
  上世纪80年代,过滤比β值概念提出。1981年ISO4572标准颁发,按标准可测出过滤比β。
 
  将试验标准粉尘混入试验液使其通过被试过滤器,在滤前滤后测出某尺寸颗粒数量,滤前数比滤后数的比值表该尺寸颗粒被滤除效率。其比值与过滤精度成正比。

 

 

 
  例如:检测滤芯上游,尺寸大于5微米的颗粒物数量为10个。经过滤芯过滤后,下游测得的5微米以上的颗粒物数量为1个,那么相对于5微米这个精度级别,滤芯的过滤比就是10/1=10,标示为β5 =10。

 

 
  过滤比β能确切地反映过滤器分离全粒径固 体颗粒群的能力。克服了玻璃微珠法只反映最大颗粒控制能力而忽略了其它各尺寸颗粒控制能力。
 
  但测试过滤比β值需要具备昂贵的颗粒计数仪和较复杂的试验台。

 

 
  04  小结
 
  公称精度、绝对精度、过滤比β均可表示过滤器的过滤精度,但各自都有一定的局限性,且在实际应用过程中,我们还需要考虑到流量、压差、温度、兼容性等等因素,因此建议经过严谨的周期验证再投入使用。
 

 

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