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半導(dǎo)體設(shè)備如何選擇過濾器

閱讀：1419 發(fā)布時(shí)間：2023/3/6

　　在半導(dǎo)體設(shè)備中，無論是通過氣體、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?；瘜W(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。

　　選擇過濾工藝需要考慮到的因素很多，在確保過濾精度的同時(shí)，還要考慮過濾效率，設(shè)備壽命等，本文主要討論過濾精度。

　　01　　公稱精度和絕對(duì)精度

　　在判定過濾器性能的時(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)，由過濾器廠商指定的有爭(zhēng)議的微米數(shù)值。

　　公稱精度作為過濾精度標(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)條件下能夠通過過濾器的最大剛性球形顆粒的直徑。它是過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)通過被試過濾器。借助顯微鏡測(cè)定濾過液中最大顆粒的尺寸確定為該過濾器的絕對(duì)過濾精度。

　　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)無窮大的值。市面上通稱的絕對(duì)過濾器如薄膜等，嚴(yán)格地說，只能稱"趨近于絕對(duì)"的過濾器。

　　03　　過濾比β

　　上世紀(jì)80年代，過濾比β值概念提出。1981年ISO4572標(biāo)準(zhǔn)頒發(fā)，按標(biāo)準(zhǔn)可測(cè)出過濾比β。

　　將試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)粉塵混入試驗(yàn)液使其通過被試過濾器，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)過濾芯過濾后，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，濾芯的過濾比就是10/1=10，標(biāo)示為β5 =10。