Detección y control de la contaminación por partículas en salas limpias

TapeLift Pad al presionar (Imagen: PMT Partikel-Messtechnik GmbH) / (Imagen: PMT Partikel-Messtechnik GmbH)

TapeLift Pad al retirar de la lámina portadora (Imagen: PMT Partikel-Messtechnik GmbH) / (Imagen: PMT Partikel-Messtechnik GmbH)

(Imagen: PMT Partikel-Messtechnik GmbH) / (Imagen: PMT Partikel-Messtechnik GmbH)

Las partículas en salas limpias controladas, conocen la ISO 14644. La parte más conocida es la ISO 14644-1, que es relevante para la clasificación. Mucho menos conocida es la parte -9, que trata sobre partículas en superficies. Se refiere a las superficies de paredes, techos, suelos, áreas de trabajo, herramientas y productos. Se divide en ocho clases SCP (limpieza superficial por concentración de partículas).

Con el PartSens 4.0 se pueden medir partículas a partir de aproximadamente 2 μm y verificar las clases SCP 4 – 8. En un proveedor de la industria de semiconductores, se realizaron estudios de limpieza de superficies en una sala limpia que cumple con la clase 7 según ISO 14644-1.

En el primer intento, se muestreó el suelo. El punto de medición 1 se encontraba justo frente a un puesto de trabajo donde se miden componentes (denominado en adelante puesto de medición). El punto de medición 2 estaba justo frente a la entrada de la esclusa de material. Se tomó una muestra en ambos lugares con una almohadilla adhesiva (llamada TapeLift Pad). El resultado se muestra en la Figura 1 y corresponde a las expectativas. En el suelo frente a la esclusa hay más partículas y de mayor tamaño. En comparación con los límites permitidos, el puesto de medición cumple con la clase SCP 6 y el área frente a la esclusa con la clase SCP 7.

A continuación, se examinaron las superficies de trabajo. Se trata de mesas de acero inoxidable bruñido de la empresa Sailer. Estas fueron seleccionadas por el cliente porque se caracterizan por una rugosidad muy baja (Ra < 0,2 μm) y, por lo tanto, son fáciles de limpiar. Las superficies de acero inoxidable bruñido, como las que utiliza Friedrich Sailer GmbH, son casi comparables en rugosidad superficial con las superficies de acero inoxidable electropolido. Los materiales de acero inoxidable lijados son claramente superiores en cuanto a rugosidad superficial y, por ende, en la facilidad de limpieza. Debido a la alta calidad superficial de las mesas de acero inoxidable de Sailer, es posible realizar una medición directa sin contacto con el PartSens 4.0. Las estructuras mínimas de la superficie pueden ser eficazmente suprimidas mediante el "modo de surcos" del PartSens 4.0.

En una mesa de trabajo muy utilizada, se realizaron mediciones en diez lugares diferentes. Luego, se limpió la mesa y se volvieron a medir en diez lugares similares. Con una excepción, en las diez mediciones se observa un efecto de limpieza. Se muestran los valores de medición antes y después de la limpieza en la Figura 2. Debido a que la limpieza fue muy exhaustiva, se puede suponer que la tasa de conteo después de la limpieza corresponde a la tasa de conteo cero. Para los parámetros de medición elegidos,1 se obtuvo una tasa de conteo cero de 145 ± 36 partículas por medición.

Además, se determinó la tasa de conteo cero para cada canal de medición individual. Esto permitió corregir las mediciones "antes de la limpieza" por la tasa de conteo cero. De esta manera, es posible comparar con los límites de ISO 14644-9. En este caso, se pudo demostrar una clase SCP 7. La comparación gráfica de los valores de medición con los límites de la ISO se muestra en la Figura 3. Los valores en el rango de 1-5 μm deben considerarse críticos, ya que corresponden al límite absoluto del dispositivo de medición.

Como se sabe que el ser humano es una de las principales fuentes de partículas en la sala limpia, antes de abandonar la sala se tomó una muestra del traje de sala limpia. Para ello, se tomó una muestra en cinco lugares con una TapeLift Pad. Los lugares son el pecho, el bíceps, la parte interna de la mano, la mejilla y el muslo. Los resultados se muestran en la Tabla 1. Más del 90% de las partículas son menores de 50 μm y no metálicas. Debido a la frecuencia y la forma de las partículas, probablemente se trate de escamas de piel. Además, se encontraron algunas partículas metálicas pequeñas y brillantes, así como dos fibras. Un hallazgo especialmente notable fue una gran partícula metálica brillante en el rango de 600 a 1.000 μm, que se muestra en la Figura 4.

La distribución de tamaño de partículas en el traje de sala limpia, en números, se lista en la Tabla 1 y se muestra gráficamente en la Figura 5. La distribución corresponde cualitativamente a las observaciones habituales en diferentes mediciones en otros ambientes controlados y subraya la relevancia de la ISO 14644-9. Para evaluar la limpieza de la sala y de los productos fabricados en ella, la medición de la limpieza superficial particulada es una adición útil a la medición de partículas en el aire, como se describe en ISO 14644-1 y -2.