Reconnaître et contrôler la contamination particulaire dans les salles blanches

TapeLift Pad lors du prélèvement (Image : PMT Partikel-Messtechnik GmbH) / (Image : PMT Partikel-Messtechnik GmbH)

TapeLift Pad lors du prélèvement sur la pellicule porteuse (Image : PMT Partikel-Messtechnik GmbH) / (Image : PMT Partikel-Messtechnik GmbH)

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Les personnes qui contrôlent les particules dans les salles blanches connaissent la norme ISO 14644. La partie la plus connue est la norme ISO 14644-1, qui est pertinente pour la classification. Bien moins connue est la partie -9, qui traite des particules sur les surfaces. Il s'agit des surfaces des murs, plafonds, sols, zones de travail, outils et produits. Elle est subdivisée en huit classes SCP (propreté de surface par concentration de particules).

Avec le PartSens 4.0, il est possible de mesurer les particules à partir d'environ 2 μm, permettant ainsi de vérifier les classes SCP 4 à 8. Chez un fournisseur de l'industrie des semi-conducteurs, des études de propreté des surfaces ont été menées dans une salle blanche conforme à la classe 7 selon ISO 14644-1.

Lors de la première tentative, le sol a été échantillonné. Le point de mesure 1 se trouvait juste devant un poste de travail où des composants sont mesurés (appelé ci-après poste de mesure). Le point de mesure 2 se trouvait juste devant l'entrée du sas de décontamination. À l'aide d'un tampon adhésif (appelé TapeLift Pad), un échantillon a été prélevé à ces deux endroits. Le résultat est visible dans la figure 1 et correspond aux attentes. On trouve plus et des particules plus grosses sur le sol devant le sas. Par rapport aux limites autorisées, le poste de mesure respecte la classe SCP 6 et la zone devant le sas la classe SCP 7.

Ensuite, les surfaces de travail ont été examinées. Il s'agit de tables en acier inoxydable brossé de la société Sailer. Celles-ci ont été choisies par le client car elles se caractérisent par une très faible rugosité (Ra < 0,2 μm) et se nettoient donc très facilement. Les surfaces en acier inoxydable brossé, comme celles utilisées par Friedrich Sailer GmbH, sont presque comparables en termes de rugosité de surface aux surfaces en acier électropolies. Les matériaux en acier poli sont nettement supérieurs en termes de rugosité de surface et de facilité de nettoyage. En raison de la haute qualité de surface des tables en acier inoxydable Sailer, une mesure directe sans contact avec le PartSens 4.0 est possible. De minuscules structures de surface peuvent être efficacement supprimées par le mode « rayures » du PartSens 4.0.

Sur une table de travail fréquemment utilisée, des mesures ont été effectuées à dix endroits différents. Ensuite, la table a été nettoyée et dix mesures similaires ont été répétées. À l'exception d'une, toutes les mesures montrent un effet de nettoyage. Les valeurs de mesure avant et après nettoyage sont visibles dans la figure 2. Étant donné que le nettoyage a été effectué de manière très approfondie, on peut supposer que le taux de comptage après nettoyage correspond à un taux nul. Pour les paramètres de mesure choisis,1 le taux de comptage nul était de 145 ± 36 particules par mesure.

De plus, le taux de comptage nul a été déterminé pour chaque canal de mesure individuel. Cela a permis de corriger les mesures « avant nettoyage » par le taux de comptage nul. Ainsi, la comparaison avec les limites de la norme ISO 14644-9 est possible. Dans ce cas, une classe SCP 7 a été détectée. La comparaison graphique des valeurs de mesure avec les limites de l'ISO est visible dans la figure 3. Les valeurs de mesure dans la plage 1-5 μm doivent être considérées avec prudence, car il s'agit de la limite absolue de l'appareil de mesure.

Étant donné qu'il est connu que l'humain est l'une des principales sources de particules dans la salle blanche, une échantillonnage a été effectué sur la combinaison de salle blanche avant de la quitter. Pour cela, des échantillons ont été prélevés à cinq endroits à l'aide d'un TapeLift Pad. Ces endroits sont le thorax, le haut du bras, la paume de la main, la joue et la cuisse. Les résultats sont indiqués dans le tableau 1. Plus de 90 % des particules sont inférieures à 50 μm et non métalliques. En raison de leur fréquence et de leur forme, il s'agit probablement de squames de peau. De plus, quelques particules plus petites, brillantes métalliquement, ainsi que deux fibres ont été trouvées. Un particule métallique brillante de grande taille, située entre 600 et 1 000 μm, a été particulièrement remarquée, comme le montre la figure 4.

La répartition de la taille des particules sur la combinaison de salle blanche est listée en chiffres dans le tableau 1 et illustrée dans la figure 5. La distribution correspond qualitativement aux observations habituelles lors de différentes mesures dans d'autres salles blanches et souligne l'importance de la norme ISO 14644-9. Pour évaluer la propreté de la salle blanche et des produits qui y sont fabriqués, la mesure de la propreté particulaire de la surface est une complémentarité utile aux mesures des particules en suspension dans l'air, comme décrit dans les ISO 14644-1 et -2.