搜索结果: GB/T 25915.9-2018, GB/T25915.9-2018, GBT 25915.9-2018, GBT25915.9-2018
| 标准编号 | GB/T 25915.9-2018 (GB/T25915.9-2018) | | 中文名称 | 洁净室及相关受控环境 第9部分：按粒子浓度划分表面洁净度等级 | | 英文名称 | Cleanrooms and associated controlled environments -- Part 9: Classification of surface cleanliness by particle concentration | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | C70 | | 国际标准分类 | 13.040.35 | | 字数估计 | 26,272 | | 发布日期 | 2018-06-07 | | 实施日期 | 2018-10-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 25915.9-2018
Cleanrooms and associated controlled environments--Part 9: Classification of surface cleanliness by particle concentration
ICS 13.040.35
C70
中华人民共和国国家标准
洁净室及相关受控环境
第9部分:按粒子浓度划分表面洁净度等级
(ISO 14644-9:2012,IDT)
2018-06-07发布
2018-10-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
中国国家标准化管理委员会 发 布
目次
前言 Ⅲ
引言 Ⅳ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 缩略语 2
5 分级体系 2
6 符合性的证实 5
附录A(资料性附录) 表面特性 7
附录B(资料性附录) 特定粒径范围描述符 10
附录C(资料性附录) 影响SCP分级的参数 12
附录D(资料性附录) 按粒子浓度确定表面洁净度的测量方法 14
参考文献 21
前言
GB/T 25915《洁净室及相关受控环境》包含10个部分:
---第1部分:按粒子浓度划分空气洁净度等级;
---第2部分:证实持续符合GB/T 25915.1的监测和定期测试技术条件;
---第3部分:检测方法;
---第4部分:设计、建造和启动;
---第5部分:运行;
---第6部分:词汇;
---第7部分:隔离装置(洁净风罩、手套箱、隔离器、微环境);
---第8部分:按化学物浓度划分空气洁净度等级;
---第9部分:按粒子浓度划分表面洁净度等级;
---第10部分:按化学物浓度划分表面洁净度等级。
本部分为GB/T 25915的第9部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本部分使用翻译法等同采用ISO 14644-9:2012《洁净室及相关受控环境 第9部分:按粒子浓度划
分表面洁净度等级》。
本部分由全国洁净室及相关受控环境标准化技术委员会(SAC/TC319)提出并归口。
本部分起草单位:中天道成(苏州)洁净技术有限公司、深圳市吉隆洁净技术有限公司、苏州安泰空
气技术有限公司、苏州工业园区嘉合环境技术工程有限公司、苏州净化工程安装有限公司、中国电子工
程设计院、中电投工程研究检测评定中心、中国电子学会洁净技术分会、深圳市亿天净化技术有限公司、
北京世源希达工程技术公司、中国工程物理研究院八所、深圳新科特种装饰工程公司。
本部分主要起草人:姜皓遐、殷晓冬、王大千、黄吉辉、金真、袁晓东、蒋乃军、王尧、张利群、夏群艳、
苏钢民、吴晓媛、石小雷、邴绍同。
引 言
洁净室及相关受控环境按照对污染敏感的作业所适用的水平提供污染控制。受益于污染控制的产
品和工艺包括航空航天、微电子、光学、核能和生命科学(制药、医疗器械、食品、医疗)等工业。
GB/T 25915.1-2010~ GB/T 25915.8-2010 是 专 门 针 对 悬 浮 粒 子 和 化 学 污 染 的,
GB/T 25916.1-2010和GB/T 25916.2-2010是针对生物污染的。在洁净室及其他受控环境的设计、
技术条件、运行和控制中,除了表面洁净度分级外,还应考虑许多因素。这些因素在GB/T 25915和
GB/T 25916的其他部分中有详细说明。
本部分是通过测定粒子浓度表示表面洁净度分级。本部分还列出了测定表面粒子浓度的步骤和一
些测试方法。
若监管机构有相关规定或指南,可对测试步骤予以适当修改。
洁净室及相关受控环境
第9部分:按粒子浓度划分表面洁净度等级
1 范围
GB/T 25915的本部分阐明了在洁净室及相关受控环境中,按粒子浓度来划分固体表面洁净度等
级。附录A~附录D中给出了关于表面特性的信息以及推荐的检测和测量方法。
本部分适用于洁净室及相关受控环境中的所有固体表面,如墙壁、顶棚、地板、生产环境、工具、设备
和产品。按粒子浓度划分的表面洁净度等级(SCP)限于粒径0.05μm~500μm的粒子。
本部分对以下事项未予考虑:
---特定工艺的洁净度及适合性要求;
---表面的清洁步骤;
---材料特性;
---涉及相互结合力或通常与时间和工艺过程有关的事项;
---分级和测试统计方法的选择和使用;
---粒子的其他特性,如静电电荷、离子电荷、微生物等状况。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 25915.6-2010 洁净室及相关受控环境 第6部分:词汇(ISO 14644-6:2007,IDT)
3 术语和定义
GB/T 25915.6-2010界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
区分特定粒径范围SCP水平的描述符。
注:此描述符可用于特别关注的或在分级体系之外的粒径范围,并可单独说明或作为SCP等级的补充。
3.2
没有任何中间步骤的测量污染方法。
3.3
带有中间步骤的测量污染方法。
3.4
固体表面 solidsurface
固体与另一相之间的界面。
3.5
表面粒子 surfaceparticle
离散分布并粘附在所关注表面上的固体或液体物质,不包括覆盖整个表面的薄膜类物质。
注:表面粒子是通过化学和(或)物理相互作用而粘附的粒子。
3.6
表面粒子浓度方面的状况。
注:表面洁净度是由材料与型式特点、各种应力负荷(作用于表面上负荷的复杂性)以及起主导作用的环境条件和
其他因素所决定的。
3.7
SCP等级 SCPclass
每平方米表面关注粒径粒子浓度最大允许值的级别(SCP1级至8级)。
3.8
SCP分级 SCPclassification
以ISO SCPN级表示的代表每平方米中关注粒径的表面粒子最大允许浓度(或测定水平的过程)。
3.9
关注的表面区域单位面积离散粒子的数目。
4 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
EDX:能量色散X射线光谱法(energydispersiveX-rayspectroscopy)
WDX:波长色散X-射线光谱(wavelength-dispersiveX-rayspectroscopy)
5 分级体系
5.1 ISO -SCP分级公式
在洁净室及相关受控环境中,按粒子浓度划分的表面洁净度级别(SCP)以等级数字N 表示,它规
定了表面上所关注粒径粒子的最大允许浓度。N 由式(1)确定,它表示某一关注粒径(D)粒子每平方
米表面所允许的最大总浓度:CSCP;D。
CSCP;D=k
10N
(1)
式中:
CSCP;D---每平方米表面上大于或等于所关注粒径粒子的最大允许总浓度,CSCP;D保留不多于3位
非零有效数字,修约到最近的整数;
N ---SCP分级数字,限于SCP1级~SCP8级;SCP分级数字N 所对应的是以微米为单位的
被测粒径D;
注:N 表示的是基准粒径为1μm的粒子浓度以10为底的指数。
D ---关注粒径,单位为微米(μm);
k ---常数1,单位为微米(μm)。
注1:由于粒子生成和传输的动态特性,依据粒子浓度的SCP等级是可依时间和工艺而定的值。
注2:由于统计评估的复杂性及众多参考资料,GB/T 25915本部分中未说明对分级和测试统计方法的选择与应用。
依式(1)导出的浓度CSCP;D应作为确定值使用。表1显示的是所选定的SCP等级和关注粒径对应
的表面最大允许累积浓度。
表1 洁净室及相关受控环境所选定的SCP等级 单位为粒子数每平方米
SCP等级
粒径
≥0.05μm ≥0.1μm ≥0.5μm ≥1μm ≥5μm ≥10μm ≥50μm ≥100μm ≥500μm
SCP1级 (200) 100 20 (10)
SCP2级 (2000) 1000 200 100 (20) (10)
SCP3级 (20000) 10000 2000 1000 (200) (100)
SCP4级 (200000) 100000 20000 10000 2000 1000 (200) (100)
SCP5级 1000000 200000 100000 20000 10000 2000 1000 (200)
SCP6级 (10000000)2000000 1000000 200000 100000 20000 10000 2000
SCP7级 100000002000000 1000000 200000 10000 20000
SCP8级 100000002000000 1000000 200000
表中的值是每平方米表面上大于或等于关注粒径的粒子浓度及SCP等级(CSCP;D)。
括号内的数字,其对应的粒径不宜用于分级;选择其他粒径进行分级。
测试所用最小面积应在统计学上对关注表面具有代表性。
注:对较低SCP级别的分级,要有大量的测量结果以确立有效值。
说明:
X ---关注粒径,D(μm);
Y ---表面上粒径≥D 的粒子浓度,CSCP;D(个/m2);
1 ---SCP1级;
2 ---SCP2级;
3 ---SCP3级;
4 ---SCP4级;
5 ---SCP5级;
6 ---SCP6级;
7 ---SCP7级;
8 ---SCP8级。
图1 SCP等级
图1上的分级实线是用于分级,虚线不可用于分级。
注:表面上的粒子分布一般不呈正态分布,而是受到各种因素,如粗糙度、孔隙度、静电电荷、沉降机理等的影响(参
见附录A)。
举例:SCP5级(1μm)表示每平方米表面上关注粒径≥1μm(D=1)的粒子最多可有105个。SCP
5级(10μm)表示每平方米表面上每平方米关注粒径为≥10μm(D=10)的粒子最多可有104个。所测
得的任何其他粒径(D =x)的粒子,如浓度在相应的SCP等级线以下,则均处于SCP5级(xμm)的标
准内。
处于分级体系之外的粒径,或仅关注很窄的粒径范围、个别粒径时,可使用描述符(参见附录B)。
5.2 表示方法
SCP等级的表示方法如下:SCPN 级(Dμm)。
洁净室及相关受控环境SCP等级的表示方法,还应包括下列内容:
a) 所测表面的类型;
b) 所测表面的面积;
c) 所用测量方法。
所用测量方法的详细情况,包括采样技术和测量装置,应包含在测试报告中。
关注粒径应由需方和供方商定。
要依所测粒子的直径说明SCP的分级。
例1 SCP2级(0.1μm);晶圆片或玻璃基底,表面积310cm2;表面粒子计数器。
例2 SCP5级(0.5μm);瓶子内壁,表面积200cm2;液体扩散-液体粒子计数器。
5.3 按粒子浓度划分表面洁净度的一般性信息
空气悬浮粒子的浓度与表面粒子浓度一般是有关的。其关系由许多因素决定,如气流紊流、沉降
量、沉降时间、沉降速度、空气中的浓度,以及静电电荷等表面特性(见A.2.4)。为按粒子浓度测定表面
洁净度,应考虑到影响测试的各种参数(参见附录C)及表面特性(参见附录A)。
6 符合性的证实
6.1 概述
与需方商定的SCP等级要求的符合性,需经过测试并提供测试条件和测试结果的报告来证明。
证实其相符性的细节(见6.3)要由需方和供方在测试前商定。
6.2 测试
符合性的验证测试应以经过校准的仪器和适用的测试方法在受控环境内进行。
附录D中给出的直接和间接测试法可用来证实符合性。目录中所述的常用测试方法并非全部,经
商定可采用具有等效精度的其他方法。
注:即便正确应用不同的测量方法,也会产生不同的结果,而其有效性是相同的。
建议采用重复测量。
测试方法及测试环境应由需方和供方商定。
因静电电荷会增加粒子向表面的沉降,应事先采取措施降低测试区周围的静电电荷,如表面是非导
电的,也未接地或中和电荷,就可能产生静电电荷(参见附录A)。从而可能改变测试结果。
6.3 测试报告
每个表面的测试结果要予以记录,以综合报告的形式提交,并说明与规定的SCP等级相符或不相
符。测试报告至少要包括下述各项:
a) 基本数据:
---测试日期和时间。
---测试单位的名称和地址。
---测试人员姓名。
b) 参照的文件:
---标准。
---指南。
---规定。
c) 环境数据:
---采样环境条件(即温度、湿度、洁净度)。
---测量时的环境条件(即温度、湿度、洁净度)(对直接法非必需)。
---测量所在位置(房间等)。
d) 样本:
---对测试对象的清楚识别。
---对测试对象的说明。
---测试样本的图样和草图。
e) 测试方案:
---对测试方案进行说明的照片和(或)草图。
---对操作参数的说明。
---对测量点的说明。
---对所用硬件的说明。
f) 测量装置:
---仪器和装置及当前的校准证书。
---测量范围。
---对校准证书的说明。
g) 测试:
---所用测试方法的相关详情,以及对偏离测试方法的可用数据的说明(如商定)。
---采样前的表面条件(如清洁后,包装后,处于大气或真空环境)。
---规定的检测和测量步骤/方法。
---采样及测量期间的占用状态。
---规定的检测方法。
---所有商定的文件(如原始数据、背景粒子浓度、图片、图形、清洁和包装)。
---采样持续时间、地点和位置(对直接法非必需)。
---测量持续时间、地点和位置(对直接法必需)。
---采样(测量)期间值得注意的观测结果(如适用)。
---所进行的测量次数。
---所测表面的明确位置和面积,并注明表面具体坐标。
h) 结果与分析:
---如适用,在测量前和测量后目检被测表面。
---测量值和对测量值的分析。
---数据质量说明。
---关注粒径范围。
---所进行的全部测试的结果,包括给定粒径粒子浓度数据。
---按粒子浓度级别划分的表面洁净度,以SCPN级表示。
---洁净表面的验收标准,如需方和供方有商定。
附 录 A
(资料性附录)
表 面 特 性
A.1 对表面的说明
确定表面特性一般是按表面构造(如粗糙度、孔隙率)、机械特性(如硬度)以及物理化学特性(如表
面静电电荷和表面张力)。应在考虑了每种特性后,再选择表面洁净度分级测试方法,或作为对测试结
果的辅助说明。
A.2 表面特性
A.2.1 粗糙度
A.2.1.1 说明
表面粗糙度对表面的许多物理特性都有影响,表面粗糙度既不易以单个参数来描述,也不是表面固
有特性。粗糙度存在于两个基本平面:与表面成直角的平面,其特性可用高度描述;表面所在的平面,视
为“质地”,其特性由波纹度描述。表面粗糙度可用机械的或光学的方法测定。
A.2.1.2 测试
测定粗糙度常用的机械方法是使用触针式仪器(例如,见ISO 4287或 GB/T 10610-2009/
ISO 4288:1996)。
测定粗糙度和有孔表面结构常用的光学方法是显微镜法(光学、共聚焦、干涉法、有或没有隧道效
应、斜切截面)。
A.2.2 孔隙率
A.2.2.1 定义和说明
孔隙率是对材料内中空空间的量度,表示为0~1之间的小数,或是0%~100%之间的百分数。
---有效孔隙率(也称开孔率)系指总体积中流体能够有效地在其中流过的那部分体积(不包括有
一端不相连的空孔或空穴)占总体积的比率。
---大孔系指直径大于或等于50nm的孔。流体流经大孔是以体相扩散描述的。
---介孔系指直径大于或等于2nm但小于50nm的孔。
---微孔系指直径小于2nm的孔。微孔中的运动属于活性扩散。
A.2.2.2 测试
对给定材料或称为材料基体的混合材料的孔隙率,可有几种估算方法。
体积/密度法既快准确度又高(一般在实际孔隙率的±2%以内)。测量材料的体积和质量,用材料
质量除以材料密度即得出减去孔的容积后材料所应占据的体积。因此,孔的容积即等于总体积减去材
料体积,或直接表述为:(孔容积)=(总体积)-(材料体积)。
水饱和法稍难些,但更准确,更直接。取已知体积的材料和已知体积的水。将材料慢慢地倾倒入水
中,在此过程中使材料饱和。让材料在水中浸泡几个小时,保证材料充分饱和。然后将未被饱和的剩余
水从水桶上部倒出,并测量其体积。水桶中原来水的体积减去剩余水的体积即为孔的容积,或直接表述
为:(孔容积)=(水的总体积)-(剩余水的体积)。
压汞法(压汞孔隙度仪)需要将样本置于可将样本排空的特殊加注装置内,随后导入液体汞。再测
量与所施压力成函数关系的汞包的尺寸。施加的压力越大,汞能进入的孔就越小。一般情况下,这种方
法用于300μm~0.0035μm的孔径范围。因为对使用汞的安全问题的担心越来越大,所以已经研发出
几种非汞压入技术,宜作为替代方法予以考虑。
氮气吸附法用于测定材料中的精细孔隙率。氮气可冷凝在孔径小于0.090μm的孔壁上。该冷凝
量可用体积或质量测量。
A.2.3 硬度
测量各类型材料硬度有许多国家的和国际的标准。硬度测量常以球状或针状金刚石的穿透力、硬
物体的压痕或冲击器的回弹特性来表示。
ASTME18-07中有测量金属硬度的洛氏法、布氏法、肖氏法、维氏法。在测试开始时,根据样本的
厚度、金属成分及预期硬度,选择几何形状及压力。
A.2.4 静电
A.2.4.1 定义和说明
静电的定义为,材料表面上电子不平衡所产生的电荷。这种电子不平衡产生的静电场,会影响对物
体表面洁净度的测定。静电放电(ESD)的定义是,电荷在具有不同电位物体间的转移。
材料的任何相对运动及物理分离,或是固体、液体或携带有粒子的气体的流动,都可产生静电电荷。
常见的静电放电(ESD)源包括人、普通聚合物材料制成的物品及加工设备。与静电源的直接接触而产
生的ESD,或因带电物体发出的电场而发生的ESD,可损害零部件。
带电表面会吸引并捕获粒子污染物。如所选的表面洁净度测定方法是对表面粒子的(见D.2.......
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