进入无尘室的材料、设备等物品管理要求

文章来源:http://www.iwuchen.com/  2015年11月16日  点击数:2092

进入无尘室的材料、设备等物品管理要求

无尘室


一、无尘室用材的选择

1.必须仔细选择无尘室的各种用材,确保它们不会对室内造成污染。无尘室内经常使用的材料与设备举例如下:
1)生产中使用的材料:在微电子工业中使用的硅晶片;
2)产品包装材料:如玻璃瓶、塑料瓶、塑料袋、预制的盒子等;
3)工艺设备和机器;
4)对设备和机器进行维修、校准、修理的工具以及转动设备的润滑剂等;
5)人员服装,如洁净工作服、手套、指套、口罩、头罩等;
6)无尘室清洁用品,如抹布与拖把;
7)消耗性用品,如书写纸张、圆珠笔、标签、棉签。
在大多数无尘室中粒子和纤维都是环境污染的主要来源。所以,应避免在生产工艺中使用容易破损或散发粒子的材料。其表面带有粒子和纤维的材料也应避免使用。
在半导体工业中,产品表面的化学品和空气环境中的某些气体分子可能形成的化合 物,会沉积在半导体的表面上,它们可能影响产品质量,甚至损坏半导体芯片。
在一些无尘室中,那些无法将静电不断地传导开的材料,可能会因为静电荷的积累和放电使那些对静电敏感产品会受到损坏。此外,静电还会使材料产生静电吸附效应而吸附粒子,造成污染问题。

选择用于无尘室内的生产材料,不仅仅要着眼于适合于生产工艺,而且也应关注是否有可能产生污染。显然对那些既可能构成污染,但又是生产所需的材料和物品,只有在缺之不可的情况下才能使用,或只有在已经充分认识到了这些材料产生污染的问题,并考虑了其他替代材料但又确实都不适合后,才可使用。


2.以下所列举的部分乃至全部物品,因其会造成无尘室的严重污染,根据产品对污染的敏感性不同,一般禁止在无尘室中使用。

1) 非无尘室专用纸,如果一定要使用普通纸,应将其放入塑料袋内或采用双面热塑;
2) 铅笔与橡皮、墨水中含有污染无尘室环境的化学品、纤维头书写笔或者会划纸的圆珠笔、修改液;
3) 用低碳钢或其他会生锈、磨蚀、氧化的材料制成的物品;
4) 用机器加工或处理时会冒烟或破损的物品;
5) 用木头、橡胶、纸张、皮革、毛、棉及其他天然材料制成的易破损物品;
6) 研磨材料或粉末、产生气溶胶的瓶瓶罐罐;
7) 不适合于在无尘室中使用的一次性物品,如棉签、胶带、标签;

8) 无尘室人员不得将第8章8.12节中开列出的个人物品带入无尘室内。


二、外部供应的物品及其包装

如果物品的供应商对无尘室要求知之甚少,或根本不予关心,那么它所供应的物品在进人无尘室时可能已受到了严重污染。在某些情况下,这可能是造成污染的一个重要原因。因此,为解决这类问题应采取一些措施。


1.外供物品宜在洁净环境中产生

供应无尘室的物品要求在洁净环境中生产,其洁净度标准宜与产品所供应的无尘室相 同。如果外部供应物品交付时不能达到适当的清洁水准,则必须在无尘室中对其加以清 洁,但这样做的效果可能差些。有越来越多的公司在洁净环境中制造供应无尘室生产所需 的零部件,无尘室管理人员应该向本企业采购部门强调,要关注无尘室物品供应商的生产 环境。应尽量选择质优价廉,又是在相应洁净环境中生产的无尘室用品,以保证本企业洁 净室的洁净度和减少清洁外供物品的耗费。

参观考察供应商的生产设施并检查其生产环境是很必要的。外供物品生产厂家可能并 不熟悉无尘室技术。所以,对他们的生产工艺的一些简单建议和改进,就可能产生不错的效果。即使制造厂家不具备洁净生产环境,但只要有较高水平的洁净管理条件,使用无尘室用的手套、抹布、不起毛的服装等,也可大大提高产品的质量。


2.外供物品的包装材料
应注意产品的存储和包装。如果加工的产品从生产设备上取下后立即用合适的洁净包 装方式包装好,则周围较差的生产环境对产品的影响就可以降至最小。
外供物品的包装方法和包装材料必须考虑所供应的无尘室的洁净度等级,包装的尺 度、外形均应符合贮藏、运输、开箱过程中防污染的要求,对包装材料的主要要求有以下 几点.
1)包装材料的无污染性:要求包装材料本身不产生粒子、纤维、污染气体及蒸汽等, 不明显地带静电,不与包装品产生化学反应;
2)包装材料必须使用能够清洁到包装物品所要求的洁净度的材料;
3)材料的强度及耐久性:包装材料应承受温湿度、外部作用力和紫外线等影响,能够保证所要求的密封性,避免运输、存放过程中破损而污染,以致将污染带入无尘室中。

无尘室外供用品的良好包装,不仅可以避免产品在运输途中的损坏,也可以最大限度地避免产品受到外部环境的污染。常使用的塑料材料为塑料薄膜或预制的包装塑料。塑料材料与其他许多材料相比,粒子、纤维、化学污染较少。塑料污染的大小取决于所使用的塑料种类、制造方法以及包装 方式。所以,对所用塑料包装是否适宜也要进行检验。有些塑料会产生静电,从而可能损坏产品。如果使用防静电塑料,它对粒子及纤维的 吸附作用也较小,因此也更洁净。如果需要控制分子污染的话,则有些塑料包装材料(如 PVC包装材料),可能就不适用了。


3.外供物品的包装方式
还要考虑的是需要几层包装。如果无尘室用的物品采用的是多层包装,就可以在其运往无尘室的过程中一次打开一层逐步拆装,这就可以保证物品送至无尘室时是较洁净的。对外包装用真空吸尘器吸扫外表面及用潮湿抹布擦拭,有助于保持其清洁,特别是在将产品运往无尘室的开始阶段,尤其如此。随着产品逐步进入无尘室,外包装也变得越来越洁净,相对而言外包装的清洁工作就显得不那么必要了。

包装物品有各种各样的正确方法。不同的物品、不同的用途、材料传递气闸室的不同设计等使得包装方法也有很大区别。所以,无尘室的管理人员必须规定适用的包装材料, 规定所需物品在进入无尘室的过程中对包装进行清洁和打开各层包装的规程。


三、 通过气闸室传递物品和小件设备

任何无尘室都不免要和其他低洁净级别区或非洁净区发生物品传递的情况,减少传递 过程中污染物的侵入是重要的日常管理工作。

通常使用气闸室、缓冲间以避免无尘室外的空气直接进入无尘室内。在气闸室的两个门均关闭时,从外走廊在开门时侵入的污染以及使用气闸室的人所散发出的污染,均被气闸室的送风所稀释。材料传递气闸室的两个门如同人身净化的吹淋室一样,一般都是联锁的。这样就可以 确保一扇门关闭之前另一扇门是不能打开的,可采用电气联锁,也可以是机械联锁。这样就可以防止外部较低洁净级别或非受控区的空气直接进人无尘室。粘垫则放在气闸室人口处,或者气闸室内。粘垫的作用是防止鞋底或推车轮子上粘附的污染转移到无尘室内。气闸室也用来防止材料表面及其包装上的污染物带入无尘室。以下介绍了两种通过气 闸室传递材料的方法。一种是“有台”式材料物品传递气闸室;另一种是“无台”式材 料物品传递气闸室。可根据所传递的材料物品及传递的安全性选用。


1.带传递台的气闸式传递室

“有台”式材料物递气闸室是将供应品安全地传递进无尘室的方法之一。这种方式就 是由传递台将气闸室分成“较脏”与“清洁”两个区,这种方法适用于传递较轻、可以由人力搬动的材料和设备。


使用传递台传递物品的方法如下:

1)清洁传递台:先将非受控区一侧的门打开,搬运材料或设备的人员,从较低洁净 级别或非受控区进入气闸室。气闸室地面铺有粘垫或粘毯,这样,从外面地板向内转移的 污染就可以最少。搬运人员按规定方法对传递台进行清洁,必要时对其进行消毒,进行清 洁工作时要注意,较长的传递台面被分为两个区域,靠无尘室一侧为“清洁”区,靠较低 洁净级别或非受控区一侧为“拆包”区,如图10-1所示。


2)送入传递物品并拆包:完成清洁工作后,搬运人员将带包装的物品送人气闸室。 但不得把纸板箱的包装材料带入气闸室内,因为它们会散发较多粒子,易造成交叉污染。 将带着塑料包装的物品送人气闸室后,将其放置在传递台的“拆包”区一侧,即所谓的 “带包装”侧或“脏”侧。随即对包装进行清洁,然后拆开包装。其具体清洁方法根据使 用物品的无尘室的标准而定,高级别洁?室要求“精洁净”,一般无尘室要求则略低。然 后把物品放置于传递台的另一侧,即所谓的“包装已拆”侧或“洁净”侧。将物品从外 部区域送人气闸室内的人员携带装置外包装的容器,关上通往外部区域的门,离开气 闸室。


3)气闸室充分自净:让气闸室处在无人状态下数分钟的时间,以便将污染降至这样 的浓度:当无尘室一边的门打开时,无尘室不会受到大的影响。为实现这一目的,可安装 内外门的联锁计时装置或指示灯。当无尘室侧门自动打开或指示灯点亮后,无尘室的人员 进人气闸室,拿起物品后离开气闸室,如图10-2所示。
气闸室 

 


2.无传递台的传递区

如果需要将大的重型设备或机器进出无尘室,则常常使用不带传递台的气闸室。但不带传递台的气闸室作为传递区使用时,其安全度一般低于带传递台的气闸室。

其工作程序 如下:

拆除用纸箱等包装的无尘室用品放在一清净小车上。小车从外部的非受控区推入传递 用气闸室,人员随即离开。来自无尘室的人员进入气闸室并取到供应的材料。如果该材料 较重,不得不将小车推入无尘室。

在将小车推人无尘室以前,必须在气闸室内对其进行清 洁。如果材料不那么重的话,则可将材料转移到从无尘室推过来无尘室专用的材料转运小车上。

清洁或拆除材料的包装,或先清洁再拆除包装。然后,将载有材料的洁净小车推入无尘室,无尘室的门随后关闭。如果有物品需要带出,外来的小车可暂时留在气闸室。如果有更多的供应物品需要运入,外来的小车即可离?气闸室。

当把无尘室的小车推人无尘室前,可以考虑使用无尘室粘垫或粘毯清除小车轮子上的 污染物。


四、 无尘室固定设备的进入、安装与维修

对于那些进入无尘室就位后就同定不动或相对同定的大型设备,例如无尘室生产工艺 用的自动机械加工设备、隔离性装置、排风罩等,这类固定设备通常处在无尘室关键工序 的周围,它们一旦被安装到位,再次移动不仅十分困难,并对无尘室的环境条件也影响较 大

对于这类无尘室的大型设备,首先要求供货商在生产制造时,务必在洁净环境中,而且其包装材料、方法也应符合无尘室的要求。


1.固定设备进入的程序
为了避免发生大型固定设备进入“动态”无尘室,也就是说无尘室已投付正式运行, 还要进入大型固定设备,应该在管理计划中尽可能排出。因为在这种特殊情况下,无尘室 按ISO 14644 -2 “证明持续符合ISO 14644 - 1的测试和监测技术条件”的规定要重新认证无尘室,其工作是相当繁杂的。
正常情况下,通常是在空态或静态条件下将固定设备送入。把设备送入无尘室时,应该关注的问题是:整个过程都不应增加对环境的污染。
解决大型部件运进运出的最好办法就是设计一个大型物流气闸室。它足以将每件设备 运进运出无尘室。如果条件允许,设计无尘室时,宜考虑采纳这个方案。

设备进出无尘室的另一设计方案是在无尘室的墙上开一组双门,大得足以容纳机器、大型设备件的通行。由于这样的通道有可能直接与外走廊相通,因此必须锁住,只有设备需要进入时才打开。有些类型的墙板模块可以取下来再安装好又不对墙造成损坏,这样的话,就不需要另开门洞。


2.可在无尘室内墙一侧建一个临时气闸室
所有准备进入的设备都要检查在运输中有无损坏,有损坏的设备应该在无尘室外隔离 保护起来,待供货商修复或另行处理。运输用的板条箱、硬纸板等应该在邻近无尘室的未受控区内拆封,然后再运进受控环 境。如果没有包装,则设备的所有表面都应该予以清洁,然后再运进洁净区。

理想的方法是在设备专用气闸室内进行设备清洁,当设备过大时,宜于在气闸室 或无尘室附近临时专门修建的房间内拆掉最外面的薄膜材料,作进人无尘室前的清洁工作。

拆包过程如下:

1)对设备外护层用吸尘设备进行清洁,从顶部开始,向两侧扩展;
2)用适当的清洁剂擦拭外护层;
3)从设备外护层的顶部撕开一个“工”型或“X”形切口,从顶部向下剥离外护层
4)如果有多层包装,每层包装膜都要按2)、3)程序重复进行;
5)所有运送设备人员进入气闸室前都要穿上适当的洁净服;
6)所有移动用、搬运用的设备都应在气闸室内进行清洁;
7)在打开气闸室靠无尘室一侧的门运入设备前,应先清洁气闸室。


3.通过传递窗传递材料

除了物流气闸室外,还有其他方法可将材料传递入无尘室内供使用。将小型的物件传 进传出无尘室通用的办法就是使用传递窗。传递窗的工作方式与物流气闸室相似,将物品传递入无尘室,大致通过下述的 步骤:
1)在无尘室外面的人员打开传递窗的小门,对传递窗进行清洁;
2)打开物品的一层包装,将物品放入传递窗内;
3)关闭传递窗的小门;
4)在传递窗另一边的人员打开传递窗的内门,取出物品。对取出的物品进行清洁。 在污染控制要求严格的场合,则再打开物品的另一层包装。传递窗一般都带有电子或机械的联锁装置,防止两个小门被同时打开,这样可防止外部空气流入无尘室。有时将传递窗建在与地面水平的位置,便于较重的物品通过传递窗

4.固定设备运入的机械
如有可能,大型设备应该临时拆卸为能安全进人无尘室的组件,使无尘室设备运入过程的风险降低。因为这些大型装设搬运中,与无尘室围护结构表面接触时,可能发生磨损、撞伤,并产生污染。
所有用于大设备、组件的提升、牵引或定位的专用设备,在进入无尘室前必须彻底清 洁。这类设备多数不是专为无尘室使用而设计、制造的,应彻底地检验有无膜屑,表面剥落状况或不宜进入无尘室的材料。
通常宜用与无尘室级别相适应的塑料薄膜或带子包裹或密封这些设备的外表面。设备
如橡胶轮,宜用无尘室专用塑胶带(cleanroom - compatible plastic tape)包严,以免在地面上遗留下橡胶或塑料微粒。


5.固定设备的安装程序
最有效的措施是在设备安装阶段用临时的隔墙或隔断把设备所在位置与无尘室隔离开 来。为不妨碍设备安装,在设备周围应留出足够的空间,但同时也要注意隔离区空间适度,不宜过大。操作程序及其他注意事项如下:
1) 设备应尽可能通过服务通道或其他非关键区(non-criticalarea)进人隔离区(dis- olation area),如不可能则应采取措施尽量减少污染。
2) 该隔离区的气压相对于周边应维持中性或负压。完全封闭的隔离区则应该截断区内的洁净空调送风,以减少安装时产生的污染物向外扩散。 
3) 应该事先制定计划,明确对隔离区和周围区域监控的方法和频率,确保能及时发现污染物由隔离区向外渗透的情况。
4) 设备就位后,在架设各种动力设施,如电、水、气体、真空、压缩空气和排水管道时,应采取措施控制操作过程产生的烟气和残渣,避免污染周围的无尘室,也有助于减轻拆除隔断时的清洁工作量。
5) 在设备安装工作完成后,清除隔离区内的污染,墙、地面、设 备等所有表面都要用真空吸尘器清扫、清理和擦拭。要特别注意设备护板后面和下面区域的清洁。
6) 在隔离区清洁工作完成后,可以进行设备的试运行和设备性能的初步测试,但最后验收的测试,则需要完全具备无尘室的条件方可。
7) 经仔细分析,选定对无尘室内的正常工作干扰最少的时间拆除隔断墙。在小心地拆除隔断墙的同时,隔离区内原被临时阻断的送风口,开始恢复送入洁净空气。此过程中,宜于随时监测周边离子浓度的变化。
8) 清理隔断后,设备所处位置恢复无尘室正常状态,开始对设备内部和关键工序部位(critical processing chambers),进行进一步清洁和作投人使用的准备。
9) 对设备所有内腔和所有与产品接触表面,也包括产品装卸的表面,都要进行擦拭, 使之达到要求的洁净度水平。设备清洁顺序应是从顶到底。如果清洁过程中有颗粒物散出,则较大的粒子,在重力作用下将落到设备底部或地面。
10) 再次清洁设备外部,其顺序也是从顶至底。

11) 必要时,应检查产品或工艺要求非常关键区域的表面粒子情况。


6.固定设备的维护与维修
任何设备都需要定期维护或临时维修。对此项工作的指导原则是:无论设备进行维护或维修时,都不能造成对无尘室的污染。维护、维修工作完成后要清除设备外表面的污染,按工艺要求,必要时还要清除内表面的污染。
1)如有可能,凡要进行维修的设备应先移出无尘室再维修,以减少污染产生的可能性;
2)如果必要,应将需要维护的固定设备与周围的无尘室隔离开来,再进行主要的维护或维修。或者采取把所有正在制造的产品移往适当位置的措施;
3)正在维护、维修设备相邻的无尘室区域,应适当加强监控,以保证有效地控制污染;
4)在隔离区内进行维修、维护的工作人员,不应与无尘室的生产或操作人员发生接触;
5)进人无尘室的维护或维修人员,应遵循该洁净区的规范,包括穿着适当的工作服及维修完成后对该区和设备清洁应达到要求;
6)如果技术人员需要躺下或爬到设备下面去维修,应该先确定工作条件是否适宜,应在进行化学品、酸或生物危险品有效中和或适当处理后,再开始维修工作;
7)应采取措施保护维修人员的洁净服不接触到设备上的润滑油或工艺用化学品等污 染物,还应避免洁净服被设备、工作的锐边撕裂、捅破;
8)进行维护或维修工作用的全部工具、工具箱、小车等,在进入无尘室前都应彻底 地清洁,不允许带入任何锈蚀的工具。如果进人生物无尘室,则还可能要求灭菌或消毒;
9)维修技术人员应避免把工具、各种零配件、损坏的零部件或清洁用的工具材料等 任何物品,放置在产品或工艺材料用的工作表面附近;
10)维修工作过程中应该注意清洁,随时进行清洁工作,定期地更换手套,避免因手 套破损,维修人员的皮肤接触设备洁净表面的情况发生;
11)如果要求使用耐酸、耐热或耐切割型的非无尘室手套,那么这些手套应符合洁净 室要求或另套一副无尘室手套;
12)如需进行钻、锯作业时,应使用专用的罩盖,把工具和进行钻、锯的区域遮蔽起 来,同时使用无尘室真空除尘器,及时吸走扬尘。
13)在地面、墙面、设备侧板或其他表面钻孔后,留下的缝隙、孔洞,要采取密封措 施,如用填料、粘合剂和特殊制造的板堵塞,以防止污染物经孔洞、缝隙扩散到无尘室内。


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