CC BY
53
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА ЧИСТЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
© Севрюкова Е.А.*
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва
В статье рассмотрены технологические решения предотвращения молекулярного загрязнения воздуха в чистых помещениях. Рассматривается определение молекулярного загрязнения воздуха, его проявления и связанные с ним проблемы, а также описываются технологические решения по фильтрации частиц и удалению химических загрязнений, обеспечивающие низкий уровень эмиссии газообразных веществ, удовлетворяющий требованиям самых современных разработок в микроэлектронной промышленности.
Ключевые слова молекулярное загрязнение, микроэлектронная промышленность, воздух, измерение, контроль, чистое помещение.
Технологическое оборудование чистых помещений обычно создается с целью защиты персонала или производственного процесса от загрязняющих воздух частиц. В настоящее время большая часть примесей, оседающих на поверхности в чистых помещениях, образуется за счет газообразных веществ. Это явление получило название «молекулярное загрязнение воздуха», которое контролировать трудно. Существуют технологические решения, предназначенные для устранения источников и очистки загрязненного воздуха.
Помутнение кристаллических пластин, коррозия и неконтролируемое легирование - лишь некоторые примеры вызываемых молекулярным загрязнением воздуха дефектов, приводящих к потерям продукции в микроэлектронике. Молекулярное загрязнение воздуха играет важную роль не только в микроэлектронике, но и других отраслях, использующих чистые помещения.
Международная организация SEMI (Semiconductor Equipment and Materials International) в стандарте SEMI F21-951 предложила систему классификации газообразных молекулярных загрязнений воздуха. В этом стандарте молекулярные загрязнения воздуха подразделяются на четыре класса: кислоты (MA), основания (MB), конденсируемые соединения (MC) и легирующие добавки (MD). Для того, чтобы добиться сходства с системой классификации для частиц, использованной в стандарте FS 209E, классы также обозначаются числами 1, 10, 100..., однако, значение числа соответствует не числу частиц, а концентрации вещества в pptM (pptM - частей на триллион, т.е. 10-12, в молях; 1 моль равен 6,022 х 10-23 молекул любого вещества).
* Доцент кафедры Промышленной экологии, кандидат технических наук.
Для того, чтобы оценить возможные проблемы, сначала необходимо идентифицировать источники молекулярного загрязнения воздуха. Если возникает необходимость контролировать молекулярное загрязнение воздуха на уровне следовых концентраций, то следует рассмотреть четыре группы наиболее существенных источников молекулярного загрязнения воздуха [1]:
- химические вещества, используемые в производственном процессе;
- персонал - человеческое тело выделяет много веществ, включая аммиак;
- выделение газов из конструкционных материалов, используемых в фильтрах, потолках, полах, мебели и производственном оборудовании;
- загрязняющие вещества, которые вносятся из окружающей среды, например, сера, оксиды азота, озон.
После определения системы классификации молекулярных загрязнений воздуха в соответствии с природой веществ и по уровням загрязнения, выявления источников их возникновения, следующим шагом является установление уровня загрязнений, превышение которого может привести к снижению объема выпускаемой продукции. Необходимо установить возможное влияние химических свойств молекулярных загрязнений воздуха на производственный процесс [2].
В классической статье по молекулярному загрязнению воздуха (SEMA-TECH, «Technology Transfer», 95052812A-TR, 1995) были спрогнозированы допустимые концентрации молекулярных загрязнений для технологического процесса с топологией 250 нм. Информация о вызываемых молекулярными загрязнениями дефектах собиралась путем опроса на предприятиях и из литературных источников, а затем ранжировалась в соответствии с уровнем достоверности. По этим данным были выделены 4 производственные операции, наиболее чувствительные к молекулярному загрязнению воздуха: предварительное оксидирование, нанесение слоев кремния, формирование контактов и ультрафиолетовая фотолитография.
Считается, что «количество этапов технологического процесса, уязвимых для неаэрозольного или молекулярного загрязнения, будет увеличиваться». Важным направлением для уменьшения молекулярных загрязнений воздуха при фотолитографии является контроль концентрации содержания в воздухе аммиака и аминов, а также концентрации ионных и металлических загрязнителей [3]. Для снижения числа дефектов важен также контроль органических загрязнителей, которые являются причиной помутнения оптики.
При необходимости борьбы с молекулярным загрязнением воздуха необходимо выработать стратегию контроля этой проблемы и выбрать наиболее подходящий метод ее предотвращения. Предполагаемая стратегия решения этой проблемы включает в себя следующие этапы:
1. Проведение измерений.
2. Идентификация всех молекулярных веществ, содержащихся в воздухе, которые могут оказывать влияние на технологический процесс.
3. Отслеживание источников молекулярного загрязнения воздуха (если это возможно).
4. Подавление источников молекулярного загрязнения воздуха (если это возможно).
5. Использование химической фильтрации для снижения распространения загрязнений внутри производственных помещений до приемлемого (или прогнозируемого) уровня.
6. Использование химической фильтрации для снижения загрязнений от наружных источников (если это необходимо).
7. Проведение наиболее чувствительных к загрязнениям процессов в минизонах и использование специальных решений по химической очистке.
Методы мониторинга молекулярных загрязнений в воздухе на уровне ррЬ (доля на биллион, 109) или ppt (доля на триллион, 1012) подразделяются на: методы прямого анализа, методы активного пробоотбора, методы пассивного пробоотбора. Методы прямого анализа дают возможность получать информацию в реальном масштабе времени и могут применяться для наблюдения, но зачастую они очень дороги. В методах активного пробоотбора для отбора проб воздуха в жидкий или твердый абсорбент используется насос. Наиболее известными примерами является применение импиндже-ров и сорбционные колонок для неорганических и органических веществ соответственно. Методы пассивного пробоотбора используют диффузионный механизм, то есть молекулярные загрязнения попадают в пробоотборник за счет естественной диффузии. Эти методики сочетают в себе хорошую чувствительность и простоту применения. И активный, и пассивный пробоотбор дают результаты, усредненные по времени, в течение которого отбиралась проба, и могут использоваться для анализа как одного, так и нескольких веществ одновременно. Если концентрация загрязняющих веществ внутри исследуемого объема может изменяться, контроль за ней является очень важной задачей.
Часто обнаруженные молекулярные загрязнения являются химическими веществами, используемыми в процессе производства, или побочными продуктами этих процессов. Надежным путем предотвращения молекулярных загрязнений воздуха является применение материалов с низким уровнем газовыделения или учет этого фактора при реконструкции или переустройстве производства.
Заключение
Наиболее удачным решением для производств, с большим количеством молекулярных загрязнений воздуха, возникающих из-за газовыделения мо-
жет стать химическая фильтрация. Нетрадиционный подход с использованием материалов с низкой эмиссией газов для компонентов фильтров получил распространение для применения в изделиях, разработанных специально для микроэлектронной промышленности.
Список литературы:
1. ГОСТ ИСО 14644-1-2002 Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Классификация чистоты воздуха.
2. ГОСТ ИСО 14644-9-2012 Проект. Классификация чистоты поверхностей по частицам.
3. 209 Е Федеральный стандарт США.
ОЦЕНКА АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ КОМПОЗИЦИЙ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
© Черевач Е.И.*, Теньковская Л.А.*
Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток
В данной статье представлены исследования по изучению антиокси-дантных свойств перспективных видов растительного сырья Дальневосточного региона, их композиций, составленных по принципу фармакологического действия на организм человека и модельных систем с жирорастворимым а-токоферолом. Результаты изучения синергетиче-ского эффекта растительных антиоксидантов позволят моделировать многокомпонентные безалкогольные напитки биокоррегирующего действия.
Ключевые слова антиоксиданты, синергетический эффект, дикорастущие растения, композиции, жирорастворимый витамин, многокомпонентные безалкогольные напитки, биокоррегирующее действие.
В настоящее время полезные свойства природных антиоксидантов широко известны и подтверждаются многими авторитетными медицинскими организациями разных стран: Всемирной организацией здравоохранения, Национальным институтом по изучению рака в США, Институтами питания США, Англии, России, Институтом биохимической физики РАН им. Н.М. Эмману-
* Начальник Научно-организационного отдела, заведующий лабораторией функциональных пищевых товаров Школы экономики и менеджмента Дальневосточного федерального университета, кандидат технических наук, доцент.
* Аспирант, ведущий специалист лаборатории таможенной экспертизы кафедры Товароведения и экспертизы товаров Школы экономики и менеджмента Дальневосточного федерального университета.
