SEMI F104-2020 超純水和液體化學品分配系統所用組件的顆粒貢獻評估

在國際半導體設備和材料（SEMI）計劃框架內制定的標準「SEMI F104-2020 評估超純水和液體化學品分配系統中使用的組件的顆粒貢獻的測試方法」描述了用於評估和比較顆粒對超純水（UPW）流體流動的貢獻的組件的技術規格和測試方法。

現有顆粒計量技術的限制使得先進半導體產業中的顆粒控制極具挑戰性。在這方面，SEMI F104 是關鍵零件顆粒控制的寶貴產業標準。該標準已全面修訂，以解決用於處理半導體加工過程中使用的超純液體的部件的允許顆粒貢獻問題。最近的更新修改了程序以適應更大的部件，增加了針對更大部件的專用測試程序，並增加了允許顆粒貢獻的規定值。在比較小型和大型零件時，零件的體積和表面積之間存在顯著差異，這意味著必須應用不同的測試協議。因此，該標準對一系列待測部件的流速提出了具體要求。修訂後的標準進一步明確了現有的測試程序，增加了新的程序，並規定了各種尺寸範圍內部件的規定值。

本標準定義了兩種評估顆粒貢獻的測試方法：

• 沖洗測試方法評估組件在靜止狀態下（被測組件內無主動移動的組件）的清洗性能。此方法可以指示使顆粒物水平達到規格所需的清洗量。
• 動態測試方法評估組件運行期間的性能，並提供動態運行條件下穩態顆粒貢獻的指示。

這些測試方法適用於半導體製造設備及輔助設備中使用的液體化學品和超純水系統組件。本標準描述了使用超純水作為測試介質測量組件顆粒污染的方法。在本標準中，超純水定義為符合本標準所述最低要求的水。這些方法利用現場液體光學粒子計數器來測量性能。

用於超高純度應用（例如半導體或製藥業）的產品必須確保在加工過程中不會進入任何污染物。用於這些應用的閥門必須提供最高水準的純度和性能。微量分析測試在獨立的、經認可的測試實驗室使用超純水沖洗進行。測試結果必須證明閥門產生的顆粒物顯著低於 SEMI F104 標準中的最大允許限值，從而確認其適用於超純應用。

簡而言之，SEMI F104 標準在半導體和高科技產業至關重要，因為即使是微小的污染也可能導致嚴重的產品故障或性能損失。此標準有助於確保無塵室使用的材料符合這些超淨環境的嚴格要求。

該標準提供了一個標準化框架，用於參考無塵室建造材料測試數據。它重點關注清潔度、排氣、顆粒形成和化學相容性。其目標是支持選擇能夠最大程度降低污染風險並支持可靠半導體製造過程的材料。

SEMI F104 標準概述了評估無塵室所用材料時需要考慮的關鍵特性和數據。這些包括：

• 排氣行為：材料釋放的揮發性物質會損害清潔環境中的空氣純度。
• 顆粒形成：材料不應釋放可能沉積在微晶片等敏感元件上的顆粒。
• 耐化學性：材料必須能夠承受潔淨室中使用的酸、溶劑和清潔劑的侵蝕。
• 清潔性：材料必須能夠輕鬆清潔和淨化。
• 文件和測試方法參考：此標準支援一致使用標準測試數據，以確保跨供應商和專案之間的可比較性。

SEMI F104標準適用於無塵室和微環境中使用的各種建築材料，包括：

• 聚合物和塑膠（例如 PVC、PTFE）
• 金屬（例如不銹鋼、鋁）
• 密封劑和黏合劑
• 塗層和表面處理

必須使用公認的測試協議來評估每種材料是否符合無塵室要求。

SEMI F104 標準對於半導體和高科技製造業至關重要，主要原因如下：

• 最大程度降低污染風險：半導體製造流程對即使是最輕微的污染都極為敏感。本標準可協助製造商選擇符合以下要求的無塵室材料：
  • 不會排放有害顆粒或揮發性化學物質（排氣）
  • 抵抗細菌生長和化學降解
  • 保持表面清潔和完整性

該標準規範了材料評估方式，降低了可能導致微晶片和晶片出現缺陷或故障的污染風險。

• 確保一致性和可比性：SEMI F104 標準提供了引用材料數據的統一方法，從而可以輕鬆：
  • 工程師比較不同供應商的材料
  • 買家做出明智、客觀的決定
  • 設施保持無塵室設計的一致性

這種一致性支持可靠的性能並降低引入不相容或不合格材料的可能性。

• 提高產量和產品品質：無塵室環境直接影響半導體製造的產量。受污染的材料可能導致：
  • 電路故障
  • 生產效率較低
  • 昂貴的召回或返工

該標準有助於提高製程可靠性和產量，從而幫助製造商滿足日益嚴格的品質標準。

• 改善供應鏈溝通：此標準提供了一個通用的參考框架，改善了以下各方之間的溝通：
  • 材料供應商
  • 潔淨室設計師
  • 設備製造商
  • 半導體工廠

這減少了不確定性並確保所有利害關係人了解所需的性能和清潔度規範。

• 支援符合其他標準：SEMI F104 標準通常與其他 SEMI 和 ISO 無塵室標準結合使用。該標準完善了以下測試和分類系統：

• 脫氣（例如「SEMI E49 高純度和超高純度管道性能、子組件和最終組件指南」標準
• 粒子生成
• 化學相容性

透過參考該標準，製造商可以建立符合更廣泛的監管和行業要求的無塵室系統。

因此，SEMI F104 標準在對無塵室完整性要求嚴格的高精度產業中發揮著至關重要的作用。它有助於保護敏感的製造環境，確保材料性能的一致性，並最終支援高品質、可靠的半導體裝置的生產。

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