입자 계수에 대한 기본 안내서 (2.4 MB)

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입자 기술 기본 가이드
Steven D. Kochevar, 2006년 1월

섹션 I. 입자
이 섹션은 입자의 물리적 성질, 원천 및 행동에 관하여 설명한다.

입자 형태 및 근원
일반적으로, 세 가지 형태의 입자가 있다: 비활성 유기체, 살아있는 유기체 그리고 비활성 무기체. 비활성 유기 입자는 비반응 유기체로부터 발생하는데, 이것은 살아있는 유기체에서 발생하는 물질이고 탄소 기반 화합물을 포함한다. 살아있는 유기 입자는 적합한 조건하에서 살 수 있거나, 발전하거나, 성장한다; 박테리아와 균류가 살아있는 유기 화합물의 예이다. 비활성 무기 입자는 모래, 철, 염화칼슘 및 기타 광물질 기반 물질 같은 비반응 물질이다.

일반적으로, 유기 입자는 동물 또는 식물 같은 탄소 기반 생명체로부터 발생하지만 입자가 반드시 아직도 살아있는 것은 아니다. 무기 입자는 광물질 같은 살아 있던 적이 없는 물질로부터 발생한다. 죽은 피부 세포는 비활성 유기 입자이고, 원생동물은 살아있는 유기 입자이고, 구리 먼지의 티끌은 비활성 무기 입자이다.

입자는 다양한 근원으로부터 발생한다. 비활성 입자는, 나무를 자를 때 발생하는 먼지와 같이, 대개 하나의 아이템이 다른 하나의 아이템과 마찰할 때 생긴다. 사람은 죽은 피부의 지속적인 탈피를 통해 수천의 비활성 입자와, 또한, 많은 양의 살아있는 입자를 떨어뜨린다. 전기 모터는 와이어 브러시가 회전하는 부품에 문지를 때 비활성 입자를 발생시킨다. 플라스틱은, 자외선에 노출될 때, 천천히 비활성 입자를 내보낸다. 크기
요즘의 제조 방법과 관련하여, 가장 작은 입자는 너무 작아 파괴적인 오염으로 간주될 수 없다. 이러한 입자들은 원자 보다 몇 배 작고, 아원자 입자라고 불린다. 다음으로 큰 입자군은 원자고, 그 다음은 분자인데, 이것은 원자의 그룹이다.

분자 오염은 무어의 법칙을 따르는 반도체 제조 환경에서 특별한 관심사항이다. 1965년에, Gordon E. Moore(인텔사의 공동 창립자)는 집적회로에서 트랜지스터의 수가 2년마다 두 배가 된다고 말했다. 집적회로에서 한정된 면적에서, 트랜지스터를 배가하는 유일한 방법은 트랜지스터의 크기를 줄이는 것이다. 이러한 트랜지스터들은 입자 크기에 쉽게 움츠러지고, 분자 오염은 제조 효율을 제한할 수 있다.

분자 오염이 되면, 다양한 제조 용 애플리케이션은 마이크론 단위로 측정된 입자에 집중한다. 이러한 입자들은 크기가 1 마이크론(µm) 훨씬 이하에서 100 µm에 이른다. 1마이크론의 길이는 1/1000밀리미터와 동가이다.

비교해서 말하면, 25,400 µm 은 1인치와 같고, 소금 한 알은 약 60 µm이고 사람의 머리카락은 50-150 µm이다. 보통 사람의 눈은 40 µm이하의 입자를 볼 수 없다. 100 µm보다 크고 0.01 µm보다 작은 입자는 대부분의 현대 제조 공정에서 관심이 없다. 100 µm보다 큰 입자는 쉽게 필터링되고 0.01 µm이하는 피해를 입히기에는 너무 작다. 게다가, 국제표준화기구(ISO)는 0.1 µm이하 입자(울트라파인 입자라고 부름)와 5.0 µm이상(매크로입자라고 부름)에는 분류를 제공하지 않는다. 표1은 몇몇 일반적인 입자와 그것들의 상대적 크기를 열거한다.

머리카락: 50 - 150 µm
눈에 보이는 것: 50 µm
인플루엔자 바이러스: 0.07 µm
꽃가루: 7 - 100 µm
재채기 입자: 10 - 300 µm
먼지: 0.1 - 100 µm
박테리아: 1.0 - 10 µm

입자를 측정하는 데는 여러 가지 다른 방법이 있다. 그림1은 사용된 표준 방법들을 보여준다. 밑에 점선으로 만들어진, 구는 동가의 폴리스티렌 라텍스 구(PSL) 입자를 나타낸다; 입자 계수기를 조정하기 위해 사용된 모의 입자와 테스트 필터.

각각의 측정 형태를 위한 과학적 용어는 다양한 상황에서, 특히 현미경 검사에서, 유용하다. Feret 직경은 입자 프로파일에 접하게 그리고 시각적 눈금에 수직으로 그려진 이론상 평행선 사이에 측정된 거리이다. 표면에 입자 낙하는 입자의 물리적으로 가장 안정된 상태를 채택할 것이다, 이것은 관측자에게 가장 큰 영역과 결과적으로 가장 큰 치수를 제시할 것임을 의미한다.

일부 입자들은 크기가 달라질 수도 있다. 짚신벌레와 같은 살아있는 유기 입자는 대부분의 동물처럼 대부분 수분으로 이뤄진 하나의 미생물이다. 짚신벌레가 건조되면(마르면) 함수(물이 참)할 때보다 훨씬 더 작을 것이다.

입자 크기는 제조와 관련이 있다. 크린 공정에 따라, 특정 입자 크기는 피해를 일으킬 수도 있다. 반도체 산업에서, 1마이크론 미만 입자는 생산가능 칩의 수에 영향을 미친다. 디스크 드라이브 산업에서, 입자들은 읽기/쓰기 헤드에 손상을 줄 수 있다. 의약품 산업에서, 보다 큰 입자는 약의 인체와의 상호작용에 영향을 줄 수 있다. 우리가 대부분의 미립자 오염을 제거하기 위해 필터에 의지하기 때문에, 관련된 입자 크기를 앎으로써 오염을 제거하고 생산성을 증가하기 위해 정확한 세공 크기 의 필터를 구입할 수 있다.

종형 곡선 분포(Gaussian 분포)
현실적으로, 입자 기준은 하나의 입자 크기 채널 안에서 정확하게 사이징이 좀처럼 되지 않는다. 한 예로써 0.3 µm 입자를 사용하여, 대부분의 입자들은 0.3 µm 보다 좀 크거나 좀 작다. 우리는 0.3 µm을 편의상 명칭적 크기의 입자라고 부른다(예를 들어, “0.2547 µm - 0.3582 µm 입자”라고 부르는 대신에). 입자의 하나의 입자가 명칭적 크기와 다른 양이 편차이다. 이 편차는 표준 편차의 제곱수와 같다.

많은 입자를 0.3 µm 명칭적 크기로 정확하게 측정하여 그래프화 하면 그래프 3과 같이 보일 것입니다.

그래프에서, 대부분의 입자는 0.30 µm에 집중되고, 0.30 µm보다 크거나 작은 입자의 수는 더 적습니다. 입자 계수기에서, 명칭적(Gaussian) 분포 이내에 떨어지지 않은 이러한 입자는 다음의 보다 크거나 보다 작은 입자 크기 함에 포함됩니다.

농도
전형적으로, 실내 공기의 표준 입방피트에서, 0.5 µm보다 큰 1,000,000입자를 기대할 수 있습니다. 비교해서 말하면, 대양 또는 높은 산의 가운데에, 공기의 1입방 피트는, 0.5 µm. 보다 큰, 34 입자 또는 169입자(각각) 만을 포함합니다.

액체에서, 크린룸의 울트라 순수수 소스의 1밀리미터는 0.05 µm보다 큰 1입자 훨씬 미만을 포함합니다. 그러나, 1밀리미터의 마시는 물은 0.05 µm보다 큰 1,200,000입자를 포함합니다.

현저한 입자 농도를 방출하면서, 사람은 하루에 1온스의 피부 입자를 떨어뜨린다. 공기를 내쉬는 단순한 과정이, 특히 흡연자, 수천 입자를 낳는다. 그러나, 물 한 잔을 마시는 단순한 행동은 내쉬어진 입자를 현저히 감소시킨다. 그림2는 사람의 활동이 입자를 만들어내는 것을 보여준다.

분포
주위에서 공기중 및 액체 입자는 일반적인 크기 분포를 따른다. 공중 입자 분포는 파워 법칙 분포(Power Law Distribution)를 채택하는 ISO 14644를 따른다. 파워 법칙 분포는 데이터를 하나의 입자 사이징 채널에서 다음 것으로 연관시킨다. 긴-로그 그래프에 그리면, 데이터는 직선을 낳는다; 비슷하게, 표준 XY-축 그래프에 데이터를 그리면 급격한 감소선을 낳는다.

그 이후의 입자 연구는 공중 입자 분포가 1/(직경)2.1에 비례함을 보였다. 액체 입자 분포는 1/(직경)2 - 1/(직경)4.5 범위이지만, 1/(직경)3 가 대부분의 주위의 대기 액체 분포를 위한 표준으로서 사용된다.

파워 법칙분포 공식 예:

* 마시는 물 테스팅은 20 입자/mL > 2.0 µm를 보인다
* 액체 입자 분포 공식 1/(직경)3을 사용한다.
* 이 공식은 > 0.5 µm 입자수가 얼마인지 계산할 수 있다:
  -- (입자수 > 2 µm)* [1/(입자 직경 비율)3]
  -- (20)* [1/(0.5 µm/2.0 µm)3]
  -- 1280 입자 > 0.5 µm
* 이 마시는 물은 20 입자/mL > 2.0 µm, 그리고 1280 입자/mL > 0.5 µm을 포함한다.

물질
거의 모든 것은 정상적인 상황에서 입자를 발생하다. 크린룸에서, 가장 풍성한 입자 발생기는 대개 사람이다. 사람은 피부 세포 탈락, 향수/화장수/헤어 스프레이, 탈모, 호흡, 재채기 등으로 입자를 발생시킨다.

모든 입자들은 그룹핑으로 분류될 수 있다:

* 입자: 도처에 유사한 물질로 된 단일 입자
* 집합체: 강한 원자 또는 분자의 힘으로 함께 모인 입자군. 이 입자의 인력은 콘크리트 덩어리의 접착력에 비교될 수 있다.
* 집적체: 보다 약한 부착력 또는 합착력으로 함께 모인 입자군. 이 입자의 인력은 흙 덩어리의 접착력에 비교될 수 있다.
* 응집체: 가장 약한 힘으로 함께 모인 입자군. 이 입자의 인력은 테이블 위에 앉은 먼지에 비교될 수 있다.

입자 역학
입자는 확실한 성향을 보인다. 입자는 탄도력 또는 확산에 의해 공기 (그리고 기타 매체)를 통해 움직인다. 입자는 중력 및 정전기적 부착력으로 인하여 표면에 축적할 수도 있다. 액체에서, 입자는 공기 버블에 부착할 수도 있고, 닥트 또는 용기의 벽에 붙을 수도 있거나, 보다 큰 물질로 집적될 수도 있다.

중력 대 기타 힘의 상대적 중요성
모든 물체처럼, 입자는 중력과 기타 힘에 의해 영향을 받는데, 이것은 원심력 또는 전기력을 포함 할 수도 있다. 중력의 존재 및 기타 힘의 부재에서, 입자는 몇 마이크론 보다 큰 입자는 표면 또는 샘플 튜빙 벽에 빠르게 침착할 수 있다. 반대로, 1마이크론 이하의 입자는 공중에 오랫동안 떠있을 수 있다. 그렇지만, 입자가 원심력 또는 전기력에 영향을 받으면, 입자는 중력에 저항할 수도 있거나, 보다 멀리 이동할 수도 있거나, 광학장치에 끌릴 수도 있다. 광학장치에 입자 끌림의 단순한 예는 TV 화면이다. 먼지(입자)는 높은 에너지의 전기적 힘으로 인하여 화면에 끌린다. 입자의 표면에 침착하는 이 성향은 침착 계수로 알려져 있고, Stokes의 법칙과 사용되면, 이 침착 계수는 다음과 같이 보여질 수 있다:

움직임
탄도력: 어떤 도구 또는 과정에 의해 축출된 입자는 우세한 기류에 반하여 움직임을 일으키고 이 환경 내에서 고르게 분포하지 않는다. 점진적으로, 입자는 압력이 낮은 쪽으로 이동하지만, 도구 또는 과정에서 지속적인 입자 분포 때문에, 주위의 입자 분포는 거의 발생하지 않는다.

확산: 맑은 물이 담긴 통에 빨간 물감을 붇는 것을 상상하십시오. 잠시 후에, 전체의 물통은 균일한 빨간 색이 된다. 이 현상은 확산이고 하나의 기체 또는 액체가 움직임 없이 보일 때도 발생한다. 유체(액체 또는 기체)에 떠있는 입자는 여러 가지 힘에 의해 움직인다: 흐름, 온도차 및 브라운 운동.

흐름: 흐름은 공기 또는 유체의 층류의(브드러운) 그리고 요동치는(거친) 운동이다. 흐름은 압력차의 결과인데, 높은 압력의 영역에서 낮은 압력의 영역으로 움직인다. 층류 흐름에 떠있는 입자는 유체의 층류에 남아 있는 성향이 있다. 공기에서, 측면(옆으로) 이동은 이류라고 부르고, 수직(위 아래로) 운동은 대류라고 부른다.

온도 변화(써모포레시스): 유체에서 온도차는, 특히 대류(수직) 흐름에서, 흐름에 영향을 미친다. 간단히 말하면, 써모포레시스는 뜨거운 영역에서 시원한 영역으로 이동할 때 온도 변화도에서 입자 운동을 설명한다.

브라운 운동: 기체 또는 액체에 부유하는 작은 입자는 기체 분자들과 접촉한다. 이 분자들은 작은 입자들과 충돌하여 입자의 탄도를 변경한다. 분자에 의해 변경된 이 입자의 경로를 브라운 운동이라고 부른다. 유체를 따뜻하게 하면 분자들이 보다 많은 에너지를 얻고, 보다 자주 충돌하고, 다른 분자들로부터 더 멀리 움직여서 브라운 운동을 증가시킨다.

부착
많은 힘이 입자에 가해져 자유로운(확산된) 상태에서 제거한다. 주요한 부착력은 아래에 설명된다.

정전기적 부착: 머리에 풍선을 문지르면 풍선에 정전기 층이 생성된다. 이것은 정전기 부착을 일으킨다. 비슷하게, 입자는 반대 전극을 지닌 표면으로 끌리게 하면서 정전기를 지닐 수 있다.

응집: 응집은 입자가 함께 단단히 붙을 때 발생한다. 액체에서, 입자는 기체 거품에 응집하는 성향이 있다.

증대: 증대는 입자들이 서로 부착될 때 입자 물질의 성장을 의미한다. 정전기적 부착 또는 기타 “붙는” 힘은 입자의 증대에 기여하고, 어떤 조건에서, 함께 붙은 두 입자를 이중입자(doublet)이라고 부른다.

마찰: 입자들은 움직임, 또는 마찰이 격퇴할 정도로 충분히 강하지 않은 거친 표면에 붙을 수 있다.

이러한 부착의 원칙을 이해하면, 필터의 입자 트랩핑의 주요한 메커니즘은 정전기적 부착과 마찰이다.

움직임과 부착 주기
확산과 부착은 지속적인 주기로 공존한다: 입자는 순환하고, 잡히고, 떨어져 나오고, 재순환 한다. 이 주기는 입자의 수와 크기에 항상 변화 값을 일으킨다. 그러므로, 입자 감지기들은 유체의 양을 분석하고 데이터를 단위 양 당 입자 오염에 상관시킬 수도 있다.

튜빙을 통한 입자 운반
위에 언급한, 매니폴드 시스템은 별개의 영역에서 입자를 수집하고 샘플을 다른 곳에 위치한 입자 계수기로 운반한다. 대개, 튜브 또는 닥트는 원거리 샘플 수집을 제고하지만, 튜브 안에 샘플 미디어가 원거리 장소에서 입자 계수기로 이동할 때, 다음 두 가지 일이 발생한다:

* 일부 압력이 손실된다.
* 일부 입자가 튜빙에 부착한다.

튜빙 내에서 입자 운동에 기여하는 몇 가지 요소들을 이해할 필요가 있다. 표4는, 샘플 포인트 당 3 CFM 에어플로우의 시스템 표준을 이용하여 거리의 ***function로 압력 손실을 설명한다. 용어의 간단한 설명이 따른다.

내부 직경: 지정 ID튜브의 내부 직경.

레이놀즈 수: 플로우가 층류인지 난류인지를 결정하는데 사용되는 점착력(μ/L)에 대한 관성력 (vsρ) 비율. 레이놀즈 수는 형태, 내부 평온, 똑바름, 유체 점착, 주위 공기압 및 온도에 의해 영향을 받는 튜브 안에 플로우를 말해준다.

압력 손실: 공기압은 튜브의 길이에 비례하여 감소한다. 그러므로, 10 psi의 공기압이 20미터 길이와 7밀리미터 폭의 튜브에 들어오면, 다른 끝의 압력은 8.6 psi가 측정될 것이다.

기체 속도: 기체가 라인을 통해 이동하는 속도.

입자 손실
튜빙에서 입자 손실을 최소화하기 위해, 튜빙은 최소의 굴곡으로 항상 평평하게(가능하면) 놓아야 한다. 튜빙 굴곡이 필요하면, 굴곡 반경(내부 곡선에 측정된)은 6인치 이하여야 한다. 또한, 튜빙 직경과 재료는 입자 운송에 도움이 되어야 한다. Bev-A-Line® 전도성 폴리머 3/8” ID 튜빙은 일반적으로 에어로솔 매니폴드 시스템과 함께 설치되고 합리적인 가격에 뛰어난 입자 운송을 제공한다. 일부 튜빙 재료는 항상 이용가능하고 구입할만한 것은 아니므로, 입자 손실을 줄이는 것에 기반하여, 다음 목록은 선호 순서이다:

(1) 스테인리스 강철
(2) 전도성 폴리머
(3) 폴리에스터
(4) 비닐(가소제가 방해하지 않는다면)
(5) 폴리에칠렌
(6) 구리
(7) 유리
(8) 테프론
(9) 알루미늄

섹션 II. 환경
이 섹션은 생산에 입자가 미치는 영향을 제어하기 위해 환경 및 필트레이션의 특수한 사용을 설명한다.

환경
많은 현대의, 첨단 기술 공정은 청결함을 요구한다. 특히, 미립자 오염이 없는 것을 요구한다. 몇 가지 예가 이것을 잘 설명해준다.

예 1: 반도체 제조 산업에서, 우리는 반도체를 “직접 회로” (IC), “마이크로칩”, 또는 “칩”이라고 부른다. 하나의 IC는 트랜지스터와 기타 구성요소를 형성하는 매우 작은 선(평평한 와이어)으로 에칭된 실리콘의 평평한 것이다. 트랜지스터는 신호(전압, 전류, 전원) 스위치 또는 증폭기로서 작동한다.

IC 선들은 서로 매우 밀접하여(0.09 µm 떨어짐 그리고 움츠림) 선에 걸쳐서 앉는 입자는 단락을 일으킨다. 반도체 제조사는 0.09 µm이상의 공중 입자를 걸러내야 한다; 0.09 µm 이하의 입자는 단락을 일으키기에는 충분하지 않다. 그렇지만, 선이 점점 더 밀접해면서, 보다 민감한 모니터에 대한 요구가 증가하고 있다.

IC는 다층 장치이고, 각각의 층이 극도로 얇아서, 제조 목적으로, IC의 효과적인 표면 영역은 다음과 같다:

면적(IC 표면) = 길이 x 폭 x층 수

IC 표면 영역의 밀도는 길 잃은 입자가 전체 칩을 망치는 가능성을 심화시킨다. 제조 환경 내에서 입자 오염을 제어하거나 제거하는 것은 반도체 제조사의 가장 중요한 관심사이다.

예 2: 의약품 산업은 대개 비경구 약을 제조한다. 비경구(주사제) 약은 신체-사람 및 동물-를 감염시킬 수 있는 입자가 없어야 한다.

신체에 부정적으로 영향을 미치는 입자는 2.0 또는 3.0 µm 보다 큰 경향이 있고 제약회사는, 반도체 제조사처럼, 입자 오염을 제거한 생산 환경을 운영해야 한다. 전형적으로, 제약회사는 공정 청결도를 0.5 µm 입자를 모니터링하여 결정하고 제품 무균성을 5 µm 입자를 모니터링하여 결정한다. 대조적으로, 반도체 제조는 0.3 µm에서 0.05 µm까지의 입자에 집중한다.

입자 오염 제어
입자 제어의 세가지 방법:
* 제조 환경에서 기존 입자 제거
* 제조 환경으로 새로운 입자 유입 예방 및 제한
* 제조 공정 안에서 새로운 입자 발생 예방

필트레이션
필트레이션은 입자 오염 제어에 필수적이다. 필트레이션에 두 단계가 있다: 입자를 필터로 가게하고 필터 안에서 트랩핑하는 것. 입자를 필터로 가게 하는 것이 더 어렵다.

입자를 필터로 가게 하는 것은 전형적인 제조 설비와 관련하여 입자를 고려해야 한다. 하나의 설비에는 엄청난 수의 입자 트랩(입자가 축적되는 영역), 넓은 표면 영역 및 풍부한 오염원이 있다. 입자 관리를 위한 최적의 방법은 가능한 한 항상 층류를 유지하여, 가능한 많은 입자가 필터로 쓸려 들어가게 하는 것이다. 불행하게도, 층류를 유지하는 것이 항상 가능한 것은 아니다.

필터 내에서 입자를 트랩핑하는 데는 네 가지 원칙을 이용한다: 체로 걸러냄, 밀착, 정전기 그리고 브라운 운도. 필터 매체는 갭-또는 구멍-이 있어, 필터내 섬유가 보다 큰 입자를 트랩(밀착)하는 동안 기체 또는 약체를 통과(체로 걸러냄)하게 한다. 정전기는 충전된 플레이트 또는 섬유에 입자를 트랩핑하는 것을 돕는 입자에서 반대 전극을 지닌다. 아직도, 일부 더 작은 입자들은 작은 구멍을 빠져나가 밀착에 저항한지만, 이것들의 자유로운 운동(브라운 운동)은 필터를 빠져나가지 못한다. 이러한 모든 원칙들이 시간이 지나면서 필터를 보다 효율적으로 만들게 한다.

필터들은 입자들이 점점 필터 미디어에 갭을 채우면서 점점 더 효율적으로 되어, 입자들이 먼지를 빠져 나가는 영역이 점점 줄어든다. 그렇지만, 증가된 오염은 유체가 통과하는 영역이 줄어들어, 필터에 압력이 증가하여 결국은 필터에 흐름을 심하게 제한한다. 필터가 포화되면(입자로 꽉 참) 교체되어야 한다. 때때로 필터 미디어는 정화(세척)될 수 있고 재사용될 수 있다. 그림 3은 필터 미디어와 25 µm의 비교 스케일을 보여준다.

필터 미디어는 매우 정밀하고 합성 섬유, 멤브레인(Gore-Tex®), 다공성 플라스틱 또는 세라믹으로 만든다. 일반적인 공기 필트레이션 기준은 다음과 같다:

* HEPA(고효율 미립자 에어) 필트레이션은 울트라크린 또는 울트라퓨어 제조 환경을 위한 산업 표준이다. HEPA 필터는 전형적으로, 대개 0.3 µm인 필터의 명세서 이상으로 입자의 99.99%를 제거한다. HEPA 필트레이션은 HVAC(가열/통풍/에어 컨디셔닝) 시스템의 하나의 통합된 부분이다.

* ULPA(울트라 효율 미립자 에어) 필트레이션은 0.12 µm 이상의 입자를 99.9997% 제거한다. 울트라크린 공정 환경은 UPLA 필터를 요구한다.

과거에는, 입자 오염 연구에 필터 안에 입자를 계수하고 측정하기 위해 현미경 사용이 요구되었다. 이 기법은 시간이 많이 소요되고, 노력이 많이 들고, 실시간 입자 모니터링을 제공하지 못했다. 오늘날은, 정교한 입자 계수 장치들이 필터 분석을 수행한다.

크린룸
“크린” 공정 환경은 항상 실패 없이 청결해야 하므로, 공장의 공기를 단순히 필터링하는 것으로는 충분하지 않다. 입자 오염을 최소화하기 위해 크린룸이라고 불리는 개별적인 환경을 구축하는 것이 중요하다. 이렇게 하면 측정과 제어가 가능한 입자 한계를 유지할 수 있다. 층류를 최대화하고 입자 트랩을 최소화 함으로써 크린룸은 이러한 훌륭한 청결도를 달성할 수 있다. 층류는 하나의 방향으로 움직이는 공기인데, 입자가 하나의 영역에서 쓸어내지는 것을 가능하게 한다. 입자 트랩은 입자가 모이고 층류를 피하는 영역이다. 주의 깊은 크린룸 설계는 이러한 영역을 최소화할 수 있다.

효율적인 크린룸에서, 천장에 설치된 필터는 필터링된 공기가 바닥 쪽으로 통과하게 한다. 바닥 타일은 작은 구멍이 있어 공기가 바닥 밑으로 통과하게 하는데, 여기서 에어 리턴(에어 닥트)은 공기를 천장 필터로 되돌아가게 한다. 이 필트레이션 과정은 크린룸의 전체 공기량을 시간 당 30번 교환하여, 입자의 이류를 최소화하면서 최고로 깨끗한 환경을 가능하게 한다.

크린룸에서 더 이상의 오염 감소는 인원들이 보호 가운, 머리카락 및 수염 가운, 후드, 덧신, 그리고 장갑을 착용하는 것을 요구한다. 이것들은 예쁘게 말해서 토끼 정장이라고 한다. 크린룸 의복은 마이크로오염 제어에 있어서 사람에 의해 방출되는 입자를 억제하는데 극히 중요하다.

미니환경 및 격리
기술적으로 가장 진보된 크린룸은 미니환경을 채용한다. 이것은 제품을 외부 오염원으로부터 격리하는 축소형 크린룸(직경이 몇 미터)이다. 미니환경은 자체의 에어 팬, 필터, 온도 및 습도 조절장치, 내부 로봇 팔, 또는 통합된 고무 장갑을 포함한다. 크기 때문에, 미니환경은 크린룸 보다 현저하게 저렴하여, 사용이 늘고 있다. 하나의 공장은, 최신기술의 설비를 구축하는데 많은 돈을 쓰는 대신에, 보다 낮은 등급의 크린룸에 미니환경을 설치할 수 있고, 같은 결과를 얻을 수 있다.

크린룸과 미니환경 분류
1963년에 공포된, 미연방 기준 209E는 미국 내에서 크린룸 분류 및 모니터링을 정의한다. 유럽 표준화 위원회는, 국제 표준 기구(ISO)와 협력으로, 유럽을 위한 표준을 개발했다. 다른 기준들은 혼란을 야기하므로, 1992년에, American National Standards Institute(ANSI)와 Institute of Environmental Sciences and Technology (IEST)은 ISO에 청원하여 하나의 국제적인 표준을 개발하도록 했다. ISO는 크린룸 분류와 모니터링을 위한 새로운 기준을 개발하고 ISO 14644로 공포했다. 2001년 11월에, 미국은 ISO 14644를 채택하고 공식적으로 FS-209E를 폐지했다. 표2는 FS-209E와 ISO 14644-1 크린룸 분류를 비교한다.

ISO 14644-1는 공중 미립자의 특정 농도에 기반한 크린룸과 크린 존의 공기 청결도의 기준 등급을 정한다. 하나의 ISO 등급1 크린룸은 어떤 주어진 입방미터의 공기에서 0.1 µm보다 큰 10입자 이하를 갖는다. ISO 등급2 크린룸은 등급1 크린룸보다 10배 더럽고, ISO 등급3크린룸은 등급2보다 10배 더럽다, 이하 계속. ISO 등급 당 특정한 허용 입자 한계는 표3에 보여진다.

크린룸을 위한 표준
1984년에, Institute of Environmental Science and Technology는 IES-RP-CC-006-84-T 초안을 만들었는데, 이것은 하나의 테스팅 크린룸을 위한 방법이다. 테스팅 패러미터 내에서 측정 기법은 다음을 포함한다:

* 에어플로우 속도 및 균일성
*필터 통합
*에어플로우 평행
*크린룸 회복 시간
*공중 입자 계수
*입자 낙진율
*크린룸 압력 및 오염원
*유도율
*조명 및 소음 수준
*온도 및 상대 습도
*진동

National Environment Balancing Bureau (NEBB)은 이 표준을 확대하고 제삼자 인증 프로그램을 제의했다. NEBB 인증 프로그램이 유용한 정보를 제공하는 반면에, NEBB는 크린룸 인증을 위한 요구를 받지 않는다

크린룸 평가 및 인증
크린룸 인증은 건축 또는 현저한 물리적 변경 후에 발생한다. 인증은 설비가 특정 크기의 공중 입자의 통계적으로 유효한 최대 농도를 위한 요구조건을 충족하는지를 보증한다. 크린룸 인증은 세 가지의 다른 단계 중 하나에서 발생할 수 있다:

완공 시: 하나의 크린룸 인증된 “ISO 등급 X, 완공 시 설비”는, 모든 서비스가 연결되고 기능을 하는, 완공된 가동 가능한 크린룸을 정의하지만, 설비 내에 생산 장비나 작동 인원이 없다. 이 인증은 어떠한 실패라도, 크린룸 설계자와 구축자에 의해 즉각 알릴 수 있고 정정될 수 있기 때문에 가장 일반덕인 것이다.

휴지기에: 하나의 크린룸 인증된 “ISO 등급 X, 완공 시 설비”은, 생산 장비가 설치되고 작동하는(작동가능한), 완공된 가동 가능한 크린룸을 정의하지만, 설비 내에 작동 인원이 없다. 이 인증은 “완공 시” 인증으로부터 지속된 준수를 입증한다. 구축된 그러나 쉬고 있는 크린룸, 또는 변경된 크린룸은 “휴지기” 인증이 요구될 것이다.

가동가능: 하나의 크린룸 인증된 “ISO 등급 X, 작동 가능한 설비”는 정상적인 제조 작업에서 크린룸을 정의하며, 장비와 인원을 포함한다. 이 인증은 크린룸 내에 장비의 부분적인-또는 전체가 설치된 후 발생한다. 이 의도는 지속된 크린룸 준수를 증명하고 청결도 기준을 유지한다. 크린룸 관리 인원은 크린룸이 “작동가능” 인증을 충족 하는지 그리고 충족해야 할 때를 결정한다.

침전된 입자
크린룸 인증은 표면에 입자 침전의 평가를 요구하지 않는다; 크린룸 인증은 단지 공기 중에 자유롭게 움직이는 입자만을 평가한다. 그렇지만, 침전된 입자는 하이테크 제조 공정에 가장 큰 영향을 미칠 수 있다.

입자 침전을 평가하기 위해, 설비는 증거 플레이트에 침전된 입자를 수집할 수도 있다. 증거 플레이트는 제조중인 제품과 같은 물질로 만들어진(예: ABS 플라스틱 제품을 만들면, ABS 플라스틱 증거 플레이트를 사용해야 한다) 평평하고, 입자가 없는 물체이다.

여러 개의 증거 플레이트는 크린룸 여기저기에 놓여지고, 플레이트는 입자 침전물을 모으기 위해 치워진다. 일정 시간 후에, 테스팅 인원이 증거 플레이트를 모으고 침전된 입자를 계수한다. 증거 플레이트 입자를 계수하는 것은 대개 광학 현미경이나 표면 분석 입자 계수기가 필요하다.

현재의, 분자 침전 센서들은 입자 침전율을 효과적으로 모니터링할 수 있다. 이 센서들은, 증거 플레이트처럼, 설비의 제품과 비슷한 재료를 사용한다. 이 재료는 제품과 같은 입자 인력을 지닌 표면 음파(SAW)에 코팅된다. 분자 침전 센서는 증거 플레이트 테스팅을 감소하거나 없애주어, 비용을 절감시킨다.

섹션 III. 입자 감지
이 섹션은 입자 계수기 기술, 가장 일반적인 감지 방법 및 입자 측정을 설명한다.

입자 감지
크린룸 인증은 진행중인 과정이다. 지속적으로 공기 품질을 모니터링 함으로써 필트레이션 시스템이 적합하게 작동하고 있고 알려지지 않은 입자 발생자가 존재하지 않음을 확실히 한다.

크린 제조 공정의 초기 시절에는, 테스트 필터가 입자를 포착했다. 나중에, 실험실 인원들이 수와 크기를 확인하기 위해 현미경을 사용했다. 때때로, 입자를 계수하는 사람이 입자의 구성(예, 구리 가루)을 결정할 수 있었다. 시간 소모적인 노력을 부정하면서도, 현미경이 아직도 입자에 관하 특정한 정보를 아는데 최선의 방법이지만, 즉각적인 오염 데이터를 제공하지는 않는다. 현미경은 과거의, 현재가 아닌, 입자 발생을 밝혀준다.

1950년대 중반에, 군사적 적용이 최초의 입자 계수 기기 개발의 태동이 되었다. 이러한 장치가 즉각적인 입자 수준을 모니터링하는 것과 오염 수준이 한계를 초과할 때 빠른 통지를 가능하게 만들었다. 입자 분석을 위해 수일을 기다리는 대신에, 이것은 수천 개의 결함이 있는 제품이 공정을 통과하게 허용하는데, 입자 계수기는 몇 분 내로 데이터를 제공했다.

점진적으로, 이 기술은 다른 제조 분야로 확산되어 새로운 입자 계수기 기술에 대한 확신이 증가했다. 실시간 입자 오염 수준을 모니터링하는 공정 엔지니어들은, 손상된 제품을 줄여주는, 보다 효율적인 공정 개발을 시작했다.

오늘날, 입자 계수기는 상세한 입자 오염 수준, 경향, 및 원천을 제공함으로써 지속적으로 생산성을 향상시킨다. 제조 인원들은 오염의 원인을 이해하고, 크린룸 유지관리 주기의 일정을 정확하게 정하고, 오염 수준을 제조 공정과 관련시키고, 각각의 생산 단계를 정밀하게 조정하기 위해 입자 데이터를 이용한다.

광학 입자 계수기
대부분의 사람들은 태양광선에 나부끼는 먼지를 보는 것에 익숙하다. 먼지를 보는데 네 가지 원칙이 필요하다: 햇빛(먼지를 비춘다), 먼지(햇빛을 반사한다), 공기(먼지를 나른다), 그리고 당신의 눈(먼지를 보거나, 보다 정확하게 말하면, 먼지에 의해 반사된 빛을 본다). 하나의 광학 입자 계수기(OPC)는 같은 원리를 이용하지만 효율을 극대화한다. 입자 계수기는 고강도 빛 소스(레이저), 제어된 에어플로우(관측량), 그리고 고감도 빛-수집 감지기(광감지기)를 이용한다.

작동 이론
레이저 광학 입자 계수기는 다섯 가지의 주요 시스템을 채용한다:

(1) 레이저와 광학: 레이저는 빛이 단일 파장이기 때문에, 이것은 고강도 빛의 단일 “색상”을 의미함, 선호하는 빛 원천이다. 일반적인 레이저는 빨강, 녹색 또는 적외선에 가까운 색으로 보인다. 최초의 레이저는 루비색 막대형들이었다. 이것들은 기체 또는 혼합 기체로 채워진 유리 튜브로 대체되었다. 헬륨-네온 레이저(HeNe, “heenie”로 발음됨)는 입자 분석기에 일반적으로 이용되었지만 점진적으로 고체 상태 레이저 다이오드로 대체되었다. 요즘에는, 일정한 전기 출력, 보다 작은 크기, 가벼움, 저비용 그리고 보다 긴 MTBF(작동실패 사이의 평균 시간) 때문에 레이저 다이오드가 가장 일반적이다.

광학장치는 레이저 광선을 시준하고 집중하여 입자 샘플링 영역을 비추는데, 이것을 관측량이라고 한다. 추가적인 광학장치는 분산된 광선을 모아서 광감지기로 보낸다.

(2) 관측량: 관측량은 레이저에 비춰진 작은 방이다. 이 샘플 미디어(에어, 액체, 또는 기체)는 관측량으로 보내지고, 레이저는 미디어를 통과하고, 입자는 빛을 흩트리고(반사한다), 광감지기는 흩어진 빛 소스(입자)를 기록한다.

(3) 광감지기: 광감지기는 빛에 감응하는 전기장치이다. 입자가 빛을 분산시킬 때, 광감지지는 빛의 반짝임을 식별하고, 이것을 전기적 신호(또는 펄스)로 변환한다. 하나의 증폭기는 펄스를 비례적인 제어 전압으로 변환한다.

(4) 파고 분석기: 광감지기에서 나온 펄스는 파고 분석기로(PHA)로 보내진다. PHA는 펄스의 크기를 검사하고, 값을, 빈이라고 부르는 적합한 사이징 채널로 보낸다. 이 빈은 각각의 펄스에 관한 데이터를 포함하고, 이 데이터는 입자 크기와 상관한다.

(5) 블랙 박스: 블랙 박스, 또는 지원 회로는 각각의 빈에서 펄스의 수를 보고 정보를 입자 데이터로 변환한다. 흔히, 컴퓨터가 디스플레이하고 데이터를 분석한다.

레이저 입자 계수기에 관한 설명 1. 입자 계수기는 입자를 계수하지 않는다

입자 계수기는 입자에서 발산된 빛의 펄스를 계수하고, 또는 일부 경우에, 백라이트된 입자의 그림자를 계수한다. 하나의 입자가 분산시키는 빛의 양, 또는 그늘짐은 다음을 포함하여 여러 가지 다른 요소에 따라 다양하다:

* 입자의 형태: 입자는 입자 계수기 조정에 사용되는 PSL 입자처럼 좀처럼 매끄럽고 구형이지 않다. 흔히 입자들은 피부 프레이크 또는 거칠게 자른 섬유이다. 이것들이 관측량 옆으로 통해 떠다닐 때, 이것들은 세로로 떠다닐 때와 다른 양의 빛을 분산할 것이다.

* 입자의 알베도(반사율):
- 일부 입자들은 다른 것들보다 더 반사되는데, 이것은 광감지기로 보다 분산된 빛을 일으킨다. 광감지기는 보다 큰 펄스를 내보내고, 입자 계수기는 입자를 실제 크기보다 크게 생각한다. 반대로, 일부 입자(예, 탄소)는 덜 반사적이고 입자 계수기는 더 작은 입자가 관측양을 통과했다고 생각한다.

(2) 입자 계수기는 하나의 양에서 모든 입자를 계수 하지 않는다

예를 들어, 12-피트 천장의 5,000 ft2 크린룸에서, 분당 1.0 평방 피트(CFM) 입자 계수기는 1분에 전체 룸의 1/60,000 (또는 0.0000167%)만을 분석할 것이다. 1시간에, 입자 계수기는 60배의 공기를 계수할 것인데, 이것은 전체 룸의 양의 0.001%에 불과하다. 단지 적은 양만 샘플링되는 것을 고려하면, 입자 계수기는 전체량을 통계적으로 나타내기 위해서 충분한 미디어(공기, 액체, 기체)를 샘플 해야 한다. 이것을 통계적 중요성이라고 부르고 전체양의 유효한 대표이다. ISO는 하나의 샘플이 통계적 중요성을 충족할 때, 샘플링양에 근거하여, 특정한 공식을 제공한다.

샘플링 기법은 단순하게 보이지만, 입자들은 하나의 샘플량에서 결코 정말로 확산(고르게 분산)하지 않는다. 입자는 층류에서 머물고, 난류 안에서 축적하고, 표면에 붙고, 따뜻한 공기에서 상승하는 경향이 있다. 비록 크린룸이 이러한 입자 트랩과 문제를 최소화하지만, 입자들이 함께 모이는 영역은 항상 있을 것이다.

입자 계수기 유형
여러 가지 다양한 종류의 입자 계수기가 있다. 주용한 차이는 입자들이 부유하는 미디어에 달려 있다: 공기, 액체, 기체, 진공, 또는 대기/기상.

공중: 공중 입자 계수기는 HEPA 필터 크린룸, 디스크 드라이브 조립공장, 제약회사, 소규모 테스트 벤치, 로켓 발사 시설, 그리고 수백 개의 다양한 제어된 공기 용도에서 오염을 측정한다.

액체: 액체 입자 계수기는 마시는 물, 주사약, 전도 유체 그리고 플루오르화 수소산을 포함하여 모든 것에서 오염을 측정한다. 일부 액체 입자 계수기는 샘플러라고 부르는 액세서리가 필요하다. 샘플러는 입자 계수기와 통신을 하며, 자동으로 정확한 액체 양을 추출하고, 계수기의 특정 전달율로 프로그램하고, 액체를 입자 계수기에 분산한다. 일부 액체 계수기는 직접 도관에 연결하거나 화학물질에서 거품을 제거하기 위해 압축 가스를 사용한다.

기체: 기체 입자 계수기는 기체에 부유하는 오염을 측정한다. 이 기체는 비활성이거나 휘발성이고, 건조(무수)하거나 트레이스 물 증기를 포함한다. 대개, 기체 입자 계수기의 설계는 40-150 psig 범위의 압력에서 오염 측정을 제공한다.

진공: 진공 입자 계수기는 마이너스 압력(진공)에서 공정이 발생하는 곳에서, 도전을 제공하면서, 틈새 시장을 채운다. 입자는 진공에서 예측 가능한 움직임을 보이지 않으므로, 특화된 입자 계수기는 감지를 위해 입자의 운동량에 달려있다.

대기/기상: 입자 계수기의 원래의 용도중의 하나인, 대기 및 기상 입자 계수기는 공해 같은 대기 오염을 검사하거나 상세한 기상 연구를 제공한다. 이러한 기기들은 물방울, 얼음 결정체, 응축 핵, 또는 기름 화재 및 화산 폭발에서 오염을 측정한다.

입자 계수기 기술의 변형
여러 가지 기술적 다양성은 입자 계수기를 설계할 때 이용된다. 이 용도는 입자 계수기에 채용된 변형 기술을 설명한다. 추가로, 변형 기술로 선택된 레이저는 입자 사이징의 능숙함 때문에 선택된다.

레이저의 강도는 일정하지 않다. 특히, 어떤 레이저는 가장자리에서 보다는 중심에서 보다 강하다. 레이저의 강도는 Gaussian 또는 종형 분포를 보인다. 일부 입자 계수기는 레이저의 가운데 부분만을 보기 위해 특수한 광학 마스크를 이용한다. 그림4는 그리드에 그려진 실제의 레이저 광선을 보여준다. 레이저의 강도 수준은 꼭대기(흰색 빨간색 영역)로 올라가는데, 이것이 레이저 광선의 중심이다.

산란 대 소멸
산란과 소멸 기술 둘 다는 관찰 영역을 비추기 위해 레이저를 이용한다. 산란 입자 계수기는 입자가 관찰 영역을 통과할 때 입자의 반사된(산란된) 빛을 측정한다. 소멸 입자 계수기는 전체의 관찰량을 비추고 입자가 보기 영역을 통과할 때 입자의 그림자(빛이 소멸하는 영역)을 측정한다. 소멸 기술은 2.0 µm보다 큰 입자의 크기를 재는 액체 입자 계수기에서만 사용되었다. 산란 기술이 큰 입자들을 위해 사용되면, 광감지기는 강한 산란 빛에 의해 보지 못할 것이다.

체적 대 비체적
체적 입자 계수기는 입자의 전체 샘플량을 검사한다. 비체적 입자 계수기는 전체 샘플량의 작은 대표 부분만을 본다. 전형적으로, 비체적 입자 계수기들은 보다 많은 전체량을 샘플링하게 허용하는 보다 높은 플로우률을 갖는다; 반대로, 이것들은 입자 사이즈 채널에서 일부 차이를 희생하는데, 이것을 해상력이라고 부른다. 체적 입자 계수기는 대개 액체를 보다 천천히 샘플링하지만, 많은 입자 사이징 채널과 보다 좋은 해상력을 제공한다.

스펙트로미터 대 모니터
이전에 언급한, 레이저 빔의 강도는 빔 프로파일에서 일정하지 않다. 스펙트로미터는 레이저 빔의 가운데만을 사용하고, 모니터는 레이저 빔의 전 범위를 사용한다.

스펙트로미터는 레이저의 강도가 일정하기 때문에 레이저 빔의 가운데 부분을 사용한다. 보다 일정한 소스는 입자 감지에서 보다 훌륭한 정확도를 제공하므로, 스펙트로미터는 입자 크기에서 약간의 차이를 쉽게 구분하여 보다 좋은 해상도를 제공한다.

모니터들은 전체의 레이저 빔을 사용하므로, 입자 크기에서 작은 차이를 감지하지 못한다. 그림5에 보여진 것처럼, 레이저 빔의 가장자리를 통과하는 입자는 레이저 빔의 중심을 통과하는 같은 입자 보다 낮은 강도의 빛을 받을 것이다. 상대적인 펄스는 크기는, 아래 도식에 보인 것처럼, 입자의 펄스와 노이즈 플로어(배경 전기적 노이즈)를 보여준다. 보여진 것처럼, 같은 입자는 레이저 빔에 들어가는 곳에 따라 다른 펄스 크기를 만들 것이다. 비슷하게, 레이저 빔의 가장자리를 통과하는 보다 큰 입자는 레이저 빔의 중심을 통과하는 작은 입자와 동일한 펄스 크기를 제공할 수도 있다. 결과적으로, 모니터들은, 채널 사이에 충분한 간격으로, 사이징 오류를 계산하기 위해 단지 몇 개의 사이징 채널만을 포함한다.

스펙트로미터와 모니터 중 선택하기:
특정 빛 강도가 주어지면, 작은 입자는 작은 입자들은 적은(어두운) 양의 빛을 분산하고 큰 입자들은 많은(밝은) 양의 빛을 발산한다.

완벽한 설계에서, 레이저 빔을 통과하는 입자는 빔에 들어갈 때 어두운 빛을 먼저 발산하고, 빔의 중심에 도달하면 천천히 밝아지고, 입자가 빔을 빠져 나갈 때 보다 어두워진다. 실제 상황에서, 입자가 빔의 중심 쪽으로 경향이 없기 때문에, 빔의 가장자리를 통과 하기 쉽고, 결과적으로 어둡게 된다.

레이저의 “가시” 부분이 빔의 중심으로 한정되지 않으면, 빔의 중심을 통과하는 작은 입자 또는 빔의 가장자리를 통과하는 큰 입자에 의해 어두운 빛이 발생되는 지를 파고 분석기가 결정하는 것이 불가능하다.

스펙트로미터들은 포커싱 또는 마스킹 기술을 이용하여 관측 영역을 레이저 빔의 중심으로 제한한다. 또한, 레이저 빔을 천천히 통과하면 입자 크기를 결정하기가 쉽기 때문에 스펙트로미터들은 보다 적은 샘플량과 낮은 플로우율을 요구한다. 이 기술은 특정한 입자 사이징 데이터를 제공한다. 스펙트로미터는 정밀한 사이징 정확도는 필터 연구를 수행하고, 특정 입자 오염 문제를 분석하고, 모노 분산 입자 도전을 예증하고, 덜 정확한 입자 계수기의 정확도를 확인하는데 있어서 선호되는 기기가 되었다.

특정 입자의 정밀한 사이징이 문제가 되지 않은 용도가 많이 있다. 이러한 용도는 단지 일반적인 입자 정보만을 요구하므로, 입자 모니터가 적합하다. 게다가, 어떤 주어진 입자 크기 감도를 고려하여, 하나의 모니터는 보다 높은 플로우율에서 보다 많은 양을 샘플링하는데, 이것은 보다 많은 입자 정보를 제공한다. 예를 들어, 모니터들은 탈이온(DI) 수 시스템 또는 공장의 통합 파이핑 시스템의 멀티 포인트 모니터링을 위해 선호하는 기기이다.

응축 입자 계수기
모든 자동화 입자 계수 기법은 감지할 수 있는 가장 작은 입자 크기에 의해 제한된다. 다시 말하면, 우리는 입자가 매우 작은 포인트에 이르고, 확산된 빛은 배경 노이즈로부터 구별할 수 없다. 배경 노이즈는 정전기와 비슷하고 전기적 작동의 부산물이다. 입자가 너무 작아 배경 노이즈로부터 구별할 수 없을 때, 특별한 입자 계수기는 입자를 크게 키우는데, 이로써 감자가 가능하다. 이러한 입자 계수기들은 응축 입자 계수기(CPC)라고 부른다.

CPC는, 부틸 알코올 같은, 휘발성 액체 저장소를 포함한다. 이 샘플 기체는 알코올 증기가 샘플 기체와 혼합하는 따뜻한 방을 통해 흐른다. 다음에, 샘플 기체와 알코올 증기는 차가운 응축 방을 통해 흐르고, 여기서 알코올은 고도로 포화되고 입자에서 응축한다. 이러한 기법을 이용해서, 알코올 물방울은 0.01 µm의 작은 입자를 에워싸고 1-2 µm 사이의 입자/알코올 물방울로 커진다. 이 입자 크기는 쉽게 감지된다.

CPC 설계는 모든 과도한 알코올을 응축 방의 벽으로 확산하여 물방울이 입자수에 더해지지 않도록 한다. 광학 계수기와 비슷한, 보다 작은 감지 가능한 입자 직경의 CPC는 보다 복잡하고 보다 많은 유지관리가 요구된다.

CPC 대 OPC의 몇 가지 불리한 점들이 있다: CPC는 부틸 알코올은 불쾌한 냄새를 갖고 있고, 비-부틸 알코올 CPC는 값비싼 탄화플루오르 액체를 사용하고, CPC가 사고로 흘리면, 흘러 넘친 부품이 정상이 될 때까지 데이터 출력이 발생되지 않는다. 많은 환경(ISO 등급6 또는 더 오염된)에서, CPC는 만을 입자를 감지하기 때문에 충분히 빠르게 계수하지 못하므로, 데이터 에러가 발생한다. 또한, OPC와는 달리, CPC는 입자 크기 정보를 보고할 수 없다. CPC가 모든 입자를 같은 직경으로 키우기 때문에, 입자의 존재만을 보고하고 크기는 할 수 없다!

입자 계수기 사용
입자 계수기를 효과적으로 사용하기 위해, 올바르게 취급되고, 설치되고, 작동되어야 한다. 다음의 몇 가지 가이드라인은 기기의 올바른 작동과 통계상 유효 샘플을 확실하게 한다.

입자 계수기는 다른 일반적인 테스팅 장비와 다르다. 입자 계수기는 레이저, 특수 광학장치, 인쇄회로기판(PCB), 그리고 힘들게-맞춘 샘플링 영역을 포함한다. 입자계수기는 진동, EMI(전기-자석 간섭), 극한적인 열/냉, 그리고 먼지 등에 극도로 민감하다.

입자 계수기 취급 가이드라인
먼저, 항상 입자 계수기의 매뉴얼을 읽는다. 매뉴얼은 입자 계수기 작동을 위한 최선의 제안을 제공한다; 적합한 설치 절차를 학습하지 못하면 시간과 비용이 많이 든다.

포장풀기
많은 입자 계수기는 크린룸-유형의 환경에서 제조되고 포장된다. 기기가 사용될 환경 내에 있기 전까지는 플라스틱 백을 제거하지 마십시오. 입자 계수기가 크린룸에서 작동할 것이면 특히 그렇다. 이 가이드라인을 지키는 것은 입자 계수기가 광학 표면을 오염시키는 먼지와 습기에 노출하는 것을 최소화할 것이다.

설치
설치 영역은 다른 장비로부터의 진동이 없어야 하고 보통의 실온(70°F/21°C)이여야 한다. 입자 계수기를 접지한, 조절된 AC 전원 옆에 깨끗하고 수평인 표면 위에 설치한다. 기기를 전기적으로 노이지한 환경(전기 모터, 릴레이, 변압기로부터의 많은 전압 스파이크)에 설치하는 것을 피하십시오.

보관
가능하면, 부식성 화학물질(액체 입자 계수기에서) 빼내고 동결 방지 자동차 앞유리 와이퍼 액으로 교체한다. 입자 계수기를 플라스틱 백에 싸고(크린 환경에서 제거하기 전에), 밀봉하고, 백에 식별표를 붙인다. 식별표에 입자 계수기 유형, 날짜, 보관 이유, 일련번호, 조정 만기일을 쓴다. 그러면 다시 필요할 때, 다시 조정/수리를 위해 바로 운반할 수 있다.

기기 파일
기기가 사용에 배치된 날짜, 조정 만기일, 사용된 시간, 예방적 유지관리 날짜(광학장치 세척, 등), 사고/손상, 그리고 작동자가 알게 된 비정상적인 수행을 보여주는 파일을 유지하는 것을 고려해야 한다.

유지관리
입자 계수기는 전형적으로 광학장치 표면을 세척하는 것을 포함한 정기적인 유지관리가 필요하다. 시간이 지나면 광학 표면에는 레이저 빛을 산란시킬 수 있는 먼지가 축적된다; 액체 입자 계수기에서, 이것을 DC Light라고 부른다. DC Light는 액체 또는 오염 표면을 통과하는 산란된 레이저 빛의 양과 상관하는 직접적인 흐름(DC)의 측정양이다. 이것을 피하기 위해, 대부분의 기기에, 세척은 사용자에 의해 수행되어야 하기 때문에 입자 계수기와 함께 나온 지침서를 따라야 한다. 주의 깊게, 지침을 따르고, 확신이 가지 않은 점들은 진행하지 마십시오. 보다 자세한 지침을 위해 제조회사에 연락하십시오.

입자 계수기의 용도
이 섹션은 입자 계수기 장비가 어떻게 사용되는지를 설명한다.

경향 추적
얼마나 많은 입자가 룸에 있는지 아는 것은 거의 유용하지 않다; 시간이 지남에 따라 룸의 오염이 증가하는지 또는 감소하는지를 아는 것이 더 유용하다. 이것을 경향 추적이라고 하고, 입자 계수기는 상세한 입자 오염 경향 분석을 제공한다. 다시 말하면, 입자 계수기는 환경 오염 수준에서 점진적이거나 갑작스러운 변화를 모니터링한다. 이 정보는 필트레이션 문제가 있는지, 도구나 공정이 더러운지, 또는 누군가가 문 또는 밸브를 열어놓았는지를 작동자에게 말해줄 수 있다.

입자 계수기의 보다 정밀한 용도들이 있다. 이것들은 나중에 논할 것이다.

통계상 유효 샘플
이러한 중요한 개념은, 앞서 논했는데, 반복할 가치가 있다. 통계상 유효 샘플은 테스트중인 미디어의, 내용과 성격 둘 다에서, 대표적인 미디어 샘플이다. 입자 계수는 대류에서 보다 높을 수 있거나 표면에 가라 앉지만, 일반적으로, 확산 원리는 룸의 한 영역에서 샘플링하는 것은 룸의 다름 영역과 비슷한 데이터를 제공한다.

데이터 정상화
입자 계수기는 일정한 플로우율에서 미디어를 샘플링하고 미디어에서 입자를 계수한다. 입자 계수기에 의해 수집된 데이터는 두 가지 방식으로 볼 수 있다:

* 미가공 계수: 특정한 크기의 채널에서 전체 입자수. 원시 계수는 샘플량의 기능으로 계산되지 않으므로, 데이터는 제적 오염 값을 보고하지 않는다. 이 데이터는, 기기 조정에서는 물론, 일부 용도에서 유용하다.
*정상화된 계수: 샘플된 양에 의한 전체 입자수는. 정상화된 계수는 입자 계수를 샘플량과 관련시키므로, 데이터는 단위 양(ft3, m3, mL, 등.) 당 입자 오염 농도를 제공한다.

섹션 IV. 하드웨어 및 액세서리
다음 섹션은 다양한 종류의 입자 계수기와 관련 하드웨어를 설명한다. 게다가, 각각의 입자 계수기 유형의 특정한 용도들을 논한다.

공중 입자 계수기
공중 입자 계수기는 공기 중 입자 오염을 감지하고 측정한다, 전형적으로, 공중 입자 계수기는, 크린룸 또는 미니환경 같은 크린 환경에서 입자 오염을 모니터링한다. 룸안에 공기 모니터링뿐만 아니라, 공중 입자 계수기는 대형 공정 도구 안의 공기 입자를 모니터링할 수 있다.

필터 효율 모니터링은 또 하나의 일반적인 용도이다. 필터에 들어가고 나가는 입자 계수기 샘플 에어. 유입 계수(안으로 흐르는)의 수는 유출 계수(밖으로 나가는) 수와 비교된다. 이러한 두 값의 비율은 필터의 효율을 결정한다. 무인 테스팅을 원하면, 입자 계수기는 허용가능 입자 한계 경보를 포함하고 필터가 효율 테스트에 실패할 대 통지를 보낼 수 있다.

크린룸 모니터링, 인증 및 테스팅은 공중 입자 계수기의 가장 일반적은 용도이다. 공중 입자 계수기는 테스트를 받는 공정 가까이에서 끊임없이 입자를 모은다. 오염이 입자 계수기의 프로그램 가능 한계 이상으로 증가하면, 청취 가능한 그리고/또는 시각 가능한 경보가 제조 인원에게 알린다.

어떠한 용도에서든지, 입자 계수기는 충분한 미디어를 샘플링해야 하므로, 통계적으로 유효한 데이터를 제공한다. 특히, 대형 크린룸을 샘플링하면, 입자 계수기는 룸 내에서 여러 개의 다른 지점에서 샘플링을 해야 한다. ISO 문서는 샘플 지점 수를 위한 제안을 제공한다:

그러므로, 크린룸이 10,000 평방 피트를 측정하면, 먼저 평방 미터로 환산하고, 평방 근을 구하고, 그 다음 반올림한다.

이 크린룸의 효율적인 모니터링은 30개의 다른 샘플링 지점을 포함한다.

대안으로, 다음 중 하나의 방법을 이용하여 크린룸 테스팅을 수행할 수 있다:

* 에어로솔 매니폴드 이용(아래 설명됨)
* 입자 계수기를 지점에서 지점으로 이동
* 통계상 유효 샘플은 단일 지점에서 취해질 수 있는 것을 보여주기

특정한 입자 계수기를 선택하는 것은 어떤 결정을 요구한다. 채널 크기는 가장 작게는 0.06 µm에서 가장 크게는 수 백 마이크론까지의 범위이고, 모델에 따라, 채널 수와 사이즈 범위는 사전에 정해지거나 프로그램 가능하다. 기타 기능은 다른 플로우율, 통계 처리, 자동화된 인증 모델, 그리고 대부분의 공중 입자 용도를 충족하는 거의 모든 기능을 포함한다.

휴대용 공중 입자 계수기
휴대용 공중 입자 계수기는 사람의 손보다 조금 더 크고 오염원을 정확하게 찾아내고 격리하는데 사용된다. 이것은 입자 농도에 따라 다른 톤(Geiger 계수기 또는 금속 탐지기처럼)을 내는 호스 끝에서 탐침을 채용한다.

에어로솔 매니폴드
에어로솔 매니폴드는 다수의 다른 지점에서 샘플을 채집하기 위해 단일 입자 계수기를 사용한다. 에어로솔 매니폴드는 공기가 샘플링되는 지점에서 여러 개의 유입 호스와, 계수기에 연결된 하나의 유출 호스가 있는 입자 계수기에 의해 대개 제어되는 장치이다. 매니폴드는 입자 계수기로 모든 포트에서 온 입자를 입자 계수기로 방향을 맞추기 위해, 100 CFM의 공기 플로우를 제공하면서, 큰 펌프를 사용한다. 결과적으로, 입자 계수기는 한 지점에서 샘플하고, 그런 다음 일정 시간 (대개 1분)후에, 매니폴드는 다음 유입 호스로 단계로 가고, 다시 과정을 반복한다. 잘 설계된 매니폴드는 운송 튜빙에서 입자 손실을 최소화하고 교차-오염을 제한한다. 교차-오염은 입자가 한 샘플 포트에서 다른 샘플 포트로 누출될 때 발생한다. 그림 6은 에어로솔 매니폴드 시스템의 기본 부품을 보여준다.

샘플 탐침
샘플링 탐침(SP)은 샘플 튜브 끝에 부착되고 보다 정확한 데이터를 제공한다. 크린룸 기체는 흔히 분당 45에서 90피트 범위의 층류이다. 어떤 탐침은 입자 계수기와 룸 공기 사이에 동등한 속도를 제공하기 위해 크기가 맞춰진다; 이러한 샘플 탐침들을 아이소카이네틱이라고 부른다. 그러므로, SP는 샘플 공기와 같은 속도에서 입자를 포착하여, 정확한 표준화된 입자 계수를 제공한다. 그림7 참조.

고압 확산기
표준 공중 입자 계수기는 분당 1.0 입방피트와 1.0 기압(14.6959 psi)에서 샘플한다. 고압 확산기(HPD)는 압축 가스 시스템에서 압력(40-100 psi)을 감소시키므로, 공중 입자 계수기에 의해 분석될 수 있다. 그렇지만, HPD는 비활성 압축 가스만을 분석해야 한다. HPD는 일부 압축 가스를 룸 안으로 배출하므로, 가스가 비활성이지 않으면, 부상이 발생할 수 있다.

환경 센서
환경 센서는 온도, 상대습도, 차등 공기압, 공기 속도 등을 측정할 수 있다. 입자 계수기 그리고/또는 설비 모니터링 시스템(FMS)는 환경 탐침의 데이터를 분석하고 읽을 수 있는 포맷으로 디스플레이 한다.

액체 입자 계수기
액체 입자 계수기는 거의 모든 종류의 액체에서 입자를 계수한다: 물, 수화플루오르산, 석유화학물질, 그리고 주사약은 일반적인 용도이다. 흔히, 이것들은 필터 효율과 배치 샘플링 용도에서 품질 제어 장치를 모니터링한다.

액체 샘플러
액체 샘플러는 정확한 액체량을 추출하고 나서, 고정 전송율로, 샘플을 액체 입자 계수기로 보낸다. 비압축 액체는, 비이커나 바이얼 내 테스트를 포함하여 액체 샘플러를 위한 일반적인 용도이다.

부정확하게 사용되면, 액체 샘플러는 구멍이 생기고 액체 내에서 거품이 만들어 진다. 거품은 입자를 축적(응집)할 수 있으므로 문제를 일으킨다. 또한 공정 화학물질에 존재하는 대부분의 거품은 큰 입자(대개 1.0 µm보다 큰) 만큼의 사이즈이다.

일부 액체 샘플러는 압축을 통해 비등(버블링)을 감소하거나 제거한다. 액체 샘플러는 액체 샘플을 담는 방을 포함하여, 압력(>35psi)이 거품을 압축하는 동안에, 액체에서 제거한다.

관측 모듈

액체 관측 모듈들은 진공 입자 계수기를 위한 것들과 유사하다; 이것들은 플로우의 벗어남 없이 입자를 모니터링하는 방법을 제공한다.

부식성 물질과 관
액체에 부유하는 입자는, 특히 부식성 액체, 부식성 물질을 샘플링할 때 독성 가스를 용해하거나 방출하지 않는 내부의, 젖은 표면이 있는 입자 계수기를 요구한다.

Particle Measuring Systems는 액체 입자 계수기의 젖은 표면을 위해 여러 가지 다양한 광학 물질과 플라스틱을 이용한다:

광학
* 용해된 규소: 유리와 비슷한 물질인, 용해된 규소는 수화플루오르산 이외의 대부분의 화학물질과 비교된다.
사파이어: 수화플루오르산을 포함하여, 반도체 산업에 이용되는 대부분의 화학물질과 호환함.
* 플루오르화 마그네슘: 플루오르화 암모늄과 과산화 수소를 제외하고, 대부분의 화학물질과 호환함.

관
* 플루오르화 폴리비닐리덴(PVDF): 많은 샘플 셀에서 사용되는 열가소성 물질, 하지만 아세톤과 함께 장기간 사용은 권장하지 않음
* 페르플루오로알콕시 (PFA) Teflon®: 일부 샘플 셀에 사용되는 하나의 플루오르폴이머인, PFA Teflon은 일부 채널에 투과성이다. 다른 물질들은 Teflon®, KalRez® (고가의 O-링 물질) 그리고 Kel-F을 포함한다.

화학적 호환
액체 입자 계수기에 화학물질을 넣기 전에, 중요한 사항들:

* 화학물질이 입자 계수기의 젖은 표면과 호환할 수 있도록 확실히 하고
* 화학물질이 이전의 샘플의 화학적 잔존물과 반응하지 않게 하는 것을 확실히 한다.

화학적 호환성에 관하여 질문이 있으면, 입자 계수 제조회사로 연락하십시오.

기체 입자 계수기
가스 입자 계수기는, 비활성 및 반응성 둘 다의, 다양한 기체의 순도를 결정한다. 가스 입자 계수기는 압력하에서 입자를 계수하는 특화된 공중 입자 계수기이다. 일부 입자 계수기들은, 다른 것들이 (감소된) 라인 압력에 적합한 반면에, 실린더 압력(150 psi까지)에서 샘플링할 수 있다.

대표 기체 샘플을 채집하고 분석하는 것은 어려울 수 있다. 반도체 공장에서 도전은 입자 계수기를 기체 공급과 연결하는 것을 포함한다. 전형적으로, 기체 공급은, 기체를 공급에서 공장으로 운반하는 큰 직경의 스테인리스 강철 파이프와 함께, 반도체 공장 외부에 있는 공정 설비에서 기원한다. 이 용도가 입자가 반도체 공장에 도달하기 전에 기체에 있는 입자 분석을 요구한다면, 샘플링 포트는 기체 공급 파이프에 더해져야 하는데, 여기서 입자 계수기는 샘플을 추출할 수 있다.

아직도, 반도체 기체는 많은 입자를 포함하지 않으므로, 중력과 확산은 존재하는 몇 개의 입자의 통계상 유효 샘플을 포착하기가 어려울 수 있다. 입자를 포착하는 선호되는 방법은, 피팅에 연결되고 파이프 직경의 중심에 삽입된 샘플 튜브와 함께, 파이프 피팅이 요구된다. 대개 추가적인 기체 입자 계수기는 기체 품질에 대한 최종 점검으로써 사용 포인트 가까이에 놓인다.

일부 용도는 공중 입자 계수기에 연결된 “홈메이드” HPD로 구성된 기체 분석 시스템을 이용한다. Particle Measuring Systems에 의해 제조된 HPD는 울트라 크린 기체를 분석하기 위한 오랜 노력 후에 진화된 독점적인 기능들을 포함한다. 홈메이드 확산기의 대부분은 전혀 작동하지 못한다. 샘플링이 기체를 필터링할 때 제로 카운트 실패와 입자 계수의 임의성은 고압 확산기의 출시가 준비되기 전에 Particle Measuring Systems 엔지니어들이 극복한 모든 문제들이다.

기체 입자 계수기 대 HPD 장착 공중 입자 계수기
고압 입자 계수기 대 고압 확산기 장착 공중 계수기 사용을 결정할 때, 고려할 사항:

* 기체의 비용(HPD는 분석하는 것 보다 더 많은 기체를 소모한다)
* 원하는 샘플 플로우율(대부분의 HPD는 100 psig까지의 압력만 수용한다)
* 기기의 바닥면적(내부 관 때문에, 기체 입자 계수기는 공중 입자 계수기보다 크다)
* 입자 크기/기기 감도
* 데이터 디스플레이 옵션

입자 계수기 제조사는 귀하의 압축 가스 용도를 위한 올바른 선택에 관한 제안들을 제공할 수 있습니다.

섹션 V. 데이터 통합
이 섹션은 오염을 관리하기 위해 입자 감지 기술이 어떻게 협력하는 지를 설명한다.

설비 모니터링 시스템
설비 모니터링 시스템(FMS)은 모든 입자 계수기, 샘플러, 매니폴드, 환경센서 및 기타 마이크로오염 평가 장비를 위한 데이터 통신과 중앙 모니터링을 제공한다. FMS는 입자 데이터를 수집하고 분석하며, 그 다음, 데이터를, 도어나 밸브 열림, 필터 실패 또는 플로우 문제 등과 같은 문제발생과 상관시킨다.

크린룸을 갖춘 샘플 의약품 제조 설비는 FMS 내에서 작동하는 일반적으로 사용되는 입자 계수기를 보여준다. 구성품의 자세한 설명은 다음에 있다.

설비 관리 시스템 소프트웨어(Facility Net)
설비 관리 시스템(FMS) 소프트웨어는 작동자가 모든 연결 장비로부터 상황을 받을 수 있게 한다. 이 소프트웨어는 경보를 발생하고, 보고서와 그래프를 만들어내고, 데이터를 분석하고, 통계적 공정을 수행하고, 사용자에게 설비 내에 문제를 통보하는(이메일 또는 호출 시스템으로) 기능이 있다.

각각의 입자 계수기 장치는 FMS 컴퓨터에 연결된다. 그림 6에서, Particle Measuring Systems의 Facility Net 소프트웨어 시스템은 각각의 장비들을 위한 중앙 제어 스테이션으로서 역할을 하며, 모든 수집된 데이터를 관리한다. FMS에 연결된 다른 컴퓨터들은 실시간으로 데이터를 본다. 앞서 언급한 기능 이외에, Facility Net 소프트웨어는 다음 기능들을 수행할 수 있다:

* 입자 데이터 분석
* 입자 성향 추적
* 문제가 발생하면 지역 그리고/또는 원격 경보 발생:
-- 한계 초과 최대 입자수
-- 최소/최대 값 초과 온도
-- 최소/최대 값 초과 상대 습도
-- 조정 만료시점
-- 한계 초과 입자 평균

부품 세척과 산 배쓰를 위한 LiQuilaz® (액체 입자 계수기)
설비의 이 부분에서, 공정 액체 또는 산 배쓰는 테스팅을 요구한다. 액체의 필터 효율을 모니터링하는 것은 두 개의 액체 입자 계수기를 요구하지만, 산을 모니터링하는 것은 부식성 액체 샘플러를 요구한다. 필터 효율을 계산하는 것은 필트레이션 전에 액체에서 입자 오염의 양과 필트레이션 후 양을 비교하는 것이다. 이 테스팅은, 필터 미디어에서 구멍이 생기면, 또는 액체가 사용하기에 너무 더러우면, 필터 교체 시기를 결정한다.

LASAIR® II 이동형 계수기(공중 입자 계수기)
이 공중 입자 계수기는 지역화된 입자 소스를 결정할 수 있고, HEPA 필터를 현장 점검할 수 있고, 또는 설비에서 전체적인 공기 순도를 결정할 수 있다. 정기적인 설비 검사는 모든 필터 점검을 요구하므로, 공중 입자 계수기는 절대적으로 있어야 된다.

APSS-200(액체 입자 계수기)
하나의 APSS-200 시린지 샘플링 시스템은 광범위한 액체에서 부유하는 미립자 물질의 사이징을 하고 계수하기 위해 설계되었다. 이 시스템은 작은 배치에서 샘플링하고, 모든 현재의 USP 테스트 <788> 요구조건을 따르고, 미래의 규제 변경에 적응할 수 있다. 반도체 용도와는 달리, 1 마이크론 이하의 입자가 제품에 영향을 미치는 곳에서, 주사약품 용도는 2 µm이상의 입자를 감지하는 입자 계수기를 요구한다.

ENODE® (I/O 컨트롤러)
ENODE은 Facility Net 소프트웨어와 직접 통합되는 하나의 모듈식 이더넷(네트워킹) 장비이다. 이 ENODE는 디지털 및 아날로그 입력을 모니터링하고, 출력 접촉(디지털 또는 릴레이)을 경보하고, 데이터를 분석하기 위해 소프트웨어로 보낸다. 입력은 온도, 상대 습도 센서, 또는 공정 도어가 열려 있을 때 소프트웨어에 알리는 전자 스위치를 포함한다. ENODE 장치는 광범위한 모니터링 및 제어 용도를 위한 솔루션이다.

프로젝트 관리, 확인 및 설치
각각의 오염 시스템은 입자 데이터를 이해하고 인원을 가져야 하고 입자 오염을 겪고 있는 영역에 지원을 제공해야 한다. 확인 및 설치는, 외부 기관에 의해 수행되는 확인과 내부 또는 외부 소스에 의해 수행되는 설치와 함께, 시스템 통합의 초기 단계에 해야 한다. 오염 제어 시스템의 지속적인 관리는 공정 개선을 담당하는 인원의 전문성과 책임감을 요구한다.

HandiLaz® Mini (휴대용 공중 입자 계수기)
휴대용 입자 계수기는, HandiLaz® Mini처럼, 손바닥에 맞도록 인체공학적으로 설계된다. 휴대용 입자 계수기는 단단하고, 믿을 수 있고 지역 입자 오염을 핀포인팅하고 격리할 필요가 있는 비용을 의식하는 사용자들에게 엄청난 가치를 제공한다.

IsoAir® (공중 입자 계수기)
화학물질 또는 의약품을 직접 공정하는 영역은 중요한 영역 보호에서 문제를 알아내기 위해 IsoAir를 사용한다. 이러한 콤팩트하고 설치하기 쉬운 센서는 화학적 내성에 있어서 비교할 수 없는 수행과, 소독하기 쉬움, 스테인리스 강철 박스를 제공한다.

제조 및 품질 관리(QC)
특정한 조립, 테스트 및 포장 작업은 ISO 등급5 크린룸 환경에서 이뤄진다. 에어로솔 매니폴드, ISP, 입자 계수기는 크린룸 기준의 이러한 영역을 효과적으로 모니터링한다.

Airnet®(공중 입자 계수기)와 AM-II (에어로솔 매니폴드)
입자 계수기와 매니폴드는, 아이소카이네틱 탐침과 함께, ISP등급6(FS-209e 등급 1000) 장비 공간 영역과 함께 ISO 등급 4 또는 5 (FS-209e 등급 10 또는 100) 크린룸을 모니터링한다. 하나의 에어로솔 매니폴드는 여러 다른 영역이나 같은 영역에서 여러 포인트를, 통계적으로 유효하게 하면서, 경제적으로 모니터링한다.

한편, 에어로솔 매니폴드는 어느 정도 입자 손실과 내부 샘플 딜레이를 보이기 때문에 모든 용도에는 적합하지 않다. 입자 손실은 매니폴드의 샘플선이 길 수 있기 때문에(125피트까지) 발생한다. 1마이크론 보다 큰 입자들은 멀리 가지 않으므로, 중력이나 튜빙 벤드는 튜빙의 내부 벽에 달라붙는 것을 일으킬 수 있다. 샘플간 딜레이는 매니폴드가 하나의 샘플 포트에서 다른 것으로 변경할 때 발생한다. 입자들은 매니폴드가 샘플 포트를 변경할 때 감지를 피할 수 있다.

섹션 VI. 용어집

관측량 (viewing volume) 입자 감지 시스템을 통과하는 기체 또는 액체의 양
관측 모듈 (viewing module) 도관에 설치되어 레이저 광선이 통과하도록 하는 창이 있는 작은 방
광감지기 (photodetector) 빛을 감지하고 빛을 전기적 펄스로 바꾸는 기기 건조상태 (desiccated 건조된 상태
경향 추적 (trend tracking) 주어진 양 안에서 마이크로오염을 장기적으로 추적하는 입자 계수기 사용
난류 (turbulent flow) 공기 또는 유체의 원활하지 않은 활동
덩어리 (agglomeration) 액체에서 가스 기포에 붙는 입자와 같이, 덩어리로 모이는 것
등급 (class) 입방 피트 당(또는 ISO 체계에서, 입방 미터 당) 0.5 µm 입자의 최대수로 표현된, 크린룸 품질
레이저 (LASER) 유도 방출에 의한 빛의 증폭(Light Amplification by Simulated Emission of Radiation)의 두문자어, 고강도의 응집성 빛
마이크로오염 (microcontamination) 제조 공정에 유해한 입자
마이크론 (micron 마이크로미터 의 줄임형, 10-6 미터(밀리미터의 1/1000) 와 같은 측정 단위 기호: µm
모니터 (monitor) 입자를 계수하는데 레이저 광선을 사용하는 입자 계수기의 한 유형
무기의 (inorganic) 유기체(동물 또는 식물) 근원이 아닌
무수의 (anhydrous) 물이 없는, 건조한
미가공 계수 (raw counts) 샘플량을 위해 정상화되지 않은 입자 계수
미니환경 (minienvironment) 축소형 크린룸
미연방 기준 209 (Federal Standard 209) 크린룸 등급 분류를 정의한 지금은 폐지된 미국 정부 규정
부착 (accretion) 입자들이 함께 붙는 성향
브라운 운동 (Brownian motion) 브라운 운동이란 분자와 충돌로 인한 작은 입자의 임의적 움직임이다; 일반적으로, 브라운 운동은 0.1 마이크론 직경과 같거나 더 작은 입자에 영향을 미친다.
비활성의 (inert) 살아있지 않은; 죽은
빈 (bin) 광감지기에 의해 발생된 전기적 펄스를 위한 전자적 저장소; 때로는 채널이라고도 일컬음
산란 (scattering) 레이저 광선을 통과하는 입자의 빛 반사; 광학 입자 계수의 한 방법; 익스팅크션(extinction) 참조
살아있는 (viable) 살아있는
상승 흐름 (Convection) 공기 또는 액체에서 입자의 수직적 이동
수화된 (hydrated) 물 또는 액체를 포함한
스펙트로미터 (spectrometer) 입자를 계수하는데 레이저 광선의 중심만을 이용하는 입자 계수기의 한 유형
시준 (collimation) 빛의 가장자리가 평행하는 집중된 광선
알베도 (albedo ) 입자의 반사 또는 빛남
액체 (liquid) 기체 또는 고체가 아닌 유체
에어로솔 (aerosol) 공기 중 입자 및 수증기 부유물
열 변화 (thermal variation) 유체 활동에 기여하는 유체량에 있어서 온도 불규칙성
원위치에 (in-situ in-position) (위치)에 대한 라틴어, 적은 양의 샘플량을 계수하는 입자 계수기의 등급을 설명한다
유기의 (organic) 동물 또는 식물에서, 즉 생물에서 발생하는
유동 (currents) 주어진 양에서 유체의 움직임
유체 (fluid) 액체 또는 기체
응집성 광원 (coherent light) 동일한 광학적 성질(파장, 위상 및 방향)을 갖는 광자의 광선
이류 (advection) 공기 또는 액체를 통한 수평 운반
이중입자 (doublet) 함께 붙은 한 쌍의 입자
입자 (particles) 다양한 물질에서 만들어지는 매우 작은 물체
입자 계수기 (particle counter) 입자를 계수하는 기기
정전기적 고착 (electrostatic adhesion) 정전기로 인하여 물체에 고착하는 입자의 성향
증거 판 (witness plate) 나중의 측정을 위해 입자를 수집하는 크린 환경에 놓여지는 테스트 표면
진공 (vacuum) 주어진 양에서 기체 또는 액체의 부재
체적측정의 (volumetric) 전체 샘플을 검사하는 입자 계수기의 한 유형
층류 (laminar flow) 유체에서, 원활하고, 층으로 된 흐름
파고 분석기 (pulse height analyzer) 전기적 펄스를 수집하여 상대적 입자 크기와 상관시키는 기기; 약어: PHA
표준화 (normalization) 양 상태(관계)에 의한 유용한 데이터 포맷팅
통계상 유효 샘플 (statistically-valid sample) 전체양을 나타내는 입자의 적은 샘플
캐비테이션 (cavitation) 액체에서 기포 형성, 흔히 빠르게 채워지는 시린지 샘플 또는 펌프 추진기의 움직임에 의해 발생하는 액체 기포의 형성
크린룸 (cleanroom) 필터, 규정 및 설계 에 의한 입자 오염 최소화를 위해 설계된 제조 환경
확산 (diffusion) 입자가 농도가 높은 영역에서 농도가 낮은 영역으로 이동하는 작용
DI 워터 (DI water) 탈이온화수; 이온이 제거된 물, 하나의 강력한 세척제가 됨
FMS 설비 모니터링 시스템(Facility Monitoring System )의 두문자어: 설비에서 모든 입자 계수 장비를 모니터링하고 제어하는 컴퓨터 하드웨어, 소프트웨어 및 케이블의 한 시스템
HEPA 필터 (HEPA filter) 0.3 마이크론 보다 큰 입자의 99.99%를 제거하는 고효율 미립자 공기 (High Efficiency Particulate Air) 필터의 두문자어
ISO (ISO International Standards Organization) 의 두문자어
MTBF (MTBF Mean Time Between Failures) (실패 사이의 시간)의 두문자어 전자 구성품 또는 장비의 한 가지가 실패 전에 기능하는 시간(시로 표시)
ULPA 필터 (ULPA filter) 0.12 마이크론 보다 큰 입자의 99.9997%를 제거하는 극저 미립자 공기(Ultra Low Particulate Air) 필터의 두문자어

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