DE19816489B4

DE19816489B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen der Filtereffizienz von für den Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmten Geweben

Info

Publication number: DE19816489B4
Application number: DE19816489A
Authority: DE
Inventors: Chang-Su Lim; Hyun-Joon Kim; Youn-Soo Han; Ok-Sun Lee
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1997-04-17
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2018-04-15
Also published as: GB2330914B; US5939617A; KR19980077235A; GB2330914A; GB9807434D0; TW369598B; CN1196484A; KR100213437B1; DE19816489A1; JP3701108B2; JPH10296028A; CN1144044C

Abstract

Vorrichtung zum Prüfen der Filtereffizienz von Geweben, insbesondere von für den Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmten Geweben, mit
einem Träger (3), in welchem eine zu prüfende Gewebeprobe (1) befestigt ist,
einer Kammer (11) mit Raum zum Befestigen des Trägers (3) mit der Gewebeprobe (1),
einem Gasionisierer (13), von welchem ein ionisiertes Gas erzeugbar ist, das durch ein erstes Ventil (V1) hindurch in die Kammer (11) einleitbar ist,
einem Partikelgenerator (15), von welchem Partikel erzeugbar sind, die durch ein zweites Ventil (V₂) in die Kammer (11) einleitbar sind, und
einer Partikelzählvorrichtung (17), mit der die Gesamtzahl der in das System durch den Partikelgenerator (15) eingeleiteten Partikel und die Anzahl der die Gewebeprobe (1) durchdringenden Partikel zählbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen der Filtereffizienz von Geweben, die insbesondere zum Verwenden in einer Reinraumumgebung vorgesehen sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen der Nutzungsdauer von aus den Geweben hergestellter staubfreier Kleidung, wobei die Nutzungsdauer auf der Berechnung der Filtereffizienz der Materialien beruht.
Es ist bekannt, daß Halbleiterherstellungsprozesse in einer Reinraumumgebung durchgeführt werden müssen, in die saubere Luft kontinuierlich eingeleitet wird. Jedoch verursacht das Vorhandensein von Staubpartikeln Verunreinigungen, welche die eine hohe Dichte aufweisenden und sehr kleinformatigen Halbleiterbauelemente beschädigen können. Neue Anstrengungen zum Verbessern der Halbleiterherstellungstechniken konzentrierten sich auf die Erhaltung und Steuerung der Reinheit des Reinraums durch Eliminieren jener Faktoren, welche Staubpartikel erzeugen, die sich nachteilig auf die Produktionsausbeute, die Produktionszuverlässigkeit und die Produktqualität auswirken.
Staubpartikel können beispielsweise von der Prozeßausrüstung oder von Wegwerfmaterialien erzeugt werden, die in dem Reinraum verwendet werden. Die Reinraumarbeiter selbst sind eine Verunreinigungsquelle, da die Arbeiter kontinuierlich Staub durch Umherlaufen in dem Reinraum erzeugen, während sie arbeiten. Die Halbleiterchip-Prozeßausrüstung und die Wegwerfmaterialien wurden in dem Umfang verbessert, daß sie nur noch selten eine Verunreinigung durch Partikel erzeugen. Der Arbeiter wurde zur primären Quelle der Verunreinigung durch Partikel, welche sich auf die Qualität der in der Reinraumumgebung hergestellten Halbleiterbauelemente auswirkt.
Idealerweise sollten Halbleiterbauelemente automatisch, ohne menschlichen Eingriff, hergestellt werden. Dies ist jedoch gemäß dem derzeitigen Stand der Technik nicht möglich. Deswegen wird ständig versucht, den Herstellungsprozeß mit einer minimalen Einwirkung durch die Bedienpersonen durchzuführen und gleichzeitig die Partikelfreisetzung zu unterdrücken, wenn menschliches Einwirken dennoch erforderlich ist.

In diesem Zusammenhang ist es aus DE 691 21 899 T2 bekannt, Reinräume mit Hilfe von ionisierter Luft zu reinigen.

Die in einem Reinraum arbeitenden Bedienpersonen tragen staubfreie Kleidung aus eigens gestalteten und zum Verwenden in einer Reinraumumgebung bestimmten Materialien, wie z.B. staubfreie Kleidungsstücke, staubfreie Masken, und staubfreie Handschuhe. Die Eigenschaft des Materials, den Durchtritt von Staubpartikeln zu filtern, d.h. zu behindern oder zu verhindern, ist als Filtereffektivität bekannt. Um die Filtereffektivität der von der Bedienperson getragenen Kleidung verbessern zu können, sind hocheffiziente Kleidungsmaterialien mit hoher Filtereffektivität erwünscht.

Die aus staubfreiem Gewebe hergestellten Kleidungsstücke altern, wobei sich ihre Filtereffektivität verringert und die Eigenschaft verloren geht, den Durchtritt von vom Körper der Bedienperson erzeugten, verunreinigenden Staubpartikeln zu behindern oder zu verhindern. Dadurch werden die verunreinigenden Partikel an die Umgebung abgegeben. Kleidungsstücke aus staubfreiem Gewebe, welche ihre Nutzungsdauer überschritten haben, verunreinigen den Reinraum mit Partikeln. Deswegen ist es erforderlich, die Filtereffizienz der staubfreien Kleidungsstücke genau zu prüfen, um ihre Nutzungsdauer zu bestimmen. Ähnlich dazu kann die Filtereffizienz von neu entwickelten, zum Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmten Geweben berechnet werden, um deren Eignung für eine derartige Verwendung zu bestimmen.

Aus EP 0 046 740 A2 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen der Filtereffizienz von Filtern bekannt, wobei ein zu prüfender Filter, der in eine Kammer eingesetzt ist, von Luft durchströmt wird, die mittels eines Partikelgenerators mit Partikeln kontaminiert wird. Stromauf und stromab des Filters wird mittels einer Partikelzählvorrichtung die jeweilige Partikelkonzentration in der Kammer gemessen. Basierend auf den gemessenen Partikelkonzentrationen wird die Filtereffizienz des Filters errechnet. Eine ähnliche Vorrichtung ist aus JP 60015543 A bekannt.

Ferner sind eine ähnliche Vorrichtung und ein ähnliches Verfahren aus US 5 203 201 bekannt, wobei die Filtereffizienz von luftdurchlässigem Endlosgewebe geprüft wird, das an der Vorrichtung vorbeigeführt und getestet wird. Gemäß US 5 203 201 erzeugt der Partikelgenerator ein Aerosol mit flüssigen Partikeln.

Es besteht Bedarf an einer zum Prüfen der Filtereffizienz von für die Verwendung in einer Reinraumumgebung vorgesehenen Geweben gestalteten Vorrichtung, insbesondere an einer Vorrichtung, welche selbst zur Verwendung in der Reinraumumgebung geeignet ist.

Mit der Erfindung, wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Filtereffizienz von für die Verwendung in einer Reinraumumgebung vorgesehenen Geweben geschaffen, in welcher Halbleiterchips hergestellt werden. Die Filtereffizienz ist die gemessene Eigenschaft von Geweben, den Durchtritt von kontaminierenden Staubpartikeln durch das Gewebe zu filtern, d.h. zu behindern oder zu verhindern. Wenn die Filtereffizienz bekannt ist, kann die Nutzungsdauer staubfreier Kleidungsstücke bestimmt werden. Außerdem erleichtert das Messen der Filtereffizienz das Gestalten von für den Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmten Geweben.

Um diese und andere Vorteile zu erreichen, wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Prüfen der Filtereffizienz von für den Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmten Geweben geschaffen, mit einem Träger, in welchem eine Probe des zu prüfenden Gewebes befestigt wird, und einer Kammer, welche den Träger und die Probe aufnimmt. Die Vorrichtung weist ferner einen Gasionisierer auf, welcher ionisiertes Gas erzeugt und dieses durch ein erstes Ventil hindurch in die Kammer einleitet, um die atmosphärische Aufladung aus der Kammer zu entfernen. Außerdem weist die Vorrichtung einen Partikelgenerator auf, welcher Partikel erzeugt und diese durch ein zweites Ventil in die Kammer einleitet. Die Gesamtzahl der in das System eingeleiteten Partikel wird von einem ersten Partikelzähler gezählt, welcher ein Teil einer Partikelzählvorrichtung ist. Die Anzahl der durch die Probe durchtretenden Partikel wird von einem zweiten Partikelzähler gezählt, welcher auch ein Teil der Partikelzählvorrichtung ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung optional ein Filter auf, welches die Kammer verlassende Partikel filtert, um eine Verunreinigung des Reinraums zu verhindern. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung optional einen Befeuchter auf, mittels welchem die Feuchtigkeit in der Kammer einstellbar ist. Die Temperatur der Kammer ist einstellbar.

Ferner wird mit der Erfindung ein Verfahren zum Berechnen der Filtereffizienz eines für den Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmten Gewebes geschaffen. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Befestigen einer Probe in einem Träger, Entfernen jeglicher statischer Aufladung aus der Kammer durch Einleiten von ionisiertem Gas in die Kammer, optionales Einstellen der Feuchtigkeit in der Kammer mittels eines Befeuchters, welcher Wasserdampf durch ein Ventil in die Kammer einleitet, und Befestigen einer zu prüfenden Gewebeprobe in der Kammer. Nachdem die Probe in der Kammer befestigt ist und die Kammer hermetisch verschlossen ist, werden Partikel unter Verwendung eines Partikelgenerators in die Kammer eingeleitet. Die Gesamtzahl der in die Kammer eingeleiteten Partikel wird von einem ersten Partikelzähler zu der Zeit gezählt, zu der alle Partikel in die Kammer eingeleitet worden sind, aber noch keine Partikel die Probe durchtreten haben. Zu einem späteren, für den Durchtritt der Partikel durch die Probe ausreichenden Zeitpunkt führt der zweite Partikelzähler eine zweite Messung der Anzahl der Partikel durch, welche die Probe durchtreten haben. Aus diesen beiden Werten wird die Filtereffizienz berechnet.

Die Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Prüfen der Filtereffizienz von für den Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmtem Gewebe,
2A und 2B eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Trägers nach 1 in einer geöffneten Stellung, wobei eine erste Platte des Trägers im Abstand zu einer zweiten Platte des Trägers angeordnet ist,
2C und 2D eine Draufsicht und eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Trägers nach 1 in einer geschlossenen Stellung, wobei die erste Platte des Trägers mit der zweiten Platte des Träger in Kontakt steht,
3 ein Flußdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Prüfen von für den Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmten Geweben,
4 eine schematisch Ansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Prüfen von für den Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmten Geweben, wobei die Vorrichtung ferner einen Befeuchter aufweist, und
5 ein Flußdiagramm der anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Prüfen von für den Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmten Geweben, welches die Vorrichtung nach 4 verwendet.
Bezogen auf die 1 bis 5 werden das Verfahren und die Vorrichtung zum Prüfen von für den Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmten Geweben gemäß der Erfindung näher erläutert.
Wie aus 1 ersichtlich, weist die Prüfvorrichtung einen Gasionisierer 13 zum Einleiten von ionisiertem Gas in einen ersten Abschnitt 11a einer Kammer 11 und einen Partikelgenerator 15 zum Einleiten von Partikeln in den ersten Abschnitt 11a der Kammer 11 auf. Ein Träger 3 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Kammerabschnitt 11a bzw. 11b der Kammer 11 befestigt. Eine Partikelzählvorrichtung 17 ist an der Kammer 11 angeschlossen, um die Anzahl der Partikel in der Kammer 11 zu zählen. Die Kammer kann zum Befestigen des Trägers geöffnet und geschlossen werden, wobei eine Vorrichtung 20 zum Öffnen und Schließen derart angeordnet ist, daß der zweite Abschnitt 11b der Kammer 11 relativ zu dem ersten Abschnitt 11a zu bewegbar ist. Beispielsweise können die Kammerabschnitte aufgeschwenkt werden, oder der Träger kann durch einen Zwischenraum zwischen den Kammerabschnitten durchschiebbar sein.
Die Innenfläche der Kammer 11 ist mit einem Antistatikfilm 11c beschichtet. Die Partikelzählvorrichtung 17 weist einen ersten Partikelzähler 17a und einen zweiten Partikelzähler 17b auf. Der erste Partikelzähler 17a zählt die Anzahl der Partikel im ersten Abschnitt 11a der Kammer 11 ehe diese durch eine in dem Träger 3 befestigte und in der Kammer angeordnete Probe 1 hindurchtreten. Der zweite Partikelzähler 17b zählt die Anzahl der Partikel in dem zweiten Abschnitt 11b der Kammer 11, welche die Probe 1 durchtreten haben.
Wie aus den 2A bis 2D ersichtlich, weist der Träger 3 eine erste Platte 3a und eine zweite Platte 3b auf, welche jeweils in ihrer Mitte eine Mittelöffnung 3e gleicher Abmessung aufweisen. An vorbestimmten Positionen an der ersten und der zweiten Platte 3a und 3b sind Öffnungen (nicht gezeigt) zum Einsetzen von Verbindungsteilen 3c vorgesehen. Die erste und die zweite Platte 3a und 3b sind mittels der Verbindungsteile 3c miteinander verbunden, wenn diese in die Öffnungen eingesetzt sind. Die Oberfläche des Trägers 3 ist ebenfalls mit einem Antistatikfilm 3d beschichtet. In geöffneter Stellung (2A und 2B) sind die jeweiligen Öffnungen 3e nicht deckungsgleich angeordnet, wohingegen sie in geschlossener Stellung (2C und 2D) deckungsgleich angeordnet sind.
Das Verfahren zum Prüfen der Filtereffizienz der Probe 1, für den Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmten Gewebes, wird bezogen auf 3 näher erläutert.
Im Schritt S1 öffnet die Bedienperson durch Vergrößern des Abstands zwischen der ersten und der zweiten Platte 3a bzw. 3b den Träger 3 , wie aus 2A ersichtlich, um die Probe 1 einzusetzen, wie z.B. das Gewebe eines staubfreien Kleidungsstücks, einer staubfreien Maske, staubfreier Handschuhe oder eines staubfreien Reinigungstuchs zum Einsatz in einer Reinraumumgebung.
Die erste Platte 3a ist mittels der Verbindungsteile 3c an der zweiten Platte 3b derart befestigt, daß ein Ende jedes Verbindungsteils 3c jeweils in eine in der ersten Platte 3a ausgebildeten Öffnung (nicht gezeigt) und das andere Ende jedes Verbindungsteils 3c jeweils in eine in der zweiten Platte 3b ausgebildeten Öffnung (nicht gezeigt) eingesetzt ist. Beim Drücken oder Ziehen an der ersten und an der zweiten Platte 3a bzw. 3b in unterschiedliche Richtungen vergrößert sich der Abstand zwischen den Platten 3a und 3b und die Platten befinden sich in geöffneter Stellung.
Wenn sich die erste und die zweite Platte 3a bzw. 3b in geöffneter Stellung befinden, wird die zu prüfende, staubfreie Gewebeprobe 1 in den Zwischenraum zwischen der ersten und der zweiten Platte 3a bzw. 3b derart eingesetzt, daß die Probe 1 die Mittelöffnung 3e der Platte bedeckt, auf welcher die Probe 1 gestützt ist. Um die Probe 1 sicher in dem Träger 3 zu befestigen werden die Platten 3a und 3b in die geschlossene Stellung bewegt, wie aus 2C ersichtlich. Die Probe 1 muß groß genug sein, um die mittleren Öffnungen 3e in der ersten und in der zweiten Platte 3a und 3b zu bedecken.
Während des Schrittes S2, dem Entfernen statischer Aufladung aus der Kammer 11, öffnet die Bedienperson ein Ventil V₁ des Gasionisierer 13 (siehe 1), wobei ionisiertes Gas in die Kammer 11 eingelassen wird, um die statische Aufladung und alle unerwünschten Partikel aus der Kammer 11 zu entfernen. Gleichzeitig ist das Ventil V₂ des Partikelgenerators 15 geschlossen. Geeignete Gasionisierer zum Verwenden in den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind im Handel erhältlich. Das Einleiten von ionisiertem Gas in die Kammer 11 entfernt die unerwünschten Partikel aus der Kammer, so daß genaue Partikelzählungen zum Berechnen der Filtereffizienz der Gewebeprobe erreicht werden können. Zum Verwenden mit den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung geeignete ionisierte Gase weisen Stickstoff, Argon und Helium auf.
Nach ausreichend langem Einleiten des ionisierten Gases zum Entfernen von statischer Aufladung und vereinzelten Partikeln aus der Kammer 11 wird während des Schrittes S3 die Anzahl der in der Kammer verbleibenden Partikel unter Verwendung des Partikelzählers 17 gezählt. Der erste Partikelzähler 17a ist direkt an dem ersten Abschnitt 11a der Kammer 11 angeschlossen und der zweite Partikelzähler 17b ist direkt an dem zweiten Abschnitt 11b der Kammer 11 angeschlossen. Nach dem vollständigen Entfernen der Partikel und der statischen Aufladung weisen die Partikelzähler 17a und 17b keine Partikel nach. Dies stellt sicher, daß beim Berechnen der Filtereffizienz nur die von dem Partikelgenerator 15 in die Kammer 11 eingeleiteten Partikel gezählt werden.
Nachdem im Schritt S3 sichergestellt ist, daß die Anzahl der in der Kammer 11 nachgewiesenen Partikel Null ist, wird vom Bedienperson zu Schritt S4 übergegangen. Während des Schrittes S4 befestigt die Bedienperson den Träger 3 in der Kammer 11, während das Ventil V₁ des Gasionisierers 13 offen bleibt, um durch kontinuierliches Einleiten von ionisiertem Gas in die Kammer 11 zu verhindern, daß sich statische Aufladungen oder vereinzelte Partikel bilden.
Um die in einem besonderen Beispiel zu prüfende Gewebeprobe im Schritt S43 zu befestigen, wird die Kammer 11 durch die Bedienperson im Schritt 41 geöffnet, indem der mit dem ersten Abschnitt 11a in Kontakt stehende zweite Abschnitt 11b der Kammer 11 nach hinten und von dem ersten Abschnitt 11a unter Verwendung der Öffnungs- und Schließvorrichtung 20 der Kammer, wie z.B. ein Luftzylinder oder ein Antriebsmotor, weg bewegt wird. Bei geöffneter Kammer 11 installiert die Bedienperson den Träger 3 an einer vorbestimmten Position in der Kammer 11 (Schritt S43). Auf den Schritt S43 folgt der Schritt S45, während welchem der zweite Abschnitt 11b der Kammer 11 von der Bedienperson auf den ersten Abschnitt 11a unter Verwendung der Öffnungs- und Schließvorrichtung 20 der Kammer zubewegt wird, wobei die Kammer 11 hermetisch geschlossen wird.
Während des Schrittes S4 wird kontinuierlich ionisiertes Gas in die Kammer 11 eingeleitet, wodurch die Öffnung zwischen dem ersten Abschnitt 11a und dem zweiten Abschnitt 11b der Kammer 11 vor Kontaminierung geschützt wird. Um sicherzustellen, daß keine Partikel in die Kammer 11 eingeleitet worden sind, nachdem der Träger installiert worden ist, kann die Bedienperson optional die Anzahl der Partikel (Schritt S46) in der Kammer erneut durch ein dem Schritt S3 ähnliches Verfahren zählen, ehe mit dem Schritt S5 fortgefahren wird.
Während des Schrittes S5, die Kammer 11 ist hermetisch geschlossen, schließt die Bedienperson das Ventil V₁ des Gasionisierers 13 und öffnet das Ventil V₂ des Partikelgenerators 15. Der Partikelgenerator 15 leitet Partikel vorbestimmten Durchmessers zwischen 0,1 μm und 5,0 μm zusammen mit Stickstoff in den ersten Abschnitt 11a der Kammer 11 ein. Der Druck in der Kammer 11 wird auf einen vorbestimmten Wert um 12 PSI (1 PSI = 6894,76 N/m²) eingestellt. Der Druck wird von einem Druckmeßgerät (nicht gezeigt) gemessen, welches mit der Kammer 11 verbunden ist.
Nur ein kleiner Anteil der Partikel und des Stickstoffs, welche in den ersten Abschnitt 11a der Kammer 11 eingeleitet worden ist, tritt durch die Probe 1 in den zweiten Abschnitt 11b ein, da die Probe als Filter oder Barriere wirkt, welche den Durchtritt der Partikel behindert. Folglich wird eine größere Anzahl von Partikeln in dem ersten Abschnitt 11a zurückgehalten, als durch die Probe in den zweiten Abschnitt 11b der Kammer 11 eintritt.
Während des Schrittes S6 werden die Partikel in der Kammer in zwei Unterschritten gezählt. Nachdem der Partikelgenerator 15 die Partikel in den ersten Abschnitt 11a der Kammer 11 eingeleitet hat, aber ehe einer der Partikel die Probe 1 durchtreten hat, zählt der erste Partikelzähler 17a, während des Unterschrittes 6a, die Anzahl der Partikel in dem ersten Abschnitt 11a. Zu einem späteren Zeitpunkt, welcher für den Durchtritt der Partikel durch die zu prüfende Gewebeprobe 1 ausreichend ist, wird während des Unterschrittes 6b eine zweite Messung durchgeführt, wobei die Anzahl der Partikel in dem zweiten Abschnitt 11b der Kammer 11 von dem zweiten Partikelzähler 17b gezählt wird. Die Ergebnisse werden auf jeweiligen Anzeigevorrichtungen (nicht gezeigt) jedes Partikelzählers angezeigt.
Während des Schrittes S7, berechnet die Bedienperson die Filtereffizienz der Probe 1 gemäß folgender Formel: Filtereffizienz(%) = ((A – B)/A)·100%
A ist die Gesamtzahl der in den ersten Abschnitt 11a der Kammer 11 eingeleiteten und von dem Partikelzähler 17a während des Unterschrittes 6a gezählten Partikel. B ist die Anzahl des Partikel, welche durch die Probe 1 hindurch in den zweiten Abschnitt 11b der Kammer 11 eingetreten sind und von dem Partikelzähler 17b während des Unterschrittes 6b gezählt worden sind. Beispielsweise ergibt sich für A = 100 und B = 20 eine Filtereffizienz (%) von 80%.
Am Ende des Versuchs werden die in dem zweiten Abschnitt 11b verbleibenden Partikel und der verbleibende Stickstoff optional durch ein Filter 19 geleitet (siehe 1), welches direkt an den zweiten Abschnitt 11b der Kammer 11 angeschlossen ist. Das Filter 19 entfernt die Partikel und den Stickstoff derart, daß keine Verunreinigungen an den Reinraum abgegeben werden. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung keine Verunreinigungen erzeugt, ist sie für den Einsatz in einem Reinraum geeignet. Die Vorrichtung kann wahlweise zum Messen der Filtereffizienz ohne das Filter 19 verwendet werden.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung basiert auf der aus 1 ersichtlichen Vorrichtung, jedoch weist die aus 4 ersichtliche zweite Ausführungsform ferner einen Befeuchter 16 zum Einstellen der Feuchtigkeit in der Kammer 11 auf.
Die aus 4 ersichtliche Vorrichtung weist einen Befeuchter 16 auf, welcher Wasserdampf erzeugt, der in den ersten Abschnitt 11a der Kammer 11 durch ein drittes Ventil V₃ eingeleitet wird. Der Feuchtigkeitsgrad in der Kammer 11 wird durch Öffnen und Schließen des Ventils V₃ beeinflußt.
Eine zweite Ausführungsform des Verfahrens zum Prüfen der Filtereffizienz von für den Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmten Geweben unter Verwendung der zweiten Vorrichtung mit dem Befeuchter, wie aus 4 ersichtlich, wird bezogen auf 5 beschrieben.
Während des Schrittes S11 wird eine Probe 1 in einem Träger 3 in gleicher Art und Weise befestigt, wie während des aus 3 ersichtlichen Schrittes S1.
Während des Schrittes S12 wird das Entfernen statischer Aufladung aus der Kammer 11 wie während des aus 3 ersichtlichen Schrittes S2 zusammen mit dem zusätzlichen Schritt des Anpassens der Feuchtigkeit in der Kammer 11 durch Öffnen des Ventils V₃ des Befeuchters 16 auf eine vorbestimmte Feuchtigkeit, d.h. die Feuchtigkeit des Reinraumes, durchgeführt. Um dies zu erreichen, bleibt das Ventil V₃ geöffnet, bis die Feuchtigkeit in der Kammer 11 gleich der Feuchtigkeit in dem Reinraums ist, d. h. eine relative Feuchtigkeit von ungefähr 45 ± 5% erreicht ist. Während des Schrittes S12 wird ionisiertes Gas, welches Stickstoff, Argon und Helium aufweisen kann, in die Kammer 11 eingeleitet, um statische Aufladungen und unerwünschte Partikel zu entfernen.
Während des Schrittes S13 wird unter Verwendung des Partikelzählers 17 ein zu dem Schritt S3, welcher aus 3 ersichtlich ist, ähnlicher Zählprozeß durchgeführt, wobei zusätzlich das Ventil V₃ des Befeuchters 16 geöffnet ist. Wenn die Partikelzählung Null ergibt, fährt die Bedienperson mit dem Schritt S14 fort, in welchem die in dem Träger 3 befestigte Probe in der Kammer 11 befestigt wird. Schritt S14 entspricht dem aus 3 ersichtlichen Schritt S4, während welchem das Ventil V₁ des Gasionisierers 13 geöffnet ist. Während des Schrittes S14 ist zusätzlich das Ventil V₃ des Befeuchters 16 geöffnet.
Bevor mit dem Schritt S15 fortgefahren wird, kann die Bedienperson optional das Zählen der Partikel in der Kammer 11 durch Ausführen des Schrittes S141 durchführen, welcher mit dem aus 3 ersichtlichen Schritt S46 identisch ist. Wenn die Partikelzählung Null ergibt, fährt die Bedienperson mit Schritt S15 fort.
Während des Schrittes S15, die Kammer 11 ist hermetisch geschlossen, wird, unter der Bedingung, daß die Feuchtigkeit in der Kammer 11 auf der gleichen Höhe wie die Feuchtigkeit des Reinraumes aufrechterhalten wird, der gleiche Vorgang wie während des aus 3 ersichtlichen Schrittes S5 durchgeführt.
Wie während des Schrittes S5 werden während des Schrittes S15 von dem Partikelgenerator 15 Partikel und Stickstoff in den ersten Abschnitt 11a der Kammer 11 eingeleitet.
Während der Schritte S16 und S17 werden jeweils die gleichen Vorgänge wie während der aus 3 ersichtlichen Schritte S6 und S7 durchgeführt.
Das Hinzufügen des Befeuchters zu der Vorrichtung nach 4 und dem Verfahren nach 5 wird gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ermöglicht, die Filtereffizienz von für den Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmten Geweben in einer antistatischen Kammer mit gleicher Feuchtigkeit wie im Reinraum zu berechnen, in welchem diese Materialien verwendet werden. Die Filtereffizienz wird dann zum genauen Bestimmen der Nutzungsdauer von staubfreier Kleidung verwendet, welche aus den geprüften Materialien hergestellt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Temperatur der Kammer 11 eingestellt und durch eines der vielen dem Fachmann bekannten Mittel aufrecht erhalten werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können zum Messen der Filtereffizienz von für den Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmten Geweben verwendet werden, wobei in der Kammer 11 die gleichen Temperatur- und Feuchtigkeitsverhältnisse wie auf dem Körper der Bedienperson vorliegen, welche die aus diesen Geweben hergestellte staubfreie Kleidung tragen wird. Das Messen der Filtereffizienz von Geweben bei einer bestimmten Körpertemperatur und Feuchtigkeit ermöglicht das Entwickeln von optimalen Materialien für die Verwendung in einem Reinraum und die genaue Bestimmung der Nutzungsdauer von aus diesen Geweben hergestellter staubfreier Kleidung. Wenn die Nutzungsdauer staubfreier Kleidungsstücke bestimmt ist, ist es möglich, die Freisetzung von kontaminierenden Partikeln vom Körper der Bedienperson in den Reinraum wirksam zu verhindern, indem die gesamte Tragezeit der Kleidung begrenzt wird, um die Nutzungsdauer des Materials nicht zu überschreiten.

Claims

Vorrichtung zum Prüfen der Filtereffizienz von Geweben, insbesondere von für den Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmten Geweben, mit einem Träger (3), in welchem eine zu prüfende Gewebeprobe (1) befestigt ist, einer Kammer (11) mit Raum zum Befestigen des Trägers (3) mit der Gewebeprobe (1), einem Gasionisierer (13), von welchem ein ionisiertes Gas erzeugbar ist, das durch ein erstes Ventil (V1) hindurch in die Kammer (11) einleitbar ist, einem Partikelgenerator (15), von welchem Partikel erzeugbar sind, die durch ein zweites Ventil (V₂) in die Kammer (11) einleitbar sind, und einer Partikelzählvorrichtung (17), mit der die Gesamtzahl der in das System durch den Partikelgenerator (15) eingeleiteten Partikel und die Anzahl der die Gewebeprobe (1) durchdringenden Partikel zählbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Partikelzählvorrichtung (17) einen ersten Partikelzähler (17a), welcher direkt an einem ersten Abschnitt (11a) der Kammer (11) angeschlossen ist, und einen zweiten Partikelzähler (17b) aufweist, welcher direkt an einem zweiten Abschnitt (11b) der Kammer (11) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, welche ein direkt an dem zweiten Abschnitt (11b) der Kammer (11) angeschlossenes Filter (19) aufweist, von welchem die den zweiten Abschnitt (11b) der Kammer (11) verlassenden Partikel filterbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, welche eine Öffnungs- und Schließvorrichtung (20) zum Öffnen und Schließen der Kammer (11) aufweist, wobei der zweite Abschnitt (11b) der Kammer (11) relativ zu dem ersten Abschnitt (11a) der Kammer (11) bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, welche eine Öffnungs- und Schließvorrichtung (20) zum Öffnen und Schließen der Kammer (11) aufweist, wobei der zweite Abschnitt (11b) der Kammer (11) relativ zu dem ersten Abschnitt (11a) der Kammer (11) bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Innenfläche der Kammer (11) mit einem Antistatikfilm beschichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche des Trägers (3) mit einem Antistatikfilm beschichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Träger (3) aufweist: eine erste Platte (3a) mit einer Mittelöffnung (3e), eine zweite Platte (3b) mit einer Mittelöffnung (3e), welche den gleichen Durchmesser wie die Öffnung in der ersten Platte (3a) hat, und Mittel (3c) zum Verbinden der ersten Platte (3a) mit der zweiten Platte (3b).
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die erste Platte (3a) und die zweite Platte (3b) einander in einer geschlossenen Stellung berühren, und die jeweiligen Mittelöffnungen (3e) der Platten (3a, 3b) deckungsgleich sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, welche einen Befeuchter (16) aufweist, mit dem Wasserdampf erzeugbar ist, der durch ein drittes Ventil (V₃) hindurch in die Kammer (11) einleitbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Feuchtigkeit in der Kammer (11) durch Öffnen und Schließen des dritten Ventils (V₃) auf dem gleichen Wert wie die Feuchtigkeit in dem Reinraum gehalten werden kann.
Verfahren zum Prüfen der Filtereffizienz von für den Einsatz in einer Reinraumumgebung bestimmten Geweben, mit den Verfahrensschritten: Befestigen einer Gewebeprobe (1) in einem Träger (3), Entfernen statischer Aufladungen und unerwünschter Partikel aus einer Kammer (11) durch Einleiten von ionisiertem Gas in die Kammer (11), Befestigen des die Gewebeprobe (1) haltenden Trägers (3) in der Kammer (11), Einleiten von Partikeln in die Kammer (11) unter Verwendung eines Partikelgenerators (15), Zählen der Gesamtzahl der in einen ersten Abschnitt (11a) der Kammer (11) eingeleiteten Partikel, bevor die Partikel die Gewebeprobe (1) durchdringen, mit einem ersten Partikelzähler (17a), welcher direkt an den ersten Abschnitt (11a) der Kammer (11) angeschlossen ist, Zählen der Anzahl von Partikeln, welche von dem ersten Abschnitt (11a) durch die Gewebeprobe (1) hindurch in einen zweiten Abschnitt (11b) der Kammer (11) eingedrungen sind, mit einem zweiten Partikelzähler (17b), welcher direkt an den zweiten Abschnitt (11b) der Kammer (11) angeschlossen ist, und Berechnen der Filtereffizienz der Gewebeprobe (1) gemäß der in dem ersten Abschnitt (11a) und in dem zweiten Abschnitt (11b) der Kammer (11) gezählten Partikel.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Befestigens des die Gewebeprobe (1) haltenden Trägers (3) in der Kammer (11) ausgeführt wird, nachdem die Partikelzählung während des Schrittes des Entfernens statischer Aufladungen und unerwünschter Partikel aus der Kammer (11) Null ergeben hat.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Befestigens der Gewebeprobe (1) in dem Träger (3) folgende Schritte aufweist: Vergrößern des Abstandes zwischen einer ersten (3a) und einer zweiten (3b) Platte des Trägers (3), um den Träger (3) in eine geöffnete Stellung zu bringen, Anordnen der Gewebeprobe (1) zwischen der ersten (3a) und der zweiten (3b) Platte, und Herstellen des Kontaktes zwischen der ersten Platte (3a) und der zweiten Platte (3b) in einer geschlossenen Stellung, wobei die Gewebeprobe (1) in dem Träger (3) straff befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Befestigens des Trägers (3) folgende Schritte aufweist: Öffnen der Kammer (11) durch Bewegen des zweiten Abschnittes (11b) der Kammer (11) weg von dem ersten Abschnitt (11a) der Kammer (11) unter Verwendung einer Öffnungs- und Schließ-Vorrichtung (20) der Kammer, Befestigen des Trägers (3) in dem ersten Abschnitt (11a) der offenen Kammer (11), und hermetisches Verschließen der Kammer (11) unter Verwenden der Öffnungs- und Schließ-Vorrichtung (20) der Kammer durch Bewegen des zweiten Abschnittes (11b) der Kammer auf den ersten Abschnitt (11a) der Kammer (11) zu, in welchem der Träger (3) befestigt ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei nach dem Schritt des Befestigens des Trägers (3) mit dem ersten Partikelzähler (17a) geprüft wird, ob die Anzahl der Partikel in dem ersten Abschnitt (11a) der Kammer (11) Null ist, und mit dem zweiten Partikelzähler (17b) geprüft wird, ob die Anzahl der Partikel in dem zweiten Abschnitt (11a) der Kammer (11) Null ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei während des Schrittes des Befestigens des Trägers (3) fortdauernd ionisiertes Gas in die Kammer (11) eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das ionisierte Gas fortdauernd in die Kammer (11) eingeleitet wird, auch dann, wenn die Kammer (11) geöffnet ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Durchmesser der durch den Partikelgenerator (15) in den ersten Abschnitt (11a) der Kammer (11) eingeleiteten Partikel in etwa zwischen 0,1 Mikrometer und 5,0 Mikrometer beträgt.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das ionisierte Gas Stickstoff, Argon oder Helium ist.
Verfahren nach Anspruch 12, welches folgenden Schritt aufweist: Aufrechterhalten eines gewünschten Feuchtigkeitswerts in der Kammer (11) unter Verwendung eines Befeuchters (16) zum Einleiten von Wasserdampf durch ein Ventil (V₃) in die Kammer (11).
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Wasserdampf und das ionisierte Gas fortdauernd in die Kammer (11) eingeleitet werden, auch dann, wenn die Kammer (11) geöffnet ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Temperatur und die Feuchtigkeit in der Kammer (11) entsprechend der Körpertemperatur bzw. der Körperfeuchtigkeit eines Menschen eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Temperatur und die Feuchtigkeit in der Kammer (11) entsprechend der Temperatur bzw. der Feuchtigkeit eines Reinraumes eingestellt werden.