NanoAir10凝结核颗粒计数器和ParticleSeeker多口气溶胶采样器的常见问题解答-仪器网

NanoAir?10凝结核颗粒计数器(CPC)是PMS推出的一款革命性创新产品，结合了CPC高灵敏度和传统洁净室颗粒计数器的易用性与功能性。其专为超洁净环境的监测应用而设计，能以2.8升/分钟(0.1 CFM)的采样流量，检测小至10纳米的颗粒。

ParticleSeeker?智能多口气溶胶采样器是一款支持多个采样点的气溶胶分流器，搭载10个端口，支持顺序采样和编程的序列采样模式来满足不同监测需求。

本期，我们将带您了解NanoAir和ParticleSeeker的相关常见问题以及产品专家提供的解答。

什么是凝结核颗粒计数器 (CPC)，其工作原理如何？

凝结核颗粒计数器 (CPC) 是一种用于测量传统光学颗粒计数器(OPC) 无法检测到的超微小颗粒浓度的仪器。它基于凝结增长原理，通过使工作流体在颗粒表面凝结，使其增大。从而使得原本无法被检测到的颗粒变大到足以被OPC检测和计数。以下是CPC的基本工作原理：

1、CPC按照已知的流速抽取样本气体。这个流速是恒定的，并且对于颗粒浓度的计算至关重要。

2、样本气体进入饱和区，这里工作流体被加热至蒸发。样本流与蒸发的工作流体混合，变得完全饱和。

3、样本气体随后进入冷凝区，在这里迅速冷却。样本气体中的工作流体蒸气达到过饱和状态，开始在颗粒表面凝结。这种凝结过程使得颗粒体积增大。

4、样本气体随后进入冷凝区进入OPC，在这里它们通过一束激光。由于颗粒的尺寸增大，它们能够散射光线，从而被检测到。

分别在什么情况下采用使用单口(POU)颗粒计数器(比如NanoAir 10)或使用ParticleSeeker多口气溶胶采样器？

ParticleSeeker多口气溶胶采样器是一种理想的解决方案，在趋势监测充足时，降低每个采样点的检测成本。可按顺序或客户指定采样序列来监测多个采样点，尤其是制程设备内部，洁净环境下的颗粒监测应用，如半导体制程设备的设备前端模块(EFEM)。ParticleSeeker和NanoAir仪器联用能够通过10个采样端口来监测高达120平方米的生产/工艺空间。

对于关键位置，宜采用使用单口颗粒计数器。如果采用多口气溶胶采样器，颗粒传输和非连续采样会导致颗粒数据准确性下降，降低该位置的可见度，从而增加漏检风险。对于关键位置，不建议使用多口气溶胶采样器。

评估颗粒传输损失时，需要考虑哪些因素？

只要使用采样管道，颗粒传输损失就不可避免。理想的解决方案是不使用任何管道，直接从目标区域进行采样。然而，由于空间限制等因素影响，这种做法不一定可行。因此，原则是尽量减少管道的使用。对于较大的颗粒，损失主要取决于动量，因此应尽量减少管道弯头和拐角，尽可能垂直布置管道。对于纳米级的颗粒，损失主要取决于扩散，受管道弯曲的影响远小于较大的颗粒。

纳米级颗粒与较大颗粒的行为有何不同？

纳米级颗粒主要受扩散和布朗运动的强烈影响。最小的纳米颗粒尺寸和空气分子相似，因此更容易填充在空气分子之间。它们能够在空气分子间自由移动或扩散，而不是像较大的颗粒那样随气流迁移。因此，纳米颗粒可以从气流中扩散出来，甚至可能逆流而上，反方向移动，这种现象在较大颗粒中是不会发生的。

NanoAir 10监测10纳米颗粒的计数效率是多少？

对于10纳米的颗粒，NanoAir 10的计数效率为50%。当粒径为11纳米时，计数效率可达到约90%；12纳米时高达97.5%；而对于15纳米及更大的颗粒，计数效率达到100%。

NANOAIR 10 CPC的计数效率曲线

评估NanoAir 10的工作流体时，尤其是设备内的监测应用，需要考虑哪些因素？

无需特别考虑。NanoAir的工作流体是一种不会产生气态分子级污染物(AMC) 和挥发性有机化合物 (VOC)的混合物，并且无毒且无害。我们还可应要求提供安全数据表(SDS)。

过滤器能有效去除纳米级颗粒吗？

过滤器能高效去除空气中的纳米颗粒。纳米颗粒因扩散而具有较高的运动速度，在通过过滤器时可能会与滤膜发生碰撞，从而被捕捉。因此，纳米颗粒更可能是在设备或洁净室内产生，而非通过过滤器进入。

洁净室环境或工具内的纳米颗粒来自哪里？

首先，人类是洁净室内颗粒的重要来源之一。像走路、说话，甚至呼吸等活动都会产生颗粒，包括纳米级颗粒。皮屑、头发、衣物纤维以及其他个人物品也会导致颗粒生成。

其次，任何有运动件的过程都可能产生纳米颗粒。某些制造过程，如切割、研磨或摩擦材料等，纳米颗粒是常见的副产品。运动件之间的摩擦和机械磨损也会生成颗粒。

洁净室或设备内部的材料也可能是颗粒的重要来源，比如墙壁、天花板、地板和过滤器等，都会释放颗粒。材料的老化、过滤器过滤效率下降以及不当的维护都可能导致洁净室环境中生成颗粒。

此外，气态分子级污染物 (AMC) 也是纳米颗粒的来源之一。洁净室内使用的化学品相互反应或状态发生变化，可能会自发生成纳米颗粒。若发生气相反应，比如酸碱反应，反应产物会形成物理沉淀并凝聚为纳米颗粒。像洁净室中的电离装置也可能引发反应，成为纳米颗粒来源。

PMS产品能否在真空环境下检测颗粒？是否能在高温或等离子体中应用？

NanoAir颗粒计数器和Airnet颗粒计数器无法在真空环境下采样，因为没有可行的方法将颗粒传输到计数器中（进入颗粒计数器的气流为零）。为确保采样流量的准确性，采样压力应接近环境压力。此外，NanoAir颗粒计数器的采样空气温度应保持在10-32°C范围内，因此不适合高温应用。

气溶胶监测是否仅针对特定粒径的颗粒？

NanoAir颗粒计数器可以检测所有粒径＞10纳米的颗粒，但无法区分不同的粒径（只有一个尺寸通道）。AirNet II 201颗粒计数器则能检测所有粒径＞200纳米的颗粒，且具备四个粒径通道（200纳米、300纳米、500纳米和1微米）。

气溶胶监测是否仅针对特定粒径的颗粒？

您提到ParticleSeeker多口气溶胶采样器在集合模式下可实现准同步操作，并且能使用长达6米的采样管。这种配置下的总流量仍为0.1 CFM吗？流量是否会在10个采样点之间分配？

NanoAir颗粒计数器的采样流量是0.1 CFM，并会吸入额外的2 CFM气流作为冷却流，因此NanoAir传感器本身的总流量为2.1 CFM。

当与ParticleSeeker多口气溶胶采样器配合使用时，存在额外的“护套”气流。该气流会被分配至所有未进行采样的管道。这样，NanoAir + ParticleSeeker仪器的总流量大约为4.1 CFM。

颗粒计数器能否替代PWP（每步每片上的颗粒数），用于晶圆上的颗粒监测？

NanoAir 10颗粒计数器检测可能沉积在晶圆上的空气中的颗粒，但不能检测已经附着于晶圆表面的颗粒。

下图中，使用红色采样管采样：采样入口是否要放置在晶圆上方？

不需要。实际上，由于顶部风机过滤单元 (FFU) 产生的层流是向下的，因此进样口应位于晶圆下方，即下游位置，以捕捉可能由机械臂产生的颗粒。

AIRNET II 201-4粒子计数器通过内置采样管，从半导体制造设备的前端接口
（Front-End Interface，FEI）处监测颗粒

颗粒计数器能区分含有化学蒸汽/气体的颗粒吗？

颗粒计数器根据散射光的量来计算颗粒（固体或液体）的数量，不能检测气体分子（太小）或气态分子级污染物 (AMC)。检测AMC需用到Air Sentry II这类设备，通过不同的技术（如离子迁移谱检测技术）来检测酸/胺/氨分子.

通常，半导体设备前端模块 (EFEM)、前端接口和工艺腔室在受控的正压环境下，形成一个洁净环境。

(a) 您是否预见到多个采样点的总采样量较大，可能会导致设备内的洁净环境压力降低？对此，我们该如何评估并管理此问题以尽量减少影响？

这是一个重要的考虑因素。如前所述，NanoAir + Particle Seeker设备总共会产生约4.1 CFM的真空抽取量，但这并不是采样流量。当NanoAir颗粒计数器独立应用时，采样流量仅为0.1 CFM（剩余的2 CFM是设备冷却气流）。ParticleSeeker多口气溶胶采样器的采样流量在10个采样端口之间分配，每个端口的采样流量在0.1到0.2 CFM不等，具体取决于管道长度。因此，这样的抽取量不足以打破该平衡。当然，若确实影响了平衡，可适当减少使用的采样管数量（无需保持10根）。或使用单一端口的NanoAir或Airnet设备（而非多口采样器），因为其总抽取量可低至0.1 CFM。

(b) 如果传感器从压力较高的封闭环境中采样，而非在大气压条件下，会产生什么影响？您认为这会对数据造成影响吗？

不会。即使上游压力略有升高，关键节流口也会保持稳定的体积流量，因此不会对流量或数据产生显著影响。

如您对NanoAir?10和ParticleSeeker?有更多疑问，请拨打PMS热线电话400-081-8020与我们取得联系。

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