晶圓廠內(nèi)有害氣體的檢測(cè)

　　比色技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
　　■  可視性好（通過(guò)試紙）
　　■  靈敏度高（氣體濃度檢測(cè)范圍低至ppb量級(jí)）
　　■  區(qū)分度高（不受環(huán)境中其它氣體的影響）
　　■  快速反應(yīng)
　　■  穩(wěn)定性高（具有一致性和可重復(fù)性，無(wú)需校準(zhǔn)）

　　氣體泄漏的證據(jù)

　　通過(guò)比色方法檢測(cè)氣體的一大優(yōu)點(diǎn)是，可以提供可視的氣體泄漏的證據(jù)以及泄漏氣體的濃度。檢測(cè)依賴試紙（涂有干燥的反應(yīng)試劑用來(lái)收集氣體樣本），結(jié)合光學(xué)掃描設(shè)備，來(lái)檢測(cè)氣體的存在（圖1）。當(dāng)試紙暴露于目標(biāo)氣體環(huán)境下，將會(huì)視氣體濃度顯現(xiàn)出相應(yīng)的色值。試紙用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控fab內(nèi)有毒氣體的存在；任何偏離可接受范圍的情況都將通過(guò)顏色的改變得以反映?？梢栽诓煌瑓^(qū)域（圖2）放置試紙實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)監(jiān)控。在這個(gè)實(shí)例中，比色技術(shù)展示了其快速反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，使得fab安全經(jīng)理可以針對(duì)是否關(guān)閉反應(yīng)設(shè)備，做出更為理想和全面的決定。而要觀察有毒氣體是否已經(jīng)釋放，fab經(jīng)理通過(guò)遠(yuǎn)程攝像機(jī)觀察試紙即可。關(guān)于實(shí)際有毒氣體濃度是否已經(jīng)降低到了最低可檢測(cè)范圍以下，試紙檢測(cè)技術(shù)可以提供最為可靠的確認(rèn)。

　　如果使用得當(dāng)，試紙檢測(cè)技術(shù)可以在全球范圍內(nèi)滿足健康和安全的要求，并提供最佳的實(shí)踐指導(dǎo)，來(lái)保護(hù)工人遠(yuǎn)離有毒氣體的傷害。在預(yù)防性維護(hù)和其它可能出現(xiàn)的情況下，fab經(jīng)理需要可以證明有毒氣體是否存在的證據(jù)，以保護(hù)fab內(nèi)的工人。如果半導(dǎo)體fab停產(chǎn)每分鐘會(huì)造成約$40,000的經(jīng)濟(jì)損失，且事故通常造成的停機(jī)時(shí)間為30分鐘，那么每次錯(cuò)誤的停機(jī)警報(bào)將會(huì)導(dǎo)致上百萬(wàn)美元甚至更高的經(jīng)濟(jì)損失，這還沒(méi)有算上由于停機(jī)產(chǎn)生的報(bào)廢產(chǎn)品的價(jià)值。

　　傳統(tǒng)的比色技術(shù)

　　基于試紙的比色技術(shù)為半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用可以提供可靠的，具有針對(duì)性的有毒氣體檢測(cè)方法。試紙可以使用不同的化學(xué)物質(zhì)來(lái)檢測(cè)多達(dá)500種不同的氣體，實(shí)際上這已經(jīng)涵蓋了目前fab使用的所有氣體（圖3）。這包括：胺、氨、溴、氯、二氧化氯、二異氰酸鹽(酯)、肼、氫化物、氰化物、過(guò)氧化氫、硫化氫、無(wú)機(jī)酸、氮氧化物、臭氧、光氣和二氧化硫。該技術(shù)的氣體檢測(cè)敏感度受異丙醇和其它溶劑的影響很小，進(jìn)一步降低了錯(cuò)誤報(bào)警發(fā)生的可能。

　　對(duì)于氣體檢測(cè)/監(jiān)控需求的不斷變化促使比色技術(shù)不斷進(jìn)行創(chuàng)新?；瘜W(xué)家開(kāi)發(fā)出新的化學(xué)配方來(lái)檢測(cè)更多種類(lèi)的氣體，化合物以及混合物。比色技術(shù)對(duì)于某種氣體檢測(cè)的靈敏度并非其它檢測(cè)方法所能比擬。

　　基于試紙的氣體檢測(cè)技術(shù)同樣為NASA（華盛頓特區(qū)）、FEMA（密蘇里州，Hyattsville）、環(huán)保局（華盛頓特區(qū)，EPA）以及其它政府部門(mén)所親睞。最近，在媒體大肆宣傳的回收美國(guó)間諜衛(wèi)星事件中，F(xiàn)EMA區(qū)域辦公室配備了額外的采用比色技術(shù)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，來(lái)監(jiān)控和檢測(cè)任何可能隨衛(wèi)星進(jìn)入地球的肼污染物。

　　成本問(wèn)題

　　我們通常不會(huì)一對(duì)一地去比較不同的傳感器技術(shù)。目前開(kāi)發(fā)出的用于氣體檢測(cè)的技術(shù)，例如：電化學(xué)、觸媒、紅外技術(shù)、光致電離探測(cè)器以及比色技術(shù)，各有各的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。例如：電化學(xué)電池（EC）為最終用戶提供了誘人的單測(cè)量點(diǎn)價(jià)格，測(cè)量設(shè)備體積小巧，安裝以及連接簡(jiǎn)單。而它的缺點(diǎn)則是容易受其它氣體的影響，從而降低了對(duì)于目標(biāo)氣體檢測(cè)的靈敏度；此外，制造商建議用戶對(duì)EC檢測(cè)設(shè)備做定期的碰撞測(cè)試，來(lái)確保傳感器的光學(xué)敏感性和可使用性。氣體檢測(cè)效果依賴于設(shè)備校正周期，因此并不是檢測(cè)fab內(nèi)某種氣體的最佳手段。在評(píng)估氣體檢測(cè)技術(shù)時(shí)，F(xiàn)ab安全經(jīng)理經(jīng)常面對(duì)的問(wèn)題是最初安裝成本與擁有成本之間的折衷。

　　基于比色技術(shù)的氣體檢測(cè)手段不需要對(duì)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行校正；這降低了檢測(cè)設(shè)備在整個(gè)使用壽命周期內(nèi)的成本。例如：試紙的制造完全遵循ISO 9000質(zhì)量體系，由訓(xùn)練有素的化學(xué)師完成，每一批產(chǎn)品再按照統(tǒng)一的質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)高純氣體進(jìn)行校正。通過(guò)這一系列措施，最終用戶便無(wú)需再配備校正設(shè)備，從而避免了額外的成本，降低了接觸化學(xué)物質(zhì)的危險(xiǎn)。

　　結(jié)論

　　試紙上的比色物質(zhì)、儀器以及控制檢測(cè)過(guò)程的軟件巧妙的集成在一起。這樣可以提供廉價(jià)的單測(cè)量點(diǎn)成本、高可靠性以及高敏感度的氣體檢測(cè)，同時(shí)還可以提供有害氣體存在的可視證明。