精密净化技术的发展趋势
过去的净化技术可分为家庭的和工业领域的两大类，家庭净化的特点是简便性和安全性，工业领域的净化重点是效率和经济效益。
日本在六十年代曾对手表和某些仪器进行了精密净化，但毕竟是范围窄数量也有限，而且当时的净化度是靠人们的感觉器官也能作出判断的程度。由于日本的工业逐渐向着高精密方向发展，因而对其净化度的要求愈来愈高，远远超过了人们的感觉器官所能作出判断的程度，以致使精密净化技术也要更上一层楼。
以半导体的晶片来说，原来64 K比特级的电路的最小线宽是2微米左右。但为了进行可靠性的加工，连只有线宽1/5-1/10的粒子直径受到污浊时也必须清除掉，0.2 ~ 0.4微米的粘污粒子利用显微镜也无法看出它的污浊。
半导体的竞争已进入到兆比特级，可见这种粘污粒子就更小了。但要求有同样水平的净化度的除粘污粒子之外，还有被膜状的吸附污浊以及其它各种粘污。净化技术的精密度已严重影响着精密机器产品的质量，当然不同行业对净化度的要求也不一样，但这种净化度都是超过了人们的感觉器官所能判断的范围。
精密净化技术的特点
1.净化系统的高度化
不管是家庭洗净还是工业洗净都是由许多洗净力因素构成一个系统，如下列表1。
在家庭用洗衣机的洗净是靠水的熔化力、洗净剂对界面的活性力、辅助剂产生的化学反应能力、由喷流搅拌产生的物理力量、由酶而产生的生物分解力等实现的。精密洗净时，就必然要求有更高的净化技术系统，下面是对光学透镜的净化系统之例。像半导体晶片的洗净就需要更复杂的精密洗净系统。
2.洗净用材料的净化
无论净化系统多么先进，用的材料粘污或会遭到第二次污染的话，就无法进行精密洗净。
水水是广泛采用的洗净媒液，对盐类等具有特别强的溶解力，但天然水里含有许多不纯物。
纯水纯水是利用离子交换树脂排除了自然水中的硬度成分及其它的离子性不纯物的水。由于在天然水中含有大量的不纯物，它将对洗净精度有很大影响，因此在加工阶段至少也要使用纯水，但对需要进行高度精密洗净的就不算是理想的水。
超纯水超纯水是利用半透膜及逆浸透压膜等的过滤膜技术、高性能离子交换树脂、紫外线杀菌等构成的系统排除在清水中的一切不纯物，可以说已非近接近于理论上所说的H2O。
开发出超纯水之后，在高度精密洗净领域才有条件出现利用水净化的系统。
溶剂及药品类在精密洗净里使用的溶剂和药品类也要非常净化的才行。就是以往用的一级甚至特级试药级在精密洗净也不是全部都适用的。为此，市场上出现了各种超纯剂或药品类。
洗净用机器及装置在一般工业洗净就算很好的材料及机器装置在精密洗净中不一定都是能用上去的。例如以不锈钢来说，它在水中虽然是微量但有可能溶出金属离子。有时根据情况利用陶瓷、石英、特种塑料。
3.净化洗净用的环境
精密洗净必须在非常净化的空间里进行，虽然人们认为自然空间已相当干净，其实在自然空间里含有大量微粒子性污浊。但在人造的净化空间里就不同了，美国国家航空和航天局对净化室首次提出了规格。
上述规格已在世界上被广泛使用，表中的直径0.5 μm最近已改为0.3 μm。从最近的半导体工业的情况看，有一些净化空间要求达到0.1 μm微粒子的水平，也就是说净化空间水平要达到10级甚至1级。
4.新的洗净装置和机器
（1）溶剂蒸气洗净装置溶剂蒸气洗净作为起脱脂作用在精密洗净里被广泛使用。由于洗净体能被从气态到凝缩的清净溶剂连续不断地洗，因而能得到高精度的脱脂洗净。但由于凝缩是根据洗净体与蒸气状态的温度差而形成，所以洗净体的温度逐渐上升并达到与蒸气态的温度一样时，其洗净力就消失了。
因此，热容量小的小型洗净体的有效洗净时间就短，可以说热容量小的这种装置只能适合于洗涮作用的。所以，目前被广泛利用的是与强有力的超声波的浸渍洗净槽等组成一体化的多槽式蒸气洗净装置。
（2）高压喷射洗净装置高压喷射洗净被广泛用于洗净那些在一般工业洗净中不适合于搞浸渍洗净的形状特殊的物体。高压喷射洗净的优点是，对那些利用其它的洗净法难于去除的坚固的粘着微粒子的去除效果大，对于洗净狭窄缝儿的污物也很适合、而且也能精密洗净。
这些优点跟高压大小有关，高压大的就洗净能力就大，效果也显著，精密洗净已利用几百kgf/cm2的超压。下表是在半导体晶片洗净中利用高压喷射的洗净力与其它洗净力对比的事例。
（3）超声波洗净装置超声波洗净装置对除去小型精密零部件的粘污已成为不可缺少的东西。超声波的洗净机构相当复杂，如在超声波洗净槽内，可看到因声波频率之不同而出现媒液分子的激烈振动，还有为促进对污浊的溶解或乳化分散而出现媒液的全面对流等。然而通常在使用的20 ~ 40 KHZ范围的频率的超声波最有特色的洗净力仍是气蚀效果。
因通过气蚀产生的冲击波的力量是非常强大，所以在它附近里的粘污将被强有力的分散或分解掉。气烛是在媒液中的最大声压带产生网状运动，所以超声波洗净装置还有一个功能是为防止出现这种不均匀洗净现象，让洗净体能适当移动或改变洗净位置，从而使洗净体的各个表面层都能受到均一的洗净力。
但这种功能也难于避免出现气烛效果不均匀的现象，过度的气蚀有可能损伤脆弱的洗净体。利用超声波的洗净力除了考虑气蚀效果以外，还应添加其它方式的洗净力，从而形成一个具有综合性效果的洗净力，最近，虽然人们对气蚀效果仍持怀疑态度，但连兆级音速的洗净装置的开发工作也取得了进展。
（4）紫外线与臭氧并用洗净装置这是一种干式洗净装置，在湿式洗净无法完全除去的微量有机性粘污能在常压下利用这种装置洗净。它的洗净力是由紫外线的有机物分解力与同时产生的臭氧的氧化力组成的，其利用受到许多限制，但今后仍有待开发和发展。
（5）等离子洗净装置它是在半导体加工领域里发展起来的装置。它是把处于近似于真空状态的空间里的气体给定电场时发生的气体分子或原子团或离子所具有的动能或化学能作为洗净力加以利用的。这种洗净力可以除掉牢牢粘着洗净体表面的水分子或有机性污浊，也能除掉洗净体表面的变质层，使洗净体表面干净。
5.测定技术的精密化
进行精密洗净时应判定污浊的存在，种类，清净度等，这就需要有一套测定技术及各种分析测定的仪器，例如各种电子显微镜能计测到光学显微镜所难于计测出的微粒子状污浊。利用He-Ne激光光线捕捉散射光也能计测气体、液体、在表面层的0.1 μm左右或略微小于0.1 μm的微粒子状污浊。
最近已使用更先进的各种表面分析仪器对洗净体表面的污染状态进行计测。其中多数的计测方法是，向物体表面照射像红外线或X射线之类的电磁波或电子或离子等，然后捕捉从物体发出来的二次反应能量或物质，计测出物体表面的原子或分子的分布状态，从而对污浊的存在进行定性的或定量的分析判定。
今后的展望
随着精密工业取得进展的同时，对高清净度表面的要求也愈高，当然对它的精密洗净程度的要求也随之而提高了。开发了高纯度材料或超清净空间后，也许能满足高清净度表面的要求，但若靠人工操作的话，污染也许来自操作人员身上，所以必然的结果是搞无人的全自动化的生产。
当前精密洗净必须解决的问题是使用合成溶剂类而引起的环境污染。用氯或氟等卤素置换石油系碳氢化合物类的氢基而成的合成溶剂已作为脱脂用溶剂被广泛使用。
其中氯化碳氢化合物系的亚甲基氯化物、三氯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烷等是难烧或是不燃烧的，但毒性强。为保护工作人员的身体健康和良好的自然环境，法律上对作业环境提出了很高要求，对排出的毒气或废水中的溶剂含有量也严格规定。
另一方面，像没有燃烧性而且毒性少的氯化氟化碳氢化合物的炔雌醇复合制剂113作为无公害且最安全的溶剂正在扩大其用途。但从反面看，它是破坏成层圈的臭氧层，因而仍要受到国际协定的约束。据说在今后10年间将其产量和消费量约减少一半。
[精密工学会志（日），1988年10月号]