Доставка на полупроводников газ: 316L EP срещу електрополиран UNS N10276

В полупроводниковите системи за доставяне на газ намокрената повърхност на тръбата е част от процеса. Частиците, металното замърсяване и отделянето на газове от стената на тръбата пряко влияят на добива в напреднали възли. Електрополиран 316L (UNS S31603, EN 1.4404) и електрополиран никел - UNS N10276 представляват две установени нива на производителност: 316L-EP за инертен и не-корозивен газ и UNS N10276 за агресивни хидридни и флуорни химикали.

Защо повърхностното покритие определя чистотата на газа

Електрополираната повърхност е както по-гладка, така и химически по-чиста от механично полирана. Електрополирането премахва повредения повърхностен слой, разтваря вградените частици и оставя повърхност, обогатена с хром- или никел-, която освобождава по-малко видове в газовия поток. Следователно за подаването на газ грапавостта, отделянето на частици, замърсяването с метал и отделянето на газове са спецификационни елементи, а не случайни свойства.

316L-EP за инертни и не-корозивни газове

Електрополирането на 316L постига грапавост на вътрешната повърхност Ra под 0,15 μm с отделяне на частици под 5 частици на кубичен фут над 0,1 μm. Системите, валидирани за доставяне на азот и аргон при 99,9995% чистота, са стандартна практика. Тъй като 316L е молибден-съдържащ аустенитен клас, той също така толерира следи от влага и остатъчни почистващи агенти без язви. Икономическото предимство е значително: 316L-EP тръбите обикновено са на цена с около 40% по-ниска от алтернативите на основата на никел-при същото ниво на сертифициране-за покритие на повърхността.

UNS N10276 за хидридни и флуорни услуги

Хидридни газове като арсин (AsH3) и диборан (B2H6) и флуорни съединения се разлагат каталитично върху повърхности, носещи желязо-, и атакуват стандартна неръждаема стомана. UNS N10276 съдържа 15-17% молибден, който предотвратява точковата реакция от страничните -продукти на флуороводорода, а повърхностното му съдържание на желязо се контролира под 0,01%, за да се предотврати каталитично разлагане. Материалът е определен за газови панели и линии, обслужващи производството на усъвършенствани възли и други процеси, при които отделянето на следи от метал би било фатално за процеса.

Граници на замърсяване и отделяне на газове

Параметър	Критерий за приемане
Повърхностен натрий след 72-часова експозиция	Под 0,01 ppb
Повърхностно желязо на мястото на употреба	Под 0,05 ppb
Общо тежки метали (Ni + Cr + Mo)	Под 0,1 ppb
Дегазиране след изпичане под вакуум	Под 5 x 10-11 torr·L/(s·cm2)

Тези цифри са типични цели за квалификация, използвани от доставчиците на компоненти за доставка на газ и се проверяват чрез аналитичните методи, описани по-долу.

Протокол за заваряване и последователност на валидиране

Използва се орбитално електродъгово заваряване с газ с аргон от 99,999% или по-добро, като се поддържа кислород под 20 ppm. Подаването на топлина е ограничено до под 15 kJ на инч, за да се предотврати сенсибилизация и образуване на делта ферит, а вътрешното продухване се поддържа, докато съединението се охлади до температурата на околната среда. Тестването за течове с хелий под 1 x 10-9 mbar·L/s е задължително за всяка заварка или монтаж. Определянето на пълната верига комбинира няколко техники: разлагане на парна фаза, последвано от масова спектрометрия с индуктивно свързана плазма (VPD-ICP-MS) за повърхностни метали, време-на-пролетна вторична йонна масспектрометрия (TOF-SIMS) за органично картографиране, броене на частици на IEST-STD-CC1246D клас 5 и анализ на разлагането на газ при 400 градуса симулирана работна температура. Преминаването на пълната последователност потвърждава, че цикълът няма да влоши химическия състав на доставения газ.

ЧЗВ

Q1. Кога 316L-EP е достатъчен за доставка на газ?

За азот, аргон и други инертни или слабо реактивни газове с висока чистота, където процесът не включва хидриди, халогени или флуорни съединения.

Q2. Кога се изисква UNS N10276?

За хидридни газове като AsH3 и B2H6, флуорни съединения и други химикали, които се разлагат върху железни повърхности или генерират странични -продукти от флуороводород.

Q3. Каква грапавост постига електрополираният 316L?

Ra под 0,15 μm на вътрешната повърхност, с отделяне на частици под 5 частици на кубичен фут над 0,1 μm.

Q4. Как се измерва повърхностното замърсяване?

Чрез VPD-ICP-MS за метали и TOF-SIMS за органични вещества; допустимите граници обикновено са под 0,1 ppb общо тежки метали в точката на употреба.

Q5. Каква скорост на изтичане е приемлива за заварки за подаване на газ?

Тестването за теч на хелий трябва да показва под 1 x 10-9 mbar·L/s.

Q6. UNS N10276 струва ли много повече от 316L?

Електрополираният 316L обикновено е с около 40% по-евтин от алтернативите на основата на никел-на същото ниво на сертифициране, така че UNS N10276 носи съответната премия, оправдана там, където химията на процеса го изисква.