實(shí)驗(yàn)室之高純氣體與管道
高純氣配管技術(shù)是高純氣體供氣系統(tǒng)的重要組成部分,是能否將合符要求的高純氣體送至用氣點(diǎn)仍保持質(zhì)量合格的關(guān)鍵技術(shù);所謂高純氣配管技術(shù)包括系統(tǒng)的正確設(shè)計(jì)、管件及附件的選擇、施工安裝和試驗(yàn)測(cè)試等內(nèi)容。近年來(lái)以大規(guī)模集成電路為代表的微電子產(chǎn)品生產(chǎn)對(duì)高純氣體的純度和雜質(zhì)含量的日益嚴(yán)格的要求,使高純氣體的配管技術(shù)日益受到關(guān)注和重視。博泰小編帶大家了解實(shí)驗(yàn)室中的氣體管道相關(guān)知識(shí)。
一、氣體的應(yīng)用范圍
氣體產(chǎn)品作為現(xiàn)代工業(yè)重要的基礎(chǔ)原料,應(yīng)用范圍十分廣泛,在冶金、鋼鐵、石油、化工、機(jī)械、電子、玻璃、陶瓷、建材、建筑、食品加工、醫(yī)藥醫(yī)療等部門,均使用大量的常用氣體或特種氣體。氣體應(yīng)用,特別對(duì)這些領(lǐng)域的高新技術(shù)有重要的影響,是其不可缺少的原料氣或工藝氣。也只有各種新興工業(yè)部門和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的需要和推動(dòng),氣體工業(yè)產(chǎn)品才能在品種、質(zhì)量和數(shù)量等方面得到飛躍發(fā)展。
二、氣體在微電子、半導(dǎo)體行業(yè)中應(yīng)用
氣體的使用在半導(dǎo)體制程中一直扮演著重要的角色,特別是半導(dǎo)體制程目前已被廣泛的應(yīng)用于各項(xiàng)產(chǎn)業(yè),凡舉傳統(tǒng)的到現(xiàn)在的微機(jī)電產(chǎn)業(yè),皆以所謂的半導(dǎo)體制程為產(chǎn)品的制造流程,其中的制程包括如干蝕刻、氧化、離子布植、薄膜沉積等皆使用到相當(dāng)多的氣體,而氣體的純度則對(duì)組件性能、產(chǎn)品良率有著決定性的影響,氣體供應(yīng)的安全性則關(guān)乎人員的健康與工廠運(yùn)作的安全。
三、高純管道在高純氣體輸送中的意義
在不銹鋼熔煉制材過(guò)程中,每噸可吸收大約200g的氣體。不銹鋼材加工完畢,不僅其表面粘有各種污染物,而且在其金屬晶格內(nèi)也吸留有一定量的氣體。當(dāng)管路中有氣流通過(guò)時(shí),金屬所吸留的這部分氣體會(huì)重新進(jìn)入氣流中,污染純凈氣體。當(dāng)管內(nèi)氣流為不連續(xù)流動(dòng)時(shí),管材對(duì)所通過(guò)的氣體形成壓力下吸附,氣流停止通過(guò)時(shí),管材所吸附的氣體又形成降壓解析,而解析的氣體同樣作為雜質(zhì)進(jìn)入管內(nèi)純凈氣體中。同時(shí),吸附、解析周而復(fù)始,使得管材內(nèi)表面金屬也會(huì)產(chǎn)生一定的粉末,這種金屬粉塵粒子同樣污染管內(nèi)純凈的氣體。管材的這一特性至關(guān)重要,為了確保輸送的氣體的純凈度,不僅要求管材內(nèi)表面有一個(gè)極高的光滑度,而且,應(yīng)當(dāng)具有很高的耐磨特性。
四、氣體輸配管道選材的原則
1、所有高純度、高潔凈的氣體均需通過(guò)管路輸送到設(shè)備用點(diǎn)(POU),為了達(dá)到工藝對(duì)氣體的質(zhì)量要求,在氣體出口指標(biāo)一定的情況下,則更需重視配管系統(tǒng)的材料選用和施工質(zhì)量。除取決于制氣或凈化設(shè)備的精度外,在很大程度上受到管路系統(tǒng)諸多因素的影響,因此,管材的選取應(yīng)恪守相關(guān)行業(yè)原則,并在圖紙中注明管道材質(zhì)。
2、管路的材質(zhì)則依使用的需求進(jìn)行選擇,若為制程用的反應(yīng)氣體則選擇高等級(jí)的316L EP管,經(jīng)電解拋光處理,耐腐蝕,表面粗糙度低,約為0.3μm以下,其值遠(yuǎn)低于經(jīng)過(guò)燒結(jié)處理之316L BA管的0.8μm,因平整度越高越不容易形成微渦流,而將污染粒子帶出。316L BA管則常使用于和芯片接觸但不參與制程反應(yīng)的氣體,如GN2、CDA。管內(nèi)表面粗糙度是衡量管材質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。粗糙度越低,其顆粒攜帶可能性大大降低。另一種未經(jīng)特殊處理的AP管,則用于不做為供氣管路的雙套外管。技術(shù)規(guī)范外,在業(yè)內(nèi)我們慣用的選材與配管一般參照國(guó)際通用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在半導(dǎo)體體行業(yè)線寬越做越小,其對(duì)氣體純度、顆粒度、雜質(zhì)含量、露點(diǎn)的要求也越來(lái)越高。