一、超凈氣體
超凈的氣體輸送管道系統(tǒng),是指具有超凈化要求的輸送高純氣體、摻雜氣體的管道系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于集成電路器件生產(chǎn)、太陽能光伏電池生產(chǎn)PDF顯示器面板生產(chǎn)等微電子領(lǐng)域,該系統(tǒng)輸送的氣體主要有高純大宗氣體(高純氧、高純氫、高純氦、高純氫等氣體)、特氣(硅烷、磷烷、砷烷、氯化氫、氯氣等工藝氣體),以上氣體在下文中簡稱“超凈氣體”。
隨著微電子工業(yè)的不斷發(fā)展,特別是超大規(guī)模集成電路制造的晶圓尺寸不斷增大,線寬尺寸從微米級進(jìn)人到亞微米(小于1um)級以及深亞微米(小于0.18um)級,這樣,對半導(dǎo)體制造工藝中的超凈氣體的品質(zhì)要求越來越高,對這些氣體中微粒、雜質(zhì)及露點(diǎn)控制要求極為嚴(yán)格,已達(dá)到ppb、ppt級,塵埃粒徑要求控制小于0.1um的微粒,因此對超凈氣體的輸送管路系統(tǒng)的潔凈度提出了非常高的要求。工藝氣體中的雜質(zhì)對半導(dǎo)體制造的整個(gè)過程都有影響。如高溫處理中,重金屬微粒向硅的內(nèi)部侵人擴(kuò)散,誘發(fā)結(jié)晶缺陷,是導(dǎo)致半導(dǎo)體器件特性裂化的原因。腐蝕工序中,由于微粒附著在硅片處,將導(dǎo)致接觸部分和周圍的腐蝕加工精度降低。
熱處理工序中,堿金屬微粒使氧化膜與硅的界面特性產(chǎn)生異常 ，引起耐壓性差或電氣特性劣化。
二、系統(tǒng)配置；
除特氣外的超凈氣體管道，在配管系統(tǒng)上應(yīng)分段配置氣體過濾器以去除微粒子，通常應(yīng)采用兩級以上的氣體過濾器，在潔凈廠房內(nèi)通常設(shè)置預(yù)過濾器和高精度末端氣體過濾器，預(yù)過濾器設(shè)在潔凈廠房氣體房間的干管上，對進(jìn)行預(yù)過濾．以減輕末端氣體過濾器的負(fù)荷，并延長其使用壽命．高精度終端氣體過濾器應(yīng)設(shè)在用氣點(diǎn)處，在管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該充分考慮系統(tǒng)末端的放空管，各主管和支干管未端的吹掃閥及必要的取樣口，以便干運(yùn)行前的吹掃、氣體置換和維護(hù)管理，系統(tǒng)中應(yīng)盡量減少滯留氣體的空間．不應(yīng)出現(xiàn)盲管段等不易吹掃到的死角，以避免微粒的積聚：
三、配管材料選擇
1．主材選擇：
管道的表面粗糙度對顆粒物吸附或釋放的影響是朂主要的，在BA管內(nèi)壁．粘附在管道內(nèi)表面的顆粒物無法吹掃掉，因?yàn)樵陬w粒躲藏的區(qū)域（管道內(nèi)表面凹陷處）幾乎沒有流體通過，當(dāng)彎管時(shí)，成百上千的顆粒物會被檢測到。
四、施工方法：
在現(xiàn)場施工時(shí)，周圍的環(huán)境會對潔凈管道有污染的危險(xiǎn)性，因此應(yīng)盡可能地在臨時(shí)凈化間內(nèi)施焊，減少現(xiàn)場焊接點(diǎn)的數(shù)量。在全自動(dòng)脈沖氬弧焊焊接過程中，如果管內(nèi)殘留有氧氣或水分，則在焊接部位會形成氧化膜，變成微粒發(fā)生源，所以，在焊接過程中及焊接前后，用高純氮?dú)獬浞种脫Q管內(nèi)的氧氣或水分是非常重要的。焊接保護(hù)氣體經(jīng)過0.05um過濾器過濾。現(xiàn)場每完成好一部分管道，兩端閥門必須關(guān)緊（如沒有閥門，管內(nèi)就應(yīng)一直充著氬氣保護(hù)）在管道施工過程中難免會有微粒進(jìn)人管道系統(tǒng)內(nèi)，管路系統(tǒng)的吹掃是一個(gè)必不可少的過程；高純氣體管道用高純氮?dú)膺M(jìn)行吹掃，先吹主干管，其次吹支干管．朂后吹掃各支管。吹掃時(shí)間根據(jù)氣體品質(zhì)不同要求確定，直到測試純度合格為止。非氮?dú)夤艿溃玫獨(dú)獯祾吆细窈筮M(jìn)行置換，然后再次吹掃，直至置換后的氣體達(dá)到純度要求為止。根據(jù)氣體工藝要求應(yīng)做各種測試，包括管道系統(tǒng)總體對外泄漏試驗(yàn)、總體對內(nèi)泄漏試驗(yàn)、顆粒物、露點(diǎn)、含氧量測試氦檢泄漏試驗(yàn)等。管道經(jīng)測試合格后管內(nèi)通入高純氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)。
對于高純氣體輸送系統(tǒng)的潔凈度控制，貫穿于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、使用各階段，在設(shè)計(jì)階段需作周密考慮，從系統(tǒng)配置上保證減少污染。在施工階段，從施工開始時(shí)即必須對微粒進(jìn)行嚴(yán)密管理，在整個(gè)施工過程中每道工序和流程中，需采取防止微粒污染的措施，才能把微粒污染控制到朂小限度，滿足高純氣體對管路輸送系統(tǒng)的要求。
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