半導体ガス供給: 316L EP 対 電解研磨 UNS N10276

半導体ガス供給システムでは、チューブの濡れた表面がプロセスの一部です。パイプ壁からの粒子、金属汚染、ガスの放出は、先進ノードの歩留まりに直接影響します。電解研磨 316L (UNS S31603、EN 1.4404) と電解研磨ニッケル-ベースの UNS N10276 は、確立された 2 つの性能層を表します。1 つは不活性および非腐食性ガス サービス向けの 316L-EP、および攻撃的な水素化物およびフッ素化学向けの UNS N10276 です。

なぜ表面仕上げがガス純度を決めるのか

電解研磨された表面は、機械的に研磨された表面よりも滑らかで、化学的にきれいです。電解研磨は、乱れた表面層を除去し、埋め込まれた粒子を溶解し、クロム-またはニッケル-が豊富な表面を残し、ガス流中に放出される化学種を減らします。したがって、ガス供給の場合、粗さ、粒子の脱落、金属汚染、およびガスの放出は仕様項目であり、付随的な特性ではありません。

316L-EP 不活性および非腐食性ガス用-

316L の電解研磨により、0.15 μm 未満の内部表面粗さ Ra が達成され、0.1 μm を超える粒子脱落量は立方フィートあたり 5 個未満になります。純度 99.9995% の窒素とアルゴンの供給が検証されたシステムは標準的な手法です。 316L はモリブデンを含むオーステナイトグレードであるため、孔食が発生することなく、微量の水分や残留洗浄剤にも耐えます。経済的な利点は大きく、316L-EP チューブの価格は通常、同じ表面仕上げ認証レベルのニッケルベースの代替品よりも約 40% 低くなります。-

水素化物およびフッ素サービスに関する UNS N10276

アルシン (AsH3) やジ​​ボラン (B2H6) などの水素化物ガスやフッ素化合物は、鉄-のベアリング表面で触媒作用により分解し、標準的なステンレス鋼を攻撃します。 UNS N10276 には 15-17% のモリブデンが含まれており、-生成物によるフッ化水素による孔食を防ぎ、その表面の鉄含有量は触媒分解を防ぐために 0.01% 未満に制御されています。この材料は、先進ノードの製造や、微量金属の放出がプロセスにとって致命的となるその他のプロセスに使用されるガスパネルおよびライン向けに指定されています。

汚染およびガス放出の制限

パラメータ	合格基準
72時間曝露後の表面ナトリウム	0.01ppb未満
使用時の表面アイロン	0.05ppb未満
総重金属 (Ni + Cr + Mo)	0.1ppb未満
真空ベーク後のアウトガス	5×10-11 torr・L/(s・cm2)以下

これらの数値は、ガス供給コンポーネントのサプライヤーが使用する典型的な認定目標であり、以下に説明する分析方法によって検証されます。

溶接プロトコルと検証手順

オービタルガスタングステンアーク溶接は、99.999% 以上のアルゴンパージで使用され、酸素を 20 ppm 未満に保ちます。過敏化とデルタフェライトの形成を防ぐために、入熱はインチあたり 15 kJ 未満に制限され、接合部が周囲温度まで冷えるまで内部パージが維持されます。すべての溶接またはアセンブリでは、1 x 10-9 mbar・L/s 未満のヘリウム漏れテストが必須です。完全なループの認定は、いくつかの技術を組み合わせて行われます。気相分解とそれに続く表面金属の誘導結合プラズマ質量分析 (VPD-ICP-MS)、有機マッピングのための飛行時間型二次イオン質量分析 (TOF-SIMS)、有機マッピングのための飛行時間二次イオン質量分析 (TOF-SIMS)、IEST-STD-CC1246D クラス 5、 400度の模擬使用温度でのガス分解分析。完全なシーケンスに合格すると、ループが供給されるガスの化学的性質を劣化させないことが確認されます。

よくある質問

Q1.ガスの供給に 316L-EP が十分なのはどのような場合ですか?

プロセスに水素化物、ハロゲン、フッ素化合物が含まれない、窒素、アルゴン、その他の不活性ガスまたは穏やかに反応性の高純度ガス用。

Q2. UNS N10276 はどのような場合に必要ですか?

AsH3 や B2H6 などの水素化物ガス、フッ素化合物、および鉄の表面で分解するか、副生成物としてフッ化水素を生成するその他の化学物質の場合。-。

Q3.電解研磨された 316L はどの程度の粗さを実現しますか?

内面の Ra は 0.15 μm 未満で、0.1 μm を超えると粒子の脱落は 1 立方フィートあたり 5 個未満になります。

Q4.表面汚染はどのように測定されますか?

VPD-ICP-金属の場合は MS、有機物の場合は TOF-SIMS による。許容限界は通常、使用時点での総重金属が 0.1 ppb 未満です。

Q5.ガス供給溶接ではどの程度の漏れ率が許容されますか?

ヘリウムリークテストでは、1 x 10-9 mbar・L/s 未満を示す必要があります。

Q6. UNS N10276 の価格は 316L よりもはるかに高くなりますか?

電解研磨 316L は通常、同じ認証レベルのニッケルベースの代替品よりも約 40% 安価です。そのため、UNS N10276 は、プロセス化学が要求する場合に正当化され、対応するプレミアムを提供します。