高纯气体管路系统颗粒物产生原因分析及防治

刘见华 万 烨 赵 雄 赵 宇 王 磊 严大洲

(1.中国恩菲工程技术有限公司，北京 100038；2.洛阳中硅高科技有限公司，河南 洛阳 471023；3.多晶硅材料制备技术国家工程实验室，河南 洛阳 471023)

0 前言

半导体、生物医药、精细化工制造对高纯气体管路的洁净度有很高的要求，微颗粒的污染是影响产品质量和成品率的重要因素。例如，在半导体的制造过程中，高纯气体应用于薄膜沉积等工艺，气体中的微颗粒会产生针孔等缺陷，造成器件短路、断路，影响器件性能，甚至导致器件失效。

有研究提出，在高纯室内硅片上的污染源中，气体及化学试剂占比达到23%[1]，因此，高纯气体中的微颗粒含量是高纯系统的重要控制指标之一，同时也对高纯气体管路系统提出了更高的要求，要确保在高纯气体输送过程中不受污染物污染。但是，微颗粒污染物的来源涉及多个方面，要提高洁净技术的应用水平，需从设计、材料选择、制造、洁净、检验、包装和装备全链条进行考虑，若有一个环节不满足要求，系统的洁净度就无法得到保证。本文分析了高纯气体管路颗粒物产生的原因，从材料的纯化、表面处理、阀门和过滤器选型、焊接质量控制、管道安装、作业环境几方面提出防治措施建议。

1 固体颗粒物的来源

光伏、LED、平板的制造要求洁净度等级达到4级；而半导体的制造要求洁净度等级达到3 级，甚至更高级别。相关指标见表1[2]。

表1 洁净室及洁净区空气洁净度整数等级

在高纯气体的输送过程中，管道、阀门、流量计、法兰、接头、过滤器、环境等都可能是固体颗粒物的来源。……