設備主管路主要是通各種特種氣體,需做測試項目有:耐壓測試、保壓測試、氦檢測試、水分測試、氧分測試、顆粒測試。
一、耐壓測試
1.1測試目的
管道在承受高壓後銜接點不會外漏,以確保所有人員的安全。另外管路中的高壓可以偵測出焊道上是否有沙孔存在(沙孔會因為過高的壓力造成泄露)。
1.2測試規則
測試時間為0.5H,測試壓力依據係統中材料的最大工作壓力而定,避免因壓力過大導致材料損壞。例如係統中壓力表最大量程為400Kpa,則通入壓力要小於等於400Kpa。無壓降即為通過。如有壓降需找出漏點重新測試,直到無壓降為止。
1.3測試工具
壓力表
1.4測試前準備
檢查係統流程是否與PID圖紙流程一致,核對材料型號、方向、標識是否正確。檢查管線材料最大工作壓力,避免因測試過程通入壓力過高導致閥門損壞。
1.5注意事項
保證測試範圍內所有的閥門(包括調壓閥)都處於全開的狀態。
1.6測試方法
1.6.1將氣源用金屬管道連接至係統進氣端。
1.6.2慢慢打開隔離閥。
1.6.3每次增加 10 PSIG,緩慢的將係統壓力增加到最終測試壓力的50% 。觀察壓力表10 到15 分鍾,看係統有無泄漏。如壓力表顯示係統有泄漏,則減小係統壓力並處理漏點。重複上述操作。
1.6.4確認係統無任何泄漏後,慢慢的增加係統壓力到測試值,斷開氣源,觀察壓力表30 分鍾看係統有無泄漏。
1.6.5在係統的壓力穩定並顯示無任何壓降後,在壓力測試報告中記錄測試開始時的溫度、時間和壓力值。
2.保壓測試
2.1測試目的
確保管路輸送係統沒有明顯的泄漏,以便對管路係統進行氦測漏。
2.2測試規則
測試時間為24小時,測試壓力不能小於設計壓力的1.15倍,經溫度糾正後的允許壓力降為不大於開始壓力的1%.壓力變化方程式(考慮到溫度影響)
P2=測試結束壓力值 (PSIG)
P1=測試開始壓力值(PSIG)
T2=測試結束溫度值 (℃)
T1=測試開始溫度值(℃)
Pta=考慮到溫度影響的壓力變化值
2.3測試工具
壓力表
2.4測試方法
1. 將氣源用金屬管道連接至係統入口端。
2. 慢慢打開隔離閥。
3. 每次增加 10 PSIG,緩慢的將係統壓力增加到最終測試壓力的50% 。觀察壓力表10 到15 分鍾,看係統有無泄漏。如壓力表顯示係統有泄漏,則減小係統壓力並處理漏點。重複上述操作。
4. 確認係統無任何泄漏後,慢慢的增加係統壓力到測試值,斷開氣源,記錄好溫度、時間、壓力值,24H後觀察壓力是否有壓降。
5. 在係統的壓力穩定並顯示無任何壓降後,在壓力測試報告中記錄測試開始時的溫度、時間和壓力值。
2.5測試結束後注意事項
1. 在測試報告中記錄下測試的參數。將係統的壓力釋放,在進行氦測漏之前用高純N2對係統進行持續的吹掃0.5H。
2. 將壓力測試用的管線拆除,用堵頭來密封係統並使用新的墊片。
3. 如果由溫度所引起的壓力下降超過了要求,通過關閉測試範圍內的係統閥門來 開所有的潛在漏點,觀察各個不同隔離部分的壓降。
4. 在將漏點隔離和修複之後,重複上述測試步驟。
3. 氦質譜檢漏測試
3.1測試目的
利用氦質譜儀感測漏入係統中的微量的氦氣來測漏,並根據檢測到的氦氣的量來確定漏率的大小。
3.2相關名詞及解釋
真空度:處於真空狀態下的氣體稀薄程度,通常用“真空度高”和“真空度低”來表示。
真空度單位:Torr 、Pa。
1托=1/760大氣壓=1毫米汞柱
1托=133.322帕
1帕=7.5×10-3托
漏率:密閉真空空間在外界標準大氣壓和單位時間內, 物質泄漏的速率。
漏率常用單位:Pa.m3/sec、mbar.l/sec、atm.cc/s
10 Pa.m3/sec=1 mbar.l/sec=1 atm.cc/s
分子泵:通過高速旋轉的葉輪,當氣體分子與渦輪葉片相碰撞時就被驅向出氣口再由前級泵抽除。
3.3測試儀器
3.4測試前準備
1. 係統成功的的通過了保壓檢漏。
2. 確認係統的所有部件都能承受得住真空狀態而不損壞。
3. 先對測漏儀本身閥組及連接管路進行漏率檢測。
4. 測漏儀與係統管路接通前,要將被測係統內的氣體釋放掉。
5. 緩緩打開測漏儀入口處的閥門,將測漏儀與管路係統隔離閥之間的管路抽真空,直至測漏儀顯示的背景漏率低於 1× 10-9 mbar.l/s。
6. 對連接管路上所有的焊道及機械連接處進行氦氣噴吹。
3.5測試方法
1. 確認係統中所有的閥門和調壓閥都是全開的。
2. 確認係統中的壓力為0,如果係統中還有正壓,要先將係統中的氣體放掉。
3. 緩緩打開檢漏儀入口處的閥門,開始將係統抽成真空狀態。遵照檢漏儀的操作說明操作,直至達到可以檢測的狀態。
4. 記錄下檢漏儀的背景氦漏率,該背景氦漏率低於1 ×10-9 mbar.l/s以後,才可以進行噴吹工作。
5. 從最靠近檢漏儀的焊道或連接處開始檢測,將氦氣用噴槍噴吹到焊道或連接處,使得氦氣會停留在焊道或連接處一段時間,確認沒有泄漏後,進行下一個焊道或連接處的檢測,直到最後一個焊道或連接處。
6. 如果發現檢漏儀的指示值有上升的現象,待到檢漏儀讀值恢複正常後,重新檢測該焊道或連接處以確認其是否真的有漏,如果確認不是該焊道或連接處有漏,要依次檢測該焊道或連接處之前的焊道或連接處,直到找到漏點為止。
7. 直至所有的接點都被檢測到,檢測合格的接點要貼合格標誌。所有的接點都噴吹過氦氣後,繼續觀察檢漏儀的讀值10分鍾左右,確認讀值沒有異常後才可以將係統與儀器之間分離開。
8. 如果每個接點的氦氣漏率都低於1× 10-9 mbar.l/s,說明該係統的漏率是符合要求的。測試人員可以將檢測結果記錄在檢測報告裏了。
9. 將檢漏儀與係統分開。
4.水分、氧分、顆粒檢測(三台儀器並聯使用)
4.1測試目的和測試標準
水分檢測的目的主要是為了避免管道內水含量過高時,會發生化學反應,對製程造成影響。
氧分檢測的目的主要是為了避免管道內氧含量過高時,會發生化學反應,對製程造成影響。例如,芯片在生產過程中,原本大氣中O2會和Si產生化學反應:O2+Si=SiO2,為原始的氧化成,如果管道內的氧含量過高,原始的氧化層會超出原本已經計算好的厚度,如此會嚴重影響接下來各階段的製程。
顆粒檢測主要是檢測管道內微粒子的粒徑大小和數量多少。如果管道內微粒子過多會對Wafer良率影響很大。
檢測標準:
水分檢測 | ≤10ppb |
氧分檢測 | ≤10ppb |
顆粒檢測 | 0.1um≤5pcs,0.1um以上為0pcs |
4.2測試儀器
水分儀
氧分儀
顆粒儀
4.3測試方法
1. 將吹掃氣源連接到係統進氣端,所有閥門處於開啟狀態。
2. 連續吹掃2H後用金屬管路連接係統出氣端至測試儀器進氣端。使氣體通入儀器,10分鍾後打開電源,設置儀器各項參數後開始測試。
3. 待測試數據達到標準要求後,記錄測試數據,關閉進氣端和出氣端閥門,使管道內保持正壓。
4. 測試儀器斷電,儀器與設備分離。