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全金屬密封容器的優勢是什麼?

如今較小的設備節點的晶圓廠要求製程化學品的雜質水平非常低,並且要控制在嚴格的變化限制內。為了維持低雜質含量,通常使用全焊接金屬容器來保護化學前驅物免受容器外部所有污染源的影響。

不銹鋼是首選容器製造材料,因為其具有高屈服強度、不可滲透性、穩定性和耐腐蝕性、高溫效能且易於製造。此外,在透過化學清潔和熱解吸來檢修之前,污染源可以很容易地從其內表面去除。金屬表面的這些屬性同樣適用於金屬墊片密封。正確設計和安裝時,金屬墊圈密封件可以提供氦氣密封,洩漏率低於 1×10-9 atm cc/秒,並且沒有明顯的大氣滲透。

容器洩漏率、滲透和除氣對於保持較長的化學品保存期限非常重要。聚合物 O 型密封圈通常用於化學容器的機械檢查埠、液位感應器埠和維護檢修配件。滲透和除氣是彈性體的物理屬性,會降低化學純度並縮短保存期限。氣體和水分在熱活化過程透過聚合物鏈中的空隙擴散,因此這些材料的滲透速率比金屬墊圈密封圈大得多。彈性體 O 形圈密封圈的短期氦氣洩漏率測量結果可能會引起誤解;由於測試持續時間通常會在幾分鐘內結束,此段時間過短,無法測量穿過密封件的較大滲透。

對於大氣中的空氣成分不會對化學品的完整性造成損害的這種日益罕見的應用而言,相容的聚合物 O 形圈密封件可能是更佳的密封件設計選擇。然而,測試聚合物材料與化學品的相容性對於確保化學前驅物純度和人員安全至關重要。如果在文獻或實驗室測試中沒有充分證明相容性,則最好選擇與容器結構相同的金屬墊片材料。

Versum Materials 設計的容器密封解決方案能夠滿足 10 nm 及更高等的先進技術節點的要求,並歡迎任何與 IDM 合作的機會,將最優化的容器設計整合到其流程中。

參考文獻:O’Hanklon, J. 真空技術使用者指南,第三版,2003 年 7 月

作者

Tom Steidl 從事化學容器開發工作已有 38 年,且已於近日退休。他畢業於阿克倫大學,獲得機械工程學士學位。

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