常规气体系统管路测试流程及标准上海科信

1、常规气体系统管路测试流程及标准一、 保压测试（Pressure Test）目的：保压测试的目的除了在检查管路的接头是否有泄漏之情形外，另一目的则是在于利用高于工作压力之气体压力保持在封闭管路内，经过一段时间后及可侦测出管路焊道上是否有沙孔（沙孔会因过高的压力而造成泄漏）以及接点是否可承受如此高的压力而导致泄漏，以确保管路保压通过。原理：将待测管路通入PN2，使其压力达到管路正常使用压力的1.1倍或是7至9公斤之间，在一端接上记录器，经过一段时间后检查是否有压降现象，若无则表示该管路已通过保压测试；反之，则检查压降之原因，并在原因排除后再做一次保压测试，直到完全没有泄漏为止。步骤：A. 取得气体

2、管路施工图，并核对是否有按图施工？B. 将Panel入口端的接头松开，并利用管路本身的气体预吹扫30秒，并检查Takeoff Point及管路是否正确？C. 将Panel出入口两端用新的Gasket衔接上，并将管路末端的接头Cap起来。D. 将Panel上的Valve及regulator开止Open位置。E. 将所有待测管路Takeoff端的接头用测试管串联起来，并于一端连接记录器（Recorder）。F. 使用PN2将管路内充满压力达79公斤，并检查所有压力表头是否有压力。G. 使用测漏液 snoop，（其漏率可达1.0*10-4）对所有的接头作初步的测漏，尤其是swagelok接头。H.

3、开始测漏。Notice：1. 步骤b中因施工者施工不当，常造成管内有铁屑存留，如未先purge管路而直接衔接上，铁屑可能会被吹入Valve里，而造成Valve的内漏损坏，另一个好处是可确认管路是否正确，以免浪费测试的时间。但是He及特殊气体管路除外，必须另外找PN2管路来purge管路。2. Recorder一定要放在Takeoff Point，因为Panel上的Regulator在OutletInlet时可能会有逆止情形发生而影响测漏的准确度。3. 尽量避免使用Swagelok做转接头，以免因人为因素而影响测漏，造成测试时间的浪费。4. 所有的管路尽可能不要衔接Source Point测试，

4、以免造成气体倒灌而污染主管路。5. 保压Purge用的气体一定使用PN2。6. 不可使用氦气Purge管路，否则会影响氦测漏。7. 本公司所使用之记录器有传统机械转盘记录器与电子记录器。8. 若使用传统机械记录器，记录器范围应与记录纸之压力范围相符。（记录范围如010kg/cm2，或015kg/cm2）9. 当所有步骤都已完成，要将待测管路充满压力时，开气源阀时应放漫速度，以免瞬间压力上升而损坏记录器及压力表。10. 管路系统中有check valve时，应注意其流向，并将记录器放置正确位置。二、氦测漏（He Leak Test）目的：因氦气的分子非常小，可侦测出非常小之漏点，如果说保压测试是

5、测大漏，氦测漏则是测小漏，在庄达人所著的VLSI制造技术一书中提到（气体管路的漏率在每秒10E-9CC才可以送气）如此才不会造成危险。原理：将待测管路用氦测漏机将管路内抽至超近真空状态，当达到客户要求之漏率时，用氦气喷在焊道及接头上。若氦测漏机无反应，表示测漏完成；若有反应，则表示有漏。针对漏点问题排除。步骤：A 确认使用插座之电源与氦侧漏机电源是否吻合。B 暖机510分钟，完成后做测漏本身试抽。C 衔接上待测管路，并开始测漏。D 当待测管路的漏率达到客户要求的范围时，在所有的焊道及接头上喷氦气，并观察测漏机是否有反应，若无，表测漏完成，若有，则针对漏点作处理，直到氦测漏机没反应为止。Noti

6、ce：1. 待测管路串的过多会增加测漏的时间，故尽量将各管路分开来测试。2. PHE的管路如已经衔接会造成氦测漏机吸到，故PHE的管路不可以衔接做氦测漏。3. 待测点喷氦气的原则是由近而远，由上而下。4. 喷完氦气后必须经过一段氦测漏机的反应时间。待没问题后，开始可继续下一个测试点。5. 测试点最好用无尘手套包覆在外，以免氦气挥散或被其他的测试点吸入，而造成误判。6. LR=LeakRate 单位是mbar*l/s，m=10-3，bar=1kg，1升=1 kg；例如；LR=1.5E-9表示漏率为每秒1.5*10-9mbar，解释为：每秒的漏率为1.5*10-9cc=0.0000000015cc

7、。7. PE=Pressure Entrance（入口端的压力）单位是mbar，m=10-3，1bar约等于1kg。例如；PE=3.4*10-3，表示入口端的压力为3.4*10-3mbar，就是说入口端的压力为0.0034mbar真空状态的压力为0，入口端的压力没特别的规定，但是入口端的压力越超近于0越准确，故PE通常都抽到-3。8. 在半导体厂中的机台通常都pump down的功能，所以我们的衔接点都由作pump down来测试我们的衔接点是否有确实，而机台的测漏方式是将chamber先抽至真空状态，待达到指定的真空度时，打开manual valve，此时chamber加我们管路的真空度不可

8、高出0.5Torr。通常pump down需要一天一夜的时间，有时可能会因pump down的时间不够长，而误判管路有漏，如有碰到这种情形时，故再pump down久一点既可解决此问题。1mbar=0.75Torr。9. 测试完毕后，无须将氦测漏机vent，让氦测漏 机内部保持负压，下次使用可缩短自抽的时间。10. 氦测漏机在每次测试前可以做一次校正，如此可防止测漏机测漏产生误差。（三）ParticleAnalyzer（灰尘含量分析）目的：particle在半导体厂中是不良率祸首之一，尤其在现在的制程越来越小的情况下，如管路中含有过多的particle，对生产加工的良率影响很大原理：利用sam

9、ple gas流经雷射头，若particle则会造成crystal的震荡而测的出particle的大小及数量。步骤：A. 先将待测管路预吹4小时以上，找一待测管路衔接至particle count的inlet端。B. 在未开始测试前，先打开bypass valve，以cycle purge的方式将待测管路再预吹数分钟。C. 打开电源，并确认outlet是否有气流出来。D. 开始测试。Notice：1. 测试的压力不可小于40psig，大于150psig。2. 通常我们测试的时间为分钟，而10分钟流过雷射头的气体为1立方英尺，而测试的单位是微米。例如；在记录纸上的0.1的出现2；则表示在10分钟

10、内流经雷射管的气体为1立方英尺，而在1立方英尺的气体中测得大小为0.1um的颗粒有2颗。3. particle counter inlet端所使用的Valve不可使用Ball Valve，因为Ball Valve会产生particle，最好使用Diaphragm Valve。4. 在开始测试之前利用bypass valve做cycle purge，可以缩短测试时间。5. 测试一段时间后如particle的数量仍会有2、3颗的情形，可将测试管路敲一敲。6. 如雷射值低于4.5时，请通知专业人员做雷射头清洁。（四）氧含量分析（Oxygen Analyzer）：目的：晶片在生产过程中，原本大气中O2

11、会和Si产生化学反应得O2+Si=SiO2（二氧化矽）为原始的氧化层，如果管路的氧含量过高，原始的氧化层会超出原本已计算好的厚度，如此会严重影响接下来各阶段的制程。原理：我们利用纯度较高的PN2对待测管路以长时间purge的方式，将微氧带离管路，并在一端接上分析仪器，直到仪器显示的含氧量达到要求的标准为止。步骤：A. 将待测管路预吹至少4小时。B. 取一待测管路衔接至测试仪器的inlet端。C. 打开电源，开始测试。Notice：1. 选用来Purge的source尽量不使用主管路的最后一颗Valve可能会造成值会降不下来。2. 待测管路不宜串接太多，以免压力不足，无法让仪器正常运作。3. 氧

12、分析用的仪器，应随时注意电解液是否已达到警戒线了。4. 如果在仪器的显示屏幕上出现负值，表示目前管路的含氧量的浓度比仪器校正时用的标准气体浓度还纯，并非仪器损坏，欲作手动归零校正，请勿自行校正，通知专业人员。5. 如屏幕上显示的值忽高忽低时，请检查CAP的接头是否都已松开，让气体purge出来。6. 仪器不使用时，仍需利用PN2通入仪器内，以防止电解液坏死。7. 如氧含量一直都降不下来，请确认主管路氮气的含氧量为何。（五）水含量分析（Moisture Analyzer）目的：晶片在生产过程中，原本大气中H2O会和Si产生化学反应得：2H2O+Si=SiO2+2H2，其中二氧化矽为原始的氧化层，

13、如果管路的含水量过高，原始的氧化层会超出原本已计算好的厚度，如此会影响接下来各阶段的制程。原理：我们利用纯度较高的PN2对待测管路以长时间purge的方法，将水气带离管路，并在一端接上分析仪器，直到仪器显示的含氧量浓度达到客户要求的标准为止。步骤：A. 将待测管路预吹至少4小时。B. 取一待测管路衔接到测试仪器的inlet端。C. 打开电源，开始测试。Notice：1. 选用来purge的source尽量不是所有主管路的最后一颗valve，有可能会造成值降不下来。2. 待侧管路不宜串接太多，以免压力不足，无法让仪器正常运作。3. 在测试的模式中有Inert及Service，在测试时应使用Ine

14、rt模式测试，Inert是真正管路内的水气含量值，Service则是含有仪器本身的水含量。4. 仪器在未使用时，也必须插上电源，以保持仪器内部的cell正常运作。5. 仪器内部的设定值都已做好设定，如非必要，勿自行任意调整。6. 如含水分的值一直都降不下来，请确认主管路氮气的水含量为何？附录G：管道系统测试标准Appendix G: The Certification of Piping SystemPiping SystemPiping CertificationLeak Rate(sccs He)Oxgen(ppb)Moisture(ppb)Particle * 0.1 micron/scfabove background levelN21 x 10-6 = 50 = 50 = 30 H21 x 10-9 = 50 = 50 = 30 He1 x 10-9 = 50 = 50 = 30