Технология полупроводникового кремния - Фалькевич Э.С.
ISBN 5-229-00740-0
Скачать (прямая ссылка):
385
воды происходит истирание смол с образованием высокодисперскых твердых взвесей. Эти взвеси задерживаются фильтрами, которые устанавливаются на выходе из колонны. Транспортировку очищенной воды осуществляют по полиэтиленовым или кварцевым трубам.
Вода, применяемая в технологии полупроводникового кремния, должна соответствовать требованиям MPTy 6-09-688- 63 на воду марки ОСЧ 25-6, содержащую сумму примесей в количестве < 9,185-IO"6 % (по массе). УЭС воды в этом случае при 291-293 К должно быть
> 15 МОм • см. Концентрация водородных ионов pH = 5,4^6,6.
Содержание примесей в воде марки ОСЧ 25-6 ограничено: 1,0 мг/л Oa; 2 • 10"7 % Al и В; 1 • IO'7 % V, Co, Mg, Sb, Р, Zn, Zr; 1 • 10~8 % Bi, La, Mn; 1 • IO'6 % Ca и Cl; 5 • IO'8 % As, Pb, Cr; 3 • IO'8 % Ni, Sn, Ti; 3 • IO'7 % Fe; 5 • IO-9 % (по массе) Si.
Полученную деионизованную воду хранить не рекомендуется, так как ее УЭС при хранении даже в очень чистом и стойком сосуде быстро падает за счет поглощения газов (например, углекислого) и примесей из воздуха. Обычно воду используют сразу после очистки.
б. МАТЕРИАЛЫ АППАРАТОВ
Практически все аппараты, трубопроводы и другое оборудование для получения и очистки кремнийсодержащих соединений изготавливают из стали.
Стали — сплавы железа, содержащие углерода до 2,14 %¦ Стали подразделяют на конструкционные и инструментальные. Конструкционные стали содержат углерода до 0,8 %. Стали широко изменяют свои свойства (прочность, вязкость, способность выносить динамические нагрузки, свариваться, хорошо обрабатываться резанием и прокаткой и т.п.) в зависимости от состава, термической и механической обработок. Очень сильно на свойства сталей влияет содержание углерода. В стальных изделиях, предназначенных для сваривания, содержание углерода должно составлять =? 0,3 %. Добавки различных металлов (легирование) придают стали особые свойства. В легированных сталях допускается до
0,2 % С. Стали с низким содержанием углерода хорошо штампуются и вытягиваются, ио плохо обрабатываются резанием.
Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества предназначаются для изготовления различных металлоконструкций, а также слабонагружеиных леталей машин. Они маркируются буквами ”Ст” и цифрой от 0 до 6. Чем больше номер, тем больше в стали углерода и выше'прочиость.
При изготовлении аппаратов и установок полупроводниковой промышленности широко используются углеродистые и легированные качественные стали. Они различаются по химическому составу и механическим свойствам. Их маркируют цифрами 08, 10, 15, 20, 25,... 85, которые характеризуют среднее содержание углерода в сотых долях процента. Эти стали содержат фосфора « 0,035 % и серы < 0,040 %, кремния (для большинства марок) 0,17-0,37 %, а марганца ^ 0,8 %.
Легирующие элементы, входящие в состав стали, принято обозначать следующими буквами: А — азот, Б — ниобий, В — вольфрам, Г — марганец, Д — медь, E — селен, M — молибден, H - никель, P — бор, С - кремний, T - титан, Ф - ванадий, Ю - алюминий, К - кобальт, X — хром, Ц — цирконий.
Для обозначения легированных сталей принято определенное сочетание цифр и букв.
В конструкционных легированных сталях первые две цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, буквы — легирующий элемент, а цифры, стоящие
386
за буквами, — содержание элемента в процентах. Если после буквы отсутствует цифра, то содержание данного элемента в стали ~ 1%.
В зависимости от основных свойств легированные стали разделяют на три группы: нержавеющие (коррозионностойкие), жаростойкие (окалиностойкие) и жаропрочные.
Нержавеющей или коррозиоииостойкой сталью называют сталь, обладающую высокой химической стойкостью в агрессивных средах.
Добавки к сталям различных легирующих химических элементов и их сочетаний вызывают значительное изменение их конструкционных свойств.
Хром улучшает механические свойства, делает сталь жаропрочной и износостойкой, повышает коррозионную стойкость. К недостаткам хромистых сталей следует отиести трудности, возникающие при их сварке, что ограничивает применение этих сталей. Часто наряду с хромом добавляют никель, который повышает прочность, пластичность, коррозионную стойкость. Прочностные свойства, особенно при высоких температурах, улучшает молибден. Добавки молибдена повышают коррозионную стойкость к хлорсодержащим веществам. Добавки марганца улучшают прочностные характеристики сталей, повышают стойкость к истиранию (эрозии) и сопротивляемость к ударным нагрузкам. Кремний также увеличивает жаростойкость, коррозионную стойкость, одиако его добавки резко снижают вязкость и, как следствие, затрудняют обрабатываемость сталей.
Тнтан, ниобий и вольфрам повышают прочность сталей, ванадий улучшает прочностные характеристики, свариваемость, увеличивает пластичность. Добавки к хромоникелевым сталям титана в количествах, приблизительно в пять раз превышающих количество углерода, улучшают их свариваемость, сохраняют структуру и химическую стойкость.
Наибольшее применение при изготовлении аппаратов для получения полупроводникового кремния нашла нержавеющая хромоникелевая сталь класса Х18Н10Т (хром 18 %, никель 10 %, титан до 1 %, углерод до 0,1 %). Эта сталь весьма устойчива по отношению к азотной, фосфорной, уксусной кислотам. Она хорошо штампуется, сваривается, сравнительно неплохо обрабатывается резанием, не обладает ферромагнитными свойствами. В этой стали сочетаются высокая пластичность и вязкость с достаточной прочностью и жаростойкостью.
