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半导体制造中的316L不锈钢：基于SEMI F20材料的化学成分及冶金清洁度检测方案
一般用途（GP）等级：用于半导体制造设施中对清洁度要求不高的化学分配系统组件。例如，清洁干燥空气和真空管线。
高纯度（HP）等级：用于半导体制造设施中高性能化学分配系统的组件。
超高纯度（UHP）等级：用于半导体制造设施中先进化学分配系统的组件，这些系统需要在关键工艺化学品中实现最佳的耐腐蚀性和抗污染能力。
工艺原材料须满足纯度要求保证杂质含量达到制程规范，工艺设备同样要满足半导体行业洁净标准。因此，SEMI F20 严格规定了不锈钢化学成分和冶金清洁度对应的检测执行标准，如下表所示：
1.棒材,锻件,挤压材料,板料或管状的配料等原材料化学成分要求：
|
元素 |
ASTM A182 |
ASTM A240 |
ASTM A269 |
ASTM A276 |
ASTM A479 |
ASTM A632 |
|
碳(C) |
≤0.030 |
≤0.030 |
≤0.035 |
≤0.030 |
≤0.030 |
≤0.030 |
|
硅(Si) |
≤1.00 |
≤0.75 |
≤1.00 |
≤1.00 |
≤1.00 |
≤1.00 |
|
锰(Mn) |
≤2.00 |
≤2.00 |
≤2.00 |
≤2.00 |
≤2.00 |
≤2.00 |
|
磷(P) |
≤0.045 |
≤0.045 |
≤0.045 |
≤0.045 |
≤0.045 |
≤0.045 |
|
硫(S) |
≤0.030 |
≤0.030 |
≤0.030 |
≤0.030 |
≤0.030 |
≤0.030 |
|
铬(Cr) |
16.0~18.0 |
16.0~18.0 |
16.0~18.0 |
16.0~18.0 |
16.0~18.0 |
16.0~18.0 |
|
镍(Ni) |
10.0~15.0 |
10.0~14.0 |
10.0~15.0 |
10.0~14.0 |
10.0~14.0 |
10.0~14.0 |
|
钼(Mo) |
2.00~3.00 |
2.00~3.00 |
2.00~3.00 |
2.00~3.00 |
2.00~3.00 |
2.00~3.00 |
|
氮(N) |
≤0.10 |
≤0.10 |
--- |
--- |
--- |
--- |
2. 316L GP级不锈钢化学成分要求：
|
元素 |
ASTM A269 |
ASTM A632 |
|
碳(C) |
≤0.035 |
≤0.030 |
|
硅(Si) |
≤1.00 |
≤1.00 |
|
锰(Mn) |
≤2.00 |
≤2.00 |
|
磷(P) |
≤0.045 |
≤0.045 |
|
硫(S) |
≤0.012 |
≤0.012 |
|
铬(Cr) |
16.0~18.0 |
16.0~18.0 |
|
镍(Ni) |
10.0~15.0 |
10.0~14.0 |
|
钼(Mo) |
2.00~3.00 |
2.00~3.00 |
3. 316L HP和UHP级不锈钢化学成分要求：
|
元素 |
HP或UHP |
|
碳(C) |
≤0.030 |
|
锰 (Mn) |
≤1.5 |
|
硫(S) |
≤0.010 |
|
铜(Cu) |
≤0.30# |
|
铌(Nb) |
≤0.05 |
|
铝(Al) |
≤0.01 |
|
钙(Ca) |
≤0.02 |
|
钛(Ti) |
≤0.02 |
|
硒(Se) |
≤0.02 |
备注：#可以通过供应商和客户协商确定一个较高的铜含量。
Si、P、Ni、Cr、Ni、Mo、N元素未要求，但需符合316L基础要求。
1.晶粒度要求(ASTM E112)：
|
产品 |
规格值 |
|
直径3英寸及以下的热轧或冷轧产品和管材 |
5级或更细 |
|
大于3英寸的材料 |
3级或更细 |
2.夹杂物要求（ASTM E45）：
|
等级 |
一般用途（GP）等级 |
高纯度（HP）等级 |
超高纯度（UHP）等级 |
|||
|
薄 |
厚 |
薄 |
厚 |
薄 |
厚 |
|
|
A |
2.5 |
1.0 |
2.0 |
1.0 |
1.5 |
1.0 |
|
B |
2.5 |
1.0 |
2.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
|
C |
2.5 |
1.0 |
2.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
|
D |
2.5 |
1.0 |
2.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
3.晶间腐蚀要求（ASTM A262）：
通过E法（铜 — 硫酸铜 — 16%硫酸）规定的晶间腐蚀能力。
敏化条件：1h 677℃
判定方法：弯曲法、金相法
1、采用火花直读光谱测试成分样品需有1*1cm平面，厚度大于2mm；
2、采用湿化学测试成分样品需要10g以上；
3、晶粒度和金属夹杂物样品需要1cm2（非金属夹杂物轧制方向至少200mm2大小）；
4、晶间腐蚀按客户样品服役状态送样；
5、结构复杂件应清晰附上样品的测试位置图。
基于SEMI F20，863中心提供半导体用316L化学成分及冶金清洁度的一站式检测服务，以及提供满足半导体行业洁净标准的整体测试方案，致力于提高行业内电抛光和钝化处理的工艺水平。欢迎各企业机构送检。
