Einbettung von Prozessintelligenz in die Lecksuche bei Langstreckenleitungen

Um höchste Sicherheits- und Reinheitsstandards zu gewährleisten, setzen Halbleiterfabriken eine Kombination aus Inspektion, Prüfung und kontinuierlicher Überwachung der Rohrleitungssysteme ein. Lange Gasleitungen müssen vor der Inbetriebnahme nach der Installation oder Wartung auf extrem niedrige Leckraten von bis zu 1 × 10⁻⁷ mbar·l/s geprüft werden. Die herkömmliche Methode zur Überprüfung der Integrität von Gasversorgungsleitungen ist die Helium-Leckprüfung und umfasst:

1. Evakuieren des Rohrinneren
2. Besprühen der Außenfläche mit Helium
3. Detektierung von Helium, das aufgrund von Druckunterschieden durch Undichtigkeiten in das System gelangt

Ergänzend zur Helium-Leckprüfung werden während des Betriebs Echtzeit-Gasanalysatoren eingesetzt, welche die Gasreinheit und den Gasdruck kontinuierlich überwachen und frühzeitig vor Abweichungen warnen, die auf einen Dichtheitsverlust hinweisen können.

Dieser Ansatz ist zwar sehr empfindlich, aber aufgrund der Komplexität des Rohrleitungssystems mit Herausforderungen verbunden, die mit zunehmender Länge und Durchmesser der Rohre wachsen. In langen oder komplexen Rohrleitungssystemen kann es sehr lange dauern, bis das Helium vom Ort des Lecks zum Detektor gelangt. Dies führt zu:

• Längeren Testzeiten
• Verzögerten Messsignalen
• Verringerter Effizienz während des Baus oder der Erweiterung einer Fabrik

Diese Herausforderungen erfordern nicht nur bessere Werkzeuge, sondern auch fundiertes Anwendungswissen.

Mit jahrzehntelanger Erfahrung in der Unterstützung von Halbleiterfabriken weltweit verbessert INFICON die Standard-Leckageerkennung durch die Kombination bewährter Technologie mit fundierter Anwendungserfahrung.
Um die Herausforderungen herkömmlicher Helium-Sprühprüfungen an langen Gasleitungen zu überwinden, verbinden Experten die Helium-Lecksuche mit einem kontrolliertem Trägergasstrom. Selbst sehr geringe Trägergasflussraten in der Größenordnung von nur wenigen Standardkubikzentimetern pro Minute (sccm) können die Messgenauigkeit und -geschwindigkeit erheblich verbessern. Labortests belegen, dass Durchflussraten in der Größenordnung von ~100 sccm oft ausreichen, um die Signalintensität und -erkennung zu verbessern, ohne dass große Gasdurchflussmengen erforderlich sind oder grundlegende Testbedingungen geändert werden müssen.

 Bei dieser Methode wird:

• Ein Trägergas (in der Regel Luft oder Stickstoff) an einem Ende des Rohrs zugeführt
• Der Lecksucher am gegenüberliegenden Ende angeschlossen
• Durch ein Leck eindringendes Helium sofort mit dem Trägergas vermischt
• Das Gasgemisch schnell zum Detektor transportiert

Dieser Ansatz reduziert die Reaktionszeit erheblich, sodass Lecks innerhalb von Sekunden selbst in langen oder komplexen Rohrleitungssystemen erkannt werden können.

„Die Verwendung von Stickstoff als Trägergas bietet einen entscheidenden zusätzlichen Vorteil“, erklärt Anja Sutorius, Applikationsingenieurin bei INFICON. „Dadurch wird die Menge an Heliumrückständen in langen Gasleitungen deutlich reduziert, und dank des geringeren Helium-Hintergundsignals erzielt das System ein klareres Signal, eine höhere Erkennungsempfindlichkeit, eine schnellere Stabilisierung zwischen aufeinanderfolgenden Tests und ein deutlich geringeres Risiko der Verschleppung des Spürgases. Diese Verbesserung ist besonders in Reinraumumgebungen von Bedeutung, wo selbst geringe Heliumansammlungen andere Testabläufe oder empfindliche Prozessmessungen beeinträchtigen können.“ 

Darüber hinaus können Benutzer bei der Dichtheitsprüfung zwischen Luft und Stickstoff wählen, wodurch bei Bedarf eine inerte Umgebung aufrechterhalten werden kann.

Die fortschrittliche Lecksuchmethodik und Anwendungskompetenz von INFICON bieten messbare Vorteile:

• Deutlich schnellere Lecksuche bei langen Rohren und erweiterten Systemen
• Verbesserte Prüfzuverlässigkeit bei schwer zugänglichen oder komplexen Installationen
• Erhöhte Empfindlichkeit durch reduzierten Heliumhintergrund
• Geringerer Umwelteinfluss durch Minimierung der Spürgasverwendung

INFICON ist mehr als nur ein Gerätezulieferer. Wir sind ein langjähriger Partner der Halbleiterindustrie und liefern innovative Lösungen zur Lecksuche, intelligente Sensoren und intelligente Fertigungssysteme, die einen schnelleren Produktionsstart, einen zuverlässigen Betrieb und ein optimiertes Ressourcenmanagement unterstützen.
Durch die Kombination von erstklassigen Instrumenten mit fundiertem Anwendungswissen helfen wir Halbleiterherstellern, Reinheit zu gewährleisten, Sicherheit zu garantieren und Spitzenleistungen zu erzielen – heute und in Zukunft.