氣體(ti)管道系統的(de)配管及材質(zhi)
高純氣體(ti)管(guan)路的設(she)計要點:
1.對于不(bu)同特性(xing)(xing)(xing)(xing)的氣(qi)體(ti),要規劃獨立(li)的供應區(qu)(qu)域,一般分為三(san)個區(qu)(qu):腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)/毒性(xing)(xing)(xing)(xing)氣(qi)體(ti)區(qu)(qu)、可(ke)燃(ran)性(xing)(xing)(xing)(xing)氣(qi)體(ti)區(qu)(qu)、惰性(xing)(xing)(xing)(xing)氣(qi)體(ti)區(qu)(qu),將(jiang)相同性(xing)(xing)(xing)(xing)質的氣(qi)體(ti)集中加(jia)強管理,可(ke)燃(ran)性(xing)(xing)(xing)(xing)氣(qi)體(ti)區(qu)(qu)要特別規劃防爆墻與(yu)泄漏口,若空間不(bu)足,可(ke)考(kao)慮將(jiang)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)氣(qi)體(ti)放(fang)置與(yu)毒性(xing)(xing)(xing)(xing)/腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)氣(qi)體(ti)區(qu)(qu)。
2.管路設(she)(she)計(ji)需要(yao)考慮(lv)輸送的(de)距(ju)離,距(ju)離越(yue)長,成本越(yue)高,風險也越(yue)高,通常較(jiao)合理的(de)設(she)(she)計(ji)流速為20ml/S,可燃性氣(qi)體小(xiao)于10ml/S,毒性/腐蝕性氣(qi)體小(xiao)于8ml/S,在用(yong)量設(she)(she)計(ji)方面,則需要(yao)考慮(lv)使(shi)用(yong)點的(de)壓(ya)力(li)和管徑大小(xiao),前(qian)者(zhe)與氣(qi)體特(te)性有關,后者(zhe)使(shi)用(yong)點的(de)管徑一般為1/4”~3/8”。
3.根據用氣(qi)設備的(de)(de)分布情況,高(gao)純(chun)(chun)氣(qi)體(ti)的(de)(de)管網(wang)不宜(yi)過(guo)大(da)或者過(guo)長;宜(yi)采(cai)用不封閉的(de)(de)環形管路,在(zai)系統末端連續不斷排放少量(liang)的(de)(de)氣(qi)體(ti),以(yi)便在(zai)管網(wang)中總有(you)高(gao)純(chun)(chun)氣(qi)體(ti)流通(tong),不會發(fa)生“死(si)空間(jian)”引起高(gao)純(chun)(chun)氣(qi)體(ti)的(de)(de)污染。
4.管(guan)路中應減少不(bu)流動氣(qi)體(ti)的(de)“死(si)空(kong)間(jian)”,不(bu)應設(she)有(you)盲管(guan),在(zai)特種氣(qi)體(ti)的(de)儲(chu)氣(qi)瓶與(yu)用氣(qi)設(she)備之間(jian)應設(she)吹掃控(kong)制(zhi)裝置、多閥(fa)門控(kong)制(zhi)裝置、用以控(kong)制(zhi)各個閥(fa)門的(de)開關順(shun)序(xu)、系統(tong)吹除,以確(que)保供(gong)氣(qi)系統(tong)的(de)安全、可靠運行和(he)防止“死(si)區(qu)”形成而(er)滯留污染物(wu),降低氣(qi)體(ti)純度。
5.對高純(chun)(chun)氣體純(chun)(chun)度要(yao)求不(bu)同的用氣設備,宜采用分等級高純(chun)(chun)氣體輸送系(xi)統(tong)(tong);也(ye)可采用同等級輸送系(xi)統(tong)(tong),但(dan)是在純(chun)(chun)度要(yao)求高的用氣設備鄰近處設末(mo)端氣體提純(chun)(chun)裝置。
6.為了(le)檢測高(gao)純氣(qi)體的(de)純度和雜質(zhi)含量(liang),輸送(song)系(xi)統除了(le)設置必要的(de)連續檢測儀器(qi),如(ru)衡量(liang)水含量(liang)或者氧雜質(zhi)含量(liang)等分析儀外,還應設置定期取樣(yang)用(yong)的(de)檢測采樣(yang)口,以便按規定時(shi)間進行采樣(yang),分析高(gao)純氣(qi)體中各種雜質(zhi)的(de)含量(liang)。
7.在亞(ya)微(wei)米級的(de)集成(cheng)電路生產(chan)中,要求供(gong)應10-9級的(de)高純氣體(ti),為(wei)了確保末端(duan)用氣工藝設備處的(de)氣體(ti)純度,使氣體(ti)中的(de)雜質含量(包括(kuo)塵(chen)粒)控制在規定的(de)數值內,一般(ban)在設備前設置(zhi)末端(duan)純化裝(zhuang)置(zhi),或末端(duan)高精度氣體(ti)過濾器(qi)
高純(chun)氣體配管及附(fu)件材質的選擇
選用(yong)滲透性(xing)小、出氣(qi)速(su)率低(di)、吸附性(xing)差(cha)的(de)材料(liao)。目前超大規模集成電(dian)路前工序高(gao)(gao)純氣(qi)體輸送系統管道材料(liao)采用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)光亮退(tui)火管(SS304BA、SS316BA)、不(bu)銹(xiu)鋼(gang)電(dian)拋光管(SS316L-EP)等(deng),但是對要求控制高(gao)(gao)純氣(qi)體中總雜(za)質含量≤1.01.0×10-6及以下的(de)管材應用(yong)SS316L-EP管。
注:①管(guan)(guan)路型式以氣(qi)體特性設(she)計(ji),惰性氣(qi)體使用(yong)一般的(de)單層管(guan)(guan),作為制(zhi)程用(yong)的(de)反應氣(qi)體,則(ze)(ze)選(xuan)用(yong)高級(ji)別的(de)SS316L-EP管(guan)(guan);使用(yong)與(yu)芯片接觸但不參與(yu)制(zhi)程反應的(de)氣(qi)體則(ze)(ze)選(xuan)用(yong)SS316L-BA管(guan)(guan)。
②對于自燃爆炸,有劇毒的(de)特種氣體(ti)(ti),如SiH4、PH3、AsH3等則考慮使用雙套管(guan)(guan),它(ta)的(de)內(nei)(nei)/外管(guan)(guan)材(cai)質一般為SS316L-EP/SS316L-AP,此設計的(de)主要目(mu)的(de)有兩點,首(shou)先可保護(hu)內(nei)(nei)管(guan)(guan)直接受到(dao)外力(li)撞(zhuang)擊,其(qi)次能將由內(nei)(nei)管(guan)(guan)滲漏的(de)氣體(ti)(ti)阻絕于外管(guan)(guan),并利(li)用相(xiang)關的(de)檢測設備檢測,目(mu)前常用的(de)設計有正(zheng)壓和負壓兩種方式,負壓設計是將內(nei)(nei)外管(guan)(guan)間抽(chou)成真空(kong),正(zheng)壓設計則是灌(guan)以氮氣維(wei)持正(zheng)壓,兩者皆可接上壓力(li)表或(huo)者壓力(li)警(jing)報器檢知泄(xie)漏狀態(tai)。
通常采用(yong)的方(fang)法有機械噴砂、化學(xue)溶液清洗、化學(xue)拋(pao)光(guang)、電(dian)拋(pao)光(guang)等,目前(qian)廣(guang)泛應用(yong)的管(guan)材有光(guang)亮退火管(guan)和電(dian)拋(pao)光(guang)管(guan)