特種氣體系統(tǒng)的設(shè)計

發(fā)布時間：2019.04.28 瀏覽次數(shù)：


一個工藝技術(shù)先進(jìn)的大規(guī)模集成電路工廠的硅片制造過程中，全部工藝大約要使用50種不同的電子氣體。其中大部分為特種氣體。本文就特種氣體系統(tǒng)的設(shè)計與施工方面做一個簡單描述。
 
一：概念
 
特氣輸送系統(tǒng)是指：將特種氣體從氣源端、根據(jù)工藝設(shè)備的工藝需求、通過對流量和壓力等參數(shù)的控制，通過管道、無二次污染、穩(wěn)定的輸送到工藝設(shè)備的用氣點。
 
其基本流程是：氣源→控制柜→管道傳輸→VMB→用氣點
 
二：分類
 
特種氣體根據(jù)氣體性質(zhì)不同一般分為：惰性氣體、易燃易爆氣體、有毒氣體和腐蝕性氣體；根據(jù)供應(yīng)包裝的不同分為：特種氣體和大宗特種氣體。
 
三：供氣系統(tǒng)的選擇
 
1. 簡單供氣系統(tǒng)
簡單供氣系統(tǒng)主要針對4英寸及以下半導(dǎo)體芯片廠、半導(dǎo)體材料的科研機(jī)構(gòu)以及一些單臺的工藝設(shè)備等。它們的制程簡單，通常不需要連續(xù)性供氣，對氣體供應(yīng)系統(tǒng)的投資預(yù)算低。
 
由于氣體流量小，不經(jīng)常使用，特種氣體氣源多采用普通鋼瓶（<50L）。輸送系統(tǒng)多采用半自動氣瓶柜或氣瓶架加簡單的控制面板；配置繼電器控制，自動切換，手動吹掃，手動放空，有害性氣體配備緊急切斷閥。惰性氣體瓶架則采用全手動系統(tǒng)，有些甚至用單瓶系統(tǒng)。所有氣體共用一個氣體房，甚至沒有氣體房，特氣鋼瓶和輸送系統(tǒng)有時放在回風(fēng)夾道，或直接放在工藝制造設(shè)備旁邊或隔壁。如果沒有特別危險氣體一般共用一個抽風(fēng)系統(tǒng)。簡單供氣系統(tǒng)通常存在安全隱患。
 
2. 常規(guī)供氣系統(tǒng)
常規(guī)供氣系統(tǒng)主要應(yīng)用于4-6英寸 大規(guī)模集成電路廠，50MW以下的太陽能電池生產(chǎn)線，發(fā)光二極管的芯片工序線以及其它用氣量中等規(guī)模的電子行業(yè)。對氣體純度控制的要求不苛刻，系統(tǒng)配備在滿足安全的前提下盡量簡單，節(jié)省投資。
 
特種氣體采用普通鋼瓶（<50L）供氣。特氣輸送系統(tǒng)采用氣瓶柜。配置全自動PLC控制器，彩色觸摸屏；氣體面板采用氣動閥門和壓力傳感器，可實現(xiàn)自動切換，自動氮氣吹掃，自動真空輔助放空；多重安全防護(hù)措施，泄漏偵測，遠(yuǎn)程緊急切斷；專用氮氣吹掃起源等等。VMB采用支路氣動閥，氮氣吹掃，真空輔助排空。惰性氣體多采用半自動氣瓶架，繼電器控制，自動切換，手動吹掃，手動放空；VMB主管氣動閥，氮氣吹掃；支路氣動閥，氮氣吹掃，真空輔助排空。氣體房和抽風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)氣體性質(zhì)進(jìn)行分類。              
實驗室供氣 
 
3.大宗特氣供氣系統(tǒng)
 
大規(guī)模供氣系統(tǒng)主要針對大規(guī)模量產(chǎn)的8-12英寸（1英寸=25.4毫米）超大規(guī)模集成電路廠（氣體種類包括SiH4、N2O、2、 C2F6、 NH3等），100MW以上的太陽能電池生產(chǎn)線（氣體種類包括NH3），發(fā)光二極管的磊晶工序線（氣體種類包括NH3）、5代以上液晶顯示器工廠（氣體種類包括SIH4、CL2、NH3、NF3）等、光纖（氣體種類包括SiCl4）、硅材料外延生產(chǎn)線（氣體種類包括HCL）等行業(yè)。它們的投資規(guī)模巨大，采用最先進(jìn)的工藝制程設(shè)備，用氣需求量大，對穩(wěn)定和不間斷供應(yīng)、純度控制和安全生產(chǎn)提出最嚴(yán)格的要求。
 
這些工廠的特種氣體的供給，除了普通鋼瓶（50L及以下）包裝的特種氣體外，還有多種類的特種氣體都普遍采用大包裝容器，由此它們被稱為大宗特氣，包括Y-鋼瓶（450L），T-鋼瓶（980L），集裝格（940L），ISO罐（22,500L），魚雷車（13,400L）等。
 
大宗特氣供應(yīng)系統(tǒng)（BSGS）采用全自動PLC控制器，彩色觸摸屏；氣體面板采用氣動閥門和壓力傳感器，可實現(xiàn)自動切換，自動氮氣吹掃，自動真空輔助放空；多重安全防護(hù)措施，泄漏偵測，遠(yuǎn)程緊急切斷；專用氮氣吹掃起源等等。特種氣體采用獨立氣源，多用點采用VMB或VMP分路供應(yīng)，VMB或VMP采用支路氣動閥，氮氣吹掃，真空輔助排空等。由于BSGS氣源總量大，多采用獨立的氣體房，獨立的抽風(fēng)系統(tǒng)

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