電子特氣供應(yīng)系統(tǒng)如何設(shè)計(jì)與施工

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2024-05-27 14:05

電子特種氣體是電子工業(yè)的“血液”，是半導(dǎo)體生產(chǎn)制造中不可或缺的關(guān)鍵性材料，同時(shí)也是集成電路制造中的第二大原材料，其占比僅次于硅片，占晶圓制造成本的13%。其在半導(dǎo)體產(chǎn)品制程工藝中廣泛應(yīng)用于離子注入、刻蝕、氣相沉積、摻雜等工藝，被稱為集成電路、也將面板、LED及光伏等材料的“糧食“和”源”。

通常而言，特氣輸送系統(tǒng)是將特種氣體從氣源端、根據(jù)工藝設(shè)備的工藝需求、通過(guò)對(duì)流量和壓力等參數(shù)的控制，通過(guò)管道、無(wú)二次污染、穩(wěn)定的輸送到工藝設(shè)備的用氣點(diǎn)，其基本流程是：氣源、控制柜、管道傳輸、VMB、用氣點(diǎn)。

除了選擇合適的特氣系統(tǒng)之外，還需要打造一個(gè)良好的特氣輸送環(huán)境。特氣房一般都獨(dú)立于主場(chǎng)房而單獨(dú)建設(shè)，其規(guī)劃時(shí)需考慮建筑物的防火、泄爆、防火防爆間距、危險(xiǎn)物的總量控制等，而且需要有良好的通風(fēng)條件。可根據(jù)氣體性質(zhì)宜分為可燃性氣體間、毒性氣體間/腐蝕性氣體間、惰性氣體間等。其中，低蒸汽壓力特種氣體供應(yīng)設(shè)施應(yīng)盡可能靠近工藝設(shè)備。

選擇好特氣房，便是管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)之前，首先要選好材料，特氣管路系統(tǒng)普遍采用316L不銹鋼電解拋光（EP）管道，閥門一般采用高純調(diào)壓閥、隔膜閥、高精密過(guò)濾器、（＜0.003微米）、VCR接頭等。此次是主管路系統(tǒng)，在確定好氣體房和用氣點(diǎn)以后，主管路系統(tǒng)一般遵循管道線路最短，拐彎最少的原則，布置緊湊合理，給人簡(jiǎn)單美觀的感覺(jué)。輸送系統(tǒng)的數(shù)量和管徑的大小一般根據(jù)機(jī)臺(tái)用氣點(diǎn)的多少和流量大小確定。同時(shí)管道的設(shè)計(jì)要采用零死區(qū)設(shè)計(jì)，即整個(gè)管道系統(tǒng)從氣柜到VMB、從VMB到用氣點(diǎn)，要點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，中間不允許有在氣體置換時(shí)有殘留空氣的死角。因此，整個(gè)管路系統(tǒng)中由VMB完成氣體的分配，中間沒(méi)有三通。最后，管道還要有良好的接地。總體而言，管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需充分了解氣體特性、從而合理配置系統(tǒng)，合理選擇管徑和材料，是我們?cè)O(shè)計(jì)的重點(diǎn)，這樣可顯著降低整個(gè)系統(tǒng)的成本。

特種氣體管道的施工采用全自動(dòng)軌道焊接，同時(shí)制定和實(shí)施嚴(yán)格的超高純施工和QA/QC保證程序，對(duì)施工的質(zhì)量和程序進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控和管理。最后整個(gè)系統(tǒng)還要進(jìn)行氦檢漏、水分、氧分和顆粒度檢測(cè)、以及其他要求做的氣相雜質(zhì)的測(cè)試。其現(xiàn)場(chǎng)基本的施工程序?yàn)椋菏┕D紙會(huì)審、施工組織編寫、預(yù)制間的搭設(shè)、施工機(jī)具的準(zhǔn)備、施工人員的培訓(xùn)、預(yù)制圖紙的編寫、管道的預(yù)制、管道的現(xiàn)場(chǎng)安裝、系統(tǒng)檢測(cè)和系統(tǒng)驗(yàn)收等環(huán)節(jié)。

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