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2019-12-05 15:34:06 0
高純氣體管道是高純氣體供氣系統(tǒng)的重要組成部分,是將符合要求的高純氣體送至用氣點仍保持質(zhì)量合格的關(guān)鍵 ,包括系統(tǒng)的設計、管件及附件的選擇、施工安裝和試驗測試等內(nèi)容。近年來以大規(guī)模集成電路為代表的微電子產(chǎn)品生產(chǎn)對高純氣體的純度和雜質(zhì)含量的日益嚴格的要求,使高純氣體的配管技術(shù)日益受到關(guān)注和重視。
高純氣體管道輸送管道,要根據(jù)工藝過程對氣體純度、允許的雜質(zhì)含量、微粒含量等的要求不同,采用相應質(zhì)量的管材。比如半導體產(chǎn)業(yè)因其生產(chǎn)工藝復雜、加工精細,它不僅要求有潔凈的生產(chǎn)環(huán)境,而且對生產(chǎn)過程中所需的各種高純氣體有特定的、嚴格的要求,從微米技術(shù)進入亞微米、深亞微米(小于0.35g.m)技術(shù),對氣體中的雜質(zhì)含量、水含量要求極為嚴格,10 -6(ppm級)已經(jīng)不能達到要求,需要達到10-9(ppb級),甚至10-12(ppt級)。因此輸送管道本身的管道材料特性適應高純、超高純氣體的要求成為必須。
對輸送高純氣體管道而言,其影響氣體質(zhì)量的管道材料主要特性是氣體滲透性、出氣速率、吸附性、表面粗糙度和耐磨性、抗腐蝕性。
高純氣體的配管及材質(zhì)
高純氣體管道的設計要點:
1.對于不同特性的氣體,要規(guī)劃獨立的供應區(qū)域,一般分為三個區(qū):腐蝕性/毒性氣體區(qū)、可燃性氣體區(qū)、惰性氣體區(qū),將相同性質(zhì)的氣體集中加強管理,可燃性氣體區(qū)要特別規(guī)劃防爆墻與泄漏口,若空間不足,可考慮將惰性氣體放置與毒性/腐蝕性氣體區(qū)。
2.管道設計需要考慮輸送的距離,距離越長,成本越高,風險也越高,通常較合理的設計流速為20ml/S,可燃性氣體小于10ml/S,毒性/腐蝕性氣體小于8ml/S,在用量設計方面,則需要考慮使用點的壓力和管徑大小,前者與氣體特性有關(guān),后者使用點的管徑一般為1/4”~3/8”。
3.根據(jù)用氣設備的分布情況,高純氣體的管網(wǎng)不宜過大或者過長;宜采用不封閉的環(huán)形管路,在系統(tǒng)末端連續(xù)不斷排放少量的氣體,以便在管網(wǎng)中總有高純氣體流通,不會發(fā)生“死空間”引起高純氣體的污染。
4.管路中應減少不流動氣體的“死空間”,不應設有盲管,在特種氣體的儲氣瓶與用氣設備之間應設吹掃控制裝置、多閥門控制裝置、用以控制各個閥門的開關(guān)順序、系統(tǒng)吹除,以確保供氣系統(tǒng)的安全、可靠運行和防止“死區(qū)”形成而滯留污染物,降低氣體純度。
5.對高純氣體純度要求不同的用氣設備,宜采用分等級高純氣體輸送系統(tǒng);也可采用同等級輸送系統(tǒng),但是在純度要求高的用氣設備鄰近處設末端氣體提純裝置。
6.為了檢測高純氣體的純度和雜質(zhì)含量,輸送系統(tǒng)除了設置必要的連續(xù)檢測儀器,如衡量水含量或者氧雜質(zhì)含量等分析儀外,還應設置定期取樣用的檢測采樣口,以便按規(guī)定時間進行采樣,分析高純氣體中各種雜質(zhì)的含量。
7.在亞微米級的集成電路生產(chǎn)中,要求供應10-9級的高純氣體,為了確保末端用氣工藝設備處的氣體純度,使氣體中的雜質(zhì)含量(包括塵粒)控制在規(guī)定的數(shù)值內(nèi),一般在設備前設置末端純化裝置,或末端高精度氣體過濾器
高純氣體配管及附件材質(zhì)的選擇
選用滲透性小、出氣速率低、吸附性差的材料。目前超大規(guī)模集成電路前工序高純氣體輸送系統(tǒng)管道材料采用不銹鋼光亮退火管(SS304BA、SS316BA)、不銹鋼電拋光管(SS316L-EP)等,但是對要求控制高純氣體中總雜質(zhì)含量≤1.01.0×10-6及以下的管材應用SS316L-EP管。