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          特種氣體系統的設計與施工

          2021-01-12

          一個工藝技術先進的大規模集成電路工廠的硅片制造過程中,全部工藝大約要使用不同的廣西氣體。其中大部分為特種氣體。本文就特種氣體系統的設計與施工方面做一個簡單描述。

          廣西氣體


          一:概念 


          特氣輸送系統是指:將特種氣體從氣源端、根據工藝設備的工藝需求、通過對流量和壓力等參數的控制,通過管道、無二次污染、穩定的輸送到工藝設備的用氣點。

          其基本流程是:氣源→控制柜→管道傳輸→VMB→用氣點

          二:分類 

          特種氣體根據氣體性質不同一般分為:惰性氣體、易燃易爆氣體、有毒氣體和腐蝕性氣體;根據供應包裝的不同分為:特種氣體和大宗特種氣體。

          三:供氣系統的選擇 

          1. 簡單供氣系統 

          簡單供氣系統主要針對4英寸及以下半導體芯片廠、半導體材料的科研機構以及一些單臺的工藝設備等。它們的制程簡單,通常不需要連續性供氣,對氣體供應系統的投資預算低。

          由于氣體流量小,不經常使用,特種氣體氣源多采用普通鋼瓶(<50L)。輸送系統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,有些甚至用單瓶系統。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有時放在回風夾道,或直接放在工藝制造設備旁邊或隔壁。如果沒有特別危險氣體一般共用一個抽風系統。簡單供氣系統通常存在安全隱患。



          2. 常規供氣系統 

          常規供氣系統主要應用于4-6英寸 大規模集成電路廠,50MW以下的太陽能電池生產線,發光二極管的芯片工序線以及其它用氣量中等規模的電子行業。對氣體純度控制的要求不苛刻,系統配備在滿足安全的前提下盡量簡單,節省投資。

          特種氣體采用普通鋼瓶(<50L)供氣。特氣輸送系統采用氣瓶柜。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,可實現自動切換,自動氮氣吹掃,自動真空輔助放空;多重安全防護措施,泄漏偵測,遠程緊急切斷;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。氣體房和抽風系統根據氣體性質進行分類。               

          3.大宗特氣供氣系統

          大規模供氣系統主要針對大規模量產的8-12英寸(1英寸=25.4毫米)超大規模集成電路廠(氣體種類包括SiH4、N2O、2、 C2F6、 NH3等),100MW以上的太陽能電池生產線(氣體種類包括NH3),發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)、硅材料外延生產線(氣體種類包括HCL)等行業。它們的投資規模巨大,采用先進的工藝制程設備,用氣需求量大,對穩定和不間斷供應、純度控制和安全生產提出嚴格的要求。

          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。 

          大宗特氣供應系統(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,可實現自動切換,自動氮氣吹掃,自動真空輔助放空;多重安全防護措施,泄漏偵測,遠程緊急切斷;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,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,獨立的抽風系統



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