高純氣配管技術(shù)是高純氣供氣系統(tǒng)的緊張組成部分,也是能否將吻合要求的高純氣送到用氣點(diǎn),并保證質(zhì)量合格的關(guān)鍵技術(shù);所謂高純氣配管技術(shù),包括體系的精確設(shè)計(jì)、管件和附件的選擇、施工安裝和試驗(yàn)檢測(cè)等。目前,以大規(guī)模集成電路為代表的微電子產(chǎn)品的生產(chǎn),對(duì)高純氣體純度和雜質(zhì)含量的要求越來(lái)越高,使得高純氣體管道技術(shù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注和正視。下面就高純氣體傳送從選材到施工,驗(yàn)收,日常管理等方面做一個(gè)簡(jiǎn)單概述。
通俗氣體種類(lèi)
電子業(yè)中常見(jiàn)氣體的分類(lèi)
一樣平常氣體(Bulkgas),又稱(chēng)大宗氣體,如氫(H2)、氮(N2)、氧(O2)、氬(A2)等;
特別氣體(特別氣體)重要有:SiH4PH3B2H6A8H3CLHCLCF4NH3POCL3SIH2CL2SIHCL3NH3BCL3SIF4CLF3COC2F6N2OF2HBRSF6等;
特種氣體的種類(lèi)一樣平??煞譃椋焊g性、毒性、易燃、助燃、惰性等。半導(dǎo)體氣體一樣平常常用的種類(lèi)如下:
1.腐蝕性/毒性:HCl,BF3,WF6,HBr,SiH2Cl2,NH3,PH3,Cl2,BCl3…等;
2.可燃性:H2,CH4,SiH4,PH3,AsH3,SiH2Cl2,B2H6,CH2F2,CH3F,CO…等;
③,助燃性能:氧氣,氫氣,N2O,NF3等。
④,惰性:N2,CF4,C2F6,C4F8,SF6,CO2,Ne,Kr,He…等;
很多半導(dǎo)體氣體對(duì)人體有害。尤其是其中一些氣體,如SiH4的自燃,只要一有走漏,就會(huì)與空氣中的氧氣發(fā)生劇烈反應(yīng),開(kāi)始燃燒;還有AsH3的毒性,任何細(xì)小的走漏都會(huì)導(dǎo)致生命傷害,這也是因?yàn)檫@些顯明的傷害,因此對(duì)體系設(shè)計(jì)的安全性要求尤其高。
自然氣的使用范圍
氣態(tài)產(chǎn)品是當(dāng)代工業(yè)的緊張基礎(chǔ)質(zhì)料,其應(yīng)用范圍特別很是廣泛,在冶金、鋼、石油、化工、機(jī)械、電子、玻璃、陶瓷、建材、建筑、食品加工、醫(yī)療等行業(yè)中,經(jīng)常使用到大量的通俗氣體或特別氣體。自然氣的應(yīng)用,尤其是高新技術(shù)在這些領(lǐng)域的應(yīng)用具有緊張的意義,是其不可或缺的質(zhì)料氣或過(guò)程氣。同時(shí),因?yàn)楦鞣N新興行業(yè)的需求和當(dāng)代科技的推動(dòng),氣體工業(yè)產(chǎn)品在品種、質(zhì)量和數(shù)量上也有了長(zhǎng)足的發(fā)展。
氣態(tài)應(yīng)用于微電子、半導(dǎo)體工業(yè)。
在半導(dǎo)體系體例程中,氣體的使用一向起偏重要作用,尤其是半導(dǎo)體系體例程目前已被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域,從傳統(tǒng)的ULSI、TFT-LCD到如今的微機(jī)電(MEMS)工業(yè)領(lǐng)域,均以所謂的半導(dǎo)體系體例程作為產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程,其中的生產(chǎn)過(guò)程包括干蝕刻、氧化、離子布植、薄膜沉積等,都要使用大量的氣體,而氣體的純度對(duì)組件性能、產(chǎn)品良率有決定性的影響,而氣體供給的安全性關(guān)系到工人的健康和工廠操作的安全。
輸氣管道傳送高純氣體的意義。
煉鋼不銹鋼制材時(shí),大約每噸能吸取200g的氣體。鋼絲經(jīng)過(guò)加工后,不僅外觀粘有各種污染物,而且在鋼絲的金屬格子內(nèi)還吸附著肯定數(shù)量的氣體。這部分被金屬吸取留下的氣體,在管道中有空氣流經(jīng)時(shí),又重新進(jìn)入氣流,污染了純氣體。在管道內(nèi)氣流為間斷性流動(dòng)時(shí),管子對(duì)所通過(guò)的氣體形成壓力,氣流制止通過(guò)時(shí),管子對(duì)所吸附的氣體形成穩(wěn)壓解析,解析的氣體也作為雜質(zhì)進(jìn)入管子內(nèi)純凈氣體。與此同時(shí),因?yàn)槲叫?、解析性等緣故原由,使管?nèi)外觀金屬產(chǎn)生肯定的粉末,這種金屬塵粒同樣會(huì)污染管內(nèi)的純凈氣體。管道的這種特征是特別很是緊張的,為了保證所傳送氣體的純凈度,不僅要求管道內(nèi)外觀有極高的光滑度,而且還要求其具有高的耐磨性。
對(duì)于具有較強(qiáng)腐蝕性的氣體,肯定選擇耐腐蝕的不銹鋼管材作配管,否則,管會(huì)因腐蝕在其外觀產(chǎn)生腐蝕斑,緊張時(shí)會(huì)出現(xiàn)大面積的金屬剝離甚至穿孔,從而污染輸配的純凈氣體。
高純、高潔凈、大流量氣體傳送管道的連接,原則上都是焊接工藝的,所要求的管子,在施焊時(shí)組織不會(huì)改變。含碳量過(guò)高的材料在焊接工藝時(shí),受焊接工藝部位透氣性的影響,使管子內(nèi)部和管外的氣體互相滲透,破壞了傳送氣體的純凈度、干燥度和潔凈度,使我們所有的努力都失去意義。
總之,對(duì)于高純氣體和特別氣體傳送管道,肯定采用特別處理的高純不銹鋼管,以使高純氣體傳送體系(包括管道、管件、閥門(mén)、VMB、VMP)成為高純氣體傳送的關(guān)鍵義務(wù)。
輸配管凈化技術(shù)的一樣平常概念
高純凈、潔凈的氣體傳送配管,是指對(duì)氣體傳送“三度”有肯定要求或控制。氣純度:雜質(zhì)氣氛在氣體中的含量,通常以氣純度百分之99.9999%透露表現(xiàn),雜質(zhì)氣氛含量的體積比值ppm,ppb,ppt透露表現(xiàn);
干性:氣體中的痕量水分,或稱(chēng)為濕量,通常用露點(diǎn)來(lái)透露表現(xiàn),露點(diǎn)-70℃通常被壓扁。
純凈度:指氣體中含有污染物顆粒的數(shù)量,顆粒的粒徑為μm,用多少粒/M3來(lái)透露表現(xiàn),對(duì)于壓縮空氣來(lái)說(shuō),通常也用不可避免的固體殘留物的mg/m3來(lái)透露表現(xiàn),它包含了含油物質(zhì)。
高純供氣體系傳送原則。
悉數(shù)高純度、高清潔度的氣體都必要通過(guò)管道輸送到設(shè)備用點(diǎn)(POU),為了達(dá)到工藝要求的氣體質(zhì)量,在有肯定氣體出口指標(biāo)的情況下,更必要正視配管體系的選材和施工質(zhì)量。除了依靠于制氣或凈化設(shè)備的度外,還受到管道體系諸多因素的影響,因此,管道的選擇應(yīng)遵循相干行業(yè)的原則,并在圖紙中說(shuō)明管道的材質(zhì)。
管道材料的選擇取決于使用的必要,若用于制程的反應(yīng)氣體,則選用316LEP高質(zhì)量的管子,經(jīng)電解拋光處理,耐腐蝕,外觀粗糙度低,Rmax(maximumpeaktovalleyheight)在大約0.3μm以下,而Rmax(maximumpeaktovalleyheight)在經(jīng)過(guò)光輝燒結(jié)處理的316LBA管中,其值遠(yuǎn)低于0.8μm,由于平整度越高,越不易形成微渦流,從而使污染顆粒被帶出。在316LBA管中,通常用來(lái)與芯片接觸而不參與制程反應(yīng)的氣體,例如GN2,CDA。管道內(nèi)部外觀粗糙度是管道質(zhì)量的緊張指標(biāo)。粗糙度越低,顆粒的攜帶能力就越低。另外一個(gè)未經(jīng)分外處理的AP管(Annealing&Picking),被用在兩個(gè)不用作供氣管道的套外管上。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)潔凈管路可參照的標(biāo)準(zhǔn)較少,一樣平常我們除參考《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》《氫氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》《氫氧站設(shè)計(jì)規(guī)范》《壓縮空氣設(shè)計(jì)規(guī)范》等行業(yè)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)規(guī)范外,選用本行業(yè)常用的材料和配料。