高純氣配管技術是高純氣供氣系統的緊張組成部分,也是能否將吻合要求的高純氣送到用氣點,并保證質量合格的關鍵技術;所謂高純氣配管技術,包括體系的精確設計、管件和附件的選擇、施工安裝和試驗檢測等。目前,以大規模集成電路為代表的微電子產品的生產,對高純氣體純度和雜質含量的要求越來越高,使得高純氣體管道技術越來越受到人們的關注和正視。下面就高純氣體傳送從選材到施工,驗收,日常管理等方面做一個簡單概述。
通俗氣體種類
電子業中常見氣體的分類
一樣平常氣體(Bulkgas),又稱大宗氣體,如氫(H2)、氮(N2)、氧(O2)、氬(A2)等;
特別氣體(特別氣體)重要有:SiH4PH3B2H6A8H3CLHCLCF4NH3POCL3SIH2CL2SIHCL3NH3BCL3SIF4CLF3COC2F6N2OF2HBRSF6等;
特種氣體的種類一樣平常可分為:腐蝕性、毒性、易燃、助燃、惰性等。半導體氣體一樣平常常用的種類如下:
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;
很多半導體氣體對人體有害。尤其是其中一些氣體,如SiH4的自燃,只要一有走漏,就會與空氣中的氧氣發生劇烈反應,開始燃燒;還有AsH3的毒性,任何細小的走漏都會導致生命傷害,這也是因為這些顯明的傷害,因此對體系設計的安全性要求尤其高。
自然氣的使用范圍
氣態產品是當代工業的緊張基礎質料,其應用范圍特別很是廣泛,在冶金、鋼、石油、化工、機械、電子、玻璃、陶瓷、建材、建筑、食品加工、醫療等行業中,經常使用到大量的通俗氣體或特別氣體。自然氣的應用,尤其是高新技術在這些領域的應用具有緊張的意義,是其不可或缺的質料氣或過程氣。同時,因為各種新興行業的需求和當代科技的推動,氣體工業產品在品種、質量和數量上也有了長足的發展。
氣態應用于微電子、半導體工業。
在半導體系體例程中,氣體的使用一向起偏重要作用,尤其是半導體系體例程目前已被廣泛應用于各種工業領域,從傳統的ULSI、TFT-LCD到如今的微機電(MEMS)工業領域,均以所謂的半導體系體例程作為產品的生產過程,其中的生產過程包括干蝕刻、氧化、離子布植、薄膜沉積等,都要使用大量的氣體,而氣體的純度對組件性能、產品良率有決定性的影響,而氣體供給的安全性關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,大約每噸能吸取200g的氣體。鋼絲經過加工后,不僅外觀粘有各種污染物,而且在鋼絲的金屬格子內還吸附著肯定數量的氣體。這部分被金屬吸取留下的氣體,在管道中有空氣流經時,又重新進入氣流,污染了純氣體。在管道內氣流為間斷性流動時,管子對所通過的氣體形成壓力,氣流制止通過時,管子對所吸附的氣體形成穩壓解析,解析的氣體也作為雜質進入管子內純凈氣體。與此同時,因為吸附性、解析性等緣故原由,使管內外觀金屬產生肯定的粉末,這種金屬塵粒同樣會污染管內的純凈氣體。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,不僅要求管道內外觀有極高的光滑度,而且還要求其具有高的耐磨性。
對于具有較強腐蝕性的氣體,肯定選擇耐腐蝕的不銹鋼管材作配管,否則,管會因腐蝕在其外觀產生腐蝕斑,緊張時會出現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,在施焊時組織不會改變。含碳量過高的材料在焊接工藝時,受焊接工藝部位透氣性的影響,使管子內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、VMB、VMP)成為高純氣體傳送的關鍵義務。
輸配管凈化技術的一樣平常概念
高純凈、潔凈的氣體傳送配管,是指對氣體傳送“三度”有肯定要求或控制。氣純度:雜質氣氛在氣體中的含量,通常以氣純度百分之99.9999%透露表現,雜質氣氛含量的體積比值ppm,ppb,ppt透露表現;
干性:氣體中的痕量水分,或稱為濕量,通常用露點來透露表現,露點-70℃通常被壓扁。
純凈度:指氣體中含有污染物顆粒的數量,顆粒的粒徑為μm,用多少粒/M3來透露表現,對于壓縮空氣來說,通常也用不可避免的固體殘留物的mg/m3來透露表現,它包含了含油物質。
高純供氣體系傳送原則。
悉數高純度、高清潔度的氣體都必要通過管道輸送到設備用點(POU),為了達到工藝要求的氣體質量,在有肯定氣體出口指標的情況下,更必要正視配管體系的選材和施工質量。除了依靠于制氣或凈化設備的度外,還受到管道體系諸多因素的影響,因此,管道的選擇應遵循相干行業的原則,并在圖紙中說明管道的材質。
管道材料的選擇取決于使用的必要,若用于制程的反應氣體,則選用316LEP高質量的管子,經電解拋光處理,耐腐蝕,外觀粗糙度低,Rmax(maximumpeaktovalleyheight)在大約0.3μm以下,而Rmax(maximumpeaktovalleyheight)在經過光輝燒結處理的316LBA管中,其值遠低于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,通常用來與芯片接觸而不參與制程反應的氣體,例如GN2,CDA。管道內部外觀粗糙度是管道質量的緊張指標。粗糙度越低,顆粒的攜帶能力就越低。另外一個未經分外處理的AP管(Annealing&Picking),被用在兩個不用作供氣管道的套外管上。
當前國內潔凈管路可參照的標準較少,一樣平常我們除參考《潔凈廠房設計規范》《氫氣站設計規范》《氫氧站設計規范》《壓縮空氣設計規范》等行業技術和工業技術規范外,選用本行業常用的材料和配料。