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洁净气体管道系统

2023-11-15 14:38:31 151

高纯气体管道是高纯气体供应系统的重要组成部分,将符合要求的高纯气体输送到用气点并仍然保持质量是关键,包括系统设计、管件和附件的选择、施工安装和测试等。近年来,以大规模集成电路为代表的微电子产品生产对高纯气体纯度和杂质含量的要求越来越严格,使得高纯气体的管道技术日益受到关注和重视。


高纯气体管道输送管道,根据工艺气体纯度、允许的杂质含量、颗粒含量要求不同,采用相应质量的管材。例如,半导体工业由于其复杂的生产过程、精细加工,它不仅要求有洁净的生产环境,而且对生产过程中需要的各种高纯气体有具体要求、严格要求,从微米工艺到亚微米、深亚微米(小于0.35g.m)技术,气体中的杂质含量、含水量要求极其严格,10-6(ppm级)达不到要求,需要达到10-9(ppb级),甚至10-12(ppt级)所以输送管道本身的管道材料特性是适合高纯度的、对超高纯度气体的需求变得必要。


对输送高纯气体管道而言,其影响气体质量的管道材料主要特性是气体渗透性、出气速率、吸附性、表面粗糙度和耐磨性、抗腐蚀性。


高纯气体的配管及材质

高纯气体管道的设计要点:

1.对于不同特性的气体,需要规划独立的供应区域,一般分为三个区域:腐蚀性/毒性气体区、可燃性气体区、惰性气体区应加强同种性质气体的管理,可燃气体区应专门规划防爆墙和泄漏口如果空间不够,可以放惰性气体,有毒/腐蚀性气体区。2.管道设计需要考虑运输距离距离越长,成本越高,风险也越高一般比较合理的设计流量是20ml/s,可燃气体小于10ml/S,毒性/腐蚀性气体小于8毫升/s,在剂量设计上,需要考虑使用点的压力和管径,前者与气体特性有关,后者使用点的管径一般为1/4”~3/8”3.根据用气设备的分布情况,高纯气体的管网不宜过大或过长;宜采用不封闭的环形管道,在系统末端连续排出少量气体,这样管网中始终有高纯度气体循环,不会发生这种情况“死空间”造成高纯度气体的污染。4.应减少管道中不流动的气体“死空间”不应有盲管,特殊气体的储气瓶与用气设备之间应设置吹扫控制装置、多阀门控制装置、用于控制每个阀门的开启和关闭顺序、对系统进行吹扫,确保供气系统的安全、可靠运行和防止“死区”形成和保留污染物,降低气体纯度。5.对于对高纯气体纯度有不同要求的用气设备,宜采用分级高纯气体输送系统;也可采用同等级的输送系统,但终端气体净化装置布置在纯度要求高的用气设备附近。6.为了检测高纯气体的纯度和杂质含量,除了必要的连续检测仪表,如测量水含量或氧杂质含量的分析仪外,输送系统还应设置检测取样口,定期取样,以便在规定的时间取样,分析高纯气体中各种杂质的含量。7.在亚微米集成电路的生产中,需要提供10-9级高纯气体,为了保证末级气体工艺设备的气体纯度,使气体中的杂质含量(包括尘粒)一般在设备前设置终端净化装置,或者终端高精度气体过滤器的高纯气体管道和附件的选材控制在规定值内

选用渗透性小、出气速率低、吸附性差的材料。目前,超大规模集成电路预处理中高纯气体输送系统的管道材料采用不锈钢光亮退火管(SS304BA、SS316BA)不锈钢电抛光管(SS316L-EP)等等,但要求控制高纯气体中总杂质含量≤1.01.0×10-6及以下管道应采用SS316L-EP管。