超高純氣體過濾器主要用于壓縮機前置或后置氣體的過濾,對于超純氣體過濾可通過多級處理滿足工況要求,產品無焊接部位,耐壓性能、安全系數(shù)極高,適用于高壓工況下的氣體及液體過濾,體積小,安裝方便,為高壓運行系統(tǒng)提供了相當高的技術和經(jīng)濟優(yōu)勢。
產品應用范圍廣,與大多數(shù)高純度半導體工藝氣體具有良好的兼容性;微納米顆粒過濾能力保持高流量效率,超小壓降。
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.管路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,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的含量。
7.在亞微米級的集成電路生產中,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,使氣體中的雜質含量(包括塵粒)控制在規(guī)定的數(shù)值內,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。
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含量≤1.01.0×10-6及以下的管材應用SS316L-EP管。,高純氣體使用管材的特點及要求如下表所示:
注:①管路型式以氣體特性設計,惰性氣體使用一般的單層管,作為制程用的反應氣體,則選用高級別的SS316L-EP管;使用與芯片接觸但不參與制程反應的氣體則選用SS316L-BA管。
②對于自燃爆炸,有劇毒的特種氣體,如SiH4、PH3、AsH3等則考慮使用雙套管,它的內/外管材質一般為SS316L-EP/SS316L-AP,此設計的主要目的有兩點,首先可保護內管直接受到外力撞擊,其次能將由內管滲漏的氣體阻絕于外管,并利用相關的檢測設備檢測,目前常用的設計有正壓和負壓兩種方式,負壓設計是將內外管間抽成真空,正壓設計則是灌以氮氣維持正壓,兩者皆可接上壓力表或者壓力警報器檢知泄漏狀態(tài)。
通常采用的方法有機械噴砂、化學溶液清洗、化學拋光、電拋光等,目前廣泛應用的管材有光亮退火管和電拋光管。
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