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              半導體廠大宗氣體管道系統設計

              2020-09-08

                半導體廠大宗氣體管道系統設計

                由于半導體的投入與產出都是非常的大,任何供氣中斷都會帶來巨大的經濟損失,尤其對大型集成電路芯片生產廠而言。因此在設計中必須充分考慮氣體供應系統運行的安全可靠性。若采用現場制氣方式。

                大宗氣體輸送管道系統的設計

                經純化后的大宗氣體由氣體純化間送至輔助生產層(SubFAB)或生產車間(FAB)的架空地板下,在這里形成配管網絡,再由二次配管系統(Hook-up)送至各用戶點。以我的設計經驗,在設計中要著重考慮以下幾個方面。

                1、配管系統的整體架構

                目前,較為常見的架構有樹枝型(圖2)和環型(圖3)兩種。其中又數樹枝型最為常用,其架構清晰,且與其它系統的配管架構相似,利于整體空間規劃。環型則能較好地保持用氣點壓力的穩定,但投資較高。因此在設計中應根據用氣點的分布情況及用氣壓力要求綜合考慮。例如,筆者在某200mm集成電路芯片生產廠的設計中,大宗氣體配管系統均采用樹枝型架構。由于該FAB廠房很大,管線較長,而工藝氮氣用氣點較多,有一些用氣點對壓力要求也較高,因此對工藝氮氣管路系統特別采用了樹枝型與環型相結合的方式,環型主管主要保證用氣點的壓力穩定,其管徑可小于樹枝型主管的管徑,從而降低成本。

                2、配管系統的靈活性設計

                微電子行業的發展非常迅速,經常會發生工藝設備更新、挪位和新增等狀況。即使在整個工廠的建設中,最終的工藝設備分布也會與設計時相去甚遠。這種行業的特殊性要求設計必須充分考慮其靈活性(Flexibility),能滿足未來的擴展需求。

                配管系統的基本設計原則是在主管(Main),上按--定間距設置支管端(Branch),再在每個支管上按一-定間距設置分支管(BranchTake-off)供二二次配管使用。另外,主管的管徑不必隨流量的遞減而采取漸縮設計。

                當然大宗氣體輸送系統設計不僅僅以上幾點,在選材等其它方面也有很多講究,這里就不一一列舉。

                大宗氣體系統的設計是整個半導體工廠設計中的一個重要部分,雖然整個系統的流程并不復雜,但是其中任一環節的疏忽都可能會導致嚴重的后果。在設計中,必須在供氣穩定、連續不中斷的前提下,嚴格保證氣體的品質,從而保障整個工廠生產的順利進行。另外在成本方面也應有所考慮,力求達到安全性與經濟性的平衡。

                


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