半導體廠大宗氣體管道系統(tǒng)設計
半導體廠大宗氣體管道系統(tǒng)設計
由于半導體的投入與產(chǎn)出都是非常的大,任何供氣中斷都會帶來巨大的經(jīng)濟損失,尤其對大型集成電路芯片生產(chǎn)廠而言。因此在設計中必須充分考慮氣體供應系統(tǒng)運行的安全可靠性。若采用現(xiàn)場制氣方式。
大宗氣體輸送管道系統(tǒng)的設計
經(jīng)純化后的大宗氣體由氣體純化間送至輔助生產(chǎn)層(SubFAB)或生產(chǎn)車間(FAB)的架空地板下,在這里形成配管網(wǎng)絡,再由二次配管系統(tǒng)(Hook-up)送至各用戶點。以我的設計經(jīng)驗,在設計中要著重考慮以下幾個方面。
1、配管系統(tǒng)的整體架構
目前,較為常見的架構有樹枝型(圖2)和環(huán)型(圖3)兩種。其中又數(shù)樹枝型最為常用,其架構清晰,且與其它系統(tǒng)的配管架構相似,利于整體空間規(guī)劃。環(huán)型則能較好地保持用氣點壓力的穩(wěn)定,但投資較高。因此在設計中應根據(jù)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(chǎn)廠的設計中,大宗氣體配管系統(tǒng)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(tǒng)特別采用了樹枝型與環(huán)型相結合的方式,環(huán)型主管主要保證用氣點的壓力穩(wěn)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(tǒng)的靈活性設計
微電子行業(yè)的發(fā)展非常迅速,經(jīng)常會發(fā)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(yè)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的流程并不復雜,但是其中任一環(huán)節(jié)的疏忽都可能會導致嚴重的后果。在設計中,必須在供氣穩(wěn)定、連續(xù)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(chǎn)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(jīng)濟性的平衡。