標籤: 暫無標籤

氣體工業名詞,半導體工業用的氣體統稱電子氣體。按其門類可分為純氣,高純氣和半導體特殊材料氣體三大類。特殊材料氣體主要用於外延,摻雜和蝕刻工藝;高純氣體主要用作稀釋氣和運載氣。電子氣體是特種氣體的一個重要分支。電子氣體按純度等級和使用場合,可分為電子級,LSI(大規模集成電路)級,VLSI(超大規模集成電路)級和ULSI(特大規模集成電路)級。

1現狀

電子氣體
電子氣體(Electronicgases)是超大規模集成電路、平面顯示器件,化合物半導體器件,太陽能電池,光纖等電子工業生產不可缺少的原材料,它們廣泛應用於薄膜、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散等工藝。例如在目前工藝技術較為先進的超大規模集成電路工廠的晶圓片製造過程中,全部工藝步驟超過450道,其中大約要使用50種不同種類的電子氣體。電子氣體輸送系統是指為滿足工藝製程的需求,在充分保證工藝和產品安全使用的前提下,將電子氣體從氣源端無二次污染、控制工藝需求的流量和壓力等參數、穩定地輸送到工藝生產設備的用氣點。根據氣體性質和供應包裝的不同,一般電子氣體可劃分為大宗普通氣體、特種氣體和大宗特種氣體。
目前電子消費品的種類繁多以及升級換代日趨頻繁,同類產品的不同製造規模、不同級別檔次的生產工廠和科研機構共存。基於投資規模和產品檔次的不同的實際要求,工業界對電子氣體輸送系統基本有以下三類需求:
1.2 常規供氣系統
電子氣體
常規供氣系統主要應用於4-6英寸 大規模集成電路廠,50MW以下的太陽能電池生產線,發光二極體的晶元工序線以及其它用氣量中等規模的電子行業。它們的投資規模中等,生產線可能是二手設備,對氣體純度控制的要求不苛刻,系統配備在滿足安全的前提下盡量簡單,節省投資。
常規供氣系統的大宗普通氣體多建立現場氣站,採用現場液體儲罐(LIN, LOX, LAR)或集裝格(H2, He)供應方式。氣體由管路系統輸送至廠房,直接開三通送至用氣點。
特種氣體採用普通鋼瓶(<50L)供氣。特氣輸送系統採用氣瓶櫃。配置全自動PLC控制器,彩色觸摸屏;氣體面板採用氣動閥門和壓力感測器,可實現自動切換,自動氮氣吹掃,自動真空輔助放空;多重安全防護措施,泄漏偵測,遠程緊急切斷;專用氮氣吹掃起源等等。VMB採用支路氣動閥,氮氣吹掃,真空輔助排空。惰性氣體多採用半自動氣瓶架,繼電器控制,自動切換,手動吹掃,手動放空;VMB主管氣動閥,氮氣吹掃;支路氣動閥,氮氣吹掃,真空輔助排空。氣體房和抽風系統根據氣體性質進行分類。
1.4目前主要的電子氣體
目前主要有:硅烷、氨氣、四氟化碳、六氟化硫、氯化氫、八氟環丁烷、甲烷、一氧化二氮、三氯化硼、溴化氫、一氧化碳、氖氣、氪氣等

2發展趨勢

2.2 大流量、不間斷和穩定輸送
電子氣體
如何滿足大規模量產工廠對電子氣體大流量、不間斷和穩定輸送的要求是一個挑戰。
電子氣體多以集中式供應為趨勢,特種氣體集中放置在氣體房。輸送系統的數量是根據機台對流量的需求進行合理配置。特氣輸送設備必須採用全自動切換供氣,而且多設計了備用設備。對於低蒸汽壓氣體(WF6,DCS,BCl3,C5F8,ClF3等),需要考慮鋼瓶加熱,氣體面板加熱,管道伴熱等。為了精確控制流量,在氣源端一般會考慮配置高精度的壓力變送器、電子秤、溫控器等。在機台用氣點也都配置了質量流量計。
對於大流量的BSGS,不但要考慮管路壓降和液化鋼瓶蒸發吸熱對流量的影響,還要考慮氣體經過調壓閥減壓后的焦耳-湯普遜效應。一般而言,氣體減壓后,溫度會降低,甚至液化。這會照成輸送壓力的不穩定以及管路系統的損壞。因此需要考慮在減壓前對氣體進行預熱。氣體監控系統(GMS)通過計算機網路,實現對氣體輸送系統的實時監控,以確保系統的穩定性。
針對液化氣體(如氨氣)的BSGS,採用直接加熱液體的氣化輸送系統(Evaporator)已經研發成型,很快會在BSGS的應用上推廣。
2.4 建設成本日趨降低
因為電子工業投資規模越來越大,縮短建設周期,降低建設成本也越來越重要。對電子氣體輸送系統而言,如何在不降低系統污染控制水平和不犧牲安全配置的前提下,努力減少建設和運行成本,同樣是一個挑戰。
合理配置系統,合理選型材料,可顯著降低初始投資費用。這就要求電子氣體輸送系統承包商具備較強的系統設計能力。性質相匹配的氣體,採用同一吹掃氮氣系統,可顯著節約氣瓶櫃的投資。對於VMB,可採用移動式吹掃氮氣盤。小管路 (≤1/2」)的施工,直接採用彎管的方式,既節約了彎頭的費用,也大大提高了施工效率。嚴格執行高純管路施工規範,可大大降低測試氣體和測試時間。這些都是行之有效的成本控制措施。採用大包裝容器的氣源,可大大降低物流和人力操作等運行費用。因而BSGS越來越受到更多客戶的青睞。
綜上所述,電子氣體輸送系統面臨著高純度、大流量、嚴格的安全措施和大力降低建設成本四個方面的挑戰,同時這四個方面也是未來的發展方向。

相關評論

同義詞:暫無同義詞