精华版-半导体电子特气系统浅谈

特殊气体供应系统目的

    由气体供应责任部门建造及操作之气体化学物质输送系统，即设计部门根据终端用户化学物质需求量及其物质特性，分别建立其特定输送系统，得以安全的，高品质的，不中断的输送至生产线设备使用，如：半导体工厂，太阳能工厂，液晶面板工厂…等

    电子特殊气体的供应，除去几种低蒸气压的可能采用Bubbling或N2/Ar驱动外，基本都采用自身蒸气压驱动的输送方式，几大重点关注项目如下。

• 蒸气压/气压驱动模式
  

• 防止过程泄漏及过程污染

• 压力的稳定度调节

• 低蒸气压供应系统的温度梯度建立

• 颗粒物的控制

• 自动吹扫系统

三大要素：

工业安全 + 工艺控制 + 纯度控制

基本供应架构

气房一览

气房示意图

电子特殊气体依据性质分类

• 惰性气体：CF4，C2F6，SF6，N2O，C4F8，Ne/Kr，He，CHF3......

• 毒性/腐蚀性气体：NF3，Cl2，WF6，HBr，BCl3，SiH2Cl2，F2/Ke/Ne......

• 可燃性气体：SiH4，CH2F2，CO，CH4/Ar，CH3F......

气体分类

气体举例

电子特殊气体依据蒸气压分类

• 低蒸气压气体：BCl3，ClF3，WF6，C5F8，SiH2Cl2，DEZ，TMA......

此类气体以液态形式储存在钢瓶中，在室温下饱和蒸气压均小于10psig，若输送管道过长则容易在管道内部形成冷凝液态。在管道设计部分需在确保蒸气压的同时需形成温度梯度，通过加热套或冷却套的方式。另，加热或冷却的装置需设置安全及工艺连锁，避免温度过高或过低。

• 高蒸气压气体：除低蒸气压气体之外的其他气体

气体间兼容性表

特殊气体供应系统需设置安全连锁系统

• 火警侦测器

• 地震仪

• 气房负压控制

• 消防水系统

• 气体侦测系统

• 过流量控制系统（可选）

气体侦测器设置位置

• 设备风管

• 气柜风管

• VMB风管

• 气体供应/使用端环境点

• 气体储存柜

低蒸气压供应系统示意图

高蒸气压供应系统示意图

高纯气体管路设计要素

• 气体管路分为单套管和双套管：自燃性， 剧毒性及 三氟化氯（ClF3）气体需使用双套管，其他气体可选用单套管

• 特气管路须每间隔一定距离张贴标签，注明气体种类，流向等信息
  

• 特气管路系统除焊接外的任何接口、接头需在柜体内部并排气侦测

• 特气管路材料的选择需依据气体特性及纯度要求，垫片的部分同样需考虑材料兼容性

• 无微尘颗粒物

• 无泄漏

• 无死角空间，最小有效面积

• 良好的抗腐蚀特性

• 具备两层安全设计原则

• 良好的表面粗糙度控制
  

• 适当的管路钝化处理

• 五项测试的有效性：保压，氦检，水，氧，微粒子
  

特殊气体气瓶柜设置目的

• 排风装置，负压控制
  

• 自动控制并监控
  

• 自动吹扫
  

特殊气体气瓶柜基本架构

• 1支N2/He吹扫气瓶
  

• 2支工艺气气瓶，分布online和standby

特殊气体气瓶柜分区管理

• 依据气体特性分房间加强管理

• 特定的气房需定义为防爆区
  

常见气体气瓶接头

• JIS
  

• CGA
  

• UHIS（DISS）

• GB

• 等
  

气体侦测系统设置

• 1TLV高报警-黄色
  

• 2TLV高高报警-红色

• 连锁关闭系统或系统报警
  

关键部件示意图

气柜P&ID示意图

BGDS

GC

惰性系统

低蒸气压系统

高蒸气压系统

腐蚀性系统

特殊气体气柜设计安全

• 气体泄漏侦测
  

• 自动阀门连锁
  

• 电控箱体Z-Purge

• UV/IR火焰侦测
  

• 紧急关断按钮EMO
  

• 柜门自动关闭
  

• 柜体内部隔板
  

• 过流量控制连锁
  

• 消防喷淋

• 蛭石

• CCTV
  

• 等
  

BGDS

VMB

工艺吹扫流程示意图

气柜附属设施要求

气瓶操作小贴士

• 钢瓶在放置前、确认气体名称及充填钢瓶、空钢瓶。

• 钢瓶在安置前、必须首先确认阀门处于关闭状态。

• 操作人员必须经过专门培训，并严格遵守操作规程；

• 了解钢瓶阀门的构造。绝对不能松动安全阀门。

• 在钢瓶安置后、对钢瓶的连接处进行彻底吹扫。

• 钢瓶的安置需使用正确的力矩、并严格实行气密试验

• 钢瓶安装前需确认Pigtail接口密封面洁净并且无损伤；
  

• 对于钢瓶垫片，需一次性使用，并正确安装；

更换钢瓶的过程中，要特别注意：

• 整个钢瓶更换过程中，必须佩戴相应的PPE

• 用工具刀打开钢瓶塑封和扎带

• 严禁在钢瓶移入气柜前打开闷头

• 选择合适的垫片

• 钢瓶接口和pigtail连接过程中要保证顺畅，不可用蛮力，以免对这些部件造成损伤

• 钢瓶联接完毕之前尽可能不要触及钢瓶阀门手轮

• 钢瓶更换完毕后，打开钢瓶阀门时，动作也应该缓慢 (保证此时佩戴正确的PPE)

气瓶泄漏处理建议

【泄漏微量时】

• 从钢瓶阀门处发生泄漏时，应在上风位置关紧钢瓶阀。（必要时戴上防护用具）若不能阻止泄漏时，应戴上防护用具、套上出口防尘盖后，转移到安全的场所。

• 钢瓶阀口以外部分发生泄漏时，戴上防护用具后，转移到安全的场所。

【发生大量泄漏时】

• 迅速转移到上风口处避难。并连呼“气体泄漏”使周围人员撤离。

• 戴上防护用品后，听从负责人的指示进行处理。

• 在发生泄漏的周围拉出隔离区、严禁人员进入。

• 切断泄漏地点附近的所有火源。

• 若灾害可能向周围扩散时、应迅速通知医疗、公安、消防局等相关单位

个人防护劳防用品PPE的使用

附件：

气瓶阀结构示意图

硅烷RFO对照表

调压阀结构图

APTECH

单向阀结构图

APTECH

VG结构图

APTECH

EFS结构图

APTECH

阀门结构图

APTECH

敬请多多指教！~

注： 如有侵权请告知 ，谢谢