半導體廠(chǎng)大宗氣體管道系統設計

　　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(huì )帶來(lái)巨大的經(jīng)濟損失，尤其對大型集成電路芯片生產(chǎn)廠(chǎng)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(chǎng)制氣方式。

　　大宗氣體輸送管道系統的設計

　　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(chē)間(FAB)的架空地板下，在這里形成配管網(wǎng)絡(luò )，再由二次配管系統(Hook-up)送至各用戶(hù)點(diǎn)。以我的設計經(jīng)驗，在設計中要著(zhù)重考慮以下幾個(gè)方面。

　　1、配管系統的整體架構

　　目前，較為常見(jiàn)的架構有樹(shù)枝型(圖2)和環(huán)型(圖3)兩種。其中又數樹(shù)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(huán)型則能較好地保持用氣點(diǎn)壓力的穩定，但投資較高。因此在設計中應根據用氣點(diǎn)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(chǎng)的設計中，大宗氣體配管系統均采用樹(shù)枝型架構。由于該FAB廠(chǎng)房很大，管線(xiàn)較長(cháng)，而工藝氮氣用氣點(diǎn)較多，有一些用氣點(diǎn)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(shù)枝型與環(huán)型相結合的方式，環(huán)型主管主要保證用氣點(diǎn)的壓力穩定，其管徑可小于樹(shù)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(yè)的發(fā)展非常迅速，經(jīng)常會(huì )發(fā)生工藝設備更新、挪位和新增等狀況。即使在整個(gè)工廠(chǎng)的建設中，最終的工藝設備分布也會(huì )與設計時(shí)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(mǎn)足未來(lái)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(gè)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(diǎn)，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(gè)半導體工廠(chǎng)設計中的一個(gè)重要部分，雖然整個(gè)系統的流程并不復雜，但是其中任一環(huán)節的疏忽都可能會(huì )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(zhì)，從而保障整個(gè)工廠(chǎng)生產(chǎn)的順利進(jìn)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。