芯片制造厂BSGS大宗供气系统设计

　　芯片制造厂BSGS大宗供气系统设计

　　BSGS大宗供气系统作为半导体生产过程中必不可少的系统，高纯气体系统直接影响整个工厂的运行和产品质量。集成电路芯片制造厂工艺难度更高，生产过程更复杂，需要更多种类的气体，更高的质量要求和更大的消耗。该系统是在气柜的基础上开发的，可连续供应大流量、不间断供应的特种气体。

　　一、供气系统设计

　　1.气体站

　　2.首先，必须根据工厂所需的气体消耗量选择合理、经济的供气方式。氮的含量通常很大。根据不同的氮气量，可以考虑以下供气方法:

　　(1)、液氮储存罐，槽车定期灌满，高压液化气体由汽化器汽化成气态供工厂使用。这种方法更适合一般半导体工厂的气体消耗适中的情况，也是目前应用广泛的方法。

　　(2)、用空气分离装置现场制取。这适用于N2量大的场合。集成电路芯片制造厂通常以这种方式供气，并设置液氮储罐备用。氧气和氩气通常在带蒸发器的超低温液氧储罐中供应，而氢气以气态形式供应。一般来说，以钢瓶组的方式用来满足生产要求。

　　(3)、如果气体消耗量大，可使用Tube Trailer供气。然而，由于道路消防安全审批等因素，这种方法目前在我国很少使用。相信随着微电子工业的快速发展，相关的安全法规将会更加完善，Tube Trailer供气模式将会被更多的采用。如果使用的氢气量相当大，需要现场制氢，例如水电解装置。

　　由于低温液氦储罐的高成本和用量少，氦通常以钢瓶组的形式供应，以满足生产要求。随着大型集成电路工厂数量的增加，氦的量也在逐渐增加。外国已经开始尝试使用液氦罐。此外，氦在零下4500F时是液体。此时，液相中的所有杂质实际上都凝结成了固体。理论上，从该罐蒸发的氮气纯度高，不需要纯化。

　　随着国内半导体集成电路产业的快速发展，将会出现一些半导体工厂相对密集的微电子生产园区。此时，可能使用集中管道供气，即气体公司将在园区内建一个大型气体站，通过地下管道向各工厂输送散装气体。这种方法可以大大减少用地需求和每个工厂的用气成本，从而创造一个气体公司和半导体工厂双赢的局面。

　　二、大宗气体输送管道系统的设计

　　净化后的散装气体从气体纯化室输送到子实验室或工厂的架空地板下，在那里形成管道网络，然后通过二次配管系统输送到每个客户点。根据我们的设计经验，在设计中应考虑以下几个方面。

　　(1)管道系统的灵活性设计:微电子工业发展非常迅速。工艺设备更新、移位和新增经常发生。即使在整个工厂的建设中，工艺设备的分配也和设计时也会有很大出入。该行业的特殊性要求设计必须充分考虑其灵活性，以满足未来的扩展需求。

　　(2)管道系统的基本设计原则是在主管上设置一定间隔的支管，然后在每根支管上设置一定间隔的支管出口，用于二次配管道。此外，主管的管径不需要采用渐缩设计。不用说，这种管道系统确实具有足够的灵活性，但是由于超高纯度气体管道的配件和阀的高价格，系统的高成本也是显而易见的。一般来说，集成电路芯片工厂的建设通常分为几个阶段。一方面可以缓解一次性投资的巨大财务压力，另一方面也可以根据市场情况做出相应的调整决策。在新工厂建设的第一阶段，设计产量通常不是很高，气体消耗点也不是很多，特别是氢气、氩气、氧气和氦气。因此，我们必须考虑如何简化管道系统以降低成本。

　　三、其他设计要点

　　设计中还应遵循其他相关的国内规范，如《洁净厂房设计规范》、《氢氧站设计规范》、《氢供应站设计规范》。主要设计要点如下:

　　(1)应在主管的末端设计一个气体取样口。对于氢气和氧气，也应该在主管的末端设置扩散管。放散管向外，应高出屋面1米，并应有防雨、防杂物侵入的措施;

　　(2)氢气和氧气管道之间的距离;

　　(3)氧气管道及其阀门和附件应严格脱脂，并提供静电接地设施。

　　(4)连接气体设备的氢气管道支管和扩散管应设置阻火器;通向室外的放空管应设置防雷设施。应提供传导静电的接地设施。

　　BSGS气体系统设计注意事项

　　大宗气体系统的设计是整个半导体工厂设计的重要组成部分。虽然整个系统的过程并不复杂，但任何环节的疏忽都可能导致严重的后果。在设计中，必须在稳定不间断供气的前提下严格保证气体质量，以保证整个工厂的顺利生产。此外，还应考虑成本，以便在安全和经济之间取得平衡。