半导体厂大宗气体管道系统设计

　　由于半导体的投入与产出都是非常的大，任何供气中断都会带来巨大的经济损失，尤其对大型集成电路芯片生产厂而言。因此在设计中必须充分考虑气体供应系统运行的安全可靠性。若采用现场制气方式。

　　大宗气体输送管道系统的设计

　　经纯化后的大宗气体由气体纯化间送至辅助生产层(SubFAB)或生产车间(FAB)的架空地板下，在这里形成配管网络，再由二次配管系统(Hook-up)送至各用户点。以我的设计经验，在设计中要着重考虑以下几个方面。

　　1、配管系统的整体架构

　　目前，较为常见的架构有树枝型(图2)和环型(图3)两种。其中又数树枝型最为常用，其架构清晰,且与其它系统的配管架构相似，利于整体空间规划。环型则能较好地保持用气点压力的稳定，但投资较高。因此在设计中应根据用气点的分布情况及用气压力要求综合考虑。例如，笔者在某200mm集成电路芯片生产厂的设计中，大宗气体配管系统均采用树枝型架构。由于该FAB厂房很大，管线较长，而工艺氮气用气点较多，有一些用气点对压力要求也较高，因此对工艺氮气管路系统特别采用了树枝型与环型相结合的方式，环型主管主要保证用气点的压力稳定，其管径可小于树枝型主管的管径，从而降低成本。

　　2、配管系统的灵活性设计

　　微电子行业的发展非常迅速，经常会发生工艺设备更新、挪位和新增等状况。即使在整个工厂的建设中，最终的工艺设备分布也会与设计时相去甚远。这种行业的特殊性要求设计必须充分考虑其灵活性(Flexibility)，能满足未来的扩展需求。

　　配管系统的基本设计原则是在主管(Main),上按--定间距设置支管端(Branch)，再在每个支管上按一-定间距设置分支管(BranchTake-off)供二二次配管使用。另外，主管的管径不必随流量的递减而采取渐缩设计。

　　当然大宗气体输送系统设计不仅仅以上几点，在选材等其它方面也有很多讲究，这里就不一一列举。

　　大宗气体系统的设计是整个半导体工厂设计中的一个重要部分，虽然整个系统的流程并不复杂，但是其中任一环节的疏忽都可能会导致严重的后果。在设计中，必须在供气稳定、连续不中断的前提下，严格保证气体的品质，从而保障整个工厂生产的顺利进行。另外在成本方面也应有所考虑，力求达到安全性与经济性的平衡。