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Solutions technologiques pour les systèmes de distribution de gaz de haute pureté pour les procédés semi-conducteurs

La technologie de tuyauterie de gaz de haute pureté est une partie importante du système d'alimentation en gaz de haute pureté, qui est la technologie clé pour fournir le gaz de haute pureté requis au point d'utilisation tout en maintenant la qualité qualifiée ;La technologie des canalisations de gaz de haute pureté comprend la conception correcte du système, la sélection des raccords et des accessoires, la construction et l'installation, ainsi que les essais.Ces dernières années, les exigences de plus en plus strictes en matière de pureté et de teneur en impuretés des gaz de haute pureté dans la production de produits microélectroniques représentés par des circuits intégrés à grande échelle ont rendu la technologie de tuyauterie des gaz de haute pureté de plus en plus concernée et mise en avant.Ce qui suit est un bref aperçu de la tuyauterie de gaz de haute pureté à partir de la sélection des matériauxof construction, ainsi que la réception et la gestion quotidienne.

Types de gaz courants

Classification des gaz courants dans l'industrie électronique

Gaz communsGaz en vrac: hydrogène (H2), azote (N2), oxygène (O2), argon (A2), etc.

Gaz spéciauxsont SiH4 ,PH3 ,B2H6 ,A8H3 ,CL ,HCL,CF4 ,NH3,POCL3, SIH2CL2 SIHCL3,NH3,  BCL3 ,FIS4 ,FLC3 ,CO,C2F6, N2O,F2,HF,HBRSF6…… etc.

Les types de gaz spéciaux peuvent généralement être classés comme corrosifsgaz, toxiquegaz, inflammablegaz, inflammablegaz, inertegaz, etc. Les gaz semi-conducteurs couramment utilisés sont généralement classés comme suit.

(i) Corrosif / toxiquegaz: HCl , BF3, WF6, HBr , SiH2Cl2, NH3, pH3, Cl2, BCl3…etc.

(ii) Inflammabilitégaz:H2, CH4, SiH4, pH3, AsH3, SiH2Cl2, B2H6, CH2F2,CH3F, CO… etc.

(iii) combustibilitégaz:O2, Cl2, N2O, NF3… etc.

(iv) Inertegaz:N2, FC4, C2F6, C4F8,SF6, CO2, Ne, Kr, He…etc.

De nombreux gaz semi-conducteurs sont nocifs pour le corps humain.En particulier, certains de ces gaz, comme le SiH4 combustion spontanée, tant qu'une fuite réagira violemment avec l'oxygène de l'air et commencera à brûler ;et cendre3hautement toxique, toute légère fuite peut entraîner un risque pour la vie humaine, c'est à cause de ces dangers évidents, de sorte que les exigences en matière de sécurité de la conception du système sont particulièrement élevées.

Champ d'application des gaz  

En tant que matière première de base importante de l'industrie moderne, les produits à base de gaz sont largement utilisés et un grand nombre de gaz courants ou de gaz spéciaux sont utilisés dans la métallurgie, l'acier, le pétrole, l'industrie chimique, les machines, l'électronique, le verre, la céramique, les matériaux de construction, la construction. , agro-alimentaire, médecine et secteurs médicaux.L'application du gaz a un impact important sur la haute technologie de ces domaines en particulier, et est sa matière première indispensable gaz ou gaz de procédé.Ce n'est qu'avec les besoins et la promotion de divers nouveaux secteurs industriels et de la science et de la technologie modernes que les produits de l'industrie du gaz peuvent être développés à pas de géant en termes de variété, de qualité et de quantité.

Application de gaz dans l'industrie de la microélectronique et des semi-conducteurs

L'utilisation de gaz a toujours joué un rôle important dans le processus des semi-conducteurs, en particulier le processus des semi-conducteurs a été largement utilisé dans diverses industries, de l'ULSI traditionnel, TFT-LCD à l'industrie micro-électro-mécanique (MEMS) actuelle, toutes qui utilisent le processus dit des semi-conducteurs comme processus de fabrication des produits.La pureté du gaz a un impact décisif sur les performances des composants et les rendements des produits, et la sécurité de l'approvisionnement en gaz est liée à la santé du personnel et à la sécurité des opérations de l'usine.

L'importance de la tuyauterie de haute pureté dans le transport de gaz de haute pureté

Dans le processus de fusion et de fabrication de l'acier inoxydable, environ 200 g de gaz peuvent être absorbés par tonne.Après le traitement de l'acier inoxydable, non seulement sa surface collante avec divers contaminants, mais aussi dans son réseau métallique a également absorbé une certaine quantité de gaz.Lorsqu'il y a un flux d'air dans la canalisation, le métal qui absorbe cette partie du gaz va réintégrer le flux d'air, polluant le gaz pur.Lorsque le flux d'air dans le tube est un flux discontinu, le tube adsorbe le gaz sous pression, et lorsque le flux d'air cesse de passer, le gaz adsorbé par le tube forme une chute de pression à résoudre, et le gaz résolu entre également dans le gaz pur dans le tube comme impuretés.En même temps, l'adsorption et la résolution sont répétées, de sorte que le métal sur la surface interne du tube produit également une certaine quantité de poudre, et ces particules de poussière métallique polluent également le gaz pur à l'intérieur du tube.Cette caractéristique du tube est essentielle pour assurer la pureté du gaz transporté, ce qui nécessite non seulement une très grande finesse de la surface interne du tube, mais également une grande résistance à l'usure.

Lorsque le gaz à forte performance corrosive est utilisé, des tuyaux en acier inoxydable résistant à la corrosion doivent être utilisés pour la tuyauterie.Sinon, le tuyau produira des points de corrosion sur la surface intérieure en raison de la corrosion, et dans les cas graves, il y aura une grande zone de décapage métallique ou même de perforation, qui contaminera le gaz pur à distribuer.

Le raccordement de conduites de transport et de distribution de gaz de haute pureté et de haute propreté à grands débits.

En principe, tous sont soudés et les tubes utilisés ne doivent pas changer d'organisation lors de l'application du soudage.Les matériaux à teneur en carbone trop élevée sont soumis à la perméabilité à l'air des pièces soudées lors du soudage, ce qui rend la pénétration mutuelle des gaz à l'intérieur et à l'extérieur du tuyau et détruit la pureté, la sécheresse et la propreté du gaz transmis, entraînant la perte de tous nos efforts.

En résumé, pour le gaz de haute pureté et les canalisations de transport de gaz spéciales, il est nécessaire d'utiliser un traitement spécial des tuyaux en acier inoxydable de haute pureté, pour créer un système de canalisation de haute pureté (y compris les tuyaux, raccords, vannes, VMB, VMP) dans la distribution de gaz de haute pureté occupe une mission vitale.

Concept général de technologie propre pour les pipelines de transport et de distribution

La transmission par corps de gaz hautement pur et propre avec tuyauterie signifie qu'il existe certaines exigences ou contrôles pour trois aspects du gaz à transporter.

Pureté du gaz : Le contenu de l'atmosphère d'impuretés dans le gPureté du gaz : Le contenu de l'atmosphère d'impuretés dans le gaz, généralement exprimé en pourcentage de pureté du gaz, tel que 99,9999 %, également exprimé en tant que rapport volumique de la teneur en atmosphère d'impuretés ppm, ppb, ppt.

Sécheresse : la quantité de trace d'humidité dans le gaz, ou la quantité appelée humidité, généralement exprimée en termes de point de rosée, comme le point de rosée à pression atmosphérique -70.C

Propreté : le nombre de particules polluantes contenues dans le gaz, la taille des particules en µm, le nombre de particules/M3 à exprimer, pour l'air comprimé, généralement également exprimé en termes de nombre de mg/m3 de résidus solides inévitables, qui couvre la teneur en huile .

Classification de la taille des polluants: particules polluantes, se réfère principalement au décapage des pipelines, à l'usure, à la corrosion générée par les particules métalliques, les particules de suie atmosphériques, ainsi que les micro-organismes, les phages et les gouttelettes de condensation de gaz contenant de l'humidité, etc., selon la taille de sa taille de particule est divisé en

a) Grosses particules – granulométrie supérieure à 5 μm

b) Particule - diamètre du matériau entre 0,1 μm et 5 μm

c) Ultra-microparticules – granulométrie inférieure à 0,1 μm.

Afin d'améliorer l'application de cette technologie, pour être en mesure de comprendre la taille des particules et les unités μm, un ensemble d'états de particules spécifiques est fourni à titre de référence.

Ce qui suit est une comparaison de particules spécifiques

Nom/Taille des particules (µm)

Nom/Taille des particules (µm) Nom/ Taille des particules (µm)
Virus 0.003-0.0 Aérosol 0,03-1 Microgouttelettes en aérosol 1-12
Combustible nucléaire 0,01-0,1 Peinture 0.1-6 Cendres volantes 1-200
Noir de carbone 0,01-0,3 Lait en poudre 0,1-10 Pesticides 5-10
Résine 0.01-1 Bactéries 0,3-30 Poussière de ciment 5-100
Fumée de cigarette 0,01-1 Poussière de sable 0,5-5 Pollen 10-15
Silicone 0,02-0,1 Pesticides 0,5-10 Cheveux humains 50-120
Sel cristallisé 0,03-0,5 Poussière de soufre concentrée 1-11 Sable de mer 100-1200

Heure de publication : 14 juin 2022