โซลูชั่นเทคโนโลยีสำหรับระบบส่งก๊าซบริสุทธิ์สูงสำหรับกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์

เทคโนโลยีท่อส่งก๊าซความบริสุทธิ์สูงเป็นส่วนสำคัญของระบบจ่ายก๊าซความบริสุทธิ์สูง ซึ่งเป็นเทคโนโลยีหลักในการส่งก๊าซความบริสุทธิ์สูงที่ต้องการไปยังจุดใช้งานโดยยังคงรักษาคุณภาพไว้ได้เทคโนโลยีท่อก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงรวมถึงการออกแบบระบบที่ถูกต้อง การเลือกอุปกรณ์และอุปกรณ์เสริม การก่อสร้างและการติดตั้ง และการทดสอบในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นเกี่ยวกับปริมาณความบริสุทธิ์และสิ่งเจือปนของก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงในการผลิตผลิตภัณฑ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่แสดงโดยวงจรรวมขนาดใหญ่ ทำให้เทคโนโลยีท่อของก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงมีความกังวลและให้ความสำคัญมากขึ้นต่อไปนี้เป็นภาพรวมโดยย่อของท่อก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงตั้งแต่การเลือกใช้วัสดุof การก่อสร้างตลอดจนการยอมรับและการจัดการรายวัน

ประเภทของก๊าซทั่วไป

การจำแนกประเภทของก๊าซทั่วไปในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์：

ก๊าซทั่วไป（ก๊าซจำนวนมาก）: ไฮโดรเจน (H₂₎, ไนโตรเจน (N₂), ออกซิเจน (O₂), อาร์กอน(อ₂) ฯลฯ

ก๊าซพิเศษคือ SiH₄ ,PH₃ ,B₂H_{6 ,}A₈H₃ ,CL ,เอชซีแอล,CF₄ ,NH_3,พค_3, SIH2CL₂ SIHCL3,NH_3,  บขส_{3 ,}ซิฟ₄ ,ซีแอลเอฟ₃ ,บจก,C₂F_6, เอ็นทูโอ,F_2,ฉ,เอชบีอาร์ เอสเอฟ₆……เป็นต้น

ประเภทของก๊าซพิเศษสามารถจำแนกโดยทั่วไปว่าเป็นสารกัดกร่อนแก๊ส, พิษแก๊ส,ไวไฟแก๊สติดไฟได้แก๊สเฉื่อยแก๊สฯลฯ ก๊าซสารกึ่งตัวนำที่ใช้กันทั่วไปโดยทั่วไปจำแนกได้ดังนี้

(i) กัดกร่อน / เป็นพิษแก๊ส: HCl , บีเอฟ₃, ดับเบิลยูเอฟ₆, HBr , SiH₂Cl₂, เอ็นเอช₃, ภ₃, คล₂,บ.ก₃…เป็นต้น

(ii) การติดไฟแก๊ส: ชม₂,ช₄, สีห₄, ภ₃, AsH3, SiH₂Cl₂, บี₂H₆, CH2F_2,ช₃F, CO…เป็นต้น

(iii) ความสามารถในการติดไฟแก๊ส: อ₂, คล₂, เอ็น₂โอ, เอ็นเอฟ₃…เป็นต้น

(iv) เฉื่อยแก๊ส: เอ็น₂,ซีเอฟ₄, ค₂F₆, ค₄F_8,เอสเอฟ₆, บจก₂, Ne, Kr, He…เป็นต้น

ก๊าซสารกึ่งตัวนำหลายชนิดเป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์โดยเฉพาะก๊าซเหล่านี้บางชนิด เช่น SiH₄ การเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเอง ตราบใดที่การรั่วไหลจะทำปฏิกิริยารุนแรงกับออกซิเจนในอากาศและเริ่มเผาไหม้และ AsH₃เป็นพิษสูง การรั่วไหลเพียงเล็กน้อยอาจทำให้เกิดความเสี่ยงต่อชีวิตมนุษย์ เนื่องจากอันตรายที่เห็นได้ชัดเหล่านี้ ดังนั้นข้อกำหนดด้านความปลอดภัยในการออกแบบระบบจึงสูงเป็นพิเศษ

ขอบเขตการใช้งานของก๊าซ  

ในฐานะที่เป็นวัตถุดิบพื้นฐานที่สำคัญของอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ผลิตภัณฑ์ก๊าซถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย และก๊าซทั่วไปหรือก๊าซพิเศษจำนวนมากถูกใช้ในโลหะวิทยา เหล็ก ปิโตรเลียม อุตสาหกรรมเคมี เครื่องจักร อิเล็กทรอนิกส์ แก้ว เซรามิก วัสดุก่อสร้าง การก่อสร้าง , การแปรรูปอาหาร , ยา และภาคการแพทย์การใช้ก๊าซมีผลกระทบที่สำคัญต่อเทคโนโลยีระดับสูงของสาขาเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง และเป็นก๊าซวัตถุดิบหรือก๊าซในกระบวนการที่ขาดไม่ได้ด้วยความต้องการและการส่งเสริมของภาคอุตสาหกรรมใหม่ๆ และวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่เท่านั้น ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมก๊าซจึงสามารถพัฒนาอย่างก้าวกระโดดทั้งในด้านความหลากหลาย คุณภาพ และปริมาณ

การใช้ก๊าซในอุตสาหกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกส์และเซมิคอนดักเตอร์

การใช้ก๊าซมีบทบาทสำคัญในกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์เสมอมา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กระบวนการเซมิคอนดักเตอร์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่ ULSI แบบดั้งเดิม, TFT-LCD ไปจนถึงอุตสาหกรรมเครื่องกลไฟฟ้าขนาดเล็ก (MEMS) ในปัจจุบัน ทั้งหมด ซึ่งใช้กระบวนการที่เรียกว่าเซมิคอนดักเตอร์เป็นกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์ความบริสุทธิ์ของก๊าซมีผลกระทบอย่างเด็ดขาดต่อประสิทธิภาพของส่วนประกอบและผลผลิตของผลิตภัณฑ์ และความปลอดภัยของการจ่ายก๊าซนั้นเกี่ยวข้องกับสุขภาพของบุคลากรและความปลอดภัยของการดำเนินงานในโรงงาน

ความสำคัญของท่อที่มีความบริสุทธิ์สูงในการขนส่งก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูง

ในกระบวนการหลอมและทำวัสดุเหล็กกล้าไร้สนิม สามารถดูดซับก๊าซได้ประมาณ 200 กรัมต่อตันหลังจากการแปรรูปเหล็กกล้าไร้สนิม ไม่เพียงแต่พื้นผิวที่เหนียวด้วยสารปนเปื้อนต่างๆ แต่ตะแกรงโลหะยังดูดซับก๊าซจำนวนหนึ่งด้วยเมื่อมีกระแสลมผ่านท่อ โลหะที่ดูดซับส่วนนี้ของก๊าซจะกลับเข้าสู่กระแสลม ทำให้ก๊าซบริสุทธิ์เป็นมลพิษเมื่อการไหลของอากาศในท่อเป็นแบบไหลไม่ต่อเนื่อง ท่อจะดูดซับก๊าซไว้ภายใต้ความกดดัน และเมื่อการไหลของอากาศหยุดผ่าน ก๊าซที่ถูกดูดซับโดยท่อจะทำให้เกิดแรงดันตกเพื่อแก้ปัญหา และก๊าซที่ละลายแล้วจะเข้าสู่ก๊าซบริสุทธิ์ในท่อด้วย เป็นสิ่งสกปรกในเวลาเดียวกัน การดูดซับและความละเอียดจะเกิดขึ้นซ้ำๆ เพื่อให้โลหะบนพื้นผิวด้านในของท่อผลิตผงในปริมาณหนึ่ง และอนุภาคฝุ่นโลหะนี้ยังทำให้ก๊าซบริสุทธิ์ภายในท่อเป็นมลพิษอีกด้วยลักษณะเฉพาะของท่อนี้มีความสำคัญต่อการรับประกันความบริสุทธิ์ของก๊าซที่ขนส่ง ซึ่งไม่เพียงแต่ต้องการความเรียบสูงของพื้นผิวด้านในของท่อเท่านั้น แต่ยังต้องมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงอีกด้วย

เมื่อใช้ก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง ต้องใช้ท่อสแตนเลสที่ทนต่อการกัดกร่อนสำหรับท่อมิฉะนั้นท่อจะเกิดจุดกัดกร่อนที่ผิวด้านในเนื่องจากการกัดกร่อน และในกรณีที่ร้ายแรง จะมีการลอกโลหะเป็นบริเวณกว้างหรือแม้แต่การเจาะทะลุ ซึ่งจะปนเปื้อนก๊าซบริสุทธิ์ที่จะจ่าย

การเชื่อมต่อท่อส่งและจ่ายก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงและสะอาดสูงที่มีอัตราการไหลสูง

ตามหลักการแล้ว ท่อทั้งหมดจะถูกเชื่อม และท่อที่ใช้จะต้องไม่มีการเปลี่ยนแปลงในการจัดระเบียบเมื่อทำการเชื่อมวัสดุที่มีปริมาณคาร์บอนสูงเกินไปอาจมีการซึมผ่านของอากาศของชิ้นส่วนที่เชื่อมระหว่างการเชื่อม ซึ่งทำให้ก๊าซซึมผ่านร่วมกันทั้งภายในและภายนอกท่อ และทำลายความบริสุทธิ์ ความแห้ง และความสะอาดของก๊าซที่ส่งผ่าน ส่งผลให้สูญเสีย ความพยายามทั้งหมดของเรา

โดยสรุป สำหรับท่อส่งก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงและท่อส่งก๊าซพิเศษ จำเป็นต้องใช้ท่อเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นพิเศษ เพื่อสร้างระบบท่อที่มีความบริสุทธิ์สูง (รวมถึงท่อ อุปกรณ์ วาล์ว VMB, VMP) ใน การจ่ายก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงถือเป็นภารกิจสำคัญ

แนวคิดทั่วไปของเทคโนโลยีสะอาดสำหรับท่อส่งและจ่าย

การส่งตัวก๊าซที่สะอาดและบริสุทธิ์สูงพร้อมท่อหมายความว่ามีข้อกำหนดหรือการควบคุมบางประการสำหรับก๊าซทั้งสามด้านที่จะขนส่ง

ความบริสุทธิ์ของก๊าซ: เนื้อหาของบรรยากาศสิ่งเจือปนในความบริสุทธิ์ gGas: เนื้อหาของบรรยากาศสิ่งเจือปนในก๊าซ โดยปกติจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของความบริสุทธิ์ของก๊าซ เช่น 99.9999% นอกจากนี้ยังแสดงเป็นอัตราส่วนปริมาตรของเนื้อหาบรรยากาศสิ่งเจือปน ppm, ppb, พิกัด

ความแห้ง: ปริมาณความชื้นที่ติดตามในก๊าซหรือปริมาณที่เรียกว่าความเปียกชื้น โดยปกติจะแสดงในรูปของจุดน้ำค้าง เช่น จุดน้ำค้างที่ความดันบรรยากาศ -70ค.

ความสะอาด: จำนวนอนุภาคปนเปื้อนในก๊าซ ขนาดอนุภาค µm จำนวนอนุภาค/ลูกบาศก์เมตรที่จะแสดง สำหรับอากาศอัด มักจะแสดงเป็นจำนวนมิลลิกรัม/ลูกบาศก์เมตรของกากของแข็งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งครอบคลุมปริมาณน้ำมัน .

การจำแนกขนาดสารก่อมลพิษ: อนุภาคสารก่อมลพิษ ส่วนใหญ่หมายถึงการขัดถูท่อ การสึกหรอ การกัดกร่อนที่เกิดจากอนุภาคโลหะ อนุภาคเขม่าในชั้นบรรยากาศ ตลอดจนจุลินทรีย์ phages และละอองควบแน่นของก๊าซที่มีความชื้น ฯลฯ ตามขนาดของขนาดอนุภาค จะแบ่งออกเป็น

ก) อนุภาคขนาดใหญ่ – ขนาดอนุภาคสูงกว่า 5μm

b) อนุภาค – เส้นผ่านศูนย์กลางของวัสดุระหว่าง 0.1μm-5μm

ค) อนุภาคขนาดเล็กพิเศษ – ขนาดอนุภาคน้อยกว่า 0.1μm

เพื่อปรับปรุงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้ เพื่อให้สามารถรับรู้ถึงความเข้าใจในขนาดอนุภาคและหน่วย μm จึงมีชุดสถานะของอนุภาคเฉพาะสำหรับการอ้างอิง

ต่อไปนี้เป็นการเปรียบเทียบอนุภาคเฉพาะ