전자가스 현황

전자가스는 초대형 집적회로, 평판 디스플레이 소자, 화합물 반도체 소자, 태양전지, 광섬유 등 전자산업의 생산에 없어서는 안 될 원료로 박막, 에칭 등에 널리 사용된다. , 도핑, 증착, 확산 및 기타 공정. 예를 들어 상대적으로 진보된 공정 기술을 갖춘 VLSI 공장의 웨이퍼 제조 공정에서는 전체 공정 단계가 450개를 초과하며 그 중 약 50가지 유형의 전자 가스가 사용됩니다. 공정 요구 사항을 충족하고 공정 및 제품의 안전한 사용을 완벽하게 보장하기 위해 전자 가스 전달 시스템은 2차 오염 없이 가스 소스에서 전자 가스를 안정적으로 전달하고 필요한 유량 및 압력과 같은 매개변수를 제어하는 ​​것을 의미합니다. 공정을 거쳐 공정생산설비의 가스포인트까지 안정적으로 이송합니다. 가스 특성 및 공급 포장에 따라 일반 전자 가스는 벌크 일반 가스, 특수 가스 및 벌크 특수 가스로 나눌 수 있습니다.

현재 전자 소비자 제품에는 다양한 유형이 있으며, 유사한 제품에 대한 제조 규모, 생산 공장 및 과학 연구 기관의 수준이 점점 더 빈번해지고 있습니다. 투자 규모 및 제품 등급의 다양한 실제 요구 사항을 기반으로 업계에서는 기본적으로 전자 가스 공급 시스템에 대해 다음과 같은 세 가지 유형의 요구 사항을 가지고 있습니다. 대규모 가스 공급 시스템은 주로 8~12인치(1)의 대규모 대량 생산을 목표로 합니다. 인치 = 25.4mm) 초대형 대규모 집적회로 공장(가스 종류에는 SiH4, N2O, 2, C2F6, NH3 등 포함), 100MW 이상의 태양전지 생산 라인(가스 종류에는 NH3 포함), 조명용 에피택시 공정 라인 발광 다이오드(가스 종류에는 NH3 포함), 5세대 이상 LCD 공장(가스 종류에는 4, 3, NF3 포함), 광섬유(가스 종류에는 SiCl4 포함), 실리콘 소재 에피택셜 생산 라인(가스 종류에는 HCL 포함) 및 기타 산업 . 그들은 막대한 투자 규모를 가지고 있으며, 가장 진보된 공정 장비를 사용하고, 가스에 대한 수요가 많으며, 안정적이고 중단 없는 공급, 순도 제어 및 안전한 생산에 대한 가장 엄격한 요구 사항을 제시합니다.

위 언급된 공장의 대량 일반 가스는 대부분 현장 가스 생산(On-Site) 또는 산업 단지 파이프라인(Pipeline) 중앙 공급 장치를 사용합니다. 8인치 초대형 집적 회로. 연간 고순도 50,000개 생산 공장 질소 수요는 5,000Nm3/h를 초과하고, 발광 다이오드의 에피택시 공정 라인 및 실리콘 에피택시 생산 라인의 수소 수요는 100Nm3/h를 초과합니다.

일반 실린더(50L 이하)에 포장되는 특수가스 외에도 일반적으로 대형 포장용기에 사용되는 특수가스 종류도 많아 Y자형 실린더( 450L), T실린더(980L), 컨테이너박스(940L), ISO탱크(22,500L), 어뢰차량(13,400L) 등

대량 특수 가스 공급 시스템(BSGS)은 완전 자동 PLC 컨트롤러와 컬러 터치 스크린을 채택하고 가스 패널은 공압 밸브와 압력 센서를 채택하여 자동 전환, 자동 질소 퍼지 및 자동을 실현할 수 있습니다. 진공 보조 환기, 다중 안전 보호 조치, 누출 감지, 원격 비상 차단 등 특수 가스는 독립된 가스 공급원을 사용하고, 다용도 지점은 VMB 또는 VMP 분기 공급을 사용합니다. VMB 또는 VMP는 분기 공압 밸브, 질소 퍼지, 진공 보조 배기 등을 사용합니다. BSGS 가스원의 총량이 많기 때문에 독립된 가스실과 독립된 배기 시스템이 자주 사용됩니다. 기존 공기 공급 시스템은 주로 4~6인치 대규모 집적 회로 공장, 50MW 미만의 태양전지 생산 라인, LED 칩 공정 라인 및 가스 소비량이 중간인 기타 중형 전자 산업에 사용됩니다. 투자 규모는 중간이고, 생산 라인은 중고 장비일 수 있으며, 가스 순도 제어에 대한 요구 사항은 엄격하지 않으며, 투자를 절약하려면 시스템 구성이 최대한 단순해야 합니다.

기존 가스 공급 시스템의 대량 일반 가스의 경우 현장 주유소를 설치하는 경우가 많으며 현장 액체 저장 탱크(LIN, LOX, LAR) 또는 컨테이너 셀(H2, He)을 사용합니다. 공급을 위해. 가스는 파이프라인 시스템을 통해 공장으로 이송되며 티(Tee)를 열어 가스 소비 지점으로 직접 전달됩니다.

일반 실린더(<50L)에서 특수가스를 공급합니다. 특수 가스 공급 시스템은 가스병 캐비닛을 사용합니다. 완전 자동 PLC 컨트롤러와 컬러 터치 스크린이 장착된 가스 패널은 자동 전환, 자동 질소 퍼지 및 자동 진공 보조 배기, 누출 감지, 원격 비상을 실현할 수 있는 공압 밸브와 압력 센서를 채택합니다. 차단, 전용 질소 취입 등을 스캔합니다.

VMB는 분기 공압 밸브, 질소 퍼지 및 진공 보조 배기 기능을 채택합니다. 불활성 가스는 주로 반자동 실린더 랙, 릴레이 제어, 자동 전환, 수동 퍼지 및 수동 배기를 사용합니다. VMB 주 공압 밸브, 질소 퍼지, 질소 퍼지 및 진공 보조 배기. 가스실과 추출 시스템은 가스의 특성에 따라 분류됩니다. 간이급기시스템은 주로 4인치 이하 반도체 칩 공장, 반도체 소재 과학 연구기관 등을 대상으로 한다. 제조 공정이 간단하고 일반적으로 지속적인 가스 공급이 필요하지 않으며 가스 공급 시스템에 대한 투자 예산이 낮고 생산 및 관리 인력의 안전 의식이 부족합니다.

가스 흐름이 적기 때문에 일반 실린더(<50L)가 특수 가스의 가스 공급원으로 사용되는 경우가 많습니다. 운반 시스템은 주로 유해 가스에 대한 릴레이 제어, 자동 전환, 수동 퍼지, 수동 환기 및 비상 차단 밸브가 장착된 반자동 가스병 캐비닛 또는 가스병 랙을 사용합니다. 불활성 가스 병 랙은 완전 수동 시스템을 사용하며 일부는 단일 병 시스템을 사용하기도 합니다. ***가스실을 사용하거나 가스실을 사용하지 않는 경우에도 특수 가스 실린더 및 공급 시스템이 환기 덕트에 배치되거나 공정 제조 장비 바로 옆에 배치됩니다. ***추출 시스템을 사용하십시오. 시스템에는 보안 위험이 있는 경우가 많습니다. 전자 소비자 제품이 업그레이드됨에 따라 제품 제조 규모가 점점 더 커지고 제품 수율 및 결함 제어가 점점 더 엄격해지고 있습니다. 전체 전자 산업에서는 전자 가스 소스의 순도 및 2차 오염 제거에 대한 요구 사항이 점점 더 엄격해지고 있습니다. 교통 시스템이 가혹합니다. 기본적으로 전자 기체상 불순물 및 입자 오염에 대해 업계에서 제안하는 기술 지표는 분석 기기의 기술 발전으로 인해 발생하는 최저 검출 한계(LDL)와 직접적인 관련이 있습니다. 예를 들어, 기존 레이저 입자 테스터는 0.1미크론을 측정할 수 있는 반면, 핵 응축 기술(CNC)은 0.01미크론을 측정할 수 있습니다.

현재 12인치 초대형 집적회로 제조의 선폭은 45나노미터로 발전했다. 벌크가스의 순도는 ppt 수준이어야 하고, 입자 크기 제어도 필요하다. CNC 분석 장비의 하한선에 도달했습니다. 실험실의 초고휘도 발광 다이오드(LED)의 기술 지표는 200Lm/w(루멘/와트) 이상에 도달했습니다. 수소 및 암모니아의 순도 제어 요구 사항도 1ppb(10억분의 1) 미만입니다. 암모니아, 다단계 증류 생산의 경우 기술 지수는 7N(7나인) "백암모니아"에 도달하고 고급 팔라듐 막 정화기를 사용하여 5N 수소를 9N으로 정제해야 합니다.

대량특수가스시스템(BSGS)을 적시에 적용하면 오염 관리 개선에 도움이 될 것입니다. 우선, 대형 포장 용기는 가스 품질의 연속성을 보장하고 여러 번의 충전으로 인한 오염 위험을 줄입니다. 또한 병 교체 횟수가 줄어들어 오염 가능성도 줄어듭니다. BSGS는 주로 딥 퍼징(deep purging)을 사용하는데, 이는 퍼징 효과를 크게 향상시킨다.

배관 파이프라인 시스템은 일반적으로 316L 스테인레스 스틸 전해연마(EP) 파이프, 고순도 압력 조절 밸브, 다이어프램 밸브, 고정밀 필터(<0.003μm), VCR 조인트 등을 사용하며, 가스에 노출되는 배관의 표면조도를 5uin으로 제어할 수 있으며, 데드존 제로 설계를 채택하고 있습니다. 건설 기술은 완전 자동 궤도 용접을 채택하고 엄격한 초고순도 건설 및 QA/QC 보증 절차를 공식화하고 구현합니다.

가스 공급 시스템이 완성된 후에는 엄격한 압력 유지, 헬륨 누출 감지, 입자 크기, 수분, 산소 및 기타 기상 불순물 테스트를 거쳐야 합니다. 전자 가스의 대량 흐름, 중단 없는 안정적인 운송을 위한 대규모 대량 생산 공장의 요구 사항을 충족하는 방법은 하나의 과제입니다.

전자 가스는 중앙 집중식으로 공급되는 경향이 있으며 특수 가스는 가스실 중앙에 배치됩니다. 이송 시스템의 수는 기계의 흐름 요구 사항에 따라 합리적으로 구성됩니다. 특수 가스 운송 장비는 가스 공급의 완전 자동 전환을 채택해야 하며 많은 백업 장비가 설계됩니다. 증기압이 낮은 가스(WF6, DCS, BCl3, C5F8, ClF3 등)의 경우 실린더 가열, 가스 패널 가열, 파이프 가열 등을 고려해야 합니다. 유량을 정확하게 제어하기 위해 일반적으로 공기 공급원 측에는 고정밀 압력 트랜스미터, 전자 저울, 온도 조절기 등이 고려됩니다. 질량 유량계는 기계의 공기 소비 지점에도 설치됩니다.

대유량 BSGS의 경우 파이프라인 압력 강하 및 액화 실린더의 증발 열 흡수가 유량에 미치는 영향뿐만 아니라 가스가 압력에 의해 감압된 후의 줄-톰슨 효과도 고려해야 합니다. 조절 밸브. 일반적으로 가스가 감압되면 온도가 낮아지고 심지어 액화되기도 합니다. 이로 인해 전달 압력이 불안정해지고 배관 시스템이 손상될 수 있습니다. 따라서 감압 전에 가스를 예열하는 것을 고려할 필요가 있습니다. 가스 모니터링 시스템(GMS)은 컴퓨터 네트워크를 통해 가스 공급 시스템의 실시간 모니터링을 구현하여 시스템의 안정성을 보장합니다.

액화가스(암모니아 등)의 BSGS에 대해서는 액체를 직접 가열하는 증발기 시스템(Evaporator)이 개발되어 곧 BSGS 적용도 추진될 예정이다. 전자 가스는 질식성, 부식성, 독성, 가연성, 폭발성을 나타낼 수 있으며 그 위험성은 여러 국가, 지역 및 산업 조직에 따라 자세히 분류되어 있습니다. 대규모 대량생산 전자공장의 경우 전자가스의 사용·저장량은 과언이 아닌 '대량살상'의 무기고라 할 수 있다. 설계, 시공, 일상 작업에서 안전 위험이 발생하면 공장, 인력, 환경에 막대한 재앙이 닥칠 수 있습니다.

전자 가스의 안전한 보관 및 사용을 보장하는 방법, 시스템의 프로세스 및 제품 본질 안전 설계는 SEMI, NFPA, CGA, FM 등 많은 국제 표준에서 매우 상세한 규정을 가지고 있습니다. 중국은 현재 전자 특수 가스에 대한 국가 표준 및 사양 초안을 작성하고 있습니다. 일반적으로 가스실은 가스의 성질과 적합성에 따라 가연성 가스실, 부식성 가스실, 불활성 가스실, 실란 가스실, 삼불화염소 가스실 등으로 구분됩니다. 가스실 계획에는 건물의 화재 예방, 폭발 배기, 화재 및 폭발 방지 거리, 위험물 총량 관리 등을 고려해야 합니다. 실란 공급 시스템, 특히 BSGS 시스템의 경우 전체 용량이 크기 때문에 격리된 건물을 사용해야 합니다. 가스실과 가스 캐비닛은 자동 스프링클러 시스템을 사용해야 합니다. 삼불화염소가 물과 반응하면 이산화탄소 소화 시스템이 필요합니다.

전자가스를 사용하는 공장 배기장치도 위험물의 성질에 따라 일반배기장치(GEX), 산성배기장치(SEX), 용제배기장치(VEX), 암모니아 배기장치로 구분된다( AEX). 또한 실린더 교체 시 퍼지 배기 가스를 배기 가스 처리기로 배출하는 것이 좋습니다.

전송 파이프라인은 일반적으로 이음매 없는 SS316L EP 파이프를 사용합니다. 이 구조물은 자동 궤도 용접을 사용하고 압력 유지, 헬륨 누출 감지 및 순도 테스트를 거칩니다. 독성이 높고 반응성이 높으며 자연 발화성인 가스의 경우 운송 시 이중 케이스를 사용해야 합니다. 포스핀, 비산 등과 같은 독성이 강한 일부 가스의 경우 안전 전달 시스템(SDS)이 널리 사용되고 있습니다. 실린더는 기본적으로 가스 누출을 방지하는 부압 흡착 및 진공 운송을 채택합니다.

가스검지시스템(GDS)은 공장 전반의 생명안전시스템(LSS)의 중요한 부분이다. 검출기의 요구사항은 높은 정확성과 빠른 응답성을 포함하며, 자체 테스트 기능도 갖추고 있어야 합니다. 전자산업에 대한 투자 규모가 점점 커지고 있기 때문에 건설주기 단축과 건설비 절감이 점점 더 중요해지고 있습니다. 전자 가스 공급 시스템의 경우 시스템 오염 제어 수준을 낮추고 안전 구성을 희생하지 않으면서 건설 및 운영 비용을 줄이는 방법도 과제입니다.

합리적인 시스템 구성과 합리적인 자재 선택으로 초기 투자비용을 대폭 절감할 수 있다. 이를 위해서는 전자 가스 공급 시스템 계약업체가 강력한 시스템 설계 능력을 갖추어야 합니다. 특성이 일치하는 가스에 대해 동일한 퍼지 질소 시스템을 사용하면 가스 실린더 캐비닛에 대한 투자를 크게 절약할 수 있습니다. VMB의 경우 이동식 퍼지 질소 트레이를 사용할 수 있습니다. 소형 파이프라인(≤1/2”) 건설의 경우 엘보우를 직접 사용하므로 엘보우 비용을 절감할 뿐만 아니라 건설 효율성도 크게 향상됩니다. 고순도 파이프라인 건설 사양을 엄격하게 구현하면 테스트 가스와 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 테스트 시간. 이는 효과적인 비용 관리 조치입니다. 대형 포장 용기를 사용하면 물류 및 노동 운영과 같은 운영 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 따라서 BSGS는 점점 더 많은 고객에게 선호되고 있습니다. 과제: 고순도, 대유량, 엄격한 안전 조치 및 건설 비용 대폭 절감과 동시에 이 네 가지 측면도 향후 개발 방향입니다.