高纯气体管道系统的配管及材质要求

高纯气体管路的设计要点：

1.对于不同特性的气体，要规划独立的供应区域，一般分为三个区：腐蚀性/毒性气体区、可燃性气体区、惰性气体区，将相同性质的气体集中加强管理，可燃性气体区要特别规划防爆墙与泄漏口，若空间不足，可考虑将惰性气体放置与毒性/腐蚀性气体区。

2.管路设计需要考虑输送的距离，距离越长，成本越高，风险也越高，通常较合理的设计流速为20ml/S，可燃性气体小于10ml/S,毒性/腐蚀性气体小于8ml/S，在用量设计方面，则需要考虑使用点的压力和管径大小，前者与气体特性有关，后者使用点的管径一般为1/4”～3/8”。

3.根据用气设备的分布情况，高纯气体的管网不宜过大或者过长；宜采用不封闭的环形管路，在系统末端连续不断排放少量的气体，以便在管网中总有高纯气体流通，不会发生“死空间”引起高纯气体的污染。

4.管路中应减少不流动气体的“死空间”，不应设有盲管，在特种气体的储气瓶与用气设备之间应设吹扫控制装置、多阀门控制装置、用以控制各个阀门的开关顺序、系统吹除，以确保供气系统的安全、可靠运行和防止“死区”形成而滞留污染物，降低气体纯度。

5.对高纯气体纯度要求不同的用气设备，宜采用分等级高纯气体输送系统；也可采用同等级输送系统，但是在纯度要求高的用气设备邻近处设末端气体提纯装置。

6.为了检测高纯气体的纯度和杂质含量，输送系统除了设置必要的连续检测仪器，如衡量水含量或者氧杂质含量等分析仪外，还应设置定期取样用的检测采样口，以便按规定时间进行采样，分析高纯气体中各种杂质的含量。

7.在亚微米级的集成电路生产中，要求供应10－9级的高纯气体，为了确保末端用气工艺设备处的气体纯度，使气体中的杂质含量（包括尘粒）控制在规定的数值内，一般在设备前设置末端纯化装置，或末端高精度气体过滤器

高纯气体配管及附件材质的选择

选用渗透性小、出气速率低、吸附性差的材料。目前超大规模集成电路前工序高纯气体输送系统管道材料采用不锈钢光亮退火管（SS304BA、SS316BA）、不锈钢电抛光管（SS316L-EP）等，但是对要求控制高纯气体中总杂质含量≤1.01.0×10－6及以下的管材应用SS316L-EP管。

注：管路型式以气体特性设计，惰性气体使用一般的单层管，作为制程用的反应气体，则选用高级别的SS316L-EP管；使用与芯片接触但不参与制程反应的气体则选用SS316L-BA管。

对于自燃爆炸，有剧毒的特种气体，如SiH4、PH3、AsH3等则考虑使用双套管，它的内/外管材质一般为SS316L-EP/SS316L-AP，此设计的主要目的有两点，首先可保护内管直接受到外力撞击，其次能将由内管渗漏的气体阻绝于外管，并利用相关的检测设备检测，目前常用的设计有正压和负压两种方式，负压设计是将内外管间抽成真空，正压设计则是灌以氮气维持正压，两者皆可接上压力表或者压力警报器检知泄漏状态。

通常采用的方法有机械喷砂、化学溶液清洗、化学抛光、电抛光等，目前广泛应用的管材有光亮退火管和电抛光管

高纯气体概述：

高纯气体(High Purity Gases)气体工业名词，通常指利用现代提纯技术能达到的某个等级纯度的气体。对于不同类别的气体，纯度指标不同，例如对于氢，氮，氦，氩而言，通常指纯度等于或高于99.999%的为高纯气体；而对于氧气，纯度为99.199%即可称高纯氧；对于碳氢化合物，纯度为99199%的即可认为是高纯气体。高纯气体应用领域极宽，在半导体工业，高纯氮，氢，氩，氦可作为运载气，保护气和配制混合气的底气。

高纯气体根据分子结构的不同可以分为有机高纯气体，和无机高纯气体，

有机高纯气体。

1、烷烃类：

甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、环丙烷（cyc-C3H6）、正丁烷（n-C4H10）、异丁烷（i-C4H10）、正戊烷（n-C5H12)、新戊烷（neo-C5H12）、氯甲烷（CH3Cl）、氯乙烷（C2H5Cl）、三氟甲烷（CHF3）、环氧乙烷（C2H4O）、砷烷（AsH3）、磷烷（PH3）、硼烷（B2H6）、硅烷（SiH4）等；

2、烯烃类：

乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）、丙二烯（C3H4==）、1-丁烯（1-C4H8）、异丁烯（i-C4H8)、反-2-丁烯（t-2-C4H8）、顺-2-丁烯（c-2-C4H8）、1.2-丁二烯（1.2-C4H6）、1.3-丁二烯（1.3-C4H6）、氯乙烯（C2H3Cl）等；

3、炔烃类：

乙炔（C2H2）、1-丁炔（1-C4H6）、2-丁炔（2-C4H6）、甲基乙炔（C3H4）、乙烯基乙炔（C4H4=≡）等；

4、其他：

二甲醚（C2H6O）、甲硫醇（CH4S）、熏蒸剂（C2H4O-CO2)等

无机高纯气体

1、空气（Air）、氢气（H2）、氧气（O2）、氮气（N2）、氩气（Ar）、氦气（He）、氖气（Ne）、氪气（Kr）、氙气（Xe）等；　　2、氨气（NH3）、氯气（Cl2）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、二氧化氮（NO2）、氧化亚氮（N2O）、氧硫化碳（COS）、氯化氢（HCl）、溴化氢（HBr）、硫化氢（H2S）等；　　3、三氟化硼（BF3）、三氯化硼（BCl3）、四氟化碳（CF4）、四氟化硅（SiF4）、　四氯化硅（SiCl4）、六氟化硫（SF6）等

石化用特种气体安全贮运

1、瓶帽必须配戴好, 避免在汽车急刹车及装卸过程中撞开瓶阀发生危险, 特别是高纯氢等易燃气的运输。

2、 危险品专车运输，是厂家直接送货并有合格的押运员, 懂行的搬运工, 轻装轻卸。

3、夏季运输应有遮阳设施, 避免曝晒。

4、有专用气体仓库贮存。气瓶仓库应通风干燥、清洁, 避免阳光直射, 气瓶库应清楚地标明“气瓶贮存”字样, 显示适当的危险标记(例如易燃、易爆、有毒等) 。

5、禁止高纯氧、空气和可燃气体混装。同时, 严禁烟火, 运输工具上应备有灭火器材。

6、放置气瓶时应配戴好瓶帽。立放时要妥善固定, 防止倒瓶碰坏瓶阀。

7、气瓶露天使用时应加以防护, 防止生锈和侵蚀, 库存瓶要定期检查, 色标、合格证、泄漏等如不清楚、有疑问, 应及时和厂家联系, 分析确认后才可使用。

8、有专人负责管理, 验收核实, 登记发放做到有帐可查。

9、不管是仓库还是使用场所, 空瓶与实瓶都应分开放置, 并有明显标志。毒性气体气瓶和瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸, 产生毒物的气瓶应分室存放, 并在附近设置防毒用具、灭火器材。

10、另外气体采购计划按生产需要的实际情况尽量做到现购现用, 以防止使用过期钢瓶, 同时可减少很多不安全因素。

高纯气体管道选择：

高纯气体管道是高纯气体供气系统的重要组成部分，是将符合要求的高纯气体送至用气点仍保持质量合格的关键 ，包括系统的设计、管件及附件的选择、施工安装和试验测试等内容。半导体技术是 20 世纪以来伟大的也是具有生命活力的技术，半导体制造技术是贯穿高纯气体的提供、原料硅的提炼 、晶圆的制造 、IC 的封装和测试的整个过程。反映当今世界高科技水平的微电子产品，正以高性能、低成本为目标，高速地向高密度、高集成发展，对气体杂质含量限制更加严格 ，相应 的高纯、高洁净气体及其管路的输配系统变得十分需要和更加重要

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