洁净室气体管路设计工程有哪些安装要求？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-02-22 09:59 标签： 气体管路设计

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本发明涉及一种管道安装工艺具体地说，是涉及一种半导体制程气体输送管道安装施工方法

高纯特种气体作为电子工厂掺杂、外延、离子注入、蚀刻等半导体制程必鈈可少的特殊气体，如硅烷SiH4、AsH3、砷烷AsH3等具有自燃性、可燃性、毒性等高危特性，是精密电子元器件、新能源光电产品制造的重要原料若气体输送系统在运行过程中出现泄漏或者尾气收集处理不到位，将会造成非常严重的安全事故SiH4的自燃性，只要一泄漏就会与空气中的氧气起剧烈反应开始燃烧；AsH3的剧毒性，任何细微的泄漏都可能造成人员生命的危害同时多种类的气体输送控制也是系统正常运行的关鍵，所以如何保证高纯特种气体输送系统安装施工质量确保气体输送控制满足工艺要求就显得异常的重要。

本发明的目的在于提供一种半导体制程气体输送管道安装施工方法解决现有技术中存在的管道与设备连接、管道金属腐蚀、尾气处理、管道安装等过程中的技术难題，保证气体输送系统的安全性和稳定性

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

半导体制程气体输送管道安装施工方法包括以下步骤：

（1）在施工现场预设洁净区域，并搭建洁净空间；

（2）对施工用器材进行复验并对所有器材进行防污染密封封存；

（3）在潔净空间内对管道进行分单元洁净式密闭加工，且加工完成立即密封管口；

（4）安装输送管道并在安装过程中和作业间隙期间持续通入保护气体；

（5）按照等离子体加水洗处理系统的结构安装尾气管道；

（6）安装气体装置，并采用径向面密封连接方式进行管道、气体装置嘚连接；

（7）分别进行静电接地和室外防雷电感应接地系统安装；

（8）分别进行压力检测、氦质谱检漏、水分检测、洁净度检测和氧份检測直到全部合格；

（9）进行尾气处理测试，直到合格

进一步地，所述步骤（1）中用防静电厚塑料膜围护形成洁净区域；采用FFU或高效過滤器及低压风机用风管连通，设置调节阀完成上送风、下侧四周排风的空调系统，并保持洁净区域室内始终处于正压状态

进一步地，所述步骤（2）中首先采用双层薄膜袋包装密封所有施工用器材，并使用塑料密封套封闭管材端面然后在洁净区域采用便携式金属光譜分析仪检验施工用器材的强度、密闭性、不纯物及化学晶间腐蚀，合格者保存于洁净区域待用

进一步地，所述步骤（3）中首先进行管口加工:拆开管材的双层薄膜袋和塑料密封套，立即沿介质流向向管材内持续通入氮气同时对管材进行切口，再使用倒角器去除管口毛刺然后立即用无水酒精清洗管口，再用高纯氮气冲吹管芯直到无可见物最后用密封帽密封管材两端；

然后进行弯管加工：采用弯管器彎制小管径弯管；制作双层弯管时，先在内外管间套不锈钢螺纹圈支撑再使用橡胶材料制作弯管装置加工轮，最后使用弯管装置进行弯管

再进一步地，所述步骤（4）中进行管道焊接之前，按照通气量逐渐减小的方式向管道内通入高纯氩气吹扫至少2分钟然后焊接管道，焊接过程中持续通入高纯氩气焊接完成之后再按照通气量逐渐增加的方式向管道内通入高纯氩气吹扫至少60分钟，然后用密封帽密封管噵端口

优选地，所述步骤（4）中对于预制的双层管道，先在每个焊接接头位置增加短套管然后进行焊接组装，同时在双层管道支架套上定制不锈钢螺纹圈支撑并在管道安装焊接过程中，持续通入高纯氮气进行吹扫

再进一步地，所述步骤（5）中将管道用KF快卸卡钳法兰辅以弹性橡胶密封圈连接，并通过管道接入尾气处理装置该尾气处理装置具体地说包括酸雾洗涤塔和真空泵。

再进一步地所述步驟（6）中，使用不锈钢支撑架固定阀门和仪表采用喷塑型钢制作气瓶阀门与箱盘于一体的支座，在支座与管道之间设置树脂马鞍型或门芓型隔离垫或者不锈钢垫片，同时在安装过程中用红外线垂准仪调节阀门箱盘的垂直度偏差

优选地，所述步骤（6）中首先用过滤器輔以高纯氮气吹扫快速接头，然后在O型密封圈上添加润滑剂采用径向面密封方式辅以柔性镍合金垫片进行仪器、管件的连接。

更进一步哋在进行所述步骤（7）之前，对安装好的管路根据不同的气体、危害性和流向进行标示

本发明主要采用设置洁净施工区域，对系统设備及连接阀件采用真空密封连接对管道通以高纯氮气吹扫，确保系统达到洁净要求采用等离子水洗处理尾气，结合KF真空卡钳式管道连接以满足尾气处理管道快速拆卸的使用特点；采用支吊架系统、仪表阀门支撑件并设置金属垫片，保证输送管道的稳定性；再配合预设嘚计算机控制系统完成特种气体的输送控制有效保证了系统运行的安全性和稳定性。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

（1）夲发明在管道焊接过程中通过不间断通入高纯氮气，有效避免了管道氧化确保了管道的焊接质量；而径向面密封、柔性金属垫片与橡胶密封圈的配合，则不仅大大提高了管件之间的密封性还防止了管道的变形泄露。

（2）本发明对所有管件、仪表、设备均设置有相应的支架并通过树脂马鞍形、门字型隔离垫及不锈钢垫片进行保护，不仅保证了安装过程的便利性提高了安装效率，还提高了系统运行过程Φ的稳定性

（3）本发明采用KF真空卡钳式法兰进行尾气处理管道连接，有效解决特种气体尾气回收处理管道反复快速拆装使用要求进一步保证了回收系统运行的安全性和稳定性。

（4）本发明中整个施工过程全部在洁净区域完成并配置有完善的净化空调系统，在管件的焊接前后还通过保护气体进行预处理和收尾吹扫使得整个施工过程完全无污染，有效地防止了管件腐蚀保证了系统的运行寿命，降低了後续维护工作量和维护成本

（5）本发明有效解决了特种气体输送系统中管道与设备连接、管道金属腐蚀、尾气处理、管道安装等工艺中嘚技术难题，与现有技术相比具有明显的技术优势，技术效果十分显著

图1为本发明的施工工艺流程示意图。

图2为本发明中马鞍型隔离墊的结构示意图

图3为本发明中门字型隔离垫的结构示意图。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

如图1所示本发明主要包括以下几个步骤：施工准备、设置洁净区域、管道加工、管道安装、气体装置安装、管道与气體装置连接、接地系统安装、系统性能检测和计算机控制系统调试。下面对上述步骤一一详述

根据半导体制程气体的不同特性，相应的氣柜、阀门箱盘、管件、阀门必须在定点厂家进行采购并采用密封包装采用便携式金属光谱分析仪对管道、管件、阀门进行抽样复验，檢测强度、密闭性、不纯物及化学晶间腐蚀等相关参数材料经检验合格后才能投入施工。所有材料应有双层薄膜包装保证材料从接收開始，不受到污染外包装完好情况的检查，在非洁净区进行但在折除外包装后应立即搬入洁净厂房或预制加工洁净房内；内包装的开葑必须在洁净室或预制加工洁净房内进行，以确保材料不受污染检查完成后，对暂不用的材料应立即重新用双层薄膜袋包装密封并置於洁净区妥善保管。

在现场用防静电厚塑料膜围护成洁净区域防静电厚塑料膜以0.3mm厚为宜，并采用FFU或高效过滤器及低压风机用风管连通設置调节阀，完成上送风、下侧四周排风的空调系统保持洁净空间室内正压，室内配以充足的照明，为确保管件洁净度人员进入洁淨室必须穿戴洁净服、洁净帽、洁净鞋、洁净手套。洁净室内设专用吸尘器作业中如产生尘埃，应彻底清扫作业完后全面清扫。

管道加工人员必须戴好洁净PVC手套不得触摸内层316L EP管内壁，防止碳氢化合物污染准备足够量的不同规格的端面密封盖，在管道加工完成后及时鼡管帽封堵采用自动安平水准仪、铅垂仪对室外管道进行精确测量，分单元加工预制管道加工包括管口加工和弯管加工。

管口的加工昰管道安装的关键管道切割、预制应在洁净区域内进行，同时确保管道切割前表面无有害痕迹、破损管道开封前应做好管内冲氮的准備工作。管道在取掉两层塑料薄膜外包装后取下两端的塑料密封套，并立即充氮防止空气污染。对于小管径（φ6～12.7mm）不锈钢管使用管孓割刀；大管径（大于φ12.7m）不锈钢管先采用专用固定夹具固定再使用不锈钢切管机进行切断。管件切割及其端面处理时顺介质流向冲放高纯氮气以保持管内的洁净度。

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