半導體行業的壓縮空氣

半導體行業壓縮空氣系統技術規範

在半導體製造領域，壓縮空氣作為關鍵工藝介質及動力源，其質量直接關係到產品良率及設備穩定性。現結合行業特性及技術發展趨勢，就半導體行業壓縮空氣系統的技術要求說明如下：

一、核心應用場景及質量要求

1.潔淨室環境維持

• 功能說明：通過正壓控制防止外部顆粒侵入，維持潔淨度等級（如iso 1級）。
• 質量要求：
  • 含塵量：≥0.1μm顆粒物濃度≤10粒/m³;
  • 含油量：≤0.001mg/m³（相當於iso 8573-1 0級標準）;
  • 湿度：压力露点≤-70℃，防止冷凝水导致电路短路。

2.工藝設備供氣

• 典型設備：光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設備。
• 質量要求：
  • 振動控制：壓縮空氣供氣壓力波動≤±0.01mpa，避免設備精密部件位移;
  • 瞬時流量：滿足設備峰值用氣需求（如光刻機曝光時瞬時流量達50m³/min）。

3.廠務系統支持

• 應用場景：氣動閥門、物料搬運、廢氣處理。
• 質量要求：
  • 含水量：压力露点≤-40℃，防止管路腐蚀及微生物滋生;
  • 含油量：≤0.01mg/m³，避免油分污染排放氣體。

二、系統設計技術要求

1.供氣架構

• 三級過濾系統：
  • 一級過濾（預過濾）：攔截≥5μm顆粒，濾芯精度f5級;
  • 二級過濾（精密過濾）：攔截≥1μm顆粒，濾芯精度h13級;
  • 三級過濾（活性炭過濾）：吸附油分及異味，效率≥99.999%。
• 乾燥裝置：
  • 冷凍式乾燥機+吸附式乾燥機串聯，確保出口露點≤-70℃;
  • 配置露點儀及自動排水閥，實時監測並排除冷凝水。

2.管路系統

• 材質選擇：優先選用316l不鏽鋼管道，內壁粗糙度≤0.4μm，減少顆粒附著。
• 布局原則：
  • 主幹管流速≤15m/s，分支管流速≤8m/s，降低壓降及二次污染風險;
  • 關鍵用氣點（如光刻機）配置獨立供氣環管，確保壓力穩定性。

3.監控與安全

• 在線監測：
  • 必配參數：壓力、溫度、露點、含油量、顆粒物濃度;
  • 數據記錄：歷史數據保存≥5年，支持api接口與mes系統對接。
• 安全防護：
  • 配置防爆型空氣壓縮機及電氣元件，適用於class 1 div 2危險區域;
  • 緊急切斷閥（esd）響應時間≤1秒，確保事故工況下快速隔離。

三、特殊工藝技術要求

1.極紫外光刻（euv）

• 附加要求：
  • 压缩空气需通过低温冷阱（-196℃），去除残余烃类物质;
  • 配置雙極活性炭過濾器，吸附分子級污染物。

2.化學氣相沉積（cvd）

• 附加要求：
  • 壓縮空氣需通過催化氧化裝置，將總烴（thc）含量降至≤0.01mg/m³;
  • 供氣壓力穩定性≤±0.005mpa，避免薄膜厚度波動。

3.晶圓搬運系統

• 附加要求：
  • 配置儲氣罐及穩壓閥，確保氣動夾爪動作同步性≤0.1秒;
  • 末端過濾器配置自清潔功能，減少維護頻次。

四、運維管理規範

1. 預防性維護：
   • 空氣濾芯每2000小時更換，油過濾器每4000小時更換;
   • 乾燥劑每2年再生或更換，吸附劑每5年更換。
2. 能效優化：
   • 通過變頻改造及餘熱回收，系統能效提升15%-25%;
   • 配置智能控制系統，根據用氣量自動啟停設備。
3. 應急管理：
   • 配置備用空氣壓縮機及乾燥機，主系統故障時自動切換，切換時間≤30秒;
   • 定期演練應急預案，確保壓縮空氣中斷時關鍵設備安全停機。

通過嚴格落實半導體行業壓縮空氣系統技術規範，企業可確保工藝穩定性及產品良率，降低質量風險，提升生產系統能效及可靠性。