半导体工厂排气系统介绍

半导体工厂排气系统简介

一、Exhaust 功能：

由于半导体厂生产流程中会用到各种各样的化学品（液态、气态），所以从机台排气端把有异味的酸、碱、有机物等有害的气（或水气混合物）通过负压抽至主系统中，然后处理至达标是exhaust系统的主要功能，同时也需要把配合真空系统将chamber/gas box中可能泄露的有毒有害特气抽至主系统中，再经过净化或回收处理达到排放标准后排至大气。

当涉及exhaust hook up安装施工部分时，一般指从POU到take-off point部分，因工艺设备move in时间与主系统施工并非同时进行，故一般不涉及主系统的排气系统，设备定位后，开始hook up部分施工。按排气性质差别，一般分为如下几类：

GEX:general exhaust (主要是机台的发热等产生的一般的空气，也包含bulk gas的gas-box的排气)

SCX:scrubber exhaust(主要指酸气及其水气混合气，也包含大多数的特气的gas-box的排气以及备品柜的排气)

AEX:ammonia exhaust(主要指氨水的排气，也包含DEV的排气)

VEX:volatile organic compound exhaust(主要指有机物异味排气)

二、Exhaust system 参数：

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真空度：10~700Pa(150-200pa)

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使用值/流量：200-500Pa/10~100,000 LPM；

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尺寸：1/4“，3/8 “，1/2 “ ，2 “~ 12“；

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材质：PFA，PVDF，SUS304，SUS304+coating，Galvanized ，帆布软管，铝薄软管，PVC。

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控制部件：damper 风压表;风速测量口；

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主要的连接形式：法兰式，丝接式(union,flare,NPT) Clamp,喉箍式（推拔），承插式

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三、风管安装前注意事项：

1.风管安装的空间管理。

2.测试口的位置。

3.风压计的位置。

4.风速测试记录，计算风量。

5.调节风量平衡。

6.因为暂时无法进行现场的测试，所以必须特别注意管子连接时的密封材料的情况，以及实际密封的现状。

四、Exhaust system部分使用材料：

EPDM:全称乙烯丙烯橡胶

特点:具有良好的耐氧化性，耐臭氧性。不适合油和脂，有机酸。

最高允许温度:恒温-９０ ℃~１５０ ℃ 。

允许压力：30—90KG/CM2

PE:全称聚乙烯，英文名为Polyethylene，密度为0.95g/cm3。

特点:质地软，耐腐蚀，无毒可用于饮用水输送，最高工作温度为60 ℃ ，材料拉伸弹性较好，但受热变形较大。

应用领域:地板采暖、压缩空气、二次污染物、牛奶、食品、器具制作、气体和水分配系统

不推荐用于:氧化性酸类和卤素 高温应用(>60 ℃)

VITON 氟橡胶(viton)

FX系列低压缩永久变形氟橡胶可满足长期在-40-250℃，短期300℃空气或-40-180℃石油基燃油、润滑油、双酯类合成滑油和硅酸酯类合成润滑油系统中长期使用。

FX-16 氟橡胶胶料，-20-200℃下长期使用，250-300℃短期。是集低摩擦系数（<0.2）、高导热、自润滑性和对金属材料高的粘接性能于一身的高品级的氟橡胶材料。它是作为高性能动密封和油封橡胶件的理想材料。

五、Exhaust system管件要求：

5.1弯头：

布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。圆形风管弯头的曲率半径一般应大于（1～2）倍管径。

应尽量避免弯头与弯头直接（流向相反的）连接，其中间要有一定长度的直管。

马蹄口的使用一般为GEX系统，仅为散热之用。其他系统特别是SCX系统使用马蹄口的情况要谨慎使用。

5.2三通

三通内流速不同的两股气流汇合时的碰撞，以及流速改变时形成的涡流都可能造成局部阻力，而两股气流在汇合中的能量损失各不相同。

为减少三通的局部阻力，其支管和干管的连接，应减小其夹角，所有支管应于变径接头大端处以不超过45º角接入主风管（30º为最佳），但是实际工程中多使用的为90º的正三通。

支风管只能从主风管的上方或侧方引入，且两风管不可在同一断面的相对方向接入主风管，两接入点必须错开一定的距离 。

在空间比较有限的情况下，可以用正三同代替90º弯头。

除一般排气外，Exhaust system系统严禁现场做挖眼三通，需采用成品三通，此外，Exhaust system安装过程需配合气体GDS施工。

六、部分工艺设备排气特性

6.1 含酸类清洗机：

使用温度比较高(~80℃)的酸的水溶液，极易形成酸雾被吸入SCX风管，遇冷(22.5 ℃ )的风管就会形成酸液在低位积聚。而当此风管密封比较差时，漏酸的概率将非常高，处理措施:

(1)使用全片式的风管法兰密封垫(viton牌)。

(2)在风管的最低点设置排酸的IWW drain管路，让酸液以重力流的形式排放到IWW管路中。

6.2 排气含反应结晶物机台：

此类机台由于结构的原因，其风管在排风时公用，有酸气(主要是H2SO4水汽)排出，同时也有碱气(主要是NH3· H2O水汽)排出。所以很容易形成结晶而堵塞管路。

处理措施:定期观察风压的变化，建议清洗频率：1次/2年；

对于可能由于机台的原因而引起的排气管路出现结晶而导致排气不畅的情况，机台可能出现alarm，甚至宕机。强烈建议应在机台投入使用后2年内进行停机检查，清除管路中的结晶物。

6.3 高温有机废气机台

对于有机排气而言，由于有些机台在制程中会产生大量的热量以至最后的排气温度较高，所以这类排气还得经过冷凝器（Condenser）降温后，冷凝出有机废液后才能排出，以达到环保的要求。

此类机台使用有机物如NMP/EKC270T等物质，VOC浓度高，而且其排气温度比较高，需接入冷冻水，设置VOC冷凝器。

对因抽热的水气而容易引起遇温度底而出现冷凝的SCX气体管路，要及时和设备工程师沟通，在此类管路上的低标高位置设置排液口（一般为1“），连接至IWW管路中。同时此类管路必须使用全片式EPDM/VITON垫片。

对于车间POU点，要优先考虑排气管路的空间管理，尽可能考虑到后续机台是安装需要，必要时要完成后续机台是使用点和空间位置的预留，以防其他管路占居其空间位置。

所有的damper/blind flange的开启必须缓慢，特别是10“以上的开启严禁无经验的人员进行操作，完成后需要进行风量平衡调节。

七、Exhaust system常见问题：

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SCX/VEX系统管路的法兰处出现漏液；

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PH机台GEX风量较大波动，机台报警；

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Damper出现限位螺丝失灵，自动关闭；

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SCX风管内结晶，风量严重不足，无法生产；

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风速/风量测试口的位置、施工有误；

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空间管理混乱，后续机台的空间施工难以进行；

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SCX出现漏风，风管外的法兰出现腐蚀变黑、长毛的现象；

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挖眼三通的眼的尺寸比实际需要小许多，导致挖眼三通与主管之间的连接有缝隙，漏风，因其拉铆钉/自攻螺丝施工往往会有问题。

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风管拆除法兰时，其螺丝锈死/短丝，无法拆除等等；

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八、Pumping-Exhaust系统

Pumping-exhaust：from pump to scrubber。

作用：从pump到scrubber的一个通道，一般使用2“的AP无缝管或有缝管(亮面/非亮面）。由于可能有脏物附着在内管壁，所以必要时要清洗或加热保温，故其管段长度不能太长，以方便拆卸。也因此，一般有back up管路。

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一般管路以不超过2米为宜。

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连接pump的一端有测试口、吹扫口。

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要和vendor联系，保证其附属的气动阀（含法兰）/电动阀的位置安装正确。

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保证一次完成P-E管上的scrubber的反馈气管的开孔一次完成，有时P-E管也包含从pump到吸附罐再到scrubber之间的所有管路

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接口方式：NW40/KF40 ，/clamp有变径，有bellow

He leak test：≤5×10¯5 Pa m3/sec（≤10¯10 Pa m3/sec。）

一般有ball valve在管路上安装。

材料及完成实物图

九、Exhaust system材料表（仅供参考学习使用）