บทนำสู่ตู้แก๊สพิเศษ BSGS

ตู้แก๊สพิเศษ BSGS

ในโรงงานผลิตระดับไฮเอนด์สำหรับสารกึ่งตัวนำ, TFT-LCDs, โฟโตโวลตาอิก, แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และอุตสาหกรรมอื่นๆ แก๊สพิเศษ เช่น ซิเลน (SiH₄), แอมโมเนีย (NH₃), ไฮโดรเจน (H₂), คลอรีน (Cl₂), ทังสเตนเฮกซะฟลูออไรด์ (WF₆) และแก๊สพิเศษอื่นๆ จะถูกส่งไปยังไซต์งานในถังแรงดันสูงและขนส่งผ่านท่อไปยังห้องกระบวนการเพื่ออำนวยความสะดวกในกระบวนการที่สำคัญ เช่น การเคลือบฟิล์ม การกัด และการโดป แก๊สส่วนใหญ่เหล่านี้เป็นแก๊สไวไฟ ระเบิด เป็นพิษสูง หรือกัดกร่อนสูง ระหว่างถังและอุปกรณ์กระบวนการ จะต้องมีศูนย์กลางที่รวมการจัดเก็บ การควบคุมแรงดัน การสลับ การตรวจสอบ การเชื่อมต่อ และการบำบัดแก๊สไอเสีย — BSGS (Bulk Specialty Gas System)

แนะนำฟังก์ชัน

ภาพรวมตู้แก๊สพิเศษ BSGS

ตู้แก๊สพิเศษ BSGS ของ Wofly Technology

01 โครงสร้างโดยรวม

ตู้แก๊สพิเศษ BSGS เป็นตู้เหล็กแนวตั้งที่รวมหน่วยหกหน่วย: พื้นที่จัดเก็บถังแบบปิด, ชุดท่อร่วมและวาล์วจ่ายแก๊สสแตนเลส, หน่วยควบคุมแรงดัน, หน่วยควบคุมอินเทอร์เฟซมนุษย์-เครื่องจักรที่ใช้ PLC, หน่วยตรวจจับแก๊สและการเชื่อมต่อเพื่อความปลอดภัย และหน่วยบำบัดแก๊สไอเสีย สายแก๊สใช้ท่อสแตนเลส 316L EP/BA และวาล์วไดอะแฟรมความบริสุทธิ์สูงเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดแก๊สความบริสุทธิ์สูงของ SEMI ด้านบนของตู้มีไฟเตือนสีแดง เหลือง และเขียว และประตูตู้มีหน้าต่างสำหรับมองและล็อคแบบกลไก ถังจะถูกยึดเข้ากับขายึดเฉพาะ และการเปลี่ยนถังอาจดำเนินการได้หลังจากกระบวนการแยกและไล่ลมเสร็จสมบูรณ์แล้วเท่านั้น

ภายในตู้แก๊สพิเศษ BSGS

02 การสลับถังคู่แบบอัตโนมัติ

BSGS ถูกกำหนดค่าด้วยสายแก๊สที่เหมือนกันสองสาย: สายหนึ่งสำหรับถังหลักและอีกสายหนึ่งสำหรับถังสำรอง PLC จะตรวจสอบแรงดันขาออกของถังหลักแบบเรียลไทม์ เมื่อแรงดันลดลงถึงจุดตั้งค่าขีดจำกัดกระบวนการต่ำ ระบบจะปิดชุดวาล์วถังหลักโดยอัตโนมัติและเปิดชุดวาล์วถังสำรอง ทำให้สามารถสลับการทำงานได้โดยไม่ขัดจังหวะการทำงาน พร้อมทั้งส่งสัญญาณเตือนเพื่อระบุความจำเป็นในการเปลี่ยนถัง สิ่งนี้จะป้องกันการหยุดชะงักของแก๊สในกระบวนการที่เกิดจากถังใดถังหนึ่งหมด ในระหว่างกระบวนการสลับ ระบบจะทำการไล่ลมท่อและรักษาแรงดัน (ตรวจสอบการรั่ว) โดยอัตโนมัติเพื่อป้องกันการปนเปื้อนข้ามของแก๊สระหว่างสองสายและอากาศไหลย้อนกลับเข้าสู่ท่อความบริสุทธิ์สูง

03 การควบคุมแรงดันหลายขั้นตอนและการจ่ายแรงดันที่เสถียร

แรงดันถังมีตั้งแต่หลายเมกะปาสคาลถึงกว่าสิบเมกะปาสคาล (แรงดันไอของ NH₃ ประมาณ 0.9 MPa ในขณะที่ถัง SiH₄ แรงดันสูงสามารถสูงถึงกว่าสิบ MPa) ในขณะที่ปลายทางกระบวนการต้องการเพียง 0.2 ถึง 0.5 MPa ตู้แก๊สพิเศษ BSGS ทำให้แรงดันขาออกคงที่ผ่านกระบวนการลดแรงดันสองขั้นตอน — การลดแรงดันหลัก (ที่ด้านแรงดันสูง) และการลดแรงดันรอง (การปรับละเอียดที่ด้านแรงดันต่ำ) — ร่วมกับมาตรวัดแรงดัน เครื่องส่งแรงดัน และแผ่นรูรับแสง วาล์วไดอะแฟรมแบบนิวแมติกและวาล์วกันกลับถูกติดตั้งบนท่อร่วม โดยวาล์วมีข้อต่อแบบซีลหน้า 316L VCR

การแสดงท่อในแผงตู้แก๊สพิเศษ

04 การตรวจจับการรั่วและการเชื่อมต่อเพื่อความปลอดภัย

มีการติดตั้งเครื่องตรวจจับภายในตู้ตามคุณสมบัติของแก๊ส: ใช้เครื่องตรวจจับการเผาไหม้แบบเร่งปฏิกิริยาหรืออินฟราเรดสำหรับแก๊สที่ติดไฟได้ (H₂, SiH₄, NH₃); ใช้เครื่องตรวจจับไฟฟ้าเคมีสำหรับแก๊สที่เป็นพิษสูงและกัดกร่อน (Cl₂, PH₃, AsH₃) และวางไว้ที่ด้านล่างหรือด้านบนของตู้ตามความหนาแน่นของแก๊ส เมื่อความเข้มข้นถึงเกณฑ์การเตือนต่ำ จะมีการส่งสัญญาณเตือนด้วยเสียงและภาพ และส่งสัญญาณ; เมื่อถึงเกณฑ์การเตือนสูง วาล์วปลายถังจะปิดโดยอัตโนมัติ เปิดใช้งานการระบายอากาศฉุกเฉิน ปิดวงจรไฟฟ้าที่ไม่ป้องกันการระเบิด และส่งสัญญาณเชื่อมต่อไปยัง GDS ของโรงงาน

การแสดงเครื่องตรวจจับควัน

05 การป้องกันการระเบิดด้วยแรงดันบวกและความปลอดภัยทางไฟฟ้า

สำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับแก๊สไวไฟและระเบิด เช่น SiH₄, H₂ และ NH₃ ตู้แก๊สพิเศษ BSGS จะติดตั้งตู้ควบคุมแรงดันบวกป้องกันการระเบิดชนิด PXK มีการจ่ายอากาศอัดสะอาดหรือไนโตรเจน (N₂) ไปยังตู้เพื่อรักษาแรงดันบวกเล็กน้อย ป้องกันส่วนผสมที่ระเบิดไม่ให้เข้าจากภายนอก; หน้าจอสัมผัส HMI ปุ่มหยุดฉุกเฉิน และสัญญาณเตือนด้วยเสียงและภาพ ทั้งหมดอยู่ในห้องแรงดันบวก และส่วนประกอบทางไฟฟ้าถูกเลือกตามระดับการป้องกันการระเบิด Ex

การจัดแสดงตู้แรงดันบวกป้องกันการระเบิด

06 การบำบัดแก๊สไอเสียและการปฏิบัติตามมาตรฐานการปล่อยมลพิษ

ตู้แก๊สพิเศษ BSGS ปล่อยแก๊สไอเสียกระบวนการปริมาณเล็กน้อยระหว่างการไล่ลม การเปลี่ยน และการเปลี่ยนถัง หลังจากถูกดูดซับและทำให้เป็นกลางแล้ว แก๊สไอเสียจะถูกปล่อยออกสู่ภายนอกผ่านท่อไอเสียเฉพาะตามมาตรฐานการปล่อยมลพิษ เพื่อป้องกันการสะสมของแก๊สพิษและแก๊สไวไฟในโรงงาน

แนะนำฟังก์ชัน

บทบาทของตู้แก๊สพิเศษ BSGS ในระบบจ่ายแก๊สพิเศษแบบกลุ่ม

เวิร์คช็อปอุปกรณ์ Wofly Technology

01 การแก้ไขปัญหาการเชื่อมโยงระบบ

ห่วงโซ่อุปทานแก๊สพิเศษที่สมบูรณ์ประกอบด้วยสี่ส่วน: ① พื้นที่แหล่งแก๊ส (ห้องถัง/สถานีแก๊สพิเศษ) จัดเก็บชั้นวางถัง; ② ตู้แก๊สพิเศษ BSGS จัดการการสลับ การควบคุมแรงดัน การตรวจสอบ การเชื่อมต่อ และการบำบัดแก๊สไอเสีย; ③ ท่อจ่ายและกล่องวาล์ว (VMB/VMP) จ่ายแก๊สความบริสุทธิ์สูงไปยังโซนกระบวนการต่างๆ; ④ ที่ปลายอุปกรณ์กระบวนการ (Tool) แก๊สจะถูกส่งผ่านแผงควบคุมแก๊สปลายทาง (GCP) ไปยังห้องกัด การเคลือบ และการปลูกไอออน ตู้แก๊สพิเศษ BSGS ตั้งอยู่ในส่วนที่ ① และทำหน้าที่เป็นขอบเขตทางกายภาพและความปลอดภัยระหว่างพื้นที่จัดเก็บถังแรงดันสูงและห้องคลีนรูม

ตัวอย่างระบบแก๊สพิเศษ BSGS (สำหรับอ้างอิงเท่านั้น)

02 การแยกความปลอดภัย

คุณค่าหลักของระบบตู้แก๊สพิเศษ BSGS คือการแยก ถังแรงดันสูง เป็นพิษสูง และไวไฟ จะถูกเก็บไว้ในตู้ที่มีหน้าต่างสำหรับมองเสมอ ในระหว่างการทำงานปกติ บุคลากรจะไม่สัมผัสกับสายแก๊สแรงดันสูง ในกรณีที่เกิดการรั่ว ระบบระบายอากาศฉุกเฉินจะทำงานทันที และการเชื่อมต่อสัญญาณเตือนสูงจะปิดวาล์ว แก๊สที่รั่วจะถูกกักเก็บไว้ในตู้ บำบัด และปล่อยออก เพื่อป้องกันไม่ให้แพร่กระจายไปยังห้องคลีนรูม โถงทางเดิน หรือพื้นที่ปฏิบัติงานของบุคลากร จึงมั่นใจได้ว่าความเข้มข้นของแก๊สในพื้นที่โรงงานหลักจะต่ำกว่าขีดจำกัดการสัมผัสในที่ทำงาน (OEL) ตลอดเวลา

03 การจ่ายแก๊สอย่างต่อเนื่อง

สายการผลิตสารกึ่งตัวนำทำงานตลอด 24 ชั่วโมง และการหยุดชะงักของการจ่ายแก๊สไปยังอุปกรณ์เพียงชิ้นเดียวอาจส่งผลให้เวเฟอร์ทั้งหมดต้องทิ้งไป ระบบสลับถังคู่แบบอัตโนมัติของตู้แก๊สพิเศษ BSGS เปลี่ยนการเปลี่ยนถังจากการดำเนินการแบบออฟไลน์เป็นการดำเนินการแบบออนไลน์: เมื่อถังหลักหมด ถังสำรองจะทำงานโดยอัตโนมัติ ทำให้บุคลากรฝ่ายปฏิบัติการและบำรุงรักษาสามารถเปลี่ยนถังเปล่าได้โดยไม่ขัดจังหวะกระบวนการ หลังจากเปลี่ยนแล้ว ระบบจะทำการรักษาแรงดันและไล่ลมโดยอัตโนมัติก่อนที่จะสลับกลับไปยังเส้นทางการจ่ายหลัก ซึ่งเป็นการรับประกันอัตราการใช้ประโยชน์โดยรวมของสายการผลิตโดยตรง

การจัดแสดงท่อแก๊สแบบกลุ่ม

04 การรักษาเสถียรภาพแรงดันรองและคุณภาพการจ่ายอากาศ

ตู้แก๊สพิเศษ BSGS โดยทั่วไปจะจ่ายแก๊สให้กับอุปกรณ์กระบวนการผ่านท่อ BA/EP ที่มีความยาวตั้งแต่หลายสิบถึงหลายร้อยเมตร ตลอดเส้นทาง จะเกิดความผันผวนของแรงดันเนื่องจากแรงเสียดทาน การกระจายแก๊สที่ VMB และการใช้แก๊สพร้อมกันโดยอุปกรณ์หลายชิ้น ตู้แก๊สพิเศษ BSGS จะปรับแรงดันขาออกให้ตรงตามข้อกำหนดของกระบวนการอย่างแม่นยำในขั้นตอนการควบคุมแรงดันรอง ทำงานร่วมกับเครื่องส่งแรงดันดาวน์สตรีมสำหรับการชดเชยแบบวงปิด เพื่อรักษาแรงดันขาเข้าที่ VMB ให้เสถียร จึงป้องกันไม่ให้อุปกรณ์หลายเครื่องแย่งแก๊สกัน และหลีกเลี่ยงความผันผวนของอัตราการไหลที่อาจส่งผลต่อความสม่ำเสมอของฟิล์มและการเลือกกัด

การนำเสนอโครงการแก๊สแบบกลุ่ม

05 การอัปโหลดข้อมูลที่รวมเข้ากับระบบ GDS/GMS

BSGS สมัยใหม่ทำหน้าที่เป็นโหนดภาคสนามสำหรับระบบตรวจจับแก๊สทั่วทั้งโรงงาน (GDS) และระบบตรวจสอบแก๊ส (GMS) ผ่านการเดินสายหรือการสื่อสาร Modbus/Profinet, BSGS จะส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์ — รวมถึงสถานะถัง (ใช้งาน/สำรอง/ว่าง), แรงดันขาเข้าและขาออก, อัตราการไหลสะสม, ความเข้มข้นของเครื่องตรวจจับ, สถานะประตูตู้ และรหัสแจ้งเตือน — ไปยังห้องควบคุมส่วนกลาง สิ่งนี้ช่วยให้บุคลากรฝ่ายปฏิบัติการและบำรุงรักษาสามารถระบุได้จากระยะไกลว่าตู้ใดต้องการเปลี่ยนถัง และส่วนใดของท่อที่มีการรั่วเล็กน้อย จึงช่วยอำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์

06 การปฏิบัติตามข้อกำหนดแบบวงปิดด้านการปล่อยมลพิษ

ตู้แก๊สพิเศษ BSGS จะบำบัดแก๊สไอเสียเบื้องต้นจากการไล่ลม การเปลี่ยน และการตรวจจับการรั่วภายในตู้ก่อนที่จะส่งไปยังเครื่องบำบัดของโรงงานเพื่อปล่อยออกสู่ส่วนกลาง ร่วมกับระบบระบายอากาศไอเสียของโรงงาน ระบบนี้จะสร้างระบบวงปิดที่สมบูรณ์และเป็นไปตามข้อกำหนด ครอบคลุมตั้งแต่แหล่งแก๊ส จุดใช้งาน และการปล่อยออก ระบบวงปิดนี้เป็นข้อกำหนดบังคับสำหรับโรงงานผลิตสารกึ่งตัวนำแห่งใหม่และที่ได้รับการปรับปรุงภายใต้มาตรฐาน เช่น SEMI S2 (คู่มือการประเมินความปลอดภัยอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์), GB 50177 (ประมวลกฎหมายการออกแบบสถานีไฮโดรเจน) และ GB/T 50493 (มาตรฐานการออกแบบระบบตรวจจับและเตือนแก๊สไวไฟ/เป็นพิษ)

การนำเสนอโครงการแก๊สแบบกลุ่ม