在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,氫氣作為一種關(guān)鍵的工藝氣體,廣泛應(yīng)用于外延生長、刻蝕、退火等諸多重要環(huán)節(jié)。半導(dǎo)體專用氫氣發(fā)生器能夠現(xiàn)場產(chǎn)生高純度氫氣,為半導(dǎo)體生產(chǎn)提供穩(wěn)定氣源,其正確使用對于保障生產(chǎn)質(zhì)量與效率、確保安全生產(chǎn)意義重大。以下為您詳細(xì)介紹其使用步驟。
一、使用前的準(zhǔn)備工作
(一)設(shè)備檢查
1.外觀檢查:仔細(xì)查看氫氣發(fā)生器的外殼有無破損、變形,各部件連接是否牢固。確認(rèn)儀器的 “O?” 口通暢無阻,加液口蓋子已取下,方便后續(xù)注液操作。
2.配件核對:對照裝箱單,逐一核對隨機(jī)配件是否齊全,如電源線、管路、密封件、說明書、保修卡等,確保無遺漏。
3.內(nèi)部檢查:若設(shè)備允許,可打開部分外殼,檢查內(nèi)部電路布線是否規(guī)整,有無松動(dòng)、短路跡象;查看電解槽、氣路管道等關(guān)鍵部件是否有損壞、腐蝕等情況。
(二)環(huán)境準(zhǔn)備
1.通風(fēng)良好:選擇通風(fēng)系統(tǒng)完善的場所放置發(fā)生器,確保氫氣泄漏時(shí)能及時(shí)排出,避免積聚形成爆炸危險(xiǎn)。
2.遠(yuǎn)離熱源與火源:發(fā)生器應(yīng)與熱源(如加熱爐、蒸汽管道等)保持安全距離,周圍嚴(yán)禁有明火、火花產(chǎn)生,如焊接作業(yè)、吸煙等行為。
3.穩(wěn)定平整的安裝面:將發(fā)生器放置在堅(jiān)固、水平的工作臺(tái)面上,防止設(shè)備運(yùn)行時(shí)因震動(dòng)發(fā)生位移、傾倒。
4.適宜的溫濕度:環(huán)境溫度控制在 0℃ - 40℃之間,相對濕度不超過 85%。溫度過高可能影響設(shè)備散熱與部件性能,濕度過大則易引發(fā)電氣故障、腐蝕設(shè)備。
(三)電解液準(zhǔn)備(若為電解水制氫型發(fā)生器)
1.試劑選擇:選用化學(xué)純級別的氫氧化鉀(KOH)或氫氧化鈉(NaOH)作為電解質(zhì),確保其純度與質(zhì)量,雜質(zhì)可能影響電解效率與氫氣純度。
2.溶液配制:按照設(shè)備說明書要求的濃度進(jìn)行配制,一般常用濃度為 10% 左右。例如,將 160g 氫氧化鉀溶解于 1600ml 蒸餾水中,用干凈的玻璃棒攪拌均勻,待其充分溶解、冷卻至室溫備用。
3.水質(zhì)要求:必須使用蒸餾水或去離子水配制電解液,長期使用含有雜質(zhì)的普通水會(huì)對發(fā)生器造成不可逆的損害,影響氫氣質(zhì)量與設(shè)備壽命。
二、開機(jī)操作流程
1.連接電源:將符合設(shè)備電壓要求的電源線插頭插入發(fā)生器電源接口,確保插頭插緊,無松動(dòng)接觸不良現(xiàn)象。同時(shí),檢查設(shè)備接地是否可靠,接地電阻應(yīng)小于 [X] 歐姆,良好的接地能有效保障設(shè)備與人身安全。
2.密封輸出口與自檢:將儀器輸出口的密封帽旋緊,接通電源開關(guān)。此時(shí),觀察儀器流量顯示,若顯示為 300ml/min 左右(不同型號可能略有差異),表明儀器正在進(jìn)行自檢程序。在自檢過程中,儀器會(huì)自動(dòng)檢測內(nèi)部電路、氣路、壓力傳感器等部件的工作狀態(tài)。
3.自檢異常處理:如果流量顯示數(shù)字大于正常自檢值,需立即停機(jī),用皂液涂抹在輸出口及各連接部位,檢查是否有氣泡產(chǎn)生,以判斷是否存在漏氣情況。若發(fā)現(xiàn)漏氣,應(yīng)緊固相應(yīng)的密封螺帽或檢查密封件是否損壞,必要時(shí)進(jìn)行更換,直至自檢合格。
4.連接用氣設(shè)備:自檢通過后,關(guān)閉電源,取下輸出口密封帽,使用配套的管路將發(fā)生器與半導(dǎo)體工藝用氣設(shè)備(或氣體凈化裝置,若有)連接起來。確保管路連接緊密,無彎折、扭曲,使用卡箍或密封接頭固定好,防止氣體泄漏。
5.再次開機(jī)運(yùn)行:重新打開電源開關(guān),發(fā)生器進(jìn)入工作狀態(tài),此時(shí)可觀察到壓力逐漸上升,流量顯示也會(huì)根據(jù)實(shí)際產(chǎn)氫情況發(fā)生變化。等待設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定,壓力與流量達(dá)到設(shè)定值后,即可為半導(dǎo)體工藝提供氫氣。
三、運(yùn)行中的監(jiān)控與維護(hù)
1.流量與壓力監(jiān)測:密切關(guān)注發(fā)生器的流量與壓力顯示儀表,確保流量與用氣設(shè)備的實(shí)際用氣量相匹配。若流量顯示超出用氣設(shè)備實(shí)際用量較多,可能存在氣路泄漏,需及時(shí)停機(jī),按照前文所述的檢漏方法排查處理。同時(shí),壓力應(yīng)穩(wěn)定在設(shè)備設(shè)定的工作壓力范圍內(nèi)(如 0.4MPa 左右,依型號而定),壓力異常波動(dòng)可能預(yù)示著設(shè)備故障,如壓力傳感器故障、氣路堵塞等,需及時(shí)檢修。
2.電解液液位檢查:定期查看電解液液位,當(dāng)液位接近低位刻度線時(shí),應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充二次蒸餾水。添加時(shí)注意液位不要超過上限刻度線,避免溶液溢出腐蝕設(shè)備。加水頻率與氫氣使用量、環(huán)境溫度有關(guān),使用頻繁、溫度較高時(shí),補(bǔ)水間隔會(huì)相應(yīng)縮短。
3.硅膠干燥劑檢查與更換:氫氣發(fā)生器通常配備有硅膠干燥劑用于干燥氫氣,若發(fā)現(xiàn)過濾器中的硅膠由藍(lán)色變?yōu)榉奂t色,說明硅膠已吸水潮解,當(dāng)變色硅膠量達(dá)到 2/3 時(shí),需及時(shí)更換。更換方法為:先切斷電源,放凈系統(tǒng)內(nèi)氫氣,逆時(shí)針擰松干燥筒并向上取出,擰下上端塑料密封蓋,倒出潮解硅膠,裝入新的干燥硅膠,放入棉花后擰緊密封蓋,再將干燥筒復(fù)原擰入密封座,注意不要擰得過緊,保證密封即可。
4.設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)巡檢:每隔一定時(shí)間對設(shè)備進(jìn)行巡檢,傾聽設(shè)備運(yùn)行聲音是否正常,有無異常振動(dòng)、噪聲;檢查設(shè)備外殼溫度是否過高,正常運(yùn)行時(shí)設(shè)備外殼溫度應(yīng)在允許范圍內(nèi),若發(fā)現(xiàn)異常,應(yīng)立即停機(jī)檢查原因,排除故障后方可繼續(xù)運(yùn)行。
四、關(guān)機(jī)及關(guān)機(jī)后的維護(hù)
1.正常關(guān)機(jī)操作:當(dāng)半導(dǎo)體工藝不再需要?dú)錃夤?yīng)時(shí),先關(guān)閉發(fā)生器與用氣設(shè)備之間的閥門,然后按照設(shè)備操作規(guī)程關(guān)閉氫氣發(fā)生器電源開關(guān),切斷電源。
2.設(shè)備清理:關(guān)機(jī)后,若發(fā)生器表面有灰塵、污漬,可用干凈的軟布擦拭,但注意不要使用有機(jī)溶劑,防止損壞設(shè)備外殼。對于長期使用后,加液口處可能出現(xiàn)的白色粉末(KOH 或 NaOH 結(jié)晶),可用濕布輕輕擦拭去除。
3.電解液維護(hù)(長期停機(jī)時(shí)):如果設(shè)備計(jì)劃長時(shí)間停機(jī),應(yīng)將電解池內(nèi)的電解液全部倒出,并用蒸餾水沖洗干凈,防止電解液干涸、結(jié)晶,腐蝕設(shè)備內(nèi)部部件。下次使用前,再重新配制并加注電解液。
4.定期維護(hù)保養(yǎng):即使設(shè)備處于停機(jī)備用狀態(tài),也應(yīng)定期(如每月一次)對其進(jìn)行通電檢查,讓設(shè)備短暫運(yùn)行一段時(shí)間,以保持各部件的良好性能,及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障隱患。同時(shí),定期檢查設(shè)備的管路、閥門、密封件等,如有老化、損壞跡象,及時(shí)進(jìn)行更換,確保設(shè)備隨時(shí)能夠正常投入使用。