半導體廠GAS系統(tǒng)基礎知識

1、GAS系統(tǒng)基礎知識概述HOOK-UP 專業(yè)認知一、 廠務系統(tǒng) HOOK UP 定義HOOK UP 乃是藉由 連接 以傳輸 UTILITIES 使機臺達到 預期的功能。 HOOK UP 是將廠務提供的 UTILITIES （ 如 水, 電 ,氣,化學品等 ）,經(jīng)由預留之 UTILITIES 連接點 （ PORT OR STICK）, 藉 由 管 路 及 電 纜 線 連 接 至 機 臺 及 其 附 屬 設 備 （ SUBUNITS） 。機臺使用這些 UTILITIES, 達成其所被付予的制程需求并 將機臺使用后 ,所產(chǎn)生之可回收水或廢棄物 （ 如廢水 ,廢氣等 ）,經(jīng) 由管路連接至系統(tǒng)預留接點 ,

2、再傳送到廠務回收系統(tǒng)或廢水廢氣 處理系統(tǒng)。HOOK UP 項目主要包括:CAD ,MOVE IN ,CORE DRILL ， SEISMIC ， VACUU ， GAS ， CHEMICAL ， D.I ,PCW,CW,EXHAUST,ELECTRIC, DRAIN.二、 GAS HOOK-UP 專業(yè)知識的基本認識在半導體廠，所謂氣體管路的 Hook-up （配管銜接）以 Buck Gas （一般性氣體如 CDA、GN2、PN2、PO2、PHE、PAR、H2 等） 而言，自供氣源之氣體存貯槽出口點經(jīng)主管線（ Main Piping ）至 次主管線（ Sub-Main Piping ）之 Tak

3、e Off 點稱為一次配（ SP1 Hook-up ),自 Take Off 出口點至機臺(Tool)或設備(Equipment) 的入口點，謂之二次配( SP2 Hook-up )。以 Specialty Gas (特殊 性氣體如：腐蝕性、毒性、易燃性、加熱氣體等之氣體)而言其 供氣源為氣柜(Gas Cabinet )。自G/C出口點至 VMB (Valve Mainfold Box. 多功能閥箱)或 VMP(Valve Mainfold Panel 多功 能閥盤)之一次測( Primary )入口點，稱為一次配( SP1 Hook-up )， 由VMB或VMP Stick之二次側(Seco

4、ndary )出口點至機臺入口 點謂之二次配( SP2 Hook-up )。GAS簡單知識基本掌握第一章氣體概述由于制程上的需要，在半導體工廠使用了許多種類的氣體， 一般我們皆依氣體 特性來區(qū)分，可分為一般氣體(BULKGAS與特殊氣體(SPECIALTYGAS兩大類。前者為使用量較大之氣體，如N2、CDA等，因用量較大，一般氣體常以大宗氣 體稱之。后者為使用量較小之氣體？ 一般指用量小，極少用量便會對人體造成生命威脅的氣體，如SiH4、NF3等1.1 Bulk Gas 介紹半導體廠所使用的大宗氣體，一般有：CDA GN2 PN2 PAr、PO2 PH2 PHe等七種。1.大宗氣體的制造：CD

5、A / IA (Clean Dry Air / I nstrume nt Air):CDA之來源取之于大氣經(jīng)壓縮機壓縮后除濕，再經(jīng)過濾器或活性炭吸附去除粉塵及炭氫化合物以供給無塵室 CDA/IA (Clean Dry Air)。GN2 (Nitrogen):利用壓縮機壓縮冷卻氣體成液態(tài)氣體，經(jīng)過觸媒轉化器，將CO反應成CO2將H2反應成H2O再由分子篩吸附CO2 H2O再經(jīng)分溜分離O2 & CnHmN2=-195.6 C，O2=-183C。PN2 (Nitroge n)將GN2經(jīng)由純化器(Purifier)純化處理，產(chǎn)生高純度的氮氣。一般液態(tài)氮氣純度約為99.9999 %，含小數(shù)點后共6個9。

6、經(jīng)純化器純化過的氮氣純度約為 99.9999999 %，含小數(shù)點后共9個9。PO2 (Oxyge n):利用壓縮機壓縮冷卻氣體成液態(tài)氣體，經(jīng)二次分溜獲得 99.0 %以上純度之氧，再 除去N2、Ar、CnHm另外可由水電解方式解離 H2 & 02,產(chǎn)品液化后易于運送儲 存。PAr (Argon):利用壓縮機壓縮冷卻氣體成液態(tài)氣體，經(jīng)二次分溜獲得99.0 %以上純度之氬氣，因氬氣在空氣中含量僅0.93 %，生產(chǎn)成本相對較高。PH2 (Hydrogen):利用壓縮機壓縮冷卻氣體成液態(tài)氣體，經(jīng)二次分溜獲得 99.0 %以上純度之氫氣。 另外可由水電解方式解離 H2 & 02,制程廉價但危險性高易觸發(fā)

7、爆炸，液化后易 于運送儲存。PHe (Helium):由稀有富含氦氣之天然氣中提煉，其主要產(chǎn)地為美國及俄羅斯。利用壓縮機壓縮冷 卻氣體成液態(tài)氣體，易由分溜獲得。Helium二 268.9 C，Metha ne=-161.4 C。2大宗氣體在半導體廠的用途：CDA :CDA 主要供給FAB內(nèi)氣動設備動力氣源及吹凈(purge)，Local Scrubber助燃。 IA主要供給廠務系統(tǒng)氣動設備動力氣源及吹凈。N2 :主要供給部分氣動設備氣源或供給吹凈、稀釋、惰性氣體環(huán)境及化學品輸送壓 力來源。O2 :供給ETCH制程氧化劑所需及CPCV制程中供給氧化制程用，供給O3Generator 所需之氧氣供

8、應及其它制程所需。Ar供給Sputter制程，離子濺鍍熱傳導介質，Chamber稀釋及惰性氣體環(huán)境。H2 :供給爐管設備燃燒造成濕氧環(huán)境，POLY制程中做H2 BAKE之用，W-PLU制程 中作為WF6之還原反應氣體及其它制程所需。He :供給化學品輸送壓力介質及制程芯片冷卻。3. BULK GAS 的供應系統(tǒng)Methods:GASTYPProduced on-siteStorage tankContainerTrailerBundleCompressorCDA-ON2OO-O2OO-Ar-O-H2O-OOO-He-OOO-Bulk Gas Supply Sy,stem before Fab

9、-Bulk Gas System*Pare Gas to FabGnral G工品 te FabBulk Gas Supply System in Fab1F Purifier Room1F純化室Source氣源Purifier純化器2F SutFafc2F次潔淨室Sub-Main次主管3F Clean Room3F纂淨室Tools機臺大宗氣體(BULK GAS)雖然不像特殊氣體(SPECIALITY GAS)，有的具有強烈的毒性、腐蝕性。但是我們使用大宗氣體時，仍然要注意安全。GN2、PN2、PAr、PHe具有窒息性的危險，這些氣體無臭、無色、無味，如大量泄出而相對致空氣 中含氧量(一般為2

10、1 %)減少至16 %以下時，即有頭痛與惡心現(xiàn)象。當氧氣含量 少至10 %時，將使人陷入意識不清狀態(tài)，6 %以下瞬間昏倒，無法呼吸，6分鐘以內(nèi)即死亡。PH2因泄漏或混入時，其本身之濃度只要在H2之爆炸范圍（4% 75%） 內(nèi)（如對空氣），只要一有火源，此氣體乃會因相混而燃燒。 PO2會使物質易于氧 化產(chǎn)生燃燒，造成火災的不幸事件。因此，身在半導體工廠工作的我們，在設計上、 施工中，如何避免泄漏、如何防患，則是我們努力的工作之一。1.2特殊氣體特性及系統(tǒng)簡介半導體廠所使用的特殊氣體種類繁多，約有四五十種，依危險性可區(qū)分為以下 數(shù)類：*易燃性氣體 Flammable Gas*毒性氣體 Toxic

11、Gas*腐蝕性氣體 Corrosive Gas低壓性/保溫氣體 Heat Gas惰性氣體In ert Gas、毒性氣體 述OXIC GAS非易燃、非毒性-FLAMMABLE1. 特殊氣體特性簡介*易燃性氣體：燃點低，一泄漏與其他氣體相混，便易引起爆炸及燃燒女口 SIH4 , PH3 , H2 ,.*毒性氣體 ： 反應性極強,強烈危害人體功能,如CO, NO,CLF3,.*腐蝕性氣體：易與水份起反應而產(chǎn)生酸性物質，有刺鼻,腐蝕,破壞人體的危險性女口 NH3, SIF4,CL2,*低壓性/保溫氣體：屬粘稠性液態(tài)氣體，需包 加熱線 及 保溫棉，將管內(nèi)的溫度升高以使其氣化，才能充分供應 氣體,如WF6

12、, BCL3 , DCS,.*惰性氣體：又稱窒息性氣體,當泄漏出的量 使空氣中含氧量減少至16%6%以下時,便會影響人體，甚至死亡,如SF6 ,C4F8 , N20 ,2 供應系統(tǒng)簡介* GC ( Gas Cabinet)氣瓶柜*GR ( Gas Rack) 氣瓶架* BSGS System ( Bulk Sepcial gas supply system )特殊氣體大量供應系統(tǒng)* Y-Cyli nder , Bun die 集束鋼瓶* Trailer 槽車* VDB 主閥箱 / VDP 主閥盤 (Valve Distribution Box/Panel )* VMB 閥箱 / VMP 閥盤

13、(Valve Manifold Box/Panel)Specialty Gas Supply SystemSpecialtv Gas SvstemK,VSpecialty Gas Supply System- Equipme nt in every floor1F Gas Room2F Sub-Fab2F衣澳淨室!VAIXT XTVAT XT? XT?3F Clean Room并次潔淨室G/C氣瓶柜VMB/VMPTools機臺I我們不排除這些氣體會對我們有不良影響。身在半導體工廠的我們，在設計上、 施工中，如何避免泄漏、如何防患，則是我們努力的工作之一。第二章 一次配管和二次配管半導體廠的氣體

14、管路，我們一般區(qū)分為一次配管（SP1）及二次配管（SP2 , 又稱 Hookup ）。SP1 ：為由氣體的起始流出點 （Gas yard/Gas cabinet ）至無塵室中的 Take off Valve 或 VMB （Valve manifold box ） /VMP （Valve manifold panel ）。SP2 ：為由 Take off Valve 或 VMB/VMP 開始至生產(chǎn)機臺設備處為止（ Hookup ） 。所使用管材以 1 /4 ”、3/8 ”、 1 /2 ”、3/4 ”為主。Piping 之設計應配合氣體類型考量，一般分為 Bulk Gas 及 Speciality

15、 Gas 兩 大類。2.1 Material 介紹 了解半導體氣體工程的配管，和管路設計，必須先了解材料（ Material ）2.1.1 材料區(qū)分：1. TUBE & PIPE （管件）2. FITTINGS （配件）3. VALVE （閥件）4. REGULATOR （調壓閥）5. CHECK VALVE （逆止閥）6. FILTER （過濾器）7. VACUUM GENERATOR （真空產(chǎn)生器）8. 其他2.1.2 選料依據(jù)：?氣體種類 , 氣體特性*影響材料使用的等級 -AP / BA / EP / V+V /.?業(yè)主需求及預算有無指定廠牌或規(guī)格 ?依機臺所需用量及本身接點選定料件尺

16、寸影響材料使用的尺寸 / ? ” / 15A /?依機臺所需壓力及流量不同選擇材料型式*選用壓力范圍適合或流量符合之閥件?視盤面組裝選擇料件接頭型式* VCR / SWG / Weldi ng / Fla nge2.1.3 TUBE & PIPE 管件：?1定義：* Pipe :,以 公稱內(nèi)徑(ID)配合壁厚作為量度之尺寸.* Tube :以外徑(OD)及壁厚作為量度之尺寸.*規(guī)格：6M/stick or 4M/stick or 100M/roll2. 常用材質：SS304 /SS304L & SS316 / SS316L & VIM+VAR & HC- 223.表面處理等級：BA -Brig

17、ht Anneal 表面研磨EP -Electro Polish表面研磨+電解研磨?4.等 級：* Bulk Gas 一般使用316L BA 或 316L EP 等級* Specialty Gas :易燃性/惰性氣體-316L EP莓性- 雙套管(304 AP + 316L EP )/ 單管 316L EP腐蝕性 氣體 -VIM + VAR低壓性氣體-316L EP + Heater Line + Warm Cover2.1.4 FITTINGS 配件：?1.材質同管件？2.常用種類：a. Nut + Gla nd + Gasketb. Elbow,Tee,Reducerc. Cap,Plug

18、d. C onn ectore. others?3.型式及規(guī)格：一般可分為VCR / SWG / WELDING / 螺牙接頭 /FLANGE尺寸從 1/8 “ 1”(VCR/SW及)1/4 “ 300AVELD/FLANGE) 皆有,又分 短接頭 SCM (micro) or長接頭 SCL (Iong) & SCF (以Kitz作說Product Name Size Size for other side TypeSpecificationMaterialSCM40EEPLESCM :表示BANKEN公司對FITTING的分類，是屬于短接頭型式。4 :表示尺寸為1/4 ”0:表示另一端尺寸同

19、前，為1/4 ”E:表示此料件型式為ELBOW。EP :表示料件表面處理等極為EP。LE:表示此料件為 VIM+VAR 等級的 EP?4常用廠牌：KITZ / HAM-LET / IHARA / SWAGELOK /FUJIKIN.? 5.另外大部分FITTING又分為三種不同規(guī)格， 分別為一般Type; Union Type及Reducing Type。一般型即為平時所見之焊接型 式，Union型為對接型式（即直接以GLAND+NUT鎖緊），Reducing型類似一般 型，唯其兩端（三端）尺寸不同。一般組盤所用接頭有兩種，分別為VCR及SWG，其中VCR需鎖緊1/8圈， SWG需鎖緊1 1/

20、4圈（1/4以下需鎖緊3/4圈），方能有效鎖緊。大部分的氣體使用之 GASKET為Ni材質，CO對Ni具侵蝕性* CO & 03 -Gasket must be SUS2.1.5 VALVE 閥件：?1材質同管件？2.常用種類手動閥(Manual Valve )a. Ball Valve 球閥b. Bellows Valve 波紋管閥c. Diaphragm Valve 膜片閥*氣動閥(Air Valve )iul lui*逆止閥(Check Valve ) CHECK VALVE選取主要依據(jù)其尺寸及兩端 接頭型式?jīng)Q定。Cracking Pressure 為Check Valve使氣體通過之最

21、小壓力。通常 選用3 psig以下之型式。NH3必需使用特殊之 Check Valve ,* NH3 -Checkvalve must be AFLAS type.。其他?3.常用廠牌：KITZ / OHNO / IHARA / MOTOYAMA / NUPRO .？4.備注：*高壓閥/低壓閥-依使用場所不同來選擇*兩通閥/三通閥/四通閥/.:依需求來選擇，注意流向選擇2.1.6 REGULATOR 調壓閥：?1材質同管件?2. Seat 材質:PCTFE , SS316L , Kel- F81 * N2O -Seat material must be Vespel. ?3常用種類：*高壓/低

22、壓/ 一般壓力* 2P 無表頭 / 3P or 4P 單表頭 或雙表頭* VCR / SWG / Fla ngeO_=|-w K -?4. REGULATOR 一般分高壓與低壓選取，但尚有高流量型式可供選取，另外可依 表頭（Gauge ）需求加以搭配。？（以KITZ為例）* Bulk Gas一般使用1316L BA 或 316L EP 等級 / VCR 或 SWG1/4 ” -R25系列3/8 ” -R35系列1/2 ” -RH1系列Specialty Gas :莓性/易燃性/惰性 氣體-316L EP -L25 or R25系列腐蝕性 氣體 -VIM + VAR - L25SVA系列低壓性氣

23、體-需選擇可調負壓的type - L96SSA系列(-30” Hg030 psi)2.1.7 about Pressure Gauge & Transducer ?1常用種類區(qū)別Pressure Gauge ( PG ) 壓力表頭，指針式，C122Pressure Switch ( PS )壓力開關,指針式,帶傳輸線,IPS 122Digital Pressure Gauge ( PID ) 電子式壓力表頭Pressure Tran sducer ( PT )壓力傳送器?2.使用于：盤面及管路上?3.壓力范圍大致可分為* 高壓(03000 psi)* 低壓(-30” Hg030 psi)(-3

24、0” Hg0160 psi)? 4.常用電源：24V DC , 420 mA DC2.1.8 FILTER 過濾器：?1.功能：過濾氣體中的微粒子(Particle )?2.過濾等級選擇，即濾徑尺寸(particle size),可分為：* 0.01um / 0.03um / 0.003um?3.中心濾片(Medium)材質：PTFE / SS316L / NI * CO -濾片材質 為 PTFE?4.流量考量(flow rate):分一般流量及大流量30 slpm / 100 slpm /300 slpm / 1500 slpm?5. Co nn ecti ng type: VCR or S

25、WG or Weldi ng?6注意：一般常用濾片材質(以Mykrolis為例)* Bulk Gas -PTFESpecialty Gas :毒性/易燃性/惰性 氣體-PTFE系列腐蝕性 氣體 -PTFE , no SS316Lfor CO - PTFE type過濾效防漏性抓取率抗腐蝕效PTFE (F)好不好 10.8N/ASS316L很好好6.2很差很好很好 10.8好2.1.9 VACUUM GENERATOR 真空產(chǎn)生器：裝于 G/C / G/R / VMB / VMP 作為 Vent 抽氣使用 VACUUM GENERATOR的選取主要在于其接頭的尺寸及型式。2.1.10 其他：(1

26、) 氬氣：純度99.999以上，每個鋼瓶6立方公尺或7立方公尺，通常一 瓶每組可使用23天。(2) C型鋼：制作支撐架用，有高低腳、雙并、有孔等型式。(3) 電工管夾：將管材固定于 C型鋼上，最大可使用至5/8之管子(4) 管束：分單立、雙立、P型等型式，固定管子用。(5) 牙條：吊掛、固定型鋼用。(6) 型鋼墊片：配合牙條、吊掛型鋼用(7) 彈簧螺帽：置于型鋼槽內(nèi)，鎖螺絲或牙條用符號認識：民Al RACKMTEDVA LVE (軌附劇利用外懈之i誡-協(xié)泗胖NJM閘附序im 讀定MIMCJ描出口股h之鈿闖-nrej*llwiyE (嗽5)霞蚤雀之利蹄羽內(nèi)部貝一球狀翩1斗匚眶5U/E他止就用交防

27、止炭曲t之蹄5AMANut m iE 怦做申Iffl手M耙網(wǎng)洶作EMM 宓躋fi卿她6FVIW創(chuàng)1樹可過直冑困中一笠世艷子&讓上沏悵屏誕的宛妙皿佛廈7B0FUnw陽0尺厲量舷勒用來偵詢啊 中的鷹量大，1口子式懂簡爲oClFlUW mETD?用東偷訛中的鷹量知IU檢祐址聘9RB3沁廬卿溯jftft*瀚91用那止就中之詵也和牝龍躋 廉1 散丈轉算它設定g 將她?除10r/EHiLEVJh lVE (,#HS!)颼鷹量龍躋其鷹量劃何自由颼但不右浣務關聞11)(口 R RiH w SEjftjWfcW 5 ITT)Ml轄的雌 出口出徵費卜12口PURIRER精浜踰PRU HHRWME Jff tSin

28、?ffi 中楓鯨皮13H?躋U胃 UGE力計）G叵廠斥目前恤的蜃力蠢值業(yè)非餞科614倔3同嶺亦HStoU （爍磨畫虧蜃力mWt 4K+Z0 roA or 14V誠號做員期彌制沏15腳心中尺涸翩）用頑整甸S中l(wèi)*E力16LC囂嚴（環(huán)啟在血 畑牛E下出了解碗 中墾否遺有就17口VC（JIM GEHGg燈（真3禮生器）利用算空便理wms中萍留的就鷄予柚出18FCTVtGLEFVL；E安金遡團勘就中的屋力菇遇閤幅定舷由出酬瑁融i1甲冷LVI陰疔曲嗓敷切斷踰遅有囑去狀溯緊擷問彌5*謙20*TWd 5兀川昨LE遣庇闕郴閉時飾翻1量砌供J#開麗0正鬲桂210 5曲PLT& （蟄片型遇曲躅可過蘆曾08中一毀笹

29、 M孑宀燈上）以覽舁就 的流砂血陳度on0 FFGRGN a PRES3UR E 曙1 兀H羞鯽fl開230 FFGRBN a PRGfSVn E QUGE AEtt?用以幢iffldrt的鬼外罡劇酚ft十sv30 LlhOID VA IVT (盛開1)曲伽W】如fflM開也辭2.2 一次配管2.2 一次配管(SPI)2.2.1 BULK GAS SPI名詞：MAIN-主管SUB MAIN -副主管TAKE OFF VALVE 一次配與二次配連接的閥ISOLATION VALVE 隔離閥BOTTOM VALVE 末端閥1 SCOPESP1 :為由氣體的起始流出點(Gas yard )至無塵室中

30、的Take off Valve2管路形式Bulk Gas在Sub Fab中的供應系統(tǒng)按其形狀可以分為魚骨式和回路式兩種魚骨式：MAIN和Sub Ma in以魚骨的形狀分布-y -y ry d?:T - T T T唱SIH=hl - rML -Ml - hl - rn - rML -MML hl - Ri -E fv 九一nr回路式：MAIN和Sub Main構成回路形式S c Ar rp這兩種BULK GAS的供應形式各有自己的優(yōu)缺點，魚骨式成本比較低，但是由 于氣體在Sub Main但方向供應的距離比較長，容易產(chǎn)生較大的壓降，末端部分的 TAKE OFF VALVE容易產(chǎn)生壓力不足的情況；回

31、路式使用 MAIN從兩端向SUB MAIN供氣的方式，很大程度上降低了壓降帶來的不良影響，但是由于延長了 MAIN的長度，成本比較高。實際上，不管魚骨式還是回路式，通過科學的計算，選擇適當?shù)膲毫凸軓剑?都可以滿足廠務的需求，選擇哪種方式，主要看業(yè)主的需要和選擇。3閥件的選擇該圖為各種閥件在供應系統(tǒng)中的應用位置Take c-7*選擇的依據(jù)：閥的類型：根據(jù)氣體的種類I V EPurge Port :根據(jù)管路焊接時Ar Purge (防止管路內(nèi)部焊道氧化) *各位置閥的選擇Isolation Valve (On Main /Subma in)Weld ing with 2 purge portBo

32、ttom Valve (On Main /Subma in)Weldi ng with 2 purge portTake off Valve3/4 ,15A or larger Size: use welding with outlet purge port valve1/2 or smaller size: use in let weldi ng outlet VCR(SWG) with valve的需求No portWe alse can choose VCR(SWG) valve as take off vale with no purge port follow ing suppl y

33、ing status2.2.2 SPECIALTY GAS SPI名詞：GC Gas Cabinet 氣瓶柜GRGas Rack 氣瓶架VMB Valve Manifold BoxVMP Valve Manifold PanelVDB Valve Distribution BoxVDP Valve Distribution Panel1 SCOPE為由氣體的起始流出點( GC/R )至無塵室中的 VMB/P2氣體設備的設計設計流程介紹 :1. 客戶提出需求2. 設計建議案提出 :a) Key-Point Introductionb) Flow Sheet Drawingc) Material

34、Q ty List3. 箱體,盤面發(fā)包組立 :a) Material Chosenb) Panel Layout Drawingc) Box Struct Drawing Gas Cabinet / Gas Rack 設計 :1. 功能設計 可分為 單鋼 / 雙鋼 ( 2 Process ) / 三鋼 ( 2 Process + 1 N2 ) 氣瓶柜內(nèi)的鋼瓶數(shù)設計可分為三種：分別為單鋼、雙鋼、三鋼。單鋼的設計 通常使用于研究機構或實驗室等。 制程尚未有量產(chǎn)， 氣體使用量小，現(xiàn)場可隨時協(xié) 調停機進行鋼瓶之更換， 其優(yōu)點節(jié)省空間、 成本低、 但需透過日常之管理與協(xié)調以 免中斷制程造成損失。 雙鋼與

35、三鋼常用于量產(chǎn)工廠， 制程不允許停機情況， 當一支 鋼瓶使用完后，另一支鋼瓶 stand by 會自動轉為供氣，此兩種形式最大的差別是 在 purge 管路的純化氮氣是以鋼瓶或廠務端供應，當 purge 用的 PN2 統(tǒng)一由廠務 端來供應時， 所有特殊氣體供應系統(tǒng)不管是否相容， 全部連接到同一個供應源， 會 有較高的風險值；萬一中央供應系統(tǒng)的 PN2 中斷，警報系統(tǒng)又損壞，恰巧兩種不 相容的氣體同時使用 purge ，此時極有可能發(fā)生爆炸的事件發(fā)生，相同性質可使用 同一瓶鋼瓶來 purge 增加的成本及空間非常有限， 是一種非常好的應變方式。 三鋼 氣柜成本不會差很多安全性會是最好的，只要空間

36、允許應最優(yōu)先選擇。2操作性設計： 一般氣瓶柜都設計有兩個特殊氣體鋼瓶，需自動切換的功能以達到連續(xù)供應 不斷氣的目的， 氣態(tài)氣體通常以壓力感應器來計算鋼瓶的剩余量， 若是液態(tài)蒸氣壓 氣體則以電子磅秤來偵測剩余量， 當一瓶用完時會切換到另一瓶。 操作上一般可分 為全自動、半自動、手動三種方式通常換鋼瓶時會執(zhí)行下列幾種 Purge ：(a) Pre-purge( 換鋼瓶前 )首先將鋼瓶閥關閉，測試是否有關緊，用真空產(chǎn)生器將特殊氣體抽出，再用PN2 來稀釋管壁內(nèi)的特殊氣體，重復執(zhí)行充吹的動作將管壁內(nèi)的特殊氣體稀釋干 凈， 此時即可更換鋼瓶 。(b) Post-purge( 換鋼瓶后 )通常以 PN2

37、來進行保壓測試，測試鋼瓶接頭是否銜接良好，再利用 PN2 重 復執(zhí)行充吹的動作來將鋼瓶接頭清潔干凈。(c) Process purge( 用特殊氣體 )直接用特殊氣體來 Purge 管壁，主要的目的是要將 PN2 完全的清除讓供氣 的品質更好，不會因更換鋼瓶而供應品質受到影響。(d) Hi pressure leak test( 高壓測漏 ) 通常高壓燃燒性氣體會建議使用高壓測漏，因為經(jīng)過高壓測漏更能確保鋼 瓶接頭銜接沒問題。一般鋼瓶更換時機大約是剩余 10% 的殘留量，但實際上應以制程的需求來決 定，這樣才會得到最佳的更換時間。再者，鋼瓶都有使用期限，操過使用期限因為 部分特殊氣體會對鋼瓶造

38、成為腐蝕，污染氣源。為到達上述 1-4 項的功能，其管件的設計就會比較復雜，建議顧客盡量使用 自動的供應系統(tǒng)， 若使用手動的方式進行， 人員操作需要非常的小心謹慎， 只要任 何一項步驟有疏失極可能影響供應的品質， 嚴重時有可能造成人員傷亡。 即使是氣 瓶架也應該采用自動的供應系統(tǒng)， 雖然沒危險性，人員操作不當極有可能造成污染， 畢竟要人員重復動作可能幾十次， 不但需要耗很多的時間， 人員也要集中很多精神 來執(zhí)行，風險等級也相對提高。3. 氣瓶柜管路設計： 認識氣瓶柜盤面上的一些設計，以下逐一介紹盤面上重要主件：1. 氣動閥氣源：一般以GN2來進行控制，不建議使用CDA，因GN2的供應系統(tǒng) 比較

39、穩(wěn)定，不會因停電或運轉設備故障而中斷，此氣源是用于自動或半自動的 氣動閥件開關。2. 手動控制閥：主要用于第二到防護作為第二次確認用，一般于供應氣體的出口 端。3. 逆止閥：防止特氣倒灌到清潔用的 PN2 系統(tǒng)和抽氣用的 GN2 系統(tǒng)。4. 調壓閥：用于調整供應系統(tǒng)的供應壓力。5. 壓力傳送器：是防護系統(tǒng)中非常重要的零件，透過它我們可以判斷管路是否泄 漏，相關閥件是否正常開關，同時亦可檢知鋼瓶的剩余量。6. 真空產(chǎn)生器： 利用 GN2 快速流動產(chǎn)生吸力， 將管路中的氣體抽出， 以到達抽氣 的目的。7. 氣體過濾器：一般在鋼瓶出口端會裝比較粗的過濾器，在出端會裝比較細的過 濾器，有效過濾氣體中的

40、粒子，過濾器較不易 purge 所以一般不建議裝在常 purge 的管路中。8. 過流量偵測器：對管路異常流量進行偵測，若是操過設定值，即判斷管路上可 能大量泄漏，進而關閉供應系統(tǒng)停止供氣。9. 限流孔：是一種簡易又有效的過流量控制裝置，用以限制大量氣體流過，一般 使用于 vent 處，其主要功用大量的特殊氣體排出， 區(qū)域性的廢氣處理機無法處 理的情況發(fā)生。氣瓶柜在管路設計上應該特別注意的事項如下：1. 不相容的氣體 purge 管路不可相連在一起。2. 不相容的氣體不能裝在同一個氣瓶柜內(nèi)， 即使各自獨立的供應系統(tǒng)也嚴重禁止。3. 管路大小應依實際制程所需的壓力流量來設計。4. 鋼瓶接頭型號應

41、事先由業(yè)主告知我們以免有接頭無法接上的問題。5. 小鋼瓶會使用可調整的支撐架。6. 閥件材質應依氣體特性來選擇。7. 如有考慮擴充性可在出口端加裝一個預留擴充閥。4. 安全防護設施： 氣瓶柜防護設計，包括外箱的防火與防爆設計、抽風孔、火焰?zhèn)蓽y器、消防灑 水頭、毒氣偵測器、緊急遮斷開關、過流量偵測器、 溫度偵測器、 煙霧偵測器、 vent 限流孔、遠端遮斷等。其中消防灑水頭在氣瓶柜內(nèi)的溫度操過65 C時，玻璃會自動破裂灑水， 但要注意有些腐蝕性氣體會與水產(chǎn)生強烈反映， 建議不安裝消防灑水 頭。在氣體房內(nèi)也需裝煙霧偵測器及灑水頭，以防止氣瓶柜以外的地方有火災，所 有系統(tǒng)應該與中央監(jiān)控系統(tǒng)連線， 并

42、與廣播系統(tǒng)連線， 一有警報立即疏散相關人員， 由廠區(qū)緊急應變小組來進行處理，以免發(fā)生危險。這些相關防護設備在規(guī)劃時應特別考慮其擺放位置及其實用，如緊急遮斷按鈕 除氣柜上需要外， 在氣體房外或中央監(jiān)控系統(tǒng)亦需架設， 避免氣體外泄人員無法進 入關閉源頭的鋼瓶；此外警報警示燈與警報聲響亦需在氣體房外面明顯的位置架 設，以利人員緊急處理時的識別， 并規(guī)劃相關防護器具， 如更換鋼瓶時所使用的空 氣面罩。為防止地震會在氣瓶柜的底部打上膨脹螺絲固定，使其在地震時不至于位移， 地震儀的安裝通常有三個感應器， 分別裝于廠區(qū)的三個角落， 可避免當有外力的干 擾時（如施工 ）即造成誤動作，一般執(zhí)行地震切斷系統(tǒng)功能，

43、通常會設定兩個地震儀 動作才會執(zhí)行此功能，且設定地震等級為五級。另一項比較特殊的就是緊急的廢氣處理設備適用于燃燒性氣體，一般時抽風量 只有一半，當特殊氣體外泄時，抽風量會全數(shù)運轉，需與偵測器配合使用，但受空 間限制一般以吸附一瓶特殊氣的量作為設計， 因為其體積非常大。 但因價格昂貴目 前尚未普及。5. 依氣體特性來設計盤面功能for example: smic fab2gas TPeCYLINDERSIZESPECIFICATIONPRVHC-22HP-FHP-NiAFLASEFSL/CDPSDPGSPLI.TEMP.UV/IRAUTOSWITCHEMOESVFIREDAMPEISMOKE 壬

44、 EMSOZ-PURGEDPS 2Cb47 LYNYNNYYYYYYYYYOptionYYYSiH2C247 LYNYNNYYYYYYYYYOptionYYYSiH447 LYNYNNYNYYYYYYYOptionYYYWR47 LYNYNNYYYYYYYYYOptionYYY安全功能：Shut Boy鋼瓶閥,UV/IR火焰?zhèn)蓽y器,Sprinker灑水頭EMO緊急停氣按鈕,DPS/DPG泄漏偵測器GC FLOW SHEET DRAWINGFILUCFTKN VMB/VMP 的設計：VMB內(nèi)氣體種類配置的設計基本上有兩種方式：一種以供應機臺為主，另一種以氣 體種類進行分類，前者較少用也比較不好，

45、雖然它有空間上的優(yōu)點，但不相容氣體裝于 同一個箱子內(nèi)萬一泄漏或人員誤動作極有可能激烈反應嚴重甚至爆炸，相對偵測器的點 數(shù)會增加，造成成本的負擔，未來擴充性也較差，后者的設計是目前最普遍采用的方式， 雖然無法集中，操作可能比較不方便，但氣體偵測點少，安全性高，VMB設計及操作容易，擴充性佳。基本上VMB與氣瓶柜的設計是大同小異的，只要氣瓶柜有的功能在 VMB亦可以做, 但由于經(jīng)費的問題一般功能不會做那么好，以手動為主加一個氣動閥可做緊急遮斷用。 一般VMB不常會去操作或動到所以發(fā)生泄漏的機率比較低，設計一般以節(jié)省成本為主。 VMB 一般是以業(yè)主實際上的需求來設計 2、3、4、5或其他點數(shù)的數(shù)目，

46、同時供應數(shù)臺 機臺，亦可加調壓閥做二次調壓讓壓力更加的穩(wěn)定，設定上下警報訊號做更有效的供應 控制。* Fun cti on & Future:1.2 sticks lOsticks Process Lines-or customer2. 依操作方式可分為“自動”及手動”3. With 1 Pn2 purge line and 1 vacuum line來潔凈管路及相關閥件（vacuum line 可省略而經(jīng)由機臺pump來抽氣）4. 依制程需求可再次調壓5. Main line擴充閥/ Stick擴充閥,視需求可供未來擴充6. VMB之電控箱藉由GIS集中控制,并與廠務中控系統(tǒng)銜接*VMB/V

47、MP 之 Safety :.Process Line供氣狀況經(jīng)PLC (option)與中控系統(tǒng)連線，如有緊急狀況可自動切斷氣 源2. 所有閥件接點及焊道均在箱內(nèi)，可經(jīng)由Damper抽風功能來減少氣體外漏之危險3. VMB for Flammable or Pyrophoric gases has UV Detector (option)4. Local Shut Dow n Butt ton (for VMB)5. 防爆鋼絲玻璃6. 配置門鎖以防不當操作ri2.3 二次配管(SPII / Hookup )1 SCOPE為由Take off Valve 或 VMB/VMP開始至生產(chǎn)機臺設備處為

48、止(Hookup )2Hookup配管之設計：1、類型：LAYOUT 圖面等)，簡單繪制之圖面。2) 施工圖：依據(jù)草圖協(xié)調 Hookup 事宜，經(jīng)確認無誤后繪制而成。發(fā)至現(xiàn)場施工 小組，即可依圖施工。3) 竣工圖：施工完畢，現(xiàn)場負責人會將現(xiàn)場施工圖面收回。依現(xiàn)場施工修正之施 工圖，繪制竣工圖。2、工作程序及方法：1) 先期工作：以建立所需之 BLOCK 為主。對繪圖而言，底圖是重要且必需的參考依 據(jù)，同時也希望業(yè)主能夠提供。至于如何做分區(qū)、界定，則與客戶廠 務工程師協(xié)調后，再進行底圖之分割及最后之圖檔管理。2) 工作進行中：a) 以業(yè)主提供之 Hookup 圖面及資料，進行統(tǒng)合及繪制草圖的工作

49、。原則上草 圖的統(tǒng)合，是由現(xiàn)場負責人負責包括資料匯整、位置及水、氣、化、電的 點數(shù)確認，手繪草圖的工作等等。再與設計人員進行實際的電腦繪圖工作。b) 電腦繪圖完成之草圖，經(jīng)現(xiàn)場負責人確認后，交予客戶相關之設備及廠務工 程師。協(xié)調相關之廠商負責人及客戶相關之設備或廠務工程師，至現(xiàn)場實際 套圖。為求圖面準確性高，則希望業(yè)主提供做為參考之圖面及資料能愈詳細 愈好，以做為最后確認草圖的重要依據(jù)。 若業(yè)主提供的圖面及資料有修改時， 立即進行修改以利完成工作任務。c) 協(xié)調、修改后經(jīng)業(yè)主相關設備或廠務工程師確認之圖面，即為施工圖，可發(fā) 至現(xiàn)場施工。3) 后期工作：a) 現(xiàn)場施工小組依圖面施工，施工路徑與施

50、工圖有異時，施工小組將在圖面上 作修正。完工后，依現(xiàn)場施工小組修正之圖面，繪制竣工圖。b) 現(xiàn)場負責人與設計人員依竣工圖至現(xiàn)場核對，修正后完成竣工圖面。Hookup 工程，人員及設備之需求視現(xiàn)場實際需要而調配。例如人員工作量之負荷， 是否進駐現(xiàn)場，上下班情況等等，皆須配合業(yè)主之要求及預定 Schedule 之時程。一切以 正確完成工作為原則?？蛻羲杼峁┲畧D面及資料（以下為參考資料，實際需求以工程為主）、圖面：1、客戶廠區(qū) LAYOUT （最好各樓層皆有）2、GAS：TAKE-OFF，DP，VMB/P LAYOUT3、CHEMICAL ：TEE-BOX ，V-BOX LAYOUT4、WATER

51、 DP LAYOUT5、EXHAUST LAYOUT6、ELECTRIC POWER DISTRIBUTION LAYOUT、 DATA：1、EQUIPMENT DETAIL LIST （機臺設備詳細資料）（ 1） I.D NUMBER（ 2） TOOL NUMBER（3）INLET POINT ，SIZE，F(xiàn)LOW ，PRESSURE2、各機臺使用之 BULK GAS TAKE-OFF 點3、各機臺使用之 VMB/P三. S. G氣體使用區(qū)域:氣體種類危害性使用區(qū)域Gas Type氧化性易燃性毒性腐蝕性窒息性CVDPVDDIFFIMPETCHPHOTONF3vvvvvvCI2vvHBrvvv

52、SiF4vvvF2/Kr/NevvF2/Ar/NevvC5F8vvBCI3vvvNOvvvvWF6vvv氣體種類危害性使用區(qū)域Gas Type氧化性易燃性毒性腐蝕性窒息性CVDPVDDIFFIMPETCHPHOTOCH2F2vvvCH3FvvvCOvvvC4F6vvv四.B . G使用區(qū)域:CDA :T/FPHOTODIFFETCHCMPIMPGN2 ;T/FDIFFETCHCMPIMPLABPN2 :T/FPHOTODIFFETCHCMPIMPHPCDA :PHOTO五.S . G適用機臺及制程：氣體種類適用機臺及制程5%H2/HEF2/KR/NEKR/NEAMT ENDURA-SEED LAYER(CU)(SPUTTER) SCANNERAR/H2/O2AMT ENDURA-SPUTTERCO2NOVELLUS VECTOR-CU ; DNS FC3000 WET BENCH-ST CLEAN、BCLEAN ; DNS SCRUBBER-WAFER SCRUBBER、WAFER RECYCLEH2/CL2/HBRSIH4/WF6KE (Z-III)-START OXIDE ; TEL ALPHA 3031-GATE OXIDE、PA