大宗氣體及特殊氣體

1、GAS系統(tǒng)基7b7PflJ知識概述HOOK-UP專業(yè)認(rèn)知一、 廠務(wù)系統(tǒng)HOOK UP定義IloOK UP乃是藉由連接以傳輸U(kuò)TILITIES使機(jī)臺達(dá)到預(yù)期的功 能O HOoK UP是將廠務(wù)提供的UTILITIES （如 水，電,氣,化學(xué)品等）, 經(jīng)由預(yù)留之UTlLlTIES連接點(diǎn)（PORT OR STICK）,藉由管路及電纜線連 接至機(jī)臺及其附屬設(shè)備（SUBUNITS） o機(jī)臺使用這些UTILlTIES,達(dá)成其所被付予的制程需求并將機(jī)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(yù)留接點(diǎn)，再傳送到廠務(wù)回收系統(tǒng)或廢水廢氣處理系統(tǒng)。IloOKUP 項(xiàng)目主要包括：CAD,

2、 MOVE IN , CORE DRILL, SElSMIC , VACUUM,GAS, CHEMlCAL , D. I ,PCW,CW,EXHAUST,ELECTRIC, DRAIN.二、GAS HOOK-UP專業(yè)知識的基本認(rèn)識在半導(dǎo)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(diǎn)經(jīng)主管線(MainPiPing)至次主管線(SUb-Main PiPing)之 Take Off 點(diǎn)稱為一次配(SPI Hook-up),自 Take Off 出 口點(diǎn)至機(jī)臺(TOOi)或設(shè)

3、備(EqUiPment)的入口點(diǎn)，謂之二次配(SP2 HOOk-UP)O以SPeCiaIty 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)O自G/C 出 口點(diǎn)至 VMB (ValVe MainfOId Box.多功能閥箱)或 VMP (ValVe MainfOId PaneI多功能閥盤)之一次測(Primary)入口點(diǎn)，稱為一 次配(SPI Hook-up),由 VMB 或 VMP StiCk 之二次側(cè)(SeCOndary)出 口點(diǎn)至機(jī)臺入口點(diǎn)謂之二次配(SP2 HOOk-UP)OGAS簡單知識基本掌握第一章氣體概述由于制程上的

4、需要，在半導(dǎo)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(BULK GAS)與特殊氣體(SPEClALTY GAS)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 BUIk GaS 介紹半導(dǎo)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：CDA / IA (Clean Dry Air / InStrUment Air):CDA之來源取之于大氣經(jīng)壓縮機(jī)壓

5、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 (CIean Dry Air)OGN2 (NitrOgen):利用壓縮機(jī)壓縮冷卻氣體成液態(tài)氣體，經(jīng)過觸媒轉(zhuǎn)化器，將CO反應(yīng)成C02,將H2反應(yīng)成H20,再由分子篩吸附Co2、H20,再經(jīng)分溜分離02 & CnHlno N2=-195. 6cC, 02=-183 C oPN2 (NitrOgen):將GM2經(jīng)由純化器(PUrifier)純化處理，產(chǎn)生髙純度的氮?dú)?。一般液態(tài)氮?dú)饧兌燃s為99.9999%,含小數(shù)點(diǎn)后共6個9。經(jīng)純化器純化過的氮?dú)饧兌燃s為99. 9999999% ,含小數(shù)點(diǎn)后共9個9。P02 (OX

6、ygen):利用壓縮機(jī)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、CnHmO另外可由水電解方式解離H2 & 02,產(chǎn)品液化后易于運(yùn) 送儲存。PAr (ArgOn):利用壓縮機(jī)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, 因氫氣在空氣中含量僅0. 93%,生產(chǎn)成本相對較高。PH2 (HydrOgen):利用壓縮機(jī)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)爆炸，液化后 易于運(yùn)送儲存。PHe (HeIiUm):由稀有富含氮?dú)庵烊粴庵刑釤挘?/p>

7、其主要產(chǎn)地為美國及俄羅斯。利用壓縮機(jī)壓縮 冷卻氣體成液態(tài)氣體，易由分溜獲得。HeliUnI=-268. 9°C, Methane=-161. 4°C。2. 大宗氣體在半導(dǎo)體廠的用途：CDA：CDA主要供給FAB氣動設(shè)備動力氣源及吹凈(PUrge), LOCal SCrUbber助燃。 IA主要供給廠務(wù)系統(tǒng)氣動設(shè)備動力氣源及吹凈。N2：主要供給部分氣動設(shè)備氣源或供給吹凈、稀釋、惰性氣體環(huán)境及化學(xué)品輸送 壓力來源。02：供給ETCH制程氧化劑所需及CPCVD制程中供給氧化制程用，供給03 GeneratOr所需之氧氣供應(yīng)及其它制程所需。Ar:供給SPUtter制程，離子濺鍍熱傳

8、導(dǎo)介質(zhì)，Chamber稀釋及惰性氣體環(huán)境。H2：供給爐管設(shè)備燃燒造成濕氧環(huán)境,POLY制程中做H2 BAKE之用,W-PLUG制 程中作為WF6之還原反應(yīng)氣體及其它制程所需。He：供給化學(xué)品輸送壓力介質(zhì)及制程芯片冷卻。3. BULK GAS的供應(yīng)系統(tǒng)Methods：GASTYPPrOdUCed Oll-SiteStOrage tankCOlltainerTrailerBllIIdIeCOmPreSSOrCDA-ON2OO-02OO-Ar-O-H2O-OOO-He-OOO-RlIlL Cq Q Glrr¼ 1 Xr Gru+ amTankBiIIk GaS SySteInBiIIk G

9、aS SySteInAfrer FiherIPUre GaS to FabCEIAfter FiherPurifierBefore FiIteTVaPOriZerxifierGPneral GaS to FabBUlk GaS SUPPly SyStem in Fab2F SUb-F2F次渓淨(jìng)室3F Clean ROOm3F潔淨(jìng)室SOUrCe氣源IF PUrifier ROOm1F純雌PUrifier純化器TOOIS機(jī)臺SUb-Main次主管大宗氣體(BULK GAS)雖然不像特殊氣體(SPECIALITY GAS),有的具有強(qiáng)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

10、、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21%)減少至16%以下時，即有頭痛與惡心現(xiàn)象。當(dāng)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 鐘以即死亡。PH2因泄漏或混入時，其本身之濃度只要在H2之爆炸圍(4%-75%) (如對空氣)，只要一有火源，此氣體乃會因相混而燃燒。P02會使物質(zhì)易于氧 化產(chǎn)生燃燒，造成火災(zāi)的不幸事件。因此，身在半導(dǎo)體工廠工作的我們，在設(shè)計(jì) 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。L2特殊氣體特性及系統(tǒng)簡介半導(dǎo)體廠所使用的特殊氣體種類繁多，約有四五

11、十種，依危險性可區(qū)分為以 下數(shù)類：易燃性氣體FIammabIe GaS*毒性氣體TOXiC GaS*腐蝕性氣體COrrOSiVe GaS低壓性/保溫氣體Heat GaS*惰性氣體 Inert GaSk特殊氣體特性簡介*易燃性氣體:燃點(diǎn)低，一泄漏與其他氣體相混,便易引起爆炸及燃 燒如SIH4 , PH3 , H2 *毒性氣體 :反應(yīng)性極強(qiáng)，強(qiáng)烈危害人體功能，如COf NOfCLF3,-.*腐蝕性氣體:易與水份起反應(yīng)而產(chǎn)生酸性物質(zhì)，有刺鼻，腐蝕，破壞 人體的危險性如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，將管的溫度升高以使其氣化，才能充分供 應(yīng)氣體如

12、WF6, BCL3 , DCS.*惰性氣體:又稱窒息性氣體.當(dāng)泄漏出 的量使空氣中含氧量減少至16曠6%以下時，便會影響人體，甚至死亡，如 SF6 , C4F8 , N20 ,.2. 供應(yīng)系統(tǒng)簡介* GC (GaS Cabinet) 氣瓶柜GaS RaCk) 氣瓶架* BSGS SyStem (BUIk SePCial gas SUPPIy SyStem)特殊氣體大 量供應(yīng)系統(tǒng)* Y-CyIinder , BUndle 集束鋼瓶* TraiIer 槽車* VDB 主閥箱 / VDP 主閥盤 (VaIVe DiStribUtiOn Box/Panel)* VMB 閥箱 / VMP 閥盤 (Val

13、Ve ManifOId Box/Panel)SPeCialty GaS SUPPly SyStenlSPedaIty GaS SySteInSPeCialty GaS SUPPIy SyStenI- EqUiPment in every floorIF GaS ROOmIF氣器房2F SUb-Fab2F次潔淨(jìng)室G/C氣瓶柜Ln）VMB/VMP3F CIean ROOm3F次潔淨(jìng)室TOOlS機(jī)臺我們不排除這些氣體會對我們有不良影響。身在半導(dǎo)體工廠的我們，在設(shè)計(jì)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(dǎo)體廠的氣體管路，我們一般區(qū)分為一次配管(SPl)

14、及二次配管(SP2, 又稱 HOOkUP)OSPl:為由氣體的起始流出點(diǎn)(GaS yard/Gas Cabinet)至無塵室中的Take Off VaIVe 或 VMB (ValVe manifold box) /VMP (VaIVe manifold Panel )<>SP2：為由Take Off ValVe或VMB/VMP開始至生產(chǎn)機(jī)臺設(shè)備處為止 (HoOkUP)O 所使用管材以 1/4”、3/8”、1/2”、3/4” 為主。PiPing之設(shè)計(jì)應(yīng)配合氣體類型考量，一般分為BUlk GaS及SPeCiality GaS 兩大類。2.1 MateriaI 介紹了解半導(dǎo)體氣體工程的配

15、管，和管路設(shè)計(jì)，必須先了解材料(MateriaI)2. 1. 1材料區(qū)分：1. TUBE & PlPE （管件）2. FITTlNGS （配件）3. VALVE （閥件）4. REGULATOR （調(diào)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(yù)算*有無指定廠牌或規(guī)格依機(jī)臺所需用量及本身摟點(diǎn)選定料件尺寸*影響材料使用的尺寸- ”% ” / 15A /依機(jī)臺所需壓力及流量不同選擇

16、材料型式*選用壓力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 / WeIding / Flange-.2. 1.3 TUBE & PlPE 管件： 1.定義：* PiPe ：,以公稱徑（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:6Mstick Or 4Mstick Or 100Mroll2.常用材質(zhì)丄 SS304 /SS304L & SS316 / SS316L & VlM+VAR & HC-22 3.表面處理等級：一 BA - Bright Anneal表面研磨EP - EIeCtrO

17、 POIiSh表面研磨+電解研磨4.等級：* BUIk GaS 一般使用 316L BA 或 316L EP 等級* SPeCialty GaS :易燃性/惰性氣體- 316L EP毒性- 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 + Warnl COVer2. 1. 4 FITTlNGS 配件： 1材質(zhì)同管件2.常用種類：a. NUt + Glanei + GaSketb. ElbOWt TeetRedUCerc. CaPTPlUgd. Connectore. OtherS3

18、.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/SWG）及 1/4 "300A（WELD/FLANGE）皆有，又分 短接頭 SCH （micro） Or 長接頭 SCL （IOng） & SCF （以 KitZ 作說明）：PrOdUCt Name SiZe SiZe for Other Side TyPe SPeCifiCatiOn MaterialSCM4OEEPLESCM：表示BANKEN公司對FITTlNG的分類，是屬于短接頭型式。4:表示尺寸為1/4”。0：表示另一端尺寸同前，為1/4”。E：表

19、示此料件型式為ELBOWOEP：表示料件表面處理等極為EP。LE：表示此料件為VlM+VAR等級的EP 4.常用廠牌:KITZ / HAM-LET / IHARA / SWAGELOK /FUJIKIN-. 5.另外大部分FITTlNG又分為三種不同規(guī)格，分別為 般Type； UniOn TyPe及RedUCing TyPeO 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WR需鎖緊1/8圈， SWG需鎖緊1 1/4圈（1/4”以下需鎖緊3/4圈

20、），方能有效鎖緊。大部分的氣體使用之GASKET為Ni材質(zhì)，CO對Ni具侵蝕性*CO & 03 -GaSket must be SUS。2. 1.5 VALVE 閥件: 1 材質(zhì)同管件 2常用種類：* 手動閥（ManUal VaIVe ）a. Ball ValVe 球閥一d一二二Db. BellOWS ValVe 波紋管閥c. DiaPhragm VaIVe 膜片閥*氣動閥(Air VaIVe )IUIyIUl*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theck VaIVe使氣體通過之最小壓力

21、。 通常選用3 psig以下之型式。NH3必需使用特殊之CheCk Valve, * NH3 - CheCk VaIVe must be AFLAS type。*其他 3.常用廠牌:KITZ / OHNO / IHARA / MOTOYAMA / NUPRO-. 4.備注：*髙壓閥/低壓閥 一 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(diào)壓閥: 1 材質(zhì)同管件 2. Seat 材質(zhì)：PCTFE , SS316L , KeI-F81- * N20 - Seat material must be Vespel. 3常用種類：*髙壓/低

22、壓/ 一般壓力* 2P無表頭/ 3P Or 4P單表頭或雙表頭* VCR / SWG / FIange 4. REGULAToR 般分髙壓與低壓選取，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)* BUIk GaS 一般使用 316L BA 或 316L EP 等級 / VCR 或 SWG1/4”-R25系列3/8"-R35系列1/2”-RHi系列*SPeCialtyGaS:毒性/易燃性/惰性 氣體- 316L EP - L25 Or R25系列 腐蝕性 氣體- VlM + VAR - L25SVA系列低壓性氣體-需選擇可調(diào)負(fù)壓

23、的type - L96SSA系列(-30” Hg030 PSi)2. 1. 7 about PreSSUre GaUge & TranSdIICer 1常用種類區(qū)別：* PreSSUre GaUge(PG )壓力表頭指針式C122* PreSSUre SWitCh ( PS ) 壓力開關(guān),指針式，帶傳輸線，IPS 122* Digital PreSSUre GaUge ( PlD ) 電子式壓力表頭力傳送器* Pressur- 2.使用于：盤面及管路上 3.壓力圍大致可分為：* 髙壓(03000 PSi)* 低壓(-30” Hg030 PSi)(-3OM Hg'0160 psi

24、) 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(PartiCIe SiZe),可分為：*0. Ol Um/O. 03um 0. 003Unl 3.中心濾片(MediUm)材質(zhì)：PTFE / SS316L / XI_ * CO -濾片材質(zhì)為 PTFE 4.流量考量(flow rate T 分一般流量及大流量30 SIPm / 100 SIPnl / 300 SIPnl / 1500 SIPm. 5. COnneCting type： VCR Or SWG Or WeIdi

25、ng 6.注意：一般常用 濾片材質(zhì)(以HykrOliS為例)* BUlk GaS - PTFE* SPeCialty 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NiCkel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。IWlGN

26、2 in % ”2. 1. 10 其他：（1）氫氣：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，有髙低腳、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，鎖螺絲或牙條用。<符號認(rèn)識:>1AiRACTAftTrn Va LvTCWWtSIi利用 HtfrNifcis:.松Wns腫 RaraeVB5nw豺閨2AF4G'ELVA Lv

27、E爐閣fi出口 fiS-!M3B LL VA IArK (.WtSIl鼻基礎(chǔ)之 手®®»4其內(nèi)SBrt _球狀籍Wl4C B¾r VALVEtjjfc Kh用來£5止<2. IMj沖5円M4 NA L VA LVC fSJ)傘聞手盼杷手胎関 fMTM EMFS IsSKWM56NFILTER(JSdlIfr)可;Mtf SB中一歧世pfr子® 如Jc=IDtS曰管Rg肉舵 USfSr7Fijdwsd-CtR QStdIt惑蟲瞎用來營as中豹洗：大小之子或tias8Flow MFrER QJtJfcS+用京®測 ES中的

28、謔It大小之槻柑品÷zSS9©用未ESJEmB中之謔± -J2JMM. 3fcdt空線大J其它設(shè)矩Att逐)½½dEWrEo I-EVA u c#+®DSW匡½ Jfc之閏律.其冼:大小可 自由3BK.Mt5tMra11)(O R EdE CJrAZ t<CTtScJfcG SKETIteFfrSMfc j i± 口 S*tJ 8h12=PlyjiRfFl-ER 騎畏新FiyJ IPIHR°I4MEJM中13k!Rsgs Gw- 2E (E÷)傘 JX5I示 自 *fr½ E .

29、K-fti=J!E14PRG5513 -aH3Ou <>掃屋力GMttME相S+Z roOr卜沖2¾t翻禺閣示t2刑之用15工R*B3LTR團(tuán)呦用來SBaEmB中之輒Al壓力16LCCEU-子fi敕在蔽期瓠AfcNSfiS下口 T蜒畫S中兄否ii弼血17C=IYcu¼< cgncfcvigb¾ 8#)利用 心 KSlietrtiS中慈留旳妊* 舶予出1SPC TY RfiLCPVciLW (疔養(yǎng)以臺踰營SS中旳壓力超朗S3件彼能fiff後.BS中的輒僵掃由ttJSHfcfl19甲vL5aR*± EJHSIiK=EfllT>sTFp

30、vvi Fj 倩締 *4aftffKTlLHr U .¼E TF-SarriF-*-2. 2. 1 BULK GAS SPI 名詞：MAlN-主管SUB MAIN -副主管TAKE OFF VALVE 一次配與二次配連接的閥ISOLATlON VALVE 隔離閥BoTTOM VALVE 末端閥 1 SCOPESP1：為由氣體的起始流出點(diǎn)（GaS yard）至無塵室中的Take Off ValVe2管路形式BUIk GaS在SUb Fab中的供應(yīng)系統(tǒng)按其形狀可以分為 魚骨式和回路式兩 種。魚骨式：MAlN和SUb Main以魚骨的形狀分布M字mmrlrlfMTTTTTTTTT¾

31、;¾¾¾¾¾¾¾¾TELLLLrFT 丄軍TTTTTTTTT)H P >1回路式：MAIN和SIIb Main構(gòu)成回路形式-I p T T T T 一 TTTT rMyms 刁一 卜 U I - 卜這兩種BULK GAS的供應(yīng)形式各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，魚骨式成本比較低，但是由 于氣體在SUb Main但方向供應(yīng)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；回路式使用MAIM從兩端向SLB MAlN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 M

32、AlN的長度，成本比較高。實(shí)際上，不管魚骨式還是回路式，通過科學(xué)的計(jì)算，選擇適當(dāng)?shù)膲毫凸軓? 都可以滿足廠務(wù)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(yīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用位置T kp O-MAINsl*i IS1Botcr*選擇的依據(jù)：閥的類型：根據(jù)氣體的種類PUrge Port：根據(jù)管路焊接時Ar PUrge (防止管路部焊道氧化)的需求 *各位置閥的選擇ISOlatiOn ValVe (On Main /Submain)WeIding With 2 PUrge POrtBOttOm ValVe (On Main /Submain)Welding With 2

33、 PUrge POrtTake Off VaIVe3/4" , 15A Or Iarger Size： USe Welding With OUtlet PUrge POrt ValVe l2'r Or SmalIer size： USe inlet Welding OUtIet VCR(SWG) With NOPOrt VaIVeWe alse Can ChOOSe VCR(SWG) VaIVe as take Off Vale With no PUrge POrt following SUPPlying StatUS2. 2. 2 SPECIALTY GAS SPI名詞：G

34、C as Cabinet 氣瓶柜GR as RaCk 氣瓶架VMB-ValVe ManifOIei BoXVMP一ValVe ManifOlci PanelVDBValVe DiStribUtiOn BOXVDP-ValVeDiStribUtiOn Panel 1 SCOPE為由氣體的起始流出點(diǎn)(GC/R)至無塵室中的VMB/P 2氣體設(shè)備的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)流程介紹:1客戶提出需求2. 設(shè)計(jì)建議案提出：a) Key-POint IntrOdUCtiOnb) FlOW Sheet DraWingC) Material Q' ty LiSt3. 箱體，盤面發(fā)包組立：a) Material ChOS

35、enb) Panel LayOUt DraWingC) BOX StrUCt DraWing Gas Cabinet / GaS RaCk 設(shè)計(jì)：1. 功能設(shè)計(jì)可分為 單鋼/雙鋼(2 PrOCeSS ) /三鋼(2 PrOCeSS + 1 N2 )氣瓶柜的鋼瓶數(shù)設(shè)計(jì)可分為三種：分別為單鋼、雙鋼、三鋼。單鋼的設(shè)計(jì) 通常使用于研究機(jī)構(gòu)或?qū)嶒?yàn)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(diào)停機(jī)進(jìn)行鋼瓶之更換，其優(yōu)點(diǎn)節(jié)省空間、成本低、但需透過日常之管理與協(xié) 調(diào)以免中斷制程造成損失。雙鋼與三鋼常用于量產(chǎn)工廠，制程不允許停機(jī)情況， 當(dāng)一支鋼瓶使用完后，另一支鋼瓶Stand by會自動轉(zhuǎn)為供氣，此兩種形

36、式最大 的差別是在PUrge管路的純化氮?dú)馐且凿撈炕驈S務(wù)端供應(yīng)，當(dāng)PUrge用的PN2 統(tǒng)一由廠務(wù)端來供應(yīng)時，所有特殊氣體供應(yīng)系統(tǒng)不管是否相容，全部連接到同一 個供應(yīng)源，會有較高的風(fēng)險值；萬一中央供應(yīng)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(zhì)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(yīng)變方式。三鋼氣柜成本不會差很多安全性會是最好的，只要空間允許應(yīng)最優(yōu)先 選擇。2. 操作性設(shè)計(jì)：一般氣瓶柜都設(shè)計(jì)有兩個特殊氣體鋼瓶，需自動切換的功能以達(dá)到連續(xù)供 應(yīng)不斷氣的目的，氣態(tài)氣體通常以壓力感應(yīng)器來計(jì)算鋼瓶

37、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(dāng)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(guān)閉，測試是否有關(guān)緊，用真空產(chǎn)生器將特殊氣體抽出，再用 PN2來稀釋管壁的特殊氣體，重復(fù)執(zhí)行充吹的動作將管壁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來進(jìn)行保壓測試，測試鋼瓶接頭是否銜接良好，再利用PN2重 復(fù)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

38、的目的是要將PN2完全的清除讓供氣 的品質(zhì)更好，不會因更換鋼瓶而供應(yīng)品質(zhì)受到影響。(d)Hi PreSSUre Ieak test(髙壓測漏)通常髙壓燃燒性氣體會建議使用髙壓測漏，因?yàn)榻?jīng)過髙壓測漏更能確保 鋼瓶接頭銜接沒問題。一般鋼瓶更換時機(jī)大約是剩余10%的殘留量，但實(shí)際上應(yīng)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?yàn)椴糠痔厥鈿怏w會對鋼瓶造成為腐蝕，污染氣源。為到達(dá)上述1-4項(xiàng)的功能，其管件的設(shè)計(jì)就會比較復(fù)雜，建議顧客盡量使 用自動的供應(yīng)系統(tǒng)，若使用手動的方式進(jìn)行，人員操作需要非常的小心謹(jǐn)慎，只 要任何一項(xiàng)步驟有疏失極可能影響供應(yīng)的品質(zhì)，嚴(yán)重時

39、有可能造成人員傷亡。即 使是氣瓶架也應(yīng)該采用自動的供應(yīng)系統(tǒng)，雖然沒危險性，人員操作不當(dāng)極有可能 造成污染，畢竟要人員重復(fù)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(fēng)險等級也相對提髙。3. 氣瓶柜管路設(shè)計(jì)：認(rèn)識氣瓶柜盤面上的一些設(shè)計(jì)，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(jìn)行控制，不建議使用CDA,因GN2的供應(yīng)系統(tǒng) 比較穩(wěn)定，不會因停電或運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)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(guān)。2. 手動控制閥：主要用于第二到防護(hù)作為第二次確認(rèn)用，一般于供應(yīng)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GM2系統(tǒng)。4

40、調(diào)壓閥：用于調(diào)整供應(yīng)系統(tǒng)的供應(yīng)壓力。5. 壓力傳送器：是防護(hù)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(guān)閥件是否正常開關(guān)，同時亦可檢知鋼瓶的剩余量。6. 真空產(chǎn)生器：利用GM2快速流動產(chǎn)生吸力，將管路中的氣體抽出，以到達(dá)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，在岀端會裝比較細(xì)的 過濾器，有效過濾氣體中的粒子，過濾器較不易PUrge所以一般不建議裝在 常PUrge的管路中Q8. 過流量偵測器：對管路異常流量進(jìn)行偵測，若是操過設(shè)定值，即判斷管路上 可能大量泄漏，進(jìn)而關(guān)閉供應(yīng)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，

41、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(jī)無 法處理的情況發(fā)生。氣瓶柜在管路設(shè)計(jì)上應(yīng)該特別注意的事項(xiàng)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，即使各自獨(dú)立的供應(yīng)系統(tǒng)也嚴(yán)重禁止。3. 管路大小應(yīng)依實(shí)際制程所需的壓力流量來設(shè)計(jì)。4鋼瓶接頭型號應(yīng)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(diào)整的支撐架。6 閥件材質(zhì)應(yīng)依氣體特性來選擇。7.如有考慮擴(kuò)充性可在出口端加裝一個預(yù)留擴(kuò)充閥。4. 安全防護(hù)設(shè)施：氣瓶柜防護(hù)設(shè)計(jì)，包括外箱的防火與防爆設(shè)計(jì)、抽風(fēng)孔.火焰?zhèn)蓽y器、消防 灑水頭.毒氣偵測器.緊急遮斷開關(guān)、

42、過流量偵測器、溫度偵測器、煙霧偵測器、 V巳nt限流孔、遠(yuǎn)端遮斷等。其中消防灑水頭在氣瓶柜的溫度操過65GC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(qiáng)烈反映，建議不安裝消 防灑水頭。在氣體房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(zāi)，所 有系統(tǒng)應(yīng)該與中央監(jiān)控系統(tǒng)連線，并與廣播系統(tǒng)連線，一有警報立即疏散相關(guān)人 員，由廠區(qū)緊急應(yīng)變小組來進(jìn)行處理，以免發(fā)生危險。這些相關(guān)防護(hù)設(shè)備在規(guī)劃時應(yīng)特別考慮其擺放位置及其實(shí)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(shè)，避免氣體外泄人員無 法進(jìn)入關(guān)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

43、置架設(shè)，以利人員緊急處理時的識別，并規(guī)劃相關(guān)防護(hù)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(yīng)器，分別裝于廠區(qū)的三個角落，可避免當(dāng)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，通常會設(shè)定兩 個地震儀動作才會執(zhí)行此功能，且設(shè)定地震等級為五級。另一項(xiàng)比較特殊的就是緊急的廢氣處理設(shè)備適用于燃燒性氣體，一般時抽風(fēng) 量只有一半，當(dāng)特殊氣體外泄時，抽風(fēng)量會全數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)，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(shè)計(jì)，因?yàn)槠潴w積非常大。但因價格 昂貴目前尚未普及。5. 依氣體特性來設(shè)計(jì)

44、盤面功能:for example： SmiC fab2GAST)PeCYuNDER SIZESPECFlCATloNPRVHC22HP-FHP-NiAFLASEFSLCDPSDPGSPLLTEMP.UVlRAUTO SWITCHEMOESVFRE DAMPERSMOKE EMSOZ-PURGE DPS 2Cfe47LYNYX、YYYYVYYYY()ionYYYWA47LYNYNYYYYYYYYOPtionYYYSH447LYNYNNYNVYVYYYYOPtiMlYYYWFG47LYNY、NYYYYYYYYOptinaYYY安全功能：ShUt BOy鋼瓶閥，UV/IR火焰?zhèn)蓽y器,SPrinker

45、灑水頭，EMO緊急停氣按鈕,DPS/DPG泄漏偵測器GC FLOW SHEET DRAWING VMB/VMP的設(shè)計(jì)：VMB氣體種類配置的設(shè)計(jì)基本上有兩種方式：一種以供應(yīng)機(jī)臺為主，另一種 以氣體種類進(jìn)行分類，前者較少用也比較不好，雖然它有空間上的優(yōu)點(diǎn)，但不相 容氣體裝于同一個箱子萬一泄漏或人員誤動作極有可能激烈反應(yīng)嚴(yán)重甚至爆炸， 相對偵測器的點(diǎn)數(shù)會增加，造成成本的負(fù)擔(dān)，未來擴(kuò)充性也較差，后者的設(shè)計(jì)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(diǎn)少, 安全性髙,VMB設(shè)計(jì)及操作容易，擴(kuò)充性佳?；旧蟅MB與氣瓶柜的設(shè)計(jì)是小異的，只要?dú)馄抗裼械墓δ茉赩MB亦可以做, 但由于

46、經(jīng)費(fèi)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。一般旳B不常會去操作或動到所以發(fā)生泄漏的機(jī)率比較低，設(shè)計(jì)一般以節(jié) 省成本為主。VMB 般是以業(yè)主實(shí)際上的需求來設(shè)計(jì)2、3、4、5或其他點(diǎn)數(shù)的數(shù)目，同時供 應(yīng)數(shù)臺機(jī)臺，亦可加調(diào)壓閥做二次調(diào)壓讓壓力更加的穩(wěn)定，設(shè)定上下警報訊號做 更有效的供應(yīng)控制。* FUnCtiOn & Future：12 StiCkS IOStiCkS PrOCeSS LineS - for CUStOmer2. 依操作方式可分為“自動”及“手動”3. With 1 Pn2 PUrge Iine and 1 VaCUUm Iine 來潔凈管路及相關(guān)

47、閥件(VaCUUm Iine可省略而經(jīng)由機(jī)臺PUnIP來抽氣)4. 依制程需求可再次調(diào)壓5. Main Iine擴(kuò)充閥/ StiCk擴(kuò)充閥，視需求可供未來擴(kuò)充6. VMB之電控箱藉由GlS集中控制，并與廠務(wù)中控系統(tǒng)銜接*VMBVMP 之 Safety :1. 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(diǎn)及焊道均在箱可經(jīng)由DdnIPCr抽風(fēng)功能來減少氣體外漏之危險3. VMB for FlanimabIe Or IyrOPhOriC gases has Uv DCteCtOr (OPtiOn)4. LOCal ShUt D

48、OWn BUttOn (for VMB)5. 防爆鋼絲玻璃6 配置門鎖以防不當(dāng)操作2.3 二次配管（SPII / HookUP） 1 SCOPE為由Take Off ValVe或VMB/VMP開始至生產(chǎn)機(jī)臺設(shè)備處為止（HOOkUP） 2Hookup配管之設(shè)計(jì)：1、類型：1）草圖：依業(yè)主提供之基本資料（廠務(wù)需求單，機(jī)臺、VMBP. TAKE-OFF. LAYOUT圖面等），簡單繪制之圖面。2）施工圖：依據(jù)草圖協(xié)調(diào)HoOkUP事宜，經(jīng)確認(rèn)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(fù)責(zé)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：

49、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(wù)工程師協(xié)調(diào)后，再進(jìn)行底圖之分割及最后之圖檔管理。2）工作進(jìn)行中：a）以業(yè)主提供之HookUP圖面及資料，進(jìn)行統(tǒng)合及繪制草圖的工作。原 則上草圖的統(tǒng)合，是由現(xiàn)場負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)一包括資料匯整、位置及水、 氣、化.電的點(diǎn)數(shù)確認(rèn)，手繪草圖的工作等等。再與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行 實(shí)際的電腦繪圖工作。b）電腦繪圖完成之草圖，經(jīng)現(xiàn)場負(fù)責(zé)人確認(rèn)后，交予客戶相關(guān)之設(shè)備 及廠務(wù)工程師。協(xié)調(diào)相關(guān)之廠商負(fù)責(zé)人及客戶相關(guān)之設(shè)備或廠務(wù)工 程師，至現(xiàn)場實(shí)際套圖。為求圖面準(zhǔn)確性髙，則希望業(yè)主提供做

50、為 參考之圖面及資料能愈詳細(xì)愈好，以做為最后確認(rèn)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(jìn)行修改以利完成工作任 務(wù)。C）協(xié)前、修改后經(jīng)業(yè)主相關(guān)設(shè)備或廠務(wù)工程師確認(rèn)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(fù)責(zé)人與設(shè)計(jì)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(shè)備之需求視現(xiàn)場實(shí)際需要而調(diào)配。例如人員工作量 之負(fù)荷，是否進(jìn)駐現(xiàn)場，上下班情況等等，皆須配合業(yè)主之要求及預(yù)定SChedUle 之時程。一切以正確完成工作為原

51、則。客戶所需提供之圖面及資料（以下為參考資料，實(shí)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、CHEMlCAL： TEE-BOX, V-BOX LAYOUT4、WATER DP LAYOUT5、EXHAUST LAYOUT6、ELECTRlC POWER DlSTRIBUTlON LAYOUT二、DATA：1、EQLlIPMENT DETAIL LlST （機(jī)臺設(shè)備詳細(xì)資料）（1）LD NUMBER（2）TOOL NllMBER（3）INLET POINT, SIZE, FLOW, PRESSURE2

52、、各機(jī)臺使用之BULK GAS TAKE-OFF點(diǎn)3、各機(jī)臺使用之VMB/P三.S. G氣體使用區(qū)域:危害性使用區(qū)域GaS TyPe氧化性易燃性毒性腐蝕性CVDPVDDIFFIMPETCHPHOTONF3VVVVVVC12VVHBrVVVSiF4VVVF2Kr7NeVVF2ArNeVVC5F8VVBC13VVVNOVVVVWF6VVV氣懐餅危害性使用區(qū)域GaS TyPe氧化性易燃性話性性窒息性CVDPVDDlFFIMPETCHPHOTOCH2F2VVVCH3FVVVCOVVVC4F6VVV四.B. G使用區(qū)域:CDA：T/FPHOTODlFFETCHCMPIMPGN2；T/FDlFFETCHC

53、MPIMPLABPN2：T/FPHOTODlFFETCHCMPIMPHPCDA：PHOTO五.S. G適用機(jī)臺及制程:氣體種類適用機(jī)臺及制程5%H2HEF2/KR/NEKR/NEMT ENDLlR-SEED LAYER (CU) (SPUTTER) SCANNERRH202mt ENDUR-splitterC02NOVELLUS VECTOR-CU; DNS FC3000 WET BENCH-ST CLEAN、 B CLEAN； DNS SCRUBBER-WAFER SCRUBBER. WAFER RECYCLEH2/CL2/HBRSIH4/WF6KE (Z-IIi)-START OXIDE； TEL ALPHA 303I-GATE OXIDE、 PDS