半導(dǎo)體廠GAS系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

1、 GAS系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 概述HOOK-UP專業(yè)認(rèn)知一、 廠務(wù)系統(tǒng)HOOK UP定義HOOK UP 乃是藉由連接以傳輸U(kuò)TILITIES使機(jī)臺(tái)達(dá)到預(yù)期的功能。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UTILITIES連接點(diǎn)( PORT OR STICK),藉由管路及電纜線連接至機(jī)臺(tái)及其附屬設(shè)備( SUBUNITS)。機(jī)臺(tái)使用這些 UTILITIES,達(dá)成其所被付予的制程需求并將機(jī)臺(tái)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)。HOOK UP 項(xiàng)目主要包括CAD，MOVE

2、IN ，CORE DRILL，SEISMIC ，VACUU，GAS，CHEMICAL，D.I ,PCW,CW,EXHAUST,ELECTRIC, DRAIN.二、 GAS HOOK-UP專業(yè)知識(shí)的基本認(rèn)識(shí)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（Main Piping）至次主管線（Sub-Main Piping）之Take Off點(diǎn)稱為一次配（SP1 Hook-up），自Take Off出口點(diǎn)至機(jī)臺(tái)（Tool）或設(shè)備（Equipment）的入口點(diǎn)，謂之二次

3、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(diǎn)至VMB（Valve Mainfold Box.多功能閥箱）或VMP（Valve Mainfold Panel多功能閥盤(pán)）之一次測(cè)（Primary）入口點(diǎn)，稱為一次配（SP1 Hook-up），由VMB或VMP Stick之二次側(cè)（Secondary）出口點(diǎn)至機(jī)臺(tái)入口點(diǎn)謂之二次配（SP2 Hook-up）。GAS簡(jiǎn)單知識(shí)基本掌握第一章 氣體概述由于制程上的需要，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(lái)區(qū)分，

4、可分為一般氣體（BULK GAS）與特殊氣體（SPECIALTY 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(huì)對(duì)人體造成生命威脅的氣體，如SiH4、NF3等1.1 Bulk 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(lái)源取之于大氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后除濕，再經(jīng)過(guò)濾器或活性炭吸附去除粉塵及炭氫化合物以供給無(wú)塵室CDA/IA (

5、Clean Dry Air)。GN2 (Nitrogen)：利用壓縮機(jī)壓縮冷卻氣體成液態(tài)氣體，經(jīng)過(guò)觸媒轉(zhuǎn)化器，將CO反應(yīng)成CO2，將H2反應(yīng)成H2O，再由分子篩吸附CO2、H2O，再經(jīng)分溜分離O2 & CnHm。N2=-195.6，O2=-183。PN2 (Nitrogen)：將GN2經(jīng)由純化器(Purifier)純化處理，產(chǎn)生高純度的氮?dú)狻Ｒ话阋簯B(tài)氮?dú)饧兌燃s為99.9999，含小數(shù)點(diǎn)后共6個(gè)9。經(jīng)純化器純化過(guò)的氮?dú)饧兌燃s為99.9999999，含小數(shù)點(diǎn)后共9個(gè)9。PO2 (Oxygen)：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、CnHm

6、。另外可由水電解方式解離H2 O2，產(chǎn)品液化后易于運(yùn)送儲(chǔ)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以上純度之氬氣，因氬氣在空氣中含量?jī)H0.93，生產(chǎn)成本相對(duì)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 O2，制程廉價(jià)但危險(xiǎn)性高易觸發(fā)爆炸，液化后易于運(yùn)送儲(chǔ)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(guó)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。Helium=-268.9，Methane=-161.4。2大宗氣體在半導(dǎo)體廠的

7、用途： CDA： CDA主要供給FAB內(nèi)氣動(dòng)設(shè)備動(dòng)力氣源及吹凈(purge)，Local Scrubber助燃。IA主要供給廠務(wù)系統(tǒng)氣動(dòng)設(shè)備動(dòng)力氣源及吹凈。 N2： 主要供給部分氣動(dòng)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(lái)源。 O2： 供給ETCH制程氧化劑所需及CPCVD制程中供給氧化制程用，供給O3 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：

8、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:-OOO-He-OOO-OH2-O-Ar-OOO2-OON2O-CDACompressorBundleTrailer Container Storage tank Produced on-siteGAS TYPEBulk Gas Supply System before Fab Bulk Gas Supply System in Fab 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(shí)，仍然要注意安全。GN2、PN2、PAr、PH

9、e具有窒息性的危險(xiǎn)，這些氣體無(wú)臭、無(wú)色、無(wú)味，如大量泄出而相對(duì)致空氣中含氧量（一般為21）減少至16以下時(shí)，即有頭痛與惡心現(xiàn)象。當(dāng)氧氣含量少至10時(shí)，將使人陷入意識(shí)不清狀態(tài)，6以下瞬間昏倒，無(wú)法呼吸，6分鐘以內(nèi)即死亡。PH2因泄漏或混入時(shí)，其本身之濃度只要在H2之爆炸范圍(4%75%)內(nèi)（如對(duì)空氣），只要一有火源，此氣體乃會(huì)因相混而燃燒。PO2會(huì)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。1.2 特殊氣體特性及系統(tǒng)簡(jiǎn)介 半導(dǎo)體廠所使用的特殊氣體種類繁多，約有四五十種，依危險(xiǎn)性可區(qū)分為以下數(shù)類：*

10、易燃性氣體 Flammable 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 Gas1. 特殊氣體特性簡(jiǎn)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 CO, NO,CLF3,. * 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(xiǎn)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

11、管內(nèi)的溫度升高以使其氣化,才能充分供應(yīng)氣體 , 如 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%6%以下時(shí),便會(huì)影響人體,甚至死亡 , 如 SF6 , C4F8 , N2O , .2. 供應(yīng)系統(tǒng)簡(jiǎn)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(yīng)系統(tǒng)* Y-Cylinder , Bundle 集束鋼瓶 * Trailer 槽車* VDB 主閥箱 / VDP 主閥盤(pán) （Valve Dist

12、ribution Box/Panel）* VMB 閥箱 / VMP 閥盤(pán) (Valve Manifold Box/Panel)Specialty Gas Supply SystemSpecialty Gas Supply System- Equipment in every floor 我們不排除這些氣體會(huì)對(duì)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（SP1）及二次配管（SP2，又稱Hookup）。 SP1：為由氣體的起始流出點(diǎn)（Gas yard/Gas cabin

13、et）至無(wú)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(kāi)始至生產(chǎn)機(jī)臺(tái)設(shè)備處為止（Hookup）。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 Material 介紹 了解半導(dǎo)體氣體工程的配管，和管路設(shè)計(jì)，必須先了解材料（Material）2.1.1 材料區(qū)分：1. TUBE & PIPE（管件）2. FITTIN

14、GS（配件）3. VALVE（閥件）4. REGULATOR（調(diào)壓閥）5. CHECK VALVE（逆止閥）6. FILTER（過(guò)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(jí) AP / BA / EP / V+V / .業(yè)主需求及預(yù)算*有無(wú)指定廠牌或規(guī)格依機(jī)臺(tái)所需用量及本身接點(diǎn)選定料件尺寸 * 影響材料使用的尺寸 ¼” / ¾” / 15A / .依機(jī)臺(tái)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(pán)面組裝選擇料件接頭型式 * VCR / SWG / Weld

15、ing / Flange.2.1.3 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(zhì): SS304 /SS304L & SS316 / SS316L & VIM+VAR & HC-223.表面處理等級(jí) : BA Bright Anneal 表面研磨 EP Electro Polish 表面研磨 + 電解研磨4.等級(jí): * Bulk Gas 一般使用 316

16、L BA 或 316L EP 等級(jí) * 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 + Warm Cover2.1.4 FITTINGS 配件：1.材質(zhì)同管件2.常用種類 : a.Nut + Gland + Gasket b.Elbow,Tee,Reducer c.Cap,Plug d.Connector e.others3.型式及規(guī)格 : 一般可分為 VCR / SWG / WELDING

17、/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 SCM (micro) or 長(zhǎng)接頭 SCL (long) & SCF (以Kitz作說(shuō)明):Product Name Size Size for other side Type Specification Material SCM 4 0 E EP LE SCM：表示BANKEN公司對(duì)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

18、。LE：表示此料件為VIM+VAR等級(jí)的EP4.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(shí)所見(jiàn)之焊接型式，Union型為對(duì)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(pán)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 1/4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(zhì)，C

19、O對(duì)Ni具侵蝕性* CO & O3 Gasket must be SUS.。2.1.5 VALVE 閥件：1.材質(zhì)同管件2.常用種類 : * 手動(dòng)閥 ( Manual Valve ) a.Ball Valve 球閥 b.Bellows Valve 波紋管閥 c.Diaphragm Valve 膜片閥*氣動(dòng)閥 ( Air Valve ) *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(guò)之最小壓力。通常選用3 psig以下之型式。NH3必需使用特殊之Check Valv

20、e， * NH3 Check valve 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(chǎng)所不同來(lái)選擇 * 兩通閥 / 三通閥 / 四通閥 / . : 依需求來(lái)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 , Kel-F81 * N2O Seat material must be Vespel.3.常用種類 : * 高壓 / 低壓 / 一般壓力 * 2P 無(wú)表頭 /

21、3P or 4P 單表頭 或雙表頭 * VCR / SWG / Flange 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 316L BA 或 316L EP 等級(jí) / VCR 或SWG 1/4” - R25 系列 3/8” - R35 系列 1/2” - RH1 系列 * Specialty Gas : 毒性 / 易燃性 / 惰性 氣體 316L EP - L25 or R25 系列 腐蝕性 氣體 VIM + VAR - L25SVA 系列 低壓性氣體 需選擇可調(diào)負(fù)壓的

22、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 , C122 * Pressure Switch ( PS ) 壓力開(kāi)關(guān) , 指針式 , 帶傳輸線 ,IPS 122 * Digital Pressure Gauge ( PID ) 電子式壓力表頭* Pressure Transducer ( PT ) 壓力傳送器2. 使用于: 盤(pán)面 及 管路上3. 壓力范圍大致可分為 : * 高壓 (03000 psi

23、) * 低壓 (-30”Hg030 psi) (-30”Hg0160 psi) 4. 常用電源 : 24V DC , 420 mA DC2.1.8 FILTER 過(guò)濾器：1. 功能: 過(guò)濾氣體中的微粒子 ( Particle )2. 過(guò)濾等級(jí)選擇 , 即濾徑尺寸(particle size) , 可分為: * 0.01um / 0.03um / 0.003um3. 中心濾片 (Medium) 材質(zhì): PTFE / SS316L / NI * CO 濾片材質(zhì)為 PTFE4. 流量考量 (flow rate) : 分 一般流量 及 大流量 30 slpm / 100 slpm / 300 slpm

24、 / 1500 slpm.5. Connecting type: VCR or SWG or Welding 6.注意: 一般常用 濾片材質(zhì) (以 Mykrolis 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> 10.86.2> 10.8抓取率好很好很好Nickel (Ni)很差好很好SS316L (M)N/A不好好PTFE (F)抗腐蝕效果防漏性 過(guò)濾效果2.1.9 VACUUM GENERATOR 真空產(chǎn)生器： 裝

25、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。Vent out 1/2”GN2 in ¼” 2.1.10其他：（1）氬氣：純度99.999以上，每個(gè)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。&

26、lt; 符號(hào)認(rèn)識(shí) : >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(diǎn)（Gas yard）至無(wú)塵室中的Take off Valve·2 管路形式Bulk Gas在Sub Fab中的供應(yīng)系統(tǒng)按其形狀可以分為 魚(yú)骨式和回路式兩種。魚(yú)骨式：MAIN 和Sub Main 以魚(yú)骨的形狀分布 回路式：MAIN 和Sub Main構(gòu)成回路形

27、式 這兩種BULK GAS的供應(yīng)形式各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，魚(yú)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(zhǎng)，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MAIN從兩端向SUB MAIN 供氣的方式，很大程度上降低了壓降帶來(lái)的不良影響，但是由于延長(zhǎng)了MAIN的長(zhǎng)度，成本比較高。 實(shí)際上，不管魚(yú)骨式還是回路式，通過(guò)科學(xué)的計(jì)算，選擇適當(dāng)?shù)膲毫凸軓剑伎梢詽M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 *選擇的依據(jù)：閥的類型：根據(jù)氣體的種類Purge Port：

28、根據(jù)管路焊接時(shí)Ar Purge（防止管路內(nèi)部焊道氧化）的需求 *各位置閥的選擇Isolation Valve (On Main /Submain) Welding with 2 purge portBottom Valve (On Main /Submain)Welding with 2 purge portTake off Valve 3/4" ,15A or larger Size: use welding with outlet purge port valve 1/2" or smaller size: use inlet welding outlet VCR(SW

29、G) with No port valve We alse can choose VCR(SWG) valve as take off vale with no purge port following supplying status2.2.2 SPECIALTY GAS SPI名詞：GCGas Cabinet 氣瓶柜GRGas Rack 氣瓶架VMBValve Manifold Box VMPValve Manifold PanelVDBValve Distribution BoxVDPValve Distribution Panel·1 SCOPE為由氣體的起始流出點(diǎn)（GC/R

30、）至無(wú)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 Introduction b) Flow Sheet Drawing c) Material Qty List3.箱體,盤(pán)面發(fā)包組立: a) Material Chosen b) Panel Layout Drawing c) 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 )氣瓶柜內(nèi)的鋼瓶數(shù)設(shè)計(jì)可分為

31、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(chǎng)可隨時(shí)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(guò)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(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)為供氣，此兩種形式最大的差別是在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(lái)供應(yīng)時(shí)，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(gè)供應(yīng)源，會(huì)有較高的風(fēng)險(xiǎn)值；萬(wàn)一中央供應(yīng)系統(tǒng)的PN2中斷，警報(bào)系統(tǒng)又損壞，恰巧兩種不相容的氣體同時(shí)使用purge，此時(shí)極有可能

32、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(lái)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(huì)差很多安全性會(huì)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(gè)特殊氣體鋼瓶，需自動(dòng)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(lái)計(jì)算鋼瓶的剩余量，若是液態(tài)蒸氣壓氣體則以電子磅秤來(lái)偵測(cè)剩余量，當(dāng)一瓶用完時(shí)會(huì)切換到另一瓶。操作上一般可分為全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)三種方式通常換鋼瓶時(shí)會(huì)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(cè)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(lái)稀釋管壁內(nèi)的特殊氣體，重

33、復(fù)執(zhí)行充吹的動(dòng)作將管壁內(nèi)的特殊氣體稀釋干凈，此時(shí)即可更換鋼瓶。(b)Post-purge(換鋼瓶后) 通常以PN2來(lái)進(jìn)行保壓測(cè)試，測(cè)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(dòng)作來(lái)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(lái)Purge管壁，主要的目的是要將PN2完全的清除讓供氣的品質(zhì)更好，不會(huì)因更換鋼瓶而供應(yīng)品質(zhì)受到影響。(d)Hi pressure leak test(高壓測(cè)漏) 通常高壓燃燒性氣體會(huì)建議使用高壓測(cè)漏，因?yàn)榻?jīng)過(guò)高壓測(cè)漏更能確保鋼瓶接頭銜接沒(méi)問(wèn)題。一般鋼瓶更換時(shí)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(lái)決定，這樣才會(huì)得到最

34、佳的更換時(shí)間。再者，鋼瓶都有使用期限，操過(guò)使用期限因?yàn)椴糠痔厥鈿怏w會(huì)對(duì)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(huì)比較復(fù)雜，建議顧客盡量使用自動(dòng)的供應(yīng)系統(tǒng)，若使用手動(dòng)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(shí)有可能造成人員傷亡。即使是氣瓶架也應(yīng)該采用自動(dòng)的供應(yīng)系統(tǒng)，雖然沒(méi)危險(xiǎn)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(dòng)作可能幾十次，不但需要耗很多的時(shí)間，人員也要集中很多精神來(lái)執(zhí)行，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)也相對(duì)提高。3. 氣瓶柜管路設(shè)計(jì)：認(rèn)識(shí)氣瓶柜盤(pán)面上的一些設(shè)計(jì)，以下逐一介紹盤(pán)面上重要主件：1. 氣動(dòng)閥氣源：一般以GN2來(lái)進(jìn)行控制

35、，不建議使用CDA，因GN2的供應(yīng)系統(tǒng)比較穩(wěn)定，不會(huì)因停電或運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備故障而中斷，此氣源是用于自動(dòng)或半自動(dòng)的氣動(dòng)閥件開(kāi)關(guān)。2. 手動(dòng)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GN2系統(tǒng)。4. 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(guò)它我們可以判斷管路是否泄漏，相關(guān)閥件是否正常開(kāi)關(guān)，同時(shí)亦可檢知鋼瓶的剩余量。6. 真空產(chǎn)生器：利用GN2快速流動(dòng)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(guò)濾器：一般在鋼瓶出口端會(huì)裝比較粗的過(guò)濾器，在出端會(huì)裝比較細(xì)的過(guò)濾器，有

36、效過(guò)濾氣體中的粒子，過(guò)濾器較不易purge所以一般不建議裝在常purge的管路中。8. 過(guò)流量偵測(cè)器：對(duì)管路異常流量進(jìn)行偵測(cè)，若是操過(guò)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(jiǎn)易又有效的過(guò)流量控制裝置，用以限制大量氣體流過(guò)，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(wú)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(gè)氣瓶柜內(nèi)，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(lái)設(shè)計(jì)。4. 鋼瓶接頭型號(hào)應(yīng)事先由業(yè)主告

37、知我們以免有接頭無(wú)法接上的問(wèn)題。5. 小鋼瓶會(huì)使用可調(diào)整的支撐架。6. 閥件材質(zhì)應(yīng)依氣體特性來(lái)選擇。7. 如有考慮擴(kuò)充性可在出口端加裝一個(gè)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(cè)器、消防灑水頭、毒氣偵測(cè)器、緊急遮斷開(kāi)關(guān)、過(guò)流量偵測(cè)器、溫度偵測(cè)器、煙霧偵測(cè)器、vent限流孔、遠(yuǎn)端遮斷等。其中消防灑水頭在氣瓶柜內(nèi)的溫度操過(guò)65時(shí)，玻璃會(huì)自動(dòng)破裂灑水，但要注意有些腐蝕性氣體會(huì)與水產(chǎn)生強(qiáng)烈反映，建議不安裝消防灑水頭。在氣體房?jī)?nèi)也需裝煙霧偵測(cè)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(bào)立即疏散相關(guān)人員

38、，由廠區(qū)緊急應(yīng)變小組來(lái)進(jìn)行處理，以免發(fā)生危險(xiǎn)。這些相關(guān)防護(hù)設(shè)備在規(guī)劃時(shí)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(wú)法進(jìn)入關(guān)閉源頭的鋼瓶；此外警報(bào)警示燈與警報(bào)聲響亦需在氣體房外面明顯的位置架設(shè)，以利人員緊急處理時(shí)的識(shí)別，并規(guī)劃相關(guān)防護(hù)器具，如更換鋼瓶時(shí)所使用的空氣面罩。為防止地震會(huì)在氣瓶柜的底部打上膨脹螺絲固定，使其在地震時(shí)不至于位移，地震儀的安裝通常有三個(gè)感應(yīng)器，分別裝于廠區(qū)的三個(gè)角落，可避免當(dāng)有外力的干擾時(shí)(如施工)即造成誤動(dòng)作，一般執(zhí)行地震切斷系統(tǒng)功能，通常會(huì)設(shè)定兩個(gè)地震儀動(dòng)作才會(huì)執(zhí)行此功能，且設(shè)定地震等級(jí)為五級(jí)。另一項(xiàng)比

39、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(shí)抽風(fēng)量只有一半，當(dāng)特殊氣體外泄時(shí)，抽風(fēng)量會(huì)全數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)，需與偵測(cè)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(jià)格昂貴目前尚未普及。5. 依 氣體特性 來(lái)設(shè)計(jì)盤(pán)面功能 : for example: smic fab2 安全功能 : Shut Boy 鋼瓶閥 , UV/IR 火焰?zhèn)蓽y(cè)器 , Sprinker 灑水頭 , EMO 緊急停氣按鈕 , DPS/DPG 泄漏偵測(cè)器43/43/GC FLOW SHEET DRAWING VMB/VMP 的設(shè)計(jì)：VMB內(nèi)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(tái)為主，

40、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(gè)箱子內(nèi)萬(wàn)一泄漏或人員誤動(dòng)作極有可能激烈反應(yīng)嚴(yán)重甚至爆炸，相對(duì)偵測(cè)器的點(diǎn)數(shù)會(huì)增加，造成成本的負(fù)擔(dān)，未來(lái)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(wú)法集中，操作可能比較不方便，但氣體偵測(cè)點(diǎn)少，安全性高，VMB設(shè)計(jì)及操作容易，擴(kuò)充性佳。基本上VMB與氣瓶柜的設(shè)計(jì)是大同小異的，只要?dú)馄抗裼械墓δ茉赩MB亦可以做，但由于經(jīng)費(fèi)的問(wèn)題一般功能不會(huì)做那么好，以手動(dòng)為主加一個(gè)氣動(dòng)閥可做緊急遮斷用。一般VMB不常會(huì)去操作或動(dòng)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一般是以業(yè)主實(shí)際上的需求來(lái)設(shè)計(jì)2

41、、3、4、5或其他點(diǎn)數(shù)的數(shù)目，同時(shí)供應(yīng)數(shù)臺(tái)機(jī)臺(tái)，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(bào)訊號(hào)做更有效的供應(yīng)控制。* Function & Future: 1.2 sticks 10sticks Process Lines for customer2.依操作方式可分為 “ 自動(dòng)” 及“手動(dòng)”3.With 1 Pn2 purge line and 1 vacuum line來(lái)潔凈管路及相關(guān)閥件( vacuum line 可省略而經(jīng)由機(jī)臺(tái)pump來(lái)抽氣)4.依制程需求可再次調(diào)壓 5.Main line 擴(kuò)充閥 / Stick擴(kuò)充閥 , 視需求可供未來(lái)擴(kuò)充6.VMB之電控箱藉由GI

42、S集中控制,并與廠務(wù)中控系統(tǒng)銜接*VMB/VMP 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(dòng)切斷氣源2.所有閥件接點(diǎn)及焊道均在箱內(nèi),可經(jīng)由 Damper 抽風(fēng)功能來(lái)減少氣體外漏之危險(xiǎn)3VMB for Flammable or Pyrophoric gases has UV Detector (option)4.Local Shut Down Button (for VMB)5.防爆鋼絲玻璃6.配置門(mén)鎖以防不當(dāng)操作l2.3 二次配管（SPII / Hookup）·1 SCOPE為由Take off Valv

43、e 或 VMB/VMP開(kāi)始至生產(chǎn)機(jī)臺(tái)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(tái)、VMB/P、TAKE-OFF、LAYOUT圖面等），簡(jiǎn)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(wú)誤后繪制而成。發(fā)至現(xiàn)場(chǎng)施工小組，即可依圖施工。3) 竣工圖：施工完畢，現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人會(huì)將現(xiàn)場(chǎng)施工圖面收回。依現(xiàn)場(chǎng)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(duì)繪圖而言，底圖是重要且必需的參考依 據(jù)，同時(shí)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

44、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(chǎng)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)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(chǎng)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(chǎng)實(shí)際套圖。為求圖面準(zhǔn)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(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(shí)，立即進(jìn)行修改以利完成工作任務(wù)。c) 協(xié)調(diào)、修改后經(jīng)業(yè)主相關(guān)設(shè)備

45、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(chǎng)施工。3) 后期工作：a) 現(xiàn)場(chǎng)施工小組依圖面施工，施工路徑與施工圖有異時(shí)，施工小組將在圖面上作修正。完工后，依現(xiàn)場(chǎng)施工小組修正之圖面，繪制竣工圖。b) 現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人與設(shè)計(jì)人員依竣工圖至現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)，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(chǎng)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(chǎng)，上下班情況等等，皆須配合業(yè)主之要求及預(yù)定Schedule之時(shí)程。一切以正確完成工作為原則。 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）一、 圖面：1、 客戶廠區(qū)LAYOUT（最好各樓層皆有）2、 GAS：TAKE-OFF，DP

46、，VMB/P LAYOUT3、 CHEMICAL：TEE-BOX，V-BOX LAYOUT4、 WATER DP LAYOUT5、 EXHAUST LAYOUT6、 ELECTRIC POWER DISTRIBUTION LAYOUT二、 DATA：1、 EQUIPMENT DETAIL LIST（機(jī)臺(tái)設(shè)備詳細(xì)資料） （1）I.D NUMBER （2）TOOL NUMBER （3）INLET POINT，SIZE，F(xiàn)LOW，PRESSURE2、 各機(jī)臺(tái)使用之 BULK GAS TAKE-OFF 點(diǎn)3、 各機(jī)臺(tái)使用之 VMB/P三SG氣體使用區(qū)域：四BG使用區(qū)域：CDA： T/F PHOTO D

47、IFF ETCH CMP IMPGN2； T/F DIFF ETCH CMP IMP LAB PN2： T/F PHOTO DIFF ETCH CMP IMP HPCDA： PHOTO 五SG適用機(jī)臺(tái)及制程：氣體種類適用機(jī)臺(tái)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、B CLEAN；DNS SCRUBBER-WAFER SCRUBBER、WAFER RECY

48、CLEH2/CL2/HBRSIH4/WF6KE (Z-III)-START OXIDE；TEL ALPHA 3031-GATE OXIDE、PAD/SAC OXIDE；AMAT ECP(CU)-CU ECP；NOVELLUS ALTUS-W PLUG DEP；AMT RTP-RTA(IMP)HE/SF6/NF3CF4/SF6/HCLAMT PRODUCER-NOSI、PESN(COSIX、CU)、BD(CU)、BP TEOS、PE TEOS、PEOX；AMT RTP-RTA(CVD)、RTA(IMP)；AMT ENDURA-METAL SPUTTER(CVD/TIN)；TEL ALPHA 30

49、31-LP TEOSN2OPH3/HEDCSAMT PRODUCER；AMT RTP；TEL ALPHA 3031-LP NITRIDE、GATE OXIDE；NOVELLUS VECTOR-SIC(CU)、FSG(CU)NO/SIH4CL2TEL ALPHA 3031-GATE OXIDEO2/DCS/NF3HBRKE Z(III)-FLOW/REFLOW、POLY CURING、PAD/SAC OXIDE、START OXIDE；TEL ALPHA 3031-GATE OXIDE；DNS FC3000-B CLEAN、STD CLEAN；NOVELLUS VECTOR-PEFSG、FSG(

50、CU)、SIC(CU)、PEOX/PESN；AMT RTP-RTA(IMP)現(xiàn)場(chǎng)配管施工一、 概說(shuō)：1、 Hook up配管的范圍：1-1、 Bulk gas：由Take off valve至機(jī)臺(tái)點(diǎn)。1-2、 Specialty gas：由VMB/P各stick出口端至機(jī)臺(tái)點(diǎn)。1-3、 Hook up配管常用的材料：1-4、1-5、 tube and fitting：一般常用尺寸為：1/4、3/8、1/2、3/4，常用材質(zhì)為：AP、BA、EP。1-6、 DP盤(pán)（distribution panel）：一般常用尺寸為：1/4、3/81/2、3/4；組合閥件常見(jiàn)有：手動(dòng)閥、調(diào)壓閥（regulato

51、r）；接頭形式有：VCR、swagelok、welding。2、 確定機(jī)臺(tái)需求：設(shè)計(jì)人員依業(yè)主提供之機(jī)臺(tái)需求單，包含機(jī)臺(tái)名稱、位置、氣體需求數(shù)據(jù)、氣源點(diǎn)（take off valve及VMB/P）編號(hào)，繪制草圖。3、 核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)及機(jī)臺(tái)：3-1、 將legend圖與現(xiàn)場(chǎng)狀況核對(duì)，如氣源點(diǎn)、管路路徑、上洞點(diǎn)、盤(pán)面、門(mén)型架、地板開(kāi)孔及附屬機(jī)臺(tái)位置等。3-2、 待機(jī)臺(tái)定位后，需再確認(rèn)上述2-1項(xiàng)、機(jī)臺(tái)位置、門(mén)型架高度，及機(jī)臺(tái)上各接點(diǎn)氣體名稱、接頭尺寸、點(diǎn)數(shù)等（在某些設(shè)備工程師為新進(jìn)人員或機(jī)臺(tái)為首次使用的情況下，經(jīng)常無(wú)法提供完整的機(jī)臺(tái)需求）。4、 討論事項(xiàng)：管路在氣源點(diǎn)與機(jī)臺(tái)間是否安裝盤(pán)面、相同氣體之各接

52、點(diǎn)（或pump）是否共享盤(pán)面、盤(pán)面高度及如何固定等問(wèn)題，均需與業(yè)主事前充分討論，以免完工后再次修改。5、 確認(rèn)legend圖及l(fā)ayout圖：將定稿之legend圖及l(fā)ayout圖，交業(yè)主審核無(wú)誤（或修改）后，再交工程人員備料施工。6、 繪制竣工圖：現(xiàn)場(chǎng)完工后，設(shè)計(jì)人員需再次核對(duì)legend圖及l(fā)ayout圖與現(xiàn)場(chǎng)狀況是否相符，修正后繪制竣工圖一份送交業(yè)主、一份存查。7、 HOOK UP 配管施工 8、 確認(rèn)legend圖：自設(shè)計(jì)人員處取得legend圖，至現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)圖內(nèi)各項(xiàng)資料是否相符，如氣源點(diǎn)、管路路徑、上洞點(diǎn)等。9、 備料：依legend圖計(jì)算所需材料，備妥待用。9-1、 施工：9-2、