大宗氣體及特殊氣體

1、GAS統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)概述HOOK-U專業(yè)認(rèn)知一、廠務(wù)系統(tǒng)HOOK U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 (女口水，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)。 HOOKUP 項(xiàng)目主要包 括：CAD MOV

2、IN , CORDRILL, SEISMIC , VACUU,MGAS CHEMICAL , D.I ,PCW,CW,EXHAUST,ELECTRIC, DRAIN.GAS HOOK-U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(Equi

3、pment)的入口點(diǎn)，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( GasCabinet )。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)之一次測(cè)( Primary )入口點(diǎn)，稱為一 次配(SP1 Hook-up)，由 VMB或 VMPStick 之二次側(cè)(Sec on dary )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

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(BULKGAS與特殊氣體(SPECIALT Y 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、P02 PH2 PHe等七種。1. 大宗氣體的制造：CDA / IA (Clean Dry Air / I nstrume nt Air):CDA之來源取之于大氣經(jīng)壓

5、縮機(jī)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(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CO2將H2反應(yīng)成H2O再由分子篩吸附CO2 H2Q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?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)純化器純化過的氮?dú)饧兌燃s為 99.9999999 %,含小數(shù)點(diǎn)后共9個(gè)9。PO2 (O

6、xygen):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 & 02,制程廉價(jià)但危險(xiǎn) 性咼易觸發(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

7、氣中提煉，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。Helium二-268.9 °C, Metha ne=-161.4 C。2. 大宗氣體在半導(dǎo)體廠的用途：CDA :CDA 主要供給FAB內(nèi)氣動(dòng)設(shè)備動(dòng)力氣源及吹凈(purge) , LocalScrubber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)品輸送壓力來源。O2 :供給ETCH制程氧化劑所需及CPCVDJU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

8、濺鍍熱傳導(dǎo)介質(zhì)，Chamber#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 on-siteuikSGasgSuptankplConystem tefoFbBun dleCompressorCDAN2O2OAr3OH2prLJfrHeBu lkGS?Btfare FillsOI - n J -W匚建hl-1 iTI"-OGvn護(hù) ml GasFibBulk G

9、as Supply System in Fab2F Sut?-Fab 護(hù)次滇淨(jìng)秦3F Clean Room3F津淨(jìng)室Sou rce氣源Purifier純化器 Sub-Main次主管j Tools機(jī)臺(tái)1F Funfier ocm1F純化室大宗氣體（BULKGAS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、PHe具有窒息性的危險(xiǎn)，這些氣體無臭、無色、 無味，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

10、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(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：*易燃性氣體Flammable Gas * 毒性氣體ToxicGas* 腐蝕性氣體Corrosive Gas* 低壓性/保溫氣體 Heat Gas惰性氣體Inert Gas體:

11、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(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

12、 gas supply system )特殊氣體大量供應(yīng)系統(tǒng)Y-Cyli nder , Bu ndle 集束鋼瓶* Trailer槽車* VDB主閥箱 / VDP 主閥盤(Valve DistributionBox/Panel)*VMB 閥箱 / VMP 閥盤(Valve ManifoldBox/Pa nel)Specialty Gas SupplySystemSpecialty Gas SystemSpecialty Gas Supply System- Equipme nt in every floor1F Gas Room3F Clean Ream3F次潔淨(jìng)室TFT|fflG/C氣瓶柜X

13、T-VMBA/MPXIX.Tools機(jī)臺(tái)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 cab in et )至無塵 室中的 Take off Valve 或 VMB(Valve manifold box) /VMP (Valve mani fold panel )。SP2 :為由Take off Valve 或VMB/VMP開始至生產(chǎn)機(jī)臺(tái)

14、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. FITTINGS （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空 產(chǎn)生器）8. 其他2.1.2 選

15、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 -？” / ? ” / 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/

16、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 Ann eal 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 316L 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

17、 + Heater Line + Warm Cover2.1.4 FITTINGS 配件：?1.材質(zhì)同管件?2.常用種類：a. Nut + Gla nd + Gasketb. Elbow,Tee,Reducerc. Cap,Plugd. C onn ectore. others ?3.型式及規(guī)格:般可分為VCR / SWG / WELD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 (lo ng) & SCF（以Kitz作說明）:Product Name Size

18、Sizefor other side TypeSpecification MaterialSCM 40 E EPLESCM :表示BANKE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ELBOWEP :表示料件表面處理等極為 ERLE:表示此料件為 VIM+VAR等級(jí)的ER?4.常用廠牌：KITZ /HAMLET / 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)

19、所見之焊接型式，Un ion型為對(duì)接型式（即直接以 GLAND+NU鎖緊），Reduci ng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 VCRS SWG其中VCF需鎖 緊1/8圈，SW舗鎖緊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GASKE為Ni材質(zhì)，CO對(duì)Ni具侵蝕性氣動(dòng)閥品Valve )t I I I*逆上閥（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使氣體通過之最小壓力。通常選用 3 psig以下之型式。NH3必

20、需使用特殊之 Check Valve , * NH3 - Check valve must be AFLAS type.。 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(dòng)閥(Ma nual Valve )a.Ball Valve球閥b.Bellows Valve波紋管閥cODap)hag|m3ialve膜片閥?3.常用/ IHARA / MOT OY AMA / NUPRO .?4.備* 高壓閥/低壓閥-依使用場(chǎng)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 REGULATO

21、R 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:咼壓/低壓/ 一般壓力* 2P無表頭/ 3P or 4P單表頭或雙表頭* VCR / SWG / Fla nge?4. REGULATOR般分高壓與低壓選取，'i : '' IW另外可依表頭（Gauge需求加以搭配。316L但尚有高流量型式可供選取，?（以KITZ為例）BA或316L EP等級(jí)/ VCR或SWG5 ”1'R25系列3/8 ”-R35系列1/2 ”-RH1系列毒

22、性/易燃性/惰性* Specialty Gas :氣體-316L EP - L25 orR25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type - L96SSA系列(-30” Hg030 psi)2.1.7 about Pressure Gauge & Tran sducer?1.常用種類區(qū)別：Pressure Gauge ( PG )壓力表頭，指針式，C122Pressure Switch ( PS )線,IPS 122指針式,'<IHI帶傳輸Digital Pressure Gauge ( PID )電子式壓力表頭*

23、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)(-30” 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(jí)選擇，即濾徑尺寸(particle size), 可分為：* O.Olum/ 0.03um/ 0.003um?3.中心濾片(Medium)材 質(zhì)：PTFE / SS316L / NI 二 CO - 濾片材質(zhì)為 PTFE?

24、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.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 typePT和/C好GENERATo的NickelG/R / VMB /IR選取主要在于其接頭的尺寸及型I很好ent out抓取率作為ve

25、nt 卿氣1.22 1Q8抗腐蝕效很差GN2 in ?”其他:載文檔可編輯（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)，鎖螺絲或牙條用符號(hào)認(rèn)識(shí)：1ilRJ4CTUATEJ>i* LtftCO豺宙R護(hù)用”t*之揮頑 MIS胛也tflRflT審ttffiSH1 SWN豺閑歹2一

26、次配管 22 一次配管（-SpI）«2IE-4 LL VA LV匸(I o 彳 ai ii iQDI4A2u 貶 It W li/E 3止用曲竝E蔬昭誡NIKI件5円名>>詞：L VA LM-r 孚酬Hh6UlTTk爼區(qū)m昭j可血*管躍申一亙愷臥工為口惶耳曾偽肉從_的攆律虞7rinw sxgMAINff哥主管用柬頂喪1盲盟邙旳旌:玄MW 孑X也例鋁8Flow mli lr 冼zS+ji用3TB進(jìn)1七他申Rif 矢體t*罌9©C5TCT&S 仇 g sSWB MAINJ-方副主管馭主管S申之處Z軾醋Jtms脖 «空踐丈軽再它誤定tt邀 胎暹出訊W

27、w 晉AKE Off v配與二次配連接的閥塔曲陋AJVE 次11X雄*誥Jt曲宓払出1=1吐豔酗蠱制霽耳 h12ISOLATION '/ALVE隔離閥甌應(yīng)闖世中13L«5E ( |gjba4-1申向盼？自如±3&曲 壓比-釀隹縫非俊堆便14口 口&墳 LR 3iOTTOMVALVE末端閥立 箱"zc iDAot l-竹 釧筈 翻 罔屬示恤啊 乏用2?E3rU L*TtJR 豪羈虧Tl A OCCD匚用來謳整中工氧MEt?1 6LCdCOPE尬在瓶SR瓠區(qū)EJ»i5 TQ 了覘越&中足否/有更曲1 7進(jìn)怦SP1哪由氣體傕始流

28、出點(diǎn)（中GSard）至無塵室中的TakewGTYP&LCRVdlWC 總??？L©SDFK中n壓力鰹世閨件握審郵中cnrtuswTkt1 9甲o(hù)ffj,ValverrEK;frtr,B?HW,IB巧士狀ifl時(shí) 黑SiM冏湎甌諛20TVi 、H l_E橫亦is啊ancsfr保幵籤就耐些蟲罔冷時(shí)戌正冷詭盤212 r管路式i-auoMS可遜If GS沖一竺世 WtFaffrtejfc直導(dǎo)旳障度22o40下載文檔可編輯23ibPEftSMl&TL l>EEfi53URfi C&UCQ用以幢tffldEE的世艸弄垣境 疋葩a24SVSO lBtoid VA ilv

29、1E . ifeTBSl蹄04諭伽!1卻舉1鯛之閣中Bulk 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：MAIN和Sub Main以魚骨的形狀分布%鳶鳶鳶鳶爭(zhēng)總匸Tl-l-l-T申5 亠JTHII-士"Ir七=匸 唱£|血蘆a s 飛 處回路式：MAIN和Sub Main構(gòu)成回路形式這兩種BULKGAS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(zhǎng)，容易產(chǎn)生 較大的壓降，末端部分的TAKEOFFVALVE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

30、大程度上降低了壓降帶來的不良影響，但是由于延長(zhǎng)了 MAIN的長(zhǎng)度，成本比較咼 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)?壓力和管徑，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*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(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)Weldi ng with 2 purge portBottom Valve (On Main /Submain)Weld ing

31、 with 2 purge portTake off Valve3/4" ,15A or larger Size: use welding with outlet purge port valve1/2" or smaller size: use inlet welding outlet VCR(SWG) with No port valveWe alse can choose VCR(SWG) valve astake off vale with no purge port following supplying statusSPECIALTY GAS SPI 名詞：GC

32、Gas Cabinet 氣瓶柜GRGas Rack 氣瓶架VMBValve Manifold BoxVMPValve Manifold PanelVDBValve Distribution BoxVDPValve Distribution 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 Ch

33、osenb) Panel Layout Drawingc) Box Struct DrawingGas 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 stan

34、d 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(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

35、， 氣態(tài)氣體通常以壓力感應(yīng)器來計(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來稀釋管壁內(nèi)的特殊氣體，重復(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)作來將鋼瓶接頭清潔干凈。(c) Process

36、 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(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)過高壓測(cè)漏更能確保鋼瓶接頭銜接沒問題。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 程的需求來決定，這樣才會(huì)得到最佳的更換時(shí)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(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，

37、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(dòng)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(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

38、 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(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. 氣體過濾器：一般在鋼瓶出口端會(huì)裝比較粗的過濾器，在出端會(huì) 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。8. 過流量偵測(cè)器：對(duì)管路異常流量進(jìn)行偵測(cè)，若是操過設(shè)定值，即 判斷管路上可能大

39、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(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(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設(shè)計(jì)。4. 鋼瓶接頭型號(hào)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(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)

40、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)?測(cè)器、消防灑水頭、毒氣偵測(cè)器、緊急遮斷開關(guān)、過流量偵測(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65C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， 由廠區(qū)緊急應(yīng)變小組來進(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

41、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(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

42、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 來設(shè)計(jì)盤面功能 :for example: smic fab2GAS Tpec安全功能：ShutBoy鋼瓶閥,UV/IRSPECIFICATION火焰?zhèn)蓽y(cè)SIZEPRV灑水頭，47 LHC-22HP-FHP-NiAFLASEFSL/CDPSDPGSPLI.TEMP.UV/IR'器AUTOSWITCHpprinkerEMOESVFIREDAMPERSMOKEEMSOZ-PURGEDPS 2SiH2Cl2SiH4GC lFLQW

43、 SHEET DRAWElSO緊急氣按鈕Y,DPS/DPG漏偵測(cè)Optio nNGOptio n47 LYNYNNY Y"Y VMB/VM啲設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)：比0 AJdYYOptio n上置的設(shè)計(jì)中以氣體種類進(jìn)行分類，優(yōu)點(diǎn)，但不相容氣體裝于同一個(gè)箱子內(nèi)萬I方式：一種以供應(yīng)機(jī)臺(tái)少用也比較不好，雖然它.iftI J有空間動(dòng)作極有可能激烈反應(yīng)嚴(yán)亍一泄漏或人員誤相對(duì)偵測(cè)器的點(diǎn)數(shù)會(huì)增加,事設(shè)計(jì)是目前匚重甚至爆炸,成成本的負(fù)擔(dān)，未來擴(kuò)充性也較差，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(cè)點(diǎn)少，安全 性高，VM毆計(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)?/p>

44、瓶柜有的功能在VMB亦可以做，但由于經(jīng)費(fèi)的問題一般功能不會(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VM豚常會(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(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 lOsticks 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 va

45、cuum line來潔凈管路及相關(guān)閥件（vacuum line可省略而經(jīng)由機(jī)臺(tái)pump來抽氣）4. 依制程需求可再次調(diào)壓5. Mai n line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GIS集中控制，并與廠務(wù)中控系統(tǒng)銜接*VMB/VMP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(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)功能來減少氣 體外漏之危險(xiǎn)UV Detector3. VMB for Flammable or Pyrophoric gases has (opti o

46、n)4. Local Shut Dow n 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 / Hooku 1 SCOPE為由Take off Valve或vMB/VMM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 LAY OU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

47、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BLOCKS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)

48、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

49、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) LAYOU(T 最好各樓層皆有)2、GAS：TAKE-OF，F(xiàn) DP， VMB/P LAYOUT3、CHEMICA：L TEE-BOX，V-BOX LAYOUT4、WATER DP LAY OUT5、EXHAUST LAY OUT6、ELECTRIC POWER DISTRIBUTION LAY OUT、DATA1、EQUIPMENT DETAIL LIS(機(jī)臺(tái)設(shè)備詳細(xì)資料)(1) I.D NUMBER(2) TOOL NUMBER(3) INLET

50、 POINT SIZE, FLOW/ 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. 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CVDPVDDIFFIMPETCHPHOTONF3vvvvvvCl2vvHBrvvvSiF4vvvF2/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)

51、域：CDA T/F PHOTO DIFF ETCH CMP IMPGN2 T/F DIFF ETCH CMP IMP LABPN2 :T/F PHOTO DIFF ETCH CMP IMPHPCDA :PHOTO五.S. G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 LAY ER(CU)(SPUTTER)SCANNERAR/H2/O2AMT ENDURA-SPUTTERCO2NOVELLUSECTOR-CUDNSFC3000WET3ENCH-SCLEANB CLEANDNSSCRUBBER-WAFERRUBBEWAFEREC Y

52、CIH2/CL2/HBRSIH4/WF6KE(Z-III)-START OXIDE TELALPHA3031-GATEOXIDEPAD/SAC OXIDE AMAT ECP(CU)-CU ECPNOVELLUSALTUS-W PLUG DEPAMT RTP-RTA(IMP)HE/SF6/NF3CF4/SF6/HCLAMTPRODUCER-NOBESN(COSDCU) BD(CU) BPTEOSPE TEOS PEOX AMT RTP-RTA(CVD) RTA(IMP); AMT ENDURA-METAL SPUTTER(CVD/TITEL ALPHA 3031-L TEOSN2OPH3/HED

53、CSAMTPRODUCEFAMRTB TEL ALPHA3031-LP NITRIDEGATE OXIDE NOVELLUS VECTOR-SIC(CUFSG(CU)NO/SIH4CL2TEL ALPHA 3031-GATE OXIDEO2/DCS/NF3HBRKEZQII)-FLOW/REFLOW POLYDURINGPAD/SA9XIDESTART OXIDE TEL ALPHA 3031-GATE OXIDEDNS FC3000-BCLEAN STDCLEAN NOVELLUVECTOR-PEFS FSG(CU) SIC(CU)、PEOX/PES；AMT RTP-RTA(IMP)現(xiàn)場(chǎng)配管施工一、概說：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