半导体厂气体供应系统之规划设计

《半导体厂气体供应系统之规划设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、广州咨群洁净系统科技有限公司ARCOTECHGASSYSTEMCORP.Unit2309,RenFengBuilding,No.490TiaHeRd,Guangzhou,P.R.C510620TEL：020-62814181-2FAX:020-62814183半导体厂气体供应系统的规划与设计摘要本文主要讨论半导体厂气体供应系统的规划与设计,其内容包括大宗气体(BulkGases,如N2、H2、O2、等)，特殊气体（SpecialGases,如SiH4、PH3等）及气体侦测监控系统相关规范的介绍[1]，以及其

2、储存设备的位置、空间及供应管路、流程的设计规划，并探讨供气系统所涉及的相关法规及标准，以及其安全性的考量原则。关键字：气体供应、大宗气体(BulkGases)、特殊气体（SpecialGases）、气体监控前言：近年来半导体工业发展快速，半导体制程更是日趋复杂，而在半导体厂中所使用的制程化学气体欲具有向导的危险性（如SiH4等)，任何疏失都有可能造成人员严重的伤亡与设备重大的损失，因此如何将这些高危险气体安全地输送到制程机台上使用，将是半导体厂安全中重要的考量因素；本文之目的即在探讨气体供应系统整体性与原则

3、性的规划设计，而在实际建厂时仍需依各厂的实际情况进行规划设计，以期达到较佳的实用性与安全性。半导体厂的供气系统一般可区分为大宗气体和特殊气体，其中大宗气体通常是以室外的大型桶槽或桶车系统供应为主，当制程有异常时能即时切断气体供应，使危害及损失降到最低；而特殊气体的部分由于其特性包含易燃性、自然性、腐蚀性及毒性等，如果发生泄露可能酿成灾祸，因此几乎均以气体柜（GasCabinet）系统供应。2．大宗气体大宗气体主要分为氮气、氢气及氧气，由于大宗气体于管路运输时通常为低温高压的状态，故在选择管材（含接头）时，应

4、特别考量其所使用的工作压力与温度，以免选用不适当的管材而徒增泄露的风险，如铸铁所制管材，若经过底温液态气体长时间使用后，容易产生密合度不佳的情况，进而造成泄露，因此管路或接头应避免使用铸铁。至于管材间衔接的焊接处，在长期低温作用下，亦容易发生脆化现象，故施工的熔接品质相当重要，若平常使用事即确实检查将有助于降低输送泄露的风险。其中氮氧的使用有可分为气态与液态，除极少机台会使用液态外，其他的制程机台大多使用气态氮氧为主，而气态氮氧的来源主要有以下几种：利用氮氧制造机（简称制氮机）现地（On-Site）知道供气

5、、透过长程管路境外（Off-Side）供气、利用储存桶槽等设备供气。由于氮氧属惰行气体，其性质相当安定，且其储存桶槽之设备标准与氧气相近，故本文仅针对氢氧与氧气的储存，供应及输送设备的涉及规划原则与标准阐述如后。本資料为咨群公司內部专用，严禁外传Page89/20/2021广州咨群洁净系统科技有限公司ARCOTECHGASSYSTEMCORP.Unit2309,RenFengBuilding,No.490TiaHeRd,Guangzhou,P.R.C510620TEL：020-62814181-2FAX:0

6、20-62814183氢氧是一种无色无味的易燃性气体，其最小点火能量为0。017mJ，比甲烷（0。28mJ）小的多，因此极其容易燃烧，氢气亦是自然界最轻的气体，相对于空气的比重为0。0695，一般情况下皆处于相对高出；氢气在一个大气压的沸点为－423.3°F(-252.9°C)，因此常温常压下是以气态存在。由前述可知氢气具有可燃性，常以气态存在，比重较轻等特性，因此氢气泄漏时容易北高速泄漏所产生的静电所引燃，因此氢气相关设备皆须接地以避免累计静电而引燃。高压氢气（约大于7MPa）能使钢材或其他金属材料脆化而

7、降低强度，甚至促使其爆裂损坏而产生泄漏，尤其是铁基与镍基合金特别容易受氢气脆化的影响，因此用于高压氢气的材料应特别留意，以降低泄漏发生机率。一般纯度氢气（GeneralH2，GH2）供应是设置多组钢瓶连接而成的集气瓶（Bundle）来供应如图1所示，通常使用两座或两座以上的集气瓶串接供应，当其中一座集气瓶的气体使用完后，另一座将随即自动转接供应，以确保供应不至于中断。至于制程所需要的高纯度氢气（HighPurityH2,PH2）,则是先经由纯化器（Purifier）处理后供应。由于氢气的高可燃性，故其储存场

8、所应依FM7－911【2】建议的安全间隔距离设置，如表1所列，以远离易燃性液体或气体管路及设备，且氢气储藏区上方亦应远离电线，以免电线不慎发生走火意外时波及氢气储存区，或避免氢气储存区发生火灾时波及供电系统。至于移动式氢气铜瓶则根据美国运输部（D.O.T）相关法规或类似的国际法规设置，若为永久性固定式储槽,则需有不可燃的支撑架，将储槽安全地固定在坚固不可燃材料上，若其支撑钢架高度超过18in（0.46m）,则应有