-GAS 系统基础知识 概述HOOK-UP专业认知一、 厂务系统HOOK UP定义HOOK UP 乃是藉由连接以传输UTILITIES使机台到达预期的功能。HOOK UP是将厂务提供的 UTILITIES ( 如 水,电,气,化学品等),经由预留之UTILITIES连接点( PORT OR STICK),藉由管路及电缆线连接至机台及其附属设备( SUBUNITS)。机台使用这些 UTILITIES,达成其所被付予的制程需求并将机台使用后,所产生之可回收水或废弃物( 如废水,废气等),经由管路连接至系统预留接点,再传送到厂务回收系统或废水废气处理系统。HOOK UP 工程主要包括CAD，MOVE IN ，CORE DRILL，SEISMIC ，VACUUM，GAS， CHEMICAL ，D.I ,PCW,CW,E*HAUST,ELECTRIC, DRAIN.二、 GAS HOOK-UP专业知识的根本认识在半导体厂，所谓气体管路的Hook-up配管衔接以Buck Gas一般性气体如CDA、GN2、PN2、PO2、PHE、PAR、H2等而言，自供气源之气体存贮槽出口点经主管线Main Piping至次主管线Sub-Main Piping之Take Off点称为一次配SP1 Hook-up，自Take Off出口点至机台Tool或设备Equipment的入口点，谓之二次配SP2 Hook-up。以Specialty Gas特殊性气体如：腐蚀性、毒性、易燃性、加热气体等之气体而言其供气源为气柜Gas Cabinet。自G/C出口点至VMBValve Mainfold Bo*.多功能阀箱或VMPValve Mainfold Panel多功能阀盘之一次测Primary入口点，称为一次配SP1 Hook-up，由VMB或VMP Stick之二次侧Secondary出口点至机台入口点谓之二次配SP2 Hook-up。GAS简单知识根本掌握第一章 气体概述由于制程上的需要，在半导体工厂使用了许多种类的气体，一般我们皆依气体特性来区分，可分为一般气体BULK GAS与特殊气体SPECIALTY GAS两大类。前者为使用量较大之气体，如N2、CDA等，因用量较大，一般气体常以大宗气体称之。后者为使用量较小之气体一般指用量小,极少用量便会对人体造成生命威胁的气体，如SiH4、NF3等1.1 Bulk Gas 介绍 半导体厂所使用的大宗气体，一般有：CDA、GN2、PN2、PAr、PO2、PH2、PHe等七种。1 大宗气体的制造：CDA / IA (Clean Dry Air / Instrument Air)：CDA之来源取之于大气经压缩机压缩后除湿，再经过滤器或活性炭吸附去除粉尘及炭氢化合物以供应无尘室CDA/IA (Clean Dry Air)。GN2 (Nitrogen)：利用压缩机压缩冷却气体成液态气体，经过触媒转化器，将CO反响成CO2，将H2反响成H2O，再由分子筛吸附CO2、H2O，再经分溜别离O2 & CnHm。N2=-195.6，O2=-183。PN2 (Nitrogen)：将GN2经由纯化器(Purifier)纯化处理，产生高纯度的氮气。一般液态氮气纯度约为99.9999，含小数点后共6个9。经纯化器纯化过的氮气纯度约为99.9999999，含小数点后共9个9。PO2 (O*ygen)：利用压缩机压缩冷却气体成液态气体，经二次分溜获得99.0以上纯度之氧，再除去N2、Ar、CnHm。另外可由水电解方式解离H2 O2，产品液化后易于运送储存。PAr (Argon)：利用压缩机压缩冷却气体成液态气体，经二次分溜获得99.0以上纯度之氩气，因氩气在空气中含量仅0.93，生产本钱相对较高。PH2 (Hydrogen)：利用压缩机压缩冷却气体成液态气体，经二次分溜获得99.0以上纯度之氢气。另外可由水电解方式解离H2 O2，制程廉价但危险性高易触发爆炸，液化后易于运送储存。PHe (Helium)：由稀有富含氦气之天然气中提炼，其主要产地为美国及俄罗斯。利用压缩机压缩冷却气体成液态气体，易由分溜获得。Helium=-268.9，Methane=-161.4。2大宗气体在半导体厂的用途： CDA： CDA主要供应FAB内气动设备动力气源及吹净(purge)，Local Scrubber助燃。IA主要供应厂务系统气动设备动力气源及吹净。 N2： 主要供应局部气动设备气源或供应吹净、稀释、惰性气体环境及化学品输送压力来源。 O2： 供应ETCH制程氧化剂所需及CPCVD制程中供应氧化制程用，供应O3 Generator所需之氧气供应及其它制程所需。 Ar： 供应Sputter制程，离子溅镀热传导介质，Chamber稀释及惰性气体环境。 H2： 供应炉管设备燃烧造成湿氧环境，POLY制程中做H2 BAKE之用，W-PLUG制程中作为WF6之复原反响气体及其它制程所需。 He：供应化学品输送压力介质及制程芯片冷却。3.BULK GAS 的供应系统Methods:-OOO-He-OOO-OH2-O-Ar-OOO2-OON2O-CDACompressorBundleTrailer Container Storage tank Produced on-siteGAS TYPEBulk Gas Supply System before FabBulk Gas Supply System in Fab 大宗气体(BULK GAS)虽然不像特殊气体(SPECIALITY GAS)，有的具有强烈的毒性、腐蚀性。但是我们使用大宗气体时，仍然要注意平安。GN2、PN2、PAr、PHe具有窒息性的危险，这些气体无臭、无色、无味，如大量泄出而相对致空气中含氧量一般为21减少至16以下时，即有头痛与恶心现象。当氧气含量少至10时，将使人陷入意识不清状态，6以下瞬间昏倒，无法呼吸，6分钟以内即死亡。PH2因泄漏或混入时，其本身之浓度只要在H2之爆炸范围(4%75%)如对空气，只要一有火源，此气体乃会因相混而燃烧。PO2会使物质易于氧化产生燃烧，造成火灾的不幸事件。因此，身在半导体工厂工作的我们，在设计上、施工中，如何防止泄漏、如何防患，则是我们努力的工作之一。1.2 特殊气体特性及系统简介半导体厂所使用的特殊气体种类繁多，约有四五十种，依危险性可区分为以下数类：* 易燃性气体 Flammable Gas * 毒性气体 To*ic Gas * 腐蚀性气体 Corrosive Gas * 低压性/保温气体 Heat Gas* 惰性气体 Inert Gas1.特殊气体特性简介* 易燃性气体 : 燃点低, 一泄漏与其他气体相混,便易引起爆炸及燃烧 如 SIH4 , PH3 , H2 ,. *毒性气体 : 反响性极强,强烈危害人体功能 , 如 CO, NO,CLF3,.* 腐蚀性气体 : 易与水份起反响而产生酸性物质,有刺鼻,腐蚀,破坏人体的危险性 如 NH3, SIF4,CL2,.* 低压性/保温气体 : 属粘稠性液态气体,需包 加热线 及 保温棉 ,将管内的温度升高以使其气化,才能充分供应气体 , 如 WF6, BCL3 , DCS,.* 惰性气体 : 又称窒息性气体 , 当泄漏出的量使空气中含氧量减少至16%6%以下时,便会影响人体,甚至死亡 , 如 SF6 , C4F8 , N2O , .2.供应系统简介* GC Gas Cabinet 气瓶柜 *GR Gas Rack 气瓶架* BSGS System Bulk Sepcial gas supply system特殊气体大量供应系统* Y-Cylinder , Bundle 集束钢瓶 * Trailer 槽车* VDB 主阀箱 / VDP 主阀盘 Valve Distribution Bo*/Panel* VMB 阀箱 / VMP 阀盘 (Valve Manifold Bo*/Panel)Specialty Gas Supply SystemSpecialty Gas Supply System- Equipment in every floor 我们不排除这些气体会对我们有不良影响。身在半导体工厂的我们，在设计上、施工中，如何防止泄漏、如何防患，则是我们努力的工作之一。第二章 一次配管和二次配管半导体厂的气体管路，我们一般区分为一次配管SP1及二次配管SP2，又称Hookup。 SP1：为由气体的起始流出点Gas yard/Gas cabinet至无尘室中的Take off Valve 或 VMBValve manifold bo*/VMPValve manifold panel。 SP2：为由Take off Valve 或 VMB/VMP开场至生产机台设备处为止Hookup。所使用管材以1/4”、3/8”、1/2”、3/4”为主。Piping之设计应配合气体类型考量，一般分为Bulk Gas及Speciality Gas两大类。2.1 Material 介绍 了解半导体气体工程的配管，和管路设计，必须先了解材料Material 材料区分：1. TUBE & PIPE管件2. FITTINGS配件3. VALVE阀件4. REGULATOR调压阀5. CHECK VALVE逆止阀6. FILTER过滤器7. VACUUM GENERATOR真空产生器8. 其他 选料依据：气体种类 , 气体特性 * 影响材料使用的等级 AP / BA / EP / V+V / .业主需求及预算*有无指定厂牌或规格依机台所需用量及本身接点选定料件尺寸 * 影响材料使用的尺寸 / / 15A / .依机台所需压力及流量不同选择材料型式 * 选用压力范围适合或流量符合之阀件视盘面组装选择料件接头型式 * VCR / SWG / Welding / Flange. TUBE & PIPE 管件：1.定义: * Pipe :, 以 公称内径(ID)配合壁厚作为量度之尺寸. * Tube : 以外径(OD) 及壁厚作为量度之尺寸.*规格 : 6M/stick or 4M/stick or 100M/roll2.常用材质: SS304 /SS304L & SS316 / SS316L & VIM+VAR & HC-223.外表处理等级 : BA Bright Anneal 外表研磨