半导体制程气体介绍

一、半導體製程氣體介紹:

A.Bulk gas:

---GN2 General Nitrogen : 只經過Filter -80℃

---PN2 Purifier Nitrogen

---PH2 Purifier Hydrgen (以紅色標示)

---PO2 Purifier Oxygen

---He Helium

---Ar Argon

※“P”表示與製程有關

※台灣三大氣體供應商: 三福化工(與美國Air Products)

亞東氣體(與法國Liquid合作)

聯華氣體(BOC)

中普Praxair

B.Process gas : Corrosive gas (腐蝕性氣體)

Inert gas (鈍化性氣體)

Flammable gas (燃燒性氣體)

Toxic gas (毒性氣體)

C.General gas : CDA : Compressor DryAir (與製程無關，只有Partical問題)。

ICA : Instrument Compressor Air (儀表用壓縮空氣)。

BCA: Breathinc Compressor Air (呼吸系統用壓縮空氣)。

二、氣體之物理特性:

A.氣體分類:

1.不活性氣體: N2、Ar、He、SF6、CO2、CF4 , ….. (惰性氣體)

2.助燃性氣體: O2、Cl2、NF3、N2O ,…..

3.可燃性氣體: H2、PH3、B2H6、SiH2Cl2、NH3、CH4 ,…..

4.自燃性氣體: SiH4、SC2H6 ,…..

5.毒性氣體: PH3、Cl2、AsH3、B2H6、HCl、SiH4、Si2H6、NH3 ,…..

三、氣體供應系統:

(一)Bulk gas --- 室外

氣體名供應方式

N2Cold EV A / N2 Plant

Ar Cold

O2Cold

He gardle / Manifold (Manifold)

H2Gas tank / gasdle ※氣瓶櫃之必要部份 1.電氣控制Array工業安全規定每一 2.配管

櫃只能放兩支瓶。 3.消防

4.灑水

5.警報

(二)Process gas ---gas room

Gardle / Manifold

(三)General gas

CDA Compressor / Air tank / Filter / Dryer

ICA Compressor / Air tank / Filter / Dryer

BCA Compressor / Air tank / Filter / Dryer

氣體供應系統:

A. 一般氣體主要供應系統、中繼單元及二次配管 N 2 gas

Valve stand VP

DP VMB –特殊氣體(Special gas)

VMB (無鋼瓶)

氣瓶櫃也必須具備Purge 之功能

(a).H2氫氣單元: 爆炸性氣體，需加防爆牆與通風---工業安全規定。

: 1.注意防爆，必須使用防爆性機具。

2.易產生滯流，尤其是建築死角。

(b). O 2與H 2大同小異(液態供應)。

(c). He 罐裝、大小鋼瓶120 or 130。

(d). Ar 同上

B.製程特殊氣體供應系統:

配管注意事項:

1. 必須了解物性，如有爆炸性。

2. 管材、配件，如Valve、Regulator、Filter ,…..等材質之選擇及判別。

3. 氣體輸送至製程或使用點的距離考量。

4. 使用點之需求量。

5. 預留擴充點之評估及安全性考量。

(15%之預留量)

Ex. a.二次測使用壓力為10 Psi時管件可選擇30 Psi。※瞬間壓力(開閥時)

b.使用壓力為50 Psi，表面最好使用100 Psi表頭壓力≧2 x使用壓力。

※氣體管路設計理念:

一、管路設計:

*了解氣體的特性(物性級化性)。

*管材、管件及Valve、Regulator、Filter ,…..等材質、規格的正確選擇。

*氣體輸送距離的考量。

*氣體使用”點”之考量。

*未來擴充之評估及安全性之考量。

二、理想的流速設計基準:

*一般氣體< 20 M/Sec

*可燃性氣體< 10 M/Sec

*特殊氣體< 8 M/Sec

( Q = A V )

註: 流速大於15 M/Sec時屬於高壓系統，即大於10 Kg/cm2。

三、針對潔淨化之要求:

*滯留點之減少: 儘管採用環路配管、Bulk Valve、Purge機構等。

*彎曲點之減少: 儘管採用Block Valve，無縫管。

*焊接點之減少

*配管路徑之環境之選擇: 避免溼度大、溫度高、震動,…..等環境。

*接頭之減少

*安全性: 如二重配管之採用等。

*擴充性: 預留擴充點及管端處理.…等。

*操作性: 操作閥之位置、壓力計、流量計以及Purge之排列。

※管材之種類及選擇:

半導體以及光電工業製程中，氣體供應系統必須以安定、連續的供給製程才能穩定，因此氣體供應品質的優劣與供應設備及管材、管件的材質及品質，尤其是管內壁粗糙度以及配管、焊接技術有相當的關係。

管材處理等級(JIS –0601規範)

處理方式粗糙度µm

A. 把引管(素管)AP (未經處理) R max 20 ~ 50

B. 化學處理管CT (Chemical treatment) 10 ~ 20

C.光輝燒鈍BA (Bright Anneal Treatment) 3 ~ 8

D.化學研磨處理CP (Chemical Polish) 0.5 ~ 1

E.電解研磨處理EP (Electro Polish) 0.3 ~ 0.8

(材質有SUS304、SUS316、SUS316L)

※管路配置之品質要求:

1.管路不可產生Particle。

2.管材所含之不純物要少。

3.管路必須整齊、美觀。

4.焊道必須符合要求，尤其不可氧化。

5.管壁吸附之水分要求要容易清除。

6.管路不得洩漏。

7.Particle及水份排除。