半导体厂GAS系统基础知识
半导体厂GAS系统基础知识解读
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使机台达到预期的功能。
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 项目主要包括∶CAD，MOVE IN ，CORE DRILL，SEISMIC ，VACUU，GAS，CHEMICAL，D.I ,PCW,CW,EXHAUST,ELECTRIC, DRAIN.二、GAS HOOK-UP专业知识的基本认识在半导体厂，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（SP1Hook-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VMB（Valve Mainfold Box.多功能阀箱）或VMP（Valve 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）。
半导体厂GAS系统基础知识
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使机台达到预期的功能。
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 项目主要包括∶CAD，MOVE IN ，CORE DRILL，SEISMIC ，VACUU，GAS，CHEMICAL，D.I ,PCW,CW,EXHAUST,ELECTRIC, DRAIN.二、GAS HOOK-UP专业知识的基本认识在半导体厂，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（SP1Hook-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VMB（Valve Mainfold Box.多功能阀箱）或VMP（Valve 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系统材料认知和施工规范教材课件
G108彩膜/成盒厂房
大宗气体
中文名称
英文名称
干燥压缩空气
CDA
普通氮气
GN2
高纯氮气
PN2
高纯氩气
PAR
高纯氧气
PO2
高纯氢气
PH2
高纯氦气
Phe
大宗气体种类
2-1-1大宗气体的种类
G108彩膜/成盒厂房
Specialty Gas
类别
气体名称
易燃性气体
SiH4 、SiH2CL、PH3 等
工作内容及材料认知
G108彩膜/成盒厂房
1 ． About Pipe&Tube (关于管材)1-1.依材质分类管材可分为： <1>SUS 304 <2>SUS 316 <3>SUS 316L 其差异在于SUS316增加钼(Mo)金属，改善其机械性质。L则表示材料降低含C量，增加含镍(Ni)量。1-2.依规格分类可分为：<1>日规 (JIS)： PIPE SIZE<2>美规 (ASTM)： TUBE SIZE其中须注意：<1>1”之尺寸在PIPE SIZE=25A,其外径OD为34.4mm,在TUBE SIZE其OD为25.4mm <2>在PIPE SIZE中25A又称1”,50A又称2”,80A又称3”,100A又称4”<3>TUBE SIZE (一般使用在1”以下之Gas配管) ,常用尺寸为1/8” (一分)、 2/8” ( 二分)、 3/8” (三分)、 4/8” (四分)、 5/8” (五分)、 6/8” (六分)、 1”。1-3 ．依表面处理方法分类：一般分为三种<1>AP (Annealed and pickled)级(素管)：酸洗管<2>BA (Bright-annealed)级：光辉退火管<3>EP (Electrolytic polished)级：电解抛光管注意：影响管子价格之因素最为重要之决定因素在表面处理之方法，其价格之高低顺 序EP>BA>AP。
半导体气体系统组成
半导体气体系统组成摘要：I.半导体气体系统概述- 半导体气体系统的定义和作用- 半导体气体系统的组成II.半导体气体系统的主要组成部分- 气体供应系统- 气体排放系统- 气体混合和调节系统- 气体监测和控制系统III.半导体气体系统的功能- 供应半导体制造过程中所需的气体- 排放半导体制造过程中产生的废气- 调节气体的压力、流量和成分- 监测和控制气体的质量和安全性IV.半导体气体系统的应用- 半导体制造过程中的氧化、还原和掺杂- 半导体器件的封装和测试- 半导体工厂的安全和环保V.半导体气体系统的发展趋势- 高效节能的气体系统- 环保安全的气体排放技术- 智能化和自动化的气体监测和控制正文：半导体气体系统是半导体制造过程中的重要组成部分，它对半导体产品的性能、质量和生产效率有着重要的影响。
半导体气体系统主要由气体供应系统、气体排放系统、气体混合和调节系统以及气体监测和控制系统组成。
气体供应系统是半导体气体系统的核心部分，它负责向半导体制造过程供应各种气体，如氮气、氧气、氩气、氯气等。
气体供应系统通常由气瓶、压缩机、阀门、管道等组成，它们将气体从气瓶压缩后输送到半导体制造设备中。
气体排放系统是半导体气体系统的另一重要部分，它负责将半导体制造过程中产生的废气排放到大气中。
气体排放系统通常由排放管道、阀门、风机等组成，它们将废气从半导体制造设备中收集后排放到大气中。
气体混合和调节系统是半导体气体系统的重要组成部分，它负责将不同种类的气体按一定的比例混合，以满足半导体制造过程的要求。
气体混合和调节系统通常由混合器、调节阀、流量计等组成，它们可以精确地控制气体的压力、流量和成分。
气体监测和控制系统是半导体气体系统的安全保障，它负责监测和控制气体的质量和安全性。
气体监测和控制系统通常由传感器、控制器、报警器等组成，它们可以实时地监测气体的成分、压力、流量等参数，并及时地报警和调节，以保证半导体制造过程的安全和稳定。
半导体工厂(FAB)大宗气体系统的设计(精)
半导体工厂(FAB)大宗气体系统的设计(精)半导体工厂（FAB）大宗气体系统（Gas Yard）的设计1995年，美国半导体工业协会（SIA）在一份报告中预言："中国将在10-15年内成为世界最大的半导体市场"。
随着中国经济的增长和信息产业的发展，进入21世纪的中国半导体产业市场仍将保持20%以上的高速增长态势，中国有望在下一个十年成为仅次于美国的全球第二大半导体市场。
而目前的发展态势也正印证了这一点。
作为半导体生产过程中必不可少的系统，高纯气体系统直接影响全厂生产的运行和产品的质量。
相比较而言，集成电路芯片制造厂由于工艺技术难度更高、生产过程更为复杂，因而所需的气体种类更多、品质要求更高、用量更大，也就更具代表性。
因此本文重点以集成电路芯片制造厂为背景来阐述。
集成电路芯片厂中所使用的气体按用量的大小可分为二种，用量较大的称为大宗气体（Bulk gas），用量较小的称为特种气体（Specialtygas）。
大宗气体有：氮气、氧气、氢气、氩气和氦气。
其中氮气在整个工厂中用量最大，依据不同的质量需求，又分为普通氮气和工艺氮气。
由于篇幅所限，本文仅涉及大宗气体系统的设计。
1 系统概述大宗气体系统由供气系统和输送管道系统组成，其中供气系统又可细分为气源、纯化和品质监测等几个部分。
通常在设计中将气源设置在独立于生产厂房（FAB）之外的气体站（Gas Yard），而气体的纯化则往往在生产厂房内专门的纯化间（Purifier Room）中进行，这样可以使高纯气体的管线尽可能的短，既保证了气体的品质，又节约了成本。
经纯化后的大宗气体由管道从气体纯化间输送至辅道生产层（SubFAB）或生产车间的架空地板下，在这里形成配管网络，最后由二次配管系统（Hook-up）送至各用户点。
图1给出了一个典型的大宗气体系统图。
2 供气系统的设计2.1 气体站2.1.1 首先必须根据工厂所需用气量的情况，选择最合理和经济的供气方式。
半导体工厂大宗气体工业纯化管道系统
GGas
PGas
由于液晶面板厂制程上的需要，工厂会使用许多种类的气体。一般我们以气体的特性来区分。 可分为特殊气体和一般气体，前者使用量较小，如SiH4，NF3等；后者使用量较大，如N2等。因而使用量较大的气体 我们称之为“大宗气体”，即Bulk Gas。
1.大宗气体及CDA概述
➢ CDA气体:
CDA ： Compressed/Clean dry air 干燥压缩空气
气体 过滤 系统
用来过滤气体 中的 Particle等 杂质
G-GAS在经过专业纯化器，纯化得到P-GAS.纯化间设置在4B栋东北角。 （除H2，H2纯化在大宗气站内完成）
G-GAS
2.大宗气体与CDA系统概述
相关的名词解释
➢ 桥架或地下沟渠:
气体管路的架装方式：生产厂房与气站之间均会设有安全区隔，管路输送系统从气站拉到生产厂房时，须经过 Tunnel (地下管沟) 或 Trench (地面 or 高架管桥) .
缩空气气管内部污染等)，当洁净车间内大量使用压缩空气时，对其洁净度将有所影响。
2、化学品输送压力介质
P-GAS
3、制造惰性环境
4、参与反应
5、去除杂质
6、其他制程功能
2.大宗气体与CDA系统概述
2.大宗气体与CDA系统概述
将大气经过滤、压缩、冷却(液化) 、过滤、分馏、过滤、压缩、冷 却(液化)后，可分别取得 N2， O2，Ar 等气体，此过程称之为空 气分离技术。
2.大宗气体与CDA系统概述
相关的名词解释
➢ CQC 房间和 CQC 系统（ Continuously Quality Control） 亦或称为气体监控系统 实时在线监测气体品质
GN2
半导体工厂(FAB)大宗气体系统的设计(精)
半导体工厂（FAB）大宗气体系统（Gas Yard）的设计1995年，美国半导体工业协会（SIA）在一份报告中预言："中国将在10-15年内成为世界最大的半导体市场"。
随着中国经济的增长和信息产业的发展，进入21世纪的中国半导体产业市场仍将保持20%以上的高速增长态势，中国有望在下一个十年成为仅次于美国的全球第二大半导体市场。
而目前的发展态势也正印证了这一点。
作为半导体生产过程中必不可少的系统，高纯气体系统直接影响全厂生产的运行和产品的质量。
相比较而言，集成电路芯片制造厂由于工艺技术难度更高、生产过程更为复杂，因而所需的气体种类更多、品质要求更高、用量更大，也就更具代表性。
因此本文重点以集成电路芯片制造厂为背景来阐述。
集成电路芯片厂中所使用的气体按用量的大小可分为二种，用量较大的称为大宗气体（Bulk gas），用量较小的称为特种气体（Specialtygas）。
大宗气体有：氮气、氧气、氢气、氩气和氦气。
其中氮气在整个工厂中用量最大，依据不同的质量需求，又分为普通氮气和工艺氮气。
由于篇幅所限，本文仅涉及大宗气体系统的设计。
1 系统概述大宗气体系统由供气系统和输送管道系统组成，其中供气系统又可细分为气源、纯化和品质监测等几个部分。
通常在设计中将气源设置在独立于生产厂房（FAB）之外的气体站（Gas Yard），而气体的纯化则往往在生产厂房内专门的纯化间（Purifier Room）中进行，这样可以使高纯气体的管线尽可能的短，既保证了气体的品质，又节约了成本。
经纯化后的大宗气体由管道从气体纯化间输送至辅道生产层（SubFAB）或生产车间的架空地板下，在这里形成配管网络，最后由二次配管系统（Hook-up）送至各用户点。
图1给出了一个典型的大宗气体系统图。
2 供气系统的设计2.1 气体站2.1.1 首先必须根据工厂所需用气量的情况，选择最合理和经济的供气方式。
氮气的用量往往是很大的，根据其用量的不同，可考虑采用以下几种方式供气：1）液氮储罐，用槽车定期进行充灌，高压的液态气体经蒸发器（Vaporizer）蒸发为气态后，供工厂使用。
半导体气体系统组成
半导体气体系统组成半导体气体系统组成在讨论半导体气体系统的组成之前，我们首先需要了解半导体以及其在电子器件中的重要性。
半导体是一种电导能力介于导体和绝缘体之间的材料，具有比普通物质更低的导电率，同时能够通过施加外部电场或光照来改变其电学特性。
由于半导体的独特性质，它被广泛应用于现代电子器件，如计算机芯片、太阳能电池等。
而半导体气体系统则是一种用于半导体生产和加工过程中的气体体系，起着至关重要的作用。
那么，半导体气体系统由哪些组成部分构成呢？让我们一起深入探讨。
1. 气体供应系统：半导体气体系统最基本的组成部分之一是气体供应系统。
这个系统包括气体储存和输送设备，负责提供所需的气体。
在半导体生产和加工过程中，常用的气体包括氮气、氢气、氧气、氩气等。
这些气体在半导体器件的制造过程中起着关键的作用，例如用于清洗、保护和沉积等。
确保气体供应系统的稳定性和可靠性对于保证半导体生产的质量至关重要。
2. 气体净化系统：由于半导体对气体的纯度要求非常高，因此半导体气体系统中必须配备气体净化系统。
气体净化系统主要用于去除气体中的杂质和有害物质，以确保半导体生产过程的纯净性和稳定性。
净化系统通常包括过滤、吸附和化学反应等步骤，以消除可能对半导体器件产生负面影响的有害物质。
通过采用高效的气体净化系统，可以有效提高半导体器件的可靠性和性能。
3. 气体分配和控制系统：半导体气体系统中的气体分配和控制系统负责将净化后的气体分配到具体的工艺设备中，并对气体的流量、压力和浓度等参数进行精确控制。
这些参数的准确控制对于保证半导体生产的一致性和稳定性至关重要。
气体分配和控制系统通常配备了高精度的仪表和自动化控制设备，以满足半导体生产过程的要求。
4. 废气处理系统：半导体生产和加工过程中会产生大量的废气，其中包含一些有害物质。
为了保护环境和人员健康，半导体气体系统需要配备废气处理系统。
废气处理系统通过吸收、燃烧、催化氧化等方法对废气进行处理，以将有害物质转化为无害物质，并满足环保法规的要求。
半导体FAB厂气体相关知识
半导体FAB厂气体相关知识何谓半导体?答：半导体材料的电传特性介于良导体如金属(铜、铝，以及钨等)和绝缘和橡胶、塑料与干木头之间。
最常用的半导体材料是硅及锗。
半导体最重要的性质之一就是能够藉由一种叫做掺杂的步骤刻意加入某种杂质并应用电场来控制其之导电性。
常用的半导体材料为何？答：硅(Si)、锗(Ge)和砷化家(AsGa)何谓VLSI？答：VLSI(Very Large Scale Integration)超大规模集成电路在半导体工业中，作为绝缘层材料通常称什么？答：介电质(Dielectric)薄膜区机台主要的功能为何？答：沉积介电质层及金属层何谓CVD(Chemical Vapor Dep.)？答：CVD是一种利用气态的化学源材料在晶圆表面产生化学沉积的制程介电材料的作用为何?答：做为金属层之间的隔离何谓PMD(Pre-Metal Dielectric)答：称为金属沉积前的介电质层，其界于多晶硅与第一个金属层的介电质。
何谓TEOS?答：Tetraethoxysilane用途为沉积二氧化硅TEOS在常温时是以何种形态存在?答：液体二氧化硅其K值为3.9表示何义？答：表示二氧化硅的介电质常数为真空的3.9倍。
氟在CVD的工艺上，有何应用？答：作为清洁反应室(Chamber)用之化学气体在FAB内，间接物料指哪些？答：Gas气体， Chemical 酸、碱化学液，PHOTO Chemical 光阻、显影液，Slurry 研磨液，Target 靶材， Quartz 石英材料，Pad ＆ Disk 研磨垫， Container 晶舟盒（用来放芯片）， Control Wafer 控片，Test Wafer测试、实验用的芯片。
Yield（良率）会影响成本吗？如何影响？答：Fab yield＝若无报废产生，投入完全等于产出，则成本耗费最小CP Yield：CP Yield 指测试一片芯片上所得到的有效的IC数目。
气体动力专业知识05-特气系统的介绍及应用
目录
1、特殊气体（SPECIALTY
1、特殊气体（SPECIALTY GAS）分类 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 Toxic Gas * 腐蚀性气体 Corrosive Gas * 低压性/保温气体 Heat Gas * 惰性气体 Inert Gas
(一)、腐蚀性 / 毒性：易与水份起反应而产生酸性物质,有刺鼻,腐蚀,破坏人 体的 危险性HCl 、BF3、 WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、 PH3、Cl2、 BCl3 …等
(二)、可燃性：燃点低, 一泄漏与其他气体相混,便易引起爆炸及燃烧，如H2、 CH4、 SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…等% M; @- p+ a; Y4 c9 v+ y6 b2 q
(三)、助燃性：O2、Cl2、N2O、NF3…等5 X0 g& h+ F0 c$ L- [0 f! B (四)、惰性：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 N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、 Kr、He…等 半导体气体很多是对人体有害。特别是其中有些气体如SiH4的自燃性，只要一 泄漏就会与空气中的氧气起剧烈反应，开始燃烧；还有AsH3的剧毒性，任何些微 的泄漏都可能造成人员生命的危害，也就是因为这些显而易见的危险，所以对于 系统设计安全性的要求就特别高。
划
3、供应系统简介
GC （Gas Cabinet） 气瓶柜 GR （Gas Rack） 气瓶架
半导体厂GAS系统基础知识
系统基础知识概述专业认知一、厂务系统定义乃是藉由连接以传输使机台达到预期的功能。
是将厂务提供的 ( 如水,电,气,化学品等),经由预留之连接点( ),藉由管路及电缆线连接至机台及其附属设备( )。
机台使用这些 ,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。
项目主要包括∶，，，，，，， , .二、专业知识的基本认识在半导体厂，所谓气体管路的（配管衔接）以（一般性气体如、2、2、2、、、H2等）而言，自供气源之气体存贮槽出口点经主管线（）至次主管线（）之点称为一次配（1 ），自出口点至机台（）或设备（）的入口点，谓之二次配（2 ）。
以（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（）。
自出口点至（ .多功能阀箱）或（多功能阀盘）之一次测（）入口点，称为一次配（1 ），由或之二次侧（）出口点至机台入口点谓之二次配（2 ）。
简单知识基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（）与特殊气体（）两大类。
前者为使用量较大之气体，如N2、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4、3等1.1 介绍半导体厂所使用的大宗气体，一般有：、2、2、、2、2、等七种。
1．大宗气体的制造：/ ( / )：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给无尘室 ( )。
2 ()：利用压缩机压缩冷却气体成液态气体，经过触媒转化器，将反应成2，将H2反应成H2O，再由分子筛吸附2、H2O，再经分溜分离O2 & 。
N2=-195.6℃，O2=-183℃。
2 ()：将2经由纯化器()纯化处理，产生高纯度的氮气。
半导体工厂大宗气体系统的设计
半导体工厂大宗气体系统的设计1995年，美国半导体工业协会（SIA）在一份报告中预言："中国将在10-15年内成为世界最大的半导体市场"。
随着中国经济的增长和信息产业的发展，进入21世纪的中国半导体产业市场仍将保持20%以上的高速增长态势，中国有望在下一个十年成为仅次于美国的全球第二大半导体市场。
而目前的发展态势也正印证了这一点。
作为半导体生产过程中必不可少的系统，高纯气体系统直接影响全厂生产的运行和产品的质量。
相比较而言，集成电路芯片制造厂由于工艺技术难度更高、生产过程更为复杂，因而所需的气体种类更多、品质要求更高、用量更大，也就更具代表性。
因此本文重点以集成电路芯片制造厂为背景来阐述。
集成电路芯片厂中所使用的气体按用量的大小可分为二种，用量较大的称为大宗气体（Bulkgas），用量较小的称为特种气体（Specialtygas）。
大宗气体有：氮气、氧气、氢气、氩气和氦气。
其中氮气在整个工厂中用量最大，依据不同的质量需求，又分为普通氮气和工艺氮气。
由于篇幅所限，本文仅涉及大宗气体系统的设计。
1 系统概述大宗气体系统由供气系统和输送管道系统组成，其中供气系统又可细分为气源、纯化和品质监测等几个部分。
通常在设计中将气源设置在独立于生产厂房（FAB）之外的气体站（GasYard），而气体的纯化则往往在生产厂房内专门的纯化间（PurifierRoom）中进行，这样可以使高纯气体的管线尽可能的短，既保证了气体的品质，又节约了成本。
经纯化后的大宗气体由管道从气体纯化间输送至辅道生产层（SubFAB）或生产车间的架空地板下，在这里形成配管网络，最后由二次配管系统（Hook-up）送至各用户点。
图1给出了一个典型的大宗气体系统图。
2 供气系统的设计2.1 气体站2.1.1 首先必须根据工厂所需用气量的情况，选择最合理和经济的供气方式。
氮气的用量往往是很大的，根据其用量的不同，可考虑采用以下几种方式供气：1）液氮储罐，用槽车定期进行充灌，高压的液态气体经蒸发器（Vaporizer）蒸发为气态后，供工厂使用。
GAS系统基础知识
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使机台达到预期的功能。
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 项目主要包括∶CAD，MOVE IN ，CORE DRILL，SEISMIC ，VACUUM，GAS，CHEMICAL ，D.I ,PCW,CW,EXHAUST,ELECTRIC, DRAIN.二、GAS HOOK-UP专业知识的基本认识在半导体厂，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VMB（Valve Mainfold Box.多功能阀箱）或VMP（Valve 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）。
special gas 特气(jorphine)知识讲解
半导体晶圆制造所使用的气体——特种气体分类
半导体制造业所使用的特种气体一般按其使用时的特性 ，可分为五大 类：
（1 ） 易燃性气体（Flammable G4 气体只要与
空气接触就会燃烧，当环境温度达到一定时，PH3 与B2H6 等气体也会产生自燃 。可燃易燃气体都有一定的着火燃烧爆炸范围，即上限、下限值。此范围越大的气 体起爆炸燃烧危险性就越高，如B 2 H 6 的爆炸上限为98%，爆炸下限为0.9%。 属于易燃气体有H2,NH3,PH3,DCS,ClF3 等等。
等。属于这类的气体有ClF3 ,Cl2,NF3等。
Outlines
•半导体晶圆制造所使用的气体 •CVD Tool Process Gas •特气传输与控制 •？
CVD Tool Process Gas——Applied Material Producer
N2NP2EPOEXO2XK2K
SIN6K
半导体晶圆制造所使用的气体——特种气体分类
（3） 腐蚀性气体（Corrosive Gas） 这些腐蚀性气体通常同时也兼有较强的毒性。腐蚀性气体在干燥状态
下一般不易侵蚀金属，但在遇到水的 环境下就显示出很强的腐蚀性，如HCl, HF, PCl3,SiF4,ClF3，WF6 等。 （4） 惰性气体(Inert Gas)：
Y
Y
Y
Side
-
-
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-
MFC (Full Scale) 100 300 200 -
Down Stream Valve
Final Valve
Y
Final 1
Y
Final 2
Ar Side Y
-
Y
半导体工厂排气系统介绍
半导体工厂排气系统简介一、Exhaust 功能：由于半导体厂生产流程中会用到各种各样的化学品（液态、气态），所以从机台排气端把有异味的酸、碱、有机物等有害的气（或水气混合物）通过负压抽至主系统中，然后处理至达标是exhaust 系统的主要功能，同时也需要把配合真空系统将chamber/gas box 中可能泄露的有毒有害特气抽至主系统中，再经过净化或回收处理达到排放标准后排至大气。
当涉及exhaust hook up安装施工部分时，一般指从POU 到take-off point部分，因工艺设备move in时间与主系统施工并非同时进行，故一般不涉及主系统的排气系统，设备定位后，开始hook up部分施工。
按排气性质差别，一般分为如下几类：GEX:general exhaust (主要是机台的发热等产生的一般的空气，也包含bulk gas的gas-box的排气)SCX:scrubber exhaust(主要指酸气及其水气混合气，也包含大多数的特气的gas-box的排气以及备品柜的排气)AEX:ammonia exhaust(主要指氨水的排气，也包含DEV的排气) VEX:volatile organic compound exhaust(主要指有机物异味排气)二、Exhaust system 参数：•真空度：10~700Pa(150-200pa)••使用值/流量：200-500Pa/10~100,000 LPM；••尺寸：1/4“，3/8 “，1/2 “，2 “~ 12“；••材质：PFA，PVDF，SUS304，SUS304+coating，Galvanized ，帆布软管，铝薄软管，PVC。
••控制部件：damper 风压表;风速测量口；••主要的连接形式：法兰式，丝接式(union,flare,NPT) Clamp,喉箍式（推拔），承插式•三、风管安装前注意事项：1.风管安装的空间管理。
2.测试口的位置。
半导体工厂(FAB)大宗气体系统的设计(精)
半导体工厂（FAB）大宗气体系统（Gas Yard)的设计1995年，美国半导体工业协会（SIA）在一份报告中预言：”中国将在10-15年内成为世界最大的半导体市场”。
随着中国经济的增长和信息产业的发展,进入21世纪的中国半导体产业市场仍将保持20％以上的高速增长态势,中国有望在下一个十年成为仅次于美国的全球第二大半导体市场。
而目前的发展态势也正印证了这一点.作为半导体生产过程中必不可少的系统，高纯气体系统直接影响全厂生产的运行和产品的质量.相比较而言,集成电路芯片制造厂由于工艺技术难度更高、生产过程更为复杂，因而所需的气体种类更多、品质要求更高、用量更大，也就更具代表性。
因此本文重点以集成电路芯片制造厂为背景来阐述。
集成电路芯片厂中所使用的气体按用量的大小可分为二种，用量较大的称为大宗气体（Bulk gas），用量较小的称为特种气体(Specialtygas)。
大宗气体有：氮气、氧气、氢气、氩气和氦气。
其中氮气在整个工厂中用量最大，依据不同的质量需求,又分为普通氮气和工艺氮气。
由于篇幅所限,本文仅涉及大宗气体系统的设计.1 系统概述大宗气体系统由供气系统和输送管道系统组成，其中供气系统又可细分为气源、纯化和品质监测等几个部分。
通常在设计中将气源设置在独立于生产厂房（FAB）之外的气体站（Gas Yard），而气体的纯化则往往在生产厂房内专门的纯化间（Purifier Room）中进行，这样可以使高纯气体的管线尽可能的短，既保证了气体的品质，又节约了成本。
经纯化后的大宗气体由管道从气体纯化间输送至辅道生产层(SubFAB）或生产车间的架空地板下，在这里形成配管网络，最后由二次配管系统（Hook—up)送至各用户点。
图1给出了一个典型的大宗气体系统图。
2 供气系统的设计2.1 气体站2。
1.1 首先必须根据工厂所需用气量的情况，选择最合理和经济的供气方式。
氮气的用量往往是很大的,根据其用量的不同，可考虑采用以下几种方式供气：1）液氮储罐，用槽车定期进行充灌，高压的液态气体经蒸发器(Vaporizer）蒸发为气态后，供工厂使用。
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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使机台达到预期的功能。
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 项目主要包括∶CAD，MOVE IN ，CORE DRILL，SEISMIC ，VACUU，GAS，CHEMICAL，D.I ,PCW,CW,EXHAUST,ELECTRIC, DRAIN.二、GAS HOOK-UP专业知识的基本认识在半导体厂，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（SP1Hook-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VMB（Valve Mainfold Box.多功能阀箱）或VMP（Valve 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简单知识基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给无尘室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反应成CO2，将H2反应成H2O，再由分子筛吸附CO2、H2O，再经分溜分离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 (Oxygen)：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﹪，生产成本相对较高。
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主要供给FAB内气动设备动力气源及吹净(purge)，Local Scrubber助燃。
IA主要供给厂务系统气动设备动力气源及吹净。
N2：主要供给部分气动设备气源或供给吹净、稀释、惰性气体环境及化学品输送压力来源。
O2：供给ETCH制程氧化剂所需及CPCVD制程中供给氧化制程用，供给O3 Generator所需之氧气供应及其它制程所需。
Ar：供给Sputter制程，离子溅镀热传导介质，Chamber稀释及惰性气体环境。
H2：供给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之还原反应气体及其它制程所需。
He：供给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:Bulk 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，仍然要注意安全。
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%)内（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，如何避免泄漏、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Toxic 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: 反应性极强,强烈危害人体功能, 如CO, NO,CLF3,….* 腐蚀性气体: 易与水份起反应而产生酸性物质,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 Box/Panel）* VMB 阀箱/ VMP 阀盘(Valve Manifold Box/Panel) Specialty Gas Supply SystemSpecialty Gas Supply System- Equipment in every floor施工中，如何避免泄漏、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VMB（Valve manifold box）/VMP（Valve manifold panel）。
SP2：为由Take off Valve 或VMB/VMP开始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）2.1.1 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2.1.2 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–¼” / ¾” / 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…..2.1.3 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-22…3.表面处理等级: BA – Bright Anneal 表面研磨EP – Electro Polish 表面研磨+ 电解研磨•4.等级:* Bulk Gas 一般使用316L BA 或316L EP 等级* Specialty Gas :易燃性/ 惰性气体– 316L EP毒性–双套管( 304 AP + 316L EP ) / 单管316L EP腐蚀性气体– VIM + VAR低压性气体-- 316L EP + Heater Line + Warm Cover2.1.4 FITTINGS 配件：•1.材质同管件•2.常用种类:a.Nut + Gland + Gasketb.Elbow,Tee,Reducerc.Cap,Plugd.Connectore.others…•3.型式及规格:一般可分为VCR / SWG / WELDING /螺牙接头/FLANGE尺寸从1/8“~1”(VCR/SWG)及1/4“~300A(WELD/FLANGE) 皆有,又分短接头SCM (micro) or 长接头SCL (long) & SCF (以Kitz作说明):Product Name Size Size for other side Type Specification MaterialSCM 4 0 E EP LESCM：表示BANKEN公司对FITTING的分类，是属于短接头型式。