大宗气体及特殊气体
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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 ,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)。
课程内容:大宗与特殊气体特性介绍一、大宗气体种类:半导体厂所使用的大宗气体,以台积厂常见有:CDA、GN2、PN2、PAr、PO2、PH2、PHe等七种。
二、大宗气体的制造:CDA / ICA (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/ICA (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﹪,总共是6个9。
经纯化器纯化过的氮气纯度约为99.9999999﹪,总共是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℃。
三、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。
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)。
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)。
大宗气体特气系统介绍大宗气体特气系统是指一种用于储存、输送和利用大量气体的系统。
这种系统通常涉及到工业生产、能源开发、科研实验以及其他一些需要大量气体的领域。
在这篇文章中,我们将介绍大宗气体特气系统的基本原理、组成部分以及应用领域。
大宗气体特气系统的基本原理是将气体储存在特气集中储罐中,并通过输送管道将气体送到需要使用的地方。
在储气罐中,气体通常被压缩或液化以提高储存密度,并保持稳定的储存状态。
输送管道可以根据需要进行设计,以确保气体在输送过程中的流量和压力变化控制在合适的范围内。
大宗气体特气系统的主要组成部分包括储气罐、输送管道、气体压缩或液化装置、调节阀以及使用终端设备。
储气罐通常是由高强度的材料制成,以承受高压气体的储存。
输送管道是用于输送气体的管道系统,可以按照需要进行布置和连接。
气体压缩或液化装置是将气体压缩或液化的设备,以便提高储气密度和便于输送。
调节阀用于控制气体的流量和压力,确保稳定的供应。
使用终端设备根据实际需求而定,例如燃烧设备、冷却设备、实验设备等。
大宗气体特气系统的应用领域非常广泛。
在工业生产中,特气系统通常用于提供能源或原材料,例如供应工厂的燃气、供应化工生产的原料气体等。
在能源开发领域,特气系统可以用于提供燃气、蒸汽和热能,用于发电、加热和蒸汽动力等。
在科研实验中,特气系统可以提供实验所需的稳定气体供应,例如实验室中的气氛控制、气体分析等。
此外,特气系统还可以应用于其他领域,如医疗卫生、高科技制造等。
在大宗气体特气系统的设计和运行中,需要注意一些关键问题。
首先,应确保气体的储存和输送安全可靠,因此需要采取适当的安全措施,如安装安全阀、压力传感器等。
其次,应根据实际需求和气体特性选择合适的储气罐、输送管道和终端设备,以确保系统的正常运行和高效利用。
此外,还应定期进行检查和维护,以确保系统的可靠性和安全性。
总之,大宗气体特气系统是一种用于储存、输送和利用气体的系统,广泛应用于工业生产、能源开发、科研实验以及其他领域。
大宗气体及特殊气体大宗气体是指日常生产中大量使用的气体,包括氢气、氧气、氮气、二氧化碳等。
这些气体在许多行业中被广泛使用,例如制药、食品加工、电子、钢铁等。
特殊气体则是指一些使用量相对较少,但用途特殊的气体,例如贵气体、稀有气体等。
大宗气体氢气氢气是最轻的元素,具有较高的绝热指数和导热性能,因此在航空航天业、制造业以及化学工业中得到广泛应用。
氢气还是重要的能源之一,越来越多的研究表明,未来氢能将成为环保能源的主流。
但氢气具有极高的燃烧性能,若操作不当极易发生事故,所以必须注意安全。
氧气氧气是空气中的主要组成部分,被广泛用作氧化剂。
在医疗行业中,氧气是必需品,用于呼吸困难、心肺功能衰竭等患者的治疗。
氧气还被用于钢铁、石化、纺织和玻璃等行业中,以提高生产效率。
氮气氮气是一种非常常用的惰性气体,可以有效地防止氧化和污染。
在食品加工行业中,氮气被用于包装新鲜食品、冷藏和冷冻,以延长其保质期。
此外,氮气还被用于半导体行业、医疗行业以及科学研究中。
二氧化碳二氧化碳是一种无色、和无臭的气体,因为它能吸收一定量的红外线辐射,所以它被用作制冷和保鲜剂。
在饮料行业中,二氧化碳也是必需品,因为二氧化碳是制作碳酸饮料的主要成分之一。
特殊气体贵气体贵气体是指用途特殊、罕见的气体,例如氩气、氦气和氖气等。
氩气经常被用于氩弧焊接,因为氩气是一种惰性气体,在高温下不会与其他元素反应。
氦气则被用于氦气拼音、氦气激光等领域。
氖气则被广泛用于广告灯、激光器、放电管等领域。
稀有气体稀有气体也是一种用途特殊的气体,具有很多独特的特性。
例如氪气和氙气经常被用于灯泡、放大器、激光器和蒸气灯等领域。
铀和钍的放射性衰变产物氡,也属于稀有气体之一,经常被用于放射性物质的测量。
结论大宗气体和特殊气体在许多行业中都起着至关重要的作用。
生产过程中,必须注意操作规范,并且加强安全意识,以保障生产效率和员工安全。
未来,随着环保意识的不断增强,氢能将成为环保能源的主流之一,气体行业也将迎来新的发展机遇。
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 MainfoldPanel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)。
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:* 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–?” / ?” / 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.Connector:VCR / SWG / WELDING /螺牙接头1/8“~1”(VCR/SWG)及SCM (micro) or 长接头SCL (long) &Product Name Size Size for other sideMaterialSCM 4 0 E EP LE SCM:表示BANKEN公司对FITTING的分类,是属于短接头型式。
4:表示尺寸为1/4”。
0:表示另一端尺寸同前,为1/4”。
E:表示此料件型式为ELBOW。
EP:表示料件表面处理等极为EP。
LE:表示此料件为VIM+VAR等级的EP?4.常用厂牌: KITZ / HAM-LET / IHARA / SWAGELOK /FUJIKIN….?5.另外大部分FITTING又分为三种不同规格,分别为一般Type;Union Type及Reducing Type。