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。

8. 氣體滯留區之防止。

※ 配管人員的技術要求:
1. 尺寸之量測技術。

2. 焊接技術、以及焊道德判斷能力與知識。

3. 工具之使用、設備的操作技術。

4. 對潔淨室的認識。

5. 管架的架設技術。

※ 氣體管路的測試:
1. 耐壓測試:
以N 2 or Ar 加壓 測試時間
a. 瞬間壓力試驗以使用壓力之1.5倍，持壓30分鐘。

b. 24小時壓力測試，以使用壓力為準。

2. 氣密試驗:
使用He Leak Detector 真空試驗。

標準: ≦10-9 /sec 3. 水分測試:
使用He Leak Detector 真空測試。

標準: ≦-80℃ 4. 微粉塵測試:
使用Particle Counter 。

標準: ≦1 EA/ft 3 at 0.1µm 5 EA/ft 3 at 0.05µm 5. 微氧測試: O2 Meter 標準: ≦10 PPb
2. 流速基準:
a.一般氣體 < 20 M/Sec
b.可燃性氣體 < 10 M/Sec
c.特殊氣體 < 8 M/Sec
Max 流速15 M/S ~ 10 M/S
*15 M/S > 為高壓系統
以壓力表示10 kg/cm 2以上為高壓
10 kg/cm 2以下為低壓 , (如CPA) 計算式
:
Q = 60 x A x V
需求量= 60S x管斷面積(M2) x M/S = M3/Min(分)
管之分級:
Sch 5 10 20 40 80
DIN、ISO、JIS、ASTM (英制有Pipe也有Tube，一般使用Tube)
美規、歐規、日規、厚度不同。

Tube是指Sch 5在ASTM公稱為1” , 1/4” , …..
Pipe是指Sch 5在JIS公稱為10A , 15A , 20A , …..
*在半導體只用Sch 5 , 10。

氣體配管只用Sch 5。

※配管施工注意點:
●滯流點之減少，如Tee、Valve …..等。

●彎曲點之減少， EP管和BA管其彎度不同。

曲度為直徑之1.5，3，4.5，6，12，18，24倍
●焊接點之減少
※Valve之設計，允許15,000次之開關動作。

※二重管之配管:
1.真空二重管
2.普通二重管
管件之處理有化學處理(CT)、光輝燒鈍(拋光處理)、電解研磨(美、日、英、德、法、瑞典)。

管材處理等級(JIS-0601規範)
AP管未經處理
CT 化學處理(Chemical treament)
BA 不易焊接(美國無此級管材)
CP
EP 電解研磨(最高級)
自動焊接機ARC (高溫)
CAJON (低溫)
※表面粗糙度Rmax (美國使用Ra方式)
SUS無縫鋼管100A or 4” ---EP管。