各种阀门及配件

一、大宗气体的制造：二、大宗气体在半导体厂中的用途三、特气/SpecialtyGas四、半导体配管材料及阀件简介1.管材2.配件5)焊接管件接头（焊接三通，弯头，变径管等）6)VCR接头7)卡套接头3.阀件8)球阀9)隔膜阀10)波纹管阀11)针阀4.调压阀5.压力及传感器6.过滤器7.流量控制元件8.选用材料依据9.二次阀盘组之形式：对HOOK-UP专业知识的基本认识一、大宗气体的制造：1)CDA/ICA(CleanDryAir)洁净干燥空气：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碳氢化合物以供给无尘室CDA/ZCD。CDASystem:空气压缩机缓衡储存槽冷却干燥机过滤器CDA2)GN2：利用压缩机压缩冷却气体成液态气体。经触媒转化器，将CO反应成CO2，将H2反应成H2O，再由分筛吸附CO2、H2O，再经分溜分离O2&CnHm。N2=-195.6°C，O2=-183°C3)PN2：将GN2经由纯化器(Purifier)纯化处理，产生高纯度的N2。一般液态原氮的纯度为99.9999%，经纯化器纯化过的氮的纯度为99.9999999%4)PO2：经压缩机压缩冷却气体成液态气体，经二次分溜获得99%以上纯度之O2，再除去N2、Ar、CnHm。另外可由电解方式解离H2&O25)Par：经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Ar在空气中含量仅0.93%。生产成本相对较高。6)PH2：经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H2。另外可由H2O电解解离H2&O2。制程廉价但危险性高易触发爆炸。7)PHe：由稀有富含He的天然气中提炼，其主产地为美国及俄罗斯。利用压缩机压缩冷却气体为液态气体，易由分溜获得。Helium=-268.9°C，Methane(甲烷)=-161.4°C二、大宗气体在半导体厂中的用途1)CDA主要供给FAB内气动设备动力气源及吹净(Purge),LocalScurruber助燃。2)ICA主要供给厂务系统气动设备动力气源及吹净。3)N2主要供给部份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。4)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O3Generator所需之O2供应及其他制程所需。5)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。6)H2供给炉管设备燃烧造成混氧环境，POLY制程中做H2BAKE之用。W-PLUG制程中作为WF6之还原反应气体及其他制程所需。7)He供给化学品输送压力介质及制程晶片冷却。8)BulkGas虽不像SpecialtyGas，有的具有强烈的毒性、腐蚀性。但我们使用大宗气体时仍需要注意安全。GN2、PN2、PAr、PHe具有窒息性的危险，这些气体无色无味，若大量泄出而导致空气中含O2量(一般为21%)，减少至16%以下时，即有头痛与恶心症状。当O2含量少至10%时，人将陷入意志不清状态，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（相对空气），只要一有火源此气乃会因相混而燃烧。PO2会使物质易于氧化产生燃烧，造成火灾的不幸事件。因此，身在半导体厂工作的我们，在上，中，如何避免泄漏、如何防患，则是我们努力工作之一。三、特气/SpecialtyGas半导体厂所使用的SpecialtyGas种类繁多，约有四、五十种，依危险性可分为以下数类：1)易燃性气体：有些气体当因泄漏或混入时，其本身之浓度只要在某一范围内（相对空气），只要一有火源，此气体乃会因相混而燃烧。此称为该气体之爆炸范围。如：SiH41.35%-100% SiH2CL24.1%-98.8% PH31.32%-100%2)低压性气体：有些气体常态下为粘稠液态气体，室温的饱和蒸汽压均小于10Psi，易造成管线阻塞，需包加热套，提高气体蒸汽压，才能充分供应气体。如：DCS、CLF3、WF63)毒性气体：有些气体由于其反应性很强，对动物（含人类）的呼吸、粘膜、皮肤等功能有强烈影响。如：NF3,PH34)腐蚀性气体：有些气体与水分一作用，即水解后产生HCL或HF等酸化物，对人体（包含眼睛、鼻子、皮肤、呼吸系统等）及设备（如管路及阀件）多少有腐蚀作用。此气体有下列：a)HCL、CL2、SiH2CL2、BCL3等含CL元素的气体---HCLb)BF3、SiF4、WF6含F元素---HFc)NH3---氨水 极刺激性5)窒息性气体：如：CO2、CF4、C2F6等气体，无臭无味。若大量泄出而相对致空气含O2量减少至16%以下时，即有头痛与恶心症状。当O2含量少至10%时，人将陷入意志不清状态，6%以下，瞬间昏倒，无法呼吸，6分钟以内即死亡。6)自燃性气体：有些气体，一与空气相混，即使没有火源也会自燃起火。此称为自燃气体。一般其起火点在常温以下。此气体有：SiH4、PH3、B2H6等四、半导体配管材料及阀件简介1.管材1)依材质分类管材可分为：a)SUS304b)SUS316c)SUS316Ld)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。2)依规格分类可分为：a)日规（JIS）：PIPESIZEb)美规（ASTM）：TUBESIZE3)依表面处理分类，主要是下面几类：a)AP酸洗或钝化（Anealed&Pickled&Passivated/ChemicallyPolished）简称AP和CP。管道经过酸洗或钝化，不会提高表面粗糙度，但可去除表面残存的颗粒，降低能量水平，但不会减少介层数量b)BA：光亮烧钝（BrightAnnealing）简称BA。在加氢或真空状态高温热处理，一方面消除内部应力，另一方面在管道表面形成一层钝化膜，以改善形态结构，减少能量水平，但不会提高表面粗糙度。c)EP(Electrolyticpolished)级：电解抛光管。电化抛光（Electro-Polished）简称EP。通过电化学抛光，可以极大地提高表面形态及结构，使表层实际面积得到最大程度的减少。表面是一层封闭的、厚厚的氧化铬膜，能量接近合金的正常水平，同时介质数量也会降为最少。ＥP管内表面粗糙度为Ｒａ10μin,其中又有两个等级，Ｒａ5μin和Ｒａ10μin，以5μin的管道等级最高。EP管一般使用在等级要求较高的场合，所有进入到制程设备腔体的气体输送管道均建议使用d)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。4)依厚度来区分：一般厚度之规格有SCH5S、SCH10S、SCH20S、SCH40S。5)依管材制程可分：a)SINGLEMELTb)DOUBLEMELT（目的在于降低管内杂质及增加腐蚀性）c)例：VIMVAR（SUMKIN之专利代称），VIM—VACUUMINDUCTIONMELTING，VAR—VACUUMARCREMELTING6)管材又可分为有缝、无缝两种。2.配件1)材质同管件。(EP/BA…)2)常用种类：a)NutGlandGasketb)Elbow、Tee、Reducerc)Cap、Plugd)Connector接头e)卡套配件3)形式及规格：a)一般可分为VCR(1/8圈)/SWG(1¼圈)/Welding/螺牙街头/Flange，尺寸从1/8”-1”(VCR/SWG)及1/4”—300A(Welding/Flange)皆有。又分短接头SCM(micro)or长接头SCL(long)&SCF4)常用厂牌：KITZ/HAM-LET/IHARA/SWAGELOK/FUJIKIN5)焊接管件接头（焊接三通，弯头，变径管等）由于这些接头的技术含量不象生产EP管材那样高，能够提供这种接头的厂商很多，特别是近几年韩国和台湾的此类产品发展很迅猛，占驻很大的市场份额，打破了由原来少数几家垄断的局面。品牌：Swagelok、Hamlet、Valex、TK、Asflow等6)VCR接头品牌：Swagelok、Hamlet、Valex、TK、Asflow等安装说明7)卡套接头与上同，主要推荐品牌有：Hamlet、Swagelok卡套接头的形式和VCR接头形式比较：前者连接比较简单和经济，不需要焊接，也不需要密封垫片，但密封程度不如后者。后者可通过１10-9atm.sccm/s漏率下的氦检漏，而前者通过可通过１10-6atm.sccm/s漏率下的氦检漏。3.阀件1)材质同管材2)手动阀(ManualValve):球阀(BallVavle1/4”--3/4”)波纹管阀(BellowsValve1/4”--大尺寸，用于高压优)隔膜阀(DiaphragmValve1/4”—1”用于低压优)3)气动阀(AirValve)：a.利用气源控制阀体开或闭，已达到自动控制的目的，气动阀本身有长开（NormallyOpen//N.O.）于长闭（NormallyClose//  n.c.）二种，较常选用为N.C.。气动阀的作动形式分为：隔膜式气动阀（AirOperatedDiaphragmValve）一般<3000psi，波纹管气动阀（PneumaticActuatedBellowsValve）一般>300psi4)逆止阀(CheckValve):又称单向阀、止回阀，主要功能为维持管路气体（流体）单向流向，防止因逆流造成之损害。5)泄压阀（ReliefValve）:又称安全阀，其功能为维持系统一定压力，当压力超过安全设定压力时，便会经由泄压阀排出。