芯片生产过程中产生的气体以及所需气体检测仪
点击：70，时间：2025-12-26 11:45
根据芯片生产过程中产生的气体特性,需要部署一套多层次、全区域、分级报警的气体检测监控系统,以保障人员生命安全、设备安全和环境合规。
以下将详细列出主要气体及其对应的检测系统要求。
核心原则
预防为主:在泄漏最早阶段(通常为ppm甚至ppb级)发出警报。
分级部署:分为设备点/阀门箱局部监测、工艺工具排气管道监测、房间/区域环境监测。
技术匹配:根据气体种类、浓度和干扰因素,选择最合适的传感技术。
系统联动:检测系统必须与紧急排风(ES)、火灾报警(FAS)、门禁、设备紧急关机(EFO) 等系统联动。
气体分类与对应检测方案
以下是按气体危害类别细分的检测需求:
| 气体类别 | 代表气体 | 主要危害 | 推荐检测技术 | 安装位置与要点 |
|---|---|---|---|---|
| 1. 剧毒/致命性气体 | 砷化氢(AsH₃) 磷化氢(PH₃) 硅烷(SiH₄) 乙硼烷(B₂H₆) | 剧毒、易燃、自燃 (极低浓度即可致命) | 激光光谱法(TDLAS) 电化学传感器(对于SiH₄也可用燃烧式) | 最高优先级监测。 • 源头监测:气柜/阀门分配箱(VMB/VMP)内,必须安装。 • 局部监测:使用点(POU)、离子注入机等设备周边。 • 区域监测:工艺车间天花板(因气体密度不同,AsH₃/PH₃重于空气,应装于呼吸带高度；SiH₄监测需靠近天花板)。 • 要求:超高灵敏度(ppb级),极快的响应速度(T90<30秒)。 |
| 2. 易燃易爆气体 | 氢气(H₂) 硅烷(SiH₄) 甲烷(CH₄) 有机溶剂蒸汽 | 燃烧、爆炸 | 催化燃烧式传感器 红外传感器(IR)(用于无氧环境或防中毒) | • 泄漏监测:气柜、管道接口、特气间。 • 环境监测:扩散炉、CVD等使用氢气的机台周边,以及化学品供应区。 • 注意:催化燃烧式传感器需在含氧环境中工作,且可能被硅酮等物质“中毒”失效。 |
| 3. 腐蚀性/刺激性气体 | 氟化氢(HF) 氯化氢(HCl) 溴化氢(HBr) 氯气(Cl₂) 氨气(NH₃) | 腐蚀设备、刺激呼吸道、中毒 | 电化学传感器 固态传感器(MOS)(用于NH₃) 红外传感器(IR) | • 工艺排气管道监测:监测洗涤塔处理效率。 • 设备周边监测:蚀刻机、CVD、清洗机附近。 • 区域环境监测: Fab车间和CMP区域(针对NH₃)。 • 注意:HF腐蚀性极强,需使用专用耐腐蚀传感器或采用TDLAS(可调谐激光)技术进行非接触式测量。 |
| 4. 强温室/特殊气体 | 三氟化氮(NF₃) 六氟化硫(SF₆) 全氟化合物(PFCs) | 温室效应、窒息、在电弧下分解有毒物 | 红外传感器(IR)(针对PFCs、SF₆) 电化学传感器(针对NF₃分解产物如NOx) | • 主要监测点:机台排气口和中央排气处理系统(洗涤塔)前后,用于工艺减排控制和处理效率验证。 • 区域监测:GIS(气体绝缘开关设备)室(针对SF₆)。 • NF₃的监测有其特殊性,常通过监测其在分解过程中产生的NOx来间接反映其浓度或分解效率。 |
| 5. 挥发性有机物 | 异丙醇(IPA) 丙酮、光刻胶溶剂 | 健康危害、火灾风险 | 光离子化检测器(PID) 火焰离子化检测器(FID) | • 主要安装位置:光刻区(涂布显影设备周边)、化学品存储与供应区、废气排放口。 • PID对低浓度VOCs灵敏度高,适合泄漏监测。 |
| 6. 缺氧/窒息风险 | 氮气(N₂) 氩气(Ar) | 置换氧气,导致窒息 | 氧气浓度传感器(电化学或顺磁式) | • 关键区域:任何可能大量使用或储存惰性气体的密闭或半密闭空间,如设备腔体维护区、气瓶存储间、地下室。 • 报警值:通常设两级,低报(19.5% O₂)和高报(18% O₂)。 |
气体检测系统的架构与组成
一套完整的半导体厂气体检测系统通常包括:
现场检测探头:根据上述表格,分布在阀门箱、机台、管道、天花板、地板格栅下等各处。
采样系统:
扩散式:直接暴露在空气中,简单经济,适用于大多数环境监测。
抽取式:通过泵将气体抽吸到集中分析柜内的传感器进行分析。适用于粉尘多、湿度高、腐蚀性强的环境(如工艺排气管道),或需要多点轮流监测以节省成本的情况。
控制与报警单元:
区域控制器:负责管理一个区域(如一个洁净室或特气间)的所有探测器,处理信号,发出声光报警。
中央监控系统(GMS):全厂核心。集成所有区域控制器的数据,在中央控制室的大屏幕上显示全厂气体浓度分布图、实时趋势、报警记录。生成报表,满足环保与安全审计要求。
联动与执行机构:
联动紧急排风(ES):一旦报警,相应区域的排风阀全开,加速换气。
联动切断气源:高浓度报警时,自动关闭对应气柜的紧急切断阀。
联动设备关机:发送信号给生产设备,执行紧急关机程序。
联动门禁与广播:锁定相关区域门禁,启动应急广播。
专业售前工程师
24小时在线服务
提交需求快速为您推荐合适产品
186 7668 6749
