特氣系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)1講解

1、特氣系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)特氣系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)(SSTT.NO.20)由于半導(dǎo)體制程日趨復(fù)雜化且建廠成本愈來(lái)愈高，其使用的制程化學(xué)品皆具有相當(dāng)?shù)奈ｋU(xiǎn)性，雖然有相關(guān)的外國(guó)標(biāo)準(zhǔn)可進(jìn)行規(guī)范，但實(shí)際的做法卻莫衷一是，各有其成本與優(yōu)缺點(diǎn)上的考慮。本文除概略性的介紹半導(dǎo)體廠之特氣供應(yīng)系統(tǒng)，主要對(duì)整體特氣系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，限于篇幅，本文將論述的重點(diǎn)主要放在氣瓶柜/架、閥箱與管路的設(shè)計(jì)上，提出個(gè)人的一點(diǎn)心得與看法，希望拋磚引玉提供大家思考的方向，以茲未來(lái)建構(gòu)特氣系統(tǒng)時(shí)的參考。然而，在實(shí)際的建廠規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，工程師仍需依各廠的現(xiàn)況進(jìn)行規(guī)劃，考慮的重點(diǎn)包括經(jīng)費(fèi)、周圍環(huán)境、基地、人員等，以期較佳的實(shí)用性設(shè)計(jì)達(dá)到更安

2、全的供應(yīng)與環(huán)境維護(hù)。氣體的使用在半導(dǎo)體制程中一直扮演著重要的角色，特別是在半導(dǎo)體制程目前已被廣泛的應(yīng)用于各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)，凡舉傳統(tǒng)的ULSlTFT-LCD到現(xiàn)在開(kāi)始萌發(fā)的微機(jī)電(MEMS)產(chǎn)業(yè)，皆以所謂的半導(dǎo)體制程為產(chǎn)品的制造流程，其中的制程包括如干蝕刻、氧化、離子布植、薄膜沉積等皆適用到相當(dāng)多的其他，而氣體的純度則對(duì)組件性能、產(chǎn)品良率有著決定性的影響，氣體供應(yīng)的安全性則關(guān)乎人員的健康與工廠運(yùn)作的安全。氣體一般可簡(jiǎn)單的區(qū)分為大宗氣體(BULKGASESfRN2、02、Ar等適用量較大的氣體，和特殊氣體(SpecialtyGases如SIH4AsH3PH3.等以鋼瓶供應(yīng)的氣體。本文主要針對(duì)特殊氣體的供應(yīng)

3、系統(tǒng)進(jìn)行探討。大宗氣體的供應(yīng)設(shè)計(jì)則因其供應(yīng)方式的特殊性，如以大型桶梢的供應(yīng)方式，將不列入本文的討論范圍。特氣供應(yīng)系統(tǒng)是半導(dǎo)體廠中危險(xiǎn)性最高的一環(huán)，只需有任何的疏失都可能造成人員、廠房、設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p失，特別是其中有些其他如Sh4的自燃性，只要、一泄漏就會(huì)與空氣中的氧氣起劇烈的反應(yīng)，開(kāi)始燃燒，還有ASH3的劇毒性，任何些微的泄漏都能可能造成人員聲明的危害，也就是因?yàn)檫@些顯而易見(jiàn)的危險(xiǎn)，所以對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全性的要求就特別高。同城嚴(yán)重危害的事件，都是人們忽視其危險(xiǎn)性或?qū)ζ涮匦陨系臒o(wú)知，甚或人員操作維護(hù)上的疏忽所造成，反而越危險(xiǎn)的物質(zhì)，大家投注更多的關(guān)心與防護(hù)、造成嚴(yán)重危害的情形下容易發(fā)生。但是，如何的

4、設(shè)計(jì)才是最佳的考慮，實(shí)無(wú)絕對(duì)原則可供遵循，特別是如何在經(jīng)費(fèi)與安全性考慮上取得較佳的平衡，一直是工程師與設(shè)計(jì)者追尋的目標(biāo)。若是經(jīng)費(fèi)許可擔(dān)任可以選擇二重、三重、甚或是四重保護(hù)、但更多重的保護(hù)設(shè)計(jì)是否又具有實(shí)質(zhì)的意義。我們可針對(duì)自然氣體供應(yīng)時(shí)、氣瓶柜泄漏來(lái)做實(shí)際的狀況模擬，用以討論防護(hù)設(shè)計(jì)上的觀念。首先假設(shè)人員在更換鋼瓶后，為將接頭完全鎖緊即開(kāi)始供氣，此時(shí)第一階段保護(hù)的管路壓力測(cè)試失效（目前的氣瓶柜幾乎皆有此項(xiàng)之設(shè)計(jì)），才可能發(fā)生接下來(lái)的泄漏狀況；當(dāng)氣體開(kāi)始燃燒后，第二階段的火焰?zhèn)蓽y(cè)器偵測(cè)到火焰燃燒所放射出的UV或IP光道，偵測(cè)器動(dòng)作，第三階段的氣體泄漏偵測(cè)器偵測(cè)到泄漏的氣體的濃度值，第四階段的緊急

5、關(guān)斷閥會(huì)將鋼瓶氣源出口的手段閥自動(dòng)關(guān)閉，第五階段的防爆柜與抽氣的設(shè)計(jì)阻絕火焰蔓延至隔鄰氣柜，第六階段的消防灑水頭開(kāi)始灑水降溫，第七階段的區(qū)域防爆墻設(shè)計(jì)防止火焰或爆炸擴(kuò)散到廠房的其他區(qū)域；據(jù)此描述，我們可粗略的概括可能導(dǎo)致最嚴(yán)重后果的幾率，若假設(shè)人員失誤和各段保護(hù)設(shè)計(jì)（七階段）失效的幾率皆為十分之一的告知進(jìn)行計(jì)算（當(dāng)然實(shí)際上每階段失效幾率不可能如此之高），其結(jié)果為億分之一；換言之，倘若因人員疏失導(dǎo)致的氣瓶柜供氣管路泄漏，造成整廠火災(zāi)爆炸蔓延的幾率為億分之一；此等安全性設(shè)計(jì)失效的幾率已足可以為一般的廠房安全設(shè)計(jì)者所接受，甚或超過(guò)其理想值。而以上所述的這些保護(hù)設(shè)計(jì)，皆為目前半導(dǎo)體廠最一般化的基本要求

6、，所以是否還有必要要求氣瓶柜內(nèi)的管路設(shè)計(jì)為雙套管、氣柜內(nèi)加裝及早期火災(zāi)預(yù)警偵測(cè)器等防護(hù)設(shè)計(jì)，實(shí)有再進(jìn)行探討的必要。針對(duì)這些基本防護(hù)設(shè)計(jì)，以目前的技術(shù)水準(zhǔn)，皆可恨容易的道道所要求的功能、精準(zhǔn)度、可靠度等，但畢竟這些零組件與偵測(cè)器皆需花費(fèi)不少，在目前不景氣中力求節(jié)約的半導(dǎo)體業(yè)，可再透過(guò)進(jìn)一步的設(shè)計(jì)考慮，重新檢討各項(xiàng)防護(hù)設(shè)計(jì)的必要性，甚或以更簡(jiǎn)單、更方便或更便宜的設(shè)計(jì)方式來(lái)取代。超高純度的氣體供應(yīng)質(zhì)量則是設(shè)計(jì)時(shí)的另一項(xiàng)重要考慮，在管路與零組件的材質(zhì)選擇、運(yùn)送包裝、施工組裝、管路清潔、測(cè)試實(shí)驗(yàn)，乃至于日常管理，每一個(gè)環(huán)節(jié)的精確要求皆與供應(yīng)的質(zhì)量息息相關(guān)。例如在更換鋼瓶后，一定有一段管路被外界氣體污染，

7、這時(shí)就要透過(guò)管路的設(shè)計(jì)，在供應(yīng)前對(duì)此段管路以氮?dú)膺M(jìn)行反復(fù)沖吹，使其符合供應(yīng)質(zhì)量的要求。特氣的供應(yīng)，設(shè)計(jì)上并不像大宗氣體，需要采用連續(xù)質(zhì)量監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)可能的污染物（如水分、氧氣、粒子等）進(jìn)行分析監(jiān)控，主要因?yàn)槠滗撈康臍怏w質(zhì)量較易掌控，而且氣體種類太多，進(jìn)行儀器選購(gòu)的成本太過(guò)龐大，監(jiān)控時(shí)的危險(xiǎn)性亦較高。止匕外，特氣的供應(yīng)管路亦不似一般的管路，因具有施工時(shí)的危險(xiǎn)性、管路制作部易與污染上的考慮，不能任意的進(jìn)行切管或修改。特別是整廠開(kāi)始運(yùn)作生產(chǎn)之后，任何的施工皆可能嚴(yán)重影響制程機(jī)臺(tái)與生產(chǎn)線的政策運(yùn)作，因此，若在制程的要求尚不十分明確或考慮到未來(lái)的擴(kuò)充性，均需預(yù)留適當(dāng)?shù)拈y件或管路以利未來(lái)的擴(kuò)充。微機(jī)電半導(dǎo)體

8、產(chǎn)業(yè)近年來(lái)開(kāi)始在國(guó)內(nèi)生根建廠，筆者有幸參與其中一座廠務(wù)系統(tǒng)的規(guī)則與設(shè)計(jì)，其整體系統(tǒng)的建立基本和一般的晶圓半導(dǎo)體廠并無(wú)二致，只其對(duì)污染物的要求規(guī)格不似晶圓半導(dǎo)體廠嚴(yán)格，主要因其線徑與幾何結(jié)構(gòu)的尺寸較大，約為0.5-1m之間，和目前ULSL的0.18-0.15m的線徑要求相差甚多。針對(duì)此微機(jī)電半導(dǎo)體廠務(wù)各項(xiàng)系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用分析如圖一所示，氣體供應(yīng)系統(tǒng)（包含大宗氣體與特殊氣體）的費(fèi)用約占全部廠務(wù)系統(tǒng)（不含土地、廠房結(jié)構(gòu)）建設(shè)費(fèi)用的15%,僅低于無(wú)塵室系統(tǒng)的23%。所以此項(xiàng)系統(tǒng)的重要性可見(jiàn)一般?？诼蓓剖也G疣,空葡系瓢口麻次盅理系統(tǒng)口排系虛理系就超轉(zhuǎn)水系標(biāo)D化學(xué)品供JT系虢羸倒其鼻統(tǒng)口重力系統(tǒng)某微機(jī)曳半導(dǎo)體

9、廠廠務(wù)各系統(tǒng)建置四比例宣耍奧滑訪口其他特氣中央供應(yīng)系統(tǒng)氣體特性特殊氣體的種類一般可分分為腐蝕性、毒性、可燃性、助燃性、惰性等，一般常用的半導(dǎo)體氣體分類如下：（一）、腐蝕性/毒性：HCLBF3WF6、HBr、SiH2CL2NH3PH3CL2BCL3.等（二卜可燃性：H2、CH4Sh4PH3AsHSSiH2CL2B2H6、CH2F2CH3FCO.等（三卜助燃性：02、CL2N2ONF3.等（四）、惰性：N2、CF4C2F6C3F8SF6C02Ne、Kr、He.等其中很多氣體是具有二項(xiàng)以上的特性，特別是腐蝕性氣體一般而言亦桶時(shí)具有毒性，PH3則具有腐蝕性和毒性外，亦具有可燃性，是相當(dāng)危險(xiǎn)的一種氣體。

10、若期望對(duì)氣體供應(yīng)系統(tǒng)做出較佳的規(guī)劃設(shè)計(jì)，-定要對(duì)氣體特性有相當(dāng)?shù)牧私?，才可能駕馭它、控制它，而詳細(xì)的閱讀各項(xiàng)氣體的物質(zhì)安全數(shù)據(jù)表（MSDS則是了解它的第一步。透過(guò)MSDS我們可以很清楚的指導(dǎo)它的各項(xiàng)特性，包括物理特性、化學(xué)特性、毒性、兼容性等，乃至于緊急處理的方法和步驟皆有詳細(xì)的介紹。表一則是列出一些常用氣體間的兼容性與可能的反應(yīng)狀況。表一：常用氣體相互反應(yīng)表氣體供應(yīng)方式一般的大宗氣體N2、02、Ar常用的供應(yīng)方式以固定式的大型桶梢為主，將桶梢安置于廠區(qū)附近，架構(gòu)獨(dú)立的供應(yīng)區(qū)與土木基礎(chǔ)，以梢車定期進(jìn)行填灌，高壓的液態(tài)氣體經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)為氣態(tài)后，供應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)使用，若有純化的需求則需透過(guò)氣體純化機(jī)將氣體

11、精制成生產(chǎn)線需求的規(guī)格使用；H2則經(jīng)常使用兩座多組鋼瓶串接方式進(jìn)行供應(yīng)，當(dāng)一座的氣體使用完后，另一座的氣體將自動(dòng)接續(xù)供應(yīng)，使供氣不致中斷，并以爭(zhēng)做串接鋼瓶更換的方式進(jìn)行氣體的補(bǔ)充。止匕外，也有所謂的on-site供應(yīng)方式，將需求的氣體于現(xiàn)場(chǎng)直接制造供應(yīng)生產(chǎn)線；另有由氣體供貨商直接架設(shè)地下管路進(jìn)行集中式的供應(yīng)，就像目前家用的天然氣供應(yīng)方式。但此法因管線太長(zhǎng)，且埋設(shè)于地下，供應(yīng)點(diǎn)復(fù)雜，除非供貨商有很好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可防止短氣、排除管路的污染或供應(yīng)質(zhì)量不穩(wěn)定的狀況，否則此種供應(yīng)雖然方便，卻因半導(dǎo)體制程對(duì)氣體質(zhì)量的要求相當(dāng)高，風(fēng)險(xiǎn)值也相對(duì)的較高。倘若源頭供應(yīng)質(zhì)量不良，導(dǎo)致所有半導(dǎo)體廠的制程斷氣或污染，其

12、損失之大，將不下于停電所造成的巨額費(fèi)用。相對(duì)的，以梢車或鋼瓶的供應(yīng)方式，因其出貨前可透過(guò)質(zhì)量的檢驗(yàn)，確保供氣的質(zhì)量，風(fēng)險(xiǎn)也就較低。特殊氣體的供應(yīng)方式截止目前為止，幾乎皆用鋼瓶的方式進(jìn)行，一般常用的為高壓鋼瓶，但依其填充的氣體特性有可分為氣態(tài)與液態(tài)鋼瓶，一般氣體皆為氣態(tài)鋼瓶，具填充壓力亦高，氣體以氣態(tài)儲(chǔ)存于鋼瓶?jī)?nèi)；低蒸汽壓的氣體則以液態(tài)儲(chǔ)存于鋼瓶?jī)?nèi)。另有一種吸附式的氣體儲(chǔ)存鋼瓶，即所謂的安全高壓氣源(SDS,SafeDeliverySource)可藉由介質(zhì)如沸石和活性碳對(duì)待定的氣體如PH3AsHSBF&SIF4等進(jìn)行物理吸附，以氣體分子與吸附劑間的瓦力將氣體吸附于吸附劑的孔隙重，其優(yōu)點(diǎn)為

13、高壓壓力低于一大氣壓，無(wú)泄漏之余。經(jīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，即使泄漏亦不致發(fā)生爆炸或造成足以危害人體的毒氣濃度，安全性佳，而且供應(yīng)量可為傳統(tǒng)高壓鋼瓶的數(shù)倍至數(shù)十倍。然此種供氣無(wú)法使用于目前所有的半導(dǎo)體氣體，亦少晶圓廠使用此種系統(tǒng)進(jìn)行中央集中式的供應(yīng)方式，因此本文將不對(duì)其多作討論，僅提出此種供應(yīng)方式的特點(diǎn)供讀者參考。針對(duì)腐蝕性、毒性、燃燒性的氣體，通常涉及將鋼瓶置于氣瓶柜(GASCabinet,再透過(guò)管路將氣體供應(yīng)至現(xiàn)場(chǎng)附近的閥箱(VMB,ValveManifoldBox),而后再進(jìn)入制程機(jī)臺(tái)的使用電(Pou,PointOfUse)于進(jìn)入機(jī)臺(tái)腔體之前，會(huì)有獨(dú)立的氣體控制盤(GB,GasBOX)與制程控制模塊聯(lián)

14、機(jī)，以質(zhì)流控制器(MFC,MassFlowController)!行流量之空調(diào)與進(jìn)氣的混合比例控制，通常此氣體控制盤不屬于廠務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)范疇，而是歸屬制程機(jī)臺(tái)設(shè)備的一部分。一般的惰性氣體則是以開(kāi)放式的氣瓶架(GasRac小閥盤(VMP,ValveManifoldPanel)進(jìn)行供應(yīng)。詳細(xì)的描述與討論將在下節(jié)進(jìn)行，現(xiàn)在僅舉一簡(jiǎn)單的兩種不同供氣流程規(guī)劃的實(shí)例，如圖二、三所示，供讀者參考。ManifoHParel）進(jìn)行供應(yīng)0詳細(xì)的描述與討論用在下節(jié)進(jìn)行，理在僅舉一閽單的兩種不同供氣流程規(guī)劃的實(shí)例.如圖二、三所示，供讀者參考口圖二：毒性I可燃性氣體供應(yīng)規(guī)劃流程實(shí)例（本圖由新忠公司提供）圖三:惰性氣體供

15、應(yīng)規(guī)劃流程實(shí)例上面所提的為目前常用的（集中式）中央供應(yīng)設(shè)計(jì)，缺點(diǎn)是只要一種氣體的供應(yīng)出問(wèn)題，就可能造成所以使用的機(jī)臺(tái)停擺，甚或中斷整個(gè)生產(chǎn)線，對(duì)制程穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)較高。另有一種供應(yīng)方式的設(shè)計(jì)為針對(duì)制程機(jī)臺(tái)進(jìn)行（分布式）的氣瓶規(guī)劃，機(jī)臺(tái)使用到幾種特殊氣體就使用幾臺(tái)氣瓶柜，將氣瓶柜設(shè)計(jì)于機(jī)臺(tái)附近，其優(yōu)點(diǎn)為對(duì)制程的風(fēng)險(xiǎn)值較低；但相對(duì)的，因其未集中管理，無(wú)法整體而有效的進(jìn)行相關(guān)的防護(hù)設(shè)計(jì)，如防爆墻、泄漏的局限性等，而且管理上相當(dāng)耗費(fèi)人力，不管是氣瓶柜的維護(hù)、鋼瓶的更換，皆大大的增加了管理上的風(fēng)險(xiǎn)，雖然省下了VMB的設(shè)置及可選用較便宜的單鋼氣瓶柜，卻大量的增加氣瓶柜的數(shù)目，個(gè)人覺(jué)得較不符合成本與安全性的設(shè)計(jì)

16、。據(jù)聞韓國(guó)的半導(dǎo)體廠以往皆大量采用分布式的設(shè)計(jì)，但近年來(lái)則有漸漸改成集中式供應(yīng)的趨勢(shì)?？臻g設(shè)計(jì)當(dāng)改成內(nèi)潔凈室各制程區(qū)的規(guī)劃確定后，即可開(kāi)始考慮其他室位置的選定，首先需要距離其他使用區(qū)近，有獨(dú)立的結(jié)構(gòu)與空間區(qū)隔，避免與主廠房使用同一結(jié)構(gòu)體。若無(wú)法避免，則對(duì)相關(guān)的防爆區(qū)隔續(xù)作更謹(jǐn)慎的規(guī)劃，以求降低運(yùn)作時(shí)影響整廠的風(fēng)險(xiǎn)。此外，相關(guān)的氣體備料儲(chǔ)存空間的位置選定亦需一并考慮，不可距離氣體供應(yīng)室太遠(yuǎn)，增加未來(lái)更換氣瓶時(shí)運(yùn)送的困難與風(fēng)險(xiǎn)，而且兩者建議規(guī)劃適當(dāng)?shù)膮^(qū)隔，防止相互影響導(dǎo)致可能的風(fēng)險(xiǎn)加成。針對(duì)不同特性的氣體，建議分別規(guī)劃獨(dú)立的供應(yīng)區(qū)域，一般可分成三區(qū)：毒性/腐蝕性氣體區(qū)、可燃性氣體區(qū)、惰性氣體區(qū)，將

17、相同性質(zhì)的氣體集中加強(qiáng)管理，可燃性氣體區(qū)需特別規(guī)劃防爆墻與泄爆口，若空間不足，可考慮將惰性氣體放置于毒性/腐蝕性氣體區(qū)，倘放置于可燃性氣體區(qū)，則需擴(kuò)大其防爆區(qū)隔與相關(guān)的消防設(shè)施，較不符合成本的考慮，而且防爆墻一經(jīng)建構(gòu)完成，未來(lái)將相當(dāng)不易進(jìn)行后續(xù)的空間擴(kuò)充。此外，這些區(qū)域需考慮獨(dú)立的空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)，避免和潔凈室空調(diào)共享相同的氣源，因?yàn)榇藚^(qū)需有大量的排氣以維持氣瓶柜內(nèi)空間中的負(fù)壓設(shè)計(jì)，防止氣體泄漏后直接溢散出外界，所以需要的空調(diào)量相當(dāng)大，如何設(shè)計(jì)可做到能源的節(jié)約并兼顧到安全性，實(shí)是未來(lái)可以努力的目標(biāo)；會(huì)經(jīng)有些廠房設(shè)計(jì)將潔凈室中的部分空調(diào)回風(fēng)導(dǎo)入氣體供應(yīng)室，但除可能增加前面所提的風(fēng)險(xiǎn)外，亦會(huì)造成潔凈室

18、的正壓降低，然若于一開(kāi)始即將氣體室的空調(diào)量納入潔凈室的空調(diào)規(guī)劃量中，實(shí)際上并無(wú)法真正達(dá)到節(jié)能的作用。通常氣體室并不需要維持太低的溫度與潔凈度，若能利用潔凈室中較低溫的一般排氣，與氣體室的空調(diào)進(jìn)氣以熱管(HeatPipe)®行高效率的熱交換，或許是較實(shí)際的可能改善方式之一。對(duì)相關(guān)的氣體室電力供應(yīng)系統(tǒng)與監(jiān)控室，亦建議架構(gòu)獨(dú)立空間或放置于惰性氣體室，除可避免電力造成的危害，同時(shí)方便日后的緊急狀況處理與人員日常操作。電力規(guī)劃電力系統(tǒng)的規(guī)劃則需設(shè)計(jì)獨(dú)立的電源，可避免受其他系統(tǒng)的影響，而且每個(gè)氣瓶柜或VMB皆需有獨(dú)立的電源開(kāi)關(guān)，并建議裝設(shè)UPS系統(tǒng)，連接緊急發(fā)電機(jī)電源，因?yàn)楝F(xiàn)在大部分晶圓廠重要制

19、程機(jī)臺(tái)的電源供應(yīng)，皆聯(lián)機(jī)UPSW緊急發(fā)電機(jī)，避免因電力供應(yīng)不穩(wěn)定而導(dǎo)致的嚴(yán)重?fù)p失，相對(duì)的，此項(xiàng)供應(yīng)系統(tǒng)亦需不可中斷。止匕外，系統(tǒng)設(shè)計(jì)部斷電亦有幾項(xiàng)重要的功能存在：首先，UPST穩(wěn)壓作用，可防止控制系統(tǒng)PLC不致因?yàn)楣╇姴环€(wěn)而導(dǎo)致失效；當(dāng)緊急狀況發(fā)生，又需要在停電時(shí)將管路中的氣體排除時(shí)，亦可繼續(xù)操作；年度維修停電1-2天時(shí)，若氣體管路不進(jìn)行沖吹（Purge）青潔時(shí)，針對(duì)低壓氣體亦可利用保溫加熱帶繼續(xù)穩(wěn)定加熱，可避免氣體凝集于死角或細(xì)縫處，造成供應(yīng)回復(fù)不易或阻塞的情形發(fā)生。氣瓶柜/架氣瓶柜定義首先來(lái)看看SEML-S4寸氣瓶柜的定義：（一個(gè)金屬密閉容器，目的在提供局部排氣通風(fēng)以保護(hù)氣體鋼瓶不會(huì)著火、

20、防止氣瓶柜外之火源著火、及保護(hù)周圍不因氣瓶柜之火源而著火，并限制火源于內(nèi)部。）因此氣瓶柜一定需要具備防護(hù)箱體、強(qiáng)制抽氣、安全防護(hù)以避免火焰之蔓延，甚或?qū)⒒鹪聪绲墓δ堋馄考軇t為簡(jiǎn)單的鋼瓶開(kāi)放支架，沒(méi)有防護(hù)箱體，亦無(wú)強(qiáng)制抽氣。圖四的照片顯示氣瓶柜和氣瓶架的外觀。圖四：左圖為氣瓶柜，右圖為氣瓶架低蒸汽壓氣體供應(yīng)一般而言，在室溫下的飽和蒸汽壓小于30Psig的氣體皆屬之，如BCL3DCS(SiH2CL2)CLF3WF6,它們?cè)?1.1C時(shí)的飽和蒸汽壓分別為19.7Psig23.3Psig21.5PSig27PSig皆是以液態(tài)的型式儲(chǔ)存于鋼瓶?jī)?nèi)，輸送上相當(dāng)不易。因此，于供應(yīng)流量設(shè)計(jì)時(shí)需特別考慮相關(guān)因

21、素，如氣體的物理特性、鋼瓶表面積、管路長(zhǎng)度等，通常使用直接加熱再鋼瓶與管路的方式供應(yīng)；對(duì)鋼瓶則以側(cè)面以側(cè)面外罩加熱套，套內(nèi)裝有加熱帶和保溫棉襯，但因拆裝時(shí)相當(dāng)麻煩不便，目前已較少采用；另一種方式則于鋼瓶底部加熱，若溫度控制得當(dāng)，是一種相當(dāng)簡(jiǎn)便與安全的方式。管路加熱則使用加熱與保溫棉包覆管路的方式，從供氣的鋼瓶端，經(jīng)VMB、GB直到尾端的機(jī)臺(tái)，加熱的溫度亦隨著供應(yīng)的距離加長(zhǎng)而逐漸提高，以預(yù)防氣體冷凝并增高蒸汽壓；加熱帶需要有獨(dú)立的溫度控制系統(tǒng)，除需要穩(wěn)定控制加熱溫度外，亦需選用具較低極限加熱溫度(約65C)的加熱帶，即使加熱控制器失效亦不致發(fā)生危險(xiǎn)。止匕外，管路長(zhǎng)度也是相當(dāng)重要的考慮，管路太長(zhǎng)加

22、熱的穩(wěn)定性較不易控制，極易因管路經(jīng)過(guò)不同的溫度區(qū)域而凝結(jié)成液態(tài)，阻塞管路。因此建議若各區(qū)域的溫差太大，以分段加熱控制得方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。但最好的方式還是就近將氣瓶柜放置于制程機(jī)臺(tái)附近的維修區(qū)或Sub-Fab此時(shí)需特別考慮其安全性。目前亦有相關(guān)的廠商開(kāi)始研發(fā)，將蒸汽以液態(tài)的型式供應(yīng)于主管路，待經(jīng)過(guò)MFC后再加熱汽化成氣態(tài)進(jìn)入反應(yīng)腔，但因?yàn)橄嚓P(guān)的零組件研發(fā)皆未成熟和普遍，因此還很少為人所采用。氣瓶柜/架的型式氣瓶柜/架一般針對(duì)不同的氣體特性分為五種基本型式，其中Typell和III是屬于較低蒸汽壓的氣體，其中Typelv和V屬于惰性氣體使用的氣瓶架，各型式使用的氣體類別、種類與相關(guān)的功能分述如下：Ty

23、pel:專門使用于高壓燃燒性氣體(High-PressureFlammabelGas),如SIH4B2H6、PH3CH4H2、AsH3因其具有燃燒性，所以通常會(huì)加裝相關(guān)的消防設(shè)備，如UV/IR火焰?zhèn)蓽y(cè)器、灑水頭、氣體泄漏偵測(cè)器等，有因其為高壓的壓縮氣體狀態(tài)，可使用偵測(cè)供應(yīng)壓力的方式計(jì)算鋼瓶剩余的氣體量。TypelI:使用于中壓液態(tài)燃燒性氣體(Mid-PressureLiquidFlammabelGas)如NH&HBr、HCLCL2本型式除消防設(shè)備需要安裝之外，并以電子種類磅秤來(lái)偵測(cè)鋼瓶剩余的氣體量，若對(duì)供氣的流量有較大的需求時(shí)，需要考慮相關(guān)的加熱設(shè)備。TypelIl:使用于低蒸汽壓氣體

24、(LowVaporPressureGas如BCL3DCSCLF3WF6,除使用電子秤與加熱裝置外，因?qū)俜歉邏旱匿撈壳夜?yīng)流量小，建議不需使用高壓側(cè)漏與過(guò)流量保護(hù)裝置。TypeIV:使用于液態(tài)惰性氣體(LiquidInertGas)如C4F8CHF3C2F6N2O、SF6,不需相關(guān)的安全設(shè)計(jì)，彈藥使用電子秤檢知鋼瓶剩余的氣體量。TypeV:使用于惰性氣體(InertGas)如CF4Ar、He.因氣體特性不同，此吳蕾氣瓶柜需依其使用的氣體種類設(shè)計(jì)相關(guān)的氣瓶柜/架功能，如Type1-lIl屬于危險(xiǎn)性氣體，建議皆需加裝自動(dòng)旋轉(zhuǎn)式關(guān)斷器(ValveShutter),于緊急狀況發(fā)生時(shí)可將鋼瓶上第一道出口旋

25、轉(zhuǎn)閥關(guān)閉，除非鋼瓶破裂，否則只要此項(xiàng)關(guān)斷器功能正常，將可保證供應(yīng)的安全性。止匕外，Type1-ll亦屬可能過(guò)流量供應(yīng)氣體，建議選用過(guò)流量關(guān)閉裝置，以確保避免異常的流量供應(yīng)。表二：各式氣瓶柜/架功能選用建議功能設(shè)計(jì)氣瓶柜內(nèi)的鋼瓶數(shù)設(shè)計(jì)可分為三種，分別為單鋼、雙鋼、三鋼。單鋼的設(shè)計(jì)常使用于研究機(jī)構(gòu)或?qū)嶒?yàn)室等，制程未有量產(chǎn)之考慮，氣體使用量小，現(xiàn)場(chǎng)可隨時(shí)協(xié)調(diào)停機(jī)進(jìn)行鋼瓶之更換，其優(yōu)點(diǎn)為簡(jiǎn)單、節(jié)省空間、成本低，但需透過(guò)日常之管理與協(xié)調(diào)以避免中斷制程，造成損失。雙鋼與三鋼常用于量產(chǎn)工廠，制程不允許停機(jī)的狀況，當(dāng)一支鋼瓶使用完后，另一支待機(jī)的鋼瓶將自動(dòng)上線供應(yīng)，并發(fā)出更換鋼瓶的警報(bào)，此兩種型式上的差別主要

26、在于清潔用Purge管路的純化氮?dú)?PN2,PurifiedN2)是以鋼瓶或廠務(wù)端供應(yīng)。當(dāng)PUrge用的PN2統(tǒng)一由廠務(wù)端供應(yīng)時(shí)，所有不同的供應(yīng)氣體系統(tǒng)(不管是否兼容)將會(huì)因此PUrge管路的存在，而形成連接的狀態(tài)，造成較高的風(fēng)險(xiǎn)值；萬(wàn)一中央供應(yīng)的PN2中斷，又未發(fā)生任何報(bào)警，恰巧又有二種不兼容的鋼瓶在使用PUrge的管路，此時(shí)，爆炸的狀況極可能就此發(fā)生，類似意外亦有發(fā)生過(guò)的記錄，不得不慎。三鋼式設(shè)計(jì)尚有一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，就是現(xiàn)場(chǎng)的VMB在做管路Purge時(shí)亦可使用同一氣瓶柜的鋼瓶，不同氣體間透過(guò)VMB造成的交互反應(yīng)或污染的風(fēng)險(xiǎn)值又更低了。選用三鋼型式的主要缺點(diǎn)為設(shè)置的空間需求較大，成本較高。但據(jù)筆者

27、經(jīng)驗(yàn)，目前雙鋼與三鋼的購(gòu)置成本已無(wú)太大的差異；因此，若非空間上有無(wú)法克服的困難，個(gè)人建議針對(duì)危險(xiǎn)性氣體以三鋼的氣瓶柜為優(yōu)先的考慮。若為惰性氣體使用的氣瓶架，由廠務(wù)中央供應(yīng)PN2或于現(xiàn)場(chǎng)適用于獨(dú)立的鋼瓶皆可，因此即使采用現(xiàn)場(chǎng)的鋼瓶供應(yīng)方式，亦可使用集中式的雙瓶PN2氣瓶架，所增加的成本與空間將相當(dāng)有限。操作性設(shè)計(jì)只要是雙鋼以上的氣瓶柜設(shè)計(jì)，皆需有自動(dòng)切換的功能以達(dá)到連續(xù)供應(yīng)的目的，通常以壓力傳輸器偵測(cè)供應(yīng)的壓力來(lái)計(jì)算光盤剩余的氣體量；若為低蒸汽壓氣體，則以笛子重量磅秤來(lái)偵測(cè)鋼瓶剩余的氣體量。在日常操作功能的設(shè)計(jì)上，可分為全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)三種方式。通常氣瓶柜的操作執(zhí)行動(dòng)作有下列幾種：1 .前置

28、沖吹(Pre-purge):主要為利用一般氮?dú)?GN2,GeneralN2)的流動(dòng)經(jīng)過(guò)真空產(chǎn)生器造成管路內(nèi)的負(fù)壓，抽出氣瓶柜盤管內(nèi)的特氣，再利用通入PN2稀釋管壁內(nèi)殘存的微量特氣，反復(fù)執(zhí)行此項(xiàng)沖吹與稀釋的過(guò)程，并于過(guò)程中同時(shí)以負(fù)壓檢測(cè)真空產(chǎn)生器的功能，以保壓測(cè)試管路是否泄漏。2 .后置沖吹(PostPurge)通以PN2進(jìn)行保壓測(cè)試管路是否泄漏，確認(rèn)鋼瓶接頭與管路的銜接良好，并進(jìn)行PN2的反復(fù)沖吹，將更換鋼瓶時(shí)滲人的污染物去除。3 .上線沖吹(ProcessPurge莊要目的是將清潔用的PN2清楚，并送制程氣體上線；此過(guò)程則反復(fù)利用制程氣體的沖吹，將清潔用的PN2予以徹底的排除。4 .更換鋼瓶

29、：通常由四個(gè)主要步驟來(lái)完成，Pre-PurgeR更換鋼瓶RPostPurgeRProcessPurg更換個(gè)鋼瓶的時(shí)機(jī)為氣體殘余量剩下約10%寸，但實(shí)際上仍需以各氣體過(guò)往的使用記錄為依據(jù)進(jìn)行判斷，才會(huì)得到較佳的更換時(shí)間點(diǎn)。再者，達(dá)到氣體的使用年限亦需進(jìn)行更換，通常約為一年，因部分的制程氣體可能會(huì)對(duì)鋼瓶造成微量的腐蝕，污染氣源。為了達(dá)到以上步驟1到3的功能，其管路與閥件的設(shè)計(jì)皆較為復(fù)雜，如圖五所示。各廠牌氣瓶柜的功能差異大，選用時(shí)除考慮公司的技術(shù)能力與維護(hù)人力外，建議以系統(tǒng)穩(wěn)定性和市場(chǎng)占有率進(jìn)行主要的考慮。若采用手動(dòng)的方式進(jìn)行，人員的操作將需相當(dāng)小心謹(jǐn)慎，任何步驟的疏忽皆可能嚴(yán)重影響供氣的質(zhì)量與造

30、成的危險(xiǎn)。所以通常對(duì)危險(xiǎn)性氣體筆者建議需有自動(dòng)(Auto-Purge)的功能，當(dāng)自動(dòng)無(wú)法順利運(yùn)作時(shí)才改為半自動(dòng)的方式進(jìn)行。若為惰性氣瓶架，雖然沒(méi)有危險(xiǎn)性，人為操作不當(dāng)卻有可能污染管路，畢竟每一步驟執(zhí)行的反復(fù)動(dòng)作次數(shù)可能高達(dá)30-50次，不但需要消耗相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，更需集中相當(dāng)多的精神來(lái)執(zhí)行，因此個(gè)人建議為維護(hù)供氣的質(zhì)量，即使是惰性氣瓶架亦應(yīng)該具備自動(dòng)的功能。圖五：三鋼式中壓液態(tài)燃燒性氣瓶柜閥盤與管路示意氣瓶柜管路設(shè)計(jì)為了讓讀者對(duì)氣瓶柜盤上的設(shè)計(jì)有一些認(rèn)識(shí)，以下依序介紹盤面上的重要組件：(A) .氣動(dòng)控制閥，以GN2進(jìn)行控制，不建議使用一般的壓縮空氣源(CDA,CompressedDRYAi用GN

31、2供應(yīng)通常較CDA穩(wěn)定，不會(huì)因停電運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的故障中斷，此閥主要用于自動(dòng)或半自動(dòng)操作時(shí)的管路氣體流向控制。(B) .手動(dòng)控制閥，主要當(dāng)作第二道的防護(hù)，如管路的出口。(C)逆止閥(CheckValve,防止特氣倒灌入清潔的PN2和抽氣用的GN2管路。(D)調(diào)壓閥(Regulator),用于調(diào)整并控制供應(yīng)的氣體壓力。(E)壓力傳輸器(PressureTransmitter),這是防護(hù)系統(tǒng)安全的重要零件，透過(guò)它才能判斷知管路是否泄漏，相關(guān)的閥門是否安全的開(kāi)啟，同時(shí)亦可檢知鋼瓶的氣體剩余量。(F)真空產(chǎn)生器(VacuumGenerator)利用GN2的快速流動(dòng)產(chǎn)生吸引的負(fù)壓，將管路中的氣體帶出，以達(dá)到抽

32、氣的目的。(G汽體過(guò)濾器(LineFilter),裝于供氣的出口外，用以過(guò)濾掉氣瓶柜閥盤組可能產(chǎn)生的污染粒子以確保供氣質(zhì)量，但并非一定必要裝設(shè)，因通常在VMB的供氣口都會(huì)安裝符合制程條件需求的過(guò)濾器，若于氣瓶柜裝設(shè)過(guò)濾器后，需特別考慮未來(lái)更換過(guò)濾器的方便性，其裝設(shè)點(diǎn)皆已靠近閥盤末端，較不易進(jìn)行管路的清潔Purge故而個(gè)人不建議于此處裝設(shè)過(guò)濾器。(H)流量偵測(cè)器(FlowSensor)對(duì)管路上異常大量的流量進(jìn)行偵測(cè)，若是超過(guò)可能的設(shè)定值，即判定管路上有可能大量的泄漏，進(jìn)而啟動(dòng)緊急關(guān)閉裝置，中斷供氣。(I).限流孔(Orifice),則是一項(xiàng)簡(jiǎn)易又有效的過(guò)流量控制裝置，用以限制大量的氣流量通過(guò)，裝

33、設(shè)于Vent的排氣管上，其主要防止特氣Vent時(shí)的大量排放，造成區(qū)域式廢棄處理系統(tǒng)無(wú)法負(fù)荷的狀況發(fā)生。針對(duì)Sh4因其具有毒性與強(qiáng)烈爆炸性，建議可于靠近鋼瓶的出口端加裝直徑約0.01寸的限流孔，使其最高流量不得高于30Slm。在此閥盤組的管路設(shè)計(jì)上，有一些需特別注意的項(xiàng)目。首先，以如前面所提，不兼容氣體的Purge管路不可相連，而且不兼容的氣體不可設(shè)計(jì)在同一各氣瓶柜內(nèi)，即使互為各自獨(dú)立的管路與供應(yīng)系統(tǒng)亦被嚴(yán)重禁止；管路大小的選定，需考慮到制程機(jī)臺(tái)的使用壓力與流量的需求；連接鋼瓶的管路接頭需與鋼瓶接頭同一型號(hào)。且其高度在設(shè)計(jì)時(shí)即需考慮使用的鋼瓶高度，若為小型的鋼瓶，可使用能調(diào)整高度的固定支架；相關(guān)

34、的管路零件需依照氣體的特性選用，例如是否具有腐蝕性、供應(yīng)的壓力為高壓或者低壓等；并且注意管路上死角Purge的問(wèn)題，若設(shè)計(jì)的死角越多或越嚴(yán)重，反復(fù)Purge的次數(shù)就要越多，花費(fèi)的時(shí)間也就越久。還有，未來(lái)零件更換的方便性，亦將嚴(yán)重影響日后維修的程序與時(shí)間：最后，個(gè)人認(rèn)為相當(dāng)重要的一點(diǎn)是設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮未來(lái)的擴(kuò)充性，例如多預(yù)留一組出口的擴(kuò)充閥點(diǎn)，在流量上足以供應(yīng)的考慮下，將可避免未來(lái)擴(kuò)充點(diǎn)增加時(shí)需要再添購(gòu)一組氣瓶柜，當(dāng)然若能在VMB上預(yù)留足夠的擴(kuò)充電腦亦可能可以解決相關(guān)的問(wèn)題。安全防護(hù)設(shè)計(jì)總結(jié)前面所提的氣瓶柜防護(hù)設(shè)計(jì)，包括氣瓶柜外罩的防火與防暴設(shè)計(jì)、抽氣裝置、UV/IR火焰?zhèn)蓽y(cè)器、消防灑水體育、氣體

35、泄漏偵測(cè)器、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)式鋼瓶手動(dòng)閥關(guān)斷器、過(guò)流量關(guān)閉裝置、管路高壓泄漏測(cè)試設(shè)計(jì)、Vent限流孔、現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)程的手動(dòng)緊急關(guān)斷開(kāi)關(guān)等。其中消防灑水透在氣柜內(nèi)的溫度超過(guò)65c時(shí)，開(kāi)始動(dòng)作灑水；需特別注意的是，CF3會(huì)因與誰(shuí)起劇烈反應(yīng)，不可安裝灑水頭。在氣體室則需加裝偵煙感知器與灑水頭，以防止氣瓶柜外的管路泄漏或起火。所有的小法檢知系統(tǒng)與氣體泄漏系統(tǒng)，除及早期火災(zāi)預(yù)警偵測(cè)器因太過(guò)靈敏容易造成誤判外，皆需與自動(dòng)廣播系統(tǒng)聯(lián)機(jī)，當(dāng)有任何動(dòng)作時(shí)，可實(shí)時(shí)的廣播疏散相關(guān)的人員，并立即集結(jié)緊急應(yīng)變小組進(jìn)行處理。這些相關(guān)的防護(hù)儀器或設(shè)備在規(guī)劃時(shí)，需謹(jǐn)慎考慮其放置位置與實(shí)用性，如緊急手動(dòng)停氣按鈕（EMO,Emergency

36、O嘛氣瓶柜上需必備外，在氣體室外或遠(yuǎn)程的中央監(jiān)控室亦需架設(shè)，避免氣體室泄漏時(shí)無(wú)法進(jìn)入關(guān)閉源頭的鋼瓶；此外報(bào)警的燈示，除現(xiàn)場(chǎng)VMB盤、氣瓶柜上皆建議安裝，方便附件人員示覺(jué)外，亦需在氣體室門外裝置明顯的警示燈與警報(bào)聲響，以利人員緊急處理時(shí)的識(shí)別。并需規(guī)劃相關(guān)的防護(hù)器具，如更換毒氣瓶時(shí)使用的空氣面罩。自從921大地震發(fā)生后，大家開(kāi)始重視地震發(fā)生時(shí)的嚴(yán)重危害，地震儀的裝設(shè)才變成特氣供應(yīng)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配備，也開(kāi)始在氣瓶柜安裝固定的基座，防止因地震所造成的移位。地震儀的設(shè)置通常采用三臺(tái)的設(shè)計(jì)方式，可避免當(dāng)一臺(tái)受到外力的干擾時(shí)（如施工）即造成誤動(dòng)作，因此執(zhí)行氣體關(guān)斷的動(dòng)作必須至少2臺(tái)同時(shí)動(dòng)作才可成立；設(shè)置的地點(diǎn)

37、采分散于廠區(qū)內(nèi)的方式進(jìn)行，可以氣體房為一基準(zhǔn)設(shè)置點(diǎn)，等距的三角形延伸至廠區(qū)內(nèi)另2點(diǎn)，同時(shí)需考兩次安置點(diǎn)的環(huán)境，是否不容易使人員造成誤動(dòng)作，若人員出入頻繁的地點(diǎn)即需將之排除。一般建議設(shè)定的地震儀惰性等距為五級(jí)地震，執(zhí)行關(guān)閉的設(shè)備包括鋼瓶之ValveShutter、氣瓶柜/架、VMB。另一項(xiàng)氣體大量泄漏時(shí)的外圍防護(hù)設(shè)計(jì)為裝設(shè)緊急的廢氣出了系統(tǒng)(ESE,EmergencysafetyEquipmen騏處理點(diǎn)可包括氣瓶柜、VMB、制程機(jī)臺(tái)等的抽排氣，需能快速的處理大量的氣體泄漏，如高毒性的AsH&PH3等氫化物氣體、酸性氣體或NH3等，需與氣體政策器聯(lián)動(dòng)，并使用化學(xué)吸附劑的方式進(jìn)行處理，但目前

38、因價(jià)格昂貴，尚未普及。氣瓶柜的關(guān)斷時(shí)機(jī)有下列幾種狀況.(A).氣體政策泄漏達(dá)到上限警報(bào)；(B) .火焰?zhèn)蓽y(cè)器或消防偵煙器動(dòng)作，其中偵煙器動(dòng)作是否真要關(guān)斷氣源還要進(jìn)一步討論，因?yàn)閭蔁熎鞯恼`動(dòng)作幾率一般還是太高，所以通常未將此項(xiàng)納入；但若真的發(fā)生，倘無(wú)自動(dòng)關(guān)斷，可籍?dāng)z影監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行判斷，再以人員手動(dòng)的方式執(zhí)行遠(yuǎn)程的緊急關(guān)斷；(C) .2部地震儀同時(shí)偵測(cè)到五級(jí)(含)以上的地震；(D) .過(guò)流量開(kāi)關(guān)開(kāi)啟；(E) .EMO動(dòng)作控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)目前普遍采用每臺(tái)氣瓶柜皆有獨(dú)立的單機(jī)PLC控制，而非集中式的控制方式，而且皆使用人機(jī)界面的觸控面板進(jìn)行操作，系統(tǒng)的穩(wěn)定度與操作上的方便性與十年前的狀況已不可同日

39、而語(yǔ)；并可透過(guò)PLC的通訊接口，將設(shè)備上所以的訊息納入整廠中央監(jiān)控系統(tǒng)與相關(guān)的外圍系統(tǒng)進(jìn)行整合，包括氣體泄漏偵測(cè)系統(tǒng)、區(qū)域式廢棄處理系統(tǒng)(LocalScrubber-)消防系統(tǒng)等，以建構(gòu)一個(gè)安全性極高的氣體供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。閥盤與管路VMB設(shè)計(jì)VMB內(nèi)氣體種類配置的設(shè)計(jì)基本上有二種方式，一種以供應(yīng)的氣體機(jī)臺(tái)為主，另一種則以氣體的種類進(jìn)行分類，將相同的氣體防止于同一閥箱之中；前者的設(shè)計(jì)較少為人所采用，雖然它有空間配置上的優(yōu)點(diǎn)，讓同一機(jī)臺(tái)的氣體管路供應(yīng)來(lái)源集中在相同的VMB內(nèi)，不致使管路的配置太過(guò)凌亂，管理上亦較方便，但卻需考慮不兼容氣體設(shè)置于相同非閥盤上，可能因泄漏或人為的誤動(dòng)作而導(dǎo)致氣體間的激烈反

40、應(yīng)，而且氣體泄漏偵測(cè)器的數(shù)量以相對(duì)的增加，造成成本上的負(fù)擔(dān)，再而其未來(lái)的擴(kuò)充性較差。后者的設(shè)計(jì)是目前最普遍采用的方式，雖然相同制程機(jī)臺(tái)的關(guān)斷閥無(wú)法集中，可能導(dǎo)致管理上的不方便，卻有以下的優(yōu)點(diǎn)，如氣體泄漏偵測(cè)器布點(diǎn)較少、相同氣體集中配置安全性高、VMB設(shè)計(jì)于操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)充性佳等?；旧?，VMB的設(shè)計(jì)于氣體柜內(nèi)大同小異，包括防護(hù)箱體、強(qiáng)制抽氣、氣體泄漏偵測(cè)器、緊急自動(dòng)關(guān)斷閥、EMO、Purge等管路，但以手動(dòng)閥進(jìn)行供應(yīng)控制，氣動(dòng)閥做為緊急關(guān)斷之用。通常VMB內(nèi)部設(shè)計(jì)UV/IR火焰?zhèn)蓽y(cè)器和消防灑水頭，主要基于功能性與經(jīng)費(fèi)的考慮。一般而言，此處于是該測(cè)漏驗(yàn)收后，管路不再移動(dòng)且不常操作，或進(jìn)行管路的拆裝

41、，危險(xiǎn)性較氣瓶柜低。目前的管路組件與施工質(zhì)量皆達(dá)一定的水平，發(fā)生泄漏的幾率極低，所以，通常當(dāng)緊急狀況如泄漏、地震發(fā)生時(shí)，可利用氣動(dòng)閥進(jìn)行自動(dòng)關(guān)斷，將氣源做分段的隔離。機(jī)臺(tái)維修時(shí)，則可作為氣體管路的阻絕功能，為人員的安全提供進(jìn)一步的保護(hù)。VMB一般可依業(yè)主要求設(shè)計(jì)4、8、10或其他數(shù)目的接點(diǎn)，供氣至數(shù)臺(tái)機(jī)臺(tái)，其功能上除可提供使用點(diǎn)氣源控制外，亦可當(dāng)作氣體供應(yīng)的中繼調(diào)壓，提供穩(wěn)定的供氣壓力與流量，同時(shí)可規(guī)劃偵測(cè)供氣的壓力，設(shè)定偏移士5Psi時(shí)發(fā)出報(bào)警。管路設(shè)計(jì)管路設(shè)計(jì)時(shí)需考慮輸送的距離、距離越長(zhǎng)、成本越高，風(fēng)險(xiǎn)也越高。因擴(kuò)充性不易，需預(yù)留適當(dāng)?shù)臄U(kuò)充閥組。通常較理想的設(shè)計(jì)流速為一般氣體小于20ml/sec,可燃性氣體小于10ml/sec,腐蝕性/毒性氣體則小于8ml/sec。在用量設(shè)計(jì)方面，則需考慮使用電的壓力與管徑的大小，前者與氣體特性有關(guān)，后者在使用電一般為1/4寸3/8寸。管路型式依氣體特性設(shè)計(jì)，惰性氣體使用一般的單層管，腐蝕性、可燃性