別忽視！半導(dǎo)體工廠可燃氣體泄漏火災(zāi)風險，早期檢測為安全 “撐腰”

半導(dǎo)體芯片制造過程非常復(fù)雜，其中使用的制造設(shè)備精密昂貴，生產(chǎn)環(huán)節(jié)還會用到大量的化學品，包括有毒易燃的化學品，于是半導(dǎo)體制造工廠火災(zāi)爆炸事故容易發(fā)生?；馂?zāi)會帶來巨大的損失，工廠停工停產(chǎn)，財產(chǎn)損失，人員傷殘，甚至影響到全球半導(dǎo)體部件的走勢行情。

半導(dǎo)體生產(chǎn)中常用可燃氣體
需嚴格控制使用、存儲和排放

自半導(dǎo)體制造開始使用特殊材料氣體以來，已經(jīng)過去了30年，但這些氣體以及具有新功能的元件和物質(zhì)的生產(chǎn)量和使用量仍在不斷增加。

然而，許多進入半導(dǎo)體相關(guān)領(lǐng)域的公司對氣體和化學品的處理并不熟悉，而且員工大多是經(jīng)驗不足的年輕人，因此，在處理該領(lǐng)域使用的100多種氣體的現(xiàn)場中，經(jīng)驗和知識的不足被指出是事故的潛在原因。對這些可燃氣體進行有效的檢測，是確保

生產(chǎn)安全、保障人員生命財產(chǎn)安全的關(guān)鍵舉措。

半導(dǎo)體工廠失火層出不窮，隨便輸入“半導(dǎo)體 著火”的關(guān)鍵詞：

在制作晶圓或半導(dǎo)體器件的過程中，是會用到酒精等易燃易爆化學試劑;晶圓加工的熔爐，溫度高達上千度;一點小失誤，就會擦槍走火?？梢?，本行業(yè)是“易上火體質(zhì)”。
設(shè)備方面，包括晶圓加工熔爐（通常情況下被加熱至 2500 化石攝氏度）、浸沒式加熱器、加熱池與電熱板等在內(nèi)的設(shè)備，在過度加熱，維護不當，以及接觸易燃物質(zhì)的情況下，均極有可能形成火災(zāi)：
|1|韓國海力士半導(dǎo)體位于江蘇某廠區(qū)發(fā)生大火。大火產(chǎn)生的濃煙數(shù)十公里外可見，車間氣泵爆炸，火苗進入主管道，管道內(nèi)全是有毒酸性易燃液體，引發(fā)大火......
|2|Diodes達爾科技位于美國的KFAB 晶圓廠發(fā)生火災(zāi)，事故區(qū)域為該工廠的濕法刻蝕晶圓制造區(qū)。因為這場火災(zāi)，位于KFAB工廠的所有產(chǎn)品將全部暫停供給......
|3|三星電子的某半導(dǎo)體廠區(qū)發(fā)生火災(zāi)。區(qū)域為廢水處理設(shè)施區(qū)域，該設(shè)施主要用于處理半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水廢氣......
|4|日本Kioxia的Fab6工廠發(fā)生火災(zāi)事件，機臺設(shè)備失火。滅火花了三天。預(yù)計半年才能恢復(fù)......

電力行業(yè)氣體檢測的核心場景
1.半導(dǎo)體生產(chǎn)制造過程的火災(zāi)原因分析
 ●   人為操作失誤

違規(guī)操作：員工違反安全操作規(guī)程，如未經(jīng)許可擅自進行設(shè)備操作或使用不適當?shù)墓ぞ撸?br />
缺乏培訓(xùn)：員工未接受足夠的安全培訓(xùn)，對潛在的危險和應(yīng)急措施不了解；

疲勞和疏忽：長時間工作導(dǎo)致員工疲勞注意力不集中，從而引發(fā)操作失誤；

●  設(shè)備故障老化
老化和維護不足：設(shè)備長時間運行未得到及時維護，導(dǎo)致部件老化、損或失效。

設(shè)計和制造缺陷：設(shè)備設(shè)計不合理或制造缺陷，導(dǎo)致在正常操作條件下發(fā)生故障。

超載和過熱：設(shè)備長時間超負荷運行或散熱不良，導(dǎo)致過熱引發(fā)火災(zāi)。

●  可燃氣體泄漏
儲存和處理不當：化學品儲存容器損壞或密封不嚴，導(dǎo)致漏事故。

化學品性質(zhì)不穩(wěn)定：某些化學品在特定條件下發(fā)生化學反應(yīng)，產(chǎn)生易燃易爆氣體。

管道和閥門故障：管道、閥門等輸送設(shè)備出現(xiàn)故障，導(dǎo)致可燃氣體泄漏。

其他的一些自然災(zāi)害，地震造成設(shè)備損壞、化學品泄漏等，引發(fā)火災(zāi)。雷電擊中建筑物或設(shè)備，可能引發(fā)火災(zāi)。極端天氣，暴風雨、洪水等極端天氣可能導(dǎo)致設(shè)備受損、短路等，進而引發(fā)火災(zāi)。

2.半導(dǎo)體生產(chǎn)中常見的可燃氣體
氫氣（H?）：氫氣是一種常見的用于某些特殊濺射工藝或設(shè)備清洗的氣體。它具有極易燃的特性，其燃燒范圍很寬，在空氣中的體積分數(shù)為4.0% - 75.6%時，遇到火源就會發(fā)生劇烈燃燒。在半導(dǎo)體制造環(huán)境中，即使是一個小的靜電火花或者高溫表面，都可能引發(fā)氫氣燃燒，導(dǎo)致火災(zāi)甚至爆炸。例如，當氫氣泄漏到一個封閉的、有潛在火源的空間（如電氣設(shè)備附近）時，危險系數(shù)會急劇上升。
甲烷：甲烷也是半導(dǎo)體生產(chǎn)中常用的一種可燃氣體，主要用于硅片的生長和刻蝕過程。甲烷的燃點較低，且在空氣中的濃度達到一定值時，遇明火易發(fā)生爆炸。

硅烷（SiH?）：硅烷常用于化學氣相沉積（CVD）工藝，該工藝有時與濺射工藝協(xié)同用于半導(dǎo)體制造。硅烷也是高度易燃氣體，它在空氣中能自燃，因為它與空氣中的氧氣反應(yīng)活性很高。其自燃溫度相對較低，大約在420℃左右，一旦泄漏，很容易被周圍環(huán)境中的熱源（如設(shè)備運行產(chǎn)生的熱量）點燃，引發(fā)火災(zāi)。

乙炔（C?H?）：在一些特殊的半導(dǎo)體表面處理工藝中可能會用到乙炔。乙炔屬于易燃易爆氣體，它的爆炸極限范圍比較寬，在空氣中體積分數(shù)為2.5% - 82%時都可能發(fā)生爆炸。在含有乙炔的系統(tǒng)中，如果氣體壓力過高、溫度異?；蛘哂龅綇娏业恼饎拥惹闆r，都可能引發(fā)爆炸。特別是在半導(dǎo)體制造車間這種存在大量電氣設(shè)備和精密儀器的場所，乙炔爆炸可能會造成嚴重的設(shè)備損壞和人員傷亡。

某些混合氣體：例如，當氫氣與氧氣按照一定比例混合時，形成的混合氣體具有極高的爆炸危險性。這種混合氣體在遇到火源、靜電放電或者能量沖擊時，會瞬間發(fā)生劇烈爆炸。
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3.在芯片制造過程中，我們常見的容易發(fā)生火災(zāi)爆炸的制造設(shè)備如下： 
● 化學氣相沉積：關(guān)鍵設(shè)備為CVD機；

● 擴散：該工藝過程對溫度和時間依賴性很強。關(guān)鍵設(shè)備為爐管；

● 光刻：關(guān)鍵設(shè)備為光刻機，使用易燃的光阻劑，對振動非常敏感；

● 蝕刻：關(guān)鍵設(shè)備為蝕刻機。分干蝕刻及濕蝕刻兩類；

● 離子植入：關(guān)鍵設(shè)備為離子植入機；

● 化學機械研磨：關(guān)鍵設(shè)備為 CMP 機；

● 物理氣相沉積：關(guān)鍵設(shè)備為 PVD 機；

● 清洗：關(guān)鍵設(shè)備為清洗機；

芯片產(chǎn)業(yè)氣體安全不容有失從“救火”到“防火”防范措施
為確保半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中的安全穩(wěn)定，應(yīng)采取以下防范措施：
1. 嚴格控制可燃氣體的使用量：根據(jù)生產(chǎn)工藝需求，精確計算所需的可燃氣體量，避免過量使用導(dǎo)致安全風險增加；

2. 加強可燃氣體存儲和輸送設(shè)備的管理：定期對存儲和輸送設(shè)備進行檢查和維護，確保其密封性和安全性。同時，設(shè)置專門的存放區(qū)域，避免與其他物品混放；

3. 建立應(yīng)急預(yù)案：制定針對可燃氣體泄漏、火災(zāi)等突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案，明確應(yīng)急處置程序和責任人，確保在事故發(fā)生時能夠迅速有效地應(yīng)對；

最重要的一點：
定期進行可燃氣體泄漏檢測，使用專業(yè)的檢測設(shè)備對生產(chǎn)現(xiàn)場的可燃氣體進行定期檢測，及時發(fā)現(xiàn)泄漏問題并進行處理。
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在規(guī)劃可燃氣體報警器的安裝位置時，我們需要綜合考慮多個因素：
考慮因素

① 首先，氣體源附近是必不可少的監(jiān)測點，如氣體罐、管道接口以及反應(yīng)爐等設(shè)備附近，應(yīng)直接安裝報警器；

② 其次，生產(chǎn)線上的關(guān)鍵區(qū)域，如蝕刻、CVD/PVD室等工藝區(qū)域，也是我們需要重點關(guān)注的監(jiān)測對象；

③ 此外，通風系統(tǒng)也是一個不可忽視的環(huán)節(jié)，報警器可以安裝在通風口或排風管道附近，但需注意避免直接位于氣流沖擊處。

④ 同時，人員活動區(qū)如員工休息室、餐廳以及主控室等地方，即使距離直接操作區(qū)較遠，也建議安裝報警器以確保員工的安全。

⑤ 對于特殊環(huán)境，如地下室、密閉空間等難以直接進入的區(qū)域，我們需要特別設(shè)計安裝方案，可能涉及遠距離監(jiān)控或隨身便攜式檢測設(shè)備的運用。

理研計器作為行業(yè)內(nèi)專業(yè)的氣體檢測儀生產(chǎn)制造廠商，一直關(guān)注半導(dǎo)體制造行業(yè)的安全發(fā)展，以“為人們營造安全的工作環(huán)境”為使命，潛心開發(fā)適用于半導(dǎo)體行業(yè)與光伏行業(yè)的氣體傳感器，針對用戶遇到的各種問題，提供合理的解決方案，不斷升級產(chǎn)品功能:

用戶可以根據(jù)現(xiàn)場的具體情況選擇理研計器通過先進技術(shù)和設(shè)備精準布局，

整合出適合半導(dǎo)體芯片制造行業(yè)的氣體探測解決方案，在各個階段都可以提供出色保護