为什么气体检测与半导体制造密不可分？

本文你将了解：

• 安全与效率在半导体制造中的关键作用
• 气体检测为何对半导体工厂至关重要
• 实时监测解决方案在预防危险中的重要性

在复杂精密的半导体制造世界中，安全与效率是重中之重。各种气体在半导体制造过程中广泛使用，贯穿从晶圆制造（Fab）到排气系统和控制中心的多个环节。为了建立安全的工作环境并确保工厂高效运行，部署合适的气体检测解决方案至关重要。

晶圆制造区（Fab）

Fab，即晶圆制造区，是半导体工厂的核心区域，空白硅晶圆在此被加工成高科技半导体器件。在多个工艺步骤中，硅晶圆会接触到各种气体，如硅烷（SiH₄）、氨气（NH₃）和氢气（H₂）等。

关键工艺包括：

• 化学气相沉积（CVD）：使用硅烷、氨气、二氯硅烷等反应气体在晶圆表面形成所需薄膜
• 掺杂：使用二硼烷（B₂H₆）、磷化氢（PH₃）等气体进行离子注入或扩散，实现精确化学掺杂
• 氧化：使用氧气（O₂）在晶圆表面生长氧化层
• 清洗与惰性气氛：使用氮气（N₂）、氩气（Ar）、氦气（He）等惰性气体清洗设备、隔绝水分与氧气，维持制造所需的受控环境

这些气体虽然对制造过程至关重要，但若未妥善监控，可能带来严重安全隐患。实时气体检测与监测系统是Fab不可或缺的组成部分，能持续监测气体浓度，及时发现泄漏或异常，保障人员安全并维持制造流程的完整性。

晶圆制造下层区（Sub-fab）

Fab下方是Sub-fab区域，主要容纳支持制造流程的关键机械与电气系统，如泵、变压器、气体柜和液体管道。Sub-fab为Fab提供必要的基础设施，确保洁净室环境和制造流程的高效运行。

此区域的设备负责调控有毒和易燃气体的流动，因此需要持续监测以保障人员安全并优化设备运行时间。气体检测系统在此发挥关键作用，能快速识别泄漏或危险状况。

排气与废气处理系统

半导体制造中的排气系统负责处理来自Fab和Sub-fab的副产品与废气。这些系统需对有毒气体进行过滤、中和和安全释放，常用方法包括洗涤、化学中和、吸收、燃烧或氧化。

在这些过程中，监测排气气体至关重要，不仅能发现泄漏，还能确保排放符合环保法规。气体检测解决方案是排气系统的核心，能持续监测气体浓度，及时发现异常，防止潜在危险并确保系统高效运行。

通信与控制区域

现代半导体工厂是高度复杂的系统，包含众多设备、监控器和流程。任何一个环节的故障都可能影响多个制造步骤，造成昂贵的停机损失。

借助技术，整个系统可在中央控制室进行统一监控，使操作人员能快速识别警报与问题，并协调多个流程的同步运行。通过软件集成与通信协议，所有有毒气体都可通过先进的气体检测系统进行实时监控。

半导体制造中的安全须知

半导体制造涉及大量复杂工艺、设备与材料，其中许多环节使用有毒或易燃气体来将硅晶圆转化为高科技产品。即使是微小的泄漏或过滤不完全，都可能导致制造中断、资源浪费，更重要的是，对人员健康构成严重威胁。

设计良好的气体检测系统是保障安全、维持Fab顺利运行的关键。

霍尼韦尔的解决方案

霍尼韦尔为半导体制造商提供全面的气体检测产品组合，包括：

• 单点与多点检测系统
• 便携式检测设备
• 系统集成解决方案