半导体薄膜制备(如氮化硅、氮化铝薄膜的 PECVD/ALD 工艺)需以氨气(NH₃)为氮源,其具有强刺激性(工作触摸限值 TWA 25ppm、STEL 35ppm),走漏会导致人员呼吸道损害,浓度超支还会影响薄膜成分均匀性。SGA-501氨气检测仪本计划环绕 “工艺安全 + 质量管控” 双方针,结合薄膜制备全流程(气体运送 - 工艺腔室 - 抛弃净化处理)的危险特性,拟定科学布规划划。


危险导向:优先布于氨气走漏高发点(阀门、接头、腔室密封件),及人员作业密集区;
浓度分层:按 “微量走漏(≤10ppm)- 工艺浓度(25-100ppm)- 应急超限(≥35ppm)” 分层监测,适配不同场景需求;
数据联动:检测仪需接入工艺 MES 体系,完成浓度超支与腔室排风、气体切断阀的主动联动。

便携式氨气检测仪(SGA-600系列):选用电化学传感器,量程0 - 100ppm,分辨率0.01ppm,支撑声光报警、数据存储等功用,适用于工艺现场巡检和暂时监测。

固定式氨气检测仪(SGA-501系列):选用电化学或催化焚烧传感器,量程根据需求可选0 - 100ppm或0 - 5000ppm,支撑4 - 20mA/RS485输出,可与PLC、DCS等体系衔接,完成主动化监控,适用于工艺现场固定装置。

预处理氨气检测仪体系(SGA-900系列):选用电化学传感器,量程0 - 10000ppm,检测间隔可达数十米,可完成长途实时监测,适用于大型半导体薄膜制备车间。

布点密度:每 2 台氨气钢瓶(或 1 个气柜单元)周边 3 米内布设 1 台固定式电化学氨气检测仪,采样口距地上 1.2-1.5 米(NH₃密度 0.771g/L,略轻于空气,易在中低空分散);

设备选型:选 0-100ppm 量程(检测下限≤0.1ppm),装备泵吸式采样(呼应时刻≤5 秒),法兰式装置于气柜侧壁,避开钢瓶转移通道;
联动逻辑:浓度≥10ppm 时,主动封闭钢瓶出口阀,发动钢瓶间防爆排风(风量≥1200m³/h)。

布点方位:氨气主管路每 10 米、支管接头 / 阀门处每 5 米,及进入工艺车间的 “最终一道阀门” 下流 1 米处各布 1 台;
装置方法:选用抱箍式固定于管路外壁,采样探头经过 PTFE 软管延伸至阀门密封面正上方 5cm 处,避免管路轰动影响检测;
特别规划:高纯度氨气(99.999%)运送管路,需调配氨气检测仪(抗惰性气体搅扰),监测管路微漏导致的浓度动摇。

布点方位:PECVD/ALD 腔室的氨气进气口(距腔室法兰 30cm)、腔室门密封件外侧(每侧 1 台,共 4 台,掩盖环形密封面);
设备选型:选 0-50ppm 量程高精度检测仪(精度≤±3% F.S.),选用吸顶式装置(距腔室顶部 50cm,避免颗粒堆积),Class 100 级洁净认证;
工艺联动:浓度≥5ppm 时,提示腔室密封件老化(需替换);≥25ppm 时,暂停工艺运转,发动腔室部分排风(风速≥0.5m/s)。

布点密度:每 10㎡作业区布设 1 台,要点掩盖腔室操作面板、晶圆装卸工位周边;
设备特性:选 0-50ppm 量程,装备声光轰动报警(90dB+500Hz 轰动,适配车间喧闹环境),支撑 USB 数据导出,便于工艺质量追溯;
人员防护:操作台旁额定装备 1-2 台便携式氨气检测仪(0-100ppm 量程,分量≤300g),供运维人员巡检运用。

布点方位:每台 PECVD/ALD 腔室排气支管(距腔室出口 2 米内),及废气总管集合处各布 1 台;
设备选型:选 0-200ppm 高量程氨气检测仪(耐受废气中少数硅烷、氢气搅扰),选用管道刺进式装置,探头深化管道 1/3 直径处,装备高温伴热(120℃,避免废气冷凝);
功用效果:监测腔室排气浓度,直接判别工艺是不是正常(如浓度骤降或许提示氨气供给缺乏,影响薄膜氮含量)。

布点方位:处理塔进口(监测进气浓度,调理喷淋液流量)、出口(监测排放浓度,需≤5ppm)各布 1 台;
设备要求:出口检测仪需契合 HJ 38-2017《固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定》要求,数据实时上传环保渠道,支撑 24 小时接连监测。
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