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別忽視！半導(dǎo)體工廠可燃?xì)怏w泄漏火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，早期檢測(cè)為安全 “撐腰”
發(fā)布時(shí)間：2025-07-21
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(huì)用到大量的化學(xué)品，包括有毒易燃的化學(xué)品，于是半導(dǎo)體制造工廠火災(zāi)爆炸事故容易發(fā)生。火災(zāi)會(huì)帶來巨大的損失，工廠停工停產(chǎn)，財(cái)產(chǎn)損失，人員傷殘，甚至影響到全球半導(dǎo)體部件的走勢(shì)行情。
半導(dǎo)體生產(chǎn)中常用可燃?xì)怏w
需嚴(yán)格控制使用、存儲(chǔ)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(jìn)入半導(dǎo)體相關(guān)領(lǐng)域的公司對(duì)氣體和化學(xué)品的處理并不熟悉，而且員工大多是經(jīng)驗(yàn)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(chǎng)中，經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的不足被指出是事故的潛在原因。對(duì)這些可燃?xì)怏w進(jìn)行有效的檢測(cè)，是確保
生產(chǎn)安全、保障人員生命財(cái)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(huì)用到酒精等易燃易爆化學(xué)試劑;晶圓加工的熔爐，溫度高達(dá)上千度;一點(diǎn)小失誤，就會(huì)擦槍走火。可見，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(hù)不當(dāng)，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(jìn)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(dá)爾科技位于美國的KFAB 晶圓廠發(fā)生火災(zāi)，事故區(qū)域?yàn)樵摴S的濕法刻蝕晶圓制造區(qū)。因?yàn)檫@場(chǎng)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?yàn)閺U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(jī)臺(tái)設(shè)備失火。滅火花了三天。預(yù)計(jì)半年才能恢復(fù)......
電力行業(yè)氣體檢測(cè)的核心場(chǎng)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：?jiǎn)T工違反安全操作規(guī)程，如未經(jīng)許可擅自進(jìn)行設(shè)備操作或使用不適當(dāng)?shù)墓ぞ撸?br />
缺乏培訓(xùn)：?jiǎn)T工未接受足夠的安全培訓(xùn)，對(duì)潛在的危險(xiǎn)和應(yīng)急措施不了解；
疲勞和疏忽：長(zhǎng)時(shí)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(hù)不足：設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行未得到及時(shí)維護(hù)，導(dǎo)致部件老化、損或失效。
設(shè)計(jì)和制造缺陷：設(shè)備設(shè)計(jì)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(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行或散熱不良，導(dǎo)致過熱引發(fā)火災(zāi)。
● 可燃?xì)怏w泄漏
儲(chǔ)存和處理不當(dāng)：化學(xué)品儲(chǔ)存容器損壞或密封不嚴(yán)，導(dǎo)致漏事故。
化學(xué)品性質(zhì)不穩(wěn)定：某些化學(xué)品在特定條件下發(fā)生化學(xué)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?xì)怏w泄漏。
其他的一些自然災(zāi)害，地震造成設(shè)備損壞、化學(xué)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(fēng)雨、洪水等極端天氣可能導(dǎo)致設(shè)備受損、短路等，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。
2.半導(dǎo)體生產(chǎn)中常見的可燃?xì)怏w
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?jǐn)?shù)為4.0% - 75.6%時(shí)，遇到火源就會(huì)發(fā)生劇烈燃燒。在半導(dǎo)體制造環(huán)境中，即使是一個(gè)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(dāng)氫氣泄漏到一個(gè)封閉的、有潛在火源的空間（如電氣設(shè)備附近）時(shí)，危險(xiǎn)系數(shù)會(huì)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?xì)怏w，主要用于硅片的生長(zhǎng)和刻蝕過程。甲烷的燃點(diǎn)較低，且在空氣中的濃度達(dá)到一定值時(shí)，遇明火易發(fā)生爆炸。
硅烷（SiH?）：硅烷常用于化學(xué)氣相沉積（CVD）工藝，該工藝有時(shí)與濺射工藝協(xié)同用于半導(dǎo)體制造。硅烷也是高度易燃?xì)怏w，它在空氣中能自燃，因?yàn)樗c空氣中的氧氣反應(yīng)活性很高。其自燃溫度相對(duì)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(yùn)行產(chǎn)生的熱量）點(diǎn)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(huì)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?jǐn)?shù)為2.5% - 82%時(shí)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、溫度異常或者遇到強(qiáng)烈的震動(dòng)等情況，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(chǎng)所，乙炔爆炸可能會(huì)造成嚴(yán)重的設(shè)備損壞和人員傷亡。
某些混合氣體：例如，當(dāng)氫氣與氧氣按照一定比例混合時(shí)，形成的混合氣體具有極高的爆炸危險(xiǎn)性。這種混合氣體在遇到火源、靜電放電或者能量沖擊時(shí)，會(huì)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(xué)氣相沉積：關(guān)鍵設(shè)備為CVD機(jī)；
● 擴(kuò)散：該工藝過程對(duì)溫度和時(shí)間依賴性很強(qiáng)。關(guān)鍵設(shè)備為爐管；
● 光刻：關(guān)鍵設(shè)備為光刻機(jī)，使用易燃的光阻劑，對(duì)振動(dòng)非常敏感；
● 蝕刻：關(guān)鍵設(shè)備為蝕刻機(jī)。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(jī)；
● 化學(xué)機(jī)械研磨：關(guān)鍵設(shè)備為 CMP 機(jī)；
● 物理氣相沉積：關(guān)鍵設(shè)備為 PVD 機(jī)；
● 清洗：關(guān)鍵設(shè)備為清洗機(jī)；
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(yán)格控制可燃?xì)怏w的使用量：根據(jù)生產(chǎn)工藝需求，精確計(jì)算所需的可燃?xì)怏w量，避免過量使用導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)增加；
2. 加強(qiáng)可燃?xì)怏w存儲(chǔ)和輸送設(shè)備的管理：定期對(duì)存儲(chǔ)和輸送設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保其密封性和安全性。同時(shí)，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(duì)可燃?xì)怏w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(zé)任人，確保在事故發(fā)生時(shí)能夠迅速有效地應(yīng)對(duì)；
最重要的一點(diǎn)：
定期進(jìn)行可燃?xì)怏w泄漏檢測(cè)，使用專業(yè)的檢測(cè)設(shè)備對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的可燃?xì)怏w進(jìn)行定期檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏問題并進(jìn)行處理。
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在規(guī)劃可燃?xì)怏w報(bào)警器的安裝位置時(shí)，我們需要綜合考慮多個(gè)因素：
考慮因素
① 首先，氣體源附近是必不可少的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，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(bào)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(diǎn)關(guān)注的監(jiān)測(cè)對(duì)象；
③ 此外，通風(fēng)系統(tǒng)也是一個(gè)不可忽視的環(huán)節(jié)，報(bào)警器可以安裝在通風(fēng)口或排風(fēng)管道附近，但需注意避免直接位于氣流沖擊處。
④ 同時(shí)，人員活動(dòng)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(yuǎn)，也建議安裝報(bào)警器以確保員工的安全。
⑤ 對(duì)于特殊環(huán)境，如地下室、密閉空間等難以直接進(jìn)入的區(qū)域，我們需要特別設(shè)計(jì)安裝方案，可能涉及遠(yuǎn)距離監(jiān)控或隨身便攜式檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)用。
理研計(jì)器作為行業(yè)內(nèi)專業(yè)的氣體檢測(cè)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(duì)用戶遇到的各種問題，提供合理的解決方案，不斷升級(jí)產(chǎn)品功能:
用戶可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況選擇理研計(jì)器通過先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備精準(zhǔn)布局，
整合出適合半導(dǎo)體芯片制造行業(yè)的氣體探測(cè)解決方案，在各個(gè)階段都可以提供出色保護(hù)