1 概述
我国半导体工业近年来发展迅速,半导体芯片厂使用了太多以往并不曾使用的各种特殊材料气体,而且其用量有强劲的上升趋势。特殊材料气体所具有的危害性是非常多的,包括毒性、自燃性、助燃性、自行分解性、窒息性、腐蚀性等,特别是其毒性一般都是非常强的。一方面,这些特殊材料气体中有许多对人体有害的物质,另一方面,易燃易爆的特殊材料气体例如硅烷(Silane)泄漏后易引起火灾爆炸的事故发生。另外,这此气体多在洁净室(Clean room)内具有密封性的环境中使用,一旦发生泄漏时危险性极大,其损失也非常宠大。为了防止这些物质在正常状况下之微量泄漏或在特殊紧急状况下的大量泄漏而造成难以弥补的生命财产的损失,必须针对这些危险性气体,在使用、储存是时,采取适当的安全对策加以监控,如装设有害气体泄漏集中监视系统、漏气报警连动切断系统等等,以期将灾害程度降至最低。如此一来,针对工厂具有危险性的环境及设备进行监测,就显得格外重要。
气体检测器的使用,在现今半导体工业已成为必备的环境监控仪器。化学灾害的预防,除了有赖于平时提高警觉外,气体检测器为最直接的监测工具。固定式气体检测器的使用也就是在这种需要的情况下,大量装设于工厂内,且日渐增加。固定式检测器可用以连续监测现场状况,即使在人员禁止进入的危险区域场所,工厂安全人员仍可借助监测系统的资料传输功能,在控制室内随时掌握现场是否有任何异常现象,以期防范于未然。使用固定式气体检测器的另一个目的,是能籍其了解平时微量泄漏是否已达到危害人体健康的标准,以及在大量外泄前能提出预警以防止灾害的发生。目前国内各工厂使用的气体检测器几乎全为进口产品的天下,工厂安全人员仅能由检测器本身的了解和研究。例如该气体检测器的检测原理及使用上的局限性?在国内的环境内,温度与湿度的变化对它的影响如何?可否用其它种类的气体检测器取代而得到更佳的监控效果等等。这些问题都必须对气体检测器本身有较深入的了解才能解答。笔者有幸参与了一座8英寸半导体芯片厂气体检测器系统的规划设计和施工管理,并结合作者在半导体厂多年的实践经验,先对气体检测器的种类作一般性的简介,然后对气体检测器的基本构成和采样方法以及检测原理和在实际使用中的局限性作一基本归纳。
2 气体检测器的种类
气体检测器可应用于许多方面,诸如:工业安全、工业卫生、环境监测、污染防止等等。目前用于工业安全方面的气体检测器种类繁多,依其功能可分为四大类:
等因素而加以调整,并且顾及校正时的操作方便性,即可得预定的检测器设置点。经由以上步骤初步完成规划的检测点后,应依据厂区设备位置图和设备安全矩阵表及时召开检测器设置规划会议。另外,一般仪器厂商或代理商均有一套自身的选点准则可供参考,因此设计人员或工厂管理人员在进行布点规划时,与代理商进行沟通,更好发挥这种厂牌检测器功效。图2为半导体工厂检测器设置的典型实例,其制程设备、储存设备等均因其条件,设置于适当的位置。当检测系统设置规划完成后,以系统应具备的性能和未来设备维护及紧急应变程序等应整合纳入SCADA系统考虑: