半導體行業(yè)如何利用可燃氣體檢測儀防范高危氣體泄漏,？

一,、半導體芯片工廠為何頻發(fā)火災,？

半導體制造工藝涉及硅烷（SiH?）,、氫氣（H?）、乙炔（C?H?）等上百種危險氣體,，其爆炸下限（LEL）普遍低于5%,，例如氫氣在空氣中濃度達4%即達到爆炸臨界值。晶圓加工熔爐等核心設(shè)備運行溫度常超1000℃,，一旦與可燃氣體接觸,，極易引發(fā)鏈式反應。近年來,，半導體產(chǎn)能擴張加速,，但新入行企業(yè)因缺乏化學品管理經(jīng)驗，疊加員工年輕化帶來的操作不規(guī)范問題,，導致安全隱患劇增,。

以下是這幾年發(fā)生的火宅事故案例：

案例一：　韓國海力士江蘇工廠連環(huán)爆炸（2021年）

氣泵故障引發(fā)硅烷泄漏，高溫設(shè)備觸發(fā)爆燃,，火勢沿廢氣管道蔓延,，造成12小時全廠斷電。事故暴露傳統(tǒng)點式探測器在管道內(nèi)部監(jiān)測的盲區(qū)，直接推動行業(yè)引入管道內(nèi)嵌式光纖傳感技術(shù),。

案例二：　美國KFAB晶圓廠濕法刻蝕區(qū)火災（2022年）

甲烷輸送閥密封失效,，泄漏氣體遇刻蝕機靜電火花爆炸，導致價值2億美元的極紫外光刻機損毀,。事后調(diào)查發(fā)現(xiàn),，該區(qū)域未安裝防爆型紅外氣體成像儀，錯過早期泄漏預警時機,。

案例三：　日本Kioxia Fab6工廠三天三夜大火（2023年）

氫氣純化裝置壓力傳感器失靈,，超壓泄漏引發(fā)立體火災，3000平方米潔凈車間化為廢墟,。該事件促使日本修訂《高壓氣體安全法》,，要求關(guān)鍵設(shè)備配置三重冗余監(jiān)測模塊。

二,、半導體芯片工廠的政策與技術(shù)標準

我國《半導體行業(yè)安全生產(chǎn)規(guī)范（2023版）》將氣體監(jiān)測系統(tǒng)納入強制性設(shè)備清單,，要求晶圓廠在工藝設(shè)備3米范圍內(nèi)部署多級報警裝置。

國際SEMI S6標準強化了對硅烷等自燃性氣體的雙層防護要求,，規(guī)定泄漏監(jiān)測響應時間需≤3秒,。

歐盟《工業(yè)排放指令（IED）》修訂案提出，2026年起新建半導體廠必須配備AI驅(qū)動的氣體擴散預測系統(tǒng),。

三,、半導體芯片工藝中常見的可燃氣體

半導體生產(chǎn)中常見的可燃氣體主要包括以下幾類：

氫氣（H?）：氫氣在半導體制造中具有重要用途，例如在光刻階段與化學錫反應生成氫化錫,，也用于摻雜階段,。氫氣極易燃，燃燒范圍廣,，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。

硅烷（SiH?）：硅烷是一種高度易燃的氣體,，用于化學氣相沉積（CVD）工藝,。硅烷在空氣中能自燃,，自燃溫度約為420℃,，一旦泄漏，容易被周圍環(huán)境中的熱源點燃,，引發(fā)火災,。

甲烷（CH?）：甲烷用于硅片的生長和刻蝕過程，其燃點較低,，在空氣中的濃度達到一定值時,，遇明火易發(fā)生爆炸。

乙炔（C?H?）：乙炔在一些特殊的半導體表面處理工藝中使用，屬于易燃易爆氣體,，爆炸極限范圍較寬,，在空氣中體積分數(shù)為2.5%-82%時都可能發(fā)生爆炸。

磷烷（PH?）：磷烷是一種劇毒且易燃的氣體,，主要用于硅烷外延的摻雜劑和磷擴散的雜質(zhì)源,。它與空氣混合可形成易燃的混合物，具有爆炸風險,。

（B?H?）：是一種窒息臭味的劇毒氣體,，極易燃，常溫下為無色氣體,，可用作半導體工業(yè)的摻雜源,。

四、半導體芯片生產(chǎn)過程中如何防控可燃氣體

為確保半導體芯片生產(chǎn)過程中的安全穩(wěn)定,，應采取以下防范措施：

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、建立應急預案：制定針對可燃氣體泄漏,、火災等突發(fā)事件的應急預案,，明確應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對,。

當然,，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,。

在半導體芯片生產(chǎn)中湖南希思智能可以根據(jù)現(xiàn)場的具體情況來提供相應的氣體檢測方案。

①固定式可燃氣體檢測儀

采用工業(yè)級鑄鋁隔爆外殼,，堅固耐用,；模塊化設(shè)計，主體部分采用塑膠外殼安裝,，2.4英寸TFT高清彩屏,，可以顯示目標氣體,、濃度、單位,、工作狀態(tài)等各項參數(shù),；中英文操作界面，可自由切換,；強大聲光報警功能,，三級報警點自由設(shè)置。標準Modbus-RTU通信協(xié)議和三線制4~20mA輸出,，可以與我司的氣體報警控制器或PLC,、DCS等設(shè)備進行實時通信。

②便攜式可燃氣體檢測儀

XS-2000是一款高精度智能氣體檢測儀,，適用于各種工業(yè)環(huán)境等場所的氣體濃度檢測,，采用進口電化學紅外氣體等傳感器和微控制器技術(shù)，具有響應速度快,，測量精度高,，穩(wěn)定性和重復性好的特點。當濃度超標時能發(fā)出聲光報警提示,，為人員安全保駕護航,。