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半导体现场特气安全案例剖析:帮你堵住气体安全管理漏洞

2025-10-13 15:42:44

在半导体制造这一高精尖领域,特种气体(特气)堪称 “芯片制造的血液”,从芯片的刻蚀、沉积到掺杂等关键工艺,都离不开它们的参与。而承载这些特气的气瓶柜,作为特气存储与供应的关键设备,其重要性不言而喻。一旦气瓶柜发生泄漏,后果将不堪设想。

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可能有人会说:“不就是一点气体泄露吗?通风散散就没事了。” 但 fab 特种气体可不是普通空气,它们大多是高纯度、强腐蚀性、剧毒或易燃易爆的 “狠角色”。比如常用的硅烷,遇空气就会自燃,泄露后哪怕只是一点火星,瞬间就能引发爆炸,玻璃仪器碎片飞溅、柜体灼烧变形,实验室里的一切都会被烈焰吞噬;还有氯气、氨气这类剧毒气体,哪怕浓度只有几十 ppm,短短几秒就能让人喉咙灼烧、呼吸困难,要是通风不畅,几分钟内就会出现昏迷、肺水肿,甚至直接危及生命。

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 1 氯系气体逆流导致钢瓶柜腐蚀事故

事故概要:

除害装置的药剂超过使用限额的状态下,从CVD装置流出了二氯硅烷(SiH₂Cl₂),因此未处理的二氯硅烷流入可燃性排气管道。因可燃性排气管道破损,二氯硅烷逆流至一氧化碳(CO)钢瓶柜,造成腐蚀,进而从一氧化碳钢瓶柜(回气用:镀层)泄漏到外部,导致安装在镀层上方的氯气钢瓶柜也受到腐蚀。通过二氧化硅(SiO₂)粉末附着及氯系气体检测,判定为二氯硅烷逆流。

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事故原因:

① 超限检测器处于停止状态;

② 排气管道结构问题;

③ 排气管道破损发现较晚;

④ 钢瓶柜日常检查不足;

⑤ 除害装置检查不足;

⑥ 设备排气与设施排气共用;

⑦ 培训不足;

事故对策:

① 无论何种情况均需保持超限检测器运行,并在每日上下班时进行确认;
② 设备布局应避免排气管道承载过大;
③ 对所有部位进行日常检查,留存检查记录,由负责人确认记录内容;
④ 对各种排气进行隔离;
⑤ 全面修订培训计划,建立常规培训体系;
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案例 2 钢瓶柜内氯化氢(HCl)气体泄漏

事故概要:

在CVD设备中产生了HCL(氯化氢)流量,经确认气瓶柜发现二次压力显示为 -0.01MPa,同时听到气瓶柜内部发出“嘶嘶”声,发现HCL气体正在飞散和附着。虽然按下了紧急切断,但因钢瓶开瓶器脱落,钢瓶阀门未能完全关闭。此外,当时气体检测器也未能正常报警。

事故原因:

① 气体泄漏发生在高压侧截止阀与减压阀之间的 UJR 盖形螺母,调查发现 UJR 套筒存在微小损伤。

② 由于钢瓶开瓶器在钢瓶阀门安装位置的高度上没有留有足够余量,导致切断阀门启动时钢瓶开瓶器中途脱落。

③ 检测未启动是因为氯化氢气体附着在了从排气管道到传感器的PTFE管内的污物上,氯化氢泄漏无法被检测到。

事故对策:

① UJR 接头部微小损伤的发生原因及时间无法查明,所以更换了该钢瓶柜;
② 钢瓶阀门的外形调整为更符合钢瓶柜制造商的标准类型;
③ 更换了气体检测用的采样管道,并同时调整了传感器位置(距离);
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FAB 特种气体气瓶柜泄漏的危害涉及生命安全、生产安全、环境安全以及经济发展等多个层面,其严重性不容小觑。半导体制造企业必须高度重视气瓶柜的安全管理,加强日常巡检与维护,配备先进的泄漏检测与报警设备,制定完善的应急预案,并对员工进行严格的安全培训,确保在面对气瓶柜泄漏等突发情况时,能够迅速、有效地进行应对,最大程度降低事故危害。毕竟,安全是企业发展的基石,只有保障了安全,企业才能实现可持续发展。

气瓶柜的安全管理,本质上是对 “敬畏生命、重视细节” 理念的践行。唯有将每一个螺丝、每一段软管、每一次检查都做到位,才能从根源上遏制事故,让实验室、工业车间真正成为安全的生产科研空间。

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