《化学品和安全》PPT课件

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,*,化學品與安全,半導體製程中的化學物質,物質的型態(,States of matter),物質的四種基本型態：固態、液態、氣態及電漿(,plasma),固態：固定的外型，不隨容器改變。,液態：可充滿容器，隨容器改變外型，且具有外表(,surface)。,氣態：可充滿容器，但不具有外表。,電漿：一群高能粒子(原子、離子等)的組合。,材料的特性,物理特性,(,properties that reflect itself without its interacting with another substance),：,Melting point,boiling point,resistivity,and density.,化學特性,(,properties that result from an interaction or transformation with another substance),：,flammability,reactivity,corrosiveness.,半導體製造過程中的化學特性,溫度能量可影響化學反應，能量可改變結晶的結構。,壓力受原子(分子)個數、溫度及體積的影響。,凝結(,Condensation),與蒸發(,V,aporization),由氣相變為,液相的過程稱為凝結；反之為蒸發。,吸收(,Absorption),將液體或氣體收入另一物質內，無氣體溶於液體。,吸附(,Adsorption),氣體或液體吸附於固體表面，表面 間可能存在某種化學鍵結(,chemical,bond)，,或是某一程度物理性吸附。,昇華(,Sublimation,)-物體由固相不經由液相直接轉變為,氣相，如乾冰。,沉積(,Deposition)-,與昇華的過程相反，如玻璃表面結冰晶。,半導體製造過程中的化學特性(續),表面張力(,Surface tension),the energy required to increase the surface area of contact.,應力(,Stress),不同熱膨脹係數(,CTE),對應力的影響,製程中的化學品,用於清洗晶圓表面；,摻雜於晶圓中，使成,p-type,或,n-type,半導體；,形成金屬導體層及介電層；,蝕刻薄膜層；,約有30,%,是用於清洗或表面處理。,Liquids,包括,pure water,及,chemical mixture。,Chemical solution,化學物呈均勻混和，,Solvent,溶液中量較多的物質,Solutes,溶液中量較少的物質,Aqueous solutionssolution in water,water is the solvent.,製程中的化學品,物質的純度,ppm(parts per million)：,以體積或重量衡量純度的單位,例如：測量空氣中的不純度以不純物的重量除以空氣,重量,一百萬。,ppb：parts per billion.,ppt：parts per trillion.,酸(,Acid),Acid,含,H，,且溶於水後產生,Hydronium ions,H,3,O,+,有機酸含有,Hydrocarbons(CH-)，,如,carboxylic,無機酸不含有,Hydrocarbons，,如,HF,鹼基(,Base),Base,含,OH，,且溶於水後產生,hydroxide ion，OH,，或稱,alkaline substance。,常用溶劑(,Solvents),化學溶液的輸送,Bulk chemical distribution(BCD)-,包括,貯存容器(,Storage vessel)-,化學輸送模組(,Chemical delivery module)-filtering,blend,及,transport.,管線(,Piping system)-,Point-of-use chemicals-,不適用於,BCD,的方式輸送，常是少量或,limited life(,貯存時間有限)，常裝在,process station。,氣體的輸送,Bulk gases simple gases,commonly stored outside of the wafer fab in large tanks,Bulk gas distribution(BGD)reliable supply,less particulate contamination,less human involvement.,Bulk gases,特殊氣體,量少及具特殊性的氣體，如劇毒、易燃等性質。,常以鋼瓶貯存，並置於氣櫃(,gas cylinder cabinet),中。,氣櫃中包括各樣控制儀器及感測裝置。,Gas purge,以鈍氣將不要的殘留氣體、大氣或水汽自反應爐中除去,Gas piping,用於輸送氣體,管壁常以電解拋光(,electropolish,),處理過,雙壁管路常用於有毒的氣體,特殊氣體,製程反應室(,Chamber),基本功能,能夠控制種氣體的流入與反應,維持一穩定的環境，如壓力,、,溫度等,能夠移除不必要的空氣,、,水汽,、,及反應後的副產品,反應室中的氣體流動,基本需求,能夠處理各種氣體流動，包括毒性及腐蝕性的氣體,流動的量精確且可重覆,能夠控制混合的比例,反應室的材料不能受製程氣體的影響，且不能產生污染,質流控制器(,Mass Flow Controller),化學反應牽涉到氣體分子的數量，在一固定體積中，此一數量卻會因著溫度、壓力而變化。因此，以體積控制氣體的量，不易得到精確的結果,=需控制質量流量,Control Valve,質流控制器 感測原理,T=K C,p,Q,m,K:coefficient,Cp:specific heat,Qm:mass flow,An example of MFC,USP 5,062,446,殘留氣體分析,Residual gas analyzer(RGA),可用於分析殘留的氣體分子，如測漏、污染源測定,包含,ionizer,aperture,analyzer,detector,四個模組,Ionizer ,產生電子，撞擊反應室內的原子，產生離子,Aperture,加速離子,Analyzer,過,濾出特定粒子,Detector,檢測,避免反應室維修時的污染,正確的溫度與溼度(,vapor is a problem),控制抽氣馬達的速度，避免產生擾流,避免尖銳的清潔用品,使用正確的零件及材料,使用低發塵的物件，如,regulators,automatic valves,化學物與安全,安全用詞,Hazardous ：,對人體健康或人身安全有副作用，如酸、鹼;,Toxic ：,有害生理組織，如磷與砷;,Flammable：,靠近火源時易燃，如乙醇及丙酮;,Pyrophoric：,在55,。,C,下會自燃，如,Silane(SiH,4,).,工作場中常用用語,Process chemicals,Highly flammable gases,Toxic gases,Pyrophoric gases,Corrosive gases,Toxic or caustic liquids,High voltages,Mechanical hazards,High temperatures,Radiation(UV,laser,X-ray,etc.),Freezing temperatures,警告標示,Exposure limits,1.,容許濃度(恕限量)(,Threshold limit values,),TLV-TWA:Threshold limit values-time weighted average,TVL-STEL:Threshold limit values-short-term exposure limit,IDLH:Immediately dangerous to life and health,PEL:Permissible exposure limit,化學品進入人體的途徑,接觸(經由皮膚及眼),戴安全眼鏡(避免隱形眼鏡),穿戴眼鏡護罩,不碰觸不明液體,穿戴正確實驗衣及手套,傾倒或混和化學物時，使用,face shield,食道吞入,禁止攜入食物及飲料進入工作場所,離開時保持潔手習慣,吸入,工作場所需保持良好通風,有異味時，應即刻警覺及離開,Material Safety Data Sheet(MSDS),記錄物質的,Chemical name,Date prepared,Composition of mixture,PEL&TLV,Health effect,Physical/Chemical characteristics,Fire/Explosion data,Reactivity Hazard Data,Health Hazard Data,Wet chemicals,Corrosive materials,使用前確認化學品，不可相混,保持使用護眼、護面用具的習慣及其他防護措施,不可吸入蒸氣，需在通風櫃中使用,HF,不可存於玻璃瓶中存塑膠瓶,知道沖眼及沖洗設備位置及使用方法,Incompatible Chemicals,溶劑(,Solvents),多數溶劑具易燃性，且其蒸氣有毒，(或刺激性)，絕對禁止與酸液混和，使用時注意。,穿戴護眼罩、外衣、手套,在通風下使用，避免吸入,遠離熱源,不可將溶劑倒入儲酸槽或水槽中，應置於正確回收容器,溶劑應存於易燃物品儲存櫃中,含溶劑的物質應回收到容劑回收器內,廢酸液不可與含溶劑的廢液混和,Hydrofluoric,Hydrofluoric acid(HF)-does not cause pain when contacted,by skin and flesh and then reacts with,calcium in the bone.,Sulfuric acid(,H,2,SO,4,)-always add acid to water;,but,H,2,SO,4,is added to piranha,solution(,H,2,SO,4,+,H,2,O,2,),Gas Detection and Monitoring,Design features for hazardous gas systems,Choose correct materials for reactive gases,Double containment for gas lines,Good ventilation around piping,Appropriate use of check valves and flow limiting orifices,Leak testing prior to use,Automatic shutoff valves,Pressure and vacuum-cycle purge on process stations,Backup power for fire protection and exhaust systems,Gas detection and alarm system appropriately placed,Steal gas cabinets with locks and external emergency shut-off valves,Photo Light Source Safety,Rules for working with photolithography light source,Never look directly into a light source,Always wear eye protection,Mercury arc lamps contain mercu