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集成电路及半导体行业特气使用安全风险及要求解析

		更新日期： 2026年03月13日	点击数：
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上一篇：施工现场临时用电配电箱选型图册

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备注：公众号：安环健资料库
备注：1
目录
CONTENTS
特气安全事故案例
02

特气使用安全风险
03

特气安全使用要求
04

特气在IC中的应用
01

特气事故应急处置
05

01特气在IC中的应用

术语
4
特种气体 
specialty gas
电子产品生产外延、化学气相沉积、刻蚀、掺杂等工艺中使用的自燃性、易燃性、剧毒性、毒性、腐蚀性、氧化性、惰性等特殊气体。
大宗特种气体
bulk specialty gas
一般指单个气体设备容积大于400L的特种气体。
气体纯度
gas purity
5N 纯度为 99.999%，5.5N纯度为 99.9995%。
备注：GB50646-2020《特种气体系统工程技术标准》  特种气体及大宗气体定义
备注：4
术语
5
序号	中文	英文	缩写
1	气瓶柜	gas cabinet	GC
2	气瓶架	gas rack	GR
3	阀门箱	valve manifold box	VMB
4	阀门盘	valve manifold panel	VMP
5	尾气处理装置	scrubber	
6	吹扫	purge	
7	排气	vent	
8	气体面板	gas panel	
9	气体探测系统	gas detector system	GDS
GC
GR
VMP
VMB
备注：VS是什么意思
【英文缩写】 VS【英文全称】 Valve Set

②GC（气柜）
GC的工作原理与BSGS相同，但GC的密封性更好，且钢瓶是放在气柜内的。GC有更强的防爆功能。但GC的气体流量没有BSGS大，其使用的阀门管道等配件尺寸都小于BSGS。
③GR（特气架）
GR主要用于惰性气体的输送，GR内主要部件和GC大体一致，减少了柜体和一些电子传感器件，同时没有自动吹扫功能，钢瓶交换过程主要由人手动操作完成。

manifold
(technical 术语) 歧管（汽车引擎用以进气和排气）
a pipe or chamber with several openings for taking gases in and out of a car engine
歧管

scrubber
/?skr?b?(r)/
 (刷洗用的)刷子;婊子;淫荡女人

备注：5
IC制造工艺与特气的关系
6
衬底材料
清洗液
反应气
光刻胶气
粘粘剂反应气
显影剂
剥离液
刻蚀液
清洗液
掺杂气
成膜气
靶材
晶片
清洗
氧化
光 阻
涂 布
曝光
显影
去胶
刻蚀
清洗
掺杂
化学机械抛光
气 相
沉 积
溅射
刻蚀气
清洗液
抛光液
集 成电 路
封装
测试
背面金属化
背 面减 薄
封 装材 料
成膜气
抛光液
备注：6
特气具体应用场景
7
Gas	Process	Module	Gas	Process	Module
 N2	Purge	All	SF6	介电质工艺Clean gas	ETCH and CVD
NH3	氮化硅中氮的来源	CVD and DIFF	CHF3	介电质工艺Clean gas	ETCH and CVD
PH3	PN结P来源	IMP and DIFF	Ar	等离子激发气体	All
SiH4	硅沉积工艺中硅来源	CVD and DIFF	N2O	Si02沉积工艺中02来源	CVD
SiHCl3	硅沉积工艺中硅来源	CVD and DIFF	O2	TEOS制程中O来源	CVD
Cl2	多品硅和金属蚀刻	ETCH	BCl3	多晶硅和金属蚀刻	ETCH
HBr	单晶硅蚀刻	ETCH	B2H6	扩散工艺中B的来源	IMP and DIFF
CF4	介电质工艺Clean gas	ETCH and CVD	......	......	......
备注：7
02特气安全事故案例
特气爆炸事故案例
9
时间：2005年11月23日
地点：台南生产太阳能电池的MOTECH工厂
事故：硅烷钢瓶发生爆炸
损失：一人当场烧死，所有气柜、面板及管线烧毁，直接经济损失130万美金。
经过：硅烷气柜泄漏报警，操作工过去检查，打开气柜瞬间发生爆炸。
备注：自然的硅烷（克级实验）
https://www.bilibili.com/video/BV1ws411Y7Vx/?spm_id_from=autoNext&amp;amp;vd_source=80aff6c4e73bf307362e57e268607a9e

瓶装硅烷爆炸实验
https://m.toutiao.com/is/i8j253ng/
备注：9
特气泄露中毒事故案例
10
RH化工氯气泄漏事故
备注：学习事故调查报告

备注：10
瓶装特气事故视频
11
10·10燃气爆炸视频
普通气瓶事故视频
备注：杨家巷安全事故
https://v.youku.com/v_show/id_XMTM1NjYzODE4OA==.html
https://www.chinanews.com.cn/m/sh/2016/04-20/7841777.shtml
https://v.youku.com/v_show/id_XNjAyMzg1MzcxMg==.html
气瓶安全事故集
https://v.qq.com/x/page/u3232svwlmq.html
备注：11
03特气安全风险

特气安全风险
13
危害因素	风险
压力	爆炸
热膨胀	爆炸
缺氧	窒息
易燃性	火灾、爆炸
氧化性	火灾、爆炸
毒性	中毒
腐蚀性	腐蚀、灼烧
低温	冻伤
包装重	砸伤
备注：13
特气间布局图
14
备注：14
特气种类
15
备注：NO 燃爆危险：该品助燃，具刺激性。
备注：15
特气爆炸极限
16
天然气在空气中的爆炸极限范围是5%-15%
备注：爆炸下限lower explosion limit(LEL)，可燃气体发生爆炸时的下限浓度(V%)值。
爆炸上限upper explosion limit(UEL)，可燃气体发生爆炸时的上限浓度(V%)值。
当可燃物浓度低于爆炸下限时,可燃物太少不能形成燃烧的链反应。
在高于爆炸上限时,空气不足,导致火焰不能蔓延不会爆炸,但能燃烧。

备注：16
特气职业接触限值
17
职业接触限值(OEL)，是职业性有害因素的结束限制量值。
最高容许浓度(MAC)，工作地点在一个工作日内、任何时间有毒化学物质均不应超过的浓度。
时间加权平均容许浓度(PC-TWA)，以时间为权数规定的 8h 工作日40h 工作周的平均容许接触浓度。
短时间接触容许浓度(PC-STEL)在遵守时间加权平均容许浓度(PC-TWA)前提下容许短时间(15min)接触的浓度。
12             CO                                   20              30
备注：职业接触限值(OccupationalExposure Limit OEL)，是职业性有害因素的结束限制量值。
最高容许浓度maximum allowable concentration(MAC)，工作地点在一个工作日内、任何时间有毒化学物质均不应超过的浓度。
时间加权平均容许浓度permissible concentration-time weighted average (PC-TWA)，以时间为权数规定的 8h 工作日40h 工作周的平均容许接触浓度。
短时间接触容许浓度permissible concentrationshort term exposure limit(PC-STEL)在遵守时间加权平均容许浓度(PC-TWA)前提下容许短时间(15min)接触的浓度。
直接致害浓度immediately dangerous to life or health concentration(IDLH)，在工作地点,环境中空气污染物浓度达到某种危险水平,如可致命或永久损害健康,或使人立即丧失逃生能力。

大连市应急管理局
危险化学品安全措施和应急处置原则---磷化氢
https://dlyj.dl.gov.cn/art/2013/6/21/art_5119_1811651.html

CO MAC0/PC-TWA20/PC-STEL30
备注：17
特气膨胀率
18
气体名称	气化膨胀率
液氩	848
液氧	860
液氮	693
液氦	749
液氢	845
备注：18
氧气浓度对人体的影响
19
浓度	影响
19.5~23.5%	正常氧气浓度。
15~19%	工作能力降低、呼吸感到费力。
12~14%	呼吸急促、脉搏加快，协调能力和感知判断力降低。
10~12% 	呼吸减弱，嘴唇青紫。
8~10%	神志不清、昏厥、面色土灰、恶心和呕吐。
6~8%	 大于等于8分钟，100%死亡；6分钟，50%可能死亡；4~5分钟，可能恢复。
4~6% 	40秒后昏迷、抽搐、呼吸停止，直至死亡。
备注：19
低温冻伤
20
-196℃
易发生冻伤事故
备注：20
04安全用气要求

特气容器分类
22
普通钢瓶（50L及以下）
Y-钢瓶（450L）
T-钢瓶（980L)
集装格（940L)
ISO罐（22500L)
鱼雷车（13400L)
备注：气容器t瓶整体呈现T字形，管口向两边延伸，而y瓶整体呈现Y字形，管口向左上和右上角延伸
备注：22
气体压缩过程
23
备注：http://www.360doc.com/content/12/0121/07/33743215_1076594421.shtml

半导体电子特气概述

备注：23
固液气三相平衡图
24
临界温度: 使物质由气相变为液相的最高温度叫临界温度,每种物质都有一个特定的温度,在这个温度以上,无论怎样增大压强,气态物质不会液化,这个温度就是临界温度。
备注：定义解释
物质处于临界状态时的温度。
物质以液态形式出现的最高温度
高于临界温度.无论加多大压力都不能使气体液化,在临界温度时.使气体液化所必须的最低压力叫临界压力
临界温度越低,越难液化
例：水的临界温度是374.15摄氏度,临界压力是22.12兆帕.
氨气的临界温度和临界压力分别为132.3℃和11.27MPa

例:氨气的临界温度为-268℃，硅烷的临界温度为-3.4℃。

备注：24
气体分类
25
压缩气体compressed gas(永久气体 permanent gas)，临界温度小于等于-50℃的所有气体。
液化气体 liquefied gas，临界温度大于-50℃的气体,是高压液化气体和低压液化气体的统称。
高压液化气体 high pressure liquefied gas，临界温度大于-50℃，且小于或等于65℃的气体
低压液化气体 low pressure liquefied gas，临界温度大于65℃的气体
低温液化气体 refrigerated liquefied gas (cryogenic liquid gas)，临界温度低于或等于-55℃,在储运过程中由于低温而液化的气体。
备注：https://www.doc88.com/p-4781672183158.html
气瓶术语GB/T13005-2011
特种气体 specialgas为满足特定用途的气体。
瓶装气体分类GB/T16163-2012

备注：25
液氮罐结构
26
备注： CGA 是 Compressed Gas Association 的简称，字面的意思为“压缩气体协会”，实际上是指美国压缩气体协会，这个协会制定了不同种类的特殊气体的接头标准（特别是针对钢瓶阀门的连接接头），在这个标准中，针对各种特气 使用了不相同的数字编号来区分接头，
备注：26
气瓶结构
27
备注： CGA 是 Compressed Gas Association 的简称，字面的意思为“压缩气体协会”，实际上是指美国压缩气体协会，这个协会制定了不同种类的特殊气体的接头标准（特别是针对钢瓶阀门的连接接头），在这个标准中，针对各种特气 使用了不相同的数字编号来区分接头，
备注：27
气瓶安全附件
28
瓶帽
瓶阀
防震圈
爆破片
易熔塞
备注：一、瓶帽:瓶帽是瓶阀的防护装置，它可避免气瓶在搬运过程中因碰撞而损坏瓶阀，保护出气口螺纹不被损坏，防止灰尘、水分或油脂等杂物落人阀内。
二、  瓶阀、瓶阀是控制气体出入的装置，一般是用黄铜或钢制造。充装可燃气体的钢瓶的瓶阀，其出气口螺纹为左旋；盛装助燃气体的气瓶，其出气口螺纹为右旋。瓶阀的这种结构可有效地防止可燃气体与非可燃气体的错装。　　 　
三、安全泄压装置
气瓶的安全泄压装置，是为了防止气瓶在遇到火灾等高温时，瓶内气体受热膨胀而发生破裂爆炸。
气瓶常见的泄压附件有爆破片和易熔塞。　
(1)爆破片装在瓶阀上，其爆破压力略高于瓶内气体的最高温升压力。爆破片多用于高压气瓶上，有的气瓶不装爆破片。《气瓶安全监察规程》对是否必须装设爆破片，未做明确规定。气瓶装设爆破片有利有弊，一些国家的气瓶不采用爆破片这种安全泄压装置。
(2)易熔塞一般装在低压气瓶的瓶肩上，当周围环境温度超过气瓶的最高使用温度时，易熔塞的易熔合金熔化，瓶内气体排出，避免气瓶爆炸。
四、防震圈
1、防止气瓶在冲装、运输、使用过程中对瓶体的震动，减少事故的发生。
2、防震圈一般两只，分别安装在瓶体上下部。
备注：28
气瓶颜色标志
29
备注：29
气瓶充装压力
30
备注：

https://baike.baidu.com/video?lemmaId=8827806&amp;amp;secondId=24647876&amp;amp;bk_share=weixin&amp;amp;bk_sharefr=wapbaike

备注：30
气瓶制造钢印标志
31
备注：气瓶安全技术监察规程
备注：31
气瓶定期检验钢印标志
32
定期检验钢印标记，可打在气瓶瓶体、铭牌或者护罩上，如图 B-4a)所示;也可打在金属检验标志环上，如图 B-4 (b) 所示.
备注：气瓶安全技术监察规程
备注：32
气瓶检验周期
33
序号	类别	检验周期	举例
1	盛装惰性气体及纯度大于等于99.999%的无腐蚀性高纯气体的气瓶	5年	氮气、氦气、六氟化硫
2	盛装对瓶体材料能产生腐蚀作用的气体的气瓶、潜水气瓶以及常与海水接触的气瓶	2年	硫化氢、液氯、液氨
3	盛装其他气体的气瓶	3年	氧气、二氧化碳
备注：气瓶安全技术监察规程
盛装氮、六氟化硫、惰性气体及纯度大于等于99.999%的无腐蚀性高纯气体的气瓶，每5年检验1次。
盛装对瓶体材料能产生腐蚀作用的气体的气瓶、潜水气瓶以及常与海水接触的气瓶，每2年检验1次。如:硫化氢、液氯、液氨 。
盛装其他气体的气瓶，每3年检验1次 如：氧气、二氧化碳 。
备注：33
气瓶使用年限
34
备注：《气瓶安全技术监察规程》
备注：34
气瓶安全使用要求
35
在使用新气体前,务必阅读该气体MSDS，按要求穿戴PPE。
核对气瓶标签内容是否符合实验要求。
气瓶的外表是否存在腐蚀、变形、磨损、裂纹等严重缺陷。
气瓶的附件(防震圈、瓶帽、瓶阀)是否齐全、完好。
气瓶是否超过定期检验周期。
气瓶的使用状态(满瓶、使用中、空瓶)清晰。
备注：防止液态气体与罐体摩擦产生静电，放电而引起爆炸。放到地上就可以随时导走电荷。
备注：35
气瓶安全使用要求
36
不相容气瓶分开存放。
 瓶内气体不得用尽，必须留有剩余压力。
易燃易爆液体气瓶不得放在橡胶等绝缘体上，以防止产生静电火花。
打开气瓶阀门时，人要站在气瓶出气口侧面。
开启或关闭瓶阀应缓慢，以防止产生摩擦热或静电火花。
气瓶应立放使用，严禁卧放，并应采取防止倾倒的措施。
备注：防止液态气体与罐体摩擦产生静电，放电而引起爆炸。放到地上就可以随时导走电荷。
备注：36
气瓶安全使用要求
37
装卸气瓶时，必须配好瓶帽(有保护罩的除外)，防止瓶阀受力损伤。
使用手推车移动气瓶，钢瓶在手推车上必须固定好，仅短距离才允许用手搬运钢瓶。
装卸中轻装轻卸，严禁抛、滑、滚、碰。
人工搬运气瓶时，应手盘瓶肩，转动瓶底，不得拖拽、滚动或用脚蹬踹。
卸车时，应在气瓶落地点铺上软垫或橡胶皮垫，逐个卸车，严禁溜放。
装卸氧气瓶时，工作服、手套和装卸工具、机具上不得粘有油脂。
备注：37
气瓶安全使用要求
38
气瓶放置地点不得靠近热源。
气瓶应防止曝晒、雨淋、水浸，环境温度超过40℃时，应采取遮阳等措施降温。
气瓶瓶阀或减压器有冻结、结霜现象时，不得用火烤，可将气瓶移入室内或气温较高的地方，或用40℃以下的温水冲浇，再缓慢地打开瓶阀。
严禁用温度超过40℃的热源对气瓶加热。
备注：禁止用任何热源对气瓶进行加热。---气瓶安全技术监察规程
备注：38
特气安全其它要求
39
气瓶柜闭门时应保持不低于100Pa负压，柜内的排风换气次数不得低于300次/h。
具有自燃性、剧毒性、强腐蚀性的特种气体，宜采用双套管设计。
低蒸汽压特种气体的管道应设置伴热和保温措施，加热温度不宜超过50℃。
采暖通风与空气调节
特气体站房应设置连续的机械通风，通风量应满足气瓶柜的排风要求，且特种气体站房通风换气率不应低于18m3/(h.m2)。
 特种气体气瓶柜、阀门箱应设置机械排风装置。
大宗特种气体站房应设置事故通风，事故通风量宜根据事故泄漏量计算确定，但房间换气次数不应小于12次/h。事故通风应与特种气体站房环境探测器进行联锁，并应在特种气体站房外设置事故通风紧急按钮。
特种气体站房宜设置空调系统，室内温度、湿度设计参数应满足气瓶柜的要求，当气瓶柜无具体要求时，室内设计参数宜满足温度为 23℃±5℃，湿度为30%～70%的环境要求。
低蒸汽压特种气体管路应安装伴热带并用保温棉包覆管路，当管道穿越温差较大区域时应分段加热。
备注：39
05特气事故应急处置
特气侦测器报警值设定
41
气体类型	一级报警	二级报警
可燃气体	≤25% LEL	≤50% LEL
剧毒性、毒性气体	≤50% TWA	≤100% TWA
惰性气体	≥19.5% O2(V/V)	≥18% O2(V/V)
二氧化碳气体	5000 ppm	5000 ppm
备注：《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》
有毒气体的一级报警设定值应小于或等于 100%OEL,有毒气体的二级报警设定值应小于或等于 200%OEL。
当现有探测器的测量范围不能满足测量要求时,有毒气体的一级报警设定值不得超过 5%IDLH,有毒气体的二级报警设定值不得超过 10%IDLH。
GB50646-2020《特种气体系统工程技术标准》
 剧毒性、毒性气体的一级报警设定值不应大于 50%TLV-TWA，二级报警设定值不应大于100%空气中有害物质的最高允许浓度值一时间加权平均容许浓度(TLV-TWA)。

有毒气体检测仪之阈值(TLV)说明
阈限值（threshold limit value，TLV）是美国政府工业卫生学家委员会（ACGIH）推荐的生产车间空气中有害物质的职业接触限值。为绝大多数工人每天反复接触不致引起损害作用的浓度。由于个体敏感性的差异，在此浓度下不排除少数人出现不适、既往疾病恶化。
阈限值是指7—8个小时工作日，每周40小时内所接触有害物质的平均浓度值，故此值可允许在一定限度内波动。

有毒气体检测仪的阈值(TLV)分为两种情况:平均阈值(TLV-TWA)和瞬时阈值(TLV－STEL).所谓阈值,英文:Threshold Limit Values表示的是当某种气体在空气中的含量小于这一阈值时，充分且持续暴露于该环境中的工人的健康不会受到损害。参考这个值时必须以国家颁布的标准为准，且应采用最新的修正值。其中:平均阈值(TLV-TWA)表示环境中以时间加权的平均浓度值。绝大多数工人按8小时每天，40小时每周的安排在这个环境中工作时，不会有健康方面的问题.瞬时阈值(TLV－STEL)这个参数被定义为一个15分钟的加权平均值，在一个工作日的任意时刻工作场所中某种有害气体的浓度都不得超过其指定的阈值，即使在这一天中总的加权平均值达到了平均阈值。一天当中超过平均阈值且低于瞬时阈值的次数不得大于4次，每次的持续时间必须小于15分钟.

可燃气体的一级报警设定值应小于或等于 25%LEL，二级报警设定值应小于或等于 50%LEL。
 剧毒性、毒性气体的一级报警设定值应小于或等于50%TLV-TWA，二级报警设定值应小于或等于100%TLV-TWA。
设在惰性气体间的氧气探测器，其一级报警设定值不应小于19.5%氧气体积浓度(V/V)，二级报警设定值不应小于18%氧气体积浓度(V/V)。
 二氧化碳气体系统宜设二氧化碳气体探测器，其报警设定值应为5000ppm。
备注：41
特气应急处置
42
关气
疏散
灭火
硅烷灭火注意事项：
发生硅烷火灾时，应紧急切断硅烷气源，在未切断气源的情况下，严禁扑灭硅烷火焰。
发生硅烷火灾时，应使用水对钢瓶、储罐等进行冷却。
不应使用卤代烷类及二氧化碳灭火器。

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