一套完整的中央式气体供应系统(TGSS:Total Gas Suply System)应具备以下的几个项目:(1)大宗气体供应系统,(2)特殊气体供应系统,(3)气体精制设备,(4)连续性线上品质监控系统,(5)危险性气体监控系统,(6)废气处理系统,(7)高等级气体供应管线,(8)厂务供应配合系统,(9)气体钢瓶储存室,(10)气体供应管理等。
1.大宗气体供应系统(Bulk Gas):此部份供应之气体,已在前面之章节述及,N2、H2、O2、He、Ar等均属之;此部份之气体除N2外大部份是以槽车载运灌充至置放现场之液态桶槽,经蒸发器、过滤器、气体精制器而至现场使用。而N2气体因其用量较其他大宗气体来得大,故现在的半导体或液晶光电厂已要求气体供应商于厂内另建氮气厂;或是气体供应商在工业区附近兴建大型之N2厂,以气体管线供应至各家签约厂商,各家厂商在厂内亦同时设置液态氮筒槽做相互支援用,此供应系统不仅可节省气体成本,亦可获得稳定的供气来源,此为大势所趋,图4-2即为此供应流程。
2.特殊气体供应系统:除了前述之大宗气体外,余所有气体均属之。此系统是以气体钢瓶柜(Cylinder Cabinet)形式供应;气瓶柜一般设计内置3个钢瓶,2支为供应之主要气体,其中一为供应,另一则为备用,当供应之钢瓶即将用罄时会自动切换至备用之钢瓶继续供应。第3个钢瓶则为N2钢瓶,此N2钢瓶之作用是于更换用罄之钢瓶时作稀释和排杂(Purge)用,以免意外之发生。特殊气体供应系统之供应室一般是将惰性气体供应室放置于腐蚀性/毒性和爆炸性气体室之间,以为缓冲隔离之用,减少事故之发生。图4-3是为特气供应系统流程例。
3.气体精制设备(Purifier):此设备另称气体纯化设备,是将品质较差之大宗气体再次精制成为现场所需的较高品质等级的气体,此精制设备,一般所用者有N2、O2、He和Ar等。气体之精制原理有四种,分化学反应(又称触媒反应)、化学吸附、物理吸附(即低温吸附,利用液氮冷却活性碳吸附不纯物)和薄膜扩散(使用在H2上)。如图4-4为氮气、4-5为氧气,4-6和4-7为氢气之纯化原理图。气体精制设备,其功能是在除去气体中之杂质或不纯物,如CO、CO2、H2O和THC(总碳氢量Total Hydrogen Carbon)等。表4-4为大宗气体中各气体之纯化原理方式和可除去之各项不纯物。
4.连续性线上品质监控系统(CQC:Continues Quality Control