半導體晶圓廠之 UHP（超高純度）氣體及化學品輸送系統，核心目標為：

• 零污染（Zero Contamination）
• 零洩漏（Leak Tight）
• 可追溯性（Traceability）
• 高可靠度（Reliability）

目前全球主流規範包括：

半導體 UHP 系統通常採用 316L EP（Electropolished）不鏽鋼管，並搭配自動軌道焊接（Orbital Welding）。

1. 管材規範

標準材質

半導體 FAB 廠通常指定：

• 316L BA（Bright Annealed）
• 316L EP（Electropolished）

其中 EP 等級為 UHP 主流規格。

2. 表面粗度要求

內表面 Ra 值

半導體特殊氣體系統：

• H₂
• N₂
• Ar
• He
• NH₃
• SiH₄

通常要求：

Ra ≤ 0.25 μm（10 μin）

部分先進製程要求：

Ra ≤ 0.13 μm（5 μin）

3. 軌道焊接（Orbital Welding）規範

焊接方式

必須採用：

• GTAW
• Closed Head Orbital Welding
• Autogenous Welding（無填料）

典型設備：

• Arc Machines Inc. M217
• Orbitalum
• Swagelok

UHP 系統不允許手工 TIG 焊接作為主要接合方式。

4. 氣體保護要求

正面保護

背面保護

焊接時需使用：

• Purge Monitor
• Oxygen Analyzer

進行即時監控。

5. 焊道品質標準

外觀要求

允許：

✅ 平滑均勻魚鱗紋

✅ 完全熔透

✅ 顏色銀白色

禁止：

❌ Burn Through

❌ Undercut

❌ Lack of Fusion

❌ Porosity

❌ Sugaring

❌ Oxidation Color

內焊道要求

6. 管件規範

常用 UHP 管件：

Face Seal Fitting

• VCR
• Metal Gasket

Tube Fitting

• Weld Elbow
• Weld Tee
• Weld Reducer

Valve

• Diaphragm Valve
• UHP Ball Valve

Regulator

• Single Stage
• Dual Stage

均需符合：

• SEMI F19
• SEMI F20

規範。

7. 清潔度要求

出廠條件

必須：

• Degreased
• Passivated
• Nitrogen Purged
• Double Bagged

包裝方式：

EP Tube
↓
PE Cap
↓
N2 Purge
↓
Inner Bag
↓
Outer Bag
↓
Clean Room Label

8. 文件追溯要求

每支管材需具備：

• Heat Number
• Material Test Report (MTR)
• Surface Roughness Report
• PMI Report
• Welding Log
• Weld Map

焊接資料需保存：

• Weld Schedule
• Operator ID
• O₂ Data
• Weld Number
• Inspection Report

AMI M217 半導體 UHP 配管建議規格

依智傑工業目前規劃之 1/4"～3/4" SUS316L EP 配管專案，建議 RFQ 指定：

管材

• SUS316L EP
• Ra ≤0.25 μm
• ASTM A269
• ASME BPE

焊接

• AMI M217
• Closed Chamber Weld Head
• Autogenous GTAW

AMI M217 對應焊頭建議

依您目前規劃之 UHP 配管尺寸：

搭配：

• 主機至焊頭延長電纜 12~15 m
• 氧含量監測系統（Oxygen Analyzer）
• Weld Data Logging Software
• USB 資料匯出功能

保護氣體

• UHP Argon 99.999%
• Back Purge O₂ <10 ppm

監控

• Oxygen Analyzer
• Weld Data Logging
• USB Export

文件

• WPS
• PQR
• Weld Qualification
• MTR
• Surface Finish Certificate
• Calibration Certificate

此規格已符合目前台灣主要晶圓廠如 TSMC、United Microelectronics Corporation、Micron Technology 高純度氣體配管工程之主流要求。

半導體 UHP 配管工程補充規範

9. 焊接驗證（Welding Qualification）

WPS

Welding Procedure Specification

內容包含：

• 管徑
• 壁厚
• 電流
• 脈衝設定
• 焊接速度
• 氣體流量
• Purge 條件

PQR

Procedure Qualification Record

驗證：

• Tensile Test
• Bend Test
• Macro Examination

Welder Qualification

依據：

ASME Section IX

執行：

• Operator Qualification
• Orbital Welding Qualification

10. 內視鏡檢查（Borescope Inspection）

高純度氣體系統通常要求：

檢查內容：

• Internal Oxidation
• Root Profile
• Misalignment
• Contamination

11. 焊接資料追溯系統

先進晶圓廠要求：

每一道焊口建立唯一編號

例如：

N2-L01-W001
N2-L01-W002
N2-L01-W003

並記錄：

• Weld No.
• Date
• Operator
• Weld Head No.
• Power Supply No.
• O₂ ppm
• Program No.

AMI M217 具備：

• Weld Schedule Storage
• Weld Data Logging
• USB Export

可符合此要求。

12. 氦氣洩漏測試（Helium Leak Test）

UHP 系統完工後必須執行：

Helium Mass Spectrometer Test

驗收標準：

常用設備：

• INFICON
• Pfeiffer Vacuum

13. 高純度氣體系統分類

常見氣體：

• N₂
• Ar
• He
• H₂
• O₂
• NH₃
• SiH₄
• WF₆
• NF₃
• CF₄

14. SEMI 規範補充

建議 RFQ 引用：