半導體 UHP 壓力表完整選型指南 2026
半導體 UHP 壓力表完整選型指南 2026
潔淨室壓力量測 × EP/BA 拋光 × 氦氣測漏標準全解析
晶圓廠選錯壓力表，代價不是讀數偏差——是整批晶圓報廢與數百萬台幣的製程 Excursion。本指南由昶特 ATLANTIS 31 年半導體儀錶工程實務整理，涵蓋 UHP 選型四大關鍵、SEMI 標準、洩漏測試規格、應用場景矩陣與 ATLANTIS HCPG 產品完整技術規格。
一、為什麼半導體製程不能用一般工業壓力表？
現代晶圓製程的線寬已縮小至 3 nm 以下，單一微塵顆粒（直徑 > 100 nm）足以摧毀整片晶圓的良率。在這個製程尺度下，儀錶本身的材質釋氣（Outgassing）、微粒脫落與接縫洩漏，都可能成為污染源。
某 8 吋廠 NH₃ 供氣管路壓力表接頭洩漏，微量氨氣進入 FAB 環境，導致黃光區光阻曝光異常。事後調查顯示，洩漏率約 5×10⁻⁶ atm·cc/sec——遠未達肉眼可察覺的程度，但足以造成整批 Lot 報廢，損失超過 NT$800 萬。若採用洩漏率 ≤ 1×10⁻⁹ atm·cc/sec 的 UHP 壓力表，此事故本可完全避免。
一般工業壓力表 vs UHP 壓力表核心差異
| 比較項目 | 一般工業壓力表 | UHP 半導體壓力表 |
|---|---|---|
| 接液材質 | 銅合金 / 316 SS | 316L SS（低碳） |
| 表面處理 | 機械拋光 Ra 1.6 µm | EP 電解拋光 Ra 0.1~0.25 µm |
| 製造環境 | 一般廠房 | ISO Class 5~6 潔淨室 |
| 氦氣洩漏率 | 未要求（>10⁻⁶） | ≤ 1×10⁻⁹ atm·cc/sec |
| 清潔製程 | 無 | 超音波純水清洗 + N₂ 吹淨 |
| 包裝 | 一般紙盒 | 雙層密封 / PET 真空封裝 |
| 精度等級 | ±1.5%~±2.5% FS | ±0.5%~±1.0% FS |
| 材質證明書 | 通常不提供 | EN 10204 3.1 MTR 標準提供 |
| 適用場合 | 一般工業、水處理、HVAC | 晶圓廠、生物技術、醫療設備 |
1×10⁻⁹
atm·cc/sec
Ra ≤0.25
表面粗糙度（µm）
ISO 5
潔淨室等級
±0.5%
要求（FS）
316L
接液部位標準
二、半導體壓力表選型四大關鍵深度解析
2-1 材質深度解析：316 vs 316L vs 316Ti
半導體製程中，微量金屬離子（Fe、Ni、Cr）進入氣體管路即可能造成晶圓金屬污染（Metallic Contamination），影響 MOS 元件特性。接液材質的碳含量與表面處理直接影響金屬析出量：
| 材質 | 碳含量 | 抗晶間腐蝕 | UHP 適用性 | 備註 |
|---|---|---|---|---|
| 316L | ≤ 0.03% | ✓ 優 | ✓ 推薦 | 低碳，焊接後不易敏化 |
| 316 | ≤ 0.08% | △ 一般 | ✗ 不推薦 | 焊接後可能晶間腐蝕 |
| 316Ti | ≤ 0.08%（Ti 穩定） | ✓ 優 | △ 特殊應用 | 鈦穩定，高溫場合用 |
| 316L VIM/VAR | ≤ 0.02%（極低） | ✓ 極優 | ✓ 最高等級 | 真空感應熔煉+真空電弧重熔，金屬離子含量最低 |
2-2 電解拋光（EP）vs 光輝退火（BA）對比
| 項目 | EP 電解拋光 | BA 光輝退火 |
|---|---|---|
| 原理 | 電化學溶解表面凸起 | 氫氣氛圍熱處理 |
| Ra 值 | 0.1~0.25 µm | 0.25~0.5 µm |
| 氧化鉻鈍化層 | ≥ 1.5 nm（緻密均勻） | 均勻但稍薄 |
| 乾燥時間 | 短（水分不易吸附） | 較長 |
| 主要應用 | 特殊氣體管路、研究級 UHP | 一般 UHP 氣體配管 |
| 適合氣體 | SiH₄、PH₃、HF、Cl₂ | N₂、Ar、H₂、CDA |
2-3 氦氣測漏數據解讀
圖：各應用場合氦氣洩漏率要求等級比較（數量級示意）
2-4 量程與精度選型矩陣
半導體廠務不同介質的壓力範圍差異極大，選型前須確認製程操作壓力，再據此決定量程與精度等級：
| 氣體/介質 | 典型操作壓力 | 建議量程 | 建議精度 | 氦氣測漏 |
|---|---|---|---|---|
| 矽烷（SiH₄） | 1~5 bar | 0~10 bar | ±0.5% | 必須 |
| 氨氣（NH₃） | 2~8 bar | 0~16 bar | ±0.5% | 必須 |
| 磷化氫（PH₃） | 0.5~3 bar | 0~6 bar | ±0.5% | 必須 |
| 氮氣（N₂） | 3~7 bar | 0~10 bar | ±1.0% | 建議 |
| 氬氣（Ar） | 2~6 bar | 0~10 bar | ±1.0% | 建議 |
| CDA 乾燥空氣 | 5~7 bar | 0~10 bar | ±1.0% | 不必須 |
| 冷卻水（DIW） | 2~5 bar | 0~10 bar | ±1.0% | 不必須 |
| 潔淨室差壓 | 5~25 Pa | 0~100 Pa | ±1% FS | 不必須 |
三、ATLANTIS HCPG 高純度壓力表完整規格
「昶特 ATLANTIS 的任務，不是販賣一個儀錶，而是為每一段半導體製程管路提供可以信賴的精密守護。」—— 昶特設備不屈服，不妥協。
UHP 超高純度 AP/MP 潔淨等級 氦氣測漏合格 真空焊接 半導體 ✓ 生物技術 ✓
HCPG 詳細技術規格表
| 規格項目 | 規格內容 |
|---|---|
| 錶盤尺寸 | 1.5", 2" |
| 安裝型式 | 下接式（A）/ 後接式（ADC）/ 後接式附凸緣（BDC） |
| 視窗材質 | PC 塑料，O-ring 密封 |
| 接液材質 | SS 316 / SS 316L / SS 316Ti |
| 壓力接頭規格 | 1/4"NPT / 1/4"BSP / 1/4"VCR(M/F) / 9/16"-18UNF(M) 固定式/可旋式 |
| 量測範圍（錶壓） | 0 ~ 350 bar（可客製） |
| 量測範圍（複合壓） | -1…0 ~ 24 bar |
| 適用介質 | 與 SS316 相容之氣體與液體 |
| 環境溫度範圍 | -40°C ~ +60°C |
| 介質溫度上限 | +100°C |
| 防護等級 | IP54 |
| 潔淨等級 | AP（分析純度）/ MP（製造純度，PET 真空封裝） |
| 氣密性（氦氣洩漏） | ≤ 1×10⁻⁹ Pa·m³/s（真空焊接製程） |
| 清洗製程 | 超音波純水清洗 |
| 包裝 | N₂ 吹淨後密封；MP 等級採 PET 真空封裝 |
| 外殼材質 | SS304 |
| 指針 | 鋁製黑色烤漆 |
| 感測元件 | C 型波登管 |
| 精度 | ±2.5% FS / ±1.5% FS（客製高精度請詢問） |
| 爆破保護 | 吹出型後板（Blow-out back） |
| 機芯材質 | 不鏽鋼 |
| OEM 服務 | 可提供 |
需要氦氣洩漏測試報告 → HCPG MP 等級；需要分析研究等級潔淨度 → HCPG AP 等級；特殊氣體管路（SiH₄、NH₃）→ 指定 1/4"VCR 接頭 + SS316L 波登管；校驗用途 → 搭配 ATLANTIS TAF 追溯校驗服務。
四、半導體廠各製程區域壓力量測應用矩陣
| 應用區域 | 監測點 | 建議儀錶 | 精度需求 | 特殊要求 |
|---|---|---|---|---|
| 特殊氣體房（Gas Room） | SiH₄、PH₃ 鋼瓶輸出壓力 | HCPG UHP 壓力表 | ±0.5% | VCR 接頭、氦氣測漏 |
| Gas Box 氣體分配盤 | 各路氣體管路壓力 | HCPG + PT-UHP 傳送器 | ±0.5% | 316L 全不鏽鋼、潔淨包裝 |
| CDA 管路系統 | 壓縮機後 / 使用點壓力 | HCPG / SUS 壓力表 | ±1.0% | 316L、無銅件 |
| N₂ / Ar 管路 | 供應壓力、緩衝槽壓力 | HCPG MP 等級 | ±1.0% | 潔淨包裝 |
| 潔淨室空調（MAU/CHILLER） | 區域正壓差、過濾器差壓 | DMPT-300 微差壓傳送器 | ±1% FS | 量程 0~250 Pa |
| DIW 去離子水管路 | 管路壓力、濾芯差壓 | SUS 316L 壓力表 | ±1.0% | 耐腐蝕、IP65 |
| 冷卻水（PCW）系統 | 進出管壓力差 | DPTX 差壓傳送器 | ±0.5% | 4-20mA 遠端監控 |
| 真空系統（幹式泵） | 粗抽 / 精抽壓力 | 真空計（另詢） | — | 抗腐蝕性廢氣 |
潔淨室壓差監測特別說明
潔淨室各區域之間的壓差梯度是防止外部污染侵入的最重要屏障。國際標準 ISO 14644-4 建議不同潔淨等級區域間壓差維持在 5~20 Pa，而 SEMI 規範對晶圓廠的要求更嚴格，黃光區通常維持相對外部 15~25 Pa 正壓差。
| 潔淨室區域 | ISO 潔淨等級 | 對外壓差（Pa） | 換氣次數（次/hr） | 建議監測儀錶 |
|---|---|---|---|---|
| 黃光室（Photolithography） | ISO Class 4~5 | +20~25 | 400~600 | DMPT-300 微差壓傳送器 |
| 擴散爐管區 | ISO Class 5 | +15~20 | 300~400 | DMPT-300 |
| 蝕刻機台區 | ISO Class 5~6 | +10~15 | 200~300 | DMPT-300 |
| 一般廠務走廊 | ISO Class 7~8 | +5~10 | 50~100 | DMPT-300 / 一般差壓計 |
| 特殊氣體儲存室 | — （排氣負壓） | -5~-10（負壓） | ≥60 次/hr | DMPT-300 + 警報器 |
五、實際應用案例分析（匿名）
問題背景：原使用一般工業級 316 壓力表，廠務工程師在例行洩漏檢查中發現 SiH₄ 管路接頭有微量洩漏（約 3×10⁻⁶ atm·cc/sec），遠超 UHP 要求。緊急封閉該站點管路，造成機台停機 48 小時。
解決方案：全線更換 ATLANTIS HCPG 高純度壓力表（SS316L 波登管 + VCR 接頭），並提供氦氣洩漏測試報告（≤1×10⁻⁹ atm·cc/sec）與 3.1 MTR 材質認證書。
問題背景：潔淨室差壓監測採用早期機械式差壓計，精度 ±5 Pa，無法即時警示 10 Pa 以下的壓差變化，曾發生門縫開啟時壓差低於 5 Pa 而未觸發警報，外部微塵侵入。
解決方案：導入 ATLANTIS DMPT-300 微差壓傳送器，量程 0~100 Pa，精度 ±0.5% FS（即 ±0.5 Pa），整合 BMS 建築管理系統，壓差低於 8 Pa 即觸發警報。
問題背景：Gas Box 內 12 路製程氣體僅有就地指針式壓力表，無法整合至 SCADA，異常時需人工巡檢，反應時間慢（>15 分鐘）。
解決方案：就地顯示保留 HCPG 機械式 UHP 壓力表（停電時仍可現場確認）；遠端監控新增 PT-UHP 超高壓型壓力傳送器（4-20mA 輸出），整合至廠務 SCADA。
三個案例量化成效彙整
| 指標 | 案例 A | 案例 B | 案例 C |
|---|---|---|---|
| 問題類型 | 洩漏 / 停機 | 壓差精度不足 | 監控盲點 |
| 導入儀錶 | HCPG UHP 壓力表 | DMPT-300 微差壓傳送器 | HCPG + PT-UHP 傳送器 |
| 關鍵改善成效 | 洩漏率降低 3000 倍 | 精度提升 10 倍 | 警報時間縮短 96% |
| 年度節省估算 | NT$120 萬+/次停機 | NT$45 萬/年節能 | 避免 3 次 Excursion |
六、半導體 UHP 壓力表選型七步驟
- 確認介質種類：是特殊氣體（SiH₄、PH₃、NH₃、HF）還是惰性氣體（N₂、Ar）？特殊氣體須 100% 氦氣測漏，惰性氣體可視風險評估決定。
- 確認操作壓力：查閱製程文件取得最大操作壓力（MOP）與正常操作壓力（NOP），量程選 NOP 的 1.5~2 倍，且 NOP 落在量程 25%~75% 內。
- 決定精度等級：特殊氣體與關鍵製程 ±0.5% FS；一般廠務氣體（N₂、CDA）±1.0% FS；差壓監控 ±1% FS（0~100 Pa 量程）。
- 確認接頭規格：特殊氣體管路建議 VCR 接頭（金屬墊圈密封）；一般 UHP 管路可用 1/4" NPT 或 Swagelok 面密封；確認現場管路接頭規格，避免異質接頭。
- 選擇潔淨等級：分析研究用途 → AP；製程安裝用途 → MP（PET 真空封裝）；確認入廠包裝要求。
- 要求技術文件：3.1 MTR 材質認證書、氦氣洩漏測試報告（含批號）、ISO 17025 追溯校驗證書、表面粗糙度報告（如需）。
- 聯絡昶特 ATLANTIS 技術業務：提供介質、壓力、接頭規格，取得 HCPG 選型建議與完整報價，一般現貨常用規格 3~5 工作日可出貨。
□ 接液材質為 316L（而非 316 或銅合金）？
□ 有 EP 電解拋光或 BA 光輝退火認證？
□ 附氦氣洩漏測試報告（≤1×10⁻⁹ atm·cc/sec）？
□ 雙層潔淨包裝記錄完整？
□ 精度 ≤ ±1.0% FS？
五項全符合→ 可繼續使用；任一不符→ 建議立即更換 UHP 等級產品，避免製程污染風險。
七、ATLANTIS 半導體廠務量測完整產品線
全不鏽鋼 IP65 耐腐蝕 多種螺紋規格
耐腐蝕 多尺寸 多種安裝型式 化工/食品/廠務
產品選型快速對照
| 產品 | 適用場合 | 潔淨等級 | 氦氣測漏 | 特殊認證 |
|---|---|---|---|---|
| HCPG | 特殊氣體管路、Gas Box | AP/MP UHP 等級 | ≤1×10⁻⁹ | VCR 接頭可選 |
| MF-SUS | 廠務系統、CDA、N₂ | 工業級 | 不適用 | IP65 |
| SUS | DIW、PCW、一般廠務 | 工業級 | 不適用 | 多尺寸 |
| PT-UHP | SCADA 遠端監控 | 工業級 | 不適用 | 4-20mA / HART |
| DMPT-300 | 潔淨室差壓監測 | — | 不適用 | 量程 ±100~1000 Pa |
常見問題 FAQ（20 題）
Q1. 半導體壓力表（UHP 壓力計）跟一般壓力表有什麼差別？
Q2. 半導體壓力表的氦氣測漏標準是什麼？如何驗證？
Q3. 316L EP 與 316L BA 拋光有什麼差異？
Q4. 半導體壓力表需要哪些 SEMI 標準認證？
Q5. 精度等級 ±0.5% 與 ±1.5% 在半導體製程有何實際影響？
Q6. 量程應如何選擇？常用壓力落在 25~75% 的原因？
Q7. 半導體廠的特殊氣體（矽烷、氨氣）對壓力表有什麼特殊要求？
Q8. VCR 接頭與 NPT 接頭在 UHP 應用有何差異？
Q9. UHP 壓力表的潔淨包裝有哪些規定？
Q10. DMPT-300 微差壓傳送器適合潔淨室哪些監測點？
Q11. 半導體廠差壓監測該選哪個量程的壓力計？
Q12. ATLANTIS HCPG 高純度壓力表有哪些潔淨等級可選？如何區分？
Q13. 晶圓廠對壓力儀表通常要求哪些文件？
Q14. 半導體廠務 CDA 乾燥空氣管路的壓力表應如何選型？
Q15. 氮氣吹淨（N₂ Purge）在 UHP 壓力表安裝中扮演什麼角色？
Q16. 半導體壓力表需要多久校驗一次？
Q17. CVD、PECVD 薄膜沉積製程的氣體管路壓力表應如何選型？
Q18. UHP 壓力表與差壓傳送器如何搭配使用？
Q19. 表面粗糙度 Ra 值對半導體製程的影響為何？
Q20. 昶特 ATLANTIS 可提供哪些半導體壓力量測的技術支援？
🔬 立即諮詢 ATLANTIS HCPG 半導體 UHP 壓力表
提供介質種類、操作壓力、接頭規格，昶特技術業務 24 小時內回覆選型建議與完整報價。
常用規格現貨供應，緊急訂單最快 3 工作日出貨。
昶特設備不屈服，不妥協。Re-Atlantis — 重現古代文明的測量榮光。
資料來源與參考文獻
[1] WIKA Blog: "UHP Pressure Instruments in Semiconductor Manufacturing" (2026) — https://blog.wika.com/us/applications/uhp-pressure-instruments-semiconductor-manufacturing/
[2] Swagelok: "Pressure Gauges, Ultrahigh-Purity and Clean Dry Air - PGU/PGC Series" — SEMI/SEMATECH UHP 規範，Class 100/10 潔淨室製造，氦氣洩漏 ≤ 1×10⁻⁹ std cm³/s
[3] Ashcroft Blog: "How to Select a UHP Pressure Gauge for Semiconductor Applications" (2024) — 316L 不鏽鋼、氫脆效應、電解拋光表面要求
[4] WIKA Semiconductor Brochure: Process Gas Management Facilities Support Equipment — ISO Class 6 潔淨室製造、SEMI F20 規範
[5] SEMI E49.6: Standard for UHP Component Cleanliness and Packaging Requirements
[6] SEMI S2: Environmental, Health, and Safety Guideline for Semiconductor Manufacturing Equipment
[7] SEMI F20: Specification for Pressure Instruments for Ultrahigh Purity Gas Distribution
[8] 昶特 ATLANTIS 技術文件：HCPG 高純度壓力表規格書（2024）— https://www.re-atlantis.com/products_detail/29
[9] ISO 14644-4: Cleanrooms and Associated Controlled Environments — Design, Construction and Start-up
[10] Prosdata Engineering: "What Does UHP Mean in Semiconductor — And What Instrumentation Do You Need?" (2026)