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        電子特氣的種類(lèi)及特氣工藝系統

        2021-04-22


        電子特種氣體是特種氣體的一個(gè)重要分支,是集成電路(IC)、顯示面板(LCD、OLED)、光伏能源、光纖光纜等電子工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的關(guān)鍵性原材料,廣泛應用于薄膜、光刻、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散等工藝,其質(zhì)量對電子元器件的性能有重要影響。


        氣體的產(chǎn)品種類(lèi)豐富,電子元器件在其生產(chǎn)過(guò)程中對氣體產(chǎn)品存在多樣化需求。就集成電路制造過(guò)程中需要的高純特種氣體和混合氣體的種類(lèi)超過(guò)50種,且每一種工藝步驟中都會(huì )用到特定的氣體。此外,在顯示面板、LED、太陽(yáng)能電池片等器件的制造中的不同工藝環(huán)節均會(huì )用到多種特種氣體。


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        電子特氣在其生產(chǎn)過(guò)程中涉及合成、純化、混合氣配制、充裝、分析檢測、氣瓶處理等多項工藝技術(shù),下游客戶(hù)對產(chǎn)品質(zhì)量要求較高。尤其是極大規模集成電路、新型顯示面板等精密化程度非常高的應用領(lǐng)域,對特種氣體的純化、雜質(zhì)檢測、儲運技術(shù)都有著(zhù)嚴格的要求。

        高純氣體純度:特種氣體要求超純、超凈。純度每提升一個(gè) N 以及粒子、金屬雜質(zhì)含量濃度每降低一個(gè)數量級都將帶來(lái)工藝復雜度和難度的顯著(zhù)提升。例如,12吋、90nm制程的集成電路制造技術(shù)要求電子特氣的純度要在 5N~6N 以上,有害的氣體雜質(zhì)濃度需要控制在 ppb(10-9);在更為先進(jìn)的28nm 及目前國際一線(xiàn)的 6nm~10nm 集成電路制程工藝中,電子特氣的純度要求更高,雜質(zhì)濃度要求甚至達到 ppt(10-12)級別。

        電子混合氣配比的精度:隨著(zhù)混合氣中產(chǎn)品組分的增加、配制精度的上升,常要求氣體供應商能夠對多種 ppm(10-6)乃至 ppb(10-9)級濃度的氣體組分進(jìn)行精細操作,其配制過(guò)程的難度與復雜程度也顯著(zhù)增大。

        氣體儲運:保證氣體在存儲、運輸、使用過(guò)程中不會(huì )被二次污染,對氣瓶?jì)炔?、內壁表面的處理涉及多項工藝,均依?lài)于長(cháng)期的行業(yè)探索和研發(fā);此外,對于某些具有高毒性或危險性的氣體,需要使用負壓氣瓶?jì)\,以減少危險氣體泄露風(fēng)險。

        氣體分析檢測:由于需要檢測的雜質(zhì)含量低至 ppb 級別,需要使用特殊的氣相色譜、ICP-AES、ICP-MS 等非常規分析方法。

        電子特氣工藝系統:

        特氣系統是指特種氣體的儲存、輸送與分配過(guò)程的設備、管道和部件的總稱(chēng)。特氣系統工程是用于實(shí)現特氣系統安全使用的工程。

        特氣系統組成

        特氣系統由儲存、輸送、分配、控制四類(lèi)設備組成。其中“存儲”指氣源部分(特氣柜GC),“輸送”指配管部分(一般用雙套管),“分配”指二次配部分(氣體分配柜VMB),“控制”指監督控制部分(氣體管理系統GMS)。

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        特氣系統特點(diǎn)

        特氣系統中的每臺設備均配有PLC控制、彩色觸摸屏操作,帶有溫度、壓力、煙霧、泄漏監控報警,并可擴展地震監控報警;單臺設備可以獨成系統獨立運轉,也可多臺設備用PLC或TGO連起來(lái)組成大系統,在監控中心統一監控管理,其報警系統還可以與安監系統、消防系統對接。

        應用行業(yè)及設備

        芯片半導體、微電子企業(yè)、光伏太陽(yáng)能、生物制藥、新材料等行業(yè),常配套用于濺射真空鍍、沉積刻蝕、鈍化清洗等設備。


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