電子特種氣體(簡稱:電子特氣)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,在電子產(chǎn)業(yè)中的作用相當(dāng)于“生長激素”。廣泛應(yīng)用于薄膜、光刻、
刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴(kuò)散等工藝,其質(zhì)量對(duì)電子元器件的性能有重要影響。
氣體的產(chǎn)品種類豐富,電子元器件在其生產(chǎn)過程中對(duì)氣體產(chǎn)品存在多樣化需求。
例如集成電路制造需經(jīng)過硅片制造、氧化、光刻、氣相沉積、蝕刻、離子注入等
工藝環(huán)節(jié),這個(gè)過程中需要的高純特種氣體和混合氣體的種類超過 50 種,且每
一種氣體應(yīng)用在特定的工藝步驟中。此外,在顯示面板、LED、太陽能電池片等
器件的制造中的不同工藝環(huán)節(jié)均會(huì)用到多種特種氣體。
電子特氣在其生產(chǎn)過程中涉及合成、純化、混合氣配制、充裝、分析檢測、氣
瓶處理等多項(xiàng)工藝技術(shù),下游客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求較高。尤其是極大規(guī)模集成
電路、新型顯示面板等精密化程度非常高的應(yīng)用領(lǐng)域,對(duì)特種氣體的純化、雜
質(zhì)檢測、儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)都有著嚴(yán)格的要求。
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(shù)量級(jí)都將帶來工藝復(fù)雜度和難度的顯著提升。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(dá)到 ppt(10-12)級(jí)別。
配比的精度(混合氣):隨著混合氣中產(chǎn)品組分的增加、配制精度的上升,常
要求氣體供應(yīng)商能夠?qū)Χ喾N ppm(10-6)乃至 ppb(10-9)級(jí)濃度的氣體組分
進(jìn)行精細(xì)操作,其配制過程的難度與復(fù)雜程度也顯著增大。
氣體儲(chǔ)運(yùn):保證氣體在存儲(chǔ)、運(yùn)輸、使用過程中不會(huì)被二次污染,對(duì)氣瓶內(nèi)部、
內(nèi)壁表面的處理涉及多項(xiàng)工藝,均依賴于長期的行業(yè)探索和研發(fā);此外,對(duì)于
某些具有高毒性或危險(xiǎn)性的氣體,需要使用負(fù)壓氣瓶儲(chǔ)運(yùn),以減少危險(xiǎn)氣體泄
露風(fēng)險(xiǎn)。
氣體分析檢測:由于需要檢測的雜質(zhì)含量低至 ppb 級(jí)別,需要使用特殊的氣相
色譜、ICP-AES、ICP-MS 等非常規(guī)分析方法