电子特气 | 含氟气体中氟含量精准分析的革新

一、市场背景

在当今高速发展的半导体制造行业中，电子特种气体(简称电子特气)的作用不可小觑，广泛应用于半导体制造的诸多环节，包括清洗、离子注入、刻蚀、气相沉积、掺杂等工艺，因此被誉为芯片制造的”血液“。电子特气是晶圆制造的第二大耗材，这些高纯气从生产到分离纯化，以及运输供应阶段都存在较高的技术壁垒，特别是在气体纯化方面，涉及的高性能材料催化、过滤吸附等设备都需要大量研发投入。

含氟电子气体是电子信息材料领域特种电子气体的重要组成部分，主要用作清洗剂、蚀刻剂，也可用于掺杂剂、成膜材料等，在半导体工艺中扮演着至关重要的角色。目前全球电子气体市场中，含氟系列电子气体约占其总量的30%左右。然而，含氟气体的精准测量一直是行业的挑战。Ok138大阳城集团凭借其创新性，开发出在线氟气分析系统MUST OU2，旨在为行业提供精准、可靠的氟气含量分析解决方案。

二、产品介绍

1、产品简介

在线氟气分析系统MUST OU2，采用紫外吸收光谱法，利用被测物质在紫外波段的窄带特征吸收光谱的特点，经过一定的数学算法来处理测量气体浓度。系统的紫外光源通常为具有连续发射的光源，具有强度高，故障率低，稳定性好的特点。紫外吸收光谱法运用于在线氟气分析系统具有以下创新性：

1)氟气在紫外波段具有强烈吸收，且窄带细节各不相同，这为区分气体种类和反演浓度提供了依据。

2)紫外光谱仪采集速度高，能够提供紫外波段的连续波段光谱，以单个传感器同时测量多种气体浓度。

3)相比红外测量原理，粉尘在紫外波段多以散射干扰为主，水汽多以消光为主，紫外原理将粉尘和水汽对于光强衰减的影响减至最小。

2、系统组成

在线氟气分析系统MUST OU2由预处理系统MUST EB1和氟气分析仪两部分组成。

在线氟气分析系统MUST OU2产品示意图

2.1 预处理系统MUST EB1(II C T6 Gb)的必要性

样品预处理是在线分析的核心和关键技术，是在线分析可靠的技术保障和坚实基础。在线分析系统对可靠性、安全性、易维护性都有非常苛刻的要求，还需要保障长寿命周期，样品预处理系统的高效性能是其最重要的基础技术。大阳城集团预处理系统MUST EB系列样品预处理系统，具有小型化、组合式、易维护、高性能、灵活性等特征，作为大阳城集团公司的专业技术和专有技术产品，能为在线分析系统提供全面的技术支持。

2.2 氟气分析仪

2.2.1 氟气分析仪

氟气分析仪由紫外光谱仪和耐腐蚀全密封恒压流通池组成，样品气经过预处理系统进入耐腐蚀全密封恒压流通池。当样品气达到设定条件时，PLC控制氟气分析仪自动对样品气中氟气含量进行实时连续检测。

耐腐蚀全密封恒压流通池示意图

氟气分析仪光源采用的氘灯，其光谱覆盖紫外可见的连续波段，具有寿命长，光强稳定的优点。光源采用抛物面镜对光源进行会聚准直。抛物面镜座支持两个自由度的调节，可以控制光束出射方向。

2.2.2 技术参数

• 氟气分析范围：0.05-90%

• 系统整体稳定性：RSD<3%

• 分光单元：高性能闪耀全息光栅

• 衍射光栅刻线数：1300lines/mm

• 波长重复精度：±0.05nm

• 流通池：耐腐蚀全密封流通池，哈氏合金，耐压最高达1MPa

• 吸光度：-5~5Abs

• 测光精度：±0.001Abs(1.0Abs)

• 分析软件：光谱测定；数据处理；面积计算；编辑方法等产品特点

三、产品特点

1、高精度测量

• 利用氟气在紫外波段的窄带特征吸收光谱进行分析，确保了测量结果的精确性。

• 采用可靠的紫外吸收光谱法，能够准确区分气体种类并反演浓度，满足高纯度气体测量的需求。

2、高采集速度

• 系统配备的紫外光源具有连续紫外发射，能够提供紫外波段的连续波段光谱。

• 单个传感器能够同时测量多种气体浓度，提高了测量效率和生产线的响应速度。

3、抗干扰设计

• 相比红外测量原理，紫外原理在粉尘和水汽的存在下，将光强衰减的影响降至最小。

• 有效减少了粉尘和水汽对测量结果的干扰，确保了数据的稳定性和可靠性。

4、智能化操作

• PLC控制和自动化软件使得操作简便，数据分析更加高效。

• 系统能够自动进行实时连续检测，并及时响应生产过程中的变化。

5、稳定可靠的预处理系统

• MUST EB系列预处理系统为在线分析提供了全面的技术支持。

• 包括进气单元、稳压单元、吹扫单元和出气单元，确保样品的纯净度和稳定性。

6、耐腐蚀全密封流通池

• 氟气分析仪配备耐腐蚀全密封流通池，使用哈氏合金材料，耐压高达1MPa。保证了分析仪在恶劣环境下的长期稳定运行和耐腐蚀性能。

7、高技术参数

• 系统具备广泛的氟气分析范围(0.05-90%)和高系统整体稳定性(RSD < 3%)。

• 光源单元、分光单元和测光单元的技术参数均达到行业领先水平。

8、完善的服务体系

• Ok138大阳城集团提供从产品资料到具体应用支持的全方位服务。

• 拥有自己的研发中心、生产基地和技术服务中心，确保客户能够得到及时的维修和校验服务。

四、应用效果

1、提升生产效率

MUST OU2在线氟气分析系统通过实时监测氟气浓度，确保了半导体制造过程中关键气体的精确控制。这种实时反馈机制显著减少了生产线因气体纯度问题导致的延迟和停机时间，从而提高了整体的生产效率。

2、保障产品质量

精确的氟气含量监测对于保证半导体芯片的性能至关重要。MUST OU2系统通过提供高准确度的数据分析，帮助制造商优化关键工艺参数，从而确保了最终产品的高质量和一致性。

3、降低运营成本

系统的高效预处理和精确测量减少了气体的浪费和不必要的原材料消耗。此外，系统的可靠性和低维护需求也降低了运营成本，使得企业在竞争激烈的市场中保持了成本优势。

4、增强环境安全

通过精确控制气体排放，MUST OU2系统有助于减少有害气体的排放，符合环保法规要求，同时也提升了工作环境的安全性。

5、数据管理和决策支持

系统自动记录和存储测量数据，便于进行历史数据分析和趋势预测。这些数据为企业提供了宝贵的信息资源，有助于制定更加科学的生产决策和优化工艺流程。

6、技术创新的体现

MUST OU2系统的引入体现了企业对技术创新的承诺。采用紫外吸收光谱法和自动化技术，不仅提升了企业的技术水平，也增强了企业在市场上的竞争力。

五、测试数据参考