電子特種氣體(簡稱:電子特氣)是特種氣體的一個重要分支,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生產中不可或缺的
關鍵性原材料,在電子產業中的作用相當于“生長激素”。廣泛應用于薄膜、光刻、
刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散等工藝,其質量對電子元器件的性能有重要影響。
氣體的產品種類豐富,電子元器件在其生產過程中對氣體產品存在多樣化需求。
例如集成電路制造需經過硅片制造、氧化、光刻、氣相沉積、蝕刻、離子注入等
工藝環節,這個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節均會用到多種特種氣體。
電子特氣在其生產過程中涉及合成、純化、混合氣配制、充裝、分析檢測、氣
瓶處理等多項工藝技術,下游客戶對產品質量要求較高。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域,對特種氣體的純化、雜
質檢測、儲運技術都有著嚴格的要求。
氣體純度:特種氣體要求超純、超凈。純度每提升一個 N 以及粒子、金屬雜質
含量濃度每降低一個數量級都將帶來工藝復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要求電子特氣的純度要在 5N~6N 以上,有
害的氣體雜質濃度需要控制在 ppb(10-9);在更為先進的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,雜質濃度要
求甚至達到 ppt(10-12)級別。
配比的精度(混合氣):隨著混合氣中產品組分的增加、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
進行精細操作,其配制過程的難度與復雜程度也顯著增大。
氣體儲運:保證氣體在存儲、運輸、使用過程中不會被二次污染,對氣瓶內部、
內壁表面的處理涉及多項工藝,均依賴于長期的行業探索和研發;此外,對于
某些具有高毒性或危險性的氣體,需要使用負壓氣瓶儲運,以減少危險氣體泄
露風險。
氣體分析檢測:由于需要檢測的雜質含量低至 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