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          首頁(yè)   >>   公司動(dòng)態(tài)   >>   賦能創(chuàng)“芯” | 賽默飛電子氣體氣相色譜分析解決方案

          賽默飛色譜及質(zhì)譜

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          賦能創(chuàng)“芯” | 賽默飛電子氣體氣相色譜分析解決方案

          閱讀:734      發(fā)布時(shí)間:2024-4-28
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          賦能創(chuàng)“芯 

          電子氣體是半導(dǎo)體工業(yè)中使用的一類特殊氣體,廣義上的電子氣體是指具有電子級(jí)純度的特種氣體,廣泛應(yīng)用在包括集成電路、顯示面板、半導(dǎo)體照明和光伏等泛半導(dǎo)體行業(yè)。電子氣體按其門類可分為純氣、高純氣和半導(dǎo)體特殊材料氣體三大類。其中,特殊材料氣體主要用于外延、摻雜和蝕刻工藝,高純氣體則主要用作稀釋氣和運(yùn)載氣。按純度等級(jí)和使用場(chǎng)合分類,可以分為電子級(jí)、LSI(大規(guī)模集成電路)級(jí)、VLSI(超大規(guī)模集成電路)級(jí)和ULSI(特大規(guī)模集成電路)級(jí)。按用途可分為大宗氣體,包括氮?dú)狻錃?、氬氣、氦氣、氧氣、二氧化碳等;電子特種氣體,包括笑氣、氨氣、三氟化氮、四氟化碳、六氟化硫、氯化氫、甲烷等氣體。

           

          電子氣體的使用對(duì)電子工業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要,隨著技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)電子氣體純度和潔凈度的要求也越來(lái)越高,需要達(dá)到5N(99.9999%)以上的純度,因?yàn)榧词故呛哿考?jí)雜質(zhì)和污染物也會(huì)對(duì)最終器件質(zhì)量和制造產(chǎn)量造成嚴(yán)重影響。

          賽默飛針對(duì)電子大宗氣體、電子特氣分析需求,推出高純氣分析解決方案。配置Trace1600系列氣相色譜主機(jī)、脈沖放電氦離子檢測(cè)器(PDD)、可安裝色譜柱的大體積閥箱、帶吹掃保護(hù)氣閥的多閥多柱分析系統(tǒng)等,為用戶提供數(shù)十種電子氣體雜質(zhì)的檢測(cè)方案。

           

          01

          高純氙中雜質(zhì)分析

          氙氣是一種天然稀有的惰性氣體。由于具有較高的密度,低導(dǎo)熱系數(shù)及可吸收X射線等特征,氙氣被廣泛的應(yīng)用于電子電器,光電工業(yè),醫(yī)療,電子芯片制造等行業(yè)。近年來(lái)隨著氙氣被應(yīng)用于越來(lái)越多高端性產(chǎn)品的生產(chǎn),行業(yè)對(duì)氙氣純度的要求也非常嚴(yán)格。

          賽默飛Trace GC-PDD系統(tǒng)可對(duì)高純氙氣中ppb及至ppm級(jí)濃度的氫氣,氬氣,氧氣,氮?dú)?,一氧化碳,甲烷,二氧化碳,氧化亞氮,氪氣,六氟化硫,六氟乙烷等雜質(zhì)進(jìn)行定性定量檢測(cè),其靈敏度完全符合GB/T 5828-2006的要求,同時(shí)具有優(yōu)異的分離度和重現(xiàn)性。

          1.1

          儀器配置及色譜分析條件

          表1 氣相色譜儀儀器配置及色譜分析條件

          賦能創(chuàng)“芯 

          (點(diǎn)擊查看大圖)

          1.2

          氙氣中雜質(zhì)分析色譜圖

          如圖1所示,標(biāo)準(zhǔn)氣體中氫氣,氬氣,氧氣,氮?dú)?,一氧化碳,甲烷,二氧化碳,氧化亞氮,氪氣,六氟化硫,六氟乙烷等組分均得到良好的分離效果,氧氣和氬氣實(shí)現(xiàn)了基線分離(分離度大于1.5)。標(biāo)氣中濃度較大的氙氣組分通過反吹放空,不進(jìn)入檢測(cè)器,從而避免了樣品中氙氣基質(zhì)對(duì)目標(biāo)組分的干擾。

          賦能創(chuàng)“芯 

          圖1 高純氙氣中雜質(zhì)典型色譜圖

          (點(diǎn)擊查看大圖)

          1.3

          重現(xiàn)性

          表2分別列出了各個(gè)組分樣品連續(xù)進(jìn)樣6次的峰面積重現(xiàn)性:各個(gè)組分的峰面積相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均低于1%;表3分別列出了各個(gè)組分樣品連續(xù)進(jìn)樣6次的保留時(shí)間重現(xiàn)性:各個(gè)組分的保留時(shí)間重現(xiàn)性相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均低于0.01%。

          表2 各雜質(zhì)連續(xù)6針進(jìn)樣峰面積重現(xiàn)性

          賦能創(chuàng)“芯 

          (點(diǎn)擊查看大圖)

          表3 各雜質(zhì)連續(xù)6針進(jìn)樣保留時(shí)間重現(xiàn)性

          賦能創(chuàng)“芯 

          (點(diǎn)擊查看大圖)

          從測(cè)試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),方案完全滿足國(guó)標(biāo)GB/T 5828-2006中對(duì)各雜質(zhì)組分的檢測(cè)要求。Trace GC-PDD系統(tǒng)在高純氙氣痕量雜質(zhì)的分析中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。反吹技術(shù)避免了氙氣基質(zhì)對(duì)系統(tǒng)的干擾,高分離效率色譜柱的使用實(shí)現(xiàn)了無(wú)需使用冷卻裝置即可分離氬氣和氧氣。

           

          02

          高純氪中雜質(zhì)

          高純氪無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒、不可燃的單原子氣體,化學(xué)上惰性。廣泛應(yīng)用于各類照明中,是良好的保護(hù)氣和發(fā)光氣。還應(yīng)用于電真空、激光器、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。目前,高純氪主要由大型空分設(shè)備從空氣中提取,因其在空氣中含量極少。因此售價(jià)高昂,被譽(yù)為“黃金氣體"。由于高純氪中雜質(zhì)組分含量要求極低,脈沖放電氦離子化檢測(cè)器(PDD)對(duì)痕量雜質(zhì)組分有很高的靈敏度,被用于做高純氣體中痕量雜質(zhì)的檢測(cè)。

          針對(duì)以上檢測(cè)需求,賽默飛采用Trace 1600系列氣相主機(jī)、帶有脈沖放電氦離子檢測(cè)器(PDD)、多閥多柱分析系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)稀有氣體高純氪中痕量的氫氣,氬氣,氧氣,氮?dú)猓谎趸?,四氟化碳,甲烷,二氧化碳,氙?種雜質(zhì)含量的檢測(cè)。方案分離效果好,檢測(cè)限低,重復(fù)性好,完全滿足標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5829-2006 氪氣的檢測(cè)要求。

          2.1

          儀器配置及色譜分析條件

          表4 氣相色譜儀儀器配置及色譜分析條件

          賦能創(chuàng)“芯 

          (點(diǎn)擊查看大圖)

          2.2

          氪氣中痕量雜質(zhì)分析色譜圖

          按照2.1的色譜分析條件,對(duì)標(biāo)氣樣品進(jìn)樣測(cè)定。如圖2所示,以高純氪為底的標(biāo)準(zhǔn)氣體中痕量的氫氣,氬氣,氧氣,氮?dú)?,一氧化碳,四氟化碳,甲烷,二氧化碳,氙各組分離效果理想,氧氣和氬氣實(shí)現(xiàn)了基線分離(分離度大于1.5)。標(biāo)氣中絕大部分的基質(zhì)組分氪氣通過閥切換被放空,不進(jìn)入檢測(cè)器,從而避免了基質(zhì)組分氪氣對(duì)痕量目標(biāo)組分的干擾。

          賦能創(chuàng)“芯 

          圖2 高純氪氣中痕量雜質(zhì)典型色譜圖

          (點(diǎn)擊查看大圖)

          2.3

          重復(fù)性

          連續(xù)進(jìn)標(biāo)氣樣品6針,考察高純氪標(biāo)氣中各樣品組分的峰面積重復(fù)性,其峰面積相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均低于2.33%,重復(fù)性結(jié)果見表5;表6是高純氪標(biāo)氣中各個(gè)樣品組分連續(xù)進(jìn)樣6次的保留時(shí)間重復(fù)性結(jié)果,其保留時(shí)間重復(fù)性相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均低于0.03%。

          表5 高純氪標(biāo)氣中各雜質(zhì)組分連續(xù)6針進(jìn)樣

          峰面積重復(fù)性結(jié)果

          賦能創(chuàng)“芯 

          (點(diǎn)擊查看大圖)

          表6 高純氪標(biāo)氣中各雜質(zhì)組分連續(xù)6針進(jìn)樣

          保留時(shí)間重復(fù)性結(jié)果

          賦能創(chuàng)“芯 

          (點(diǎn)擊查看大圖)

          從測(cè)試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),方案完全滿足國(guó)標(biāo)GB/T 5829-2006中對(duì)各個(gè)雜質(zhì)組分的檢測(cè)要求。方案實(shí)現(xiàn)一次進(jìn)樣,完成高純氪中多痕量雜質(zhì)組分的檢測(cè),通過閥放空技術(shù),有效避免了高純氪基質(zhì)對(duì)痕量雜質(zhì)的干擾;優(yōu)化的色譜柱分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了樣品氣中氬氣和氧氣的基線分離。

           

          03

          電子特氣六氟化硫和三氟化氮中雜質(zhì)分析

          賽默飛針對(duì)電子氣體六氟化硫和三氟化氮中雜質(zhì)檢測(cè)的要求,配置 Trace 1610和大體積色譜閥箱、雙通道設(shè)計(jì)、配置兩個(gè)PDD檢測(cè)器。一次進(jìn)樣實(shí)現(xiàn)六氟化硫和三氟化氮樣品中H2, O2+Ar, N2, CH4, CO, CF4, CO2, SF6, N2O, SO2F2雜質(zhì)組分分析,方案滿足標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21287和GB/T 18867的檢測(cè)要求。

          3.1

          儀器配置及色譜分析條件

          表7 氣相色譜儀儀器配置及色譜分析條件

          賦能創(chuàng)“芯 

          (點(diǎn)擊查看大圖)

          3.2

          六氟化硫和三氟化氮中雜質(zhì)分析色譜圖

          按照3.1的色譜分析條件,分別對(duì)六氟化硫標(biāo)氣和三氟化氮標(biāo)氣樣品進(jìn)樣測(cè)定。F-PDD通道用于分析六氟化硫和三氟化氮樣品中H2, O2+Ar, N2, CH4, CO, 雜質(zhì)組分;B-PDD通道用于分析六氟化硫和三氟化氮樣品中CF4, CO2, SF6, N2O, SO2F2雜質(zhì)組分。六氟化硫中雜質(zhì)組分典型色譜圖見圖3和圖4;三氟化氮中雜質(zhì)組分典型色譜圖見圖5和圖6。

          賦能創(chuàng)“芯 

          圖3 六氟化硫中雜質(zhì)分析F-PDD通道色譜圖

          (點(diǎn)擊查看大圖)

          賦能創(chuàng)“芯 

          圖4 六氟化硫中雜質(zhì)分析B-PDD通道色譜圖

          (點(diǎn)擊查看大圖)

          賦能創(chuàng)“芯 

          圖5 三氟化氮中雜質(zhì)分析F-PDD通道色譜圖

          (點(diǎn)擊查看大圖)

          賦能創(chuàng)“芯 

          圖6 三氟化氮中雜質(zhì)分析B-PDD通道色譜圖

          (點(diǎn)擊查看大圖)

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          3.3

          重復(fù)性

          連續(xù)進(jìn)標(biāo)氣樣品6針,考察三氟化氮標(biāo)氣中各樣品組分的峰面積重復(fù)性,其峰面積相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均低于2.88%,重復(fù)性結(jié)果見表8。

          表8 電子氣體三氟化氮標(biāo)氣中各雜質(zhì)組分

          連續(xù)6針進(jìn)樣峰面積重復(fù)性結(jié)果

          賦能創(chuàng)“芯 

          (點(diǎn)擊查看大圖)

          從測(cè)試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),方案完全滿足國(guó)標(biāo)GB/T 21287和GB/T 18867中對(duì)各個(gè)雜質(zhì)組分的檢測(cè)要求。方案實(shí)現(xiàn)一次進(jìn)樣,雙通道同時(shí)分析,完成電子氣體六氟化硫和三氟化氮中雜質(zhì)的檢測(cè)。

           

           

          總    結(jié)

          賽默飛提供模塊化氣相色譜儀(Trace 1600系列)、模塊化PDD檢測(cè)器、搭載功能強(qiáng)大的大體積閥箱多閥多柱分析系統(tǒng),為多種電子氣體中痕量雜質(zhì)分析提供高效的解決方案。

          實(shí)現(xiàn)一次進(jìn)樣,完成樣品中痕量雜質(zhì)組分的檢測(cè);

          方案通過閥放空技術(shù),有效避免了高純基質(zhì)組分對(duì)痕量雜質(zhì)的干擾;

          方案可提供填充柱分析系統(tǒng)或毛細(xì)柱分系統(tǒng),優(yōu)化的毛細(xì)柱分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了樣品氣中微量氬氣和氧氣的基線分離。

          此外,賽默飛在電子氣體、高純氣分析領(lǐng)域,為廣大用戶提供更多完全定制化的解決方案,滿足用戶各不相同的檢測(cè)需求。

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