鹽城氬氣分析我國電子工業(yè)用氣體的現(xiàn)狀

電子工業(yè)用氣體是微電子工業(yè)的重要原材料，在其生產(chǎn)應(yīng)用中全面和國際先進水平接軌是振興我國微電子工程中不可忽視的一個重要環(huán)節(jié)。我國電子工業(yè)用氣體的現(xiàn)狀和國際先進水平相比，還存在較大的差距。鹽城氬氣以下就六個方面簡述這些差距。

1. 我國電子工業(yè)用氣體的生產(chǎn)和供應(yīng)現(xiàn)狀

目前，我國使用的電子工業(yè)用氣體品種基本齊全。SEMI（半導(dǎo)體設(shè)備和材料國際組織）標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)的氣體品種除了六氟化鎢產(chǎn)品沒有生產(chǎn)外，大部分氣體品種在國內(nèi)均有廠家生產(chǎn)，因氣體產(chǎn)品品種的不同，其產(chǎn)量相差很大。

在上世紀(jì)80年代，國內(nèi)電子工業(yè)用氣體的用戶，曾經(jīng)部分使用國產(chǎn)的電子工業(yè)用氣體產(chǎn)品。隨著微電子工業(yè)生產(chǎn)工藝的改進，國產(chǎn)電子工業(yè)用氣體的產(chǎn)品也基本被擠出了高端市場。目前，無論是電子工業(yè)用氣體中的大宗氣體還是特種氣體，大部分產(chǎn)品均應(yīng)用在微電子行業(yè)的低端市場或銷給外商。  

由于微電子工業(yè)生產(chǎn)的特殊性以及所采用的氣體的重要性，國內(nèi)先進的生產(chǎn)線所使用的電子工業(yè)用氣體基本上由外商提供。一方面，國內(nèi)生產(chǎn)廠生產(chǎn)的電子工業(yè)用三氟化氮、六氟化硫等特種氣體產(chǎn)品中的大部分銷給外商，外商經(jīng)過凈化或直接分裝后又銷售給國內(nèi)外的微電子生產(chǎn)廠。另一方面，國內(nèi)先進的微電子生產(chǎn)廠所使用的氫、氧、氬、氮、氦等大宗氣體也基本由外商提供給用戶，盡管有一部分這些氣體是由國內(nèi)企業(yè)所生產(chǎn)。

國內(nèi)電子工業(yè)用氣體的生產(chǎn)商不能進入該領(lǐng)域的主要原因有以下幾點：首先是是電子工業(yè)用氣體的生產(chǎn)商不能夠為用戶提供全方位的服務(wù)；其次是國內(nèi)電子工業(yè)用氣體產(chǎn)品的包裝、儲運未能和國際接軌；再次是發(fā)生質(zhì)量事故時的賠付問題；總之，由于我國在電子工業(yè)用氣體領(lǐng)域內(nèi)整體基礎(chǔ)的落后，才形成了當(dāng)今的被用戶排斥的局面。

國內(nèi)電子工業(yè)用氣體的生產(chǎn)商已經(jīng)意識到以上問題，預(yù)計在今后的幾年中，有那么幾家公司能夠在各個方面逐步實現(xiàn)和國際接軌，尤其是服務(wù)、包裝、儲運、理賠等方面取得較大的進步。也只有這樣，才能夠在新上的微電子生產(chǎn)線上尋找供貨機會，最終實現(xiàn)國產(chǎn)電子工業(yè)用氣體在高端市場的突破。

2.電子工業(yè)用氣體的分析檢驗方法

關(guān)于高純電子氣體分析，國外已研究開發(fā)出系統(tǒng)完整的分析測試方法和現(xiàn)場分析儀器，其中許多儀器已為SEMI標(biāo)準(zhǔn)采用。對于微電子工業(yè)中危害較大的雜質(zhì)組分、顆粒以及金屬離子等，國外已推出多種分析儀器，而國內(nèi)在顆粒以及金屬離子等的分析上好沒有開發(fā)出較好的儀器。國外電子工業(yè)用氣體的分析已經(jīng)經(jīng)歷了離線分析，在線分析 （on-line)，原位分析(in situ)等幾個發(fā)展階段。

我國以前在“產(chǎn)品是生產(chǎn)出來的，不是檢測出來的”這一思想指導(dǎo)下，對于電子工業(yè)用氣體生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域分析檢測技術(shù)的研究開發(fā)工作重視不夠。國產(chǎn)的檢測儀器設(shè)備相對落后，不能準(zhǔn)確測定99.9999%（V/V）純度以上級別氣體產(chǎn)品以及某些低含量的有害雜質(zhì)。我國國有的微電子行業(yè)有關(guān)單位迄今仍未系統(tǒng)研究過氣體純度與微電子產(chǎn)品質(zhì)量之間的關(guān)系。以我國目前國產(chǎn)的分析測試技術(shù)水平，不可能系統(tǒng)地與國際接軌，更不用說保證亞微米級器件的科研生產(chǎn)需要。

目前，國內(nèi)已經(jīng)有分析儀器生產(chǎn)商開發(fā)出了赫茲電池微量氧分析儀、氦放電離子化氣相色譜儀、極低溫型的露點水分儀等具有國際先進水平的分析儀器。但由于習(xí)慣勢力的影響，這些高靈敏度的儀器還沒有進入先進的微電子行業(yè)的生產(chǎn)以及電子工業(yè)用氣體的生產(chǎn)中，他們只是在傳統(tǒng)的氣體生產(chǎn)行業(yè)中剛剛進入市場。國內(nèi)的分析儀器目前還不能測定0.2μ以下幾何尺寸的顆粒的數(shù)量和幾何尺寸。但我們可以確信：國內(nèi)的分析檢測手段應(yīng)當(dāng)會先于氣體生產(chǎn)本身與國際接軌。

3. 電子工業(yè)用氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品     

國內(nèi)已經(jīng)有為數(shù)不多的生產(chǎn)廠家在配制電子工業(yè)用氣體的混合氣體。而相應(yīng)的具有氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品證書的品種就更少。目前國內(nèi)已經(jīng)有一批純氣和高純氣的有證氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品。

國內(nèi)對于水分含量的校正只能夠做到低至-65℃左右。更低含量和ppb級水分含量的校正實驗方法有待建立。目前國內(nèi)還沒有對氣體中顆粒的標(biāo)準(zhǔn)樣品進行研制。ppb級雜質(zhì)成份氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品的研制工作也有待開展。

4.電子工業(yè)用氣體的包裝和儲運

特種氣體以及99.9999%（V/V）純度以上級別的超高純氣體的生產(chǎn)和應(yīng)用都要求使用高質(zhì)量的氣體包裝儲運容器、相應(yīng)的氣體輸送管線、閥門和接口，以避免二次污染的發(fā)生。

國際知名的氣體公司均獨立開發(fā)了適于當(dāng)代電子工業(yè)用氣體包裝儲運的氣瓶和氣瓶處理技術(shù)。這些氣瓶具有高光潔度和高惰性的內(nèi)表面，無粒子逸出，無雜質(zhì)氣體析出。同時國外的協(xié)會和一些知名大公司也開發(fā)了配套使用的氣體閥門、管線和標(biāo)準(zhǔn)接口。國內(nèi)在這方面迄今未進行過系統(tǒng)的研究開發(fā)工作, 更未制定過相應(yīng)的技術(shù)要求和測試方法標(biāo)準(zhǔn)，與國外差距甚大。如果采用國內(nèi)的配套設(shè)備，無論何種級別的電子工業(yè)用氣體充裝進入氣瓶或經(jīng)管線進入工藝系統(tǒng)后，其質(zhì)量保證均成為未知數(shù)。

盡管國內(nèi)已經(jīng)具備了瓶內(nèi)表面化學(xué)機械拋光、噴涂、鍍膜、鈍化等處理技術(shù)，但在這些方面與國外還存在一定的差距。同時，這些技術(shù)也沒有廣泛地應(yīng)用到國內(nèi)的電子工業(yè)用氣體的生產(chǎn)當(dāng)中。盡管國內(nèi)也在開發(fā)配套使用的氣體閥門、管線和標(biāo)準(zhǔn)接口，但由于我國加工工藝的整體落后以及不符合國際規(guī)范，導(dǎo)致了其市場應(yīng)用的狹窄。

5.電子工業(yè)用氣體產(chǎn)品的售后服務(wù)

與傳統(tǒng)的工業(yè)氣體產(chǎn)品服務(wù)方式相比，電子工業(yè)用氣體的售后服務(wù)具有更加重要的意義。國外著名的電子工業(yè)用氣體的供氣公司都形成了完整的售后服務(wù)體系并且不斷地鞏固與客戶的關(guān)系。在整個電子工業(yè)用氣體商品的成本中，服務(wù)費用應(yīng)當(dāng)占據(jù)不小的份額。而國內(nèi)的電子工業(yè)用氣體的生產(chǎn)商還無法形成完整的售后服務(wù)體系，當(dāng)然更談不上鞏固客戶關(guān)系。因此，大部分國內(nèi)生產(chǎn)商也只能夠為外資的電子工業(yè)用氣體的供應(yīng)商提供產(chǎn)品。

6.電子工業(yè)用氣體標(biāo)準(zhǔn)體系

SEMI制定的標(biāo)準(zhǔn)，保持了技術(shù)上的先進性。在一定意義上，已成為半導(dǎo)體工業(yè)的國際性語言。然而，SEMI氣體標(biāo)準(zhǔn)系列中沒有相關(guān)的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，比如電子工業(yè)用氣體的包裝容器、閥門、管道等標(biāo)準(zhǔn)，而這些方面又是我們的弱項和最需要重點解決的方面。

截至2004年，SEMI的氣體分會共制定了55項標(biāo)準(zhǔn)。我國現(xiàn)行的電子工業(yè)用氣體標(biāo)準(zhǔn)共14項，其中的13項是非等效采用SEMI標(biāo)準(zhǔn)。在轉(zhuǎn)化為國家標(biāo)準(zhǔn)的過程中，我們在技術(shù)指標(biāo)上等同采用了SEMI的技術(shù)指標(biāo)，在分析方法上修改采用了SEMI的實驗方法；同時在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容上增加了一些諸如包裝儲運等一些規(guī)定。在過去，這些國家標(biāo)準(zhǔn)在包裝儲運上的規(guī)定不夠科學(xué)和嚴(yán)格。已經(jīng)制定的這14項標(biāo)準(zhǔn)在我國都有不同程度的應(yīng)用，但與傳統(tǒng)的工業(yè)氣體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)相比，這些標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用范圍均較小。SEMI的氣體標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容涉及氣體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)、通用標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)組成了一個比較完整的體系。而我國的電子工業(yè)用氣體標(biāo)準(zhǔn)體系中僅有產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

在標(biāo)準(zhǔn)體系的建立和完善過程中，由于我國在電子工業(yè)用氣體的包裝、充裝、貯運以及輸送方面存在諸多不足，因此我們應(yīng)當(dāng)在這些方面加快規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的制定，其次是當(dāng)加快方法標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)化。

綜上所述，如果說國際先進的電子工業(yè)用氣體的供應(yīng)商已經(jīng)是一個成年人，那么我國的電子工業(yè)用氣體的生產(chǎn)商還處在幼兒期。我們還需要在各個方面努力向國際先進水平學(xué)習(xí)。同時，我們也需要快速的成長，否則只能繼續(xù)被排斥在電子工業(yè)用氣體的高端市場之外。

以上提到的六個方面的發(fā)展趨勢都是要盡快和國際先進水平接軌。在以后的發(fā)展趨勢中，首先應(yīng)當(dāng)是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與國際接軌。電子工業(yè)用氣體的包裝、充裝、貯運、輸送以及售后服務(wù)，皆是發(fā)展趨勢中的難點和重點。相對而言，電子工業(yè)用氣體的檢測手段在與國際接軌的過程中發(fā)展要快一些。隨著國產(chǎn)電子工業(yè)用氣體在微電子工業(yè)高端用戶的突破，將帶動我國電子工業(yè)用氣體生產(chǎn)的快速發(fā)展。