鹽城氬氣分析我國(guó)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(guó)際先進(jìn)水平接軌是振興我國(guó)微電子工程中不可忽視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。我國(guó)電子工業(yè)用氣體的現(xiàn)狀和國(guó)際先進(jìn)水平相比，還存在較大的差距。鹽城氬氣以下就六個(gè)方面簡(jiǎn)述這些差距。

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

目前，我國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)內(nèi)電子工業(yè)用氣體的用戶，曾經(jīng)部分使用國(guó)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(jìn)，國(guó)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(chǎng)。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(chǎng)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(guó)內(nèi)先進(jìn)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(guó)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(guó)內(nèi)外的微電子生產(chǎn)廠。另一方面，國(guó)內(nèi)先進(jìn)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(guó)內(nèi)企業(yè)所生產(chǎn)。

國(guó)內(nèi)電子工業(yè)用氣體的生產(chǎn)商不能進(jìn)入該領(lǐng)域的主要原因有以下幾點(diǎn)：首先是是電子工業(yè)用氣體的生產(chǎn)商不能夠?yàn)橛脩籼峁┤轿坏姆?wù)；其次是國(guó)內(nèi)電子工業(yè)用氣體產(chǎn)品的包裝、儲(chǔ)運(yùn)未能和國(guó)際接軌；再次是發(fā)生質(zhì)量事故時(shí)的賠付問題；總之，由于我國(guó)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(guó)內(nèi)電子工業(yè)用氣體的生產(chǎn)商已經(jīng)意識(shí)到以上問題，預(yù)計(jì)在今后的幾年中，有那么幾家公司能夠在各個(gè)方面逐步實(shí)現(xiàn)和國(guó)際接軌，尤其是服務(wù)、包裝、儲(chǔ)運(yùn)、理賠等方面取得較大的進(jìn)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(jī)會(huì)，最終實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)電子工業(yè)用氣體在高端市場(chǎng)的突破。

2.電子工業(yè)用氣體的分析檢驗(yàn)方法

關(guān)于高純電子氣體分析，國(guó)外已研究開發(fā)出系統(tǒng)完整的分析測(cè)試方法和現(xiàn)場(chǎng)分析儀器，其中許多儀器已為SEMI標(biāo)準(zhǔn)采用。對(duì)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(guó)外已推出多種分析儀器，而國(guó)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(guó)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(gè)發(fā)展階段。

我國(guó)以前在“產(chǎn)品是生產(chǎn)出來的，不是檢測(cè)出來的”這一思想指導(dǎo)下，對(duì)于電子工業(yè)用氣體生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域分析檢測(cè)技術(shù)的研究開發(fā)工作重視不夠。國(guó)產(chǎn)的檢測(cè)儀器設(shè)備相對(duì)落后，不能準(zhǔn)確測(cè)定99.9999%（V/V）純度以上級(jí)別氣體產(chǎn)品以及某些低含量的有害雜質(zhì)。我國(guó)國(guó)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(guó)目前國(guó)產(chǎn)的分析測(cè)試技術(shù)水平，不可能系統(tǒng)地與國(guó)際接軌，更不用說保證亞微米級(jí)器件的科研生產(chǎn)需要。

目前，國(guó)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(diǎn)水分儀等具有國(guó)際先進(jìn)水平的分析儀器。但由于習(xí)慣勢(shì)力的影響，這些高靈敏度的儀器還沒有進(jìn)入先進(jìn)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(jìn)入市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)的分析儀器目前還不能測(cè)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(guó)內(nèi)的分析檢測(cè)手段應(yīng)當(dāng)會(huì)先于氣體生產(chǎn)本身與國(guó)際接軌。

3. 電子工業(yè)用氣體標(biāo)準(zhǔn)樣品     

國(guó)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(guó)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(guó)內(nèi)對(duì)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(jí)水分含量的校正實(shí)驗(yàn)方法有待建立。目前國(guó)內(nèi)還沒有對(duì)氣體中顆粒的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行研制。ppb級(jí)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(chǔ)運(yùn)

特種氣體以及99.9999%（V/V）純度以上級(jí)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(chǔ)運(yùn)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(guó)際知名的氣體公司均獨(dú)立開發(fā)了適于當(dāng)代電子工業(yè)用氣體包裝儲(chǔ)運(yùn)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(shí)國(guó)外的協(xié)會(huì)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(guó)內(nèi)在這方面迄今未進(jìn)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(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)，與國(guó)外差距甚大。如果采用國(guó)內(nèi)的配套設(shè)備，無論何種級(jí)別的電子工業(yè)用氣體充裝進(jìn)入氣瓶或經(jīng)管線進(jìn)入工藝系統(tǒng)后，其質(zhì)量保證均成為未知數(shù)。

盡管國(guó)內(nèi)已經(jīng)具備了瓶?jī)?nèi)表面化學(xué)機(jī)械拋光、噴涂、鍍膜、鈍化等處理技術(shù)，但在這些方面與國(guó)外還存在一定的差距。同時(shí)，這些技術(shù)也沒有廣泛地應(yīng)用到國(guó)內(nèi)的電子工業(yè)用氣體的生產(chǎn)當(dāng)中。盡管國(guó)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(guó)加工工藝的整體落后以及不符合國(guó)際規(guī)范，導(dǎo)致了其市場(chǎng)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(guó)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(gè)電子工業(yè)用氣體商品的成本中，服務(wù)費(fèi)用應(yīng)當(dāng)占據(jù)不小的份額。而國(guó)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(guó)內(nèi)生產(chǎn)商也只能夠?yàn)橥赓Y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(jìn)性。在一定意義上，已成為半導(dǎo)體工業(yè)的國(guó)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(xiàng)和最需要重點(diǎn)解決的方面。

截至2004年，SEMI的氣體分會(huì)共制定了55項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)現(xiàn)行的電子工業(yè)用氣體標(biāo)準(zhǔn)共14項(xiàng)，其中的13項(xiàng)是非等效采用SEMI標(biāo)準(zhǔn)。在轉(zhuǎn)化為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的過程中，我們?cè)诩夹g(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(shí)驗(yàn)方法；同時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容上增加了一些諸如包裝儲(chǔ)運(yùn)等一些規(guī)定。在過去，這些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在包裝儲(chǔ)運(yùn)上的規(guī)定不夠科學(xué)和嚴(yán)格。已經(jīng)制定的這14項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)在我國(guó)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(gè)比較完整的體系。而我國(guó)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(guó)在電子工業(yè)用氣體的包裝、充裝、貯運(yùn)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(guó)際先進(jìn)的電子工業(yè)用氣體的供應(yīng)商已經(jīng)是一個(gè)成年人，那么我國(guó)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(gè)方面努力向國(guó)際先進(jìn)水平學(xué)習(xí)。同時(shí)，我們也需要快速的成長(zhǎng)，否則只能繼續(xù)被排斥在電子工業(yè)用氣體的高端市場(chǎng)之外。

以上提到的六個(gè)方面的發(fā)展趨勢(shì)都是要盡快和國(guó)際先進(jìn)水平接軌。在以后的發(fā)展趨勢(shì)中，首先應(yīng)當(dāng)是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際接軌。電子工業(yè)用氣體的包裝、充裝、貯運(yùn)、輸送以及售后服務(wù)，皆是發(fā)展趨勢(shì)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。相對(duì)而言，電子工業(yè)用氣體的檢測(cè)手段在與國(guó)際接軌的過程中發(fā)展要快一些。隨著國(guó)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(dòng)我國(guó)電子工業(yè)用氣體生產(chǎn)的快速發(fā)展。