半导体专用气体检测仪-简介资料

一、基本介绍

#气体检测仪#半导体专用气体检测仪是针对半导体制造全流程(从气体储存、输送到工艺应用、废气处理)研发的气体探测器装置，它主要核心功能是精准检测半导体生产中涉及的氢气(H₂)、氨气(NH₃)、磷化氢(PH₃)、氯气(Cl₂)、硅烷(SiH₄)等高危气体的浓度变化，兼具剧毒防护、燃爆预警、工艺浓度管控与环保合规监测能力。半导体专用SGA-501气体检测仪适配半导体车间Class 100 级洁净、CT6防爆设计、具备抗温湿度交叉干扰等特性，是保障人员安全、设备稳定运行与晶圆生产良率的核心装备，广泛应用于 PECVD沉积、蚀刻、离子注入等关键工艺环节。

二、半导体专用气体检测仪可以哪些气体?

1.可燃气体

硅烷(SiH₄)：在半导体制造中，硅烷常用于沉积硅基薄膜。它是一种极易燃的气体，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。一般半导体专用SGA-501气体检测仪对硅烷的检测量程可设置为0- 50ppm ，当检测到硅烷浓度达到一定阈值(如5ppm)时，会触发报警并联动相关安全设备。

氢气(H₂)：氢气在半导体工艺中用于还原反应等。它同样具有易燃易爆的特性，与空气混合可形成爆炸性混合物，遇热或明火即会发生爆炸。检测仪对氢气的检测量程常见为0 - 4%VOL ，当氢气浓度超过安全范围(如1%VOL)时会及时报警。

2.有毒气体

氯气(Cl₂)：氯气在半导体制造中用于蚀刻等工艺。它是一种有毒气体，对眼、呼吸道黏膜有刺激作用。吸入少量氯气会引起咳嗽、胸闷等不适，吸入高浓度氯气可导致窒息甚至死亡。半导体专用SGA-501气体检测仪对氯气的检测量程通常为0- 20ppm ，当氯气浓度达到危险值(如5ppm)时会发出警报。

硫化氢(H₂S)：在某些半导体工艺中可能会产生硫化氢。它具有强烈的臭鸡蛋气味，是一种剧毒气体，对人体的眼、呼吸道系统有强烈的刺激作用。SGA-501气体检测仪对硫化氢的检测量程一般为0- 50ppm ，当浓度超过安全限值(如10ppm)时会进行提示。

砷化氢(AsH₃)：砷化氢在半导体制造中用于掺杂等工艺。它是一种剧毒气体，吸入后可引起急性中毒，主要表现为溶血性贫血和黄疸。检测仪对砷化氢的检测量程可设置为0- 5ppm ，当检测到砷化氢浓度达到危险水平(如0.5ppm)时会触发报警。

磷化氢(PH₃)：磷化氢常用于半导体器件的磷扩散工艺。它也是一种有毒气体，对人体的呼吸系统、神经系统等有损害。检测仪对磷化氢的检测量程常见为0 -10ppm ，当浓度超过安全阈值(如1ppm)时会发出警报。

3.氧气(O₂)

在半导体制造的密闭空间中，如气瓶柜、阀门箱等，氧气含量的变化会影响人员的生命安全。当氧气含量过低(如低于19.5%VOL)时，人员会出现缺氧症状;当氧气含量过高(如高于23.5%VOL)时，又会增加火灾和爆炸的风险。因此，半导体专用气体检测仪也会对氧气含量进行检测，检测量程一般为0- 25%VOL 。

4.挥发性有机物(VOCs)

在半导体制造的光刻胶涂布、显影等工艺中，会使用到含有挥发性有机物的化学试剂，如异丙醇、丙二醇甲醚等。这些挥发性有机物不仅会对环境造成污染，还会对人体健康产生危害，如刺激眼睛和呼吸道、引起头痛等。半导体专用气体检测仪中的光离子化传感器(PID)可以对挥发性有机物进行检测，检测量程根据不同的VOCs种类和浓度范围而定，一般可达到0.001- 100ppm 。

5.其他气体

氨气(NH₃)：在半导体制造的化学气相沉积(CVD)等工艺中会用到氨气。氨气具有刺激性气味，对人体的眼、鼻、喉等有刺激作用。检测仪对氨气的检测量程通常为0- 100ppm ，当浓度超过安全值(如25ppm)时会报警。

六氟化硫(SF₆)：六氟化硫在半导体制造中用于绝缘和蚀刻等工艺。虽然它本身无毒，但在高温下会分解产生有毒的副产物。同时，六氟化硫是一种温室气体，对环境有影响。检测仪可以对六氟化硫的泄漏进行检测，检测量程根据实际需求设置。

三、半导体专用气体检测仪用什么原理测?

根据检测气体类型与场景需求，半导体专用气体检测仪主要采用以下几类技术原理：

(一)电化学传感技术原理

气体检测仪电化学技术适用于有毒气体(NH₃、PH₃、Cl₂)检测，通过气体在三电极系统(工作电极、对电极、参比电极)表面发生氧化还原反应，生成与浓度正相关的电流信号，经信号放大与算法处理后输出读数。优势是检测下限低、响应速度快，缺点是传感器寿命有限(通常1-3 年)，需定期更换。

(二)催化燃烧传感技术原理

气体检测仪催化燃烧技术适用于可燃气体(H₂、SiH₄)检测，基于气体在催化元件表面燃烧释放热量，导致元件电阻变化，通过测量电阻变化量换算气体浓度。优势是检测范围宽(0-100%LEL)、稳定性强，缺点是无法区分气体种类，易受硫化物等中毒物质影响。

(三)红外传感技术原理

气体检测仪采用固定波长的红外光源(如 10.6μm 波长对应 CO₂、3.3μm对应甲烷)，搭配滤光片筛选特定波长光线，当目标气体分子通过检测气室时，会吸收对应波长的红外光，光敏探测器捕捉光强衰减信号，经算法换算为浓度值。

适用于高浓度工艺气体(如 PECVD 沉积中的 NH₃浓度管控)、温室气体(如晶圆清洗后的 CO₂排放)及部分有毒气体(如HF)，尤其适合需要长期稳定监测、无耗材维护的场景;

(四)PID光离子传感技术原理

气体检测仪光离子化技术(PID)利用高能紫外光(UV 灯，常用 10.6eV 或 11.7eV波长)电离目标气体分子，生成带正电的离子与带负电的电子，离子在电场作用下形成电流，电流强度与气体浓度呈正比，经信号放大后输出浓度值。

专注于低浓度剧毒气体(如 PH₃、Cl₂)的泄漏预警、人员作业区的 VOCs(如光刻胶溶剂)监测，检测下限可达 0.01ppm，满足半导体车间“安全优先” 的监测需求。

四、产品分类

(一)按部署方式分类

固定式SGA-501气体检测仪

应用场景：气体储罐区、管廊、PECVD 设备周边、蚀刻机排气口等固定风险点;

核心特点：支持 24 小时连续监测，具备防水防尘设计(防护等级 IP67)，安装方式分为壁挂式、法兰式、管道插入式，采样口需朝向潜在泄漏源(如阀门、接口)，距地面 1.5-1.8 米(适配多数气体密度);

典型配置：六合一机型(检测 H₂、NH₃、PH₃、Cl₂、O₂、VOCs)，适配复杂工艺车间多气体监测需求。

便携式SGA-606气体检测仪

应用场景：设备夹层巡检、临时检修区监测、应急泄漏排查;

核心特点：重量≤280g，体积小巧便于携带，采用泵吸式采样(响应速度更快)，配备 2.4 英寸全彩屏与声光震动报警(适配嘈杂车间环境)，支持数据实时记录与USB 导出;

典型配置：三合一机型(检测 H₂、NH₃、O₂)，满足人员移动作业安全防护需求。

(二)按检测气体数量分类

SGA-600单气体检测仪：专注一种气体检测(如半导体专用氨气检测仪、磷化氢检测仪)，结构简单、成本较低，适用于单一气体场景(如纯氨气钢瓶间);

SGA-608多气体检测仪：集成1-10种气体检测功能(如五合一、六合一)，可覆盖可燃、有毒、缺氧 /富氧等多风险类型，适用于工艺复杂、多气体共存的车间(如蚀刻车间)。

五、半导体专用气体检测仪如何选型量程

气体检测仪小量程(0-5PPM、10PPM、20PPM)

适用场景：在半导体制造中对可燃气体泄漏进行早期预警。比如在硅烷(SiH₄)存储和使用区域，当有微量硅烷泄漏时，小量程检测仪能及时检测到，避免泄漏量积累引发危险。

选型要点：选择精度高、响应时间短的产品，确保能在气体泄漏初期就准确检测到。例如SGA-500小量程硅烷检测仪，精度可达±1%FS，响应时间小于3秒。

气体检测仪中量程(0-100PPM、500PPM、100PPM等)

适用场景：用于监测可燃气体泄漏量相对较大的区域，如氢气(H)在还原反应设备周边的监测。当氢气泄漏量达到一定程度时，中量程检测仪可以准确测量其浓度，以便采取相应的安全措施。

选型要点：要考虑检测仪的稳定性和抗干扰能力，因为半导体生产环境可能存在其他气体或电磁干扰。

气体检测仪大量程(0-20000PPM、100%VOL等)

适用场景：适用于极端泄漏场景，如在一些可能发生大规模可燃气体泄漏的应急处理区域。当发生意外导致大量硅烷或氢气泄漏时，大量程检测仪可以准确测量高浓度气体，为应急救援提供数据支持。

六、半导体专用气体检测仪布设方案

(一)气体储存与输送环节

场景风险：钢瓶泄漏、管路接头松动导致气体逸散，如 H₂泄漏易引发燃爆，PH₃泄漏可致人员中毒;

部署方案：钢瓶间每台储罐 3 米内布设 1 台固定式气体检测仪，管廊主管路每 10 米、接头处每 5 米加装 1台，采用抱箍式固定紧贴管路，采样探头深入管路 1/3 直径处;

联动逻辑：可燃气体浓度≥10% LEL 或有毒气体浓度≥职业接触限值时，自动切断钢瓶出口阀，启动防爆排风系统。

(二)核心工艺环节

PECVD 沉积车间：监测 H₂(还原气体)、NH₃(氮化气体)浓度，设备腔室入口与排气口各部署 1 台气体检测仪，确保工艺浓度波动≤±0.5%，避免薄膜沉积不均导致晶圆缺陷;

蚀刻车间：监测 Cl₂(蚀刻气体)、HF(腐蚀气体)浓度，操作工位周边布设便携式气体检测仪，浓度≥5ppm时触发局部排风与喷淋净化装置，保护人员呼吸道;

离子注入车间：监测 PH₃(掺杂气体)浓度，采用双量程固定式气体检测仪(低量程 0-20ppm 防泄漏，高量程 0-2000ppm控工艺)，确保掺杂精度与人员安全。

(三)废气处理环节

场景需求：监测废气处理塔进出口气体浓度，确保排放达标(如 Cl₂排放浓度≤0.5ppm);

部署方案：处理塔入口安装高量程气体检测仪(0-1000ppm)，调节喷淋液流量;出口安装高精度气体检测仪(0-10ppm)，数据实时上传地方环保平台，生成合规报表。

(四)应急响应场景

应用需求：突发气体报警时快速定位泄漏源，避免人员进入高危区域;

解决方案：配置防爆型便携式气体检测仪与巡检机器人，机器人搭载检测仪按网格路线排查，5 分钟内定位泄漏点(精度 ±1米)，检测数据与影像同步上传指挥中心，辅助制定处置方案。

七、半导体专用气体检测仪选型要点

明确检测需求：根据工艺环节确定气体类型(如蚀刻车间需测 Cl₂、HF)、浓度范围(泄漏监测选低量程，工艺管控选高量程)，避免功能冗余或不足;

适配环境特性：洁净区优先选 Class 100 级认证机型，防爆区需确认防爆等级≥Ex ia ⅡC T4Ga，高温高湿场景需选宽温高湿耐受机型;

关注核心参数：检测精度≤±2% F.S.、响应时间≤5 秒，有毒气体检测下限≤0.1ppm，确保满足安全与工艺要求;

合规与联动：选择支持数据存储≥3 年、可对接 MES/EHS 系统的机型，确保符合 SEMI S2(半导体设备安全标准)、GB30871(危险化学品作业安全规范)等标准;

运维成本：优先选传感器寿命长、支持自动校准的机型，降低后期更换与维护成本。

八、半导体专用气体检测仪符合行业标准与合规要求

安全标准：GB 3836.1-2010《爆炸性环境 第 1 部分：设备 通用要求》(防爆认证依据)、SEMIS2-0710《半导体制造设备安全标准》;

职业健康标准：GBZ 2.1-2019《工作场所有害因素职业接触限值 第 1 部分：化学有害因素》(明确 PH₃、NH₃等气体接触限值);

环保标准：GB 37822-2019《挥发性有机物无组织排放控制标准》(废气排放浓度要求);

计量标准：JJG 693-2011《可燃气体检测报警器》、JJG 915-2018《有害气体检测报警器》(设备计量校准依据)。