在半导体制造领域,溅射工艺作为薄膜制备的核心技术,其稳定性与安全性直接关系到芯片生产的质量与效率。然而,这一工艺中常用的氢气(H₂)因其极易燃的特性,在真空溅射室等密闭环境中存在重大安全隐患。微量氢气泄漏若遇火源,可能引发燃爆事故,对工艺流程和生产安全构成严重威胁。为应对这一挑战,工采网提出了一套基于双传感复合监测技术的创新解决方案,旨在全面提升氢气使用的安全性。
半导体溅射工艺,又称物理气相沉积(PVD),是一种在真空环境下通过高能粒子轰击靶材,使其表面原子或分子解离并沉积在衬底上形成薄膜的技术。这一过程需要精确控制溅射功率、气体流量、衬底温度等参数,以确保薄膜质量。工艺开始时,溅射腔室需被抽至高真空状态(压强范围10⁻⁶ - 10⁻⁹ Torr),以减少杂质气体对薄膜的影响。随后,通入氩气等工作气体,在电场作用下电离产生氩离子,轰击靶材使其原子溅射并在衬底上沉积成膜。
氢气在半导体溅射工艺中扮演着双重角色:既是某些特殊薄膜沉积(如金属、硅化物薄膜)的关键气体,也是设备清洗的重要工具。然而,氢气的易燃性使其成为安全管理的重点。在空气中,氢气的燃烧范围极广,体积分数在4.0% - 75.6%之间时,遇火源即可剧烈燃烧。在半导体制造环境中,静电火花或高温表面都可能成为氢气燃烧的触发点,尤其在封闭空间或电气设备附近,泄漏的氢气会显著增加危险系数。
为解决半导体溅射工艺中氢气使用的三大痛点——低压环境数据漂移、多气体干扰误报、高温场景稳定性差,工采网推出了双传感复合监测技术。该技术融合了“催化燃烧 + 热导式”双传感器,实现了爆炸极限监测(0-100% LEL)与高纯氢气纯度检测(99.999%-100%)的全量程覆盖。催化燃烧氢气传感器能够快速响应,捕捉PVD腔体中微量氢气泄漏(低至0.1% LEL);热导式氢气传感器则具备高分辨率,可精准监测作为载气的高纯氢气纯度,确保薄膜沉积质量。
其中,催化燃烧型氢气传感器TGS6812-D00以其高精度、长寿命和快速响应的特点脱颖而出。该传感器不仅可监测氢气,还能检测甲烷与LP气体,适用于固定式燃料电池的氢气泄漏检测。其线性输出、对酒精低灵敏度以及对氢气、甲烷与LP等物质的高灵敏度,使其成为半导体制造环境中的理想选择。
另一款热导式气体传感器XEN-5320-HP则通过测量气体导热系数变化来判断氢气浓度,适用于宽量程检测(从100ppm到100%的氢气浓度)。该传感器响应速度快(T90<3s)、稳定性高,且不受可燃气体中毒影响,广泛应用于工业环境、研发及医疗领域中氢气、氦气、二氧化碳等二元或多组分气体的比例监控与泄漏检测。这一创新解决方案为半导体溅射工艺中的氢气使用提供了全方位的安全保障。






