摘要：半导体专用SGA501氯气检测仪是专门为半导体制造行业设计的一款高精度、高可靠性的CL2气体报警器装置。氯气在半导体制造过程中有着重要应用，例如在蚀刻工艺中，氯气作为蚀刻气体用于去除硅片表面的多余材料，以形成精确的电路图案。然而，氯气是一种有毒、强氧化性的气体
一、基本介绍
#氯气检测仪#半导体专用SGA501氯气检测仪是专门为半导体制造行业设计的一款高精度、高可靠性的CL2气体报警器装置。氯气在半导体制造过程中有着重要应用，例如在蚀刻工艺中，氯气作为蚀刻气体用于去除硅片表面的多余材料，以形成精确的电路图案。然而，氯气是一种有毒、强氧化性的气体，一旦泄漏会对人员健康和生产环境造成严重危害。因此，半导体专用氯气检测仪对于保障半导体生产过程的安全和稳定至关重要。
行业背景：
氯气在半导体蚀刻(如硅片图形化蚀刻)、晶圆清洗(去除金属杂质)工艺中不可或缺，但具有强腐蚀性(对设备腔体、管路易造成氧化腐蚀)与剧毒特性(IDLH 值10ppm，吸入会损伤呼吸道黏膜)，且微量泄漏(≥1ppm)即可能导致工艺异常与人员安全事故。因此，SGA501氯气检测仪通过适配半导体洁净、高温、高腐蚀的工艺环境，可实现氯气全流程风险预警与质量把控，是半导体高端制造的关键安全与工艺保障装备。
二、技术原理
(一)核心检测对象
半导体场景中氯气检测存在三类核心风险对象，覆盖工艺质量与安全双维度。
氯气主体浓度：蚀刻工艺中氯气浓度需严格控制在 5%-20%VOL(与惰性气体混合后)，浓度过低会导致蚀刻速率下降、图形精度不足;浓度过高易引发过度蚀刻，造成晶圆报废;同时需监测泄漏浓度(检测下限≤0.1ppm)，避免人员暴露风险。
氯气纯度：原料氯气纯度要求≥99.999%，杂质(如O₂、H₂O、CO₂)含量需≤5ppm，杂质超标会导致蚀刻腔室产生氧化膜，影响蚀刻均匀性，甚至堵塞气体管路。
腐蚀性分解产物：氯气在高温(>300℃)蚀刻环境下可能与硅反应生成 SiCl₄(四氯化硅)，或与水汽结合生成HCl(氯化氢)，这些产物会腐蚀设备腔体与传感器，需同步监测其浓度(HCl 检测下限≤0.5ppm)。
(二)核心技术原理
针对半导体场景的严苛要求，SGA501氯气检测仪采用多技术融合方案，确保检测精度与环境适配性。
1.氯气浓度与泄漏检测：主流采用高精度电化学传感技术，该传感器则通过氯气与电解液的氧化还原反应产生电流，电流强度与浓度正相关，精度≤±3%F.S.，适合中高浓度(0-100ppm)检测，且成本相对较低。
2.分解产物检测：针对 HCl 等腐蚀性产物，采用耐腐蚀电化学传感器(电极材质为铂 - 铱合金，外壳为 PTFE特氟龙)，检测下限≤0.5ppm，同时通过气体预处理模块(含除湿、过滤组件)去除水汽与颗粒，避免传感器腐蚀失效。
3.信号处理流程：采样气体经 Class 100 级滤膜(过滤晶圆粉尘、光刻胶颗粒)、耐腐蚀 PTFE 管路进入检测腔，各传感模块信号经 24 位 ADC芯片采集后，通过温度补偿算法(-20℃-60℃区间误差≤±0.3% F.S.)与抗干扰处理，最终转化为浓度数据，同步触发报警与联动控制。
三、核心技术特性
半导体专用SGA501氯气检测仪适配半导体洁净、高腐蚀、防爆的工艺环境，核心特性如下.
1.高耐腐蚀设计：机身外壳采用 316L 不锈钢 + PTFE 特氟龙涂层，采样管路与检测腔均为全氟材料(耐 99%浓度氯气腐蚀)，避免氯气及分解产物对设备的氧化腐蚀，使用寿命较普通检测仪延长 3-5 倍。
2.严苛洁净适配：通过 Class 100 级洁净认证，无颗粒脱落(颗粒释放量≤1 个 /ft³，粒径≥0.1μm)，避免污染晶圆;设备密封等级达IP67，可抵御蚀刻车间的高湿(30%-95% RH)与喷淋清洗溅水。
3.宽温与防爆安全：工作温度覆盖 - 20℃-60℃，可适配蚀刻腔室周边的局部高温环境;防爆等级达 Ex ia ⅡC T6Ga(本质安全型)，避免电火花引发氯气与空气混合物(爆炸极限 8.8%-18.3% VOL)爆炸风险。
4.智能运维与数据交互：支持全软件自动校准(通过标准氯气气体远程触发)，无需拆卸设备，减少对生产的干扰;具备 4-20mA 模拟信号、RS485数字信号及 LoRa 无线传输功能，可对接 MES 系统与车间安全平台，实现数据实时上传与历史追溯(存储≥10 万条数据，留存期≥3 年)。
5.多维度报警机制：当氯气浓度超标时，触发 90dB 声光报警、500Hz 震动报警(适配嘈杂车间)，同时在显示屏(2.4英寸彩屏，防腐蚀涂层)显示浓度趋势曲线，报警阈值可根据工艺需求自定义(如泄漏预警 0.5ppm、紧急报警 1ppm)。
四、半导体专用氯气检测仪应用解决方案
(一)核心应用场景与风险拆解
(二)氯气检测仪部署方案
1.氯气储存与输送环节
储罐区：在氯气储罐顶部(气相空间)安装 1 台固定式氯气检测仪，采样口朝向安全阀;储罐间门口安装 1台复合型氯气检测仪(同时检测氯气与氧气)，监测泄漏导致的缺氧风险(氯气泄漏挤占空气，氧浓度≤19.5% VOL触发预警)，联动紧急切断阀与防爆排风系统(风量≥1500m³/h)。
输送管路：沿氯气输送主管路(材质为哈氏合金)每 10 米、接头与阀门处每 5 米安装 1
台壁挂式氯气检测仪(采用电化学技术)，采用抱箍式安装(紧贴管路外壁)，通过管路温度变化(氯气泄漏会导致局部温度下降 1-2℃)辅助定位漏点，数据通过 LoRa无线传输至监控中心。
2.蚀刻工艺腔室环节
腔室入口：在氯气与惰性气体混合管路后、腔室入口前安装 1 台在线式氯气检测仪(集成气相色谱模块)，实时监测混合后氯气浓度(5%-20% VOL)，浓度偏差±0.5% VOL 时自动调整气体配比阀，确保蚀刻速率稳定。
腔室周边：在蚀刻机两侧(距腔室 0.5 米)各安装 1 台氯气检测仪(采样探头为 PTFE 材质)，监测腔室密封泄漏，同时检测 HCl浓度(≥0.5ppm 时提醒更换腔室耐腐蚀涂层)，联动腔室 purge 系统(泄漏时通入氮气吹扫)。
3.晶圆清洗与废气处理环节
清洗工位：每个氯气清洗槽上方(距槽口 0.3 米)安装 1 台吸顶式氯气检测仪(采用 PID 光离子辅助检测)，监测挥发氯气浓度(≥1ppm时启动局部排风);清洗后用便携式检测仪(重量≤300g，续航≥12小时)抽检晶圆表面氯气残留，确保≤0.1ppm 后进入下一工序。
废气处理塔：在处理塔入口与出口各安装 1 台检测仪，入口监测氯气浓度(≥50ppm 时提升喷淋液流量)，出口监测排放浓度(≥0.5ppm时触发环保报警)，数据对接地方环保平台，满足合规要求。
(三)半导体专用氯气检测仪分级联动控制体系
(四)半导体专用氯气检测仪日常维护
1.分周期运维计划
日常：氯气检测仪检查采样口滤膜清洁度(每日 1 次)，通过远程校准功能验证检测精度(每 2 小时 1次)，确认数据传输正常;便携式检测仪每日充电，校准零点(在洁净氮气环境中)。
每月：用标准氯气气体(0.5ppm、1ppm、10ppm)对固定式氯气检测仪进行量程校准，误差超 ±5% F.S. 时重新标定;更换采样管路(PTFE材质，使用寿命约 6 个月)。
每季度：拆解检测腔，清洁传感器表面(避免 SiCl₄残留堵塞)，检查耐腐蚀涂层完好性;对气相色谱模块进行色谱柱老化处理，确保杂质分离效果。
每年：依据 GB 11984-2021《氯气安全规程》进行全参数校验，出具计量检测报告，更换老化的电化学传感器(使用寿命 18-24 个月)。
2.合规管理要点
数据留存：氯气检测仪的检测数据含浓度值、报警时间、联动动作、操作人员等信息，存储≥3 年，满足半导体行业审计(如 ISO9001)与安全法规(如《危险化学品安全管理条例》)要求。
人员培训：定期开展氯气检测仪操作与应急演练(每季度 1 次)，确保操作人员掌握报警处置流程，会使用便携式检测仪进行应急排查。
环保合规：氯气检测仪排气口检测数据实时上传地方环保平台，确保排放浓度符合《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中氯气≤0.5mg/m³(约 0.15ppm)的要求。
五、行业标准与认证
半导体专用SGA-501氯气检测仪符合多领域标准认证，确保性能与安全合规。
1.产品安全认证：GB 3836.1-2010《爆炸性气体环境用电气设备》、Ex ia ⅡC T4 Ga 防爆认证、CMC 计量器具许可认证、GB11984-2021《氯气安全规程》合规认证。
2.检测技术标准：GB/T 18261-2019《气体分析 校准用混合气体的制备 称量法》、SEMI S2-0712《半导体制造设备安全标准》、IEC60376《用于电气设备的绝缘气体》。
3.环境与洁净认证：Class 100 级洁净室使用认证、欧盟 RoHS 2.0 环保认证、IP67 防护等级认证。
来源：小隐科技论
