[发明专利]NF3气体检测预处理炉

说明书

本发明公开了一种NF3气体检测预处理炉，包括外壳，外壳一侧设置待测气体NF3的气嘴进气口，和转化气体NO2的气嘴出气口，另一侧安装PCBA、PCB材质环氧玻璃布层压板F4、单面布元器件；设置包含NF3气体进气口和NO2出气口的外壳，在进气口上游安装稳流阀，保证NF3进气流量稳定在200～250ml/min内；将反应质加热并恒定保持在设计温度的恒温内腔，内部安装有陶瓷加热元件和测温PT100热电阻，两者与恒温内腔间通过无机粘结剂气密封接。

技术领域

本发明涉及NF3气体检测相关技术领域，更具体地说是一种NF3气体检测预处理炉。

背景技术

半导体制造工艺流程中使用蚀刻或清洗的三氟化氮(NF3)气体，具有极高的温室效应潜值(GWP)，其GWP为17200，大气中存留时间约740年。随着半导体行业的快速发展，其排放量逐年上升。2008年联合国环境大会将NF3增列为限制排放的温室气体。NF3有毒，允许最高浓度(threshold limit value,TLV)是10ppm，长期高浓度接触会导致肝脏和肾脏损伤，急性高剂量可引发缺氧中毒死亡。

在线监测NF3气体泄漏，及时采取对策，可以避免持续排放对人员和周边环境造成伤害。目前NF3气体无法直接通过电化学反应检测，可以事先通过高温热裂解成氟化氢(HF)，中温催化转化成二氧化氮(NO2)，再进行检测。

本发明申请方案首次利用NF3气体与反应质的中温固相反应(200～400℃)，通过检测反应生成的二氧化氮(NO2)气体来检测NF3气体浓度，检测原理简单，制造成本低廉，性能稳定可靠。

发明内容

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种NF3气体检测预处理炉，通过检测经预反应生成的NO2气体来对NF3气体进行检测。

具体技术方案为：

NF3气体检测预处理炉，包括外壳，外壳一侧设置待测气体NF3的气嘴进气口，和转化气体NO2的气嘴出气口，另一侧安装PCBA、PCB材质环氧玻璃布层压板F4、单面布元器件；所述外壳内为内腔，在外壳与内腔之间，气嘴进气口连接进气连通管，气嘴出气口连接出气连通管，所述进气连通管、出气连通管连接内腔，所述内腔内设置发热元件，所述发热元件内为反应质安装区域，进出内腔设有石英棉阻挡层，分隔固定反应质，所述内腔内设置预热盘管，发热元件在预热盘管内，所述内腔内设置测温元件，所述测温元件与PCBA连接。

上述的NF3气体检测预处理炉，其中：反应质选材是能够在200～400℃，与NF3反应生成对应的金属氟化合物和氮氧化物气体，反应可持续，反应质使用率大于80％，NF3转化率大于90％，生成氮氧化物气体组成稳定。

上述的NF3气体检测预处理炉，其中：反应质材料包括三个组分：(1)疏松多孔或薄壳的伽马相或无定形的氧化铝载体；(2)起固氟作用的锰/钴/铁等金属元素；包括不限于氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐、醋酸盐、硅酸盐；(3)促进NF3低温分解的金属，包括不限于钾、钙、镁，和碱金属、碱土金属元素，包括不限于碳酸盐、磷酸盐、硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐、硅酸盐。

上述的NF3气体检测预处理炉，其中：实际应用时，反应质材料是组分(1)单独使用，或者(1)+(2)、(1)+(2)+(3)混合使用，但必须有氧化铝存在，氧化铝载体是经过掺杂改性的无定形化合物，或是单一晶型伽马相的单一化合物；包括不限于锰、钴、铁的过渡金属元素，单独使用或复配使用，作用是与NF3反应生成对应的金属氟化物，固定氟元素；碱金属、碱土金属元素，单独使用或复配使用，作用是与NF3有较高反应活性，能够在低温下促进NF3的分解，提高NF3的分解率，同时促进反应副产物NOx的生成。