CN213875393U - 一种电子级三氟化氮成品分析管路系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电子级三氟化氮成品分析管路系统，包括气体抽空系统、水分分析系统、红外光谱分析系统、气相色谱分析系统、氮气吹扫系统、尾气回收系统六部分；NF3钢瓶依次连接减压阀、压力表、控制阀，控制阀出口管线并联四路管线，第一路管线连接第一三通气动阀、NF3尾气回收口，第一三通气动阀同时连接真空泵和NF3抽空口；第二路管线连接第二三通气动阀、水分仪、分析尾气回收口，第二三通气动阀同时连接N2吹扫口；第三路管线连接第三三通气动阀、红外光谱仪、分析尾气回收口，第三三通气动阀同时连接N2吹扫口；第四路管线连接第四三通气动阀、气相色谱仪、分析尾气回收口。该管路系统能够实现一套设备一次进样，快速分析。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子级三氟化氮成品分析管路系统。
背景技术
电子级三氟化氮是指纯度在99.99％以上规格的三氟化氮(NF3)气体，由于其在半导体芯片、液晶面板显示器、太阳能薄膜电池领域的广泛应用以及其自身的高选择性、高速率、无污染的蚀刻性能和清洗性能，业界对于其杂质的含量有着非常高的要求，相应于电子级NF3的分析管路系统就有着严格要求。
电子级NF3气体中杂质主要分为三类：第一类是水分；第二类是HF；第三类主要是：O2、N2、CO、CH4、CF4、CO2、SF6、N2O等，这些杂质气体的含量可以通过采用放电离子化气相色谱仪(DID)进行分析检测。现有技术全面分析电子级NF3气体中的杂质含量需要对三类杂质分三次分别进行分析。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种电子级三氟化氮成品分析管路系统，该管路系统能够实现一套设备一次进样，快速分析电子级三氟化氮成品中各个组分含量。
本实用新型的技术方案是，一种电子级三氟化氮成品分析管路系统，包括气体抽空系统、水分分析系统、红外光谱分析系统、气相色谱分析系统、气体排出系统、氮气吹扫系统六部分；气体抽空系统：包括NF3钢瓶1、减压阀2、压力表3、控制阀4、第一三通气动阀6、NF3尾气回收口5、真空泵17、NF3抽空口18；水分分析系统包括第二三通气动阀7、水分仪9；红外光谱分析系统包括第三三通气动阀10、红外光谱仪11；气相色谱分析系统包括第四三通气动阀13、气相色谱仪14；氮气吹扫系统包括N2吹扫口16和连接于采用氮气吹扫水分仪9、红外光谱仪11的管路；尾气排出系统包括分析尾气回收口15和连接于水分仪9、红外光谱仪11、气相色谱仪14的管路；NF3钢瓶1依次连接减压阀2、压力表3、控制阀4，控制阀4出口管线并联四路管线，第一路管线连接第一三通气动阀6、NF3尾气回收口5，第一三通气动阀6同时连接真空泵17和NF3抽空口18；第二路管线连接第二三通气动阀7、水分仪9、分析尾气回收口15，第二三通气动阀7同时连接N2吹扫口16；第三路管线连接第三三通气动阀10、红外光谱仪11、分析尾气回收口15，第三三通气动阀10同时连接N2吹扫口16；第四路管线连接第四三通气动阀13、气相色谱仪14、分析尾气回收口15。
进一步的技术方案，在水分仪的进气口前安装有过滤器8。
进一步的技术方案，第四三通气动阀13同时连接有NF3标气瓶12，通过调整三通气动阀方向可以在不分析样品时对气相色谱仪进行标定操作。
进一步的技术方案，控制阀优选球阀，水分仪优选光腔衰荡水分仪，红外光谱仪优选傅里叶变换红外光谱仪，气相色谱仪优选放电离子化气相色谱仪。
进一步的技术方案，整个管路系统的阀门和真空泵的开关可以远程控制，通过计算机显示器进行操作。
进一步的技术方案，NF3尾气回收口5、分析尾气回收口15和NF3抽空口18统一通过NF3返气管线进入NF3气柜中。
进一步的技术方案，整个管路系统均采用内壁电抛光的EP级不锈钢管材。
进一步的技术方案，整个管路系统的分析管线连接处均采用真空连接径向密封(VCR)的连接方式。
本实用新型所述分析管路系统可实现分别对水分仪9、红外光谱仪11进行N2吹扫。
本实用新型分析管线系统具有以下特点：
本实用新型提供了一种电子级三氟化氮气体杂质分析的分析系统，相较于现有技术各个仪器分别对NF3中的特定组分进行分析的情况，本实用新型能够使得气体在一次进样的过程中即可达到同时分析其中所有杂质的目的，缩短了整个分析的周期，提高了分析效率。同时氮气吹扫管线保证了水分仪和红外光谱仪在不分析状态下的稳定待机，尾气回收管线避免了分析后NF3气体的泄露污染和浪费。整个电子级NF3分析管线系统能够高效准确稳定安全分析其中杂质组分的含量，在实际应用上具有重大意义。
附图说明
图1为本实用新型所述电子级三氟化氮成品分析管路系统。
其中：1.NF3钢瓶 2.减压阀 3.压力表 4.控制阀 5.NF3尾气回收口 6.第一三通气动阀 7.第二三通气动阀 8.过滤器 9.水分仪 10.第三三通气动阀 11.红外光谱仪12.NF3标气瓶 13.第四三通气动阀 14.气相色谱仪 15.分析尾气回收口 16.N2吹扫口 17.真空泵 18.NF3抽空口 A B为三通气动阀的不同开启方向
具体实施方式
为更详细地介绍本实用新型所提供的技术方案，下面结合实施例进行阐述。
如图1所示，一种电子级三氟化氮成品分析管路系统，包括气体抽空系统、水分分析系统、红外光谱分析系统、气相色谱分析系统、气体排出系统、氮气吹扫系统六部分；气体抽空系统：包括NF3钢瓶1、减压阀2、压力表3、控制阀4、第一三通气动阀6、NF3尾气回收口5、真空泵17、NF3抽空口18；水分分析系统包括第二三通气动阀7、水分仪9；红外光谱分析系统包括第三三通气动阀10、红外光谱仪11；气相色谱分析系统包括第四三通气动阀13、气相色谱仪14、NF3标气瓶12；氮气吹扫系统包括N2吹扫口16和连接于采用氮气吹扫水分仪9、红外光谱仪11的管路；尾气排出系统包括分析尾气回收口15和连接于水分仪9、红外光谱仪11、气相色谱仪14的管路；NF3钢瓶1依次连接减压阀2、压力表3、控制阀4，控制阀4出口管线并联四路管线，第一路管线连接第一三通气动阀6、NF3尾气回收口5，第一三通气动阀6同时连接真空泵17和NF3抽空口18；第二路管线连接第二三通气动阀7、过滤器8、水分仪9、分析尾气回收口15，第二三通气动阀7同时连接N2吹扫口16；第三路管线连接第三三通气动阀10、红外光谱仪11、分析尾气回收口15，第三三通气动阀10同时连接N2吹扫口16；第四路管线连接第四三通气动阀13、放电离子化气相色谱仪14、分析尾气回收口15，第四三通气动阀13同时连接NF3气瓶12。
整个管路系统的阀门和真空泵的开关通过计算机远程控制，控制阀为球阀，水分仪为光腔衰荡水分仪，红外光谱仪为傅里叶变换红外光谱仪，气相色谱仪为放电离子化气相色谱仪，整个管路系统均采用内壁电抛光的EP级不锈钢管材，分析管线连接处采用真空连接径向密封(VCR)的连接方式。
本实用新型提供的三氟化氮成品分析系统的使用方法包括以下步骤：
分析系统抽空步骤：启动真空泵17，打开第一三通气动阀6处于6A方向(即连接真空泵方向)，对全系统进行抽真空，当压力表3示数为-0.1MPa时，先关闭第一三通气动阀6，再停止真空泵17，系统抽空结束。
分析管系统置换步骤：打开充装完成的NF3钢瓶1，减压阀2调至处于低压端为0.2MPa的位置，打开控制阀4，5秒后关闭，反复开关5次；然后反复开关第一三通气动阀6B方向(即连接NF3排出口方向)5次，开关的间隔时间不少于5秒，完成系统置换。
气相色谱仪分析步骤：先打开控制阀4，然后打开第四三通气动阀13处于13B方向(即连接NF3钢瓶方向)，NF3成品气体进入气相色谱仪14，进样分析其中的O2、N2、CO、CH4、CF4、CO2、N2O、SF6等杂质的含量。
水分分析步骤：在不分析水分的时，第二三通气动阀7处于7A方向(即连接N2吹扫口方向)，保持氮气吹扫口16对水分仪9进行吹扫。分析时操作第二三通气动阀7开通于7B方向(即连接NF3钢瓶方向)，NF3成品气进入水分仪9进行水分含量的分析。
氟化氢(HF)分析步骤：在不分析水分的时，第三三通气动阀10处于10A方向(即连接N2吹扫口方向)，保持氮气吹扫口16对红外光谱仪11进行吹扫。分析时操作第三三通气动阀10开通于10B方向(即连接NF3钢瓶方向)，NF3成品气进入红外光谱仪11进行HF含量分析。
全部分析完成后步骤：以上气相色谱仪14、水分仪9、红外光谱仪11，分析结束后，依次关闭第四三通气动阀13、第二三通气动阀7、第三三通气动阀10的10B方向(即连接NF3钢瓶方向)，并开通第二三通气动阀7、第三三通气动阀10的10A方向(即连接N2吹扫口方向)，关闭控制阀4以及NF3钢瓶1。
再次使用时，如果管线中有NF3气体残留，需先使第一三通气动阀6处于6B方向，让残留气体通过NF3尾气回收口5排出，当压力表3示数为零时关闭第一三通气动阀6的6B方向。
Claims (8)
1.一种电子级三氟化氮成品分析管路系统，其特征是包括气体抽空系统、水分分析系统、红外光谱分析系统、气相色谱分析系统、氮气吹扫系统、尾气回收系统六部分；气体抽空系统包括NF3钢瓶(1)、减压阀(2)、压力表(3)、控制阀(4)、第一三通气动阀(6)、NF3尾气回收口(5)、真空泵(17)、NF3抽空口(18)；水分分析系统包括第二三通气动阀(7)、水分仪(9)；红外光谱分析系统包括第三三通气动阀(10)、红外光谱仪(11)；气相色谱分析系统包括第四三通气动阀(13)、气相色谱仪(14)；氮气吹扫系统包括N2吹扫口(16)和连接于采用氮气吹扫水分仪(9)、红外光谱仪(11)的管路；尾气回收系统包括分析尾气回收口(15)和连接于水分仪(9)、红外光谱仪(11)、气相色谱仪(14)的管路；NF3钢瓶(1)依次连接减压阀(2)、压力表(3)、控制阀(4)，控制阀(4)出口管线并联四路管线，第一路管线连接第一三通气动阀(6)、NF3尾气回收口(5)，第一三通气动阀(6)同时连接真空泵(17)和NF3抽空口(18)；第二路管线连接第二三通气动阀(7)、水分仪(9)、分析尾气回收口(15)，第二三通气动阀(7)同时连接N2吹扫口(16)；第三路管线连接第三三通气动阀(10)、红外光谱仪(11)、分析尾气回收口(15)，第三三通气动阀(10)同时连接N2吹扫口(16)；第四路管线连接第四三通气动阀(13)、气相色谱仪(14)、分析尾气回收口(15)。
2.根据权利要求1所述的电子级三氟化氮成品分析管路系统，其特征是在水分仪的进气口前安装有过滤器(8)。
3.根据权利要求1所述的电子级三氟化氮成品分析管路系统，其特征是第四三通气动阀(13)同时连接有NF3标气瓶(12)。
4.根据权利要求1所述的电子级三氟化氮成品分析管路系统，其特征是控制阀是球阀，水分仪是光腔衰荡水分仪，红外光谱仪是傅里叶变换红外光谱仪，气相色谱仪是放电离子化气相色谱仪。
5.根据权利要求1所述的电子级三氟化氮成品分析管路系统，其特征是整个管路系统的阀门和真空泵通过计算机远程控制。
6.根据权利要求1所述的电子级三氟化氮成品分析管路系统，其特征是NF3尾气回收口(5)、分析尾气回收口(15)和NF3抽空口(18)统一通过NF3返气管线进入NF3气柜中。
7.根据权利要求1所述的电子级三氟化氮成品分析管路系统，其特征是整个管路系统均采用内壁电抛光的EP级不锈钢管材。
8.根据权利要求1所述的电子级三氟化氮成品分析管路系统，其特征是整个管路系统的分析管线连接处均采用真空连接径向密封的连接方式。
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| CN115524415A (zh) * | 2022-09-16 | 2022-12-27 | 重庆同辉科发气体有限公司 | 一种高纯度氧化亚氮分析管路系统 |
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| CN115524415B (zh) * | 2022-09-16 | 2023-05-30 | 重庆同辉科发气体有限公司 | 一种高纯度氧化亚氮分析管路系统 |
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