[发明专利]一种电子级三氯化硼提纯系统的杂质气体检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种电子级三氯化硼提纯系统的杂质气体检测装置和方法，包括粗品存储罐、第一管路、第二管路、第一傅里叶红外光谱检测系统、第一缓冲罐、第一真空泵、三氯化硼提纯系统、第三管路、第二傅里叶红外光谱检测系统、第二缓冲罐、第二真空泵和碱液筒。第一傅里叶红外光谱检测系统可对三氯化硼粗品中的杂质气体进行检测，第二傅里叶红外光谱检测系统可对经三氯化硼提纯系统生成的电子级三氯化硼成品中的杂质气体进行检测，两个系统可同时工作，实现对三氯化硼粗品和成品中杂质气体的同时检测，且可同时利用碱液筒对检测过的三氯化硼粗品和成品进行中和吸收。

技术领域

本发明涉及特种气体检测技术领域，具体为一种电子级三氯化硼提纯系统的杂质气体检测装置及方法。

背景技术

三氯化硼是气体或无色发烟液体，有刺鼻气味。电子级三氯化硼主要用于IC、OLED、LED等半导体技术领域，是一种性能极佳的高纯半导体材料。三氯化硼作为集成电路和电子器件领域用量大、纯度要求高的基础材料，是国家重点鼓励发展的产品和产业，符合国家中长期科技发展规划(2021-2035)和“十四五”科技创新规划。

随着集成电路技术进步，技术节点达到7纳米，晶圆制造达到12英寸，对电子级三氯化硼的纯度要求越来越高，相应的也对电子级三氯化硼特气中的杂质气体检测提出了更高要求，而目前我国在相关领域尚无成熟的检测技术，受制于人。三氯化硼杂质气体中的CH₄、CO、CO₂、HCl、COCl₂、SiCl₄和SiH₂Cl₂有明显的红外“指纹”特征吸收，专利CN108821302A公开了一种三氯化硼的纯化方法和装置，包括分解工段、精馏工段、存储及充装工段，以及回收工段，其回收工段为：设有回收罐，回收罐可对精馏工段排出的废气进行收集，回收罐的底部设置有三通管，三通管的其中一个出料口连通有废气处理塔，废气处理塔包括串联设置的碱洗段和水洗段；回收罐在不断收集的过程中，一些气体杂质包括少量的CO、Cl₂和N₂等会分别逐步富集在回收罐的底部和顶部，再对这些气体杂质进行定期排放。该技术存在的问题如下：仅对精馏工段排出的重组分和轻组分进行回收，无法实现对三氯化硼粗品和成品中的杂质气体进行实时检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何解决现有的三氯化硼提纯系统无法实现对三氯化硼粗品和成品中的杂质气体进行实时检测的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种电子级三氯化硼提纯系统的杂质气体检测装置，包括粗品存储罐、第一管路、第二管路、第一傅里叶红外光谱检测系统、第一缓冲罐、第一真空泵、三氯化硼提纯系统、第三管路、第二傅里叶红外光谱检测系统、第二缓冲罐、第二真空泵和碱液筒；所述第一管路、第二管路并联设置，且所述第一管路进口、第二管路进口通过三通阀与所述粗品存储罐的出料口连通；所述第一傅里叶红外光谱检测系统包括第一样品池，所述第一样品池的进料口与所述第一管路出口连通，所述第一缓冲罐的进料口与所述第一样品池的出料口连通，所述第一真空泵的进料口与所述第一缓冲罐的出料口连通，所述第一真空泵的出料口连通至所述碱液筒内；所述三氯化硼提纯系统的进料口与所述第二管路出口连通；所述第三管路进口与所述三氯化硼提纯系统的出料口连通；所述第二傅里叶红外光谱检测系统包括第二样品池，所述第二样品池的进料口与所述第三管路出口连通，所述第二缓冲罐的进料口与所述第二样品池的出料口连通，所述第二真空泵的进料口与所述第二缓冲罐的出料口连通，所述第二真空泵的出料口连通至所述碱液筒内；

所述第一样品池的光程为60mm，所述第二样品池的光程为10m。

本发明通过第一傅里叶红外光谱检测系统和第二傅里叶红外光谱检测系统的设置，第一傅里叶红外光谱检测系统可对三氯化硼粗品的杂质气体进行检测，第二傅里叶红外光谱检测系统可对经三氯化硼提纯系统生成的电子级三氯化硼成品中的杂质气体进行检测，两个系统可同时工作，实现对三氯化硼粗品和成品中的杂质气体的同时检测，且可同时利用碱液筒对三氯化硼粗品和成品进行中和吸收。