书 书 书犐犆犛 ７１ ． １００ ． ２０ 犌 ８６ 　 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 １６９４４ — ２００９ 代替 ＧＢ ／ Ｔ１６９４４ — １９９７ 电子工业用气体 　 氮 犌犪狊犳狅狉犲犾犲犮狋狉狅狀犻犮犻狀犱狌狊狋狉狔 — 犖犻狋狉狅犵犲狀 ２００９  １０  ３０ 发布 ２０１０  ０５  ０１ 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 发布书 书 书前 　　 言 　　 本标准代替 ＧＢ ／ Ｔ１６９４４ — １９９７ 《 电子工业用气体 　 氮 》。 本标准与 ＧＢ ／ Ｔ１６９４４ — １９９７ 相比主要变化如下 ： ——— 修改电子工业用氮的适用范围 （ ＧＢ ／ Ｔ１６９４４ — １９９７ 的第 １ 章 ， 本版的第 １ 章 ）； ——— 修改规范性引用文件 （ ＧＢ ／ Ｔ１６９４４ — １９９７ 的第 ２ 章 ， 本版的第 ２ 章 ）； ——— 修改技术指标内容 （ ＧＢ ／ Ｔ１６９４４ — １９９７ 的第 ３ 章 ， 本版的第 ３ 章 ）； ——— 修改电子工业用氮抽样和判定规则 （ ＧＢ ／ Ｔ１６９４４ — １９９７ 的 ４．１ ， 本版的 ４．１ ）； ——— 增加电子工业用氮采样要求 （ 见 ４．１．３ ）； ——— 修改氢 、 氧 、 一氧化碳 、 二氧化碳含量的分析方法 （ ＧＢ ／ Ｔ１６９４４ — １９９７ 的 ４．３ 、 ４．４ 、 ４．６ ， 本版的 ４．３ ）； ——— 修改总烃分析方法的检测限 （ １６９４４ — １９９７ 的 ４．７ ， 本版的 ４．４ ）； ——— 修改水分含量的分析方法 （ ＧＢ ／ Ｔ１６９４４ — １９９７ 的 ４．５ ， 本版的 ４．６ ）； ——— 修改标志 、 包装 、 贮运及安全 （ ＧＢ ／ Ｔ１６９４４ — １９９７ 的第 ５ 章 ， 本版的第 ５ 章 ）； ——— 增加规范性附录 Ａ ， 并把测定电子工业用氮中的氢 、 氧 、 一氧化碳 、 二氧化碳含量的方法写入该 附录 （ 见附录 Ａ ）。 本标准的附录 Ａ 为规范性附录 。 本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会提出 。 本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会气体分技术委员会归口 。 本标准起草单位 ： 中国计量科学研究院 、 西南化工研究设计院 。 本标准主要起草人 ： 周泽义 、 周鹏云 。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为 ： ——— ＧＢ ／ Ｔ１６９４４ — １９９７ 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 １６９４４ — ２００９ 电子工业用气体 　 氮 １ 　 范围 本标准规定了电子工业用气体氮的技术要求 ， 试验方法以及包装 、 标志 、 贮运及安全 。 本标准适用于以深冷法从空气中提取的气态和液态氮 ， 以及经电化学方法得到的氮 。 它们在超大 规模集成电路制造中用作保护 、 吹扫 、 覆盖 、 加压 ， 化学气相淀积等 。 分子式 ： Ｎ ２ 。 相对分子质量 ： ２８．０１３４ （ 按 ２００５ 年国际相对原子质量计算 ）。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。 凡是注日期的引用文件 ， 其随后所有 的修改单 （ 不包括勘误的内容 ） 或修订版均不适用于本标准 ， 然而 ， 鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本适用于本标准 。 ＧＢ１９０ 　 危险货物包装标志 ＧＢ ／ Ｔ３７２３ 　 工业用化学产品采样安全通则 ＧＢ ／ Ｔ３８６４ 　 工业氮 ＧＢ５０９９ 　 钢质无缝气瓶 （ ＧＢ５０９９ — １９９４ ， ｎｅｑＩＳＯ４７０５ ： １９９３ ） ＧＢ７１４４ 　 气瓶颜色标志 ＧＢ ／ Ｔ８９８４ 　 气体中一氧化碳 、 二氧化碳和碳氢化合物的测定 　 气相色谱法 ＧＢ１４１９４ 　 永久气体气瓶充装规定 ＧＢ１６９１２ 　 深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程 ＪＢ ／ Ｔ５９０５ 　 真空多层绝热低温液体容器 ＪＢ ／ Ｔ６８９７ 　 低温液体运输车 ＪＢ ／ Ｔ６８９８ 　 低温液体贮运设备使用安全规则 气瓶安全监察规程 压力容器安全技术监察规程 压力管道安全管理与监察规定 ３ 　 技术要求 电子工业用气体氮的质量应符合表 １ 的要求 。 表 １ 　 技术指标 项 　　 目 指 　　 标 氮 （ Ｎ ２ ） 纯度 （ 体积分数 ）／ １０ －２ ≥ ９９．９９９９ ９９．９９９６ 氢 （ Ｈ ２ ） 含量 （ 体积分数 ）／ １０ －６ ＜ ０．１ １．０ 氧 （ Ｏ ２ ） 含量 （ 体积分数 ）／ １０ －６ ＜ ０．２ ０．５ 一氧化碳 （ ＣＯ ） 含量 （ 体积分数 ）／ １０ －６ ＜ ０．１ ０．５ 二氧化碳含量 （ ＣＯ ２ ）（ 体积分数 ）／ １０ －６ ＜ ０．１ ０．５ 总烃含量 （ 以甲烷计 ）（ 体积分数 ）／ １０ －６ ＜ ０．１ ０．５ １ 犌犅 ／ 犜 １６９４４ — ２００９ 表 １ （ 续 ） 项 　　 目 指 　　 标 水 （ Ｈ ２ Ｏ ） 含量 （ 体积分数 ）／ １０ －６ ＜ ０．２ ０．５ 杂质总含量 （ 体积分数 ）／ １０ －６ ≤ １ ４ 颗粒 供需双方商定 供需双方商定 　　 注 ： 质量保证期为 ３６ 个月 。 ４ 　 试验方法 ４ ． １ 　 抽样 、 判定和复验 ４ ． １ ． １ 　 瓶装 、 集装格装 、 大容积钢质无缝气瓶装和多层绝热低温容器装氮产品应逐一检验并验收 。 当 检验结果有任何一项指标不符合本标准技术要求时 ， 则判该产品不合格 。 ４ ． １ ． ２ 　 对稳定生产的管道输送的氮由供需双方确定抽样频次 。 企业应确保管道输送的氮产品符合本 标准技术要求 。 ４ ． １ ． ３ 　 氮采样安全应符合 ＧＢ ／ Ｔ３７２３ 的相关规定 。 ４ ． ２ 　 氮纯度 氮纯度按式 （ １ ） 计算 ： Φ ＝ １００ － （ Φ １ ＋ Φ ２ ＋ Φ ３ ＋ Φ ４ ＋ Φ ５ ＋ Φ ６ ） × １０ － ４ …………………（ １ ） 　　 式中 ： Φ ——— 氮纯度 （ 体积分数 ）， １０ －２ ； Φ １ ——— 氢含量 （ 体积分数 ）， １０ －６ ； Φ ２ ——— 氧含量 （ 体积分数 ）， １０ －６ ； Φ ３ ——— 一氧化碳含量 （ 体积分数 ）， １０ －６ ； Φ ４ ——— 二氧化碳含量 （ 体积分数 ）， １０ －６ ； Φ ５ ——— 总烃含量 （ 体积分数 ）， １０ －６ ； Φ ６ ——— 水含量 （ 体积分数 ）， １０ －６ 。 ４ ． ３ 　 氢 、 氧 、 一氧化碳 、 二氧化碳的测定 ４ ． ３ ． １ 　 氢 、 氧 、 一氧化碳 、 二氧化碳的测定见附录 Ａ 。 ４ ． ３ ． ２ 　 允许采用其他等效的方法测定氮中氢 、 一氧化碳 、 二氧化碳含量 。 当测定结果有异议时 ， 以 ４．３．１ 规定的方法为仲裁方法 。 ４ ． ４ 　 总烃 （ 以甲烷计 ） 的测定 按 ＧＢ ／ Ｔ８９８４ 规定的方法或其他等效的方法测定氮中的微量总烃含量 。 当以上测定结果有异议 时 ， 以 ＧＢ ／ Ｔ８９８４ 规定的方法为仲裁方法 。 仪器检测限的体积分数 ： ０．０５×１０ －６ 。 ４ ． ５ 　 气体标准样品 组分含量的体积分数为 （ １ ～ ５ ） ×１０ －６ ， 平衡气为氮 。 ４ ． ６ 　 水分含量的测定 ４ ． ６ ． １ 　 方法及原理 采用光腔衰荡光谱法测定氮中水分含量 。 光腔衰荡光谱法通过测量时间而不是强度的变化来确定光学吸收 。 光腔衰荡光谱法水分仪的主要 部件是激光源 、 一对高反射性镜面形成的光共振腔和光探测器 。 在光衰荡光谱法中 ， 一小部分脉冲激光 会进入光腔并且由高度反射性镜面反复多次反射 ， 每次都有微小的光透过镜面而离开光腔 。 这部分光 就构成了光衰荡信号 。 它的强度变化可以简单地用单指数衰减来描述 ， 光的衰荡是由于光在共振腔中 ２ 犌犅 ／ 犜 １６９４４ — ２００９ 的损失决定的 。 如果光腔是空的 ， 衰荡时间取决于镜子的反射率 （ 假设散射和吸收与透射损失相比是微 不足道的 ）， 见式 （ ２ ）： τ ｅｍｐｔｙ ＝ 犱 犮 （ １ － 犚 ）…………………………（ ２ ） 　　 式中 ： τ ｅｍｐｔｙ ——— 空腔光衰荡时间 ； 犱 ——— 两个镜面的距离 ； 犮 ——— 光速 ； 犚 ——— 镜面反射率 （ 假设两个镜面相同 ）。 实际上 ， τ ｅｍｐｔｙ 并不是在真正的空腔里测量的 ， 而是将激光调在光腔内气体分子没有吸收的波长下测 量的 。 当激光频率是在腔内分子的一条具体吸收线的峰顶时 ， 光腔衰荡时间 τ （ υ ） 还要取决于分子的吸 收 。 而分子的吸收服从比尔定律 ， 见式 （ ３ ）。 τ （ υ ） ＝ 犱 犮 （ １ － 犚 ＋ σ （ υ ）· 犖 · 犱 ）…………………………（ ３ ） 　　 式中 ： τ （ υ ）——— 在激光频率 υ 下的衰荡时间 ； σ （ υ ）——— 分子在激光频率 υ 吸收截面 ； 犖 ——— 分子密度 ， 与绝对浓度成正比 。 在光腔衰荡光谱法测量中 ， 首先要测量没有吸收时的衰荡时间 τ ｅｍｐｔｙ ， 激光的频率此时被调到分子 没有吸收的位置 。 然后再测量分子吸收高峰频率 υ 位置的衰荡时间 τ （ υ ）。 这两个测量位置的激光频率 都处于镜面高反射区