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半导体先进制程POU气体纯化解决方案
  • 科百特cobetter
  • 2023-03-31
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ChatGPT的横空出世,让人关注到了其成功的关键因素之一——算力。芯片尺寸越小,数字电路越小,速度越快,从而单位时间能处理的信息量更多,则算力更强。微电子元器件尺寸逐渐缩小,工艺制程的要求越来越高,而制程中的工艺气体的洁净度对产品的良率、管路设备的安全等产生直接的影响。因此,对这些工艺气体的纯化至关重要。

工艺气体的类型很多,按照使用量划分,有大宗气体和特殊气体,大宗气体如压缩空气(CDA),氮气(N2),氧气(O2),氢气(H2),氩气(Ar),氦气(He)等,特殊气体如硅烷(SiH4),锗烷(GeH4),三氟化氮(NF3),全氟丙烷(C3F8)等;按照纯度划分,有普通气体(4N~6N)和超高纯气体(7N~12N)。


工艺气体中的杂质主要有六大类:水,杂质气体(O2,N2,惰性气体等),金属(Fe,Ni,Mo等),有机物(CH4,NMHC等),酸碱(SO2,HCL,NH3等),RC(HMDSO,TMS等)。

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Fab厂为了提高制程良率,保证制程中工艺气体的纯度,在工艺气体使用前加装POU纯化器。POU纯化器主要由壳体、吸附滤料、滤芯、进出口接头等组成,其中接头类型有VCR、SW、NPT等,它广泛应用于Scanner,PVD/CVD,Etch,Implant等点位,特别在薄膜沉积环节,工艺气体作为薄膜原材料之一,且沉积薄膜种类多,使用的特气种类多;同时,薄膜每层要求不同,使用的辅助工艺气体也不同。因此,工艺气体的纯度直接影响了薄膜的性能。此外,光刻过程中,也需要使用高纯度的CDA或N2等工艺气体作为吹扫气,以防止lens的污染。


工艺气体纯化的基本原理为吸附(物理或化学)和过滤,气态分子污染物主要通过物理和化学吸附的方式来去除。在这个过程中,根据各制程气体的要求,选择性使用不同吸附剂,如活性炭、改性树脂、分子筛等,经过吸附剂处理的工艺气体,再由末端滤芯等进行纳米级颗粒物的过滤。如下图所示,纯化器将低等级5N氮气纯化为9N高纯氮气。

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科百特纯化器具有设计紧凑、纯化效率高、性能稳定、结构可靠等特点。采用多级滤芯+多重纯化的设计,选择高洁净的吸附基体材料,依托特殊的改性技术和后处理工艺,可得到性能优异的核心吸附剂,从而实现对气态分子污染物的深度纯化。

此外,壳体采用优质的SUS316L,其颗粒过滤元件可选择PTFE、金属纤维、粉末烧结等多款材料,具有高度的可靠性。

其中,对气态分子污染物的效率可达99.9%,对颗粒物的去除效率可达99.9999999%@3nm。科百特纯化器无论是在高浓度的实验室环境,还是低浓度的现场环境都能保持良好的稳定性,可以保证在长时间运行中始终保持高纯度的工艺气体输出。

国内头部集成电路制造企业在ASML KrF Scanner工艺气体输入中采用了科百特GasPuriadv系列纯化器,并已运行1年之久,依旧保持可靠稳定的纯化效果,并优于baseline。以下是运行一段时间后的现场检测结果,其中,出口颗粒物≤1颗 @ ≥0.3 µm。

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关键词:超滤膜包 深层过滤 除菌过滤