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半導體特氣的純化工藝

更新時間:2024-12-03瀏覽:596次

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  半導體特種氣體指在半導體芯片生產中使用量少,但不可或缺的特殊氣體。例如“化學氣相沉淀(CVD)” 工藝,通過氣體混合,在硅片表面沉積一層固體膜,為向反應系統(tǒng)提供所需能量,當中常用的特種氣體就有高純氮、硅烷等;又如,高純四氟化碳、高純六氟乙烷等氟基氣體,是刻蝕工藝中所采用的主要介質;四氟化碳用于等離子刻蝕氣體。
 
    半導體特氣概述  
 
  目前,應用于半導體產業(yè)的特種氣體有110余種,常用的有20-30種,在原材料需求占比中高達14%,僅次于大硅片。
 
  特種氣體被稱為半導體材料的“糧食”,芯片制造中的硅片制備、硅片制造、硅片測試/揀選、裝配與封測、最終測試五個生產環(huán)節(jié),彼此獨立,但都缺不了特種氣體的參與。在任意環(huán)節(jié)中,特種氣體的污染都會導致半導體芯片的缺陷。
 
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圖1     半導體特氣主要污染物
 
    半導體特氣純化  
 
  事實上,特種氣體在純度、組成、有害雜質最高含量、產品包裝貯存等方面均有極其嚴格的要求,屬于高技術、高附加值產品。無論在特氣制備、包裝運輸還是在IC制程使用中,都要始終保持其潔凈度。國標文件中對出廠的半導體氣體的顆粒純凈度要求是99.99%,而實際上IC制程制程工藝中對氣體純度的要求遠高于這個數字,最先進的工藝環(huán)節(jié)已經要求到99.999999%。
 
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圖2.各類半導體特氣主要特點
 
  因此,保持半導體特氣的純凈,是半導體上下游廠家都非常關注的課題。特氣供應商在制備特氣裝瓶前,下游企業(yè)在氣體接收和儲存時的過程中,以及半導體芯片生產工序中特氣應用點,這三個關鍵位置的純化工藝需要嚴格按照工藝要求把控。以高純度硅烷的制備工藝舉例,罐裝前要經過多次精餾及過濾,純度高達99.99%以上,才能達到客戶驗收要求。
 
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圖3.高純度硅烷的制備工藝
 
  半導體芯片生產工序中特氣應用點是最后也是最重要的環(huán)節(jié),投入到應用點的特氣純凈度,直接影響到芯片的完整性。事實上,該環(huán)節(jié)的過濾工藝目標是達到純度基線,并在預防性維護周期中得以保持。
 
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圖4.純化工藝與特氣污染物級別對比圖
 
  由于半導體芯片生產設備更小,單位面積內晶體管數量不斷增加,對污染物更加敏感。匹配的純化工藝也在向更高效、更精準的方向發(fā)展。
 
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圖5.半導體特氣應用點純化工藝示意圖
 
    大立特氣過濾解決方案  
 
  大立深耕過濾行業(yè)25年,豐富的從業(yè)經驗,讓我們擁有更優(yōu)異的半導體特氣過濾解決方案。
 
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  #DL251金屬過濾器,內置高性能PTFE濾膜過濾精度可達3nm。電子級金屬外殼內表面采用電解拋光,Ra小于0.1μm,內壁表面平滑潔凈,耐腐蝕,防泄露,結構緊湊,更換操作簡易,在過濾有毒氣體及腐蝕性氣體工藝中表現(xiàn)優(yōu)異。
 
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  #DL261過濾器外殼及支撐材料均采用高純PP,通過熱熔技術焊接,不使用任何膠黏劑,確保低析出,同時也提供了更好的耐壓性能,PTFE絕對濾膜保證了超高的攔截效率,精度可達3nm,實現(xiàn)管道氣體的精密過濾。同時骨架采用低析出的PP材質保證了氣體過濾的安全性。
 
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