行业背景

半导体制程复杂，对气态分子污染物（AMC）敏感的区域比较多，在腐蚀控制方面，未来几年半导体制造将面临多重挑战。据新版半导体路线图白皮书介绍，传统半导体的尺寸将在2024年达到极限。但是，将有更多种类的新器件、芯片堆叠和系统创新方法来持续计算机性能、功耗和成本的优化。国际器件与系统线路图（IRDS）表示目前芯片成本降低方法主要是通过缩小多晶硅间距、金属互连间距和电路单元的高度，这种现象将持续到2024年。

化学过滤器的生命周期对AMC去除效率影响很大，根据国际半导体技术路线图（ITRS），对光刻扫描仪晶圆环境AMC管控要求比较严格，无机酸总量目标值0.05ppbv、总碱目标值0.2ppbv、挥发性有机物目标值0.26ppbv。本文介绍化学过滤系统要素，包括AMC污染源、AMC控制目标值、新风化学过滤器与FFU化学过滤器配置方案。

AMC污染源

半导体制造的洁净厂房内AMC污染源有可能源于外气、操作人员、制程产生、洁净室用材释气和设备泄漏。源于外气的AMC主要成分包括硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）、硫化氢（H2S）、氨气（NH3）、挥发性有机物（VOCs）、臭氧（O₃）等；源于操作人员的主要是氨气（NH3）；下表显示按照AMC分类源于半导体工艺制程、洁净室用材释气、外气的AMC主要成分和来源（参见表1）。

新风化学过滤器与FFU化学过滤器配置方案

针对半导体的不同制程工艺，新风化学过滤器与FFU化学过滤器配置方案会因很多因素而改变，比如：室外AMC浓度、洁净室内部产生的AMC浓度、新风比、化滤的使用寿命和效率、化滤覆盖率等。

配置方案范例

表2是一个新风化学过滤器与FFU化学过滤器配置方案范例，目标AMC是无机酸，假设室外浓度是30μg/m3、化滤覆盖率50%、内部产生源10μg/m3，需要满足ITRS对光刻扫描仪洁净室空气和晶圆环境的浓度要求，分别5ppb和0.05ppb，制定的配置方案。通过美埃的自动模拟计算工具，可以模拟化滤覆盖率对化滤效率、更换周期和每年用量的影响。根据以下的范例，≤30%化滤覆盖率是不能满足环境浓度要求；40%化滤覆盖率需要提高化滤的终止效率到90%以满足环境浓度要求；50%-75%化滤覆盖率是比较合理的配置；化滤覆盖率提高到100%配置过高，反而会提高每年化滤的用量。