半导体生产对大宗气指标要求
氮、氢、氧、氩、氦等大宗气体广泛用于在半导体芯片生产的各个过程中,起到氛围保护、输送特气、参与反应等作用。对气体纯度要求极高。
气体中的氧、水、总烃等杂质,在生产过程中可能会以原子形态进入芯片结构中去,影响芯片质量。
●影响半导体空穴及自由电子数
●影响晶圆的强度
●影响光刻精度、组件电压的承受能力
●固体颗粒将破坏产品表面
低浓度杂质将导致合格频率下降,高浓度杂质可能导致批量产品报废、损坏设备、引起安全事故。
■半导体行业对大宗气纯度要求达到99.9999999%以上(9N)的要求, 即除本体气外,其他有害气体杂质如H2O, O2, CO, CO2,CH4,THC等均要达小于1 ppb的水平。
■特殊先进半导体工艺(如14nm及以上)要求单项杂质< 0.1 ppb(即<100ppt)。
■大工业制取气体的纯度通常为99.999%,其中杂质的含量普遍为ppm的级别,需通过纯化器提高气体纯度,才可以满足气体行业的需求。
半导体行业常用气体纯化方法
气体常见的杂质:O2、H2O、CO、CO2、H2、NMHC、CH4、N2
吸附
★采用多种吸附剂吸附脱除气体的:O2\H2O\CO\CO2\H2\NMHC
★吸附饱和后,可对吸附剂进行再生后循环使用。
★杂质脱除深度:0.01~1ppbv
★常用于氮气、氢气纯化
★无法脱除甲烷
催化
★高温下下,催化甲烷与氧反应:
★主要用于氮气中脱甲烷
吸气
★采用合金材料在高温下吸收稀有气体以外的所有杂质,主要用于氩、氦纯化。
★合金的氢化物高温易分解,释放高纯氢,因此也用于氢气纯化。
★合金无法再生,寿命与原料气的杂质含量成反比,因此主要用于高纯气体深度脱除杂质。