半導體生產對大宗氣指標要求
氮、氫、氧、氬、氦等大宗氣體廣泛用于在半導體芯片生產的各個過程中,起到氛圍保護、輸送特氣、參與反應等作用。對氣體純度要求極高。
氣體中的氧、水、總烴等雜質,在生產過程中可能會以原子形態進入芯片結構中去,影響芯片質量。
●影響半導體空穴及自由電子數
●影響晶圓的強度
●影響光刻精度、組件電壓的承受能力
●固體顆粒將破壞產品表面
低濃度雜質將導致合格頻率下降,高濃度雜質可能導致批量產品報廢、損壞設備、引起安全事故。
■半導體行業對大宗氣純度要求達到99.9999999%以上(9N)的要求, 即除本體氣外,其他有害氣體雜質如H2O, O2, CO, CO2,CH4,THC等均要達小于1 ppb的水平。
■特殊先進半導體工藝(如14nm及以上)要求單項雜質< 0.1 ppb(即<100ppt)。
■大工業制取氣體的純度通常為99.999%,其中雜質的含量普遍為ppm的級別,需通過純化器提高氣體純度,才可以滿足氣體行業的需求。
半導體行業常用氣體純化方法
氣體常見的雜質:O2、H2O、CO、CO2、H2、NMHC、CH4、N2
吸附
★采用多種吸附劑吸附脫除氣體的:O2\H2O\CO\CO2\H2\NMHC
★吸附飽和后,可對吸附劑進行再生后循環使用。
★雜質脫除深度:0.01~1ppbv
★常用于氮氣、氫氣純化
★無法脫除甲烷
催化
★高溫下下,催化甲烷與氧反應:
★主要用于氮氣中脫甲烷
吸氣
★采用合金材料在高溫下吸收稀有氣體以外的所有雜質,主要用于氬、氦純化。
★合金的氫化物高溫易分解,釋放高純氫,因此也用于氫氣純化。
★合金無法再生,壽命與原料氣的雜質含量成反比,因此主要用于高純氣體深度脫除雜質。