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。

　　MAU与洁净室化学过滤系统示意图

　　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。

　　美埃Puro系列化学过滤器

　　Puro-F(PF)是FFU式化学过滤器，搭配自带风机过滤单元(FFU)和配合不同的滤料，可有效去除酸性、碱性、有机物、掺杂性等气态分子污染物;Puro-C(PC)箱式化学过滤器和Puro-V(PV)V形化学过滤器适用于新风空调机组(MAU)与循环空调机组(RAU)内，以提供室内的AMC控制。化学过滤器的初始效率应在90%以上，终止效率一般是50-80%。化学过滤器配置是根据客户现场需去除的AMC种类和环境浓度、管控浓度、使用寿命等要求，给客户定制不同的滤料配方。

Puro-F化学过滤器

Puro-C化学过滤器

Puro-V化学过滤器