MayAir【美埃(中国)環境科技股份有限公司】の日本法人として、2020年設立された会社
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技术篇┃半导体洁净室AMC控制方案

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  • 出品日時:2022-02-01 15:03
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【概要の説明】高端洁净,选择美埃!

技术篇┃半导体洁净室AMC控制方案

【概要の説明】高端洁净,选择美埃!

  • カテゴリ:典型应用
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  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

丨関連情報

美埃は、半導体空気清浄の分野に焦点を当て、ハイレベルの清浄度の実現へ

美埃は、半導体空気清浄の分野に焦点を当て、ハイレベルの清浄度の実現へ

過去50年間に、集積回路のコアテクノロジーは1971年の10マイクロメートル(μm)から現在の7ナノメートル(nm)に大幅に縮小し、さらに3nmノードにまで実現する可能性もあります。半導体ウェーハの重要な寸法は徐々に小型化されるにつれ、クリーンルーム環境の清浄度に対する要求も厳しくなっています。ガス状分子汚染物質(AMC)は、工業プロセスの生産性に影響を与える要因の1つとして、粒子状汚染物質に徐々に取って代わっています。 AMCは、多くの潜在的なプロセス上の問題を引き起こすおそれがあります。たとえば、酸性ガス(MA)は、腐食性があるので、ウェーハ上の金属膜を侵食し、ピット、オープンライン、短絡、漏電などを引き起こします。そして、アルカリガス(MB)としてのアンモニアガスはリソグラフィパターン欠陥、及び フォトレジストラインの上部にTトッピングになることを招きます。凝縮性有機ガス(MC)がシリコンウェーハの表面に付着しがちになり、薄膜と表面分子汚染(SMC)を形成させ、フォトレジスト層、スパッタ層、PVD層またはCVD層にはサンドイッチ構造を形成させます。 さらに、シリコン、リン、ホウ素などを含む揮発性VOC(シロキサン、有機リン酸塩など)は、シリコンウェーハの表面、リソグラフィーレンズまたはリソグラフィープレートにしっかりと吸着されたら、それを除去することが困難になる、又はまったく除去できないので、リソグラフィーエンジニアによって処理困難の難治性化合物(refractory compound)と呼ばれています。 有機リン酸塩などのドーピングガス(MD)は、シリコンウェーハの表面に吸着され、加熱後、無機リン酸塩に分解されてドーパントに生成され、望ましくないn型ドーピングと電圧ドリフトをよく引き起こします。 半導体の製造工程には精密なマイクロエレクトロニクスシステムやICが含まれており、製造環境の清浄度に対する要求は特に厳しいので、製造工程全体は厳密に管理された環境条件、つまりクリーンルームの中に行われています。 クリーンルームの清浄度を維持するために、半導体クリーンワークショップでは通常、垂直・単一方向フロー方式を利用して、押し出し作用によって汚染された空気を室外に排出することで、室内空気を浄化することができます。 クリーンルームの空気清浄は、主に以下の3つの段階に分けられます。最初の段階では空調ボックス内のプレフィルター、ジュニア効率フィルター、シニア効率フィルター、薬剤フィルターを介して、屋外からの空気を段階的にろ過し、異物、浮遊物、直径0.3μmを超える粒子、および大気中の化学汚染物質を段階的に除去しています。 第二段階では、ファンフィルターユニットと、内蔵式(または外付け)のシニア効率、超シニア効率フィルター、および薬剤フィルター(プロセス上必要な場合)を介して、クリーンルーにに安定した空気層流を押し出し、クリーンルームの空気を極めて高い清浄度基準に浄化します。 第三段階では、クリーンルームの還気は、上げ床と給気ダクト(または還気管)を通ってファンフィルターユニットに送られ、シニア効率、超シニア効率フィルター、薬剤フィルターで濾過されて、リサイクルのためにクリーンルームに送られます。 MayAir半導体クリーンワークショップの主な構造と主な製品の運用プロセスの概略図は次のとおりです。 外気は、多段式エアフィルター(No.1〜4)で段階的にろ過された後、クリーンルームの内部循環系に入ります。 その後、シニア効率・超シニア効率フィルターとオプションの薬剤フィルター(No.5、6、7)を備えたファンフィルターユニットを介して、安定した層流でクリーンルーム内に清浄な空気を送ります。ファンフィルターユニットの中断しない動作によって作業エリアの清浄度を維持します。 特定の機器又は清浄度要求が比較的に高い作業エリアでは、浄化ブースとEFU(No.8、9)の組み合わせによりクリーンルーム内の空気をさらに浄化し、より高いレベルの局所清浄度を実現します。 MayAirは2005年に成都smicsの独自ブランドのFFU注文を初めて受けて以来、中国の半導体産業の発展を何度も支援しており、ハイエンドのクリーンルームの分野で重要な位置を占めています。
Date : 2021-07-22 点击 : 0

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