超凈高純化學(xué)品是微電子技術(shù)發(fā)展過程中不可缺少的關(guān)鍵基礎(chǔ)化工材料,主要應(yīng)用在半導(dǎo)體、平板顯示、太陽能光伏領(lǐng)域等及微電子、光電子器件制造領(lǐng)域。隨著微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,對超凈高純試劑的要求和標(biāo)準(zhǔn)也不斷在提高。超凈高純化學(xué)品的純度和潔凈度對集成電路的成品率、電性能及可靠性均有十分重要的影響。不同線寬的集成電路(IC)制作工藝技術(shù),對超凈高純化學(xué)品中金屬雜質(zhì)、顆粒物有嚴(yán)格要求。金屬雜質(zhì)如Au、Pt、Fe、Ni、Cu等,以及堿金屬Na、K等,都會對電子元器件的性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此,在制備超凈高純化學(xué)品時(shí),除金屬雜質(zhì)和顆粒是至關(guān)重要的環(huán)節(jié),如下表所示:
SEMI國際標(biāo)準(zhǔn)等級及應(yīng)用
超凈高純化學(xué)品伴隨著集成電路的整個(gè)制作過程,在濕法工序中,化學(xué)品中的金屬雜質(zhì)會危害到電子元器件電性能,極微量的金屬雜質(zhì)就會嚴(yán)重影響半導(dǎo)體的產(chǎn)品質(zhì)量。如Au、Pt、Fe、Ni、Cu等,屬于硅片中的快擴(kuò)散物質(zhì),影響元器件的可靠性和閾值電壓,可能導(dǎo)致低擊穿和缺陷。堿金屬如Na、K,會融進(jìn)氧化膜中,造成元器件漏電、造成低擊穿危害。P、As、Ab、Al等屬于硅片中的淺能級雜質(zhì),有擴(kuò)散作用,可影響電子和空穴數(shù)量。隨著集成電路的集成度的日益提升超凈高純化學(xué)品中的金屬離子含量要求也越來越嚴(yán)格。
在超凈高純化學(xué)品的制備和應(yīng)用過程中,顆粒物的存在是一個(gè)不容忽視的問題。這些顆粒物可能來源于原料、生產(chǎn)環(huán)境或處理過程中的污染。它們不僅會損害集成電路的成品率和可靠性,還可能影響電子元器件的電性能和穩(wěn)定性。
目前國內(nèi)外制備超凈高純試劑的常用技術(shù)主要有:蒸餾、精餾、樹脂交換、重結(jié)晶、化學(xué)處理、膜處理等技術(shù)。膜處理技術(shù)是物理分離過程,無需加熱和無需添加任何化學(xué)試劑,是去除微量金屬離子雜質(zhì)的有效方式。國初科技根據(jù)多年的膜技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),開發(fā)了一種脫除超凈高純化學(xué)品中金屬離子工藝,最低可實(shí)現(xiàn)金屬離子<50ppt。
除金屬離子外,超凈高純化學(xué)品的顆粒控制同樣關(guān)鍵。國初科技針對超純化學(xué)品特性,采用高精度除顆粒超濾膜組件(最高精度可達(dá)5nm),有效去除≥0.2μm顆粒,滿足SEMI Grade 4/5標(biāo)準(zhǔn)要求。
工藝流程:
為避免接觸部件的溶出物污染,工藝流程中與超凈高純化學(xué)品接觸部件均需采用高純材質(zhì)。一級膜組件可將金屬離子雜質(zhì)含量降低至ppb級別,二級膜組件可將金屬離子雜質(zhì)含量降低至ppt級別,三級膜組件為終端過濾確保溶劑無顆粒,精度最高可達(dá)5nm。同時(shí)也有助于脫氣泡,提高化學(xué)品的穩(wěn)定性。本工藝對K、Na、Ca、Cu、Fe、Mg等金屬雜質(zhì)都有較好的去除效果。
與傳統(tǒng)蒸餾工藝比,本工藝的裝置占地面積小,操作非常容易,系統(tǒng)密封,能耗低,環(huán)境友好。不僅可以用在超凈高純化學(xué)品生產(chǎn),在半導(dǎo)體制程上其他高純試劑的純化應(yīng)用,如樹脂、聚合物等光刻化學(xué)產(chǎn)品,還可以實(shí)現(xiàn)金屬離子ppb-ppt級脫除,還可同步完成顆粒控制,顯著提升超純化學(xué)品的綜合品質(zhì)。
除金屬離子外,超凈高純化學(xué)品的顆粒控制與氣泡脫除同樣關(guān)鍵。國初科技針對超純化學(xué)品特性,還可提供化學(xué)品溶液脫氣膜技術(shù)。在使用化學(xué)品溶液的工藝流程中快速去除液體中的氣泡或溶解氣體(如O?、CO?),避免氣泡對光刻、蝕刻等工藝的干擾。
該技術(shù)已大量應(yīng)用于半導(dǎo)體光刻膠、電子級溶劑等產(chǎn)品的純化,確保化學(xué)品在傳輸與使用過程中無顆粒、無氣泡,提升工藝穩(wěn)定性。
國初科技(廈門)有限公司自成立以來,以膜分離技術(shù)為核心,致力于新型分離技術(shù)推廣,不斷探索新型膜分離技術(shù)在微電子、冶金、化工、機(jī)械、食品、乳品、飲料、環(huán)境等領(lǐng)域的新應(yīng)用,根據(jù)不同客戶的高度差異化需求,提供針對性的過濾及純化綜合解決方案,提高產(chǎn)品的品質(zhì),滿足客戶的需求。
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