多孔金属限流器在半导体制造中的应用场景有哪些?

多孔金属限流器在半导体制造中凭借其精准的流量控制能力、稳定的性能及适应复杂环境的特性,成为气体输送系统中的关键组件,广泛应用于多个核心场景,具体如下:

一、特种气体输送管线的安全防护

半导体制造中需使用大量高纯度特种气体(如氨气、硅烷、氟气等),这些气体的流量稳定性直接影响晶圆刻蚀、沉积等制程的精度。当管线因意外破裂、阀门老化或压力调节器故障导致流量骤增时,多孔金属限流器能快速响应,通过自身结构限制最大流量,防止过量气体进入反应腔室。

例如在刻蚀工艺中,若氯气流量突然失控,可能导致晶圆表面刻蚀不均,甚至引发腔体腐蚀;限流器可将流量稳定在安全范围内,保障刻蚀图案的一致性。

同时,对于易燃易爆气体(如氢气),限流器能避免因流量过大引发的管路超压、泄漏等安全风险,是气体输送系统的 “安全闸”。

二、气体分配歧管的流量定制与平衡

半导体制造的气体分配歧管需将单一气源分流至多个反应腔室或设备,而不同腔室的制程需求可能对应不同流量。多孔金属限流器通过更换不同规格的气阻配件,可精准定制每个分支管路的流量,实现多通路流量的平衡控制。

例如在薄膜沉积工艺中,多个沉积腔室需同时通入氮气作为保护气,限流器能确保每个腔室的氮气流量一致,避免因流量差异导致的薄膜厚度不均。

这种定制化能力还能适应不同制程阶段的流量调整(如从预热阶段到正式沉积阶段的流量切换),无需重构管路,提升系统灵活性。

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三、高参数环境下的制程稳定保障

半导体制造的部分环节处于高温度(如扩散炉工艺,温度可达 1000℃以上)、高压力(部分气体输送压力达数 MPa)或高流量环境中,普通流量控制元件易因环境应力出现性能衰减。

多孔金属限流器采用 316L 不锈钢结构,耐高温、耐高压且化学稳定性优异,同时其多孔结构可形成稳定层流,减少气体湍流对流量的干扰,在以下场景中表现突出:

高温扩散工艺:在氧气、氮气等气体的输送中,限流器能抵抗高温氧化,保持流量稳定,确保晶圆掺杂浓度均匀。

高流量刻蚀工艺:如大容量晶圆的批量刻蚀,需大流量氟化气体,限流器可在高流量下持续可靠工作,避免因流量波动导致的刻蚀速率不稳定。

四、高纯气体系统的洁净度维护

半导体制造对气体洁净度要求极高,任何颗粒污染都可能导致晶圆缺陷。多孔金属限流器的 316L 不锈钢结构无结构弯曲或颗粒脱落风险,且通过 100% 氨气泄漏检测(可推广至其他高纯气体场景),能确保气体在输送过程中不引入杂质。

在光刻胶涂覆前的晶圆表面清洁工艺中,限流器配合高纯氮气吹干晶圆时,可避免自身产生颗粒污染,保障晶圆表面洁净度。

对于超高纯电子级气体(纯度达 99.9999% 以上)的输送,限流器的低吸附、低析出特性可防止气体二次污染,维持气体纯度。

五、设备维护与系统兼容性适配

半导体生产线的设备维护需频繁拆装管路元件,多孔金属限流器结构紧凑、更换便捷的特点,可减少维护停机时间。同时,其标准化接口能与不同品牌的气体阀门、过滤器(如半导体制造用过滤器)、压力传感器等组件兼容,适配各类主流半导体设备(如离子注入机、CVD 设备等)。

例如在定期更换气路元件时,只需快速更换限流器的气阻配件即可恢复流量参数,无需重新校准整个系统,提升维护效率。

综上,多孔金属限流器通过安全防护、流量定制、环境适应、洁净保障及维护适配等核心能力,深度融入半导体制造的气体输送全流程,是保障制程稳定、提升产品良率及生产安全的关键设备。


发布时间 25-08-15
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