半導(dǎo)體sds供液系統(tǒng) 芯矽科技

在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，SDS（Super Dry Solvent）供液系統(tǒng)作為關(guān)鍵工藝設(shè)備，承擔(dān)著高純度化學(xué)試劑的精準(zhǔn)輸送與智能化管理任務(wù)。該系統(tǒng)通過閉環(huán)控制、多級凈化及智能反饋機制，確保光刻、蝕刻、清洗等核心環(huán)節(jié)的工藝穩(wěn)定性，是實現(xiàn)納米級制程良率提升的重要保障。以下從技術(shù)架構(gòu)、功能特性、應(yīng)用場景及發(fā)展趨勢等方面進行詳細解析。

一、系統(tǒng)組成與工作原理

典型SDS供液系統(tǒng)由儲液罐、高精度計量泵、過濾器集群、溫度控制系統(tǒng)、傳感器陣列及控制單元構(gòu)成。其核心在于動態(tài)平衡機制：通過質(zhì)量流量計實時監(jiān)測流體流速，結(jié)合壓力傳感器反饋數(shù)據(jù)，由PLC控制器自動調(diào)節(jié)泵速以維持設(shè)定值。例如，在光刻膠涂布過程中，系統(tǒng)需將粘度隨溫度變化的聚合物溶液控制在±0.5%的流量波動范圍內(nèi)，這依賴于PID算法對環(huán)境溫濕度變化的快速響應(yīng)。

材料兼容性是設(shè)計重點。接觸液體的部分普遍采用PFA（可熔性聚四氟乙烯）或經(jīng)過電解拋光的316L不銹鋼材質(zhì)，既能抵抗腐蝕性化學(xué)品侵蝕，又能避免金屬離子析出污染產(chǎn)品。對于特殊工藝如EUV光刻所需的極低金屬污染環(huán)境，還會引入全氟密封件與惰性氣體覆蓋層，將雜質(zhì)水平控制在PPb級以下。

二、關(guān)鍵技術(shù)突破

納米級過濾技術(shù)
采用分級過濾策略：前置5μm囊式過濾器攔截大顆粒物，中間0.1μm中空纖維膜去除微小雜質(zhì)，終端采用孔徑小于10nm的陶瓷膜進行最終凈化。配合在線激光粒子計數(shù)器實時監(jiān)控，確保輸出液體中≥50nm的顆粒數(shù)量少于每毫升1個。這種設(shè)計有效解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)中濾材脫落造成的二次污染問題。

熱管理系統(tǒng)創(chuàng)新
針對易揮發(fā)溶劑（如PGMEA），開發(fā)了雙循環(huán)溫控模塊：內(nèi)層螺旋管通入制冷劑精確控溫至設(shè)定點±0.1℃，外層保溫夾套減少熱量散失。該結(jié)構(gòu)使溶劑蒸氣壓穩(wěn)定度提升，避免因溫度波動導(dǎo)致的涂布厚度不均現(xiàn)象。實測數(shù)據(jù)顯示，此方案可將光刻膠膜厚非均勻性從常規(guī)設(shè)備的3σ=2.8nm降至1.2nm。

智能自學(xué)習(xí)算法應(yīng)用
基于機器學(xué)習(xí)的流量預(yù)測模型成為新趨勢。通過采集歷史運行數(shù)據(jù)建立流體動力學(xué)模型，系統(tǒng)能預(yù)判過濾器堵塞周期并提前啟動備用通道。某廠商測試表明，該技術(shù)使計劃外停機時間減少，同時延長了主過濾器的使用壽命。

三、典型應(yīng)用場景分析

以封裝中的TSV硅通孔清洗為例，SDS系統(tǒng)需要交替輸送DHF（含HF的緩沖溶液）和臭氧水進行各向同性刻蝕后的殘渣清除。此時系統(tǒng)的多重隔離閥組發(fā)揮關(guān)鍵作用：通過氣動執(zhí)行器驅(qū)動的三偏心蝶閥實現(xiàn)不同化學(xué)管路的零交叉污染切換，配合中間沖洗水槽的氮氣吹掃程序，成功將交叉污染概率控制在10^-6級別以下。