气体纯度是半导体制造高良率的关键支撑！

在先进制程不断向 7nm、5nm、3nm 甚至更小节点推进的今天，影响半导体良率的因素已不再只是光刻和材料本身。

越来越多的晶圆厂在排查良率异常时发现：

—问题往往出在“看不见”的气体污染上。

高纯气体，作为半导体制造八大核心材料之一，其纯度控制能力，正在成为决定良率和稳定性的关键支撑。

一、半导体制造中，气体到底“难”在哪里?

在一条完整的半导体制造产线中，通常包含 400–500 道工艺步骤，其中约 50 种以上工艺气体被反复使用，广泛应用于：

● 干法蚀刻(Etching)

● 薄膜沉积(CVD / ALD)

● 氧化、扩散

● 离子注入

这些气体不仅种类多，而且普遍具有以下特征：

● 高纯度要求（6N–9N）

● 强腐蚀性 / 强反应活性

● 部分气体易燃、易爆、剧毒

● 在 3nm 及以下制程中，

气体中颗粒污染物的控制已进入 ppt（万亿分之一）级别，

任何微小杂质，都可能直接导致：

● 线宽失控

● 漏电流增加

● 电子迁移率下降

● 局部失效，批量报废

二、为什么“气体纯度”越来越难保障?

很多晶圆厂并非没有使用过滤设备，而是忽略了几个关键事实：

1️⃣ 气体本身很“干净”，污染往往来自系统内部

● 管道内壁微颗粒脱落

● 阀门、接头磨损

● 金属离子析出

● 微量水分、氧气残留

 问题不是有没有过滤，而是过滤是否足够“半导体级”

2️⃣ 普通气动过滤器 ≠ 半导体超纯气体过滤器

常规工业或气动过滤器：

● 面向压缩空气

● 过滤精度通常在 μm 级

● 材料与结构无法满足电子特气要求

● 而半导体超纯气体过滤器：

● 面向电子特种气体

● 过滤精度进入 nm 级

● 对金属析出、颗粒释放有严格控制

三、半导体超纯气体过滤器的核心技术要求

要真正支撑高良率制造，过滤器必须同时满足以下条件：

✅ 超高过滤精度

典型过滤精度：10nm / 5nm / 3nm

有效拦截亚微米颗粒与金属污染物

✅ 全不锈钢结构，低析出风险

● 采用高洁净级不锈钢材料

● 内表面电解抛光(EP)，降低颗粒脱落与金属离子析出

✅ 适配多种电子特气

● 腐蚀性气体：HCl、BF₃、Cl₂

● 易燃易爆气体：H₂、PH₃、SiH₄

● 反应性气体：NH₃、WF₆ 等

✅ 安全与可靠性设计

● 抗腐蚀

● 抗自燃

● 长周期稳定运行，减少维护频次

四、不同工艺场景下，过滤方案如何选?

在实际应用中，过滤方案必须“因气而异”：

腐蚀性气体工艺段

→ 更关注材料兼容性与内表面处理

易燃易爆气体管路

→ 更关注结构强度与安全冗余设计

关键工艺前端（Point of Use）

→ 需要更高精度的终端过滤保障

这也是为什么，越来越多晶圆厂在关键工艺节点前，都会配置专用的不锈钢半导体气体过滤器，而非通用型气动过滤器。

五、过滤器，对良率和成本的真实影响

从实际应用反馈来看：

✔ 良品率波动明显收敛

✔ 异常批次减少

✔ 工艺稳定性提升

✔ 返工与报废成本下降

更重要的是：

稳定的气体纯度，是先进制程长期可复制的基础条件。

六、高良率背后，往往是“看不见”的基础能力

当制程进入纳米甚至原子级尺度，

半导体制造的竞争，已不仅是设备和工艺的竞争，

更是基础支撑系统能力的竞争。

半导体超纯气体过滤器，正是其中最容易被忽视，却最难被替代的一环。

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