在半导体制造领域,高纯气体的洁净度直接决定着晶圆加工、芯片生产等关键工艺的质量与稳定性。恒歌半导体气体过滤器(Semiconductor Gas Filter)作为专为该领域量身打造的高精度过滤设备,凭借卓越的技术性能,高效去除氮气、氩气、氢气、氧气等高纯气体中的颗粒物、微量水分、氧气、VOCs 及金属杂质,为光刻、蚀刻、沉积等核心半导体工艺筑牢洁净防线,助力半导体企业实现高品质生产。
一、定义与用途
✅ 定义
恒歌半导体气体过滤器创新性采用烧结金属膜、PTFE 膜或高性能陶瓷滤材,通过物理拦截与化学吸附双重作用,精准去除气体中的亚微米级颗粒(最小可至 0.003μm)、微量水分(含量低于 1 ppb)、氧气(含量低于 1 ppb)及各类痕量污染物,确保输出气体纯度稳定达到 99.9999%(6N)及以上标准。设备主体选用优质 316L 不锈钢或经过精密电抛光处理的特殊材质,具备出色的耐高温、耐高压性能,同时可适应无菌生产环境,完全契合半导体行业严苛的工艺要求。
主要用途
颗粒精准去除:高效捕集气体中的亚微米颗粒,从源头避免因颗粒污染导致的晶圆缺陷,保障晶圆加工的良品率。
气体深度纯化:深度去除气体中的水分、氧气、VOCs 等有害杂质,维持工艺环境的稳定性,确保半导体制造各环节工艺参数精准可控。
核心设备保护:为气体输送系统及各类半导体工艺设备提供可靠保护,减少杂质对设备内部精密部件的磨损与腐蚀,延长设备使用寿命,降低企业运维成本。
多领域适配应用:除核心的半导体制造领域(涵盖晶圆加工、芯片生产全流程)外,还广泛适用于光伏产业、微电子制造等对气体纯度有高要求的领域,展现出极强的应用适配性。
二、结构组成
恒歌半导体气体过滤器采用模块化设计,结构布局科学合理,核心组成部分协同运作,保障过滤性能稳定可靠。其主要结构包括:
高强度壳体:采用 316L 不锈钢一体成型工艺打造,经过严格的电抛光处理,表面粗糙度极低,有效避免杂质吸附与残留,同时具备优异的抗压、耐腐蚀性能,为内部过滤组件提供坚实保护。
高效过滤滤芯:作为过滤器的核心部件,恒歌精选高性能烧结金属膜、PTFE 膜或陶瓷滤材制成滤芯,滤材孔隙分布均匀,过滤精度稳定,可根据不同过滤需求灵活配置,实现对不同类型杂质的精准去除。
精密连接组件:配备高品质 VCR 接头,连接紧密且密封性极强,有效防止气体泄漏,保障气体输送过程中的纯度,同时便于安装与后期维护更换。
压差监测装置:内置高精度压差传感器,实时监测过滤器进出口压差变化,及时反馈滤芯堵塞情况,为用户判断滤芯更换时机提供准确依据,确保设备持续稳定运行。
三、主要类型
基于不同的过滤需求与应用场景,恒歌半导体气体过滤器形成了丰富的产品系列,主要包括以下类型:
颗粒专用过滤器:专注于气体中颗粒物的去除,采用高精度滤材,针对亚微米级颗粒具有极高的捕集效率,适用于对颗粒污染敏感的光刻、晶圆清洗等工艺环节。
气体纯化过滤器:以去除气体中的水分、氧气、VOCs 等微量杂质为核心功能,集成高效化学吸附材料,实现对气体的深度纯化,满足蚀刻、沉积等工艺对气体纯度的严苛要求。
高温高压专用过滤器:采用特殊耐高温、耐高压材质与结构设计,可在高温(最高适应温度根据型号可达 400℃左右)、高压(最高耐压可达 10MPa 以上)工况下稳定运行,适用于半导体制造中的高温工艺环节。
定制化过滤器:根据客户特定的生产工艺、气体类型、纯度要求等个性化需求,提供定制化的过滤解决方案,包括特殊材质选择、结构设计、性能参数优化等,全方位满足客户的差异化需求。
四、恒歌半导体气体过滤器 vs 其他过滤器
对比维度 | 恒歌半导体气体过滤器 | 普通排气过滤器 | 常规除尘过滤器 |
过滤精度 | 极高,可去除 0.003μm 亚微米颗粒 及 < 1 ppb 的微量杂质 | 较低,主要针对排气中的大颗粒 与部分有害气体,精度通常 在 1μm 以上 | 中等,以去除空气中的粉尘颗粒为主, 精度多在 0.1~10μm |
气体纯度要求 | 严格,处理后气体纯度需 达到 6N 及以上,满足半导体工艺需求 | 较低,仅需达到基本的 环保排放标准即可 | 较低,主要保障空气洁净度 符合一般工业或民用要求 |
适用杂质类型 | 全面,可去除颗粒物、水分、 氧气、VOCs、金属杂质等 多种痕量污染物 | 单一,主要针对排气中的颗粒物 与特定有害气体(如硫化物、氮氧化物) | 单一,仅针对粉尘颗粒 |
材质与工艺 | 优质 316L 不锈钢(电抛光)+ 高性能滤材,工艺精密, 耐腐蚀、耐高温、耐高压 | 普通碳钢或塑料壳体 + 常规滤材, 工艺相对简单,耐温耐压性能较弱 | 普通金属或塑料壳体 + 常规滤棉 / 滤网,材质与 工艺要求较低 |
应用场景 | 半导体制造、光伏、微电子等 对气体纯度要求极高的高科技领域 | 工业废气排放处理、环保领域等 | 工厂车间除尘、空气净化设备、 民用空气净化器等 |
五、典型应用场景
1. 半导体晶圆加工环节
在晶圆光刻、蚀刻、清洗等关键加工工序中,需使用高纯度氮气、氩气等保护气体与工艺气体。恒歌半导体气体过滤器安装于气体输送管道前端,有效去除气体中的颗粒物、水分等杂质,避免杂质附着在晶圆表面或进入工艺腔体,防止晶圆出现划痕、缺陷等问题,保障晶圆加工精度与质量。
2. 芯片制造 CVD/PVD 工艺
化学气相沉积(CVD)与物理气相沉积(PVD)是芯片制造中形成薄膜的核心工艺,对气体纯度要求极为严苛。恒歌半导体气体过滤器可深度去除工艺气体中的氧气、VOCs 等杂质,防止杂质影响薄膜的成分、结构与性能,确保沉积薄膜的均匀性、致密性与稳定性,提升芯片的电气性能与可靠性。
3. 光伏电池生产
在光伏电池(如晶硅电池、薄膜电池)生产过程中,需要使用高纯度氢气、氮气等气体进行退火、镀膜等工艺。恒歌半导体气体过滤器能够精准去除气体中的水分、颗粒物等杂质,避免杂质对光伏电池的转换效率、寿命等关键性能指标产生负面影响,助力光伏企业生产高效优质的光伏产品。
4. 微电子器件制造
微电子器件(如传感器、微型处理器)的制造工艺复杂,对生产环境与气体纯度要求严格。恒歌半导体气体过滤器可为微电子器件制造过程中的气体供应提供洁净保障,去除各类痕量污染物,确保微电子器件的性能稳定、可靠性高,满足微电子行业不断发展的技术需求。
六、选型建议
为确保恒歌半导体气体过滤器能够完美匹配实际生产需求,发挥最佳过滤效果,在选型时需综合考虑以下关键因素:
明确气体类型:根据待过滤气体的种类(如氮气、氩气、氢气、氧气等),选择与气体特性相适配的过滤器材质与滤芯类型,避免因气体与材质发生化学反应影响过滤性能或导致设备损坏。
确定过滤精度要求:依据具体工艺对气体中颗粒物、水分、氧气等杂质的最高允许含量,明确所需的过滤精度,选择对应的过滤器型号,确保处理后气体纯度满足工艺标准。
考虑工况条件:充分评估过滤器的工作温度、工作压力等工况条件,选择能够在相应工况下稳定运行的产品,避免因工况超出设备耐受范围导致设备故障或性能下降。
结合应用场景:根据过滤器的安装位置(如气体输送管道、设备入口 POU 等)、安装方式(水平安装、垂直安装)以及是否需要前置预滤器等应用场景需求,选择结构与安装方式适配的过滤器,确保安装便捷且不影响整体生产流程。
参考流量需求:根据实际生产中气体的流量需求,选择合适处理流量的过滤器,避免因过滤器处理能力不足导致气体供应不足,或处理能力过剩造成资源浪费。
七、安装与维护建议
1、安装要点
安装位置选择:建议将恒歌半导体气体过滤器安装在气体输送管道靠近工艺设备的位置,如设备入口(机台 POU)处,可最大程度减少气体在输送过程中受到二次污染的风险;支持水平安装与垂直安装两种方式,安装时需确保过滤器壳体无倾斜,保证气体平稳流通。
注意气流方向:严格按照过滤器壳体上标注的气流方向进行安装,确保气体从过滤器的入口进入,经过滤芯过滤后从出口流出,避免因气流方向错误导致过滤效率大幅下降甚至损坏滤芯。
前置保护措施:对于气体中杂质含量较高的工况,建议在恒歌半导体气体过滤器前端加装粗滤器(如 0.1μm 精度的预滤器),先对气体进行初步过滤,减少主过滤器滤芯的负荷,延长主滤芯的使用寿命。
确保气密性:安装过程中,需仔细检查 VCR 接头的密封情况,确保接头连接紧密,可采用氦质谱检漏等方式检测气密性,防止气体泄漏影响气体纯度或造成安全隐患。
2、维护建议
定期检查滤芯状态:建议每 3~6 个月对过滤器滤芯进行一次检查,通过压差监测装置观察过滤器进出口压差变化,当压差超过 0.1 MPa 时,表明滤芯已出现较严重堵塞,需及时更换滤芯;对于烧结金属滤芯,可在专业人员指导下进行清洗后重复使用,而 PTFE 膜滤芯与化学吸附滤芯因过滤特性限制,多为一次性使用,堵塞后需直接更换。
定期检测出气纯度:定期对过滤器的出气纯度进行检测,重点监测气体中的颗粒物含量(需低于 0.003μm)、水分含量(需低于 1 ppb)等关键指标,确保出气纯度符合工艺要求,若检测发现纯度不达标,需及时排查原因并采取相应措施(如更换滤芯、检查气密性等)。
滤芯更换周期:滤芯的更换周期通常为 6~36 个月,具体更换时间需根据气体纯度、气体流量、杂质含量等实际使用情况灵活调整,对于杂质含量高、使用频率高的工况,应适当缩短更换周期。
洁净操作要求:过滤器的安装、维护与滤芯更换等操作必须在洁净室(ISO 5 级或更高洁净等级)内进行,操作人员需穿戴洁净服、洁净手套等防护装备,避免外界杂质对过滤器或气体造成二次污染。
3、储存建议
未使用的恒歌半导体气体过滤器滤芯应存放在无尘、干燥、无菌的环境中,避免阳光直射、高温、高湿或有腐蚀性气体的环境,防止滤芯材质老化、受潮或被污染。
储存过程中,需将滤芯放置在专用的包装容器内,避免滤芯受到碰撞、挤压等机械损伤,确保滤芯在使用前保持良好的性能状态。
恒歌半导体气体过滤器凭借超高过滤精度、超低杂质释放、优异的耐腐蚀性能,以及针对半导体制造工艺的专业设计,成为保障高纯气体洁净度的核心设备。无论是在半导体晶圆加工、芯片生产,还是光伏、微电子等领域,恒歌半导体气体过滤器都能精准满足不同工艺对气体纯度的严苛要求,为企业提升产品质量、降低生产成本、提高生产效率提供有力支持。
与普通排气过滤器、常规除尘过滤器相比,恒歌半导体气体过滤器在过滤精度、气体纯度要求、杂质去除范围等方面均展现出显著优势,是高科技制造领域中不可或缺的关键设备。在实际选型与使用过程中,用户可根据自身的气体类型、工艺要求、工况条件等因素,选择适配的恒歌半导体气体过滤器产品,并严格按照安装与维护规范进行操作,以确保设备长期稳定运行,持续为生产工艺提供洁净的高纯气体。
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