半導体プロセスチラー用パーフルオロポリエーテルPFPE

半導体製造が 3nm、2nm、そしてさらに高度なプロセス ノードに向けて進歩するにつれて、わずかな温度変動がチップの歩留まりを制限する目に見えないボトルネックになっています。リソグラフィー装置におけるナノメートルのオーバーレイ エラー、エッチング チャンバー内の反応ドリフト、不均一な薄膜堆積は、±0.1 度を超える温度偏差によって引き起こされることがよくあります。{3}}

半導体プロセス チラーは、高精度の熱管理の中核機器として機能します。{0}パーフルオロポリエーテル (PFP​​E) 高性能冷却液と組み合わせると、高度な半導体プロセス用の定温保護システムを形成します。この組み合わせは、DUV/EUV リソグラフィ、エッチング、薄膜堆積などの重要な手順に不可欠です。-この記事では、プロセスチラーと PFPE 冷却液の動作原理、主要な特性、アプリケーション シナリオ、業界の開発トレンドについて専門的に説明します。

半導体プロセスチラーは、フロントエンドのウェーハ製造用に特別に設計された、高精度、超クリーンな温度制御装置です。-通常の工業用冷水器とは異なり、-度以下の温度制御、超クリーンな流体パイプライン、24 時間年中無休の安定した動作を特徴としており、プロセスの再現性とチップ歩留まりを直接決定します。

半導体プロセスチラーは、蒸気圧縮冷凍サイクルとデュアルループ熱交換設計を採用しています。-

1. プロセス ループ: 高純度冷却液 (PFP​​E / DI 水) は、リソグラフィ光学レンズ、エッチング チャンバー、蒸着反応キャビティなどの主要コンポーネントを通過し、熱を吸収してチラーに戻ります。

2. 冷凍ループ: コンプレッサー、凝縮器、蒸発器、スロットル バルブで構成され、冷媒の相変化を通じてプロセス ループから外部冷却水に熱を伝達します。

3. 高精度インテリジェント制御: 高解像度 PT1000 温度センサーとマルチステージ PID 制御アルゴリズムを搭載しており、ミリ秒単位で負荷変動に応答し、±0.01 度～±0.05 度の超高い温度制御精度を実現します。- DUV プロセスでは ±0.05 度の安定性が必要ですが、EUV リソグラフィでは厳密な ±0.01 度の温度一貫性が要求されます。

 超-高い温度制御精度: 高度な 7nm/5nm プロセスでは、冷媒温度の変動が ±0.05 度以内である必要があります。 EUV 光学システムは、熱変形やオーバーレイのずれを避けるために、±0.01 度の安定性が必要です。

 超クリーン流体回路: 316L ステンレス鋼、PFA/PVDF パイプライン素材を採用し、0.1μm の高効率ろ過とイオン交換樹脂を備えています。-粒子数を1粒子/mL以下、金属イオンを0.1ppb以内に制御し、ウェハの汚染を防ぎます。

 広い温度範囲動作: -20 度から +80 度をカバーし、DUV (18 ～ 22 度)、EUV (-10 度 ～ 25 度)、およびエッチング (40 ～ 80 度) プロセスの温度要件に完全に一致します。

 高い信頼性と材料の互換性: PFPE、DI 水、その他の冷却媒体と互換性のある冗長設計により 24 時間 365 日の連続動作をサポートします。 Naura、Advanced Micro -製造装置、SMEE などの国内の半導体装置に幅広く適合します。

半導体プロセス チラーは、フロントエンド ウェーハ製造の標準構成であり、次の 4 つのコア プロセスをカバーします。{0}

 DUV / EUV リソグラフィ: 投影レンズ、ウェーハ ステージ、レーザー光源を冷却して光学温度を安定させ、オーバーレイの精度と線幅の均一性を確保します。

 ドライ/ウェット エッチング: RF 電極とチャンバー壁を冷却し、プラズマ温度を安定させ、エッチング速度と形態の均一性を最適化し、熱ドリフトを回避します。

 CVD / PVD ​​薄膜堆積: 反応キャビティ温度を正確に制御して、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜の厚さと組成を均一にし、欠陥率を低減します。

 イオン注入: イオン源と加速器電極を冷却して、イオン ビームのエネルギーと注入深さの一貫性を安定させます。

パーフルオロポリエーテル (PFP​​E) は、炭素、フッ素、酸素原子で構成される高分子フッ素化化合物です。-完全にフッ素化された分子構造により、極めて化学的不活性、優れた電気絶縁性、広範囲の熱安定性を備えています。- PFPE は、ハイエンド半導体プロセス チラー用のプレミアム専用冷却液となっており、特に DUV および EUV 先進プロセスの厳しい要件に適しています。{4}}

PFPE の中核となる性能は、パーフルオロエーテル繰り返し単位 (-CF₂-O-CF₂-) に由来します。 C-F 化学結合は非常に高い結合エネルギーを持ち、優れた分子安定性を備えています。- PFPE は活性水素や塩素原子を含まないため、化学腐食、分解、不純物の析出を根本的に回避し、半導体業界の超クリーンかつ高互換性の基準を完全に満たしています。-

 極めて高い化学的不活性性と材料の適合性

PFPE は、強酸、強アルカリ、酸化剤、およびほとんどの有機溶剤に耐性があります。プロセスチラーで使用される 316L ステンレス鋼、FKM/EPDM シール、PFA/PVDF パイプラインと互換性があります。 1,000 時間以上の長期循環後も膨張、溶解、沈殿が発生せず、パイプラインの清浄度を長期間維持します。-

 優れた電気絶縁性

体積固有抵抗 10¹4 Ω・cm以上、絶縁耐力 60kV/2.5mm以上。脱イオン水やシリコン オイルよりもはるかに優れた PFPE は、短絡や漏れのリスクなしにリソグラフィ光源や RF 電極などの通電コンポーネントに直接接触できるため、直接液体冷却ソリューションをサポートします。{4}}

 超広範な温度での熱安定性-

安定した動作温度範囲: -80度〜+260度、流動点は-97度、沸点は200〜270度。超低温でも優れた流動性を維持し、高温でも炭化や揮発がなく、EUV低温（-10度）やエッチング高温（80度）の作業条件に完全に適応します。熱伝導率0.07～0.09W/(m・K)、比熱容量1.0kJ/(kg・K)以上で安定した熱伝達効率を実現します。

 低揮発性、環境安全性、長寿命

蒸気圧が極めて低いため、揮発損失が低減され、密閉循環システムでは 3 ～ 5 年間のメンテナンスフリーが実現します。-それは持っていますODP=0、低い GWP (<150), fully compliant with REACH, RoHS and SEMI S2 industry standards. Non-toxic and non-irritating, it is suitable for semiconductor cleanroom environments.

一般的な半導体-グレードの PFPE 冷却液には、Solvay Galden、3M Novec、国産の高純度 PFPE シリーズなどがあります。- DUV/EUV チラーに適合する沸点と温度範囲に応じて、さまざまなグレードが選択されます。

 低温グレード: 沸点 200 度、流動点 -97 度、DUV リソグラフィーおよびエッチング プロセスに適しています。

 高温グレード: 沸点が 270 度までで、優れた熱安定性があり、CVD/PVD 薄膜蒸着に最適です。

 国内の超高純度 PFPE: 99.9999% (6N) 純度、金属不純物は 0.1ppb 以下、14nm/7nm の高度なプロセスに適合し、国内の主流チラー メーカーによって広く検証されています。

主要な PFPE 流体サプライヤーとして、当社は製品以上のものを提供しています。{0}熱管理の成功のためのパートナーシップを提供します。

 認定された品質とグローバルコンプライアンス:当社の液体は、UL、CE、ISO、CCC 認証を取得した厳格な品質管理の下で生産されています。当社は、お客様のコンプライアンスのニーズをサポートするために、完全な規制文書 (MSDS、COA) を提供します。

 信頼できるバルクサプライチェーン: 当社は、5kg/25kg バレルからバルク アイソタンクまで、柔軟でコスト効率の高い{0}パッケージ-で OEM の熱媒流体要件をサポートし、生​​産ラインへの安全な供給を保証します。{4}

 専門家の技術協力:OEM および ODM サービスをサポートする強力な研究開発チームの支援を受けて、当社はカスタム配合に協力し、システム パフォーマンスを最適化するための詳細なアプリケーション エンジニアリングを提供します。{0}

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