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特性

产品手册︱WET 过滤器如何在新制程时代维持纳米级洁净

 

当芯片工艺节点一路杀到2 nm,晶圆厂里最关键的或许不再是光刻机,而是那些看似不起眼的滤芯。

 

原因很简单:在10 nm时代,一颗5 nm的微粒可能只是良率表上的一个红点;到了2 nm,同一颗微粒就足以让整片价值数万美元的晶圆直接报废。更棘手的是,这些微粒往往诞生于最危险的角落——WET Bench、HF、BOE、SC-1、SPM……每一种化学品都足以在眨眼间把普通滤膜腐蚀成蜂窝。于是,一场“既要极致洁净,又要极致耐腐蚀”的拉锯战在Pall最新一代WET filter上悄悄打响。

 

PALL WET filter

 

走进Fab的湿法区域,你会看到一排排亮白色的过滤壳体整齐列阵,外壳上低调的“Pall”字样并不起眼,但里面那张深藏的膜,才是整个清洗工艺真正的“隐形守门人”。

 

针对应用点位,从HAPAS到PTFE,Pall采用不同膜/不同结构的滤芯设计,为每一步清洗匹配最合适的守门人。

 

HAPAS

 

HAPAS,全称High-Asymmetry Polyarylsulfone,中文可以译成“高非对称聚芳砜”。听名字拗口,却大有文章。

 

 

这张膜呈现出一种“山脉—峡谷”般的立体结构:上游是连绵的“高原”,提供巨大纳污空间;下游则是刀削斧劈的“峭壁”,只留下精准到纳米的通道。正是这种非对称设计,让Pall WET filter在流量与压降之间取得了近乎“反物理”的平衡——同样10英寸滤芯,传统对称膜的流量极限是20 L/min,而Ultipleat® SP DR系列可以稳稳冲到30 L/min以上,压降却反而低40%。换句话说,产线工程师再也不用在“多快”与“多干净”之间做选择题,直接“全都要”。 

 

PTFE

 

PTFE,全称聚四氟乙烯。孔洞致密提供高的拦截效率,也极耐腐蚀,让高黏度的SPM药液铺开;而整张膜材像一道天罗地网,把哪怕只有几十个原子大小的微粒也牢牢截住。最近几年,颇尔不断优化的技术已经让PTFE膜的过滤器产品精度提升到1nm甚至是sub 1nm级别,以满足客户不断变化的终端应用场景。

 

当然,仅有精密的孔径的膜材还远远不够。WET Bench的腐蚀环境堪称“地狱级”:170 °C的SPM混合液里,普通PVDF或PP滤芯往往撑不过几小时就软化变形;而HF槽里,氟离子像无数微型电锯,能把高分子链一段段切断。Pall给出的答案是“全氟全家桶”——滤芯骨架选用高纯度PFA,外壳与接口则是一体注塑的PFA,每一个O-ring都选耐等离子体的全氟弹性体。整套流体通道没有任何金属或普通塑料裸露。

 

如果你觉得“耐腐蚀”已经够硬核,那接下来的功能简直像“开挂”。在先进制程的清洗配方里,药液往往被氮气饱和后送入腔体,但高速循环、温度陡变依旧会析出气泡。这些微米级气泡一旦吸附在晶圆表面,就会形成“气桥”,后续沉积的薄膜出现空洞或剥离,最终变成电性失效。Pall把“除气”直接做进了滤芯:设计了一套排气通道,像赛车尾翼一样把气泡“卷”到壳体顶部,再通过微孔疏水膜实时排出。

 

实测数据显示,同样一条30槽SPM清洗线,加装除气滤芯后,晶圆表面缺陷密度从每平方厘米0.08颗降到0.05颗,良率提升整整2个百分点。对于月产10万片的12吋厂,这意味着每月多出2000片可出货晶圆——按现行代工价折算,直接带来上百万美元新增营收。

 

 

故事还没完。

 

为了让客户享受更快的供应链以及更好的服务, 颇尔在新加坡的新工厂已于今年正式投入运营!该工厂总投资1.5亿美元,新增Litho光刻和WET湿法化学两条重要产品线,为亚太地区先进工艺节点的逻辑和存储芯片制造提供强有力的支持。新加坡工厂将作为颇尔亚太地区客户的区域枢纽,满足日益增长的亚太尤其是中国地区的快速增长。

 

总结

 

从28 nm到2 nm,晶圆的线宽缩小了14倍,而Pall WET filter的孔径也从20 nm一路下探到sub 1 nm,整整追平了工艺节点的迭代速度。

 

有人说,半导体产业最浪漫的地方,是把“看不见的战场”做到极致。当你在深夜的Fab里,听到WET Bench轻轻的嘶嘶声,那是强酸在流动,也是一颗颗“看不见的守门人”在默默工作——它们用一张不起眼的膜,把2 nm的危机挡在晶圆之外,把百亿晶体管的梦想稳稳托举到未来。

 

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August 2025