半导体晶圆厂为何对CO杂质如此敏感?


在半导体制造过程中,气体纯度并不仅仅是一个“数字指标”,而是直接关系到晶圆良率、工艺稳定性和产品可靠性的关键因素。

随着先进制程不断发展,电子级气体的纯度要求越来越高。从5N、6N到更高等级的超高纯气体,过去可以忽略的微量杂质,如今也可能成为影响工艺稳定性的潜在风险。其中,一氧化碳(CO)就是一个容易被低估的杂质。

 

为什么晶圆厂如此关注微量CO?

CO通常并不是电子级气体中的主要成分,但在高纯气体应用中,真正重要的并不是“含量高不高”,而是它是否超过工艺允许的杂质控制范围。

对于半导体制造而言,微量CO可能通过气体供应系统进入关键工艺环节,并对沉积、刻蚀、外延、热处理等工艺造成潜在影响。

当工艺节点不断缩小、污染控制标准持续提高时,气体净化系统也必须从“满足基本纯度”进一步升级到“稳定控制痕量杂质”。

这也意味着,传统依靠吸附或简单过滤的方式,可能已经难以满足部分高纯气体应用的长期需求。

 

霍加拉特剂:CO深度去除的催化解决方案

针对CO杂质,霍加拉特剂(Hopcalite Catalyst)是一种成熟的催化氧化材料。

其主要活性组分通常为二氧化锰(MnO₂)和氧化铜(CuO),能够促进CO与氧气发生反应,将CO转化为CO₂:

2CO + O₂ → 2CO₂

与单纯依靠吸附容量的材料相比,催化氧化的核心优势在于:催化剂通过促进化学反应实现CO转化,而不是简单地将CO暂时吸附在材料表面。

这使其特别适合用于需要连续运行、稳定净化和长期控制CO浓度的气体处理系统。

 

高性能CO催化剂需要关注什么?

在实际应用中,选择霍加拉特剂不能只看“CO去除率”一个参数,还需要综合考虑:

① 催化活性

低浓度CO条件下仍需保持良好的转化能力。

② 机械强度

长期运行过程中减少粉化和磨损,降低系统污染风险。

③ 压降

合理的颗粒尺寸和床层设计,有助于降低气体通过催化剂床层的压力损失。

④ 湿度适应性

不同应用环境中的水分可能影响催化剂性能,因此需要根据实际工况选择合适的配方。

⑤ 使用寿命与稳定性

对于连续运行的气体净化设备,长期稳定性往往比短期实验室性能更加重要。

 

鑫碳霍加拉特剂

针对高纯气体及工业气体净化需求,鑫碳开发了Mn-Cu体系霍加拉特剂,可用于CO杂质控制及气体深度净化。

产品可提供不同颗粒尺寸及规格,并可根据客户的气体组成、CO浓度、流量、温度、湿度以及设备结构进行应用匹配。

目前,该类催化剂可应用于:

* 半导体及电子气体净化

* 高纯氮气净化

* 工业气体深度净化

* 氢气及燃料电池相关系统

* 个人防护及生命保障设备

 

从“高纯”走向“超低杂质控制”

 

对于先进制造业而言,未来的气体净化竞争不仅是纯度等级的竞争,更是**痕量杂质控制能力、长期稳定性以及系统可靠性**的竞争。

当CO控制要求不断提高时,选择合适的催化氧化技术,可以帮助气体净化系统进一步提升性能,为半导体及其他高端制造工艺提供更加稳定的气体品质保障。

微量CO看似不起眼,但在超高纯气体系统中,每一个ppm甚至更低浓度的杂质都值得认真对待。