半导体刻蚀工艺超高精度真空压力测量技术

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项目简介

目前,国内外所有刻蚀工艺设备所采用的超高精度真空压力测量技术及产品均来自美国,因其0.002%F.S.分辨率、0.1%测量精度的优异性能,使得全球刻蚀工艺设备全部配套该公司的产品,形成完全的技术垄断局面。

国内类似的压力传感器被称为变送器,但是因为原理、材料、结构、精度及稳定性的因素,基本上被应用于大气环境、水压、油压等用途。半导体领域所需要的超高精度真空压力测量技术及产品还完全依赖进口。自2017年开始,项目团队开展了刻蚀用超高精度真空压力测量技术以及相关领域技术的研发及原理验证工作。经过几年的努力,现阶段已经基本突破各领域的技术难题,原理样机已经进入性能测试及功能优化阶段。

现阶段,真空压力测量技术主要包括MEMS结构、陶瓷材料及特种金属材料这三大类型的产品。但是,针对刻蚀工艺及大部分半导体工艺,前两种类型都不能选用。因为刻蚀工艺需要比较高的工艺温度,而且工艺反应气体基本上都具有强腐蚀性。MEMS结构如果曝露在腐蚀性工艺气体内,短时间内就会受损,甚至直接导致传感器报废。陶瓷材料传感器虽然和金属材料传感器在设计结构上都可以将腐蚀性工艺气体与传感器内部核心部件分离,但是陶瓷材料也无法长时间承受工艺气体的腐蚀,很容易发生核心器件受损,影响力学性能,导致传感器零点漂移,稳定性下降。

该项目自主研发的真空压力测量技术采用特种金属材料。但是单一的材料选择并不能满足刻蚀工艺对高精度真空压力测量的要求,同时在结构原理、核心材料、特种加工、微小信号测量等多领域同期开展协同研发。

应用领域

现阶段,国内所有半导体设备生产厂商及器件工艺产线中,刻蚀工艺设备等全部高端设备都必须依赖国外的超高精度真空压力测量技术及产品,所以,自主研发的超高真空压力测量技术及产品将要面对国内所有的半导体设备生产厂家及器件工艺产线的工艺阶段真空压力检测需求,打破技术垄断。甚至在能源、军事等领域也会有很广泛并重要的应用。 大规模集成电路领域预计真空压力测量产品的年销售额可以达到8~10亿。

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