化学液集中供应系统概述

在现代半导体生产中，化学液供应主要采用中央供应系统（CDS或BCD），仅对少量使用的化学液采用人工供应方式。CDS系统专为生产线24小时不间断供应化学液而设计，特别适用于需求量大、危险性高的化学液。

系统供应目的

CDS系统主要为以下关键工艺步骤提供支持：

光刻显影制程 - 用于显影芯片图案

晶圆清洗制程 - 去除芯片表面杂质和微粒子

湿法刻蚀制程 - 精确刻蚀芯片图案

薄膜制备制程 - 提供化学气相沉积所需前置反应物

化学机械抛光制程 - 实现芯片表面抛光

研磨制程 - 辅助芯片研磨过程

配件载体清洗 - 清洁制程设备零配件

半导体工艺对化学液的运输和储存有严格要求，包括温度、浓度、成分比例、状态、反应/混合时间、使用量、流速等参数。这些因素直接影响化学液到达使用设备后能否直接参与工艺过程。

化学液分类与用途

半导体生产用化学液主要分为三类：

酸性溶液

氢氟酸(HF)：用于刻蚀和清洗硅片表面氧化层

盐酸(HCL)：组成SC2溶液，去除金属污染物

硫酸(H2SO4)：构成Piranha Clean溶液，去除有机杂质

碱性溶液

氨水(NH4OH)：组成SC1溶液，去除微粒子及金属不溶物

氢氧化钾(KOH)：用于化学机械抛光制程和显影液

有机溶剂

异丙醇(IPA)：作为晶圆干燥剂

丙酮：用于正光阻的清洗去除

系统流程与构成

半导体工厂的中央化学药液供应系统可分为两类：

基本供应系统：直接将化学液从储存设备输送至制程机台

功能系统：具备混合、加热或搅拌等功能后再供应给机台

中央供液基本要求

操作安全：耐腐蚀、耐压力、防爆设计

零污染：系统材料与化学液完全兼容

微粒子控制：配备循环过滤系统

流量保障：满足各机台最高流量需求

泄漏报警：实时监测并自动关闭故障区域

取样分析：定期检测粒子及金属离子含量

自动控制：实时监控系统状态并自动调节

维护保养：定期自动维护延长系统寿命

用量统计：智能调整供应计划

故障诊断：快速定位问题点

供液方式选择

大量使用：槽车→充填站→大型储罐（>10m³）

中少量使用：便携式容器→主管路

输送方式主要采用泵传输或N2加压输送，根据化学液特性选择合适方式。

安全防护系统

紧急排放：设置溢出阀和专用排放管道

泄漏防护：配备耐腐蚀传感器和二次围堵装置

手动切断：关键位置安装应急开关

液位监控：实时监测储罐液位和压力

消防系统：易燃易爆区域配备自动灭火装置

半导体厂房化学液供应系统是生产安全的关键环节，设计时必须考虑全面。本文提供了从系统类型、控制流程到安全措施的完整设计参考，助力打造安全高效的化学液供应体系。