在半导体制造向3nm以下制程节点加速突破的当下,晶圆加工设备对流体输送系统的稳定性、耐久性及材料兼容性提出了严苛要求。而MALHATY丸八 BVC-PP系列泵凭借其出色的耐磨损高粘度设计,正在全球顶 尖半导体企业的产线上验证着"零停机、长寿命"的工业奇迹。
一、技术突破:破解高粘度蚀刻液输送难题
在半导体晶圆蚀刻工艺中,氟化氢(HF)与硝酸(HNO₃)混合液体的粘度可达普通水的3-5倍,传统泵体在持续输送过程中易出现叶轮磨损、密封失效等问题。BVC-PP系列通过三大核心技术实现突破:
1. 双流道优化设计:采用螺旋渐扩式流道结构,配合316L不锈钢轴套与碳化硅机械密封,在输送粘度≤500mPa·s的蚀刻液时,可承受-20℃至150℃的广泛温差范围,机械密封寿命突破20000小时。
2. 自润滑轴承系统:在泵轴与轴承接触面嵌入聚苯硫醚(PPS)复合材料,该材料经日本百富化工特殊改性后,摩擦系数降低至0.03,较传统氟橡胶密封圈耐磨性提升400%。
3. 高粘度补偿模块:内置压力传感器与变频控制器,可实时监测流体粘度变化并自动调整转速,确保在输送光刻胶等非牛顿流体时,流量波动控制在±1.5%以内。
二、半导体晶圆设备中的典型应用场景
2.1 光刻胶涂布系统
在12英寸晶圆光刻工艺中,BVC-PP系列泵承担着将粘度为3000-8000cP的光刻胶以0.1-5mL/min的流量精准输送至涂布头的任务。其核心优势体现在:
● 流量稳定性:通过PID闭环控制与陶瓷压电传感器反馈,实现±0.5%的流量重复性,确保晶圆边缘涂布均匀性(Edge Exclusion<1mm);
● 颗粒控制:泵体内部采用电解抛光工艺,表面粗糙度Ra<0.1μm,配合全封闭式机械密封,将颗粒污染水平控制在Class 1(≥0.1μm颗粒数<10个/ft³)。
2.2 CMP浆料循环系统
在化学机械抛光环节,BVC-PP系列泵需持续输送含SiO₂/CeO₂磨粒的碱性浆料(pH值10-12,粘度1000-3000cP)。其技术突破包括:
● 抗结垢设计:流道内壁涂覆类金刚石(DLC)涂层,使浆料沉积速率降低90%,维护周期从每周1次延长至每月1次;
● 压力波动抑制:通过变频驱动与蓄能器联动控制,将出口压力波动范围压缩至±0.05bar,避免晶圆表面产生划痕缺陷。
2.3 晶圆清洗液回收系统
针对超纯水(UPW)与SC1清洗液(NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5)的循环利用,BVC-PP系列泵展现出出色的耐腐蚀性能:
● 密封可靠性:采用双端面机械密封与氮气缓冲保护,在连续运行2000小时后,泄漏量仍<0.1mL/h,远优于行业标准的1mL/h;
● 能效优化:通过IE3级高效电机与磁力耦合传动,系统综合能效提升至85%,较传统泵节能30%以上。
三、行业应用案例数据
3.1 某12英寸晶圆厂CMP设备改造
某半导体制造商在升级28nm制程产线时,采用BVC-PP系列泵替代原有不锈钢离心泵。改造后数据表明:
● 浆料输送流量稳定性从±3%提升至±0.8%;
● 设备综合效率(OEE)提高12%,单线年产能增加1.2万片;
● 维护成本降低65%,年度耗材费用节省超200万元。
3.2 先进封装领域的应用突破
在晶圆级封装(WLP)的临时键合/解键合工艺中,BVC-PP系列泵成功解决热熔胶(粘度10,000-20,000cP)的输送难题。通过定制化螺杆泵头与加热套集成设计,实现:
● 熔胶温度均匀性±1℃,避免晶圆翘曲;
● 胶量控制精度±0.01g,键合强度标准差降低至0.5MPa。
四、未来展望
MALHATY丸八BVC-PP系列泵通过材料科学、流体力学与精密制造的深度融合,为半导体晶圆设备提供了高可靠性、低维护的流体输送解决方案。其技术突破不仅体现在性能指标的量化提升,更在于对晶圆制造全流程污染控制的系统性优化。随着半导体产业向3nm及以下制程迈进,BVC-PP系列泵将持续助力行业突破良率瓶颈,推动集成电路技术向更高精度、更低成本的方向演进。
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