基于反应机理的BCl3质量流量控制器堵塞抑制与系统优化
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1.西安交通大学能源与动力工程学院,西安;2.上海电机学院;3.江苏镓宏半导体有限公司

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通讯作者:

中图分类号:

TN305;TH814

基金项目:


Mechanism-Based Clogging Suppression and System Optimization of BCl? Mass Flow Controllers
Author:
Affiliation:

1.School of Energy and Power Engineering,Xi'2.'3.an Jiaotong University,Xi’an ,China;4.Shanghai Dianji University;5.Jiangsu GaN Honor Semiconductor Co,Ltd

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    摘要:

    针对BCl?质量流量控制器在半导体刻蚀工艺中频繁发生堵塞的问题,本文通过分析BCl?与微量水反应生成HCl/B?O?的化学机理,提出了包括流道结构改造、全程保温设计、材料改性及标准化吹扫流程在内的综合解决方案。实验结果表明,优化后MFC的平均无故障连续运行时间从约3个月显著延长至1-2年。在流量控制精度方面,改进前系统在5-50 sccm范围内的流量控制误差高达±15%,且存在明显的流量漂移现象;优化后系统将流量控制误差稳定控制在≤5%以内,刻蚀速率稳定性得到显著提升。本研究为氯基刻蚀气体供气系统的可靠性提升提供了有效的工程解决方案。

    Abstract:

    To address the frequent clogging issues of BCl? mass flow controllers (MFCs) in semiconductor etching processes, this study proposes a comprehensive solution based on the chemical reaction mechanism of BCl? with trace water forming HCl/B?O?. The solution includes flow channel modification, full-path thermal insulation, material modification, and a standardized purge procedure. Experimental results demonstrate that the mean time between failures (MTBF) of the optimized MFC is significantly extended from approximately 3 months to 1-2 years. Regarding flow control accuracy, the pre-optimization system exhibited flow control errors up to ±15% within the 5-50 sccm range, accompanied by significant flow drift. After optimization, the flow control error is stably maintained within ≤5%, resulting in significantly improved etching rate stability. This research provides an effective engineering solution for enhancing the reliability of chlorine-based etching gas supply systems.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

陈传卫,马庆志,毛伟,等. 基于反应机理的BCl3质量流量控制器堵塞抑制与系统优化[J]. 科学技术与工程, , ():

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  • 收稿日期:2025-11-23
  • 最后修改日期:2026-04-20
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