膜法脱除金属离子制备超净高纯化学品工艺开发

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2026-10-29             环球过滤分离技术网             guolv1618

     超净高纯化学品是微电子技术发展过程中不可缺少的关键基础化工材料，主要应用在半导体、平板显示、太阳能光伏领域等及微电子、光电子器件制造领域。随着微电子技术的迅猛发展，对超净高纯试剂的要求和标准也不断在提高。超净高纯化学品的纯度和洁净度对集成电路的成品率、电性能及可靠性均有十分重要的影响。不同线宽的集成电路（IC）制作工艺技术，对超净高纯化学品中金属杂质、颗粒物有严格要求。金属杂质如Au、Pt、Fe、Ni、Cu等，以及碱金属Na、K等，都会对电子元器件的性能产生严重影响。因此，在制备超净高纯化学品时，除金属杂质和颗粒是至关重要的环节，如下表所示：

超净高纯化学品伴随着集成电路的整个制作过程，在湿法工序中，化学品中的金属杂质会危害到电子元器件电性能，极微量的金属杂质就会严重影响半导体的产品质量。如Au、Pt、Fe、Ni、Cu等，属于硅片中的快扩散物质，影响元器件的可靠性和阈值电压，可能导致低击穿和缺陷。碱金属如Na、K，会融进氧化膜中，造成元器件漏电、造成低击穿危害。P、As、Ab、Al等属于硅片中的浅能级杂质，有扩散作用，可影响电子和空穴数量。随着集成电路的集成度的日益提升超净高纯化学品中的金属离子含量要求也越来越严格。

在超净高纯化学品的制备和应用过程中，颗粒物的存在是一个不容忽视的问题。这些颗粒物可能来源于原料、生产环境或处理过程中的污染。它们不仅会损害集成电路的成品率和可靠性，还可能影响电子元器件的电性能和稳定性。

目前国内外制备超净高纯试剂的常用技术主要有：蒸馏、精馏、树脂交换、重结晶、化学处理、膜处理等技术。膜处理技术是物理分离过程，无需加热和无需添加任何化学试剂，是去除微量金属离子杂质的有效方式。国初科技根据多年的膜技术应用经验，开发了一种脱除超净高纯化学品中金属离子工艺，最低可实现金属离子＜50ppt。

除金属离子外，超净高纯化学品的颗粒控制同样关键。国初科技针对超纯化学品特性，采用高精度除颗粒超滤膜组件（最高精度可达5nm），有效去除≥0.2μm颗粒，满足SEMI Grade 4/5标准要求。

工艺流程：

为避免接触部件的溶出物污染，工艺流程中与超净高纯化学品接触部件均需采用高纯材质。一级膜组件可将金属离子杂质含量降低至ppb级别，二级膜组件可将金属离子杂质含量降低至ppt级别，三级膜组件为终端过滤确保溶剂无颗粒，精度最高可达5nm。同时也有助于脱气泡，提高化学品的稳定性。本工艺对K、Na、Ca、Cu、Fe、Mg等金属杂质都有较好的去除效果。

与传统蒸馏工艺比，本工艺的装置占地面积小，操作非常容易，系统密封，能耗低，环境友好。不仅可以用在超净高纯化学品生产，在半导体制程上其他高纯试剂的纯化应用，如树脂、聚合物等光刻化学产品，还可以实现金属离子ppb-ppt级脱除，还可同步完成颗粒控制，显著提升超纯化学品的综合品质。

除金属离子外，超净高纯化学品的颗粒控制与气泡脱除同样关键。国初科技针对超纯化学品特性，还可提供化学品溶液脱气膜技术。在使用化学品溶液的工艺流程中快速去除液体中的气泡或溶解气体（如O₂、CO₂），避免气泡对光刻、蚀刻等工艺的干扰。

该技术已大量应用于半导体光刻胶、电子级溶剂等产品的纯化，确保化学品在传输与使用过程中无颗粒、无气泡，提升工艺稳定性。

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