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真空 ›› 2025, Vol. 62 ›› Issue (5): 58-62.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2025.05.09

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集成电路离子注入用低温泵*

冯欣宇1,2, 程祥2, 杨杨2   

  1. 1.中国电子科技集团公司第十六研究所,安徽 合肥 230088;
    2.安徽万瑞冷电科技有限公司,安徽 合肥 230088
  • 收稿日期:2024-10-28 发布日期:2025-09-29
  • 作者简介:冯欣宇(1982-),男,山西大同,硕士,高级工程师。
  • 基金资助:
    *国家科技重大专项(2014ZX02001-003)

Cryopump for Ion Implanter in IC Manufacturing

FENG Xinyu1,2, CHENG Xiang2, YANG Yang2   

  1. 1. The 16th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Hefei 230088, China;
    2. Vacree Technologies Co., Ltd., Hefei 230088, China
  • Received:2024-10-28 Published:2025-09-29

摘要: 结合集成电路离子注入机台对于低温泵抽气性能与安全防护的严苛要求,介绍了离子注入用低温泵的主要性能指标、机械结构与电气系统特点、应用配置及特殊的安全吹扫流程。与PVD用低温泵相比,离子注入用低温泵口径更大,对氢气抽速与容量的要求更高,其通过冷板与吸附阵结构设计优化了氢气抽速与容量。离子注入用低温泵控制系统设有电源切换单元和后备电池模块,独特的安全吹扫流程保证氢气能够安全排出,降低了爆炸风险。

关键词: 集成电路, 离子注入, GM制冷机, 低温泵, 安全吹扫

Abstract: Based on the strict requirements of ion implanter for pumping performance and safety protection of cryopump, the main performance index, mechanical structure and electrical system characteristics, application configuration, and unique safety purge sequence of cryopump for ion implantation were introduced. Compared with the cryopump for PVD, the cryopump for ion implantation has a larger diameter and higher requirements for hydrogen pumping speed and capacity. The hydrogen pumping speed and capacity are optimized by the structure design of cold plate and adsorption array. The control system of cryopump for ion implantation has a power switching unit and a backup battery module, and the unique safe purging process ensures that hydrogen can be safely discharged and reduces the risk of explosion.

Key words: integrated circuit, ion implanter, GM refrigerator, cryopump, safety purge

中图分类号:  TP23

[1] 关旭东. 硅集成电路工艺基础[M]. 2版. 北京:北京大学出版社,2014:94.
[2] 佐藤淳一. 图解入门-半导体制造工艺基础精讲 [M]. 4版.王忆文,王姝娅, 译.北京:机械工业出版社,2022:54-55.
[3] 张渊. 半导体制造工艺[M]. 北京:机械工业出版社, 2010:163.
[4] VAN ZAN P.芯片制造-半导体工艺制程实用教程 [M]. 6版. 韩郑生, 译.北京:电子工业出版社, 2015:210.
[5] TAKAHASHI K. Cryopump: US 11644024 B2[P].2023-05-09.
[6] TAKAHASHI K. Cryopump: US 12140129 B2[P].2024-11-12.
[7] MOCHIDZUKI K. Cryopump and regeneration method of cryopump: US 11686300 B2[P].2023-06-27.
[8] YATSU T. Cryopump and regeneration method of cryopump: US 11732703 B2[P].2023-08-22.
[9] SHUHEI G, TAKAHIRO N. Cryopump: US 0392831 A1[P].2023-12-07.
[10] CASELLO J J, MAHONEY P K, SZAREK G M. Cryopump: US 12146480 B2[P].2024-11-19.
[11] SZAREK G M. Cryopanel structure for a cryopump: US 12049882 B2[P].2024-07-30.
[12] CASELLO J. Cyopumps and inlet flow restrictors for cryopumps: US2023/0392838 A1[P].2023-12-07.
[13] BARTLETT A J, SZAREK G M, MAHONEY P K. Cyopump with peripheral first and second stage arrays: US 11466673 B2[P].2022-10-11.
[14] GORDON D, MELKOTE R, LONGLEY A E, et al. Vacuum system with diagnostic circuitry and a method and computer program for monitoring the health of such a vacuum system: US2022/0269257 A1[P]. 2022-08-25.
[15] MICHAEL H, KAMUSELLA S. Cryogenic refrigeration system and cryogenic pump: US 0302088 A1[P].2024-09-12.
[16] 冯欣宇,杨杨. 集成电路制造用制冷机低温泵发展现状[J]. 真空,2022,59(2):42-47.
[17] 莱宝官网[EB/OL]. https://www.leybold.cn.
[18] 爱德华官网[EB/OL]. https://www.edwardsvacuum.cn.
[19] 住友官网[EB/OL]. https://.www.shicryogenics.com.
[20] 武义锋,曾环,王君,等. 大抽速氙气泵优化设计研究[J]. 低温与超导,2024,52(5):95-100.
[21] TAKAHASHI K. Cryopump: US 11512687 B2[P].2022-11-29.
[22] 胡忠军,王炳明,杨伟茂,等. 大型氦气压缩机技术特点和发展趋势[J]. 真空与低温,2020,26(4):270-277.
[23] 胡忠军,吴霞俊,林文剑,等. 大型氦气螺杆压缩机核心技术研究开发与应用[J]. 科学通报,2022,67(21):2482-2491.
[24] 张法轮,袁鉴辞,吕式朋. 飞利浦Ingenia 3.0T磁共振氦气压缩机工作原理与故障维修[J]. 医疗卫生装备,2023,44(10):114-117.
[25] 石玉洋,唐佳丽,李俊杰,等. 氦气压缩机冷却水系统的运行维护及优化潜力分析[J]. 低温工程,2018(3):64-68.
[26] TAKAHASHI K. Cryopump and cryopump regeneration method : US 0200544 A1[P].2024-06-20.
[27] 姜程山. 氢气的爆炸极限抑制研究[D]. 济南:山东建筑大学,2017.
[1] 曾方琪, 李运坡, 魏于苹, 蒲世豪, 金凡亚. 用于离子源电源的高频脉冲变压器设计*[J]. 真空, 2025, 62(3): 70-75.
[2] 卢政阳, 管承红, 杨晨, 陈杰, 李艳峰, 董文庆. 大抽速、高容积KDCP-16低温泵研制*[J]. 真空, 2024, 61(4): 42-46.
[3] 余彦飞, 李晓刚, 胡湘娥, 陈进文, 陈洁心. 基于流导法的G-M制冷机低温泵抽速测试与分析*[J]. 真空, 2024, 61(3): 20-25.
[4] 邓家良, 曾环, 杨杨, 冯欣宇, 武义锋. 半导体PVD用200mm口径低温泵性能测试研究*[J]. 真空, 2023, 60(5): 75-80.
[5] 冯欣宇, 杨杨. 集成电路制造用制冷机低温泵发展现状[J]. 真空, 2022, 59(2): 42-47.
[6] 汪阳, 张高会, 汪凯, 杨镕菲, 李想, 孙启轩. 钛合金Ti6Al4V表面离子注入铜的阻燃性研究[J]. 真空, 2021, 58(5): 98-103.
[7] 曾环, 邓家良, 孙志和. 250mm口径低温泵设计*[J]. 真空, 2020, 57(2): 13-16.
[8] 赵月帅, 孙立臣, 邵容平, 闫荣鑫, 孙 伟, 李 征. DN1250 液氮屏蔽型制冷机低温泵的研制与性能测试[J]. 真空, 2019, 56(1): 1-5.
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[1] 李得天, 成永军, 张虎忠, 孙雯君, 王永军, 孙 健, 李 刚, 裴晓强. 碳纳米管场发射阴极制备及其应用研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 1 -9 .
[2] 周彬彬, 张 建, 何剑锋, 董长昆. 基于 CVD 直接生长法的碳纳米管场发射阴极[J]. 真空, 2018, 55(5): 10 -14 .
[3] 柴晓彤, 汪 亮, 王永庆, 刘明昆, 刘星洲, 干蜀毅. 基于 STM32F103 单片机的单泵运行参数数据采集系统[J]. 真空, 2018, 55(5): 15 -18 .
[4] 李民久, 熊 涛, 姜亚南, 贺岩斌, 陈庆川. 基于双管正激式变换器的金属表面去毛刺 20kV 高压脉冲电源[J]. 真空, 2018, 55(5): 19 -24 .
[5] 刘燕文, 孟宪展, 田 宏, 李 芬, 石文奇, 朱 虹, 谷 兵, 王小霞 . 空间行波管极高真空的获得与测量[J]. 真空, 2018, 55(5): 25 -28 .
[6] 徐法俭, 王海雷, 赵彩霞, 黄志婷. 化学气体真空 - 压缩回收系统在环境工程中应用研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 29 -33 .
[7] 谢元华, 韩 进, 张志军, 徐成海. 真空输送的现状与发展趋势探讨(五)[J]. 真空, 2018, 55(5): 34 -37 .
[8] 孙立志, 闫荣鑫, 李天野, 贾瑞金, 李 征, 孙立臣, 王 勇, 王 健, 张 强. 放样氙气在大型收集室内分布规律研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 38 -41 .
[9] 黄 思 , 王学谦 , 莫宇石 , 张展发 , 应 冰 . 液环压缩机性能相似定律的实验研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 42 -45 .
[10] 常振东, 牟仁德, 何利民, 黄光宏, 李建平. EB-PVD 制备热障涂层的反射光谱特性研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 46 -50 .