半導(dǎo)體生產(chǎn)制程包含精密的微機(jī)電和積體電路，對(duì)于生產(chǎn)環(huán)境之潔凈度的要求特別嚴(yán)格，因此整個(gè)制造過(guò)程都在嚴(yán)格控制的環(huán)境條件下，也就是一般熟悉的潔凈室。
在潔凈室技術(shù)中，污染不僅包括嚴(yán)格意義上的灰塵的微粒，還包括任何有干擾作用的固體、液體、氣體、熱、電磁。所以需要小心控制污染控制的生產(chǎn)有關(guān)的環(huán)境，這可能會(huì)有負(fù)面影響的過(guò)程和產(chǎn)品的質(zhì)量。
大多數(shù)潔凈室會(huì)避免的懸浮微粒污染，因?yàn)槲⒘榇箢w粒，通過(guò)HEPA/ULPA過(guò)濾器足以控制，但是懸浮分子污染，為小顆粒，傳統(tǒng)上，HEPA和ULPA是半導(dǎo)體工藝中賴(lài)以控制微粒污染的技術(shù)，但隨著尺寸由0.25μm快速演進(jìn)到0.13μm快甚至納米(<0.1μm)工藝時(shí)，越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)，潔凈室空氣中存在的懸浮分子污染物(AMC)，將會(huì)對(duì)不同用以產(chǎn)生不良的影響，嚴(yán)重時(shí)可能對(duì)產(chǎn)品造成致命的缺陷而影響良率。
一、AMC定義和分類(lèi)
AMC是Airborne Molecular Contamination的縮寫(xiě)，定義為懸浮分子污染物(不是懸浮微粒)，出現(xiàn)在潔凈室和受控制環(huán)境的大氣中。
懸浮微粒以microns微米來(lái)定義(縮寫(xiě)μm)，μm是過(guò)濾行業(yè)中描述粉塵粒度和纖維直徑時(shí)最常用的尺寸單位。1μm=10-6m
懸浮分子是光波長(zhǎng)度和分子直徑的常用計(jì)量單位。
氣態(tài)分子級(jí)污染物(AMC)是危害生產(chǎn)工藝并導(dǎo)致成品率降低的分子態(tài)化學(xué)物質(zhì)，AMC會(huì)在半導(dǎo)體制造的柵底氧化、薄膜、多晶硅和硅化物形成、接觸成型、光刻等多個(gè)關(guān)鍵工藝上造成晶片表面的侵蝕，潔凈室設(shè)備的腐蝕，非控制性之硼化物或磷化物摻雜，晶圓表面或光學(xué)鏡面上之陰霾和微粒發(fā)生等各種危害，影響產(chǎn)品質(zhì)量，是半導(dǎo)體制造面臨的越來(lái)越嚴(yán)峻的問(wèn)題，也是生產(chǎn)環(huán)境控制中急待解決的問(wèn)題。
根據(jù)化學(xué)品的特性，在國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備及材料協(xié)會(huì)在SEMIF21-1102的標(biāo)準(zhǔn)中將潔凈室中的空氣污染物分為四種，一是酸性污染物，包括鹽酸、硝酸、硫酸、氫氟酸等；第二種是堿性污染物，主要是氨氣；第三種是可凝性污染物，指常壓下沸點(diǎn)大于室溫且會(huì)在表面凝結(jié)的化學(xué)物質(zhì)但不包含水；第四種是：
1)酸性污染物(Acids，ClassMA) ：腐蝕性物質(zhì)，在化學(xué)反應(yīng)中為電子接受者，例如蝕刻區(qū)常用的氫氟酸、鹽酸、硝酸與硫酸，外氣所進(jìn)入的二氧化硫等。
2)堿性污染物(Bases，ClassMB)，在化學(xué)反應(yīng)中為電子提供者，主要來(lái)源為氨。
3)可凝結(jié)性有機(jī)污染物(Condensables，ClassMC) ：通常是指沸點(diǎn)大于150℃ 的有機(jī)污染物，容易凝結(jié)在物體表面的有機(jī)物。
4)摻雜性污染物(Dopans，ClassMD)，可改變半導(dǎo)體物質(zhì)之電性的化學(xué)元素，如硼、磷、砷和金屬離子等。
二、 AMC的來(lái)源和去除方法
潔凈室內(nèi)的AMC來(lái)源分為外部污染和內(nèi)部污染。外部污染大致大致包括煙囪排放，汽機(jī)車(chē)排放的廢氣，經(jīng)由新風(fēng)空調(diào)箱再吸回潔凈室內(nèi)。去除方式主要是新風(fēng)空調(diào)箱內(nèi)設(shè)置對(duì)于酸性污染物和堿性污染物高效凈化和有機(jī)化合物的有限凈化空氣洗滌器和作用于酸性污染物，堿性污染和有機(jī)化合物化學(xué)過(guò)濾器內(nèi)部污染大致包括制程化學(xué)品、機(jī)臺(tái)設(shè)備、潔凈室內(nèi)工作人員和潔凈室建材等。特別是新建蓋好的廠房(建筑結(jié)構(gòu)材質(zhì)與涂料、機(jī)臺(tái)內(nèi)部材質(zhì)、接縫密封劑、晶圓儲(chǔ)存盒、PVC手套等塑膠材質(zhì)等。去除方式主要是高效過(guò)濾風(fēng)機(jī)組單元(FFU)，微環(huán)境，循環(huán)風(fēng)和設(shè)備設(shè)置化學(xué)過(guò)濾器。
化學(xué)過(guò)濾器定義為空氣分子污染的隔離的過(guò)濾器，其原理是通過(guò)物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通常實(shí)際選用時(shí)，要根據(jù)污染物種類(lèi)、濃度和處理風(fēng)量等條件來(lái)選擇合適的化學(xué)過(guò)濾器。目前的化學(xué)過(guò)濾器選擇性地吸附氣體，而不是機(jī)械地“過(guò)濾”雜質(zhì)。吸附是固體物質(zhì)表面對(duì)氣體(或液體分子)的吸著現(xiàn)象：其中固體物質(zhì)是吸附劑，被吸附的物質(zhì)稱(chēng)為吸附質(zhì)。吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。
過(guò)濾材料是過(guò)濾器的核心部分：化學(xué)過(guò)濾器的吸附材料(又稱(chēng)吸附劑)有多種，如活性炭、氧化鋁、沸石、硅膠、離子交換樹(shù)脂等：其中，活性炭具有巨大的比表面積、廣譜吸附性、來(lái)源豐富和經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，在化學(xué)過(guò)濾器中被廣泛應(yīng)用，習(xí)慣上稱(chēng)之為活性炭過(guò)濾器?；瘜W(xué)濾網(wǎng)安裝位置大致共有三種，如下：
1)MAU進(jìn)氣口；設(shè)置長(zhǎng)效型，高風(fēng)速型(V>2.5m/s)化學(xué)濾網(wǎng)。
2)設(shè)備進(jìn)氣口之高效過(guò)濾風(fēng)機(jī)組單元(FFU)上游處，設(shè)置低風(fēng)速型， (V<1.0m/s)。
3)循環(huán)風(fēng)回風(fēng)處，設(shè)置高效型，高風(fēng)速型(2.5m/s>V>1.2m/s) 。
三、結(jié)語(yǔ)
當(dāng)前半導(dǎo)體制程技術(shù)發(fā)展迅猛，芯片線寬已經(jīng)進(jìn)入納米級(jí)，因此半導(dǎo)體潔凈室內(nèi)AMC的控制更顯重要。在AMC的控制中的首要步驟是通過(guò)監(jiān)測(cè)分析，識(shí)別污染的來(lái)源和通過(guò)調(diào)整材料和工藝流程以去除污染物。同時(shí)在新風(fēng)、循環(huán)風(fēng)以及機(jī)臺(tái)側(cè)考慮安裝合適的化學(xué)過(guò)濾器，來(lái)保護(hù)生產(chǎn)環(huán)境。第三，對(duì)于潔凈室內(nèi)某區(qū)域溫濕度異常波動(dòng)，需要巧妙運(yùn)用在線檢測(cè)的數(shù)據(jù)，去系統(tǒng)分析任何一次超出控制的異常情況，找到引起溫濕度異常波動(dòng)的真實(shí)原因，從而找到有效的對(duì)策以避免問(wèn)題的再次發(fā)生。
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