第五章 污染控制ppt课件

1、第五章 污染控制5.1 概述 在这一章中，将解释污染对器件工艺、器件性能和器件可靠性的影响，以及芯片消费区域存在的污染类型和主要的污染源。同时也简要引见干净室规划、主要的污染控制方法和晶片外表的清洗工艺等。5.2 污染类型 微粒 金属离子 化学物质 细菌 微粒 器件对污染物的敏感度取决于特征图形的尺寸和晶体外表堆积层的厚度。由于特征图形尺寸越来越小，膜层厚度越来越薄，所允许存在的微粒 尺寸也必需控制在更小的尺度上。 阅历通知我们，微粒的大小要小于器件上最小特征图形尺寸的1/10。就是说直径为0.03微米的微粒将会损坏0.3微米线宽大小的特征图形。否那么会呵斥器件功能的致命损伤。金属离子 无论是

2、单晶制造还是工艺过程中人为掺杂，在引入有用杂质的同时也不可防止地引入一些其他有害的杂质，特别是金属杂质。并且是以离子方式出现的而且是挪动的。当这些挪动的离子超越一定数量时，同样会引起器件的失效。因此，这些可挪动的离子必需控制在一定范围内。 除此之外，钠也是最常见的可挪动离子污染物，而且挪动性最强，因此，对钠的控制也成为芯片消费的首要目的。 可挪动污染物问题特别是对MOS器件影响更为明显，由于MOS器件是外表电荷控制器件。化学品 器件消费过程中化学品的运用是不可防止的，有些化学品将导致晶片外表遭到不用要的刻蚀，或者生成无法除去的化合物等，氯就是其中之一的污染物，所以，工艺过程中用到的化学品氯的含

3、量必需遭到严厉控制。细菌 主要来源于水中，是一种生成物。细菌一旦构成，会成为颗粒状污染物或给器件外表引入不希望的金属离子。污染的影响 器件工艺的良品率 器件性能 器件的可靠性5.3 污染源 下面将讨论对器件消费中产生影响的各类污染的来源、性质及其控制。从LSI出现以来，污染控制就突现出来它的重要性。如今污染控制本身已成为一门科学，是制造半导体器件必需掌握的关键技术之一。5.3.1 普通污染源 实践上芯片消费过程中任何与产品相接触的物质都是潜在的污染源。主要有： 空气 厂房设备 任务人员 运用的水 化学溶剂 化学气体 静电5.3.2 空气 普通空气中含有许多污染物，主要是可在空气中传播的颗粒普通

4、是微粒或浮尘，颗粒的相对尺寸如以下图所示单位是：微米。 这些微小颗粒的主要问题是在空气中长时间漂浮。而干净任务室的干净度就是由空气中的微粒大小和微粒含量决议的。 美国联邦规范209E规定空气质量由区域空气级别数来决议的。规范按两种方法设定，一是颗粒的大小，二是颗粒的密度。 而级别数是指在一立方英尺中含有直径为0.5微米或更大的颗粒总数。 普通城市空气中通常包含烟、雾、气，每立方英尺多达500万个颗粒，所以是500万级。 图5.6显示了规范209E规定的颗粒直径与颗粒密度的关系。不同环境下干净级别数与对应的颗粒大小5.3.3 净化空气的方法 干净室的设计是要使消费免污染芯片的才干更完好化。设计时

5、的主要思绪是坚持加工车间中空气的干净。另外提高消费自动化程度也是降低污染的一种有效方法。共有4种不同的干净室设计方法：干净任务台隧道型设计完全干净室微部分环境 详细就不作详细的引见，下面经过几组图片的阅读使大家有个初步的印象。5.4.3 人员产生的污染 任务区人员也是最大的污染源之一。即使一个经过风淋的干净室操作员，当他坐着时，每分钟也可释放10万到100万个颗粒，当人员挪动时，这个数字还会大幅添加。这些颗粒都是来自零落的头发和坏死的皮肤。其他的颗粒源还有象化装品、染发剂和暴露的衣服等。图5.18列出了从不同操作人员的动 作中产生的污染物的 程度。5.4.4 工艺用水 在晶园消费的整个过程中，要经过多次的化学刻蚀与清洗，每步刻蚀与清洗后都要经过清水冲洗。由于半导体器件非常容易遭到污染，所以一切工艺用水必需经过处置，到达非常严厉干净度的要求。 普通城市用的水中包含大量干净室不能接受的污染物，主要有： 溶解的矿物 颗粒 菌 溶解氧 二氧化碳 有机物 普通水中的矿物来自盐分，盐分在水中分解为离子。例如食盐会分解为钠离子和氯离子。每个离子都是污染物。通常采用反浸透和离子交换系统去除水中的离子。去除离子后的水通常称为去离子水。去离子水在25时的电阻是1