洁净室污染控制︱空气分子污染 FLOMC辅朗光学

发布:防静电pc板 浏览:102次 发布时间:2019-11-28

Jack St. Clair Kilby 1958年发明了集成电路,拉开了微电子工业的序幕,奠定了信息时代到来的基础。半导体和微电子工业经历了三十多年的发展,直到上世纪90年代,SEMATECH与SEMI(国际半导体设备与材料协会)联合提出了集成电路生产中“化学暴露” (Chemicalexposures)的问题。

九十年代硅技术节点出现了令人难以置信的收缩,化学污染的影响逐渐突出。尽管粒径只有0.1 nm的分子污染物,却能对产品或设备造成致命缺陷“killer defect”。

到20世纪90年代末,气载分子污染(AMC),首次成为一个突出问题。AMC的控制包括了常规化学污染物“ABCs” 即:酸、碱、可凝聚有机物、掺杂剂。以及元素有机化合物(金属有机化合物和有机氟化合物等)难熔化合物,硫化物,硅化合物等(名单还在持续增加)。

2018年6月,IEEE Operations Centers 致力于推进人类技术的发展,发布2017年版的国际设备和系统路线图(ORDS)。为在15年里,发展半导体和计算机行业提供技术支持。

其中明确提出,在集成电路制造中,成品率下降与多种因素有关:

1)、 气载分子污染(AMC)

2)、 有机或无机的气载颗粒污染(APC)

3)、 工艺过程引起的缺陷

4)、 工艺不稳定导致的缺陷

5)、 来自设计的偏差

所列各项因素中,与环境污染控制有关的有AMC,APC两项。

同时指出,气载分子污染化合物的数量将随着微电子工业产品特征尺寸的减少而呈指数增加。见下图:

这一趋势表明,今后新一代半导体技术对AMC的敏感度将大大提高。产生这一问题的主要原因在于光刻所用的光束能量增大以及晶体表面能增加。波长与能量成反比,波长越短能量越高。

随着IC特征尺寸减小到14mn以下,光刻所用的波长已达极紫外光(EUV),这光束具有较高的能量,能使环境空气中的化合物发生分解,以致环境中化合物数量大增。

此外,随着特征线宽的减小,晶体表面与体积的比率增加使表面能增大。随之由于悬空键的存在,使材料表面具有更高的活性,这促使在生产过程中晶体表面上,产生不希望发生的化学反应。这些因素造成化合物数量呈指数的上升。

目前(电子行业)洁净室用较为成熟、有效的控制技术主要有“离子交换技术”及“常温催化氧化和活性炭吸附技术”。其中,离子交换纤维化学过滤技术吸附反应速度快、非常高效,通过再生可反复使用,可用于洁净室及其他受控环境的新风系统、循环风系统去除空气中的AMC。但缺点是选择性很强,价格很贵。

洁净室受控环境空气污染的控制需要从多方面考虑,选择合适的防护材料,防止尘埃粒子、空气分子污染物的积累同样重要。以静电防护材料为例,目前国内市场上的产品有很多,用户在选材的同时应更多的从自身需求考虑,根据需求的性能参数(静电衰减时间、摩擦电压、VOCs),选择合适的静电防护材料!

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