信息摘(zhāi)要:
隨著集成電路工業以及半導體行業技術越來越(yuè)快的發展,在生產過程中不僅對設備(bèi)的要求越(yuè)來(lái)越精密、可靠,而且對工藝製造環境的要求也是越來越嚴格(gé)。 對(duì)微電子半導體製造(zào)業來說,氣態分子汙染物(wù)(Airborne Molecular Contaminants, AMC)會造成半導體(tǐ)晶體表麵(miàn)的氧化和侵蝕,導致產品合格率降低(dī),是生產(chǎn)工藝的關鍵環節。 AMC控(kòng)製(zhì)的必要性 Why to contral the AMC 對微(wēi)電子製造業來(lái)說,空氣...
隨著集(jí)成電路工(gōng)業以及半導體行業技術越來越快(kuài)的發展,在生產過程中不僅對設備的(de)要求越來越精密、可靠,而且(qiě)對工藝製造環境的要求也是越來越(yuè)嚴格。
對微電子半導體製(zhì)造業來說(shuō),氣態分(fèn)子汙染物(Airborne Molecular Contaminants, AMC)會造成半導體晶體表麵的氧化和侵蝕,導致產品合格率降低,是生產工藝的關鍵環節。
AMC控製的必(bì)要性
Why to contral the AMC
對微電子(zǐ)製造業來說,空氣環境(jìng)中產生(shēng)的有害物質危害生(shēng)產車間和產品,並因此(cǐ)引起成品良率降低的化學物質,稱為分子級汙染物(wù)或氣態分子汙染物(AMC)。
分子汙染物大小比顆粒汙染物小得多,相差幾個數(shù)量級(jí),高效(xiào)過濾器(HEPA) 或者超高效過濾器(ULPA) 無法去除分子汙染物(AMC)。
ITRS國際半(bàn)導體技術路(lù)線圖
隨著半導體製程(chéng)技術的飛速發展,芯片線寬已經進入納米級,對半導體產品(pǐn)生產環(huán)境的要求也越來(lái)越(yuè)高,所以微電子廠房內分子級空氣(qì)汙染的控製也越來越重要。
ITRS是(shì)International Technology Roadmap for Semiconductors的簡稱(chēng),中文名稱為國際半導體技術藍圖。ITRS的目的是確保集成電路(IC)和使用IC的產品在成本效益基礎上的性能改進,從而持續半(bàn)導體產業的健康和成功。
國(guó)際半導體技術協會對AMC的分類
Classification of AMC
AMC對電子半導體製程的影響
Effect of AMC on electronic semiconductor process
AMC對電子半導體製程的影響主要表現為表麵分子汙染,這是由氣態分(fèn)子(zǐ)和特定表麵作用而形成非常薄的(de)化學膜,化學膜通常改變產(chǎn)品(pǐn)表麵的物理、電子、化學和光學特(tè)性,主(zhǔ)要表現在以(yǐ)下幾個方麵:
● 導致光阻層(céng)表麵(miàn)硬化T型缺陷
● 硼磷(lín)摻雜不受控
● 導致不能控製蝕刻速度,鄰苯二(èr)甲酸二(èr)丁酯(DOP)易附著於晶片表麵形成碳(tàn)化矽SiC
● 引起閾值(zhí)電壓改變,硼元素(B2O3)、BF3等氣態汙染物,會(huì)引起晶片表(biǎo)麵汙染
● 汙染物氣(qì)體如HF、HCl、H2SO4、H3PO4、Cl2、NOX、SOX等,引起晶片表麵汙染,導致金屬(shǔ)化製程中的金屬附著力下降
● 汙(wū)染氣(qì)體導致芯片內連接導線因腐蝕而報廢
● 造成掩模及步(bù)進設備上光學鏡麵模糊(hú)
● 導致(zhì)設施和(hé)設備腐蝕而停機(jī)
● 導致HEPA過濾器降解,維護成本增加
● 導致無效清潔
晶圓表麵汙染的種(zhǒng)類(lèi)及其對元器件的影響
裸露晶圓表麵(miàn)霧化過程
不(bú)同濃度的分子汙染物對製程的影響
在0.15~0.2μm製程暴(bào)露於10ppb(左圖)及1ppb(右圖(tú))的NH3汙染環境30分鍾後的結果
黃光製程光(guāng)阻解析不良T-TOP形成(0.35um製程)
不同製程汙染物種類(lèi)的分布
潔淨室AMC的來源
如何控製(zhì)AMC
How to contral AMC
AMC控製方法主要(yào)有三種:
一、從汙染源控製:移走(zǒu)汙染源。這就需(xū)要評估潔淨室內、外部空氣質量,從而確定潛在的汙染氣體及濃(nóng)度;
二、在通風環節控製:引入潔淨空氣。選擇(zé)相應的過(guò)濾器來去除汙染氣體。
三、“根除”控製:通過物理或化學手段控製汙染物;吸附、吸收及化學吸收汙染物。後續對受控(kòng)環境AMC的實時監測。主要原理如下:
幹式濾料反應式去除
物理吸附:
一(yī)種物質被另(lìng)一種物質吸引並附著於表麵(miàn)的過程,活性碳正是利用這一原理來去除汙染物。
* 吸附是一種表麵現象;
* 越高的表麵積吸附能力越強(qiáng);
缺點:易飽和,為(wéi)了吸附(fù)其他物質,容易將已經吸附的物質釋放出來,過程可逆。
化(huà)學吸附:
汙染物同(tóng)吸附劑中的化學物質發生化學反應,從而達到去除汙染物的目的,華淨濾料正是通過(guò)這一原理來實現。
* 該過程非常特殊,取決(jué)於吸(xī)附(fù)劑和被吸附物的化學性質;
* 該過程基本速度很快,並且是不(bú)可逆的;
* 可以將有毒有害氣體(tǐ)通過(guò)化學反應氧化為無害(hài)的固體。