集成电路的污染

2023-06-20 12:41:46

灰尘是小尺寸器件集成电路生产的天敌。在开发集成电路的过程中,已经开发了有效的方法来消除生产环境中的灰尘。

如有尺寸与电路结构元件相当的灰尘颗粒(临界尺寸,CD)或更大的灰尘颗粒意外进入设备中,会引发很多问题。22nm 的硅结构只包括 41 个 Si 原子。根据这一标准,不仅颗粒构成了挑战,甚至分子造成的污染也成为越来越大的挑战。这些污染被称为空气分子污染 (AMC)。从开放式盒子到封闭式 FOUP 的转变大大降低了颗粒的污染,但同时也增加了 AMC 影响。

        晶圆表面上的来自环境空气、从周围表面释放的或来自之上一道工艺步骤的分子可以与大气中的气体反应,形成微小的反应产物群,这在晶圆等待下一道工艺步骤的等待时间内有增加的趋势。分子污染的核心通常是半导体制造中所使用的很多化合物。国际半导体技术蓝图 (ITRS) 已经确立了会引起晶圆缺陷的 AMC 名单 [36]。该名单包括无机和有机酸、碱、硫化合物和挥发性有机化合物。

       在 FOUP 内部环境中,AMC 有两个主要来源。最主要来源是每个工艺步骤后存储在 FOUP 中的晶圆。最后一道工序中的副产物从其表面释放并可以被 FOUP 的高分子材料吸收或重新吸附在其他晶圆表面上。第二来源是 FOUP 的出气,出气来源于聚合物主体或其他晶圆和/或其他工艺先前吸附的副产物。由于聚合物具有吸附气体的高能力,所以 FOUP 具有其已携带晶圆的“记忆”。与这些 AMC 来源相比,良好控制的洁净室内的空气污染可以忽略不计。


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