第十一章_硅片制造中的沾污控制介绍.ppt

工艺用化学品 为保证个成功的器件成品率和性能，半导体工艺所用的液态化学品必须不含沾污。用检定数来鉴别化学纯度，它指的是容器中特定化学物的百分比。 过滤器用来防止传送时分解或再循环时用来保持化学纯度。过滤器应该安置再适当的地方，尽可能靠近工艺室使用现场过滤。不同过滤器分类如下： 颗粒过滤：适用于大约1.5um以上颗粒的深度型过滤（见图16）。 微过滤：用于去除液态中0.1到0.5um的范围颗粒的膜过滤。 超过滤：用于阻挡大约0.005到0.1um尺寸大分子的加压膜过滤。 反渗透：也被称为超级过滤。它是一个加压的处理方案，输送液体通过一层半渗透膜，过滤掉小至0.005um的颗粒和金属离子。 膜过滤使用聚合物薄膜或者带有细小渗透孔的陶瓷作为过滤器媒质 （见图）。 深度型过滤器 膜过滤器 生产设备 用来制造半导体硅片的生产设备是硅片厂中最大的颗粒来源。在硅片制造过程中，硅片从片架重复地转入设备中，经过多台装置的操作，卸下返回到片架中，又被送交下一工作台。为了制造一个硅片，这一序列反复重复达450次或更多的次数，把硅片曝露在不同设备的许多机械和化学加工过程中。 许多硅片制造过程发生在真空中，需要特殊的设计考虑以避免沾污。下面是工艺设备中各种颗粒沾污来源的一些例子。 剥落的副产物积累在腔壁上 自动化的硅片装卸和传送 机械操作，如旋转手柄和开光阀门 真空环境的抽取和排放 清洗和维护过程 制造过程中，挡硅片曝露于更多的设备操作时，硅片表面的颗粒数将增加（见图所示）。 工作台设计 在工艺设备中，采用适当的材料来设计工作台是获得超洁净的净化室所必需的。所有的材料都释放一些颗粒，目标是把释放降低在可以接受的水平上。光滑、高度抛光的表面是减少颗粒沾污最好的方法。不锈钢是广泛采用的工作台面和净化间的设备材料。经过适当加工，不锈钢具有相对较低的颗粒释放率。电解抛光是最后的关键步骤。 工作台设计 穿壁式装置 在这种处理中，设备的主要部分位于生产区后面的服务夹层中（见图）。只有用户界面操作平台和硅片架位于生产线内。这种配置隔离开了设备与夹层中的服务区，这是一种低级别沾污的典型。 工作台设计 控制 从半导体制造早期到20世纪70年代，硅片通过镊子或真空棒手工控制。随着器件尺寸缩小，手工控制引起颗粒沾污并产生致命缺陷。最终制造商使用片架在设备间传送硅片，用输送带系统和升降机来拾起并在设备间送入、送出硅片（见图）。片架被设计成产生颗粒最少、具有静电耗散性和最小的化学物释放。 工作台设计 微环境 净化间的概念持续不断地被重新评估，主要是因为更严格控制沾污的需要以及减少净化间需要的巨大成本。在工作台所处的具体位置控制沾污，采用微环境来加工硅片，已经引起越来越大的兴趣。 微环境是指，在硅片和净化间环境不位于同一工艺室时，通过一个屏蔽来隔离开它们所创造出来的局部环境（见图）。这一概念也被称为硅片隔离技术。微环境区域可以包括用来支撑硅片的片架、硅片工艺室、装载通道和储藏区域。 工作台设计 Thanks for listening 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 现代半导体器件物理与工艺 桂林电子科技大学 硅片制造中的沾污控制 * 现代半导体器件物理与工艺 桂林电子科技大学 硅片制造中的沾污控制 * 现代半导体器件物理与工艺 桂林电子科技大学 硅片制造中的沾污控制 * 硅片制造中的沾污控制 现代半导体器件物理与工艺 Physics and Technology of Modern Semiconductor Devices 2004,7,30 污染控制 为使芯片上的器件功能正常，避免硅片制造中的沾污是绝对必要的。随着器件关键尺寸缩小，对沾污的控制要求变得越来越严格。将学习硅片制造中各种类型的重要沾污、它们的来源以及怎样有效控制沾污以制造包含最小沾污诱生缺陷的高性能集成电路。 一个硅片表面具有多个微芯片，每个芯片又差不多有数以百万计的器件和互连线路，它们对沾污都非常敏感。随着芯片的特征尺寸为适应更高性能和更高集成度的要求而缩小，控制表面沾污的需求变得越来越关键（见图）。为实现沾污控制，所有的硅片制备都要在沾污控制严格的净化间内完成。 现代半导体制造是在称为净化间的成熟设施中进行的。这种硅片制造设备与外部环境隔离，免受诸如颗粒、金属、有机分子和静电释放（ESD）的沾