无尘室微量气悬污染物(AMC)之.ppt

無塵室微量氣懸污染物(AMC)之污染行為 AMC背景與現況 隨著半導體元件的加工線寬由0.25μm逐漸進入0.18μm甚至到0.13μm以下，製程環境中微塵粒子或空降分子狀污染物(airborne molecular contamination, AMC)對產品良率影響也就更加顯著。 懸浮粒狀污染物 (0.5 mm) 重要性相對降低: HEPA 99.97% (0.3μm), ULPA 99.999% (0.12μm). 晶圓表面沈積量 vs. 環境濃度 表面沈積動力(I) DEP表面沈積量與時間之關係 模式分析與模擬 「附著係數」(Sticking Coefficient) 有機微污染之「上限值」評估 * * 何謂AMC? 環境中有能力沈降於表面上形成單分子層(monolayer)薄膜之氣態化學污染物質。 AMC的污染濃度並未與目前的潔淨室等級形成直接關係，已有文獻報告指出class 1的有機氣態污染物之濃度可能比class 10還大[Kitajima and Shiramizu,1997]。 曾有研究指出在等級為class 100潔淨室內總有機氣態污染物濃度約100μg/m3，而粒狀污染物濃度在的潔淨室約為20 ng/m3。故潔淨室內氣態分子污染物沈積於晶圓表面的速率(surface arrival rate)可能為微粒的數個階級以上。 Examples of T-topping uncontaminated – straight sidewall low-level airborne contaminated – slight tilt on the top of profile Severely T-topped Apex E test wafer at ambient levels of only an 8-10 ppb concentration of amines. SEM cross section of resist-coated wafer exposed to a 24-ppb concentration of amines for 11 minutes. 酸性物質(Acids) 鹼性物質(Bases) 凝縮性物質(Condesables) 摻雜物質(Dopants) HF H2SO4 HCl HNO3 H3PO4 HBr AMINE NH3 NMP HMDS B2H6 BF3 AsH3 TCEP TEP TPP DOP DBP DEP Siloxanes BHT Not Classified H2O2 O3 IPA Acetone SEMI Standard F21-95, 1996 AMC之分類 潔淨室內之 建築結構材質與塗料、接縫密封劑 機台材質 晶圓儲存盒 無塵衣、手套 作業人員 製程使用化學原料 (RCA清洗溶液、光阻劑、顯影劑、去光阻劑等) AMC之污染來源 空調系統之外氣補氣(周界環境)，或使用不適當的濾網，造成濾網材質釋氣(outgas)。 SMIF/FOUP/Mini-environment之材質釋氣。 管路老舊或人員疏失之意外洩露。 AMC之污染來源 有機性污染物(Ⅰ) 環境中較高濃度的有機性氣體(甲苯、二甲苯、乙酸正丁酯、長鏈式脂肪族碳氫化物如癸烷(decane)與寅烷(tridecane)，未必會沈積於晶圓表面上造成缺陷或污染，反而在環境中極為微量的物質(如塑化劑或amines、esters等)，其具有較高之吸附能力，故其沈積速率遠大於其他有機性氣體。 主要吸附在晶圓表面上的物質為具有低蒸汽壓、高沸點之高分子量物質如苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰-苯二甲酸二丁酯(DBP)等與其他酯類、環狀矽化合物等。 Tamaoki et al.(1995) 有機性污染物(Ⅱ) 製程機台內所使用之風機濾網機組(FFU)的內部材質釋氣，其成分含有有機矽化合物與添加劑。 晶圓儲存盒或晶舟材質之塑化劑、抗氧化劑與黏著劑等添加劑。 晶圓儲存盒內充氮氣隔離在潔淨室外或使用化學過濾器去除有機物時，可有效地把晶圓表面有機污染量降低50%–75%以上。 Satio (1995) 材質Outgassing調查 掌握各種結構物質之有機逸散情形，就能進一步追縱污染來源與污染濃度形成速率。 故材質釋氣(outgassing)調查已成為潔淨室內的微污染控制主要方法之一。 目前已有許多學者針對不同廠牌之晶舟與晶圓儲存盒、潔淨室內不同結構物質有機物之逸散情形調查。 建立各潔淨室內之base-line, 在有突發或異常之濃度出現時，即可馬上判斷污染