IC工艺技术
IC 生产工艺
IC 生产工艺IC（集成电路）是一种关键的电子元器件，在现代科技中起着至关重要的作用。
IC的生产工艺是指将电子元件组装在硅片上的过程，它采用复杂的生产工艺流程，具有高精度和高可靠性的特点。
下面将详细介绍IC的生产工艺。
IC的生产工艺主要包括晶圆加工、电极蚀刻、沉积、光刻和封装等多个步骤。
首先是晶圆加工。
晶圆加工是将硅（或其他半导体材料）制成圆盘形状的过程。
晶圆加工通常分为六个步骤：选择硅材料、切割晶片、抛光晶圆、清洗晶圆、烘干晶圆和测量晶片。
接下来是电极蚀刻。
电极蚀刻是指将导电材料通过化学腐蚀的方式去除晶圆上不需要的部分。
电极蚀刻通常分为两个步骤：先用光刻技术将要去除的部分用光刻胶覆盖，然后通过腐蚀剂将光刻胶未覆盖的部分腐蚀掉，从而得到所需的电极形状。
然后是沉积。
沉积是将材料沉积在晶圆上的过程，以形成所需的结构。
沉积通常采用化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）方法进行。
CVD是通过将气体中的原子或分子化合物分解并沉积在晶圆上，而PVD是通过将固态材料蒸发或溅射，并将其沉积在晶圆上。
接着是光刻。
光刻是将图案转移到光刻胶上的过程，以便进一步制造线路和结构。
光刻通常分为两个步骤：先将光刻胶涂在晶圆上，然后通过照射光刻胶的方法，将图案转移到光刻胶上。
然后，通过化学处理去除未照明的光刻胶部分，留下所需的图案。
最后是封装。
封装是将晶圆上的芯片固定在封装底座上，并与外部引脚相连的过程。
封装通常分为两个步骤：先将芯片粘在封装底座上，然后通过焊接或金线连接芯片和封装底座，同时对芯片进行保护，以确保其在使用过程中的可靠性和稳定性。
以上是IC的生产工艺的主要步骤。
随着科技的进步，IC的生产工艺也在不断更新，以实现更小、更高性能和更高可靠性的IC产品。
IC的生产工艺是现代电子产业中非常关键的一环，对于推动科技的发展和提高产品性能有着重要的影响。
ic芯片工艺
ic芯片工艺IC芯片工艺介绍什么是IC芯片工艺IC芯片工艺是指集成电路（Integrated Circuit，简称IC）的制造技术和工艺流程。
IC芯片是现代电子设备中最基础和关键的组件之一，它集成了多个电子器件和元器件，通过高度精密的工艺过程制造而成。
IC芯片工艺的重要性IC芯片工艺的优劣直接影响着IC芯片的性能、功耗和可靠性。
良好的工艺能够提高芯片的工作频率、降低功耗、增加存储容量等，同时也能提供更好的抗干扰性和稳定性。
IC芯片工艺的主要流程1.掩膜制备–通过化学方法制备硅片表面的氧化膜；–利用光刻技术制作掩膜，形成芯片的线路图案。
2.注入与扩散–通过注入掺杂技术，向硅片中引入所需杂质，调节导电性；–利用高温扩散技术，使杂质扩散到硅片内部，形成PN结等器件。
3.电镀与蚀刻–利用蚀刻技术，去除掩膜上多余的金属或硅片表面的材料；–通过电镀技术，涂覆金属层，形成芯片的导线、电极等部分。
4.氧化与退火–利用高温氧化技术，形成氧化层保护芯片；–利用退火技术，消除杂质与缺陷，提高芯片结晶度。
5.陶瓷保护与封装–对IC芯片进行陶瓷保护，提高芯片的电绝缘性和机械强度；–封装芯片，提供外部引脚，以便连接至电路板。
6.测试与出货–经过各项测试，确保芯片的质量和性能稳定；–将合格的芯片打包提供给生产商和终端用户。
IC芯片工艺的发展趋势1.小型化和高度集成：工艺的改进使得芯片尺寸越来越小，集成度越来越高，实现了更高性能和更低功耗的芯片。
2.三维封装技术：通过垂直堆叠芯片，提高芯片的集成度和性能，并减少尺寸占用。
3.先进的材料和制程：应用新材料和制程，如高介电常数材料、超导材料等，提高芯片的性能指标。
4.绿色工艺和可持续发展：注重环境友好型工艺，减少对环境的影响，并致力于可持续发展。
总结IC芯片工艺是现代电子工业中不可或缺的一部分。
随着技术的不断进步，IC芯片工艺也在不断演进，为我们带来更加先进、高性能的芯片产品。
未来，IC芯片工艺将继续发展，为新一代电子产品的创新提供坚实的基础。
集成电路制造及工艺技术
集成电路制造及工艺技术集成电路（IC）制造技术是现代电子行业的核心技术之一，它使得电子设备迈入了微型化和高性能化时代。
IC是一种将许多电子元器件、晶体管和无源元器件等集成到一个芯片上的电子器件。
为了制造出高质量的IC芯片，需要经过一系列的工艺步骤。
首先，在IC制造过程中需要准备高纯度的硅片作为基板。
硅片需要经过多道化学处理，如去除杂质、氯氢化、渗硼等，以增强硅片的导电性能和稳定性。
接下来是光刻工艺。
光刻技术是将集成电路图案转移到硅片上的关键步骤。
这一步需要将光刻胶材料涂覆在硅片表面，然后使用光刻机将光刻胶按照设计图案进行曝光，再用化学物质溶解掉光刻胶，以得到所需的芯片图案。
然后是离子注入工艺。
离子注入是向芯片中注入离子以改变硅片的电性能的过程。
通过调节离子注入的能量和浓度，可以改变硅片中的杂质浓度，从而控制电流的流动和电荷的分布。
接下来是薄膜沉积工艺。
在IC芯片中，需要沉积一层薄膜来保护、隔离和连接电路。
常用的薄膜材料有氮化硅、氧化硅和金属等。
薄膜沉积工艺可以通过物理气相沉积或化学气相沉积等方法进行。
最后是刻蚀和清洗工艺。
刻蚀是通过化学反应或物理力量，将某个特定区域的材料去除的过程。
刻蚀可以用于开孔、形成凹槽或刻蚀金属等。
刻蚀后，芯片需要进行清洗，以去除残留的杂质和化学物质。
在整个IC制造过程中，严谨的工艺控制是非常重要的。
控制工艺参数，如温度、压力和时间等，可以保证芯片的质量和性能稳定性。
同时，制造过程中还要进行严格的质量检测和测试，以确保芯片的可靠性和一致性。
总的来说，IC制造及工艺技术是一项复杂而精细的工程。
通过控制各个环节的工艺参数和严格的质量检测，可以制造出高性能、高可靠性的IC芯片。
IC技术的不断突破和创新，为电子产品的发展提供了强大的支持，为人们的生活和工作带来了巨大的便利。
集成电路制造工艺流程
集成电路制造工艺流程概述集成电路（Integrated Circuit, IC）是由几千个甚至是数十亿个离散电子元件，如晶体管、电容、电阻等构成的电路，在特定的芯片上进行集成制造。
IC制造工艺流程主要包括晶圆制备、晶圆加工、芯片制造、封装测试等几个环节，是一个非常严谨、复杂的过程。
晶圆制备晶圆制备是IC制造的第一步。
晶圆是用硅单晶或其他半导体材料制成的薄片，作为IC芯片的基础材料。
以下是晶圆制备的流程：1.单晶生长：使用气态物质的沉积和结晶方法，使单晶硅的原料在加热、冷却的过程中逐渐成为一整块的单晶硅材料。
2.切片：将生长好的单晶硅棒利用切割机械进行切片，制成形状规整的圆片，称为晶圆。
3.抛光：将晶圆表面进行机械研磨和高温氧化处理，使表面达到极高的光滑度。
4.清洗：用去离子水等高纯度溶剂进行清洗，清除晶圆表面的污染物，确保晶圆的纯度和光洁度。
晶圆加工晶圆加工是IC制造的关键环节之一，也是最为复杂的过程。
在晶圆加工过程中，需要通过一系列的步骤将原始的晶圆加工为完成的IC芯片。
以下为晶圆加工的流程：1.光刻：通过光刻机将芯片图案转移到光刻胶上，然后使用酸洗、去除光刻胶，暴露出芯片的表面。
2.蚀刻：利用化学蚀刻技术，在IC芯片表面形成电路图案。
3.离子注入：向芯片进行掺杂，改变材料的电学性质。
4.热处理：对芯片进行高温、低温处理，使其达到设计要求的电学性能。
5.金属沉积：在芯片表面沉积一层金属，用于连接芯片各个元件。
芯片制造芯片制造是最为核心的IC制造环节，主要将晶圆加工后的芯片进行裁剪、测试、绑定等操作，使其具备实际的电学性能。
以下是IC芯片制造的流程：1.芯片测试：对芯片的性能进行测试，找出不合格的芯片并予以淘汰。
2.芯片切割：将晶圆上的芯片根据需求进行切割。
3.接线：在芯片表面安装金线，用于连接各个器件。
4.包装：将芯片放入封装盒中，并与引线焊接，形成成品IC芯片。
封装测试封装测试是IC制造的最后一步。
ic厌氧塔工艺流程
ic厌氧塔工艺流程IC厌氧塔工艺流程是一种用于有机废水处理的先进技术。
该工艺流程主要包括进水处理、厌氧处理、产气处理、沉淀处理和排放处理等环节。
下面将详细介绍每个环节的处理过程。
1. 进水处理进水处理是IC厌氧塔工艺流程的第一个环节。
进水处理的目的是去除废水中的杂质和固体颗粒物，以减轻厌氧处理过程中的负荷。
进水处理通常包括格栅、沉砂池和调节池等单元。
废水经过格栅除去较大的固体颗粒物，然后进入沉砂池，通过沉淀作用去除废水中的悬浮物。
最后，废水进入调节池进行调节，以平衡水质和水量。
2. 厌氧处理厌氧处理是IC厌氧塔工艺流程的核心环节。
在厌氧处理过程中，废水中的有机物会被厌氧菌分解产生沼气。
厌氧处理通常包括厌氧反应池和厌氧污泥的处理。
废水经过调节池后进入厌氧反应池，与厌氧菌接触，菌群分解有机物。
在这个过程中，产生的沼气被收集和利用。
厌氧污泥则需要经过定期的处理和回流，以保持厌氧反应池中的菌群的活性。
3. 产气处理产气处理是IC厌氧塔工艺流程中的一个重要环节。
产气处理的目的是对产生的沼气进行处理和利用。
产气处理通常包括沼气收集和气体利用两个步骤。
沼气通过收集系统被收集起来，然后经过脱硫、脱水和除臭等处理，以提高沼气的纯度和稳定性。
处理后的沼气可以被用作发电、加热和燃料等用途。
4. 沉淀处理沉淀处理是IC厌氧塔工艺流程的一个重要环节。
在厌氧处理后，废水中的沉淀物会沉淀到底部，形成污泥。
沉淀处理的目的是对污泥进行处理和回收。
沉淀处理通常包括污泥浓缩和脱水两个步骤。
污泥经过浓缩后，可进一步进行脱水处理，以减少污泥的体积和重量。
脱水后的污泥可用于农田施肥或其他资源化利用。
5. 排放处理排放处理是IC厌氧塔工艺流程的最后一个环节。
在沉淀处理后，经过处理后的水体可以进行排放。
排放处理通常包括水质调节和消毒两个步骤。
经过水质调节，水质可被调整到符合排放标准。
然后，水体经过消毒处理，以杀灭残留的微生物，确保排放水体的卫生安全。
半导体集成电路生产工艺
半导体集成电路生产工艺一、引言半导体集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是现代电子技术的重要基础，广泛应用于计算机、通信、消费电子等领域。
而半导体集成电路生产工艺则是制造集成电路的关键环节，决定了集成电路的性能和质量。
本文将以半导体集成电路生产工艺为主题，介绍其基本概念、制造流程和常见工艺技术。
二、基本概念半导体集成电路生产工艺是指将半导体材料（如硅）加工成集成电路的过程。
其核心目标是在半导体材料上制造出微小的电子器件，并将其互连成功能完整的电路。
半导体集成电路生产工艺主要包括晶圆制备、晶圆工艺和封装测试三个阶段。
三、制造流程1. 晶圆制备晶圆是半导体集成电路制造的基础，通常由高纯度的单晶硅制成。
晶圆制备包括切割、抛光和清洗等步骤。
切割是将单晶硅锯成薄片，抛光是将薄片的表面磨光，清洗则是去除表面的杂质和污染物。
2. 晶圆工艺晶圆工艺是将晶圆上的半导体材料进行加工和改性，形成电子器件的过程。
主要包括掺杂、沉积、光刻、蚀刻和清洗等步骤。
掺杂是向半导体材料中引入掺杂剂，改变其电学性质；沉积是在晶圆表面形成薄膜，用于制造电极、介质等结构；光刻是利用光刻胶和光掩模，将特定图形投射到晶圆上；蚀刻是将晶圆表面的材料溶解或腐蚀，形成所需的结构；清洗是去除加工过程中产生的残留物和污染物。
3. 封装测试封装是将制造好的芯片封装到塑料或陶瓷封装体中，以保护芯片并提供电气连接。
封装工艺主要包括粘接、引线焊接和封装胶固化等步骤。
测试则是对封装好的芯片进行功能和可靠性测试，以确保芯片符合设计要求。
四、常见工艺技术1. CMOS工艺CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）工艺是目前集成电路制造中最常用的工艺之一。
它采用p型和n型MOSFET互补工作的原理，具有低功耗、低噪声和高集成度的特点，适用于各种应用场景。
2. BJT工艺BJT（Bipolar Junction Transistor）工艺是一种双极型晶体管工艺，适用于高频和高功率应用。
IC制备工艺技术
IC制备工艺技术IC制备工艺技术是指利用微纳米加工技术将电子器件集成到半导体材料上的过程。
IC制备工艺技术是当前先进电子技术中的关键技术之一，具有广泛的应用领域和重要的经济价值。
IC制备工艺技术的一般过程包括光罩制备、晶圆制备、光刻、薄膜沉积、雾化蚀刻、离子注入、扩散、金属化、测试和封装等步骤。
首先是光罩制备，在IC制备工艺技术中，光罩是通过光刻技术在光刻胶上形成的图案。
光罩中的图案决定了最终器件的形状和功能。
然后是晶圆制备，晶圆是IC制备的基础材料。
晶圆可以是硅、砷化镓、砷化磷等材料，在制备过程中需要对晶圆进行清洗、研磨和抛光等处理。
接下来是光刻，光刻是通过使用光刻机将光罩上的图案转移到光刻胶上的过程。
光刻胶是一种特殊的光敏材料，通过照射和显影等处理，将光罩上的图案转移到晶圆上。
薄膜沉积是指将需要的金属、氧化物或其他材料以一定的方式沉积在晶圆表面的过程。
薄膜可以用于制备晶体管和电容等器件。
雾化蚀刻是指利用酸或碱等溶液腐蚀晶圆表面的工艺。
通过控制蚀刻液的浓度和蚀刻时间，可以实现刻蚀深度的控制，从而形成所需的结构。
离子注入是指将需要的杂质离子注入到晶圆内部的过程。
离子注入可以改变晶圆内部的导电性能，用于制备电阻、电容等器件。
扩散是指将一种物质通过加热使其在晶圆内部扩散的过程。
扩散可以改变晶圆内部的杂质浓度分布，从而实现所需的结构和功能。
金属化是指在晶圆上沉积金属层，并通过光刻和蚀刻等工艺形成金属导线和连接结构。
金属化是制备IC中非常重要的一步，影响着器件的性能和可靠性。
最后是测试和封装，测试是对制备好的IC进行电性能测试，以确保IC的质量和性能。
封装是将IC芯片封装到塑料或陶瓷等包装材料中，并连接引脚和线路，以实现与外部电路的连接。
综上所述，IC制备工艺技术是一门复杂而精细的技术，涉及到多个工艺步骤。
随着科技的不断发展，IC制备工艺技术将继续不断创新和进步，为各个领域的电子器件提供更先进、更高性能的解决方案。
晶圆制造十大工艺
晶圆制造十大工艺
晶圆制造是集成电路（IC）制造的关键步骤之一。
下面是晶圆制造中的十大工艺步骤：
1.晶圆生长（Czochralski Process）：
•将单晶硅从熔融硅中拉出，形成长而纯净的单晶圆柱，用于后续的加工。
2.切割（Wafering）：
•将长的单晶圆柱切割成薄片，形成晶圆。
这些薄片通常有200毫米或300毫米的直径。
3.化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）：
•对晶圆表面进行机械磨削和化学腐蚀，以获得平整的表面。
4.清洗（Cleaning）：
•使用特殊的清洗过程去除晶圆表面的杂质，确保表面干净。
5.氧化（Oxidation）：
•在晶圆表面形成氧化层，通常是二氧化硅（SiO2），用于隔离不同的区域。
6.光刻（Photolithography）：
•利用光学光刻技术在晶圆表面敷设光阻，然后使用光掩模形成图案。
7.蚀刻（Etching）：
•使用化学或物理方法将光刻过程中未被保护的区域去除，形成所需的图案结构。
8.离子注入（Ion Implantation）：
•将离子注入晶圆，改变晶体结构，用于形成电子器件的特定区域。
9.金属化（Metallization）：
•在晶圆表面涂覆金属层，用于连接电子器件和形成电路。
10.封装（Packaging）：
•将晶圆上的芯片封装在塑料或陶瓷封装中，以提供电气和机械保护。
这些步骤是在晶圆制造的不同阶段进行的，最终形成成熟的集成电路芯片。
这些步骤的每一步都需要高度精密和精确的设备和工艺控制，以确保最终产品的性能和可靠性。
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不同工艺过程引入的金属污染
离子注入 干法刻蚀
去胶 水汽氧化
Fe Ni Cu
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Log (concentration/cm2)
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金属杂质的去除
➢金属杂质沉淀到硅表面的机理
– 通过金属离子和硅表面终端的氢原子之间的电荷 交换，和硅结合。（难以去除）
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沾污的主要类型
▪ 颗粒 (Particles)
High density of IC’s, nm feature size
▪ 金属杂质(Metallic Ions)
Change resistivity, device electrical characteristics, performance and reliability parameters
“How small is small?”
Cross-section of human hair
75 microns in thickness
Smallest particle visible to the human eye
50 microns in diameter
Contamination
A particle of 0.5 microns
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颗粒引起的问题
▪ 引起电路开路或短路； ▪ 能在相邻导体间引起短路； ▪ 是其它类型沾污的来源；
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颗粒引起的缺陷
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How Big of a Particle Is Tolerable?
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颗粒检测方法
▪ 在早期，通过显微镜等直观地检查硅片表面 的颗粒；
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§1.1 芯片的加工环境
芯片的加工环境： 是指集成电路（或微电子）产品在加工过
程中所接触的除衬底材料、加工设备、能源及 加工技术之外的一切物质，包括空气、水、化 学试剂、加工所用的各种气体及人员等。
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沾污
是指半导体制造过程中引入到半导体硅 片上的任何危害芯片成品率及电学性能的不 希望有的物质。
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沾污引起的主要问题
一个硅片表面上有数十个至上百个芯片， 每个芯片上集成数百万个的器件和连线； 芯片对沾污非常敏感：
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沾污经常会导致芯片上的缺陷。
致命缺陷： 是指导致硅片上的芯片无法通过电学
测试的缺陷。
结论：严格控制芯片制造中的沾污 器件功能正常
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上一章主要内容
硅技术的历史变革和未 来发展趋势：
晶体管的诞生 集成电路的发明 平面工艺的发明 CMOS技术的发明 摩尔定律（Moore’s law） VLSI、SoC、SIP 主要的半导体工艺 ITRS：技术代/节点
集成电路的制造过程：
硅片制备 硅(芯）片制造 硅片测试/拣选 装配与封装 成品测试与分析
特殊设计及材料 定期清洗
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颗粒的去除
❖粒子附着的机理：静电力，范德华力，化学键等 ❖去除的机理：
1 2 3 4 粒子和硅片表面的电排斥
• 去除方法：SC-1, megasonic（超声清洗）
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金属的玷污
➢来源：化学试剂，离子注入、反应离子刻蚀等工艺
❖量级：1010原子/cm2
Fe, Cu, Ni, Cr, W, Ti… Na, K, Li…
➢影响：
✓在界面形成缺陷，影响器件性能，成品率下降 ✓增加p-n结的漏电流，减少少数载流子的寿命
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可动离子沾污
金属离子在半导体材料中是高度活动性的， 又称为可动离子沾污(MIC)。
被引入到硅片中时，可严重损害器件的电 学性能和可靠性。
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颗粒
是指所有能粘附在硅片表面的小物体。 而悬浮在空气中传播的颗粒称为浮质。
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各种可能落在芯片表面的颗粒
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Sizes of Particles
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人体毛发对0.18um的相对尺寸
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Micro-Contamination
➢去除方法：强氧化
－ 臭氧干法
－ Piranha：H2SO4-H2O2 － 臭氧注入纯水
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有机物沾污的危害性
▪ 在特定的工艺条件下，能降低栅氧化层材料 的致密性。
▪ 使半导体表面的清洗不彻底，从而使得如金 属杂质之类的沾污在清洗之后仍完整地保留 在硅片表面。
– 氧化时发生：硅在氧化时，杂质会进入
➢去除方法：使金属原子氧化变成可溶性离子
氧化
M
还原
Mz+ + z e-
➢去除溶液：SC-1, SC-2（H2O2：强氧化剂）
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有机物沾污
是指那些包含碳的物质几乎总是同碳自身 及氢结合在一起，或者与Hale Waihona Puke 它元素结合在一起。➢来源：
• 环境中的有机蒸汽 • 存储容器 • 光刻胶的残留物
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第一章 芯片的加工环境 和衬底材料
§1.1 芯片的加工环境 §1.2 芯片的衬底材料 §1.3 硅的晶体结构 §1.4 晶向、晶面和堆积模型 §1.5 硅晶体中的缺陷 §1.6 硅中杂质 §1.7 杂质在硅晶体中的溶解度
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芯片制造的重要基础
▪ 芯片的加工环境； ▪ 衬底材料；
▪ VLSI以来，广泛采用激光束扫描硅片表面和 检测颗粒散射的光强及位置的方法。
ppb (十亿分之几)级别的悬浮分子沾污的 检测成为先进生产线的标准。
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颗粒的来源及控制
颗粒来源：
✓空气 ✓人体 ✓设备 ✓化学品
超级净化空气
风淋吹扫、防护服、面罩、 手套等，机器手/人
超纯化学品 去离子水
▪ 有机物沾污(Organic)
Etching of surface, nonuniform process, create compounds
▪ 自然氧化层(Native Oxide)
▪ 静电释放(ESD)
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Contaminants
Contaminants may consist of particles, organic films (photoresist), heavy metals or alkali ions.