第九讲：污染控制(半导体制造技术)
微电子工艺基础污染控制和芯片制造基本工艺(ppt版)
第3章 污染控制、芯片制造根本工艺概述(ɡài shù) 二、洁净室的建设
1、洁净室要素
2、人员产生(chǎnshēng)的污染〔**〕 3、工艺用水〔**〕
4、工艺化学品 5、化学气体
6、设备 7、洁净室的物质和供给
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第二十七页，共七十六页。
第3章 污染控制、芯片制造(zhìzào)根本工艺概
述
二、洁净室的建设
3、工艺(gōngyì)用水
〔1〕工艺(gōngyì)用水的重要性
在晶圆制造的整个过程中，晶圆要经过多次的化学刻蚀 与清洗，每步刻蚀与清洗后都要经过清水冲刷 。在整个的 制造过程中，晶圆总共要在冲洗的系统中待上好几个小时， 一个现代的晶圆制造厂每天要使用多达几百万加仑的水，这 样实际上产生了一个投资项目，包括水的加工处理、向各个 加工工艺区的水的传输、废水的处理与排放。由于半导体器 件容易受到污染，所以所有工艺用水，必须经过处理，达到 非常严格的洁净度要求。
〔2〕人类的呼吸(hūxī)也包含着大量的污染，每次呼 气向空气中排出大量的水汽和微粒。而一个吸烟者的 呼吸(hūxī)在吸烟后在很长时间里仍能带有上百万的微 粒〔。3〕而体液，例如(lìrú)含钠的唾液也是半导体器件 的主要杀手。
解决方法：全封闭、穿衣顺序、详见教材。
26 微电子工艺基础
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23 微电子工艺基础
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第3章 污染控制、芯片(xīn piàn)制造根本工艺
概述
二、洁净室的建设
1、洁净室要素(yào
sù)
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第3章 污染控制、芯片制造(zhìzào)根本工艺概述
半导体制造业的绿色技术和能源效率解决方案
半导体制造业的绿色技术和能源效率解决方案随着环境保护意识的增强和全球资源紧张的形势，绿色技术和能源效率解决方案在各个领域得到了越来越多的关注与应用。
半导体制造业作为一个典型的高能耗行业，亦不例外。
本文将探讨当前半导体制造业的绿色技术和能源效率解决方案，并展望未来的发展趋势。
一、绿色技术在半导体制造业中的应用绿色技术是指以保护环境为导向，实现可持续发展的技术和工艺。
在半导体制造业中，绿色技术的应用主要通过以下几个方面实现。
1.1 清洁生产技术清洁生产技术是指通过改进工艺流程和设备，减少或消除对环境的污染和资源的消耗。
在半导体制造业中，清洁生产技术的应用主要体现在以下几个方面。
首先，在半导体芯片制造过程中，采用环保型材料和清洁剂，如无机废气处理设备和循环水冷却系统，可以减少对环境的污染，降低废气和废水处理的成本。
其次，在晶圆制备过程中，采用干法蚀刻和干法清洗代替湿法工艺，可以减少废水的排放量，并提高生产效率。
最后，在包装和测试环节，采用无铅焊接工艺和无卤素材料，可以减少有害物质的使用和回收处理负担。
1.2 循环利用与废弃物处理循环利用和废弃物处理是绿色技术的重要组成部分。
在半导体制造过程中，产生的废弃物主要有废水、废气和废料。
针对废水的处理，可以采用生物膜处理系统和电化学处理技术，将有害物质去除并转化为可回收的资源。
对于废气的处理，可以采用脱硫、脱氮和除尘等技术，将有害物质降低至符合排放标准。
而废料的处理，则需要进行合理的分类和回收利用。
例如，对于废旧设备和废旧材料，可以进行再加工和再利用，降低资源消耗和环境污染。
二、能源效率解决方案在半导体制造业中的应用能源效率解决方案是指通过改进工艺流程和设备，提高能源利用率以及降低能源消耗。
在半导体制造业中，能源效率解决方案的应用主要通过以下几个方面实现。
2.1 芯片制造过程中的能源管理在半导体芯片制造过程中，能源消耗主要集中在设备运行和制程操作中。
通过建立精细化的能耗监测系统和能源管理方案，可以实现对能源消耗的实时监控与控制。
半导体行业污染管理及解决方案
半导体行业污染管理及解决方案真空应用，真空系统解决方案01介绍在半导体制造业中，如集成电路的生产过程，许多关键的工艺步骤都是基于真空技术的。
在硅加工过程中使用真空技术有几个原因：⏹真空允许对条件进行控制，因为它排除了硅晶片中的环境空气，如反应气体和粉尘。
⏹真空允许硅和氧化硅的异性蚀刻，这是对硅晶片表面形成图案的基本工艺步骤。
⏹几种基于真空的工艺允许所有类型的绝缘薄层和具有可控性的导电膜沉积在硅晶片上。
最新研发的集成电路由固体硅制成，其最大的特点是由于每个设备集成部件数量的不断增加和图案尺寸的不断缩小，使得部件的性能也得到不断的提高。
在集成电路的开发过程中，戈登·E.摩尔曾预言，自20世纪60年代起，电路性能大约每两年翻一番，这就是著名的摩尔定律。
经过了世纪之交，集成电路的最小结构（如微处理器和随机存储器）从1970年的10µm减少到0.1µm，摩尔定律得到了充分的体现。
在此期间，硅晶片的尺寸从1"直径增加到300mm(-12")，提高了吞吐量并降低了成本。
图1:摩尔定律（由Intel和AMD微处理器中的晶体管数量记录）通过引入300mm技术，所谓临界尺寸，截止到此文本撰写时（即2012年）已经从150nm缩小到22nm。
凭借300mm的晶圆尺寸，生产技术也从开放式盒子（图8.2左侧）转变到封闭式小环境，即：晶圆在封闭式盒子里在生产现场中从一个工艺设备传送到另一个（FOUP=前端开启式晶圆传送盒，图2，右侧）。
图2: 使用盒子（左）和FOUP（右）的晶圆传送02污染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。
半导体产业之—污染控制（一）
半导体产业之—污染控制（一）这几节小编将为大家解释污染对器件工艺、器件性能和器件可靠性的影响，以及芯片生产区域存在的污染类型和主要的污染源。
同时，也将对净化间规划、主要的污染控制方法和晶片表面的清洗工艺进行讨论。
首先来看看什么是污染。
污染是可能将芯片生产工业扼杀在摇篮里的首要原因之一。
半导体工业起步于由空间技术发展而来的净化间技术。
然而，事实表明，对于大规模集成电路的生产，这些技术水平是远远不够的。
净化间不得不与芯片设计和密度进步保持同步。
产业生长的能力依赖于每一代芯片提出的污染问题的解决。
昨天的小问题可能变成明天芯片的致命缺陷。
污染物类型半导体器件极易受到多种污染物的损害。
这些污染物可以归纳为四类：1.微粒；2.金属离子；3.化学物质；4.细菌；5.空气中分子污染。
接下来我们逐一的进行介绍。
微粒：半导体器件，尤其是高密度的集成电路，易受到各种污染的损害。
器件对于污染的敏感度取决于较小的特征图形的尺寸和晶片表面沉积层的厚度。
目前的量度尺寸已经降到亚微米级。
1um是非常小的。
1cm是它的1000倍。
人的头发的直径为100um。
这种非常小的器件尺寸导致器件极易受到由人员、设备和工艺操作中使用的化学品所产生的，存在于空气中的颗粒污染的损害。
由于特征图形尺寸越来越小，膜层越来越薄，所允许存在的微粒尺寸也必须被控制在更小的尺度上。
由经验所得出的一条法则是：为例的大小必须是第一层金属半个节距的一半。
半个节距是相邻金属条之间间距的一半。
落于器件的关键部位并毁坏了器件功能的微粒被称为致命缺陷。
致命缺陷还包括晶体缺陷和其他由工艺过程引入的问题。
在任何晶片上，都存在大量微粒。
有些属于致命性的，而其他一些位于器件不太敏感的区域则不会造成器件缺陷。
2011版国际半导体技术路线图良品率增强部分确定缺陷与良品率的相关性，并开发更敏感缺陷和污染检测设备，作为未来技术代良品率增强的基础。
金属离子：之前我们曾介绍过，半导体器件在整个晶圆上N型和P型的掺杂区域，以及在精确的N和P相邻区域，都需要具有可控的电阻率。
半导体光催化技术在环境污染治理中的应用
半导体光催化技术在环境污染治理中的应用环境污染是一个世界性的问题，近年来越来越严重。
其中水污染问题尤为突出，如何治理水污染一直是国际社会面临的重大挑战。
在治理水污染的过程中，半导体光催化技术得到了广泛应用。
半导体光催化技术是一种通过光、半导体催化剂和氧气等自由基的作用来降解有机污染物的技术。
这种污染物降解的过程中，最终形成水和二氧化碳，不显著地产生二次污染。
半导体光催化技术被广泛运用于环境污染治理领域，涉及废水、废气、土壤污染等方面。
本文将重点介绍半导体光催化技术在水污染治理中的应用。
一、半导体光催化技术在水污染治理中的原理半导体光催化技术的原理其实很简单。
这种催化技术的核心是一种半导体材料，如TiO2、ZnO等。
当这些半导体材料受到阳光的照射时，它们会吸收阳光的能量，产生激发态电子和空穴，这两者会与有机污染物中的电子和离子发生反应，逐步将其降解成水和二氧化碳。
整个过程中产生的激发态电子和空穴是非常活跃的自由基，它们的作用让传统的等离子体、臭氧等技术相比有着更好的降解效果。
二、半导体光催化技术在水污染治理中的优势半导体光催化技术在治理水污染方面有很多的优势。
首先，这种技术可以比较高效地降解各种有机污染物，包括化学药品、化学品、石油、沥青和合成树脂等。
其次，半导体光催化技术可以在泥泞、高温、低温、少氧或高盐度等恶劣条件下运行，同时也不会产生任何的二次污染。
再次，这种技术的运行成本相对较低，而且设备简单易操作。
最后，半导体光催化技术所使用的材料具有不应激的物理和化学稳定性，而且比较可靠、先进、成熟。
三、半导体光催化技术在水污染治理中的应用案例半导体光催化技术已经在水污染治理方面得到了广泛的应用。
举个例子，日本的某种饮料厂的废水处理工艺采用了半导体光催化技术，通过其处理后废水可以回收利用。
此外，在国内，半导体光催化技术也被应用于各种废水处理中心、水厂等工业场所和厂家。
四、半导体光催化技术在水污染治理中的发展趋势由于国际上对环境保护的认识越来越高，人们对水污染治理的要求也越来越高。
半导体行业如何降低产品能耗和环境污染
半导体行业如何降低产品能耗和环境污染随着环保意识的增强，半导体行业越来越注重产品能耗和环境污染方面的问题。
半导体制造业是一个能源和资源密集型行业，半导体产品的制造通常需要大量的能源和材料。
因此，减少产品能耗和环境污染成为半导体行业的关键挑战。
一、加快技术革新半导体技术不断提升，新一代芯片的尺寸越来越小，功耗越来越低，越来越多的工艺要求通过复杂的制造工序实现。
半导体技术的发展能够降低产品的能耗，减少环境污染。
半导体企业需要针对芯片的能耗进行优化设计，减少微处理器的动态功耗。
二、推进能源管理半导体行业需要研究新兴的节能技术和环保技术，如应用于节能、绿色能源等方面，进一步降低能源消耗和环境污染，提高能源利用率。
在设计方面，应当采用低功耗设计理念，使用低功耗的设备和工艺制造产品。
半导体厂商可以采取调控和限制能源的消费，制定具体的能耗指标和计划，实施生产过程的节能操作。
三、提高废料、废气处理能力半导体行业在生产过程中会产生大量的废料和废气，对环境造成很大的污染。
半导体企业应添加处理系统，对排放的废气和废水进行广泛，彻底处理，将尽可能多的材料和产品回收利用。
四、改进生产模式将传统的线性生产方式转化为循环经济模式，从而实现资源的闭环回收利用，践行绿色生产、低碳经济的理念。
半导体企业需要建立生产稽核制度，强制要求生产过程中的每个环节都符合环保标准，减少对环境的损害。
企业还可以向社会提供相关的绿色产品信息，推动大众对绿色产品生产方式的关注和认识。
总之，半导体行业需要通过优化技术和管理，降低产品能耗和环境污染，推动自身可持续发展，注重践行绿色生产、低碳经济的理念。
这既是行业的需要也是社会的要求，将有助于构建可持续的环保社会。
在当前全球资源紧张的情况下，环境保护成为全球性的共识，为了实现可持续发展，半导体行业在未来也需要不断推进能源管理，提高处理污染物的效率，改进生产模式等方面下更大的努力。
一、加速技术创新将是一个重要的趋势随着半导体科技的不断发展，半导体产品的功耗下降将成为主要趋势之一。
微电子10-si片制造中的污染控制
温度和湿度 对硅片加工设备温度和湿度的设定 有特别的规定。一个1级0.3um净化间温度控制 的例子是68％±0.5°F。相对湿度（RH）很重要， 因为它对侵蚀有贡献。典型的RH设定为40％ ±10％。
静电释放 多数静电释放（ESD）可以通过合理 运用设备和规程得到控制。主要的ESD控制方法 有：
•静电消耗性的净化间材料 •ESD接地 •空气电离
金属杂质
硅片加工厂的沾污也可能来自金属化合物。危害半导体工艺 的典型金属杂质是碱金属，它们在普通化学品和工艺都很常 见。这些金属在所有用于硅片加工的材料中都要严格控制 （见表）。碱金属来自周期表中的IA族，是极端活泼的元素， 因为它们容易失去一个价电子成为阳离子，与非金属的阴离 子反应形成离子化合物。
人
人是颗粒的产生者。人员持续不断地进入净化间，是净化间 沾污的最大来源。人类颗粒来源如表所示。
为了减少人类带来的沾污，使用了超净服，制定了净化间操 作规程。
厂房
为使半导体制造在一个超洁净的环境中进行， 有必要采用系统方法来控制净化间区域的输 入和输出。有三种基本的策略用于消除净化 间颗粒：
1.从未受颗粒沾污的净化间着手开始。 2.尽可能减少通过设备、器具、人员和净化间
自然氧化层
如果曝露与室温的空气或含溶解氧的去离子水中， 硅片的表面将被氧化。这一薄氧化层称为自然氧化 层。硅片上最初的自然氧化层生长始于潮湿。当硅 片表面曝露在空气中时，一秒钟内就有几十层水分 子吸附在硅片上并渗透到硅表面，这引起硅表面甚 至在室温下就发生氧化。 天然氧化层的厚度随曝露时间的增长而增加。 硅片表面无自然氧化层对半导体性能和可靠性是非 常重要的。 自然氧化层将妨碍其他工艺步骤，如硅片上单晶薄 膜的生长和超薄栅氧化层的生长。 自然氧化层也包含了某些金属杂质，它们可以向硅 中转移并形成电学缺陷。
半导体制造业空气污染管制及排放标准
【法规名称】半导体制造业空气污染管制及排放标准【颁布部门】【颁布时间】2002-10-16【效力属性】已修正【正文】半导体制造业空气污染管制及排放标准本标准依空气污染防制法第二十条第二项、第二十二条第二项及第二十三条第二项规定订定之。
本标准专有名词及符号定义如下：一半导体制造业：指从事积体电路晶圆制造、晶圆封装、磊晶、光罩制造、导线架制造等作业者。
二积体电路晶圆制造作业(Wafer Fabricaten):指将各种规格晶圆生产各种用途之晶圆之作业，包括经由物理气相沈积(Physical Vapor Deposition)、化学气相沈积(Chemical Vapor Deposition)、光阻、微影(Photolithography) 、蚀刻(Etching)、扩散、离子植入(Ion Implantation) 、氧化与热处理等制程。
三积体电路晶圆圭寸装作业(Wafer Package):指将制造完成之各种用途之晶圆生产成为半导体产品之作业，包括经由切割成片状的晶粒(Dice)，再经焊接、电镀、有机溶剂清洗和酸洗等制程。
四光阻剂：指实施积体电路晶圆制造之选择蚀刻时，所需耐酸性之感光剂。
五光阻制程：指晶圆经过光组剂的涂布、曝光、显像，使晶圆上形成各类型电路的制程。
六挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs):系指有机化合物成份之总称。
但不包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳化物、碳酸盐、碳酸铵等化合物。
七密闭排气系统(Closed Vent System):系指可将设备或制程设备元件排出或逸散出之空气污染物，捕集并输送至污染防制设备，使传送之气体不直接与大气接触之系统。
该系统包括管线及连接装置。
八污染防制设备：系指处理废气之热焚化炉、触媒焚化炉、锅炉或加热炉等密闭式焚化设施、冷凝器、吸附装置、吸收塔、废气燃烧塔、生物处理设施或其它经中央主管机关认定者。
九工厂总排放量：系指同一厂场周界内所有排放管道排放某单一空气污染物之总和；单位为kg/hr。
半导体在环境保护领域的应用
半导体在环境保护领域的应用引言：随着环境污染问题的日益严重，寻找可持续的环保解决方案成为全球共同关注的焦点。
在这一背景下，半导体技术的应用逐渐成为环境保护领域的重要手段。
本文将重点介绍半导体在环境保护方面的应用，并探讨其对环境改善的积极作用。
一、光催化净化空气半导体光催化技术是一种利用半导体光电化学特性来催化分解有害气体的技术。
通过将光敏半导体材料（如二氧化钛）与紫外光源结合，可将空气中的有机污染物、挥发性有机物（VOCs）和有害气体（如二氧化硫、氮氧化物等）转化为无害物质。
光催化技术具有高效、无二次污染和可持续等特点，广泛应用于空气净化领域。
二、光催化水处理半导体光催化技术在水处理中也发挥着重要作用。
通过将光敏半导体材料引入水处理系统中，利用其具有的光电化学特性，可高效分解水中的有机物、重金属离子和微生物等污染物。
此外，光催化水处理技术还可利用阳光中的紫外线进行能源转换，实现清洁能源的生产和利用。
相比传统的水处理方法，光催化水处理技术具有能耗低、无二次污染和操作简便等优势。
三、光伏发电光伏发电是一种利用太阳能转化为电能的技术，而半导体材料则是光伏发电的核心组成部分。
在光伏电池中，半导体材料通过吸收太阳光的能量，将光能转化为电能。
光伏发电技术具有清洁、无噪音、可再生等优点，被广泛应用于屋顶光伏发电、光伏农业和光伏扶贫等领域。
通过光伏发电技术，可减少对化石燃料的依赖，降低温室气体的排放，从而对环境保护起到积极的促进作用。
四、半导体传感器半导体传感器是一种能够将环境中的物理量、化学量和生物量转化为电信号的装置。
在环境保护领域，半导体传感器可用于监测大气污染物、水质污染、土壤污染和噪声等环境指标。
通过实时监测环境污染物的浓度和分布情况，可为环境保护部门提供准确的数据支持，有助于制定科学合理的环境保护政策和措施。
五、节能和能源管理半导体技术在节能和能源管理方面也发挥着重要作用。
例如，半导体材料的应用使得电子产品的能效得到显著提升，延长电池寿命，减少废弃物产生。
半导体工艺设备污染控制
半导体工艺设备污染控制摘要：半导体被称为制造业皇冠上的明珠，半导体产业是信息技术产业的核心，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一。
半导体设备的沾污的控制，直接影响到半导体前道制程的先进性，基于此方向，分享一下半导体设备沾污的来源及控制的方法。
关键词：半导体；硅片；沾污；集成电路；晶圆；缺陷；掩模板；1、引言一片硅片表面有多个微芯片，每个微芯片又有数以百万计的器件和互联线路，他们对沾污物都非常敏感。
一直以来，芯片的关键尺寸为适应更高性能和更高集成度的要求而缩小，控制晶圆表面沾污的需求变得越来越关键。
这些沾污的来源主要是由于空气和设备中存在的微粒、金属离子、化学物质、静电等，在半导体工艺制造的过程中，这些沾污会落到半导体晶片和掩模板上，不但影响器件关键尺寸的缩小，还会导致集成电路中的器件产生缺陷，影响器件工艺良率、器件性能以及可靠性，进而导致集成电路失效。
比如，尘埃粒子进入栅氧化层会增加其电导率，降低击穿电压，导致器件失效。
在光刻工艺领域，尤其是前道制程的光刻领域，如果尘埃粒子粘附在光掩模板表面，如同在掩模板上增加了不透光的图形，尘埃的形状和掩模板上的电路图形，会被一起转移到要被光刻的晶圆上，导致电路失效。
2、污染的种类半导体器件，尤其是高密度的集成电路，容易受到各种污染的损害，器件对污染的敏感度，取决于较小的特征图形尺寸和晶片表面沉积层的厚度。
在净化间内的污染大致可分为颗粒、金属离子、有机物沾污、自然氧化层以及静电释放。
颗粒污染，在半导体芯片的制造过程中，可以接收的颗粒尺寸的粗略计算法则是它必须小于最小器件特征尺寸的一半。
如果将颗粒细分，还可以分为粉尘、固态雾、烟、微生物、液态雾等。
其中粉尘来源广泛，大多是固态有机或无机物。
固态雾是固态物质经过熔融之后，在蒸发和凝结之后而形成的颗粒，与粉尘区别在于凝聚力强。
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5.1 概述
在这一章中，将解释污染对器件工艺、器件 性能和器件可靠性的影响 ，以及芯片生产区域存 在的污染类型和主要的污染源。同时也简要介绍 洁净室规划、主要的污染控制方法和晶片表面的 清洗工艺等。 5.2 污染类型 微粒 金属离子 化学物质 细菌 • 微粒 器件对污染物的敏感度取决于特征图形的 尺寸和晶体表面沉积层的厚度。由于特征图形尺 寸越来越小，膜层厚度越来越薄，所允许存在的 微粒 尺寸也必须控制在更小的尺度上。
5.4.3 人员产生的污染
工作区人员也是最大的污染源之一。即使一个经过风淋的洁净室 操作员，当他坐着时，每分钟也可释放10万到100万个颗粒，当人员 移动时，这个数字还会大幅增加。这些颗粒都是来自脱落的头发和 坏死的皮肤。其他的颗粒源还有象化妆品、染发剂和暴露的衣服等。 图5.18列出了从不同操作人员的动作中产生的污染物的水平。
0.05
这些微小颗粒的主要问题是在空气中长时间 漂浮。而洁净工作室的洁净度就是由空气中的微 粒大小和微粒含量决定的。 美国联邦标准209E规定空气质量由区域空气 级别数来决定的。标准按两种方法设定，一是颗 粒的大小，二是颗粒的密度。 而级别数是指在一立方英尺中含有直径为0.5 微米或更大的颗粒总数。 一般城市空气中通常包含烟、雾、气，每立方 英尺多达500万个颗粒，所以是500万级。 图5.6显示了标准209E规定的颗粒直径与颗粒 密度的关系。
最大颗粒 尺寸限度 （微米） <<0.1 <0.1 0.1 0.3 0.5 0.5
• 化学品 器件生产过程中化学品的应用是不可避 免的，有些化学品将导致晶片表面受到不必要的 刻蚀，或者生成无法除去的化合物等，氯就是其 中之一的污染物，所以，工艺过程中用到的化学 品氯的含量必须受到严格控制。 • 细菌 主要来源于水中，是一种生成物。细菌一 旦形成，会成为颗粒状污染物或给器件表面引入 不希望的金属离子。 • 污染的影响 器件工艺的良品率 器件性能 器件的可靠性
经验告诉我们，微粒的大小要小于器件上最小 特征图形尺寸的1/10。（就是说直径为0.03微米的 微粒将会损坏0.3微米线宽大小的特征图形。）否则 会造成器件功能的致命伤害。
人类毛发米
1010
• 金属离子 无论是单晶制造还是工艺过程中人 为掺杂，在引入有用杂质的同时也不可避免地引 入一些其他有害的杂质，特别是金属杂质。并且 是以离子形式出现的而且是移动的。当这些移动 的离子超过一定数量时，同样会引起器件的失效。 因此，这些可移动的离子必须控制在一定范围内。 除此之外，钠也是最常见的可移动离子污染 物，而且移动性最强，因此，对钠的控制也成为 芯片生产的首要目标。 可移动污染物问题特别是对MOS器件影响更为 明显，因为MOS器件是表面电荷控制器件。
100 000 10 000 5.00 50.00
• 不同环境下洁净级别数与对应的颗粒大小
环境 级别数
256 MB 内存加工车间 微环境 超大规模集成电路加工车间 特大规模集成电路加工车间 空气层流立式 工作台装配区 库房 室外
0.01 0.1 1 10 100 1000~10 000 100 000 >500 000
• 通常采用反渗透和离子交换系统去除水中的离 子。去除离子后的水通常称为去离子水。去离子 水在25℃时的电阻是18 000 000Ω ·cm，也就 是一般称为18MΩ 。图5.19显示了当水中含有大 量不同的溶解物质时的电阻值。 在VLSI制造中， 溶解固体 电阻 的容量 (ppm) (Ohms · cm 工艺水的目标是 25 û C) 18MΩ 。 18 000 000 0.0277 15 000 000 0.0333 水中的细菌是通 10 000 000 0.0500 过紫外线去除。 1 000 000 0.500
5.3.3
• • • •
净化空气的方法 洁净室的设计是要使生产免污染芯片的能力 更完整化。设计时的主要思路是保持加工车间中 空气的洁净。另外提高生产自动化水平也是降低 污染的一种有效方法。共有4种不同的洁净室设计 方法： 洁净工作台 隧道型设计 完全洁净室 微局部环境 具体就不作详细的介绍，下面通过几组图片 的浏览使大家有个初步的印象。
5.3.2 空气 普通空气中含有许多污染物，主要是 可在空气中传播的颗粒（一般是微粒或浮尘）， 颗粒的相对尺寸如下图所示（单位是：微米）。
浮质 金属尘埃 水泥 尘埃 烟尘 杀虫剂微粒
人类毛发
的直径
10 000 5000
1000 500
1 0.5
10 5
0.1
100
0.001
0.005
50
0.01
电离栅板
空气流
空气 层 流立式工作台
接地 腕带
在线 电离 件
接地站垫
5.4.4 工艺用水 在晶园生产的整个过程中，要经过多次的化学 刻蚀与清洗，每步刻蚀与清洗后都要经过清水冲 洗。由于半导体器件非常容易受到污染，所以所 有工艺用水必须经过处理，达到非常严格洁净度 的要求。 普通城市用的水中包含大量洁净室不能接受的 污染物，主要有： 溶解的矿物 颗粒 菌 溶解氧 二氧化碳 有机物 普通水中的矿物来自盐分，盐分在水中分解为 离子。例如食盐会分解为钠离子和氯离子。每个 离子都是污染物。
5.3
污染源
下面将讨论对器件生产中产生影响的各类污 染的来源、性质及其控制。从LSI出现以来，污染 控制就突现出来它的重要性。如今污染控制本身 已成为一门科学，是制造半导体器件必须掌握的 关键技术之一。 5.3.1 普通污染源 实际上芯片生产过程中任何与产品相接触的 物质都是潜在的污染源。主要有： 空气 厂房设备 工作人员 使用的水 化学溶剂 化学气体 静电