信息摘要：
隨著集成電路工業(yè)以及半導體行業(yè)技術越來越快的發(fā)展，在生產(chǎn)過程中不僅對設備的要求越來越精密、可靠，而且對工藝制造環(huán)境的要求也是越來越嚴格。 對微電子半導體制造業(yè)來說，氣態(tài)分子污染物（Airborne Molecular Contaminants, AMC）會造成半導體晶體表面的氧化和侵蝕，導致產(chǎn)品合格率降低，是生產(chǎn)工藝的關鍵環(huán)節(jié)。 AMC控制的必要性 Why to contral the AMC 對微電子制造業(yè)來說，空氣...
隨著集成電路工業(yè)以及半導體行業(yè)技術越來越快的發(fā)展，在生產(chǎn)過程中不僅對設備的要求越來越精密、可靠，而且對工藝制造環(huán)境的要求也是越來越嚴格。
對微電子半導體制造業(yè)來說，氣態(tài)分子污染物（Airborne Molecular Contaminants, AMC）會造成半導體晶體表面的氧化和侵蝕，導致產(chǎn)品合格率降低，是生產(chǎn)工藝的關鍵環(huán)節(jié)。
AMC控制的必要性
Why to contral the AMC
對微電子制造業(yè)來說，空氣環(huán)境中產(chǎn)生的有害物質危害生產(chǎn)車間和產(chǎn)品，并因此引起成品良率降低的化學物質，稱為分子級污染物或氣態(tài)分子污染物(AMC)。
分子污染物大小比顆粒污染物小得多，相差幾個數(shù)量級，高效過濾器(HEPA) 或者超高效過濾器(ULPA) 無法去除分子污染物(AMC)。
ITRS國際半導體技術路線圖
隨著半導體制程技術的飛速發(fā)展，芯片線寬已經(jīng)進入納米級，對半導體產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境的要求也越來越高，所以微電子廠房內(nèi)分子級空氣污染的控制也越來越重要。
ITRS是International Technology Roadmap for Semiconductors的簡稱，中文名稱為國際半導體技術藍圖。ITRS的目的是確保集成電路(IC)和使用IC的產(chǎn)品在成本效益基礎上的性能改進，從而持續(xù)半導體產(chǎn)業(yè)的健康和成功。
國際半導體技術協(xié)會對AMC的分類
Classification of AMC
AMC對電子半導體制程的影響
Effect of AMC on electronic semiconductor process
AMC對電子半導體制程的影響主要表現(xiàn)為表面分子污染，這是由氣態(tài)分子和特定表面作用而形成非常薄的化學膜，化學膜通常改變產(chǎn)品表面的物理、電子、化學和光學特性，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
● 導致光阻層表面硬化T型缺陷
● 硼磷摻雜不受控
● 導致不能控制蝕刻速度，鄰苯二甲酸二丁酯（DOP）易附著于晶片表面形成碳化硅SiC
● 引起閾值電壓改變，硼元素（B2O3）、BF3等氣態(tài)污染物，會引起晶片表面污染
● 污染物氣體如HF、HCl、H2SO4、H3PO4、Cl2、NOX、SOX等，引起晶片表面污染，導致金屬化制程中的金屬附著力下降
● 污染氣體導致芯片內(nèi)連接導線因腐蝕而報廢
● 造成掩模及步進設備上光學鏡面模糊
● 導致設施和設備腐蝕而停機
● 導致HEPA過濾器降解，維護成本增加
● 導致無效清潔
晶圓表面污染的種類及其對元器件的影響
裸露晶圓表面霧化過程
不同濃度的分子污染物對制程的影響
在0.15~0.2μm制程暴露于10ppb（左圖）及1ppb（右圖）的NH3污染環(huán)境30分鐘后的結果
黃光制程光阻解析不良T-TOP形成（0.35um制程）
不同制程污染物種類的分布
潔凈室AMC的來源
如何控制AMC
How to contral AMC
AMC控制方法主要有三種：
一、從污染源控制：移走污染源。這就需要評估潔凈室內(nèi)、外部空氣質量，從而確定潛在的污染氣體及濃度；
二、在通風環(huán)節(jié)控制：引入潔凈空氣。選擇相應的過濾器來去除污染氣體。
三、“根除”控制：通過物理或化學手段控制污染物；吸附、吸收及化學吸收污染物。后續(xù)對受控環(huán)境AMC的實時監(jiān)測。主要原理如下：
干式濾料反應式去除
物理吸附：
一種物質被另一種物質吸引并附著于表面的過程，活性碳正是利用這一原理來去除污染物。
* 吸附是一種表面現(xiàn)象；
* 越高的表面積吸附能力越強；
缺點：易飽和，為了吸附其他物質，容易將已經(jīng)吸附的物質釋放出來，過程可逆。
化學吸附：
污染物同吸附劑中的化學物質發(fā)生化學反應，從而達到去除污染物的目的，華凈濾料正是通過這一原理來實現(xiàn)。
* 該過程非常特殊，取決于吸附劑和被吸附物的化學性質；
* 該過程基本速度很快，并且是不可逆的；
* 可以將有毒有害氣體通過化學反應氧化為無害的固體。
