第五章污染控制 51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。 52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
第五章 污染控制 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
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 ←金属线 人类毛发的直径 微粒 1微米 222层 Icm=10000微米
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。 人类毛发的直径 1 米微 1 cm = 10 000 米微
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
• 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。 10 10
·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 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
• 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
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
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