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摘要

? ? ? 隨著半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)階段深入到亞 100 納米范圍，監(jiān)測空氣分子污染 (AMC) 已成為潔凈室管理的關(guān)鍵要素。本文根據(jù)過去十年的研究報(bào)告，全面介紹了當(dāng)前對 AMC 的理解，特別是對有機(jī)來源的理解。從回顧 AMC 問題的時(shí)間順序發(fā)展和 AMC 分類的幾種方法開始，本文還研究了幾種可用的環(huán)境采樣和表面分析方法的優(yōu)點(diǎn)。本文的重點(diǎn)是通過實(shí)驗(yàn)將有機(jī) AMC 的表面形態(tài)和豐度與其物理和化學(xué)特性相關(guān)聯(lián)，來解決有機(jī) AMC 的表面沉積潛力，連同描述單一和多種污染物情況的沉積速率的動力學(xué)模型。此外，本文還考察了 AMC 控制策略的當(dāng)前進(jìn)展，特別是化學(xué)過濾技術(shù)的發(fā)展。

介紹

? ? ? 潔凈室的設(shè)計(jì)是為了最大限度地提高環(huán)境敏感材料（微電子和制藥元件或產(chǎn)品）、工藝（晶圓制造）或操作（醫(yī)療程序）的生產(chǎn)率和產(chǎn)量。然而，只有在晶圓制造工藝領(lǐng)域，潔凈室的概念才足夠統(tǒng)一，因此空氣潔凈度要求之間的比較才變得有意義；因此，關(guān)于微污染的討論嚴(yán)格集中在半導(dǎo)體潔凈室環(huán)境上。多年來，潔凈度是指盡量減少潔凈室中的空氣傳播顆粒，以防止形成產(chǎn)品缺陷。這一要求促使半導(dǎo)體潔凈室的設(shè)計(jì)分類為嚴(yán)格顆粒定義的環(huán)境，例如 10 級 (ISO 4)、100 級 (ISO 5) 潔凈室。對溫度和濕度、壓力均勻性、氣流速度和分布、噪聲和振動水平以及靜電放電控制的進(jìn)一步限制已成為為滿足所需產(chǎn)品產(chǎn)量和可靠性的半導(dǎo)體器件制造建立關(guān)鍵環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)做法.

在晶圓上沉積有機(jī) AMC (oAMC)

? ? ? AMC 的采樣和分析.— 空氣中揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)污染物的采樣和分析已得到完善和標(biāo)準(zhǔn)化。氣相污染物很容易通過填充有聚合物或碳質(zhì)材料或其混合物的吸附劑的吸附管提取，以選擇- 有效保留不同化學(xué)性質(zhì)的化合物，例如疏水性和極性。然后對采樣管進(jìn)行定量和定性分析，最常見的是通過氣相色譜 (GC) 與質(zhì)譜儀 (MS) 聯(lián)用。許多研究人員已經(jīng)應(yīng)用類似的方法來分析室內(nèi)空氣和潔凈室空氣。例如，Otake 等人 ?使用 GC-MS 證明了木炭管收集的樣品的低檢測限，然后依次通過超聲和離心進(jìn)行溶劑（甲苯）萃取和分離。Toda 等人 24 還使用 GC-MS 技術(shù)同時(shí)測定了潔凈室中幾種磷酸鹽和鄰苯二甲酸酯的空氣中濃度。他們通過基于硅膠的小柱收集這些有機(jī)污染物。

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結(jié)論

? ? ? 對半導(dǎo)體器件制造潔凈室中硅晶片表面的有機(jī)可冷凝分子污染物的沉積進(jìn)行了審查。與空氣傳播的分子污染相關(guān)的問題已得到越來越多的認(rèn)可，尤其是當(dāng)電路圖案的關(guān)鍵特征低于 100 nm 時(shí)。盡管 ITRS 在未來幾代設(shè)備的技術(shù)路線圖中實(shí)施了有機(jī)和無機(jī) AMC 的閾值污染水平，但這些值主要來自基于有限數(shù)量的案例研究對缺陷密度的觀察。僅僅在幾年前，研究人員才致力于研究旨在評估除氣來源和 AMC 的沉積行為，尤其是有機(jī)性質(zhì)的。已經(jīng)闡明，根據(jù)晶片的表面處理和曝光時(shí)間，可以從晶片表面檢測到不同組的有機(jī) AMC。一般來說，分子量較小或蒸氣壓較高的有機(jī)化合物在初始暴露期間往往會占據(jù)晶片表面，但分子量較大的有機(jī)化合物在較長的暴露時(shí)間內(nèi)獲得吸附的競爭優(yōu)勢。

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