A1 半导体工艺生产流程 一、干净室 一样的机械加工是不需要干净室(clean room)的,因为加工辨论率在数十微米以上,远比日常环境的微尘颗粒为大。但进入半导体组件或微细加工的世界,空间单位差不多上以微米运算,因此微尘颗粒沾附在制作半导体组件的晶圆上,便有可能阻碍到其上周密导线布局的样式,造成电性短路或断路的严峻后果。 为此,所有半导体制程设备,都必须安置在隔绝粉尘进入的密闭空间中,这确实是干净室的来由。干净室的干净等级,有一公认的标准,以 class 10 为例,意谓在单位立方英呎的干净室空间内,平均只有粒径 0.5 微米以上的粉尘 10 粒。因此 class 后头数字越小,干净度越佳,因此其造价也越昂贵(参见图 2-1)。 为营造干净室的环境,有专业的建筑厂家,及其有关的技术与使用治理方法如下: 1、内部要保持大于一大气压的环境,以确保粉尘只出不进。因此需要大型鼓风机,将经滤网的空气源源不绝地打入干净室中。 2、为保持温度与湿度的恒定,大型空调设备须搭配于前述之鼓风加压系统中。换言之,鼓风机加压多久,冷气空调也开多久。 3、所有气流方向均由上往下为主,尽量减少突兀之室内空间设计或机台摆放调配,使粉尘在干净室内回旋停滞的机会与时刻减至最低程度。 4、所有建材均以不易产生静电吸附的材质为主。 5、所有人事物进出,都必须通过空气吹浴 (air shower) 的程序,将表面粉尘先行去除。 6、人体及衣物的毛屑是一项要紧粉尘来源,为此务必严格要求进出使用人员穿戴无尘衣,除了眼睛部位外,均需与外界隔绝接触 (在次微米制程技术的工厂内,工作人员几乎穿戴得像航天员一样。) 因此,化妆是在禁绝之内,铅笔等也禁止使用。 7、除了空气外,水的使用也只能限用去离子水 (DI water, de-ionized water)。一则防止水中粉粒污染晶圆,二则防止水中重金属离子,如钾、钠离子污染金氧半 (MOS) 晶体管结构之带电载子信道 (carrier channel),阻碍半导体组件的工作特性。去离子水以电阻率 (resistivity) 来定义好坏,一样要求至 17.5MΩ-cm 以上才算合格;为此需动用多重离子交换树脂、RO逆渗透、与 UV 紫外线杀菌等重重关卡,才能放行使用。由于去离子水是最佳的溶剂与清洁剂,其在半导体工业之使用量极为惊人! 8、干净室所有用得到的气源,包括吹干晶圆及机台空压所需要的,都得使用氮气 (98%),吹干晶圆的氮气甚至要求 99.8%以上的高纯氮! 以上八点讲明是最差不多的要求,...