半導(dǎo)體生產(chǎn)制程包含精密的微機電和積體電路，對于生產(chǎn)環(huán)境之潔凈度的要求特別嚴格，因此整個制造過程都在嚴格控制的環(huán)境條件下，也就是一般熟悉的潔凈室。

在潔凈室技術(shù)中，污染不僅包括嚴格意義上的灰塵的微粒，還包括任何有干擾作用的固體、液體、氣體、熱、電磁。所以需要小心控制污染控制的生產(chǎn)有關(guān)的環(huán)境，這可能會有負面影響的過程和產(chǎn)品的質(zhì)量。

大多數(shù)潔凈室會避免的懸浮微粒污染，因為微粒為大顆粒，通過HEPA/ULPA過濾器足以控制，但是懸浮分子污染，為小顆粒，傳統(tǒng)上，HEPA和ULPA是半導(dǎo)體工藝中賴以控制微粒污染的技術(shù)，但隨著尺寸由0.25μm快速演進到0.13μm快甚至納米(<0.1μm)工藝時，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，潔凈室空氣中存在的懸浮分子污染物(AMC)，將會對不同用以產(chǎn)生不良的影響，嚴重時可能對產(chǎn)品造成致命的缺陷而影響良率。

一、AMC定義和分類

AMC是Airborne Molecular Contamination的縮寫，定義為懸浮分子污染物(不是懸浮微粒)，出現(xiàn)在潔凈室和受控制環(huán)境的大氣中。

懸浮微粒以microns微米來定義(縮寫μm)，μm是過濾行業(yè)中描述粉塵粒度和纖維直徑時最常用的尺寸單位。1μm=10^-6m

懸浮分子是光波長度和分子直徑的常用計量單位。

氣態(tài)分子級污染物(AMC)是危害生產(chǎn)工藝并導(dǎo)致成品率降低的分子態(tài)化學(xué)物質(zhì)，AMC會在半導(dǎo)體制造的柵底氧化、薄膜、多晶硅和硅化物形成、接觸成型、光刻等多個關(guān)鍵工藝上造成晶片表面的侵蝕，潔凈室設(shè)備的腐蝕，非控制性之硼化物或磷化物摻雜，晶圓表面或光學(xué)鏡面上之陰霾和微粒發(fā)生等各種危害，影響產(chǎn)品質(zhì)量，是半導(dǎo)體制造面臨的越來越嚴峻的問題，也是生產(chǎn)環(huán)境控制中急待解決的問題。

根據(jù)化學(xué)品的特性，在國際半導(dǎo)體設(shè)備及材料協(xié)會在SEMIF21-1102的標準中將潔凈室中的空氣污染物分為四種，一是酸性污染物，包括鹽酸、硝酸、硫酸、氫氟酸等；第二種是堿性污染物，主要是氨氣；第三種是可凝性污染物，指常壓下沸點大于室溫且會在表面凝結(jié)的化學(xué)物質(zhì)但不包含水；第四種是：

1)酸性污染物(Acids，ClassMA) ：腐蝕性物質(zhì)，在化學(xué)反應(yīng)中為電子接受者，例如蝕刻區(qū)常用的氫氟酸、鹽酸、硝酸與硫酸，外氣所進入的二氧化硫等。

2)堿性污染物(Bases，ClassMB)，在化學(xué)反應(yīng)中為電子提供者，主要來源為氨。

3)可凝結(jié)性有機污染物(Condensables，ClassMC) ：通常是指沸點大于150℃ 的有機污染物，容易凝結(jié)在物體表面的有機物。

4)摻雜性污染物(Dopans，ClassMD)，可改變半導(dǎo)體物質(zhì)之電性的化學(xué)元素，如硼、磷、砷和金屬離子等。

二、 AMC的來源和去除方法

潔凈室內(nèi)的AMC來源分為外部污染和內(nèi)部污染。外部污染大致大致包括煙囪排放，汽機車排放的廢氣，經(jīng)由新風(fēng)空調(diào)箱再吸回潔凈室內(nèi)。去除方式主要是新風(fēng)空調(diào)箱內(nèi)設(shè)置對于酸性污染物和堿性污染物高效凈化和有機化合物的有限凈化空氣洗滌器和作用于酸性污染物，堿性污染和有機化合物化學(xué)過濾器內(nèi)部污染大致包括制程化學(xué)品、機臺設(shè)備、潔凈室內(nèi)工作人員和潔凈室建材等。特別是新建蓋好的廠房(建筑結(jié)構(gòu)材質(zhì)與涂料、機臺內(nèi)部材質(zhì)、接縫密封劑、晶圓儲存盒、PVC手套等塑膠材質(zhì)等。去除方式主要是高效過濾風(fēng)機組單元(FFU)，微環(huán)境，循環(huán)風(fēng)和設(shè)備設(shè)置化學(xué)過濾器。

化學(xué)過濾器定義為空氣分子污染的隔離的過濾器，其原理是通過物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。通常實際選用時，要根據(jù)污染物種類、濃度和處理風(fēng)量等條件來選擇合適的化學(xué)過濾器。目前的化學(xué)過濾器選擇性地吸附氣體，而不是機械地“過濾”雜質(zhì)。吸附是固體物質(zhì)表面對氣體(或液體分子)的吸著現(xiàn)象：其中固體物質(zhì)是吸附劑，被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。

過濾材料是過濾器的核心部分：化學(xué)過濾器的吸附材料(又稱吸附劑)有多種，如活性炭、氧化鋁、沸石、硅膠、離子交換樹脂等：其中，活性炭具有巨大的比表面積、廣譜吸附性、來源豐富和經(jīng)濟等優(yōu)點，在化學(xué)過濾器中被廣泛應(yīng)用，習(xí)慣上稱之為活性炭過濾器?；瘜W(xué)濾網(wǎng)安裝位置大致共有三種，如下：

1)MAU進氣口；設(shè)置長效型，高風(fēng)速型(V>2.5m/s)化學(xué)濾網(wǎng)。

2)設(shè)備進氣口之高效過濾風(fēng)機組單元(FFU)上游處，設(shè)置低風(fēng)速型， (V<1.0m/s)。

3)循環(huán)風(fēng)回風(fēng)處，設(shè)置高效型，高風(fēng)速型(2.5m/s>V>1.2m/s) 。

三、結(jié)語

當(dāng)前半導(dǎo)體制程技術(shù)發(fā)展迅猛，芯片線寬已經(jīng)進入納米級，因此半導(dǎo)體潔凈室內(nèi)AMC的控制更顯重要。在AMC的控制中的首要步驟是通過監(jiān)測分析，識別污染的來源和通過調(diào)整材料和工藝流程以去除污染物。同時在新風(fēng)、循環(huán)風(fēng)以及機臺側(cè)考慮安裝合適的化學(xué)過濾器，來保護生產(chǎn)環(huán)境。第三，對于潔凈室內(nèi)某區(qū)域溫濕度異常波動，需要巧妙運用在線檢測的數(shù)據(jù)，去系統(tǒng)分析任何一次超出控制的異常情況，找到引起溫濕度異常波動的真實原因，從而找到有效的對策以避免問題的再次發(fā)生。

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