Was sind die Hauptverunreinigungen im Reinraum des Halbleiterreinraums?

Die Kernmission des Reinraums , das 'sterile Gewächshaus' der Semiconductor -Herstellung, besteht darin, die kontaminanten Konzentrationen in der Luft an den Teilen pro Billion (PPB) oder sogar Teile pro Billion (PPT) zu kontrollieren.

Klassifizierung von Verunreinigungen

Laut ISO 14644-1 können Reinraum Verunreinigungen in vier Hauptkategorien eingeteilt werden: feste Partikel, gasförmige chemische Verunreinigungen, Filmkontaminanten auf Molekularebene und mikrobiologische Kontaminanten.

Feste Partikel

Technischer Prinzip: Nach Stokes 'Gesetz ist die Absetzgeschwindigkeit von Partikeln in Luft proportional zum Quadrat der Partikelgröße. 0,1 μm Partikel können bis zu 2 Stunden dauern, um sich in statischer Luft zu sammeln, während 10 & mgr; m -Partikel nur 3 Minuten dauern. Die Hauptquellen der Partikelverschmutzung sind:

1. Personalbewegungen: 10^4 Partikel ≥ 0,5 μm pro Minute (in normalen sauberen Anzügen).

2. Ausrüstungsreibung: Metallpartikel (Fe, Ni 65%), die durch Vakuumpumpenlagerverschleiß erzeugt werden.

3.. Prozes Nebenprodukte: Silica-Schleifpartikel (Partikelgröße 0,2-1μm), die während des CMP-Prozesses erzeugt wurden.

Gasförmige chemische Schadstoffe

Technologieprinzip: Nach Langmuir -Adsorptionstheorie werden gasförmige Moleküle (z. B. SO2, NOx) auf der Oberfläche von Siliziumwäschen durch Van der Waals -Kräfte adsorbiert und bilden eine monomolekulare Kontaminationsschicht.

Die Hauptquellen für Schadstoffe sind: saure Gase, alkalische Gase, organische Gase, Metalldämpfe.

Dünnfilmkontamination auf molekularer Ebene

Prinzip der Technologie: Hydroxylgruppen (-OH) auf der Waferoberfläche adsorieren polare Moleküle leicht und bilden eine Kontaminationsschicht mit einer Dicke von 1-5 nm. Zum Beispiel:

• Wasserdampfadsorption: Wenn die relative Luftfeuchtigkeit> 40%beträgt, werden mehr als 3 Schichten hydratisierter Film auf der Waferoberfläche gebildet.

• Silikonkontamination: Das SI-O-Si-Polymer wird nach Kondensation der Vakuumpumpenöldampf gebildet, was zu einer Abnahme der Photoresist-Adhäsion um 25% führt.

Mikrobiologische Verunreinigungen

Spezifität: Bakterielle Sporen (0,5-5 μm Durchmesser) können durch HEPA-Filtration entfernt werden , aber Metaboliten (z. B. Endotoxine) können flüchtige organische Verbindungen (VOCs) freisetzen. ISO 14644-6 erfordert, dass mikrobiologische Konzentrationen in den Reinräumen der Klasse 100 ≤ 5 KFU/M⊃3; und Krankheitserreger wie Staphylococcus aureus nicht nachgewiesen werden.