8.2 污染

灰尘是小尺寸器件集成电路生产的天敌。在开发集成电路的 过程中， 已经开发了有效的方法来消除生产环境中的灰尘。 如有尺寸与电路结构元件相当的灰尘颗粒(临界尺寸，CD) 或更大的灰尘颗粒意外进入设备中，会引发很多问题。22 nm 的硅结构只包括 41 个 Si 原子。根据这一标准， 不仅颗 粒构成了挑战，甚至分子造成的污染也成为越来越大的挑 战。这些污染被称为空气分子污染 (AMC)。 从开放式盒子到 封闭式 FOUP 的转变大大降低了颗粒的污染，但同时也增加 了 AMC 影响。

图 8.5: FOUP 中的 AMC 来源

图 8.3: 硅类金刚石的晶体结构

晶圆表面上的来自环境空气、从周围表面释放的或来自之上 一道工艺步骤的分子可以与大气中的气体反应， 形成微小的 反应产物群，这在晶圆等待下一道工艺步骤的等待时间内有 增加的趋势。 分子污染的核心通常是半导体制造中所使用的 很多化合物。国际半导体技术蓝图 (ITRS) 已经确立了会引起 晶圆缺陷的 AMC 名单 [36]。该名单包括无机和有机酸、 碱、 硫化合物和挥发性有机化合物，详情参见图 8.4。

图 8.4: 空气分子污染 AMC 的分类

在 FOUP 内部环境中，AMC 有两个主要来源。最主要来源 是每个工艺步骤后存储在 FOUP 中的晶圆。 最后一道工序中 的副产物从其表面释放并可以被 FOUP 的高分子材料吸收或 重新吸附在其他晶圆表面上。 第二来源是 FOUP 的出气，出 气来源于聚合物主体或其他晶圆和/或其他工艺先前吸附的副 产物。 由于聚合物具有吸附气体的高能力，所以 FOUP 具有 其已携带晶圆的“记忆”。与这些 AMC 来源相比， 良好控制的 洁净室内的空气污染可以忽略不计。