半導體潔凈室氣態(tài)分子污染檢測與控制

氣態(tài)分子污染物AMC的來源

潔凈室中的AMC來源分為外部污染和內部污染。外部污染大致包括煙囪排放、汽車機車尾氣排放等，它們通常經(jīng)由新風空調箱再吸回潔凈室內。它的去除方式主要是在新風空調箱內設置對于酸性污染物和堿性污染物可高效凈化、針對有機化合物的有限空氣洗滌器和作用與酸堿性污染物、有機化合物的化學過濾器。

內部污染大致包括化學品、機臺設備、潔凈室內作業(yè)人員、潔凈室內建材等。特別是新建的廠房，建筑結構材質、涂料、機臺內部材質、接縫密封劑、晶圓儲存盒、PVC手套等塑膠材質等都會對環(huán)境造成一定的影響。它的去除方式主要是通過高效過濾風機組單元(FFU),主要在微循環(huán)風口設置化學過濾器。 

潔凈室氣態(tài)分子污染物AMC檢測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；**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的化學物質但不包含水；第四種是摻雜性污染物，可改變半導體物質之電性能化學元素，如硼、磷、砷和金屬離子等。

十幾年前國際半導體組織結合ITRS技術，對潔凈室內AMC種類進行整理定義。2017年以后IRDS設備與系統(tǒng)路線圖被業(yè)界了解，AMC物種遠不局限于MC、MA、MB及MD等。

氣態(tài)分子污染物(AMC)基于國際半導體設備和系統(tǒng)線路圖，不同制程節(jié)點要求下潔凈室內AMC上限濃度一覽。

氣態(tài)分子污染物(Airborne molecular contaminant,AMC),是對半導體制程良率可能產(chǎn)生負面影響的氣態(tài)污染物的統(tǒng)稱。

現(xiàn)行的AMC檢測方法，普遍受到儀器數(shù)據(jù)輸出頻率低或者物種覆蓋范圍較小的限制。例如常見的在線色譜質譜聯(lián)用通常每30分鐘才能出一組數(shù)據(jù)，而且耗材和維護人力成本較高。另一類常見的在線分析方式是光譜法，比如以光腔衰蕩光譜(CRDS)為代表的激光吸收光譜技術。因激光光源限制，一臺CRDS設備一般只能檢測一種或者幾種化合物，同時數(shù)據(jù)時間分辨率是分鐘級別。這也是IRDS路線圖中對各種類的AMC都推薦某幾種設備組合的主要原因。

質譜儀可以覆蓋AMC的幾大主要種類，同時獲得秒級響應和pptV級別的檢測限。搭配的高分辨率TOF飛行時間質譜的全譜記錄讓Vocus Cl-TOF具有數(shù)據(jù)回溯分析的功能，這在半導體需管控AMC種類不斷擴充的前提下顯得尤其重要。

在潔凈室技術中，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、熱和電磁，所以需要小心控制與生產(chǎn)者有關的環(huán)境，這可能會對產(chǎn)品生產(chǎn)過程和制造質量產(chǎn)生負面的影響。

去除方法

半導體生產(chǎn)制程包含有精密的微機電和積體電路，對生產(chǎn)環(huán)境潔凈度的要求特別嚴格，因此其整個制造過程都是在嚴格控制的潔凈室環(huán)境下完成的。

化學過濾器的定義為空氣分子污染隔離用的過濾器，其原理是通過物理和化學結構來實現(xiàn)。通常實際選用是要根據(jù)污染物種類、濃度和處理風量等條件來選擇合適的化學過濾器。目前的化學過濾器是選擇性的吸附氣體，而不是機械地“過濾”雜質。吸附是固體物質表面對氣體或液體分子的吸附現(xiàn)場，其中固體物質是吸附劑，被吸附的物質稱為吸附質。吸附可分為物理吸附和化學吸附。