聊聊芯片超凈間的顆粒

在芯片制造領(lǐng)域，顆粒的存在可能對(duì)生產(chǎn)過程產(chǎn)生巨大影響。其中，每個(gè)微小的顆粒，無(wú)論是來(lái)自人員、設(shè)備，還是自然環(huán)境，都有可能在制程中引發(fā)故障，從而對(duì)產(chǎn)品性能產(chǎn)生負(fù)面影響。這就是為什么在芯片廠中，顆粒的控制和管理必須精確且嚴(yán)格，這是保證生產(chǎn)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)尖端產(chǎn)品開發(fā)的基礎(chǔ)。

什么是顆粒？

在超凈間，"顆粒"通常指的是微小的物質(zhì)粒子，可能包括灰塵、液滴、病菌等，它們可能對(duì)制造過程產(chǎn)生負(fù)面影響。這些顆?？梢杂扇?、設(shè)備等產(chǎn)生。任何這些顆粒進(jìn)入產(chǎn)品或設(shè)備都可能導(dǎo)致污染，因此需要特別的控制和管理。

顆粒的尺寸？

以下是一些常見顆粒的尺寸：

人類頭發(fā)平均直徑：100微米

鹽粒：60微米

花粉：15微米

細(xì)菌：5微米

病毒：0.1微米

新冠病毒：0.06 至 0.14 微米。

ISO 14644-1:2015 將小于 0.1 微米的顆粒識(shí)別為超細(xì)顆粒，將大于 5 微米的顆粒識(shí)別為大顆粒。

顆粒的危害？

在芯片制造過程中，塵埃顆?；蛭⒘？赡軙?huì)導(dǎo)致開路或短路的問題。由于芯片的特征尺寸為微米或納米級(jí)別，所以這些微粒可能對(duì)芯片的功能產(chǎn)生巨大影響。

開路：例如，在刻蝕過程中，如果有顆粒附著在晶圓表面，刻蝕劑就無(wú)法在顆粒覆蓋的區(qū)域正常進(jìn)行刻蝕，這可能會(huì)導(dǎo)致電路中斷，也就是"開路"。

此外，顆粒也可能在光刻過程中引起問題，如果顆粒落在光刻圖案上，可能會(huì)使光線無(wú)法正確地照射到晶圓上，導(dǎo)致圖案的部分細(xì)節(jié)無(wú)法正確地轉(zhuǎn)移到晶圓上。

短路：例如，在沉積過程中，如果顆粒附著在晶圓表面，沉積物可能在顆粒周圍形成橋梁，將原本應(yīng)該分開的兩個(gè)導(dǎo)線連接起來(lái)，這就是"短路"。如果有顆粒存在，即使是最先進(jìn)的沉積技術(shù)也無(wú)法防止這種橋梁的形成。

超凈間的顆粒從何而來(lái)？

一般來(lái)說(shuō)，我們?cè)诔瑑糸g中根本不會(huì)看到太多顆粒。但他們確實(shí)進(jìn)入了超凈間，怎么進(jìn)去的？ 人員是超凈間中最大的污染物來(lái)源，占發(fā)現(xiàn)的顆粒物的 75% 至 80%。我們不斷地脫落皮膚、毛發(fā)和微生物，不管我們是在坐著還是處在運(yùn)動(dòng)中。

我們每分鐘大約脫落 40,000 個(gè)皮膚細(xì)胞。 即使我們靜止不動(dòng)，也會(huì)產(chǎn)生大約 100,000 個(gè) 0.3 微米或更大的顆粒。 當(dāng)我們走動(dòng)時(shí)，這個(gè)數(shù)字會(huì)增加到超過 5,000,000。如果不嚴(yán)格遵守超凈間規(guī)定，還會(huì)有很多潛在的污染。如果我們穿著不合適的無(wú)塵衣，會(huì)導(dǎo)致手腕周圍的皮膚暴露。這在潔凈室中是一個(gè)巨大的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)榧?xì)菌和活顆?？赡軙?huì)被引入環(huán)境中。顆粒甚至可以穿過無(wú)塵衣，因此不能保證它們能夠保護(hù)超凈間免受人體污染物的侵害。

審核編輯：劉清