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半導(dǎo)體潔凈室AMC控制方案
2021-12-28 瀏覽次數(shù)：259
半導(dǎo)體制程復(fù)雜，對氣態(tài)分子污染物（AMC）敏感的區(qū)域比較多，在腐蝕控制方面，未來幾年半導(dǎo)體制造將面臨多重挑戰(zhàn)。據(jù)新版半導(dǎo)體路線圖白皮書介紹，傳統(tǒng)半導(dǎo)體的尺寸將在2024年達(dá)到極限。但是，將有更多種類的新器件、芯片堆疊和系統(tǒng)創(chuàng)新方法來持續(xù)計算機(jī)性能、功耗和成本的優(yōu)化。國際器件與系統(tǒng)線路圖（IRDS）表示目前芯片成本降低方法主要是通過縮小多晶硅間距、金屬互連間距和電路單元的高度，這種現(xiàn)象將持續(xù)到2024年。
化學(xué)過濾器的生命周期對AMC去除效率影響很大，根據(jù)國際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖（ITRS），對光刻掃描儀晶圓環(huán)境AMC管控要求比較嚴(yán)格，無機(jī)酸總量目標(biāo)值0.05ppbv、總堿目標(biāo)值0.2ppbv、揮發(fā)性有機(jī)物目標(biāo)值0.26ppbv。本文介紹化學(xué)過濾系統(tǒng)要素，包括AMC污染源、AMC控制目標(biāo)值、新風(fēng)化學(xué)過濾器與FFU化學(xué)過濾器配置方案。
半導(dǎo)體制造的潔凈廠房內(nèi)AMC污染源有可能源于外氣、操作人員、制程產(chǎn)生、潔凈室用材釋氣和設(shè)備泄漏。源于外氣的AMC主要成分包括硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）、硫化氫（H2S）、氨氣（NH3）、揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）、臭氧（O?）等；源于操作人員的主要是氨氣（NH3）；下表顯示按照AMC分類源于半導(dǎo)體工藝制程、潔凈室用材釋氣、外氣的AMC主要成分和來源。
半導(dǎo)體工藝流程、潔凈室用材釋氣、外氣的AMC主要成分和來源：
新風(fēng)化學(xué)過濾器與FFU化學(xué)過濾器配置方案
針對半導(dǎo)體的不同制程工藝，新風(fēng)化學(xué)過濾器與FFU化學(xué)過濾器配置方案會因很多因素而改變，比如：室外AMC濃度、潔凈室內(nèi)部產(chǎn)生的AMC濃度、新風(fēng)比、化濾的使用壽命和效率、化濾覆蓋率等。
配置方案案例
下表是一個新風(fēng)化學(xué)過濾器與FFU化學(xué)過濾器配置方案范例，目標(biāo)AMC是無機(jī)酸，假設(shè)室外濃度是30μg/m3、化濾覆蓋率50%、內(nèi)部產(chǎn)生源10μg/m3，需要滿足ITRS對光刻掃描儀潔凈室空氣和晶圓環(huán)境的濃度要求，分別5ppb和0.05ppb，制定的配置方案。通過美埃的自動模擬計算工具，可以模擬化濾覆蓋率對化濾效率、更換周期和每年用量的影響。根據(jù)以下的范例，≤30%化濾覆蓋率是不能滿足環(huán)境濃度要求；40%化濾覆蓋率需要提高化濾的終止效率到90%以滿足環(huán)境濃度要求；50%-75%化濾覆蓋率是比較合理的配置；化濾覆蓋率提高到100%配置過高，反而會提高每年化濾的用量。
