1、第十章：污染的種類和污染源10.1 污染的種類10.2 污染源10.2.1來自外部空氣的污染10.2.2來自操作人員的污染10.2.3來自CR材料的氣體污染10.3 金屬污染10.3.1來自鑷子的污染10.3.2金屬污染的種類和測量方法,上圖表示，在wafer process中附著到wafer表面的污染物質的分析實例。操作人員產生的污染佔了一半左右。,上圖是分析在半導體工廠内的clean mat上面附著的dust的圖表。標示了有代表性的元素，製程。針對不同的元素，推定其發生源可能是操作人員、製造設備、材料、CR使用材料等等。,CR内存在的污染物的發生源一般分爲工廠周圍的外部空氣、CR内的操作人
2、員、CR内的牆壁等的材料、製造設備以及製程使用的材料等等。,最近，由於對CR構成材料、操作人員產生的dust等等實施了很多的對策而有所減少，相對來説製造設備、製程使用材料等造成的污染比率就變得高了。,因爲CR是外部吸入空氣，所以工廠周邊的環境也應該視爲一個污染源。工程周圍的海風、火山灰、工廠排氣氣體、汽車的排氣氣體以及散佈農藥等等都可能造成污染。,在CR内，操作人員都身穿淨化服，佩戴帽子、手套和口罩以防止dust產生。但是，盡管如此，CR内有人和無人狀態下的潔淨度卻有著明顯的不同。,上圖顯示人在作業的時間段裏會產生很多的dust。淨化服和一般的作業服相比較，雖然可以將dust抑制到40分之一，
3、但是即使正確穿著淨化服，只要走路，擡起手臂就會產生很多的dust。在CR内要避免多餘的動作和激烈的動作。需要嚴格注意人的動作。,人行走產生的dust會被卷到氣流中，同時也使CR内的dust飛舞起來。然後在人的身後帶起更多地dust。因此，如果作業人員通過放置着wafer的作業台的話，氣流中卷起的dust就有可能會飛向wafer，附著到wafer表面。,上圖表示，步行過程中距離人腳跟后30cm和60cm的位置，距離地面50cm和1m的高度位置測量dust所得出的dust個數。60cm以内的位置可能會產生很多的dust，所以要保持多於60cm的距離。,如果是在wafer沒有包裝的狀態下進行傳送的話
4、，要注意和前面行走的人保持2m以上的距離。如果不這樣的話，wafer可能處於比設想的要糟糕百倍甚至千倍的污染環境中。,在通過放置着wafer的機器旁邊時，要注意至少要和機器保持60cm的距離。,因爲人經過wafer時可能會產生dust而附著到wafer上面，所以在將wafer放置到機器上面的時候，要注意使用密封的箱子或者帶門的保管箱。,上面是用於CR内的天花板、地面、牆壁等的代表性的材料。當然，必須要選擇不產生dust、不會帶電、不會附著dust的材料。還有，如果材料中的氣體跑出來也有可能對device產生不良影響，所以還需要選擇那些不會有氣體跑出來的材料。,CR使用材料也會產生氣體污染。比如
5、説牆壁材料的石膏板中會產生硼的化合物。樹脂薄板中含有可塑劑和難燃劑。可塑劑中會產生 phthalic acid，難燃劑中會產生磷酸。塗料中會產生溶劑的二甲苯和甲苯等。薄板材料中會產生以硅氧烷為主成分的氣體。此外，空調用過濾器中會產生硼和氟的化合物氣體。這種化合物是從清洗裝置中漏出的氟的蒸氣和filter的構成材料玻璃纖維接觸后反應而成的。還有，從外部吸入的氣體污染物有氮氣化合物和硫磺氧化物等等。從製造process中還會產生氨。,氣體污染物對wafer process會產生不良影響。比如説，硼和磷會使device的代表性參數閾電壓值出現偏差。還有二甲苯、甲苯、硅氧烷、DOP等有機物，會導致堆積
6、膜成長異常、結晶不良、接觸抵抗的增加等狀況發生。爲了防止以上不良狀況的發生，要盡量降低污染。那麽，有哪些減少污染的方法呢。,首先，針對樹脂薄板的可塑劑和難燃劑要選擇不易揮發的物質。針對塗料，要變更為鍍的方法。針對硅氧烷，要盡量使用分子量比較大的物質。針對過濾器，要盡量降低CR的濕度以及氟酸的濃度，使硼和氟不容易發生反應，,金屬粒子的大小不一，從原子大小到微米計算的大小不等的粒子浮游在CR内。像鉄，鎳，鉻，鋅，銅等重金屬，即使是少量也會對device產生深刻的影響。,上圖是爲了調查不銹鋼鑷子的影響所作的。分別使用不銹鋼鑷子和特氟隆鑷子觸摸wafer的邊緣，使用特氟隆鑷子接觸過wafer后，waf
7、er内部的應力被除掉了。對沒有接觸到的wafer的部分測量了其鉄和鉻的含量。接觸到wafer邊緣后的不銹鋼鑷子的影響，會擴散到整個wafer，則整個wafer都被污染了。爲了避免此种污染，要禁止使用不銹鋼鑷子。,像這樣的金屬粒子，使用普通的潔淨度測量儀是測量不到的。要使用其他的測量設備。如果想要測量wafer上面各個地方的組成和濃度的話，建議使用wafer X光線分析設備來進行測量。如果想要知道附著到wafer整體的金屬粒子的成分和濃度的話，建議使用稱之爲ICP-MS的分析設備來進行測量。,問題1：我們知道，工廠周圍的環境，比如説海風，火山灰，汽車排氣氣體或者（ ）都可能對CR的環境造成影響。A；散佈的農藥B：地震C：季節風D：杉花粉,問題2：作業員在CR内行走時，會產生氣流的漩渦。這種漩渦會捲入( )，因此如果作業員經過wafer的旁邊的話，就有可能污染wafer。A：水分B：氨C；dustD：金屬,問題3：CR的環境中，如果含有硼和( )的話，就可能對device的代表特性閾電壓值造成影響，使其出現偏差。A：氧氣B：氮氣C；磷D：金屬不純物,問題4：外部空氣中含有（ ）和硫磺氧化物，因爲可能成爲CR的污染源，所以需要實施一定的措施。A：氧氣B；氮氣氧化物C：二氧化碳D：水分,問題5：CR内的設備的塗料不是使用（ ）而是鍍上去的。A；溶劑B：洗劑C：乾燥材料D：吸着材料,
