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集成電路潔凈室AMC在線監(jiān)測(cè)
2024/10/10
半導(dǎo)體制程工藝的不斷進(jìn)步，精度的不斷提高，制程越來(lái)越復(fù)雜，不僅僅是制程設(shè)備的精益求精，將有更多新器件、更多芯片堆疊和系統(tǒng)創(chuàng)新來(lái)提升性能、能耗和成本，降成本最佳辦法是縮小多晶硅間距、金屬互聯(lián)距離、電路單元厚度和晶圓材料提升，對(duì)于潔凈室中存在的氣態(tài)分子污染物（AMC）的監(jiān)測(cè)和管控的要求也越來(lái)越高。
任何漂浮在空氣中的污染物沉積在晶圓表面，都會(huì)影響工藝降低良品率。由于制程的眾多復(fù)雜步驟，導(dǎo)致PPT級(jí)的污染物都會(huì)較大程度的影響晶圓良品率。面對(duì)日益精進(jìn)的制程工藝，AMC監(jiān)測(cè)技術(shù)也在不斷升級(jí)，AMC在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將內(nèi)部與外部污染源實(shí)時(shí)監(jiān)控，極高靈敏度和濃度報(bào)警機(jī)制，能及時(shí)反饋給廠務(wù)端，從而控制好污染物釋放，保證良品率。
在集成電路產(chǎn)業(yè)按照摩爾定律不斷發(fā)展的今天，如何在大規(guī)模生產(chǎn)納米級(jí)芯片時(shí)保證產(chǎn)品良率，成為全球集成電路行業(yè)所要攻克的難題。
氣態(tài)分子污染物（Airborne Molecular Contaminants）簡(jiǎn)稱(chēng)AMC，其尺寸和目前納米級(jí)芯片中的晶體管尺寸相近，它的存在會(huì)污染晶圓表面、改變DUV光刻膠的化學(xué)性質(zhì)，從而危及產(chǎn)品質(zhì)量。
AMC是什么
AMC是指存在于大氣中的一類(lèi)微小分子污染物，主要以氣態(tài)形式存在，其大小比顆粒污染物小得多，其主要的危害是影響先進(jìn)制程的良率。AMC主要來(lái)源
外部大氣污染：
環(huán)境空氣污染
交通廢氣 NOx
工業(yè)排放 SO2、NOx
農(nóng)業(yè)污染逸散 NH3H2S
廠內(nèi)空氣二次污染
外部大氣污染：
建筑材料逸散
化學(xué)品異常泄露
潔凈室維護(hù)、保養(yǎng)等使用的化學(xué)品逸散
新風(fēng)過(guò)濾器材料中硼的逸散
操作人員呼吸等排除的廢氣
國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)SEMI對(duì)AMC的分類(lèi)
AMC對(duì)制程的影響
導(dǎo)致光阻層表面硬化T型缺陷硼磷摻雜不受控
導(dǎo)致不能控制蝕刻速度，鄰苯二甲酸二丁酯（DOP）易附著于晶片表面形成碳化硅SiC
引起閾值電壓改變，硼元素、三氟化硼等氣態(tài)污染物，會(huì)引起晶片表面污染
污染物氣體如氟化氫、氯化氫、硫酸、磷酸、氯氣、氮氧化合物等，引起晶片表面污染，導(dǎo)致金屬化制成中的金屬附著力下降
污染氣體導(dǎo)致芯片內(nèi)連接導(dǎo)線因腐蝕而報(bào)廢
造成掩模及步進(jìn)設(shè)備上光學(xué)鏡面模糊
導(dǎo)致設(shè)施和設(shè)備因腐蝕而停機(jī)
AMC在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
實(shí)踐證明，實(shí)驗(yàn)室采樣分析這類(lèi)以天為單位的監(jiān)測(cè)效率，已無(wú)法滿(mǎn)足各大集成電路生產(chǎn)商對(duì)于空氣質(zhì)量管控的要求。AMC在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可利用一套分析儀表，支持潔凈室內(nèi)多點(diǎn)位周期性采樣分析，讓用戶(hù)實(shí)時(shí)監(jiān)管生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)的空氣環(huán)境，及時(shí)鎖定超出SPEC的區(qū)域，并采取復(fù)測(cè)、溯源等措施，將AMC所產(chǎn)生的危害降至最低。
