微电子10-si片制造中的污染控制
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半导体排放标准
半导体工业是指生产集成电路、光电子元件、功率电子元件等半导体产品的产业。
由于半导体工艺制造过程中涉及到一些有害物质和废弃物的排放,因此有关部门针对半导体工业制定了相关的排放标准。
具体来说,半导体工业的排放标准主要涉及以下几个方面:
1. 废气排放:半导体生产过程中会产生一些有机物、氮氧化物和氟化物等废气物质。
排放标准会规定这些有害废气物质的排放浓度限制,通过精密的气体处理系统进行处理,确保废气排放符合环保要求。
2. 废水排放:半导体工艺制造过程中产生的废水含有一定的金属离子、硅、有机溶剂等物质。
排放标准会规定废水中各种有害物质的浓度限制,同时要求进行有效的废水处理,以达到环保排放要求。
3. 固体废弃物处理:半导体生产过程中会产生一些固体废弃物,包括废旧设备、废弃产品和废弃材料等。
排放标准会规定这些固体废弃物的处理方法和处置要求,以减少对环境的影响。
4. 特定化学品的使用和排放:半导体制造过程中使用一些特定的化学品,如酸、碱、有机溶剂等。
排放标准会要求对这些化学品的使用进行严格管理,并规定排放浓度限制,以减少对环境和人体的危害。
综上所述,半导体工业的排放标准主要是为了保护环境和人体健康,规定了废气、废水、固体废弃物和特定化学品的排放浓度限制,以及相应的处理和处置要求。
这些标准的制定和执行,有助于推动半导体工业的可持续发展。
微电子洁净技术领域空气化学污染控制研究进展摘要:现如今,我国工业发展迅速,在工业发展中,做好环境污染防治工作十分重要。
在当前时代下,对于环境保护的重视程度不够,造成我国生态环境破坏严重。
因此,为了改善当前生态环境以及经济发展形势,积极开展环境保护工作。
采用针对性治理措施,控制空气污染,提升环境工程建设水平,推动我国生态环境良性发展。
关键词:微电子;洁净技术;空气化学污染;控制研究引言随着我国经济飞速发展,在工业化、城市化进程中,重污染工业企业相继关停搬迁,留下了大量工业污染场地,对周边生态环境、人体健康构成严重威胁。
由于这些场地大部分位于市区,普遍具有较高的开发利用价值,其治理工作迫在眉睫。
然而传统的污染物修复技术,如挖掘-处置、热脱附、化学氧化等,存在修复技术成本高、环境扰动大、二次污染严重以及修复后的污染物反弹等诸多问题。
风险管控技术是一种旨在通过切断污染物的传播途径来控制、减轻或预防污染风险的新兴技术,近年来,随着绿色可持续修复理念在污染场地治理领域的深入,在强调绿色、可持续、经济性的同时,风险管控技术逐步得到应用并且发展迅速,已经成为我国工业污染场地治理的必然趋势。
1空气污染所谓空气污染,就是一些物质进入到了大气层中,并在其中达到了一定的浓度、含量和积累时间,从而对空气环境的平衡产生了危害。
目前,空气污染已经成为了很多国家和地区所面临的一大环境治理难题,尤其是在工业化发展和汽车保有量不断增加的情况下,空气污染问题更是愈演愈烈,而空气污染的治理技术也一直备受关注。
2我国空气污染现状在工业以及农业发展中,产生大量的废弃物,而相关人员对废弃物净化处理的意识不强,对我国生态环境造成严重的影响,特别在我国工业相对发达的地区,环境污染的现象更为明显,尤其是空气污染问题,空气污染会诱发癌症、支气管炎、缺血性心脏病等疾病,严重威胁当地人们的身体健康。
同时,随着我国经济水平的提升,交通工具的数量不断增加,汽车尾气会加剧空气污染情况。
半导体行业污染管理及解决方案真空应用,真空系统解决方案01介绍在半导体制造业中,如集成电路的生产过程,许多关键的工艺步骤都是基于真空技术的。
在硅加工过程中使用真空技术有几个原因:⏹真空允许对条件进行控制,因为它排除了硅晶片中的环境空气,如反应气体和粉尘。
⏹真空允许硅和氧化硅的异性蚀刻,这是对硅晶片表面形成图案的基本工艺步骤。
⏹几种基于真空的工艺允许所有类型的绝缘薄层和具有可控性的导电膜沉积在硅晶片上。
最新研发的集成电路由固体硅制成,其最大的特点是由于每个设备集成部件数量的不断增加和图案尺寸的不断缩小,使得部件的性能也得到不断的提高。
在集成电路的开发过程中,戈登·E.摩尔曾预言,自20世纪60年代起,电路性能大约每两年翻一番,这就是著名的摩尔定律。
经过了世纪之交,集成电路的最小结构(如微处理器和随机存储器)从1970年的10µm减少到0.1µm,摩尔定律得到了充分的体现。
在此期间,硅晶片的尺寸从1"直径增加到300mm(-12"),提高了吞吐量并降低了成本。
图1:摩尔定律(由Intel和AMD微处理器中的晶体管数量记录)通过引入300mm技术,所谓临界尺寸,截止到此文本撰写时(即2012年)已经从150nm缩小到22nm。
凭借300mm的晶圆尺寸,生产技术也从开放式盒子(图8.2左侧)转变到封闭式小环境,即:晶圆在封闭式盒子里在生产现场中从一个工艺设备传送到另一个(FOUP=前端开启式晶圆传送盒,图2,右侧)。
图2: 使用盒子(左)和FOUP(右)的晶圆传送02污染灰尘是小尺寸器件集成电路生产的天敌。
在开发集成电路的过程中,已经开发了有效的方法来消除生产环境中的灰尘。
如有尺寸与电路结构元件相当的灰尘颗粒(临界尺寸,CD)或更大的灰尘颗粒意外进入设备中,会引发很多问题。
22nm的硅结构只包括41个Si原子。
根据这一标准,不仅颗粒构成了挑战,甚至分子造成的污染也成为越来越大的挑战。
半导体产业之—污染控制(一)这几节小编将为大家解释污染对器件工艺、器件性能和器件可靠性的影响,以及芯片生产区域存在的污染类型和主要的污染源。
同时,也将对净化间规划、主要的污染控制方法和晶片表面的清洗工艺进行讨论。
首先来看看什么是污染。
污染是可能将芯片生产工业扼杀在摇篮里的首要原因之一。
半导体工业起步于由空间技术发展而来的净化间技术。
然而,事实表明,对于大规模集成电路的生产,这些技术水平是远远不够的。
净化间不得不与芯片设计和密度进步保持同步。
产业生长的能力依赖于每一代芯片提出的污染问题的解决。
昨天的小问题可能变成明天芯片的致命缺陷。
污染物类型半导体器件极易受到多种污染物的损害。
这些污染物可以归纳为四类:1.微粒;2.金属离子;3.化学物质;4.细菌;5.空气中分子污染。
接下来我们逐一的进行介绍。
微粒:半导体器件,尤其是高密度的集成电路,易受到各种污染的损害。
器件对于污染的敏感度取决于较小的特征图形的尺寸和晶片表面沉积层的厚度。
目前的量度尺寸已经降到亚微米级。
1um是非常小的。
1cm是它的1000倍。
人的头发的直径为100um。
这种非常小的器件尺寸导致器件极易受到由人员、设备和工艺操作中使用的化学品所产生的,存在于空气中的颗粒污染的损害。
由于特征图形尺寸越来越小,膜层越来越薄,所允许存在的微粒尺寸也必须被控制在更小的尺度上。
由经验所得出的一条法则是:为例的大小必须是第一层金属半个节距的一半。
半个节距是相邻金属条之间间距的一半。
落于器件的关键部位并毁坏了器件功能的微粒被称为致命缺陷。
致命缺陷还包括晶体缺陷和其他由工艺过程引入的问题。
在任何晶片上,都存在大量微粒。
有些属于致命性的,而其他一些位于器件不太敏感的区域则不会造成器件缺陷。
2011版国际半导体技术路线图良品率增强部分确定缺陷与良品率的相关性,并开发更敏感缺陷和污染检测设备,作为未来技术代良品率增强的基础。
金属离子:之前我们曾介绍过,半导体器件在整个晶圆上N型和P型的掺杂区域,以及在精确的N和P相邻区域,都需要具有可控的电阻率。
半导体工艺设备污染控制摘要:半导体被称为制造业皇冠上的明珠,半导体产业是信息技术产业的核心,是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业,其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一。
半导体设备的沾污的控制,直接影响到半导体前道制程的先进性,基于此方向,分享一下半导体设备沾污的来源及控制的方法。
关键词:半导体;硅片;沾污;集成电路;晶圆;缺陷;掩模板;1、引言一片硅片表面有多个微芯片,每个微芯片又有数以百万计的器件和互联线路,他们对沾污物都非常敏感。
一直以来,芯片的关键尺寸为适应更高性能和更高集成度的要求而缩小,控制晶圆表面沾污的需求变得越来越关键。
这些沾污的来源主要是由于空气和设备中存在的微粒、金属离子、化学物质、静电等,在半导体工艺制造的过程中,这些沾污会落到半导体晶片和掩模板上,不但影响器件关键尺寸的缩小,还会导致集成电路中的器件产生缺陷,影响器件工艺良率、器件性能以及可靠性,进而导致集成电路失效。
比如,尘埃粒子进入栅氧化层会增加其电导率,降低击穿电压,导致器件失效。
在光刻工艺领域,尤其是前道制程的光刻领域,如果尘埃粒子粘附在光掩模板表面,如同在掩模板上增加了不透光的图形,尘埃的形状和掩模板上的电路图形,会被一起转移到要被光刻的晶圆上,导致电路失效。
2、污染的种类半导体器件,尤其是高密度的集成电路,容易受到各种污染的损害,器件对污染的敏感度,取决于较小的特征图形尺寸和晶片表面沉积层的厚度。
在净化间内的污染大致可分为颗粒、金属离子、有机物沾污、自然氧化层以及静电释放。
颗粒污染,在半导体芯片的制造过程中,可以接收的颗粒尺寸的粗略计算法则是它必须小于最小器件特征尺寸的一半。
如果将颗粒细分,还可以分为粉尘、固态雾、烟、微生物、液态雾等。
其中粉尘来源广泛,大多是固态有机或无机物。
固态雾是固态物质经过熔融之后,在蒸发和凝结之后而形成的颗粒,与粉尘区别在于凝聚力强。
半导体产业之-污染控制(二)本节小编将为大家介绍一些由污染引起的问题和常见的一些污染源。
在上节介绍的5种污染物的影响下,将在以下3个特定的功能领域对工艺过程和器件产生影响。
它们是:1.器件工艺良品率;2.器件性能;3.器件可靠性。
下面我们逐一介绍这三个方面。
器件工艺良品率:在一个污染环境中制成的器件会引起多种问题。
污染会改变器件的尺寸,改变表面的洁净度,和造成有凹痕的表面。
在晶片生产的过程中,有一系列的质量检验和检测,它们是为检测出被污染的晶圆而特殊设计的。
高度的污染使得仅有少量的晶圆能够完成全工艺过程,从而导致成本升高。
器件性能:一个更为严重的问题是在工艺过程中漏检的小问题。
在工艺步骤中的不需要的化学物质和AMC可能改变器件尺寸或材料质量。
在晶圆中高密度的可移动离子污染物可能会改变器件的电性能。
这个问题通常是在晶圆制造工艺完成后的电测试(也成为晶圆或芯片拣选)中显现出来的。
器件可靠性:最令人担心的莫过于污染对器件可靠性的失效影响。
小剂量的污染物可能会在工艺过程中进入晶圆,而未被通常的器件测试检验出来。
然而,这些污染物会在器件内部移动,最终停留在电性敏感区域,从而引起器件失效。
这一失效模式成为航天工业和国防工业的首要关注点。
在之后的小节中,将讨论对半导体器件生产中产生影响的各类污染的来源、性质及其控制。
随着20世纪70年代LSI电路的出现,污染控制成为这一产业的基本问题。
从那时起,大量的关于污染控制的认识逐渐发展起来。
如今污染的控制本身已成为一门学科,是制造固态器件必须掌握的关键技术之一。
那么,常见的污染来源有哪些呢?污染源普通污染源净化间内的污染源是指任何影响产品生产或产品功能的一切事物。
由于固态器件的要求较高,所以就决定了它的洁净度要求远远高于大多数其他工业的洁净程度。
实际上生产期间任何与产品相接触的物质都是潜在的污染源。
主要的污染源有:1.空气;2.厂务设备;3.净化间工作人员;4.工艺使用水;5.工艺化学溶液;6.工艺化学气体;7.静电;8.工艺设备。
【法规名称】半导体制造业空气污染管制及排放标准【颁布部门】【颁布时间】2002-10-16【效力属性】已修正【正文】半导体制造业空气污染管制及排放标准本标准依空气污染防制法第二十条第二项、第二十二条第二项及第二十三条第二项规定订定之。
本标准专有名词及符号定义如下:一半导体制造业:指从事积体电路晶圆制造、晶圆封装、磊晶、光罩制造、导线架制造等作业者。
二积体电路晶圆制造作业(Wafer Fabricaten):指将各种规格晶圆生产各种用途之晶圆之作业,包括经由物理气相沈积(Physical Vapor Deposition)、化学气相沈积(Chemical Vapor Deposition)、光阻、微影(Photolithography) 、蚀刻(Etching)、扩散、离子植入(Ion Implantation) 、氧化与热处理等制程。
三积体电路晶圆圭寸装作业(Wafer Package):指将制造完成之各种用途之晶圆生产成为半导体产品之作业,包括经由切割成片状的晶粒(Dice),再经焊接、电镀、有机溶剂清洗和酸洗等制程。
四光阻剂:指实施积体电路晶圆制造之选择蚀刻时,所需耐酸性之感光剂。
五光阻制程:指晶圆经过光组剂的涂布、曝光、显像,使晶圆上形成各类型电路的制程。
六挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs):系指有机化合物成份之总称。
但不包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳化物、碳酸盐、碳酸铵等化合物。
七密闭排气系统(Closed Vent System):系指可将设备或制程设备元件排出或逸散出之空气污染物,捕集并输送至污染防制设备,使传送之气体不直接与大气接触之系统。
该系统包括管线及连接装置。
八污染防制设备:系指处理废气之热焚化炉、触媒焚化炉、锅炉或加热炉等密闭式焚化设施、冷凝器、吸附装置、吸收塔、废气燃烧塔、生物处理设施或其它经中央主管机关认定者。
九工厂总排放量:系指同一厂场周界内所有排放管道排放某单一空气污染物之总和;单位为kg/hr。