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半导体行业的真空镀膜
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半导体行业的真空镀膜
上传日期:2018-05-15 浏览次数:22
半导体行业的真空镀膜-半导体行业的真空镀膜

微机电制作技术,尤其是最大宗以硅半导体为基础的微细加工技术(silicon- based micromachining),原本就肇源于半导体组件的制程技术,所以必须先介绍清楚这类制程,以免沦于夏虫语冰的窘态。

一、洁净室

一般的机械加工是不需要洁净室(clean room)的,因为加工分辨率在数十微米以上,远比日常环境的微尘颗粒为大。但进入半导体组件或微细加工的世界,空间单位都是以微米计算,因此微尘颗粒沾附在制作半导体组件的晶圆上,便有可能影响到其上精密导线布局的样式,造成电性短路或断路的严重后果。

为此,所有半导体制程设备,都必须安置在隔绝粉尘进入的密闭空间中,这就是洁净室的来由。洁净室的洁净等级,有一公认的标准,以class 10为例,意谓在单位立方英呎的洁净室空间内,平均只有粒径0.5微米以上的粉尘10粒。所以class后头数字越小,洁净度越佳,当然其造价也越昂贵。

为营造洁净室的环境,有专业的建造厂家,及其相关的技术与使用管理办法如下:

1、内部要保持大于一大气压的环境,以确保粉尘只出不进。所以需要大型鼓风机,将经滤网的空气源源不绝地打入洁净室中。

2、为保持温度与湿度的恒定,大型空调设备须搭配于前述之鼓风加压系统中。换言之,鼓风机加压多久,冷气空调也开多久。

3、所有气流方向均由上往下为主,尽量减少突兀之室内空间设计或机台摆放调配,使粉尘在洁净室内回旋停滞的机会与时间减至最低程度。

4、所有建材均以不易产生静电吸附的材质为主。

5、所有人事物进出,都必须经过空气吹浴 (air shower) 的程序,将表面粉尘先行去除。

6、人体及衣物的毛屑是一项主要粉尘来源,为此务必严格要求进出使用人员穿戴无尘衣,除了眼睛部位外,均需与外界隔绝接触 (在次微米制程技术的工厂内,工作人员几乎穿戴得像航天员一样。) 当然,化妆是在禁绝之内,铅笔等也禁止使用。

7、除了空气外,水的使用也只能限用去离子水 (DI water, de-ionized water)。一则防止水中粉粒污染晶圆,二则防止水中重金属离子,如钾、钠离子污染金氧半 (MOS) 晶体管结构之带电载子信道 (carrier channel),影响半导体组件的工作特性。去离子水以电阻率 (resistivity) 来定义好坏,一般要求至17.5MΩ-cm以上才算合格;为此需动用多重离子交换树脂、RO逆渗透、与UV紫外线杀菌等重重关卡,才能放行使用。由于去离子水是最佳的溶剂与清洁剂,其在半导体工业之使用量极为惊人!

8、洁净室所有用得到的气源,包括吹干晶圆及机台空压所需要的,都得使用氮气 (98%),吹干晶圆的氮气甚至要求99.8%以上的高纯氮!    以上八点说明是最基本的要求,另还有污水处理、废气排放的环保问题,再再需要大笔大笔的建造与维护费用!

调整芯片镀金属与上光阻的顺序:首先旋敷光阻,以光蚀术将欲镀着金属线路之区域开出窗口 (该光罩恰与酸液蚀刻的光罩明暗相反),再进行金属镀着的工作。此时,大部份金属可能都镀着在光阻上。所以金属镀着后,只要将芯片浸入丙酮,在光阻遭有机溶剂溶散之际,其上之金属也跟着被抬离芯片,而只留下没有光阻,也就是原来设计之金属线路。