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微粒子扼杀半导体---微尘大小造成的问题
来源: | 作者:LiLi | 发布时间: 2024-05-30 | 16 次浏览 | 分享到:

病毒也会变成杀手级的微粒子

半导体的生产过程使用高精密度的加工技术,故即使是微小的微粒子也是良率及可靠性提升的极大障碍。那么,究竟微尘大小会造成问题吗。

在半导体设计中使用的最小尺寸,称为“设计尺寸”或“特征尺寸”,此尺寸随着半导体世代的演进而越来越小。其结果是最先进的半导体上,设计尺寸仅有数十nm(图6-4-1)。

一般而言,微粒子对于构成半导体的元件及布线要造成影响,只要设计尺寸几分之一以上的大小,即能造成致命的缺陷。图6-4-2所要表示的范例,为一将线宽的最小尺寸设计为L、线距的最小尺寸设计为S

也就是说,与设计尺寸具有同样大小水准的微粒子,将造成布线的偏细问题(包括断线)、以及布线间的短路问题,造成良率下降,或是初期操作时的可靠性下降的原因。此种尺寸以上的微粒子,又称为“杀手级微粒子”。而在最先进的半导体上,其杀手级微粒子的粒径仅有10nm以下。

6-4-3表列了一般存在于空气的粒子的大小。由表中可知,除了水分子之外,其他所有的粒子不管有多小,一旦落到半导体上均会变成杀手级微粒子。

也因此在无尘室中,将空气以HEPA滤网或ULPA滤网进行空气过滤清洁。又,HEPA滤网规定必须对于粒径在0.3μm以上的粒子具有99.97%的清除率。HEPA滤网的滤纸使用直径110 μm的玻璃纤维,其充填率约10%左右,构造上形成的空隙大小约在10 μm左右。而更高能效的ULPA滤网,则是规定必须对于粒径在0.15 μm以上的粒子具有99.9995%的清除率。

因此,香烟的烟、沙子、杉树花粉等虽然不会对半导体造成良率或是可靠性的影响,却会变成无尘室的空气滤网阻塞的凶手。