半导体危害 制造过程中对半导体的污染有哪些?丨半导体行业

小编 2025-01-18 垂直应用 23 0

制造过程中对半导体的污染有哪些?丨半导体行业

由于半导体工业所制作的集成电路元件尺寸越来越小,在一块小小的晶片上集成了许许多多的小元器件,因此,在制作过程中就必须防止外界杂质污染源的污染,因为这些污染源可以造成元器件性能的劣化以及电路产品不良率的上升和可靠性的下降。污染问题是芯片生产工业必须慎重对待并且要花大力气解决的首要问题。污染不仅来源于大规模集成电路的生产过程,还包括提供的超净间专用化学品和材料,甚至建造超净间的建筑材料和建造手段也会引入污染。

一般的污染源包括颗粒污染物、金属离子和化学物质等。

1.颗粒污染物

污染物的相对尺寸(源自《混合微电路技术手册》1988 :281)

颗粒包括空气中所含的颗粒、人员产生的颗粒、设备和工艺操作过程中使用的化学品产生的颗粒等。在任何晶片上,都存在着大量的颗粒。有些位于器件不太敏感的区域,不会造成器件缺陷,而有些则属于致命性的。根据经验得出的法则是:颗粒的大小要小于器件上最小的特征图形尺寸的1/10,否则,就会形成缺陷。

2.金属离子

在半导体材料中,以离子形态存在的金属离子污染物,称为可移动离子污染物(MIC)。这些金属离子在半导体材料中具有很强的可移动性,即使在该器件通过了电性能测试并且从生产厂运送出去,金属离子仍可在器件中移动从而造成器件失效。遗憾的是,绝大部分化学物质中都有能够引起器件失效的金属离子。最常见的可移动离子污染物是钠。钠离子同时也是在硅中移动性最强的物质,因此,对钠的控制成为硅片生产的首要目标。MIC的问题对MOS器件的影响更为严重。有必要采取措施研制开发 MOS 级或低钠级的化学品。这也是半导体业的化学品生产商努力的方向。

3.化学物质

化学物质指半导体工艺中不需要的物质。这些物质的存在将导致晶片表面受到不需要的刻蚀,在器件上生成无法除去的化合物,或者引起不均匀的工艺过程。最常见的化学物质是氯。在工艺过程用到的化学品中,氯的含量受到严格的控制。

4.细菌

细菌是第四大类的主要污染物。细菌是在水的系统中或不定期清洗的表面生成的有机物。细菌一旦在器件上形成,会成为颗粒污染物或给器件表面引入不希望见到的金属离子。

半导体业令人羡,但高薪背后的真实生活又是如何?爆肝+风险

据中国台湾媒体经济日报报道,进入半导体产业令人羡,但高薪背后的真实生活又是如何?台湾地区半导体职人Alex表示,「与高风险化学药剂为伍,轮班永远睡不饱…」。

Alex指出,别人听到他在半导体产业都会说「工作很好啊!」其实,他的工时是12小时,还要轮班,睡不饱是常态,还曾因为时差没调整好出过车祸,也常错过周末陪伴家人、女友的时光。厂务工程师的工作,每天要换10到20桶重达50到100公斤的化学气体钢瓶,进入不同的房间和机台,得不停地穿脱防护衣,就曾有同事的防护衣没穿好,被硫酸喷溅过。

中国台湾科大电子工程系毕业的Alex说, 最初大学同学想到半导体业很爆肝,多半不想跳入火坑,有的去卖保险、卖房子,有的去当量贩店营业员。他应该算是误打误撞进入半导体业的,待了七年,真的很爆肝!

Alex指出,厂务工程师主要负责生产机具正常运作,包括气体泄漏的异常排除、原料供应中断排除等,还要负责原料更换的任务。他负责更换气体原料,监控不同房间各机台的气体存量,快用完时再用推车载着气体钢瓶,到机台处更换。

看起来好像不难,但是,不但不轻松,还充满危险。钢瓶就像桶装瓦斯,一桶至少50到100公斤,每天约要更换10到20桶,因为不同房间、机台使用的化学物质不同,他得配合环境不断穿脱防护衣,如果走到燃烧性物质较强的房间,又得再换上全套的专用防护具,如果是腐蚀性较强,就得穿上全套防腐蚀的面罩、手套等,曾经有同事因为防护衣没有穿好而被硫酸喷溅。

Alex坦言,他也曾因为太累想离职,不过,回头看看薪水,加上自己目前有车贷和房贷,还是再努力一下好了。台湾地区的薪资还是靠半导体在撑,继续留下来,并且朝着比较不容易被取代的系统工程师努力。

许多人冲着高薪进入半导体,但Alex说,以他自己是厂务工程师为例,上班12小时中,几乎随时待命,要有很强的反应和举一反三的能力。当系统发生异常,除了要很快判断问题的源头之外,还要同步想到会不会有其他系统也受到影响等。他建议想进来的人,先评估自己是否内向,因为工作只有面对机台,而不是面对人,环境中,也有很多危险的化学物品,相对封闭的环境,比较不适合个性外向的人。

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