文章简介：分子污染：亟待清除
要不要清除
“为了防止阴霾和晶体生长，净化和清扫技术都要使用。”Niebeling说。为此，Entegris公司最近宣称推出了名为Clarilite Certified的系统，该系统通过利用化学净化气体为光掩模板提供连续的清洁环境，降低了对光掩模板连续吹扫的需要。该系统包括工作流分析、设计、气体微污染、微环境控制和测试的产品和测试，以防光掩模板起雾。
因为封闭式吹洗气体系统是一种昂贵的解决办法，不可能将每个工艺步骤都封闭起来。Niebeling说。吹扫所有东西是不划算的，但是有选择地吹扫却能起作用。600万美元的问题是选择哪些步骤进行吹扫以确保能够起作用。
令人遗憾的是，每个厂主都必须自行确定，因为每种晶片的工艺环境都是不同的，而且大多有用信息都是专有的。
Niebeling说：“这取决于工艺、装置和作业的布局。”他补充说，最可能适合吹扫的步骤是氧化物有可能意外生长的步骤，具有电气性能的步骤和涉及到分子沉积可能影响粘着性的分层工艺。“我们提倡一种系统解决方法。单独的吹扫不会解决所有问题。吹扫应是一个大系统的一部分，这个大系统包括良好的材料、严密的密封和合适的过滤器和监控。吹扫只是增加了这个系统的能力，使系统更有效。”
Hartzell指出，确定哪种步骤需要进行吹扫的一种方法是：确定哪些地方能或不能在温度和湿度周期性变化的情况下存在。“如果它们不能处理小于一度的变化，就需要将它们隔离起来，否则就会出现由腐蚀或静电引起的生产问题。”
这也是开展降低能耗战略的一种方法。Hartzell说：“半导体工业消耗了世界上大量的能源”。“我们必须注意环境，如果我们想要继续发展这个领域，我们就必须知道要使用多少能源和水。”
为此，ITRS目前正在探索晶片厂可接受的温度和湿度范围，以便解决骤升的燃料成本问题。“这是找出工厂节能的方法的第一步。如果我们能将能量和湿度控制严格到工艺设备环境，我们就能放松工厂的温度和和湿度规范要求。”Hartzell说，“ITRS特别关注的是确保工业更加节能。我们的目标是帮助解决能源和水资源问题，同时提供高成品率和可靠的成功发展途径。”
目前，一些公司如Lighthouse Worldwide Solutions公司（加州弗里蒙特的一家污染监视系统供应公司）推出了低成本温度和相对湿度传感器，作为满足这种监视的综合解决方案的一部分。Lighthouse工具可用于工艺设备中或工艺设备附近，提供产品附近的环境条件的实时监视。
连续观察
一旦污染控制系统就位，不管是包括吹扫小室、微环境，还是开放场所，连续监视环境，都是保持更清洁更有效的工厂必要的步骤，是下一代刻蚀系统的基本组成部分。需要对设备子系统环境和设备的惰性气体入口进行连续监视，观测是否达到有害程度。在157纳米光刻系统中，检验工厂到设备的输入气体非常关键，以便保证供气符合规范要求。对极端紫外线（EUV ）光刻系统来说，监控真空设备环境中的湿度和烃也是必要的。
在监控分子污染方面，使用表面声波（SAW）技术很有发展前途，Hartzell说。这项技术使用一种高频温度控制的表面声波（SAW）传感器来检测在关键表面上由有机和非有机污染物的交互作用引起的微小的质量变化。“这种技术能实时地显示是否有不希望有的东西沉积在表面上。”她说。
次ppb级（sub-ppb levels）的胺和氨的离子迁移光谱技术和量化有机物如甲烷和硅氧烷的光声光谱（PAS）技术也都是有用的监控技术。Particle Measuring Systems公司推出了AiM 200监控器，这种监控器采用SAW传感器来检测表面分子的污染，输出单位为ng/cm2，对应sub- ppb级的分子污染。公司还有一种Molecular Contamination牌离子流动光谱仪，用于十亿分之几（ppb）级的酸和碱的检测。其优点是能够看见复杂的空气化学基本效应、环境状态和表面上的化学/物理性质，并且提供与传统测试晶片监控互补的数据。
然而，Hartzell指出，某些工厂买不起这些设备。“显然，需要成本更低的现场检测技术来控制工厂的特定区域。”
Camenzind说，一种低成本的替代方法是简单取样。这种方法有很大的选择性并可提供检测的每种化学品的详细的标志。但是，这种方法不能捕捉住偶然事件和化学制剂溢出这样的空气分子污染偏移，而且，几天后才能得到结果。在他看来，最好是采用组合方法，对最关键的工艺采用在线监视，而在需要定期地或在发生意外期间对污染进行更严格的鉴定时进行简单的采样。
“归根结底，这是一种以美元、日元、欧元、人民币或韩元驱动的行业。”Camenzind说。“希望更高的可预计的产量，而又不想浪费金钱。要实现这样的目标，必须确定什么影响着每个工艺步而不是整个工厂，然后针对最可能发生的问题采取预防措施。”
SEMATECH探索45纳米和更超前的晶片清洗技术
SEMATECH正在探索45纳米和更高技术时代的可行的解决方案，用于可生产的准备晶片。2007年4月，在SEMATECH 2007表面处理和清洗会议上，Technologists公司推出了几种晶片表面粒子非破坏性清除技术，以及多种在硅和氧化物损失最小的情况下清除光刻胶的方法。
“45纳米技术时代正在飞速到来——某些芯片制造厂家已经在用这种技术处理许多与表面处理和清洗相关的生产问题。”SEMATECH会议主席Joel Barnett说，“会议明确表示，我们的大多数化学品和处理方法必须改变，而更多的可能的解决办法是为45纳米和更高技术研究考虑的”。
其中一些解决办法包括：
● Clarkson大学的增强式激波管激光引发等离子体（LIP）冲击波用于50nm纳米粒子清除。这种方法将LIP束限制在专门设计的“激波管”中来增强冲击波的清洁的能力。
● 伊利诺大学香槟分校提供的静电等离子辅助清洗（PACE）。这项技术利用大面积等离子对污染提供负电荷，由静电清除。
● Nano Green Technology 股份有限公司提出的电离分子活化干涉液。该方法利用带电氨水溶液在水中形成束吸收分子水平的粒子而不破坏晶片表面。
●Lancetta 股份有限公司提出的参变纳米清洗技术。这种方法的原理是通过形成纳米气泡吸收污染来实现清除微粒。
UVTech Systems公司提出的解决光刻胶问题包括光反应清洗技术。DuPont Electronic Technologies公司、EKC Technology公司和BOC Eco-Snow Systems公司提出的CO2低温加压和非氧化化学物质，以及FSI International and SEZ集团提出的全湿化学法。
在会议初期，主题报告人AMI Semiconductor公司的Jadgish Prasad 鼓励工程师在设计未来微型集成电路时考虑表面清洗要求。他说，设计决定湿法工艺如何进行，而工艺限制反过来又影响设计过程。
Prasad强调了表面处理对产量和可控性的影响，反映了芯片制造厂家的观点。“百分之六十与晶片相关的（生产）问题与洁净有关，另有百分之十二的生产问题与刻蚀步骤有关。”Prasad预言在45纳米以及更高的技术时代，制造厂家需要采用新的蚀刻化学和清洗方案。
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