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集成电路洁净室AMC在线监测
2024/10/10
半导体制程工艺的不断进步，精度的不断提高，制程越来越复杂，不仅仅是制程设备的精益求精，将有更多新器件、更多芯片堆叠和系统创新来提升性能、能耗和成本，降成本最佳办法是缩小多晶硅间距、金属互联距离、电路单元厚度和晶圆材料提升，对于洁净室中存在的气态分子污染物（AMC）的监测和管控的要求也越来越高。
任何漂浮在空气中的污染物沉积在晶圆表面，都会影响工艺降低良品率。由于制程的众多复杂步骤，导致PPT级的污染物都会较大程度的影响晶圆良品率。面对日益精进的制程工艺，AMC监测技术也在不断升级，AMC在线监测系统，将内部与外部污染源实时监控，极高灵敏度和浓度报警机制，能及时反馈给厂务端，从而控制好污染物释放，保证良品率。
在集成电路产业按照摩尔定律不断发展的今天，如何在大规模生产纳米级芯片时保证产品良率，成为全球集成电路行业所要攻克的难题。
气态分子污染物（Airborne Molecular Contaminants）简称AMC，其尺寸和目前纳米级芯片中的晶体管尺寸相近，它的存在会污染晶圆表面、改变DUV光刻胶的化学性质，从而危及产品质量。
AMC是什么
AMC是指存在于大气中的一类微小分子污染物，主要以气态形式存在，其大小比颗粒污染物小得多，其主要的危害是影响先进制程的良率。AMC主要来源
外部大气污染：
环境空气污染
交通废气 NOx
工业排放 SO2、NOx
农业污染逸散 NH3H2S
厂内空气二次污染
外部大气污染：
建筑材料逸散
化学品异常泄露
洁净室维护、保养等使用的化学品逸散
新风过滤器材料中硼的逸散
操作人员呼吸等排除的废气
国际半导体产业协会SEMI对AMC的分类
AMC对制程的影响
导致光阻层表面硬化T型缺陷硼磷掺杂不受控
导致不能控制蚀刻速度，邻苯二甲酸二丁酯（DOP）易附着于晶片表面形成碳化硅SiC
引起阈值电压改变，硼元素、三氟化硼等气态污染物，会引起晶片表面污染
污染物气体如氟化氢、氯化氢、硫酸、磷酸、氯气、氮氧化合物等，引起晶片表面污染，导致金属化制成中的金属附着力下降
污染气体导致芯片内连接导线因腐蚀而报废
造成掩模及步进设备上光学镜面模糊
导致设施和设备因腐蚀而停机
AMC在线监测系统
实践证明，实验室采样分析这类以天为单位的监测效率，已无法满足各大集成电路生产商对于空气质量管控的要求。AMC在线监测系统可利用一套分析仪表，支持洁净室内多点位周期性采样分析，让用户实时监管生产车间内的空气环境，及时锁定超出SPEC的区域，并采取复测、溯源等措施，将AMC所产生的危害降至最低。
