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空气洁净度对成品率的影响
文章来源:http://www.songfengkou.com/  2012年08月04日  点击数:5487
空气洁净度对成品率的影响
    每一种精密产品需要什么样级别的洁净环境,这是一个很复杂的问题,将由工艺上的很多因素诸如方法、工具、设备、纯水、纯气、化学试剂、加工次数以及主持工艺的人等综合决定。不仅传统的微粒污染要控制,而且所谓分子态污染对关键表面的影响也越来越引起人们的重视,特别是对于256M以上的集成电路,生产车间的空气成分已差不多成为和微粒同等重要的监控对象。
    分子态污染包括分子级的金属成分如Na、K、Zn、Al、Fe等,也包括气相化学污染。由于现在大部分国家还没有分子态污染的标准,目前微粒的影响仍然是洁净室污染控制最基本的问题。本节只讨论空气含尘浓度对成品率的影响。不过一件产品因落上尘粒而造成的疵病的几率,却是随着空气含尘浓度、产品暴露面积和时间的减少而减小。当然,对产品起直接作用的是能和产品表面接触到的微粒。所以就要研究:
    (1)空气中的灰尘微粒通过什么途径和产品表面接触?沉积在表面的机会多大或者数量多少?
    (2)这种微粒在表面的沉积密度和造成疵病的几率的关系怎样?
    关于第一个问题,第六章中已讨论过,并在第九章中继续讨论,这里就着重讨论第二个问题。
    由于灰尘微粒在空气中是随机分布的,它的沉积也是随机的,在一定空气含尘浓度条件下,经过一定的时间,在一定的面积上只能沉积一定数量的微粒,譬如在Im2面积上th总共沉积了10万粒微粒,则平均的单位沉积密度就是10粒/(cni2.h)。但并不是每lcmz面积上都沉积了10粒灰尘,有的多一点,有的少一点。
    在灰尘随机分布的情况下,在一定大小表面上,沉积1粒灰尘微粒的机会是一定的。沉积2粒灰尘微粒的机会虽不同于沉积1粒微粒的机会,但也是一定的。沉积理粒微粒也是如此,这就是沉积不同粒数微粒的概率应该服从二项分布。正如在第一章中讲过的,如果把这种沉积表面分得较小,而本来这一空间的微粒数不大,单位沉积密度较小,就可以用普阿松分布近似计算这种灰尘微粒沉积的概率。
    以集成电路为例,在一个直径为3cm的硅片上,有许多图形,每一个图形的面积即所谓芯片面积,芯片面积和其上的元件个数已如表7-8所列。随着硅片直径越大,则可集成的元件也越多,现在硅片已达30cm且正向40cm发展,所以芯片面积也将进一步增大。超大规模集成电路的芯片面积已从当初的40~5 0rrirr12提高到几百上千平方毫米。
    集成电路上的元件与元件之间为金属线所连接,而整个电路又是由多层这样的联线形成的复杂的电路网,图7-9就是这种联线的放大照片,而从进一步放大的图上可以看出这种多层结构:上面是铝线,下面是钼线,两线之间是绝缘的。所以,只要有1粒灰尘落在这个复杂的线路网或者元件上面的任何一点形成断路或短路,或造成图形缺陷,则整个电路的作用就被破坏,这一片芯片就报废了。
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