这几节小编将为大家解释污染对器件工艺、器件性能和器件可靠性的影响，以及芯片生产区域存在的污染类型和主要的污染源。同时，也将对净化间规划、主要的污染控制方法和晶片表面的清洗工艺进行讨论。
首先来看看什么是污染。
污染是可能将芯片生产工业扼杀在摇篮里的首要原因之一。半导体工业起步于由空间技术发展而来的净化间技术。然而，事实表明，对于大规模集成电路的生产，这些技术水平是远远不够的。净化间不得不与芯片设计和密度进步保持同步。产业生长的能力依赖于每一代芯片提出的污染问题的解决。昨天的小问题可能变成明天芯片的致命缺陷。
污染物类型
半导体器件极易受到多种污染物的损害。这些污染物可以归纳为四类：
- 微粒；
- 金属离子；
- 化学物质；
- 细菌；
- 空气中分子污染。
接下来我们逐一的进行介绍。
微粒：半导体器件，尤其是高密度的集成电路，易受到各种污染的损害。器件对于污染的敏感度取决于较小的特征图形的尺寸和晶片表面沉积层的厚度。目前的量度尺寸已经降到亚微米级。1um是非常小的。1cm是它的1000倍。人的头发的直径为100um。这种非常小的器件尺寸导致器件极易受到由人员、设备和工艺操作中使用的化学品所产生的，存在于空气中的颗粒污染的损害。由于特征图形尺寸越来越小，膜层越来越薄，所允许存在的微粒尺寸也必须被控制在更小的尺度上。
由经验所得出的一条法则是：为例的大小必须是第一层金属半个节距的一半。半个节距是相邻金属条之间间距的一半。落于器件的关键部位并毁坏了器件功能的微粒被称为致命缺陷。致命缺陷还包括晶体缺陷和其他由工艺过程引入的问题。在任何晶片上，都存在大量微粒。有些属于致命性的，而其他一些位于器件不太敏感的区域则不会造成器件缺陷。2011版国际半导体技术路线图良品率增强部分确定缺陷与良品率的相关性，并开发更敏感缺陷和污染检测设备，作为未来技术代良品率增强的基础。
金属离子：之前我们曾介绍过，半导体器件在整个晶圆上N型和P型的掺杂区域，以及在精确的N和P相邻区域，都需要具有可控的电阻率。通过在晶体和晶圆中有目的地掺杂特定的掺杂离子来实现对这3个性质的控制。非常少的掺杂物即可实现我们希望的效果。但遗憾的是，在晶圆中出现的极少量的具有电性的污染物也会改变器件的典型特征，改变它的工作表现和可靠性参数。
可以引起上述问题的污染物称为可移动离子污染物。它们是在材料中以离子形态存在的金属离子。而且，这些金属离子在半导体材料中具有很强的可移动性。也就是说，即便在器件通过了电性能测试并且运送出去，金属离子仍可在器件中移动从而造成器件失效。遗憾的是，能够在硅器件中引起这些问题的金属存在于绝大部分的化学物质中。所以，在一个晶圆上，可移动污染物必须控制在10的十次方个原子每拼房厘米的范围内甚至更少。
钠是在未经处理的化学品中最常见的可移动离子污染物，同时也是硅中可移动性最强的物质。因此，对钠的控制成为硅工艺的首要目标。可移动离子污染物的问题在MOS器件中表现最为严重，这一事实促使一些化学品生产商研制开发MOS级或低钠级的化学品。超纯水制造也要求减少可移动离子污染物。
化学物质：在半导体工艺领域第三大主要的污染物是不需要的化学物质。工艺过程中所用的化学品和水可能会受到对芯片工艺产生影响的痕量物质的污染。它们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。氯就是这样一种污染物，它在工艺过程中用到的化学品中的含量受到严格的控制。
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。
空气中分子污染：空气中分子污染（AMC）是难捕捉之物的分子，它们从工艺设备，或化学品传送系统，或由材料，或人带入生产区域。晶圆从一个工艺设备传送到另一个能将搭乘分子带入下一个设备。AMC包括在生产区域使用的全部气体、掺杂品、加工用化学品。这些可能是氯气、潮气、有机物、酸、碱及其他物质。
它们在和灵敏度的化学反应相关的工艺危害最大，例如在光刻工艺中光刻胶的曝光时。其他问题包括刻蚀速率的偏离和不需要的杂质，这些使器件的电参数漂移，改变刻蚀剂的湿法刻蚀特性，导致刻蚀不完善。随着自动化将更多的设备和环境引入到制造工艺中，探测和控制AMC是不可缺少的。在国际半导体技术路线图2011版中确定一个关注的来源，在良品率增强章节是前面开口通用容器。在这些放晶圆中的塑料材料是排放AMC的一个来源。
本节我们就讲到这里，下节小编将为大家介绍一些污染带来的问题。