接着上节的介绍,我们继续来讲净化空气的几种方法。

工作台分为两种。HEPA/ULPA过滤器装于工作台顶部。室内空气由风扇吸入先通过牵制过滤器,再通过HEPA过滤器,并以均匀平行的方式流出,在工作台表面改变方向,流出工作台。安装挡板可控制晶圆表面空气流动的方向,通常这种方式称为空气层流立式工作台,它是由空气流的方向命名的。对于化学品处理,将净化罩连接到工厂的包含气体的尾气系统,流入去除废气液体化学品的排泄系统。

过滤器1

这两种工作台按两种方法来保持晶圆清洁。首先是工作台内的空气净化;其次,净化过程在工作台内产生一点空气正压,正压可防止由操作员与走廊产生的污染物进入工作台。

基本净化工作台设计还可应用于现代晶圆加工设备中。在每台设备上安装VLF或HLF式工作台来保持晶圆在装卸过程中的洁净度。

 

隧道/隔段概念

随着更严格的颗粒控制成为必要,VLF型工作台就产生了一些缺点。其中主要是由于车间中众多工作人员的移动而产生的易污染性。进出于加工车间的工作人员对所有流程的工作台都有潜在的污染。

HEPA

把加工车间分割为不同的隧道可解决人员污染问题。这时VLF型过滤器被装于车间天花板上,而不是在单独工作台中,但是起的作用相同。经过天花板中的过滤器流入的空气可保持继续洁净,并且会降低人员产生的污染,这是因为减少了工作台周围的工作人员。但这种方法的缺点是建造费用较高,而且不适于工艺改动。

设备和设施设计的趋势已经变为将晶圆与污染源隔离。VLF罩将晶圆与室内空气隔离,并通过隧道将晶圆与过度人员暴露隔离。CMOS集成电路的出现增加了工艺步骤数并要求在净化间包含更多工艺平台。

厂房

这些更大的房间(和隧道)给他们带来了由于空气总量和操作者数量增加的潜在污染。

 

微局部环境

20世纪80年代中期的研究显示净化间建造费用的增加,降低了公司的资本回报率。所以新的方向是把晶圆密封在尽量小的空间,这成为新的发展方向。这项技术已经应用于曝光机和其他的工艺中,它们为晶圆的装卸安装了洁净的微局部环境。

但挑战是为使晶圆不暴露于空气中,需要把一系列的微局部环境连在一起。惠普公司在20世纪80年代中期发明了一种重要的连接装置—标准机械接口装置(SMIF)。利用SMIF,封闭的晶圆加工系统代替了传统的晶圆盒,并用干净空气或氮气在系统中加压以保持清洁。这种方法就是“晶圆隔离技术”(WIT)或“微局部环境”的一种。

微局部

这个系统包含3个主要部分:晶圆盒或传输晶圆匣,设备中的封闭局部环境和装卸晶圆的机械部件。被称为SMIF的晶圆盒进化为前面开口通用晶圆匣(FOUP)。这些匣子将一批晶圆保持与车间环境隔离。然而,污染可能来自前一工艺步骤运行中带入的在晶圆上化学品的放气。FOUP就作为与工艺设备的微局部环境相连的机械接口。在工艺设备的晶圆系统上,特制的机械手把晶圆从晶圆匣中取出来或装入。另一种方法就是利用机械手把晶圆从晶圆盒中取出送入工艺设备的晶圆系统中。微局部环境可提供更优的温度与湿度控制。

晶圆隔离

晶圆隔离或微局部环境技术还有利用其他方法升级现存制造工厂的优点。因污染而损失的成品率可降低,这个优点即使在小型工厂或费用较低时也可以使用。WIT可使空气洁净度达到较高的要求,并可降低建造和生产费用。因为晶圆已被隔离,所以就减轻了对工作服、工作过程和各种其他限制的要求。然而随着更大尺寸晶圆的出现,增加了晶圆匣子的质量,这对操作人员来讲也是过重的,增加了掉落的危险,这反而增加了机械手的建造费用和复杂性。

存储1

微局部设计规划还要考虑等待加工的晶圆存储问题。现行的技术使用储存柜来存储等待加工的晶圆与晶圆匣子。布局的规划可能还包括一个中心存储系统,每台设备上有或没有缓冲存储区。隔离系统还在地面上和排气系统方面将工艺区域互相划分开以防止化学品的交叉污染。