洁净技术的发展与应用(下)

  新闻资讯     |      2023-01-03 14:00

  20 世纪80年代大规模集成电路和超大规模集成电路的迅速发展,大大促进了洁净技术的发展,集成电路生产技术从64K位发展到4M位,特征尺寸从 2.0um 发展到0.8um。当时根据实践经验,通常空气洁净受控环境的控制尘粒粒径与线宽的关系为 1:10,因此洁净技术工作者研制了超高效空气过滤器,可将粒径三0.1umn 的微粒去除到规定范围。根据大规模、超大规模集成电路生产的需要,高纯气体、高纯水和高纯试剂(化学品)的生产技术也得到了很快的发展,从而使服务于集成电路等高新技术产品所需的洁净技术都得以高速发展,据了解,1986年美国、日本和西欧的净化产品产值约为29亿美元,1988年达到了73亿美元。20世纪80年代以來,超大规模集成电路的加工技术发展迅猛,每隔两年其关键技术就会有一次飞既,集成度每三年翻四倍。


  集成电路不断随集成度的加大而缩小其特征尺寸,增加掩膜的层数和容量,特征尺寸为0.09um 的动态随机存取存储器 (dynamic randor access memory,DRAM) 已研制成功,随之对洁净室设计中控制粒子的粒径也将日益缩小。集成电路芯片的成品率与芯片的缺陷密度有关,据分析,芯片缺陷密度与空气中的粒子个数有关,若假设芯片缺陷密度中有 10%为空气中的粒子沉降到硅片上引起的,则可推算出每平方米芯片上空气粒子的最大允许值。因此,集成电路的高速发展,不仅对空气中粒子的尺寸有严格的要求,而且对粒子数也需进一步控制,即对洁净环境的空气洁净度等级有更高的要求。不仅如此,目前的研究和生产实践表明,对于超大规模集成电路生产环境的化学污染控制要求也十分严格。对于重金属的污染控制指标,当生产 4GDRAM 时要求小于 5×10°原子c㎡’;对于有机物污染的控制指标,要从1×10 原子/c’ 逐渐减少到 3×10〞 原子/c’。21 世纪以来以电脑、手机的广泛应用,电子通信产业的高速发展,集成电路芯片制造对洁净生产环境的空气洁净度要求严格,对空气中的颗粒物、化学污染物(分子污染物)提出了十分严格的要求,颗粒物粒径不得超过10nm,分子污染物达到ppt (10-1)级。近年来国内外集成电路芯片制造的实际状况表明,“线宽”在2019 年前已经达到10nm 以下,并己量产。


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