半导体晶圆测试间如何做更好的洁净度控制

胖小七

半导体晶圆测试间如何做更好的洁净度控制 [复制链接]

随着社会不断进步，工业体制不断的完善，人们开始越来越重视工作的环境，良好洁净的工作环境不仅提升员工的工作效率同时还能保障员工的身体健康，并且洁净车间还能将室内温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内，亦即是不论外在的空气条件如何变化，其室内均能俱有维持原先所设定要求的洁净度、温湿度及压力等性能的特性。目前，洁净技术已广泛应用于各行各业或其他要求防止粒子污染、微生物污染的环境控制、由于各行业间差距较大，且要求不同，因此控制环境的内容、指标均不相同。

 

在半导体器件晶圆的制造过程中，其易受外来物、灰尘粒子、金属离子等外来物的影响而破坏表面结构、电子特性等的产品特点决定了其制造过程必须有洁净度的要求，而经过长期的实践分析，我们发现在半导体晶圆测试的过程中，测试间也必须置于洁净室中，洁净度的控制也同样重要。洁净室的洁净度控制不好时，会导致空气中的含尘量过高，从而导致外来物的增加，进而影响测试时的良率和稳定性甚至会导致探针测试卡的损坏。

 

洁净室(Clean Room)，亦称无尘车间、无尘室或清净室。洁净室的主要功能为室内污染控制，没有洁净室，污染敏感零件不可能批量生产。洁净室是指将一定空间范围内空气中的微粒子、有害空气、细菌等污染物排除，并将室内温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内，而所给予特别设计的房间。亦即是不论外在之空气条件如何变化，其室内均能俱有维持原先所设定要求之洁净度、温湿度及压力等性能之特性。

 

洁净室最主要之作用在于控制产品（如硅芯片等）所接触之大气的洁净度及温湿度，使产品能在一个良好之环境空间中生产、制造，此空间我们称之为洁净室。按照国际惯例，无尘净化级别主要是根据每立方米空气中粒子直径大于划分标准的粒子数量来规定。也就是说所谓无尘并非100%没有一点灰尘，而是控制在一个非常微量的单位上。

 

一般在洁净室是有等级的，采用多种工序操作时，应根据各工序不同的要求，采用不同的空气洁净度等级，依据工序要求确定等级。医药工业药生产工序的洁净级别和洁净区的划分，应参照《药品生产质量管理规范》中制剂和原料药工艺内容及环境区域划分而定。药品生产洁净室的空气洁净度划分为四个等级。在满足生产工艺要求的前提下，首先应采用低洁净等级的洁净湿或局部空气净化；其次可采用局部工作区域空气净化和第等级全市空气净化相结合或采用全面空气净化。对于空气洁净度为100级的洁净室内大于等于5微米尘粒的计算应进行多次采样。当其多次出现时，方可认为该测试数值是可靠的。

 

手持式粒子计数器被广泛的使用在无尘车间内，用来测试无尘车间的洁净等级。通过空气洁净度等级表我们可知四个等级的空气中的微米尘粒数及取样因此当在生产车间里，空气中的悬浮颗粒存在各种形式，有动物的皮屑，植物的花粉，空气中浮游的细菌，还有一些颗粒物等。为了更准确的识别和诊断获取环境中的粒子污染信息，以确认洁净工厂环境是否满足洁净室等级标准，必须使用尘埃粒子计数器。

 

粒子计数器是利用光的散射原理进行尘粒计数来测试空气尘埃粒子颗粒的粒径及其分布的专用仪器。光散射和微粒大小、光波波长、微粒折射率及微粒对光的吸收特性等因素有关。但是就散射光强度和微粒大小而言，有一个基本规律，就是微粒散射光的强度随微粒的表面积增加而增大。这样一定流量的含尘气体通过一束强光，使粒子发射出散射光，经过聚光透镜投射到光电倍增管上，将光脉冲变为电脉冲，由脉冲数求得颗粒数。根据粒子散射光的强度与粒径的函数关系得出粒子直径。这样只要测定散射光的强度就可推知微粒的大小，就是光散射式粒子计数器的基本原理。

 

此外粒子计数器由显微镜发展而来，经历了显微镜、沉降管、沉降仪、离心沉降仪、颗粒计数器、激光空气粒子计数器、凝结核粒子计数器、多通道多功能粒子计数器等过程。它是国家规定的计量器具，在使用一段时间后，其光学系统及检测系统都会发生变化，如光源老化、发光效率降低或聚焦错位、透镜被污染，从而使整机的转换灵敏度变化。因此需按JJF1190-2008《尘埃粒子计数器校准规范》的要求每年定期到环境检测中心进行定期校准，并根据其出具法定校准证书对仪器各方面进行调整以获得最佳工作状态。

 

CW一RPC系列远程激光尘埃粒子计数器是赛纳威研发的智能多点监控系统的终端设备，可以通过RJ45网络接口、WiFi、485 (moudbus）等，将数据传输给PC终端，为用户提供实时准确的车间微粒数量和净化等级。该粒子计数器按照国际标准IS014644-1，GMP和日本工业标准(JIS）要求标定，其计数效率和准确性满足JJF1190-2008《尘埃粒子计数器》校准依据，专业应用于电子行业、制药车间、食品、药品车间、半导体、光学或精密机械加工车间等洁净环境；用户可根据需要增加或减少控制终端，可实现7*24实时远程自动监测，有助于企业提升自动化、精细化管理。

 

粒子计数器设备分落散布在车间各监控点位，由安装了系统监控软件的主控电脑控制各采集点的工作状态；监控软件可选择设定测试粒径、测试时间、采样间隔、刷新频率、显示单位、采样模式和超限报警等，并可对测试历史数据按需求进行查询、统计、分析及绘制曲线图，并可提供moudbus485通讯协议对接用户物联网平台，供用户自行开发和应用。