将Air Washer的DIW的电导值变化,外气中NH3的含量以及经过Air washer之后NH3的含量绘制在同一张图表中,观察它们之间是否有相关性,结果见图5。
从图5中可以看出:洁净室环境中NH3含量与Air Washer的DIW的电导值成正比,当外气中NH3的含量较高,且没有控制DIW的电导值时,DIW对NH3的吸收率较低,从而导致洁净室中的NH3含量的增高,当将DIW的电导值控制以后,洁净室中NH3的含量有明显的降低,而且波动较小,趋于稳定。
但是,这个控制方法也存在一定的局限性,即受限于DIW对NH3的吸收能力,根据经验一般认为,当外气中NH3含量在50×10-9以下时,通过控制DIW的电导值可以进行有效控制;当外气中NH3含量超过50×10-9或者过高时,DIW的吸收效率就会降低,从而导致无法进行有效控制。即,该步骤具有一定的随机性,为使洁净室光刻区域环境中NH3的含量满足ITRS标准要求,需要采取第二步措施:在洁净室光刻区域环境中连续监测NH3的含量,结果见图6。
从图6可以看出,在洁净室的天花板上加装化学过滤器以后,环境中NH3的含量有很明显的降低,保持稳定,并且满足ITRS标准要求。
化学过滤器都是有使用寿命的,当它的吸收能力被消耗尽以后,就失去了原来的作用,这时就有两种现象发生:
第一,失去对NH3的过滤控制作用;
第二,有可能会带来其他的污染。
所以就要通过监测数据粗略估计过滤器的过滤效率:同时在经过天花板过滤器之前(经过Air washer之后)和经过天花板过滤器之后(洁净室光刻环境)中取样监测,粗略估计过滤器的效果,结果见图7。
从图7中可以看出:经过过滤器之前与经过过滤器之后NH3的含量成正比,过滤器对环境起到了很好的保护作用。所以可以根据洁净室中NH3含量,变化情况和过滤器的过滤效率决定何时更换过滤器。
4 SO2的控制
在洁净室环境AMC的控制中,相对于NH3的控制来讲,SO2的控制就相对简单一些,SO2的污染主要是由外气引起的,但地点不同季节不同影响也会不同,可以概括为:北方比南方难控制,冬季比夏季难控制,比如在北方、冬季使用煤进行取暖,燃烧煤就会释放出大量的SO2,这些污染源经由外气补充口(Makeup Air Unit),如果不进行控制,就会直接进入洁净室,从而造成污染,严重影响产品品质,而在夏季,SO2的主要来源就大为减少,相对就比较容易控制。
对于SO2的控制,最好的方法就是在MAU端加装化学过滤器,从开始就控制进入洁净室SO2的量,从而保证光刻区域环境中SO2的浓度满足ITRS标准要求。
MAU端安装化学过滤器后,在经过过滤器之前和过滤器之后对SO2进行的连续监测,同时根据前后数据的差异评估过滤器对SO2的过滤效果,结果见图8。
通过图8可以明显得出以下结论:经过过滤器之前与之后SO2的浓度成正比,同时也可以知道通过安装化学过滤器,对SO2起到了很好的吸收作用,保证了洁净室光刻区域环境满足ITRS标准要求,而且还可以根据洁净室中的SO2含量的变化情况和过滤器的过滤效率决定何时更换过滤器。
5 结束语
综上所述,对NH3和SO2进行严格控制是极为必要的,随着制程工艺的发展,对环境中NH3和SO2的要求也越来越严格,越来越多的Fab依赖化学过滤器去除NH3和SO2,但是化学过滤器的价格昂贵,而且当NH3和SO2的浓度太高时,化学过滤器就会很快过饱和从而失去过滤效率,这时候为了满足生产要求,所能做的就是更换化学过滤器,这是一比不小的费用,但是相对于如果由于NH3和SO2的污染对制程和产品的良率造成决定性的影响而形成的损失相比,这又是微不足道的。
正是由于NH3和SO2对制程和产品的良率具有决定性的影响,就需要定期对洁净室NH3和SO2的baseline,当制程或者生产出现异常情况时,可以根据baseline及时发现问题,找出原因:二是可以通过定期监测,观察环境的变化趋势,当监测数据超出管制界限时,可以采取有效措施,减少因NH3和SO2所引起的损失。 |