半導(dǎo)體工業(yè)是極精密的工業(yè),當(dāng)我們把計算機拆開之后,在電路板上一顆顆小小的IC都有數(shù)百萬顆甚至數(shù)千萬顆的晶體管。為了讓這些極小的晶體管妥善的工作,制造的過程必須在無塵室內(nèi)進行,集成電路制造的工廠動輒需要數(shù)十億、數(shù)百億的投資,多因為需要一個無塵室。
所謂的無塵室是一個人造的環(huán)境,里面含有的粒子遠低于一般的環(huán)境,隨著集成電路技術(shù)的快速成長,也增加了對制造環(huán)境(無塵室)潔靜度的需求,在工業(yè)上即使粒子之尺寸小于1微米,也可能阻礙產(chǎn)品的運作或降低其壽命。 由于奈米技術(shù)的興起,造成半導(dǎo)體關(guān)鍵尺寸持續(xù)縮小,集成電路積集度不斷的增加,塵粒更容易使芯片失效或可靠度惡化。例如當(dāng)金屬塵粒地落到金屬導(dǎo)線時,就可能會使金屬導(dǎo)線形成短路。又如果有酸性的離子化合物塵粒掉在金屬導(dǎo)線上,可能將其腐蝕,所以無塵室為集成電路制造不可或缺的要素。
依據(jù)美國聯(lián)邦政府頒布的標(biāo)準(zhǔn)【Federal Standard (FS) 209E, 1992】,可將無塵室分為六級。分別是1級、10級、100級、1000級、10000級、100000級,如果無塵室的等級只用塵粒數(shù)目來敘述,則可假設(shè)塵粒的尺寸為0.5µm,例如,1級、10級、100級無塵室最大塵粒數(shù)目分別小于或等于1顆、10顆、100顆,如果塵粒尺寸不是0.5µm,無塵室等級應(yīng)以在一特定塵粒尺寸的級數(shù)來表示。例如:10級在0.2µm(塵粒尺寸在0.2µm或更大下,密度不大于75顆/立方英?),1級在0.1µm(塵粒尺寸在0.1µm或更大下,密度不大于35顆/立方英?)。而集成電路制造所需的無塵室之潔凈度必須優(yōu)于1000級。
為保持無塵室的潔凈度,進出的人員有一定的穿著規(guī)定;10000與100000級,必須穿著長袍無塵衣、無塵鞋、帶帽子與面罩;1000級(含)以上,需穿著特殊的潔凈連身衣、無塵鞋將全身裹住,并帶上手套和面罩,下表為無塵室清潔度的定義:
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塵粒數(shù)/立方英?
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級數(shù)
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0.1μm
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0.2μm
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0.3μm
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0.4μm
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0.5μm
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1
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35
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7.5
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3
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1
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N/A
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10
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350
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75
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30
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10
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N/A
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100
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N/A
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750
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300
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100
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N/A
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1000
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N/A
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N/A
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N/A
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1000
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7
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10000
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N/A
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N/A
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N/A
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10000
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70
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100000
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N/A
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N/A
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N/A
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100000
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700
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