芯片制造——通过除尘、废气处理保证半导体加工中的环境清洁 - 安满能国际贸易(上海)有限公司

芯片制造——通过除尘、废气处理保证半导体加工中的环境清洁

日期：2024-08-05

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。它在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明应用、大功率电源转换等领域被广泛应用。

在半导体制造过程中会出现各种各样的杂质，其中可以追溯的污染源有颗粒、金属、有机物等，这些污染源是芯片良率下降的罪魁祸首。半导体制造需要在无尘室中进行，如果在制造过程中有沾污现象，将影响芯片上器件的正常功能。据估计，80%的芯片电学失效都是由沾污带来的缺陷引起的。所以在半导体制造过程中对芯片的清洁除尘异常重要。

半导体制造工艺前工程

01.拉晶

将硅砂加热，去除其中的杂质，通过溶解、提纯、蒸馏等一系列操作获得高纯度的电子级硅。

将多结晶与掺杂剂一起放入石英坩埚中熔化，一边旋转晶种棒一边慢慢地拉起，通过提拉法将熔融的高纯度单晶硅凝固成棒状的铸锭。

污染物：烟尘、微粉

对策产品：

精细粉尘专用除尘器ASD

02.切割铸件

铸件非常坚硬，所以在铸锭完成后，要用特殊的金刚石锯切掉铸锭的两端，然后再将其切割成一定厚度的薄片。锭薄片的直径决定了晶圆的尺寸。

污染物：微粉

对策产品：

03.晶片研磨

通过切片获得的薄片我们称为“Wafer”。这样的晶圆不能直接使用，还需要通过研磨等方式去除其表面瑕疵。最后通过抛光和清洗使得晶圆表面变得光洁、完整。如果晶片没有达到镜面质感，则不能保证电路图案的品质。

污染物：微粉、废水

对策产品

清扫机V-Σ（特殊型）

04.涂抹光刻胶

采用旋涂法在晶圆表面涂覆一层叫做光刻胶的感光剂，使晶片具有感光性。涂覆越均匀，可以印刷的图形就越精细。

污染物：VOCs

对策产品：

05.显影

通过光掩膜进行曝光，烧上掩膜的图案后进行显影。在晶圆上喷涂显影剂，目的是选择性地去除曝光后的光刻胶，从而让印刷好的电路图案显现出来。显影完成后需要通过各种测量设备和光学显微镜进行检查，确保电路图绘制的质量。

污染物：VOCs

对策产品：

06.刻蚀

去除多余的氧化膜，保留光刻下来的电路图。刻蚀分为使用化学溶液的湿法刻蚀，以及使用物理溅射的干法刻蚀两大类方法。

污染物：VOCs、微粉

对策产品：

07.沉积、离子植入

沉积是将特定原子和分子的物质通过特殊的手段使其在晶圆上形成“薄膜”。一般这样的“薄膜”是指厚度小于1微米，无法通过普通机械加工出来的“膜”。

要想制造多层的半导体结构就应该在晶圆表面交替“沉积”多层金属（导电）膜和介电（绝缘）膜，之后再通过重复的刻蚀工艺去除多余部分得到三维结构。随后将需要的离子打入晶片，或者进行热扩散将杂质原子扩散到硅衬底中。最后露出硅的部分变成了半导体。

污染物：VOCs、微粉

对策产品：

08.平坦化

研磨晶片表面，将图案的凹凸部分磨去，使表面光滑。

污染物：微粉

对策产品：

半导体制造工艺后工程

01.晶片切割

首先要研磨，研磨后就可以沿着晶圆上的划片线进行切割，直到将芯片分离出来。晶圆锯切技术分为刀片锯切（容易产生摩擦和碎屑），激光切割（精度更高），等离子切割（等离子刻蚀原理）。

污染物：碎屑、微粉

对策产品：

02.芯片附着、电线互联

当芯片从晶圆上分离后，需要将单独的芯片附着在基底上（引线框架）。基底的作用是保护芯片并让它们能与外部电路进行电信号交换。附着芯片可以使用液体或是固体带状粘合剂。

将芯片附着在基底上之后，还需要将两者连接。这里有两种连接方法：1.使用细金属线的引线键合。2.使用球形金块或是锡块的倒装芯片键合。引线键合属于传统方法，倒装芯片键合技术可加快半导体制造速度。

污染物：焊烟

对策产品

精细粉尘专用除尘器ASD

03.成型

利用成型工艺给芯片外部加个包装，来保护半导体集成电路不受温度和湿度等外部条件影响。根据需要使用陶瓷或树脂制成封装模具后，将芯片和环氧模塑料（EMC）都放进模具中进行密封。

污染物：VOCs

对策产品：

04.修整、塑型

通过模具将各个半导体产品从引脚框架切割、分离、将外部引脚进行成型，做成规定的形状。这个步骤也称为切脚成型。

污染物：微粉

对策产品：

05.产品打标

在半导体产品表面用激光打标机打印产品名称、型号等。

污染物：焊烟、异味

对策产品

至此，半导体产品生产的整个流程已完成。除尘、废气处理设备在工程中是不可或缺的装置，除了保证芯片生产的质量，也最大程度地保障了劳动者的身体健康。关于更多除尘、废气处理信息可联系安满能进行咨询。

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