半導(dǎo)體工業(yè)是極精密的工業(yè),當(dāng)我們把計(jì)算機(jī)拆開之后,在電路板上一顆顆小小的IC都有數(shù)百萬(wàn)顆甚至數(shù)千萬(wàn)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(guò)程必須在無(wú)塵室內(nèi)進(jìn)行,集成電路制造的工廠動(dòng)輒需要數(shù)十億、數(shù)百億的投資,多因?yàn)樾枰粋€(gè)無(wú)塵室。
所謂的無(wú)塵室是一個(gè)人造的環(huán)境,里面含有的粒子遠(yuǎn)低于一般的環(huán)境,隨著集成電路技術(shù)的快速成長(zhǎng),也增加了對(duì)制造環(huán)境(無(wú)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(yùn)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(shí),就可能會(huì)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(wú)塵室為集成電路制造不可或缺的要素。
依據(jù)美國(guó)聯(lián)邦政府頒布的標(biāo)準(zhǔn)【Federal Standard (FS) 209E, 1992】,可將無(wú)塵室分為六級(jí)。分別是1級(jí)、10級(jí)、100級(jí)、1000級(jí)、10000級(jí)、100000級(jí),如果無(wú)塵室的等級(jí)只用塵粒數(shù)目來(lái)敘述,則可假設(shè)塵粒的尺寸為0.5?m,例如,1級(jí)、10級(jí)、100級(jí)無(wú)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0.5?m,無(wú)塵室等級(jí)應(yīng)以在一特定塵粒尺寸的級(jí)數(shù)來(lái)表示。例如:10級(jí)在0.2?m(塵粒尺寸在0.2?m或更大下,密度不大于75顆/立方英?),1級(jí)在0.1?m(塵粒尺寸在0.1?m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(wú)塵室之潔凈度必須優(yōu)于1000級(jí)。
為保持無(wú)塵室的潔凈度,進(jìn)出的人員有一定的穿著規(guī)定;10000與100000級(jí),必須穿著長(zhǎng)袍無(wú)塵衣、無(wú)塵鞋、帶帽子與面罩;1000級(jí)(含)以上,需穿著特殊的潔凈連身衣、無(wú)塵鞋將全身裹住,并帶上手套和面罩,下表為無(wú)塵室清潔度的
無(wú)塵室潔凈度分級(jí)定義:
塵粒數(shù)/立方英
級(jí)數(shù) 0.1μm 0.2μm 0.3μm 0.4μm 0.5μm
1 35 7.5 3 1 N/A
10 350 75 30 10 N/A
100 N/A 750 300 100 N/A
1000 N/A N/A N/A 1000 7
10000 N/A N/A N/A 10000 70
100000 N/A N/A N/A 100000 700