摘 要：在半導(dǎo)體器件晶圓的制造過程中，其易受外來物、灰塵粒子、金屬離子等外來物的影響而破壞表面結(jié)構(gòu)、電子特性等的產(chǎn)品特點決定了其制造過程必須有潔凈度的要求，而經(jīng)過長期的實踐分析，我們發(fā)現(xiàn)在半導(dǎo)體晶圓測試的過程中，測試間也必須置于潔凈室中，潔凈度的控制也同樣重要。潔凈室的潔凈度控制不好時，會導(dǎo)致空氣中的含塵量過高，從而導(dǎo)致外來物的增加，進(jìn)而影響測試時的良率和穩(wěn)定性甚至?xí)?dǎo)致探針測試卡的損壞。

關(guān)鍵字：潔凈室；潔凈度控制；半導(dǎo)體；晶圓測試；穩(wěn)定性

1 什么是潔凈室

潔凈室（Clean Room），亦稱無塵車間、無塵室或清凈室。潔凈室的主要功能為室內(nèi)污染控制，沒有潔凈室，污染敏感零件不可能批量生產(chǎn)。

潔凈室是指將一定空間范圍內(nèi)空氣中的微粒子、有害空氣、細(xì)菌等污染物排除，并將室內(nèi)溫度、潔凈度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動及照明、靜電控制在某一需求范圍內(nèi)，而所給予特別設(shè)計的房間。亦即是不論外在之空氣條件如何變化，其室內(nèi)均能俱有維持原先所設(shè)定要求之潔凈度、溫濕度及壓力等性能之特性。

潔凈室最主要之作用在于控制產(chǎn)品（如硅芯片等）所接觸之大氣的潔凈度及溫濕度，使產(chǎn)品能在一個良好之環(huán)境空間中生產(chǎn)、制造，此空間我們稱之為潔凈室。按照國際慣例，無塵凈化級別主要是根據(jù)每立方米空氣中粒子直徑大于劃分標(biāo)準(zhǔn)的粒子數(shù)量來規(guī)定。也就是說所謂無塵并非100%沒有一點灰塵，而是控制在一個非常微量的單位上。

2 晶圓測試時常見的外來物問題

當(dāng)潔凈室的潔凈度控制沒有嚴(yán)格按照要求執(zhí)行時，我們發(fā)現(xiàn)在晶圓測試過程中，除了良率不佳及測試不穩(wěn)定外，在探針測試卡上還經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)如圖1、圖2所示的外來物的存在，有些甚至是肉眼可見的。這些肉眼可見的外來物，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致探針測試卡的損毀、晶圓的報廢，帶來較大損失。

3 問題分析及改善措施

針對這一問題，經(jīng)過半年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我們發(fā)現(xiàn)探針測試上出現(xiàn)過外來物共45起，幾乎在所有的測試機臺上都出現(xiàn)過這一問題，但是通過對事故高發(fā)機臺及機臺在測試間的位置分布的進(jìn)一步分析，可以發(fā)現(xiàn)外來物的出現(xiàn)有如下規(guī)律：

人員走動頻繁的區(qū)域更易出現(xiàn)外來物。

離潔凈室出口近的機臺更易出現(xiàn)外來物。

有大電壓、大電流測試的機臺更易出現(xiàn)外來物。

依據(jù)這一分析結(jié)果，為進(jìn)一步更加嚴(yán)格控制潔凈室的潔凈度以達(dá)到減少外來物的目的，除要求工作人員嚴(yán)格遵守常規(guī)進(jìn)出潔凈室的規(guī)定外，采取了如下改進(jìn)措施：

進(jìn)出車間必須進(jìn)行風(fēng)淋20秒。

口罩、手套每兩小時更換一次。

潔凈室采取里外間，以緩沖人員頻繁走動帶來的外來物。

增加測試機臺定期維護(hù)的頻率，定期維護(hù)時必須對機臺內(nèi)部用潔凈室專用吸塵器進(jìn)行清潔，吸塵器的濾芯需定期更換。

探針測試卡非生產(chǎn)狀態(tài)時使用專用卡盒保護(hù)，卡和卡盒都需定期清潔，且使用前后都要檢查有無外來物的存在并及時清潔。

經(jīng)過一段時間的跟蹤觀察，以上改善措施收到了良好的結(jié)果，探針測試卡上的外來物大大減少，測試的良率及穩(wěn)定性均得到改善。

4 結(jié)論

潔凈室的潔凈度控制在半導(dǎo)體的整個工藝過程中都極為重要。在前期晶圓制造的過程中，它起著至關(guān)重要的作用，沒有潔凈室，我們就無法進(jìn)行生產(chǎn)。而在后段晶圓測試等的過程中，雖然它不會像前段一樣起著決定性的作用，但是如果管理控制不好，同樣會導(dǎo)致產(chǎn)品的損毀及報廢，帶來經(jīng)濟(jì)損失，所以我們一定要重視半導(dǎo)體測試間的潔凈度控制。

參考文獻(xiàn)

[1]劉瑞霞，王玲，王永晰。潔凈室的溫濕度控制設(shè)計[J].自動化儀表，2005，（8）

[2]李建昌，王永，簡曉慧等。半導(dǎo)體表面電學(xué)特性微觀四點探針測試技術(shù)研究進(jìn)展[J].真空，2011，48（1）：1-8

作者簡介

胡玉（1982-），女，天津市，助理工程師，本科，研究方向：半導(dǎo)體測試。