晶圓生產廢水處理

A. 半導體晶圓在切割時產生的硅粉如何處理

我前一個單位是切割的時候純水里加了切割液，切割完成後直接純水清洗的，當然了切割液的濃度會根據晶圓的厚度和尺寸作調整。沒刻意去處理切割下產生的硅粉。

B. 晶圓的製造工藝

熱CVD(HotCVD)/(thermalCVD)
此方法生產性高，梯狀敷層性佳(不管多凹凸不平，深孔中的表面亦產生反應，及氣體可到達表面而附著薄膜)等，故用途極廣。膜生成原理，例如由揮發性金屬鹵化物(MX)及金屬有機化合物(MR)等在高溫中氣相化學反應(熱分解，氫還原、氧化、替換反應等)在基板上形成氮化物、氧化物、碳化物、硅化物、硼化物、高熔點金屬、金屬、半導體等薄膜方法。因只在高溫下反應故用途被限制，但由於其可用領域中，則可得緻密高純度物質膜，且附著強度極強，若用心控制，則可得安定薄膜即可輕易製得觸須(短纖維)等，故其應用范圍極廣。熱CVD法也可分成常壓和低壓。低壓CVD適用於同時進行多片基片的處理，壓力一般控制在0.25-2.0Torr之間。作為柵電極的多晶硅通常利用HCVD法將SiH4或Si2H。氣體熱分解（約650oC）淀積而成。採用選擇氧化進行器件隔離時所使用的氮化硅薄膜也是用低壓CVD法，利用氨和SiH4 或Si2H6反應面生成的，作為層間絕緣的SiO2薄膜是用SiH4和O2在400--4500oC的溫度下形成SiH4+O2-SiO2+2H2或是用Si(OC2H5)4(TEOS:tetra ethoxy silanc)和O2在750oC左右的高溫下反應生成的，後者即採用TEOS形成的SiO2膜具有台階側面部被覆性能好的優點。前者，在淀積的同時導入PH3 氣體，就形成磷硅玻璃（ PSG： phosphor silicate glass）再導入B2H6氣體就形成BPSG(borro ? phosphor silicate glass)膜。這兩種薄膜材料，高溫下的流動性好，廣泛用來作為表面平坦性好的層間絕緣膜。 離子布植將硼離子 (B+3) 透過 SiO2 膜注入襯底，形成P型阱離子注入法是利用電場加速雜質離子，將其注入硅襯底中的方法。離子注入法的特點是可以精密地控制擴散法難以得到的低濃度雜質分布。MOS電路製造中，器件隔離工序中防止寄生溝道用的溝道截斷，調整閥值電壓用的溝道摻雜， CMOS的阱形成及源漏區的形成，要採用離子注入法來摻雜。離子注入法通常是將欲摻入半導體中的雜質在離子源中離子化， 然後將通過質量分析磁極後選定了離子進行加速，注入基片中。
退火處理
去除光刻膠放高溫爐中進行退火處理 以消除晶圓中晶格缺陷和內應力，以恢復晶格的完整性。使植入的摻雜原子擴散到替代位置，產生電特性。
去除氮化硅層
用熱磷酸去除氮化硅層，摻雜磷 (P+5) 離子，形成 N 型阱，並使原先的SiO2 膜厚度增加，達到阻止下一步中n 型雜質注入P 型阱中。
去除SIO2層
退火處理，然後用 HF 去除 SiO2 層。
干法氧化法
干法氧化法生成一層SiO2 層，然後LPCVD 沉積一層氮化硅。此時P 阱的表面因SiO2 層的生長與刻蝕已低於N 阱的表面水平面。這里的SiO2 層和氮化硅的作用與前面一樣。接下來的步驟是為了隔離區和柵極與晶面之間的隔離層。
光刻技術和離子刻蝕技術
利用光刻技術和離子刻蝕技術，保留下柵隔離層上面的氮化硅層。
濕法氧化
生長未有氮化硅保護的 SiO2 層，形成 PN 之間的隔離區。
生成SIO2薄膜
熱磷酸去除氮化硅，然後用 HF 溶液去除柵隔離層位置的 SiO2 ，並重新生成品質更好的 SiO2 薄膜 , 作為柵極氧化層。
氧化
LPCVD 沉積多晶硅層，然後塗敷光阻進行光刻，以及等離子蝕刻技術，柵極結構，並氧化生成 SiO2 保護層。
形成源漏極
表面塗敷光阻，去除 P 阱區的光阻，注入砷 (As) 離子，形成 NMOS 的源漏極。用同樣的方法，在 N 阱區，注入 B 離子形成 PMOS 的源漏極。
沉積
利用 PECVD 沉積一層無摻雜氧化層，保護元件，並進行退火處理。
沉積摻雜硼磷的氧化層
含有硼磷雜質的SiO2 層，有較低的熔點，硼磷氧化層(BPSG) 加熱到800 oC 時會軟化並有流動特性，可使晶圓表面初級平坦化。
深處理
濺鍍第一層金屬利用光刻技術留出金屬接觸洞，濺鍍鈦+ 氮化鈦+ 鋁+ 氮化鈦等多層金屬膜。離子刻蝕出布線結構，並用PECVD 在上面沉積一層SiO2 介電質。並用SOG (spin on glass) 使表面平坦，加熱去除SOG 中的溶劑。然後再沉積一層介電質，為沉積第二層金屬作準備。
（1） 薄膜的沉積方法根據其用途的不同而不同，厚度通常小於 1um 。有絕緣膜、半導體薄膜、金屬薄膜等各種各樣的薄膜。薄膜的沉積法主要有利用化學反應的CVD(chemical vapor deposition) 法以及物理現象的PVD(physical vapor deposition) 法兩大類。CVD 法有外延生長法、HCVD ， PECVD 等。PVD 有濺射法和真空蒸發法。一般而言， PVD 溫度低，沒有毒氣問題； CVD 溫度高，需達到1000 oC 以上將氣體解離，來產生化學作用。PVD 沉積到材料表面的附著力較CVD 差一些， PVD 適用於在光電產業，而半導體製程中的金屬導電膜大多使用PVD 來沉積，而其他絕緣膜則大多數採用要求較嚴謹的CVD 技術。以PVD 被覆硬質薄膜具有高強度，耐腐蝕等特點。
（2） 真空蒸發法（ Evaporation Deposition ）採用電阻加熱或感應加熱或者電子束等加熱法將原料蒸發淀積到基片上的一種常用的成膜方法。蒸發原料的分子（或原子）的平均自由程長（ 10 -4 Pa 以下，達幾十米），所以在真空中幾乎不與其他分子碰撞可直接到達基片。到達基片的原料分子不具有表面移動的能量，立即凝結在基片的表面，所以，在具有台階的表面上以真空蒸發法淀積薄膜時，一般，表面被覆性（覆蓋程度）是不理想的。但若可將Crambo真空抽至超高真空（ <10 – 8 torr ），並且控制電流，使得欲鍍物以一顆一顆原子蒸鍍上去即成所謂分子束磊晶生長（ MBE ： Molecular Beam Epitaxy ）。
（3） 濺鍍（ Sputtering Deposition ） 所謂濺射是用高速粒子（如氬離子等）撞擊固體表面，將固體表面的原子撞擊出來，利用這一現象來形成薄膜的技術即讓等離子體中的離子加速，撞擊原料靶材，將撞擊出的靶材原子淀積到對面的基片表面形成薄膜。濺射法與真空蒸發法相比有以下的特點：台階部分的被覆性好，可形成大面積的均質薄膜，形成的薄膜，可獲得和化合物靶材同一成分的薄膜，可獲得絕緣薄膜和高熔點材料的薄膜，形成的薄膜和下層材料具有良好的密接性能。因而，電極和布線用的鋁合金（ Al-Si, Al-Si-Cu ）等都是利用濺射法形成的。最常用的濺射法在平行平板電極間接上高頻（ 13.56MHz ）電源，使氬氣（壓力為1Pa ）離子化，在靶材濺射出來的原子淀積到放到另一側電極上的基片上。為提高成膜速度， 通常利用磁場來增加離子的密度， 這種裝置稱為磁控濺射裝置（ magnetron sputter apparatus ），以高電壓將通入惰性氬體游離，再藉由陰極電場加速吸引帶正電的離子，撞擊在陰極處的靶材，將欲鍍物打出後沉積在基板上。一般均加磁場方式增加電子的游離路徑，可增加氣體的解離率，若靶材為金屬，則使用DC 電場即可，若為非金屬則因靶材表面累積正電荷，導致往後的正離子與之相斥而無法繼續吸引正離子，所以改為RF 電場（因場的振盪頻率變化太快，使正離子跟不上變化，而讓RF-in 的地方呈現陰極效應）即可解決問題。
光刻技術定出 VIA 孔洞
沉積第二層金屬，並刻蝕出連線結構。然後，用 PECVD 法氧化層和氮化硅保護層。
光刻和離子刻蝕
定出 PAD 位置。
最後進行退火處理
以保證整個 Chip 的完整和連線的連接性。

C. 大直徑晶圓國內有生產的嗎

18寸的有，我見了。

D. 12寸晶圓廠有污染嗎，我朋友想在周邊買房。

高壓線，沒有污染，輻射很小，而且沒有危險。高壓線周圍產生的負離子對空氣凈化專和人體都有好處。晶屬圓廠的潔凈度要求很高的，所以粉塵污染也可以忽略不計。至於廢水污染問題，估計不會有的，國際級的企業，是不可能的。
放心買吧，升值空間很大。

E. 晶圓拿來製造什麼

圓晶也叫硅晶，是一種半導體材料，是cpu的核心部件。
現在已經生產到納米級（nm），通過切片，光刻，腐蝕，等工藝來處理。
貌似也有圓晶電阻

F. 薄膜太陽能電池的種類

非晶硅(Amorphous Silicon, a-Si)、微晶硅(Nanocrystalline Silicon，nc-Si，Microcrystalline Silicon，mc-Si)、化合物半導體II-IV 族[CdS、CdTe(碲化鎘)、CuInSe2]、色素敏化染料(Dye-Sensitized Solar Cell)、有機導電高分子(Organic/polymer solar cells) 、CIGS (銅銦硒化物)..等 GaAs屬於III-V族化合物半導體材料，其能隙為1.4eV，正好為高吸收率太陽光的值，與太陽光譜的匹配較適合，且能耐高溫，在250℃的條件下，光電轉換性能仍很良好，其最高光電轉換效率約30%，特別適合做高溫聚光太陽電池。砷化鎵生產方式和傳統的硅晶圓生產方式大不相同，砷化鎵需要採用磊晶技術製造，這種磊晶圓的直徑通常為4—6英寸，比硅晶圓的12英寸要小得多。磊晶圓需要特殊的機台，同時砷化鎵原材料成本高出硅很多，最終導致砷化鎵成品IC成本比較高。磊晶目前有兩種，一種是化學的MOCVD，一種是物理的MBE。GaAs等III-V化合物薄膜電池的制備主要採用MOVPE和LPE技術，其中MOVPE方法制備GaAs薄膜電池受襯底位錯，反應壓力，III-V比率，總流量等諸多參數的影響。GaAs(砷化鎵)光電池大多採用液相外延法或MOCVD技術制備。用GaAs作襯底的光電池效率高達29.5%(一般在19.5%左右)，產品耐高溫和輻射，但生產成本高，產量受限，現今主要作空間電源用。以矽片作襯底，MOCVD技術異質外延方法製造GaAs電池是降用低成本很有希望的方法。已研究的砷化鎵系列太陽電池有單晶砷化鎵，多晶砷化鎵，鎵鋁砷--砷化鎵異質結，金屬-半導體砷化鎵，金屬--絕緣體--半導體砷化鎵太陽電池等。
砷化鎵材料的制備類似硅半導體材料的制備，有晶體生長法，直接拉製法，氣相生長法，液相外延法等。由於鎵比較稀缺，砷有毒，製造成本高，此種太陽電池的發展受到影響。除GaAs外，其它III-V化合物如Gasb，GaInP等電池材料也得到了開發。
1998年德國費萊堡太陽能系統研究所製得的GaAs太陽能電池轉換效率為24.2%，為歐洲記錄。首次制備的GaInP電池轉換效率為14.7%。另外，該研究所還採用堆疊結構制備GaAs，Gasb電池，該電池是將兩個獨立的電池堆疊在一起，GaAs作為上電池，下電池用的是GaSb，所得到的電池效率達到31.1%。
砷化鎵(GaAs)III-V化合物電池的轉換效率可達28%，GaAs化合物材料具有十分理想的光學帶隙以及較高的吸收效率，抗輻照能力強，對熱不敏感，適合於製造高效單結電池。但是GaAs材料的價格不菲，因而在很大程度上限制了用GaAs電池的普及。 銅銦硒CuInSe2簡稱CIC.CIS材料的能降為1.1 eV，適於太陽光的光電轉換，另外，CIS薄膜太陽電池不存在光致衰退問題。因此，CIS用作高轉換效率薄膜太陽能電池材料也引起了人們的注目。
CIS電池薄膜的制備主要有真空蒸鍍法和硒化法。真空蒸鍍法是採用各自的蒸發源蒸鍍銅，銦和硒，硒化法是使用H2Se疊層膜硒化，但該法難以得到組成均勻的CIS。CIS薄膜電池從80年代最初8%的轉換效率發展到現今的15%左右。日本松下電氣工業公司開發的摻鎵的CIS電池，其光電轉換效率為15.3%(面積25 px2)。1995年美國可再生能源研究室研製出轉換效率17.1%的CIS太陽能電池，這是迄今為止世界上該電池的最高轉換效率。預計到2000年CIS電池的轉換效率將達到20%，相當於多晶硅太陽能電池。CIS作為太陽能電池的半導體材料，具有價格低廉，性能良好和工藝簡單等優點。 CdTe是Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體，帶隙1.5eV，與太陽光譜非常匹配，最適合於光電能量轉換，是一種良好的PV材料，具有很高的理論效率(28%)，性能很穩定，一直被光伏界看重，是技術上發展較快的一種薄膜電池。碲化鎘容易沉積成大面積的薄膜，沉積速率也高。CdTe薄膜太陽電池通常以CdS/CdTe異質結為基礎。盡管CdS和CdTe和晶格常數相差10%，但它們組成的異質結電學性能優良，製成的太陽電池的填充因子高達FF =0.75。

制備CdTe多晶薄膜的多種工藝和技術已經開發出來，如近空間升華、電沉積、PVD、CVD、CBD、絲網印刷、濺射、真空蒸發等。絲網印刷燒結法：由含CdTe、CdS漿料進行絲網印刷CdTe、CdS膜，然後在600～700℃可控氣氛下進行熱處理1h得大晶粒薄膜。近空間升華法：採用玻璃作襯底，襯底溫度500～600℃，沉積速率10μm/min.真空蒸發法：將CdTe從約700℃加熱鉗堝中升華，冷凝在300～400℃襯底上，典型沉積速率1 nm/s. 以CdTe吸收層，CdS作窗口層半導體異質結電池的典型結構：減反射膜/玻璃/(SnO2:F)/CdS/P-CdTe/背電極。電池的實驗室效率不斷攀升，現今突16%。20世紀90年代初，CdTe電池已實現了規模化生產，但市場發展緩慢，市場份額一直徘徊在1%左右。商業化電池效率平均為8%-10%。
人們認為，CdTe薄膜太陽電池是太陽能電池中最容易製造的，因而它向商品化進展最快。提高效率就是要對電池結構及各層材料工藝進行優化，適當減薄窗口層CdS的厚度，可減少入射光的損失，從而增加電池短波響應以提高短路電流密度，較高轉換效率的CdTe電池就採用了較薄的CdS窗口層而創了最高紀錄。要降低成本，就必須將CdTe的沉積溫度降到550℃以下，以適於廉價的玻璃作襯底;實驗室成果走向產業，必須經過組件以及生產模式的設計、研究和優化過程。至今，不僅有許多國家的研究小組已經能夠在低襯底溫度下製造出轉換效率12%以上的CdTe太陽電池，而且在大面積組件方面取得了可喜的進展，許多公司正在進行CdTe薄膜太陽電池的中試和生產廠的建設，有的已經投產。 在廣泛深入的應用研究基礎上，國際上許多國家的CdTe薄膜太陽電池已由實驗室研究階段開始走向規模工業化生產。1998年美國的CdTe電池產量就為0.2MW，日本的CdTe電池產量為2.0MW。德國公司將在Rudisleben建成一家年產10MW的CdTe薄膜太陽電池組件生產廠，預計其生產成本將會低於$1.4/W。該組件不但性能優良，而且生產工藝先進，使得該光伏組件具有完美的外型，能在建築物上使用，既拓寬了應用面，又可取代某些建築材料而使電池成本進一步降低。
CdTe薄膜太陽電池是薄膜太陽電池中發展較快的一種光伏器件。美國南佛羅里達大學於1993年用升華法在25px2面積上做出效率為15.8 %的太陽電池，隨後，日本報道了CdTe基電池以CdTe作吸收層，CdS作窗口層的n-CdS/ p-CdTe半導體異質結電池，其典型結構為MgF2/玻璃/ SnO2:F/ n-CdS/ p-CdTe/背電極，小面積電池最高轉換效率16%，成為當時CdTe薄膜太陽能電池的最高紀錄，如今，太陽電池的研究方向是高轉換效率，低成本和高穩定性。因此，以CdTe為代表的薄膜太陽電池倍受關注，面積為90000px2電池轉換效率達到11.1%的水平。美國國家可再生能源實驗室提供了Solar Cells lnc的面積為171975px2CdTe薄膜太陽電池的測試結果，轉換效率達到7.7%;Bp Solar的CdTe薄膜太陽電池，面積為113500px2，效率為8.4%，面積為17650px2的太陽電池，轉換效率達到10.1%;Goldan Photon的CdTe太陽電池，面積為88200px2，轉換效率為7.7%。
碲化鎘薄膜太陽電池的製造成本低，現今，已獲得的最高效率為16%，是應用前景最好的新型太陽電池，它已經成為美、德、日、意等國研究開發的主要對象。
CdTe薄膜太陽電池較其他的薄膜電池容易製造，因而它向商品化進展最快。已由實驗室研究階段走向規模化工業生產。下一步的研發重點，是進一步降低成本、提高效率並改進與完善生產工藝。CdTe太陽能電池在具備許多有利於競爭的因素下，但在2002年其全球市佔率僅0.42﹪，現今CdTe電池商業化產品效率已超過10﹪，究其無法耀升為市場主流的原因，大至有下列幾點：一、模塊與基材材料成本太高，整體CdTe太陽能電池材料占總成本的53﹪，其中半導體材料只佔約5.5﹪。二、碲天然運藏量有限，其總量勢必無法應付大量而全盤的倚賴此種光電池發電之需。三、鎘的毒性，使人們無法放心的接受此種光電池。
CdTe太陽能電池作為大規模生產與應用的光伏器件，最值得關注的是環境污染問題。有毒元素Cd對環境的污染和對操作人員健康的危害是不容忽視的。我們不能在獲取清潔能源的同時，又對人體和人類生存環境造成新的危害。有效地處理廢棄和破損的CdTe組件，技術上很簡單。而Cd是重金屬，有劇毒，Cd的化合物與Cd一樣有毒。其主要影響，一是含有Cd的塵埃通過呼吸道對人類和其他動物造成的危害;二是生產廢水廢物排放所造成的污染。因此，對破損的玻璃片上的Cd和Te應去除並回收，對損壞和廢棄的組件應進行妥善處理，對生產中排放的廢水、廢物應進行符合環保標準的處理。現今各國均在大力研究解決CdTe薄膜太陽能電池發展的因素，相信上述問題不久將會逐個解決，從而使碲化鎘薄膜電池成為未來社會新的能源成分之一。 淺談多元化合物薄膜太陽能電池
據了解，科學家為了尋找單晶硅電池的替代品,除開發了多晶硅、非晶硅薄膜太陽能電池外，又不斷研製其它材料的太陽能電池。其中主要包括砷化鎵III-V族化合物、硫化鎘、硫化鎘及銅錮硒薄膜電池等。
在上述電池中，盡管硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽能電池效率高，成本較單晶硅電池低，並且也易於大規模生產，但由於鎘有劇毒，會對環境造成嚴重的污染，因此，並不是晶體硅太陽能電池最理想的替代。
據了解，砷化鎵III-V化合物及銅銦硒薄膜電池由於具有較高的轉換效率受到人們的普遍重視。GaAs等III-V化合物薄膜電池的制備主要採用 MOVPE和LPE技術，其中MOVPE方法制備GaAs薄膜電池受襯底位錯、反應壓力、III-V比率、總流量等諸多參數的影響。
除GaAs外，其它III-V化合物如GaSb、GaInP等電池材料也得到了開發。
另外，研究所還採用堆疊結構制備GaAs，Gasb電池，該電池是將兩個獨立的電池堆疊在一起，GaAs作為上電池，下電池用的是Gasb,所得到的電池效率達到31.1%。
銅銦硒CuInSe2簡稱CIS。CIS材料的能降為1.1 eV，適於太陽光的光電轉換,另外，CIS薄膜太陽電池不存在光致衰退問題。因此，CIS用作高轉換效率薄膜太陽能電池材料也引起了人們的注目。
CIS作為太陽能電池的半導體材料，具有價格低廉、性能良好和工藝簡單等優點，將成為今後發展太陽能電池的一個重要方向。唯一的問題是材料的來源，由於銦和硒都是比較稀有的元素，因此，這類電池的發展又必然受到限制。

G. 半導體晶圓廠有毒嗎

半導體晶圓廠主要生產的產品是半導體晶體棒或是半導體晶片。常見的有矽片、專鎵屬砷片、銦磷片等等。其主要原料是含有上述元素的化合物，至於毒性，要具體分析。原料上，二氧化硅並沒有毒，但是粉末狀的二氧化硅氣溶膠就會引起塵肺和肺癌，就是有毒的。

另外，半導體廠常用的摻雜原料多數有毒，比如硅烷、砷烷等，或是三甲基鎵等等化合物。它們或直接是劇毒物質，或其與空氣、水等反應後生成的物質有毒。另外，傳統生產晶圓的廠，會對晶體棒進行切割，其加工過程中產生的粉末也是有害的，原理和粉塵差不多。

(7)晶圓生產廢水處理擴展閱讀

晶圓製造廠把這些多晶硅融解，再在融液里種入籽晶，然後將其慢慢拉出，以形成圓柱狀的單晶硅晶棒，由於硅晶棒是由一顆晶面取向確定的籽晶在熔融態的硅原料中逐漸生成，此過程稱為「長晶」。

硅晶棒再經過切段，滾磨，切片，倒角，拋光，激光刻，包裝後，即成為集成電路工廠的基本原料——硅晶圓片，這就是「晶圓」。

H. 半導體生產企業有沒有殘留的污染

一樓的回答完全是非科學的！什麼叫「半導體都是用元素做的」？！似是而非！
半導體晶圓廠主要生產的產品是半導體晶體棒或是半導體晶片。常見的有矽片、鎵砷片、銦磷片等等。其主要原料是含有上述元素的化合物，比如二氧化硅、氧化砷等等。至於毒性，要具體分析。原料上，二氧化硅並沒有毒，但是粉末狀的二氧化硅氣溶膠就會引起塵肺和肺癌，就是有毒的。另外，半導體廠常用的摻雜原料多數有毒，比如硅烷、砷烷等，或是三甲基鎵等等化合物。它們或直接是劇毒物質，或其與空氣、水等反應後生成的物質有毒。另外，傳統生產晶圓的廠，會對晶體棒進行切割，其加工過程中產生的粉末也是有害的，原理和粉塵差不多。
關於輻射、據我了解，半導體晶圓廠的輻射並不大。輻射分為電磁輻射和電離輻射。電磁輻射，通電的電線就會有輻射，但是一般能量很小，不會有任何影響。電離輻射，比較危險，但晶圓廠似乎用不到吧。頂多X射線探傷用一下？這個我不確切知道。
總之，半導體相關行業有毒的多，但嚴格執行規章、正確操作設備，是完全安全的。一般生產設備都有嚴格的防護措施，廢棄物有後處理工藝。我們單位有從事相關危險工種的老員工，幹了幾十年，身體棒棒的！呵呵。所以，你完全不用擔心在裡面工作。

I. 集成電路生產車間污染物的主要來源有哪些

摘要：本文主要敘述了半導體集成電路在封裝過程中，環境因素和靜電因素對IC封裝方面的影響，同時對封裝工藝中提高封裝成品率也作了一點探討。
關鍵詞：環境因素；靜電防護；封裝

引言

現代發達國家經濟發展的重要支柱之一--集成電路(以下稱IC)產業發展十分迅速。自從1958年世界上第一塊IC問世以來，特別是近20年來，幾乎每隔2-3年就有一代產品問世，至目前，產品以由初期的小規模IC發展到當今的超大規模IC。IC設計、IC製造、IC封裝和IC測試已成為微電子產業中相互獨立又互相關聯的四大產業。微電子已成為當今世界各項尖端技術和新興產業發展的前導和基礎。有了微電子技術的超前發展，便能夠更有效地推動其它前沿技術的進步。隨著IC的集成度和復雜性越來越高，污染控制、環境保護和靜電防護技術就越盲膨響或制約微電子技術的發展。同時，隨著我國國民經濟的持續穩定增長和生產技術的不斷創新發展，生產工藝對生產環境的要求越來越高。大規模和超大規模Ic生產中的前後道各工序對生產環境提出了更高要求，不僅僅要保持一定的溫、濕度、潔凈度，還需要對靜電防護引起足夠的重視。

2 環境因素對IC封裝的影響

在半導體IC生產中，封裝形式由早期的金屬封裝或陶瓷封裝逐漸向塑料封裝方向發展。塑料封裝業隨著IC業快速發展而同步發展。據中國半導體信息網對我國國內28家重點IC製造業的IC總產量統計，2001年為44．12億塊，其中95％以上的IC產品都採用塑料封裝形式。

眾所周知，封裝業屬於整個IC生產中的後道生產過程，在該過程中，對於塑封IC、混合IC或單片IC，主要有晶圓減薄(磨片)、晶圓切割(劃片)、上芯(粘片)、壓焊(鍵合)、封裝(包封)、前固化、電鍍、列印、後固化、切筋、裝管、封後測試等等工序。各工序對不同的工藝環境都有不同的要求。工藝環境因素主要包括空氣潔凈度、高純水、壓縮空氣、C02氣、N：氣、溫度、濕度等等。

對於減薄、劃片、上芯、前固化、壓焊、包封等工序原則上要求必須在超凈廠房內設立，因在以上各工序中，IC內核--芯粒始終裸露在外，直到包封工序後，芯粒才被環氧樹脂包裹起來。這樣，包封以後不僅能對IC芯粒起著機械保護和引線向外電學連接的功能，而且對整個晶元的各種參數、性能及質量都起著根本的保持作用。在以上各工序中，哪個環節或因素不合要求都將造成芯粒的報廢，所以說，凈化區內工序對環境諸因素要求比較嚴格和苛刻。超凈廠房的設計施工要嚴格按照國家標准GB50073-2001《潔凈廠房設計規范》的內容進行。

2．1 空調系統中潔凈度的影響

對於凈化空調系統來講，空氣調節區域的潔凈度是最重要的技術參數之一。潔凈廠房的潔凈級別常以單位體積的空氣中最大允許的顆粒數即粒子計數濃度來衡量。為了和國際標准盡快接軌，我國在根據IS014644-1的基礎上制定了新的國家標准GB50073-2001《潔凈廠房設計規范》，其中把潔凈室的潔凈度劃分了9個級別，具體見表1所示。

結合不同封裝企業的凈化區域面積的大小不一，再加之由於塵粒在各工序分布的不均勻性和隨機性，如何針對不同情況來確定合適恰當的採集測試點和頻次，使潔凈區域內潔凈度控制工作既有可行性，又具有經濟性，進而避免偶然性，各封裝企業可依據國家行業標准JGJ71-91《潔凈室施工及驗收規范》中的規定靈活掌握。具體可參照表2進行。

由於微電子產品生產中，對環境中的塵粒含量和潔凈度有嚴格的要求，目前，大規模IC生產要求控制0．1μm的塵粒達到1級甚至更嚴。所以對IC封裝來說，凈化區內的各工序的潔凈度至少必須達到1級。

2．2超純水的影響

IC的生產，包括IC封裝，大多數工序都需要超純水進行清洗，晶圓及工件與水直接接觸，在封裝過程中的減薄工序和劃片工序，更是離不開超純水，一方面晶圓在減薄和劃片過程中的硅粉雜質得到洗凈，而另一方面純水中的微量雜質又可能使芯粒再污染，這毫無疑問將對封裝後的IC質量有著極大的影響。

隨著IC集成度的進一步提高，對水中污染物的要求也將更加嚴格。據美國提出的水質指標說明，集成度每提高一代，雜質都要減少1／2~1／10。表3所示為最新規定的對超純水隨半導體IC進展的不同要求。

從表3可以看到，隨著半導體IC設計規則從1．5~0．25μm的變化，相應地超純水的水質除電阻率已接近理論極限值外，其TOC(總有機碳)、DO(溶解氧)、Si02、微粒和離子性雜質均減少2-4個數量級。

在當前的水處理中，各項雜質處理的難易程度依次是TOC、SiO2、DO、電阻率，其中電阻率達到18MΩ·cm(25℃)是當前比較容易達到的。由於TOC含量高會使柵氧化膜尤其是薄柵氧化膜中缺陷密度增大，所以柵愈薄要求TOC愈低，況且現在IC技術的發展趨勢中，晶元上柵膜越來越薄，故降低TOC是當前和今後的最大難點，因而已成為當今超純水水質的象徵和重心。據有關資料介紹，在美國晶元廠中，50％以上的成品率損失起因於化學雜質和微粒污染；在日本工廠中由於微粒污染引起器件電氣特性的不良比例，已由2μm的70％上升到0．8μm超大規模IC的90％以上，可見IC線條寬度越細，其危害越突出。相應的在IC封裝過程中超純水的重要性就顯而易見了。

在半導體製造工藝中，大約有80％以上的工藝直接或間接與超純水，並且大約有一半以上工序，矽片與水接觸後，緊接著就進人高溫過程，若此時水中含有雜質就會進入矽片而導致IC器件性能下降、成品率降低。確切一點說，向生產線提供穩定優質的超純水將涉及到企業的成本問題。

2．3純氣的影響

在IC的加工與製造封裝中，高純的氣體可作為保護氣、置換氣、運載氣、反應氣等，為保證晶元加工與封裝的成品率和可靠性，其中一個重要的環節，就是嚴格控制加工過程中所用氣體的純度。所謂"高純"或"超純"也不是無休止的要求純而又純，而是指把危害IC性能、成品率和可靠性的有害雜質及塵粒必須減少到一定值以下。表4列出了半導體大規模IC加工與製造中用的幾種常用氣體的純度。

例如在IC封裝過程中，把待減薄的晶圓，劃後待粘片的晶圓，粘片固化後待壓焊的引線框架(LF)與芯粒放在高純的氮氣儲藏櫃中可有效地防止污染和氧化；把高純的C02氣體混合人高純水中，可產生一定量的H+，這樣的混合水具有一定的消除靜電吸附作用，代劃片工序使用可有效地去除劃痕內和芯粒表面的硅粉雜質，以此來減少封裝過程中的芯粒浪費。

2．4 溫、濕度的影響

溫、濕度在IC的生產中扮演著相當重要的角色，幾乎每個工序都與它們有密不可分的關系。GB50073-2001《潔凈廠房設計規范》中明確強調了對潔凈室溫、濕度的要求要按生產工藝要求來確定，並按冬、夏季分別規定。見表5。

根據國家要求標准，也結合我廠IC塑封生產線的實際情況，特對相關工序確定了溫、濕度控制的范圍，運行數年來效果不錯。控制情況見表6。

但是，由於空調系統發生故障，在2001年12月18日9：30~9：40期間，粘片工序工作區域發生了一起濕度嚴重超標事故。當時相對濕度高達86．7％RH，而在正常情況下相對濕度為45~55％RH。

當時濕度異常時粘片現場狀況描述如下：

所有現場桌椅板凳、玻璃、設備、晶圓、晶元以及人身上的防靜電服表面都有嚴重的水汽，玻璃上的水汽致使室內人看不清過道，用手觸摸桌椅設備表面，都有很明顯的手指水跡印痕。更為嚴重的是在粘片工序現場存放的晶元有許多，其中SOPl6L產品7088就在其列，對其成品率的影響見表7所示。所有這些產品中還包括其它系列產品，都象經過了一次"蒸汽
浴"一樣。

從下表可看出或說明以下問題：

針對這批7088成品率由穩到不穩，再到嚴重下降這一現象，我們對粘片、壓焊、塑封等工序在此批次產品加工期間的各種工藝參數，原材料等使用情況進行了詳細匯總，沒有發現異常情況，排除了工藝等方面的原因。

事後進一步對廢品率極高的18#、21#、25#、340、55#卡中不合格晶進行了超聲波掃描，發現均有不同程度的離層，經解剖發現：從離層處發生裂痕、金絲斷裂、部分晶元出現裂紋。最後得出結論如下：

(1)造成成品率下降的原因主要是封裝離層處產生裂痕，導致晶元裂紋或金絲斷裂。

(2)產生離層的原因是由於晶元表面水汽包封在塑封體內產生。

由此可見，溫、濕度對IC封裝生產中的重大影響！

2．5其它因素的影響

諸如壓差因素、微振因素、雜訊因素等對IC封裝加工中都有一定的影響。鑒於篇幅所限，這里就不再逐一贅述。

3靜電因素對IC封裝的影響

首先，靜電產生的原因是隨處可見的。

在科技飛速發展和工業生產高度自動化的今天，靜電在工業生產中的危害已是顯而易見的，它可以造成各種障礙，限制自動化水平的提高和影響產品質量。這里結合我廠在集成電路封裝、生產過程的實際情況來說明之所以有靜電的產生，主要有以下幾個方面的原因。

3．1 生產車間建築裝修材料多採用高阻材料

IC生產工藝要求使用潔凈車間或超凈車間。要求除塵微粒粒徑從以往的0．3μm變到0．1μm擬下，塵粒密度約為353個／m3。為此，除了安裝各吸塵設備之外，還要採用無機和有機不發塵材料，以防起塵。但對於建材的電性能沒有作為一項指標考慮進去。工業企業潔凈廠房設計規范中也未作規定。IC工廠的潔凈廠房主要採用的室內裝修材料有：聚氨酯彈性地面、尼綸、硬塑料、聚乙烯、塑料壁紙、樹脂、木材、白瓷板、瓷漆、石膏等等。上述材料中，大部分是高分子化合物或絕緣體。例如，有機玻璃體電阻率為1012~1014Ω·cm，聚乙烯體電阻率為1013~1015n·cm，因而導電性能比較差，某種原因產生靜電不容易通過
它們向大地泄漏，從而造成靜電的積聚。

3．2人體靜電

潔凈廠房操作人員的不同動作和來回走動，鞋底和地面不斷的緊密接觸和分離，人體各部分也有活動和磨擦，不論是快走、慢走，小跑都會產生靜電，即所謂步行帶電；人體活動後起立，人體穿的工作服與椅子面接觸後又分離也會產生靜電。人體的靜電電壓如果消不掉，而去接觸IC晶元，就可能在不知不覺中造成IC的擊穿。

3．3 空氣調節和空氣凈化引起的靜電

由於IC生產要求在45-55％RH的條件下進行，所以要實行空氣調節，同時要進行空氣凈化。降濕的空氣要經過初效過濾器、中效過濾器、高效過濾器和風管送人潔凈室。一般總風管風速為8~10m／s，風管內壁塗油漆，當乾燥的空氣和風管，乾燥的空氣和過濾器作相對運動時，都會產生靜電。應該引起注意的是靜電與濕度有著較敏感的關系。

另外，運送半成品和IC成品在包裝運輸過程中都會產生靜電，這都是靜電起電的因素之一。

其次，靜電對IC的危害是相當大的。

一般來說，靜電具有高電位、強電場的特點，在靜電起電-放電過程中，有時會形成瞬態大電流放電和電磁脈沖(EMP)，產生頻譜很寬的電磁輻射場。另外，與常規電能量相比，靜電能量比較小，在自然起電-放電過程中，靜電放電(ESD)參數是不可控制的，是一種難於重復的隨機過程，因此它的作用往往被人們所忽視。尤其在微電子技術領域，它給我們造成的危害卻是驚人的，據報道每年因靜電造成直接經濟損失高達幾億元人民幣，靜電危害以成為發展微電子工業的重大障礙。

在半導體器件生產車間，由於塵埃吸附在晶元上，IC尤其是超大規模集成電路(VLSI)的成品率會大大下降。

IC生產車間操作人員都穿潔凈工作服，若人體帶靜電，則極易吸附塵埃、污物等，若這些塵埃、污物被帶到操作現場的話，將影響產品質量，惡化產品性能、大大降低Ic成品率。如果吸附的灰塵粒子的半徑大於100μm線條寬度約100μm時，薄膜厚度在50μm下時，則最易使產品報廢。

再次，靜電對IC的損害具有一定的特點。

(1)隱蔽性

除非發生靜電放電，人體不能直接感知靜電，但發生靜電放電人體也不一定能有電擊的感覺，這是因為人體感知的靜電放電電壓為2~3kv，所以靜電具有隱蔽性。

(2)潛在性

有些匯受到靜電損傷後的性能沒有明顯的下降，但多次累加放電會給IC器件造成內傷而形成隱患。因此靜電對IC的損傷具有潛在性。

(3)隨機性

IC什麼情況下會遭受靜電破壞呢?可以這么說，從一個IC晶元產生以後一直到它損壞以前，所有的過程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產生也具有隨機性，其損壞也具有隨機性。

(4)復雜性

靜電放電損傷的失效分析工作，因微電子IC產品的精、細、微小的結構特點而費時、費事、費財，要求較高的技術並往往需要使用高度精密儀器，即使如此，有些靜電損傷現象也難以與其它原因造成的損傷加以區別；使人誤把靜電放電損傷的失效當作其它失效，這在對靜電放電損害未充分認識之前，常常歸因於早期失效或情況不明的失效，從而不自覺地掩蓋了失效的真正原因。所以分析靜電對IC的損傷具有復雜性。

總而言之，在IC的加工生產和封裝過程中建立起靜電防護系統是很有必要的!

IC封裝生產線對靜電的要求更為嚴格。為了保證生產線的正常運行，對其潔凈廠房進行防靜電建築材料的整體裝修，對進出潔凈廠房的所有人員配備防靜電服裝等採取硬體措施外，封裝企業可根據國家有關標准和本企業的實際隋況制定出在防靜電方面的企業標准或具體要求，來配合IC封裝生產線的正常運轉。隨著我國IC封裝線的擴建、封裝能力的逐年提高、封裝品種的增加以及對產品質量和成品率的更高要求，相應地對各種軟、硬體要求和對全體從業人員的靜電防護意識的加強就顯得更為重要，而這也正扮演和充當著影響我們產品質量的"主要角色"和"無形殺手"。所以說，靜電防護將是目前和今後擺在我們整個IC行業的一大課題。

4結束語

綜上所述，環境諸多因素和靜電因素始終對IC的封裝加工過程起著很重要的作用，這也是IC的發展趨勢和封裝加工過程的固有特性所決定的，微電子半導體IC的超前發展，就勢必要求我們在環境與靜電方面緊緊跟上IC的發展，使之不要成為制約IC封裝加工發展的障礙和"絆腳石"。本文也正是出於這樣的考慮來進行拋磚引玉的。

J. 關於含氟廢水和CMP廢水的處理

根據bod cod ph 金屬危害來實際分析