世界不思議

為何半導體無塵室都採用黃光?



大家有沒有想過,不管是台積電還是三星的晶圓廠,為何內部無塵室大都使用黃光?而不是白光或其他顏色的光?原來這跟半導體製程的關鍵步驟有關。

無塵室(Cleanroom)排除掉空間範圍內空氣中的微塵粒子等汙染物,獲得一個相當潔淨的環境,常用於高精度製造的產業,包括半導體製造、生物技術、精密機械、醫療等,其中以半導體業對室內溫濕度、潔淨度要求最為嚴格、必須控制在某個需求範圍內,才不會對製程產生影響。

半導體無塵室之所以使用黃光,主要跟微影製程(photolithography)有關,他是半導體製造中的關鍵步驟之一,利用光線穿透印有電路圖的光罩及光阻,在矽晶片上投印出電路圖。



在這個過程中,會將有二氧化矽絕緣層的矽晶圓塗上光阻,並於上方套上光罩(特定位置中有洞),透過紫外光照射,被光照過的光阻會變得容易溶解,將特定位置的光阻以顯影液溶解掉,再進行蝕刻,就只蝕刻到特定位置的二氧化矽,其他地方則被光阻保護。等蝕刻完畢,清除掉剩餘的光阻,就完成微影製程。

由於微影製程所使用的光阻劑,是由樹脂、溶劑和添加劑組成,大部分的光敏感範圍皆在 450nm 以下,即對頻率高於黃光的藍光、紫外線敏感,只要光線波長在 500nm 以上,就不會引起不必要的反應或變化,而黃光波長介於 560 nm 至 590 nm 之間,光阻劑對這個波長較不敏感,比較不會造成提早曝光及誤曝的情況。

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