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一、前言
半导体生产制程包含精密的微机电和集成电路，对于生产环境之洁净度的要求特别严
格，因此整个制造过程都在严格控制的环境条件下，也就是一般熟悉的洁净室
(cleanroom)。传统上，洁净室的洁净度分级定义，乃根据美国联邦标准第209E规定，以
每立方英尺空气中大于或等于0.5微米(≧0.5 μm)之微粒的数目作为洁净室的洁净度分级
标准，例如class 100的洁净度即表示每立方英尺空气中≧0.5 μm的微粒数目不得大于
100颗。然而随着制程特征尺寸(feature size)的快速缩小，传统的洁净度分级已无法满
足生产制程对环境中之空气污染标准的严格要求。
传统上，HEPA和ULPA是半导体制程中赖以控制微粒污染的技术，但随着制程特征尺
寸由0.25 μm快速演进到0.13 μm，甚至奈米(<0.1μm)制程时，越来越多的研究发现，
洁净室空气中存在的悬浮分子污染物(Airborne Molecular Contaminants, AMC)，将会对
不同制程产生不良的影响，严重时可能对产品造成致命的缺陷(killer defect)而影响良
率。
二、悬浮分子污染物的分类
何谓AMC(Airborne Molecular Contaminants, 悬浮分子污染物)？简而言之：对产品
或制程的良率有决定性影响的非粒状悬浮化学污染。国际半导体设备及材料协会
(Semiconductor Equipment and Materials International, SEMI)在SEMI F21-95 (现为
F21-1102)的标准中，根据化学品的特性，将洁净室中的空气污染物分为酸(Molecular
Acids, MA)、碱(Molecular Bases, MB)、可凝结物(Molecular Condensables, MC)和掺杂
物(Molecular Dopants, MD)四大类，其定义如下：
MA：包括盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸等 MB：碱包括氨、HMDS、TMAH、NMP和胺(amines)等 MC：指常压下沸点大于室温且会在表面凝结的化学物质，但不包含水
MD：可改变半导体物质之电性的化学元素如硼、磷、砷等
同时参照以空气中微粒数的洁净度分类方式，以每十亿分之一体积(pptv)的浓度对应每立
方英尺中一个微粒，将洁净室内的洁净度依照MA、MB、MC和MD分级如表一。
同时，针对各种特征尺寸之生产环境的空气中AMC浓度要求，International
Technology Roadmap for Semiconductor (ITRS)分别针对0.25 μm到0.10 μm等制程技
术的生产环境，建议严格的空气质量要求标准(表二)。
三、AMC对制程良率的影响
SEMATECH研究各种AMC对0.25 μm制程之良率的影响，发现不同AMC对不同的制程影
响度不一，表三为0.25 μm制程环境中各种AMC的建议标准。根据SEMATECH的研究，MD
对Pre-Gate Oxidation制程的良率影响最大，在此制程，MD的建议标准为0.1 pptM，MC
则为1,000 pptM (1 ppbM)，但MA和 MB的影响相对地较小，容许浓度为13,000 pptM (13
ppbM)；Salicidation制程对空气中的MA较敏感，建议标准为180 pptM；同样地，Contact
Formation制程也受MA的影响较大，制程环境的标准为5 pptM；至于DUV Photolithography
制程，对环境中的MB有较严格的标准，建议最高的MB不得超过1,000 pptM (1 ppbM)。
表四为各种污染物对制程、设备和产品良率的影响。其中，DUV微影制程受到amines的影
响造成T型顶(T-topping)或线距改变的情形，在众多的研究中已被证实，例如Kinkead
等人研究发现晶圆暴露在4 ppbv的ammonia下，只要10分钟的时间，就会造成线宽改变。
四、洁净室 AMC 的来源
洁净室内的AMC来源大致包括外气、制程化学品、机台设备、洁净室内工作人员和洁
净室建材等。外气的污染包括他厂和自己的烟囱排放，汽机车排放的废气，经由外气补充
口(Makeup Air Unit)再吸回洁净室内；制程化学品的逸散包括机台、制程设备、维护保养
(Preventive Maintenance, PM)和化学品异常泄漏；洁净室内工作人员本身也会释放某些
[5]
污染物，尤其是胺类(MB)，Kishkovich和Larson
在其研究中发现，无尘室中工作人员的
身体和吐气会释放出高浓度的MB，在无尘室中量测五个成人的腋窝显示MB的浓度由80
ppb(女性)到3800 ppb(抽烟习惯的男性)；不抽烟的男性其MB的浓度为100 ppb和850 ppb，
抽烟者的MB浓度则高达2400 ppb 和 3400 ppb；呼吸所吐出的MB浓度则分别为40 ppb(女
性)，到抽烟者的 800 ppb 以上。此外洁净室所使用的建筑材料也会释放 AMC，溶剂、涂料、
建材和黏着剂等都会释放有机物。
除了前述之主要的AMC来源，在洁净室内的AMC来源还包括清洁溶剂的逸散，机器设
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