1 引言

　　現(xiàn)代發(fā)達(dá)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱之一--集成電路(以下稱IC)產(chǎn)業(yè)發(fā)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(chǎn)品問世，至目前，產(chǎn)品以由初期的小規(guī)模IC發(fā)展到當(dāng)今的超大規(guī)模IC。IC設(shè)計、IC制造、IC封裝和IC測試已成為微電子產(chǎn)業(yè)中相互獨立又互相關(guān)聯(lián)的四大產(chǎn)業(yè)。微電子已成為當(dāng)今世界各項尖端技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前導(dǎo)和基礎(chǔ)。有了微電子技術(shù)的超前發(fā)展，便能夠更有效地推動其它前沿技術(shù)的進(jìn)步。隨著IC的集成度和復(fù)雜性越來越高，污染控制、環(huán)境保護(hù)和靜電防護(hù)技術(shù)就越盲膨響或制約微電子技術(shù)的發(fā)展。同時，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定增長和生產(chǎn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，生產(chǎn)工藝對生產(chǎn)環(huán)境的要求越來越高。大規(guī)模和超大規(guī)模Ic生產(chǎn)中的前后道各工序?qū)ιa(chǎn)環(huán)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(hù)引起足夠的重視。

　　2 環(huán)境因素對IC封裝的影響

　　在半導(dǎo)體IC生產(chǎn)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(fā)展。塑料封裝業(yè)隨著IC業(yè)快速發(fā)展而同步發(fā)展。據(jù)中國半導(dǎo)體信息網(wǎng)對我國國內(nèi)28家重點IC制造業(yè)的IC總產(chǎn)量統(tǒng)計，2001年為44．12億塊，其中95％以上的IC產(chǎn)品都采用塑料封裝形式。

　　眾所周知，封裝業(yè)屬于整個IC生產(chǎn)中的后道生產(chǎn)過程，在該過程中，對于塑封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、打印、后固化、切筋、裝管、封后測試等等工序。各工序?qū)Σ煌墓に嚟h(huán)境都有不同的要求。工藝環(huán)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。

　　 對于減薄、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(nèi)設(shè)立，因在以上各工序中，IC內(nèi)核--芯粒始終裸露在外，直到包封工序后，芯粒才被環(huán)氧樹脂包裹起來。這樣，包封以后不僅能對IC芯粒起著機(jī)械保護(hù)和引線向外電學(xué)連接的功能，而且對整個芯片的各種參數(shù)、性能及質(zhì)量都起著根本的保持作用。在以上各工序中，哪個環(huán)節(jié)或因素不合要求都將造成芯粒的報廢，所以說，凈化區(qū)內(nèi)工序?qū)Νh(huán)境諸因素要求比較嚴(yán)格和苛刻。超凈廠房的設(shè)計施工要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB50073-2001《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》的內(nèi)容進(jìn)行。

　　2．1 空調(diào)系統(tǒng)中潔凈度的影響

　　對于凈化空調(diào)系統(tǒng)來講，空氣調(diào)節(jié)區(qū)域的潔凈度是最重要的技術(shù)參數(shù)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(shù)即粒子計數(shù)濃度來衡量。為了和國際標(biāo)準(zhǔn)盡快接軌，我國在根據(jù)IS014644-1的基礎(chǔ)上制定了新的國家標(biāo)準(zhǔn)GB50073-2001《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》，其中把潔凈室的潔凈度劃分了9個級別。

　　結(jié)合不同封裝企業(yè)的凈化區(qū)域面積的大小不一，再加之由于塵粒在各工序分布的不均勻性和隨機(jī)性，如何針對不同情況來確定合適恰當(dāng)?shù)牟杉瘻y試點和頻次，使?jié)崈魠^(qū)域內(nèi)潔凈度控制工作既有可行性，又具有經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而避免偶然性，各封裝企業(yè)可依據(jù)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ71-91《潔凈室施工及驗收規(guī)范》中的規(guī)定靈活掌握。

　　由于微電子產(chǎn)品生產(chǎn)中，對環(huán)境中的塵粒含量和潔凈度有嚴(yán)格的要求，目前，大規(guī)模IC生產(chǎn)要求控制0．1μm的塵粒達(dá)到1級甚至更嚴(yán)。所以對IC封裝來說，凈化區(qū)內(nèi)的各工序的潔凈度至少必須達(dá)到1級。

　　2．2超純水的影響

　　IC的生產(chǎn)，包括IC封裝，大多數(shù)工序都需要超純水進(jìn)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(zhì)得到洗凈，而另一方面純水中的微量雜質(zhì)又可能使芯粒再污染，這毫無疑問將對封裝后的IC質(zhì)量有著極大的影響。

　　隨著IC集成度的進(jìn)一步提高，對水中污染物的要求也將更加嚴(yán)格。據(jù)美國提出的水質(zhì)指標(biāo)說明，集成度每提高一代，雜質(zhì)都要減少1／2~1／10。

　　隨著半導(dǎo)體IC設(shè)計規(guī)則從1．5~0．25μm的變化，相應(yīng)地超純水的水質(zhì)除電阻率已接近理論極限值外，其TOC(總有機(jī)碳)、DO(溶解氧)、Si02、微粒和離子性雜質(zhì)均減少2-4個數(shù)量級。

　　在當(dāng)前的水處理中，各項雜質(zhì)處理的難易程度依次是TOC、SiO2、DO、電阻率，其中電阻率達(dá)到18MΩ·cm(25℃)是當(dāng)前比較容易達(dá)到的。由于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(xiàn)在IC技術(shù)的發(fā)展趨勢中，芯片上柵膜越來越薄，故降低TOC是當(dāng)前和今后的最大難點，因而已成為當(dāng)今超純水水質(zhì)的象征和重心。據(jù)有關(guān)資料介紹，在美國芯片廠中，50％以上的成品率損失起因于化學(xué)雜質(zhì)和微粒污染；在日本工廠中由于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(guī)模IC的90％以上，可見IC線條寬度越細(xì)，其危害越突出。相應(yīng)的在IC封裝過程中超純水的重要性就顯而易見了。

　　在半導(dǎo)體制造工藝中，大約有80％以上的工