码盘制造工艺
洁净车间：一粒灰尘对码盘意味着什么
码盘的刻线只有几微米到几十微米宽，几微米的灰尘就可能造成针孔、残铬或断线。本文讲洁净度等级怎么读，颗粒和刻线放在一起有多大，颗粒落在不同工序会留下什么缺陷，以及洁净车间怎样控制颗粒。
阳光从窗户斜照进屋里，能看到空气中飘着很多亮点，那还只是比较大的灰尘。更小的颗粒肉眼看不见，却同样会落到物体表面。对一片刻线只有几微米宽的码盘来说，一粒几微米的灰尘，就可能变成一个缺陷。
洁净度等级怎么读
洁净度看的是空气里颗粒的个数，不是重量。行业里常说的“百级”“千级”，来自美国联邦标准 209E：Class N 表示每立方英尺空气中，粒径 ≥0.5 μm 的颗粒不超过 N 个。这个标准已被 ISO 14644-1 取代，两者大致对应如下：
| 常说的等级 | ISO 等级 | ≥0.5 μm 颗粒上限（每立方米） |
|---|---|---|
| 十级（Class 10） | ISO 4 | 352 |
| 百级（Class 100） | ISO 5 | 3520 |
| 千级（Class 1000） | ISO 6 | 35200 |
| 万级（Class 10000） | ISO 7 | 352000 |
1 立方英尺约 0.0283 立方米，所以每立方英尺 100 个，相当于每立方米约 3500 个，和 ISO 5 的上限对得上。等级每差一级，允许的颗粒数差 10 倍。
颗粒和刻线比一比
见图2。头发丝直径约 50–100 μm；半径 20 mm、2500 线的码盘，线宽和透光缝都约 25 μm；半径 5 mm、10000 线的码盘，线宽只有约 1.6 μm。一粒 5 μm 的颗粒，对前者是缝里的一个小黑点，对后者就可能把几条缝同时堵住。
颗粒落在哪一步，缺陷就长什么样
颗粒造成什么缺陷，取决于它在哪道工序落下：
| 落下的时机 | 结果 |
|---|---|
| 镀铬前落在玻璃上 | 挡住铬原子，脱落后留下针孔 |
| 涂胶时落在基板上 | 胶膜拖出彗星状条纹，局部厚薄不均 |
| 曝光前落在透光区的胶上 | 挡住紫外光，缝里留下残铬点（图1） |
| 落在掩模上 | 每一片同一位置都出现缺陷 |
| 落在成品表面 | 污点挡光，信号局部变弱 |
图1 还说明了一个有意思的细节：用正性胶时，落在本来就要保留铬的区域上的颗粒，在曝光这一步不会造成缺陷；真正危险的是落在透光区的那一粒。
颗粒从哪里来
- 人：皮屑、头发、衣物纤维、呼出的飞沫，人通常是洁净间里最主要的颗粒来源；
- 设备：运动部件的磨损、摩擦；
- 物料：纸箱、纸张、普通塑料袋，以及切割、磨边产生的玻璃粉；
- 工艺材料：没有过滤干净的胶、显影液、纯水和气体。
怎样控制
- 送风：空气经高效过滤器从上往下送，形成层流，把颗粒压向地面带走；室内保持正压，外面的空气进不来。
- 分区：涂胶、曝光等关键工位可以做成局部更高等级的洁净区。
- 人员：穿洁净服、戴手套和口罩，经风淋进入，减少走动。
- 物料：纸箱不进洁净区，物品进入前擦拭；切割、磨边这类产尘工序与光刻区隔开。
- 监测：用粒子计数器定期测量，记录趋势；每道工序后检查缺陷，发现异常追溯原因。
小结
洁净度等级数的是 ≥0.5 μm 的颗粒有多少个。对线宽几微米到几十微米的码盘，几微米的颗粒就能造成针孔、残铬或断线，落在掩模上还会在每一片上重复。洁净车间靠过滤送风、分区、人员和物料管理、持续监测，把这类缺陷控制在很低的水平。
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