20世紀(jì)80年代大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，大大促進(jìn)了潔凈技術(shù)的發(fā)展，集成電路生產(chǎn)技術(shù)從64 k到四M位,特征尺寸從0.2μm到0.8μm。當(dāng)時根據(jù)實踐經(jīng)驗，通常空氣潔凈受控環(huán)境的控制塵粒粒徑與線寬的關(guān)系為1:10，因此潔凈技術(shù)工作者研制了超高效空氣過濾器，可將粒徑≥0.1μm的微粒去除到規(guī)定范圍。根據(jù)大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)的需要，高純氣體、高純水和高純試劑的生產(chǎn)技術(shù)也得到很快的發(fā)展，從而使服務(wù)于集成電路等高技術(shù)產(chǎn)品所需的潔凈技術(shù)都得以高速發(fā)展，據(jù)了解，1986年美國、日本和西歐的凈化產(chǎn)品的產(chǎn)值約為29億美元，,1988年達(dá)到73億美元，20世紀(jì)90年代以來，超大規(guī)模集成電路的加工技術(shù)發(fā)展迅猛，每隔兩年其關(guān)鍵技術(shù)就會有一次飛躍，集成度每三年翻四倍，表1-1是大規(guī)模集成電路發(fā)展?fàn)顩r。集成電路將不斷隨集成度的加大而縮小其特征尺寸，增加掩膜的層數(shù)和容量，對動態(tài)隨機(jī)存取存儲器（Dynamic Random Access Memory 簡稱DRAM）的特征尺寸為0.09μm已研制成功，隨之對潔凈室設(shè)計中控制粒子的粒徑也將日益縮小，表1-2是超大規(guī)模集成電路（VLSI）的發(fā)展及相應(yīng)控制粒子的粒徑。集成電路芯片的成品率與芯片的缺陷密度有關(guān)，據(jù)分析，芯片缺陷密度與空氣中粒子個數(shù)有關(guān)，若假設(shè)芯片缺陷密度中10%為空氣中粒子沉降到硅片上引起的，則可推算出每平方米芯片上的空氣粒子的最大允許見表1-3。因此,集成電路的高速發(fā)展,不僅對空氣中控制粒子的尺寸有更高的要求，不僅如此，目前研究和生產(chǎn)實踐表明，對于超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)環(huán)境的化學(xué)污染控制的要求也十分嚴(yán)格。對于重金屬的污染控制指標(biāo)，當(dāng)生產(chǎn)4GDRAM時要求小于5*199原子/cm2；對于有機(jī)物污染的控制指標(biāo)要從1*104原子/cm2逐漸減少到3*1012原子/cm2。集成電路對化學(xué)污染的控制指標(biāo)見表1-4.引起超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)環(huán)境化學(xué)污染的污染源很多，現(xiàn)列舉一些主要的化學(xué)污染源見表1-5。
表1-1 大規(guī)模集成電路的工藝發(fā)展趨向[5]
年份 工藝特性
1980
1984
1987
1990
1993
1996
1999
2004
硅片直徑/mm
75
100
125
150
200
200
200
300
DRAM技術(shù)
64K
256K
1M
4M
16M
64M
256M
1G
特征尺寸/μm
2
1.5
1
0.8
0.5
0.35
0.25
0.2~0.1
工藝步數(shù)
100
150
200
300
400
500
600
700~800
潔凈度等級
1000~100
100
10
1
0.1
0.1
0.1
0.1(0.1μm)
純氣、純水中雜質(zhì)
103~10-9
500*10-9
100*10-9
50*10-9
5*10-9
1*10-9
0.1*10-9
0.01*10-9
表1-2 VLSI發(fā)展規(guī)劃及相應(yīng)控制粒子的粒徑[6]
投產(chǎn)年份 項目
1997
1999
2001
2003
2006
2009
2012
集成度（DRAM)
256M
1G
1G
4G
16G
64G
256G
線寬/μm
0.25
0.18
0.15
0.13
0.1
0.07
0.05
控制粒子直徑/μm
0.125
0.09
0.075
0.065
0.05
0.035
0.025
表1-3 每平方米芯片上的空氣粒子的最大允許值
集成度 成品率/%
64M
256M
1G
4G
16G
64G
90
55
38
25
16
11
8
80
124
84
56
37
24
7
70
195
132
-
-
-
-
控制粒子尺寸/μm
0.035
0.025
0.018
0.013
0.01
0.007
表1-4 化學(xué)污染控制指標(biāo)[7]
年份 項目
1995
1997~1998
1999~2001
2003~2004
2006~2007
2009~2010
DRAM集成度
55
38
25
16
11
8
線寬/μm
124
84
56
37
24
7
硅片直徑/mm
195
132
-
-
-
-
受控粒子尺寸/μm
0.035
0.025
0.018
0.013
0.01
0.007
粒子數(shù)（柵清洗）/個.m-2
1400
950
500
250
200
150
重金屬（Fe）/原子.cm-2
5*1010
2.5*1010
1*1010
5*109
2.5*109
＜2.5*109
有機(jī)物（C）/原子.cm-2
1*1014
5*1013
3*1013
1*1013
5*1012
3*1012
表1-5 主要化學(xué)污染源[7]
化學(xué)污染源
污染物質(zhì)
化學(xué)污染源
污染物質(zhì)
室外空氣
NOx、SOx、Na+、Cl-
油漆
金屬離子、甲苯、二甲苯
HEPA、ULPA(玻璃絲濾料)
B
混凝土
NH3、Ca2+
人
NH3、丙酮、Na、Cl
密封劑
硅氧烷
潔凈服、化妝品
有機(jī)物
防靜電材料（墻、地板、設(shè)備）
PH3、PF3、PF6、R3P、Na+、NO2、Ca2+、Fe2+、K+、CO
軟塑料、HEPA、ULPA
DOP
工藝用溶劑
NH4+、三甲基硅醇