這段時間看到了太多的 Intel 的負面新聞，沒想到曾經高不可攀的芯片巨頭竟然要裁員15000人。我頓時不由自主地想起了很多年前遇到的一位Intel 負責人，她是不是也被裁員了呢？

為什么對她的記憶如此深刻，因為我以前遇到的廠商擔當都是男性，而她卻是唯一的女性，而且她和普通日本職業(yè)女性不一樣，她從不化妝。女性為什么不化妝！也許有她自身的一部分原因。但在這個化妝“邪術”盛行的時代里，不化妝的女性確實引人側目。

后來入職不久的我參加了培訓，才知道在半導體晶圓制造廠，有一條不成文的規(guī)定，即在 Fab 里工作的女性是不允許化妝的。為什么會有如此一條讓人緋聞所思默認的規(guī)矩？這就要從半導體廠里的晶圓的弱點說起。

晶圓是什么？晶圓一般是指制作硅半導體電路所用的硅晶片，尺寸一般有 6 英寸、8 英寸和 12 英寸。在前段工序中，晶圓可謂是十分的脆弱。究竟有多脆弱？首先它怕灰塵，因為碎屑會導致晶圓上的電路短路、斷路或其他物理缺陷；它還怕過大的振動，因為會導致薄膜剝落、晶片破裂、 晶片特性也會變化；它還怕溫度濕度的變化，因為這會抑制天然氧化膜的成膜和蝕刻，導致壓力波動或者靜電產生；此外，它還怕各種酸或者堿，因為這會導致異常成膜或成膜抑制、蝕刻抑制；最后還有一種，也就是本文要敘述的各種有機物和無機物，因為一些有機物和無機物會造成晶圓的異常成膜、成膜抑制、蝕刻抑制或者晶圓電路的污染。那么，晶圓廠內女性員工使用化妝品會影響晶圓的品質嗎？答案是肯定的。

一個很偶然的機會，我參加過的一次半導體講座，在那次講座里講師舉了一個生動的例子。

日本東北有一家比較著名的半導體制造廠商。他們的 PE 發(fā)現他們的產品良率有一些問題。這個問題非常有趣，也有一定的特殊性，因為他們發(fā)現在某些日子里才會出現良率不高的情況。后來經過 PE 孜孜不倦地調查，他們最終發(fā)現，只有在一位特定的女性參與生產的日子里，晶圓的良品率會變得不高。后來 PE 們默默地對這名特定女性進行詳細地調查，發(fā)現她和其余同事相比，沒有任何不當操作。這也讓他們百思不得其解。最終他們決定通過排除法來找問題。

首先，他們決定不讓這名女性參與生產，結果發(fā)現該 LOT 的良率得到了明顯的提升。其中有一位 PE 甚至片面地誤以為是性別因素導致，后來遭到了這名女性對這名 PE 的性別歧視控訴。

隨后，一位心思慎密的 PE 做了一次“魚骨分析”法，排除了種種可能，最后把重點放在了該女性的妝容上。他們決定讓這名女性在第二天素顏狀態(tài)進行生產，良品率竟然得到了質的改善。于是乎，他們經過幾次測試，發(fā)現了造成良品率不高的罪魁禍首竟然是該女性員工使用的化妝品。

勤勞的 PE 們又對化妝品進行了嚴格細致的調查，發(fā)現是化妝品中有一種物質，叫硅氧烷，它在半導體生產過程中，會改變半導體的特性。至此之后在半導體制造工廠工作就有了“禁止化妝”這條不成文的規(guī)定。這個原本在半導體行業(yè)“默默無名”的化合物就上了半導體廠的黑名單。

硅氧烷，英文叫“Siloxane”，日文叫シロキサン。在化妝品這個行業(yè)中，加入硅氧烷材料的化妝品易于涂抹，在皮膚表面能形成保護膜，防止水分流失，使皮膚更絲滑柔軟，看起來吹彈可破。所以它廣泛運用在在保濕霜、粉底液、護發(fā)產品等產品中。這與它半導體行業(yè)的聲名狼藉完完全全相反。

那么硅氧烷到底對晶圓有什么危害呢？下面稍微分析一下：

首先，硅氧烷會影響晶圓表面質量。硅氧烷的分子結構中有機部分的揮發(fā)性較強，容易釋放出微小顆粒，這會形成顆粒污染。這些令半導體生厭的微小顆粒會頑固地附著在晶圓光滑的表面，給晶圓制造帶來不小的麻煩。

晶圓制造中的光刻工藝對晶圓表面清潔度有著極高要求。硅氧烷會在晶圓表面形成有機膜，導致光刻膠的附著力下降，這些有機物會阻擋光線或刻蝕物質，進而引起光刻圖形失真，出現缺陷甚至失敗。此外，硅氧烷殘留物會在曝光或顯影過程中與其發(fā)生化學品反應，形成難以去除的缺陷。這些都嚴重影響晶圓的制造的良率。

而且這些微小顆粒并不是我們想象中的圓潤的藥丸形狀，大部分硅氧烷顆粒都是不規(guī)則體，不僅有尖銳的棱角甚至還具有一定的硬度，它們會毫不客氣地給平整的晶圓表面帶來預想不到的劃痕。這些劃痕會讓晶圓在后續(xù)的工藝制造過程中更容易出現缺陷，進一步的影響到芯片的性能和可靠性。

其次是干擾化學和物理工藝。在 CVD 過程中，硅氧烷可能會與反應氣體發(fā)生相互作用，干擾正常的化學反應。譬如硅氧烷可能會吸附在反應氣體分子上，阻止反應氣體與晶圓表面充分接觸，從而影響薄膜的沉積速率和質量。這將導致沉積的薄膜不均勻、厚度不符合要求，極大地影響芯片的性能。

硅氧烷還可阻礙刻蝕工藝。硅氧烷可能會在晶圓表面形成一層保護膜，阻止刻蝕劑對晶圓的腐蝕。導致刻蝕不均勻，無法形成所需的電路圖案，甚至形成刻蝕缺陷。而且硅氧烷自身也有可能與刻蝕劑發(fā)生反應，生成一些不需要的副產物，這些副產物也許會殘留在晶圓表面，影響后續(xù)的工藝制造。最終這些缺陷會直接影響到器件的性能和良率。

也許有的人說仔仔細細地清洗晶圓不就行了！其實硅氧烷還能影響清洗效果。硅氧烷這令人生厭的東西竟然具有一定的疏水性，這種物理特性使它很難被超純水或其他清洗液徹底清洗掉。尤其是在高溫環(huán)境下，硅氧烷會分解并形成穩(wěn)定的有機殘留物。這些殘留物會粘附著在晶圓表面，造成不可逆轉的永久性損傷。而殘留的硅氧烷會繼續(xù)對晶圓的性能產生不良影響，繼而在后續(xù)的工藝過程中引發(fā)更多不可預料的連鎖反應。

再次，硅氧烷會極大地影響晶圓的電學性能，這會產生漏電現象。若硅氧烷殘留在晶圓表面或直接滲透進晶圓內部，有很大地可能性會改變此晶圓的電學特性，使晶圓或者半導體芯片最大的優(yōu)勢性能——絕緣性能下降。這會讓芯片在工作時出現漏電現象，導致設備故障，數據丟失。甚至還會讓設備產生安全隱患，引起設備過熱、起火甚至爆炸，對人員和環(huán)境造成危險。

硅氧烷還能直接影響到晶體管的性能。這其中涉及到晶體管的閾值電壓、載流子遷移率等參數，使晶體管的開/關（on/off） 切換速度變慢、電流放大倍數降低等，從而影響到芯片的運算速度及處理能力。

那么在晶圓制作中我們如何預防硅氧烷呢？

第一是控制空氣質量，避免有機硅物質通過空氣傳播。第二在制造過程中盡量減少或避免使用含硅氧烷的材料。第三采用專門設計的清洗流程，確保硅氧烷污染物能被徹底清除。

現在我們回到本文中的主題：盡量減少或避免使用含硅氧烷的材料。這其中的一個最大的因素就是員工需要素顏狀態(tài)進入半導體制造工廠，這也是本文所論述的為什么半導體制造工廠不允許女性化妝的原因。

那么除了化妝品以外，那么硅氧烷還存在什么產品中？

首先讓我們看一看硅樹脂的構造：

現在是不是有點明白了，只要你使用有機硅樹脂，就會散發(fā)出 outgas，產生意想不到的副產品硅氧烷。

那么有機硅樹脂有什么特點，應用在什么方面呢？

有機硅樹脂的主鏈由無機骨架中的硅氧烷鍵（-Si-O-Si-）構成，側鏈則帶有甲基和苯基等有機基團，因此被稱為兼具無機材料和有機材料特性的混合材料。硅樹脂具有耐熱性、耐寒性、耐候性、電性能、防水性和脫模性等多種優(yōu)良性能。

所以硅樹脂具有其他塑料材料所不具備的獨特特性，如消泡性、脫模性、憎水性、高壓縮性、高氣體滲透性、良好的耐寒性以及各種性能對溫度的依賴性小。

硅樹脂主要用途在耐熱密封材料，室外不易燃涂料，LED，脫模劑等應用。

有沒有看到一個熟悉的名詞。對！就是 LED。半導體工廠有白光區(qū)和黃光區(qū)（有的甚至還有紅光區(qū)）。無論是哪一種區(qū)域，都需要照明。而有機硅樹脂具有出色的耐熱性和耐光性性能，因此被大量應用在 LED 的封裝，硅樹脂透鏡，散熱材料或反射板上。所以可以這么說，有 LED 照明的地方就有硅氧烷的存在。

是不是大家有疑問，那么半導體工廠不是都處都有硅氧烷的存在嗎？

讓我們看看日本 LED 著名廠家 Pansonic ，里面有照明器具的介紹。請參考以下 URL：

https://www2.panasonic.biz/jp/catalog/lighting/products/detail/shouhin.php?at=led&id=S00101967

最下面有一行很不起眼的小字，【直管 LED ランプにはシリコンが使用されています。シロキサン化合物の影響を受けるような場所（例えば、半導體や液晶などの製品を扱うクリーンルーム）で使用する場合には、事前に確認してください?！?/p>

我們直接翻譯過來就是：“硅樹脂用于直管型 LED 燈。如果在可能受到硅氧烷化合物影響的場所（例如處理半導體、液晶等產品的無塵室）使用本產品，請事先確認?！?/p>

懂了沒，這算是有良心的廠家，給你很親切地用不起眼的小字旁敲側擊寫出來，LED 照明燈具對半導體潔凈生產車間有一些不良的影響。當然市面上大部分照明廠家，只要你不質問，他是死也不說他的產品會散發(fā)出人神共憤的硅氧烷。這也是迄今為止很多半導體廠家的照明還采用老式的熒光燈照明的原因。其實并不是這些廠家不想換不想節(jié)電，而是有硅氧烷這個討厭的東西存在。

那么半導體工廠不能用 LED 照明了嗎？當然不是，很多照明廠家做出了不少的努力，比如提高照明器具的氣密性。在照明周邊和內部的填料確保了設備腔體的氣密性。雖然腔體內有少量的硅氧烷，但是通過密封填料保證這些討厭的副產物不會散發(fā)出來。

除了 LED，半導體廠還能有的什么設備可能散發(fā)出硅氧烷呢？當然有，而且很多。

比如說建筑材料用的密封膠，大部分產品都含有硅氧烷。正因如此，用于潔凈室建筑物或者潔凈室各項設備中的密封膠也有相當嚴格的規(guī)定。

比如日本信越的一款密封膠，叫做 Shin-Etsu Pure Sealant，產品里明確有介紹道此產品能最大限度地減少低分子量硅氧烷的揮發(fā)，還能顯著減少有機化合物的揮發(fā)。此公司強烈推薦用戶使用他們的產品。

還有一個廠家，叫做日本東麗(TORAY)。他們有一款 CORNINGSE9185 的密封膠，主要成分是單組分室溫固化硅酮粘合劑，是一款還原型低分子量硅氧烷產品。還有一款CORNINGSE5088，主要成分是單組分醇基潔凈室硅酮密封膠。產品 sds 有說明此產品含有的低分子硅氧烷在 24ppm 以下。因此該公司也強烈推薦此密封膠用于潔凈室。

那有沒有完全不含有硅氧烷的密封膠？當然有！瑞士西卡有一款產品叫做 Sikaflex SCR，成分為單組分聚氨酯彈性粘合劑和密封劑，產品介紹中說此產品完全不含硅氧烷。不過此產品還是或多或少會產生一點 outgas。這些極少量的分子（到底是什么，介紹中沒有說明）會附著在硅晶片和 LCD 基底。

至于這些密封膠產品孰強孰劣，那么就要看客戶的使用效果反饋了。

寫到這里似乎已經偏題十萬八千里了，在沉思中的我，也被部下突而其來的招呼聲拉進了現實之中。

“課長，向你介紹一下，這是今年的新人!”

“哦，幸會幸會，歡迎你來到開發(fā)組?！?/p>

“請多多關照！” 一名化著大濃妝的女性社員對我露出了職業(yè)性的微笑，開始向我詳細自我介紹起來。

此處省去一萬字的對話內容，由于我對香水有點過敏，不得不強烈忍住了打噴嚏的沖動，我下意識地只想把這位新人丟到客戶現場去，美其名曰學習經驗。其實我是想她退去濃妝，讓這位新人領會到“洗盡鉛華，珠璣不御”的含義。

……

日復一日，每日下班時，依然是皓月當空。我不由自主地想起已經度過數十年的她，不知道在俄亥俄州的她怎么樣了。雖然現在你與我已經都不再年輕。但是不知道怎么地，我還是情不自禁地想起夏目漱石說的一句話：“森 san”，十幾年前與你一起在工廠加班到深夜，其實想說除了你辛苦了以外，還有一句，那一夜的月色是如此的美麗。

作者 ：alexander 編輯：芯智訊-浪客劍