半導體制程中清洗環節尤為重要

來源：立鼎產業研究網

清洗貫穿整個半導體制造。半導體的清洗幾乎貫穿整個半導體的流程。從硅片制造時需要對拋光好的硅晶圓進行清洗，去除表面的污染物，到芯片制備中去除光刻膠、濕法刻蝕、CVD 等，再到最后的材料質檢。每一個環節都需要清洗以保證下一步不受雜質的干擾，保持產品的良率。同時隨著芯片制程的不斷縮小，所需要的進行的清洗次數也就越來越多。據統計，清洗工藝的次數占到了在整個芯片制造工藝步驟的三分之一，是芯片制造的重要環節。

DRAM不同節點的清洗次數

LOGIC 不同節點的清洗次數

根據ACM 評估，假設一條月產能在10 萬片的DRAM 產線，良率下降1%，將會導致企業一年3000-5000 萬美元的損失。所以企業為了提高良率，必然會采用更多的清洗次數。

隨著制程的縮小，晶圓產量下降

隨著制程的縮小，清洗次數也不斷提升

半導體工藝不斷縮小，單晶圓濕法技術成為主流。在晶圓的前道工藝和后道工藝中，晶圓需要經過無數次的清洗步驟。對于清洗而言，困難在于如何做到提供充足的化學反應或物理力從而去除顆粒污染的同時，盡量少的除去源漏極的硅或隔離槽的SiO2，還不增加表面粗糙度，不損傷已有的門電極。（立鼎產業研究網）關鍵尺寸的縮小使得清洗的窗口變小，滿足清洗效率的同時盡量減少表面和結構的損壞變得不再容易。干法清洗技術以及新的漂洗干燥技術正在研發當中，但是距離應用仍較遠。目前在前道工藝中最常見的清洗工藝為單晶圓濕法處理技術。

清洗工藝中濕法與干法技術的占比

半導體中一般的清洗技術

單晶圓濕法清洗的步驟為：去分子→去離子→去原子→去離子水沖洗。濕法清洗是指利用各種化學試劑和有機溶劑與吸附在被清洗晶圓表面的雜質及油污發生化學反應或溶解作用，使雜質從被清洗晶圓的表面脫離，然后用大量高純熱、冷去離子水沖洗，從而獲得潔凈表面的過程。吸附在晶圓表面的雜質可以分為分子型、離子型和原子型三種，分子型雜質較容易清除，離子型和原子型雜質吸附能力較強，所以在清洗時先清除分子型雜質，再清除離子型吸附雜質，然后再清除原子型雜質，用高純去離子水進行沖洗，最后加熱烘干或甩干。