半導(dǎo)體制程中清洗環(huán)節(jié)尤為重要

來(lái)源：立鼎產(chǎn)業(yè)研究網(wǎng)

清洗貫穿整個(gè)半導(dǎo)體制造。半導(dǎo)體的清洗幾乎貫穿整個(gè)半導(dǎo)體的流程。從硅片制造時(shí)需要對(duì)拋光好的硅晶圓進(jìn)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(zhì)檢。每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要清洗以保證下一步不受雜質(zhì)的干擾，保持產(chǎn)品的良率。同時(shí)隨著芯片制程的不斷縮小，所需要的進(jìn)行的清洗次數(shù)也就越來(lái)越多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，清洗工藝的次數(shù)占到了在整個(gè)芯片制造工藝步驟的三分之一，是芯片制造的重要環(huán)節(jié)。

DRAM不同節(jié)點(diǎn)的清洗次數(shù)

LOGIC 不同節(jié)點(diǎn)的清洗次數(shù)

根據(jù)ACM 評(píng)估，假設(shè)一條月產(chǎn)能在10 萬(wàn)片的DRAM 產(chǎn)線，良率下降1%，將會(huì)導(dǎo)致企業(yè)一年3000-5000 萬(wàn)美元的損失。所以企業(yè)為了提高良率，必然會(huì)采用更多的清洗次數(shù)。

隨著制程的縮小，晶圓產(chǎn)量下降

隨著制程的縮小，清洗次數(shù)也不斷提升

半導(dǎo)體工藝不斷縮小，單晶圓濕法技術(shù)成為主流。在晶圓的前道工藝和后道工藝中，晶圓需要經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的清洗步驟。對(duì)于清洗而言，困難在于如何做到提供充足的化學(xué)反應(yīng)或物理力從而去除顆粒污染的同時(shí)，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(chǎn)業(yè)研究網(wǎng)）關(guān)鍵尺寸的縮小使得清洗的窗口變小，滿足清洗效率的同時(shí)盡量減少表面和結(jié)構(gòu)的損壞變得不再容易。干法清洗技術(shù)以及新的漂洗干燥技術(shù)正在研發(fā)當(dāng)中，但是距離應(yīng)用仍較遠(yuǎn)。目前在前道工藝中最常見(jiàn)的清洗工藝為單晶圓濕法處理技術(shù)。

清洗工藝中濕法與干法技術(shù)的占比

半導(dǎo)體中一般的清洗技術(shù)

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(xué)試劑和有機(jī)溶劑與吸附在被清洗晶圓表面的雜質(zhì)及油污發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或溶解作用，使雜質(zhì)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(guò)程。吸附在晶圓表面的雜質(zhì)可以分為分子型、離子型和原子型三種，分子型雜質(zhì)較容易清除，離子型和原子型雜質(zhì)吸附能力較強(qiáng)，所以在清洗時(shí)先清除分子型雜質(zhì)，再清除離子型吸附雜質(zhì)，然后再清除原子型雜質(zhì)，用高純?nèi)ルx子水進(jìn)行沖洗，最后加熱烘干或甩干。