芯片良率的关键保障——揭秘半导体制造中的“隐形守护者”
分类：
工艺技术
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发布时间：
2025-04-11
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导语
在芯片制造的精密世界里，一粒微米级的尘埃就可能导致价值百万的晶圆报废。而在这背后，有一项贯穿全流程的“隐形技术”——清洗工艺，默默守护着每一片晶圆的良率。
一、清洗工艺
芯片制造的每一步都离不开清洗。从硅片抛光、光刻刻蚀，到封装测试，清洗工序占比高达33%以上，单颗芯片甚至需经历超200道清洗步骤！
清洗工序
为何清洗如此重要？
去除致命污染物：颗粒、金属离子、有机物等杂质会直接导致电路短路或性能失效。
保障工艺精度：光刻、刻蚀等工艺要求纳米级洁净表面，否则精度将大打折扣。
适应先进制程：28nm以下工艺对杂质敏感度飙升，清洗难度呈指数级增长。
二、湿法清洗
目前湿法清洗占据市场主导地位，通过化学试剂与超纯水的精密配比，实现高效去污。
1) RCA 通用清洗法：RCA 清洗法依靠溶剂、酸、表面活性剂和水，在不破坏晶圆表面特 征的情况下通过喷射、净化、氧化、蚀刻和溶解晶片表面污染物、有机物及金属离子污染。在每次使用化学品后都要在超纯水（UPW）中彻底清洗。
RCA清洗方法分类
2) 化学稀释法：在 RCA 清洗的基础上，对 SC1、SC2 混合物采用稀释化学法可以大量 约化学品及 DI 水的消耗量。并且 SC2 混合物中的 H2O2 可以完全去掉。稀释 APM SC2 混合物（1:1:50）可以有效地从晶片表面去除颗粒和碳氢化合物。强烈稀释 HPM 混合物（1:1:60）和稀释 HCI（1:100）在清除金属时可以像标准 SC2 液体一样有效。
采用稀释 HCI 溶液的另外一个优点是，在低 HCI 浓度下颗粒不会沉淀。采用稀释 RCA 清洗法可以使全部化学品消耗减少 86%。稀释 SC1,SC2 溶液及 HF 补充兆声搅动后， 可以降低槽中溶液使用温度，并优化了各种清洗步骤的时间，因此导致槽中溶液寿命 长，使化学品消耗量减少 80-90%。实验证明采用热的 UPW 代替凉的 UPW 可以使 UPW 消耗量减少 75-80%。此外，多种稀释化学液体由于低流速或清洗时间的要求可大大节约冲洗用水。
三、未来挑战
随着芯片工艺迈向3nm、2nm，清洗技术面临更高要求：
微观清洁：去除亚纳米级污染物，需开发新型试剂与超精密设备。
工艺协同：与刻蚀、沉积等工序深度耦合，实现“零损伤”清洗。
可持续发展：减少化学品与水资源消耗，推动绿色制造。
结语
清洗工艺虽“隐形”，却是芯片良率的命脉所在。科芯微将持续深耕清洗技术创新，为全球半导体产业提供高可靠性解决方案，助力每一颗芯片突破性能极限！
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