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半导体芯片清洗为什么那么重要(芯片清洗工艺)

发布日期:2023-03-02 发布者:合明科技 浏览次数:5798

在半导体芯片制造过程中,清洗工艺步骤有很多,虽然不起眼,但芯片清洗工艺占整个制造工序步骤30%以上,非常重要。那么为什么要在芯片生产过程中使用清洗技术呢?

半导体芯片制程中的清洗技术是指在氧化、光刻、外延、扩散和引线蒸发等半导体制造工序前,采用物理或化学方法,清除污染物和自身氧化物的过程。

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为什么清洗能够占据30%以上的半导体制造工序步骤?半导体芯片清洗为什么那么重要呢?这是因为芯片生产有着严重的“洁癖”和严格的清洁度要求,在芯片制造工艺以纳米度量的时代,见不得任何脏东西。

污染物是半导体器件性能、可靠性和成品率一大威胁。研究表明,沾污带来的缺陷引起的芯片电学失效,比例高达80%。如果在晶圆制造环节中有污染物未能完全清除,轻则影响晶圆良率,重则导致一整片乃至成批晶圆报废。要知道,1%的良率变化对于一个先进代工厂意味着是上亿美元的利润损失。

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从沙砾到芯片,“点石成芯”会主要经历硅片制造、晶圆制造、芯片封装和芯片测试几大流程,清洗则贯穿了芯片制造的全产业链,也是重复次数最多的工序,这些工序包括三类:

1、在硅片制造过程:清洗抛光后的硅片,保证表面平整度和性能,提高后续工艺的良品率;

2、在晶圆制造过程:在光刻、刻蚀、沉积、离子注入、去胶等关键工序前后清洗,减小缺陷率;

3、在芯片封装过程:根据封装工艺进行TSV清洗、UBM/RDL清洗、键合清洗等。

芯片制造流程

清洗步骤贯穿芯片制造流程中的多个工艺环节,图源丨东吴证券

芯片发展有多久,清洗技术就有多久,早在上世纪50年代半导体制造界就开始注重清洗技术,并且它的重要程度会越来越高,市场需求也会越来越大。

伴随电子制程工艺进步,光刻和各种工艺数量激增,半导体芯片清洗步骤数量也随之增加。据SEMI统计数据,在80nm~60nm制程中清洗工艺共有约100个步骤,而到了20nm~10nm 制程中芯片清洗工艺步骤会翻倍增加到200个以上。

Tips:

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以上为本公司一些经验的累积,因工艺问题内容广泛,没有面面俱到,只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断的追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,能为各种客户提供全方位的工艺、设备、材料的清洗解决方案支持。

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