半導體芯片清洗為什么那么重要(芯片清洗工藝)
在半導體芯片制造過程中,清洗工藝步驟有很多,雖然不起眼,但芯片清洗工藝占整個制造工序步驟30%以上,非常重要。那么為什么要在芯片生產過程中使用清洗技術呢?
半導體芯片制程中的清洗技術是指在氧化、光刻、外延、擴散和引線蒸發等半導體制造工序前,采用物理或化學方法,清除污染物和自身氧化物的過程。
為什么清洗能夠占據30%以上的半導體制造工序步驟?半導體芯片清洗為什么那么重要呢?這是因為芯片生產有著嚴重的“潔癖”和嚴格的清潔度要求,在芯片制造工藝以納米度量的時代,見不得任何臟東西。
污染物是半導體器件性能、可靠性和成品率一大威脅。研究表明,沾污帶來的缺陷引起的芯片電學失效,比例高達80%。如果在晶圓制造環節中有污染物未能完全清除,輕則影響晶圓良率,重則導致一整片乃至成批晶圓報廢。要知道,1%的良率變化對于一個先進代工廠意味著是上億美元的利潤損失。
從沙礫到芯片,“點石成芯”會主要經歷硅片制造、晶圓制造、芯片封裝和芯片測試幾大流程,清洗則貫穿了芯片制造的全產業鏈,也是重復次數最多的工序,這些工序包括三類:
1、在硅片制造過程:清洗拋光后的硅片,保證表面平整度和性能,提高后續工藝的良品率;
2、在晶圓制造過程:在光刻、刻蝕、沉積、離子注入、去膠等關鍵工序前后清洗,減小缺陷率;
3、在芯片封裝過程:根據封裝工藝進行TSV清洗、UBM/RDL清洗、鍵合清洗等。
清洗步驟貫穿芯片制造流程中的多個工藝環節,圖源丨東吳證券
芯片發展有多久,清洗技術就有多久,早在上世紀50年代半導體制造界就開始注重清洗技術,并且它的重要程度會越來越高,市場需求也會越來越大。
伴隨電子制程工藝進步,光刻和各種工藝數量激增,半導體芯片清洗步驟數量也隨之增加。據SEMI統計數據,在80nm~60nm制程中清洗工藝共有約100個步驟,而到了20nm~10nm 制程中芯片清洗工藝步驟會翻倍增加到200個以上。
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以上為本公司一些經驗的累積,因工藝問題內容廣泛,沒有面面俱到,只對常見問題作分析,隨著電子產業的不斷更新換代,新的工藝問題也不斷出現,本公司自成立以來不斷的追求產品的創新,做到與時俱進,熟悉各種生產復雜工藝,能為各種客戶提供全方位的工藝、設備、材料的清洗解決方案支持。
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