導讀（dú）：近幾年，全球半導體技術不（bú）斷更新迭代，對工（gōng）藝技術的要求也日漸提高（gāo），尤其是對晶圓表麵質量要（yào）求愈發嚴格（gé）。在半導體芯片製造過程中，空氣、人體、廠房、生產設備、化學藥劑、輔助材料等，都會攜帶各種微塵、有機物、無機（jī）物和金（jīn）屬離子等雜質。這些雜質會影（yǐng）響芯片良率、電學性能（néng）以（yǐ）及（jí）可靠性（xìng）。人類經常（cháng）洗澡，以（yǐ）防（fáng）止有害病菌和細菌的感染。同樣（yàng），納米級的（de）晶圓需要反複清洗才能製造出完美的芯片。

隨著特征尺寸的不斷縮小，半導體對雜質含量越來越敏（mǐn）感，製造和封裝中不可（kě）避免會引入汙（wū）染物。

對於微觀尺度（dù）的（de）半導體工藝，晶片表麵上的任何顆粒、金屬碎片、有機（jī）物、自然形成的氧化層和痕量雜質都會導致圖（tú）案缺陷和電性能的惡（è）化。

而小顆粒可能難以去除，因為顆粒和（hé）晶片襯（chèn）底之間存在強靜電力。這些問題會損（sǔn）害半導（dǎo）體產量和可靠性（xìng）。在目前（qián）的集成電路生產中，由於晶圓片（piàn）表麵沾汙問（wèn）題，導致50%以上的材料被（bèi）損耗掉和80%的芯片電（diàn）學失效。

因此，清洗技術（shù）是貫穿芯片製造（zào）的重要工藝環節。

何為“清洗”

清（qīng）洗是通過（guò）化學處理、氣體（tǐ）或物理方法去除晶片表麵雜質的過程。通常在工藝之間進行（háng），用於去除芯片製造中上一道工序所遺（yí）留的超微細顆粒汙染（rǎn）物、金屬殘（cán）留、有機物殘留物，去除光阻掩（yǎn）膜或殘留，也可根據需要進行矽氧化膜（mó）、氮化矽或金屬等薄膜材料的濕法（fǎ）腐蝕，為下一步工序準備好良好的表（biǎo）麵條件。

清洗是重複進行（háng）的，使其進行的次數大約（yuē）是其他過程的兩倍甚或（huò）更多，並（bìng）作為過程之間的（de）橋梁。

▲清洗（xǐ）工藝

晶圓清洗步驟數量約占所（suǒ）有芯片製造工序步驟30%以上，而且隨著（zhe）節點的推進，清洗工序的數量和重要性會繼續提升，清洗設備的需求量也將相應增（zēng）加。在80~60nm的工藝製程中，清洗工藝約有（yǒu）100個步驟，而當工藝節點來（lái）到20nm以下時，清洗步驟增加至200道以上。而越往下走，要得到較高的良率，幾乎（hū）每（měi）步工序（xù）都離不開清洗。據盛美公司估計，每月十（shí）萬片的（de）DRAM工（gōng）廠，1%的良率提升可為客戶每年提高利潤3000-5000萬美元。

根據清洗介質的不同，目前半導體清洗技術主要分為濕法清洗和幹（gàn）法清（qīng）洗（xǐ）兩種工藝路線。

濕法（fǎ）清洗是針對不同的（de）工藝需求，采用特定（dìng）的化學藥液和去離子水，對晶圓表麵進行無損傷清洗，以去除晶圓製造過（guò）程中的顆粒、自然氧化層（céng）、有機物、金屬汙染、犧牲層、拋光殘留（liú）物等物質，可同時采用超聲波、加（jiā）熱、真空等輔助技術手段。

幹法（fǎ）清洗是指不使用化學溶劑的清洗技術，主要包括（kuò）等離子清洗、超臨界氣相清洗、束流清洗等技術。幹法（fǎ）清洗（xǐ）主要是采用氣態的氫氟酸刻蝕不規則分布的有結構的晶圓二氧化矽層，雖然具有（yǒu）對不（bú）同薄膜有高選擇比的優點，但可清洗汙（wū）染物比較（jiào）單一，目前在28nm及以下技術節點的邏輯產品和存儲產（chǎn）品有應用。

▲濕法&幹法清洗對（duì）比

晶圓製造產線上（shàng）通常（cháng）以濕法清（qīng）洗為主，少（shǎo）量特定步驟采用濕法和幹法（fǎ）清洗（xǐ）相（xiàng）結（jié）合的方式互補所（suǒ）短，構建清洗方案。未（wèi）來清洗設備的濕法工藝與（yǔ）幹法工藝仍將並存發展，均在各自領域內向技術節點更先進、功能多樣化、體積小、效率（lǜ）高、能耗低等方向發展，在（zài）短期內濕法（fǎ）工藝和幹法工藝無相互替代的趨勢。目前濕法清洗是（shì）主流的清洗技術（shù）路線，占芯片（piàn）製造清洗步驟數量的90%以上。

批量清（qīng）洗&單（dān）矽片清洗