谈芯片生产中最频繁的工序-晶圆清洗

 行业新闻     |      2021-10-18 21:59
  中国是最大的半导体消费国,占全球芯片需求的45%,有90%以上的芯片需要进口,国内高速发展的白色家电、3C电子、人工智能、物联网、汽车电子、大数据等各个领域都对芯片有根本性的依赖。今天我们就一起来谈谈芯片生产中最频繁的工序-晶圆清洗。
 
  随着半导体技术的不断发展,对工艺技术的要求越来越高,特别是对晶圆片的表面质量要求越来越严。晶圆制造环节的清洗步骤最多,清洗设备运用也最多,光刻、刻蚀、沉积、 离子注入、CMP均需要经历清洗工艺。  
谈芯片生产中最频繁的工序-晶圆清洗
  前道晶圆生产过程的七大工序:氧化/扩散-光刻-刻蚀-离子注入-薄膜沉积-CMP-金属化。
 
  晶圆片清洗质量的好坏对器件性能有严重的影响,其主要原因是圆片表面沾污造成的,这些沾污包括:超细微的颗粒、有机残留物、无机残留物和需要去除的氧化层;颗粒和金属杂质沾污会严重影响器件的质量和成品率。在目前的集成电路生产中,由于晶圆片表面沾污问题,导致50% 以上的材料被损耗掉和80%的芯片电学失效。
 
  正是由于晶圆清洗是半导体制造工艺中最重要、最频繁的工序,而且随着尺寸缩小、结构复杂化,芯片对杂质含量的敏感度也相应提高,将直接影响到器件的成品率、性能和可靠性,所以国内外各大公司、研究机构等对清洗工艺的研究一直在不断地增强。据盛美公司估计,每月十万片的DRAM工厂,1%的良品率提升可为客户每年提高利润3000-5000 万美元。晶圆清洗步骤数量约占所有芯片制造工序步骤30%以上,而且随着节点的推进,清洗工序的数量和重要性会继续提升,清洗设备的需求量也将相应增加。
 
  半导体晶圆清洗工艺细分为RCA清洗法、稀释化学法、IMEC清洗法、超声波清洗法、气相清洗法、等离子清洗法等,可归纳为湿法和干法两种,湿法清洗是目前主流技术路线,占芯片制造清洗步骤数量的90%以上。
 
  湿法清洗采用特定的化学药液和去离子水,对晶圆表面进行无损伤清洗——氧化、蚀刻和溶解晶片表面污染物、有机物及金属离子污染。湿法清洗主要包括RCA清洗法、超声波清洗等,效率高、成本较低,但由于化学试剂使用多,会造成化学交叉污染、图形损伤。
 
谈芯片生产中最频繁的工序-晶圆清洗
谈芯片生产中最频繁的工序-晶圆清洗
 
  博易盛专注于清洗设备的研发与制造,主营产品有:全气动网板清洗机、全自动水基网板清洗机、全自动PCBA在线型清洗机、全自动PCBA离线型清洗机、全自动毛刷清洗机、全自动治具清洗机、全自动吸嘴清洗机、全自动摄相头模组清洗机、全自动晶圆清洗机等系列清洗设备。
 
  干法清洗是指不使用化学溶剂的清洗技术。包括气相清洗法、等离子体清洗等,优点有清洗环境友好、低磨损等,但受限于成本高、控制精度要求等,目前无法大量应用于全部产线,在少量特定步骤会采用干法清洗。
 
  除去晶圆清洗,等离子清洗也常用于光刻胶的去除工艺中,在等离子体反应系统中通入少量的氧气,在强电场作用下,使氧气产生等离子体,迅速使光刻胶氧化成为可挥发性气体状态物质被抽走。这种清洗技术在去胶工艺中具有操作方便、效率高、表面干净、无划伤、有利于确保产品的质量等优点。
谈芯片生产中最频繁的工序-晶圆清洗
  晶圆清洗技术随着工艺技术的发展而变化。在工艺技术不断推进的前提下,为了降低颗粒物污染、提高良品率,需要继续增加清洗步骤。在80~60nm的工艺制程中,清洗工艺约有100个步骤,而当工艺节点来到20nm以下时,清洗步骤增加至200道以上。而越往下走,要得到较高的良品率,几乎每步工序都离不开清洗。在湿法清洗工艺路线下,目前主流的清洗设备主要包括单片清洗设备、槽式清洗设备、组合式清洗设备和批式旋转喷淋清洗设备等。例如,博易盛的PBT-650晶圆清洗机主要用于高端晶圆灰尘的清洗,它采用高速离心设计,主要使用于4-12英寸的硅晶圆片的精密清洗;搭配二流体清洗、静电消除/氮气、高速离心等装置,使被清洗件达到干燥、洁净的目的。
 
  以上就是谈芯片生产中最频繁的工序-晶圆清洗的介绍,希望能给大家多一些了解或帮助。
  博易盛专注于清洗设备的研发与制造,将做好每一台清洗设备为己任,为客户提供优质产品为目标。欢迎新老朋友前来我司参观指导。
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  干法清洗是指不使用化学溶剂的清洗技术。包括气相清洗法、等离子体清洗等,优点有清洗环境友好、低磨损等,但受限于成本高、控制精度要求等,目前无法大量应用于全部产线,在少量特定步骤会采用干法清洗。