半导体芯片清洗为什么那么重要（芯片清洗工艺）

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。

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。

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。

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。