半导体清洗设备行业报告：筑芯片良率保障墙（23页）

行业报告下载 2020年09月18日 07:12 管理员

半导体清洗指对晶圆表面进行无损伤清洗，用于去除半导体硅片制造、晶圆制造和封装测试每个步骤中可能产生的杂质，避免杂质影响芯片良率和性能。清洗工艺贯穿整个半导体生产过程： 1）在硅片制造环节，经抛光后的硅片，需要通过清洗工艺保证其表面的平整度和性能，从而提高在后续工艺中的良率。 2）在晶圆制造环节，晶圆经过光刻、刻蚀、沉积等关键工序前后均需要清洗，去除晶圆沾染的化学杂质，减小缺陷率。 3）在芯片封装阶段，芯片需要根据封装工艺进行 TSV（硅穿孔）清洗、UBM/RDL（凸点底层金属 /薄膜再分布技术）清洗。

根据清洗介质不同，半导体清洗技术主要分为湿法清洗和干法清洗两种工艺路线。目前湿法清洗是主流的技术路线，占芯片制造清洗步骤数量的 90%以上。湿法清洗是针对不同的工艺需求，采用特定化学药液和去离子水，对晶圆表面进行无损伤清洗，以去除晶圆制造过程中的颗粒、自然氧化层、有机物、金属污染、牺牲层、抛光残留物等物质，可同时采用超声波、加热、真空等物理方法。干法清洗指不使用化学溶剂的清洗技术，主要包括等离子清洗、超临界气相清洗、束流清洗等。 1）湿法清洗——化学方法湿法清洗可以进一步分为化学方法和物理方法。化学方法采用化学液实现清洗，随着工艺的改进，化学清洗方法朝着减少化学液的使用量和减少清洗步骤两个方向发展。化学清洗方法包括包括 RCA、改进 RCA、IMEC 等。 ①RCA 清洗：由美国无线电公司（RCA）于 20 世纪 60 年代提出，目前被认为是工业标准湿法清洗工艺。该方法主要由一系列有序侵入不同的化学液组成，即 1号标准液（SC1）和 2号标准液（SC2）。

1号标准液化学配料为：NH4OH：H2O2：H2O(1:1:5），2号标准液化学配料为：HCL：H2O2：H2O(1:1:6)。 ②改进 RCA清洗：RCA 清洗使用了大量的化学液，实际应用中被做了改进。改进 RCA 清洗方法主要稀释了化学液，SC1 化学液比例由传统的 1:1:5 稀释为 1:4:50。稀释化学液对人体健康安全有很多改善，同时减少了化学液的使用，降低了工厂成本及对环境的污染。 ③臭氧清洗：臭氧清洗是一种高效而简单的清洗方法。通过加入臭氧及双氧水到氢氟酸中可有效去除金属离子。 ④IMEC清洗：IMEC（Interuniversity Microelectronics Center）在清洗工艺技术中做了大量的研究工作，其中最重要的贡献是应用了稀释的 RCA 清洗技术，并且 IMEC已经描绘出未来的清洗技术发展方向：清洗技术是朝着减少化学液及清洗流程的方向发展。