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超纯水对芯片来说真的这么重要吗?

作者:lin发表时间:2022-06-07

  芯片是“洗澡”洗出来的,而这个“洗澡水”就是超纯水。这是怎么回事呢?在生产芯片的过程中,为了确保产量,有一项工作将贯穿整个过程,即“清洗”。虽然“清洗”步骤在芯片制造过程中微不足道,但它占整个制造过程的30%以上,不应被忽视。

  为什么清洁占半导体制造工艺步骤的30%以上?这是因为芯片生产有着严重的“洁癖”。在纳米技术测量的时代,见不得任何杂质。

  杂质是半导体器件性能、可靠性和成品率的主要威胁。研究表明,由污染缺陷引起的芯片电气故障比例高达80%。如果在晶圆制造过程中污染物没有完全去除,晶圆产量将受到影响,或者整个晶圆甚至一批晶圆将被报废。你知道,1%的产量变化意味着一家芯片铸造厂将亏损1.5亿美元。污染物通常以原子、离子、分子、颗粒或膜的形式通过化学或物理吸附存在于硅片表面或硅片氧化膜中。

  从沙砾到芯片,“点石成芯”的过程主要涉及硅片制造、晶片制造、芯片封装和芯片测试。清洗贯穿芯片制造的整个产业链,也是重复次数非常多的过程。这些过程包括三种类型:

  1、硅片制造过程中:清洗抛光硅片,保证表面平整度和性能,提高后续工序的成品率。

  2、在晶圆制造过程中:清洗光刻、蚀刻、沉积、离子注入、脱胶等关键工序前后,降低缺陷率。

  3、在芯片封装过程中:根据封装过程,进行TSV清洗、UBM/RDL清洗、键合清洗等。

  清洗步骤贯穿芯片制造过程中的许多工艺环节。清洁技术将持续到芯片开发完成为止。早在20世纪50年代,半导体制造业就开始关注清洗技术,其重要性将越来越高,市场需求将越来越大。随着工艺技术的进步,光刻和各种工艺的数量激增,清洗步骤的数量也增加了。根据统计数据,80nm~60nm工艺清洗步骤约100个,20nm~10nm工艺清洗步骤200多个。由此可见,超纯水对芯片来说是多么重要。

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