5G、人工智能、智慧交(jiao)通等消費電子(zi)、汽車電子(zi)、計算機等應用(yong)領(ling)域的發展，對(dui)芯片(pian)的性(xing)能提(ti)出更高的要(yao)求，加快了芯片(pian)制程升級，從而(er)帶動了半導體行業的發展。半導體晶(jing)圓制造工藝(yi)(yi)包(bao)括清洗(xi)、曝光、顯(xian)影、刻(ke)蝕、CMP（化學機械(xie)拋光）、切片(pian)等環(huan)節，需要(yao)用(yong)到各(ge)種特殊的液(ye)(ye)體，如顯(xian)影液(ye)(ye)，清洗(xi)液(ye)(ye)，拋光液(ye)(ye)等等，這些液(ye)(ye)體中表面活性(xing)劑的濃(nong)度(du)對(dui)工藝(yi)(yi)質量效果產生深刻(ke)的影響(xiang)。

動態表(biao)面張力在半導(dao)體(ti)晶圓清洗工藝的應用

半導體晶圓清洗工藝要求

芯片制造(zao)技(ji)(ji)術(shu)的(de)進步驅動半(ban)導(dao)體清(qing)洗技(ji)(ji)術(shu)快速發展。在(zai)單晶硅(gui)片制造(zao)中(zhong)，光刻(ke)，刻(ke)蝕(shi)，沉積等工藝后均設置了清(qing)洗工藝，清(qing)洗工藝在(zai)芯片制造(zao)進程中(zhong)占比最大，隨著芯片技(ji)(ji)術(shu)節點不斷提升(sheng)，對晶圓(yuan)表面污染物的(de)控制要求也越(yue)來(lai)越(yue)高。

為了(le)滿足這些高的清潔度要求，在其中部分(fen)需要化學(xue)清洗的工序，清洗劑的濃度一定要保持在適當(dang)的濃度范(fan)圍之(zhi)內，成功的清洗工藝有兩個條件：

1.為了達成所需的清潔(jie)效果，清洗劑的濃度(du)需要(yao)在規定范圍內。

2.在(zai)最(zui)后的(de)漂洗(xi)過程后，須避免(mian)表面活性劑在(zai)硅晶(jing)圓上(shang)殘(can)留，殘(can)留的(de)表面活性劑對后面的(de)處(chu)理工藝(yi)會(hui)造成不(bu)利影響(xiang)。

清洗工(gong)(gong)藝的(de)(de)好(hao)壞直接影(ying)響(xiang)下一(yi)道工(gong)(gong)序(xu)(xu)，甚至影(ying)響(xiang)器件(jian)的(de)(de)成(cheng)品率和可靠性(xing)，然而在清洗工(gong)(gong)藝過程中，工(gong)(gong)人往(wang)往(wang)疏于(yu)監控(kong)清洗和漂(piao)洗工(gong)(gong)序(xu)(xu)中表面活(huo)性(xing)劑的(de)(de)濃(nong)度(du)，表面活(huo)性(xing)劑經常過量，而為了消除表面活(huo)性(xing)劑過量帶來(lai)的(de)(de)不利(li)影(ying)響(xiang)，又(you)往(wang)往(wang)要(yao)費時(shi)費力(li)地增(zeng)加漂(piao)洗工(gong)(gong)序(xu)(xu)階段的(de)(de)成(cheng)本。

動態表面張力在半導體晶圓切片工藝的應用

半導體晶圓切片和CMP工(gong)藝要求(qiu)

晶圓(yuan)切片(pian)(pian)(pian)工藝(yi)是在(zai)“后端”裝(zhuang)配工藝(yi)中(zhong)的(de)(de)(de)第一步(bu)。該工藝(yi)將(jiang)晶圓(yuan)分成單個的(de)(de)(de)芯(xin)片(pian)(pian)(pian)，用于隨后的(de)(de)(de)芯(xin)片(pian)(pian)(pian)接(jie)合(die bonding)、引線(xian)接(jie)合(wire bonding)和測試工序(xu)。在(zai)芯(xin)片(pian)(pian)(pian)的(de)(de)(de)分割(ge)(ge)期間，金(jin)剛石刀(dao)片(pian)(pian)(pian)碾碎(sui)基礎材料(晶圓(yuan))，同(tong)時去掉(diao)所產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)碎(sui)片(pian)(pian)(pian)。在(zai)切割(ge)(ge)晶圓(yuan)時某一種(zhong)特殊(shu)的(de)(de)(de)處(chu)理液(ye)會用于冷(leng)卻工作時的(de)(de)(de)刀(dao)片(pian)(pian)(pian)，這種(zhong)處(chu)理液(ye)中(zhong)會加(jia)入某種(zhong)表面活性劑，以此來潤滑刀(dao)片(pian)(pian)(pian)并(bing)移除切割(ge)(ge)過程(cheng)中(zhong)產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)碎(sui)片(pian)(pian)(pian)，改善切割(ge)(ge)品質、延長刀(dao)片(pian)(pian)(pian)壽命。

在半導(dao)體晶(jing)圓CMP工(gong)藝中(zhong)，利用(yong)機械力作用(yong)于晶(jing)圓片表面，同時研(yan)磨(mo)液中(zhong)的化學(xue)物質與晶(jing)圓片表面材(cai)料發生(sheng)化學(xue)反應來增加其(qi)研(yan)磨(mo)速率。

拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)液(ye)(ye)是CMP技術中的(de)(de)決定性(xing)因素之一(yi)，其性(xing)能直接影(ying)響被加工(gong)工(gong)件表面的(de)(de)質量(liang)以及拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)加工(gong)的(de)(de)效率。在(zai)CMP拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)液(ye)(ye)中，一(yi)般使用(yong)水(shui)基拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)液(ye)(ye)作(zuo)為加工(gong)介質，以去離(li)子(zi)水(shui)作(zuo)為溶劑(ji)，加入磨料（如SiO2、ZrO2納米粒子(zi)等(deng)）、分(fen)(fen)(fen)(fen)散(san)(san)(san)劑(ji)、pH調節劑(ji)以及氧化(hua)劑(ji)等(deng)組分(fen)(fen)(fen)(fen)，每個(ge)組分(fen)(fen)(fen)(fen)都具(ju)有相(xiang)應的(de)(de)功能，對(dui)化(hua)學(xue)(xue)機(ji)械(xie)(xie)拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)過程起到不同的(de)(de)作(zuo)用(yong)。磨料通(tong)(tong)過拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)液(ye)(ye)輸(shu)送到拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)墊表面后，在(zai)拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)墊和被加工(gong)表面之間同時受到壓力作(zuo)用(yong)以及相(xiang)對(dui)運(yun)動的(de)(de)帶(dai)動，通(tong)(tong)過對(dui)被加工(gong)表面形成(cheng)極細(xi)微(wei)的(de)(de)切削、劃擦以及滾(gun)壓作(zuo)用(yong)，對(dui)表面材料進行微(wei)量(liang)去除。磨料的(de)(de)形狀、硬度、顆(ke)粒大小對(dui)化(hua)學(xue)(xue)機(ji)械(xie)(xie)拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)都具(ju)有重要(yao)的(de)(de)影(ying)響。分(fen)(fen)(fen)(fen)散(san)(san)(san)劑(ji)是一(yi)種兼具(ju)親水(shui)性(xing)與親油性(xing)的(de)(de)界(jie)面活(huo)性(xing)劑(ji)，能夠(gou)均勻分(fen)(fen)(fen)(fen)散(san)(san)(san)一(yi)些不溶于(yu)液(ye)(ye)體的(de)(de)固(gu)體顆(ke)粒，對(dui)于(yu)拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)液(ye)(ye)而言，分(fen)(fen)(fen)(fen)散(san)(san)(san)劑(ji)能夠(gou)減少拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)液(ye)(ye)中磨料顆(ke)粒的(de)(de)團聚，提高拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)(guang)液(ye)(ye)中磨料的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)散(san)(san)(san)穩定性(xing)。