半導體徹底改變了電子行業，并成為現代技術的重要組成部分。從計算機和智能手機到心臟起搏器和軍事通信系統，半導體為各種設備提供動力。隨著半導體技術的不斷進步，確保其可靠性變得越來越重要。

當今電子設備的復雜性和密度，包含復雜的電路、小型化的PCB和精密的半導體晶圓，需要在設計和制造過程中對細節一絲不茍。在眾多考慮因素中，清潔對于實現這一前沿技術的端到端設計和制造能力起著重要的作用。

我們應在半導體設計過程的早期就考慮清潔，因為它會影響所使用的材料、組件架構和制造工藝。我們需要在不損壞或改變晶圓的情況下去除半導體表面的污染物。即使留在表面的微小雜質也會導致蝕刻、腐蝕或點蝕，最終損害半導體的可操作性和一致性。

污染風險

雖然半導體制造通常在潔凈室中進行，以保護復雜芯片免受污染，但污染風險仍然存在。芯片生產、儲存、搬運和運輸過程中可能會轉移水、油和指紋。

半導體上最常見的污染物是顆粒物，包括灰塵顆粒、皮片、纖維和工藝碎片。這些顆粒可能來自空氣、運動部件的磨損、衣服或臟的、未經過濾的蝕刻液。顆粒可以靜電結合到基底上或被捕獲在晶片基底幾何形狀中。

如果顆粒積聚在晶圓表面，它會干擾沉積薄膜并隨后降解。顆粒物還會在光刻過程中造成陰影，降低接觸曝光分辨率，或產生不平坦的表面，從而導致曝光過程中破裂。

此外，在用于晶圓傳輸的前開式統一晶圓盒(FOUP)上經常發現顆粒物，這凸顯了清潔以防止FOUP到晶圓污染的重要性。

蒸汽除油器是一個閉環系統，具有兩個隔室：煮沸槽和沖洗槽。在沸騰槽中，FOUP部件和MOSFET等半導體元件浸入加熱的液體中進行清洗。可以結合攪拌以增強清潔液的有效性。通過沸騰作用、振動超聲波能量或噴霧棒的組合，顆粒通常被從部件表面升起。

圖2：蒸汽脫脂是一種可重復、一致且節能的晶圓清潔方法

蒸汽脫脂優點

蒸汽脫脂工藝一旦建立并經過測試，就會保持恒定，并且可以實現自動化以提高效率。清潔結果保持可重復且一致。溶劑型清潔液在蒸汽脫脂機內保持穩定，可使用數千次，并且不需要日常監控，使潔凈室操作過程控制更簡單、成本更低。

此外，現代清潔液通過蒸汽脫脂器不斷循環利用。它們無需對配方進行微調即可被純化、回收和重復使用數百次。這確保了一致性，而無需管理任何意外差異。此外，蒸汽除油劑可以濃縮土壤，更大限度地減少廢物處理的數量和頻率。

蒸汽脫脂可以節省資源和能源。與水清洗不同，蒸汽脫脂不使用水，因此節省了這一重要的不可再生資源。此外，現代蒸汽除油器不需要氣刀或鼓風機等額外設備來干燥半導體，從而減少了有效清潔所需的能源，并減少了總碳排放和溫室氣體排放。

測試最佳結果

為了達到最佳的清潔效果，建議在大規模生產之前小批量測試清潔半導體。這使得設計人員能夠深入了解他們選擇的清潔液的性能，以及它是否能有效地去除難以去除的顆粒并溶解晶圓上的其他污染物。

通過在設計過程的早期選擇和測試兼容的清潔液，可以減少生產過程中的意外和困難。清潔度是半導體設計中的一個關鍵因素，可確保長期功能和可靠性。顆粒污染可能會對復雜的半導體和硅晶圓產生不利影響，這凸顯了去除任何污染物以獲得最佳性能的重要性。

在設計過程的早期選擇清潔液和方法可以在制造開始之前解決清潔問題，從而減少返工和報廢零件等不可預見的問題。

江蘇英思特半導體科技有限公司主要從事濕法制程設備，晶圓清潔設備，RCA清洗機，KOH腐殖清洗機等設備的設計、生產和維護。

審核編輯 黃宇