5G、人工智能、智慧交通等消費電子、汽車電子、計算機等應用領域的發(fā)展，對芯片的性能提出更高的要求，加快了芯片制程升級，從而帶動了半導體行業(yè)的發(fā)展。半導體晶圓制造工藝包括清洗、曝光、顯影、刻蝕、CMP（化學機械拋光）、切片等環(huán)節(jié)，需要用到各種特殊的液體，如顯影液，清洗液，拋光液等等，這些液體中表面活性劑的濃度對工藝質量效果產生深刻的影響。

動態(tài)表面張力在半導體晶圓清洗工藝的應用

半導體晶圓清洗工藝要求

芯片制造技術的進步驅動半導體清洗技術快速發(fā)展。在單晶硅片制造中，光刻，刻蝕，沉積等工藝后均設置了清洗工藝，清洗工藝在芯片制造進程中占比最大，隨著芯片技術節(jié)點不斷提升，對晶圓表面污染物的控制要求也越來越高。

為了滿足這些高的清潔度要求，在其中部分需要化學清洗的工序，清洗劑的濃度一定要保持在適當?shù)臐舛确秶畠?，成功的清洗工藝有兩個條件：

1.為了達成所需的清潔效果，清洗劑的濃度需要在規(guī)定范圍內。

2.在最后的漂洗過程后，須避免表面活性劑在硅晶圓上殘留，殘留的表面活性劑對后面的處理工藝會造成不利影響。

清洗工藝的好壞直接影響下一道工序，甚至影響器件的成品率和可靠性，然而在清洗工藝過程中，工人往往疏于監(jiān)控清洗和漂洗工序中表面活性劑的濃度，表面活性劑經常過量，而為了消除表面活性劑過量帶來的不利影響，又往往要費時費力地增加漂洗工序階段的成本。

動態(tài)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工藝要求

晶圓切片工藝是在“后端”裝配工藝中的第一步。該工藝將晶圓分成單個的芯片，用于隨后的芯片接合(die bonding)、引線接合(wire bonding)和測試工序。在芯片的分割期間，金剛石刀片碾碎基礎材料(晶圓)，同時去掉所產生的碎片。在切割晶圓時某一種特殊的處理液會用于冷卻工作時的刀片，這種處理液中會加入某種表面活性劑，以此來潤滑刀片并移除切割過程中產生的碎片，改善切割品質、延長刀片壽命。

在半導體晶圓CMP工藝中，利用機械力作用于晶圓片表面，同時研磨液中的化學物質與晶圓片表面材料發(fā)生化學反應來增加其研磨速率。

拋光液是CMP技術中的決定性因素之一，其性能直接影響被加工工件表面的質量以及拋光加工的效率。在CMP拋光液中，一般使用水基拋光液作為加工介質，以去離子水作為溶劑，加入磨料（如SiO2、ZrO2納米粒子等）、分散劑、pH調節(jié)劑以及氧化劑等組分，每個組分都具有相應的功能，對化學機械拋光過程起到不同的作用。磨料通過拋光液輸送到拋光墊表面后，在拋光墊和被加工表面之間同時受到壓力作用以及相對運動的帶動，通過對被加工表面形成極細微的切削、劃擦以及滾壓作用，對表面材料進行微量去除。磨料的形狀、硬度、顆粒大小對化學機械拋光都具有重要的影響。分散劑是一種兼具親水性與親油性的界面活性劑，能夠均勻分散一些不溶于液體的固體顆粒，對于拋光液而言，分散劑能夠減少拋光液中磨料顆粒的團聚，提高拋光液中磨料的分散穩(wěn)定性。