在半导体制造中，即使是非常微小的要素也会对集成电路的电气性能产生致命影响。如果生产过程中产生的污染物落在晶圆上，或者在晶圆表面产生微小的凸起，都会导致芯片产生缺陷，从而造成产量以及成本竞争力的下降。半导体电路的宽度越小，可容许的污染程度也变得越来越小。干净、光滑、没有一丝灰尘的“无缺陷晶圆”是决定产品竞争力的一个基本要素。
SK海力士新闻中心和负责清洗与化学机械抛光（C&C, Clean & Chemical Mechanical Polishing）技术部门的成员进行了对话，以了解他们所负责的生产“无缺陷晶圆”的工作。
C&C工艺：清洗晶圆表面并使其平整化
晶圆在成为完整的半导体之前，要经过各种处理，包括光刻（Photo）、蚀刻（Etch）、扩散（Diffusion）和薄膜沉积（Thinfilm）等。在这些流程中，清洗过程是指在加工的不同步骤前后，以物理或化学的方式清除在晶圆表面产生的污染物。方法可大致分为使用化学品的“湿法清洗（Wet Cleaning）”和使用等离子体等气体的“干法清洗（Dry Cleaning）”。
在过去，清洗过程被认为是其他工艺的一个辅助工艺，但最近它已成为生产可靠半导体所必需的一个关键过程。由于电路宽度随着元件之间集成度的提高而变小，进一步控制晶圆缺陷的方法变得至关重要。因此，在不同加工过程后去除残留物这一清洁过程正在愈发受到重视。
如果说清洗工艺是指清洗晶圆表面，那么化学机械抛光（CMP，Chemical Mechanical Polishing）工艺就是对晶圆表面进行平滑处理的工艺。CMP工艺是指通过组合使用化学作用或机械力，对表面凹凸不平的晶圆薄膜进行抛光，使晶圆表面平整化的工艺。
该工艺采用的机制是，当芯片与抛光垫接触时，不同高度的区域在不同的压力下被抛光，使相对较凹凸的区域在较高的压力下首先被平整化。同时，在表面使用抛光液，以防止表面出现任何划痕，并帮助控制过程中的任何不稳定性。
由于最近的技术进步使电路宽度减少，在光刻过程中，均匀度比以前更加重要了。与过去相似水平的缺陷现在对更多元件有更大的影响，甚至会造成更大程度的产量下降。因此，CMP工艺在去除晶圆表面任何不规则面貌的作用正在扩大。这项工艺在后工序稳定方面的意义越来越大，它不仅可以使晶圆表面平坦，而且可以改善晶圆缺陷，有助于提高产量。由于其更大的重要性，每次设备升级时，所需CMP工艺的数量都在逐步增加，标准也更加严格。
C&C技术部门的愿景：“通过稳定生产和技术创新实现最佳质量”
在SK海力士，有11个团队与C&C工艺相关：利川FAB和清州FAB都有清洗技术团队和CMP技术团队，分别负责各FAB的清洗和CMP工艺。C&C技术创新团队在规范每个工厂职责和提出组织整体方向方面发挥着舵手的作用，C&C反应工程团队则负责监督每个工厂的工艺分散改进和耐用性管理。
清洗技术团队根据设备和流程的不同，采用湿法清洗中的不同方法，如批量清洗（Batch Type)1 或单一清洗（Single Type)2。由于决定设备概念和耐用性的关键参数不同，进行清洗过程需要基于对这两个方面的深刻理解。此外，为了有效地去除不同种类的晶圆缺陷，该过程需要基于缺陷的类型和特点，选择适当的化学品。
在使用化学品的清洗过程中，液体化学品的表面张力可能引起各种缺陷。清洗技术团队致力于通过引入“超临界清洁工艺”来确保竞争力，该工艺使用无表面张力的超临界流体来控制并进一步推进流程。清洗技术团队还在逐步将难以精确控制的批量型清洗工艺转换为单一型工艺。
CMP工艺由两部分组成——抛光机部分和清洗部分。在抛光机部分，抛光液被注入到晶圆表面和抛光垫上，以抛光晶圆表面。而在清洗部分，使用刷子进行湿洗，以去除抛光后留在晶圆表面的任何残留物质。该过程还包括清洗后的干燥过程。
随着电路宽度变得越来越小，为确保CMP工艺的利润，改善分散性变得越来越重要。CMP技术团队使用高级工艺控制（APC，Advanced Process Control）3系统来实时优化工艺条件。然而，以前的APC模型是以负责整体流程的工程师的经验为基础而设定的，这意味着模型的改进受到个人的技能和能力影响。CMP技术团队因此认识到开发一个基于算法的APC和一个可以利用工程师经验的模型的重要性。为进一步优化APC，应用模型集成过程控制优化器（MICO，Model Integrated Process Control Optimizer）的改进措施正在推行。团队还专注于改进那些能够在CMP工艺中尽可能避免产生CMP划痕（CMSC，CMP Scratch）缺陷的耐用材料。
C&C技术部门追求的共同目标是 “通过稳定的生产和技术创新确保最佳质量”。为了实现这一目标，成员们追求四个核心价值：“安全”、“沟通”、“幸福”和“团队精神”。C&C技术部门致力于提高生产力和技术，鉴于这一过程需要处理多种设备与材料，首先考虑的是“安全”。
C&C技术部门工程师的问答
DRAM清洗技术团队，金真洙技术负责人（TL, Technical Leader）
Q．请向大家介绍一下你们的工作。
金真洙，技术负责人（TL，Technical Leader）
我是DRAM清洗技术团队的一名设备工程师。主要负责预防性维护、管理、改进工作以及应对清洗设备的各种缺陷。
崔玟爀TL
作为DRAM清洗技术团队的一名工艺工程师，我主要负责找出清洗过程中导致各种问题出现的原因，并找到解决问题的办法。
朴赞范TL
CMP技术团队主要分为工艺和设备工作。其中我的主要职责是与工艺有关的项目，包含良率、质量、生产力的改善工作。
金惠彬TL
作为 CMP技术部门的工艺工程师，我负责优化和管理工艺，以实现稳定和可靠的生产。同时我还负责进行各种评估，以提高产量和生产率。此外，我还需要分析相关数据，并在出现问题或难题时做出改进。
Q．能否介绍一下在工作中需要哪些能力？
金真洙TL
在很多情况下，随着流程复杂程度的增加，以前没有意识到的硬件拐点会产生蝴蝶效应，导致大规模的事故。因此，这个工作需要具有在微小细节中发掘疑惑的能力。同样，为了能多方位地发现问题，我们也需要有全面的视角和分析能力。
崔玟爀TL
与设备和装置工程师合作对工艺工程师来说至关重要，因此，优秀的人际交往能力是必不可少的。
朴赞范TL
大多数工作涉及分析从工艺和设备中获取的数据以解决问题，因此需要准确的分析能力。这项工作还需要有广阔的视野，能够从全面的角度看待问题，因为设备并不总是在相同的环境下运行。
金惠彬TL
我的工作需要与我们团队成员和其他团队进行充分的沟通。因此，良好的沟通技巧是很重要的。同时，要管理时常存在多种变数的工艺需要细致和准确的分析能力。有时需要在问题发生时尽快做出决定，因此根据数据做出精准分析的能力非常有帮助。
DRAM清洗技术团队，崔玟爀TL
Q．你们遇到过哪些挑战？当时是如何克服的？
金真洙TL
对于设备中的缺陷或问题，能够亲眼确认和查出其原因的机会是极其有限的。因此，我们需要通过各种方式进行评估，不断缩小问题原因的范围。并且要通过利用集体智慧，从广泛的角度看待问题，想出解决方案，而不是独自挣扎在这个问题上。
崔玟爀TL
很多时候，单独找出工艺中问题的原因并提出解决方案是很困难的。因此需要经常与其他工程师沟通，彼此分享想法找到正确的解决方案。
朴赞范TL
半导体制造的性质使得我们必须在一个不能亲眼接触的领域进行探索，并解决问题，这是大多数成员面临的最大挑战。而且每个生产厂的工艺特点和功能都不一样，因此很难仅仅建立“同一个生产厂”。为了克服这个问题，与相关团队建立信任关系非常重要。我们努力从组织和公司的角度出发，从更大的角度思考问题，而不仅仅局限于我们的团队。
金惠彬TL
半导体生产工艺是极其复杂的，在许多情况下，由于不同工艺之间的关系、参数的变化和时间的变化，时常会产生因果关系不成立的问题。因此，当没有一个明确的解决办法时，偶尔会感到很沮丧；看数据时，偶尔也会卡在第一个假设或某个结论上。而身边同事的建议往往能启发我解决问题。为了对数据分析有更深入的了解，我在学习统计系统。同时，我还积极利用内部培训平台，如mySUNI（SK集团主导的员工学习平台）和SKHU（SK海力士大学，综合工作能力培训系统），以丰富我对整个半导体生产流程的理解。
C&C技术创新团队，朴赞范TL（左）
Q．你们的工作有哪些极具吸引力的地方？
金真洙TL
当不断将问题深挖并最终解决问题时，最能够产生成就感。设备不会说谎，每一个结果背后必定有其相应的原因，我想这是从事与设备相关工作的最大魅力所在。当根据收集的数据和评估结果确定了一种方法，并发现这种方法是正确的时，所感受到的快乐是只有设备工程师才能享受的特权。
崔玟爀TL
当我解决了一个工艺流程中的问题，或是当改进措施产生效果时，是最有成就感的。能够通过合作与其他工程师分享各种想法和意见，并从别人那里学到我没有想到的东西，也是这项工作另一个吸引人的地方。
朴赞范TL
最吸引人的地方每年都是不同的。在我进入公司的第一年，学习新事物令人兴奋。之后，当我确定了一个困难问题中若干变量的解决方案，并为解决这些问题做出努力时，我很有成就感。现在，当我有机会通过与前后辈的交流来拓宽我的视野，以及当我通过了解团队的需求，成就一个益于整个团队高效工作的氛围时，我感到很有成就感。
金惠彬TL
当我通过某个改进措施成功解决一个问题，并在反馈过程中看到我的方法改善了分散性和良率时，我感到一种成就感。当然，有些时候，我并没有得到自己所期望的结果，但在寻找解决方案的过程中能够领会到奇妙的喜悦感。
▲ DRAM CMP技术团队，金惠彬TL
Q.你们的团队氛围如何？
金真洙TL
在半导体工艺中发生的大多数问题不能仅仅被视为工艺或设备的问题。因此，与其他工程师合作是非常重要的。我们腾出时间来自由讨论问题，并通过让所有成员参与沟通来找到有效的解决方案，无论他们的工作经验或职务级别如何。我们在“一个团队”系统下管理我们的团队，成员们能自主分享各种想法，但在作出决定或采取程序时有一个明确的结构和标准。
崔玟爀TL
我们的团队是扁平化且年轻的。无论各自的工作经验或职务级别，所有成员都互相尊重彼此的想法进行交流。
朴赞范TL
我们致力于通过变革和创新不断改善我们的工作环境。C&C团队通过收集成员的想法，建立幸福健康的环境，并据此努力创造符合各个团队个性的文化。
金惠彬TL
虽然我们在一个全天候运行的半导体生产基地中工作，但却有着倡导灵活工作时间的文化。这使个人能够有效地管理自己的时间，也有助于我们养精蓄锐，提高整体工作效率。我们还积极地相互支持，合作应对挑战，并经常分享解决方案或知识。
1批量清洗：将几个晶圆浸入装有化学品的槽中进行清洗的工艺。该方法的成本较低，且在单位时间内可以处理许多晶圆，但不适合清洗精细和高级晶圆。
2单一清洗：使用化学溶液在设备内部的每个腔室中一次清洗一个晶圆的工艺。该方法能在过程中实现更精确的控制，但价格昂贵，设备本身也非常复杂。
3高级工艺控制（APC，Advanced Process Control）：一种基于晶圆测量和加工模型的控制和异常识别算法的系统，通过利用以前的加工趋势或过往数据的规律性来调整条件。
