潔凈的晶片是芯片生產(chǎn)全過程中的基本要求，但并不是在每個(gè)高溫下的操作前都必須進(jìn)行。一般說來，全部工藝過程中的高達(dá)20%的步驟為晶片清洗。25在這里將要描述的清洗工藝，將貫穿芯片生產(chǎn)的全過程。
半導(dǎo)體工藝的發(fā)展過程在很多方面可以說是清洗工藝隨著對無污染晶片需求不斷增長而發(fā)展的過程。晶片表面有四大常見類型的污染，每一種在晶片上體現(xiàn)為不同的問題，并可用不同的工藝去除。這四種類型是：

1． 顆粒
2． 有機(jī)殘余物
3． 無機(jī)殘余物
4． 需要去除的氧化層

通常來說，一個(gè)晶片清洗的工藝或一系列的工藝，必須在去除晶片表面全部污染物（上述類型）的同時(shí)，不會刻蝕或損害晶片表面。它在生產(chǎn)配制上是安全的、經(jīng)濟(jì)的，是為業(yè)內(nèi)可接受的。通常對清洗工藝的設(shè)計(jì)適用于兩種基本的晶片狀況。一種叫作前線（FEOL），特指那些形成活性電性部件之前的生產(chǎn)步驟。在這些步驟中，晶片表面尤其是MOS器件的柵區(qū)域，是暴露的、極易受損的。在這些清洗步驟中，一個(gè)極其關(guān)鍵的參數(shù)是表面粗糙度。過于粗糙的表面會改變器件的性能，損害器件上面沉積層的均勻性。表面粗糙度是以納米為單位的表面縱向變差的平方根（nmRMS）。2000年的要求是0.15納米，但到2010年要逐漸降低到0.1納米以下。26在FEOL的清洗工藝中，另外一個(gè)值得關(guān)注的方面是光片表面的電性條件。器件表面的金屬離子污染物改變電性特征，尤其是MOS傳感器極易受損。Na+, 連同Fe, Ni, Cu 和Zn, 是典型的問題（見第四章）。清洗工藝必須將其濃度降至2.5x109原子/厘米２以下從而達(dá)到2010年的器件需要。鋁和鈣也是存在的問題，它們在晶片表面的含量需要低于5x109原子/厘米２的水平。27
另一個(gè)為關(guān)鍵的方面是保持柵氧的完整性。清洗工藝可能會破壞柵氧從而使其粗糙，尤其是叫薄的柵氧易受到損害。在MOS傳感器中，柵氧是用來作絕緣介質(zhì)的，因此它必須具有一致的結(jié)構(gòu)，表面狀態(tài)和厚度。柵氧的完整性是靠測試柵的電性短路來測量的。MRTS指明，在180納米的長度上，用5毫伏/厘米的電壓測試30秒鐘，技術(shù)級柵顯示的缺陷率必須低于0.02缺陷/平方厘米。28
對于BEOL(后線)的清洗，除了顆粒問題和金屬離子的問題，通常的問題是陰離子、多晶硅柵的完整性、接觸電阻、過孔的清潔程度、有機(jī)物以及在金屬布線中總的短路和開路的數(shù)量。這些問題將在第13章中討論。光刻膠的去除也是FEOL和BEOL都存在的很重要的一種清洗工藝。它所存在的問題將在第9章中探討。
不同的化學(xué)物質(zhì)與清洗方法相結(jié)合以適應(yīng)工藝過程中特殊步驟的需要。典型的FEOL清洗工藝（例如氧化前的清洗）列在圖5.23中。所列出的FEOL清洗稱為非HF-結(jié)尾的工藝。其它的類型是以HF去除工藝收尾的清洗。非HF-結(jié)尾的表面是親水性的，可以被烘干而不留任何水印，同時(shí)還會生成（在清洗過程中形成）一層薄的氧化膜從而對其產(chǎn)生保護(hù)作用。這樣的表面也容易吸收較多的有機(jī)污染物。HF-結(jié)尾的表面是憎水性的，在有親水性（氧化物）表面存在時(shí)不容易被烘干而不留水印。這樣的表面由于氫的表面鈍化作用而異常穩(wěn)定。29對于HF-結(jié)尾或非HF-結(jié)尾的工藝的選擇，取決于晶片表面正在制造的器件的敏感度和通常的對清潔程度的要求。