在半导体制造这个微观却精密的世界里，清洁工艺直接决定着芯片等半导体器件的性能与质量。
丙酮、IPA（异丙醇）、DI water（去离子水）和酒精，这些看似普通的物质，凭借各自独特的物理化学性质，在半导体清洁领域大显身手，成为不可或缺的关键元素。
一、特性大揭秘
丙酮
• 物理性质：丙酮是一种无色透明的液体，具有特殊的辛辣气味，极易挥发，沸点仅为56.5℃ ，在常温下，敞口放置一会儿就能明显看到其减少。
它的密度为0.788g/cm³，比水轻，能与水、乙醇、乙醚等多种有机溶剂以任意比例互溶。
• 化学性质：化学性质活泼，能发生卤代、加成、缩合等多种化学反应。
例如，在光照条件下，丙酮可以和氯气发生卤代反应。
• 毒性：低毒，对中枢神经系统有麻醉作用，长期接触可能出现眩晕、灼烧感、咽炎、支气管炎等症状。
不过，在正常使用和通风良好的环境下，其毒性风险相对可控。
IPA（异丙醇）
• 物理性质：同样是无色透明液体，气味类似乙醇和丙酮的混合味。
挥发速度适中，沸点为82.45℃，密度是0.785g/cm³，能与水、乙醇、乙醚等多数有机溶剂混溶。
• 化学性质：能与金属钠反应生成氢气，也能在一定条件下发生酯化、脱水等反应，化学性质较为稳定，但在特定条件下也能展现出丰富的化学反应活性。
• 毒性：微毒，毒性较丙酮略低，对眼睛、皮肤和呼吸道有刺激性，大量吸入可能会引起头痛、恶心等症状，但总体而言，在合理使用范围内相对安全。
DI water（去离子水）
• 物理性质：外观无色透明，无味无臭，是去除了几乎所有离子杂质的高纯度水，电阻率通常大于18MΩ·cm，具有良好的溶解性和流动性。
• 化学性质：化学性质稳定，在常温常压下不易与其他物质发生化学反应，是一种极为纯净的溶剂。
• 毒性：无毒，对人体和环境无害，是一种绿色环保的清洁介质。
酒精（乙醇）
• 物理性质：无色透明，具有特殊香味，易挥发，沸点78.3℃，密度0.789g/cm³，能与水以任意比例互溶，也能溶解多种有机化合物。
• 化学性质：在加热和有催化剂（如铜或银）存在的条件下，能被氧气氧化为乙醛；还能与羧酸发生酯化反应等，化学性质较为丰富。
• 毒性：低毒，一般情况下适量接触对人体危害较小，但大量饮用或吸入高浓度蒸气可能对神经系统、肝脏等造成损害。
二、半导体清洁中的分工
光刻胶及顽固有机污渍：丙酮
在半导体光刻工艺中，光刻胶被用来在晶圆表面形成精确的电路图案。光刻完成后，需要将多余的光刻胶去除干净。丙酮凭借其强大的溶解能力，能迅速渗透并溶解光刻胶，使其从晶圆表面剥离。而且，由于其快速挥发的特性，在完成清洁后不会留下任何溶剂残留，不会影响后续的半导体制造工艺。
此外，对于晶圆表面因加工过程沾染的顽固有机污渍，如各类油脂、高分子聚合物等，丙酮的强溶解力也能轻松应对，是处理这类顽固污渍的首选。
颗粒与油污综合清洁：IPA
在半导体制造过程中，晶圆表面容易吸附各种颗粒污染物，如灰尘、金属颗粒等，同时也可能沾染油污。
IPA对油污有良好的溶解能力，还能通过表面张力的作用，将颗粒污染物从晶圆表面带走。其适中的挥发速度，使得它在清洁过程中有足够的时间发挥作用，确保清洁效果。而且，IPA的杀菌能力在半导体制造环境中也非常重要，能有效防止微生物滋生，避免微生物对半导体器件性能造成影响，是维持半导体生产环境清洁和产品质量稳定的关键清洁试剂。
水溶性杂质清洗：去离子水
半导体制造中会使用大量的化学试剂，反应完成后，晶圆表面会残留各种水溶性杂质。去离子水对这些水溶性杂质具有天然的溶解和清洗能力，能够将其彻底溶解并冲洗掉。由于去离子水的高纯度和化学稳定性，不会对半导体材料造成任何腐蚀或损伤，在光刻工艺中，它还用于清洗光刻设备的光学部件，确保光路的清洁，保证光刻的精度。在半导体制造的最后清洗工序中，去离子水更是被大量使用，通过多次冲洗，将晶圆表面残留的所有水溶性物质去除，为半导体器件的封装和测试提供一个几乎纯净的表面。
快速干燥与微量清洁：酒精
在一些对干燥速度要求极高的半导体清洁场景中，酒精的快速挥发特性使其成为理想选择。例如，当晶圆表面只有微量的污染物，如指纹、少量灰尘等，酒精可以迅速将其清洗掉，并快速挥发，留下干燥洁净的表面。在对溶剂残留要求极为严格的工艺中，酒精由于其挥发性好、残留少的特点，常用于最后的清洁和脱水步骤，确保半导体器件不受任何杂质的影响，保证半导体器件的高性能和稳定性。
丙酮、IPA、去离子水和酒精，凭借各自独特的物理化学性质和不同程度的毒性表现，在半导体清洁的不同场景中发挥着不可替代的作用。它们相互配合，共同为半导体制造的高清洁度要求保驾护航，推动着半导体技术不断向前发展。
