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干貨分享 | 鋁制程芯片如何去層？FA 工程師都在用的傳統三大方法
原創
2026-02-27 17:00:00
技術文章
作者： SGS_SEMI
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在半導體芯片失效分析（FA）領域，鋁制程芯片的去層分析是解鎖芯片內部結構、定位失效根源的核心技術，更是集成電路、汽車電子、工業控制等領域從業者的必備技能。目前仍有大量成熟制程的鋁制程芯片在各行業服役，掌握其去層分析方法，不僅能高效解決實際生產中的失效問題，更能為優化芯片制造工藝、提升器件可靠性提供關鍵支撐。
鋁制程去層核心分析方法
以干、濕蝕刻（RIE）及研磨(Polishing)等方法去除芯片各層，配合設備機臺（離子蝕刻機、研磨機、加熱臺等）以及化學試劑、材料對晶圓進行逐層去層，再通過光學顯微鏡或電子掃描電鏡（SEM）檢視局部結構是否有異常。
結構示意圖- 鋁制程
鋁制程芯片金屬層去除流程：
1. 去除鈍化層&氧化層：使用反應離子蝕刻機（RIE）減薄芯片金屬層上方的鈍化層或氧化層，也可以用手動研磨的方式去除。
2. 化學試劑：通過化學法使用化學試劑TiN溶液用于去除via孔/CT金屬（W）以及阻擋層TiN，再使用氫氧化鈉（NaOH溶液）和水配比就可以去除晶圓上金屬鋁層。
3. 研磨：在研磨機上加研磨液（二氧化硅）將裸晶圓芯片中的TiN磨掉。
4. 顯微鏡觀察：使用金相顯微鏡對去層的芯片進行表面觀察，倍率從小到大的方式進行拍攝留圖。
在鋁制程芯片去層分析中，濕法刻蝕、干法刻蝕、機械研磨是三大核心傳統方法，也是芯片失效分析的 “基礎工具箱”。實際操作中，這三種方法并非單獨使用，而是協同配合、互為補充，各自發揮技術優勢。
盡管半導體工藝已向銅制程及更先進制程演進，FIB-SEM等高端設備也在芯片去層與樣品制備中扮演重要角色，但對于大量仍在服役的成熟鋁制程芯片而言，傳統去層方法——尤其在應對歷史產品或特定故障場景時——仍展現出直接、靈活且可靠的優勢。這些經典技藝不僅是技術演進中的珍貴積淀，更是工程師在現實工作中降本增效、應對挑戰的實用工具。
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