在半导体工艺中，Metal ECP 为什么要洗边？一般洗多少宽度？

在半导体制造工艺里，金属层的电化学镀（ECP）是构建芯片内部复杂电路互连的关键环节。而在 ECP 工艺完成后，一项不可或缺的后续操作便是洗边。这一操作看似简单，实则对芯片制造的整体质量、性能以及生产效率有着多方面的深刻影响。

一、去除边缘毛边：消除后续工艺的 “定时炸弹”

在 ECP 过程中，当晶圆从电镀液中被取出时，其边缘区域虽因被电镀环夹住而基本不会镀上完整的铜电镀层，但却极易出现毛边。这些毛边的产生，源于电镀液在边缘的不规则流动和干涸。电镀液在表面张力作用下，会在晶圆边缘形成液滴，干燥后便留下了细微的凸起结构。

二、防止铜籽剥落污染：守护洁净的制造环境

在电镀铜工艺完成后，晶圆边缘部位往往会有铜籽残留。这是由于电镀过程中，铜离子在晶圆边缘的吸附与沉积行为更为复杂 —— 边缘区域的电场分布不均匀，加之流体力学效应的影响，容易形成不规则的铜颗粒沉积。

这些铜籽在后续工艺中是极具威胁的 “污染物”。当晶圆进入沉积、刻蚀或研磨等工序时，机械臂的抓取、设备的振动等都会对晶圆产生外力作用，可能导致边缘铜籽剥落。剥落的铜籽会随着设备内的气流或真空系统扩散，污染其他机台的腔体或晶圆承载台。

一旦污染扩散，附着在其他晶圆表面的铜籽将引发严重故障。铜作为良导体，若落在芯片的电路节点上，可能造成信号线短路；若沉积在绝缘层表面，则会破坏介质层的绝缘性能，导致漏电流增大。这些问题不仅会使芯片功能失效，还可能在量产阶段引发大规模的质量事故。

三、优化边缘形貌：为键合工艺筑牢基础

晶圆衬底的边缘通常设计为斜边，这一结构旨在减少边缘应力集中，避免晶圆在运输和加工过程中发生崩裂。然而，在铜的化学机械抛光（CMP）过程中，斜边上的铜层却难以被完全去除。由于斜边与抛光垫的接触角度特殊，抛光液在该区域的流动受阻，导致抛光效率降低，形成铜残留。

在晶圆级直接键合互连工艺中，边缘铜残留会对键合质量产生致命影响。键合过程需要两片晶圆的表面紧密贴合，若边缘存在铜颗粒，会导致局部压力分布不均：轻则引发崩边，使晶圆边缘出现细微裂纹；重则造成键合界面鼓起，形成bubble defect，甚至导致整片晶圆翘曲变形和起皮。这些缺陷会破坏芯片的三维互连结构，影响信号传输的稳定性，甚至导致封装后的芯片失效。

因此，在 CMP 之前进行ECP洗边工序，通过化学溶液选择性去除斜边的铜残留，能够确保键合界面的平整度和清洁度，为高精度的晶圆键合提供可靠保障，显著提升产品良率。

一般来说，洗边的宽度会根据制程而定，比如先进封装HB工艺中，洗边宽度大约在3到5毫米左右。如果正常工艺的话，都会低于3毫米。