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国产半导体清洗设备产业深度分析

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国产半导体清洗设备产业深度分析

发布日期:2019-10-09 作者: 点击:


随着集成电路制程工艺节点越来越先进,对实际制造的几个环节也提出了新要求,清洗环节的重要性日益凸显。

清洗的关键性则是由于随着特征尺寸的不断缩小,半导体对杂质含量越来越敏感,而半导体制造中不可避免会引入一些颗粒、有机物、金属和氧化物等污染物。


半导体清洗设备


为了减少杂质对芯片良率的影响,实际生产中不仅仅需要提高单次的清洗效率,还需要在几乎所有制程前后都频繁的进行清洗,清洗步骤约占整体步骤的33%。

考虑到半导体设备高昂的基础成本和独立验证的困难性,与当地制造厂商联合研发是目前各大厂商的共同策略。

目前硅片清洗中,湿法清洗为主流方案,占整个清洗制程90%以上,如RCA清洗就是过去25年来具代表性的湿法清洗工艺。

但湿法清洗由于使用相对多的化学试剂,也存在晶片损伤、化学污染和二次交叉污染等问题,而干法清洗虽然环境友好、化学用量少,但清洗控制要求和成本较高,难以大量应用于半导体生产中。

因此实际的半导体产线上通常是以湿法清洗为主,少量特定步骤采用干法清洗相结合的方式互补所短,构建半导体制造的清洗方案。

单晶圆清洗取代批量清洗是先进制程的主流。湿法清洗按照一次清洗的对象数量分为批量清洗(Batchcleaning)和单晶圆清洗(Singlewafercleaning)。

批量清洗指的是在一个处理仓中,利用浸泡等方法同时清洗多只晶圆的方法。这种方法由于交叉污染、清洗均匀可控性和后续工艺相容性等问题,在45nm工艺周期到来时已经无法适应新的清洗要求,单晶圆清洗开始逐步取代批量清洗。

单晶圆清洗首先能够在整个制造周期提供更好的工艺控制,即改善了单个晶圆和不同晶圆间的均匀性,这提高了良率;其次更大尺寸的晶圆和更紧缩的制程设计对于杂质更敏感,那么批量清洗中若出现交叉污染的影响会更大,进而危及整批晶圆的良率,这会带来高成本的芯片返工支出;另外圆片边缘清洗效果更好,多品种小批量生产的适配性等优点也是单晶圆清洗的优势之一。

单晶圆清洗通常采用单晶圆清洗设备,而批量清洗则是通常采用槽式的全自动清洗机,前者采用喷雾或声波结合化学试剂对单晶圆进行清洗,后者则是利用机械臂将载有晶圆的花篮依次通过盛有不同化学试剂的槽体进行单步或分步清洗。

除了这两类,其他半导体清洗设备还包括洗刷台、超声清洗机等,但近年来市场份额很小,这里就不作探讨。

本文网址:http://www.semi-xfs.com/news/466.html

关键词:半导体清洗,半导体清洗设备

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