詳解半導體晶圓片刷洗機
 2021年01月06日 |閱讀次數:323

晶圓制造加工工藝繁雜,有著許多工藝流程,不同的工藝流程中應用了不同的的化工材料,一般 會在晶圓表面上殘存化學物質、顆粒物、金屬材料等雜質,如果不盡快清理干凈,會隨著生產制造漸漸積累,影響到最終的品質。在晶圓制造加工工藝中,通常存有5個清理步驟,分別是顆粒物清除清理、刻蝕后清理、預擴散清理、金屬離子清除清理和薄膜清除清理。所以,在清理加工工藝的基礎上,清洗設備變成了制造發展的核心。


晶圓片刷洗機.jpg


依照清理方式的不同的,清洗設備可分成2種,分別是單片式和槽式。


單片式清洗機是由多個清理腔體組成,再運用機械臂將每一片晶圓送至每個腔體中完成獨立的噴淋式清理,清理成效比較好,避免出現了交叉式污染和前批次污染后批次,但弊端是清理效率較低,成本較高。


槽式清洗機是將晶圓放到花籃中,再運用機械臂逐個將其運用不同的的化學試劑槽完成清理,槽內配有酸堿等化學液,1次能夠 同時清理1個花籃(25片)或2個花籃(50片晶圓),這類清洗機清理效率較高、成本較低,弊端是清理的晶圓相互之間會存有交叉式污染和前批次污染后批次。


槽式清洗機主要是由耐腐蝕機架、酸槽、水槽、干燥槽、控制單元、排風單元以及氣體和液體管路單元等幾大部分組成。


在過去的30年中,標準晶圓清理中應用的化學成分基本上維持一致。它根據應用酸性過氧化氫和氫氧化銨溶液的RCA清潔加工工藝。雖說這個是業內仍在應用的主要是方式,近期,許多晶圓廠應用的新的清理加工工藝有以臭氧清理和兆聲波清理系統在內的新的優化清理技術。


在8寸加工工藝和12寸里的90/65nm等加工工藝中,線寬較寬,對殘存的雜質容忍度相對較高,對清理的要求相對沒那么高。同時,在先進工藝中,槽式清洗設備也是有單片式清理無法替代的清理方式,如高溫磷酸清理,現階段只有用槽式清洗設備。所以,為降低成本和提升生產效率,現階段的核心晶圓清洗設備還是以槽式清洗設備為主。


隨著集成電路先進制造加工工藝的不斷進步,清洗設備的數目和應用頻次漸漸升高,清理步驟的效率明顯影響到了晶圓生產合格率,在全部生產制造過程中占有率約33%,清洗設備變成了晶圓處理設備中至關重要的一環。


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