可持续湿法工艺解决方案

来源：《半导体芯科技》杂志

绿色目标。黄色解决方案。

凭借二十年在批量喷涂及其硬件方面的经验，Siconnex已成长为可持续湿法工艺设备的领先供应商。可持续发展和环境健康是我们的基因。BATCHSPRAY®技术在整个芯片制造周期中提供能源、介质材料和用水全面节约的工艺。”

半导体的生产消耗大量资源。通过采用可持续的产品和工艺，半导体行业可以减轻对环境的影响，并努力实现更加可持续的未来。Siconnex公司多年来一直致力于高效和节约资源的解决方案，其BATCHSPRAY®批量喷涂技术处于行业领先地位。

在公司自身使命宣言和客户的可持续发展目标的推动下，Siconnex不断增强其在可持续工艺流程方面的专业知识。其中一项进步是用于刻蚀后残留物清洁（Post Etch Residue Clean）的perc™工艺，它代表了我们最新的可持续产品。

1大挑战：聚合物去除

“我对perc™的经验是，在将晶圆送入多个干法刻蚀步骤后，我们成功找到了去除所有聚合物并实现更好的侧壁粗糙度的方法。在进行电气检查后，我们甚至发现与现有工艺相比，性能有所提高。我衷心感谢与Siconnex的出色合作和协作，为新工艺流程和现有流程寻找解决方案。”意法半导体公司的Julien Ladroue博士的陈述强调了在解决聚合物去除挑战和提高芯片生产性能方面perc™的成功实施。在器件缩放困难以及使用溶剂型工艺去除聚合物相关的困难背景下，perc™提供了一种无需额外溶剂介质的解决方案。

△图1：干法刻蚀工艺后（左）和perc™工艺后（右）对比。

△图2：等离子切割后清洁去除聚合物。

perc™是Siconnex的工艺创新，专为刻蚀后残留物清洁而设计。这种创新应用可以通过调整工艺配方来去除多种类型的聚合物。Siconnex独特的喷注技术可确保DIW（去离子水）流中仅需要一定量的酸，从而显著减少了酸流量。

除了去除聚合物之外，perc™工艺还能够控制配方内的金属损失。这带来了许多优点，包括保证聚合物去除、减少金属损失、大幅减少化学品消耗和水的使用、有效的废物处理及其他好处。

总体而言，perc™代表了芯片生产的重大进步，为聚合物去除提供了可持续且高效的解决方案，并有助于实现更加可持续和更具成本效益的工艺的总体目标。

2等离子切割后清洁

用于晶圆切割（wafer dicing）的等离子刻蚀是一种日益重要的干法刻蚀工艺，未来将对行业产生越来越大的影响。与机械切割或激光切割相比，这种方法在切割平面上节省大量的空间，同时还可以最大限度地减少残留物。

然而，等离子刻蚀切割（plasma etch dicing）也存在一些挑战。较厚的顶部光刻胶在处理后变得更加难以去除，并且由于晶圆已经被切割，所以侧壁聚合物的去除变得更加复杂。

为了应对这些挑战，Siconnex开发了一种称为“切割后清洁”（Post Dicing Clean）的工艺，该工艺可在单个工艺步骤中有效去除聚合物、光刻胶和残留物。通过处理放置和固定切割晶圆的整个框架和胶带，切割后清洁可有效去除侧壁上的聚合物。

此外，经过等离子体处理的光刻胶可以轻松去除，并且可以清除表面的残留物。

切割后清洁工艺有效地克服了等离子切割相关的缺点，提供了可持续且环保的解决方案。自从Siconnex最初为全自动300毫米晶圆厂提供系统以来，用于处理这些框架的技术已经运行了好几年。

△图3：300mm晶圆批量处理的一致性。

△图4：铝刻蚀、阻挡层刻蚀和光刻胶剥离的工艺流程示例。

3卓越的300毫米晶圆工艺

在批量喷涂系统中执行的湿法刻蚀和清洁工艺长期以来一直是200毫米晶圆厂的关键。然而，适用于200毫米的方法可能不适用于300毫米的假设是不正确的。300毫米晶圆工艺所获得的结果与200毫米晶圆工艺所获得的结果相同。

4percTM工艺的优点

金属损失：

•铝-铜：<20Å

•氮化钛：<15Å

•氧化硅无损失

每个腔室的吞吐量：

•136wph

•处理时间：21分钟

化学品消耗量：

•DIW：110升

•H2SO4：100ml

•H2O2：700ml

•HF：70ml

优点：

•可针对每种聚合物进行调节

•灵活的参数调整

•极低的化学品使用量

•使用点介质使用

•稳定的介质浓度

•开放的工艺处理时间

•一次性介质

•避免再污染

•高产量

•不需要额外溶剂

•废物处理简单

•提供4个腔室系统

•25W/50W腔体

•可用于2英寸-12英寸晶圆

在湿式工作台或单晶圆工具中进行的传统湿法工艺已使用多年，但在晶圆内均匀性、晶圆间均匀性、批次间均匀性、清洁度和可持续执行方面没有提供领先的结果。

Siconnex的BATCHSPRAY®设备可以显著提高所有这些方面性能，并满足更多规格。可以在单个系统中执行多个流程，从而无需使用多个工具。对于复杂的工艺顺序，例如AlSiCu刻蚀，然后进行雀斑刻蚀以去除所有剩余的硅晶粒，然后进行阻挡层刻蚀以刻蚀Ti、TiN、TiW和W等材料，以及随后的光刻胶剥离，所有这些都可以在一个系统中完成。此外，甚至连干法刻蚀工艺（如前面提到的阻挡层刻蚀）也可以被替代并可持续执行。

Siconnex凭借其全自动BATCHSPRAY®系统，为湿法工艺提供了领先的结果，使其成为300mm晶圆领域的理想匹配。Siconnex为可持续的300mm晶圆制造提供完整的硬件和工艺平台。通过开发新的可持续工艺和提供湿法工艺的尖端成果，Siconnex的安装量实现了快速增长。

Siconnex在半导体制造的前沿领域专注于可持续发展和持续创新。perc™工艺解决了聚合物去除的挑战，而“切割后清洁”工艺则解决了等离子刻蚀的复杂性。BATCHSPRAY®技术为300毫米晶圆厂的湿法工艺提供了卓越的结果，提高了均匀性、清洁度和可持续性。Siconnex会继续致力于开发新的、可持续的工艺，为该行业创造更加可持续和高效的未来。

审核编辑 黄宇