用于批量加工的创新型 NexAStep湿式蚀刻清洗系统

来源：《半导体芯科技》杂志文章

近几十年来，半导体行业取得了巨大进步，在我们的现代世界中发挥着至关重要的作用。湿法工艺设备是生产高质量半导体器件的关键部分。AP&S 公司生产湿法工艺系统已有 20 年历史，这些系统对于晶片的清洁和加工处理是不可或缺的。本文介绍AP&S公司的最新开发成果：用于批量加工的NexAStep 湿式蚀刻清洗系统。

AP&S 携创新型 NexAStep 湿法蚀刻清洗系统在德国慕尼黑举办的半导体展览会 SEMICON Europa 2023 亮相，吸引了行业的关注，为了帮助客户应用此最新成果，AP&S 学院同时可以进行相关培训。

NexAStep 所采用的创新紧凑型系统设计是一项根本性的进步，由于系统占用的空间较小，因此可以优化洁净室的使用。在模块占地面积内有效地布置化学品供应、排水、接收罐和控制柜，进一步减少了空间需求，并方便了维护和操作。模块化工厂设计（modular plant design）可以实现工厂的快速组装、拆卸和重新配置，从而提高了生产过程中的灵活性。这样，公司就能在有必要的时候迅速适应市场变化，并在需要时扩大工厂规模以增加产能。

△湿式蚀刻清洗系统 NexAStep - 用于量产湿法加工的新型批量处理工具

位于 NexAStep前端的集成轴最大程度地减少了粒子的产生，并简化了直接接入（direct access）。在外观上看，集成在镶板上的信号灯提供了 180 度的可视性，可以改善接入和安全性。

此外，AP&S 还与其姊妹公司 tepcon GmbH 一起拥有一家软件公司，协助实现用户友好型直观人机界面（HMI）。简化系统操作、优化监控和有效控制是此处的主要关注点。这确保了高效的过程控制。

tepcon GmbH 总经理 Christoph Kluge 解释说：“在状态监测领域，我们的解决方案可以通过表格、图形或流程图对实时数据提供可配置的可视化，对极限值进行监测，并通过电子邮件、短信或WhatsApp 及时发出警报。客户可以随时随地通过移动设备灵活地实施干预。能够实时避免机器故障。通过分析过程数据，可以记录和跟踪生产配方。而通过与历史数据进行比较，则可以发现操作错误，从而优化配方工艺并高效地规划服务调用。”

由于采用自动控制和自动装载实现了高产能，这也在技术的选择中起到了重要的作用。通过使用 OHT（Overhead Hoist Transport，高架提升传输），可以将该系统集成到现有的复杂工艺链中，从而加快晶圆载具的传输速度。由此而在湿法工艺系统中形成的集成仓库（integrated warehouse）具有多达 75 个储存位置，从而保证了生产流程的连续性。

△多达 75 个储存位置保证了生产流程的连续性

NexAStep 具有多达 12 个 LMC 晶圆载具，不间断地提供晶圆，每个载具可容纳2×100 片晶圆（8 英寸），因此，支持一种连续和预定的工艺生产流程。这样，在占地面积不变的情况下，AP&S 将生产量提高了一倍，并显著降低了总拥有成本（相同的化学成分，生产量提高了一倍）。

△多达 12 个 LMC 晶圆载具，每个载具可容纳2×100片晶圆（8英寸），可以实现高效加工处理

AP&S 首席营销官兼首席技术官Tobias Bausch 表示：“凭借新的 NexAStep 工厂平台，我们就能够在一间工厂里将 AP&S 在过去 20年中积累的所有正面经验与当前的客户和市场需求结合起来。湿法工艺工厂工程的‘自动化、生产量和功能性’将更上一层楼。能够在第一批工厂的现场生成数据，并看到新概念为我们和客户带来的附加价值，这让我们充满自豪感。”

△高度动态的轴系统，晶片传输和快速空运行

未来的湿法工厂将组合使用已有的干燥工艺，如马兰戈尼效应（Marangoni effect）和 NID 热干燥（氮 IPA 蒸汽干燥）工艺。这两种工艺都是专业干燥方法的范例，已经在各种不同的半导体技术中得到了验证和应用。为了让客户尽可能自由地设计填充和工艺配方，这些工艺可以单独地精确设置，并根据具体产品进行选择。

NexAStep 系统的其他创新之处还包括优化了制程处理室的提取，以及由此降低了污染度，且工艺温度高达170℃，从而提升了加工速度。

△可手动操作和装载，旨在实现最大的灵活性

总之，这些先进的湿法工艺系统能为半导体行业的客户带来显著的附加值。它们使得半导体组件的生产更高效、更灵活、成本更优化、且自动化程度和质量水平更高，因而有利于技术领域的进一步发展。

这一点正是2023 年 6 月开始挂牌运作的 AP&S 学院同样支持的。AP&S 学院首席运营官（也是发起人）Tobias Drixler 解释道：“长期以来，我们一直在客户的半导体工厂现场成功地举办培训课程。不过，近年来这方面的需求大幅增长。此外，客户要求建立湿法工艺技术培训中心的呼声也越来越高，原因是这样一来培训活动就不会影响生产设施的日常运行。这与我们创办 AP&S 学院的策略可谓不谋而合。”

Steffen Hölderle（服务主管）和 André Menge（高级服务与培训主管）颇感骄傲地接受了 AP&S 学院的钥匙。

△从左到右：总经理 Tobias Drixler（首席运营官），Steffen Hölderle（服务主管）和 André Menge（高级服务与培训主管）

总经理 Tobias Drixler（首席运营官）认为，培训中心是一个平台，可以为新员工和客户提供个性化和专门的培训，帮助他们更好地了解机器各自的用途。由于目前技术工人短缺，而且需要对非专业人员进行充分的指导，从而使其具备化学湿法工艺技术方面的资质，因此，人们对此类培训课程的兴趣大增。

有4个培训模块，用户可以连续参加，培训师由那些既掌握半导体行业的知识、同时又具备教学技能的公司员工担任。因此，AP&S International GmbH 公司员工20 年来积累的技术诀窍被有针对性地传授给相关员工，以便通过以实践为导向的方式教授湿法工艺设备的操作方法。

公司股东兼首席执行官Alexandra Laufer-Müller 指出：“我们的目标是涵盖前端和后端生产链所需的全部湿法工艺解决方案。例如，我们的产品可执行清洗、蚀刻、金属蚀刻、光刻胶去除（PR strip）、化学镀、剥离、干燥和显影工艺等功能。这是开始阶段。我们将与客户一道，不断开发出色的新型工艺，比如当今市场上独一无二的 AP&S 金属剥离工艺。此外，我们还提供手动、半自动和全自动应用程序。”

审核编辑 黄宇