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等离子清洗设备是贯穿半导体产业链的重要环节

发布日期:2020-08-13 00:00 来源:http://www.odpgh.com 点击:

等离子清洗设备是贯穿半导体产业链的重要环节
   等离子清洗设备是贯穿半导体产业链的重要环节,用于清洗原资料及每个过程中半制品上或许存在的杂质,防止杂质影响制品质量和下游产品性能,在单晶硅片制作、光刻、刻蚀、堆积等关键制程及封装工艺中均为必要环节。 
  常用清洗技能有湿法清洗和干法清洗两大类,现在湿法清洗仍是工业中的干流,占清洗过程的90%以上。湿法工艺是指选用腐蚀性和氧化性的化学溶剂进行喷雾、擦洗、蚀刻和溶解随机缺陷,使硅片外表的杂质与溶剂发生化学反应生成可溶性物质、气体或直接脱落,并使用超纯水清洗硅片外表并进行枯燥,以获得满意洁净度要求的硅片。而为了提高硅片清洁作用,可以选用超声波、加热、真空等辅助技能手段。湿法清洗包含纯溶液浸泡、机械擦洗、超声/兆声清洗、旋转喷淋法等。相对而言,干法清洗是指不依赖化学试剂的清洗技能,包含等离子体清洗、气相清洗、束流清洗等。 
工艺技能和使用条件上的差异使得现在市场上的清洗设备也有显着的差异化,现在,市场上首要的清洗设备有单晶圆清洗设备、主动清洗台和洗刷机三种。在21世纪至今的跨度上来看,单晶圆清洗设备、主动清洗台、洗刷机是首要的清洗设备。 
  单晶圆清洗设备一般是指采纳旋转喷淋的方法,用化学喷雾对单晶圆进行清洗的设备,相对主动清洗台清洗效率较低,产能较低,但有着极高的制程环境操控才能与微粒去除才能。主动工作站,也称槽式全主动清洗设备,是指在化学浴中一起清洗多个晶圆的设备优点是清洗产能高,合适大批量出产,但无法到达单晶圆清洗设备的清洗精度,很难满意在现在高技能下全流程中的参数要求。而且,由于一起清洗多个晶圆,主动清洗台无法防止穿插污染的弊端。洗刷器也是采纳旋转喷淋的方法,但合作机械擦洗,有高压和软喷雾等多种可调节模式,用于合适以去离子水清洗的工艺中, 包含锯晶圆、晶圆磨薄、晶圆抛光、研磨、CVD等环节中,尤其是在晶圆抛光后清洗中占有重要位置。 
  单晶圆清洗设备与主动清洗台在使用环节上没有较大差异,两者的首要差异在于清洗方法和精度上的要求,以45nm为关键分界点。简单而言,主动清洗台是多片一起清洗,的优势在于设备成熟、产能较高,而单晶圆清洗设备是逐片清洗,优势在于清洗精度高,背面、斜面及边缘都能得到有用的清洗,一起防止了晶圆片之间的穿插污染。45nm之前,主动清洗台即可以满意清洗要求,在现在仍然有所使用;而在45以下的工艺节点,则依赖于单晶圆清洗设备到达清洗精度要求。在未来工艺节点不断减小的情况下,单晶圆清洗设备是现在可猜测技能下清洗设备的干流。 
  工艺节点缩小揉捏良率,推进清洗设备需求提升。随着工艺节点的不断缩小,经济效益要求半导体公司在清洁工艺上不断突破,提高关于清洁设备的参数要求。关于那些寻求先进工艺节点芯片出产计划的制作商来说,有用的无损清洁将是一个严重应战,尤其是10nm、7nm甚至更小的芯片。为了扩展摩尔定律,芯片制作商必须可以从不只平坦的晶圆外表除去更小的随机缺陷,而且还要可以习惯更复杂、更精细的3D芯片架构,以免造成损害或资料丢失,然后降低产值和赢利。 
  依据盛美半导体估量,就每月出产10万片晶圆的20nm的DARM厂来说,产值下降1%将导致每年赢利削减30至50百万美元,而逻辑芯片厂商的丢失更高。此外,产值的降低还将增加厂商原本现已十分高昂的本钱支出。因此,工艺的优化和操控是半导体出产制程的重中之重,厂商关于半导体设备的要求也越来越高,清洗过程尤其如此。在20nm及以上领域,清洗过程数量超越一切工艺过程数量的30%。而从16/14nm节点开端,由3D晶体管结构、前后端更复杂的集成、EUV光刻等要素推进,工艺过程的数量增加得十分显着,对清洗工艺和过程的要求也将显着增加。 
  从全球市场出售份额来看,单晶圆清洗设备在2008年之后超越主动清洗台成为较首要的清洗设备,而这一年正是职业引入45nm节点的时刻。依据ITRS,2007年至2008年是45nm工艺节点量产的开端。松下、英特尔、IBM、三星等纷纷于此时段开端量产45nm。2008年末,中芯国际获得了IBM批量出产45纳米工艺的授权,成为中国首家向45nm跨进的中国半导体公司。 
  而且,在2008年前后两个阶段中,市场份额较高的清洁设备走势均与半导体设备出售额走势保持一致,体现出清洗设备需求的稳定性;而且在单晶圆清洗设备主导市场后,其占整体出售额的比例显着提升,体现出单晶圆清洗设备和清洗工艺在半导体产业链中的位置提升。这一市场份额变迁是工艺节点不断缩小的必然性成果。
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