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新式清洗機台實現硫酸減量 半導體製程更環保

文‧黃繼寬 發布日期:2019/12/18 關鍵字:晶圓清洗CMP離子植入盛美半導體設備

半導體濕式清洗設備供應商盛美宣布,世界首台槽式與單片清洗整合設備Ultra C Tahoe現已在某大型半導體業者的生產線上投入使用。 Ultra C Tahoe清洗設備可應用於光阻劑去除,刻蝕後清洗,離子注入後清洗,CMP後清洗等製程,具有清洗製程效果提升,縮減化學藥液成本,並顯著降低硫酸廢液排放量等優勢。

由於全球對環境問題日益關注,政府部門對半導體工業產生的廢液排放進一步加強監管和限制,因此迫切需要一款既能降低化學藥液用量,又不犧牲清洗製程效果的清洗設備。目前業內對半導體工業排放的廢硫酸的處理方法欠佳,仍有部分地區(如美國)使用掩埋式處理,但此方法很有可能會給環境帶來的風險。在部分土地資源受限的地區,如韓國,台灣,上海等,因為人口密集的緣故,不宜使用掩埋處理,只好採用高溫純化處理方法。然而,高溫純化處理也面臨著能源耗費以及溫室氣體排放等一系列問題。

盛美半導體設備執行長王暉指出,硫酸廢液處理是先進積體電路製造中的重要挑戰。例如在台灣,半導體工廠佔用了台灣硫酸總使用量的一半以上。單憑槽式清洗,無法滿足28nm及以下技術節點的製程要求,因此,清洗技術逐漸從槽式清洗轉變為單片清洗,由此提高清洗製程效果。然而,這一轉變卻大大地提高了硫酸使用量,硫酸廢液的處理亦引發了一系列安全問題、能耗問題以及環境問題。盛美半導體設備開發了獨具自主知識產權的Tahoe設備,其優秀的清洗效果與靈活的製程適用性,可與單片晶圓清洗設備相媲美,滿足客戶的期望,與此同時,其硫酸的消耗量卻僅為單片晶圓清洗設備的數分之一。我們認為它一舉兩得,既使半導體工業技術路線得以繼續向下延伸,又兼顧環保問題,節省了在廢液處理上的巨大開支。

Ultra C Tahoe清洗設備在單個濕法清洗設備中整合了槽式與單片兩個模組。在槽式模組中,可執行硫酸雙氧水混合液(SPM)清洗與快速傾卸沖洗(QDR),SPM製程藥液在此獨立的槽式模塊中循環使用,與單片SPM清洗相比,至少可減少80%的硫酸廢液排放。 經過槽式清洗之後,晶圓將在濕潤狀態下,被傳至單片模組,進行進一步的先進清洗製程。

單片清洗腔體可按客戶需求進行靈活配置,如配備標準清洗液(SC1),氫氟酸(HF),臭氧水(DI-O3),以及其它各種製程藥液。單片清洗腔體可配置至多4支擺臂,每支擺臂可提供至多3種製程藥液。還可選配氮氣霧化水清洗擺臂或盛美獨有的智能兆聲波擺臂進行兆聲波清洗。該系統還可為圖形片提供所需的IPA乾燥功能。

Ultra C Tahoe清洗設備現已證明其具有可與最先進的單片晶圓清洗設備相匹配的低交叉污染風險、優秀的顆粒去除效果,然而其SPM的消耗量卻比單片清洗設備低得多。盛美半導體設備客戶端商業大產線數據顯示,在30nm條件下,與傳統槽式SPM清洗設備相比,Tahoe清洗設備可將晶圓上的顆粒數控制從數百顆降低到10顆。以每日處理2,000片晶圓為例,Tahoe清洗設備每日消耗硫酸僅不到200公升,與單片SPM設備相比,每日硫酸廢液排放量可減少超過1,600公升。

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