芯耀
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隨著半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點(diǎn)向先進(jìn)制程持續(xù)推進(jìn)，芯片最小特征尺寸不斷微縮，器件集成度呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，曝光設(shè)備的焦深已成為制約工藝發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。在此技術(shù)背景下，有效管控晶圓背面缺陷引發(fā)的光刻熱點(diǎn)問題，成為保障芯片制造良率的核心技術(shù)挑戰(zhàn)。
在65nm及以下先進(jìn)制程中，新型薄膜材料、特種化學(xué)品的廣泛應(yīng)用以及復(fù)雜的集成方案，使得 FINFET 等先進(jìn)器件結(jié)構(gòu)的制造工藝與檢測(cè)流程大幅增加。長(zhǎng)期以來，半導(dǎo)體制造企業(yè)將主要精力集中于晶圓正面缺陷的檢測(cè)與控制，而對(duì)晶圓背面缺陷的關(guān)注度明顯不足。但隨著更先進(jìn)制程中器件尺寸持續(xù)縮小，光刻景深（DOF）與套刻容差不斷降低，晶圓背面的質(zhì)量管控已成為先進(jìn)制程面臨的重要難題。
晶圓背面缺陷成因復(fù)雜，主要表現(xiàn)為顆粒污染、殘留物附著和機(jī)械劃痕三大類。其中，顆粒雜質(zhì)與同心環(huán)狀劃痕多由晶圓傳輸機(jī)械臂、真空卡盤等處理部件，以及化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）工藝引入；殘留污染物則源于不必要薄膜去除不徹底，或清潔化學(xué)品使用失效；此外，晶圓在產(chǎn)線各設(shè)備間流轉(zhuǎn)時(shí)，還存在與處理設(shè)備間的交叉污染風(fēng)險(xiǎn)。這些背面缺陷會(huì)在光刻曝光過程中破壞晶圓表面平整度，進(jìn)而引發(fā)光刻熱點(diǎn)。若光刻熱點(diǎn)在蝕刻工藝前未被檢出，將導(dǎo)致晶圓直接報(bào)廢，造成顯著的良率損失。
投資者在某一次對(duì)至純科技相關(guān)負(fù)責(zé)人做了一次采訪，他講清楚了晶背清洗與光刻工藝的關(guān)系。
投資者：煩請(qǐng)?jiān)敿?xì)介紹下貴公司的Backsideclean（晶背清洗）工藝以及公司在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)地位情況！謝謝！
至純科技相關(guān)負(fù)責(zé)人：您好，Backsideclean（晶背清洗）工藝是在芯片制造工藝中相當(dāng)重要的濕法工藝。半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中，對(duì)于污染是很重視的，尤其是金屬污染。一旦有金屬污染將損失巨大。半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備中，最高單價(jià)的就是光刻機(jī)，晶圓背面清洗的功能就是將背面的金屬污染物清除，把顆粒洗凈，讓晶圓以最佳狀態(tài)進(jìn)入光刻機(jī)，避免光刻機(jī)因晶圓背面缺陷問題(金屬和顆粒)而停機(jī)。
晶圓背面清洗的重要性及步驟數(shù)量隨著工藝進(jìn)步和金屬層的增加而增加。目前國(guó)內(nèi)晶圓廠商用的最多的是由海外大廠制造的機(jī)臺(tái)，而公司目前已實(shí)現(xiàn)Backsideetch（背面蝕刻）功能，達(dá)到客戶的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。通過背面單片機(jī)臺(tái)清洗后，可實(shí)現(xiàn)較少的剩余顆粒，同時(shí)金屬污染可控制在較低水平。目前產(chǎn)品的各項(xiàng)工藝指標(biāo)可對(duì)標(biāo)國(guó)際大廠設(shè)備指標(biāo)。
針對(duì)背面缺陷問題，背面拋光清潔技術(shù)采用創(chuàng)新工藝方案：在可移動(dòng)拋光頭上安裝金剛石研磨膠帶，對(duì)晶圓背面進(jìn)行全域拋光處理，實(shí)現(xiàn)表面凸起物與顆粒雜質(zhì)的有效去除。拋光過程中，晶圓正面浸沒于去離子水（DIW）緩沖液中，避免與硬質(zhì)表面直接接觸。通過調(diào)整膠帶上金剛石磨粒粒徑，或優(yōu)化拋光時(shí)間參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)拋光量的精準(zhǔn)控制。該工藝全程僅使用去離子水，無需化學(xué)蝕刻或清潔試劑，設(shè)備配置與工藝參數(shù)設(shè)置與前期研究保持一致。
在 7nm MOL（Middle-of-Line）晶圓的對(duì)比實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：傳統(tǒng)濕式清洗工藝的清潔效果存在顯著局限，使用去離子水（DI）和室溫 SC1 清洗液無法有效降低背面顆粒污染，即使采用加熱 SC1 溶液配合氫氟酸（HF）處理，顆粒計(jì)數(shù)改善效果依然不明顯，附加機(jī)械刷洗僅帶來輕微提升。相比之下，背面拋光清潔技術(shù)憑借純 DIW 機(jī)械拋光方式，可使晶圓背面顆粒數(shù)量減少約 60%，并在后續(xù)至 M1 CMP 的全制程環(huán)節(jié)中保持較低的顆粒污染水平。但值得注意的是，該拋光工藝會(huì)導(dǎo)致晶圓局部曲率顯著增加，其對(duì)光刻套刻精度的潛在影響仍需進(jìn)一步深入研究。
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