单晶片湿法刻蚀工具的应用发展
博客| 2021年1月26日
作者：Process Development Engineering董事John Taddei
半导体设计的驱动力一直是提高单位空间的计算输出，同时降低完成任务所需的功率。摩尔定律描述了这种改善的速度。从历史上看，这主要是一个努力简单地减少几何。随着几何图形的不断缩小，近年来对性能的追求已演变为更复杂的一系列路径，具体取决于应用程序。这些路径包括：替代衬底（SiC、InP、InSb）、新用途材料（Ru、Co、SiGe、GaN、WS、MoS）和实现高级封装。高级封装已经有了自己的发展，在每一个层次上都有变化：2.5D（插入器）、3D（芯片堆叠）、晶圆到晶圆键合和异质集成（芯片和芯片）等等。提高性能的当前驱动因素包括：人工智能（AI）、数据中心需求、5G\6G通信、物联网（IoT）和自动驾驶。
指定正确的蚀刻工具是一个特定于应用程序的过程。自动湿法蚀刻起源于台式系统。虽然便宜且
提供高吞吐量，这些系统遭受不良的过程控制晶圆内，晶圆对晶圆和批对批。根据盒中的位置和晶圆的取向，有来自蚀刻工艺的特征。开放式浴系统的缺陷率很高，化学品的使用、废物的产生和开放式浴是一种安全隐患。与湿工作台相比，间歇式喷雾系统保持了较高的生产能力，并提供了更好的过程控制，但仍存在非最佳性能问题。单晶圆技术的出现使得每一个晶圆都能看到相同的过程并获得相同的结果。单晶片的优点是显而易见的：最佳的均匀性，最高的重复性，最低的缺陷工艺。这些结果是在一个安全的工具集内获得的，该工具集提供了较低的化学品使用量和最少的废物产生。
在主流半导体制造中采用单晶片湿蚀刻，在提供最低COO的同时提供高批量生产应用中的一致过程。紧密浓度，温度和流量控制足以推动高质量，高可重复性过程。引入终点检测以最大限度地减少底切，均匀性变化，化学用法和废物，同时提高吞吐量和降低官方。单晶片是作为每个晶片可以调用终点的理想平台，而批量喷雾或湿台式系统不能调节每个晶片的过程。心态是最好的蚀刻工具将完成其过程，而不是诱导其产生的产品的变化。用于增强性能的连续驱动器现在决定了该净零性性能不足。过程流程要求蚀刻过程现在需要校正制造回路的上游变化，以便提供更高的产生产品。单个晶圆平台现在正在不断发展并使用其一旦致力于提供无与如意的可重复性，以提供最终的灵活性 - 每个晶片的唯一过程。
已经采用晶片变薄来改变表面粗糙度并去除研磨的压力。进入蚀刻工艺的晶片具有不同的厚度，具有大TTV。可重复的蚀刻工艺将根据需要使表面变得更加粗糙或更平滑，但厚度变化和TTV将保持不变。较新的应用需求增加蚀刻蚀刻，其中径向TTV改进并且研磨厚度的变化被寻址。晶圆厚度测量（或接受外部测量的能力）必须内置于工具中，并且该软件必须能够更改蚀刻配置文件并蚀刻时间晶片到晶片，以从不一致的传入晶片提供一致的最终产品。TSV揭示和通过较少的揭示过程正在变得越来越广泛使用，每个过程都有自己的微妙变化。除了配置文件校正和蚀刻深度控制之外，这些应用需要次要选择性蚀刻。提供各向同性，高蚀刻速率工艺的晶圆减薄化学物质是及时雕刻，表面纹理控制和校正型材的理想选择。这些化学物质与通过在露出过程中暴露的粘接垫等材料和材料不兼容。因此，使用第二蚀刻剂，其选择为暴露材料。 Additional challenges arrived in the form of alternate substrate composition or film material. This requires use of alternate chemistries that are capable of yielding results with the process window. As a result, higher end HVM etch tools incorporate provisions to have multiple active chemistries always available. Higher end R&D tools require the ability to change chemistries in a timely manner.
历史上，制造业广泛采用全厚度、半标准晶圆。新的工艺流程要求自动化工具能够在平台上处理和处理多个晶圆直径。厚度和晶圆成分将随直径而变化。薄晶圆、标准晶圆、载体晶圆、重组晶圆、键合晶圆，甚至磁带架上的晶圆可能需要在同一工具上加工。另外一个问题可能出现在每种基板类型的隔离区上，即在处理和工艺循环期间工具可能接触的位置。随着制造业需求的增加，对工具供应商的需求也随之增加。在较低的COO下，需要工具来提供更高的吞吐量。
TSV揭示 - PMT确保均匀揭示高度UBM蚀刻底切=胶片深度
EPD单点
概要
刻蚀工具规格的挑战越来越大。这是因为需要提高设备性能，以满足人工智能、数据中心需求、5G\6G通信、物联网和自动驾驶的需求。在最低限度的更严格的浓度，温度，流量，智能化学品管理和监测是必需的，以提供一个低成本能力的工具集。先进的填料是补充几何减少提高性能。要求更高的应用要求蚀刻工具对上游工艺步骤进行校正。车载计量、自适应工艺配方创建和选择性化学选择是这些苛刻应用的要求。晶圆在框架上的工艺流程、临时键合和薄晶圆推动了对灵活处理和加工能力的需求。指定和设计特定于应用程序的蚀刻工具的需求正在增加。灵活和适应性强的平台能够结合特定于应用程序的技术来提供当今的解决方案。