芯耀
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隨著半導體技術節(jié)點向先進制程持續(xù)推進，芯片最小特征尺寸不斷微縮，器件集成度呈指數(shù)級增長，曝光設備的焦深已成為制約工藝發(fā)展的關鍵瓶頸。在此技術背景下，有效管控晶圓背面缺陷引發(fā)的光刻熱點問題，成為保障芯片制造良率的核心技術挑戰(zhàn)。
在65nm及以下先進制程中，新型薄膜材料、特種化學品的廣泛應用以及復雜的集成方案，使得 FINFET 等先進器件結構的制造工藝與檢測流程大幅增加。長期以來，半導體制造企業(yè)將主要精力集中于晶圓正面缺陷的檢測與控制，而對晶圓背面缺陷的關注度明顯不足。但隨著更先進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，晶圓背面的質量管控已成為先進制程面臨的重要難題。
晶圓背面缺陷成因復雜，主要表現(xiàn)為顆粒污染、殘留物附著和機械劃痕三大類。其中，顆粒雜質與同心環(huán)狀劃痕多由晶圓傳輸機械臂、真空卡盤等處理部件，以及化學機械拋光（CMP）工藝引入；殘留污染物則源于不必要薄膜去除不徹底，或清潔化學品使用失效；此外，晶圓在產(chǎn)線各設備間流轉時，還存在與處理設備間的交叉污染風險。這些背面缺陷會在光刻曝光過程中破壞晶圓表面平整度，進而引發(fā)光刻熱點。若光刻熱點在蝕刻工藝前未被檢出，將導致晶圓直接報廢，造成顯著的良率損失。
投資者在某一次對至純科技相關負責人做了一次采訪，他講清楚了晶背清洗與光刻工藝的關系。
投資者：煩請詳細介紹下貴公司的Backsideclean（晶背清洗）工藝以及公司在國內(nèi)的市場地位情況！謝謝！
至純科技相關負責人：您好，Backsideclean（晶背清洗）工藝是在芯片制造工藝中相當重要的濕法工藝。半導體生產(chǎn)過程中，對于污染是很重視的，尤其是金屬污染。一旦有金屬污染將損失巨大。半導體生產(chǎn)設備中，最高單價的就是光刻機，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)進入光刻機，避免光刻機因晶圓背面缺陷問題(金屬和顆粒)而停機。
晶圓背面清洗的重要性及步驟數(shù)量隨著工藝進步和金屬層的增加而增加。目前國內(nèi)晶圓廠商用的最多的是由海外大廠制造的機臺，而公司目前已實現(xiàn)Backsideetch（背面蝕刻）功能，達到客戶的驗收標準。通過背面單片機臺清洗后，可實現(xiàn)較少的剩余顆粒，同時金屬污染可控制在較低水平。目前產(chǎn)品的各項工藝指標可對標國際大廠設備指標。
針對背面缺陷問題，背面拋光清潔技術采用創(chuàng)新工藝方案：在可移動拋光頭上安裝金剛石研磨膠帶，對晶圓背面進行全域拋光處理，實現(xiàn)表面凸起物與顆粒雜質的有效去除。拋光過程中，晶圓正面浸沒于去離子水（DIW）緩沖液中，避免與硬質表面直接接觸。通過調整膠帶上金剛石磨粒粒徑，或優(yōu)化拋光時間參數(shù)，可實現(xiàn)拋光量的精準控制。該工藝全程僅使用去離子水，無需化學蝕刻或清潔試劑，設備配置與工藝參數(shù)設置與前期研究保持一致。
在 7nm MOL（Middle-of-Line）晶圓的對比實驗中發(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，顆粒計數(shù)改善效果依然不明顯，附加機械刷洗僅帶來輕微提升。相比之下，背面拋光清潔技術憑借純 DIW 機械拋光方式，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，該拋光工藝會導致晶圓局部曲率顯著增加，其對光刻套刻精度的潛在影響仍需進一步深入研究。
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