用于批量加工的創(chuàng)新型 NexAStep濕式蝕刻清洗系統(tǒng)

來源：《半導體芯科技》雜志文章

近幾十年來，半導體行業(yè)取得了巨大進步，在我們的現(xiàn)代世界中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。濕法工藝設備是生產(chǎn)高質(zhì)量半導體器件的關(guān)鍵部分。AP&S 公司生產(chǎn)濕法工藝系統(tǒng)已有 20 年歷史，這些系統(tǒng)對于晶片的清潔和加工處理是不可或缺的。本文介紹AP&S公司的最新開發(fā)成果：用于批量加工的NexAStep 濕式蝕刻清洗系統(tǒng)。

AP&S 攜創(chuàng)新型 NexAStep 濕法蝕刻清洗系統(tǒng)在德國慕尼黑舉辦的半導體展覽會 SEMICON Europa 2023 亮相，吸引了行業(yè)的關(guān)注，為了幫助客戶應用此最新成果，AP&S 學院同時可以進行相關(guān)培訓。

NexAStep 所采用的創(chuàng)新緊湊型系統(tǒng)設計是一項根本性的進步，由于系統(tǒng)占用的空間較小，因此可以優(yōu)化潔凈室的使用。在模塊占地面積內(nèi)有效地布置化學品供應、排水、接收罐和控制柜，進一步減少了空間需求，并方便了維護和操作。模塊化工廠設計（modular plant design）可以實現(xiàn)工廠的快速組裝、拆卸和重新配置，從而提高了生產(chǎn)過程中的靈活性。這樣，公司就能在有必要的時候迅速適應市場變化，并在需要時擴大工廠規(guī)模以增加產(chǎn)能。

△濕式蝕刻清洗系統(tǒng) NexAStep - 用于量產(chǎn)濕法加工的新型批量處理工具

位于 NexAStep前端的集成軸最大程度地減少了粒子的產(chǎn)生，并簡化了直接接入（direct access）。在外觀上看，集成在鑲板上的信號燈提供了 180 度的可視性，可以改善接入和安全性。

此外，AP&S 還與其姊妹公司 tepcon GmbH 一起擁有一家軟件公司，協(xié)助實現(xiàn)用戶友好型直觀人機界面（HMI）。簡化系統(tǒng)操作、優(yōu)化監(jiān)控和有效控制是此處的主要關(guān)注點。這確保了高效的過程控制。

tepcon GmbH 總經(jīng)理 Christoph Kluge 解釋說：“在狀態(tài)監(jiān)測領域，我們的解決方案可以通過表格、圖形或流程圖對實時數(shù)據(jù)提供可配置的可視化，對極限值進行監(jiān)測，并通過電子郵件、短信或WhatsApp 及時發(fā)出警報?？蛻艨梢噪S時隨地通過移動設備靈活地實施干預。能夠?qū)崟r避免機器故障。通過分析過程數(shù)據(jù)，可以記錄和跟蹤生產(chǎn)配方。而通過與歷史數(shù)據(jù)進行比較，則可以發(fā)現(xiàn)操作錯誤，從而優(yōu)化配方工藝并高效地規(guī)劃服務調(diào)用。”

由于采用自動控制和自動裝載實現(xiàn)了高產(chǎn)能，這也在技術(shù)的選擇中起到了重要的作用。通過使用 OHT（Overhead Hoist Transport，高架提升傳輸），可以將該系統(tǒng)集成到現(xiàn)有的復雜工藝鏈中，從而加快晶圓載具的傳輸速度。由此而在濕法工藝系統(tǒng)中形成的集成倉庫（integrated warehouse）具有多達 75 個儲存位置，從而保證了生產(chǎn)流程的連續(xù)性。

△多達 75 個儲存位置保證了生產(chǎn)流程的連續(xù)性

NexAStep 具有多達 12 個 LMC 晶圓載具，不間斷地提供晶圓，每個載具可容納2×100 片晶圓（8 英寸），因此，支持一種連續(xù)和預定的工藝生產(chǎn)流程。這樣，在占地面積不變的情況下，AP&S 將生產(chǎn)量提高了一倍，并顯著降低了總擁有成本（相同的化學成分，生產(chǎn)量提高了一倍）。

△多達 12 個 LMC 晶圓載具，每個載具可容納2×100片晶圓（8英寸），可以實現(xiàn)高效加工處理

AP&S 首席營銷官兼首席技術(shù)官Tobias Bausch 表示：“憑借新的 NexAStep 工廠平臺，我們就能夠在一間工廠里將 AP&S 在過去 20年中積累的所有正面經(jīng)驗與當前的客戶和市場需求結(jié)合起來。濕法工藝工廠工程的‘自動化、生產(chǎn)量和功能性’將更上一層樓。能夠在第一批工廠的現(xiàn)場生成數(shù)據(jù)，并看到新概念為我們和客戶帶來的附加價值，這讓我們充滿自豪感?！?/p>

△高度動態(tài)的軸系統(tǒng)，晶片傳輸和快速空運行

未來的濕法工廠將組合使用已有的干燥工藝，如馬蘭戈尼效應（Marangoni effect）和 NID 熱干燥（氮 IPA 蒸汽干燥）工藝。這兩種工藝都是專業(yè)干燥方法的范例，已經(jīng)在各種不同的半導體技術(shù)中得到了驗證和應用。為了讓客戶盡可能自由地設計填充和工藝配方，這些工藝可以單獨地精確設置，并根據(jù)具體產(chǎn)品進行選擇。

NexAStep 系統(tǒng)的其他創(chuàng)新之處還包括優(yōu)化了制程處理室的提取，以及由此降低了污染度，且工藝溫度高達170℃，從而提升了加工速度。

△可手動操作和裝載，旨在實現(xiàn)最大的靈活性

總之，這些先進的濕法工藝系統(tǒng)能為半導體行業(yè)的客戶帶來顯著的附加值。它們使得半導體組件的生產(chǎn)更高效、更靈活、成本更優(yōu)化、且自動化程度和質(zhì)量水平更高，因而有利于技術(shù)領域的進一步發(fā)展。

這一點正是2023 年 6 月開始掛牌運作的 AP&S 學院同樣支持的。AP&S 學院首席運營官（也是發(fā)起人）Tobias Drixler 解釋道：“長期以來，我們一直在客戶的半導體工廠現(xiàn)場成功地舉辦培訓課程。不過，近年來這方面的需求大幅增長。此外，客戶要求建立濕法工藝技術(shù)培訓中心的呼聲也越來越高，原因是這樣一來培訓活動就不會影響生產(chǎn)設施的日常運行。這與我們創(chuàng)辦 AP&S 學院的策略可謂不謀而合?！?/p>

Steffen H?lderle（服務主管）和 André Menge（高級服務與培訓主管）頗感驕傲地接受了 AP&S 學院的鑰匙。

△從左到右：總經(jīng)理 Tobias Drixler（首席運營官），Steffen H?lderle（服務主管）和 André Menge（高級服務與培訓主管）

總經(jīng)理 Tobias Drixler（首席運營官）認為，培訓中心是一個平臺，可以為新員工和客戶提供個性化和專門的培訓，幫助他們更好地了解機器各自的用途。由于目前技術(shù)工人短缺，而且需要對非專業(yè)人員進行充分的指導，從而使其具備化學濕法工藝技術(shù)方面的資質(zhì)，因此，人們對此類培訓課程的興趣大增。

有4個培訓模塊，用戶可以連續(xù)參加，培訓師由那些既掌握半導體行業(yè)的知識、同時又具備教學技能的公司員工擔任。因此，AP&S International GmbH 公司員工20 年來積累的技術(shù)訣竅被有針對性地傳授給相關(guān)員工，以便通過以實踐為導向的方式教授濕法工藝設備的操作方法。

公司股東兼首席執(zhí)行官Alexandra Laufer-Müller 指出：“我們的目標是涵蓋前端和后端生產(chǎn)鏈所需的全部濕法工藝解決方案。例如，我們的產(chǎn)品可執(zhí)行清洗、蝕刻、金屬蝕刻、光刻膠去除（PR strip）、化學鍍、剝離、干燥和顯影工藝等功能。這是開始階段。我們將與客戶一道，不斷開發(fā)出色的新型工藝，比如當今市場上獨一無二的 AP&S 金屬剝離工藝。此外，我們還提供手動、半自動和全自動應用程序?！?/p>

審核編輯 黃宇