湿法批量旋转喷雾式功率器件制造

历史告诉我们，在找到解决方案之前，首先要出现需要解决的问题。Siconnex的历史开始于功率器件制造商面临的挑战，从那时起，他们已经在整个半导体行业实现了许多新的应用和解决方案，包括功率器件、LED、模拟/混合信号、MEMS及其他很多。

标准功率器件工艺的优化: Al(Si) - 斑点或Ti/TiN刻蚀和光刻胶剥离

功率器件产业中最常见的工艺之一是Al刻蚀，随后是阻挡层（barrier）或斑点（freckle）刻蚀和光刻胶剥离。这个工艺在12年前帮助Siconnex在欧洲客户处打开了成功之门。客户面临的主要问题是，这个工艺过程需要大量装有不同化学品的湿法槽，当时主要还是手动操作的。这个过程涉及巨大的无尘室空间浪费，废气排放，化学品和操作人员的时间。此外，颗粒度和均匀性方面的结果也都还不够好。

在标准生产条件下，没有人想改变现有的流程或系统。当需要修改流程时，保持合理的怀疑是很好的，但是改进的可能性最终将会耗尽。在这个案例中，相当数量远不是最佳水平的因素才促使客户决定去改变流程。

进入这个阶段后，Siconnex引进了其BATCHSPRAY® 批量旋转喷雾技术。所使用的系统配备了三个化学品池，并在工艺中加入了使用臭氧的选项。使用Siconnex的BATCHSPRAY解决方案，所有化学品、水、臭氧和其他气体都引入到工艺室，在那里它们被喷洒到旋转的晶圆或者批量晶圆上。

这个技术显著增强了化学品交换。此外，烘干也可以在工艺室中在线进行。通过这种解决方案，客户将整个工艺流程整合到一个2.2m2大小并且是干进干出的系统中。

更进一步的好处是，由于高度的化学品交换，不均匀性下降到了低于2%。这是已经在“晶圆内”、“晶圆间”，甚至“批次间”均匀性上都已经实现，主要是利用在线的自动端点检测系统测得。

在整个工艺流程没有中断和中间干燥的情况下，生产能力也有了显著的改善。由于操作人员不需要将晶圆从一个湿法工作台搬用到另一个工作台上，产能也增加了一倍以上。最重要的优点之一是臭氧的使用，可以完全替代溶剂类化学品。这是带来了巨大的成本优势，因为生成O₃只需要O₂。

此外，这对于操作人员来说也有好处。因为大多数溶剂是危险化学品，而基本上就是用空气来代替它们，实现了更好的工作环境。

“使用臭氧使得可以完全替代溶剂类化学品。”当优化的工艺技术的所有优点都结合到一起时，就可以看到其真正的成本节约潜力：

l四个工艺的组合：

lAl刻蚀

l斑点刻蚀

lTi/TiN刻蚀

l光刻胶剥离

（总共有可能实现5个工艺）

  l同时处理50个晶圆

l平均工艺时间：45分钟

l平均产能：67wph

l不均匀性：<2％

l不需要溶剂

l干到干的工艺

考虑到所有这一切取决于现有工艺流程，典型的投资回报时间（ROI，return on investment）接近一年。

采用Siconnex的BATCHSPRAY技术的工艺已经在世界各地的16家工厂中实施，而且即使12年之后，现有客户和类似新客户的需求仍然很高。

最先进的技术: 处理用于高端技术的SiC和GaN

功率器件行业中的一个变化因素是所使用的晶圆材料。针对高频、高功率、高温或低漏电流，需要使用化合物半导体衬底来保证满足日益增长的要求。目前最常用的两种材料是SiC和GaN。

对于这些材料，Siconnex已经开发并且仍在继续开发工艺，以便自己能够提供最先进的设备。这些研究的重点是为新材料提供清洁技术，以及进行均匀刻蚀的可能性。

300mm半导体制造

虽然目前的功率器件市场主要集中在200mm或更小晶圆，Siconnex已经领先一步，可以为所有半导体领域提供BATCHSPRAY平台，全部自动化并且已经可以全面集成到最先进的300mm制造工厂中。

在这种情况下，两个BATCHSPRAY工艺室共享一台机器人。每个室能够同时处理25个直径为300mm的晶圆。300mm晶圆的结果与200mm的结果相同甚至还更好，意味着不均匀性值低于2％已经是标准。Siconnex的BATCHSPRAY系统是大产能、低成本生产的首选方法。

未来的挑战

展望未来，随着技术的发展，Siconnex正在寻找每一个挑战作为其提供理想解决方案的可能。功率器件产业的未来一步将会是关注新材料（如AlN，金刚石）或Ga₂O₃的发展，并且开发产业需要的解决方案。

除了功率器件，Siconnex还为诸如LED，MEMS，模拟/混合信号以及其他很多市场提供了解决方案。我们的目标是使用Siconnex的BATCHSPRAY技术取代湿法槽，从而帮助我们的客户节省资源和金钱，同时也实现更好的工艺结果。因此，Siconnex正在持续不断地研究现有和新兴市场的新应用。在Siconnex实验室中，正在开发新的工艺，而现有工艺也在不断优化。

Siconnex设备开发团队与工艺团队密切合作，保证对Siconnex系统的要求得以实现，同时我们的系统技术始终处于领先。

“除了功率器件, Siconnex还为诸如LED, MEMS, 模拟/混合信号, 以及其他很多市场提供了解决方案。我们的目标是使用Siconnex的BATCHSPRAY技术取代湿法槽，从而帮助我们的客户节省资源和金钱，同时也实现更好的工艺结果。”