那么,晶圓生產(chǎn)為什么耗水量巨大?在晶圓制程中所需的零配件上會殘存細微分子,需要成噸的超純水反復清洗,整個清洗循環(huán)過程約占芯片制造整體工序步驟的30%以上,是芯片制造工藝步驟占比最大的工序。如果清潔參數(shù)無法達標,遺留的超微細顆粒污染物、金屬殘留、有機物、光阻掩膜等將成為污染源,邁入高階制程后,易導致后續(xù)工藝失敗、電學失效,最終造成芯片報廢,直接拉低整條生產(chǎn)線的良品率,給廠商造成巨額經(jīng)濟損失。

高良品率制勝關鍵——超純水純凈工藝

在芯片生產(chǎn)中,硅晶片在進入每道工序之前必須保證表面潔凈,任何的沾污現(xiàn)象都將影響芯片上器件的正常功能。當制程工藝節(jié)點為35nm時,需要保證硅晶圓表面顆粒及COP密度小于0.1個/c㎡。當節(jié)點進展至更精細等級后,如7nm、5nm甚至更小制程節(jié)點的芯片,晶圓工藝流程拉長且愈加復雜,須解決晶圓平坦表面出現(xiàn)的隨機缺陷,以適應更復雜、更精細的3D芯片架構。這不僅需要依賴驚人的用水量進行反復沖洗,還需要提升超純水的純度,以確保沖洗質量及效率。

超純水純度制備技術一直是行業(yè)攻克難關,影響產(chǎn)品良率的雜質濃度包括:有機物(TOC)、顆粒物、細菌、金屬和陰離子,尤其超純水中的硼含量始終難以達到極低的標準,作為硅的“摻雜劑”,“摻雜”過程中,將硼原子引入硅晶體中,雖然可以改變硅晶體的電氣特性,但也不可避免地影響了硅襯底的導電性。因此超純水中無限降低硼的含量對半導體的制造過程至關重要。

高度提純的超純水幾乎不導電,不會影響電子產(chǎn)品的性能,同時水中不含金屬離子,也可避免對復雜芯片表面造成劃痕或者不可逆的影響。假若因為超純水純度不達標,在晶圓制造環(huán)節(jié)中有污染物未能完全清除,輕則影響晶圓良率,重則導致成批晶圓報廢。數(shù)據(jù)上1%的良率變化,對于一個高產(chǎn)能工廠將意味著是上億的利潤損失,甚至讓整座晶圓廠停擺。

因此,對于半導體產(chǎn)業(yè)而言,超純水的純度是確保高效生產(chǎn)的基石之一,工藝的先進性和穩(wěn)定性直接影響產(chǎn)品的質量和生產(chǎn)效率,與產(chǎn)品良率及經(jīng)濟效益密切關聯(lián),更是下游客戶選擇合作方的關鍵指標。

直面技術難關 高頻科技打造經(jīng)濟效益壁壘

高頻科技專注半導體高端制造業(yè),擁有二十年的歷史與技術沉淀,為半導體高端制造等行業(yè)客戶提供領先的超純水與循環(huán)再生解決方案及裝備。經(jīng)過不斷的更迭進步,已經(jīng)掌握了先進半導體制程所需的超純水全部核心工藝。

高頻科技總經(jīng)理丘文濤,在IC WORLD大會專訪中表示:“目前,超純水雜質濃度解決方案有了突破進展,特別是在PPB級別的TOC,溶解氧去除,以及PPT級別的硼、硅等特殊物質的去除方面。通過過硬的技術把控力和工程實踐經(jīng)驗,針對有機物(TOC)、顆粒物、細菌、金屬和陰離子等影響良率的主要雜質,已經(jīng)實現(xiàn)領先于行業(yè)的技術成果,產(chǎn)水水質接近絕對純度,電導率無限接近18.24MΩ•厘米的理論極限值,其純度可達99.9999999999%。”從訪談中不難看出,高頻科技直面行業(yè)挑戰(zhàn)與需求,克服技術難關為己任,專注超純水純度優(yōu)化,大幅降低水中雜質,穩(wěn)定提升產(chǎn)品良率,為半導體客戶塑造強大的經(jīng)濟效益壁壘。

我國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,承載世界20%的人口和市場機會,但資源利用率有限,僅擁有全球7%的水資源,人均水資源貧乏,生活用水基本滿足的情況下,工業(yè)用水依舊在節(jié)水效能、用水效率等方面亟待提升,超純水循環(huán)系統(tǒng)的全面應用迫在眉睫。

依托自有優(yōu)秀半導體水系統(tǒng)專家,高頻科技從覆蓋半導體企業(yè)用水生命周期整體流程統(tǒng)籌規(guī)劃,在確保超純水水質純度穩(wěn)定達標的基礎之上,配合多類廢水的收集與處理系統(tǒng),研發(fā)交付了超過30種可選回用水工藝技術,包括砂濾及碳濾器反洗水回用、砂濾及碳濾器正沖水回用、反滲透濃縮水回用、EDI和UF濃縮水回用、反滲透沖洗水回用、冷卻塔排放水回用、低濃度有機廢水回用、混床再生沖洗水回用、低濃度含氟廢水回用、洗滌塔排放水回用、儀表排放水回用等,積極尋求節(jié)水機會點,并以清洗質量、良品率為核心導向,已實現(xiàn)水制程回收率達75%-90%,讓每一滴超純水都可以循環(huán)再利用。

隨著半導體產(chǎn)業(yè)不斷向精細化制程邁進,高頻科技也將在超純工藝上持續(xù)深耕,加強創(chuàng)新,與領先的材料和設備供應商密切合作,為客戶提供高價值、高效益的解決方案,最大限度提升超純水水質指標,助力企業(yè)降本增效,為中國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供“動脈保障”。