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盛美半导体姚婷:前道电镀设备市场前景广阔,国产厂商正稳步前进

来源:爱集微

#盛美半导体#

2021-10-25

10月24日,2021年北京微电子国际研讨会暨IC WORLD大会在北京召开。在上午的“集成电路装备的突破与创新”论坛上,盛美半导体设备(上海)股份有限公司工艺经理姚婷发表了 “铜互连工艺在集成电路中的应用”的主题演讲。

盛美半导体设备(上海)股份有限公司工艺经理姚婷

随着应用驱动芯片技术向更小的关键尺寸(CD),更大的密度,带来更低的单位器件成本方向发展,需要引入金属铜作为互连导电材料。因为金属铜能够降低芯片的能耗,带来更高的封装密度,出色的抗电迁移性能,以及相对更少的工艺步骤。

据姚婷介绍,集成电路的双大马士革工艺,先进封装和三维堆叠3D TSV工艺中都会使用金属铜作为导电材质。

制备铜互联主要采用电化学电镀(Electrical Chemical Plating,ECP)的方法,通常将硅片正面向下固定在夹具上,通过夹具导电,将硅片作为阴极浸没在电镀液中,在电场的作用下将金属铜沉积在硅片表面种子层上。不过,在芯片工艺技术节点进入14nm和14nm以下时,该工艺遭遇了重大挑战。

姚婷表示,金属线宽减小和抗反射提高给电镀bottom up(一种填充方式)填充带来很大的挑战。为此,在14nm节点及以下,电镀液要降低铜含量,也就是40g/L铜换成5g/L甚至更低的2.5g/L。这样在电镀初始阶段,可以更好地控制铜电沉积的成核,有利于电镀铜的无缺陷bottom up。如果到了7nm及以下,将引入钴电镀液。“相比于铜,钴的电阻率虽高,但综合考虑工艺要求后,钴有多种优势。”

姚婷认为,通过选择合适的添加剂,体系浓度以及优化的电流控制,在传质和电化学反应配合下,可以实现钴的无缺陷bottom up填充。

盛美半导体在电镀技术方面积累多年,从1998年就开始布局,具有67项专利,以及182项正在申请的专利,主要核心技术包括腔体内流场控制,多阳极电源输出控制,系统阻抗控制,硅片夹具等。

针对上述电镀工艺应用,盛美半导体分别开发了4种类型电镀设备,包括双大马士革电镀设备,三维堆叠电镀设备,先进封装电镀设备,包括含镀金和不含镀金两种设备型号,以及第三代半导体电镀设备。

姚婷对于全球电镀设备市场前景做了一个预期:随着三维堆叠和先进封装应用数量增加,前道IC电镀工艺设备需求数量增加,设备市场总体体量将增加至7亿美元。

国内市场方面,虽然还是主要依靠国外进口,但国内厂商的市占率正在稳步提升。在2019年的时候,盛美半导体整个铜电镀设备的销售额是0.07亿美元,到2020年已增长到0.13亿美元,增长幅度达到了85%。姚婷表示:“未来,盛美半导体还会继续提升自己的市占率,为国产设备的发展尽最大努力。”

值得一提的是,盛美半导体此次携全系列产品参展,详解了其全球首创的SAPS、TEBO兆声波清洗技术和Tahoe单片槽式组合清洗技术,并为大家展示了单片背面清洗设备、槽式自动清洗设备、单片刷洗设备等清洗设备,以及电镀设备、立式炉管等系列经典热销产品及2021年度多款新品。

(校对/无剑芯)

责编: 慕容素娟

李晓延

作者

微信:Glxy523

邮箱:lixy@lunion.com.cn

作者简介

集微网记者,关注半导体投资、晶圆制造、IC设计、AI等领域

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