半导体制造与先进晶圆级封装设备供应商盛美半导体设备近日推出了新款薄型晶圆清洗系统，这是一款高产能的四腔系统，可应用於单晶圆湿法制程，包括清洗、蚀刻、去胶和表面湿法减薄。

该系统可应用於金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和绝缘栅双极晶体管（IGBT）器件制造中，基於伯努利效应，该系统在传输与制程中，与晶圆表面完全无接触，消除由接触带来的机械损伤，提高器件的良率。它支持200毫米和300毫米的矽晶圆，适用於厚度低至50微米的Taiko晶圆、厚度小於200微米的超薄晶圆、高深宽比(>10:1)深沟道晶圆以及双层厚度的键合晶圆。

市场调查谘询公司Modor Intelligence发布预测，基於IGBT在厨电、微波炉、电动汽车、高铁、变频器、变频冰箱、空调、灯具镇流器、市政电力传输系统和立体声系统方面的广泛运用，IGBT市场将从2019年的54亿美元增长至2025年的93.8亿美元。而且电动汽车在欧洲、北美和中国的销售让IGBT在支持基础设施建设和电动车制造方面有了新途径。

另外，在功率器件小型化的趋势下，提高器件性能的呼声日益增长，这引发了对小尺寸、深沟槽、薄晶圆的需求。据市场研究和技术分析公司Yole Developpement 在2020年6月11日的壹份报告显示，薄片市场的需求将从2019年的1亿片增加到2025年的1.35亿片，复合年增长率(CAGR)超过5%。Yole Developpement预测，该市场的增长得益於存储器、CMOS图像传感器和功率碳化矽组件，还有LED和激光二极管的驱动。

盛美半导体设备董事长王晖表示：“为了争夺市场份额，功率设备制造商需扩大MOSFET 和IGBT的产能，包括增加晶圆减薄设备，同时兼顾利用有限的工厂面积。为此，我们开发了壹个四腔系统，与目前市场上的壹腔或两腔系统相比，它能提供更高的产能，降低成本（COO）、增加效益。此外，我们提供了壹套专用的非接触式传输与制程系统，以防止这些薄至50微米的易碎晶圆在背面减薄与清洗过程中受到损坏，从而提高器件良率。”

晶圆进行机械研磨/抛光後会得到翘曲严重的超薄矽片，让超薄矽片安全无损的完成背面制程壹直是困扰业界的难题。盛美半导体设备为满足制造商的需求设计了薄片清洗系统，该系统的传输模块为超薄矽片的搬送提供了有效的解决方案，无损的将超薄矽片传输到後续湿法制程腔体进行矽减薄的湿法蚀刻制程，以消除晶圆应力、清洁表面等。此外，通过采用不同的化学药液组合，该系统也可拓展应用於清洗、光刻胶去除、薄膜去除和金属蚀刻等制程。

该薄片清洗系统的传输系统可根据深沟槽片、Taiko片、薄片或是键合片等不同的晶圆来进行不同设定。与制程腔体中的晶圆夹盘壹样，装载和卸载区的机械手也采用了伯努利原理，对晶圆进行非接触式的传输搬送。??定的氮气（N2），可使晶圆悬浮於机械手臂上，同时，机械手臂可以翻转，将晶圆的其中壹面置於制程面，而整个过程晶圆保持在原位。因此，高翘曲度的晶圆可在完全不接触的情况下进行传送。

在进行湿法制程过程中，晶圆正面朝下放置在壹个伯努利晶圆夹具上，夹具使用氮气托起晶圆，保护晶圆正面并保持其干燥。该伯努利晶圆夹具采用了盛美的专利技术，可通过控制晶圆和晶圆夹具之间空隙的间距来控制刻蚀後晶圆边缘的侧向刻蚀宽度，同时满足刻蚀後晶圆边缘无夹具痕迹的要求。另外，该设备还可选配晶圆厚度量测模块。

该系统每个腔体可配置最多四个摆臂，用於喷淋制程化学药液，如湿蚀刻剂、有机溶剂、RCA清洗药液、去离子水和氮气等，并且最多可回收两种化学药液。

盛美半导体设备的首台薄片晶圆清洗设备已於2020年第二季度向壹家中国功率半导体制造商交付并使用，通过验收後将确认收入。