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上海2014年10月27日电 /美通社/ -- 为了满足超大规模集成电路(VLSI)发展的需要，TSV （硅通孔Through Silicon Via）技术成为实现三维晶片(3D IC)关键制程的重要途径，而追求高性价比的TSV工艺的驱动力也使得等比缩小硅通孔尺寸并采用高深宽比TSV结构成为必然趋势。
随着TSV深宽比的增加（主流的TSV深宽比已经达到10：1，3D IC的深宽比预计未来将达到15：1或更高），TSV清洗工艺难度也迅速增大。从TSV的结构特征上来讲，侧壁扇贝状结构，颈部屋檐结构，是影响清洗效果的两个重要因素；从工艺集成的角度来看，光刻胶去除过程中，TSV底部容易有TSV侧壁剥落的大颗粒氟化物，同时Bosch刻蚀工艺过程中形成的难溶性的光刻胶-氟化物聚合物也会残留在TSV表面甚至落入TSV孔内形成顽固残留。由于清洗液在沟槽内部的物质交换主要由扩散来决定。TSV深度越大，扩散路径也越长。传统的清洗工艺由于晶圆表面清洗液边界层较厚（传统的旋转晶圆的方式，即使转速高达600RPM，边界层厚度仍达到16.8um），清洗液的运动无法传递到深沟槽内部形成对流，因此已经不能满足高深宽比TSV的清洗要求。
“盛美研制成功的适用于TSV制程的湿法清洗设备可应用于300mm及200mm晶圆TSV深孔清洗制程。配备了盛美SAPS（空间交变相位移）兆声波技术，克服了传统清洗药液无法进入高深宽比TSV结构的缺点，与同类产品相比具有极大的优势。”盛美半导体设备公司的创始人、首席执行官王晖博士说。它通过控制工艺过程中兆声波发生器和晶圆之间的相对运动，使得晶圆上每一点在工艺时间内接收到的兆声波能量都相同，并确保晶圆上每点所经历的能量周期在工艺的安全能量区域内，由此在晶圆表面产生均匀的兆声波能量分布，同时在兆声波的作用下，晶圆表面清洗液的边界层厚度由于兆声波的作用变得很薄。当边界层厚度δ小于TSV开口宽度的一半时（在1MHz兆声作用下，边界层厚度可以减小到0.6um；在3MHz兆声作用下，边界层厚度可以减小到0.3um。一般TSV结构中，TSV开口宽度一般为几到几十个微米），药液可以对流方式进入图案内部，形成搅拌的作用，从而加快清洗化学成份的交换，使TSV内部的药液成分与晶圆表面保持较小的浓度差异，促进药液在TSV孔内的反应，提高药液反应速度；利用兆声波技术还可以降低清洗药液在硅表面的粘滞层厚度，增加对残留物的横向拉力，起到模拟擦片的作用。机械和化学清洗同时得到加强，使清洗的效率大幅提高。目前，SAPS兆声波优异的清洗效果已经在10x100μm，2x40μm ，5x50μm等多种TSV结构中得到验证。
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