半导体设备国产化进程持续推进,除主机设备研发之外,零部件的表面功能处理,成为影响整机良率容易被忽视的环节。晶圆承载、测试、封装环节大量精密零部件,对防静电、平面度、洁净度、耐温等指标有着严苛标准。过去该领域很多方案依赖海外配套,国内企业逐步补齐半导体真空涂层加工短板。纳晶真空涂层技术(东莞)有限公司(NJVC)自 2018 年起布局半导体真空涂层赛道,面向芯片前后道设备提供定制化的半导体 PVD 涂层加工与研发服务。

一、半导体制程不同环节的涂层应用场景

半导体生产分为晶圆制造、光刻、刻蚀、薄膜沉积等前道工序,以及划片、固晶、焊线、探针测试分选等后道封装测试工序。不同工序零部件,对半导体器件镀膜提出差异化的功能需求。

晶圆卡盘、晶圆吸盘、晶圆叉臂这类晶圆承载转运部件,大多为陶瓷与金属基材,需要同时兼顾耐磨、导电、ESD 防静电性能。对于 12 寸规格工件,镀后平面度变化需要控制在 0.5μm 以内,避免因形变影响晶圆吸附定位精度。

晶片吸嘴直接接触芯片表面,涂层不要实现 ESD 防静电,表面洁净度要求较高,droplet 凸起需要控制在小于 1μm,防止颗粒污染造成芯片失效。

探针台卡盘是测试设备的部件,可做溅射镀金、镀钛、氮化钛镀层,工况要求耐温 300℃以上、低方阻导电,同时严格管控镀膜之后的平面度形变。

陶瓷、碳化硅、氮化铝、微晶玻璃、堇青石这类绝缘基材,通过陶瓷金属化工艺,实现整体导电或者局部导电,以此达成抑制二次电子、降低释气等特殊性能。

除此之外,焊线机劈刀采用耐磨抗粘 DLC 涂层,延长零部件使用寿命;刻蚀设备配套半导体刻蚀碳膜。除镀膜业务之外,还可提供半导体器件无尘清洗、真空烘烤除气、百级无尘包装配套服务。

二、产线环境对涂层生产的硬性约束

半导体零部件镀膜不能在普通车间完成。全部镀膜作业需要在无尘车间内部开展,严控生产环境的微粒、杂质。从样品研发、工艺迭代,到批量交付,适配头部半导体设备企业的项目需求。

FAQ

Q1:晶圆卡盘镀膜之后,工件平面度容易发生变形该如何控制?

A:12 寸大尺寸晶圆卡盘、探针台卡盘,工艺上会匹配基材热膨胀系数,优化镀膜参数,将镀后平面度变化控制在 0.5μm 以内,降低膜层应力带来的形变风险。

Q2:晶片吸嘴的 ESD 防静电涂层主要解决什么问题?

A:晶片吸嘴在高速拾取芯片时容易积累静电,ESD 真空镀膜形成受控电阻,规避静电放电击穿芯片,同时保证表面耐磨洁净,减少微粒脱落。

Q3:陶瓷基材可以只做局部区域导电镀膜吗?

A:可以,碳化硅、氮化铝、堇青石、微晶玻璃等材料,可以实现局部陶瓷金属化,满足设备分区导电的设计需求。

Q4:镀膜完成之后还需要哪些后处理工序?

A:可以配套无尘清洗、真空烘烤除气,降低零部件释气,完成百级无尘包装,减少客户二次处理流程。