隨著技術復雜性在亞20nm節點上的加速，半導體制造成本已經快速增加，晶圓尺寸從300毫米過渡到450毫米將是解決這一問題的方法之一，平均而言，采用300毫米晶圓的成本比之前的200毫米晶圓降低了30%，300毫米設備的開發只是簡單地縮放200毫米工具，這不足以實現450毫米的成功，工藝技術、襯底處理/運輸和工藝靈活性方面的創新是必要的，主要挑戰如下:先進技術節點的清潔度、圖案塌陷和損壞、濕法蝕刻均勻性、降低擁有成本、通過單晶片工具回收晶片、Si3N4選擇性蝕刻。

對先進技術節點的清潔性：

根據國際半導體技術路線圖(ITRS ),可以肯定的是，半導體制造的未來將繼續面臨表面準備和關鍵清洗步驟的重大挑戰，例如對顆粒和金屬污染的嚴格要求等，從硬件的角度來看，它可以從三個方面來解決，即室氣氛、流體的質量控制以及部件清潔和老化，如表1所示，采用新的室氣氛控制設計理念，即使不考慮更大的晶片表面面積(x2.25)，450毫米alpha工具的顆粒性能也與300毫米生產工具相當或略好。

模式崩潰和損壞：

隨著尺寸和間距的縮小，在濕法清洗步驟中圖案坍塌和損壞的風險增加，使用20納米以下的FinFET使其更加脆弱，300毫米工具的可行解決方案，例如IPA干燥、低表面張力流體和先進的分配方法，將全部轉移到450毫米工具，450毫米濕法清洗工具需要創新的解決方案，目標應用于14納米以上的節點。

濕蝕刻均勻性：

對于較大的晶片，均勻性(晶片內)對于許多工藝來說是一個挑戰，包括濕法蝕刻、干法蝕刻、薄膜沉積和CMP等，從圖1中可以發現，如果使用相同的300毫米化學分配方法，450毫米上的均勻性會降低，然而與300毫米相比，采用新方法可以獲得更好的均勻性。

氧化亞鈷減少：

450毫米轉換的主要原因之一是降低成本，關鍵領域包括使用新的分配系統和循環減少化學品和DIW的使用，使用新的泵系統降低N2的使用，使用智能閑置和新硬件降低功耗，以及通過緊湊的腔室減少占地面積等。

使用單一晶片工具回收晶片：

主要濕式工具供應商沒有預期開發用于450毫米的濕式工作臺系統，該系統曾經是回收200毫米和300毫米晶片的標準，對于450毫米，晶圓回收必須通過單晶圓工具完成，成本和產量是主要關注的問題，在短加工時間和低表面粗糙度方面，在SiO2和Si3N4上獲得了良好的結果，回收晶圓如表2和圖2所示，但是由于薄膜剝離后的表面粗糙度，需要對多晶硅晶片的回收進行進一步的研究，例如研究新的化學品、多步驟配方等。