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先进制程发展热潮蔓延,新材料开发挑战接踵而来

新电子 ·2018-09-14 17:49·电子工程世界
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为满足在产量、可靠度及性能方面等要求,先进制程对特用化学及 新材料 需求大增,对此,英特格(Entegris)副技术长Montray表示,象是在薄膜沉积(Deposition)、过滤器(Filter)和运送晶圆的晶圆传送盒(Front Opening Unified Pod, FOUP)设计、要求都有所改变,促使 半导体 材料商的开发挑战也日渐增加。

Montray指出,过往28纳米以上的制程,在进行薄膜沉积时,多使用液体化学材料;然而,随着制程走到10纳米以下(如7、5、3纳米),不仅所使用的材料越来越稀有,也从原本的液体化学材料转变成固体化学材料。也因此,对于材料商而言,要如何将固体化学材料气化,并且在芯片上呈现均匀的薄膜层,而不是厚薄不平均导致晶圆良率降低,是一大挑战。

另一方面,10纳米以下的先进制程对于杂质过滤的要求也越来越高,晶圆厂必须导入效能更强的过滤、净化产品,才能确保半导体晶圆不受污染,提升生产良率,也因此,过滤器的纯净度势必得再度提升。

Montray说明,从28纳米走到7纳米,产品的金属杂质要求须下降100倍,污染粒子的体积也必须要缩小4倍,而随着制程走到10纳米以下,对于洁净度要求只会愈来愈严格,例如28纳米晶圆可能可以有10个污染粒子,但7纳米晶圆上只能有1个。也就是说,为因应先进制程,过滤器必须更干净,这也意味着材料商必须花费更多的时间设计产品,确保更高的洁净度。

除此之外,晶圆运送盒也因先进制程而产生新的需求。Montray解释,当晶圆摆放至晶圆运送盒当中时,不代表马上就会运送,可能会经过一段时间待所有准备就绪后才开始运送(约2~3小时)。也因此,在这段期间内,要如何确保盒内环境对晶圆不会有所影响,便是研发晶圆运送盒时须考量的关键。

Montray指出,特别是采用先进制程的晶圆,其薄膜层非常薄,对氧气十分敏感,很容易被氧化,也因此,晶圆运送盒的设计重点便在于如何实现更严格的「污染控制」,也就是要有更紧密的密合度、更高的排气、充气效果,使晶圆在运送过程中不至于产生损坏。

总而言之,半导体持续朝向先进制程发展,连带使得新材料开发的挑战逐渐增加,也因此,英特格不断提升其技术能力与业务版图,象是在台湾技术中心引进KLA SP3晶圆检测系统,让该公司在台湾的晶圆检测能力扩展至19纳米,得以自行产出晶圆缺陷的数据,以引导新产品开发及改善产品性能。

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