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無塵室原型完工 18吋晶圓進入測試階段

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為了加速實現在2012年完成18吋(450mm)晶圓廠原型的目標,國際晶片製造聯盟Sematech態度積極;該聯盟已經進入了「測試晶圓階段(test wafer generation)」,並裝備了首套18吋無塵室原型,包括量測設備與濕式晶圓清潔系統。
此外Sematech也列出了未來18吋晶圓廠的一些初步規格,並修訂了具爭議的、在18吋晶圓廠時代用以生產晶片的平台式工具('platform tool)概念。所謂的18吋平台式工具概念,是在一個可能標準化的基座(chassis)上,包含3套左右的製程室(process chambers);Sematech的18吋晶圓專案經理Tom Jefferson透露,產業界期望在今年底完成該平台的準則。

Sematech是推動18吋晶圓技術的前鋒;而根據先前的報導,英特爾(Intel)、台積電(TSMC)與三星(Samsung)也在各自努力實現於2012年完成18吋晶圓廠原型的目標。Sematech的目標是完成一套採用32奈米製程的18吋晶圓「示範工具」,以及一套採用22奈米製程的「試產工具」;但還是有人認為18吋晶圓廠將因研發成本太高,而永遠不會成真。

Jefferson在接受記者採訪時表示,他相信產業界能達成在2012年實現18吋晶圓廠原型的目標:「為什麼不可能呢?我們還有三年的時間。」針對半導體設備製造商抗拒18吋晶圓的問題,他也表示:「那些供應商們已經在進行(18吋晶圓技術研發)了,其中有些業者的態度甚至更積極。」

還有個更基本的問題是,誰要為研發成本買單?曾任職於英特爾的Jefferson認為,18吋晶圓研發成本將會由晶片製造商與設備業者共同分擔。

但那些設備廠商真的已經接受18吋晶圓了嗎?包括美商應用材料(Applied)、諾發(Novellus)、Lam、TEL等大公司,都曾公開抨擊過轉換至18吋晶圓的構想,而且他們大多認為產業界仍能提升現存12吋晶圓廠的效益。

大部分人相信,包括英特爾、三星與台積電等18吋晶圓廠的有力支持者,將促使設備製造商邁進下一代晶圓尺寸,而且這些設備商幾乎沒有選擇──畢竟英特爾、三星與台積電是在半導體資本設備市場上佔據大比例的重量級買主。Sematech的製造部門副總裁Scott Kramer則表示:「設備製造商已經沒有像去年那樣堅持了。」

市場研究機構VLSI Research的副總裁G. Dan Hutcheson也表示:「顯然地,18吋晶圓已經就緒,它即將實現。」他指出,Sematech的18吋晶圓計畫已經有大幅進展:「他們已經釐清了機械處理程序方面的問題以及相關標準。」

18吋晶圓仍是產業界關注的焦點;數年前,Sematech宣佈了兩項下一代晶圓廠計畫,包括300mmPrime以及18吋晶圓。旨在提升12吋晶圓廠效益的300mmPrime計劃獲得了晶圓設備產業的廣泛支援,希望藉此排除對18吋晶圓廠的需求;而較具爭議性的ISMI 18吋晶圓計畫,則是要求晶片製造上更直接地由12吋晶圓升級至18吋晶圓。

在某種程度上,Sematech宣佈該爭議性18吋晶圓計畫,已經讓半導體設備產業與部分晶片製造商之間產生心結,也點燃了誰該負擔新一代晶圓廠設備研發經費,以及18吋晶圓到底該不該實現的辯論。

2007年,Sematech宣佈將針對18吋晶圓設備的開發,設置一條「廠房整合測試平台」的生產線;該生產線位於美國德州奧斯汀的Sematech研發晶圓廠,但最近已被研發晶圓代工業者SVTC Technologies所收購。而近日Sematech聲稱已完成了18吋晶圓無塵室原型,也為可能實現的18吋晶圓廠訂定了初步規格。

Jefferson表示,18吋晶圓廠將「重複利用」現有12吋廠的大部分技術與架構,與12吋晶圓廠的規格類似;根據Sematech,18吋晶圓廠房高度至少要12英呎(foot),以及超過0.75的sub fab ratio,而GEM與SEMI自動化標準將維持與12吋晶圓相同。吞吐量較大的18吋晶圓廠設備佔據面積則可稍大於12吋晶圓設備。

Sematech的18吋晶圓無塵室配備了晶圓處理器(wafer handlers)與傳送盒(FOUPs);到目前為止,Sematech也已裝設了兩套工具,包括綜合性的缺陷量測(defect metrology)與薄膜厚度量測儀器,都是由NanoPhonics所提供。近日還將安裝Solid State Equipment Corp. (SSEC)提供的18吋晶圓濕式清潔設備。

接下來該無塵室還將裝設薄膜沉積系統(film-deposition system),不過Jefferson拒絕透露供應商是哪家。在今年或明年,Sematech還打算裝設18吋晶圓電漿輔助化學氣相沉積系統(PECVD)、物理氣相沉積系統(PVD),以及氮化矽工具;較具爭議性的所謂「平台式」概念設備,則號稱可處理化學氣相沉積(CVD)、蝕刻與PVD。


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xeon
iT邦新手 4 級 ‧ 2009-11-01 11:30:39

8吋就用不完, 很難想像18吋..

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cklin
iT邦新手 2 級 ‧ 2009-11-02 09:14:10

原本晶圓尺寸都是用 100mm(4吋晶圓)、150mm(6吋晶圓)、200mm(8吋晶圓)、300mm(12吋晶圓)....的方式增長

沒想到一下就直接跳到450mm(18吋晶圓)
不知道這是否是真的標準規格,還是某家的過度規格?
就跟LCD一樣 5.5代廠 和 7.5代廠喊的震天嘎響,為的只是吸引投資資金注入~

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rickshyu
iT邦新手 5 級 ‧ 2009-11-03 17:31:46

據我所知,面板與晶圓是不一樣的,面板世代是以最佳尺寸切割率*片數後所剩餘料最少為最佳與最經濟規模,如一般5.5代廠在切割19w"面板(16:10或16:9)有12片,但19"(4:3)面板就只有9片,但在17w"面板(16:10或16:9)有15片,但17"(4:3)面板就只有12片.

cklin iT邦新手 2 級 ‧ 2009-11-04 09:39:02 檢舉

嗯~沒錯!! 面板與晶圓是不一樣的,面板世代是以最佳尺寸切割率為考量因素。
晶圓也在乎單片晶圓所能切割的最多顆粒(Die)數,

所以晶圓尺寸和製程微縮(奈米)這兩個方向是讓單片晶圓所能切割的最多顆粒數的關鍵因素
同一個製程(70~160道程序)裡,越多的顆數(搭配好的良率)可以讓晶圓製造的成本下降

但,少量多樣的IC是大尺寸晶圓的反向拉力,這是不得不考慮的因素
除了幾家專做CPU/DRAM/Flash,這種標準化IC大量製造,可能是大尺寸晶圓的愛用者外
各家晶圓代工廠無不絞盡腦汁,研究方法讓許多不同家的IC Design House 整合在同一片晶圓裡製作,又要兼顧數量、品質也要考慮交期問題。

景氣不好時,大尺寸晶圓廠的機台運轉率會更低,但無塵室的環境維護仍是必須的花費
這也是在追求技術精進時不得不考慮的的因素

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