FSI International致力發展65奈米製程後的半導體清洗技術

本文作者:admin       點擊: 2007-05-09 00:00
前言:
隨著半導體製造技術的進步,晶圓製造的過程正不斷面臨許多嚴峻的挑戰。在生產過程中,由於積體電路中各元件以及連線相當的細微,若於生產製造過程中受到汙染(例如:塵粒),很容易造成積體電路的傷害,使其失效。另外,加上晶圓製程日漸細微化的趨勢,未來的45nm以及32nm的製程,讓晶圓的生產者以及相關設備業者等廠商無不上緊發條努力的開發新的技術來解決這一系列的難題。

照片人物:FSI International 產品管理暨市場副總裁 Scott Becker.

不同的清洗技術面對不同的需求
對於半導體表面的清潔而言,如何於生產製造過程中,使晶圓在經過蝕刻、氧化、沈積、去光阻劑等步驟後,依然可以保持表面的潔淨並減少因為清洗過程造成的矽材料損失,是清洗設備廠商所關注的議題。全球微電子製造的表面清洗設備、技術與支援服務供應商FSI International對於這樣的議題提供了各式的解決方案。FSI International 產品管理暨市場副總裁 Scott Becker表示,對於各種需求FSI提供了不同的解決方案。

Batch immersion cleaning system,批次式浸泡系統著眼在於比較前端的製程中重要的清洗步驟。Batch spray噴灑式清洗方式,由於機台的特性所以著重在於光阻層的去除。當牽涉到比較脆弱的結構時(例如45、32奈米製程),無法使用太強的清洗方式或是使用一些具有腐蝕性的化學物質來清洗晶圓表面,這時候就會建議使用Cryokinetic Cleaning System。該系統的特性是使用惰性氣體氬氣和氮氣來處理晶圓表面,由於氣體的特性使其對晶圓表面不會造成二次傷害,並有效去除晶圓表面的微粒。

45奈米之後與新材料,FSI已有所準備
45nm與32nm的來臨,新的製程與材料正不斷的問世,對於這樣的情勢Scott Becker認為這些都是FSI未來要面臨的新挑戰,但目前來說不是在新的材料上,而是在面對日漸脆弱的晶圓以及如何減少材料的損失方面。當晶圓邁向45nm之後,其越來越脆弱的特性,不管是使用化學或物理的清洗方式都很容易造成晶圓表面的傷害,同時也很容易因為清洗的過程造成材料的損失,這樣的損失容忍度在日趨細微化的晶圓製造上也將日漸縮小。這就是為什麼我們為何要大力投入研究ViPR技術的原因,Scott Becker表示。

ViPR---提升光阻劑去除效率、節省成本、減少材料損失
ViPR為全濕式光阻劑去除法,能夠取代現行的電漿灰化步驟。晶圓製造過程中,蝕刻或是離子植入完成後,其所用的光阻劑必須要被移除。現行的方法是先經過電漿灰化處理後再進行濕式清洗。FSI的ViPR技術可以在離子植入後(尤其針對離子植入的製程),不需要經過電漿灰化處理,直接使用濕式光阻去除的方式一步到底,對客戶來說,減少了過去要經過兩次循環(乾-濕)的處理時間,透過ViPR只要一次濕式處理就能完成。經過FSI的計算,使用ViPR處理平均每一次循環可以省下4%的時間。除了節省時間提升效率外,第二項優點就是節省建廠的成本。因為客戶可以不用購置電漿灰化的設備,建廠的成本自然可以降低。另外,對於晶圓廠來說ViPR可以減少材料的損耗。在45nm之後這樣的現象會更明顯,尤其對於邏輯IC的製造商來說減少材料的損失是很重要的一個課題。2007年4月在韓國舉行的KSS研討會上,三星也發表了一篇研究報告顯示與過去相比較,FSI的ViPR技術確實可以減少表面蝕刻材料的損耗。

發展眾多新技術,面對晶圓清洗新挑戰
在65nm製程上,新材料的應用讓晶圓清洗面臨不少搦戰。Ni、Pt就很好的例子。由於先前業界並無人在使用Ni或是Pt當作材料,讓Ni、Pt(尤其是Pt) 成為清洗設備廠商傷腦筋的問題點。Pt是一種惰性金屬,在去除上的困難度相當高,若不去移除Pt又會造成短路。另外, 65nm與更細微的製程都會被現行的超音波能量給打斷,但若將其威力減小卻又無法將表面的微粒去除。對於這類如何移除新的金屬材料以及使用超音波時不破壞結構方面,FSI已有專利的處理過程,可以協助客戶解決這類的問題。

另外,在未來的45奈米製程之下氮化矽的材料會大量用在晶圓表面上,而於去除氮化矽時又不能傷害到下方的氧化矽層或是其它的材料層,在這方面FSI的Highly selective nitride removal可以做到具選擇性只將氮化矽層給去除掉的效果。

亞洲將成為世界半導體製造中心,服務以客戶導向為主
Scott Becker指出隨著半導體製造重心逐漸移往亞洲,未來亞洲將成為世界半導體製造中心,FSI在亞洲的市場也逐漸成長。Scott Becker進一步指出所謂的亞洲市場將是以台灣、韓國與中國為主,更進一步解釋就是「一個客戶就是一個市場」。與FSI合作廠商多為國際晶圓製造領導大廠,客戶導向的服務將是主要的任務,除了服務外,FSI也積極與所合作的晶圓製造廠一同開發清洗方面的新技術,以解決未來即將面臨的許多問題。

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