為滿足在產(chǎn)量、可靠度及性能方面等要求,先進(jìn)制程對(duì)特用化學(xué)及新材料需求大增,對(duì)此,英特格(Entegris)副技術(shù)長(zhǎng)Montray表示,象是在薄膜沉積(Deposition)、過濾器(Filter)和運(yùn)送晶圓的晶圓傳送盒(Front Opening Unified Pod, FOUP)設(shè)計(jì)、要求都有所改變,促使半導(dǎo)體材料商的開發(fā)挑戰(zhàn)也日漸增加。
Montray指出,過往28納米以上的制程,在進(jìn)行薄膜沉積時(shí),多使用液體化學(xué)材料;然而,隨著制程走到10納米以下(如7、5、3納米),不僅所使用的材料越來越稀有,也從原本的液體化學(xué)材料轉(zhuǎn)變成固體化學(xué)材料。也因此,對(duì)于材料商而言,要如何將固體化學(xué)材料氣化,并且在芯片上呈現(xiàn)均勻的薄膜層,而不是厚薄不平均導(dǎo)致晶圓良率降低,是一大挑戰(zhàn)。
另一方面,10納米以下的先進(jìn)制程對(duì)于雜質(zhì)過濾的要求也越來越高,晶圓廠必須導(dǎo)入效能更強(qiáng)的過濾、凈化產(chǎn)品,才能確保半導(dǎo)體晶圓不受污染,提升生產(chǎn)良率,也因此,過濾器的純凈度勢(shì)必得再度提升。
Montray說明,從28納米走到7納米,產(chǎn)品的金屬雜質(zhì)要求須下降100倍,污染粒子的體積也必須要縮小4倍,而隨著制程走到10納米以下,對(duì)于潔凈度要求只會(huì)愈來愈嚴(yán)格,例如28納米晶圓可能可以有10個(gè)污染粒子,但7納米晶圓上只能有1個(gè)。也就是說,為因應(yīng)先進(jìn)制程,過濾器必須更干凈,這也意味著材料商必須花費(fèi)更多的時(shí)間設(shè)計(jì)產(chǎn)品,確保更高的潔凈度。
除此之外,晶圓運(yùn)送盒也因先進(jìn)制程而產(chǎn)生新的需求。Montray解釋,當(dāng)晶圓擺放至晶圓運(yùn)送盒當(dāng)中時(shí),不代表馬上就會(huì)運(yùn)送,可能會(huì)經(jīng)過一段時(shí)間待所有準(zhǔn)備就緒后才開始運(yùn)送(約2~3小時(shí))。也因此,在這段期間內(nèi),要如何確保盒內(nèi)環(huán)境對(duì)晶圓不會(huì)有所影響,便是研發(fā)晶圓運(yùn)送盒時(shí)須考量的關(guān)鍵。
Montray指出,特別是采用先進(jìn)制程的晶圓,其薄膜層非常薄,對(duì)氧氣十分敏感,很容易被氧化,也因此,晶圓運(yùn)送盒的設(shè)計(jì)重點(diǎn)便在于如何實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的「污染控制」,也就是要有更緊密的密合度、更高的排氣、充氣效果,使晶圓在運(yùn)送過程中不至于產(chǎn)生損壞。
總而言之,半導(dǎo)體持續(xù)朝向先進(jìn)制程發(fā)展,連帶使得新材料開發(fā)的挑戰(zhàn)逐漸增加,也因此,英特格不斷提升其技術(shù)能力與業(yè)務(wù)版圖,象是在臺(tái)灣技術(shù)中心引進(jìn)KLA SP3晶圓檢測(cè)系統(tǒng),讓該公司在臺(tái)灣的晶圓檢測(cè)能力擴(kuò)展至19納米,得以自行產(chǎn)出晶圓缺陷的數(shù)據(jù),以引導(dǎo)新產(chǎn)品開發(fā)及改善產(chǎn)品性能。