SEMI 450mm製程趨勢論壇 揭示18吋晶圓製程標準最新進展

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為了克服製程微縮帶來日益嚴峻的設計複雜度與成本提升，朝向18吋(450mm)晶圓製造邁進已成為半導體產業共同努力的目標。然而，18吋晶圓世代的有效轉型無法一蹴而成，必須有賴業者合作制定規範，並提升生產技術才有可能。

1 S0 U- L9 p; U" c! T9 [在今年SEMICON Taiwan期間，SEMI邀請到G450C、英特爾、KLA Tencor、和SUMCO等多家業者討論SEMI的450mm技術專案小組在促進次世代半導體產業發展所做的努力以及最新成果。
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SUMCO公司的Kazushige Takaishi介紹了該公司目前450mm晶圓製造的發展方向與現況。他指出，自2011年起，SUMCO便已跟隨SEMI M74、2012~2013年的M76以及2014年的最新M1規範開發450mm晶圓。
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& B/ O  a8 h$ R7 i0 H; o' ~目前，不論在平坦度(flatness)和LLS(Localized Light Scattering)方面，都已能滿足M76規範的品質需求。而針對M1規範，平坦度仍需進一步改善，但LLS已能符合。至於最新的無凹槽(notchless)晶圓製造發展，目前仍在進行中，此新製程仍有許多挑戰仍待克服。
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全球450mm聯盟(G450C)的Kwangwook Lee則是說明了新的邊緣排除區(Edge Exclusion)提案。他解釋說，所謂邊緣排除區就是無法確保製造產品品質的晶圓邊緣區域。隨著晶圓直徑的增加，邊緣排除區的比例會隨之減少，從8吋晶圓的6.3%，減少至12吋晶圓4.1%，以及18吋晶圓的2.7%。

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但是，可使用的晶圓面積與製造成本息息相關。若能減少1mm的邊緣排除區，意味著能增加18吋晶圓0.9%的可用面積，甚至若能將邊緣排除區降至0，則相當於增加12吋晶圓6.2%的面積。

根據目前SEMI M1規範，邊緣排除區定義為2mm，但這樣的大小是否能滿足實際需求仍然還有爭議。為了進一步提升成本效益，已有業者試圖將邊緣排除區縮小為1.5mm，甚至朝無排除區的目標邁進。

Kwangwook Lee表示，將排除區從2mm縮小至1.5mm能夠增加1%的晶片數量，成本效益是很顯著的。雖然須克服矽晶材料、可靠度、CMP邊緣移除一致性等多項製造瓶頸，但從研究結果來看，可行性仍然很高。因此，預計會在今年底以前提出SEMI M1標準的修正提案。

最後，英特爾的Mike Goldstein說明了450mm晶圓規格的挑戰。他回顧了過去半導體產業從6吋陸續移轉到8吋與12吋晶圓的歷程，指出，每一次的世代移轉，業界共同合作與標準制定都扮演著重要角色，對450mm晶圓移轉來說更是如此。
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1 R3 ]0 o$ {( Z; S+ v  v目前G450C正與供應商密切合作，已完成了超過五十個工具平台的開發與測試。下一個階段，各家IC製造商將自行建立試產線，因此接下來，對於自動化系統、量測與生產製程工具的需求將會浮現。他相信，450mm晶圓製造工具將會持續進展，與當初產業朝12吋移轉一樣，終將能滿足業者的實際生產需求。