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先进晶圆制造工艺促表面处理技术提升

发布时间:2022-06-02 发布时间:
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2006年将是半导体清洗技术和市场发展非常重要的一年。从全球发展趋势来看,45纳米生产工艺研发已经浮出水面,包括FSI在内的国际主流厂商开始为45纳米工艺表面处理进行技术和产品上的准备。而对于国内集成电路制造行业,后道封装行业发展进一步加速;Micron 等许多知名厂家纷纷宣布在华建厂的同时,前道生产能力的提升速度相对于前几年的发展略有放缓,不少厂商正在准备从过去产能数量的快速扩张转向更先进的技术。

45纳米生产工艺浮出水面

2005年7月,《国际半导体技术蓝图》制定机构(ITRS)在Semicon West举行了年度公开大会,来自各技术工作组的负责人就半导体设计和制造的各个方面进行了汇报。

在未来的半导体制造技术中,晶圆表面处理仍将面临重大的挑战。对于前道工艺,45纳米技术需要更强大的表面处理技术来满足其严格的要求,包括在生产中清除高k栅极介电质、金属栅电极和图形化狭长电路结构的微粒和残留物。在导线工艺方面,对于低k介电材料的需求似乎开始增加,这将促使厂商更积极针对45纳米工艺发展孔隙性介电材料和相关的晶圆表面处理技术。

非损害性清洗是前段工艺表面处理必须克服的主要难题。进入45 纳米时代后,栅极长度缩小至18纳米左右,每次清洗所造成的材料损耗则不能超过0.3埃,要在如此严苛条件下去除微粒而不造成电路图案损害将是极为困难的工作。传统上,高效率的微粒去除方法都是透过表面蚀刻或将机械能加至晶圆表面,然而45纳米技术的严格要求却会大幅缩小这些方法的工艺适用范围,使得工程师想要利用它们去除微粒而不造成组件结构损害,这变得日益困难。

为在这个不断缩小的工艺适用范围内配合各种化学和物理清洗工艺,同时提供最强大的微粒去除能力,业界正积极研发浸入式超音波、离心喷雾和气体清洗等各种清洗技术。除此之外,有些半导体制造商还可能在45纳米技术成熟后或32纳米技术出现时升级至多栅或FinFET 组件结构,这些新组件的蚀刻电路结构宽度约为20纳米,但是长宽比却远大于平面CMOS栅电极,因此更容易在处理过程中受到损害。

展望未来,厂商需要各种表面处理技术才能解决前述许多表面处理问题,同时满足组件制造过程中大约100个表面处理步骤的其他需要。厂商必须同时用批次型浸入式、批次型喷雾式、单晶圆喷雾式以及气体清洗技术才能达到45纳米组件制程的效能和生产力要求。

先进设备推动制造业发展

回到国内市场上,国内半导体生产在快速发展后也逐渐看到了调整,但这是产业发展过程中极为正常的,它说明国内半导体行业在为下一阶段的发展做进一步的准备。这与我国电子产业和ic37发展相适应,当前我国电子产业也正在经历从简单的高速增长转向以新技术和创新为中心的高质量增长。这种市场的转型加上国家政策对半导体产业链的全面支持,使市场在继续扩大的同时,通过产业调整和技术准备向新的阶段进发。

2006年,我国半导体制造产业可能出现的未来发展趋势包括几个方面:一是多样化,对于我国半导体产业来讲,未来的发展不仅是晶圆代工行业的发展,而且也会有集成器件制造商(IDM)的高速发展;二是技术提升,随着我国电子行业自主研发能力的提升,以及主力晶圆厂在工艺开发方面的大力投入,使我国的高端生产能力快速增加;三是国际化,对于半导体制造这样一个国际化的产业,中国市场和产业将逐步走向成熟。

2006年最值得重视的是制造业的快速发展导致的人才供不应求问题,这种短缺不仅是基层工程师的短缺,高层管理人员和资深研发人员等等都存在短缺问题,这是产业发展中最值得关注的因素之一。

针对这一问题,FSI提供相应的设备机台和备件的同时,在2006 年将继续为行业提供全方位的知识服务方案。一是加强培训与学习,重点将放在多样化的培训和知识传递上;二是提高易学习性,高度重视机台设计的人性化;三是知识传递和研发支持。

由于中国是全球最大电子制造中心之一,整个产业链中除了原来就已经高度发达的制造环节外,研发等知识创新环节正在形成新的竞争优势,反映到半导体行业中就是本地芯片设计业的发展,并带动和推动半导体制造业的发展。

因此,FSI在2006年将继续把最先进的机台和工艺介绍给国内的晶圆厂。FSI在全球的三大类产品,即MAGELLAN浸泡式系统、ZETA 喷雾式清洗系统和ANTARES超凝态过冷动力学清洗系统,将在国内电子行业转型的关键阶段,为国内半导体行业带来新的技术突破。


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