450mm趨勢論壇，揭示18吋晶圓製程標準最新進展

精實新聞 2013-10-15 記者 王彤勻 報導

為克服製程微縮帶來日益嚴峻的設計複雜度與成本提升等挑戰，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可幾，必須有賴業者合作制定規範，並提升生產技術才有可能。在今年SEMICON Taiwan期間，SEMI的450mm製程趨勢論壇即邀請到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。

其中，矽晶圓大廠SUMCO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。而目前不論在平坦度(flatness)和LLS(Localized Light Scattering)方面，SUMCO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，屬新製程尚有許多挑戰待克服，目前仍在進行中。

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，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吋晶圓邊緣排除區的6.3%，減少至12吋晶圓4.1%，以及18吋晶圓的2.7%。而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，即能夠增加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，G450C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則說明了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。

他強調，目前G450C正與供應商密切合作，已完成了超過50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。