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的意见

在较小的晶圆上使用新技术

用300mm的先进技术升级200mm的设备是快速提高产量和产能的一种方法。

人气

该行业不再通过计算应用程序的销售而被俘虏,例如个人计算机,服务器或甚至蜂窝电话和平板电脑。各种各样的市场都有助于林和广大客户的增长。云存储,机器学习或人工智能(AI),虚拟现实(VR)和增强现实(AR),机器人,医疗和汽车,包括自主车辆的出现是该行业发动机的关键应用燃料。YoleDéveloppement认为,到2035年,销售的所有车辆的50%以上都有3级自主权。这意味着他们会在没有驾驶员随时观看道路的情况下驾驶自己。

事物互联网(IOT)是连接各种这些市场段的线程。市场研究公司IHS预测,IOT中连接设备数量的增长将继续下增长;到2020年肿胀到30亿。

对IC销售的影响
虽然传感器是不可或缺的,但物联网也与通信和智能有关。它需要微控制器,电源管理芯片,以及模拟和混合信号芯片。通信系统需要射频和MEMS器件以及光电集成电路。用于信息处理的数据中心需要更多的逻辑、存储和硅光子学。


图1:物联网不仅仅是传感器。它隐藏了无缝用户体验背后的传感,通信和计算IC。

将来,一个能够完全自主权的5级自动驾车,不仅仅依赖于先进的传感器,它基本上是车轮上的自我意识服务器。

来自IC Insights的最近麦克莱恩报告显示ICS及其制造的潜在重要性,并且当它揭示IOT和汽车IC最终用户市场是2017 - 2017 - 2017 - 2017 - 20122年期间的最快的成长领域,复合年增长率超过13岁每个百分比。两家市场分别在2017年IC销售额分别达到209亿美元和280亿美元。

技术的结合
在物联网和自动驾驶汽车中,将设备连接在一起的不仅仅是传感或机器对机器的通信,而是一系列技术。向网络化社会或“物的基础设施”的迈进,确实让跨越材料和技术节点的各种制造技术成为了奇怪的伙伴。

在游戏中是用于逻辑,双极CMOS(BICMOS)或双扩散MOS(DMOS)的互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,用于电源管理IC,DRAM用于存储器,3D NAND用于存储,宽带隙设备,如碳化硅(SIC)),MOSFET和氮化镓(GaN)Hemts,压电材料,例如PZT,氮化铝(ALN)和钪(SC)掺杂RF滤波器和MEMS换能器以及RF IC的硅锗(SiGe)。如果这是不够的,我们的主要市场中的设备目前使用从180nm以上的特征尺寸进行,使用旧设备处理200mm晶片以及300mm晶圆的较新的机器。

共同挑战
Fabs面临挑战蚀刻深度和临界尺寸(CD)控制均匀性。即使是蚀刻特征几何或倾斜也会对产量产生很大影响。这些都是必须在前沿技术节点处理的所有问题。对于300mm晶片,根据芯片尺寸,外部8mm边缘含有约10%的模具,而外部2mm边缘有3%的模具,使得在边缘发生的事情是整体生产率的重要影响因素。

因此,蚀刻工艺期间的材料,温度和电场的边缘不连续性对产量产生重大影响(图2)。


图2:无论是200mm晶圆还是300mm晶圆,晶圆上发生的物理现象都是一样的。

而在前沿,晶圆的不连续性会影响CMOS的大部分性能,在最新一代的MEMS、电源和模拟设备中,蚀刻深度控制、CD控制和倾斜的几何控制也是同样的问题。这是因为晶圆上发生的物理现象是一样的。因此,如果我们在先进的技术节点上解决与物理相关的挑战,我们可以把这些经验教训应用到其他应用中。

200mm的高级解决方案
除了技术挑战之外,晶圆厂还面临着成本适宜的产能建设挑战。现有的晶圆厂现在可以解决物联网和汽车市场,其价格远低于在最先进的技术节点添加设备。

以Versys Kiyo45导体蚀刻产品为例,该产品借鉴了Lam先进的300mm经验,并将其应用于200mm晶圆,从而提高了可重复性,减少了缺陷,提高了晶圆到晶圆的均匀性和更高的产量。类似地,Lam的VECTOR PECVD系统在关键的300mm等离子体增强化学气相沉积(PECVD)应用中获得了市场份额,但最初并不是作为200mm工具引入的。然而,它在300mm处的成功导致了我们客户基础的拉力,使其在200mm处可用。自去年推出以来,200mm版本已成为一种桥接工具。

从200mm申请高级技术的回报不会结束那里。Power, mixed-signal applications, MEMS, CMOS image sensors and even some packaging applications, such as system in package (SiP), benefit from the introduction at 200mm of Lam’s latest generation deep silicon etch (DSiE) process module that incorporates learning and features from Lam’s 300mm Versys Kiyo45 system and Syndion TSV etch tool (figure 3).


图3:在300mm的拉力能力,在200mm应用它们增加了铸造环境的显著灵活性。

经过测试的升级策略
在今天的战场上有许多200mm的工具,其中许多都超过了10年的历史。然而,它们仍然被大量使用,Lam的Reliant业务继续开发新版本和翻新版本来支持我们的客户。Lam的客户还可以使用先进的控制系统和Lam 2300平台的软件架构来升级旧的工具。这次Alliance C升级还允许这些工具做一些原本没有设计的事情。


图4:对旧工具进行升级可以显著提高客户资产的收益。

通过升级控制系统架构和软件,Alliance C升级提高了工具的定时和再现性。在一个客户位置,它导致了使用过程能力指数(CPK)从2.3升到4.5。

联盟C升级还支持添加其他升级,如吞吐量优化(TPO)、自动预防性维护(AutoPM)和湿式清洗优化(WCO)。每当过程组合发生变化或工具被重新使用时,TPO软件算法就会分析和优化设置,以提高工具性能。AutoPM运行一个脚本来自动化大量手动事件,并系统地、可重复地将工具重新上线,从而释放工程资源,用于其他系统上的工作。WCO特性是软件引导的清洁指南,可以针对特定的工具集进行定制,并以客户的当地语言提供。在客户现场,它减少了劳动时间和计划外清理。

满足未来的应用需求
LAM研究建立了300毫米的技术专业知识和全面的产品,满足特定需求,包括压电和宽带隙材料的产品,以及高性能深硅蚀刻应用。然而,物联网和汽车市场的快速增长是在大于28nm的节点上推动对200mm的扩展的需求。

LAM现在通过利用300mm设备的进步并通过现有200mm产品线的硬件和软件升级来解决这些挑战,通过利用300mm设备的进步来解决这些挑战。



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