对于半导体产业,最先进的纳米工艺而言,材料的重要性,与日俱增。值得关切的两个关键,其一,材料供货商“在技术上”,能否协助晶圆厂开发先进工艺、提高良率;其二,“在支持态度上”,是否能力挺客户不能输的压力。
　　对于半导体产业,最先进的纳米工艺而言,材料的重要性,与日俱增。值得关切的两个关键,其一,材料供货商“在技术上”,能否协助晶圆厂开发先进工艺、提高良率;其二,“在支持态度上”,是否能力挺客户不能输的压力。
　　Semicon Taiwan 2009,笔者专访了先进材料(ATMI)亚洲区总经理杨志海(George Yang)以及他公司两位杰出的成员,亚洲业务总监谢俊安(Alvin Hsieh)及产品经理刘立庆(Jones Liu)。对于支持半导体工艺客户,确保尖端纳米工艺及环保规范的竞争力上,他们一致表示: ATMI,准备好了!
　　
　　亚洲科技发展中心
　　
　　在产业景气下滑的时候,ATMI做了哪些事?ATMI先进材料亚洲区总经理杨志海(George Yang)指出,该公司于2007年开幕的亚洲科技发展中心(Asia Technology Development Center )持续投资,至今已投入1,500万美元以上,目的在于协助客户快速开发出竞争力最高的尖端纳米工艺材料配方。
　　
　　市场温度解冻
　　
　　从晶圆厂传来的机台使用率消息看来,目前市场的冰寒期似乎已经解冻。虽然6英寸8英寸厂的机台还没有满载,但12英寸厂可是忙碌得很!
　　这意味着,终端电子产品,准备以最尖端的工艺,来缔造下一波景气复苏的营收爆发力。纳米工艺的良率及总成本高低,正是赢的关键。
　　
　　先进工艺最忙
　　
　　晶圆厂已纷纷调高资本支出,其中,先进工艺的需求更是强劲。
　　ATMI先进材料亚洲区总经理杨志海看市场,他说“我觉得前阵子已经过渡修正,其实市场并没有那么糟糕,所以现在变成单下的很急。”
　　
　　纳米,新的障碍赛
　　
　　若以半导体工艺材料的角度看,ATMI也体会到了客户端在尖端纳米工艺的种种需求,因此决定大力投资,以就近支持客户开发先进工艺的材料配方。
　　纳米工艺技术相较于过去,可说是资格障碍赛,需要具备关键条件,才能取得入场资格。
　　40nm之后,未来32nm、22nm,晶圆厂一定要有能力证明自己跑得比别人快、做得比别人好,而材料科技,是一个很重要的转折点。
　　
　　材料,赢的关键
　　
　　杨志海指出,材料,从过去的支持者(supporter),变成更积极的促成者(enabler)的角色。无论在尖端技术上,或是在符合环保规范上,都是。
　　包括IBM或Intel都以高介电材料金属闸(High-K/Metal Gate),来解决先进纳米工艺漏电的问题,晶圆厂如果无法在材料上,拥有独家秘密武器,就无法掌握竞争力。
　　此外,像硅穿孔(TSV)工艺企图在硅上穿小孔、在很细窄、深井般的小孔里,填入金属,然后层层堆栈,在材料上的挑战也很关键。
　　材料,对于未来的科技,从工艺技术到节能环保,都是重要推手。
　　
　　亚洲科技发展中心
　　
　　ATMI从2007年底开始在中国台湾地区成立亚洲科技发展中心(Asia Technology Develement Center,简称ATDC),持续投资至今已超过1,500万美元,杨志海表示,这项投资还在持续。
　　直接把新材料配方的研发设备及人力,就近设在客户身边,这还不是全部,ATMI还在这座亚洲科技发展中心里,加上新的开发方法,希望把过去要花一年半的开发时间,缩短到3个月。
　　
　　高效率研发:HPD
　　
　　把一年半的开发时程,缩短到只剩3个月,这在很多人眼里,是不可能的任务。
　　杨志海强调,ATMI如今跟客户谈高效率研发(High Productivity Development),也把国外客户要做样品乃至于打样完之后的投产契机,也都带到台湾地区来。
　　除了研发、打样投产外,杨志海表示,未来ATMI也考虑将研发出来的新材料,技术移转给台湾厂商,在地制造。
　　
　　加快研发时间
　　
　　ATDC除了引进工艺设备、量测仪器及检测设备外,2008年也积极引进该公司在高效率研发(HPD)方面的投资。
　　举例而言,2008年12月,ATMI在Semicon Japan就推出化学机械研磨后段洁净工艺(Post-CMP Cleaning)的解决方案,强调可以替客户把22nm工艺晶圆上的铜疙瘩(coper roughness)清得很干净,比传统进步67~96%。
　　ATMI亚洲业务总监谢俊安(Alvin Hsieh)表示,客户端对此反应十分正面,而且积极。
　　HPD创新的材料实验方法,是在一片晶圆上同时进行上百项、甚至高达192项材料配方实验,一片Wafer上被细分成许多不同的实验单元格(Cell),包括在不同温度、不同化学材料配方、不同工艺工序等条件下的实验,藉以加快开发时程。
　　谢俊安指出,以Post-CMP Cleaning 为例,若以一般的研发过程,至少需要半年到一年的时间,才能够做完1000多次的实验,若以HPD的实验方法,大概3周半,就能把半年的实验、包括各种处方及各种条件,全部都做完,而且从头到尾只用了16片wafer。
　　
　　四种技术,打桩耕耘
　　
　　目前ATMI在亚洲科技发展中心提供四种技术,包括:化学机械研磨后段洁净工艺(Post-CMP Cleaning)、先进铜工艺后段蚀刻(Copper Post-Etching)、高介电材料金属闸(High-K/Metal Gate)及高密度印刷电路板HDI的高剂量灌输剥离(High-Dose Implant Strip,HDIS) )洁净工艺。
　　上述这四种技术,透过研发的实验方法,ATMI可为客户以低成本、快速量身打造客户独特的解决方案。杨志海表示,确实有客户要求ATMI独家(exclusively)提供这样的合作研发计划。
　　以商业眼光看,从合作研发到缔造营业额,可能还需2～3年时间。
　　
　　绿能产品,酝商机
　　
　　针对美国及欧盟团体的绿色环保政策,ATMI即将在今年(2009)年底到明年年初推出符合环保、且高效率的新材料产品。
　　相较于目前的工艺,ATMI 即将推出两款产品,分别命名为RegenSi 74和RegenSi71。
　　RegenSi 74协助客户在内部做测试晶圆回收时,能够让他们现有的三个步骤,简化成一步,除了节省客户材料使用量外、不必加热、工序时间也短,而且不伤晶圆。根据ATMI计算,整体化学材料的花费会节省8倍以上。
　　此外,还能节省化学工艺后用来清洗的去离子水(DI Water)的用量,一个厂一天可省下20吨。
　　ATMI产品经理刘立庆(Jones Liu)表示,客户最关切的是提高良率,再加上对晶圆厂而言,现在Wafer的价钱已超越光阻,所以,若测试晶圆能够节省的话,对成本控制的贡献将非常显着。
　　刘立庆表示, 有客户实际以RegenSi 74进行量产评估,光一个厂就能省下200万美元。
　　除了RegenSi 74外,针对45nm以下的低介电(low k)材质,随后将有RegenSi 71的推出。因为k值越低,拔除的难度就越高,ATMI取代传统多道工艺及伤害晶圆的缺点,以化学材料一个步骤,就能把低介电(low k)材质拔除。
　　ATMI针对美国及欧盟对于绿色环保规范所开发的材料,强调使用后可以直接排放或焚烧,不会造成环境上的污染。