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Emerging Technologies
450mmウェーハの課題
[2007年03月号]
450mmウェーハを抱えるIntel社のMike Goldstein氏。ウェーハサイズが拡大することで、生産性が向上するとともにいくつかの課題も生じる
2006年第1四半期には、ISMIは評価をよりよく組織化するために、工場構造、工場シミュレーション、材料および経済分析など4つの中心チームを結成。2006年10月、製造効率に関するISMIシンポジウムにてチームの進展についての最新情報を発表した。
Fandel氏によれば、ISMI方法は、産業への経済的な影響の把握、産業のコンセンサスの構築、300mm移行で学んだ教訓からの構築を目的としている。2006年は、まさに450mm移行の生産性および経済的影響の把握に焦点を当てたと、同氏は指摘した。
Fandel氏は、300mmから学んだ主な教訓は、産業の連携が最も重要であるとする。機器および材料メーカーとの早期契約、複数の最先端ビジネスモデルを支援する必要性、ISMIはビジネスおよび経済的なモデルを審査する必要があること、時期や市場への影響を継続的に評価して調整する必要があること、などが含まれている。「ここでの考え方は300mmを考察することであり、他の方法があるかどうかを判断することである」とISMIの450mmプログラムマネジャを担当する米Intel社のTom Abell氏は付け加えた。
技術、設計の縮小、設計レイアウトの革新などの鈍化は、生産性の低迷の原因ともなった。「費用と生産性との間のギャップは、約1500億ドルにもなると思われる」と、Abell氏は述べる。また、「歴史的にウェーハサイズの移行はこれらの費用を埋め合わせる方法であった」と付け加えた。ウェーハサイズの移行は10~11年ごとにやってくる傾向にある。1990年頃の200mm、2001年の300mm、そして450mmは2012年頃にやってくるはずだと同氏はいう。
300P(300mmPrime)は、450mm生産への橋渡しをする一方で300mm生産性の改善に向けて調整されている。「300Pは、その移行を計画し、その移行の危険性を軽減する1つの方法である」とAbell氏は述べた。
「明らかに、プロセス用機器によるのではなくオートメーションなどによるより高い生産性およびプロセス制御性が必要である」と、同氏は述べた。「私たちがウェーハサイズの移行で歴史的に獲得された生産性の恩恵を維持できる限り、2012年はITRSにとってグッドタイミングだ」と述べた。
450mmの材料に関するプレゼンテーションで、Intel社のMike Goldstein氏は、Siのサプライチェーン、材料取り扱い、評価機器およびウェーハ規格の標準化を含むいくつかの領域の課題を指摘した。Czochralski(CZ)プーラーのコストは最大の課題であり、最大のコスト問題となる。300mmの結晶と比較すると、牽引率はゆっくりであり、同一長の結晶を成長させるのに必要な時間は長い。結晶の歩留まりは低く、Siの充填量はもっと増加する。同時に機器はもっと大きくなる必要がある。
また、ウェーハ厚も課題であり、大きめのウェーハ径は処理および取り扱いの間その完全性を維持するには厚さを増大させる必要がある(厚さは825μmと推測される)。直径と厚さのアスペクト比が高い450mmウェーハは、熱処理の間、温度勾配や重量からの応力のため、滑りおよび破損の危険性が高まる。また、処理中の曲げおよび歪みが悪化すると、リソグラフィ、アニールなどのさまざまなプロセスで問題が生じる可能性がある。
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