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450mm対応装置開発を大手半導体メーカーが支援する可能性!?

[issued: 2008.07.25]

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ISMI 450mmプログラムマネージャTom Abell氏
ISMI 450mmプログラムマネージャTom Abell氏

 450mmウェーハの開発が行われている米テキサス州AustinのSematech、Interoperability Test Bed (ITB)に対する業界のサポートの動きが加速しているようだ。先週開催されたSEMICON West 2008においても、どのようにして半導体メーカーが450mmウェーハ対応製造装置開発を支援するべきかが議論された。

  International Sematech Manufacturing Initiative (ISMI)の450mmプログラムマネージャTom Abell氏は、「2006年ごろに比べると状況はとても良い。熱い感情は減退しつつある」と述べる。Abell氏とISMIのマネージャは4~5社の装置メーカーとSEMICON Westにおいて面談し、これで計20社近いメーカーと直に話し合った。「大きなサポートが得られている」(Abell氏)と述べる。

 ISMIの目標は2012年にはパイロットラインの準備を完了させること。業界が450mm工場を実際に建てるのは2016~2020年ぐらいになると米Intel社スタッフエンジニアのAlan Allan氏は指摘している。

 ISMIはSEMICON Westにおいて開催されたディスカッションにおいても、450mmウェーハ開発に対する強い意志を主張した。しかし、蘭ASML社、米Lam Research社、東京エレクトロンなどの大手装置メーカーは、7月17日に開催されたSEMI主催イベントの最終日に、450mm R&Dの投資回収率(ROI:Return on Investment)がその費用を賄えるかどうかは疑わしいと指摘した。
 Lam ResearchバイスプレジデントDave Hemker氏は、450mm対応エッチング装置で必要となるRF電源出力は、300mmから450mmへの拡大と同じようにリニアに拡張できるわけではないという。450mmへの移行は、プラズマエッチングおよび成膜装置に対して大きく高価な設計変更が必要になると指摘する。SEMIバイスプレジデントJohn Ellis氏は、 SEMIの調査レポートによると、ウェーハの大型化により露光装置、イオン注入装置などの価格が大きく上昇するとしている。

 装置メーカーの気が進まないのは、大型半導体メーカーの大口径化への興味が薄れたからではないとISMIディレクターScott Kramer氏は述べる。ISMIメンバーは450mmウェーハ開発プログラムの予算を2倍に拡大し、450mm Interoperability Test Bedに投じている。「特にIntel、TSMC、Samsungは450mmへの予算を増やしている」(Scott Kramer氏)。

 450mm化に賛成する“pro-450”の半導体メーカーが装置メーカーのR&Dをサポートするためにリソースを投じることはあり得るだろうか。Kramer氏は、「450mm R&Dに対してはさまざまなアプローチを探している。開発資金のサポートについても懸命に調査している。私が現時点でいえるのは、この動きの中で何かしら行われなければならないという一種の緊迫感が存在しているということぐらい」と述べた。

450mmウェーハ厚はどれくらい?
 テストベッドは、厚さ925µmのポリシリコン“メカニカル”テストウェーハで搬送ロボットや工場自動化装置、搬送装置のテストを行っている。しかしながら、結晶Siの場合の膜厚はこれより薄い必要がある。ウェーハ厚さでは、900µm、875µm、850µmのものがテストで使用されている。「テストベッドでは、たわみ測定装置により大量のデータを収集している。ウェーハ薄厚化でインゴットからとれるウェーハ枚数も増加することができる」(Abell氏)。

 ウェーハ保持方法では、研究者は4~5点保持でたるみを減らす方がいいのか、長い2つのフィンガーでウェーハを保持する方がいいのか、検討している模様だ。SEMICON Westにおいて発表された ISMIのプレゼンテーションによるとカギとなるのは、ウェーハたるみ、厚さなどで、これらはSematechのサイトで確認することができるとしている。

 Kramer氏は、450mm工場の天井高さは300mm工場を400mmにコンバートできるようにするためにも、300mmと同じにすることが望ましいと述べた。

 SematechのSEMICON West中のレセプションでは、Allan氏はウェーハのプロセスコストは平均で5%上昇しており、価格上昇要因として歪みSiやHigh-k絶縁膜、液浸リソグラフィなど新技術の導入が挙げられるという。今までは、半導体メーカーはこれらのウェーハプロセスによる価格上昇要因を微細化を2年ごとに進めることで相殺し、それからウェーハの大口径化に向かった。「この状況から何も変わってはいない」とAllan氏は指摘する。SSD(Solid-state Disk Drives)の普及によりNAND型フラッシュメモリーメーカーも450mm化に興味を持つだろうと考えている。

 Intelから出向しているISMIのAbell氏は、もうすぐ長期有給休暇に入り秋にはISMI 450mm戦略企画プランナーとして戻り、Kramer氏のアドバイザーとなる。450mmプログラムマネージャはIntelからきたTom Jefferson氏に引きつかれる予定だ。

(Semiconductor International , David Lammers)

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