过滤工厂问题

伯特兰阿来,总裁兼首席执行官Entegris,坐下来讨论半导体行业,过程和过滤技术与半导体工程挑战。以下是摘录的谈话。

SE:集成电路产业的前景是什么?

阿来:很多积极的事情发生。百分之八十的我们所做的是耗材,化学和过滤器。 它们用于其他功能的晶片。晶片已经开始好。这是因为该行业受到一系列相互关联的需求驱动。在过去,过去几个司机像电脑,平板电脑和智能手机。但是现在,应用人工智能等。服务器是真正推动业务。内存也被驱动晶片开始。

SE:什么样的记忆?

阿来:对我们来说,3 d与非一直是一个祝福,因为这些技术是很多比DRAM和2 d NAND复杂。3 d NAND闪存供应商正在寻找更多的材料性能更好的电气性能。他们越来越关注这些材料的纯度,以提高产量。

SE:在工厂,不需要的粒子和污染有时介绍了化学物质,水和处理材料。防止,Entegris使各种产品,包括过滤器和净化系统。流程流中的Entegris试图达到什么目的?

图1:类型的过滤器。来源:Entegris

阿来:计量设备将显示一致性问题的各种结构和污染物。然后,我们与工厂合作,识别这些污染物来自哪里,然后找到方法来防止类似事件再次发生。所以,我们正试图消除这些污染物。我们试图治愈问题,选择性地去除污染物,它们是否碎片或金属。他们可能是泡沫。

SE:流程,材料和结构必须达到一定级别的纯洁,对吧?

阿来:当你想到纯洁,你需要考虑纯度的大小以及污染物的浓度水平。对于半导体的流程,这真的很不可思议。你谈论后清洗步骤,每个晶片规范不超过4个20纳米粒子的晶片。它相当于一个欧元硬币留在比利时整个国家。

SE:有什么需求吗?

阿来:如果你考虑浓度水平,产业是推动parts-per-quadrillion金属(ppq)水平。一个ppq相当于一个滴水在49天尼亚加拉大瀑布。我们被要求做的是选择性地去除这些污染物同时让所有良好的分子通过。

图2:平均400万立方英尺的水流在尼亚加拉大瀑布的每一分钟。过滤到1 ppq相当于发现和删除从这个流一滴杂质超过49天。来源:格林威治标准时间

SE:度量一直ppq ?

阿来:以前兆分之或百万。现在,对于某些类型的污染物,我们看着ppq。

SE:另一个挑战是什么?

阿来:今天,半导体行业所面临的挑战是制定独特的工程材料。你需要他们最大程度的纯度。一旦你在制造过程,那么下一个挑战是运输这些化学反应从制造到使用点的工厂。

SE:这需要各种过滤器。一个过滤器听起来像一个简单的技术。或者是吗?

阿来:开发高级过滤器是很难做的。但是他们对这个行业正变得越来越重要。从20至10 nm推7海里,那些污染解决挑战变得更加复杂。

SE:你能描述一个过滤器吗?

阿来:我们有气体过滤器干燥过程。我们有液体过滤器为湿过程。

SE:过滤器是小项目小膜,对吧?

阿来:液体过滤器。气体过滤器是不锈钢组件。液体过滤器会像你在你下沉。但里面,这是非常不同的。你有膜与更高层次的筛选和保留属性。我们也掺杂膜。我们嵌入净化器。这是一种物理分离技术以及化学分离技术。我们能够开发解决方案非常有选择地删除你会担心什么,会妨碍你的收益率。

SE:你过滤器安装在所有的模块和工具在工厂吗?

阿来:你会在sub-fab使用过滤器。认为这是批量过滤。然后,当你的工具和靠近晶片,你会有一个不同的过滤器系列,一直到最后的过滤器在分发点。如果是湿的工具,跟踪或一个CMP的工具,它将液体过滤器。如果它是一个化学汽相淀积工具,它将是一个气体过滤器或一系列的气体过滤器。

SE:什么类型的问题可能出现在某一流程?

阿来:假设你有一个20纳米设备。如果你把10 nm污染,电子可能不会非常有效地旅行,但他们将旅行。它不会杀了你的收益率。它可以减少芯片的性能,但它仍然是一个好的芯片。现在你从20至10 nm,突然这是收益率的杀手。这是一个致命缺陷。早在20 nm你不会关心10 nm污染。在10纳米,然而,你会担心5 nm污染。所以尺寸会改变。他们会不断地变得越来越小。 The concentration levels will become more and more stringent. And then the other thing we would see is that every material could be susceptible to different species of contaminates. So you need to worry about more and more types of contaminates.

图3:半流程步骤和允许20纳米粒子/毫升化学。来源:KLA-Tencor,也是

SE:最大的问题是什么呢?

阿来一堆东西,尤其是在液体的过程。液体流程是脏。这些液体过滤器将需要使用新湿蚀刻清洁解决方案,新一代的泥浆光致抗蚀剂材料。我们使用的所有化学反应过程中需要净化。

SE:还有什么?

阿来:金属污染的一大担忧。所以ppq的要求是针对金属污染。我们需要有选择地删除这些离子的化学反应。

SE:解决方案是什么?

阿来:当你需要非常高的纯度,它不再是足以开始处理,在工厂环境。你不能治愈这个问题在工厂内。你必须更早地开始思考并采取预防措施。作为一个半导体制造商,你需要征收更高程度的清洁化学,抵制和浆供应商,以及供应商清理。所以今天,我们正在上游供应链的开发可接受的过滤解决方案来帮助大家达到下一个水平的纯度。

SE:你怎么找到的问题吗?

阿来:它开始于形象的晶片使用的计量工具。在许多情况下,当你想到一些工具的决议,这是19 nm。但是我们担心污染5 nm大小。所以我们没有看到他们。我们只能推测的污染类型可能妨碍。我们正在设计一些实验与我们的客户。我们希望看到如果我们试着去除这些污染物,会帮助,你会得到一个更好的收益率晶片。这些发展越来越Entegris和工厂之间的合作客户。

SE:这是非常具有挑战性的,对吧?

阿来:对。但是,客户需要一个解决方案。我希望这个行业很快想出一个更好的解析工具。这个行业需要看到过去19 nm,但我们没有。

SE:担忧EUV吗?

阿来:它将给我带来更多的挑战。EUV就是这样一个敏感的过程。可能会在7海里的相交点。这意味着越来越小的特性。所以,越来越小的污染将会成为一个问题。我们已经在各种各样的过滤和净化解决方案。

SE:所以这个行业需要解决的问题在供应链的所有地方,对吧?

阿来:这意味着更多的参与者需要开始考虑污染控制,以更积极的方式。记住,一个偏移可以关闭工厂。一个不间断的供应链是这个行业的生命线。很多与材料的完整性和纯洁。

SE:这样做的成本呢?

阿来:经济学是一个挑战,像一直在这个行业。不仅仅是发现和解决的技术问题。这个问题对我们作为一个生态系统在化学和材料供应商领域将是,”我们可以赚钱吗?我们能抵消成本的清洁流程和先进的计量呢?“我相信我们可以。

SE:还有什么?

阿来:我们的客户是巩固。我们的供应商是非常大的化工企业。我们要挤在中间,除非我们做点什么。所以如果你看看Entegris,并购已成为我们的战略的一部分。规模时,我们获得了在2014年收购ATMI帮助我们找到一个方法来调和的事实,我们需要花更多的钱在研发和资本支出。但与此同时,我们还是设法改善我们的底线。我们不能够做到没有一个更大的规模。