最前線 450mm大口径化戦略《米台韓の450mm大口径化戦略》 G450Cが良好な評価結果を公表 SEMI、450ｍｍ規格を19件発行服部コンサルティング・インターナショナル代表服部毅（本誌編集顧問）米台韓Global 450mm Consortium（G450C）が、昨年前半に入手した450mm製造装置の性能評価結果を明かした。初期段階の結果としては極めて良好で、G450Cは450mm化に際しての根本的な技術障壁はないと判断している。一方、粛々と450mmスタンダード（標準規格）を開発してきたSEMIは、今までに19件の規格を発行してきた。さらに17件を準備中で、注目のノッチフリー・ウェーハの規格は年内に発行される見込みである。 ●450mm大口径化に技術的な障壁はない米ニューヨーク州立大学（University of New York）ナノスケール理工学カレッジ（College of Nanoscale Science and Technology：CNSE）と米台韓の先進半導体メーカー5社による450mm化推進コンソーシアムGlobal 450 Consortium（G450C）に、450mm製造・計測装置がすでに50台以上納入された（一部、暫定的に会員企業や装置メーカー内に設置されたものも含む）。 CNSEキャンパス（ニューヨーク州Albany）のNanoFab Xビル内の450mmクリーンルーム（図1）では、これらの装置の性能評価やプロセス開発が続けられている。最近、G450C General Manager & CoordinatorのPaul Farrar氏（CNSE副学長兼務）は、 SEMI主催の会合で初期の450mm装置の評価結果を発表した（図2（a）∼（f））。未設置の露光装置を除き、今までのところ、300mmから450mmへ移行するに際して根本的な技術障壁はないとG450Cは判断している。今後は、ニコン熊谷製作所でパターニングしたウェーハを用いた評価へ移行する。 ●450mm装置の性能評価結果は良好個々の装置の概略、初期の性能評価結果および機構改善項目や努力目標などを図2に示す。 ①枚葉スピン洗浄・ウェットエッチング装置（図2（a））本誌ですでに報告したように 1）、パーティクル（≧45nm）レベルや面内エッチング均一性とも市販の 300mm 装置よりも良い結果が得られている。 450mm装置では、様々な工夫により、希フッ酸によるSi酸化膜のエッチング均一性は±1.1％（3σ値）と、市販の300mm装置の±1.5％よりも良い。さらに微小なパーティクル低減、超微細回路パターンの倒壊防止、微少な金属汚染対策などの課題が残されているという。 ②プラズマエッチング装置（図2（b））面内エッチング均一性は±1.8％（3σ値）と良好である。ウェーハエッジ近傍でのイオン密度分布をフラットにする改善を検討中である。 ③CVDおよびCMP装置（図2（c）∼（d））当初より良好な評価結果が出ている。パターン付きウェーハを用いたステップカバレッジへの挑戦が待ち受けている。 ④PVD装置（図2 （e））成膜均一性は±5％未満にまで到達しており、さらに装置改善の様々な検討が行われている。 ⑤縦型熱酸化装置（図2（f）） 100nm酸化膜成長時の膜厚均一性は±2.1％（3σ）図1 450mmクリーンルーム（出所：CNSE）と良好だが、ウェーハエッジの一部にホットスポッ 58 Electronic Journal 2014 年 6 月号最前線図2 450mm大口径化戦略（a）洗浄装置（b）ドライエッチ装置（c）CVD装置（d）CMP置（e）PVD装置（f）熱酸化装置 450mm装置の初期性能評価結果（出所：G450C）トが観察されるので、対策中。この他、Cuめっき装置でも良好な結果が得られている。Farrar氏は、これらの初期的な結果について、「450mm化に際して根本的な技術限界はないと判断する。今後はパターン付きウェーハでの評価とともに、装置処理効率の向上に注力し、チップ当たりのコスト低減の目標を必達しなければならない」と総括した。これらのデータは全て昨年採られたものであり、現在はさらに改善が進んでいると思われる。 ●SEMIは粛々と450mmスタンダードを整備中 SEMIは2007年以来、粛々と450mmスタンダード（SEMI規格）開発に取り組んでおり、すでに19件の規格を発行している。今後、17件ほどが準備あるいは審議中で、近い将来、規格化される予定になっている。 Siウェーハのノッチフリー化は、450mmウェーハの有効面積をわずかでも広げ、チップ当たりの製造コストを削減しようとG450Cから提案されたもので、SEMI内で審議されてきた。いよいよ、ノッチフリー・ウェーハの仕様が固まり、年内にも規格を発行の見込みである。なお、従来の鏡面単結晶Siウェーハ仕様に450mmウェーハ仕様を増補改訂したSpecifications for Polished Single Crystal Silicon Wafers（SEMI M1-M1-0414）が今年初めに発行されたが、これにノッチフリー仕様を増補してさらに改訂されることになる。 ●ITRSが450mmロードマップを発表国際半導体技術ロードマップ（ITRS）2013年版の発行が大幅に遅れていたが、やっと4月になって一部の章が欠落し未完成のまま発行された。その後も更新が続いており、5月末現在の最新版によると、450mm生産時期予測については、今回初めてリスク生産と量産に分けた記述が採用され、以下のように書き換えられている 2）。・450mmリスク生産（月産1000枚レベル）2016 年・450mm量産（月産10万枚レベル）2018年参考文献 1）服部毅：Electronic Journal（2013.12）pp.60-61 2）http://www.itrs.net Electronic Journal 2014 年 6 月号 59