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應用材料公司推出全新的Vistara晶圓製造平台

  • 吳冠儀台北

應用材料公司推出十多年來最重要的晶圓製造平台創新方案Vistara,專為晶片製造商提供必備的靈活性、智慧功能及永續性,以解決日益嚴峻的晶片製造挑戰。

Vistara平台的開發基礎建立在公司長期以來在半導體製造平台領域所保持的領先地位,其中包括Endura、Producer、Centura和Centris,這些平台廣獲全球各地的晶圓廠使用,且幾乎生產了所有的晶片。Vistara平台的開發時間長達四年以上,參與人員來自應用材料公司的硬體、軟體、製程技術和生態效率(ecoefficiency)設計團隊的數百名工程師。

應用材料公司半導體產品事業群總裁帕布‧若傑(Prabu Raja)博士表,與其前代方案一樣,Vistara平台旨在成為客戶創新、可靠和生產力的長年信賴平台。正當半導體產業在複雜性、成本、節奏和碳排放方面,面臨日益增加的晶片製造挑戰之際,Vistara的推出恰逢其時。

Vistara平台無與倫比的靈活性幫助晶片製造商解決日趨複雜的先進晶片製造挑戰。Vistara平台能支持應材及合作夥伴所提供前所未有的多種反應室類型、尺寸和配置。它可以配置四或六個晶圓批次裝載埠,並以最少四個、最多十二個製程反應室處理各種不同的工作負載。Vistara平台既可以接受用於原子層沉積和化學氣相沉積等製程的小型反應室,也可以容納用於磊晶和蝕刻等製程的大型反應室。

應材與客戶可以結合這些反應室,開發整合型材料解決方案IMS(Integrated Materials Solution)配方,從而在真空環境下,於同一系統中完成多個連續的晶圓生產製程步驟。Vistara的靈活性為晶片製造商帶來了前所未見的IMS技術組合,能協助晶片製造商開發創新的電晶體、記憶體和佈線,提升效能和功率,並防止影響良率的微粒和缺陷。

Vistara平台的智慧功能可加速上市時間,最大化大量製造的產能和產量,幫助客戶解決持續成長的晶圓製造節奏和成本挑戰。Vistara平台配置了數千個感測器,可將大量數據即時傳送到應材的AIx™軟體平台,該平台涵蓋了研發、製程轉移和擴產、以及大量製造等應用領域。藉由從數千個製程變數所取得的可操作數據,工程師能運用機器學習和人工智慧的強大功能,加速開發製程配方,實現最佳的晶片效能、功率和最大的製程容許範圍(process window)。

智慧功能應用在整個平台,包括在工廠介面模組中智慧控制負載鎖定(load locks),以優化抽氣和排氣時間,幫助晶片製造商減少微粒和缺陷並以最大化良率。平台機器手臂可自動校準,可降低啟動時間達75%。在生產過程中,Vistara平台會持續監測和校準其組件,以最小化人工干預,最大化正常運作時間,並預測維修需求。

半導體製程的複雜性和步驟,增加了生產每片晶圓所需的能源和材料。Vistara是第一個專為推進應材「3x30」倡議而設計的平台,該倡議旨在2030年之前將同等能源使用量、化學品使用量、以及無塵室佔地面積要求減少30%。工程師徹底重新設計了Vistara平台的氣體控制板,與之前的設計相比,同等能源消耗量減少了50%以上,並優化了該平台對能源密集型附屬製造區(Sub-Fab)組件的使用方式,包括泵浦、熱交換器和冷卻系統。

與之前的平台相比,這些改進可以將平台的能源消耗降低達 35%,幫助晶片製造商減少其在範疇1和範疇2的碳排放。Vistara也將系統的無塵室佔地面積減少達30%。這些節省成果可幫助客戶在較小的廠房中生產更多晶圓,並減少對碳密集型建築材料(如混凝土和鋼材)的使用。30%的減少目標,有助於每月生產10萬片投產晶圓(WSPM)的晶圓廠節省100萬公噸的碳排放。

應材還推出了EcoTwin生態效率軟體,並首先在Vistara平台上提供。EcoTwin軟體利用感測器數據,協助工程師監控反應室、系統和廠務區區組件的即時能源和化學品消耗情況。製程工程師藉由EcoTwin分析表上,能比較替代化學物質、配方和生產技術的碳排放影響性,以持續改善整個製程節點生命週期內的永續性,並追蹤和呈報實現永續目標的進度。

第一批Vistara平台已交付給所有記憶體客戶領導大廠,用於蝕刻應用。應材預期隨著晶圓製造設備業為滿足全球半導體需求而成長時,其所有主要平台的解決方案也將同步成長。