Semiconductor International杂志每年都要给一些半导体供应商颁发编辑评选出的最佳产品奖(Editors’ Choice Best Product Awards),以表彰其产品在半导体制造中的卓越表现。Semiconductor International的评选范围包括前段和后段半导体制造,包括组装、制造、质量控制、器件检查和测试中的先进产品,以及各种有助于提高性能的材料。
今年一共有15种产品获得了Editors’ Choice Best Product Awards奖。其中,Inficon公司的FabGuard荣膺Grand Award奖项。获奖产品来自瑞士、德国、新加坡、以色列和美国,真正体现了当前半导体制造业的国际发展趋势。
Grand Award: Inficon
Inficon公司的FabGuard监控系统获得了2004年度Grand Award奖。FabGuard通过PVD、蚀刻、离子注入、CVD和扩散等工艺的数据整合和分析,提高了设备的综合使用效率,从而最大限度地提高了生产率。该整合和分析系统能够自动地从设备和传感器端获取各种有价值的数据,进行组织、分析和存储。通过成熟、有效的分析手段,FabGuard可以对当前和过去的运行状况进行不断的比较,可靠地检测到终点和故障,提高工艺控制水平。一旦出现超出控制规格的情况,FabGuard会即时指出原因并提醒相关人员注意,缩短故障停机时间。

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Applied Materials
Applied Materials公司的黑金刚石低k介电膜是基于氧化硅的介电材料,可以通过无氮等离子体增强化学气相沉积(PECVD)反应制备,介电常数小于3.0,适用于嵌入式铜互连制程,不需要后续固化或额外的沉积后处理。它具有优异的抗潮气性能、稳定的k值(蚀刻和光刻胶去除后变化很小)、很好的CD控制能力、优良的抗裂化和热传导性能以及足够的硬度,可直接用于CMP工艺和器件封装。
黑金刚石工艺使芯片制造商可以利用传统的CVD设备和硅材料在铜互连结构中引入低k电介质。该技术能够提供3.0~2.0范围内的各种介电常数,与铜导线的低电阻特性相结合后,可以在200mm或300mm晶片上制造出各种功能强大的芯片,大大提高了芯片运行速度、降低了功耗。目前,该低k介电材料已被多家公司用于130nm和90nm先进工艺的生产和研发。

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KLA-Tencor
TeraStar是KLA-Tencor Corp.公司为分辨率提高技术(resolution enhancement techniques,RETs)设计的掩膜版检查系统。RETs技术是延伸248nm和193nm光刻应用范围的有效手段。因为RETs的关键是次分辨率光学近似校正(OPC)和先进的相位移技术,所以248nm和193nm光刻技术的延伸使掩膜版出错率增高。该设备能够对RETs进行全面检查,通过高分辨率UV光学系统还能用于90nm和130nm工艺。由于这项新技术采用了具有独特图形检查算法的三光束检查,因此可以使复杂的低k1掩膜版获得最大的成品率。该算法涉及线宽、先进的OPC技术以及相位移掩模版(PSM)几何分布等,检查速度快、出错率低。高速度和高灵敏度的优点使该产品非常适合于光掩膜版加装保护层前后的检查、先进掩膜版质量控制以及掩膜版质量的重新认证。

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Alphasem
Alphasem公司的Swissline 9022 HSL是为300mm晶片设计的薄膜/芯片接合系统。其目标是针对成本比较敏感的存储器(DRAM、flash RAM等),这些存储器将被封装在导线框架或基板上。该平台具有适用性强、可模块化生产的特征,可以处理基于环氧树脂的各种封装(TSOP,CSP,BGA,TFBGA等)以及基于薄膜的各种应用。
该系统拥有300mm晶片处理子系统专利技术,能通过晶片/引线框架适配器快速切换,在最小的占地面积内实现产品转换。Multiple pistons结构可以对材料厚度(例如芯片、薄膜和衬底厚度)的变化进行补偿,提供分布均匀的力,一步完成多层芯片的堆叠。所有参数(温度、压力、时间)均可通过编程调节,固化温度最高可达250°C。该系统还具有独特的晶片垂直处理技术,芯片抓取和接合间距很小,生产速度很快。此外,它还可以同时处理两片晶片,额外增加了10%的生产效率。

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ASM Technology
ASM Technology公司的IDEALmold是一套自动成模系统,可独立运行,也可用于在线设备。在线应用时,该系统能够与半导体封装上游或下游设备,例如打线机、成模后固化炉、激光标记、整修和排列系统相匹配。适用范围涵盖了各项主流技术,例如先进的QFN封装、智能卡、预成模封装、环氧树脂成模等。有不同压力(80吨和/或100吨)可供选择,分别满足高、中、低产量的需求。
该系统能用于大面积(75mm x 250mm)导线框架和衬底。对于QFN、倒装芯片、芯片外露CS-BGA等封装来说,模盖(mold cap)最小厚度可达0.1mm。它具有导线框架/衬底自动处理系统、用于工艺持续控制的闭环反馈监控系统、光学检查系统、防止外物损伤影响成品率的保护装置以及4~10小时的出色的需要辅助平均间隔时间(mean time between assist, MTBA)。

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Inficon
Inficon公司的Stiletto激光扫描颗粒探测器是一套颗粒监控综合系统。先进的原位激光扫描颗粒探测器可以对半导体工艺设备中的真空反应器和真空管道进行亚微米污染物(颗粒)的多方位监测,具有很高的灵敏度。例如,Stiletto可以检测每片晶片溅镀和蚀刻反应时检测反应器的颗粒状况。该探测器可以检测到最小尺寸小于0.25um的颗粒,确保能够即时发现“致命性缺陷(killer defects)”,降低产品损失。它还具有新颖的自动纠错技术,可以减少“假”颗粒数目。
作为高度综合的工艺监测系统,该设备能够在发现问题时及时停止溅镀和蚀刻工艺,保证其它产品不会受影响。它还可以通过简单易操作的界面与FabGuard传感器整合和分析系统兼容,同步进行数据收集和分析,实现先进的工艺实时控制,提高晶片成品率和半导体设备生产效率。

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InnoLas
InnoLas GmbH公司的ILS 500S激光微加工系统将双激光微加工系统整合成单激光微加工系统。它具有花岗岩结构基座,高功率Q开关固态UV激光(355nm)和193nm、248nm脉冲激光准分子激光器。气载工作台可以处理150mm以下晶片,移动速度为500 mm/sec,此外还有四个CCD照相机与图像处理和显示系统相连接,提供高分辨率自动对准功能。
该设备还装备了终点探测系统,通过工艺过程中激光诱发等离子体的光谱分析控制激光钻孔深度,因此可以通过晶片钻孔探测到晶片背面的薄层和涂层结构,而不需要穿钻透这些涂层。

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Lam Research
Lam Research Corp.公司的2300 Exelan电介质蚀刻系统适用于200mm和300mm晶片上的电介质蚀刻,该技术能满足从180nm到130nm以下工艺的各种要求。Exelan系统中,反应活性等离子体被半导体级材料限制在晶片上方很小的体积范围内,从而在体积较大的工艺反应器内部形成了一个超净反应器。等离子体中产生的离子、电子和反应活性中性粒子通过物理手段被限制在很小的范围内,同时蚀刻反应产生的副产物和没有反应的气体可以从内部反应器中被排除出去。蚀刻过程中生成的保护性聚合物也被限制在内部反应器中,但是可以在后续工艺步骤之间通过合适的“去除等离子体”清理掉。等离子体的小体积有限空间使反应活性粒子自由时间变得非常短。
应用范围包括氧化物和低k双嵌入式结构的蚀刻,同时具有原位光刻胶和后段(BEOL)停止层去除能力;此外还包括高纵宽比接触孔、自对准接触孔、栅极和浅沟道隔离掩模层蚀刻、侧间隙壁(spacer)和保护层(passivation)蚀刻等。该系统还可于一些特殊工艺,例如双嵌入式结构中的光刻胶回蚀、干法形成双层光刻胶掩膜版等。

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Honeywell Electronic Materials
Equal Channel Angular Extrusion (ECAE) 溅镀靶是Honeywell公司的独特技术,适用于铝铜溅镀,能显著提高溅镀金属的性能。ECAE溅镀产品具有超细金属颗粒(比传统技术小10~100倍)、非常均匀的微观结构、很高的机械强度,而且可以控制其微观结构。ECAE技术赋予溅镀工艺出色的性能表现,例如电弧放电低、溅镀靶使用寿命长、可进行高能溅镀等,形成的金属膜结构均一、金属颗粒很小。
ECAE技术适用于微通孔填充和金属薄膜沉积,已经过许多常规铝溅镀技术的验证。由于能形成超细金属颗粒,因此ECAE可以使微通孔铝填充技术延伸至180nm以下工艺。

www.honeywell.com
LEO Electron Microscopy
LEO Electron Microscopy公司的LEO 1540XB CrossBeam系统是超高分辨率场发射SEM和聚焦离子束(FIB)系统的组合,用于半导体失效分析或研发时样品截面的制备以及在晶片上预先选定的位置制备TEM样品。所得截面用于分析复杂器件中的多层3D结构、确定缺陷起源层并进行量测;TEM样品则可以进行纳米水平的结构分析。
该系统具有FIB操作过程中实时显示SEM影像的独特功能。选装件包括多通道气体注入系统、质谱分析仪、专用气压过渡舱(airlocks),EBSP,EDS,WDS和其它分析探测器。其主要优势包括全电压范围内的超高分辨率SEM、FIB同时显示SEM影像、电子束和离子束互相整合以及充分开发的应用软件。

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MKS Instruments
MKS Instruments Inc.公司的PICO真空氦气泄漏探测器是基于小型质谱仪的气体泄漏侦测仪器,选装件包括吸取探头和充电前可持续三小时不间断工作的电池。该气体泄漏探测器适用于蚀刻、CVD、PVD、离子注入和其它工艺中的半导体设备。通常,为了保证质量和产量,尽量缩短故障停机时间,每个半导体厂需要配备10~20台气体泄漏探测器。
该探测器采用了先进的质谱和真空技术,很容易携带,不需要体积庞大的推车。探测器很轻(17 磅),可真正实现便携移动。它具有以下特点:最小可探测气体泄漏速率为10-10 atm cc/sec,涡轮真空泵和质谱仪具有自保护功能,可显示泄漏速率历史记录,响应和清除时间很快,可移动手持式显示器以及具有组合真空系统(涡轮/旋转真空泵)。

www.mksinst.com
Nikon Precision
Nikon Precision Inc.公司的Model NPS3301 CMP设备是用于标准沉积工艺形成的铜、Ta/TaN和低k电介质薄膜表面的抛光系统。它可以用于65nm器件多层内连接结构中易碎超低k电介质的研磨。为了做到这一点,该设备采用了特殊的抛光结构,压力比目前的工业标准小一个数量级,达到了65nm工艺性能的要求。该设备的主要特点有:超低抛光压力(0.05 psi)、高生产速度、抛光均匀性和平整性好,能满足65nm工艺的要求、可使用现有耗材、降低了研磨浆(slurry)的浪费、占地面积缩小了10%。

www.nikonprecision.com
Swagelok
Swagelok Co.公司的DRP系列超高纯度含氟聚合物放射状隔膜阀满足了可靠性、高性能和高纯度的要求。其设计适用于各种应用领域,包括受流速、流程、压降、防酸渗透能力以及隔膜寿命影响的CMP研磨浆、酸、化学品和超高纯度去离子水传送系统。标准产品和客户定做产品的规格都遵循严格的标准,确保颗粒和金属污染保持在ppt水平,不需要化学清洗。腐蚀性化学品渗透和隔膜阀弯曲疲劳现象由于Dupont Teflon PTFE材料的使用得到了缓解,含氟聚合物元素分析则优化了循环时间和抗疲劳程度。该阀采用计算机流体动力学模型分析,为CMP研磨浆的配送设计了最佳阀体和隔膜流程几何形状。敞开式专利结构能够进行失重排放,确保没有滞流区域,防止产生污染。

www.swagelok.com
Nova Measuring Instruments
Nova Measuring Instruments Ltd. 公司的NovaScan 2020Cu 和NovaScan 3030Cu是分别适用于200mm和300mm电介质、铜CMP厚度量测的技术平台。该系统是整合量测设备,安装于铜CMP设备内部,可以对铜CMP工艺过程进行精密的监控,减少了传统独立量测设备的使用,用于量测腐蚀程度的Profiler、用于检查残留物的缺陷检查设备以及用于量测剩余氧化物厚度的量测机台。它能够通过非接触、非插入式光学量测技术对铜和阻障层金属残留物以及铜导线阵列的腐蚀程度进行检查量测。由于该系统被整合在CMP抛光设备内部,因此能对晶片进行100%的抽样检查和量测,防止出现报废或异常情况,检测耗材使用情况,提高抛光工艺控制水平,最终达到改善CMP工艺的目的。

www.nova.co.il
Ziptronix
Ziptronix公司的温度补偿压电衬底是低成本压电材料例如锂钽铁矿、铌酸锂和低热膨胀系数材料,例如玻璃、石英的结合。衬底粘接工艺在标准设备中完成,室温、常压,不需要粘合剂。因此,不管是晶片之间还是芯片和晶片之间都没有残余应力、材料断层问题,也不含任何有毒废物。粘接后形成单一、均匀的材料,其强度甚至超过了粘接之前本体材料的断裂强度。
在这种衬底上制造的表面声波过滤器中心频率偏移小于10ppm,介入损耗更小,噪音过滤能力更强,适用于通信等应用领域。这是因为压电材料具有将电信号转换成声波的独特能力,声波可沿表面或通过本体进行传播。反之,通过这种材料也可以将声波转换成电信号。

www.ziptronix.com
MEMS工艺
一个欧洲生产组织投放了两个额外的为了MEMS设计和生产的原型组件和多目标圆片(MPW)项目。原型组件提供了一个灵活的,低风险和低消耗的方法来定型微系统解决方案。金属原型组件(MPK)是基于允许集成MEMS器件和信号处理电子学的CMOS电子学和单片集成电路上的表面微机械工艺,深原型组件(DPK)是基于允许深、高质量或高长宽比,用SOI深干法刻蚀微机械来制造结构的工艺。尽管这些工艺现在只被用于更宽泛的设计领域,但它们已经被接受了广泛的测试,并在独立和完整的方案中使用了多年,比如惰性和超声波传感器中。

INTEGRAM/QinetiQ
www.qinetiq.com.
观测系统软件
GTI-1000是一个图象处理程序,它能允许X射线观测系统使用者方便,快速和经济地捕捉,放大,传输和储存图象。软件支持BGA 元件和组装板的质量保证监测。在生产或实验环境中,它允许实时和停顿观察。平均帧可以从2到32帧之间选择,带手动和自动对比度调整。增强的假彩色图象支持简单的特定成分或缺陷鉴别。

Glenbrook Technologies Inc. www.glenbrooktech.com
圆片包装带
DT204 硅圆片的包装带。其包括了一个可扩展的覆盖一层紫外敏感粘合剂的聚烯烃带基薄膜。此薄膜是没有氯化物和无色的,可以进行简单的检查。它不需要很多力来伸长,并且有很好的记忆,在膨胀后很容易回复到其原来的状态。增塑剂里面包括软的能同时使薄膜和粘合剂的化学成分在里面移动的聚乙烯基层,这能改变磁带的性质。当在抛光的硅圆片上测试时,磁带的初始的结合力为750g,25mm 宽度。暴露在合适等级的紫外光下,这个结合力会下降到20g。

NEPTCO
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