2021年9月、ファウンドリの強力な利用により、プライムシリコンウェーハだけでなく、再生テストウェーハに対する需要が増加していると報告されました。台湾、日本、中国本土のサプライヤーは、300 mm以上の製造容量がオンラインになるにつれて、容量拡張について話し合ったり実施したりしていました。
この記事のすべての企業、容量、価格、拡張、および市場ステートメントは、2021年9月24日に発行されたレポートに限定されています。現在のサプライヤーのステータスについては説明していません。永続的な技術的教訓は、再生ウェーハは制御されたプロセス監視材料であり、通常の使用済み生産ウェーハではなく、プライムシリコンの自動代替品でもないということです。
再生ウェーハとは
半導体ファブは、販売可能なチップ以上のものにシリコンウェーハを使用しています。モニター、ダミー、認定、および機器テスト用ウェーハは、堆積、エッチング、インプラント、クリーニング、リソグラフィー、炉、および取り扱いプロセスのチェックに役立ちます。使用後、これらのウェーハの一部は、剥ぎ取られ、洗浄され、研磨され、検査され、別の許可された監視用途に戻されます。
「再生」という用語は、完成品ウェーハを新しい集積回路にリサイクルすることと混同しないでください。再生は通常、製造装置の監視または調整に使用される非製品ウェーハに適用されます。ファブは、どのプロセスステップがどの再生グレードを使用できるかを定義します。
ファブが再生テストウェーハを使用する理由
プライムウェーハは、要求の厳しい表面、結晶、平坦度、粒子、および汚染仕様に合わせて製造されています。すべての機器チェックに主要な資料を使用すると、費用がかかり、リソースを大量に消費する可能性があります。認定された再生ウェーハは、プライムウェーハの性能を必要としないアプリケーションでのコストと材料の消費を削減できます。
Reclaimはプロセス容量もサポートします。ツールが認定され、保守され、チェックされるため、大きなファブは多くのモニタリングウェーハを消費する可能性があります。ファウンドリの出力が拡大すると、ツールと監視サイクルの数が増加し、回収需要が高くなる可能性があります。その関係は2021年の市場議論の中心でした。
代表的な回収プロセス
- 着信分類: 直径、厚さ、事前のプロセス、フィルム、損傷、汚染リスク、および顧客の制限を特定します。
- フィルムの取り外し: ウェーハおよび汚染制御に適合する化学または機械的プロセスを使用して、堆積した材料をストリップします。
- クリーニング: 許容できない表面損傷を発生させることなく、残留物、粒子、および金属を除去します。
- 研磨: 素材の除去、エッジの形状、平坦さ、弓、反りを制御しながら、滑らかな表面を復元します。
- 最終的なクリーンとドライ: 検査と管理された包装のために表面を準備します。
- 計測とグレーディング: 厚さ、総厚さの変化、粒子、表面欠陥、平坦度、およびその他の合意された特性を測定します。
- 追跡可能な包装: グレード、ロット、回収数、検査結果、および承認された申請書を保存します。
すべてのウェーハを再生できるわけではありません
深い引っかき傷、ひび、エッジチップ、過度の材料除去、ひどい反り、埋め込まれた汚染、または互換性のないフィルムは、ウェーハを不適切にする可能性があります。繰り返し再生サイクルは厚さを減らし、エッジジオメトリまたは機械的マージンを変更する可能性があります。顧客とサプライヤーには、拒否規則と最大の許可された回収履歴が必要です。
相互汚染は別のリスクです。特定の金属、ドーパント、またはプロセスにさらされたウェーハは、敏感なツールグループから禁止され得る。分離、専用機器、化学制御、および検証済みのクリーニングが不可欠です。きれいに見える表面は十分な証拠ではありません。
バイヤーが指定すべき品質指標
- 直径、厚さの範囲、総厚さの変化、弓、縦糸、およびエッジプロファイル。
- 定義されたサイズしきい値と検査方法によるパーティクルカウント。
- 表面粗さ、ヘイズ、スクラッチ、ピット、スリップ、およびその他の欠陥基準。
- ツールグループに関連する金属および有機汚染の制限。
- 抵抗率、導電率のタイプ、結晶配向、および必要に応じて裏側の状態。
- 許可された以前のフィルム、禁止された汚染クラス、および回収サイクル数。
- パッケージング、清潔さ、ロットトレーサビリティ、証明書、および変更通知。
仕様はユースケースに結び付けられるべきです。炉ダミー、フィルム厚モニター、機器ロボットチェック、およびリソグラフィテストでは、さまざまなグレードが必要になる場合があります。廃棄物コストを過剰に指定します。指定不足は、機器を汚染したり、プロセスデータを破損させたりする可能性があります。
2021年のキャパシティストーリー
情報筋は、台湾と日本のいくつかの再生ウェーハサプライヤーの間の高い利用率と拡張計画について説明しました。また、中国本土での初期の300 mm再生プロジェクトの増加も報告しました。容量の数値と予測される収益は前向きであり、現在の事実としてここでは繰り返されていません。
戦略的な議論は、地元の再生がロジスティクスを短縮し、供給を多様化し、成長する国内のファブをサポートする可能性があるというものでした。その利益は資格に依存します。新しい施設では、ウェーハが生産ツールグループに入る前に、安定した研磨、クリーニング、計測、汚染制御、トレーサビリティ、および顧客の監査が必要です。
回収サプライヤーの資格を得る方法
正確なfabアプリケーションと汚染クラスから始めます。入ってくる分離、フィルムストリッピング、化学、研磨、計測、クリーンルーム制御、機器のメンテナンス、パッケージング、およびデータの整合性を監査します。単一の通過サンプルではなく、プロセス機能を確認します。
対象となるモニタリングプロセスで資格ロットを実行し、承認されたベースラインと比較します。粒子、フィルムの均一性、ツールアラーム、取り扱い、破損、および下流の測定。再現性が示された後にのみ音量を上げます。
半導体機器は、安定した電力およびデータインターフェースにも依存します。一つの データ通信のためのI/Oコネクタの概要 機器チームが物理インターフェイスの質問を整理するのに役立ちますが、ファブの互換性には、正確な産業プロトコル、EMC、清潔さ、および安全性の検証が必要です。
サプライチェーン管理
購入者は、設備容量、適格容量、および利用可能容量を分離する必要があります。新しい研磨ラインが存在する可能性がありますが、それでも歩留まりを上げているか、顧客の承認を待っています。契約では、成績、予測、ロットの受け入れ、不適合対応、変更通知、事業継続性、および拒否された資料の所有権を定義する必要があります。
予測は、半導体の収益だけに依存するのではなく、ファブツールの数とモニターウェーハの消費に従うべきです。プロセスステップと許容される再生サイクル数の組み合わせにより、ウェーハの開始とは無関係に需要を変えることができます。
歴史的結論
2021年の再生ウェーハの不足は、明らかに二次材料が半導体製造をどのように制約できるかを示しました。ファウンドリが拡大し、需要の監視が増加するにつれて、再生能力、品質、および資格がより重要になりました。
実際のルールは、再生ウェーハを設計されたプロセス材料として扱うことです。許可されたアプリケーション、汚染境界、計測、再生履歴、およびサプライヤーの管理を定義します。ローカル容量は、高価なファブ機器にリスクを追加することなく、ウェーハが再現可能なモニタリング結果を生成する場合にのみ、レジリエンスを向上させることができます。
