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日本半導(dǎo)體禁令,限制了啥?

2023-04-04
作者: mynavi
來(lái)源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 日本 半導(dǎo)體 禁令

  日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省(以下簡(jiǎn)稱為:“經(jīng)產(chǎn)省”)于3月31日提出了計(jì)劃“新增23類禁止出口的尖端半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備”的政令,并計(jì)劃在今年五月修改政令、7月份正式實(shí)施。如今正處于收集公眾意見(jiàn)(Public Comment)的階段。

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  當(dāng)日本企業(yè)向不屬于“一般許可(General License)”對(duì)象范圍的同盟國(guó)、友好國(guó)家的地區(qū)和國(guó)家出口相關(guān)半導(dǎo)體設(shè)備時(shí),需要單獨(dú)申請(qǐng)、獲得政府的許可。在當(dāng)日的記者招待會(huì)上,經(jīng)產(chǎn)省西村大臣明確表示:“這不是一項(xiàng)針對(duì)某個(gè)國(guó)家的政令”、“這不是緊跟美國(guó)步伐的政令”、“并不是完全禁止出口,在調(diào)查了出口對(duì)象明確沒(méi)有軍事用途的可能性后,也可以予以出口許可”。但西村大臣的發(fā)言明顯沒(méi)有得到相關(guān)人員的認(rèn)可。據(jù)日本經(jīng)產(chǎn)省表示,日本東京電子株式會(huì)社、尼康株式會(huì)社、SCREEN株式會(huì)社、Lasertec株式會(huì)社等十家尖端半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備廠家、檢測(cè)設(shè)備廠家會(huì)成為此次政令影響的對(duì)象,“對(duì)日本半導(dǎo)體設(shè)備廠家的影響很輕微”(經(jīng)產(chǎn)?。H障蹈靼雽?dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備廠家已經(jīng)開(kāi)始詳細(xì)調(diào)查本公司哪些設(shè)備屬于限制范圍、以及對(duì)業(yè)績(jī)的影響程度如何。

  但是,有聲音指出日本產(chǎn)經(jīng)省的法律文書(shū)難以理解,該文書(shū)雖然涵蓋了詳細(xì)的相關(guān)技術(shù)的細(xì)節(jié),但文書(shū)晦澀難懂,此外,還涵蓋了一些非尖端技術(shù)相關(guān)的內(nèi)容。

  于是,筆者按照半導(dǎo)體的制程,對(duì)23個(gè)品種(實(shí)際上是30類,不僅包含設(shè)備,還包含半導(dǎo)體制程中的護(hù)膜(Pellicle)類)進(jìn)行了分類。本文筆者的記錄順序不同于日本經(jīng)產(chǎn)省的記錄順序。

  熱處理相關(guān)(1類)

  在0.01Pa以下的真空狀態(tài)下,對(duì)銅(Cu)、鈷(Co)、鎢(W)(任何一種元素)進(jìn)行回流(Reflow)的“退火設(shè)備(Anneal)”。

  檢測(cè)設(shè)備(1類)

  EUV曝光方向的光掩膜版(Mask Blanks)的檢測(cè)設(shè)備、或者“帶有線路的掩膜”的檢測(cè)設(shè)備。

  曝光相關(guān)(4類)

  1.用于EUV曝光的護(hù)膜(Pellicle)。

  2.用于EUV曝光的護(hù)膜(Pellicle)的生產(chǎn)設(shè)備。

  3.用于EUV曝光的光刻膠涂覆、顯影設(shè)備(Coater Developer)。

  4.用于處理晶圓的步進(jìn)重復(fù)式、步進(jìn)掃描式光刻機(jī)設(shè)備(光源波長(zhǎng)為193納米以上、且光源波長(zhǎng)乘以0.25再除以數(shù)值孔徑得到的數(shù)值為45及以下)。(按照筆者的計(jì)算,尼康的ArF液浸式曝光設(shè)備屬于此次管控范圍,干蝕ArF以前的曝光設(shè)備不在此范圍。)

  干法清洗設(shè)備、濕法清洗設(shè)備(3類)

  1.在0.01Pa以下的真空狀態(tài)下,除去高分子殘?jiān)?、氧化銅膜,形成銅膜的設(shè)備。

  2.在除去晶圓表面氧化膜的前道處理工序中所使用的、用于干法蝕刻(Dry Etch)的多反應(yīng)腔(Multi-chamber)設(shè)備。

  3.單片式濕法清洗設(shè)備(在晶圓表面性質(zhì)改變后,進(jìn)行干燥)。

  蝕刻(3類)

  1.屬于向性蝕刻 (Isotropic Etching)設(shè)備,且硅鍺(SiGe)和硅(Si)的選擇比為100以上的設(shè)備;屬于異向性(Anisotropic Etching)刻蝕設(shè)備,且含高頻脈沖輸出電源,以及含有切換時(shí)間不足300m秒的高速切換閥和靜電吸盤(pán)(Chuck)的設(shè)備。

  2.濕法蝕刻設(shè)備,且硅鍺(SiGe)和硅(Si)的蝕刻選擇比為100以上。

  3.為異向性蝕刻設(shè)備,且蝕刻介電材料的蝕刻尺寸而言,蝕刻深度與蝕刻寬度的比率大于30倍、而且蝕刻幅寬度低于100納米。含有高速脈沖輸出電源、切換時(shí)間不足300m秒的高速切換閥的設(shè)備。

  成膜設(shè)備(11類)

  1.如下所示的各類成膜設(shè)備。*利用電鍍形成鈷(Co)膜的設(shè)備。

  利用電鍍形成鈷(Co)膜的設(shè)備。

  利用自下而上(Bottom-up)成膜技術(shù),填充鈷(Co)或者鎢(W)時(shí),填充的金屬的空隙、或者接縫的最大尺寸為3納米以下的CVD設(shè)備。

  在同一個(gè)腔體(Chamber)內(nèi)進(jìn)行多道工序,形成金屬接觸層(膜)的設(shè)備、氫(或者含氫、氮、氨混合物)等離子設(shè)備、在維持晶圓溫度為100度一一500度的同時(shí)、利用有機(jī)化合物形成鎢(W)膜的設(shè)備。

  可保持氣壓為0.01Pa以下真空狀態(tài)(或者惰性環(huán)境)的、含多個(gè)腔體的、可處理多個(gè)工序的成膜設(shè)備,以及下面的所有工序中所使用的金屬接觸層成膜設(shè)備:(1)在維持晶圓溫度為20度一一500度的同時(shí),利用有機(jī)金屬化合物,形成氮化鈦層膜或者碳化鎢層膜的工藝。(2)在保持晶圓溫度低于500度的同時(shí),在壓力為0.1333Pa一一13.33Pa的范圍內(nèi),利用濺射工藝,形成鈷(Co)層膜的工藝。(3)在維持晶圓溫度為20度一一500度的同時(shí),在壓力為133.3Pa一一13.33kPa的范圍內(nèi),利用有機(jī)金屬化合物,形成鈷(Co)層膜的工藝。

  利用以下所有工藝形成銅線路的設(shè)備。(1)在保持晶圓溫度為20度一一500度的同時(shí),在壓力為133.3Pa一一13.33kPa的范圍內(nèi),利用有機(jī)金屬化合物,形成鈷(Co)層膜、或者釕(Ru)層膜的工藝。(2)在保持晶圓溫度低于500度的同時(shí),在壓力為0.1333Pa一一13.33Pa的范圍內(nèi),利用PVD技術(shù),形成銅(Cu)層膜的工藝。

  利用金屬有機(jī)化合物,有選擇性地形成阻障層(Barrier)或者Liner的ALD設(shè)備。

  在保持晶圓溫度低于500度的同時(shí),為了使絕緣膜和絕緣膜之間不產(chǎn)生空隙(空隙的寬度和深度比超過(guò)五倍,且空隙寬度為40納米以下),而填充鎢(W)或者鈷(Co)的ALD設(shè)備。

  2.在壓力為0.01Pa以下的真空狀態(tài)下(或者惰性環(huán)境下),不采用阻障層(Barrier),有選擇性地生長(zhǎng)鎢(W)或者鉬(Mo)的成膜設(shè)備。

  3.在保持晶圓溫度為20度一一500度的同時(shí),利用有機(jī)金屬化合物,形成釕(Ru)膜的設(shè)備。

  4.“空間原子層沉積設(shè)備(僅限于支持與旋轉(zhuǎn)軸晶圓的設(shè)備)”,以下皆屬于限制范圍。(1)利用等離子,形成原子層膜。(2)帶等離子源。(3)具有將等離子體封閉在等離子照射區(qū)域的“等離子屏蔽體(Plasma Shield)”或相關(guān)技術(shù)手法。

  5.可在400度一一650度溫度下成膜的設(shè)備,或者利用其他空間(與晶圓不在同一空間)內(nèi)產(chǎn)生的自由基(Radical)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),從而形成薄膜的設(shè)備,以下所有可形成硅(Si)或碳(C)膜的設(shè)備屬于限制出口范圍:(1)相對(duì)介電常數(shù)(Relative Permittivity)低于5.3。(2)對(duì)水平方向孔徑部分尺寸不滿70納米的線路而言,其與線路深度的比超過(guò)五倍。(3)線路的線距(Pitch)為100納米以下。

  6.利用離子束(Ion Beam)蒸鍍或者物理氣相生長(zhǎng)法(PVD)工藝,形成多層反射膜(用于極紫外集成電路制造設(shè)備的掩膜)的設(shè)備。

  7.用于硅(Si)或者硅鍺(SiGe)(包括添加了碳的材料)外延生長(zhǎng)的以下所有設(shè)備屬于管控范圍。(1)擁有多個(gè)腔體,在多個(gè)工序之間,可以保持0.01Pa以下的真空狀態(tài)(或者在水和氧的分壓低于0.01Pa的惰性環(huán)境)的設(shè)備。(2)用于半導(dǎo)體前段制程,帶有為凈化晶圓表面而設(shè)計(jì)的腔體的設(shè)備。(3)外延生長(zhǎng)的工作溫度在685度以下的設(shè)備。

  8.可利用等離子技術(shù),形成厚度超過(guò)100納米、而且應(yīng)力低于450MPa的碳硬掩膜(Carbon Hard Mask)的設(shè)備。

  9.可利用原子層沉積法或者化學(xué)氣相法,形成鎢(W)膜(僅限每立方厘米內(nèi)氟原子數(shù)量低于1019個(gè))的設(shè)備。

  10.為了不在金屬線路之間(僅限寬度不足25納米、且深度大于50納米)產(chǎn)生間隙,利用等離子形成相對(duì)介電常數(shù)(Relative Permittivity)低于3.3的低介電層膜的等離子體成膜設(shè)備。

  11.在0.01Pa以下的真空狀態(tài)下工作的退火設(shè)備,通過(guò)再回流(Reflow)銅(Cu)、鈷(Co)、鎢(W),使銅線路的空隙、接縫最小化,或者使其消失。

  寫(xiě)在最后

  據(jù)日經(jīng)報(bào)道,針對(duì)這個(gè)公告,日本一家大型半導(dǎo)體制造設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的相關(guān)負(fù)責(zé)人感到困惑,他表示:“我們做出了各種各樣的設(shè)想,但比預(yù)想的更難理解”。生產(chǎn)超微細(xì)加工使用的“EUV曝光”相關(guān)檢測(cè)設(shè)備的Lasertec指出,“如何操作還存在不明朗的部分”,“將從相關(guān)省廳和業(yè)界團(tuán)體等收集信息,采取應(yīng)對(duì)措施”。

  英國(guó)調(diào)查公司Omdia的南川明指出:“各企業(yè)的模式不同,詳查設(shè)備是否用于尖端產(chǎn)品是一項(xiàng)非常繁雜的工作”,并表示“日本廠商有可能會(huì)根據(jù)自己的判斷停止業(yè)務(wù)”。

  考慮到日本在設(shè)備領(lǐng)域的影響力,這個(gè)限制帶來(lái)的影響值得我們高度重視。

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