内存铜导线取代铝导线成趋势 冲击市场

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    [百能报道] 2006年底，美光(Micron)成为首家采用铜取代铝导线生产商用DRAM的厂商，一年之后日商尔必达(Elpida)也跟进；之后，以三星电子(SAMSUNG Electronics)为首的所有内存供货商，都大笔投资将晶圆厂设备升级至铜制程。此趋势影响了2010年度的铜沉积设备与材料的销售数量，也对传统铝制程设备的销售造成冲击。市场预计，内存转向铜制程的趋势，将在2011年对几乎所有的半导体设备类别市场产生影响。

    内存组件转向采用铜导线(copper interconnect)的趋势在2009年达到高峰，因此尽管当年整体半导体设备产业销售业绩衰退达40%以上，其中与铜导线直接相关的设备业绩却仅衰退8.7%。

    传统铝导线制程所使用的设备，是在上述趋势中受到最明显冲击的部份；例如用以沉积未掺杂硅玻璃(USG)与已掺杂硅玻璃(包括磷化与氟化硅玻璃，PSG/FSG)薄膜的高密度电浆化学气相沉积(HDPCVD)设备，在2009年的整体营收就减少72%之多；另外金属蚀刻(Metal-etch)设备营收的衰退幅度也差不多。

    将铜整合到内存组件中，所遭遇的挑战与已经使用铜材料很久的逻辑组件完全不同；因为包括DRAM与闪存等应用广泛的组件，都有高长宽比(aspect ratios)、小关键尺寸(critical dimensions)，以及高敏感度线阻(high sensitivity to line resistance)的特性。

    物理气相沉积(PVD)设备市场的成长，对铜金属阻障(copper barrier metal)层的沉积影响不小──通常是Ta/TaN或TiN迭层；然而，这种技术的转移对内存来说却是挑战重重。

    当制程不断微缩，较薄的金属阻障层需要在镶嵌结构(damascene structure)使用最大量的铜，并维持有效的阻抗。超薄的金属阻障层则须完成阶梯式覆盖率(step coverage)、密度以及高长宽比的沟槽/孔洞形态最佳化。

    “内存产业转向采用铜制程，对化学机械研磨液与研磨垫业务也产生严重冲击；”百能市场分析师表示：“最终这样的趋势将会维持平缓稳定，而铜制程所使用的消耗品业绩，也将重新贡献整体化学机械研磨与半导体设备市场。”

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