02 April 2021

住友电气工业株式会社（总部：大阪市中央区，社长：井上 治，以下简称为本公司）于2021年1月，开发出用于半导体制造工艺中前段制程（在硅晶圆上形成电路的工序）的高精度温度分布控制系统SumiTune™。本系统由加热器和功率控制器构成。本系统的开发，有效地克服枚叶式薄膜沉积设备中存在的技术课题，使得薄膜沉积过程中晶圆表面温度分布高度均匀成为可能，从而显现枚叶式半导体薄膜沉积设备的特色，实现了成膜的高速处理及高品质的统一。

半导体广泛应用于从电器产品到社会基础设施的各个领域，近年来，还在下一代通信标准5G、利用人工智能(AI)实现的自动驾驶技术、数据中心的大容量存储器等领域中得以使用。为了提高半导体性能，全球主要半导体厂商之间展开着电路布线的"微型化技术"和"多层化"的开发竞争。为满足这些尖端元器件的需求，对于晶圆上成膜的薄膜沉积制程而言，可将晶圆表面加热到各种温度带的加热器的开发势在必行。

用于生成高纯度薄膜的加热CVD*¹半导体薄膜沉积设备大致分为批处理式和单片枚叶式两种。批处理式可以同时处理25～100片左右的晶圆，并获得非常均匀的膜厚，枚叶式则可以高速处理每一片晶圆，生产效率较高。
各半导体元器件设备厂商按照批处理式和枚叶式各自的特点，分别将其用于不同的工序。但是从目前的性能表现看，因批处理式在温度均匀性方面占有优势，在需要高精度的工艺中枚叶式的应用就受到了限制。
但是，随着近年的半导体工艺日趋复杂，可以进行高速处理的枚叶式开始受到了重视。而且随着对枚叶式设备的高质量薄膜沉积的要求不断提高，如何提高薄膜沉积过程中晶圆表面温度分布的均匀性就成为了重要课题。

传统的用于加热晶圆的枚叶式加热器，划分成同心圆状区域进行温度控制，但无法应对由于设备腔内各种环境因素造成的圆周方向上的微小温度分布差异，并已达到了极限。
为超越这个极限，这次我们开发了高精度温度分布控制系统SumiTune™。

SumiTune™由分为6个区域的加热器（SumiTune™ Heater）以及能够对这6个区域进行高效且高精度的功率控制的控制器（SumiTune™ Controller）构成，具有下列特点。

●SumiTune™的特点

（1）可以进行多种温度分布控制
    可以达到晶圆整个表面的温度分布±0.5℃级别（500℃时）的均匀性。由于其可以实现多样的温度分布，1台设备就可以支持多种对温度敏感的薄膜沉积工序。

（2）通过对各区域进行1瓦特级别的功率调节，实现薄膜沉积分布的微调
    SumiTune™实现了传统加热器无法做到的1瓦特级别的各区域功率调节，从而能够对由设备和晶圆的非对称要素造成的不均匀薄膜沉积分布进行微调。

（3）缩短开发时间并降低开发费用
    SumiTune™可以在各种环境下进行性能优化，因此可以大大缩短开发时间，减少使用晶圆进行测试&错误评估的次数，有助于降低客户的开发成本。  

利用上述SumiTune™的特点，可以实现与腔室环境匹配的高度均匀的加热处理，兼顾了传统批处理式热处理设备无法获得的生产效率和薄膜沉积膜厚均匀性，从而使得电路布线的微型化和多层化需求得到满足。
已有多家半导体制造设备厂商和半导体元器件厂商开始进行在量产产品上的应用评估。

本公司将依靠有特色的材料和工艺以及热模拟技术，继续致力于开发高附加值的产品，努力提出最佳解决方案，为下一代半导体技术做出贡献。

*1 化学气相沉积(CVD: Chemical Vapor Deposition)