Chips von großen Scheiben

In Sachen 300-mm-Wafer sind Infineon und Motorola anderen Chipherstellern um Monate voraus. Die VDI nachrichten sprachen mit Peter Kücher, dem Chef des Joint-Venture Semiconductor300

VDI nachrichten: Bei der Aufnahme des Projekts vor zwei Jahren versprachen sich Infineon und Motorola eine Kostensenkung zwischen 20 % und 40 % durch Übergang auf die 300-mm-Scheiben. Der Mehrnutzen auf Grund der Scheibengröße (verglichen mit 200 mm) ist rechnerisch ca. 250 %, die Produktionskosten sollen sich aber dem Vernehmen nach verdoppeln. Da bleibt noch eine Lücke.
Kücher: Mission von Semiconductor300 ist es, die Voraussetzungen für einen Durchbruch in der Fertigung von Halbleiterbausteinen zu erarbeiten. Schwerpunkt ist dabei, die Effektivität der Produktion zu steigern: durch neue Transportkonzepte, verbesserte Logistik und zuverlässige Fertigungsanlagen die sich für mehrere Technologiegenerationen einsetzen lassen. Die wesentlichen Ziele sind erreicht. Dies rechtfertigt die Erwartung, dass die Kosten pro Chip um ca. 30 % niedriger sein werden. Nur dies ist der Grund dafür, trotz der hohen Kosten die Entwicklung der Fertigungstechnologie auf einem neuen Waferdurchmesser voranzutreiben.
VDI nachrichten: Knapp 500 Mio. DM sollten in das Entwicklungsprojekt investiert werden und die reinen FuE-Kosten während der Projektlaufzeit wurden auf über eine Mrd. DM geschätzt. Haben Sie ihren Kostenrahmen halten können?
Kücher: Wir liegen bisher im Kostenrahmen. Dies war auch durch die frühzeitige und enge Kooperation mit Equipment- und Materialherstellern, vor allem im Rahmen der geförderten Entwicklungsprojekte möglich, um so auf beiden Seiten eine Konzentration auf die wesentlichen Entwicklungsergebnisse sicher zustellen.
VDI nachrichten: Was wurde Ihnen von der sächsischen Staatsregierung, was vom Bund an finanzieller Förderung gewährt?
Kücher: Für die Entwicklungsaktivitäten im Rahmen eines BMBF Projekts werden wir zusammen mit 18 weiteren Partnern nach erfolgreichem Abschluss ca. 187 Mio. DM erhalten. Vom Staat Sachsen erhalten wir die für Investitionen in den neuen Bundesländern die üblichen Zuschüsse und Zulagen. Sie sehen, ein wesentlicher Teil der Kosten ist daher von den Partnern aufzubringen.
VDI nachrichten: Sowohl Motorola als auch Infineon sind Mitglieder des „I300I-Konsortiums“ jetzt Teil eines Projekts bei „International SEMATECH“ in Austin, Texas. Auch dieses Konsortium beschäftigt sich mit der Entwicklung der 300-mm-Technologie: Warum also haben dann Infineon und Motorola diesen kostspieligen Alleingang gemacht? War die Mitgliedschaft in dem SEMATECH-Projekt ein Anstoß von Motorola, die sich ja in Austin bereits vor geraumer Zeit beschwert hatten, dass für Motorola wichtige Projekte dort nicht aufgegriffen würden?
Kücher: In I300I bzw. International SEMATECH wurden wesentliche Voraussetzungen geleistet. Dazu gehört die Evaluierung von Anlagen, deren Test sowie vor allen das Vorantreiben von internationalen Standards mit anderen Institutionen wie J300 in Japan oder SEMI. Bei Semiconductor300 gehen wir einen deutlichen Schritt weiter. Wir „testen“ die Anlagen mit einem Fertigungsprozess wie er vergleichbar auch in der Infineon 200-mm-Hochvolumenfertigung in Dresden läuft. Dies erlaubt uns einen direkten Vergleich um Unterschiede in der Ausbeute entweder auf Prozess- oder Anlagenprobleme zurückführen und dann lösen zu können. Im Gegensatz zu SEMATECH stellen wir daher auch Produkte in einem Volumen her, das es erlaubt eine Bewertung der Reife der Fertigungstechnologie durchzuführen. So haben wir im September des Jahres 1999 das weltweit erste Produkt auf 300-mm-Wafern, nämlich ein 64-Mb-DRAM, an Kunden von Infineon ausgeliefert. Soweit mir bekannt, ist dies immer noch das erste Produkt von 300-mm-Wafer – diese Tatsache beschreibt recht gut unseren Vorsprung.
VDI nachrichten: Wie groß denn mittlerweile die Ausbeute („Yield“) auf den 300-mm-Wafern? Haben sie auch schon Logikchips mit ähnlichem Erfolg auf dieser Pilotlinie machen können?
Kücher: Als „Vehikel“ zur Evaluierung der Prozesstechnologie wurde ein 0,24-µm-Speicherprozess von Infineon gewählt. Es war und ist daher nicht Ziel des Joint Ventures, eine Logik-Prozesstechnologie für 300-mm-Wafer zu entwickeln. Zur Ausbeute kann ich sagen, dass wir heute bereits mehr funktionsfähige, qualifizierte Chips erhalten, als theoretisch von 200-mm-Wafern. Für „goldene Wafer“ (Wafer mit der höchsten bis dato erreichten Ausbeute) liegt diese dann auch schon über 60 %.
VDI nachrichten: Wenn Sie Speicherchips aus der konventionellen 200-mm-Fertigung mit denen aus der 300-mm-Pilotproduktion vergleichen: Gibt es da Unterschiede, soweit sie innerhalb der Spezifikation bleiben? Kann man „messen“ ob ein Chip aus der einen oder anderen Linie kommt?
Kücher: Unsere Kunden würden Unterschiede nicht akzeptieren – leider bezahlen sie auch keinen „Aufpreis“ für “ made from 300-mm-Wafer“. Das bedeutet, es gibt keine Unterschiede in der Qualität.
VDI nachrichten: Wie groß ist nach Ihrer Meinung der Vorsprung, den Sie vor Konkurrenten auf diesem Gebiet haben? Und was haben Sie möglicherweise besser gemacht als die anderen?
Kücher: Wir haben den Vorteil eine eindeutige Messlatte für die Reife der neuen Fertigungstechnologie zu haben: die Ausbeute sowie die Kosten pro Chip und dies in einer realen Pilotlinie. Unser Vorsprung dürfte bei ca. sechs bis neun Monaten gegenüber Wettbewerbern liegen. Wir kennen vor allem auch Risiken und Anforderungen für die nächsten Prozesstechnologien < 0,2 µm, vor allem im Hinblick auf die Waferqualität.
VDI nachrichten: Branchenkenner fragen sich, warum sich Motorola nicht an der geplanten neuen Fertigung beteiligt? Es macht doch kaum Sinn, sich die Entwicklungskosten zu teilen, wenn man dann nicht auch gemeinsamen Nutzen aus der Anwendung zieht.
Kücher: Die Entscheidung, für welche Produkte und wann sie die 300 mm Fertigungstechnologie einsetzen wollen liegt bei unseren Müttern. Diese Entscheidungen treffen Infineon und Motorola unabhängig voneinander. Und Infineon hat die Entscheidung ja bereits gefällt: Am 31. Mai hatten wir in Anwesenheit des Bundeskanzlers Dr. Gerhard Schröder Grundsteinlegung für die neue Fabrik. Die Anlagen der jetzigen Pilotlinien werden als Keimzelle der neuen Volumenfertigung dienen. Die ersten Chips aus dieser Fertigung werden gegen Ende des Jahres 2001 erwartet. KLAUS H. KNAPP
Grundsteinlegung bei Infineon: Bundeskanzler Gerhard Schröder mit einem 300-mm-Wafer aus der Dresdner Pilotlinie.
Peter Kücher, Geschäftsführer bei Semiconductor300: „Sechs bis neun Monate Vorsprung.“