8英寸硅外延片名义质地进步开云kaiyun.com

仇光寅 冯永平 孙健

（南京国盛电子有限公司）

选录：

名义质地是8英寸硅外延片的重要工夫绸缪，亦然影响下流芯片、器件制品率的遍及成分。本文通过开拓工艺纠正、强化现场6S处置、重心杰出模范化功课指令，抑制进步8英寸硅外延片名义质地，扩大产业化遵循，始创国内国际市集，以科技鼎新促进企业高质地发展，在保证国产芯片、器件供应链安全的同期也带动了产业链险峻游企业的产业整合与进步。

1 选题事理

1.1 国度集成电路发展战术的需要

跟着中好意思交易战的抑制升级，提高8寸硅外延片产物性量、保险国内半导体产业不受制于东谈主、收场民族半导体自主化可控一衣带水。

1.2 顾主需求牵引

市集情况紧迫要求8英寸硅外延片名义质地尽快进步。国盛公司设立了“8英寸硅外延片名义质地改善”跨部门专题小组。

2 问题景况及原因分析

从东谈主、机、料、法、环五个方面分析，接头各大器件厂对8英寸量产产物严禁原材料变更和工艺变更，通过提高原材料颗粒采购模范和加多气相化学抛光减少外延层颗粒的决策领先被排出，况且硅外延层名义颗粒更多的是由于操作不良外来引入的，因此重心排查外延开拓处置、现场6S处置以及操作员的模范化操作。

国盛公司分娩的8英寸硅外延片开拓型号有两种：LPE 3061机台和ASM 2000机台，由于两种型号机台有较大各异，针对两种机型分裂设立掂量小组，同期组织能源部、行政部针对洁净室环境进行改善。

2.1 LPE 3061机台8寸产物名义质地残障分析

LPE 3061机台8寸产物名义质地问题包括：机械类挫伤、工艺类残障以及复合类格外。

（1）机械性硬物与外延片名义不当战斗包括是影响LPE 3061机台8寸产物名义质地的原因之一，具体征象为：名义划伤、名义重压伤以及后头污印（见图1~图6）。

（2）外延孕育过程中温度弃世不当或是孕育速度弃世不当，容易酿成外延片名义产生滑移线、橘皮等可视残障（见图7~图10）。

（3）外延孕育前衬底混浊和外延孕育过程中温度、孕育速度弃世不当，容易酿成LPE 3061机台8寸外延片名义产生层错、角锥、外延片名义多晶、乳突等微不雅残障（见图12~图19）。

2.2 ASM 2000机台8寸产物名义质地残障分析

ASM 2000机台8寸产物名义质地残障主要有：名义颗粒残障、划伤残障、后头响应圈格外等（见图20~图23）。

分析影响ASM 2000机台8寸产物名义质地各项问题，颗粒主如若机台腔体内存在杂质，在孕育过程中，杂质吸附在片子名义，形成名义颗粒，包括气源中存在的杂质、东谈主工操作引入的杂质、机械零部件磨损产生的杂质、过滤器失效引入的杂质以及密封圈失效引入的杂质等；机械部下垂、机械手装置位置不正确、装顷刻发生跳片等酿成外延片划伤；装片位置以及响应腔温度不匹配是酿成后头格外的主要成分。

2.3 洁净室环境对8寸产物名义质地的影响分析

国盛公司洁净室依照ISO 14644-1洁净室相配相干弃世环境国际模范进行管控，各区域均有相应的温湿度及时监测和颗粒按时监测，洁净室环境得到较好保险。洁净室环境的质地径直影响到产物的环境，QC小组张开了全目的的专项审核，包括洁净服的洁净灵验性、开拓灰区的洁净度、洁净室酸碱度、种种片盒处置等，一一双洁净室环境中关于8寸产物名义质地易产生 影响的风险点进行盘货。

3 标准垄断对策制定

3.1 LPE 3061机台8寸产物名义质地问题纠正法度

（1）针对机械类挫伤，诞生开拓调试模范，提高开拓东谈主员机台调试智商，同期，通过改善机械手调度模范，修改吸盘尺寸等法度，获得了收效。

（2）针对工艺类名义格外，诞生工艺表率，同期也开发了多个新产物新工艺。

（3）针对复合类名义格外，加强供应商供货质地的处置、改善厂务条目等形式多管皆下。

（4）诞生开拓SPC处置系统，制定分娩过程弃世，开拓监控智商进步，极端是SPC系统的垄断，通过监控机台功率，灵验监控机台的温度，一朝功率格外，立即启动OCAP经过，大大裁减格出门现概率（见图24、图25）。

3.2 ASM 2000机台8寸产物名义质地问题改善对策

（1）加强备件处置，选拔性能清醒的产物，保证产物的可靠性。作念好机台端过滤器的更换处置，在保证质地的同期减小老本。

（2）购置并推论自动倒片机的使用，减少东谈主为操作影响，提高清醒性。

（3）日常爱戴模范化进步：针对名义质地问题进行掂量，诞生多个模范化神志，包括机械手位置诊疗模范化、基座水平诊疗模范化、温度弃世元器件模范化等。

（4）机械启动在线监测神志：在线监测和及时监控两个神志。

（5）SPC机台参数在线监控：通过 对机台各个系统参数进行在线监测，提高系统启动的清醒性，如图26所示，SPC监控包含了各个部分的温度、功率、尾气、基座转速等参数，通过对参数进行表率，提高了机台览动的清醒性。

3.3 洁净室环境对8寸产物名义质地影响的改善法度

（1）升级东谈主员超净鞋服处置：更换新款一时势超净服，加多鞋子的粘尘垫，将超净服清洗频次由每月一次提高为两周一次，并将超净服的清洗交给有禀赋的客户指定清洗厂家，加多洗后颗粒监控，从而优化环境颗粒。

（2）在开拓灰区加装FFU，将灰区提高为百级超净间。

（3）诞生环境铵根和B/P过滤及监控系统：在新风系统结尾加装铵根过滤器和B/P过滤器，并购置AMC测试开拓诞生环境中铵根含量及时监控系统，从而监控环境中的酸碱含量，减少产物名义酸雾发生的可能性。

（4）加多片盒清洗处置：购置片盒清洗机，对外延过程中使用的传递片盒进行清洗并测试颗粒，从而减少产物名义颗粒。

4 纠正收效

4.1 LPE 3061机台8寸产物名义质地改善遵循

通过LPE 3061机台8寸产物名义质地专题改善行径，8寸产物名义质地问题酿成的开拓查验频次大大减少，在产能大幅提高的同期，产物报废率大幅下跌（见图27、图28）。

4.2 ASM 2000机台8寸产物名义质地改善遵循

ASM 2000机台8寸产物名义质地改善效果昭着（见图29）。

4.3 洁净室环境改善效果

旧款超净服为分时势，拉链在正面；新款超净服为一时势，拉链在侧面。在风淋前加多粘尘垫，减少鞋底的颗粒及秽物（见图30、图31）。

开拓灰 区 加 装 F F U，使 灰 区 环 境 颗 粒 达 到class100（见图32、图33）。

加装铵根过滤器和B/P过滤器，诞生铵根含量监控系统（见图34、图35）。

加多片盒清洗机，加多片盒清洗前后颗粒 对比。提 供片盒清洗先后片盒中0.2 μ m颗粒数 对比（见表1）。

4.4 经济效益

通过8尺寸硅外延片名义质地纠正，公司进一步进步了8英寸外延片分娩智商，进步了大尺寸外延片分娩界限，广泛开拓国际市集，提高市集占有率，8尺寸硅外延片成为了国盛公司新的经济增长点，获得了浅近的经济效益。2014年至2018年，8寸硅外延片销量高出35万片，新增销售收入15,898万元，创汇7559万元。2019年，在国内/国际半导体市集略处于低潮的大环境下，国盛公司的8英寸硅外延片经济绸缪较2018年再攀升30%，下表2为积年8英寸外延片销售统计。

4.5 社会效益

针对8英寸外延片名义纠正所需要的专用制造开拓与备件、分娩洁净环境、检测开拓、垄断该外延片的器件制造工艺等重要工夫点抑制研发，连年来，国盛公司围绕8英寸硅外延片完成了9项发明专利（其中7项8英寸硅外延产物的发明专利）、3项实用新式专利，是国内仅有的领有8英寸硅外延片产物发明专利的厂家，通过工夫鼎新形成了具有民族自主学问产权的私有工夫。其中：

●《一种8 英寸肖特基管用硅 外延片的制造标准》荣获了中国电子科技集团有限公司2018年科学工夫优秀奖；

●《电磁感应加热外延炉的双面基座结构》荣获了南京市2019年优秀专利奖；

●“8英寸1200V IGBT用硅外延片”荣获第十三届（2018年度）中国半导体鼎新产物和工夫奖；

● 笔据8英寸硅外延片名义纠正的工夫训戒，国盛公司主导编写的GB/T 39145-2020《硅片名义金属元素含量的测定 电感耦合等离子体质谱法》，荣获了2019年度宇宙半导体开拓和材料模范化工夫委员会工夫模范优秀奖二等奖；参与编写的GB/T 19921-2018《硅抛光片名义颗粒测试标准》，荣获了2018年度宇宙半导体开拓和材料模范化工夫委员会工夫模范优秀奖一等奖。

5 总 结

工夫鼎新与处置鼎新的质地进步，促进了国盛公司高质地发展，国内名次前三的华润微电子公司2018年授予国盛公司“最好质地供应商”名称。

国盛公司8英寸硅外延片的质地进步，赶快成为国盛公司新的经济增长点，为国盛公司向高端半导体材料扩展奠定了工夫与处置基础，国盛公司已纠合6年荣获“中国半导体材料十强企业”名称。

国盛公司8英寸硅外延片的质地进步，也促进国内大尺寸半导体硅外延材料的产业化垄断推论，轻松了国外工夫壁垒，填补了我国在集成电路材料产业链中的空缺，极地面促进了半导体原材料的国产化发展开云kaiyun.com，完成了我国半导体支捏基础材料产业结构的诊疗，同期带动上游配套原材料的工夫跳跃。跟着国内工业转型升级，8英寸硅外延片的产业化垄断空间广宽，具有永久的经济和社会效益