8英寸硅外延片名义质料擢升
仇光寅 冯永平 孙健
（南京国盛电子有限公司）
节录：
名义质料是8英寸硅外延片的关节本领想法，亦然影响卑鄙芯片、器件制品率的重粗陋素。本文通过拓荒工艺更变、强化现场6S惩处、要点隆起圭臬化功课引导，不断擢升8英寸硅外延片名义质料，扩大产业化效果，创举国内国际市集，以科技立异促进企业高质料发展，在保证国产芯片、器件供应链安全的同期也带动了产业链荆棘游企业的产业整合与擢升。
1 选题意义
1.1 国度集成电路发展策略的需要
跟着中好意思交易战的不断升级，提高8寸硅外延片居品性量、保险国内半导体产业不受制于东说念主、收场民族半导体自主化可控近在眉睫。
1.2 顾主需求牵引
市集情况蹙迫要求8英寸硅外延片名义质料尽快擢升。国盛公司成立了“8英寸硅外延片名义质料改善”跨部门专题小组。
2 问题景色及原因分析
从东说念主、机、料、法、环五个方面分析，谈判各大器件厂对8英寸量产居品严禁原材料变更和工艺变更，通过提高原材料颗粒采购圭臬和加多气相化学抛光减少外延层颗粒的决议当先被排出，况兼硅外延层名义颗粒更多的是由于操作不良外来引入的，因此要点排查外延拓荒惩处、现场6S惩处以及操作员的圭臬化操作。
国盛公司出产的8英寸硅外延片拓荒型号有两种：LPE 3061机台和ASM 2000机台，由于两种型号机台有较大各别，针对两种机型辞别成立议论小组，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寸居品名义质料时弊分析
LPE 3061机台8寸居品名义质料问题包括：机械类挫伤、工艺类时弊以及复合类相当。
（1）机械性硬物与外延片名义不当战争包括是影响LPE 3061机台8寸居品名义质料的原因之一，具体景色为：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放浪不当或是孕育速度放浪不当，容易形成外延片名义产生滑移线、橘皮等可视时弊（见图7~图10）。
（3）外延孕育前衬底污染和外延孕育过程中温度、孕育速度放浪不当，容易形成LPE 3061机台8寸外延片名义产生层错、角锥、外延片名义多晶、乳突等微不雅时弊（见图12~图19）。
2.2 ASM 2000机台8寸居品名义质料时弊分析
ASM 2000机台8寸居品名义质料时弊主要有：名义颗粒时弊、划伤时弊、后头反馈圈相当等（见图20~图23）。
分析影响ASM 2000机台8寸居品名义质料各项问题，颗粒主如果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、东说念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；机械部属垂、机械手安设位置不正确、装有顷发生跳片等形成外延片划伤；装片位置以及反馈腔温度不匹配是形成后头相当的主要要素。
2.3 洁净室环境对8寸居品名义质料的影响分析
国盛公司洁净室依照ISO 14644-1洁净室终点联系放浪环境国际圭臬进行管控，各区域均有相应的温湿度及时监测和颗粒依期监测，洁净室环境得到较好保险。洁净室环境的质料平直影响到居品的环境，QC小组张开了全方向的专项审核，包括洁净服的洁净灵验性、拓荒灰区的洁净度、洁净室酸碱度、千般片盒惩处等，逐个双洁净室环境中关于8寸居品名义质料易产生 影响的风险点进行清点。
3 设施诈骗对策制定
3.1 LPE 3061机台8寸居品名义质料问题更变程序
（1）针对机械类挫伤，设立拓荒调试圭臬，提高拓荒东说念主员机台调试能力，同期，通过改善机械手调遣圭臬，修改吸盘尺寸等程序，赢得了奏效。
（2）针对工艺类名义相当，设立工艺模范，同期也开发了多个新址品新工艺。
（3）针对复合类名义相当，加强供应商供货质料的惩处、改善厂务要求等模样多管皆下。
（4）设立拓荒SPC惩处系统，制定出产过程放浪，拓荒监控能力擢升，非常是SPC系统的诈骗，通过监控机台功率，灵验监控机台的温度，一朝功率相当，立即启动OCAP经过，大大裁汰相当出现概率（见图24、图25）。
3.2 ASM 2000机台8寸居品名义质料问题改善对策
（1）加强备件惩处，接受性能安谧的居品，保证居品的可靠性。作念好机台端过滤器的更换惩处，在保证质料的同期减小老本。
（2）购置并推行自动倒片机的使用，减少东说念主为操作影响，提高安谧性。
（3）日常珍视圭臬化擢升：针对名义质料问题进行议论，设立多个圭臬化神情，包括机械手位置救援圭臬化、基座水平救援圭臬化、温度放浪元器件圭臬化等。
（4）机械开动在线监测神情：在线监测和及时监控两个神情。
（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，提高系统开动的安谧性，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，AG百家乐积分通过对参数进行模范，提高了机台开动的安谧性。
3.3 洁净室环境对8寸居品名义质料影响的改善程序
（1）升级东说念主员超净鞋服惩处：更换新款一款式超净服，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）在拓荒灰区加装FFU，将灰区提高为百级超净间。
（3）设立环境铵根和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测试拓荒设立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，减少居品名义酸雾发生的可能性。
（4）加多片盒清洗惩处：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，从而减少居品名义颗粒。
4 更变奏效
4.1 LPE 3061机台8寸居品名义质料改善效果
通过LPE 3061机台8寸居品名义质料专题改善活动，8寸居品名义质料问题形成的拓荒查验频次大大减少，在产能大幅提高的同期，居品报废率大幅下落（见图27、图28）。
4.2 ASM 2000机台8寸居品名义质料改善效果
ASM 2000机台8寸居品名义质料改善效果彰着（见图29）。
4.3 洁净室环境改善效果
旧款超净服为分款式，拉链在正面；新款超净服为一款式，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）。
拓荒灰 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，设立铵根含量监控系统（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料更变，公司进一步擢升了8英寸外延片出产能力，擢升了大尺寸外延片出产界限，平常开拓国外市集，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，赢得了细致的经济效益。2014年至2018年，8寸硅外延片销量越过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英寸硅外延片经济想法较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英寸外延片名义更变所需要的专用制造拓荒与备件、出产洁净环境、检测拓荒、诈骗该外延片的器件制造工艺等关节本领点不断研发，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英寸硅外延居品的发明专利）、3项实用新式专利，是国内仅有的领有8英寸硅外延片居品发明专利的厂家，通过本领立异形成了具有民族自主学问产权的零散本领。其中：
●《一种8 英寸肖特基管用硅 外延片的制造设施》荣获了中国电子科技集团有限公司2018年科学本领优秀奖；
●《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）中国半导体立异居品和本领奖；
● 左证8英寸硅外延片名义更变的本领教育，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年度寰宇半导体拓荒和材料圭臬化本领委员会本领圭臬优秀奖二等奖；参与编写的GB/T 19921-2018《硅抛光片名义颗粒测试设施》，荣获了2018年度寰宇半导体拓荒和材料圭臬化本领委员会本领圭臬优秀奖一等奖。
5 总 结
本领立异与惩处立异的质料擢升，促进了国盛公司高质料发展，国内排行前三的华润微电子公司2018年授予国盛公司“最好质料供应商”称呼。
国盛公司8英寸硅外延片的质料擢升，马上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彭胀奠定了本领与惩处基础，国盛公司已研究6年荣获“中国半导体材料十强企业”称呼。
国盛公司8英寸硅外延片的质料擢升，也促进国内大尺寸半导体硅外延材料的产业化诈骗推行，冲破了国外本领壁垒，填补了我国在集成电路材料产业链中的空缺ag百家乐赢了100多万，极地面促进了半导体原材料的国产化发展，完成了我国半导体支抓基础材料产业结构的救援，同期带动上游配套原材料的本领跨越。跟着国内工业转型升级，8英寸硅外延片的产业化诈骗空间广博，具有永久的经济和社会效益