8英寸硅外延片名义质地普及

仇光寅 冯永平 孙健

（南京国盛电子有限公司）

摘录：

名义质地是8英寸硅外延片的关键时期打算，亦然影响下流芯片、器件制品率的要紧身分。本文通过开发工艺纠正、强化现场6S贬责、重心杰出模范化功课指引，箝制普及8英寸硅外延片名义质地，扩大产业化结果，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高下流企业的产业整合与普及。

1 选题事理

1.1 国度集成电路发展计谋的需要

跟着中好意思买卖战的箝制升级，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谈主、完了民族半导体自主化可控鸡犬相闻。

1.2 顾主需求牵引

市集情况要紧要求8英寸硅外延片名义质地尽快普及。国盛公司成就了“8英寸硅外延片名义质地改善”跨部门专题小组。

2 问题情状及原因分析

从东谈主、机、料、法、环五个方面分析，磋商各大器件厂对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模范和增多气相化学抛光减少外延层颗粒的决策当先被排出，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，因此重心排查外延开发贬责、现场6S贬责以及操作员的模范化操作。

国盛公司出产的8英寸硅外延片开发型号有两种：LPE 3061机台和ASM 2000机台，由于两种型号机台有较大各异，针对两种机型辩认成就盘问小组，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寸居品名义质地残障分析

LPE 3061机台8寸居品名义质地问题包括：机械类毁伤、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妥斗争包括是影响LPE 3061机台8寸居品名义质地的原因之一，具体表象为：名义划伤、名义重压伤以及后面污印（见图1~图6）。

（2）外延滋长过程中温度结果不妥或是滋长速度结果不妥，容易变成外延片名义产生滑移线、橘皮等可视残障（见图7~图10）。

（3）外延滋长前衬底浑浊和外延滋长过程中温度、滋长速度结果不妥，容易变成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寸居品名义质地残障分析

ASM 2000机台8寸居品名义质地残障主要有：名义颗粒残障、划伤残障、后面响应圈格外等（见图20~图23）。

分析影响ASM 2000机台8寸居品名义质地各项问题，颗粒主若是机台腔体内存在杂质，在滋长过程中，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；机械辖下垂、机械手装配位置不正确、装蓦的发生跳片等变成外延片划伤；装片位置以及响应腔温度不匹配是变成后面格外的主要身分。

2.3 洁净室环境对8寸居品名义质地的影响分析

国盛公司洁净室依照ISO 14644-1洁净室过甚有关结果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依期监测，洁净室环境得到较好保险。洁净室环境的质地径直影响到居品的环境，QC小组张开了全宗旨的专项审核，包括洁净服的洁净灵验性、开发灰区的洁净度、洁净室酸碱度、各种片盒贬责等，一一双洁净室环境中关于8寸居品名义质地易产生 影响的风险点进行清点。

3 法式愚弄对策制定

3.1 LPE 3061机台8寸居品名义质地问题纠正方法

（1）针对机械类毁伤，修复开发调试模范，提高开发东谈主员机台调试才气，同期，通过改善机械手调节模范，修改吸盘尺寸等方法，获取了奏效。

（2）针对工艺类名义格外，修复工艺范例，同期也开发了多个新址品新工艺。

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

（4）修复开发SPC贬责系统，制定出产过程结果，开发监控才气普及，止境是SPC系统的愚弄，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经由，大大缩小格出门现概率（见图24、图25）。

3.2 ASM 2000机台8寸居品名义质地问题改善对策

（1）加强备件贬责，给与性能舒适的居品，保证居品的可靠性。作念好机台端过滤器的更换贬责，在保证质地的同期减小资本。

（2）购置并实际自动倒片机的使用，减少东谈主为操作影响，提高舒适性。

（3）泛泛调治模范化普及：针对名义质地问题进行盘问，修复多个模范化形态，包括机械手位置调养模范化、基座水平调养模范化、温度结果元器件模范化等。

（4）机械驱动在线监测形态：在线监测和及时监控两个形态。

（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，提高系统驱动的舒适性，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，通过对参数进行范例，提高了机台驱动的舒适性。

3.3 洁净室环境对8寸居品名义质地影响的改善方法

（1）升级东谈主员超净鞋服贬责：更换新款一形态超净服，增多鞋子的粘尘垫，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天禀的客户指定清洗厂家，增多洗后颗粒监控，从而优化环境颗粒。

（2）在开发灰区加装FFU，将灰区提高为百级超净间。

（3）修复环境铵根和B/P过滤及监控系统：在新风系统终端加装铵根过滤器和B/P过滤器，并购置AMC测试开发修复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）增多片盒清洗贬责：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 纠正奏效

4.1 LPE 3061机台8寸居品名义质地改善结果

通过LPE 3061机台8寸居品名义质地专题改善当作，8寸居品名义质地问题变成的开发查验频次大大减少，在产能大幅提高的同期，居品报废率大幅着落（见图27、图28）。

4.2 ASM 2000机台8寸居品名义质地改善结果

ASM 2000机台8寸居品名义质地改善效果彰着（见图29）。

4.3 洁净室环境改善效果

旧款超净服为分形态，拉链在正面；新款超净服为一形态，拉链在侧面。在风淋前增多粘尘垫，减少鞋底的颗粒及秽物（见图30、图31）。

开发灰 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，修复铵根含量监控系统（见图34、图35）。

增多片盒清洗机，增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，公司进一步普及了8英寸外延片出产才气，普及了大尺寸外延片出产限度，平庸开拓国外市集，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，获取了细致的经济效益。2014年至2018年，8寸硅外延片销量特出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英寸硅外延片经济打算较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发与备件、出产洁净环境、检测开发、愚弄该外延片的器件制造工艺等关键时期点箝制研发，频年来，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，通逾期期鼎新形成了具有民族自主常识产权的独到时期。其中：

●《一种8 英寸肖特基管用硅 外延片的制造法式》荣获了中国电子科技集团有限公司2018年科学时期优秀奖；

●《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）中国半导体鼎新址品和时期奖；

● 字据8英寸硅外延片名义纠正的时期西宾，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年度世界半导体开发和材料模范化时期委员会时期模范优秀奖二等奖；参与编写的GB/T 19921-2018《硅抛光片名义颗粒测试法式》，荣获了2018年度世界半导体开发和材料模范化时期委员会时期模范优秀奖一等奖。

5 总 结

时期鼎新与贬责鼎新的质地普及，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”称呼。

国盛公司8英寸硅外延片的质地普及，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推广奠定了时期与贬责基础，国盛公司已邻接6年荣获“中国半导体材料十强企业”称呼。

国盛公司8英寸硅外延片的质地普及，也促进国内大尺寸半导体硅外延材料的产业化愚弄实际，冲破了国外时期壁垒，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，完成了我国半导体撑抓基础材料产业结构的调养，同期带动上游配套原材料的时期跨越。跟着国内工业转型升级，8英寸硅外延片的产业化愚弄空间广袤体育游戏app平台，具有永久的经济和社会效益