www.sanan-e.com三安设备管理培训三安设备管理培训设备中心设备中心1www.sanan-e.com演讲目录演讲目录一、设备介绍一、设备介绍 1、外延设备、外延设备 MOCVD 2、芯片设备、芯片设备 前道：黄光站、蒸镀站、薄膜站、清洗站前道：黄光站、蒸镀站、薄膜站、清洗站 后道：研磨站、划裂站、测试站、分选站、目检站后道：研磨站、划裂站、测试站、分选站、目检站二、管理培训二、管理培训-TPM（Total Productive Maintenance） 1、TPM的概念的概念 2、 TPM-零故障零故障2www.sanan-e.com 设备介绍设备介绍-外延设备外延设备3www.sanan-e.comMOCVDMOCVD: Metal organic chemical Vapour Deposition 金属有机金属有机化学气相化学气相沉积沉积市场上MOCVD机型： （1）VEECO：D300（21片）、E400（45片）、 E450（54片）、E475（60片）、K465 （45片） 、 K465I（54片） （2）Thomas Swan(已被AIXTRON收购)：Crius（31片）、 Crius（55片） （3）AIXTRON：G3 （24片）、G5（56片） 4www.sanan-e.comMOCVD反应室比较反应室比较 Turbo Disk技术，主要是利用最高速旋转(800-2000rpm)(800-2000rpm)來制造出线性层流，达到外延成长的目的。优点：优点：产能大，操作简单，产量最最高高，很适合公司大规模生产。VEECO-K465I5www.sanan-e.com6www.sanan-e.comAIXTRON-Crius系列Shower Head技术，主要是高密度的阵列噴嘴，密集而均匀的噴出III/V族 Source达到外延成長的目的。优点：优点：产能大，均匀性好、设备稳定高、源耗少、维护简单。适合集中性高的高端产品、或对波长敏感的绿光LED。III(MO)V(NH3)100 tubes/inch2tube = 0.6mm7www.sanan-e.comA.ThermocoupleB.Tungsten heaterC.Gas inletD.ShowerheadE.Reactor lid F.Optical probe G.Showerhead water cooling H. Double O-ring seal I. Susceptor J. Water cooled chamberK. Quartz linerL. Susceptor supportM. ExhaustShower head 剖面图8www.sanan-e.com自转载盘是 Aixtron 自行开发的GaN MOCVD，与其他设备最大差异在于:它采用了水平式气流与行星转盘(公转+自转)的载盘,自转载盘通过气流自转。优点：优点：均勻性佳、设备与设备之间的一致性与稳定性高。缺点：缺点：操作较为复杂(更换备件频繁)、系统敏感、对操作精密性要求高。AIXTRON-G5透透过过Triple InjectorTriple Injector的噴的噴头头將將IIIIII / V / V 族族气体气体水平噴出水平噴出、当当基板表面基板表面温温度度达达到成到成长条件时，长条件时，即可在基板表面即可在基板表面长长成薄膜。成薄膜。加热方式：射频加热加热方式：射频加热Triple GasInjector9www.sanan-e.com10www.sanan-e.com设备介绍设备介绍-芯片设备芯片设备11www.sanan-e.com芯片工序流程清洗站（去除铟）-黄光站(ICP 光罩) -ICP 站(台面蚀刻)-清洗站(去光阻)-ICP 站 (蚀刻深度)-合金站(去除ICP损伤)-清洗站(预清洗)-蒸镀站(ITO)-清洗站(清洗)-黄光站 (ITO 光罩)-清洗站(ITO 蚀刻)-合金站(TCL 熔合)-黄光站(Pad 光罩) -蒸镀站(Pad 蒸镀)-清洗站(掀金)-合金站( Pad 熔合)-清洗站(清洗)-蒸镀站(PV薄膜)-黄光站(PV 光罩) -清洗站(清洗)- 打线(Pad)-接线拉伸测试-清洗站(剥落实验)-储藏室共4道光罩共60个工序步骤目前三安芯片工序3道、4道、5道光罩均有12www.sanan-e.com序号ABCDEF3道33.9%计划投片量 机台使用率（C/B）返工率机台数量5道66.1%1PSS衬底投片量300,000 2匀胶机321,173 306,000 95.28%2%返工3光刻机327,029 306,000 93.57%2%返工4自动显影机382,617 306,000 79.98%2%返工5PECVD335,405 330,000 98.39%10%返工6MOCVD310,881 297,339 95.64%7芯片投片量225,426 8ITO蒸镀487,834 229,934 47.13%2%返工9匀胶机360,026 234,533 65.14%2%返工10光刻机334,209 234,533 70.18%2%返工11ICP327,280 234,533 71.66%2%返工12PECVD（低温）250,917 252,928 100.80%10%返工13PECVD（高温常规）354,389 252,928 71.37%10%返工14Metal蒸镀353,938 247,969 70.06%10%返工15Metal溅镀80,819 16RTA129,024 17上蜡机285,399 225,426 78.99%研磨良率97.7%18磨削机314,499 225,426 71.68%19粗抛机344,082 225,426 65.52%20软抛机302,474 225,426 74.53%21DBR302,313 141,696 46.87%22划片机261,103 220,241 84.35%划裂良率99.3%23裂片机325,985 220,241 67.56%24点测机388,365 218,699 56.31%25分选机（KK）4,504 4,525 100.47%26合计约约1500150013www.sanan-e.com化学站化学站14www.sanan-e.com化学站化学站u关注点：关注点：避免交叉污染、定期更换药水、设备定期清洗、建立化学站检验制度u主要设备主要设备：清洗台、甩干机、等离子去胶机u主要需清洗步骤主要需清洗步骤：下线清洗；CVD前清洗；ITO前清洗。 15www.sanan-e.com化学站化学站 1、溶剂清洗溶剂清洗 去除有机物（碳氢化合物） 2、酸清洗酸清洗 去除金属或无机物 3、等离子清洗等离子清洗 去除在沉积前的有机物16www.sanan-e.com17www.sanan-e.com黄光站黄光站18www.sanan-e.com黄光站黄光站(1)匀胶机匀胶机设备关注点：均匀性好，重复性佳，性价比高设备关注点：均匀性好，重复性佳，性价比高芯片的传输方式：履带式与机械手式上胶的主要方法为：旋佈法（spin coating ） 19www.sanan-e.com(2)光刻机光刻机设备关注点：均匀性好，解析度高，性价比高设备关注点：均匀性好，解析度高，性价比高 光罩机属于微影照像设备，微影照像设备的目的是将光罩板（1：1或M：1mask）上的图案照射到晶圆上。经过显影，烘烤等制程，使晶圆上有了图案，而可以选择性地做后续的制程。照像设备主要有光罩对准仪（mask aligner）和步进照像机（stepper）二种。前者用接触式照像，后者利用投影式成像。20www.sanan-e.com 光刻机最重要特性测量是影像的解析度解析度。解析度在晶圆上分辨两个很靠近尺寸之能力。21www.sanan-e.com 光刻机工作的重要部件是光源光源，光源是以辐射的形式，对于特定UV的波长有化学反应。在光学雕像中常用的在光学雕像中常用的UV波长波长22www.sanan-e.com(3)光阻光阻(光刻胶）光刻胶）关注点：稳定性好，附着性好，性价比高关注点：稳定性好，附着性好，性价比高 光阻是一种辐射光敏化合物，可以分为两种：正光阻和负光阻。当辐射光照射正光阻时，曝光区域中无保护光阻的化学键结被打断，使得曝光区域中无保护光阻很容易被溶解并去除，于是最后遗留的图案与光罩相同。当辐射光照射负光阻时，曝光区域中无保护光阻的化学键结冻结，使得曝光区域中无保护光阻很难被溶解，于是最后遗留的图案与光罩相反。 正光阻正光阻辐射光辐射光 负负光光阻阻负负光光阻阻辐射光辐射光23www.sanan-e.com蒸镀站蒸镀站24www.sanan-e.com蒸镀站蒸镀站设备关注点：均匀性好，附着性好，膜应力低、性价比高，设备关注点：均匀性好，附着性好，膜应力低、性价比高， 速率高，腔体容易清洗速率高，腔体容易清洗根据蒸镀方式可分为以下三种： 1.电阻加热式 2.电子束式 3.离子束式 25www.sanan-e.com（1）电阻加热式）电阻加热式 在制程期间，热阻式蒸镀系统被抽真空到10-6Torr的高真空下，然后将大电流流过盛金属之钨舟或陶瓷坩埚，因其电阻很大，所以温度会很高，连带使得在钨舟和陶瓷坩埚内的金属被加热蒸发。26www.sanan-e.com（2 2）EB gunEB gun（电子束式）（电子束式） 在高真空的环境里，通过蒸发系统使所需要用的金属达到熔点，使金属汽化，通过控制功率，使汽化按一定的速率，均匀的覆盖到产品（晶片）表面。27www.sanan-e.com（3）溅镀（离子束式）溅镀（离子束式） 利用电浆的离子轰击以动量转移原理，将所需沉积材料溅击出并扩散到基板沉积的过程。28www.sanan-e.com不同厂商的不同厂商的ITO膜比较膜比较29www.sanan-e.com不同沉积方法的不同沉积方法的ITO表面形态表面形态30www.sanan-e.com薄膜站薄膜站31www.sanan-e.com薄膜站薄膜站（1）干法蚀刻机）干法蚀刻机设备关注点：速率高，均匀性好，选择比强，表面破坏性低，性设备关注点：速率高，均匀性好，选择比强，表面破坏性低，性 价比高价比高 干蚀刻其目的在于能将光罩的影像完整性地再生于晶圆表面，相对于湿蚀刻，使用干蚀刻所具有以下优点： 1.蚀刻轮廓为一具可对侧壁轮廓优良控制的异向性。 2.CD良好控制。 3.较少的光阻剥离或附着性问题。 4.从晶圆到晶圆以及从批次到批次，晶圆区内均既有良好的均一性。 5.较低的化学使用及善后成本。 32www.sanan-e.com平面式干蚀刻：平面式干蚀刻： 根据反应器的结构，干蚀刻分为：平面式干蚀刻，电子回旋共振式干蚀刻(ECR)，电感耦合式干蚀刻（ICP)。33www.sanan-e.com电子回旋共振式干蚀刻（电子回旋共振式干蚀刻（ECR）：）：34www.sanan-e.com电感耦合式干蚀刻（电感耦合式干蚀刻（ICP）：）：35www.sanan-e.com36www.sanan-e.com（2）PECVD 设备关注点：速率高，均匀性好，薄膜应力小，性价比高设备关注点：速率高，均匀性好，薄膜应力小，性价比高 反应气体从辉光放电等离子场中获得能量，激发并辅助化学反应，从而实现化学气相沉积的技术。37www.sanan-e.com研磨站研磨站38www.sanan-e.com研磨站研磨站设备关注点：速率高，均匀性好，性价比高设备关注点：速率高，均匀性好，性价比高研磨机台研磨机台包括：GaN/GaAs上蜡机（贴片机），GaN研磨机，GaN硬抛机，GaN软抛机，GaAs研磨机工作原理工作原理: GaAsGaN上蜡机将芯片粘在铁盘上。将芯片粘在陶瓷盘上。研磨机将芯片厚度用研磨盘磨到指定厚度将芯片厚度用砂轮磨到指定厚度抛光机将芯片表面抛平整,光滑39www.sanan-e.com划裂站划裂站40www.sanan-e.com划裂站划裂站（1）GaAs切割机切割机 将被切割物粘在白膜上，由工作盘真空吸牢，用高速旋转的刀片在被切割物上划出所需的图形。图形的精密程度由步进电机控制。设备关注点：步进电机控制及激光能量稳定，芯片表面污染少，设备关注点：步进电机控制及激光能量稳定，芯片表面污染少， 切割深度重复性佳，性价比高切割深度重复性佳，性价比高41www.sanan-e.comGaAs Chips Cutting Damages42www.sanan-e.com（2）GaN划片机划片机镭射切割原理：镭射切割原理： 高频激光聚焦点固定，并保持激光的高频发射。芯片通过真空固定在CHUCK盘上。马达带动CHUCK盘移动，激光聚焦点蓝宝石瞬间汽化，并由于移动而形成线装凹槽。2.5cm15到20um75到95um外延层光学透镜组激光源衬底（蓝宝石）43www.sanan-e.com先进隐形切割：先进隐形切割：使用隐形划片机可以省去化学站的SWE工艺流程，从而缩短整个芯片制程，提高产能提高产能，降低生产成本。隐形切割可以缩小切割道,可以增加单片芯粒数量数量,可以降低成本。隐形切割因为裂片良率高，因此可以增加芯粒厚度,可以可以提提高亮度高亮度，同时可以降低DBR蒸镀破片率,提高良率提高良率 。44www.sanan-e.com镭射切割的剖面镭射切割的剖面45www.sanan-e.com传统镭射切割的功率损耗传统镭射切割的功率损耗46www.sanan-e.com测试站测试站47www.sanan-e.com测试站测试站设备关注点：准确性高，吸光角度大，设备稳定，速率高，设备关注点：准确性高，吸光角度大，设备稳定，速率高， 性价比高性价比高点测机工作原理：点测机工作原理： 在芯粒的两个电极上加上自动调压电源，使通过芯片的电流为固定值，从而测算出芯粒的电学特性；通过光纤传导，将芯片发出的光传到测试仪，测算出芯粒的光学特性。48www.sanan-e.comFOR mwFOR mcdIntegrating sphereMicroscopeSolar cellOptical fiberMicroscopeOptical fiber49www.sanan-e.com分选站分选站50www.sanan-e.com分选站分选站 根据测试所得的主波长，发光强度，光通量，主波长，发光强度，光通量，ESD,ESD,工作电压工作电压,反反向击穿电压向击穿电压等将LED进行分类及分档，分选机自动地根据设定把lED分装在不同的Bin里。第第1代代 第第2代代第第3代代 现在现在 Bin数数 326472130设备关注点：速率高，设备关注点：速率高，Bin数量大，性价比高数量大，性价比高51www.sanan-e.com目检站目检站52www.sanan-e.com目检目检-AOIu制程应用制程应用:l晶片或芯粒外观缺陷检出 (前道晶片 / 後道芯粒 / PSS衬底)l芯粒图形外观特性值量测l可作为取代人工目检或制程良率改善的分析工具u特性特性:l相较於人工检查, 机台检出能力及效率相对稳定l有助降低目检成本及人员过挑率l检出的相关统计数据精确, 有助生产及工程改善分析设备关注点：扫描能力稳定性好、传输机构稳定性好、操作设备关注点：扫描能力稳定性好、传输机构稳定性好、操作 界面及分析工具完整度好、支援及客服及时界面及分析工具完整度好、支援及客服及时53www.sanan-e.com管理培训管理培训-TPM54www.sanan-e.comTPM的概念的概念55www.sanan-e.com56www.sanan-e.com57www.sanan-e.com58www.sanan-e.com59www.sanan-e.com60www.sanan-e.com61www.sanan-e.comTPM-零故障零故障62www.sanan-e.com63www.sanan-e.com64www.sanan-e.com65www.sanan-e.com66www.sanan-e.com67www.sanan-e.com68