【H公司集成电路晶圆制造生产工厂生产系统现状与问题分析案例10000字】

H公司集成电路晶圆制造生产工厂生产系统现状与问题分析案例 11.1集成电路晶圆制造工艺流程与生产设备 11.1.1扩散工艺流程及生产设备 21.1.2光刻、离子注入、刻蚀、薄 61.2生产设施现场布置 81.2.1生产车间整体布局概述 8 91.3生产制造管理系统及指标参数 1.1.2生产设备产能管理 1.1.3产品工艺流程管理 1.1.4关键生产指标参数 集成电路晶圆制造行业从20世纪下半叶开始逐步成长为制造业中尖端制造的代表型行业。H公司G工厂拥有一条先进的8英寸集成电路晶圆制造生产线，为世界各国的客户加工生产晶圆。G工厂的集成电路晶圆制造工艺是围绕CMOS集成电路开发出来的特色工艺，代表性的产品为嵌入式非易失性存储器(EmbeddedNon-Volati一片没有电路图形的衬底硅片从通过激光为它打上唯一的标签开始进入生它将在生产线上经历大约六到八周的时间。以G工厂典型的产品为例，在整个生产过程中，它将经历大约532个复杂的制造工艺步骤，重复进入约92种不同在生产制造过程中，硅片(Wafer)也被称为晶圆，它通常情况下不会单独进行生产，因为装载晶圆的器具被称为晶舟(Cassette),它的拥有固定的25个槽位，所以其最多可以装载25片晶圆来进行生产。装载了晶圆的晶舟并不能直标签(SmartTag),使生产设备可以自动完成制造执行系统的生产命令，也能够便捷的告诉作业员它目前所处的生产状态。这样的25片晶圆组成了一个批次 (Lot)的产品，它们将在生产线完成相同的生产工艺流程。通常情况下，生产平坦化(Chemical-Mechan离子注入刻蚀扩散工艺主要包含热氧化(ThermalOxidation)和膜淀积。热氧化就是在特定的温度环境下，一般反应所需温度控制在800~1200摄氏度之间，通过从外部之所称这样的热氧化反应为“生长”,是因为在反应过程中，得到了氧化物但也露在室温下的空气中后就会立刻在它的表面生长出几个原子层的二氧化硅氧化在0.2至0.5托的真空度和500至800摄氏度的高温下，不断扩散和被吸附到硅扩散工艺主要的生产设备为炉管(Furnace)设备，分为卧式炉管和立式炉染控制的更好，成为了主要的扩散工艺生产设备。炉管设备的反应腔主要由舟 采用比石英昂贵得多的碳化硅(SiC)为原材料来制作。在制备多晶硅和掺杂多面。在集成电路晶圆制造设备中，炉管设备是典型的批处理设备，在G工英寸生产线中最大可同时处理2~6个批次产品合50~150片硅片，分别为2个批次共50片、4个批次共100片、6个批次共150片。不同处理能力的差异由生产刻胶和曝光后显影)、炉管设备(扩散)、干法刻蚀设备(刻蚀)、化学气相淀积设备(薄膜)、湿法清洗设备和测试设备，覆盖当今主流的200mm和300mmALPHA-8SE炉管设计为2个SMIFPort(StandardMechanicalInterface),可度大大提升。当晶盒被放置到SMIF上后，通过读取智能智能标签接收和写入最新的生产信息，进入下一个工艺流程。机台内拥有21个晶舟存储位置(cassettestocker),目的是使生产更加连贯，提升生产效率。硅舟的承载能力由工艺要求决定，最大承载量为100片和150片。重影响的污染物。酸槽也是批处理设备，每个槽的最大批处理量为50片，由于参与化学反应时间较短，具有生产率高的特点，单台设备的单日产出可达4000串串行并行氢氟酸超纯水超纯水图1.3酸槽工艺制造流程示意图称为黄光。光刻设备中的瓶颈通常是曝光部分，曝光时间大约需要40秒每片，要进行换模，准备时间约为60秒。光刻设备根据光源的不同可以提供不同的关键尺寸加工能力，8英寸集成电路晶圆制造中常用设备类型说明参见表1.1。表1.18英寸集成电路晶圆制造中常用设备类型表波长(纳米)关键尺寸加工能力(纳米)光刻设备是集成电路晶圆制造设备中最为昂贵的设备，行业内12英寸生产线中顶尖的7纳米工艺制程设备EUV需要上亿美金，关键尺寸加工能力越小设不同离子源间的切换需要15~30分钟的准备时间。气体形成的电浆与硅片表面未被遮蔽的区域发生物理溅射反应或化学反应(或两种反应)将不需要的表面刻蚀去除的工艺过程。干法刻蚀所用设备为腔体类，每腔每次处理一片硅片，一般该类设备拥有2到4个腔体，其工艺时间根据菜单不天的处理能力为500至800片。目前在洁净室内共有600多台设备，其中主要工艺设备450余台，辅助和测试的设备150余台。按照集成电路晶圆制造的特点，生产设备使用机群式的工艺设备利用率和作业人员柔性度。所以形成了6大主要工艺区：扩散区、光刻区、刻蚀区、薄膜区、离子注入区和研磨区，辅以晶圆投入区和晶圆测试及质检区。接各个区域物料储存和搬送。生产设备布置平面图如图1.4所示。光刻晶圆投入光刻薄膜图1.4H公司G工厂洁净室生产设备布置平面图炉管区域目前一共有100余台生产设备，常压炉管的数量占比百分之四十，吕便是此种缘由。标注出DPL的炉管区域布置如图1.5所示。吕ruane0图1.5炉管设备布置平面示意图的产品会从AMHS中远端的存储中自动传送自该设备对应的出口。产品到达后作业员将其放置于设备SMIF端，设备开始完成自动进站，工艺完成后产品自动出站，作业员将其投入AMHS入口，产品转入存储等待下一个派工指令。信息被它一—记录下来，汇总形成各种报表，为管理者的决策提供必要的帮1.1.2生产设备产能管理效率和质量指数三个因子，通过它们的乘积获得设备的OEE表现。H公司，在OEE模型的基础上设计了设备的标准日产能计算方法，如公式公式(3-1)中，C表示设备的日产能，通常会以月度为单位进行修订。U 防性保养和设备运行参数测试等计划性的停机时间以及通过长期数据累计而统计得出的合理的非计划性停机时间。E(Efficiency)表示产出效备老化等。WPH(WaferperHour)则表示每小时产出理论上最佳值的加权平均通常产能的月度修订以WPH的修订为主，计划月度内该设备计划生产的产设备m的WPH修订值，计算公式如(3-2):我们以G工厂的某设备举例说明产能的计算方式：U设定为89.1%,E设定为96.5%,WPH通过公式(3-2)计算结果为87.25,R设定为1.2%,经公式(3-1)计算可得，该设备的日产能为1779。由制造部负责，WPH由工业工程部负责制定为0006的工艺步骤，所用炉管设备DF5,工艺菜单2000,DF5设备群组拥有10台设备，其中01至09号均可生产2000的工艺菜单，最终该产品由05号DF5表1.2T0001工艺流程示意列表1122255产管理的改进优化也具有现实意义。管理者可以通过系统获得产品的分布情况、生产周期(CycleTime,CT)通常指硅片从投入到生产线一直到完成全部工那么该产品的光刻层平均生产周期(DayperMa均每个批量产出与最大批量产出(MaxBatchSize)的比值，是炉出。H公司中每个批次所包含的最大硅片数量为25片，那么一台每次可最大工艺制备6个批次的炉管的最大批量产出为150片。公式(3-3)表达为设备j的满管率情况，其中Qi表示为第i个批量的产出数量，Qim表示设备j的最大批量产以DPL炉管为例，其最大批量产出为6个批次共150片，某日共计产出4个批次480片，分别为第1个批次100片，第2个批次125片，第3个批次150片，第3个批次105片，运用公