如何理解晶圆制造中的Second Source

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2024-10-15 15:25:37 890

在半导体制造和晶圆工艺设备维护中，"Second Source"（二次来源）指的是使用非原厂供应商生产的零件或耗材来替代原厂零件。这种策略有助于降低成本、减少对单一供应商的依赖，同时确保制造的持续性和灵活性。

1. 什么是Second Source？

Second Source是指在生产制造过程中，为了降低风险、提高设备稳定性或控制成本，除了从设备原厂（例如AMAT、LAM、TEL等公司）获取零件，还会选择其他经过认证的供应商提供的替代零件。关键是这些替代零件需要在实际工艺和设备中通过测试验证，以确保它们的性能与原厂零件一致，甚至在某些情况下可以有更优的表现。

2. 为什么需要Second Source？

使用Second Source有几个重要的原因：

降低成本：原厂零件通常价格较高，引入二次来源可以显著降低零件采购成本。例如，在日常维护中使用Second Source零件，可以减少PM（预防性维护）的零件支出。
供应保障：如果原厂的供应链出现问题（例如延迟、价格上涨或缺货），二次来源零件可以确保生产不中断，维持设备的正常运行。
工艺验证：在引入Second Source零件后，需要通过生产线上的工艺验证，确保这些零件不会对产品良率产生负面影响。经过验证后，这些零件可以被持续使用。

3. 如何引入Second Source？

工艺工程师在引入Second Source零件时，通常需要经历以下几个步骤：

供应商选择与评估：首先，工程师会寻找具备供应能力的非原厂供应商，并评估其产品的质量、可靠性和价格。通常需要与质量管理团队一起进行初步审查。
零件测试与验证：Second Source零件必须经过严格的测试流程，包括RF时间（射频运行时间）测试、机械可靠性测试和其他功能验证。例如，通过改进ESC（静电卡盘）的清洗方法，使得Second Source的ESC零件RF时间从14,000小时延长到20,000小时，与原厂零件性能相当。
工艺验证：测试通过后，Second Source零件会应用到实际生产线中，进行工艺验证（如产品良率、缺陷率）。比如某Second Source零件（例如cover ring, hot edge ring, o-ring等）已经经过工艺验证，并有效降低了PM parts的成本支出。
持续改进与优化：在引入Second Source后，工程师还需要监控其长期性能，并根据设备运行情况进行优化和调整。例如，某案例中通过对PM项目的调整，使得设备RF时间得到了提升，这也是Second Source优化过程的一部分。

4. 在蚀刻设备上的应用

在蚀刻设备（如AMAT EMAX、LAM HPT、TEL DRM等）上，Second Source的使用非常普遍。常见的二次来源零件包括：

ESC（Electrostatic Chuck，静电卡盘）：用于固定晶圆，性能和寿命直接影响工艺稳定性。以某ESC改进案例，展示了Second Source零件经过清洗方法的改进后，寿命达到甚至超过了原厂零件。
Cover ring、hot edge ring：这些零件直接与等离子蚀刻过程中的高温、高能粒子接触，属于易耗件。引入Second Source可以有效降低更换频率和成本。
O-ring：用于密封和防止泄漏。Second Source的O-ring在成本控制和性能稳定性上，也有显著作用。

5. 如何评估Second Source的成功？

一个Second Source项目是否成功，通常通过以下指标来评估：

产品质量是否保持稳定：通过Second Source零件后的工艺良率、缺陷率是否符合要求。
成本是否降低：二次来源零件的引入是否显著降低了采购和维护成本。
设备稳定性是否提高：通过使用Second Source零件，设备的运行时间（例如RF时间）是否得到延长，PM的频率是否减少。

6. 示例：E-MAX设备的Second Source应用

以E-MAX设备second source应用举例，通过新方法清洗ESC后，second source零件的RF时间延长至20,000小时，并经过了工艺验证，表明second source零件在某些应用场景下可以完全替代原厂零件，甚至具有更好的性价比。这不仅提升了设备的稳定性，还降低了零件的更换频率和维护成本。

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