如何理解晶圓制造中的Second Source

在半導(dǎo)體制造和晶圓工藝設(shè)備維護(hù)中，"Second Source"（二次來源）指的是使用非原廠供應(yīng)商生產(chǎn)的零件或耗材來替代原廠零件。這種策略有助于降低成本、減少對(duì)單一供應(yīng)商的依賴，同時(shí)確保制造的持續(xù)性和靈活性。

1. 什么是Second Source？

Second Source是指在生產(chǎn)制造過程中，為了降低風(fēng)險(xiǎn)、提高設(shè)備穩(wěn)定性或控制成本，除了從設(shè)備原廠（例如AMAT、LAM、TEL等公司）獲取零件，還會(huì)選擇其他經(jīng)過認(rèn)證的供應(yīng)商提供的替代零件。關(guān)鍵是這些替代零件需要在實(shí)際工藝和設(shè)備中通過測(cè)試驗(yàn)證，以確保它們的性能與原廠零件一致，甚至在某些情況下可以有更優(yōu)的表現(xiàn)。

2. 為什么需要Second Source？

使用Second Source有幾個(gè)重要的原因：

降低成本：原廠零件通常價(jià)格較高，引入二次來源可以顯著降低零件采購(gòu)成本。例如，在日常維護(hù)中使用Second Source零件，可以減少PM（預(yù)防性維護(hù)）的零件支出。

供應(yīng)保障：如果原廠的供應(yīng)鏈出現(xiàn)問題（例如延遲、價(jià)格上漲或缺貨），二次來源零件可以確保生產(chǎn)不中斷，維持設(shè)備的正常運(yùn)行。

工藝驗(yàn)證：在引入Second Source零件后，需要通過生產(chǎn)線上的工藝驗(yàn)證，確保這些零件不會(huì)對(duì)產(chǎn)品良率產(chǎn)生負(fù)面影響。經(jīng)過驗(yàn)證后，這些零件可以被持續(xù)使用。

3. 如何引入Second Source？

工藝工程師在引入Second Source零件時(shí)，通常需要經(jīng)歷以下幾個(gè)步驟：

供應(yīng)商選擇與評(píng)估：首先，工程師會(huì)尋找具備供應(yīng)能力的非原廠供應(yīng)商，并評(píng)估其產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性和價(jià)格。通常需要與質(zhì)量管理團(tuán)隊(duì)一起進(jìn)行初步審查。

零件測(cè)試與驗(yàn)證：Second Source零件必須經(jīng)過嚴(yán)格的測(cè)試流程，包括RF時(shí)間（射頻運(yùn)行時(shí)間）測(cè)試、機(jī)械可靠性測(cè)試和其他功能驗(yàn)證。例如，通過改進(jìn)ESC（靜電卡盤）的清洗方法，使得Second Source的ESC零件RF時(shí)間從14,000小時(shí)延長(zhǎng)到20,000小時(shí)，與原廠零件性能相當(dāng)。

工藝驗(yàn)證：測(cè)試通過后，Second Source零件會(huì)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)線中，進(jìn)行工藝驗(yàn)證（如產(chǎn)品良率、缺陷率）。比如某Second Source零件（例如cover ring, hot edge ring, o-ring等）已經(jīng)經(jīng)過工藝驗(yàn)證，并有效降低了PM parts的成本支出。

持續(xù)改進(jìn)與優(yōu)化：在引入Second Source后，工程師還需要監(jiān)控其長(zhǎng)期性能，并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。例如，某案例中通過對(duì)PM項(xiàng)目的調(diào)整，使得設(shè)備RF時(shí)間得到了提升，這也是Second Source優(yōu)化過程的一部分。

4. 在蝕刻設(shè)備上的應(yīng)用

在蝕刻設(shè)備（如AMAT EMAX、LAM HPT、TEL DRM等）上，Second Source的使用非常普遍。常見的二次來源零件包括：

ESC（Electrostatic Chuck，靜電卡盤）：用于固定晶圓，性能和壽命直接影響工藝穩(wěn)定性。以某ESC改進(jìn)案例，展示了Second Source零件經(jīng)過清洗方法的改進(jìn)后，壽命達(dá)到甚至超過了原廠零件。

Cover ring、hot edge ring：這些零件直接與等離子蝕刻過程中的高溫、高能粒子接觸，屬于易耗件。引入Second Source可以有效降低更換頻率和成本。

O-ring：用于密封和防止泄漏。Second Source的O-ring在成本控制和性能穩(wěn)定性上，也有顯著作用。

5. 如何評(píng)估Second Source的成功？

一個(gè)Second Source項(xiàng)目是否成功，通常通過以下指標(biāo)來評(píng)估：

產(chǎn)品質(zhì)量是否保持穩(wěn)定：通過Second Source零件后的工藝良率、缺陷率是否符合要求。

成本是否降低：二次來源零件的引入是否顯著降低了采購(gòu)和維護(hù)成本。

設(shè)備穩(wěn)定性是否提高：通過使用Second Source零件，設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間（例如RF時(shí)間）是否得到延長(zhǎng)，PM的頻率是否減少。

6. 示例：E-MAX設(shè)備的Second Source應(yīng)用

以E-MAX設(shè)備second source應(yīng)用舉例，通過新方法清洗ESC后，second source零件的RF時(shí)間延長(zhǎng)至20,000小時(shí)，并經(jīng)過了工藝驗(yàn)證，表明second source零件在某些應(yīng)用場(chǎng)景下可以完全替代原廠零件，甚至具有更好的性價(jià)比。這不僅提升了設(shè)備的穩(wěn)定性，還降低了零件的更換頻率和維護(hù)成本。