Głębokie zrozumienie systemu SPC w produkcji płytek półprzewodnikowych

1. Przegląd systemu SPC

SPC to metoda wykorzystująca techniki statystyczne do monitorowania i kontrolowania procesów produkcyjnych. Jej podstawową funkcją jest wykrywanie anomalii w procesie produkcyjnym poprzez gromadzenie i analizowanie danych w czasie rzeczywistym, co pomaga inżynierom w podejmowaniu terminowych korekt i decyzji. Celem SPC jest redukcja zmienności w procesie produkcyjnym, zapewniając stabilną jakość produktu i zgodność ze specyfikacjami.

SPC stosuje się w procesie trawienia w celu:

Monitoruj krytyczne parametry sprzętu (np. szybkość trawienia, moc RF, ciśnienie w komorze, temperaturę itp.)

Przeprowadź analizę kluczowych wskaźników jakości produktu (np. szerokość linii, głębokość trawienia, chropowatość krawędzi itp.)

Monitorując te parametry, inżynierowie mogą wykrywać trendy wskazujące na pogorszenie się wydajności sprzętu lub odchylenia w procesie produkcyjnym, co pozwala na zmniejszenie liczby wybrakowanych produktów.

2. Podstawowe elementy systemu SPC

System SPC składa się z kilku kluczowych modułów:

Moduł gromadzenia danych: zbiera dane w czasie rzeczywistym z urządzeń i przepływów procesowych (np. za pośrednictwem systemów FDC, EES) i rejestruje ważne parametry i wyniki produkcji.

Moduł wykresu kontrolnego: wykorzystuje statystyczne wykresy kontrolne (np. wykres X-Bar, wykres R, wykres Cp/Cpk) w celu wizualizacji stabilności procesu i pomocy w ustaleniu, czy proces jest pod kontrolą.

System alarmowy: uruchamia alarmy, gdy krytyczne parametry przekraczają limity kontrolne lub wykazują zmiany trendu, nakazując inżynierom podjęcie działań.

Moduł analizy i raportowania: analizuje przyczynę anomalii na podstawie wykresów SPC i regularnie generuje raporty dotyczące wydajności procesu i urządzeń.

3. Szczegółowe wyjaśnienie kart kontrolnych w SPC

Karty kontrolne to jedno z najczęściej używanych narzędzi w SPC, pomagające odróżnić „odchylenia normalne” (spowodowane naturalnymi odchyleniami w procesie) od „odchyleń anormalnych” (spowodowanych awariami sprzętu lub odchyleniami w procesie). Typowe karty kontrolne obejmują:

Wykresy X-Bar i R: służą do monitorowania średniej i zakresu w partiach produkcyjnych w celu sprawdzenia, czy proces jest stabilny.

Wskaźniki Cp i Cpk: Służą do pomiaru zdolności procesu, tj. tego, czy wynik procesu jest w stanie konsekwentnie spełniać wymagania specyfikacji. Cp mierzy potencjalną zdolność, natomiast Cpk uwzględnia odchylenie ośrodka procesu od limitów specyfikacji.

Na przykład w procesie trawienia można monitorować parametry takie jak szybkość trawienia i chropowatość powierzchni. Jeśli szybkość trawienia danego urządzenia przekroczy limit kontrolny, można użyć wykresów kontrolnych, aby określić, czy jest to naturalna zmiana, czy też oznaka awarii urządzenia.

4. Zastosowanie SPC w urządzeniach trawiących

W procesie trawienia kontrola parametrów sprzętu ma kluczowe znaczenie, a SPC pomaga poprawić stabilność procesu w następujący sposób:

Monitorowanie stanu sprzętu: Systemy takie jak FDC zbierają dane w czasie rzeczywistym dotyczące kluczowych parametrów urządzeń trawiących (np. mocy RF, przepływu gazu) i łączą je z wykresami kontrolnymi SPC w celu wykrywania potencjalnych problemów ze sprzętem. Na przykład, jeśli zauważysz, że moc RF na wykresie kontrolnym stopniowo odbiega od wartości zadanej, możesz podjąć wczesne działania w celu regulacji lub konserwacji, aby uniknąć pogorszenia jakości produktu.

Monitorowanie jakości produktu: Możesz również wprowadzić kluczowe parametry jakości produktu (np. głębokość trawienia, szerokość linii) do systemu SPC, aby monitorować ich stabilność. Jeśli niektóre krytyczne wskaźniki produktu zaczną stopniowo odbiegać od wartości docelowych, system SPC wygeneruje alarm, sygnalizując konieczność wprowadzenia korekt w procesie.

Konserwacja zapobiegawcza (PM): SPC może pomóc zoptymalizować cykl konserwacji zapobiegawczej urządzeń. Analizując długoterminowe dane dotyczące wydajności urządzeń i wyników procesów, można określić optymalny czas konserwacji. Na przykład, monitorując moc fal radiowych (RF) i żywotność regulatora ESC, można określić, kiedy konieczne jest czyszczenie lub wymiana podzespołów, zmniejszając awaryjność urządzeń i przestoje w produkcji.

5. Wskazówki dotyczące codziennego użytkowania systemu SPC

Podczas codziennego stosowania systemu SPC można wykonać następujące czynności:

Zdefiniuj kluczowe parametry kontrolne (KPI): Zidentyfikuj najważniejsze parametry procesu produkcyjnego i uwzględnij je w monitorowaniu SPC. Parametry te powinny być ściśle powiązane z jakością produktu i wydajnością urządzeń.

Ustaw granice kontrolne i alarmowe: Na podstawie danych historycznych i wymagań procesu, ustal rozsądne granice kontrolne i alarmowe dla każdego parametru. Granice kontrolne są zazwyczaj ustalane na poziomie ±3σ (odchylenia standardowe), natomiast granice alarmowe opierają się na specyficznych warunkach procesu i urządzeń.

Ciągły monitoring i analiza: Regularnie przeglądaj wykresy kontrolne SPC, aby analizować trendy i odchylenia danych. Jeśli niektóre parametry przekraczają limity kontrolne, konieczne jest natychmiastowe działanie, takie jak dostosowanie parametrów sprzętu lub przeprowadzenie konserwacji.

Obsługa nieprawidłowości i analiza przyczyn źródłowych: W przypadku wystąpienia nieprawidłowości system SPC rejestruje szczegółowe informacje o incydencie. Na podstawie tych informacji należy rozwiązać problem i przeanalizować przyczynę nieprawidłowości. Często możliwe jest połączenie danych z systemów FDC, EES itp. w celu przeanalizowania, czy problem jest spowodowany awarią sprzętu, odchyleniem od procesu, czy zewnętrznymi czynnikami środowiskowymi.

Ciągłe doskonalenie: Wykorzystując dane historyczne rejestrowane przez system SPC, zidentyfikuj słabe punkty procesu i zaproponuj plany usprawnień. Na przykład, w procesie trawienia, przeanalizuj wpływ żywotności ESC i metod czyszczenia na cykle konserwacji sprzętu oraz stale optymalizuj parametry pracy sprzętu.

6. Przypadek zastosowania praktycznego

Jako praktyczny przykład, załóżmy, że odpowiadasz za urządzenie do trawienia E-MAX, a katoda komory ulega przedwczesnemu zużyciu, co prowadzi do wzrostu wartości D0 (defekt BARC). Monitorując moc RF i tempo trawienia za pomocą systemu SPC, zauważasz trend, w którym te parametry stopniowo odbiegają od wartości zadanych. Po uruchomieniu alarmu SPC, łączysz dane z systemu FDC i ustalasz, że przyczyną problemu jest niestabilna kontrola temperatury wewnątrz komory. Następnie wdrażasz nowe metody czyszczenia i strategie konserwacji, ostatecznie zmniejszając wartość D0 z 4,3 do 2,4, poprawiając tym samym jakość produktu.

7.W XINKEHUI możesz otrzymać.

W XINKEHUI możesz stworzyć idealny wafli, niezależnie od tego, czy jest to wafli krzemowy, czy SiC. Specjalizujemy się w dostarczaniu najwyższej jakości wafli dla różnych branż, kładąc nacisk na precyzję i wydajność.