Dyp forståelse av SPC-systemet i waferproduksjon

1. Oversikt over SPC-systemet

SPC er en metode som bruker statistiske teknikker for å overvåke og kontrollere produksjonsprosesser. Kjernefunksjonen er å oppdage avvik i produksjonsprosessen ved å samle inn og analysere sanntidsdata, noe som hjelper ingeniører med å ta justeringer og beslutninger i tide. Målet med SPC er å redusere variasjon i produksjonsprosessen, og sikre at produktkvaliteten forblir stabil og oppfyller spesifikasjonene.

SPC brukes i etseprosessen til å:

Overvåk kritiske utstyrsparametere (f.eks. etsehastighet, RF-effekt, kammertrykk, temperatur osv.)

Analyser viktige produktkvalitetsindikatorer (f.eks. linjebredde, etsedybde, kantruhet osv.)

Ved å overvåke disse parameterne kan ingeniører oppdage trender som indikerer forringelse av utstyrets ytelse eller avvik i produksjonsprosessen, og dermed redusere skraprater.

2. Grunnleggende komponenter i SPC-systemet

SPC-systemet består av flere nøkkelmoduler:

Datainnsamlingsmodul: Samler inn sanntidsdata fra utstyr og prosessflyter (f.eks. gjennom FDC, EES-systemer) og registrerer viktige parametere og produksjonsresultater.

Kontrolldiagrammodul: Bruker statistiske kontrolldiagrammer (f.eks. X-bardiagram, R-diagram, Cp/Cpk-diagram) for å visualisere prosessstabilitet og bidra til å avgjøre om prosessen er under kontroll.

Alarmsystem: Utløser alarmer når kritiske parametere overskrider kontrollgrenser eller viser trendendringer, noe som ber ingeniører om å iverksette tiltak.

Analyse- og rapporteringsmodul: Analyserer den underliggende årsaken til avvik basert på SPC-diagrammer og genererer regelmessig ytelsesrapporter for prosessen og utstyret.

3. Detaljert forklaring av kontrolldiagrammer i SPC

Kontrolldiagrammer er et av de mest brukte verktøyene i SPC, og hjelper til med å skille mellom «normal variasjon» (forårsaket av naturlige prosessvariasjoner) og «unormal variasjon» (forårsaket av utstyrsfeil eller prosessavvik). Vanlige kontrolldiagrammer inkluderer:

X-Bar- og R-diagrammer: Brukes til å overvåke gjennomsnittet og området innenfor produksjonsbatcher for å observere om prosessen er stabil.

Cp- og Cpk-indekser: Brukes til å måle prosesskapasitet, dvs. om prosessutgangen konsekvent kan oppfylle spesifikasjonskrav. Cp måler den potensielle kapasiteten, mens Cpk vurderer avviket fra prosessenteret fra spesifikasjonsgrensene.

For eksempel, i etseprosessen kan du overvåke parametere som etsehastighet og overflateruhet. Hvis etsehastigheten til et bestemt utstyr overstiger kontrollgrensen, kan du bruke kontrolldiagrammer for å avgjøre om dette er en naturlig variasjon eller en indikasjon på funksjonsfeil i utstyret.

4. Bruk av SPC i etseutstyr

I etseprosessen er det avgjørende å kontrollere utstyrsparametere, og SPC bidrar til å forbedre prosessstabiliteten på følgende måter:

Overvåking av utstyrstilstand: Systemer som FDC samler inn sanntidsdata om viktige parametere for etseutstyr (f.eks. RF-effekt, gassstrøm) og kombinerer disse dataene med SPC-kontrolldiagrammer for å oppdage potensielle utstyrsproblemer. Hvis du for eksempel ser at RF-effekten på et kontrolldiagram gradvis avviker fra den innstilte verdien, kan du iverksette tidlige tiltak for justering eller vedlikehold for å unngå å påvirke produktkvaliteten.

Overvåking av produktkvalitet: Du kan også legge inn viktige produktkvalitetsparametere (f.eks. etsedybde, linjebredde) i SPC-systemet for å overvåke stabiliteten deres. Hvis noen kritiske produktindikatorer gradvis avviker fra målverdiene, vil SPC-systemet utstede en alarm som indikerer at prosessjusteringer er nødvendige.

Forebyggende vedlikehold (PM): SPC kan bidra til å optimalisere den forebyggende vedlikeholdssyklusen for utstyr. Ved å analysere langsiktige data om utstyrsytelse og prosessresultater kan du bestemme det optimale tidspunktet for utstyrsvedlikehold. Ved å overvåke RF-effekt og ESC-levetid kan du for eksempel bestemme når rengjøring eller utskifting av komponenter er nødvendig, noe som reduserer utstyrsfeil og produksjonsnedetid.

5. Daglige brukstips for SPC-systemet

Når du bruker SPC-systemet i den daglige driften, kan følgende trinn følges:

Definer viktige kontrollparametere (KPI): Identifiser de viktigste parameterne i produksjonsprosessen og inkluder dem i SPC-overvåkingen. Disse parameterne bør være nært knyttet til produktkvalitet og utstyrets ytelse.

Angi kontrollgrenser og alarmgrenser: Basert på historiske data og prosesskrav, angi rimelige kontrollgrenser og alarmgrenser for hver parameter. Kontrollgrenser settes vanligvis til ±3σ (standardavvik), mens alarmgrenser er basert på de spesifikke forholdene i prosessen og utstyret.

Kontinuerlig overvåking og analyse: Gjennomgå regelmessig SPC-kontrolldiagrammer for å analysere datatrender og variasjoner. Hvis noen parametere overskrider kontrollgrensene, er det nødvendig med umiddelbare tiltak, for eksempel justering av utstyrsparametere eller utføring av vedlikehold av utstyr.

Håndtering av avvik og rotårsaksanalyse: Når et avvik oppstår, registrerer SPC-systemet detaljert informasjon om hendelsen. Du må feilsøke og analysere den underliggende årsaken til avviket basert på denne informasjonen. Det er ofte mulig å kombinere data fra FDC-systemer, EES-systemer osv. for å analysere om problemet skyldes utstyrsfeil, prosessavvik eller eksterne miljøfaktorer.

Kontinuerlig forbedring: Bruk de historiske dataene som er registrert av SPC-systemet, identifiser svake punkter i prosessen og foreslå forbedringsplaner. For eksempel, i etseprosessen, analyser effekten av ESC-levetid og rengjøringsmetoder på utstyrets vedlikeholdssykluser og optimaliser kontinuerlig utstyrets driftsparametere.

6. Praktisk anvendelsestilfelle

Som et praktisk eksempel, anta at du er ansvarlig for etseutstyret E-MAX, og kammerkatoden opplever for tidlig slitasje, noe som fører til en økning i D0-verdier (BARC-defekt). Ved å overvåke RF-effekten og etsehastigheten gjennom SPC-systemet, legger du merke til en trend der disse parameterne gradvis avviker fra de innstilte verdiene. Etter at en SPC-alarm utløses, kombinerer du data fra FDC-systemet og bestemmer at problemet skyldes ustabil temperaturkontroll inne i kammeret. Deretter implementerer du nye rengjøringsmetoder og vedlikeholdsstrategier, og reduserer til slutt D0-verdien fra 4,3 til 2,4, og forbedrer dermed produktkvaliteten.

7. I XINKEHUI kan du få.

Hos XINKEHUI kan du oppnå den perfekte waferen, enten det er en silisiumwafer eller en SiC-wafer. Vi spesialiserer oss på å levere wafere av topp kvalitet til ulike bransjer, med fokus på presisjon og ytelse.