Djup förståelse av SPC-systemet vid wafertillverkning

1. Översikt över SPC-systemet

SPC är en metod som använder statistiska tekniker för att övervaka och kontrollera tillverkningsprocesser. Dess kärnfunktion är att upptäcka anomalier i produktionsprocessen genom att samla in och analysera realtidsdata, vilket hjälper ingenjörer att göra snabba justeringar och beslut. Målet med SPC är att minska variationen i produktionsprocessen, säkerställa att produktkvaliteten förblir stabil och uppfyller specifikationerna.

SPC används i etsningsprocessen för att:

Övervaka kritiska utrustningsparametrar (t.ex. etshastighet, RF-effekt, kammartryck, temperatur, etc.)

Analysera nyckelindikatorer för produktkvalitet (t.ex. linjebredd, etsdjup, ojämn kant, etc.)

Genom att övervaka dessa parametrar kan ingenjörer upptäcka trender som indikerar försämring av utrustningens prestanda eller avvikelser i produktionsprocessen, vilket minskar mängden skrot.

2. Grundläggande komponenter i SPC-systemet

SPC-systemet består av flera nyckelmoduler:

Datainsamlingsmodul: Samlar in realtidsdata från utrustning och processflöden (t.ex. genom FDC, EES-system) och registrerar viktiga parametrar och produktionsresultat.

Kontrolldiagrammodul: Använder statistiska kontrolldiagram (t.ex. X-bar-diagram, R-diagram, Cp/Cpk-diagram) för att visualisera processstabilitet och hjälpa till att avgöra om processen är under kontroll.

Larmsystem: Utlöser larm när kritiska parametrar överskrider kontrollgränserna eller visar trendförändringar, vilket uppmanar ingenjörer att vidta åtgärder.

Analys- och rapporteringsmodul: Analyserar grundorsaken till anomalier baserat på SPC-diagram och genererar regelbundet prestandarapporter för processen och utrustningen.

3. Detaljerad förklaring av kontrolldiagram i SPC

Kontrolldiagram är ett av de mest använda verktygen i SPC, som hjälper till att skilja mellan "normal variation" (orsakad av naturliga processvariationer) och "onormal variation" (orsakad av utrustningsfel eller processavvikelser). Vanliga kontrolldiagram inkluderar:

X-bar- och R-diagram: Används för att övervaka medelvärdet och intervallet inom produktionsbatcher för att observera om processen är stabil.

Cp- och Cpk-index: Används för att mäta processkapacitet, dvs om processutgången konsekvent kan uppfylla specifikationskraven. Cp mäter den potentiella förmågan, medan Cpk tar hänsyn till processcentrets avvikelse från specifikationsgränserna.

Till exempel, i etsningsprocessen kan du övervaka parametrar som etsningshastighet och ytjämnhet. Om etsningshastigheten för en viss utrustning överskrider kontrollgränsen kan du använda kontrolldiagram för att avgöra om detta är en naturlig variation eller en indikation på utrustningsfel.

4. Tillämpning av SPC i etsningsutrustning

I etsningsprocessen är kontroll av utrustningsparametrar avgörande, och SPC hjälper till att förbättra processstabiliteten på följande sätt:

Övervakning av utrustningens tillstånd: System som FDC samlar in realtidsdata om nyckelparametrar för etsningsutrustning (t.ex. RF-effekt, gasflöde) och kombinerar dessa data med SPC-kontrolldiagram för att upptäcka potentiella utrustningsproblem. Om du till exempel ser att RF-effekten på ett kontrolldiagram gradvis avviker från det inställda värdet, kan du vidta tidiga åtgärder för justering eller underhåll för att undvika att påverka produktkvaliteten.

Övervakning av produktkvalitet: Du kan också mata in viktiga produktkvalitetsparametrar (t.ex. etsdjup, linjebredd) i SPC-systemet för att övervaka deras stabilitet. Om några kritiska produktindikatorer gradvis avviker från målvärdena kommer SPC-systemet att avge ett larm som indikerar att processjusteringar behövs.

Förebyggande underhåll (PM): SPC kan hjälpa till att optimera den förebyggande underhållscykeln för utrustning. Genom att analysera långtidsdata om utrustningens prestanda och processresultat kan du bestämma den optimala tiden för utrustningsunderhåll. Genom att till exempel övervaka RF-effekt och ESC-livslängd kan du avgöra när rengöring eller komponentbyte behövs, vilket minskar antalet fel på utrustningen och produktionsstopp.

5. Tips för daglig användning av SPC-systemet

När du använder SPC-systemet i den dagliga driften kan följande steg följas:

Definiera nyckelkontrollparametrar (KPI): Identifiera de viktigaste parametrarna i produktionsprocessen och inkludera dem i SPC-övervakningen. Dessa parametrar bör vara nära relaterade till produktkvalitet och utrustningens prestanda.

Ställ in kontrollgränser och larmgränser: Baserat på historiska data och processkrav, ställ in rimliga kontrollgränser och larmgränser för varje parameter. Kontrollgränser sätts vanligtvis till ±3σ (standardavvikelser), medan larmgränser är baserade på de specifika förhållandena för processen och utrustningen.

Kontinuerlig övervakning och analys: Granska regelbundet SPC-kontrolldiagram för att analysera datatrender och variationer. Om vissa parametrar överskrider kontrollgränserna krävs omedelbara åtgärder, som att justera utrustningsparametrar eller utföra utrustningsunderhåll.

Avvikelsehantering och rotorsaksanalys: När en avvikelse inträffar registrerar SPC-systemet detaljerad information om incidenten. Du måste felsöka och analysera grundorsaken till avvikelsen baserat på denna information. Det är ofta möjligt att kombinera data från FDC-system, EES-system etc. för att analysera om problemet beror på utrustningsfel, processavvikelser eller externa miljöfaktorer.

Kontinuerlig förbättring: Använd historiska data som registrerats av SPC-systemet, identifiera svaga punkter i processen och föreslå förbättringsplaner. Till exempel, i etsningsprocessen, analysera effekten av ESC-livslängd och rengöringsmetoder på utrustningens underhållscykler och kontinuerligt optimera utrustningens driftsparametrar.

6. Praktiskt tillämpningsfall

Som ett praktiskt exempel, anta att du är ansvarig för etsutrustningen E-MAX, och att kammarkatoden upplever för tidigt slitage, vilket leder till en ökning av D0-värden (BARC-defekt). Genom att övervaka RF-effekten och etsningshastigheten genom SPC-systemet märker du en trend där dessa parametrar gradvis avviker från sina inställda värden. Efter att ett SPC-larm har utlösts kombinerar du data från FDC-systemet och fastställer att problemet orsakas av instabil temperaturkontroll inuti kammaren. Du implementerar sedan nya rengöringsmetoder och underhållsstrategier, vilket så småningom minskar D0-värdet från 4,3 till 2,4, vilket förbättrar produktkvaliteten.

7.I XINKEHUI kan du få.

Hos XINKEHUI kan du uppnå den perfekta wafern, oavsett om det är en silikonwafer eller en SiC wafer. Vi är specialiserade på att leverera högkvalitativa wafers för olika industrier, med fokus på precision och prestanda.