Djupgående förståelse av SPC-systemet inom 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 avvikelser i produktionsprocessen genom att samla in och analysera realtidsdata, vilket hjälper ingenjörer att fatta snabba justeringar och fatta beslut. Målet med SPC är att minska variationer i produktionsprocessen och säkerställa att produktkvaliteten förblir stabil och uppfyller specifikationerna.

SPC används i etsningsprocessen för att:

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

Analysera viktiga produktkvalitetsindikatorer (t.ex. linjebredd, etsdjup, kantjämnhet etc.)

Genom att övervaka dessa parametrar kan ingenjörer upptäcka trender som indikerar försämrad utrustningsprestanda eller avvikelser i produktionsprocessen, vilket minskar kassationsnivåerna.

2. Grundläggande komponenter i SPC-systemet

SPC-systemet består av flera nyckelmoduler:

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

Kontrolldiagrammodul: Använder statistiska kontrolldiagram (t.ex. X-stapeldiagram, 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 kontrollgränser eller visar trendförändringar, vilket uppmanar ingenjörer att vidta åtgärder.

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

3. Detaljerad förklaring av kontrolldiagram i SPC

Kontrolldiagram är ett av de vanligaste verktygen inom SPC, och 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 kapaciteten, medan Cpk beaktar processcentrumets avvikelse från specifikationsgränserna.

Till exempel, i etsningsprocessen kan du övervaka parametrar som etshastighet och ytjämnhet. Om etshastigheten för en viss utrustningsdel överstiger kontrollgränsen kan du använda kontrolldiagram för att avgöra om detta är en naturlig variation eller en indikation på ett fel i utrustningen.

4. Tillämpning av SPC i etsningsutrustning

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

Övervakning av utrustningens tillstånd: System som FDC samlar in realtidsdata om viktiga parametrar för etsningsutrustning (t.ex. RF-effekt, gasflöde) och kombinerar dessa data med SPC-styrdiagram för att upptäcka potentiella problem med utrustningen. Om du till exempel ser att RF-effekten på ett styrdiagram 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 vissa kritiska produktindikatorer gradvis avviker från målvärdena kommer SPC-systemet att utfärda ett larm som indikerar att processjusteringar behövs.

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

5. Dagliga användningstips för SPC-systemet

Vid användning av SPC-systemet i den dagliga verksamheten 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, sätt rimliga kontrollgränser och larmgränser för varje parameter. Kontrollgränser är vanligtvis inställda på ±3σ (standardavvikelser), medan larmgränser baseras 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, såsom att justera utrustningsparametrar eller utföra underhåll av utrustningen.

Hantering av avvikelser och analys av grundorsaker: När en avvikelse inträffar registrerar SPC-systemet detaljerad information om händelsen. 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: Med hjälp av historiska data som registrerats av SPC-systemet, identifiera svaga punkter i processen och föreslå förbättringsplaner. Till exempel, i etsningsprocessen, analysera effekten av ESC:s livslängd och rengöringsmetoder på utrustningens underhållscykler och kontinuerligt optimera utrustningens driftsparametrar.

6. Praktiskt tillämpningsfall

Som ett praktiskt exempel, anta att du ansvarar för etsningsutrustningen E-MAX, och kammarkatoden slits ut i förtid, vilket leder till en ökning av D0-värden (BARC-defekt). Genom att övervaka RF-effekten och etsningshastigheten via SPC-systemet märker du en trend där dessa parametrar gradvis avviker från sina inställda värden. Efter att ett SPC-larm 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 kiselwafer eller en SiC-wafer. Vi specialiserar oss på att leverera wafers av högsta kvalitet för olika industrier, med fokus på precision och prestanda.