Hlboké pochopenie systému SPC pri výrobe doštičiek

1. Prehľad systému SPC

SPC je metóda, ktorá využíva štatistické techniky na monitorovanie a riadenie výrobných procesov. Jej hlavnou funkciou je odhaľovať anomálie vo výrobnom procese zhromažďovaním a analýzou údajov v reálnom čase, čo pomáha inžinierom včas vykonávať úpravy a rozhodnutia. Cieľom SPC je znížiť odchýlky vo výrobnom procese a zabezpečiť, aby kvalita produktu zostala stabilná a spĺňala špecifikácie.

SPC sa používa v procese leptania na:

Monitorujte kritické parametre zariadenia (napr. rýchlosť leptania, RF výkon, tlak v komore, teplotu atď.)

Analyzujte kľúčové ukazovatele kvality produktu (napr. šírka čiary, hĺbka leptania, drsnosť hrán atď.)

Monitorovaním týchto parametrov môžu inžinieri odhaliť trendy naznačujúce zhoršenie výkonu zariadení alebo odchýlky vo výrobnom procese, a tým znížiť mieru nepodarkov.

2. Základné komponenty systému SPC

Systém SPC sa skladá z niekoľkých kľúčových modulov:

Modul zberu údajov: Zbiera údaje v reálnom čase zo zariadení a procesných tokov (napr. prostredníctvom systémov FDC, EES) a zaznamenáva dôležité parametre a výsledky výroby.

Modul regulačných diagramov: Používa štatistické regulačné diagramy (napr. X-Bar diagram, R diagram, Cp/Cpk diagram) na vizualizáciu stability procesu a na pomoc pri určovaní, či je proces pod kontrolou.

Alarmový systém: Spúšťa alarmy, keď kritické parametre prekročia kontrolné limity alebo vykazujú zmeny trendu, čo vyzve technikov k akcii.

Modul analýzy a reportovania: Analyzuje hlavnú príčinu anomálií na základe grafov SPC a pravidelne generuje správy o výkonnosti procesu a zariadenia.

3. Podrobné vysvetlenie kontrolných diagramov v SPC

Regulačné diagramy sú jedným z najčastejšie používaných nástrojov v SPC, ktoré pomáhajú rozlišovať medzi „normálnou variáciou“ (spôsobenou prirodzenými variáciami procesu) a „abnormálnou variáciou“ (spôsobenou poruchami zariadení alebo odchýlkami procesu). Medzi bežné regulačné diagramy patria:

Grafy X-Bar a R: Používajú sa na monitorovanie priemeru a rozsahu v rámci výrobných šarží s cieľom zistiť, či je proces stabilný.

Indexy Cp a Cpk: Používajú sa na meranie spôsobilosti procesu, t. j. či výstup procesu môže konzistentne spĺňať požiadavky špecifikácie. Cp meria potenciálnu spôsobilosť, zatiaľ čo Cpk zohľadňuje odchýlku procesného centra od limitov špecifikácie.

Napríklad v procese leptania môžete monitorovať parametre, ako je rýchlosť leptania a drsnosť povrchu. Ak rýchlosť leptania určitého zariadenia prekročí kontrolný limit, môžete použiť kontrolné diagramy na určenie, či ide o prirodzenú odchýlku alebo o indikáciu poruchy zariadenia.

4. Aplikácia SPC v leptacích zariadeniach

V procese leptania je riadenie parametrov zariadenia kritické a SPC pomáha zlepšiť stabilitu procesu nasledujúcimi spôsobmi:

Monitorovanie stavu zariadení: Systémy ako FDC zhromažďujú údaje v reálnom čase o kľúčových parametroch leptacieho zariadenia (napr. RF výkon, prietok plynu) a kombinujú tieto údaje s kontrolnými diagramami SPC na detekciu potenciálnych problémov so zariadením. Napríklad, ak vidíte, že RF výkon na kontrolnom diagrame sa postupne odchyľuje od nastavenej hodnoty, môžete včas podniknúť kroky na úpravu alebo údržbu, aby ste predišli ovplyvneniu kvality produktu.

Monitorovanie kvality produktu: Do systému SPC môžete tiež zadať kľúčové parametre kvality produktu (napr. hĺbku leptania, šírku čiary) na monitorovanie ich stability. Ak sa niektoré kritické ukazovatele produktu postupne odchyľujú od cieľových hodnôt, systém SPC spustí alarm, ktorý signalizuje, že sú potrebné úpravy procesu.

Preventívna údržba (PM): SPC môže pomôcť optimalizovať cyklus preventívnej údržby zariadení. Analýzou dlhodobých údajov o výkone zariadení a výsledkoch procesov môžete určiť optimálny čas na údržbu zariadení. Napríklad monitorovaním RF výkonu a životnosti ESC môžete určiť, kedy je potrebné čistenie alebo výmena komponentov, čím sa znižuje miera poruchovosti zariadení a prestoje výroby.

5. Tipy na každodenné používanie systému SPC

Pri používaní systému SPC v každodennej prevádzke je možné postupovať podľa nasledujúcich krokov:

Definovanie kľúčových kontrolných parametrov (KPI): Identifikujte najdôležitejšie parametre vo výrobnom procese a zahrňte ich do monitorovania SPC. Tieto parametre by mali úzko súvisieť s kvalitou produktu a výkonom zariadenia.

Nastavenie kontrolných limitov a limitov alarmov: Na základe historických údajov a požiadaviek procesu nastavte primerané kontrolné limity a limity alarmov pre každý parameter. Kontrolné limity sú zvyčajne nastavené na ±3σ (štandardné odchýlky), zatiaľ čo limity alarmov sú založené na špecifických podmienkach procesu a zariadenia.

Nepretržité monitorovanie a analýza: Pravidelne kontrolujte kontrolné diagramy SPC s cieľom analyzovať trendy a odchýlky údajov. Ak niektoré parametre prekročia kontrolné limity, je potrebné okamžite konať, ako napríklad úprava parametrov zariadenia alebo vykonanie údržby zariadenia.

Riešenie abnormalít a analýza ich základných príčin: Keď sa vyskytne abnormalita, systém SPC zaznamená podrobné informácie o incidente. Na základe týchto informácií je potrebné riešiť problémy a analyzovať základnú príčinu abnormality. Často je možné kombinovať údaje zo systémov FDC, systémov EES atď., aby sa analyzovalo, či je problém spôsobený poruchou zariadenia, odchýlkou ​​procesu alebo vonkajšími faktormi prostredia.

Neustále zlepšovanie: Pomocou historických údajov zaznamenaných systémom SPC identifikujte slabé miesta v procese a navrhnite plány na zlepšenie. Napríklad v procese leptania analyzujte vplyv životnosti ESC a metód čistenia na cykly údržby zariadenia a neustále optimalizujte prevádzkové parametre zariadenia.

6. Praktický prípad aplikácie

Ako praktický príklad si predstavte, že ste zodpovední za leptacie zariadenie E-MAX a katóda komory sa predčasne opotrebováva, čo vedie k zvýšeniu hodnôt D0 (defekt BARC). Monitorovaním RF výkonu a rýchlosti leptania prostredníctvom systému SPC si všimnete trend, pri ktorom sa tieto parametre postupne odchyľujú od nastavených hodnôt. Po spustení alarmu SPC skombinujete údaje zo systému FDC a zistíte, že problém je spôsobený nestabilnou reguláciou teploty vo vnútri komory. Následne implementujete nové metódy čistenia a stratégie údržby, čím nakoniec znížite hodnotu D0 zo 4,3 na 2,4, čím zlepšíte kvalitu produktu.

7. V XINKEHUI sa môžete dostať.

V spoločnosti XINKEHUI môžete dosiahnuť dokonalý wafer, či už ide o kremíkový alebo SiC wafer. Špecializujeme sa na dodávku vysokokvalitných waferov pre rôzne odvetvia so zameraním na presnosť a výkon.