درک عمیق از سیستم SPC در تولید ویفر

1. مروری بر سیستم SPC

SPC روشی است که از تکنیک های آماری برای نظارت و کنترل فرآیندهای تولید استفاده می کند. عملکرد اصلی آن تشخیص ناهنجاری ها در فرآیند تولید با جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده های بلادرنگ است که به مهندسان کمک می کند تا تنظیمات و تصمیم گیری های به موقع را انجام دهند. هدف SPC کاهش تنوع در فرآیند تولید، تضمین کیفیت محصول ثابت و مطابق با مشخصات است.

SPC در فرآیند اچینگ برای موارد زیر استفاده می شود:

نظارت بر پارامترهای مهم تجهیزات (به عنوان مثال، نرخ اچ، توان RF، فشار محفظه، دما و غیره)

تجزیه و تحلیل شاخص های کلیدی کیفیت محصول (به عنوان مثال، عرض خط، عمق اچ، زبری لبه، و غیره)

با نظارت بر این پارامترها، مهندسان می‌توانند روندهایی را که نشان‌دهنده کاهش عملکرد تجهیزات یا انحراف در فرآیند تولید است، تشخیص دهند، در نتیجه نرخ ضایعات را کاهش می‌دهند.

2. اجزای اساسی سیستم SPC

سیستم SPC از چندین ماژول کلیدی تشکیل شده است:

ماژول جمع‌آوری داده‌ها: داده‌های بلادرنگ را از تجهیزات و جریان‌های فرآیند جمع‌آوری می‌کند (مثلاً از طریق سیستم‌های FDC، EES) و پارامترهای مهم و نتایج تولید را ثبت می‌کند.

ماژول نمودار کنترل: از نمودارهای کنترل آماری (مانند نمودار X-Bar، نمودار R، نمودار Cp/Cpk) برای تجسم پایداری فرآیند و کمک به تعیین اینکه آیا فرآیند تحت کنترل است، استفاده می‌کند.

سیستم هشدار: زمانی که پارامترهای حیاتی از محدودیت های کنترل فراتر می روند یا تغییرات روند را نشان می دهند، آلارم ها را فعال می کند و مهندسان را وادار می کند تا اقدام کنند.

ماژول تجزیه و تحلیل و گزارش: علت اصلی ناهنجاری ها را بر اساس نمودارهای SPC تجزیه و تحلیل می کند و به طور منظم گزارش های عملکردی را برای فرآیند و تجهیزات تولید می کند.

3. توضیح تفصیلی نمودارهای کنترل در SPC

نمودارهای کنترل یکی از رایج ترین ابزارهای مورد استفاده در SPC هستند که به تمایز بین "تغییر عادی" (ناشی از تغییرات طبیعی فرآیند) و "تغییر غیر طبیعی" (ناشی از خرابی تجهیزات یا انحراف فرآیند) کمک می کنند. نمودارهای کنترل رایج عبارتند از:

نمودارهای X-Bar و R: برای نظارت بر میانگین و محدوده در دسته‌های تولید برای مشاهده پایداری فرآیند استفاده می‌شود.

شاخص‌های Cp و Cpk: برای اندازه‌گیری قابلیت فرآیند استفاده می‌شود، یعنی اینکه آیا خروجی فرآیند می‌تواند به طور مداوم الزامات مشخصات را برآورده کند یا خیر. Cp قابلیت بالقوه را اندازه گیری می کند، در حالی که Cpk انحراف مرکز فرآیند از محدودیت های مشخصات را در نظر می گیرد.

به عنوان مثال، در فرآیند اچینگ، ممکن است پارامترهایی مانند نرخ اچ و زبری سطح را کنترل کنید. اگر نرخ اچ یک قطعه خاص از تجهیزات از حد کنترل بیشتر شود، می توانید از نمودارهای کنترلی برای تعیین اینکه آیا این یک تغییر طبیعی است یا نشانه ای از نقص عملکرد تجهیزات استفاده کنید.

4. کاربرد SPC در تجهیزات اچینگ

در فرآیند اچینگ، کنترل پارامترهای تجهیزات حیاتی است و SPC به روش‌های زیر به بهبود پایداری فرآیند کمک می‌کند:

نظارت بر وضعیت تجهیزات: سیستم‌هایی مانند FDC داده‌های بلادرنگ را در مورد پارامترهای کلیدی تجهیزات اچینگ (مثلاً توان RF، جریان گاز) جمع‌آوری می‌کنند و این داده‌ها را با نمودارهای کنترل SPC ترکیب می‌کنند تا مشکلات احتمالی تجهیزات را شناسایی کنند. به عنوان مثال، اگر می بینید که توان RF در نمودار کنترلی به تدریج از مقدار تنظیم شده منحرف می شود، می توانید برای جلوگیری از تأثیرگذاری بر کیفیت محصول، اقدامات اولیه را برای تنظیم یا نگهداری انجام دهید.

نظارت بر کیفیت محصول: همچنین می توانید پارامترهای کلیدی کیفیت محصول (به عنوان مثال، عمق اچ، پهنای خط) را در سیستم SPC برای نظارت بر پایداری آنها وارد کنید. اگر برخی از شاخص های مهم محصول به تدریج از مقادیر هدف منحرف شوند، سیستم SPC یک زنگ هشدار صادر می کند که نشان می دهد نیاز به تنظیمات فرآیند است.

تعمیر و نگهداری پیشگیرانه (PM): SPC می تواند به بهینه سازی چرخه نگهداری پیشگیرانه برای تجهیزات کمک کند. با تجزیه و تحلیل داده های بلند مدت در مورد عملکرد تجهیزات و نتایج فرآیند، می توانید زمان بهینه برای تعمیر و نگهداری تجهیزات را تعیین کنید. به عنوان مثال، با نظارت بر توان RF و طول عمر ESC، می‌توانید تعیین کنید که چه زمانی به تمیز کردن یا تعویض قطعات نیاز است و میزان خرابی تجهیزات و زمان توقف تولید را کاهش دهید.

5. نکات استفاده روزانه برای سیستم SPC

هنگام استفاده از سیستم SPC در عملیات روزانه، مراحل زیر را می توان دنبال کرد:

تعریف پارامترهای کنترل کلیدی (KPI): مهم ترین پارامترها در فرآیند تولید را شناسایی کرده و در مانیتورینگ SPC لحاظ کنید. این پارامترها باید ارتباط نزدیکی با کیفیت محصول و عملکرد تجهیزات داشته باشند.

تنظیم محدودیت های کنترل و محدودیت های هشدار: بر اساس داده های تاریخی و الزامات فرآیند، محدودیت های کنترل منطقی و محدودیت های هشدار را برای هر پارامتر تعیین کنید. حدود کنترل معمولاً در ±3σ (انحراف استاندارد) تنظیم می شود، در حالی که محدودیت های هشدار بر اساس شرایط خاص فرآیند و تجهیزات است.

نظارت و تجزیه و تحلیل مستمر: به طور منظم نمودارهای کنترل SPC را برای تجزیه و تحلیل روندها و تغییرات داده ها بررسی کنید. اگر برخی از پارامترها از حد کنترل فراتر رود، اقدامات فوری لازم است، مانند تنظیم پارامترهای تجهیزات یا انجام تعمیر و نگهداری تجهیزات.

مدیریت ناهنجاری و تجزیه و تحلیل علت اصلی: هنگامی که یک ناهنجاری رخ می دهد، سیستم SPC اطلاعات دقیق در مورد حادثه را ثبت می کند. شما باید بر اساس این اطلاعات علت اصلی ناهنجاری را عیب یابی و تجزیه و تحلیل کنید. اغلب می توان داده های سیستم های FDC، سیستم های EES و غیره را با هم ترکیب کرد تا بررسی کرد که آیا مشکل به دلیل خرابی تجهیزات، انحراف فرآیند یا عوامل محیطی خارجی است.

بهبود مستمر: با استفاده از داده های تاریخی ثبت شده توسط سیستم SPC، نقاط ضعف در فرآیند را شناسایی کرده و طرح های بهبود را پیشنهاد دهید. به عنوان مثال، در فرآیند اچینگ، تأثیر طول عمر ESC و روش‌های تمیز کردن را بر چرخه‌های نگهداری تجهیزات تجزیه و تحلیل کنید و به طور مداوم پارامترهای عملیاتی تجهیزات را بهینه کنید.

6. مورد کاربردی عملی

به عنوان یک مثال عملی، فرض کنید که شما مسئول تجهیزات اچینگ E-MAX هستید و کاتد محفظه دچار سایش زودرس می شود که منجر به افزایش مقادیر D0 (عیب BARC) می شود. با نظارت بر توان RF و نرخ اچ از طریق سیستم SPC، روندی را مشاهده می کنید که در آن این پارامترها به تدریج از مقادیر تنظیم شده خود منحرف می شوند. پس از فعال شدن زنگ هشدار SPC، داده‌های سیستم FDC را ترکیب می‌کنید و تشخیص می‌دهید که این مشکل به دلیل کنترل دمای ناپایدار داخل محفظه است. سپس روش‌های تمیز کردن جدید و استراتژی‌های نگهداری را پیاده‌سازی می‌کنید، در نهایت مقدار D0 را از 4.3 به 2.4 کاهش می‌دهید و در نتیجه کیفیت محصول را بهبود می‌بخشید.

7.در XINKEHUI می توانید دریافت کنید.

در XINKEHUI، می توانید به ویفر عالی دست پیدا کنید، خواه ویفر سیلیکونی باشد یا ویفر SiC. ما در ارائه ویفرهای با کیفیت بالا برای صنایع مختلف با تمرکز بر دقت و عملکرد تخصص داریم.