Diep inzicht in het SPC-systeem bij de productie van wafers

1. Overzicht van het SPC-systeem

SPC is een methode die statistische technieken gebruikt om productieprocessen te monitoren en te controleren. De kernfunctie ervan is het detecteren van afwijkingen in het productieproces door realtime gegevens te verzamelen en te analyseren, waardoor ingenieurs tijdig aanpassingen en beslissingen kunnen nemen. Het doel van SPC is om de variatie in het productieproces te verminderen, zodat de productkwaliteit stabiel blijft en aan de specificaties voldoet.

SPC wordt tijdens het etsproces gebruikt om:

Bewaak kritische apparatuurparameters (bijv. etssnelheid, RF-vermogen, kamerdruk, temperatuur, enz.)

Analyseer de belangrijkste productkwaliteitsindicatoren (bijv. lijnbreedte, etsdiepte, randruwheid, enz.)

Door deze parameters te monitoren, kunnen ingenieurs trends detecteren die wijzen op een verslechtering van de prestaties van de apparatuur of op afwijkingen in het productieproces, waardoor de afvalpercentages worden verminderd.

2. Basiscomponenten van het SPC-systeem

Het SPC-systeem bestaat uit verschillende sleutelmodules:

Module voor gegevensverzameling: Verzamelt realtime gegevens van apparatuur en processtromen (bijvoorbeeld via FDC- en EES-systemen) en registreert belangrijke parameters en productieresultaten.

Module Controlediagram: Gebruikt statistische controlediagrammen (bijvoorbeeld X-Bar-diagram, R-diagram, Cp/Cpk-diagram) om de processtabiliteit te visualiseren en te helpen bepalen of het proces onder controle is.

Alarmsysteem: Activeert alarmen wanneer kritische parameters de controlelimieten overschrijden of trendveranderingen vertonen, wat ingenieurs ertoe aanzet actie te ondernemen.

Analyse- en rapportagemodule: Analyseert de hoofdoorzaak van afwijkingen op basis van SPC-grafieken en genereert regelmatig prestatierapporten voor het proces en de apparatuur.

3. Gedetailleerde uitleg van controlediagrammen in SPC

Controlediagrammen zijn een van de meest gebruikte hulpmiddelen in SPC en helpen onderscheid te maken tussen "normale variatie" (veroorzaakt door natuurlijke procesvariaties) en "abnormale variatie" (veroorzaakt door apparatuurstoringen of procesafwijkingen). Veel voorkomende controlediagrammen zijn onder meer:

X-Bar- en R-grafieken: worden gebruikt om het gemiddelde en bereik binnen productiebatches te controleren om te zien of het proces stabiel is.

Cp- en Cpk-indices: worden gebruikt om de procescapaciteiten te meten, dwz of de procesuitvoer consistent aan de specificatie-eisen kan voldoen. Cp meet de potentiële capaciteit, terwijl Cpk rekening houdt met de afwijking van het procescentrum van de specificatielimieten.

Tijdens het etsproces kunt u bijvoorbeeld parameters als de etssnelheid en de oppervlakteruwheid in de gaten houden. Als de etssnelheid van een bepaald apparaat de controlelimiet overschrijdt, kunt u controlekaarten gebruiken om te bepalen of dit een natuurlijke variatie is of een indicatie van een defect aan de apparatuur.

4. Toepassing van SPC in etsapparatuur

Tijdens het etsproces is het controleren van apparatuurparameters van cruciaal belang, en SPC helpt de processtabiliteit op de volgende manieren te verbeteren:

Conditiebewaking van apparatuur: Systemen zoals FDC verzamelen realtime gegevens over belangrijke parameters van etsapparatuur (bijv. RF-vermogen, gasstroom) en combineren deze gegevens met SPC-controlekaarten om potentiële apparatuurproblemen op te sporen. Als u bijvoorbeeld ziet dat het RF-vermogen op een controlekaart geleidelijk afwijkt van de ingestelde waarde, kunt u vroegtijdig actie ondernemen voor aanpassing of onderhoud om te voorkomen dat de productkwaliteit wordt beïnvloed.

Controle van de productkwaliteit: U kunt ook belangrijke productkwaliteitsparameters (bijvoorbeeld etsdiepte, lijnbreedte) in het SPC-systeem invoeren om de stabiliteit ervan te controleren. Als sommige kritische productindicatoren geleidelijk afwijken van de streefwaarden, geeft het SPC-systeem een ​​alarm af, wat aangeeft dat procesaanpassingen nodig zijn.

Preventief onderhoud (PM): SPC kan de preventieve onderhoudscyclus van apparatuur helpen optimaliseren. Door langetermijngegevens over de prestaties van apparatuur en procesresultaten te analyseren, kunt u het optimale tijdstip voor apparatuuronderhoud bepalen. Door bijvoorbeeld het RF-vermogen en de levensduur van de ESC te monitoren, kunt u bepalen wanneer reiniging of vervanging van componenten nodig is, waardoor het aantal uitval van apparatuur en productieonderbrekingen wordt verminderd.

5. Tips voor dagelijks gebruik van het SPC-systeem

Bij gebruik van het SPC-systeem in de dagelijkse bedrijfsvoering kunnen de volgende stappen worden gevolgd:

Definieer Key Control Parameters (KPI): Identificeer de belangrijkste parameters in het productieproces en neem deze op in de SPC-monitoring. Deze parameters moeten nauw verband houden met de productkwaliteit en de prestaties van de apparatuur.

Stel controlelimieten en alarmlimieten in: Stel op basis van historische gegevens en procesvereisten redelijke controlelimieten en alarmlimieten in voor elke parameter. Controlelimieten worden doorgaans ingesteld op ±3σ (standaardafwijkingen), terwijl alarmlimieten gebaseerd zijn op de specifieke omstandigheden van het proces en de apparatuur.

Continue monitoring en analyse: Controleer regelmatig SPC-controlediagrammen om gegevenstrends en -variaties te analyseren. Als sommige parameters de controlelimieten overschrijden, is onmiddellijke actie nodig, zoals het aanpassen van de apparatuurparameters of het uitvoeren van onderhoud aan de apparatuur.

Afhandeling van afwijkingen en analyse van de hoofdoorzaak: Wanneer er een afwijking optreedt, registreert het SPC-systeem gedetailleerde informatie over het incident. Op basis van deze informatie moet u de oorzaak van de afwijking oplossen en analyseren. Het is vaak mogelijk om gegevens uit FDC-systemen, EES-systemen, enz. te combineren om te analyseren of het probleem te wijten is aan apparatuurstoringen, procesafwijkingen of externe omgevingsfactoren.

Continue verbetering: gebruik de historische gegevens die door het SPC-systeem zijn vastgelegd, identificeer zwakke punten in het proces en stel verbeterplannen voor. Analyseer bijvoorbeeld tijdens het etsproces de impact van de ESC-levensduur en reinigingsmethoden op de onderhoudscycli van de apparatuur en optimaliseer voortdurend de bedrijfsparameters van de apparatuur.

6. Praktische toepassingscasus

Stel, als praktisch voorbeeld, dat u verantwoordelijk bent voor de etsapparatuur E-MAX en dat de kamerkathode voortijdige slijtage ondervindt, wat leidt tot een stijging van de D0-waarden (BARC-defect). Door het RF-vermogen en de etssnelheid via het SPC-systeem te monitoren, merkt u een trend waarbij deze parameters geleidelijk afwijken van hun ingestelde waarden. Nadat een SPC-alarm is geactiveerd, combineert u gegevens van het FDC-systeem en stelt u vast dat het probleem wordt veroorzaakt door een onstabiele temperatuurregeling in de kamer. Vervolgens implementeer je nieuwe reinigingsmethoden en onderhoudsstrategieën, waarbij je uiteindelijk de D0-waarde verlaagt van 4,3 naar 2,4, waardoor de productkwaliteit verbetert.

7.In XINKEHUI kun je krijgen.

Bij XINKEHUI kunt u de perfecte wafer realiseren, of het nu een siliciumwafel of een SiC-wafel is. Wij zijn gespecialiseerd in het leveren van wafers van topkwaliteit voor diverse industrieën, waarbij precisie en prestatie centraal staan.