Jo laitsje de litografybay fan in wafer-fab fan 300 mm — acht scanners, in cleanroom en in recept dat binnen de spesifikaasje bliuwe moat. Wafers steane yn de rige, apparaten gean kapot, dieltsjes driuwe binnen en de opbringst beweecht mei elk beslút.
Wat jo leare sille
Wêrom in apparaatgroep tichtby 100 % benutting driuwe rigen eksplodearje lit (wet fan Little, Kingman).
Hoe dieltsjes yn de lucht killer-defekten wurde, en hoe diegrutte de opbringst feroaret (negatyf-binomiaal model).
Hoe SPC-kontrôlediagrammen in driuwend recept sjen litte foardat it wafers ôfkart.
Simulator
Tiid 0 h
▶Produktyf
‖Standby
⚙Yngenieurs
✕Stil (reparaasje)
•Dieltsjes yn de lucht
Regelers
Wafers dy't per oere yn de bay frijjûn wurde.
Diel fan de scannertiid dy’t nei eksperimintele waferpartijen giet dy’t it proses leare: no minder útfier, letter minder defekten.
Elke technikus repareart ien masine tagelyk.
Mear luchtferfarskingen fortinne dieltsjes; fanfermogen groeit mei de snelheid yn de tredde macht.
Elk beklaaid persoan stjit noch hieltyd dieltsjes ôf.
Wafers mjitten per oere: skerpere SPC-diagram, wat minder kapasiteit.
Duorret 3 oere en foeget 2 minsken ta yn de romte wylst se wurkje.
2 oere op healte kapasiteit, dan is it proses wer op doel.
Yndikatoaren
Goede dies útfier
19547/h
Opbringst
89,8%
normaal
ISO-klasse cleanroom
3,4
normaal
Trochrintiid fan de bay
1,6h
normaal
Beskikberens fan apparatuer
100 %
Benutting fan apparatuer
71 %
Yngenieurstiid
10 %
Frijjûne waferstarts
34 wph
Wurk yn proses
20 wafers
Defektedichtens
0,110 /cm²
Proseskapabiliteit Cpk
1,25 · warskôging
Bûten spesifikaasje (waferekwivalinten)
0,0 wph
Bayfermogen
1339 kW
Trend
SPC-stekproef (CD-ofset)
Krisissenario's
Nivo 1 · Dieltsjeofwiking
In gewoane tsjinst op de mobile-chiplinte. Earne boppe de bay stiet in plafondfilter op it punt te brekken. Hâld de cleanroom yn syn klasse, beskermje de opbringst — en lit de fans net langer op folle snelheid draaie as nedich.
ISO-klasse oan it ein werom op ≤ 3,6
Nea boppe klasse 4,55 nei it earste oere
Gemiddelde opbringst ≥ 87 % yn de earste oeren fan de ofwiking
Gemiddeld bayfermogen ≤ 1.380 kW yn de twadde helte
Nivo 2 · Scannercrash
De bay draait hjit op 38 waferstarts per oere. Trije scanners steane op it punt tagelyk út te fallen. Foarkom dat de rige eksplodearret wylst jo se werom krije, en lever dochs goede dies.
WIP ≤ 60 wafers oan it ein
Trochrintiid nei de crash nea boppe 3,5 oere (queue-time-finster)
Teminsten 900.000 goede dies yn 48 oere
Teminsten 1600 waferstarts frijjaan yn 48 oere (startplan: 34 per oere)
Nivo 3 · Receptdrift
Justerjûn gie in nije receptrevyzje live. Nimmen wit noch dat it de krityske ôfmeting stadich ferskoot. Hâld it SPC-diagram yn de gaten: fang de drift op en draai werom foardat wafers bûten spesifikaasje reitsje.
Op syn heechst 12 waferekwivalinten bûten spesifikaasje yn totaal
Cpk ≥ 1,2 oan it ein
Teminsten 620.000 goede dies
Nivo 2 · Opbou fan in nij produkt
In grutte fersnellerchip giet yn produksje mei in ûnfolwoeksen proses: defektedichtens is heech en in die fan 600 mm² is ûnferjouwend. De linte wurdt laden op 42 waferstarts per oere. Jo hawwe 14 dagen. Balansearje de útfier fan hjoed tsjin it learen foar moarn.
Defektedichtens ≤ 0,08 /cm² op dei 14
Teminsten 660.000 goede dies yn 14 dagen
Basis — it model efter de sifers
Elke relaasje dy't de simulator brûkt, mei de boarne. Konstanten dy't as oanname markearre binne, binne yllustrative kalibraasjes.
Apparaten falle willekeurich út mei in eksponinsjele tiid oant útfal; reparaasjes wachtsje op in frije technikus.
P(fail in Δt) = 1 − e^(−Δt/MTBF), MTBF = 250 h; repair ~ Exp(mean 6 h) once a technician is free[17][1]Oanname: grutteoarders (MTBF, generaasjesifers, k, τ) binne yllustrative kalibraasjes, gjin gegevens fan in echte fab.
De wet fan Little ferbynt wurk yn proses, trochfier en trochrintiid.
Yn in stabile line is de trochfier gelyk oan it frijjeftempo, dus in waferstart dy’t net frijjûn wurdt, is in wafer dy’t nea derút komt. Wafers dy’t te lang tusken stappen wachtsje, oerskriuwe it queue-time-finster.
TH = release rate while u < 1 ⇒ wafers out ≈ Σ starts; queue wait = CT − T0 = queue / TH ≤ queue-time window (3.5 h CT in semi-tool-crash)[5][16]Oanname: de grins fan 3,5 oere foar de trochrintiid stiet foar in queue-time-finster; echte finsters wurde stap foar stap troch de prosestechnyk fêststeld, en wafers dy’t se oerskriuwe, wurde meastentiids ôfkard.
Kingman-approximaasje: wachttiid groeit as u/(1−u) — se eksplodearret as de benutting de 100 % neist komt.
CTq ≈ ((ca² + ce²)/2) · (u/(1−u)) · te[5]Toand foar yntúsje: de rige fan de simulator komt út willekeurige oankomsten en willekeurige kapasiteit yn stee fan út dizze formule.
ISO 14644-1-klassegrins foar dieltsjes fan grutte D; by 0,1 µm is de klasse de log fan de konsintraasje.
Negatyf-binomiale opbringst: defekten klonterje, sadat de opbringst stadiger sakket as it Poisson-model foarsjocht.
Y = (1 + A·D/α)^(−α), α = 2 (α→∞: Y = e^(−A·D))[3][4][15][14]
Opbringstlearen: defektedichtens nimt ôf nei in folwoeksen nivo as yngenieurstiid bestege wurdt.
D(t+Δt) = D∞ + (D − D∞)·e^(−Δt/τ), τ = 120 h · (0.10 / engineering share)[15][18]Oanname: τ is sa'n 100× yn tiid gearparsd yn ferliking mei rapportearre learsifers yn de yndustry (4–6,5 % per moanne, Leachman), sadat in senario fan 14 dagen it effekt toant.
Dieltsjes dy't op wafers delkomme foegje killer-defekten ta yn ferhâlding ta de luchtkonsintraasje.
D_total = D_learn + k · C, k = 4·10⁻⁶ cm⁻² per particle/m³Oanname: in yllustrative konstante — echte fabs kalibrearje killer-defektesifers út har eigen ynspeksjegegevens.
Parametrike opbringst: it diel fan in normaal proses dat binnen de spesifikaasjegrinzen falt; Cpk mjit de marzje.
Willekeur: in seeded mulberry32-generator; brûkte ferdielingen — unifoarm, eksponinsjeel (omkearde CDF), normaal (Box–Muller), Poisson (Knuth). It seed wurdt toand en is te dielen.
W. Whyte — Cleanroom Technology: Fundamentals of Design, Testing and Operation (2nd ed.), ch. on dispersion of particles from people; well-mixed room dilution equation — Wiley, 2010