Fab leathsheoltóirí Samhail bheo

Reáchtálann tú bá liteagrafaíochta fab wafer 300 mm — ocht scanóir, seomra glan agus oideas a chaithfidh fanacht laistigh den sonraíocht. Cuireann wafers scuaine, briseann uirlisí, tagann cáithníní isteach agus bogann an toradh le gach cinneadh.

Cad a fhoghlaimeoidh tú

Insamhlóir

Am 0 u
Infhaighteacht uirlisí 100% · Obair i bpróiseas 20 · Rang ISO an tseomra ghlain 3.4S1⚙S2▶S3▶S4▶S5▶S6▶S7‖S8‖WIP 20▶ 34 wph
  • Táirgiúil
  • Fuireachas
  • Innealtóireacht
  • As feidhm (deisiú)
  • Cáithníní san aer

Rialuithe

Wafers a scaoiltear isteach sa bhá san uair.

Sciar d’am an scanóra a thugtar do bhaisceanna turgnamhacha sliseog a mhúineann an próiseas: níos lú aschuir anois, níos lú lochtanna níos déanaí.

Deisíonn gach teicneoir uirlis amháin ag an am.

Caolaíonn níos mó athruithe aeir cáithníní; fásann cumhacht an ghaothráin le luas ar chiúb.

Cailleann gach duine cóirithe cáithníní fós.

Wafers tomhaiste san uair: cairt SPC níos géire, beagán níos lú acmhainne.

Tógann sé 3 u agus cuireann sé 2 dhuine leis sa seomra agus iad ag obair.

2 u ag leath-acmhainne, ansin tá an próiseas ar ais ar sprioc.

Táscairí

Dies mhaithe amach
19547/h
Toradh
89.8%
gnáth
Rang ISO an tseomra ghlain
3.4
gnáth
Am timthrialla an bháigh
1.6h
gnáth
Infhaighteacht uirlisí100 %
Úsáid uirlisí71 %
Am innealtóireachta10 %
Tosaithe wafer scaoilte34 wph
Obair i bpróiseas20 wafers
Dlús lochtanna0.110 /cm²
Cumas próisis Cpk1.25 · rabhadh
Lasmuigh den sonraíocht (coibhéisí wafer)0.0 wph
Cumhacht an bháigh1339 kW

Treocht

Dies mhaithe amach: — /h250000

Sampla SPC (fritháireamh CD)

Sampla SPC (fritháireamh CD): 0 ⚑+3σ−3σ

Cásanna géarchéime

Leibhéal 1 · Seachrán cáithníní

Seal gnáth ar líne na sliseanna soghluaiste. Áit éigin os cionn an bháigh tá scagaire uasteach ar tí teip. Coinnigh an seomra glan laistigh den rang, cosain an toradh — agus ná fág na gaothráin ar lánluas níos faide ná mar is gá.

  • Rang ISO ar ais ≤ 3.6 ag an deireadh
  • Riamh os cionn rang 4.55 tar éis na chéad uaire
  • Meántoradh ≥ 87 % sna chéad uaireanta den seachrán
  • Meánchumhacht an bháigh ≤ 1,380 kW sa dara leath

Leibhéal 2 · Tuairt scanóra

Ritheann an bá te ag 38 tosaithe wafer san uair. Tá trí scanóir ar tí titim ag an am céanna. Coinnigh an scuaine ó phléascadh agus tú á gcur ar ais, agus seol dies mhaithe fós.

  • WIP ≤ 60 wafer ag an deireadh
  • Am timthrialla riamh os cionn 3.5 u tar éis na tuairte (fuinneog ama scuaine)
  • Ar a laghad 900,000 die mhaith i 48 u
  • Scaoil ar a laghad 1,600 tosú wafer in 48 u (plean tosaithe: 34 san uair)

Leibhéal 3 · Imeacht oidis

Chuaigh athbhreithniú nua oidis beo aréir. Níl a fhios ag aon duine go fóill go n-athraíonn sé go mall an toise criticiúil. Féach ar an gcairt SPC: gabh an imeacht agus cuir siar sular thiteann wafers lasmuigh den sonraíocht.

  • Ar a mhéad 12 choibhéis wafer lasmuigh den sonraíocht san iomlán
  • Cpk ≥ 1.2 ag an deireadh
  • Ar a laghad 620,000 die mhaith

Leibhéal 2 · Rampa táirge nua

Téann sliseanna luasaire mór i dtáirgeadh le próiseas neamhaibí: tá dlús lochtanna ard agus is die gan trócaire é die 600 mm². Luchtaítear an líne ag 42 tosaithe wafer san uair. Tá 14 lá agat. Cothromaigh aschur inniu in aghaidh foghlama don lá amárach.

  • Dlús lochtanna ≤ 0.08 /cm² ar lá 14
  • Ar a laghad 660,000 die mhaith thar 14 lá

Bonn — an tsamhail taobh thiar de na huimhreacha

Gach gaol a úsáideann an t-insamhlóir, lena fhoinse. Is calabrúcháin léiritheacha iad tairisigh a bhfuil marc toimhde orthu.

Leanann staid trealaimh SEMI E10: táirgiúil, fuireachas, innealtóireacht, anuas sceidealaithe agus neamhsceidealaithe.
Availability = up tools / 8 · Utilization = productive tool-hours / total[1]
Teipeann ar uirlisí go randamach le hamanta-go-teip easpónantúil; fanann deisiúcháin le teicneoir saor.
P(fail in Δt) = 1 − e^(−Δt/MTBF), MTBF = 250 h; repair ~ Exp(mean 6 h) once a technician is free[17][1]Toimhde: is calabrúcháin léiritheacha iad móriúlachtaí (MTBF, rátaí giniúna, k, τ), ní sonraí ó fab fíor.
Nascann dlí Little obair i bpróiseas, tréchur agus am timthrialla.
CT = WIP / TH = T0 + queue / TH, T0 = 1 h[6][5]
I líne chobhsaí is ionann an tréchur agus an ráta scaoilte, mar sin is wafer nach dtagann amach riamh é tosú wafer nach scaoiltear. Sáraíonn wafers a fhanann rófhada idir céimeanna an fhuinneog ama scuaine.
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]Toimhde: seasann an teorainn ama timthrialla 3.5 u in ionad fuinneog ama scuaine (queue time); socraíonn innealtóireacht phróisis na fuinneoga fíora céim ar chéim, agus de ghnáth scriosar wafers a sháraíonn iad.
Neasú Kingman: fásann am scuaine mar u/(1−u) — pléascann sé de réir mar a thagann úsáid gar do 100 %.
CTq ≈ ((ca² + ce²)/2) · (u/(1−u)) · te[5]Taispeánta le haghaidh intuigtheachta: eascraíonn scuaine an insamhlóra ó theachtaí randamacha agus acmhainn randamach seachas ón bhfoirmle seo.
Teorainn ranga ISO 14644-1 do cháithníní de mhéid D; ag 0.1 µm is é an rang log an tiúchana.
Cn = 10^N · (0.1/D)^2.08 ⇒ N = log10(C≥0.1µm)[2]
Seomra measctha go maith: tiúchan = giniúint ÷ (athruithe aeir × toirt × éifeachtúlacht scagaire).
C = G / (ACH · V · η)[13][11]Toimhde: is calabrúcháin léiritheacha iad móriúlachtaí (MTBF, rátaí giniúna, k, τ), ní sonraí ó fab fíor.
Dlí cleamhnachta gaothráin: ardaíonn cumhacht le ciúb luas an ghaothráin.
P_fan = P_max · (speed)³[10]
Toradh dá-nuimhríochta diúltaí: bíonn lochtanna carnaithe, mar sin titeann toradh níos moille ná mar a thuar an tsamhail Poisson.
Y = (1 + A·D/α)^(−α), α = 2 (α→∞: Y = e^(−A·D))[3][4][15][14]
Foghlaim toraidh: titeann dlús lochtanna i dtreo leibhéal aibí de réir mar a chaitear am innealtóireachta.
D(t+Δt) = D∞ + (D − D∞)·e^(−Δt/τ), τ = 120 h · (0.10 / engineering share)[15][18]Toimhde: tá τ comhbhrúite in am thart ar 100× i gcomparáid le rátaí foghlama tionscail tuairiscithe (4–6.5 % in aghaidh na míosa, Leachman) ionas go dtaispeánfaidh cás 14 lá an éifeacht.
Cuireann cáithníní a thuirlingíonn ar wafers lochtanna marfacha leis i gcomhréir le tiúchan aeir.
D_total = D_learn + k · C, k = 4·10⁻⁶ cm⁻² per particle/m³Toimhde: tairiseach léiritheach — calabraíonn fabanna fíora rátaí lochtanna marfacha óna sonraí iniúchta féin.
Toradh paraiméadrach: an chion de ghnáthphróiseas a thiteann laistigh de theorainneacha sonraíochta; tomhaiseann Cpk an corrlach.
Y_param = Φ((USL−μ)/σ) − Φ((LSL−μ)/σ), Cpk = min(USL−μ, μ−LSL)/(3σ)[7][8][19]
SPC: meáin de n sampla, le teorainneacha rialaithe ±3σ/√n agus rialacha crios.
x̄ ~ N(μ, σ/√n), control limits ±3σ/√n; zone rules (2 of 3 beyond 2σ, 4 of 5 beyond 1σ, 8 on one side)[8][7][12]
Tairisigh oibriúcháin eile a úsáideann an tsamhail.
8 scanners × 6 wafer-starts/h · metrology −0.5 % capacity per sampled wafer/h · rollback: 2 h at half capacity + 4 wafer-equivalents reworked · drift 0.25 nm/h · crash repair 18 technician-hours · leak crew +2 people for 3 h · tools 150 kW busy / 60 kW idle, fans 150 kW at 100 %Toimhde: is calabrúcháin léiritheacha iad móriúlachtaí (MTBF, rátaí giniúna, k, τ), ní sonraí ó fab fíor.
Dies comhlán in aghaidh wafer 300 mm do die a bhfuil achar A aige.
DPW = π·d²/(4A) − π·d/√(2A), d = 300 mm[9]

Randamacht: gineadóir mulberry32 le síol; dáiltí a úsáidtear — aonfhoirmeach, easpónantúil (CDF inbhéartach), normalach (Box–Muller), Poisson (Knuth). Taispeántar an síol agus is féidir é a roinnt.

Foinsí

  1. SEMI E10 — Specification for Definition and Measurement of Equipment Reliability, Availability, and Maintainability (RAM) and Utilization — SEMI
  2. ISO 14644-1:2015 Cleanrooms and associated controlled environments — Part 1: Classification of air cleanliness by particle concentration — ISO, 2015
  3. C. H. Stapper, F. M. Armstrong, K. Saji — Integrated circuit yield statistics — Proceedings of the IEEE 71(4), 1983
  4. J. A. Cunningham — The use and evaluation of yield models in integrated circuit manufacturing — IEEE Trans. Semiconductor Manufacturing 3(2), 1990
  5. W. J. Hopp, M. L. Spearman — Factory Physics (3rd ed.), ch. 7–8: Little’s law, Kingman (VUT) equation — Waveland Press, 2008
  6. J. D. C. Little — A Proof for the Queuing Formula L = λW — Operations Research 9(3), 1961
  7. D. C. Montgomery — Introduction to Statistical Quality Control (x̄ charts, process capability Cpk) — Wiley, 2019
  8. NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods — 6.3 Univariate and Multivariate Control Charts; 6.1.6 Process capability — NIST
  9. Dies-per-wafer estimate DPW = πd²/(4S) − πd/√(2S) (de Vries, “Investigation of gross die per wafer formulas”, IEEE TSM 18(1)) — IEEE, 2005
  10. Fan affinity laws: flow ∝ speed, pressure ∝ speed², power ∝ speed³ — U.S. DOE — Improving Fan System Performance: A Sourcebook for Industry
  11. EN 1822-1:2019 High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) — classification (U15 ≥ 99.9995 % at MPPS) — CEN, 2019
  12. Western Electric Statistical Quality Control Handbook (1956) — zone rules for control charts — Western Electric / NIST e-Handbook 6.3.2
  13. 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
  14. Yu. I. Bogdanov, N. A. Bogdanova, V. L. Dshkhunyan — Statistical Yield Modeling for IC Manufacture: Hierarchical Fault Distributions (§2 Compound Poisson distribution, after Eq. (17), p. 4 of the arXiv PDF — large-area clustering negative binomial model: the cluster parameter’s “typical values approximately range from 0.3 to 7”) — arXiv physics/0303039, 2003
  15. R. C. Leachman — Yield Modeling and Analysis (Poisson, Murphy, Seeds, negative-binomial models; §8: SMLY survey with C. N. Berglund for International SEMATECH, 2002–03 — yield loss fitted as YL(t) = YL(0)·e^(−λt), Table 2 averages 4.4 / 4.0 / 6.5 %/month at 350 / 250 / 180 nm) — UC Berkeley, IEOR 130 course notes (unpublished), 2014
  16. A. Klemmt, L. Mönch — Scheduling jobs with time constraints between consecutive process steps in semiconductor manufacturing (time windows set by process engineering against native oxidation and contamination; jobs that violate them are scrapped) — Proceedings of the 2012 Winter Simulation Conference, 2012
  17. NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods — 8.1.6.1 Exponential distribution (constant failure rate) — NIST
  18. C. Weber — Yield learning and the sources of profitability in semiconductor manufacturing and process development — IEEE Trans. Semiconductor Manufacturing 17(4), 2004
  19. M. Abramowitz, I. Stegun — Handbook of Mathematical Functions, 26.2.17 — NBS, 1964

Cé a dhéanann é seo mar ghairm

Samhail oideachais — gan a bheith le haghaidh cinntí oibriúcháin. Calabraíonn láithreáin fhíora gach tairiseach dá dtrealamh agus dá sonraí féin.