Hluboká znalost systému SPC ve výrobě destiček

1. Přehled systému SPC

SPC je metoda, která využívá statistické techniky k monitorování a řízení výrobních procesů. Její hlavní funkcí je detekovat anomálie ve výrobním procesu shromažďováním a analýzou dat v reálném čase, což pomáhá inženýrům provádět včasné úpravy a rozhodnutí. Cílem SPC je snížit odchylky ve výrobním procesu a zajistit, aby kvalita produktu zůstala stabilní a splňovala specifikace.

SPC se používá v procesu leptání k:

Monitorujte kritické parametry zařízení (např. rychlost leptání, RF výkon, tlak v komoře, teplotu atd.)

Analyzujte klíčové ukazatele kvality produktu (např. šířku čáry, hloubku leptání, drsnost hran atd.)

Monitorováním těchto parametrů mohou inženýři detekovat trendy naznačující zhoršení výkonu zařízení nebo odchylky ve výrobním procesu, a tím snížit míru zmetkovitosti.

2. Základní komponenty systému SPC

Systém SPC se skládá z několika klíčových modulů:

Modul sběru dat: Shromažďuje data v reálném čase ze zařízení a procesních toků (např. prostřednictvím systémů FDC, EES) a zaznamenává důležité parametry a výrobní výsledky.

Modul regulačních diagramů: Používá statistické regulační diagramy (např. X-Bar graf, R graf, Cp/Cpk graf) k vizualizaci stability procesu a pomáhá určit, zda je proces pod kontrolou.

Systém alarmů: Spouští alarmy, když kritické parametry překročí kontrolní limity nebo vykazují změny trendu, což vyzve techniky k akci.

Modul analýzy a reportingu: Analyzuje hlavní příčinu anomálií na základě grafů SPC a pravidelně generuje výkonnostní zprávy pro proces a zařízení.

3. Podrobné vysvětlení regulačních diagramů v SPC

Regulační diagramy jsou jedním z nejčastěji používaných nástrojů v SPC, které pomáhají rozlišovat mezi „normální odchylkou“ (způsobenou přirozenými odchylkami procesu) a „abnormální odchylkou“ (způsobenou poruchami zařízení nebo odchylkami procesu). Mezi běžné regulační diagramy patří:

X-Bar a R grafy: Používají se ke sledování průměru a rozmezí v rámci výrobních šarží za účelem zjištění, zda je proces stabilní.

Indexy Cp a Cpk: Používají se k měření způsobilosti procesu, tj. zda výstup procesu může trvale splňovat požadavky specifikace. Cp měří potenciální způsobilost, zatímco Cpk zohledňuje odchylku procesního centra od limitů specifikace.

Například v procesu leptání můžete sledovat parametry, jako je rychlost leptání a drsnost povrchu. Pokud rychlost leptání určitého zařízení překročí kontrolní limit, můžete pomocí kontrolních diagramů určit, zda se jedná o přirozenou odchylku nebo o indikaci poruchy zařízení.

4. Aplikace SPC v leptacím zařízení

V procesu leptání je řízení parametrů zařízení zásadní a SPC pomáhá zlepšit stabilitu procesu následujícími způsoby:

Monitorování stavu zařízení: Systémy jako FDC shromažďují data v reálném čase o klíčových parametrech leptacího zařízení (např. RF výkon, průtok plynu) a kombinují tato data s regulačními diagramy SPC za účelem detekce potenciálních problémů se zařízením. Pokud například zjistíte, že se RF výkon na regulačním diagramu postupně odchyluje od nastavené hodnoty, můžete včas podniknout kroky k úpravě nebo údržbě, abyste se vyhnuli ovlivnění kvality produktu.

Monitorování kvality produktu: Do systému SPC můžete také zadat klíčové parametry kvality produktu (např. hloubku leptání, šířku čáry) a sledovat jejich stabilitu. Pokud se některé kritické ukazatele produktu postupně odchylují od cílových hodnot, systém SPC spustí alarm, který signalizuje, že je nutné upravit proces.

Preventivní údržba (PM): SPC může pomoci optimalizovat cyklus preventivní údržby zařízení. Analýzou dlouhodobých dat o výkonu zařízení a výsledcích procesů můžete určit optimální dobu pro údržbu zařízení. Například monitorováním RF výkonu a životnosti ESC můžete určit, kdy je nutné čištění nebo výměnu součástí, což snižuje poruchovost zařízení a prostoje ve výrobě.

5. Tipy pro každodenní používání systému SPC

Při každodenním používání systému SPC je možné dodržovat následující kroky:

Definujte klíčové kontrolní parametry (KPI): Identifikujte nejdůležitější parametry ve výrobním procesu a zahrňte je do monitorování SPC. Tyto parametry by měly úzce souviset s kvalitou produktu a výkonem zařízení.

Nastavení kontrolních limitů a limitů alarmů: Na základě historických dat a požadavků procesu nastavte pro každý parametr rozumné kontrolní limity a limity alarmů. Kontrolní limity jsou obvykle nastaveny na ±3σ (směrodatné odchylky), zatímco limity alarmů jsou založeny na specifických podmínkách procesu a zařízení.

Průběžné monitorování a analýza: Pravidelně kontrolujte kontrolní diagramy SPC za účelem analýzy trendů a odchylek dat. Pokud některé parametry překračují kontrolní limity, je nutná okamžitá akce, například úprava parametrů zařízení nebo provedení údržby zařízení.

Řešení abnormalit a analýza hlavní příčiny: Když dojde k abnormalitě, systém SPC zaznamená podrobné informace o incidentu. Na základě těchto informací je třeba řešit problémy a analyzovat hlavní příčinu abnormality. Často je možné kombinovat data ze systémů FDC, systémů EES atd. a analyzovat, zda je problém způsoben selháním zařízení, odchylkou procesu nebo vnějšími faktory prostředí.

Neustálé zlepšování: S využitím historických dat zaznamenaných systémem SPC identifikujte slabá místa v procesu a navrhujte plány na zlepšení. Například v procesu leptání analyzujte dopad životnosti ESC a metod čištění na cykly údržby zařízení a průběžně optimalizujte provozní parametry zařízení.

6. Praktický aplikační případ

Jako praktický příklad si představte, že jste zodpovědní za leptací zařízení E-MAX a katoda komory se předčasně opotřebovává, což vede ke zvýšení hodnot D0 (vada BARC). Monitorováním vysokofrekvenčního výkonu a rychlosti leptání pomocí systému SPC si všimnete trendu, kdy se tyto parametry postupně odchylují od nastavených hodnot. Po spuštění alarmu SPC zkombinujete data ze systému FDC a zjistíte, že problém je způsoben nestabilní regulací teploty uvnitř komory. Poté implementujete nové metody čištění a strategie údržby, čímž nakonec snížíte hodnotu D0 ze 4,3 na 2,4, čímž zlepšíte kvalitu produktu.

7. V XINKEHUI se můžete dostat.

U společnosti XINKEHUI můžete dosáhnout dokonalé destičky, ať už se jedná o křemíkovou destičku nebo destičku SiC. Specializujeme se na dodávky vysoce kvalitních destiček pro různá průmyslová odvětví se zaměřením na přesnost a výkon.