Die enge Beziehung zwischen Ausbeute und Zuverlässigkeit von Halbleiter-ICs wurde gut untersucht und dokumentiert.Die Daten in Fig. 1 zeigen diese Beziehung.Ähnliche Ergebnisse sind auf der Chargen-, Wafer- und Chip-Ebene verfügbar. Kurz gesagt, die Ausbeute ist hoch und die Zuverlässigkeit ist gut.Die Korrelation zwischen Ausbeute und Zuverlässigkeit ist völlig unerwartet, da die Art des Defekts, der einen Chipversagen verursacht, derselbe ist wie der Defekttyp, der frühe Zuverlässigkeitsprobleme verursacht. Die Unterschiede zwischen Defekten, die Ausbeute und Zuverlässigkeit beeinflussen, sind hauptsächlich in ihrer Größe und ihrer Position auf dem Chipmuster.
Abbildung 1 Die enge Beziehung zwischen Zuverlässigkeit und Ertrag der IC-Komponente.
Die Verringerung der Anzahl von Defekten, die sich auf die Ausbeute im IC-Herstellungsprozess auswirken, wird daher die Benchmark-Ausbeute erhöhen und die Zuverlässigkeit der tatsächlich verwendeten Komponenten verbessern.Diesem Umstand Rechnung tragend, stehen die Gießereien, die den Automobilmarkt bedienen, vor zwei Schlüsselfaktoren. Das erste Problem ist ökonomischer Natur: Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, braucht es Zeit, Geld und Ressourcen, um den Ertrag zu erhöhen, und was ist die angemessene Höhe der Investition Die zweite Frage ist technisch: Um den Benchmark-Ertrag auf das notwendige Niveau zu erhöhen, was? Ist der beste Weg, um Defekte zu reduzieren?
Für OEMs, die Unterhaltungselektronikgeräte (Mobiltelefone, Tablet-Computer usw.) herstellen, wird "reifer Ertrag" als Wendepunkt für weitere Investitionen in Zeit und Ressourcen definiert, die nicht notwendigerweise den Ertrag erhöhen Stabilisierung, die in der Regel einen hohen Wert erreicht, aber immer noch deutlich unter 100% .Die Gießereien von Verbraucherprodukten werden Ressourcen an den Prozess und die Ausrüstungzur Entwicklung des nächsten Entwurfsknotens weiterverteilen oder Kosten reduzieren, um die Rentabilität ihrer reifen Knoten zu erhöhen. Fähigkeit, keine höheren Erträge zu erzielen, weil dies wirtschaftlicher ist.
Für Automobilgießereien hat die wirtschaftliche Entscheidung, Investitionen zu erhöhen, um die Erträge zu steigern, die typische Grenznutzenentscheidung überschritten: Wenn Zuverlässigkeitsprobleme auftreten, müssen Automobil-IC-Hersteller möglicherweise eine teure und zeitraubende Fehleranalyse ertragen. Und übernehmen die wirtschaftliche Verantwortung für den Ausfall und die Produktrückgewinnung während der Garantiezeit des Produkts sowie eine mögliche gesetzliche Haftung.In Anbetracht dessen, dass die Zuverlässigkeitsanforderungen für Automobil-ICs zwei bis drei Größenordnungen höher sind als bei Verbraucher-ICs, müssen Automobilgießereien noch mehr erreichen Hohes Benchmark-Renditeniveau Dies erfordert ein Umdenken der Bedeutung von "reifem Ertrag".
Abbildung 2 zeigt den Unterschied zwischen dem reifen Ertrag von Konsumgütern und den Automobilherstellern: Jede Art von Fab erhöht die Renditekurve, so dass fast alle systemischen Auswirkungsrenditen gelöst wurden. Der Ertragsverlust wird hauptsächlich durch zufällige Defekte in der Prozessausrüstung oder der Umwelt verursacht.Zu dieser Zeit kann die Konsumgüter-Gießerei die Ausbeute und Zuverlässigkeit als "gut genug" betrachten und den geeigneten Ansatz wählen.In der Automobilindustrie jedoch Generation Die Fabrik nutzt eine kontinuierliche Verbesserungsstrategie, um die Renditekurve zu erhöhen.Mit der Verringerung der Fehlerquote, die sich auf den Ertrag auswirkt, können Automobilgießereien auch potentielle Zuverlässigkeitsfehler reduzieren und so ihre Gewinne optimieren und das Risiko reduzieren.
Die Automobil-Lieferkette (von OEMs über Tier-1-Zulieferer bis hin zu IC-Herstellern) bildet eine Denkweise, die besagt, dass "jeder Defekt wichtig ist" und eine Strategie der Null-Fehler-Verfolgung Nachdem die Gießerei die Kosten für jeden Schritt in der Lieferkette um das Zehnfache ermittelt und gelöst hat, muss die derzeitige Methode der übermäßigen Abhängigkeit von elektrischen Tests durch die kostengünstigste Strategie ersetzt werden, dh durch den potenziellen Ausfall in der Gießerei Stop. "Nur eine methodische Umsetzung des Plans zur Reduzierung von Fehlern, die Gießerei kann Null-Fehler-Ziele erreichen und kann streng von den Automobilherstellern geprüft werden.
Zusätzlich zu den robusten Online-Fehlerbehebungsfunktionen umfassen einige der Möglichkeiten, die Auto-Einkaufsmanager sehen, um Fehler zu reduzieren:
Continuous Improvement Program (CIP) zur Reduzierung von Basisdefekten
Der beste Ausrüstungsworkflow
Schlechte Ausrüstung Verbesserungsprogramm
Fortsetzen, um Basislinienfehler zu reduzieren
Die Linienfehler-Strategie stellt die Basis für jede strikte Reduzierung des Basisfehlerplans dar. Um Fehler in der Ausbeute und Zuverlässigkeit, die ihre Konstruktionsregeln und Komponententypen beeinflussen, erfolgreich zu erfassen, muss die Strategie der Gießereilinien-Defekte geeignete Prozesssteuerungsausrüstung enthalten Stichprobenplan für die Inspektion Das verwendete Fehlererkennungssystem muss die erforderliche Fehlerempfindlichkeit aufweisen, gut gewartet und der Spezifikation entsprechen sowie sorgfältig eingestellte Prüfverfahren verwenden Die Stichprobenentnahme muss ausreichend sein, damit die Prozessschritte den Prozess oder die Ausrüstung schnell erkennen können. Darüber hinaus sollte eine ausreichende Detektionskapazität vorhanden sein, um eine beschleunigte Erkennung von Anomalieerscheinungen, die Differenzierung von Ursachen und die Kontrolle von WIP-Verfolgungsstrategien zu unterstützen.Mit diesen Elementen sollten Automobilgießereien in der Lage sein, ein erfolgreiches Basisdefekt-Reduzierungsprogramm zu erreichen. Der Plan kann im Laufe der Zeit eine Verbesserung der Ertragstrends aufzeigen, weitere Verbesserungsziele liefern und die besten Praktiken der Branche in Einklang bringen.
Eine der größten Herausforderungen in einem Basisplan zur Fehlerreduzierung ist die Antwort: Woher kommt der Fehler? Die Antwort ist oft nicht so einfach: Manchmal werden Defekte nach mehreren Prozessschritten erkannt, manchmal erst nachdem der Wafer den anderen durchlaufen hat Nach dem Prozess und der "Dekoration" des Defekts wird deutlich, dass der Defekt im Detektionssystem deutlicher zu erkennen ist. Die Geräteüberwachungsstrategie hilft, das Problem der Entstehung des Defekts zu lösen.
Bei TMTQ-Anwendungen (Equipment Monitoring / Device Certification) wird ein Wafer aus Wafern zuerst getestet, um in einer bestimmten Prozessausrüstung (oder Reaktionskammer) zu laufen, und dann erneut getestet (3). Alle neuen Defekte müssen auf die spezifizierten Prozessgeräte zurückzuführen sein.Die Ergebnisse sind klar, an der Ursache des Defekts besteht kein Zweifel.Die Auto-Gießerei, die Null-Fehler-Standards verfolgt, erkennt die Vorteile derMessgeräte-Überwachungsstrategie an: durch empfindliche Testverfahren , Angemessene Kontrollgrenzen und außer Kontrolle geratener Aktionsplan (OCAP) können zufällige Ertragsverluste von jedem Prozessgerät aufdecken und lösen.
Fig. 3 Nachdem die "Vorprüfung" die Bezugsdaten des Wafers erfasst hat, kann der Wafer dazu verwendet werden, einige oder alle Prozessausrüstungsschritte zu durchlaufen. Der "Nach-Test" zeigt die Defekte, die der Prozessausrüstung hinzugefügt werden.
Außerdem werden, wie in 4 gezeigt, die neu hinzugefügten Defekte der Prozessausrüstung über die Zeit aufgetragen, was eine Aufzeichnung einer nachhaltigen Verbesserung liefert, die auditiert und verwendet werden kann, um zukünftige Defektreduzierungsziele festzulegen Klassifizierung von Fehlern, die auf jedem Gerät auftreten, und Generieren einer Datenbank, die als Referenz für die Fehleranalyse von Feldfehlern verwendet werden kann Diese Methode erfordert eine sehr häufige Gerätezertifizierung (mindestens einmal am Tag), normalerweise mit dem unten beschriebenen besten Geräteworkflow Schlechter Ausrüstungsverbesserungsplan wird zusammen benutzt.
Abbildung 4: Kontinuierliche Verbesserung der Sauberkeit der Geräte im Laufe der Zeit Die Ursache des Problems ist klar und das Ziel der Fehlerreduzierung kann objektiv vierteljährlich oder monatlich festgelegt werden Außerdem kann der Vergleich der Fehler der beiden Prozessgeräte zeigen, welche Maschine Cleaner: Dies hilft bei der Wartung von Geräten und sperrt die Ursache für Diskrepanzen zwischen Geräten.
AWF / schlechte Ausrüstungsverbesserungspläne haben ihre eigenen Vorteile
Der beste Anlagen-Workflow stellt eine weitere Strategie dar, die von Gießereien verwendet wird, um die von der Automobilindustrie geforderten Null-Fehler-Standards zu erfüllen: Mit dem besten Equipment-Workflow oder Automotive Workflow (AWF) sind Wafer für Automotive-ICs nur in der Fabrik. In der besten Prozessausrüstung muss die Fab die beste Maschine für jeden kundenspezifischen Prozess kennen: Um sicher zu bestimmen, welche Maschine die beste ist, verwendet die Gießerei die online und die Ausrüstung, um die erfassten Daten und dann nur diese zu überwachen In automobilen Arbeitsabläufen werden Maschinen eingesetzt: Die Begrenzung von Automobilwafern auf ein einzelnes Gerät in jedem Prozessschritt kann zu längeren Zykluszeiten führen, kann jedoch im Vergleich zu Prozessabläufen mit höheren Fehlerraten zu Zuverlässigkeitsproblemen führen Dieser Ansatz wird immer noch für Automobilwafer bevorzugt.In Verbindung mit einem methodischen kontinuierlichen Verbesserungsprogramm können die meistenGießereien in der Regel mehrere AWF-konforme Ausrüstung in jedem Schritt erreichen, indem sie ein vierteljährliches Ziel zur Verringerung der Defekte festlegen.
Da diese Methode schwer zu skalieren ist, eignet sich der beste Ausrüstungsworkflow am besten für kleine, WIP-basierte OEMs.Für Gießereien, die Automobilprodukte in großen Mengen herstellen, sollten straffere kontinuierliche Verbesserungsprogramme Priorität haben, wie unten gezeigt. Die Methode zur Verbesserung schlechter Ausrüstung.
Das Bad Equipment Improvement Program ist das Gegenteil des besten Equipment-Workflows, da es proaktiv die schlechtesten Prozessausrüstungen in jedem Prozessschritt ansprechen kann Die Gießereien, die den größten Erfolg bei der Reduzierung von Baseline-Defekten haben, verwenden oft schlechte Ausrüstung, um ihre Pläne zu verbessern. Zuerst senken sie das schlechteste Gerät in jedem Prozessschritt ab und passen das Gerät an, bis es den Durchschnitt der übrigen Geräte in der gleichen Gruppe überschreitet, und wiederholen den Vorgang immer wieder, bis alle Geräte in derselben Gruppe übereinstimmen Minimaler Standard Ein wirksames Programm zur Verbesserung schlechter Ausrüstung erfordert eine gut organisierte Strategie zur Überwachung der Ausrüstung, um jedes Prozessgerät bei jedem Schritt zu zertifizieren Mindestens ein Zertifizierungsprozess ist erforderlich, um jeden Tag an jedem Gerät zu absolvieren. Stellen Sie sicher, dass genügend Daten gesammelt werden, damit die ANOVA- oder Kruskal-Wallis-Analyse die beste und schlechteste Ausrüstung in jeder Gruppe ermittelt.Ein schlechtes Gerät zur Verbesserung der Ausrüstung plant Ausfallzeiten für die Prozessausrüstung und ist dafür bekannt, die gesamte Fabrik auf das Auto umzurüsten. Einer der schnellsten Wege zur Standardisierung Durch die Verbesserung von Ertrag und Zuverlässigkeit wird die Strategie endlich erwähnt Effektive Produktivität und Rentabilität der Automobil Gießereien.