プロセス開発の障壁を突破

先生によってダーク Ortloff

ダーク Ortloff1、イェンス Popp1、アンドレアス Wagener1 および Kai Hahn2
1Gmbh プロセス関係
2ミクロシステムの技術の Siegen の協会の大学
対応する著者: dirk.ortloff@process-relations.com

カバーされるトピック

概要
導入
ソフトウェアサポートのための可能性
XperiDesk
     XperiDesign
     XperiFication
     XperiLink
     XperiShare
結論
参照

概要

新しい製造業の調理法のための開発計画はいろいろ異なった外部および内部条件および抑制によって挑戦されます。 これは microelectromechanical システム (MEMS)、 nanoelectromechanical システムまたは nano スケールの (NEMS)薄膜装置およびとりわけ必須の製造工程開発するとき言うことができます。 技術オプションの多様性はおよび抑制、また憶病な幾何学および他の外部および内部圧力限界にエンジニアおよび技術を置きました。

製造プロセス開発の成長する複雑さのこれらの障壁を突破して十分なプロセス設計のオートメーションのための新しいアプローチは必要です。 このアプローチは一番最初の考えからの最終的な引渡し大量生産にに新しいプロセスシーケンスのデザインをカバーする必要があります。 それはまた技術パートナーへのプロセスデータおよび知識の電子転送のための解決を壊す新開地を提供しなければなりません。

このペーパーはプロセス開発実行システムをもたらすことによってそのようなアプローチを示します (PDES)。 PDES は増加する開発の複雑さに開発サイクルを通して方法のプロセスエンジニアをサポートする中心にされた共同のプラットホームの提供によって対処します。 それはよりよい解決を開発し、より短いタイムに市場を提供することによって会社に比較優位を与えます。 PDES のための概念は EU の研究計画の遊歩道 (IST 507965) で研究され、出版物で詳しく記述されています1-3。 プロジェクトの結果は XperiDesk のソフトウェアスイートとして商用化されるようになりました。

導入

皆は時折 「déjà VU」があります。 タームははっきり覚えていることができないし、現状と関連付けられるイベントのメモリを記述します。 工学文脈内の問題を解決できることを試みている間特別な種類の停電が通常問題ではないこと経験で、しかしそれは非常に狼狽できます。 マイクロ電気機械システム、 nano 電気機械システム、または他のハイテク装置を製造するために新しいプロセスを開発するとき 「 (MEMS)déjà VU 問題 (NEMS)」は主要な挑戦を提起できます。

あらゆる新製品か製品の機能強化は新しい考えから開始します。 前の開発、学術論文および古い実験室本によって得られる経験はこれらの新しい考えの認識への多大な貢献を提供します。 ある問題は製品開発のこれらの第一段階で既に見つけられます: 同僚は使用できない常にし、実験室本はそれらを書いた値のあるそれらの人々へ余りに頻繁にだけすべてです。 情報がコンピュータファイルで使用できて、それらは複数のファイルサーバでほとんどの場合配られますか、または場所に隠されて見ます。 研究報告は良い考えを与えることができますがデータの必須の部分はほとんどの場合抜けています。 情報源および知識ベース内の必要な研究を行う時間がないのでそう既にプロセス開発のよい考えのこれらの序盤に単に捨てられます。

ただし、これは開発の努力の始めだけです。 外部障害を追加して市場実勢、不十分な内部情報を好めば知識管理、限られた開発の過透性、制限された仮想プロトタイピングの可能性および抜けている電子交換は多くの開発の作業を圧倒されるよう、に高いタスクします。 これは時間、リソースおよびお金の点では高価である実験の繰返しの原因となります。 前の結果が簡単な方法でアクセス可能壊れる実験の 10-15% が防ぐことができること半導体プロセス開発推定値の専門家。

ソフトウェアサポートのための可能性

問題を調査した後これらの問題のほとんどはパラメータスペースの多量のデータそして高度起こされることは実行可能な製造業の解決を開発した場合、明確になる現れます。 半導体工業がレイアウトの複雑さを高める問題に直面したときに、電子設計自動化のソフトウェアの (EDA)使用法はこの問題の克服を助けました。 同様に、導入で強調されるハードルをアドレス指定するために新しいソフトウェアによってサポートされる開発のオートメーションのアプローチは必要となります。 このセクションはソフトウェアがこのタスクと助けることができるトピックを示します。

プロセスシーケンスのための新しい考えは頻繁に基づいているか、または前の開発から寄与できます。 知識管理ソフトウェアは構成された方法のこれらの前の開発の結果にアクセスする方法を提供できます。 そのようなソフトウェアを使うと、情報はより速く検索し前の結果はより効率的に見つけられ、こうして使用することができます。 専門にされたソフトウェアは異なった視点からの結果データ (例えば、材料、プロセスステップ、機械および実験) を、データを違った見方の下で見、検索する分類し、方法をデータ項目をリンクする方法を提供するために提供します。 同じ文脈で属するデータ生じるネットワークおよび有益な情報でおよび結果は得ることができます探索することができます。

プロセスシーケンスへのアセンブルプロセスステップの段階では、ソフトウェアは新しいシーケンスのアセンブリ、記憶および印刷を楽にすることができます。 前にアセンブルされたプロセスシーケンスへのアクセスの提供によって、デザイナーは新開発シーケンスでブロックかモジュールとしてこれらを使用できます。 標準ブロックの使用法は徹底的に設計段階のデザイン時間そして間違いを減らすことができます。

確認段階では、ソフトウエアシステムは実質の利点を示します。 使用される規則のほとんどに石版印刷のためのポリマーがウエファーで沈殿する限り) コンピューター読解可能な方法 (例えば、きれい前に沈殿は 150°C を超過しないし、でことができる形式があります表現する。 領域の専門家はすべてのエンジニアが新開発プロセスシーケンスを点検することができるように彼/彼女のプロセスステップのための規則を入力することができ、規則をこうして提供します。 これは支援ソフトウェアシステムが規則を管理し、規則を論理項と (すなわち、または、ない) 接続し、これらの規則を使用してプロセスシーケンスを点検することを割り当てることを意味します。

ただし、この小切手は機能性の徴候また更に作り出された装置の構造を与えません。 技術の計算機援用設計は (TCAD)作り出された構造についての少なくとも考えを提供できます。 これらのツールのほとんどはまだ専門家がシミュレーションの記述ファイルを書くことを必要とします従って豊富な可能性に現在常に使用されません。 豊富な可能性にこれらの 「仮想製造」の能力をサポートするためには、ソフトウエアシステムはプロセスステップのための異なった抽象的概念のレベルのシミュレーションモデルをどうにかしてできます。 それはプロセスステップごとの多重シミュレーターの多重モデルにサポートを提供できます。 簡単なモデルがすべての基本プロセスのカテゴリ (例えば、沈殿、エッチングおよび石版印刷) のために使用できれば、システムはモデルをすべてのプロセスステップのためにプロセスシーケンスで使用し、望ましいシミュレーターのために INPUT ファイルを生成できます。

現在シミュレーションの結果はスタンドアロンデータとして見られます。 この状態を調整するためには、開発の下部組織はプロセスシーケンスと組み合わせて結果ファイルをどうにかしてできます。 これはエンジニアがシミュレーションの結果と実質の結果と期待された結果を比較することを可能にします。 比較から得られる知識がシミュレーションモデルを改良するのにそれから使用することができます。

確認の後で、装置は実験製造の環境で作り出されます。 この段階の最初の部分では、下部組織はすてきな環境にプロセスシーケンスを転送します。 これはオペレータのための runcard を単にプリントアウトすることまたはすてきのの製造業実行システムへのインターフェイス (MES)によってされます。 一方では、システムはすてきののパラメータ調節のようなシーケンスへのどたん場の変更を管理し、文書化します。 さらにロットは分割し、併合は管理することができます。

処理の最中および後で、多くの測定は行われます。 これらの測定は頻繁に列そしてデータ列を含んでいる映像または簡単なテキストのようなファイルを作り出します。 ソフトウエアシステムはこれらのファイルを管理し、関連の結果をリンクし、ある特定のファイル (例えば、レポート) の異なったバージョンを管理できます。 適用範囲が広いテキストおよび写実的な検索および検索方法と組み合わせられて、開発の支援システムは異なる観点からの集められたデータ、情報および知識を見、査定するためにメカニズムを提供します。 それは情報および時間の面に関する前の開発に洞察力を提供します。

開発計画の間に集まるデータのもう一つの重要な部分は非公式の知識です。 それは実験結果についてのエンジニア間の議論から大抵成っています。 開発の下部組織は未来のプロジェクトに計り知れないほどの値であるのでこの知識を運び、アーカイブします。

企業の多数の開発の作業は共同の努力です。 これはベンダーからの顧客にパートナーまたは転送のプロセス知的財産間の (IP)情報を交換する必要性を高めます。 ソフトウエアシステムは会社の知的財産権を保護するために選択的である間この転送をサポートできます3

要約すると、プロセス開発ソフトシステムは新しい装置アーキテクチャおよび装置のための新しいプロセスシーケンスの開発の実行と助けることができます。 これらの下部組織のツールは全開発シーケンスをサポートします - から…生産への生じる調理法の転送または協力への最初の装置考え組んで下さい。 従って、それらは開発のループを閉じ、供給の図 1. ソフトウェアに示すように明日の考えへの今日の現実の世界の結果は決してエンジニアの創造性を取り替えることができませんエンジニアがよい考えに焦点を合わせ、悪い考えを前もって取り払うのを助けることができます。

図 1. PDES は開発サイクルをサポートしました

さらに、ソフトウェアはこれらの目的に自動化された平均を提供することによってドキュメンテーションおよびデータ収集の重荷を除去できます。 ソフトウエアシステムはまたエンジニアが仮想製造の環境の彼らの考えをテストすることができる提供する、前に可能よりより多くの考えを探索する方法をように運動場を提供します。 こうすればはよりよい解決を開発し、より短いタイムに市場を提供することによって開発の支援システム会社に比較優位を与えます。

このセクションで記述されている機能性を提供するソフトウェアの新しい種類として私達はこのペーパーのプロセス開発 (PDES)実行システムをもたらします。 PDES は - 最初の概念からの…最終的な実験成功にプロセス開発のすべての段階のための完全な環境をおよび大量生産に転送構成します。 それは顧客特定の状態およびプロシージャに容易に適応させることができるフレームワークを提供します。 プロセス開発実行システムの目的は (PDES)ハイテクな製造工程のための開発の作業の実行を管理し、サポートすることです。

単純化した関係見通しはなんと製造業実行システム大量生産プロセスの実行にあるか PDES がハイテクな (MES)製造工程の開発にであることです。 2 つのシステム間の重要な相違は MES のツールは大量の環境のより少ない変動、より堅い制御およびロジスティクスに焦点を合わせるが PDES のツール・セットの重点が少量の環境の巨大な柔軟性そして実験の自由を提供することであることです。

PDES および MES の目的の類似は増加するトレーサビリティ、生産性および品質の従来の共通地面の目的です。 PDES を使うと、予想および目的は MES を使うと生産の品質の改善の目的と対照をなして幾分ある開発された製造工程の品質を高めることです。

XperiDesk

XperiDesk のソフトウェアスイートは半導体の複雑な製造工程の開発のためのリーディングエッジ、広範囲アプリケーションおよび薄膜 MEMS 装置市場です。 それは革新的なツールとのプロセスステップおよびプロセスシーケンス開発をサポートします。 1 つの例は早い概念の段階から最終的な傾斜路に効率および保全を高めるプロセスステップのコンパティビリティおよび完全性の条件を認可するカスタマイズ可能な規則です。

ただし、 XperiDesk の力は非技術的な挑戦に解決を提供するツールでさらにもっと明白です。 偽りなく開発プロセスを促進することによってタイムに市場圧力を楽にする少数の例は内部および外部共同、ドキュメンテーション管理および技術移転です。 それに続く開発のため、それぞれは XperiDesk が前の開発からのデータそしてドキュメンテーションの完全な再使用を提供するので漸進的により速いである場合もあります。

XperiDesk の革新的な機能の 1 つは生きているテストの前に調理法の manufacturability を確認します。 これは実験が失敗できる達成されましたりおよび/または装置を傷つけますかどうか定めるのにカスタマイズ可能な規則の使用によって。 外部シミューレーション・ソフトウェアを統合する開いたインターフェイスは設計されていた装置の効率的な構造査定を可能にします。 強い追跡のメカニズムは実験および確認データのすべての例の管理を、また反復的な改善のステップの実行サポートします。

XperiDesk は分散全体的な開発チームの進行中の増加の挑戦しか解決しません、分散共同の程度を透過および安全にさせます。 とりわけ単一項目レベルの IPR の保護のために設計されているユーザー/役割のセキュリティモデルは、さまざまな共同の個別の分界を管理します。 別の機能は協力パートナーおよび顧客に IP の保護を維持している間選択的、機械化されて、データ交換提供します。 全ソフトウェアスイートは 4 つのモジュール、挑戦の 1 つグループに焦点を合わせるそれぞれから成っています:

  • XperiDesign
  • XperiFication
  • XperiLink
  • XperiShare

XperiDesign

XperiDesign はプロセスフローデザインの早い概念の段階をサポートします。 それは異なった単位の値の変換から全体のプロセスシーケンスの管理への及ぶ設計段階に集められるデータ、情報および知識を管理します。 このモジュールの力は既に開発されたデザイン要素の再使用のためにサポートによる使用と増加します。 デザインエンティティは多重階層およびカテゴリで配列することができます。 洗練された遺産メカニズムは全階層の構造全体の各エンティティのデザイン特性そしてデータの伝搬を可能にします。 図 2 はプロセスステップエディターに眺めを示します。

図 2. プロセスステップエディター

XperiFication

XperiFication は新しく作成されたか修正された生産の調理法の二重構造の仮想査定を提供します。 最初の層はプロセスステップの互換性の要件を評価するのにカスタマイズ可能な規則を使用する整合性検査エンジンで調理法の manufacturability を査定します。 図 3 はそのような小切手の例を示します。 第 2 層のレベルはてこ比の Java インタープリター計算モデルのための既存の TCAD シミュレーションのツールに開いたインターフェイスおよびインターフェイスの組合せによって査定を提供します。 XperiFication は根本的な文書管理システムの結果ファイルをアーカイブし、結果ファイルはシーケンスという点において管理されるので、あらゆる顧客からアクセス可能です。

manufacturability の査定の図 3. 結果

XperiLink

XperiLink は実験確認の結果の追跡をサポートします。 それは自動的にファイル、ファイルシステムからのロードデータを集め、多重規準の検索、フィルターおよび意見によってデータの運行そして検索を提供します。 1 つのタイプの眺めのための例は図 4. で描写されます。 データは多重見通しからの観覧の結果の追加された利点とのパラメータ、等を、管理する多重詳細レベルがあることができます。

エンティティのリンクによってデータ網の蓄積を見る図 4.

XperiShare

XperiShare は異なるパートナーの間の開発データの選択的な、機械化された交換を提供します。 選択的なエクスポートおよびインポートの機能性はさまざまなシミュレーションおよび実験確認の結果の IP のパッケージそして転送の束ねることを可能にします。 XperiShare は促進された製造の傾斜路を達成するために共同の効率を高めます。

結論

このペーパーはよりよいソフトウェアサポートを使用して可能な改善の焦点との現在のプロセス開発の方法そして挑戦の簡潔な概要を与えます。 それは強調された挑戦をアドレス指定するソフトウェアのカテゴリプロセス (PDES)開発実行システムをもたらしました。 PDES は全開発の流れをサポートします - から…生産への生じる調理法の転送または協力への最初の装置考え組んで下さい。 従って、それは開発のループを閉じ、明日の考えに今日の現実の世界の結果を入れます。 これはよりよい解決を開発し、より短いタイムに市場を提供することによって会社に比較優位を与えます。 なお、商用化されたソフトウェアスイート XperiDesk への PDES の概念の実施は記述されています。


参照

1. A. Wagener、 J. Popp K. Hahn、 R. Bruckk; Ortloff、 D.: MEMS のためのプロセス設計および追跡サポート。 : SPIE の進行: Micromachining および Microfabrication の加工技術 X、サンノゼ Bd。 6109 2006 年。 - Photonics 西の 2006 年
2. D. Ortloff、 F. Cooijmans。; B. Veenstra: MEMS プロセス開発の再現性そして追跡の方の組織的アプローチ。 : マイクロおよび Nano システム、 Baden-Baden 2005 年の商業化の第 10 国際会議の進行。 - COMS 2005 年
3. B. Veenstra、 D. Ortloff、 S. Langenhuisen: MEMS プロセス開発の知識を交換し、生成するアプローチ。 : マイクロおよび Nano システム、セント・ピーターズバーグ 2006 年の商業化の第 11 国際会議の進行。 - COMS 2006 年

版権 AZoNano.com、 MANCEF.org

Date Added: Jul 12, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:20

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