공정개발 방벽 돌파

박사에 의하여 더크 Ortloff

더크 Ortloff1, Jens Popp1, Andreas Wagener1 및 Kai Hahn2
1Gmbh 가공 관계
2Microsystem 기술의 Siegen 학회의 대학
대응 저자: dirk.ortloff@process-relations.com

커버되는 토픽

요약
소개
소프트웨어 지원을 위한 가능성
XperiDesk
     XperiDesign
     XperiFication
     XperiLink
     XperiShare
결론
참고

요약

새로운 제조 조리법을 위한 발달 계획사업은 다양한 다른 외부와 내부 필수품 및 제한에 의해 도전됩니다. 이것은 microelectromechanical 시스템 (MEMS), nanoelectromechanical 시스템 또는 nano 가늠자 (NEMS) 박막 장치 및 그들의 특히 필수 제조공정 개발할 때 주로 적용됩니다. 기술 선택권의 다양성은 및 그들의 제한 뿐 아니라 수축성 기하학 및 그밖 외부와 내력 그들의 한계에 엔지니어 및 기술을 뒀습니다.

제작 공정개발에 있는 성장하고 있는 복합성의 이 방벽 돌파하기 위하여 적당한 공정 설계 자동화를 위한 새로운 접근은 필요합니다. 이 접근은 맨처음 아이디어에서 마지막 이양 대량 생산에에 새로운 가공 순서의 디자인을 포함할 필요가 있습니다. 그것은 또한 기술 파트너에게 가공 데이터 및 지식의 전자식 금전 출납을 위한 해결책을 끊는 새땅을 제안해야 합니다.

이 서류는 공정개발 실행 시스템을 소개해서 그런 접근을 제출합니다 (PDES). PDES는 증가 발달 복합성을 개발 주기를 통해서 그들의 쪽에 가공 엔지니어를 지원하는 집중한 협력 플래트홈을 제안해서 극복합니다. 그것은 더 나은 해결책을 개발하고 더 짧은 시간 에 시장을 제공해서 회사에게 경쟁 이점을 줍니다. PDES를 위한 개념은 EU 연구 계획 PROMENADE (IST 507965)에서 연구되고 그것의 간행물에서 상세히 기술됩니다1-3. 계획사업의 결과는 XperiDesk 소프트웨어 제품군으로 상업적으로 이용 가능하게 되었습니다.

소개

모두는 때때로 "déjà vu"가 있습니다. 기간은 명확하게 기억될 수 없고 현황과 연관되는 사건의 기억 장치를 기술합니다. 기술설계 문맥 내의 문제를 해결하는 것을 시도하고 있는 동안 정전의 특별한 종류가 일반적으로 문제점이 아니다 경험, 그러나 그것은 아주 무기력하게 할 수 있습니다. 마이크로 전기 기계 시스템, nano 전기 기계 시스템, 또는 그밖 첨단 과학 장치를 제조하기 위하여 새로운 프로세스를 개발할 때 " (MEMS)déjà vu 문제 (NEMS)"는 중요한 도전을 제기할 수 있습니다.

각 신제품 또는 제품 기능 향상은 새로운 아이디어에서 시작합니다. 이전 발달, 과학 논문 및 오래된 실험실 책에 의해 주어진 경험은 이 새로운 아이디어의 현실화에 중요한 기여금을 제공합니다. 몇몇 문제는 제품 개발의 이 처음 단계에서 이미 부닥칩니다: 동료는 항상 유효하지 않고 실험실 책은 그(것)들을 쓴 가치의 그 사람들에게서만 모두 너무 수시로 입니다. 비록 정보가 컴퓨터 파일에서 유효하더라도, 그(것)들은 몇몇 파일 서버에 대부분의 경우에 분산되거나 장소에서 숨겨 볼 것입니다. 연구 논문은 좋은 아이디어를 줄 수 있습니다, 그러나 데이터의 필수 부속은 대부분의 경우에 없습니다. 정보 출처 및 지식 기준 내의 필요한 연구를 실행하기 아무 시간도 없기 때문에 이렇게 이미 공정개발 좋은 아이디어의 이 첫번째 단계에서 단순히 조각납니다.

그러나, 이것은 발달 노력의 단지 처음입니다. 외부 장애를 추가해서 시장력, 부족한 내부 정보를 좋아하거든 많은 발달 활동이 지식 관리에 의하여, 한정된 발달 투명도, 제한되는 사실상 prototyping 가능성 및 놓치는 전자 교환은 위협하는 비싼 업무 합니다. 이것은 시간, 자원 및 돈 식으로 값이비싼 실험의 반복으로 이끌어 냅니다. 이전 결과가 쉬운 방법으로 접근 가능했던 경우에, 고장나는 실험의 10-15%가 방지될 수 있었다 반도체 프로세스 개발판단에 있는 전문가.

소프트웨어 지원을 위한 가능성

문제점을 조사한 후에 이 문제의 대부분은 매개 변수 공간의 다량의 데이터 그리고 고차에 기인하다 가능한 제조 해결책을 개발할 경우, 명확하게 될 갑자기 나타나기. 반도체 산업이 배치 복합성을 증가할의 문제를 직면할 때, 전자 디자인 자동화 소프트웨어의 (EDA) 사용법은 이 문제를 극복하는 것을 도왔습니다. 유사하게, 소개에서 강조된 장애물을 제시하기 위하여, 새로운 소프트웨어에 의하여 지원된 발달 자동화 접근은 요구됩니다. 이 단면도는 소프트웨어가 이 업무로 도울 수 있는 토픽을 제출할 것입니다.

가공 순서를 위한 새로운 아이디어는 수시로 위에 기지를 두거나 이전 발달로부터 혜택을 받을 수 있습니다. 지식 관리 소프트웨어는 구축한 방법에 있는 이 이전 발달 결과에 접근하는 쪽을 제공할 수 있습니다. 그 같은 소프트웨어로, 정보는 더 단단 만회되골, 이전 결과는 능률적으로 찾아내고 이렇게 사용될 수 있습니다. 전문화한 소프트웨어는 다른 관점에서 결과 데이터 (예를들면, 물자, 가공 단계, 기계 및 실험)를, 데이터를 다른 양상의 밑에 전망하고 찾는 분류하고, 쪽을, 자료 항을 함께 연결하는 쪽을 제공하기 위하여 제안합니다. 동일 문맥에서 속하는 데이터 유래 통신망 및 귀중한 정보에서와 결과 는 주어질 수 있습니다 탐구될 수 있습니다.

가공 순서에 모이는 프로세스 단계의 단계에서는, 소프트웨어는 새로운 순서의 집합, 저장 및 인쇄를 편해질 수 있습니다. 이전에 조립한 가공 순서를 액세스할 수 있게 해서, 디자이너는 새로 개발한 순서에 있는 빌딩 블록 또는 모듈로 이들을 사용할 수 있습니다. 표준 빌딩 블록의 사용법은 과감하게 설계 단계에 있는 디자인 시간 그리고 과오를 감소시킬 수 있습니다.

검증 단계에서는, 소프트웨어 시스템은 그것의 실제적인 이점을 보여줍니다. 사용된 규칙의 대부분에는 석판인쇄술을 위한 중합체가 웨이퍼에 예금될 한) 컴퓨터 읽기 쉬운 방법 (예를들면, 청결한 전에 공술서는 150°C를 초과하지 않으며기로 수 있는 양식이 있습니다 표현될. 도메인 전문가는 그/그녀의 프로세스 단계를 위한 규칙을 입력할 수 있고 모든 엔지니어에게 새로 개발한 가공 순서를 검사하기 위하여 규칙을 이렇게 제공합니다. 이것은 지원 소프트웨어 시스템이 규칙을 처리하고, 규칙을 부울 논리 연산 기간과 (i.e, 또는 아닙니다) 연결하고 이 규칙을 사용하여 가공 순서를 검사하는 것을 허용한다는 것을 의미합니다.

그러나, 이 검사는 기능의 표시 또는 일어난 장치의 구조물을 주지 않습니다. 기술 컴퓨터 원조 설계는 (TCAD) 일어난 구조물에 관하여 적어도 아이디어를 제공할 수 있습니다. 이 공구의 대부분은 아직도 전문가를 시뮬레이션 묘사 파일을 쓰는 필요로 합니다, 그래서 그들의 풍부한 잠재력 지금 항상 사용되지 않습니다. 그들의 풍부한 잠재력에 이 "사실상 제작" 능력을 지원하기 위하여는, 소프트웨어 시스템은 가공 단계를 위한 다른 추상 수준의 시뮬레이션 모형을 처리할 수 있습니다. 그것은 가공 단계 당 다중 시뮬레이터를 위한 다중 모형을 지원을 제공할 수 있습니다. 간단한 모형이 모든 기본 공정 종류 (예를들면, 공술서, 에칭 및 석판인쇄술)를 위해 유효한 경우에, 시스템은 모형을 모든 가공 단계를 위해 가공 순서에 있는 이용하고 요구한 시뮬레이터를 위해 입력 파일을 생성할 수 있습니다.

지금 시뮬레이션 결과는 독립 데이터로 보입니다. 이 상황을 조정하기 위하여는, 발달 기반은 가공 순서와 조화하여 결과 파일을 처리할 수 있습니다. 이것은 엔지니어를 시뮬레이션 결과와 실제적인 결과와 예상한 결과를 비교하는 가능하게 합니다. 비교에서 주어진 지식은 그 때 시뮬레이션 모형을 향상하기 위하여 이용될 수 있습니다.

검증 후에, 장치는 실험적인 제작 환경에서 일어납니다. 이 단계의 첫번째 부분에서는, 기반은 놀라우 환경으로 가공 순서를 옮깁니다. 이것은 단순히 통신수를 위한 runcard를 프린트해서 또는 놀라우 것의 제조 실행 시스템에 조화시켜서 (MES) 행해집니다. 다른 한편으로는, 시스템은 놀라우 것에 있는 매개변수 조정과 같은 순서에 막판 변경을 처리하고 문서화합니다. 게다가 제비는 나누고 합치기는 처리될 수 있습니다.

가공 그 사이 및 그 이후, 많은 측정은 행해집니다. 줄 그리고 데이터 열을 포함하는 그림 간단한 원본과 같은 파일이 이 측정에 의하여 수시로 생성합니다. 소프트웨어 시스템은 이 파일을 처리하고, 관련 결과를 함께 연결하고 특정 파일 (예를들면, 보고)의 다른 버전을 처리할 수 있습니다. 유연한 원본 및 그래픽 복구와 수색 방법과 한 쌍이 되어, 발달 지원 시스템은 다른 시각으로 본 견해에서 누적한 데이터, 정보 및 지식을 전망하고 평가하기 위하여 기계장치를 제공합니다. 그것은 정보와 시간 양상에 관하여 이전 발달로 통찰력을 제공합니다.

발달 계획사업 도중 모인 데이터의 또 다른 중요한 부분은 약식 지식입니다. 그것은 실험적인 결과에 관하여 엔지니어 사이 면담으로 주로 이루어져 있습니다. 발달 기반은 미래 계획사업에 헤아릴 수 없는 가치있기 때문에 이 지식에 수로를 열고 보관합니다.

기업에 있는 많은 발달 활동은 협조적인 노력입니다. 이것은 납품업자에게서 고객에게 파트너 이동 가공 지적 재산 사이 (IP) 정보를 교환하는 필요를 증가합니다. 소프트웨어 시스템은 회사의 지적 재산권을 보호하기 위하여 선택적이 동안에 이 이동을 지원할 수 있습니다3.

요약하자면, 공정개발 소프트웨어 시스템은 새로운 장치 아키텍쳐 및 장치를 위한 새로운 가공 순서의 발달의 실행 지원할 수 있습니다. 이 기반 공구는 전체적인 발달 순서를 지원합니다 -에서 - 생산으로 유래 조리법의 이동 또는 공저에 첫번째 장치 아이디어 파트너가 되십시오. 그러므로, 그(것)들은 발달 루프를 닫고 공급 숫자 1. 소프트웨어에서 묘사된대로 내일의 아이디어로 오늘 실제 결과는 엔지니어의 독창성을 결코 대체할 수 있지 않습니다, 그러나 엔지니어가 좋은 아이디어에 집중하고 나쁜 아이디어를 일찍부터 제거할 것을 도울 수 있습니다.

숫자 1. PDES는 개발 주기를 지원했습니다

게다가, 소프트웨어는 이 목적을 자동화한 방법을 제공해서 문서와 정보 수집 부담을 제거할 수 있습니다. 소프트웨어 시스템은 또한 엔지니어에게 이전에 가능한 보다는 추가 아이디어를 탐구하는 쪽을 제공하는 사실상 제작 환경에 있는 그들의 아이디어를 시험하기 위하여 운동장을 제공합니다. 이렇게 하면은 더 나은 해결책을 개발하고 더 짧은 시간 에 시장을 제공해서 발달 지원 시스템 회사에게 경쟁 이점을 줍니다.

이 단면도에서 기술된 기능을 제공하는 소프트웨어의 새로운 종류로 우리는 이 서류에 있는 공정개발 (PDES) 실행 시스템을 소개합니다. PDES는 - 처음 개념에서 - 마지막 실험적인 성공에 공정개발의 모든 단계를 위한 완전한 환경을 및 대량 생산으로 이동 함유합니다. 그것은 고객 특정 상황 및 절차에 즉시 적응시킬 수 있는 기구를 제공합니다. 공정개발 실행 시스템의 목적은 (PDES) 하이테크 제조공정을 위한 발달 활동의 실행을 처리하고 지원하기 위한 것입니다.

단순한 상관적인 관점은 얼마나 제조 실행 시스템 양 생산 과정의 실행에 인 PDES가 하이테크 (MES) 제조공정의 발달에 이다 입니다. 2개의 시스템 사이 중요한 다름은 MES의 공구는 높은 볼륨 환경에 있는 더 적은 차이, 더 단단한 통제 및 근수에 집중하는 그러나 PDES 연장 세트의 강조가 저용량 환경에 있는 거대한 융통성 그리고 실험 자유를 전달하기 위한 것이다 입니다.

PDES 및 MES의 목적에 있는 상사성은 증가 traceability, 생산력 및 질의 전통적인 일반 지상 목적입니다. PDES로, 기대 및 목적은 MES로 생산 질 향상의 목적과 달리 약간 인 개발한 제조공정의 질을 증가하기 위한 것입니다.

XperiDesk

XperiDesk 소프트웨어 제품군은 반도체에 있는 복잡한 제조공정의 발달을 위한 앞 가장자리, 포괄적인 응용 및 박막 MEMS 장치 시장입니다. 그것은 혁신적인 공구를 가진 가공 단계와 가공 순서 발달을 지원합니다. 1개의 보기는 초기 개념 단계에서 마지막 경사로 위로에 효율성과 보전성을 증가하는 가공 단계의 겸용성과 완전 필수품을 유효하게 하는 customizable 규칙 입니다.

그러나, XperiDesk의 힘은 비기술적인 도전을 해결책을 제공하는 그것의 공구에서 훨씬 명백합니다. 확실하게 발달 프로세스를 급송해서 시간 에 시장 압력을 편해지는 약간 보기는 내부와 외부 협력, 문서 관리 및 기술 이전입니다. 연속적인 발달에 관해서는, 각각은 XperiDesk가 이전 발달에서 데이터 그리고 문서의 완전한 재사용을 제공하기 때문에 진보적으로 더 단단 일 수 있습니다.

XperiDesk의 혁신적인 특징의 한개는 살아있는 시험의 앞에 조리법의 manufacturability를 검증합니다. 이것은 customizable 실험이 실패할 수 있는지 결정하기 위하여 규칙을 이용해서 달성되고 그리고/또는 장비를 손상합니다. 외부 시뮬레이션 소프트웨어를 통합하는 열리는 공용영역이 디자인한 장치의 능률적인 구조상 평가를 가능하게 합니다. 강력한 추적 기계장치는 실험 및 검증 데이터의 모든 경우의 관리를 뿐 아니라 반복 개선 단계의 실행 지원합니다.

XperiDesk는 뿐만 아니라 분배된 글로벌 개발 팀에 있는 전진하는 증가의 도전을 해결합니다, 분배된 협력의 정도가 에 의하여 투명하고 그리고 안전하다 시킵니다. 특히 단 하나 품목 수준에 IPR 보호를 위해 디자인된 사용자/역할 안전 모형은, 각종 협력의 명백한 경계설정을 처리합니다. 다른 특징은 공저 파트너 및 고객에게 IP 보호를 보존하고 있는 동안 선택을, 기계화해, 자료 교환 제공합니다. 전체적인 소프트웨어 제품군은 4개의 다른 모듈로, 도전의 1개 단에 집중하는 각각 이루어져 있습니다:

  • XperiDesign
  • XperiFication
  • XperiLink
  • XperiShare

XperiDesign

XperiDesign는 가공 교류 디자인의 초기 개념 단계를 지원합니다. 그것은 다른 부대에 있는 가치의 변환에서 전과정 순서의 관리에 구역 수색하는 설계 단계에서 집합된 데이터, 정보 및 지식을 처리합니다. 이 모듈의 힘은 이미 개발한 디자인 성분의 재사용을 위해 지원 때문에 그것의 사용으로 증가합니다. 디자인 실재물은 다중 계층구조 및 종류에서 배열될 수 있습니다. 정교한 상속 기계장치는 전체 계층 구조 구조물을 통하여 각 실재물의 디자인 속성 그리고 데이터의 번식을 허용합니다. 숫자 2는 가공 단계 편집자에 전망을 제출합니다.

숫자 2. 가공 단계 편집자

XperiFication

XperiFication는 새로 만든 변경한 생산 조리법의 2단 구조 사실상 평가를 제공합니다. 첫번째 층은 가공 단계의 호환성 요구 사항을 평가하기 위하여 customizable 규칙을 이용하는 견실함 검사 엔진을 통해 조리법의 manufacturability를 평가합니다. 숫자 3은 그런 검사의 보기를 제출합니다. 지레 장치 자바 해석자 계산 모형을 위한 기존 TCAD 시뮬레이션 공구에 열리는 공용영역 및 공용영역의 조합을 통해 두번째 층 수준이 평가를 제공합니다. XperiFication는 근본적인 문서 관리 체계에 있는 결과 파일을 보관하고, 결과 파일은 순서의 환경에서 처리되기 때문에, 어떤 클라이언트든지에게서 접근 가능합니다.

manufacturability 평가의 숫자 3. 결과

XperiLink

XperiLink는 실험적인 검증 결과의 추적을 지원합니다. 그것은 자동적으로 파일, 파일 시스템에서 짐 데이터를 집합하고, 다중 표준 수색, 필터 및 전망을 통해 데이터의 항법 그리고 복구를 제공합니다. 전망의 1가지의 모형을 위한 보기는 숫자 4.에서 묘사됩니다. 데이터에는 다중 관점에서 보기 결과의 추가한 이득과 더불어 매개변수, 등등을, 처리하는 다중 세부 수준이 있을 수 있습니다.

실재물을 연결해서 데이터 통신망 병력 증강을 전망하는 숫자 4.

XperiShare

XperiShare는 다른 파트너 사이의 발달 데이터의 선택 적이고, 기계화한 교환을 제공합니다. 선택적인 수출과 가져오기 기능은 각종 시뮬레이션 및 실험적인 검증 결과의 IP 포장 그리고 이동의 묶기 허용합니다. XperiShare는 협력 급송한 제작 경사로 위로를 달성하기 위하여 효율성을 증가합니다.

결론

이 서류는 더 나은 소프트웨어 지원을 사용하여 가능한 개선에 초점을 가진 현재 공정개발 사례 그리고 도전의 짧은 개관을 줍니다. 그것은 강조한 도전을 제시하는 소프트웨어 종류 (PDES) 공정개발 실행 시스템을 소개했습니다. PDES는 전체적인 발달 교류를 지원합니다 -에서 - 생산으로 유래 조리법의 이동 또는 공저에 첫번째 장치 아이디어 파트너가 되십시오. 그러므로, 그것은 발달 루프를 닫고 내일의 아이디어로 오늘 실제 결과를 공급합니다. 이것은 더 나은 해결책을 개발하고 더 짧은 시간 에 시장을 제공해서 회사에게 경쟁 이점을 줍니다. 게다가, 상업적으로 이용 가능한 소프트웨어 제품군 XperiDesk로 PDES 개념의 실시는 기술됩니다.


참고

1. A. Wagener, J. Popp K. Hahn, R. Bruckk; Ortloff, D.: MEMS를 위한 공정 설계 및 추적 지원. 에서: SPIE의 절차: Micromachining와 Microfabrication 가공 기술 X, 산호세 Bd. 6109 2006년. - Photonics 서쪽 2006년
2. D. Ortloff, F. Cooijmans.; B. Veenstra: MEMS 공정개발의 재현성으로 그리고 추적으로 체계적인 접근. 에서: 마이크로와 Nano 시스템, Baden-Baden 2005년의 상품화에 제 10 국제 회의의 절차. - COMS 2005년
3. B. Veenstra, D. Ortloff, S. Langenhuisen: MEMS 공정개발의 지식을 교환하고 생성하는 접근. 에서: 마이크로와 Nano 시스템, 세인트피터스버그 2006년의 상품화에 제 11 국제 회의의 절차. - COMS 2006년

저작권 AZoNano.com, MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 01:35

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