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Quebra Através das Barreiras da Revelação de Processo

pelo Dr. Punhal Ortloff

Punhal Ortloff1, Jens Popp1, Andreas Wagener1 e Kai Hahn2
1Relações do Processo GmbH
2Universidade do Instituto de Siegen da Tecnologia do Microsistema
Autor Correspondente: dirk.ortloff@process-relations.com

Assuntos Cobertos

Sumário
Introdução
Possibilidades para o Software Support
XperiDesk
     XperiDesign
     XperiFication
     XperiLink
     XperiShare
Conclusões
Referências

Sumário

Os Projectos de desenvolvimento para receitas novas da fabricação são desafiados por uma variedade de exigências diferentes e limitações externos e internas. Isto é especialmente verdadeiro ao desenvolver os sistemas microelectromechanical (MEMS), sistemas nanoelectromechanical (NEMS) ou dispositivos nano do filme fino da escala e seus processos de manufactura especificamente exigidos. A diversidade de opções da tecnologia e suas limitações assim como as geometria shrinking e outras forças externos e internas pôs os coordenadores e as tecnologias a seu limite.

Para quebrar através destas barreiras da complexidade de crescimento na revelação de processo da fabricação uma aproximação nova para a automatização de projecto adequada do processo é necessária. Esta aproximação precisa de cobrir muito o projecto de seqüências de processo novo da primeira ideia à passagem final à produção em massa. Deve igualmente oferecer a nova base que quebra soluções para transferência eletrônica de dados e de conhecimento do processo aos sócios da tecnologia.

Este papel apresenta tal aproximação introduzindo os Sistemas da Execução da Revelação de Processo (PDES). Um PDES lida com a complexidade crescente da revelação oferecendo uma plataforma centralizada da colaboração que apoia os coordenadores de processo em sua maneira através do ciclo de revelação. Dá a uma empresa umas vantagens competitivas desenvolvendo melhores soluções e fornecendo um tempo-à-mercado mais curto. Os conceitos para PDES foram pesquisados no PASSEIO do Projecto de investigação da UE (ISTS 507965) e são descritos em detalhe em suas publicações1-3. Os resultados do projecto tornaram-se disponíveis no comércio como o conjunto de software de XperiDesk.

Introdução

Todos tem ocasionalmente um “déjà vu”. O termo descreve uma memória de um evento que não possa ser recordado claramente e seja associado com uma situação actuais. Experimentar que o tipo especial dos escurecimentos não é geralmente uma edição, mas pode muito debilitar ao tentar resolver um problema dentro de um contexto da engenharia. Do “o problema déjà vu” pode levantar desafios principais ao desenvolver processos novos para fabricar sistemas micro-electromecânicos (MEMS), sistemas nano-electromecânicos (NEMS), ou outros dispositivos da alto-tecnologia.

Cada produto novo ou realce de produto começam com uma ideia nova. As Experiências ganhadas por revelações precedentes, por papéis científicos, e por laboratório-livros velhos fornecem a contribuição principal para a realização destas ideias novas. Alguns problemas são encontrados já nestas primeiras fases do desenvolvimento de produtos: Os Colegas não estão sempre disponíveis e os laboratório-livros são demasiadas vezes somente 2 aqueles povos do valor que os escreveram. Mesmo se a informação está disponível nos ficheiros informáticos, na maioria dos casos são distribuídos em diversos usuários do ficheiro ou escondido nos lugares ninguém olhará. Os Artigos de investigação podem dar grandes ideias, mas a parte essencial dos dados falta na maioria dos casos. Nestas primeiras fases ideias das revelações de processo de boas são desfeitos Tão já simplesmente porque não há nenhum tempo para executar a pesquisa necessária dentro das fontes de informação e das bases de conhecimentos.

Contudo, este é somente o começo do esforço da revelação. Adicionando obstáculos externos goste de forças do mercado, insuficiente informação interna e a gestão do conhecimento, a transparência limitada da revelação, as possibilidades virtuais restritas da prototipificação, e a troca eletrônica de falta fazem muitas actividades da revelação tarefas desanimadas e caras. Isto conduz a uma repetição das experiências, que seja cara em termos do tempo, dos recursos, e do dinheiro. Peritos na avaliação de revelação de processo do semicondutor que 10-15% de experiências falhadas poderiam ser impedidas, se os resultados precedentes seriam acessíveis em uma maneira mais fácil.

Possibilidades para o Software Support

Após ter investigado as edições estalando acima ao desenvolver uma solução praticável da fabricação, se torna claro que a maioria destes problemas estão causados pela grande quantidade de dados e dos altos nível do espaço de parâmetro. Quando a indústria do semicondutor enfrentou o problema de aumentar a complexidade da disposição, o uso do software eletrônico da automatização (EDA) de projecto ajudou a superar este problema. Similarmente, para endereçar os obstáculos destacados na introdução, software novo uma aproximação apoiada da automatização da revelação é exigida. Esta secção apresentará os assuntos, onde o software pode ajudar com esta tarefa.

As ideias Novas para seqüências de processo são baseadas frequentemente sobre ou podem tirar proveito das revelações precedentes. O software da gestão do Conhecimento pode fornecer maneiras de alcançar estes resultados precedentes da revelação em uma maneira estruturada. Com tal software, a informação pode ser recuperada mais rapidamente, e os resultados precedentes podem ser encontrados e assim usado mais eficientemente. O software Especializado oferece maneiras de ver e procurarar dados do resultado (por exemplo, materiais, etapas do processo, máquinas e experiências) dos pontos de vista diferentes, para categorizar dados sob aspectos diferentes, e para fornecer maneiras de ligar junto itens de dados. Os Resultados e os dados que pertencem no mesmo contexto podem ser explorados na rede resultante e na informação valiosa podem ser ganhados.

Na fase de etapas do processo de montagem às seqüências de processo, o software pode facilitar o conjunto, o armazenamento e imprimir de seqüências novas. Fornecendo o acesso às seqüências de processo previamente montadas, um desenhista pode usar estes como blocos de apartamentos ou módulos na seqüência recentemente desenvolvido. O uso de blocos de apartamentos padrão pode dràstica reduzir o tempo e os erros do projecto na fase de projecto.

Na fase da verificação, um sistema de software mostra suas vantagens reais. A Maioria das regras usadas têm um formulário que possa ser expressado em uma maneira legível por computador (por exemplo, limpo antes que o depósito e não exceda 150°C enquanto um polímero para a litografia é depositado na bolacha). Um perito do domínio pode incorporar as regras para seu/suas etapas do processo e fornece assim as regras para que todos os coordenadores verifiquem as seqüências de processo recentemente desenvolvidos. Isto significa que um sistema de software do apoio reserva controlar regras, conectar regras com os termos Booleanos (isto é, e, ou e não) e verificar seqüências de processo usando estas regras.

Contudo, esta verificação não dá nenhuma indicação da funcionalidade ou mesmo a estrutura do dispositivo produzido. Os desenhos assistidos por computador da Tecnologia (TCAD) podem fornecer pelo menos uma ideia sobre a estrutura produzida. A Maioria destas ferramentas ainda precisam peritos de escrever as limas da descrição da simulação, assim que não são usadas actualmente sempre a sua capacidade plena. Para apoiar estas “capacidades da fabricação virtual” a sua capacidade plena, um sistema de software pode controlar modelos da simulação de níveis diferentes da abstracção para etapas do processo. Pode fornecer o apoio para modelos múltiplos para simuladores múltiplos pela etapa do processo. Se um modelo simples está disponível para todas as categorias do processo básico (por exemplo, depósito, gravura a água-forte e litografia), o sistema pode usar os modelos para todas as etapas do processo na seqüência de processo e gerar uma lima de entrada para o simulador desejado.

Os resultados da simulação são considerados Actualmente como dados autônomos. Para rectificar esta situação, uma infra-estrutura da revelação pode controlar as limas do resultado em combinação com a seqüência de processo. Isto permite o coordenador de comparar os resultados previstos com os resultados da simulação e com o resultado real. O conhecimento ganhado da comparação pode então ser usado para melhorar o modelo da simulação.

Após a verificação, o dispositivo é produzido em um ambiente experimental da fabricação. Na primeira parte desta fase, a infra-estrutura transfere a seqüência de processo ao ambiente fabuloso. Isto é feito simplesmente imprimindo - para fora um runcard para os operadores ou conectando ao sistema da execução da fabricação (MES) do fabuloso. Por outro lado, o sistema controla e documenta últimas mudanças minúsculas à seqüência tal como ajustes do parâmetro no fabuloso. Adicionalmente o lote racha e as fusões podem ser controladas.

Durante e depois do processamento, muitas medidas são feitas. Estas medidas produzem frequentemente limas tais como as imagens ou os textos simples que contêm fileiras e colunas de dados. Um sistema de software pode controlar estas limas, ligar resultados relacionados junto e controlar versões diferentes de determinadas limas (por exemplo, relatórios). Emparelhado com o texto flexível e os métodos gráficos da recuperação e da busca, um sistema de apoio da revelação fornece mecanismos para ver e avaliar os dados, a informação e o conhecimento acumulados das perspectivas distintas. Fornece a introspecção em revelações precedentes a respeito dos aspectos da informação e do tempo.

Uma Outra parte importante dos dados recolhidos durante um projecto de desenvolvimento é o conhecimento informal. Consiste na maior parte nas discussões entre coordenadores sobre os resultados experimentais. A infra-estrutura da revelação canaliza e arquiva este conhecimento porque é do valor incomensurável aos projectos futuros.

Um grande número de actividades da revelação na indústria são esforços colaboradores. Isto aumenta a necessidade de trocar a informação entre sócios ou a propriedade intelectual do processo de transferência (IP) de um vendedor a um cliente. Os sistemas de Software podem apoiar esta transferência ao ser selectivos proteger os direitos de propriedade intelectual da empresa3.

Em resumo, os sistemas de software da revelação do processo podem ajudar com a execução da revelação de seqüências de processo novo para arquiteturas e dispositivos novos do dispositivo. Estas ferramentas da infra-estrutura apoiam a seqüência inteira da revelação - da primeira ideia do dispositivo a transferência da receita resultante na produção ou a uma colaboração partner. Conseqüentemente, fecham o laço da revelação e os resultados de hoje do mundo real da alimentação nas ideias do amanhã como representado na Figura 1. Software podem nunca substituir a faculdade criadora dos coordenadores, mas pode ajudar coordenadores a centrar-se sobre boas ideias e a obter livrados de ideias ruins cedo sobre.

A Figura 1. PDES apoiou o ciclo de revelação

Adicionalmente, o software pode remover as cargas do levantamento de dados da documentação e fornecendo meios automatizados para estas finalidades. Os sistemas de Software igualmente fornecem um campo de jogos para que os coordenadores testem suas ideias em um ambiente virtual da fabricação, fornecendo maneiras de explorar mais ideias do que previamente possíveis. Esta maneira um sistema de apoio da revelação dá a uma empresa umas vantagens competitivas desenvolvendo melhores soluções e fornecendo um tempo-à-mercado mais curto.

Como um tipo novo do software que fornece a funcionalidade descrita nesta secção nós introduzimos o Sistema da Execução da Revelação de Processo (PDES) neste papel. Um PDES compreende um ambiente completo para todas as fases da revelação de processo - do conceito inicial ao sucesso experimental final e da transferência na produção em massa. Fornece uma estrutura, que possa prontamente ser adaptada às situações e aos procedimentos cliente-específicos. A finalidade de um Sistema da Execução da Revelação de Processo (PDES) é controlar e apoiar a execução de actividades da revelação para processos de manufactura da alto-tecnologia.

Uma perspectiva relacional simplista é que um PDES é à revelação de processos de manufactura da alto-tecnologia que Sistema da Execução da Fabricação (MES) é à execução de processos de produção do volume. A diferença significativa entre os dois sistemas é que a ênfase do conjunto de ferramentas de PDES é entregar a flexibilidade e a liberdade enormes da experimentação em um ambiente do baixo volume, quando as ferramentas de um MES se centrarem sobre menos variação, controles mais apertados, e logística em um ambiente do volume alto.

As similaridades na finalidade de um PDES e de um MES são os objetivos tradicionais do terreno comum da rastreabilidade, da produtividade, e da qualidade crescentes. Com um PDES, a expectativa e o objetivo são aumentar a qualidade do processo de manufactura desenvolvido, que é um tanto em contraste com o objetivo de melhorar a qualidade da produção com um MES.

XperiDesk

O conjunto de software de XperiDesk é uma vanguarda, um pedido detalhado para a revelação de processos de manufactura complexos no semicondutor e um mercado de fita fina do dispositivo de MEMS. Apoia a revelação da etapa do processo e da seqüência de processo com ferramentas inovativas. Um exemplo é as regras customizáveis para validar as exigências da compatibilidade e da integralidade das etapas do processo que aumentam a eficiência e a integridade da fase adiantada do conceito à rampa-acima final.

Contudo, a potência de XperiDesk é ainda mais aparente em suas ferramentas que fornecem soluções para desafios não técnicos. Alguns exemplos são colaboração interna e externo, gestão da documentação e transferências tecnológicas, que facilitam pressões do tempo-à-mercado verdadeiramente expedindo o processo de revelação. Quanto para às revelações subseqüentes, cada um pode ser progressivamente mais rápido porque XperiDesk fornece reusar completo dos dados e da documentação das revelações precedentes.

Uma das características inovativas de XperiDesk verifica o manufacturability de uma receita antes de um teste vivo. Isto é conseguido usando regras customizáveis para determinar se a experiência poderia falhar e/ou danifica o equipamento. Uma relação aberta para integrar o software de simulação externo permite avaliações estruturais eficientes de dispositivos projetados. Os mecanismos de seguimento Robustos apoiam a gestão de todos os exemplos de dados experimentais e da verificação assim como a execução de etapas iterativas da melhoria.

XperiDesk resolve não somente os desafios do aumento em curso em equipes de revelação globais distribuídas, faz o grau da colaboração distribuída transparente e seguro. Um usuário/um modelo segurança do papel, projetado especificamente para a protecção do IPR em um único nível do item, controla as delimitações distintas de várias colaborações. Uma Outra característica fornece selectivo, mecanizado, de intercâmbio de dados aos sócios e aos clientes de colaboração ao preservar a protecção do IP. O conjunto de software inteiro consiste em quatro módulos diferentes, cada um que centra-se sobre um grupo de desafios:

  • XperiDesign
  • XperiFication
  • XperiLink
  • XperiShare

XperiDesign

XperiDesign apoia as fases adiantadas do conceito do projecto do fluxo de processo. Controla os dados, a informação, e o conhecimento recolhido na fase de projecto que varia da conversão dos valores em unidades diferentes à gestão de seqüências de todo o processo. A potência deste módulo aumenta com seu uso devido ao apoio para reusar de elementos já desenvolvidos do projecto. As entidades do Projecto podem ser arranjadas em hierarquias e em categorias múltiplas. Os mecanismos Sofisticados da herança permitem a propagação de propriedades e de dados do projecto para cada entidade durante todo a estrutura da hierarquia inteira. Figura 2 apresenta uma vista ao editor da etapa do processo.

Figura 2. editor da etapa do Processo

XperiFication

XperiFication fornece uma avaliação virtual a dois níveis de receitas recém-criados ou alteradas da produção. A primeira série avalia o manufacturability de uma receita através de um motor da verificação de consistência que use regras customizáveis para avaliar as exigências de compatibilidade de etapas do processo. Figura 3 apresenta um exemplo de tal verificação. O segundo nível da série fornece a avaliação através de uma combinação de uma relação aberta às ferramentas existentes da TCAD-simulação da força de alavanca e de uma relação para modelos do cálculo do Intérprete de Java. XperiFication arquiva limas do resultado no sistema de gestão subjacente do original, e as limas do resultado são acessíveis de todo o cliente, desde que são controladas no contexto da seqüência.

Figura 3. Resultados de uma avaliação do manufacturability

XperiLink

XperiLink apoia o seguimento de resultados experimentais da verificação. Recolhe automaticamente as limas, dados das cargas do sistema de ficheiro, e fornece a navegação e a recuperação dos dados através das buscas múltiplas, dos filtros e das opiniões dos critérios. Um exemplo para um tipo de vista é descrito em Figura 4. Os dados podem ter níveis de detalhe múltiplos para controlar parâmetros, Etc., com o benefício adicionado de resultados da visão das perspectivas múltiplas.

Figura 4. que Vê a acumulação da rede de dados ligando entidades

XperiShare

XperiShare fornece a troca selectiva, mecanizada de dados da revelação entre sócios diferentes. A funcionalidade Selectiva da exportação e da importação permite o empacotamento de pacotes do IP e de transferência da vária simulação e de resultados experimentais da verificação. XperiShare aumenta a eficiência da colaboração para conseguir uma rampa-acima expedida da fabricação.

Conclusões

Este papel dá uma breve vista geral da revelação de processo actual pratica e desafios com um foco em melhorias possíveis usando o melhor software support. Introduziu os Sistemas da Execução da Revelação de Processo da categoria do software (PDES) que endereçam os desafios destacados. Um PDES apoia o fluxo inteiro da revelação - da primeira ideia do dispositivo a transferência da receita resultante na produção ou a uma colaboração partner. Conseqüentemente, fecha o laço da revelação e alimenta resultados de hoje do mundo real nas ideias de amanhã. Isto dá a empresas umas vantagens competitivas desenvolvendo melhores soluções e fornecendo um tempo-à-mercado mais curto. Além Disso, a aplicação dos conceitos de PDES no conjunto de software disponível no comércio XperiDesk é descrita.


Referências

1. A. Wagener, J. Popp K. Hahn, R. Brück; Ortloff, D.: Projecto de Processo e Apoio do Seguimento para MEMS. Em: Continuações de SPIE: Tecnologia de Processamento X de Micromachining e de Microfabrication, San Jose BD. 6109, 2006. - Photonics 2006 Ocidental
2. D. Ortloff, F. Cooijmans.; B. Veenstra: Uma Aproximação Sistemática Para a Reprodutibilidade e o Seguimento da Revelação de Processo de MEMS. Em: Continuações da 10o Conferência Internacional sobre a Comercialização de Micro e Sistemas Nano, Baden-Baden, 2005. - COMS 2005
3. B. Veenstra, D. Ortloff, S. Langenhuisen: Uma aproximação para trocar e gerar o conhecimento da Revelação de Processo de MEMS. Em: Continuações da 11a Conferência Internacional sobre a Comercialização de Micro e Sistemas Nano, St Petersburg, 2006. - COMS 2006

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

Last Update: 14. June 2013 04:37

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