Deficiencias Que Se Repiten en Soporte del Revelado De Proceso

por el Dr. Dirk Ortloff

Dirk Ortloff, Jens Popp, Andreas Wagener
1Relaciones De Proceso GmbH
Autor Correspondiente: dirk.ortloff@process-relations.com

Temas Revestidos

Extracto
Introducción
Deficiencias
     Presiones del Mercado
     Uso de Pre-Evaluaciones Virtuales
     Gestión de la Información Interna Escasa
     Soporte de la Documentación y de la Concordancia
Requisitos
Soluciones
Conclusiones
Referencias

Extracto

Hoy una variedad de incertidumbres y desarrollos de productos del reto de los obstáculos de nuevos o aumentos de producto. Esto es especialmente verdad al desarrollar los sistemas microelectromecánicos (MEMS), los sistemas nanoelectromechanical (NEMS) o los dispositivos nanos de la película fina de la escala y sus procesos de fabricación específicamente requeridos. La diversidad de las opciones de la tecnología y sus apremios así como las geometrías que encoge y otras fuerzas del externo e internas abruman a los representantes técnicos y ponen tecnologías a su límite. Este papel investiga sistemáticamente las diversas áreas de factores externos e internos y de sus influencias en progresos de proceso de MEMS y de NEMS.

Para hacer frente a los retos de la complejidad creciente en el revelado de proceso de la fabricación de MEMS/NEMS una nueva aproximación para la automatización de diseño de proceso adecuada es necesaria. Las necesidades de la aproximación de revestir el diseño de nuevas series de proceso de la primera idea a la entrega final a la producción en masa. Debe también proporcionar a los medios para la transferencia electrónica de datos y del conocimiento de proceso a los socios de la tecnología.

Fomente abajo de este papel cerco los requisitos para las funciones para que los juicios del software utilicen esta aproximación. Destaca, eso que las demandas de mercados futuros cada vez mayor se pueden satisfacer solamente con el uso intensivo de tales herramientas de software que trabajan de común acuerdo con metodologías de la ingeniería de producto. Herramientas de esta caída buena en la categoría de los Sistemas de la Ejecución del Revelado De Proceso (PDES) que aerodinamizan y que automatizan muchas de las tareas realizadas manualmente hoy. Estos temas fueron abordados en la "PROMENADE" del proyecto de investigación de la UE (IST 507965) y sus publicaciones2-4. Una herramienta de esa categoría que satisface muchas de estas necesidades es XperiDesk® que resulta la comercialización de la "PROMENADE".

Introducción

Los Proyectos de desarrollo para las nuevas recetas de la fabricación de los dispositivos de MEMS y de NEMS son desafiados por una variedad de diverso externo y de requisitos internos. En la sección siguiente las deficiencias que resultan de prácticas comunes del revelado se destacan. Para motivemos ésos, tienen una mirada en las prácticas actuales del revelado. Este contorno de un proyecto de desarrollo de proceso se ha publicado previamente1 de la misma manera.

Cada nuevo producto o aumento de producto comienza con una nueva idea. En el área del diseño del proceso y del dispositivo para MEMS y NEMS, las experiencias personales ganadas con progresos anteriores proporcionan a una contribución importante a las novedades.

Otras fuentes para la información y la inspiración incluyen colegas, los artículos científicos y los libros viejos del laboratorio. Sin Embargo, aquí es donde se presentan los problemas. Los Colegas no están siempre disponibles y no está siempre sin obstrucción si cierto experimento ha conducto ya. Los libros del Laboratorio son un gran recurso para los datos históricos, pero en la mayoría de los casos, son solamente útiles a la gente que la escribió, como ella sabe dónde observar y leerla. Incluso si los ficheros informáticos están disponibles, se distribuyen en varios servidores de archivos o se ocultan a menudo en un cierto lugar y clasificación solamente por una consideración unidimensional. El Explorar de otra perspectiva es casi imposible.

Además, cada representante técnico tiene su propia manera de salvar la información, así que significa que el diverso software de la oficina y del freeware está utilizado para crear la documentación. Ya en esta primera fase del dispositivo y del revelado de proceso muchas buenas ideas se desechan simple porque no hay suficiente tiempo de hacer la investigación necesaria y de explorar el espacio de solución suficientemente.

Una Vez Que se vencen estos obstáculos iniciales, el representante técnico después comienza a diseñar un nuevo flujo de proceso dirigido produciendo el dispositivo en mente. Esto se hace en el papel o usar las herramientas de la oficina tales como un tratamiento de textos de o programas de hoja de balance. El Fichero y los formatos de datos varían generalmente de representante técnico al representante técnico. Un problema crítico con esta aproximación es que en la mayoría de los casos solamente las “buenos” recetas y resultados están guardados. Los experimentos Fracasados y sus datos resultantes se desechan a menudo, archivado y a menudo las épocas olvidado no correctamente.

Por ejemplo, un colega pudo cambiar la configuración de una máquina (sin la documentación de ella), o una máquina usada en experimentos anteriores no pudo estar disponible más, haciéndola difícil utilizar y reproducir los resultados de experimentos anteriores. Como resultado de esta práctica, de solamente un representante técnico o de un pequeño grupo de conocimiento de los avances de los representantes técnicos de los experimentos fallados. Esto lleva a una repetición de incidentes, que es costosa en términos de tiempo, recursos y dinero. Tan no archivar el contexto completo de un experimento limita la reproductibilidad y pierde recursos valiosos.

El paso de progresión siguiente en el diseño de un nuevo proceso de producción es verificar el flujo de proceso ensamblado. ¿Es toda la limpieza necesaria pasos de progresión allí? ¿Se resuelve el presupuesto de la temperatura? ¿Esta serie de pasos de progresión contaminará las máquinas? Sin Embargo, estas preguntas se aplican solamente al aspecto del manufacturability del flujo de proceso, no el aspecto funcional. Se pone de manifiesto que muchos apremios deben ser resueltos y muchas restricciones se deben vencer para diseñar un “buen” flujo de proceso.

Debido a las restricciones del tiempo infligidas por ciclos de revelado más cortos, estas evaluaciones no son a veces bastante completas. A lo más, otros representantes técnicos experimentados evalúan el flujo de proceso y lo evalúan desde su punto de vista usando sus propias experiencias. El problema con esta aproximación es que los representantes técnicos experimentados no son siempre fácilmente disponibles dentro de una compañía. Incluso si hay un proceso completo de la revista, nadie es perfecto, y la tecnología de tramitación llega a ser cada vez más compleja cada día.

Los errores Simples, tales como tener el material incorrecto en la máquina incorrecta, pueden tener un gran impacto en el proyecto, en el equipo usado y en la compañía. Estos errores dan lugar a resultados demorados y a máquinas dañadas, que interrumpe la cadena de producción. Finalmente, el estreno del flujo de proceso se ejecuta y se evalúan los resultados.

En la mayoría de los casos, el estreno es un éxito parcial o ningún éxito en absoluto. Sin Embargo, se gana la experiencia valiosa. Sin Embargo, los diversos datos y retratos (usando los microscopios electrónicos de la exploración (SEMs), los microscopios atómicos de la fuerza (AFMs), el Etc.) se generan durante la evaluación. Estos ficheros se salvan en un servidor de archivos y a menudo solamente son observados por los individuos implicados directamente porque conocen su ubicación y qué experimento pertenecen. Para hacer materias peores, la discusión sobre estos datos ocurre vía email. Como resultado de esta práctica, el conocimiento informal sobre el proceso se salva solamente en el mail server, y llegar hasta este conocimiento después de tiempo ha pasado otra vez es difícil.

Después De Que el experimento sea completo, los resultados y las conclusiones extraídos se utilizan para ajustar el flujo de proceso o el diseño del dispositivo, y una nueva iteración de la receta y del diseño comienza. Sin Embargo, el espacio de parámetro ha llegado a ser demasiado grande para los seres humanos. Varios experimentos innecesarios se hacen en un camino del “zigzag” al desbloquear de proceso final o al destitución de una idea.

La Investigación de la práctica arriba contorneada proporciona a discernimientos en ediciones durante el revelado de proceso y destaca el potencial para las mejorías necesarias. El resto del papel observa más detalladamente en arriba haber contorneado así como los obstáculos y los retos adicionales.

Deficiencias

Según Lo motivado en las herramientas y las prácticas actuales de revelado de proceso de la introducción sufra de varios retos referentes a soporte apropiado. Estas deficiencias se pueden agrupar en cuatro áreas importantes:

  1. El mercado ejerce presión sobre y las tendencias que se deben abordar por las compañías con las herramientas escasas para los experimentos, la colaboración y la estandarización.
  2. El uso limitado de las posibilidades virtuales de la pre-evaluación (como evaluaciones del manufacturability) y de las simulaciones debido a varias diversas razones.
  3. Administración interna Escasa de la información y del conocimiento.
  4. Soporte Escaso de la documentación y de la concordancia.

Presiones del Mercado

La competencia Mundial y las demandas de mercado resultan hacia adentro requisitos más rápidos y más rápidos del tiempo-a-mercado. Esto pide aproximaciones más eficientes del revelado. Varias diversas rutas se pueden tomar para lograr esta meta.

Una manera de abordar la edición del tiempo-a-mercado es utilizar creación de un prototipo virtual y pre-evaluaciones virtuales. La creación de un prototipo Virtual puede acelerar importante el revelado en primeros resultados de ofrecimiento más rápidamente. También permite la verificación de variantes más potencialmente útiles en el mismo tiempo. Encontrar fallas en las recetas desarrolladas y las opciones posibles anterior en el proceso de desarrollo puede cortar tiempo y costos importante. Lamentablemente el software apropiado para estas tareas es a menudo escaso en el mejor de los casos.

Otra aproximación para acelerar el revelado está reutilizando tanto cuanto sea posible de progresos anteriores. Para las recetas eso y los resultados centralmente manejados y reproductivos del revelado es un requisito previo. Debido a formatos no uniformes de la documentación, los datos dispersos del resultado y la extracción escasa significa que esta condición previa no está satisfecha a menudo.

La Colaboración entre la diversos gente y grupos dentro de la compañía es imprescindible para los progresos de alta tecnología. Esto puede incluir la colaboración entre diversos grupos en el mundo entero. El Mercado tiende y los costos de revelado incluso impulsan la necesidad de actividades colaborativas del revelado entre diversas personas jurídicas. La Colaboración puede mejorar el tiempo-a-mercado.

No Obstante una plataforma central apropiada del revelado, incluyendo la comunicación y funciones electrónicas de la transferencia del conocimiento, es necesaria hacer tan eficientemente. Esto es especialmente verdad, si el conocimiento de proceso necesita ser transferido a un nuevo sitio. Fijar el proceso en el sitio de recepción plantea a menudo desviaciones de resultados previstos de la referencia. Estas desviaciones necesitan A Menudo ser investigadas otra vez porque no hay base apropiada de la referencia presente. Esto lleva al discernimiento que la práctica común de hoy de la tecnología de traslación vía los libros azules de proceso muy largos y las transferencias del representante técnico no cumplirá los requisitos del tiempo y de recurso de los progresos futuros.

Uso de Pre-Evaluaciones Virtuales

Según Lo motivado arriba, la creación de un prototipo y las pre-evaluaciones virtuales pueden acelerar progresos y cortar costos. El uso de las funciones virtuales de la pre-evaluación como simulaciones estructurales es limitado A Veces por la anchura de banda de los expertos de la simulación o la disponibilidad de los recursos requeridos de la simulación y de mantenimiento. Esto es a menudo debido a las instalaciones de software y a los requisitos de mantenimiento así como a locales debido a la necesidad de personal especialmente entrenada de desarrollar e.g configuraciones de simulación. Esta gente experta hace un atascamiento para efectivo usando las herramientas de la simulación u otros medios virtuales de la evaluación. Por Lo Tanto las “inspecciones de la Idea” se realizan vía los experimentos vivos reales que causan un aumento a tiempo y los recursos gastados así como una reducción en el espacio de solución explorado. Esto hace a representantes técnicos abandonar buenas ideas simple porque no hay suficiente tiempo de realizar la investigación y la exploración necesarias.

Además, las recetas han llegado a ser hoy en día enormemente complejas de modo que esté difícilmente incluso para que los representantes técnicos de proceso experimentados detecten todas las contracciones potenciales dentro de un flujo de proceso. Por Lo Tanto la revista manual de runcards y proyectada Hace ha llegado a ser una aburrida, que toma tiempo y a veces incluso tarea falible. Las comas Incorrecto puestas en runcards manualmente generados, las actualizaciones contrarias de submódulos en un flujo, las inconsistencias materiales o las incompatibilidades son cada vez más difíciles de observar y pueden hacer los tratamientos por lotes enteros ser no útiles o, en casos extremos, pudieron incluso dañar o contaminar el equipo de fabricación.

Gestión de la Información Interna Escasa

Otro grupo de ediciones es la administración interna escasa de la información y del conocimiento dando por resultado la ingeniería que se repite “déjà vu”. Las Experiencias ganadas por progresos anteriores, artículos científicos, y laboratorio-libros viejos proporcionan a la contribución mayor a la realización de las ideas del nuevo producto. Tener ningún o solamente estructura escasa en estos datos causa mucho trabajo del problema y del doble. Expertos en el presupuesto de revelado de proceso del semiconductor que 10-15% de experimentos fallados y dobles podría ser evitado, si los resultados anteriores serían accesibles de una manera más fácil. Este amarres hacia adentro con las ediciones que se presentan de la fluctuación del representante técnico entre diversos proyectos. Trasladarse al experto del proyecto a un diverso proyecto pudo comprometer el proyecto anterior mientras que inundan a los representantes técnicos que se trasladan a un proyecto corriente con los lotes de información no estructurada.

Los medios tradicionales del almacenamiento de datos proporcionan Además solamente a una consideración de búsqueda unidimensional. El almacenamiento de datos Estorbado del resultado y los datos importantes sobre accionamientos de disco locales causan la colección de datos manual aburrida y falible y a veces incluso la baja de los datos. Además a menudo solamente los puntos de referencias o los conjuntos de datos puros del resultado se salvan con la ninguna del contexto información limitada o. Solamente limitando contexto plantea problemas al intentar reproducir efectos o resultado previamente vistos en extraer las conclusiones incorrectas de análisis del causa-efecto. Estas condiciones económicas producen el “déjà vu” bajo la forma de “Una Vez Que teníamos un resultado…” eso puede ser muy molesto y de alto coste.

Soporte de la Documentación y de la Concordancia

La Documentación y señalar del progreso del revelado pueden ser aburridas en el mejor de los casos. El almacenamiento Estorbado de los resultados pone esfuerzo manual importante sobre los representantes técnicos de revelado que los requieren para cerco manualmente datos de la maquinaria diversa. Además el ensamblaje de los datos cerco del resultado en partes y de la evaluación puede llevar a un mayor parte de tiempo de inmovilización. El Señalar sobre el estatus del revelado es cronometra a menudo más un ensamblaje manual de los partes que un proceso automatizado. Los datos de entrada de información no son a menudo actualizados de modo que el estatus (WIP) de las Obras en Fase de Creación no sea necesariamente exacto. Los impactos de estos efectos incluso son agravados por garantía de calidad y la concordancia exige por ejemplo ISO 900X, CMMI, SOX Etc. Porque ésos se aplican cada vez más en el revelado así como en la producción, hay una demanda fuerte para satisfacer los requisitos impuestos de la documentación.

Requisitos

Para evitar o limitar los impactos de las herramientas de software arriba descritas de los retos es necesaria. Tener una plataforma central el poder utilizar la colección de datos de las hojas de operación (planning), de la verificación y del resultado del experimento podía aerodinamizar todos estos esfuerzos. Tal plataforma podía cerco Además los datos de referencia para las hojas de operación (planning) de proyecto futuras guardando la cronología de la progresión. Tal herramienta de software necesita satisfacer los requisitos de alto nivel siguientes:

  • Utilice el ciclo de revelado completo según lo presentado en el Cuadro 1.
  • Permita la colaboración internamente y externamente pero proporcione a la administración de grano fino de la protección y de las derechas
  • Permita los mecanismos completos y selectivos de la importación y de la exportación para las transferencias de tecnologías
  • Proporcione a las posibilidades virtuales de la pre-evaluación para prevenir experimentos fallados tanto cuanto sea posible
  • Ofrezca los mecanismos pre-para evaluar el manufacturability nuevamente de una receta del diseño
  • Permita que todos los representantes técnicos realicen evaluaciones virtuales bastante que limitando/vía del uso expertos
  • Ofrezca la captura completa y llegue hasta a la información histórica (estructurada e informal)
  • Proporcione a la extracción potente y detallada de la información histórica de perspectivas diversas
  • Contenga los mecanismos para cerco, categorícelos y del resultado de la administración información automáticamente
  • Revista los requisitos de la documentación para las necesidades de la garantía y de la concordancia de calidad
  • Proporcione a la información y a las capacidades extensas de las hojas de operación (planning)
  • Permita la administración central y distribución y ejecución en varias diversas plataformas
Cuadro 1. ciclo de Revelado que se utilizará por un PDES

Soluciones

Los requisitos arriba enumerados se pueden satisfacer por los Sistemas de la Ejecución del Revelado De Proceso (PDES). Un PDES es similar a un Sistema de la Ejecución de la Fabricación (MES) en varios aspectos. El factor de distinción central es que PDESs está adaptado para la dirección el revelado de un proceso de fabricación mientras que MES se adaptan para ejecutar la producción de volumen usando el proceso desarrollado. Por Lo Tanto el enfoque y el juego de herramientas de un PDES está más en un volumen más bajo pero una libertad más alta de la adaptabilidad y de la experimentación. Las herramientas de un MES se centran más en menos variación, volúmenes más altos, mando más apretado, y logística. Ambos tipos de software de aplicación tienen en campo común que aumentan rastreabilidad, productividad, y calidad (para PDES la calidad del proceso de fabricación desarrollado en contraste con la calidad del bueno manufacturado para MES).

Un PDES ofrece una manera fácil de llegar hasta estos progresos anteriores de una manera estructurada. La Información puede ser más rápida extraído y los resultados anteriores se pueden tener en cuenta más eficientemente. Un PDES ofrece típicamente medios de visualizar y de explorar datos del resultado de diversos puntos de vista y de categorizar los datos que acuerdan diversos aspectos. Estas funciones se aplican a todos los datos del resultado como los materiales, los pasos de progresión de proceso, las máquinas, los experimentos, los documentos, los retratos Etc. El PDES también proporciona a una manera de relacionar las entidades que pertenecen al mismo o al contexto similar y de explorar la información resultante.

Un suite de software que pertenece en la categoría de PDES es XperiDesk, un producto de software disponible en el comercio desde abril de 2008. Apoya a representantes técnicos de revelado de proceso en su tarea de mantener y de desarrollar recetas de alta tecnología de la fabricación e.g para la fabricación del dispositivo de semiconductor. El uso da lugar a un alza importante de la productividad de representantes técnicos de proceso así como de una calidad de proceso mejorada.

XperiDesk proporciona a una plataforma para que los representantes técnicos de proceso trabajen junto y compartan sus resultados global y activa la aproximación de verificación siguiente de tres pasos de progresión:

  • Verificación Formal del manufacturability usando el conocimiento de proceso abstracto capturado en reglas
  • Verificación por la simulación y la visualización, y
  • El Seguir Su Trayectoria de la verificación experimental para la captura y la extracción detalladas y completas del conocimiento.

La habitación de XperiDesk dirige la mayor parte de los requisitos arriba enumerados y reviste el ciclo de revelado completo para los procesos de fabricación de alta tecnología según lo representado en el Cuadro 2.

Cuadro 2. ciclo de Revelado con las capturas de pantalla de XperiDesk

Conclusiones

Una revista de las prácticas comunes del revelado de proceso se ha dado y las deficiencias que resultaban de esas prácticas se han destacado. Las ediciones fueron agrupadas en diversas categorías y las aproximaciones de la solución potencial fueron contorneadas. De eso los requisitos para las herramientas del software support fueron derivados. Estos requisitos se pueden satisfacer por una nueva categoría del software llamada Sistema de la Ejecución del Revelado De Proceso (PDES).

Un PDES utiliza el flujo entero del revelado - de la primera idea del dispositivo a la transferencia de la receta resultante en la producción o a una colaboración partner. Por Lo Tanto, cierra el bucle del revelado e introduce resultados de hoy del mundo real en las ideas de mañana. Puede nunca reemplazar la creatividad de representantes técnicos, pero puede ayudar a representantes técnicos a centrarse en buenas ideas y a librarse de ideas malas a principios de. Además, un PDES puede quitar cargas de la colección de la documentación y de datos proporcionando a los medios automatizados para estos propósitos.

También proporciona a un patio para que los representantes técnicos prueben sus ideas en un ambiente virtual de la fabricación, proporcionando a maneras de explorar más ideas que previamente posibles. Un PDES da a compañía una ventaja competitiva desarrollando mejores soluciones y proporcionando a un tiempo-a-mercado más corto. Los conceptos para PDES se han investigado en la "PROMENADE" del proyecto de Investigación de la UE (IST 507965) y han llegado a ser disponibles en el comercio como el suite de software de XperiDesk.


Referencias

1. J. Popp, D. Ortloff, A. Wagener. Soporte del Revelado para el Diseño De Proceso de Fabricación. En Foro de GSA, Volumen 15, Ningún 1, Marzo de 2008.
2. A. Wagener, J. Popp K. Hahn, R. Brück; Ortloff, D.: Soporte del Diseño De Proceso y el Seguir Su Trayectoria para MEMS. En: Procedimientos de SPIE: Tecnología De Proceso X, San Jose BD de Micromachining y de Microfabrication. 6109, 2006. - Photonics 2006 Del Oeste
3. D. Ortloff, F. Cooijmans.; B. Veenstra: Una Aproximación Sistemática Hacia Reproductibilidad y Seguir Su Trayectoria del Revelado De Proceso de MEMS. En: Actas de la 10ma Conferencia Internacional sobre la Comercialización de los Sistemas Micros y Nanos, Baden-Baden, 2005. - COMS 2005
4. B. Veenstra, D. Ortloff, S. Langenhuisen: Una aproximación para intercambiar y para generar el conocimiento del Revelado De Proceso de MEMS. En: Actas de la 11ma Conferencia Internacional sobre la Comercialización de los Sistemas Micros y Nanos, St Petersburg, 2006. - COMS 2006

Derechos De Autor AZoNano.com, MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 01:55

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