Applied Pathway For Faster Automation MES Deployment In 90 Days

对于新建的半导体晶圆厂而言,即使在最佳情况下,探索工厂自动化的道路也颇为复杂。 例如,配置 MES、为复杂流程建模可能就让人不知所措。 如果制造商依赖于在半导体行业经验不足或几乎没有经验的 IT 公司来实施,那么会进一步加剧这种复杂性。 此外,晶圆厂常常会迟滞于他们的启动时间表,因为他们没有在流程中尽早提供安装和配置自动化软件系统所需的经验丰富的资源。

如果您负责为新建晶圆厂部署 MES,您是否遇到过类似的挑战? 您是否达到了首批晶圆生产的里程碑? 为了帮助新的 300mm 晶圆厂开启提高工厂自动化水平之旅,本篇博客重点介绍了成功部署 MES 的途径。 内容侧重于整个流程中的第一步:设置和基本准备工作,从而支持晶圆厂在 90 天内完成首批晶圆生产。

达到里程碑以保持竞争力

对于新的半导体制造商来说,关键是要选择满足以下条件的经验证的软件解决方案:(1) 满足全新晶圆厂上线的苛刻技术要求,以及 (2) 达成关键的生产里程碑,例如首次投片和爬坡量产。 不允许失去成功爬坡量产的里程碑。 由于这个限制条件,审慎地管理每个自动化软件系统的部署,使其满足爬坡量产的要求至关重要。 如图 1 所示,新建晶圆厂与自动化竞争的道路上,最为重要的里程碑包括:
  1. 上线运行。 设置和验证不需要自动化的最低工厂自动化能力,即可达成该里程碑。
  2. 基本准备。 为支持首批晶圆生产,晶圆厂必须实施基本的自动化,借助统计流程控制(SPC)、手动派工和跟踪以及设备自动化来运行自动化数据收集。
  3. 提高良率、质量和产量。 为了实现这些关键绩效指标,晶圆厂必须通过进一步集成先进过程控制(APC)、故障检测和分类(FDC)、派工和物料控制系统来提高其工厂的自动化能力。
  4. 实现价值最大化。 为了实现价值最大化,晶圆厂必须持续改进这些自动化功能(例如,根据排程输入信息和自动化 MES 场景来调整派工场景)。
Automation Competitiveness Milestone
图1: 如何达成自动化竞争力里程碑

上线运行

让自动化软件上线运行,进行首批晶圆生产的关键任务包括:
  • 安装并配置 MES
  • 实现设备自动化
  • 与 SPC 集成
  • 配置设备维护事宜
图 2 重点介绍了为成功实现爬坡量产,而必须配置和集成的关键软件系统。
需要配置和集成以实现成功爬坡量产的关键自动化软件系统
图 2: 需要配置和集成以实现成功爬坡量产的关键自动化软件系统

SmartFactory MES 300works® 如何发挥作用?

借助 SmartFactory 300works,能够实现基本自动化上线运行,这使操作员能够控制晶圆加工何时开始,无需手动入机台和出机台。 仅在 90 天内便能够支持开展首批晶圆生产。如何实现? 通过我们经验证的部署方案,以及按步骤进行的系统性部署方法来完成。 凭借在半导体工厂 30 多年的“老练”经验,我们的部署团队擅长帮助晶圆厂按时上线运行,同时使用下列方法将部署风险降至最低(见图 3):
  • 经验证的部署方法资源。 借助 SmartFactory 300works,晶圆厂可以利用部署团队的丰富知识,了解有效方法和无效方法,例如,某些设备可能不适用于自动化,且需要特殊或独特的场景。 在这种情况下,团队可以与客户协商,使得设备适用于自动化。
  • 预定义的流程建模模板。 此类模板能够作为批次和载具命名规则、设备流程等的知识库。
  • 基于标准制造场景、经验证的部署模板。 例如,这能够帮助晶圆厂获取关于不同设备类型和运行场景的资源。
快速部署 MES 的关键
图 3: 快速部署 MES 的关键

典型案例

下面将通过介绍一家新半导体前道制造商曾遇到前面所讨论的诸多挑战,说明经验证的部署方法的价值。 在开始进行自动化项目时,该公司刚开始仅有少数经验丰富的资源。 因此,难以得知需要完成什么样的自动化功能,何时需要,以及在晶圆厂生命周期的哪个阶段需要(请查看拉近和实际生产的距离)。 随着自动化水平的提高,从基本自动化进阶为先进自动化,担忧也随之而来。 具体来说,持续安装设备的过程需要自动化,需要测试制造场景,还需要涵盖不同的自动化集成。 这个挑战给制造商带来巨大压力。

为了帮助解决这些问题,应用材料公司服务团队提供了一套解决方案,即借助预先定义的建模模板和经过验证的部署方法。 该解决方案包括部署 MES维护管理派工FullAuto(含 Activity Manager®)、材料控制run-to-run control故障检测以及配方管理。 应用材料公司团队在 3 个月内完成了基本的准备工作,在 1 年内便完成了先进自动化,然后进行了几个月的后期调试以进一步优化。 由于这项部署的成功实施,客户得以朝着实现大批量生产的目标前进。

后续步骤

成功部署自动化软件系统,以支持手动操作和首批晶圆生产,这仅仅是迈向完全自动化晶圆厂之旅的第一步。 但是,在我们经验丰富的团队帮助下,客户获得了经验证的部署方式和建模模板以及适当的方法,所有这些为自动化之旅付出的努力是值得的。 在我们的下一篇博客中,我们将讨论这场旅途接下来的步骤,识别优先事项,从而为实现先进自动化做好准备工作。

准备好联系我们,了解关于 MES 部署方式的更多信息?

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