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研究生: 陳鴻儀
Chen, Hung-Yi
論文名稱: 運用FMEA方法對半導體晶圓廠製程設備維護之探討
A Study on the Process Equipment Maintenance for Semiconductor Foundry by FMEA Approach
指導教授: 陳澤生
Chen, Tse-Sheng
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 工程管理碩士在職專班
Engineering Management Graduate Program(on-the-job class)
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 75
中文關鍵詞: 失效模式與效應分析(FMEA)半導體晶圓廠製程設備維護
外文關鍵詞: Process Equipment Maintenance, Semiconductor Foundry, FMEA(Failure Mode and Effect Analysis)
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  • 失效模式與效應分析(Failure Mode and Effect Analysis,FMEA)是用來分析系統內潛在之失效模式,並對此系統可能造成的不良後果,進行定量評估後,再提出適當的改善作業,以防止故障的發生。在12吋半導體晶圓廠中,如何能充分利用及發揮生產製程設備管理效能,提升製程設備的可靠度,降低其失效風險的影響,進而控制、減少並預期因失效所產生的產品損失,以成為當前半導體晶圓廠發展系統化工程管理中,最關鍵的技術之一;FMEA已成為目前台灣半導體晶圓廠用來提升生產製程設備可靠度及製程研發必備的工具之ㄧ。

    本研究在探討應用FMEA,在半導體晶圓廠製造工廠之中,針對失效風險影響性高的製程設備,以系統化管理方式,建立實際個案模型成果,分析與累積工程知識經驗,提出具體有效措施,企圖建立半導體晶圓廠之製程設備之風險管理與提升可靠度的改善機制,以期能達到事先預防與控制那些關鍵性的失效因素數目的目的,不但降低了因失效效應所造成的損害範圍,亦可以提升生產效率和產品良率,並且能夠持續增加公司的競爭優勢。

    本文的個案實證研究中,以FMEA分析評估方式,發展出一套適合半導體晶圓廠製程設備之可靠度改良改善的實施方法與管理架構,對於高科技發展與技術資訊傳承的知識訓練,提供了一份非常完整的技術檔資料檔案,作為製程設備改善與技術研發的重要工具,使得技術人員得以持續深入的研究探討,與進行不斷的改善工程。

    The FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) approach is usually used to analyze the potential failure mode of a system and to propose the proper improvement action for preventing the occurrence of specified failure. It is one of the key technology for the 12" semiconductor foundry in systematic engineering management. We can apply it to develop the efficiency and enhance the stability for the process equipments. Meanwhile, we can also use it to reduce the impact of failure and control the production loss as well.

    We try to apply the FMEA technology to set up a model for the process equipment with high risk to accumulate the engineering knowledge and provide the effective solution. An improvement mechanism has been set up to develop the risk and stability management. The major goal is to prevent and control some important failure factors. Thus, the scope of failure mode can be reduced and the productivity can be enhanced. Finally, the product yield as well as the business competition advantage will be increased.

    A suitable methodology of stability improvement for the semiconductor foundry process equipment is introduced by the FMEA approach in this study. Some key factor's data are collected and analyzed from the case wafer semiconductor foundry main production line. The result information will provide a better reference technology for improving the process equipment maintenance. It also help the technicians to continue their further studies.

    摘要……………………………………………………………………iii Abstract…………………………………………………………………iv 致謝……………………………………………………………………v 第一章 緒論……………………………………………………………1 1-1 研究背景與動機……………………………………………………1 1-2 研究目的……………………………………………………………2 1-3 研究範圍……………………………………………………………2 1-4 研究方法……………………………………………………………4 1-5 論文架構……………………………………………………………4 第二章 文獻探討……………………………………… ………………6 2-1 半導體晶圓廠製程設備管理簡介…………………………………6 2-1-1 生產製造流程……………………………………………………6 2-1-2 製程與設備管理…………………………………………………7 2-1-3 製程設備整合……………………………………………………10 2-2 FMEA 歷史沿革與文獻回顧………………………………………11 2-2-1 歷史沿革…………………………………………………………11 2-2-2 文獻回顧…………………………………………………………13 第三章 建立製程設備的FMEA之研究架構…………………………17 3-1 FMEA在製程設備中的意義………………………………………17 3-1-1 發展可靠度管理系統……………………………………………18 3-1-2 建構風險管理機制………………………………………………19 3-2 製程設備的FMEA評價基礎………………………………………20 3-2-1 製程設備FMEA之目標…………………………………………20 3-2-2 製程設備FMEA的應用…………………………………………20 3-2-3 製程設備FMEA的效益…………………………………………21 3-3 製程設備改善FMEA評價模式的建立……………………………21 3-3-1 製程設備FMEA流程與架構概念………………………………22 3-3-2 製程設備FMEA評價模式的建立………………………………30 3-4 FMEA未來趨勢…………… ………………………………………42 第四章 半導體晶圓廠製程設備的FMEA之實務案例驗證………….43 4-1銅金屬化學機械研磨機之研磨機制………………………………44 4-2銅金屬化學機械研磨之設備 FMEA………………………………47 4-2-1 研磨頭FMEA分析………………………………………………51 4-2-2 研磨平台FMEA分析……………………………………………52 4-2-3 研磨墊平整器FMEA分析………………………………………54 4-2-4 研磨液和超純水FMEA分析……………………………………56 4-3 FMEA個案分析結果………………………………………………62 第五章 結論與建議……………………………………………………64 5-1 結論………………………………………………………………64 5-2 建議………………………………………………………………65 參考文獻………………………………………………………………66 中文部份………………………………………………………………66 英文部份………………………………………………………………68 自述……………………………………………………………………70 附錄……………………………………………………………………71 表目錄 表3-1潛在失效模式……………………………………………………31 表3-2嚴重度評估標準…………………………………………………33 表3-3發生度評估標準…………………………………………………36 表3-4偵測度評估標準…………………………………………………38 表3-5製程設備FMEA失效模式與效應分析表………………………41 表4-1研磨液和超純水FMEA分析簡表………………………………58 表4-2 Line yield分析表…………………………………………………61 附表一 研磨頭FMEA分析表…………………………………………72 附表二 研磨平台FMEA分析表………………………………………73 附表三 研磨墊平整器FMEA分析表…………………………………74 附表四 研磨液與超純水FMEA分析表………………………………75 圖目錄 圖1-1論文研究架構……………………………………………………5 圖2-1半導體晶圓廠製造流程基礎架構簡介…………………………9 圖3-1 FMEA作業邏輯架構……………………………………………24 圖3-2製程設備FMEA流程……………………………………………26 圖3-3製程設備FMEA的關鍵概念架構………………………………28 圖3-4製程設備FMEA的的風險優先指數..……………………………29 圖4-1銅化學機械研磨機系統簡圖……………………………………45 圖4-2化學機械研磨系統簡圖…………………………………………46 圖4-3 CUCMP之FMEA機能方塊圖……………………………………48 圖4-4 化學機械研磨系統潛在失效分析圖……………………………50 圖4-5 化學機械研磨系統-研磨頭之FMEA架構圖……………………51 圖4-6 化學機械研磨系統-研磨平台之FMEA架構圖…………………53 圖4-7 化學機械研磨系統-研磨墊平整器之FMEA架構圖……………54 圖4-8 化學機械研磨系統-研磨液和超純水之FMEA架構……………56 圖4-9 Line yield 實績……………………………………………………62

    中文部份
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    下載圖示 校內:2019-07-20公開
    校外:2024-07-20公開
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