無塵室與 SubFab:對正的關鍵原因
無塵室的運作不能沒有真空及減排系統。沒有這些必要服務,無塵室的作業就會突然停止,而且代價高昂。
SubFab 與無塵室之間的差異很多,但在這些差異中,有一些機會可以提高良率、縮短停機時間、避免晶圓報廢、降低維護成本、提高生產力與獲利能力等。
以下是設備、維護技術,測量實務和整個晶圓廠人員之間相似與不同之處的摘要。
設備
無塵室通常充斥著許多不同製造商的各種製程機台。機上真空泵浦的種類繁多,無塵室中的製程工具與操作介面的多樣性與複雜度也讓提供真空與支援變得複雜。由於工具會依製程分組和隔離,因此機隊管理和最佳化變得更加複雜。
但是,並非所有無塵室機台都需要使用機上真空泵浦,但幾乎所有機台都需要在 SubFab 中執行真空與減排服務。相較於無塵室,SubFab 通常是一個大型的開放式空間,裡面裝滿了真空泵浦、減排系統,在許多情況下,這些都是來自單一的製造商。是的,這對機隊管理來說非常有利,但設備機隊內的顯著差異反映了無塵室中的複雜度。視製程類型 (沉積、蝕刻或清洗) 而定,真空與減排設備的運作方式不同。做出不佳的維護決策可能會造成效率不彰、停機時間及嚴重的安全危害。機隊管理必須注意細節和專家支援,這與無塵室一樣重要。
維護
在無塵室中,大型整合式製程機台的物理限制代表維護幾乎必須在現場進行。製程機台的維護通常是以時間或計數為基礎的間隔來管理,不過最近也開始有預測性或以狀況為基礎的分析來驅動維護決策。
在 SubFab 技術的進步下,真空與減排設備之間的維修時間,已經遠比製程機台更長。有些重要的泵浦與減排系統會定期維護,但維護往往是被動的,有時甚至是運轉至故障,而備用的泵浦則隨時待命。這會稀釋較長維修間隔所帶來的好處,並可能導致機台意外停機。
測量
在無塵室和 SubFab 中,真空設備監控和測量方式的差異反映了其所處理製程的不同層面。在腔體中,製程真空非常重要,而製程工程師會持續監控真空度,檢查是否有洩漏,並偵測製程端點。大部分的真空感測器都是附加元件,通常無法與製程機台原生整合。頻繁的測量與檢查可用來確認製程效能。無塵室操作範例在本質上即為資料密集。
SubFab 真空設備的感測器通常已整合,其中有上百個相關的真空與減排參數受到監控,並可透過設備控制器使用。對於最複雜的設備,例如支援 EUV 光刻機台的設備,可能會產生多達數千個參數。這代表了一個重要的資料集,需要與晶圓廠製程資料整合。但在 SubFab 中,我們尚未充分利用這些資料所衍生的洞見。智慧製造計畫目前正朝著這個潛力邁進,我們期望在未來幾年內能夠從中獲得利益。
人員
製造積體電路需要許多具備各種技能、理論與實務知識的人才。這些技能範圍涵蓋物理與化學、物料科學、電氣工程與電子、機械工程、控制系統等領域。所需的技能組合和人員再次反映出無塵室與 SubFab 所執行製程的不同方面。在無塵室中,操作人員、技術人員和工程師都是技術高超的人才,博士也不少見。
現場的 SubFab 人員也具備高度技術,特別是在危險物料造成的風險方面。但由於大部分維護作業是在非現場進行,因此在服務與製造設施的幕後作業中,還有由技術純熟的技師和博士工程師組成的團隊。擁有製程化學與真空物理的博士學位,對於設計設備與維護程序至關重要,且在需要時可解決現場問題。由於大量的 SubFab 領域專業知識都在現場以外,因此維護的複雜性被隱藏起來,而最佳化其效能的機會也經常被忽略。
無塵室與 SubFab 之間有許多差異,但在這些差異中,有一些機會可以提高良率、縮短停機時間、避免晶圓報廢、降低維護成本等。