生產環境管控機制最佳化

Abstract

半導體無塵室生產環境的溫度、濕度、空氣潔淨度、水質、晶片製程用的化學品、氣體純度等生產要件及製程用原物料品質優劣會影響半導體產品品質。半導體在生產過程中金屬的物理性質及部分生產機台特性會受到環境溫度及溼度的影響，空氣中化學成分也會影響產品特性，空氣中的懸浮粒子大小也會影響半導體製程品質及穩定性，因此半導體生產環境必須要有良好管理及控制才能相對的提升產品穩定。 無塵室環境管理要求的內容包括提供良好潔淨度的空氣品質、穩定的溫度及溼度控制、機台穩定的壓力控制、有效的微污染防治等。近十年來無塵室環境品質管制及管理因製程進化及良率要求，例如由35微米已經進化到未來的28奈米，相對的環境品質要求也會漸漸的提升且更加嚴謹。 本文將以控制無塵室環境運轉系統的管理指標及生產環境控制管理方式演進並以如何符合新的品質要求的改善經驗作為論文主軸，期盼可以對無塵室環境運轉管理及如何讓生產環境愈來愈穩定留下有貢獻的參考紀錄。 將生產環境運轉項目資料型態分類為，運轉資料為常態分配型運轉項目，運轉資料為非常態分配型運轉項目。發展new sigma參數使用在運轉資料為非常態分配型運轉項目來取代SPC 及 Cpk管理機制，以此參數為基準建立相關個合理管理機制。將介紹穩定性管理機制NSR(new sigma ratio)來管制非常態分配型運轉項目系統穩定性，median shift 管制系統目標值控制。將運轉屬性為非常態分配型項目加以 NSR & median shift等管制條件，最主要的目的就是要運轉品質及環境條件更加穩定，更能發現NSR管理機制在系統穩定度上超乎SPC的功效，在穩定的生產環境條件下產品生產的干擾相對減少。在穩定的條件下產品生產的干擾相對減少建立最佳化管理機制。

Clean room environment control items include temperature, humidity, particle, vacuum pressure, pure-water conductivity and so on. For more aggressive and stable environment control, the operation specs should be tightened and reasonable rules are necessary to review system stability. The basic environment operation quality control should meet control limit values. The reasonable set points for high and low control depend on the operation data type. With normal distribution operation data type we can use the SPC rule to set up the high and low limit values. With non-normal distribution operation data type we develop new sigma parameters to set up the high and low limit values. Concerning the operation stability, for the normal distribution operation data type we can use the Cpk rule to examine the stability. For the non-normal distribution operation data, we derive the new sigma ratio to meet the environment operation stable review requirement. Regarding the target control management, the median shift review rule can be used to check the system operation items including miss operation and system operation capacity.