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基于Witness仿真的TiW蚀刻机台产能改善研究

作　者: 茅娴莘
导　师: 杜正春；郁凤翔
学　校: 上海交通大学
专　业: 工业工程
关键词: 产能仿真建模灵敏度分析半导体蚀刻过程
分类号: TN305.94
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

对于半导体封装测试厂,生产成本的控制是衡量生产管理水平和成本竞争力的重要指标。面对半导体行业的激烈竞争,如何有效的控制生产成本,并最终降低成本是企业领导者面临的一道难题。通过提高设备产能减少设备费用投入从而降低生产成本是增加企业竞争力的一个重要手段之一。半导体行业的高复杂化特征的生产制造系统,传统的研究方法已不能实现生产工艺仿真优化,无法有效地挖掘出各机台产能提升的潜能。本文研究通过对某公司金凸块钛钨(TiW)蚀刻制程,采用工业工程中的工作时间研究、仿真建模研究与灵敏度分析研究等手法,对其开展研究。本文首先分析了金凸块钛钨TiW蚀刻制程流程,其次采用Witness仿真软件对上述金凸块TiW蚀刻制程建立了生产工艺过程仿真模型,包括晶圆存贮、传输、蚀刻(两步)、水洗、下料等TiW蚀刻制程完整工艺;接着,通过产能灵敏度分析,对TiW蚀刻加工时间、调整时间、参数设置时间、人员响应策略等开展单因素及多因素复合工艺生产能力仿真研究;结合工程实际约束,研究上述因素对机台产能影响机制。仿真结果表明:TiW蚀刻槽1加工时间下降6%,调整时间下降630秒,参数设置时间减少8秒,再加入人员响应策略影响可以使产能提升10%。最后将研究分析结果应用于企业生产实践,初步取得成功应用,在没有任何资金投入的情况下,企业重点设备TiW蚀刻机台产能提高了10%,平均日生产能力由1564片提升到1743片。改善前后,产品品质监测对比表明产品品质没有明显影响,Undercut和TiW残留率两个产品品质指标均在正常范围内。上述工作说明本文研究达到了预定研究目标,为企业带来较好的经济效益。与传统产能计算方法不同,本文基于作业研究,灵敏度分析和Witness仿真优化模型,对金凸块TiW蚀刻制程开展了产能提升研究,研究结果对半导体生产工艺及其他类似半导体蚀刻生产过程具有参考意义。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-17
  1.1 研究背景及意义  9-12
  1.2 研究现状  12-15
    1.2.1 生产能力国内外研究现状  12-13
    1.2.2 Witness 建模与分析  13-15
  1.3 本文研究内容和结构安排  15-17
第二章 TiW 蚀刻机台的工作研究  17-28
  2.1 工作研究介绍  17-19
    2.1.1 工作研究的范畴  17-18
    2.1.2 工作研究的主要技术  18-19
  2.2 TiW 蚀刻车间和其工作流程  19-21
  2.3 TiW 蚀刻机台的工作研究方案  21-25
    2.3.1 人机作业图  21
    2.3.2 分析和优化流程  21-22
    2.3.3 标准操作时间的确定  22-25
  2.4 问题分析  25-27
  2.5 本章小结  27-28
第三章 TiW 蚀刻机台生产能力的仿真建模  28-41
  3.1 Witness 仿真软件简介  28-30
    3.1.1 Witness 仿真软件的主要特点及功能  28-29
    3.1.2 Witness 仿真软件提供的基本元素  29-30
  3.2 TiW 蚀刻机台仿真模型的建立  30-40
    3.2.1 仿真建模的目的  30-31
    3.2.2 仿真模型的建立  31-39
    3.2.3 仿真模型的实现  39-40
  3.3 仿真结果验证  40
  3.4 本章小结  40-41
第四章 TiW 蚀刻机台生产能力灵敏度分析及优化  41-50
  4.1 TiW 机台生产能力分析  41-43
  4.2 蚀刻槽1 单因素分析  43-48
    4.2.1 加工时间的灵敏度分析  43-45
    4.2.2 调整时间灵敏度分析  45-46
    4.2.3 制程参数设置时间灵敏度分析  46-47
    4.2.4 人员响应策略  47-48
  4.3 优选级  48
  4.4 多因素分析  48-49
  4.5 本章小结  49-50
第五章方案实施与评价  50-55
  5.1 TiW 机台产能提升方案  50-51
  5.2 改善前后的产能对比  51
  5.3 改善前后的成本对比  51
  5.4 改善前后的产品品质对比  51-54
    5.4.1 改善前后Undercut 对比  53
    5.4.2 改善前后TiW 残留对比  53-54
  5.5 本章小结  54-55
第六章全文总结与展望  55-57
  6.1 总结  55-56
  6.2 不足与展望  56-57
参考文献  57-59
致谢  59-60
攻读硕士学位期间发表论文  60-62

基于Witness仿真的TiW蚀刻机台产能改善研究

内容摘要

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