PraxissemesterIFAT OP FE OPC IE M4

Senoner Mario (Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)

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Facts (wussten Sie dass…?)

… am Standort Villach wöchentlich rund 1.100m² prozessiertes Silizium die Fertigung verlässt?

¬ das sind 57.000m² jährlich ~ 7 ½ Fußballfelder.

… Infineon jährlich rund 22,3 Milliarden Chips fertigt? (2006)¬ Bei einer Stückgröße von 0,5 cm² sind das 1.150.000m².¬ = 1/100 der Fläche vom Bez. Klagenfurt.

… in jedem neu produzierten Auto rund 25 Chips von Infineon verbaut sind?

… der Antrieb des TGV in Frankreich (570km/h) von 340 IFX „High Power Modules“ gesteuert wird?

… Infineon mit einem Jahresumsatz von > 7,9 Mrd. € an 4. Stelle am Weltmarkt der Halbleiterindustrie steht? (GJ 2006)

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Infineon Technologies Austria AG - Unternehmensorganisation

Dr. Reinhard Ploss

Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)

Reinhard Wagner (FEP)

Dr. Urs Müller (OPC)

Matthias Rauter (IE)

Thomas Band (IE M4)

Mario Senoner (IE M4 IP)

Operations

Front End Power

Operations Planning & Controlling

Industrial Engineering

Modul4

IFAT Management Board

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Projektaufstellung

„Dedizierungs-Projekt“ (Thomas Band, Mario Senoner) … in progress

„Key Performance Indicator“ Entwicklung (Thomas Band, Mario Senoner) … done

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Dedizierungsprojekt Überblick

¬ Vorarbeit:– Identifizierung der Arten der Dedizierung … done– Identifizierung der Informationen und Datenquellen … done– Bau von Abfragen zur Verarbeitung der gewonnenen Informationen … done

¬ Kurzfristig:– Pilotanwendung Ätztechnik… done– Visualisierung der Ergebnisse mit MS Excel … done

¬ Mittelfristig:– Ausweitung des Verfahrens auf weitere Module in Villach … currently in progress– Evaluation der SQL Datenbankabfragen … done– Adaption der Visualisierung … done– Start der Evaluierung der Dedizierungen in Kulim und Regensburg … currently in

progress

¬ Langfristig:– Entwicklung eine IT-Lösung für diesen Anwendungsbereich … currently in progress(wenn möglich)

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Überblick über die Halbleiterfertigung Grober Ablauf:

[Si]eLa

ck

Litho

EtchDep

Impl.

Belacken / Belichten (Lack/Litho)¬ Fotolack¬ Durch eine Maske Strukturen

belichten Ätzen (Etch)

¬ Strukturen herausätzen Abscheiden (Dep)

¬ Metal in die Strukturen abscheiden

Implantieren (Implant)¬ Gezielte Leitfähigkeit in

Siliziumschichten

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IN/OUT TEST

FURNACE/OFEN IMPLANT DefectDensity ETCH PVD / MCVD = Dep

CVDLITHOMETROLOGYW E TC M P / Polishing

Komplexität der ProduktionHunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer

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Überblick über Erzeugnisse der Produktion Hierarchische Gliederung der Produkte

¬ Vergleich mit „Tierwelt“ Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.

¬ Aufstellung aller nötigen Arbeits-schritte um ein Spez. Produktherzustellen.

Ein Einzelschritt heißt EPA¬ Einzel Prozess Anweisung

(engl. SPS – Single Process Step) Eine EPA == Operationsnummer

¬ Identifiziert einen Produktions-schritt in der Fertigung.

¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.

Arbeitsplan

Alle Produkte

TGV IFX Modules

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Arbeitsplan (engl. Route)

Ein „Kochrezept“ um Chips zu „kochen“.¬ Jeder Arbeitsschritt (Epa)

bekommt eine Nummer. Sequenzielle Abarbeitung

der EPAs Bis zu 700 Schritten. Dauer > Monate! Mehrmaliges Vorkommen

von EPAs Aufbau des Rezeptes:

¬ Schritt: x¬ Operation: xxxx.¬ Beschreibung¬ Maschinengruppe¬ Etc….

AP#: S4-883-44Name: Mikrochip X-265356781. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle12. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät: 1,2,3,6

5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung

3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203

4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206

6. EPA-6030: 6189: wet clean – Gerät: C1

7. EPA-6066: 8569: Abscheiden: Silizium, 30 Nanometer, Gerät P5

8. EPA-6032: 6189: wet clean – Gerät: Cleaner1

392. EPA-9999: 9999: Ausschleusen - Scheibenkontrolle

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Dedizierungen 1/3 Dedizierung [eng. dedication] – Zuweisung, Zuschreibung

Wird im Zusammenhang mit der Fertigung als „Einschränkung“ gesehen.

Gewisse Produkte dürfen nicht auf gewissen Maschinen prozessiert werden!

Warum Dedizierung – bzw. verringerte Dedizierung? Annahme:

¬ 3 verfügbare Maschinen. Gleiche Kapazität (kapa) Prozessierte Scheiben pro Stunde.

¬ Szenario 1: 2 Maschinen dediziert, folglich nur noch 1/3 Kapazität.¬ Szenario 2: keine Maschine dediziert, folglich ein Plus von 200% im

Gegensatz zu Szenario 1!

Es folgt Dedizierung hemmt die Produktion!!! Negativer Einfluss

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Dedizierungen 2/3 Dedizierung ist ein fixer Bestandteil der Fertigung. Welche Motivation steckt dahinter sie zu reduzieren?

¬ Ziel: Schneller sein! (d.h. in gleicher Zeit mehr Scheiben fertigen odergleiche Scheibenanzahl in einem Bruchteil der Zeit.– Scheiben in der Fertigung sind Bestände,

Bestände sind gebundenes Kapital, gebundenes Kapital kostet Geld. Weil: nicht wertschöpfend!

¬ Ziel: Reduktion des gebundenen Kapitals¬ Ziel: Genauere Planung der Fertigung

– Simulation– Entscheidungen für die Zukunft (Anschaffung einer Anlage)– Weniger Variabilität!

¬ Ziel: Weniger Lagerbestand– Bsp: JIT – Production

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Dedizierungen 3/3 Little‘s Law:

– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit– WIP: Work In Progress = Bestand– TH: Throughput

2 Möglichkeiten:¬ Verkleinern des Wip. (weniger sinnvoll)¬ Erhöhen des TH.

– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden

THWIPct

=

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Praxisstudie am Produktionsstandort:¬ Dedizierungen wurden minimiert¬ Output messen und gegenüberstellen

Zusammenhang in der Praxis…

Reduced Dedication

10%Dedication ExampleDescription:

Experiment on 4 different Tools; the first month

normal production as used at the fab.

After reducing some dedication for a month; output

increases during 2nd period.

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Dedizierungsformen¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem

– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert– Layer 3 (Litho) muss auch

auf A gefertigt werden

¬ „Soft-Dedication“– Via Operator oder PostIt

¬ „Product-Dedication“– Dedizierung Tool/EPA– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA– Sonderfälle: Exclusions

Layer 1

Layer 2

Layer 3Proc

essi

ng

Tool A

NOT: „EPA-3636“

Arten der Dedizierung

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Identifizierung der Datenquellen. Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung

der benötigten Informationen.

Datenlandschaft:¬ Mehrere Datenquellen extrahieren

und zu einer Informationsquellezusammenführen.

Datenbeschaffung

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Datenverarbeitung (Output der Datenbeschaffung)

Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module) verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen

Daraus resultiert:¬ Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse¬ Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion¬ Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig¬ Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation¬ Viel Einarbeitungszeit für Dritte

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Dedizierungsformen (in den unterschiedlichen WC)

Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.

FAB VIH

LITHO ETCH DEP

METIMPLANT OFEN

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Projektaufstellung „Dedizierungs-Projekt“ (Thomas Band, Mario Senoner) … in progress

„Key Performance Indicator“ Entwicklung (Thomas Band, Mario Senoner) … done

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KPI – Grundüberlegung (1/2) KPI – Key Performance Indicator

¬ „NDI“ - Normalized Dedication Index

Sollte ein Wert sein um widerzuspiegeln…¬ …den „Grad der Dedizierung in einem WC“¬ … im weiteren auf mehreren WC.

bezogen auf…¬ ...die Größe des WC.¬ …die moves pro tool und EPA.¬ ..die Freigabe der tools im WC, und derer „Wichtigkeit“.

TOOL 1 TOOL 2 TOOL 3

WC: X

~ 66% free

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Müssen “moves” in Beziehung setzen…

KPI – Grundüberlegung (2/2)

Demodaten: © Infineon VIH

D-Index = NDI D-Potential

Hauptvolumen

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KPI – Grundüberlegung: Problematik NDI bezogen auf AP keine treffende Aussage weil:

¬ In einem Arbeitsplan mehrere WC, WC-Größe ist variabel!¬ NDI ist gleich bei unterschiedl. WC. (siehe BSP)

WC: x (2 tools) WC: y (25 tools)

1

2

3

25

NDI = 50% NDI = 50%

ACHTUNG:NDI berücksichtigt nicht die Größe des

WC.

Wsk. für 1 freies Tool in WC:x viel

kleiner als Wsk. Für 1 freies

Tool in WC:y.

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Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“

(engl. Queuetime theory) erreicht.

Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:¬ Wie hoch ist die Wsk. dass ein Los zur Ankunftszeit am WC ein freies tool

findet um prozessiert zu werden?¬ Wsk. nimmt mit steigender Anzahl der tools in einem WC zu!!!

KPI – Grundüberlegung: Lösung

mürhosrhoQt

ss

)1(1)1(

Szenario 1 Szenario 2

Los Los

PPPP P PPF

z…z…z…

P1 > P2

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Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem Wartezeitmodell der QT.

Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP berechnen.

KPI – Grundüberlegung: Zusammenführen der PIs

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Lessons Learnt… Was konnte ich während des PS mitnehmen?

¬ Basiswissen der Halbleiterei– Speziell zum Thema Dedizierung

¬ Integration in einem Großkonzern– Ablauf– Arbeitsprozesse – „Alles geht seinen Weg“

¬ „Social skills“– Teamwork an Projekten– Die Arbeit mit und gemeinsam mit anderen Kollegen

¬ Einblick ins Berufsleben– Verschiedene Bereiche kennenlernen: Planung, Simulation, Chipdesign,

Process Manager, etc.

¬ Ein Stück Lebenserfahrung!!!

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Abschließende Worte…

Vielen Dank,für eure Aufmerksamkeit!