基于六西格玛的半导体扩散区产能提升研究

摘要

长期以来，半导体制造行业的发展一直受到产能规划难题的制约，而产能规划存在问题复杂、制约因素多、目标多样化等难题，在系统设计和应用中需要妥善考虑这些因素。扩散区作为Y半导体公司生产晶圆的重要环节，是保证晶圆生产数量和生产质量的重要区域。而扩散区机台价格昂贵，整体运行需要精确的调试，才能保证设备稳定运行。而如何对机台进行适当调试，实现设备产能的最大化，是Y半导体公司未来运营发展中的重要工作，也是半导体行业保证生产效率和生产周期的重要研究方向。 本文以六西格玛管理理论为基础，结合DMAIC和OEE方法对Y半导体公司扩散区产能进行提升研究。首先，对半导体扩散区晶圆和硅片的生产过程进行介绍，明确晶圆的生产流程以及NITRIDE在晶圆生产过程中的作用。同时，从设备利用率角度对当前Y半导体公司扩散区的产能问题进行了界定，结合OEE方法，从时间开动率、性能开动率以及产品合格率三个方面对半导体扩散区产能问题进行测量。在这个阶段，重点指出了影响时间开动率的因素在于反应舟腔的表面微粒沉积问题，性能开动率的影响因素在于原有的性能开动率算法不够完善，而产品合格率的影响因素也是由于表面微粒沉积引起的连锁反应。 其次，基于六西格玛理论对半导体扩散区的设备产能问题进行分析，并且提出提升测量和控制手段。其中，时间开动率的分析与提升主要围绕表面微粒问题进行层层分析，最终将问题原因收敛到气体流量控制器的设置参数，并且通过参数的调整有效解决了表面微粒问题。性能开动率的提升主要通过对算法的优化，进而实现性能开动率的提升。而产品合格率在表面微粒问题得到控制之后实现了较好的控制。在提出相应的提升对策之后，从提高单位时间最大产出量，派工和到站预测控制以及提高设备利用率三个方面提出了DMAIC控制阶段的措施。 最后，通过应用实践和对半导体扩散区产品提升效果的分析来看，半导体扩散区产能的时间开动率、性能开动率、产品合格率以及整体产能都得到了较好的提升，表明通过六西格玛理论对半导体扩散区产能问题的研究较为适合，同时也为Y半导体公司的产能提升问题提供了较好的解决思路。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景和意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 研究内容和方法

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究方法

1.3.3 研究思路

1.4 本章小结

2 基于六西格玛的半导体扩散区设备产能定义与测量

2.1 六西格玛管理流程

2.1.1 六西格玛的应用原则

2.1.2 六西格玛的应用工具

2.2 扩散区简介

2.3 定义问题阶段（D）

2.3.1 半导体扩散区产品生成过程

2.3.2 半导体扩散区产能问题界定

2.4 测量阶段（M）

2.4.1 时间开动率

2.4.2 性能开动率

2.4.3 产品合格率

2.5 本章小结

3 基于六西格玛的半导体扩散区设备产能分析提升与控制

3.1 分析（A）与提升（I）阶段

3.1.1 时间开动率分析与提升

3.1.2 性能开动率分析与提升

3.1.3 产品合格率分析与提升

3.2 控制阶段（C）

3.2.1 提高单位时间最大产出量

3.2.2 派工和到站预测控制

3.2.3 提高设备利用率

3.3 本章小结

4 基于六西格玛的半导体扩散区产能应用实践与提升效果

4.1 应用实践分析

4.1.1 时间开动率环节的应用

4.1.2 性能开动率环节的应用

4.1.3 产品合格率环节的应用

4.2 提升效果分析

4.2.1 时间开动率有效提升

4.2.2 性能开动率有效提升

4.2.3 产品合格率有效提升

4.2.4 整体产能提升

4.3 本章小结

结论

参考文献

致谢

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