Praxissemester IFAT OP FE OPC IE M4 Senoner Mario (Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)

Page Facts (wussten Sie dass…?) … am Standort Villach wöchentlich rund 1.100m² prozessiertes Silizium die Fertigung verlässt? ¬das sind m² jährlich ~ 7 ½ Fußballfelder. … Infineon jährlich rund 22,3 Milliarden Chips fertigt? (2006) ¬Bei einer Stückgröße von 0,5 cm² sind das m². ¬= 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)

Page Infineon Technologies Austria AG - Unternehmensorganisation Operations Front End Power Operations Planning & Controlling Industrial Engineering Modul4 IFAT Management Board

Page Projektaufstellung „Dedizierungs-Projekt“ (Thomas Band, Mario Senoner) … in progress „Key Performance Indicator“ Entwicklung (Thomas Band, Mario Senoner) … done

Page 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)

Page Überblick über die Halbleiterfertigung Grober Ablauf: [Si]e Lack Litho Etch Dep 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

Page IN/OUTTEST FURNACE/OFEN IMPLANT DefectDensity ETCH PVD / MCVD = Dep CVD LITHO METROLOGY W E TW E T C M P / Polishing Komplexität der Produktion Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer

Page 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. Produkt herzustellen. 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

Page 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#: S Name: Mikrochip X EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1 2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät: 1,2,3,6 5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung 3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L EPA-6030: 6189: wet clean – Gerät: C1 7. EPA-6066: 8569: Abscheiden: Silizium, 30 Nanometer, Gerät P5 8. EPA-6032: 6189: wet clean – Gerät: Cleaner EPA-9999: 9999: Ausschleusen - Scheibenkontrolle

Page 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

Page 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 oder gleiche 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

Page 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 =

Page Praxisstudie am Produktionsstandort: ¬Dedizierungen wurden minimiert ¬Output messen und gegenüberstellen Zusammenhang in der Praxis… Reduced Dedication 10% Dedication Example Description: 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.

Page 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 3 Processing Tool A NOT: „EPA-3636“ Arten der Dedizierung

Page Identifizierung der Datenquellen. Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung der benötigten Informationen. Datenlandschaft: ¬Mehrere Datenquellen extrahieren und zu einer Informationsquelle zusammenführen. Datenbeschaffung

Page 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

Page Dedizierungsformen (in den unterschiedlichen WC) Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen. FAB VIH LITHOETCHDEP METIMPLANTOFEN

Page Projektaufstellung „Dedizierungs-Projekt“ (Thomas Band, Mario Senoner) … in progress „Key Performance Indicator“ Entwicklung (Thomas Band, Mario Senoner) … done

Page 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 1TOOL 2 TOOL 3 WC: X ~ 66% free

Page Müssen “moves” in Beziehung setzen… KPI – Grundüberlegung (2/2) Demodaten: © Infineon VIH D-Index = NDI D-Potential Hauptvolumen

Page 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) 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.

Page 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 Szenario 1Szenario 2 Los P PP P P P P F z…z… z… P 1 > P 2

Page 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

Page 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!!!

Page Abschließende Worte… Vielen Dank, für eure Aufmerksamkeit!