Abschlusspräsentation - Informationsmanagement
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Slide 1
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 2
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
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Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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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Page 10
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
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Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 3
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 4
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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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Page 10
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
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Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
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Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
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
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LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… 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“.
WC: X
TOOL 1
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TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
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Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
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Slide 5
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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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Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
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Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
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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 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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 6
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
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Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 7
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
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Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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 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
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Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 8
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 9
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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 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
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Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
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
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
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Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
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Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
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Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 11
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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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Page 10
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
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Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
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Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
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
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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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Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 12
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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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Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
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Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
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Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
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Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 13
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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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Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
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
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LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
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TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
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Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 14
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
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Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
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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 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
22.05.2007
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Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
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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
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 15
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… 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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
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Slide 16
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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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Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
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Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
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Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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 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
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Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
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Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
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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
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
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
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
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Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
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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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
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Slide 17
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 18
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
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Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
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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
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!
22.05.2007
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Slide 19
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
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Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
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Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 20
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
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Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
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
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LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… 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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
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Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 21
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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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Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
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Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 22
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
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Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
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Slide 23
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
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Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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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Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
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Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
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Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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 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
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Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
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Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 24
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 25
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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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Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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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Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
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Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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 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
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Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
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Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
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
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
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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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
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Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
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Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 2
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
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Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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 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
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Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
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Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
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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
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LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… 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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
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Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!
22.05.2007
Page 25
Slide 3
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
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Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
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Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
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Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 4
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
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
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LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… 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“.
WC: X
TOOL 1
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TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
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Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 5
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
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Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
22.05.2007
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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 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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
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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
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 6
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… 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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
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Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
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Slide 7
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
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Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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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Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
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Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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 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
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Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
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Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
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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
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
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
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
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TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
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Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
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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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
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Slide 8
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 9
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
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Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
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Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
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
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!
22.05.2007
Page 25
Slide 10
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
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Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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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Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 11
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
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
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LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… 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“.
WC: X
TOOL 1
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TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
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Slide 12
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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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Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
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Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
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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 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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
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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
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 13
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
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TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
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Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!
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Slide 14
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
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Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
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Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
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Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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 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
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Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
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Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 15
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
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Slide 16
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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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Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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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Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
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Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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 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
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Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
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
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
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Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!
22.05.2007
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Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 18
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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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Page 10
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
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Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
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Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
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
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
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Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 19
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
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Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
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Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
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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 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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 20
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 21
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
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Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
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:
¬
¬
¬
¬
¬
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Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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 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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 22
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 23
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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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Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
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Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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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Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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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Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
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Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
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:
¬
¬
¬
¬
¬
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Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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 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
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Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
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Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
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
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
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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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 24
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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)
22.05.2007
Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
22.05.2007
Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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)
22.05.2007
Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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
22.05.2007
Page 6
Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
22.05.2007
WET
METROLOGY
LITHO
CVD
Page 7
Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
TGV IFX
Modules
22.05.2007
Page 8
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:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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
Page 9
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
22.05.2007
Page 10
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
22.05.2007
Page 11
Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
22.05.2007
Page 12
Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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.
22.05.2007
Page 13
Dedizierungsformen
¬ „Vertical-Dedication“ – Critical Layer Problem
– Layer 1 (Litho) auf Tool A produziert
– Layer 3 (Litho) muss auch
auf A gefertigt werden
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
22.05.2007
Page 14
Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
22.05.2007
Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
22.05.2007
Keine einheitliche Verarbeitung der Abfrageergebnisse
Keine einfache Möglichkeit einer Softwarekonstruktion
Unterschiedliche Visualisierungskonzepte notwendig
Erfordert genaue und lückenlose Dokumentation
Viel Einarbeitungszeit für Dritte
Page 16
Dedizierungsformen
(in den unterschiedlichen WC)
Ziel: Verständnis und Dokumentation der Dedizierungsformen.
FAB VIH
22.05.2007
LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
Page 17
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
22.05.2007
TOOL 2
TOOL 3
Page 19
KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
22.05.2007
Page 20
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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
22.05.2007
25
NDI = 50%
Page 21
KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
22.05.2007
P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
2
Page 22
KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
22.05.2007
Page 23
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!!!
22.05.2007
Page 24
Abschließende Worte…
Vielen Dank,
für eure Aufmerksamkeit!
22.05.2007
Page 25
Slide 25
Praxissemester
IFAT OP FE OPC IE M4
Senoner Mario
(Industrie Praktikant: Modul 4 – Plasma Ätzung – Planung/Industrial Engineering)
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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Page 2
Infineon Technologies Austria AG Unternehmensorganisation
Dr. Reinhard Ploss
Dr. Hans-Dirk Löwe (OP)
Reinhard Wagner (FEP)
IFAT
Management Board
Operations
Front End Power
Dr. Urs Müller (OPC)
Operations Planning & Controlling
Matthias Rauter (IE)
Industrial Engineering
Thomas Band (IE M4)
Modul4
Mario Senoner (IE M4 IP)
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Page 3
Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner)
… in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner) … done
22.05.2007
Page 4
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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Page 5
Überblick über die Halbleiterfertigung
Grober Ablauf:
Belacken / Belichten
Lack
[Si]e
(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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Komplexität der Produktion
Hunderte verschiedene Produktionsschritte für jeden Wafer
FURNACE/OFEN
IMPLANT
DefectDensity
ETCH
PVD / MCVD = Dep
IN/OUT
TEST
C M P / Polishing
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WET
METROLOGY
LITHO
CVD
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Überblick über Erzeugnisse der Produktion
Hierarchische Gliederung der Produkte
¬ Vergleich mit „Tierwelt“
Ein Produkt hat einen Arbeitsplan AP.
Alle Produkte
¬ Aufstellung aller nötigen Arbeitsschritte um ein Spez. Produkt
herzustellen.
Ein Einzelschritt heißt EPA
¬ Einzel Prozess Anweisung
(engl. SPS – Single Process Step)
Eine EPA == Operationsnummer
¬ Identifiziert einen Produktionsschritt in der Fertigung.
¬ Ein AP kann EPAs mehrmals enthalten.
Arbeitsplan
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:
¬
¬
¬
¬
¬
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Schritt: x
Operation: xxxx.
Beschreibung
Maschinengruppe
Etc….
AP#: S4-883-44
Name: Mikrochip X-26535678
1. EPA-2737: 2112: Einschleusen – Halle1
2. EPA-2988: 4618: Scheibenkontrolle – Gerät:
1,2,3,6
3. EPA-3012: 3625: Belacken – Gerät: B202, B203
4. EPA-3100: 3629: Belichten – Gerät: L204, L206
5. EPA-4011: 7105: Nasschem. Ätzung
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 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
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Dedizierungen 3/3
Little‘s Law:
– CT: Cycle Time = Durchlaufzeit
– WIP: Work In Progress = Bestand
– TH: Throughput
WIP
ct
TH
2 Möglichkeiten:
¬ Verkleinern des Wip.
¬ Erhöhen des TH.
(weniger sinnvoll)
– Mit steigender Geschwindigkeit kann auch der Wip größer werden
=
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Zusammenhang in der Praxis…
Praxisstudie am Produktionsstandort:
¬ Dedizierungen wurden minimiert
¬ Output messen und gegenüberstellen
Dedication Example
Reduced Dedication
Description:
10%
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
Processing
Arten der Dedizierung
Layer 3
Layer 2
Layer 1
¬ „Soft-Dedication“
– Via Operator oder PostIt
NOT:
„EPA-3636“
¬ „Product-Dedication“
– Dedizierung Tool/EPA
– Dedizierung Tool (Kammer A)/EPA
– Sonderfälle: Exclusions
Tool A
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Datenbeschaffung
Identifizierung der Datenquellen.
Entwicklung und Evaluierung von SQL Abfragen zur Gewinnung
der benötigten Informationen.
Datenlandschaft:
¬ Mehrere Datenquellen extrahieren
und zu einer Informationsquelle
zusammenführen.
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Page 15
Datenverarbeitung
(Output der Datenbeschaffung)
Problematik: Verschiedene Fertigungsbereiche (Module)
verwenden unterschiedliche Dedizierungsformen
Daraus resultiert:
¬
¬
¬
¬
¬
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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
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LITHO
ETCH
DEP
IMPLANT
OFEN
MET
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Projektaufstellung
„Dedizierungs-Projekt“
(Thomas Band, Mario Senoner) … in progress
„Key Performance Indicator“ Entwicklung
(Thomas Band, Mario Senoner)
22.05.2007
… done
Page 18
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“.
WC: X
TOOL 1
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TOOL 2
TOOL 3
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KPI – Grundüberlegung (2/2)
Müssen “moves” in Beziehung setzen…
Hauptvolumen
D-Index = NDI
D-Potential
Demodaten: © Infineon VIH
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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)
1
ACHTUNG:
NDI berücksichtigt
nicht die Größe des
WC.
WC: y
(25 tools)
3
2
Wsk. für 1 freies
Tool in WC:x viel
kleiner als
Wsk. Für 1 freies
Tool in WC:y.
NDI = 50%
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NDI = 50%
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KPI – Grundüberlegung: Lösung
Weitere Überlegungen zu dieser Problemstellung
¬ Eine Lösung wurde durch Interpolation mit dem „Wartezeitmodell“
(engl. Queuetime theory) erreicht.
rho s( s 1) 1
Qt
Basiert auf folgenden Grundüberlegungen:
s (1 rho) mü
¬ 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!!!
Szenario 1
P
P
Szenario 2
P
F
Los
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P
P
P1
>P
P
P
Los
z…z…
z…
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KPI – Grundüberlegung:
Zusammenführen der PIs
Betrachten nun die Entwicklung des NDI in Zshg. Mit dem
Wartezeitmodell der QT.
Können weiters einen Indikator für einen gesamten AP
berechnen.
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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!
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