半導體製程可靠度之研究

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姓名

黃翔暐(Hsiang-Wei Huang) 查詢紙本館藏

畢業系所

工業管理研究所

論文名稱

半導體製程可靠度之研究

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摘要(中)

台灣的半導體產業發展至今已有近四十年的歷史，製程與產業結構鏈已經相當的完整與成熟。由於半導體產業鏈非常的複雜，並且環環相扣，若在過程中任何一個步驟出現錯誤，將對整體造成生產週期增加與產線停滯等嚴重後果。隨著預診斷及運行狀況管理(Prognostics and Health Management)的應用逐漸普及，本研究也沿用此方法的概念來進行改善。
本研究針對半導體產業鏈的關鍵問題找出預防及改善的方法，應用製程失效模式與影響分析(Process Failure Mode and Effect Analysis, PFMEA)分析潛在失效模式，透過風險優先數值(Risk Priority Number, RPN)找出高風險的問題，並結合故障樹分析(Fault tree analysis, FTA)，區分出造成影響的嚴重性，在還沒發生故障前，擬定適當的製程改善對策及措施，降低可能造成的風險並提升製程、設備之可靠性。

摘要(英)

Taiwan′s semiconductor industry has developed for about 40 years. The process and industrial structure chain has been quite complete and mature. Because the semiconductor process is very complicated and interlocking, if some mistakes occur in any step of the process, the overall production cycle will increase and the production line will be stagnant. As the application of Prognostics and Health Management has become popular. This study has also used the concept of this technology to improve the problem.
This study identifies prevention and improvement methods for key issues in semiconductor processes. Applies process failure mode and effect analysis (PFMEA) to analyze potential failure modes and find out the high-risk problem through Risk Priority Number (RPN), and combined with the Fault Tree Analysis (FTA). Distinguish the severity of the impact, and formulate appropriate process improvement strategy and measures before the failure has occurred. Reduce the possible risks and improve the reliability of the process and equipment.

關鍵字(中)

★ 半導體製程
★ 預診斷與運行狀況管理
★ 過程失效模式與效應分析
★ 故障樹分析

關鍵字(英)

★ Semiconductor process
★ Prognostic and Health Management
★ Process Failure Mode and Effects Analysis
★ Fault Tree Analysis

論文目次

中文摘要 i
Abstract ii
目錄 iii
圖目錄 vi
表目錄 viii
一、緒論 1
1-1 研究背景與動機 1
1-2 研究目的與方法 2
1-3 研究架構 3
二、文獻探討 4
2-1 半導體產業 4
2-2-1半導體簡介 4
2-1-2 半導體產業歷史發展 5
2-1-3 半導體產業結構 5
2-2-4 半導體分工模式 13
2-2 預診斷與運行狀況管理PHM 14
2-2-1 PHM介紹 14
2-2-2 PHM 架構 14
2-2-3 PHM應用於製造系統 16
2-3使用方法論之相關文獻應用 18
三、研究方法 19
3-1 方法架構 19
3-2 故障樹分析FTA 21
3-2-1 FTA之歷史與簡介 21
3-2-2 故障樹邏輯與符號 21
3-2-3 FTA建構流程 23
3-2-4故障樹的優缺點 24
3-3 失效模式與效應分析FMEA 25
3-3-1 FMEA之歷史與簡介 25
3-3-2兩種主要FMEA 28
3-3-3 FMEA所需資料與分析步驟 29
3-3-4 RPN風險優先指數設定與計算 31
四、個案研究 35
4-1 個案問題定義與描述 35
4-2系統單晶片(System on a chip, SoC)簡介35
4-2-1系統單晶片的優點 37
4-3 Case1良率過低分析與問題釐清 37
4-3-1失效原因分析 39
4-3-2評估對策並審視成效 46
4-4 Case2系統老化測試異常 53
4-4-1失效原因分析 53
4-4-2評估對策並審視成效 62
4-5 導入PHM預測想法進行分析 66
五、結論與未來研究方向 70
5-1 結論 70
5-2未來研究方法與建議 71
參考文獻 73

參考文獻

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指導教授

高信培(Hsing-Pei Kao)

審核日期

2019-7-26

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