Software-Lösung zur Feinplanung in der Halbleiterproduktion Durchsatz hoch, Kosten runter - EPP

Software-Lösung zur Feinplanung in der Halbleiterproduktion

Durchsatz hoch, Kosten runter

ILOG Fab PowerOps
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ILOG stellt mit seiner Lösung ILOG Fab PowerOps (FPO) ein Software-Paket vor, das die Produktionsplanung aller grundlegenden Front-End-Prozessbereiche innerhalb einer 300-Millimeter-Halbleiterfertigungsstraße übergreifend unterstützt. Im Unterschied zu anderen Lösungen erzeugt es optimierte, vorausschauende Produktionspläne für alle Maschinen und Werkzeuge innerhalb einer festgelegten Halbleiterfertigungsumgebung, kurz auch Fab (semiconductor fabrication plant) genannt. Zudem werden die Produktionspläne im Fünfminutentakt aktualisiert.
ILOG, Gentilly Cedex (Frankreich)
Mit der Fein-Planungslösung von ILOG können sich Anwender in Echtzeit automatisch auf die wechselnden Anforderungen in der Produktionsstätte einstellen. Das sorgt für eine verbesserte Durchsatzleistung, verkürzte Produktionszyklen, erhöhte Werkzeugauslastung, deutlich reduzierte Kapitalkosten und schnellere Reaktionszeiten bei unvorhergesehenen Ereignissen. ILOG FPO wurde am ersten Tag des internationalen Halbleiterkongresses Semicon West vorgestellt, der in San Francisco stattfand.
Die Halbleiterproduktionsplanung ist extrem spezialisiert und komplex. Jeder Prozessablauf in einer Fertigungsanlage für Silizium-Wafer kann zwischen 200 und 500 Einzelschritte umfassen und mehr als einhundert Maschinen einbinden, von denen jede einzelne gleich mehrere Millionen Euro wert ist. Selbst kleinste Effizienzsteigerungen führen so zu enormen Zuwachsraten. Deshalb sind Unternehmen der Halbleiter produzierenden Industrie auf eine übergreifende und echtzeitfähige Software zur Produktionsplanung angewiesen. Mit einer entsprechenden Lösung lässt sich der Produktionsvorlauf verkürzen, die Kapitalkosten herunterfahren und neue Produktentwicklungen beschleunigen.
Vor ILOG FPO war das Angebot an Planungsinstrumenten für Halbleiterhersteller trotz der potenziell signifikanten Auswirkungen einer effizienten Produktionsplanung gering. Denn generische Planungsmodule innerhalb einer Enter- prise-Ressource-Planning- und Supply-Chain-Management-Lösung erfassen weder die außergewöhnlichen Anforderungen noch die Komplexität in der Halbleiterfertigung. Andere weitverbreitete Lösungen von spezialisierten Software-Anbietern können zwar Fertigungslisten für einzelne Prozessschritte ausgeben, sie sind jedoch kaum in der Lage, laufende Prozesse (Work-in-Progress – WIP) zu steuern oder über die Gesamtheit der am Produktionsablauf beteiligten Werkzeuge zu verteilen. Die bisherigen Lösungen unterstützen darüber hinaus weder ablaufinvariante Prozesse, die innerhalb eines laufenden Herstellungsprozesses den erneuten Einsatz einer Maschine zu einem späteren Zeitpunkt der Ablaufkette vorsehen, noch sind sie in der Lage, sämtliche Instrumente innerhalb einer Prozessumgebung parallel zu disponieren.
Durch die Kombination von Optimierungs-, Business Rule- und Visualisierungstechnologien mit detaillierten Arbeitsmodellen aus der Halbleiterfertigung begegnet die Planungslösung nun den komplexen Anforderungen in folgenden Prozessabschnitten: Diffusion, Belichtung, Ätzung, Auftragung der Dünnschicht, chemisch-mechanisches Polieren (CMP) und die Implantierung von Halbleitern. Es werden Pläne erstellt, die auf der Auswertung von Arbeitsabläufen, Werkzeugen, Einzelschritten und den Bedingungen des Prozesstimings basieren, und führt die Ergebnisse in zahlreichen alternativen Szenarien zusammen, bevor der optimale Ablaufplan für die betreffende Prozessumgebung empfohlen wird. Mit der Lösung können Planungsprobleme auf der Grundlage realer Bedingungen in der Produktionsanlage direkt und zeitnah adressiert werden. Dadurch können Halbleiterhersteller optimal auf unerwartete Ereignisse wie beispielsweise Maschinenstörungen, Veränderungen an der Materialzusammensetzung oder Hot Lots, also dringende Aufträge, reagieren. Durch die Auslastungsverbesserungen bestehender Kapazitäten werden außerdem Kapitalkosten reduziert. Zusätzlich sorgt das Feature zur kundenspezifischen Konfiguration von FPO dafür, dass jeder Prozess den individuellen Anforderungen des Unternehmens entsprechend optimiert werden kann.
Zudem können auch ablaufinvariante Prozesse abgewickelt werden. Dieses Leistungsmerkmal ist wesentlich für die Planung photolithografischer Produktionsabläufe und zudem sehr wichtig, um bessere Ergebnisse und eine optimierte Qualität zu erzielen. Und weil FPO auf den fortschrittlichen Visualisierungstechnologien des Unternehmens basiert, verschafft die Planungslösung ihren Anwendern nicht nur eine erstklassige grafische Arbeitsumgebung, sie ist zugleich das erste Produkt für die Halbleiterindustrie, das die Produktionspläne über einen Gantt Charts (Plantafeln) ausgibt. Durch die Einbindung der Business Rule Management-Technologie in die Lösung können Anwender neue Produktionsplanungen gemäß alternierender Planungsparameter problemlos anpassen und neue Regeln erstellen – ohne dass eine Veränderung des Programmcodes nötig wäre.
Dank des Einsatzes der Lösung hat ein marktführender 300-Millimeter-Halbleiterhersteller in den Vereinigten Staaten bereits seine Produktions- und Fertigungsplanung optimieren können. Die Implementierung verbesserte den Produktionsdurchsatz und beschleunigte den Produktzyklus in einem wichtigen Zielprozess. Die Lösung für eine Echtzeit-Fein-Produktionsplanung in der Halbleiterfertigung hat auch die Sicht auf den gesamten Produktionsstatus verbessert.
ILOG FPO besteht aus drei wesentlichen Elementen:
  • Dediziertes Planungs-Modul mit detaillierten Werkzeugmodellen für jeden Prozessabschnitt – Diffusion, Belichtung, Ätzung, Auftragung der Dünnschicht, chemischmechanisches Polieren (CMP) und die Implantierung von Halbleitern.
  • Analysefunktion: Die grafische Benutzeroberfläche erlaubt dem Fachpersonal an den einzelnen Werkzeugen sowie den zuständigen Ingenieuren die Überwachung der Produktionspläne und unterstützt sie dabei, die entscheidenden Leistungsindikatoren im Auge zu behalten. Zu diesen Indikatoren zählen unter anderem Produktionszyklen, Wartezeiten, Bearbeitungszeiten sowie Leerlaufzeiten des Werkzeugs, bestimmter Werkzeuggruppen oder der gesamten Fertigungsumgebung.
  • Backbone: Hierbei handelt es sich um den Middleware-Bereich, der FPO mit den Manufacturing Execution-Systemen, also den Programmen zur direkten Werkzeugsteuerung und anderen Systemen verbindet. Das Backbone umfasst auch den Regeleditor (Rule Builder) zur Editierung der Datenverarbeitungs- und Herstellungslogik.
Die ILOG PowerOps Suite knüpft nahtlos an die Erfolgsgeschichte ILOGs an, die seit fast zwei Jahrzehnten auf optimierten Prozessplanungslösungen basiert. Inzwischen verlassen sich mehr als 1 000 Geschäftskunden auf die Software des Unternehmens.
EPP 475
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