Equipement de fabrication de semi-conducteurs - l'importance de la traçabilité

Pour les fabricants des équipements de production des semi-conducteurs, la possibilité de suivre leurs produits tout au long de la chaîne d'assemblage et d'approvisionnement est un facteur essentiel à la réussite du processus de fabrication. Alors, pourquoi la traçabilité est-elle si importante dans ce secteur de pointe ?

Combien de fois avez-vous entendu l'expression « l'erreur est humaine » ? Bien que cela soit vrai, les erreurs lors de la production de semi-conducteurs sont non seulement extrêmement coûteuses, mais elles peuvent également avoir un impact considérable sur le taux de production. Surtout si l'on considère que la production de certains semi-conducteurs prend des mois. Le processus de fabrication qui transforme les plaquettes de silicium en semi-conducteurs est presque entièrement automatisé, mais l'assemblage des équipements de production utilisés pour fabriquer ces derniers ne l'est généralement pas. 

Dans de nombreuses usines, la fabrication d'équipements de production de semi-conducteurs nécessite actuellement des milliers de vis qui sont placées manuellement par un opérateur. Quel que soit l'objectif de l'équipement (polissage, gravure, dépôt, inspection, etc.), chaque vis doit être serrée correctement pour garantir le bon fonctionnement de l'équipement de production.

Les équipements utilisés pour les processus sensibles, tels que les machines CMP (machines de planarisation mécano-chimique), peuvent facilement nécessiter plus de 100 vis par tête de polissage. A des fins de contrôle qualité ou en cas de réclamation future sur la qualité, les questions suivantes doivent être posées :

• Comment vérifier si chacune de ces vis a été correctement serrée ?
• Comment s'assurer que l'opérateur ne manque pas ou ne saute aucune position d'assemblage ?

Il est évident que ces types de processus peuvent bénéficier grandement de la mise en œuvre d'un système ou d'une solution d'assemblage offrant une traçabilité complète. Les problèmes de qualité tels que les vis flottantes ou manquantes, les filetages foirés et le ripage des embouts de vissage peuvent être évités à l'aide d'outils intelligents intégrés. Des outils qui non seulement garantissent la qualité du serrage, mais fournissent également une analyse des données et une traçabilité complète.

Si l'on prend l'exemple de la visseuse asservie sans fil Tensor IXB d'Atlas Copco, le processus d'assemblage pourrait se dérouler comme suit : l'opérateur commence par scanner le numéro de série de l'unité, ce qui sélectionne automatiquement une séquence d'assemblage. La séquence d'assemblage permet non seulement à l'opérateur de compter les vis mais aussi de passer d'un programme à l'autre si nécessaire. L'opérateur peut ainsi être certain que chaque vis est correctement assemblée grâce au retour visuel fourni par l'écran de l'outil. Enfin, toutes les informations de serrage sont consignées et enregistrées à des fins de qualité.

La complexité n'est pas seulement un défi lors de la production d'équipements à semi-conducteurs, mais aussi lorsque ces machines doivent faire l'objet d'un entretien préventif. La production des plaquettes qui deviennent ensuite des semi-conducteurs s'appuie sur une série de processus extrêmement complexes et entrelacés qui nécessitent de nombreux points de contrôle et étapes de validation.

La première partie de l'équation consiste à s'assurer que ces machines ont été correctement assemblées dès le départ afin que les performances pendant la production répondent aux attentes. La seconde partie est liée à la garantie de la fiabilité de l'équipement, ce qui nécessite un entretien préventif conformément aux spécifications indiquées dans le manuel.

Quel que soit le secteur, une indisponibilité ou une panne imprévue de l'équipement de production peut avoir des conséquences catastrophiques, mais une telle situation peut être particulièrement dommageable pour les acteurs de l'industrie des semi-conducteurs. Et lorsqu'il s'agit de maintenance, certaines questions essentielles doivent être abordées :

• Comment effectuer un entretien préventif en veillant à ce que l'opérateur suive chacune des étapes de ce processus ?
• Comment consigner le fait que l'opérateur a effectué ces tâches ?
• Et surtout, comment vérifier que chaque vis a été retirée et réinstallée conformément aux spécifications ? 

C'est là que la mise en œuvre des solutions logicielles d'Atlas Copco, telles que ToolsNet 8 (solution de gestion des données),et Scalable Quality solution (SQS), peut faire la différence en termes de traçabilité et d'entretien préventif réussi.

Prenons l'exemple du processus de polissage CMP mentionné précédemment. Afin d'effectuer l'entretien préventif sur cet équipement, l'opérateur doit effectuer plusieurs étapes :

• Retrait de plus de 100 vis dans un ordre spécifique
• Démontage et remplacement des composants
• Réassemblage de plus de 100 vis dans un ordre spécifique
• Etalonnage
• Test

Lorsque ce processus d'entretien préventif est effectué manuellement, il n'est pas rare que les techniciens se blessent et souffrent de douleurs musculaires à cause des clés dynamométriques manuelles. Ce processus est également long et peut prendre plus de deux heures en raison du nombre de dispositifs de fixation à retirer et à réassembler. Tout cela réduit la productivité des processus, ce qui entraîne un temps d'arrêt important de la chaîne de production.

Imaginez : à la place d'effectuer un entretien préventif manuel, un chariot d'outils mobiles Atlas Copco est installé sur la ligne avec tous les équipements et accessoires nécessaires pour effectuer cette opération de manière qualitative et productive. Ce type de station est courant dans l'industrie des semi-conducteurs et comprend généralement des outils et des solutions tels que :

• Outils de vissage sans fil
• PC industriel pour guider l'opérateur et collecter les données
• Autres accessoires pour informer l'opérateur

Grâce à l'utilisation de visseuses à batterie intelligentes, les opérateurs peuvent éviter les blessures. En outre, le système ToolsNet 8 d'Atlas Copco permet aux utilisateurs d'enregistrer et de stocker les valeurs de chaque serrage, ce qui leur permet d'établir des rapports à des fins de qualité lorsque cela est nécessaire. En combinaison avec Scalable Quality Solution d'Atlas Copco, l'exécution correcte du processus d'entretien est garantie. 

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