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1、公司設備可靠性、有效性和可維護性管理測試規范制度編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: 設備可靠性、有效性和可維護性管理測試規范制度1. 目的1.1 這份文獻通過提供測試半導體制造設備在制造環境中的三性（可靠性、有效性、可維護性）的標準，為設備的使用者和供應商之間的溝通建立了一個通用基礎。2. 范圍2.1 這份文獻定義了設備的6種基本狀態。它包括了設備的任何時間所有可能的狀態。設備的狀態由其功能狀況決定，而不管操作者是誰。在這里所做的對設備可靠性的測試強調的是對正在使用中的設備的突然中斷，而不是對設備的所有時間。2.2 本2、文獻第三節（設備狀態）定義了如何對設備時間分類。第六節（三性測試）定義了測試設備狀態的公式。第七節（不確定測試）另外給出方法用來評估所得數據的統計意義。2.3 有效的應用這份規范需要設備的工作遵循它的周期及或時間。自動監測設備狀態是標準SEMIE58中的內容，并不在本規范中。設備使用者與供應商之間清晰有效的溝通將持續提高設備的工作狀況。2.4 在這份規范中的三性的指數可以直接運用于整個設備的非成套工具和子系統水平級。三性指數可以適用于子系統水平（例如過程模塊）的多路徑組工具。2.5 這份標準雖然有提到安全事宜，但目的并不旨在追求這個方面。它將是這個標準使用者的責任來建立合適的安全和健康條款，以3、及在使用前決定限制章程的運用。3. 參考標準 SEMIE58-自動化的可靠性、有效性和可維護性的標準注釋1：本文列出的所有文獻都使用其最新的適應版本。4. 術語4.1 輔助 - 在一個設備周期中設備工作突然中斷時發生，它有以下三種情況： c 通過外部干涉使中斷的設備周期繼續。（比如通過操作工和使用者的干涉，無論它是人或電腦。） c 除了一些特殊的消耗品，零件不可替換。 c 在設備操作規范方面沒有進一步改變。4.2 成組工具 - 由機械地連接在一起的集成過程模塊組成的制造系統。（這些模塊可能來自于同一或不同供應商）4.2.1 單路徑成組工具 - 只有一條流水線的成組工具。4.2.2 多路徑成組工4、具 - 超過一條獨立流水線的成組工具。（比如，多負荷閘、同樣型號的多流程單元室）4.3 周期（設備周期） - 一個設備系統或子系統的完全操作過程（包括裝卸產品），有流程、制造、測試步驟。在一個單元流程系統中，周期數等于流經的單元數。在多批系統中，周期數等于批量數。4.4 停工時間（設備停工時間）- 設備不在工作狀態或沒有執行到它應有水平的時間，不包括任何不在計劃安排上的時間。4.5 故障（設備故障）- 在沒有外來干涉下發生的意外故障或偏離。 注釋2：正確分類設備故障對于方便解決問題和提高設備能力是非常重要的。4.6 宿主 - 聯系設備的智能系統，作用相當于代表工廠領導下屬的制造主任。（比如，一5、個非植入的計算機或單元控制器）4.7 中斷-任何干預和故障注釋3：中斷干預之和故障之和4.8 維修-保證設備在預定功能狀態下工作。在本文獻中，維修的目的是功能不是設備結構；不論是誰來維修，它都包括調整、材料變化、軟件開放、修理、預定檢測等等。4.9 制造時間-所有生產產品的時間及相應停留等待時間。4.10 非計劃時間-計劃中設備不在用于生產的時間。4.11 生產時間-總時間減非計劃時間。4.12 操作工-在設備旁通過設備控制面板操作設備的人員。4.13 產品-可以成為有功效的半導體裝置的一個單元，包括功能的工程裝置。4.14 斷工-為使設備能繼續工作的一段維修時間，包括沖洗、冷卻、加熱、軟件備6、份、儲存、動態數據（包括參數、方法）、斷工發生在計劃內和計劃外的停工時間內。4.15 復工-在斷工維修后，使設備恢復正常功能工作的一段維修時間。包括沖氣、加熱、標準化時間、初始化常數、載入軟件、重貯數據（例參數、方法）、控制系統再建等等。但不包括設備及流水線檢測時間。復工也發生在計劃內外的停工時間內。4.16 關機-當設備有計劃外狀態時，讓設備回到安全狀態的時間。它包括為了達到安全狀態所做的任何過程。關機僅出現在計劃外時間中。4.17 規范（設備操作）-文獻中所寫的在使用者與供應商之間在設備操作的規定條件下的功能所達成的一致條款。4.18 開始-設備從計劃狀態到達成預期功能所需的時間。包括沖氣7、加熱、冷卻、標準化時間、初始化常數、載入軟件、重貯數據（例參數、方法）、控制系統再建等等，開始包括于計劃外時間中。4.19 輔助工具-不屬于生產設備，但是在正常操作中必需的設備。（比如，密封蓋、運載機、探測卡片、電腦控制器）4.20 總時間-一周7天，1天24小時的所有檢測時間。為了正確表達總時間，設備的所有6種基本狀態必須正確記錄。4.21 培訓（工作外）-在工作外時間對設備操作和維修進行的指導。它包括于計劃外時間。4.22 培訓（線上）-在正常工作時對個人操作和維修進行的指導。線上培訓一般不會打斷正常的操作和維修活動，所以它可以不被區別的包括在任何設備狀態中（除等待與計劃外時間）4.238、 單元-任何芯片，模，成套設備或單位零件。4.24 工作時間-設備處于正常功能狀態的時間，包括有效生產的、等待的和策劃時間，不包括任何計劃外時間。4.25 使用者-動作于設備的實體，無論是在設備旁的操作者或在遠處遙控的自動界面。從設備的角度出發，操作者和宿主都是使用者。4.26 校正運行-設備的一次循環（使用產品單元，非產品單元或不成單元的）以用來引導設備進入規范中的預定狀態。5. 設備狀態5.1 為了清楚地檢測設備地表現，本文獻定義了所有設備狀況和時期必須遵循地6種基本狀態。5.2 設備狀態是由功能決定而不是由設備結構決定。例如任何維護過程都是這樣分類，而不論誰是操作者、操作工、技術人員或流9、程工程師。5.3 關鍵的時間塊在后文的等式中將會特別用到。這些基本的設備狀態又可以分成許多子狀態，以滿足生產運轉所需的追蹤解決。SEMIE10并沒有列出所有的子狀態，但是給出了許多例子用以指導。5.4 有效狀態-設備按預定功能工作的時間。有效狀態包括：c 常規生產（包括裝卸產品）c 為第三方工作c 返工c 與生產結合的操縱。可能是或不是產品單元（比如，分批和新運用）。5.5 等待狀態-在這段時間內，設備是在正常功能狀態下，基礎設施和化學材料都準備好了，但是不在生產。它不是計劃外的。等待狀態包括：c 沒有操作工（包括休息、午餐和會議）c 沒有產品（包括由于缺乏輔助設備比如計量工具造成的缺少產品）10、c 沒有輔助工具（例如密封盒、芯片傳輸器、探測卡）c 沒有從自動系統來的輸入信號（例宿主）5.6 工程狀態-設備處在正常功能狀態下（沒有設備和流程問題存在），但是用于工程實驗的時間。包括：c 過程工程（過程塑造）c 設備過程（設備評估）c 軟件工程（例限定軟件）5.7 計劃內停工狀態-設備按計劃停止正常功能工作的一段時間。包括：c 維修推遲 c 生產檢測 c 預防性維修 c 改變化學材料或消耗品 c 調整 c 與基礎設施相關的停工。5.7.1 維修推遲-由于設備正等待使用者或供應人員或其它與維修有關的部分（化學材料、消耗品等）而使設備不能正常工作的時間。維修推遲有可能是因為管理員決定讓設備停著11、推遲維修。注釋4：維修推遲會發生在維修過程的任何時段，它必須從維修時間中被獨立出來。推遲時間包括在離線時間內，但不在修理時間內。（詳見6.3節設備可維修性）5.7.2 生產控制-有計劃地打斷產品有效生產來評估產品或非產品單元。按照設備操作的規范來證實設備是否處于規范中的正常功能狀態。它并不包括可以平行于產品生產的檢測，也不包括隨著預防性維修、調整及修理過程產生的檢測。5.7.3 預防性維修-它由以下的幾部分組成： c 預防性措施：按計劃周期維護過程（包括設備斷工、復工），以降低設備運轉中故障的可能性。間斷周期可能基于設備時間、設備狀態。 c 設備檢測：運轉設備以證實設備的功能狀態。（比如，系統12、達到基本壓力，芯片傳輸沒有異常、氣流正常、等離子區燃燒、來源達到特定壓力。） c 校正運作：在預防性措施后為保證設備按規定正常運作而建立的單元流程和評估。注釋5：設備供應商有責任提出預防性措施計劃以使設備達到預定水平。使用者如果希望供應商提高設備水平，他們有責任指出與原定計劃的偏離之處。5.7.4 改變化學材料及消耗品-指在補充半導體流程中的原材料時的故意打斷。它包括改變氣瓶、酸、目標、來源等等以及任何與改變相關的充、洗、清潔。但不包括在得到化學材料、消耗品補給之前的延誤時間。5.7.5 調整-它是以下幾部分之和： c 變動：為了適應在流程、產品、包裝結構上的改變而作出的設備變動所需的時間。（13、不包括裝修、重建、升級） c 設備測試：運行設備以證實它的功能。（比如，系統達到基本壓力，芯片傳輸沒有異常、氣流正常、等離子區燃燒、來源達到特定壓力。） c 校正運行：在改變后為確認設備按規定正常運作而建立的單元流程和評估。注釋6：設備供應商有責任提供設備在預定條件下改變和測試的過程步驟。使用者如果希望在這些條件下供應商減少改變次數，那么他有責任給出偏離的過程步驟。5.7.6 與基礎設施相關的停工-由于缺乏輔助的基礎設施而使設備不能按預定功能運行的一段時間。相關的基礎設施有： c 環境（例溫度、濕度、震動、微粒度） c 房屋的懸掛裝置（例動力、冷卻水、空氣、廢氣、LN2） c 與其它設備或宿主14、計算機連接的管道 c 與宿主相連的通信設備5.7.6.1 任何與上述項目相關的停工時間將包括在基礎設施的停工時間內。例如，由于安排了15分鐘的動力短缺使需要另外的制冷劑動力，這樣讓設備再恢復到預定功能狀態所耗費的時間就是與基礎設施相關的停工時間。5.8 計劃外停工時間-由于一些意外事件使設備不在預定功能狀態的時間。 c 維修推遲 c 修理 c 改變化學材料及消耗品c 不合規范的輸入 c 與基礎設施相關的停工5.8.1 維修推遲-由于設備正等待使用者或供應人員或其它與維修有關的部分（化學材料、消耗品等）而使設備不能正常工作的時間。維修推遲有可能是因為管理員決定讓設備停著推遲維修。注釋7：維修推遲15、會發生在維修過程的任何時段，它必須從維修時間中被獨立出來。推遲時間包括在離線時間內，但不在修理時間內。（詳見6.4節設備可維修性）5.8.2 修理時間-包括以下： c 診斷：識別設備故障的源由的過程。 c 糾錯行為：提出設備的故障處并使設備恢復到正常運作的維修過程。（包括設備斷工、復工、重建、重設置、再循環、再啟動、回到前一個軟件版本等等）c 設備測試：運行設備以證實它的功能。（比如，系統達到基本壓力，芯片傳輸沒有異常、氣流正常、等離子區燃燒、來源達到特定壓力。） c 校正運行：在改變后為確認設備按規定正常運作而建立的單元流程和評估。5.8.3 改變化學材料及消耗品-指計劃外的為補充半導體流程16、中的原材料時打斷生產運行。它包括改變氣瓶、酸、目標、來源等等以及任何與改變相關的充、洗、清潔。但不包括在得到化學材料、消耗品補給之前的延誤時間。5.8.4 不合規范的輸入-由于不合規范的輸入或錯誤輸入而造成一些問題使設備不能正常運行的時間。這些輸入包括： c 輔助工具（例彎曲的密封盒或芯片運輸器、錯誤的數據解釋或輸入） c 產品（例逆流的流程或產品問題，彎曲的芯片，受污染的芯片，彎曲的鉛框） c 測試數據（例未經校正的計量工具，誤讀的圖表，錯誤的數據解釋或輸入） c 消耗品及化學材料（例如受污染的酸，有滲漏的焊接，衰變的光阻，品質低劣的鑄造物）5.8.4.1 任何由于以上各項造成的停工時間包括17、在不含規范的輸入之停工時間范圍內。例如，由于間斷的探測卡片短缺、探測系統要修理。由此而產生的停工時間分類在不合規范的輸入的停工時間。5.8.5 與基礎設施相關的停工-由于缺乏輔助的基礎設施而使設備不能按預定功能運行的一段時間。相關的基礎設施有： c 環境（例溫度、濕度、震動、微粒度） c 房屋的懸掛裝置（例動力、冷卻水、空氣、廢氣、LN2） c 與其它設備或宿主計算機連接的管道 c 與宿主相連的通信設備5.8.5.1 任何與上述項目相關的停工時間將包括在基礎設施的停工時間內。例如，由于安排了15分鐘的動力短缺使需要另外的制冷劑動力，這樣讓設備再恢復到預定功能狀態所耗費的時間就是與基礎設施相關的18、停工時間。5.9 制度外狀態-在這段時間內設備并沒有安排用于生產。例如輪休、周末和假日（包括關機和開機）5.9.1 如果設備因為離線培訓或日常預防性維修不能解決的安裝、修建、重建及軟硬件升級而造成不在生產狀態，這就屬于制度外狀態。制度外時間就是從這些狀態恢復到正常生產所需的時間。5.9.2 設備維修時間不能計入制度外狀態時間內，因為所有的維修時間必須計入計劃內或計劃外停工時間內（包括諸如計劃的冷卻泵更新這樣的自動常規維修）。5.9.3 同樣，任何這個時期內生產或工程工作必須計入生產或工程時間。（包括將在幾小時后自動關機的無人操縱的設備）6. 三性測試6.1 幾十年來，可靠性、有效性和可維護性作19、為設備表現的衡量工具在工業領域中廣泛運用。這一節中在半導體行業中定義的與已經存在的工業標準相符合。與三性的定義同時給出的還有用來衡量測試結果的指數。6.2 設備可靠性-是指設備在一段時間內規定狀況下按要求功能運行的可能性。 注釋8：這里給出兩種不同的測試方法：有效時間和設備周期 c 有效時間僅考慮當生產產品時所發生的。（用于生產運作目的） c 設備周期考慮各個設備狀態中由每臺設備周期造成的疲憊和損壞。6.2.1 MTBIP-平均中斷間隔時間；是兩次中斷間的平均正常運行時間。在這段時間內，有效時間被多次中斷打斷，只有有效時間列入計算中，而計算中的中斷是指從任何狀態恢復到正常生產的次數。使用MTB20、Ip不僅要正確捕捉故障和輔助信息，而且還要正確分類所有時間。MTBIP 有效時間 有效時間中的中斷次數6.2.2 MTBFP-平均故障間隔時間；是兩次故障間的平均正常運行時間。在這段時間內，有效時間被多次故障打斷，只有有效時間列入計算中，而計算中的故障是指從任何狀態恢復到正常生產的次數。使用MTBIp不僅要正確捕捉故障信息，而且還要正確分類所有時間。MTBIP 有效時間 有效時間中的故障次數6.2.3 MTBAP-平均輔助間隔時間；是兩次輔助間的平均正常運行時間。在這段時間內，有效時間被多次輔助打斷，只有有效時間列入計算中，而計算中的輔助是指從任何狀態恢復到正常生產的次數。使用MTBIp不僅要21、正確捕捉輔助信息，而且還要正確分類所有時間。MTBIP 有效時間 有效時間中的輔助次數注釋9：可靠性可以用不同的因素如設備時間、周期和狀態來衡量。以下為使用周期的兩個例子。6.2.4 MCBI-平均中斷間隔周期；是指設備在兩次中斷間隔間的平均周期次數。在這段周期內，總共的設備周期被多次中斷打斷（包括產品周期和非產品周期）。計算中超出了設備狀態而將系統或子系統經歷的所有循環包括在內。計算不需要考慮設備狀態，只要設備周期與中斷情況。MCBI總周期數 中斷次數6.2.5 MCBF-平均故障間隔周期；是指設備在兩次故障間隔間的平均周期次數。在這段周期內，總共的設備周期被多次故障打斷（包括產品周期和非產22、品周期）。計算中超出了設備狀態而將系統或子系統經歷的所有循環包括在內。計算不需要考慮設備狀態，只要設備周期與故障情況。MCBI總周期數 故障次數6.2.6 MCBAI-平均輔助間隔周期；是指設備在兩次輔助間隔間的平均周期次數。在這段周期內，總共的設備周期被多次輔助打斷（包括產品周期和非產品周期）。計算中超出了設備狀態而將系統或子系統經歷的所有循環包括在內。計算不需要考慮設備狀態，只要設備周期與輔助情況。MCBI總周期數 輔助次數6.3 設備有效性-當需要時設備可以按預定功能運行的可能性。6.3.1 對設備的時間利用率-設備按預定功能運作的時間扣除所有的維修延遲、不合規范的輸入造成的停工及與基礎23、設施有關的停工的百分比利用率。這個計算用于僅在設備價值的角度上反映設備可靠性和可維護性。對設備的時間利用率(%) 設備工作時間100 生產時間(所有維修時間不合規范的輸入停工與基礎設施有關的停工)6.3.2 對供應商的時間利用率-設備按預定功能運作的時間扣除使用者的維修延遲、不合規范的輸入造成的停工及與基礎設施有關的停工的百分比利用率。這個計算只剪除使用者的維修推遲，所以只考慮了供應商的零件和服務的推遲。目的在于為供應商的交易服務提供一個有效的評判標準。供應商的時間利用率(%) 設備工作時間100 生產時間(使用者維修時間不合規范的輸入停工與基礎設施有關的停工)6.3.3 生產時間利用率-在生24、產時間內設備按預定功能運行的時間百分比。目的在于反映該設備的總體運行表現。生產時間利用率(%)設備工作時間100 生產時間6.4 設備可維修性-在一段時間內，設備可保留至或維修至正常預定功能狀態的可能性。6.4.1 MTTRf-平均修理時間；修理故障使設備回到正常運行的平均耗時。在一段時間期內（包括設備和流程測試時間，但不包括維修延時），被故障數斷開的所有修理時間（不僅僅是所有流逝的人工時間）。MTTRf總修理時間 總故障數6.4.2 MTTRi-平均修理時間；修理中斷使設備回到正常運行的平均耗時。在一段時間期內（包括設備和流程測試時間，但不包括維修延時），被中斷數斷開的所有修理時間（不僅僅是25、所有流逝的人工時間）。MTTRi總修理時間 總中斷數6.4.3 MTOL-平均離線時間；當停工發生后，維修設備正常生產或恢復設備生產的平均耗時這段時間內被停工次數斷開的所有停工（計劃內或計劃外的）時間。MTOL所有停工時間 停工次數6.4.4 設備的計劃停工率(%) 設備計劃停工時間100 生產時間(所有維修時間不合規范的輸入停工與基礎設施有關的停工)6.4.5 供應商的計劃停工率(%) 設備計劃停工時間100 生產時間(使用者維修時間不合規范輸入停工與基礎設施有關的停工)6.5 設備利用率-在一段時間內設備按要求功能運行的時間比率。6.5.1 生產時間利用率-生產時間中的有效時間。因為它不包括制度外時間，所以用于比較不同班次結構生產的設備利用率。生產時間利用率(%)設備工作時間100 生產時間6.5.2 總時間利用率-在全部時間內有效運行的比率。用于反映基本線上的設備利用率?？倳r間利用率(%)設備工作時間100 總時間