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成功經驗-台灣東應化股份有限公司

MES製造執行系統提供完整產品追溯,應用於半導體生產高品質光阻

應用地點: 苗栗縣銅鑼鄉
合約日期: 2013年
完工日期: 2014年
產業: 化學, 精密化學

 

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執行摘要

半導體工業的特徵在於極為迅速的變化,像是IC電路上的零組件縮小為奈米單位,以及微處理器功能不斷增強。光阻是在半導體製程中發揮關鍵作用的感光化學材料,功能和品質上都必須能因應先端微處理技術不斷變化更新的需求。不僅是提升產品的品質以及功能,半導體製造商也要求光阻劑供應商能提供不亞於醫藥業的產品製程追溯的能力。

日本東京應化工業株式會社(TOK)成立於1940年,是增值光阻和其他精密化學品以及 半導體和液晶顯示器製程設備的全球供應商。 TOK公司於1998年進入台灣市場,成立TOK台灣分公司。供應半導體製造商和供應鏈合作夥伴稀釋劑和各種半導體相關的輔助化學品。TOK銅鑼新廠配備先進的生產設備並使用Yokogawa CENTUM VP整合生產控制系統,於2014年11月開始生產光阻。銅鑼新廠採用Yokogawa製造執行系統(MES)工廠標準化運作,維持穩定生產高品質的光阻。

挑戰和解決方案

與客戶建立密切的合作關係
半導體產業競爭激烈之外,微處理技術的生命週期短暫,這意味者不僅是TOK等化學供應商,半導體製造商本身是也在嚴峻的競爭壓力下不斷創新才能生存。 為了確保持續成長,TOK決定在當地生產光阻材料,供應台灣的半導體製造業客戶。 將生產設施設置在客戶的附近,TOK能夠與客戶更緊密合作,深入了解他們不斷變化的需求,生產符合客戶需求的新產品。

使用MES維持一貫化的生產活動
TOK的其他工廠都依賴內部開發的MES packages ,但是維護已經有難度,並且缺乏半導體製造商客戶所需的可追溯功能。在新的銅鑼廠,TOK向值得信賴的製程控制系統供應商:Yokogawa,尋求一個更好的解決方案。 從原料到最終完成品的輸入,需要約兩週的時間生產光阻。製造過程中必須完整且正確執行繁雜的步驟,以確保穩定的光阻品質。

Yokogawa與TOK合作逐一辨識各個步驟。這項任務涉及大量的生產know-how,Yokogawa必須理解和建構MES生產過程中所有關鍵步驟。研發系統規範時需要與TOK有關人員進行大規模討論。Yokogawa基於這些規範,建構可完整支援TOK工作流程的MES。MES將客戶訂單轉換為用於生產製程的指令。MES與工廠的CENTUM VP生產控制系統協作,可在操作電腦顯示詳細的工作流程,並且在安全互鎖系統下,確保操作員一步一步依照指示。原料批號和數量以及設備和製程參數的資訊可透過報表功能追蹤,並且可review任何指定的時間點。操作者得以擁有每一個步驟的完整訊息,確保生產製程保持一致的產出。

銅鑼廠無塵室生產設備
銅鑼廠無塵室生產設備

MES介面 依照操作順序,同時顯示詳細說明以及設定點等資料
MES介面 依照操作順序,同時顯示詳細說明以及設定點等資料

詳細顯示製程步驟;步驟由TOK與Yokogawa共同辨識
詳細顯示製程步驟;步驟由TOK與Yokogawa共同辨識


全程追溯- 每一瓶都可追溯生產訊息
除了支援生產操作,也需要記錄並儲存原材料的使用記錄、生產製程、檢查結果等與生產相關的資訊。萬一發現異常產品時,可追溯原料批號以及製程記錄,辨識是否有其他產品使用同一原料或製程。即使沒有異常的狀況,可追溯性功能可以追蹤出影響產品品質變化的最終原因。生產製程追溯功能對於品質控管相當重要。即使擁有這些可以利用的資訊,分析作業會消耗大量時間。TOK想尋求快速儲存和高效搜索大量數據的方法。Yokogawa在MES中增加追蹤和報表功能解決這個困擾的問題。追踪功能同時允許產品的上游或下游追溯和分析以及原料的追蹤與查詢,可以詳細並且多方位追溯完成品、中間產品和原材料之間的關係。報表功能可輸出詳細的4M(人,機,料,法)生產記錄,一目瞭然從上游到下游整個製程。MES報表功能顯著減少產出報告所需的時間,能有更充分的時間進行品質改善的活動。
如此一來,可以快速追蹤銅鑼生產線上生產每一瓶從出的產品資訊,增加巨大的附加價值,並且是Yokogawa協助TOK贏得客戶的信任的因素之一。

客戶滿意度

儘管銅鑼廠幾乎只是最基本的設備,並且由當地沒有實質經驗的員工駐守,很快就達到滿負荷生產。MES最顯著的貢獻就是將日本研發的產品技術標準化,並進一步在多產品製程中預防人為錯誤。 考量到未來擴充產品線的需求,MES 具有高度擴充性能,master版本可以輕鬆升級對應新的產品配方。
整合生產計劃與執行內容,並融合可追溯性功能,協助持續生產高品質的光阻,成為半導體清潔以及高精度製造的最佳選擇。

河下 隆先生是銅鑼廠的廠長兼副社長,他表示:我們建立銅鑼廠的目的在於產品品質達到最高水準,MES讓我們達到我們的目的。我們透過掌握每個產品的詳細資訊和追蹤訊息,受益不少。我們的客戶也非常重視這種能力。 半導體業界的變化步調相當快速,我們的客戶總是在觀望下一步是什麼,對我們而言亦是一項挑戰。每個客戶所希望的光阻特性都不同,MES的資料功能讓我們可以深入討論,並且打造客製化產品滿足每個客戶的需求。 我們的產品擁有優良信譽,我們必須繼續提供新產品並且以最快的速度擴充產品功能,滿足客戶更艱難的需求來維護我們的聲譽。

我們計劃在目前建構中的銅鑼二廠生產與光阻相關的化學產品。我們希望新廠同樣擁有最好的設備以及產品追溯功能。新廠的目的是提供我們競爭對手無法並駕齊驅的產品,贏得競爭優勢。我們的夢想是與我們的客戶共同成長,並促進台灣半導體產業更進一步的發展。