Automazione e Strumentazione
■
Novembre/Dicembre 2013
MANUTENZIONE PREDITTIVA
speciale
77
mati ed eseguiti dei test periodici e mirati a
determinare lo stato della macchina di produ-
zione. I risultati dei test consentono di schedu-
lare interventi manutentivi.
- Predictive Maintenance.
Le azioni di manuten-
zioni sono eseguite solo quando è necessario.
La PdM stima lo stato futuro della macchina di
produzione utilizzando i dati storici e le cono-
scenze del sistema nel suo insieme.
Caso Reale: Electro Static Chucks (ESC)
L’ESC è una parte importante e presente nella
maggior parte dei reattori al plasma. Quando
alcuni punti critici dell’ESC sono stati erosi dal
plasma, nuovi canali sono formati e permettono
al gas “Backside Helium” di fluire nella camera
di attacco. Il flusso di gas diminuisce negli spazi
tra la parte posteriore wafer e la parte in ceramica
dell’ESC. Quando questo si verifica, l’ESC deve
essere sostituito perché il flusso di elio non con-
trolla più la temperatura della superficie del wafer
come desiderato.
La sostituzione di un ESC è un intervento di
manutenzione molto impegnativo. Ogni sostitu-
zione richiede 8 ore di inattività, la camera deve
essere aperta e una procedura di calibrazione
deve essere eseguita prima che la camera possa
essere rilasciata in produzione.
Preventive Maintenance
Gli interventi di manutenzione sono necessari per
mantenere i processi di produzione stabili, e con
livelli di qualità definiti. Tuttavia, nella macchina
di produzione ci sono parti che si degradano e/o
usurano con un
forte impatto sui risultati
del processo stesso
. Per questo motivo
sono eseguite delle manutenzione (manu-
tenzione preventiva), che consente di ripri-
stinare o sostituire le parti.
Gli interventi di manutenzione preventiva
è prevista in base al ciclo di vita (durata)
della parte. Questo vale anche naturala-
mente nell’industria dei semiconduttori.
Per quanto riguarda le piattaforme di Dry
Etching, il tempo di vita dei componenti
che sono esposti al plasma dipende, in
generale, dai tipi di processi utilizzati. Per-
tanto, la
definizione dei loro tempi di vita
richiede una attenta valutazione, che si concentra
principalmente su come le loro caratteristiche (ad
esempio, proprietà dielettriche) degradano.
Per un corretto calcolo del tempo di vita dei com-
ponenti va tenuto in considerazione che ogni
componente deve garantire una
prestazione uni-
forme
durante l’intero tempo di utilizzo. Come
conseguenza la sostituzione di ogni componente
deve avvenire prima del ciclo vita al fine di evi-
tare qualsiasi problema o uno spostamento del
processo relativo al suo degrado. Pertanto tempi
di vita sono spesso sottovalutati.
Ad esempio, l’Electro Static Chuck (ESC) ha
uno strato di protezione di polimero attorno alla
circonferenza dell’ESC immediatamente sotto
il disco di ceramica. Questo strato di protezione
dei bordi, generalmente di resina epossi-
dica, protegge dall’esposizione al plasma il
legame tra la ceramica e la piastra di base.
Lo strato di protezione al bordo è a sua
volta protetto dal bombardamento diretto
di ioni di plasma da un anello: l’anello di
bordo è esposto al bombardamento ionico.
Lo strato di protezione può erodersi rapida-
mente e può causare un guasto prematuro
dell’ESC a causa del flusso elevato di elio.
Quindi, la vita dell’ESC sarà gravemente
e negativamente influenzata dell’erosione
dello strato di protezione del bordo indotta
dal plasma. E l’usura dipenderà dall’atti-
vità stessa dell’ESC.
L’approccio preventivo che si basa sul
lifetime delle parti sembra avere diversi
inconvenienti. Questo è dovuto al fatto che
Figura 1 - Classificazione Manutenzione
Figura 2 - L’ESC è eroso dall’azione aggressiva del plasma prodotto
all’interno della camera di processo
