大家好，歡迎各位。今天，我們將探討 JMP 腳本和工作流程自動化如何提升半導體產業的效率。首先簡單介紹一下兩位講者：我是恩智浦半導體的高級首席工程師林蘇恆，Martin Demel 是 JMP 的首席系統工程師。接下來，我將為大家介紹今天的演講內容。我們將首先闡述工作流程自動化在半導體製造的重要性。然後，我們將分析晶圓製造工藝，以了解其複雜性。接下來，我們將比較製程變更和技術轉移，重點介紹它們的差異和業務流程。我們將深入探討 DOE 和 Cpk 分析等資料驅動框架如何支援評估和決策。之後，我們將回顧效能基準測試和電參數分佈。接下來是重頭戲，Martin 將現場演示 JMP 工作流程建構器。最後，我們將總結要點並開放問答環節。
在半導體工程領域，工程師經常進行標準化實驗並產生報告，用於變更管理、技術轉移和審計合規性。這些報告通常是使用 JMP 和 Excel 等工具手動創建，然後匯總到 PowerPoint 或 Word 文件中。這種方式耗時費力，結果不一致，有時甚至不完整。此外，不同工程師的技能水平可能存在差異，導致效率低下，並造成可重複性和合規性方面的不足，尤其是在跨站點進行技術轉移時。
今天，我們將示範 JMP 工作流程建構器如何透過自動化資料清理、統計分析和報表等任務來簡化整個流程。我們可以在幾分鐘內產生穩健、標準化的輸出。無需編寫任何程式碼，該工作流程在確保資料完整性的同時，也能提高團隊效率。在本節稍後部分，Martin 將示範如何使用 JMP19 Pro 輕鬆建立工作流程。
半導體製造涉及數百道工序，週期很長。讓我們花點時間來了解晶圓製造的複雜性。首先，我們從一個晶圓批次開始，通常包含25片拜耳矽晶圓。這些晶圓要經過數百道複雜的工序，至少需要9到16週的時間。製造過程始於氧化、光刻和蝕刻，以定義電路圖案。接下來是清洗和鐵離子注入，用於改變裝置的電氣特性。然後，透過金屬和介質沉積來建造互連和絕緣所需的層。每一步都必須精確控制，以確保裝置的性能和可靠性。製造完成後，我們將進行晶圓驗收測試，也稱為級探針測試，其中會抽取單一裝置（例如電晶體和電容器）進行品質驗證。
如果晶圓通過測試，則會進入單元探針測試環節，並對電路標籤上的每顆染料進行檢測。這項嚴格的流程確保只有高品質的晶圓才能進入封裝和最終測試階段。了解此流程至關重要，因為任何製程變更或技術轉移都必須確保所有步驟的完整性。正因為如此，強大的評估能力和自動化在我們的行業中才顯得尤為重要。
讓我們來比較一下製程變更和技術轉移。製程變更旨在改善晶圓廠內部的特定步驟，解決內部問題，並涉及特定的驗證方法和審批流程。相較之下，技術轉移旨在擴大產能或從現有製程過渡到生產，由策略決策驅動，涉及更廣泛的流程和更複雜的審批流程。儘管兩者在範圍和目的上存在差異，但它們卻有一個關鍵的共同點：都依賴相同的實驗和分析基礎。實驗設計、統計分析和驗證關卡對兩者都至關重要。無論是在本地改進工藝還是在全球範圍內轉移工藝，數據驅動驗證的嚴謹性都保持不變。正是這種共同的基礎使得工作流程自動化如此強大，它能夠標準化並加速這兩種場景下的這一共同步驟。
評估過程包括優化關鍵參數並確保其符合認證標準。標準化的格式和工作流程可以提高效率。本投影片概述了我們用於評估半導體製造變更的流程結構。首先是DOE分析，我們基於目標關鍵參數最佳化模型，以提高生產線末端的效能。每個設計可能需要獨特的方法，但目標始終如一：確定最具影響力的變數。接下來，我們比較電參數的分佈，以確保所有關鍵指標符合Cpk和Delta Sigma標準。標準化的格式和自動化工作流程大大提升了這一步驟的效率和可重複性。然後，我們產生Cpk和良率報告，以評估最佳化後的參數與認證標準的契合程度。在此步驟中，我們將驗證所提出的變更在統計上是否合理，以及是否已準備好投入生產。
最後，團隊基於所有數據，為下一輪學習制定建議。這項流程不僅確保了評估的穩健性，也支援持續改進，使其適用於製程變更和技術轉移。在此，持續改善循環包括實驗性生產、重點數據分析和績效評估。如果績效有所提升，我們將進行下一次實驗。如果績效沒有提升，我們將透過尋找根本原因來消除異常值。這項流程有助於我們有效地管理和改善生產營運。現在，了解營運背景至關重要。製程變更通常由變更行動委員會 (CAB) 管理，並經常得到製造 IT 部門的支持，以建立標準化的分析平台。相較之下，技術轉移則更具臨時性。它們可能涉及評估的不僅僅是對照與預期銷售情況，或處理單一晶圓批次上的多個變更。這種複雜性通常達不到 IT 部門投資通用解決方案的投資報酬率門檻。因此，工程師可以主動利用 JMP 腳本、自動化和工作流程工具來建立自己的高效、可重複的分析平台。這使得團隊即使在非發送場景下也能保持嚴謹性和速度。例如，我們將以技術轉移為例，展示工作流程如何提高設備工程師的效率。
接下來是第9張投影片，我們將概述技術轉移流程的里程碑和階段審查。流程始於專案啟動和規劃階段，在此階段，我們將明確專案範圍、目標，並確保概念、定義和規劃獲得批准。專案準備就緒後，我們將進入驗證階段。此階段包括準備情況檢查、流程凍結批准以及風險生產許可。此階段確保流程穩定，並在規模化生產前充分了解風險。
最後，我們進入發布和收尾階段，專案正式上線生產環境，並結束開發週期。每個階段都起到檢查點的作用，以確保團隊之間的品質、一致性和責任落實。理解這個框架有助於我們更好地理解下一張投影片中詳細的績效評估步驟。
以下是全面的性能評估。首先是站點級PC資料擷取，然後是資料清洗和處理。接下來是描述性統計分析、報告產生、分發、比較，最後是能力和效益分析。每個步驟都至關重要，以確保傳輸過程符合品質和可靠性標準。雖然由於時間限制，流程中的每個環節都可以受益於JMP自動化，但今天的演示將重點放在圖中藍色高亮顯示的兩個環節。
對電參數進行描述性統計分析和分佈比較。首先，JMP 可以幫助我們快速總結關鍵指標，例如批次和晶圓的平均值、標準差和良率。這有助於建立基線並識別早期趨勢。其次，我們使用 JMP 來準備不同地點或條件下的參數分佈。使用統計檢定來檢測顯著變化。這些步驟是驗證源晶圓廠和接收晶圓廠之間對準情況的基礎。透過自動化此任務，工程師可以在幾分鐘內產生一致且準確的分析結果，從而騰出時間進行更深入的分析和決策。
現在讓我們更深入地了解這在實踐中是如何運作的。在本頁投影片中，我將討論實驗分析，以確定關鍵製程因素以及符合我們目標的相應晶圓。我們將重點放在 X_344 的變異性分析，突出不同部件（25 個晶圓批次）的目標值和切換點。以改進 X_344 為例，從設計到完成晶圓製程和實驗，共耗時 5 個月。在收集所有生產線末端參數資料後，我又花了一個月的時間撰寫報告，為下一次實驗討論做好準備。這項分析幫助我們優化了工藝，確保達到性能目標。但數據分析和報告的周期稍長了一些。
在此，我想向您展示，在所有分析中，我們都列出了評估中使用的電氣參數。這些參數分為 P1（可靠性）和 P2（生產和量化過程中的可選參數）。完整的 W80 電氣參數清單分為 P1 和 P2 兩類。 P1 包含可靠性關鍵參數，並進一步細分為 WAC 和監控清單。而 P2 則涵蓋用於擴展分析的選用指標。這些參數在 PPA 和 R&E 層面進行評估。工作表下方的摘要概述了關鍵交付成果、合格/不合格結果、Ppk 報告、改進計劃、培訓費用和批次可追溯性。該框架確保了評估的一致性，並支援整個技術轉移過程中的數據驅動決策。
這是針對此參數評估的 Cpk 和良率報告。它提供了對所有其他參數製程能力的深入了解。這不是我們關注的重點參數。報告會突出顯示任何性能不佳的參數，以便進行進一步審查。此投影片展示了根據公司定義標準透過任何技術轉移關卡所需的總結報告。該報告對於關卡審查至關重要。它為決策提供了量化基礎，並確保轉移過程在量產前滿足性能和可靠性標準。
下一張投影片展示了一個基於風險的框架，用於評估技術轉移或製程變更過程中電氣參數的分佈。此框架使用了兩個關鍵指標：Δσ（衡量兩側差異）和製程能力 Cpk（反映參數在規格範圍內的穩定性）。參數分為五個風險等級。一級風險表示無需採取任何措施。二級風險建議與業務部門討論。三級和四級風險表明需要採取行動或進行更深入的審查。五級風險則表示有必須採取強制措施的重大問題。
在這個例子中，我們正在進行APF增益評估。在APF增益評估過程中，風險等級1和3均視為合格，其他等級則視為不合格。此指標有助於團隊在評估期間優先分配資源、協調決策並維持品質標準。透過比較不同晶圓廠之間的電氣參數分佈，可以識別差異和對準問題。這就是我們今天將現場示範的報告。它是轉移團隊用於評估和改進母晶圓廠和子晶圓廠之間生產線末端參數性能匹配的關鍵工具。表格比較了多個批次的電氣參數，顯示了關鍵指標，例如參考晶圓廠和轉移晶圓廠的規格下限、規格上限、平均值、標準差和Cpk值。我們也包含了Delta顯著性以及從風險等級1到風險等級5的風險等級，這有助於我們快速識別哪些參數匹配良好，哪些參數需要母晶圓廠採取相應措施。
這份報告之所以如此重要，是因為它為決策提供了量化基礎。它幫助工程師精準定位不匹配之處，理解變異性，並確定糾正措施的優先順序。透過在 JMP 中實現此分析的自動化，我們可以快速、一致地產生此類洞察，從而支援更快的學習週期和更可靠的技術轉移。
此投影片展示了上次分佈對比的結果。這是另一個參數分佈對比的視角。可利用此結果來確定工程資源的優先順序。這裡，我列出了表現最差的參數，即被歸類為五級風險的參數。這些參數顯示其與整個流程能力有較差的匹配度，因此需要重點審查。圖表可視化了它們在高風險區域的位置，表格則突出顯示了 Cpk 和 delta sigma 等具體指標。在下一張投影片中，我們將透過分析這些五級風險參數的趨勢圖來深入探討它們。這將有助於團隊評估其隨時間推移的穩定性，並指導下一步的改進措施。
此投影片展示了風險等級五級參數中兩個參數的趨勢圖。我們以 X_30 和 X_349 為例，這兩個參數在先前的分佈對比中已重點提及。這有助於可視化效能變化並識別關鍵問題。效能變化可能是分佈範圍擴大加上平均值偏移，也可能只是平均值偏移。我們新增了母廠的基線數據，以便與接收廠進行視訊比較。此圖表透過追蹤變異性和組別平均值，幫助我們評估轉移過程隨時間推移的一致性，從而識別持續存在的問題或需要改進的地方。這種視覺化對於指導糾正措施以及驗證天氣調整是否使我們更接近目標至關重要。
這是我們最後一張要分享的圖表。 Delta 偏移圖展示了目前整合流程 WD 與先前流程 WC 之間的變化。重點關注參數在良好區域和不良區域之間的移動。之前，我們關注的是高風險的五級參數及其與母廠基線的一致性。而在這裡，我們將視角放寬。管理層和轉移團隊也希望了解 WD 中新識別的工藝因素與 WC 相比表現如何。這有助於評估整合是否真正改善了參數行為。我們正在觀察晶圓上的 Cpk 和 delta sigma 的變化，以確定哪些參數從不良區域移動到良好區域，反之亦然。這種對比分析對於指導未來的整合策略和驗證製程變更的有效性至關重要。
現在我們將進入現場演示環節。 Martin，你將示範如何使用 JMP19 Pro 建立工作流程。演示大約需要 10 分鐘。
Thank you, Su-Heng.
沒問題。
我們來仔細看看。正如您在蘇恆的演示中看到的，這需要幾個步驟，過去我們都是用Excel表格完成的。風險等級報告中會顯示兩個並排的圖表，您還需要理解這些圖表中的變化。整個過程涉及多個步驟，而且需要重複執行。正如蘇恆所提到的，一個月的分析時間相當長。我們努力將分析時間縮短到一個合理的範圍內，以提高效率。這些步驟基本上包括：在建立母廠匯總資料表時，我們需要取得平均值和標準差。我們還需要取得Cpk數據，這些數據可以從報告中取得。我們需要對目前設計和先前的設計執行相同的操作。然後我們需要將所有這些數據合併到一個大型數據表中，以便產生當前設計、先前設計以及變更的風險等級報告。借助 JMP19 的圖形構建器，我們可以直接在圖形構建器中可視化變更情況，而無需將兩個圖表並排顯示，費力地去理解“這個點在哪裡？那個點在哪裡？”。這就是關鍵所在。之後，我們也會針對感興趣的參數建立趨勢圖。
讓我們來完整運行一遍，這樣您就能了解它的功能，以及它如何將之前幾個小時的步驟簡化成只需點擊幾下滑鼠即可完成。首先，我們選擇母廠數據，然後它會進行匯總分析並建立一個數據表。接下來，我們需要收集目前設計資料。這部分也執行相同的操作，建立整個資料表。最後，我們會取得先前的設計數據。測試收集這些資訊後，它會再次合併資料表，建立風險等級儀表板以及參數的趨勢圖。我現在不深入講解趨勢圖。我只想重點介紹儀表板，因為在右側，您可以看到目前設計的風險等級報告，以及風險等級 1 和 3 的通過情況，也就是所有在這個區域內的情況。在上方的欄位中，我們可以看到先前設計的相同情況，並且我們還可以看到所有這些範圍內的變化。
我們有幾種方法可以進行篩選。我們可以從「無變化」開始，也就是說，我們處於相同的風險等級，但我們想看看是否有任何變化，至少朝著更好的方向發展。我們可以研究這些變化。當然，更有趣的是變化本身。如果我們回顧一下之前的風險等級為一級的設計，那是一個不錯的路徑。我們能否看到目前設計中存在任何導致風險等級惡化的情況？我們發現了一些。這（風險等級五）是最關鍵的，可能是因為它被標為紅色。它從風險等級一級上升到了風險等級五。這絕對是值得從之前的設計以及其他一些設計中進行研究的地方。您可能也想研究一下這些變化。此外，我們也可以根據某個特定的參數值進行篩選。
或者，另一種方法是，如果我暫時取消隱藏這些內容，就讓我們來看看當前設計中最關鍵的幾個點，看看它們做了什麼，它們如何移動，經歷了什麼，以及它們之間的關聯。根據你想查看風險等級變化的視圖，這可以幫助你真正專注於你想可視化的內容，而不是查看所有的點並進行比較，例如這個點有風險等級變化，這個點沒有風險等級變化，這些都是變量。你想看看另一邊的數據點是什麼。我們可以看到它仍然存在。你可以逐一查看，也可以把所有點放在一起篩選。這是其中一項重要的進展。
最後，你會得到最終的數據表，上面有各種風險等級的顏色，以及關於已發生事件和其他事項的附加資訊。我們該如何取得這個數據表呢？我們只需打開一個新的工作流程建構器。我打開一個新的工作流程。你可以在「檔案」選單下的「新工作流程」中找到它。然後我們開始操作。在進行任何操作之前，我總是會清除歷史記錄，這樣我的日誌歷史記錄中就不會有任何內容。首先，我打開一個文件，也就是母工廠的數據，因為我想對它做一些處理。我說，好的。它問我是否應該記錄這些步驟？我選擇“是”。接下來我會簡單介紹一些技巧和竅門，哪些操作是合理的，哪些不合理。
下一步，也就是建立報告。為了節省時間，我這裡只展示最終報告。這是 Cpk 報告。我可以把它關閉，可以看到它已經獲取了報告快照並進行了計算和製表。為此，我們可以先看看後台發生了什麼事。這是開啟的表格。你也可以修改描述和備註。如果你需要，這是腳本。可以看到這是一個硬編碼檔。我想先介紹第一個技巧。首先，如果我想開啟一個資料表，但資料表並不總是相同的，你可以直接跳過這一步，因為下一步它會要求你提供 Austin 母廠資料表。如果資料表不存在，它會詢問你該怎麼做。
我們來運行一下腳本的這一部分。我打開它。它會問我要使用哪個資料表。我還沒有打開這個數據表，所以我選擇它。這樣就創建了這裡的兩個步驟。我看到一切都運作良好。現在我需要合併這些表格。我可以轉到製表工具，然後將其轉換為資料表。同樣，我在這裡也做了同樣的操作，右鍵單擊，選擇“轉換為數據表”。您可以看到，這兩個表都已添加到這裡。
現在，我們來看看其他一些細節。您可以看到，這裡使用了列組 PC。它是從哪裡取得的呢？基本上，它是從資料表中獲取的，這是一種很好的表格結構方式。它將所有分析列都放在一個名為 PC 的分組中。這樣做很方便，因為如果不這樣做，某些平台可能無法處理，因為製表函數會將所有變數都作為類別，並將它們帶到這裡。您可以做的就是使用這個列組選項，把它放在這裡，然後我們只需指定它使用列組，而不是使用所有其他參數。這樣做有什麼好處呢？因為它與列的命名無關，這使得它非常有用。將表格中的欄位進行分組，在使用任何自動化程序時都會有很大的不同。這就是您可以在這裡做的事情。
現在，讓我們把它和我創建的原始資料工作流程進行比較，我來看看。您可以看到，我們需要建立母工廠匯總資料。我把它從演示模式切換到普通模式，這樣就可以並排查看了。這裡我看到我也使用了列組 PC。我還用列組 PC 創建了其他內容。我在這裡做了一些額外的操作。我創建了一個物件。我把它也放進來。那是製表對象，抱歉。沒錯。我在這裡添加了這個對象，引用，它現在不在這裡。這主要是因為我想用它來建立一個輔助檔案或輔助資料表，然後給它一個特定的名稱。以後當我想用識別符或唯一名稱來組合資料表時，就可以引用這個名稱。這就是我這樣做的原因，然後我關閉了報表。您可能需要將其與一些腳本結合使用。如果您想創建非常複雜的功能，則可能需要這樣做。但對於大多數事情，我只需使用我剛剛創建的這個工作流程。
在把麥克風交還給蘇恆之前，我最後補充一點：我個人不用錄製功能。如果我的工作流程像左邊一樣已經很複雜，有很多步驟，我會把已經完成的事情保留下來，它們會被加入到工作流程歷史記錄中。我只會把那些我感興趣的內容加到工作流程中。然後我可以添加註釋，等一切就緒後，我會把選定的內容分組到某個步驟，例如，作為我的第一步。我把分組名稱改成了“第一步”，並添加了一些文字說明，這樣大家就能清楚地知道在這種情況下會發生什麼。這就是我在左邊所做的。以上就是一些小技巧。說完這些，我把麥克風交還給了蘇恆，讓她做個總結。這是最後一張投影片。
非常感謝，Martin。你只花了幾分鐘就完成了我一個月的工作，太棒了！今天的演講到此結束，我想重點介紹 JMP 腳本和工作流程建構器如何幫助工程師跨站點和專案執行可重複且可擴展的分析。透過自動化工作流程，我們可以大幅減少人工操作。過去需要幾天才能完成的工作，現在只需幾分鐘就能完成。標準化的格式和評估標準不僅提高了效率，還確保了一致性和合規性，尤其是在技術轉移過程中。這使得工程師能夠將注意力從數據處理轉移到設計更好的實驗和加速學習週期。重要的是，自動化既支援結構化的流程變更，也支援更靈活的技術轉移場景。憑藉更高的資料完整性和可追溯性，團隊可以更快、更自信地做出決策。謝謝大家的聆聽。現在進入問答和討論環節。
