半導体・FPDおよび情報システム関連の出版社EDリサーチ社

21世紀のテクノロジー・シリーズ

半導体製造装置の信頼度向上


信頼度の基本と向上への具体的な取り組み

坂本雄三郎+Vallabh H.Dhudshia=共著


2002年6月25日発行

体裁:
A5判 195ページ

価格:3,990円(税込)

ISBN:4-901790-08-0

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『設備信頼度向上の観点からコスト
削減の方向を見いだすためのレポート』

 
 本書の狙いは、半導体メーカーが設備信頼度向上の観点からコスト削減の方向を見いだすことである。また半導体設備メーカーが世界市場で競合に打ち勝つための、設備信頼度向上の取り組み全般を、日米双方の視野から展望しようとするものである。本書の第1編はDr. V. Dhudshiaによる「HI-TECH EQUIPMENT RELIABILITY」の翻訳であり、SEMIスタンダードなどの多様な信頼度評価指標から設備信頼度の概念を明らかにし、設備のライフサイクル全般と各段階における信頼度向上活動に関する理解を深め、信頼度向上への取り組み全般を展望する。第2編は、特に日本の読者用に新たに書き加えたものである。まず設備信頼度の評価指標が日米で混乱しており、それらを整理して提供する。次に米国で行われている信頼度向上活動の全体像をDr.Dhudshiaに展望していただく。また、設備信頼度向上に実利的な効果を上げている日本発の取り組み(=TPM)についてその位置付けといくつかの具体的な成果も紹介しており、設備信頼度向上と日本半導体メーカー再浮上のシナリオに関し、著者の見解を記している。

 


===== 目 次 =====

第1編 半導体製造装置高信頼化の基礎

第1章 設備信頼度指標に関する歴史展望

第2章 設備信頼度指標に関する基礎
2.1 設備信頼度指標に求められるもの
2.2 信頼度の定義
2.3 信頼度関数
2.4 故障率関数
2.5 信頼度関数とその他の確率関数との関係
2.6 母集団とサンプル
2.7 故障の定義とその区分
 2.7.1 突発性全機能喪失故障、劣化故障および間欠故障
 2.7.2 初期故障、偶発故障および磨耗故障
 2.7.3 致命的故障、非致命的故障
 2.7.4 単一故障、複合故障
 2.7.5 該当故障、非該当故障
2.8 要素部品とシステム

第3章 信頼度指標
3.1 信頼度指標に求められるもの
3.2 信頼度用語の主要な区分
3.3 信頼度指標の分類
 3.3.1 確率に基づく指標
 3.3.2 平均寿命に基づく指標
 3.3.3 単位寿命当たりの数値に換算表示された指標
 3.3.4 パーセントで表示される指標
3.4 信頼度指標の適用
 3.4.1 目標値
 3.4.2 解析・理論値
 3.4.3 観測値
3.5 信頼度指標の正しい使用
3.6 信頼度指標の標準化

第4章 システムの信頼度
4.1 直列システム
4.2 並列システム
4.3 待機システム
4.4 修理可能システム

第5章 信頼度とその他評価指標との比較

5.1 品質と信頼度
5.2 品質管理および品質と信頼度
5.3 安全性と信頼度
5.4 保全性と信頼度
5.5 アベイラビリティ(有用性)と信頼度
5.6 どの評価尺度がより重要か?

第6章 総合的な設備評価指標と信頼度
6.1 SEMI設備総合効率(OEE)
 6.1.1 アベイラビリティ(有用性)
 6.1.2 性能効率
 6.1.3 歩留り
 6.1.4 SEMI設備総合効率(OEE)の計算例
6.2 設備生涯運転費用(LCC)
6.3 設備生涯保持費用(CoO)
6.4 設備評価指標の相互関連

第7章 ライフサイクル全般の設備プログラム
7.1 個別設備ライフサイクルのステップ
7.2 ライフサイクルによる設備プログラム
 7.2.1 コンセプトおよび可能性検討段階  7.2.2 設計段階
 7.2.3 原型機(プロトタイプ)段階
 7.2.4 パイロット生産段階
 7.2.5 生産段階
 7.2.6 縮少・中止段階
7.3 設備ライフサイクル期間での信頼度指標の適用

第8章 信頼度向上プロセスとその応用
8.1 信頼度向上プロセス
 8.1.1 信頼度に対する目標値の設定と要求仕様取りまとめ
 8.1.2 信頼性技術と改善活動
 8.1.3 信頼度の評価
 8.1.4 信頼度の目標値や要求仕様などの充足度判断
 8.1.5 問題とその根本原因の追及
8.2 信頼度向上プロセスの適用
8.3 信頼度向上プロセスに関連する活動
8.4 信頼度向上プロセスを用いる理由
8.5 信頼度計画
 8.5.1 全社レベルの信頼度計画
 8.5.2 個別製品レベルの信頼度計画

第9章 高信頼度を実現する4ステップ
9.1 信頼度目標と要求仕様の明確化
 9.1.1 目標値の配分
9.2 設計における信頼度の組み込み
 9.2.1 適正部品の適正な使用
 9.2.2 適正な設計技法の使用
 9.2.3 外部要因の影響を最小化する設計
 9.2.4 計画保全による故障の予防
 9.2.5 デザイン・レビュー
 9.2.6 モデリングによる設計信頼度の予測
9.3 製造における信頼度の作り込み
9.4 信頼度向上の継続的な推進

第10章 設備信頼度向上の3メカニズム
10.1 設備の初期段階における信頼度向上のメカニズム
10.2 設備のライフサイクル全般における信頼度向上のメカニズム
10.3 現世代から次世代への信頼度向上

第11章 信頼度試験
11.1 信頼度試験の種類
 11.1.1 バーンイン・テスト
 11.1.2 環境ストレス・スクリーニング試験(ESS)
 11.1.3 信頼度改善・向上確認試験
 11.1.4 信頼度適合性確認試験
 11.1.5 製品信頼度保証試験(PRAT=Product Reliability Acceptance Test)
 11.1.6 加速試験
11.2 信頼度試験の一般的なステップ
 11.2.1 試験計画の立案
 11.2.2 試験の実施
 11.2.3 データ解析とレポート
11.3 設備ライフサイクル各段階を通じての信頼度試験
11.4 試験期間
11.5 試験データの解析

第12章 信頼度の高い装置および部品の購入法
12.1 適切なサプライヤの選定
12.2 信頼度要求に関する情報の交換
12.3 品質・信頼度保証契約や保全契約の締結
12.4 高信頼度製品納入の要請
12.5 サプライヤとのパートナシップ
12.6 設備実稼働データのフィードバック

第13章 信頼度組織
13.1 典型的な信頼度組織の設定
 13.1.1 推進責任者
 13.1.2 技術面の責任者あるいは信頼度のマネジャー
 13.1.3 信頼度技術者
 13.1.4 信頼度技能者
13.2 信頼度組織の構造
13.3 信頼度技術者に望まれる仕事の進め方

第14章 信頼度向上プログラムの評価
14.1 信頼度向上プログラムの評価方法
14.2 上記評価を進めるステップ

付録A

第2編 信頼度向上への具体的な取り組み

第1章 設備信頼度に関する日米評価指標の相違

1.1 設備評価指標の重要性
1.2 日米設備評価指標の現状
1.3 TPMにおける設備総合効率
1.4 SEMIスタンダードのOEE(Overall Equipment Effectiveness)
1.5 TPM設備総合効率とSEMI設備総合(OEE)の比較
1.6 EPT(Equipment Performance Tracking)への動き
 1.6.1 EPTの背景
 1.6.2 EPTの目的・コンセプト
 1.6.3 EPTの主な内容
 1.6.4 EPTから得られるもの
 1.6.5 EPTの今後の課題
1.7 設備信頼度指標の今後の課題
 1.7.1 JIPMの設備総合効率
 1.7.2 SEMI側の配慮と努力

第2章 米国を中心とした設備信頼度向上の動向
2.1 先行的な取り組み方法
 2.1.1 信頼度設計
 2.1.2 設計品質(製造における品質の作り込み)
 2.1.3 購買専門家の採用
 2.1.4 顧客のデータ活用
2.2 協力・共同のアプローチ
 2.2.1 設備メーカーとサプライヤや顧客との協力関係
 2.2.2 競合メーカーとの協力関係
 2.2.3 大学との協力関係
 2.2.4 政府機関との協力関係
2.3 総合的な設備評価指標の使用
2.4 設備のサプライヤによる保全(発展段階)
2.5 設備保全の新しい方向(e-Diagnostics)
2.6 新しいソフトウエアの開発(開発段階)
2.7 設備信頼度指標の標準化
2.8 ソフトウエアの信頼性
2.9 国際基準との整合性
2.10 世界的なネットワーク(WWW)の活用

第3章 日本における設備信頼度向上への取り組み−TPM
3.1 TPMの概要とその特質
 3.1.1 TPMの歴史的な背景
 3.1.2 TPMの特質
3.2 今なぜ、TPMか? −その効果
3.3 リードタイムとTPM
 3.3.1 仕掛りとリードタイム
 3.3.2 限界仕掛り量
 3.3.3 限界仕掛り量低減とTPM
 3.3.4 ライン間のリードタイム比較
3.4 多種変量生産とTPM
 3.4.1 多種変量生産の領域
 3.4.2 多種変量生産における生産設備
 3.4.3 段取り時間の評価尺度
 3.4.4 段取り時間短縮の大幅短縮手法
 3.4.5 設備メーカーにおける段取り時間短縮のシステム思考

第4章 製造設備高信頼化の要(本質高精度化)
4.1 設備精度と信頼度の関係
4.2 自動機械一般における精度
4.3 自動機械における精度向上の原理
4.4 自動機械における精度向上の具体的な取り組み

第5章 日本半導体産業再生と設備信頼度

5.1 日本半導体産業の現状に対する経験的な考察
5.1.1 歴史的な展望
 5.1.2 システムLSIは救世主か?
 5.1.3 新しいサイエンスは生産技術
 5.1.4 価値工学の観点から
5.2 設備信頼度とコスト
 5.2.1 設備償却費とコスト
 5.2.2 設備の購入方法
 5.2.3 スループットの向上
 5.2.4 設備信頼度とコストのまとめ
5.3 信頼度とリードタイム(スピード)
 5.3.1 大量生産におけるリードタイム短縮
 5.3.2 多種変量生産におけるリードタイム短縮
 5.3.3 信頼度とリードタイムまとめ
5.4 設備信頼度向上とマネジメント
 5.4.1 半導体メーカーの場合
 5.4.2 半導体製造設備メーカーの場合

付録B 用語・略語一覧

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■坂本雄三郎
1936年大阪生まれ。1959年大阪大学精密工学科卒業。同年日立製作所入社。
生産技術者として半導体製造設備の開発・設計に従事し、日立高崎および武蔵工場にてトランジスタおよびバイポーラICなど製造部長など歴任した。1989年日立米沢電子取締役工場長、1993年日鉄セミコンダクター常務取締役、1996年富津セミコンダクター取締役副社長など歴任。1999年技術士事務所を開設、同時にダイモス・コンサルティングの一員として、生産技術や工場管理などのコンテンツを軸とするTPMの指導を実施。現在、精密工学会会員・IEEE正員・SSIS会員・日立技術士会会員などに至る。
著書『日立にみる半導体工場の現場経営』(日刊工業新聞社)など。

■Vallabh H. Dhudshia
ニューヨーク大学でIndustrial Engineering、Operations Researchの博士号、イリノイ工科大学でMSMEを取得。アメリカ品質協会(American Society for Quality)の会員で、Xerox社、SEMATECH、Texas Instruments(TI)社で品質と信頼度部門に従事、TIの技術スタッフの上級メンバーを務める。また、SEMI E-10、E-79仕様の企画と改正とSSQAプロセスに携わる。現在はSafeFab Solutions社(テキスト州ダラス)のQ&Rコンサルタント。
著書には本書のほか、「半導体生産技術ハンドブック (Handbook of Semiconductor Manufacturing Technology)」(一部執筆)など。
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