Specificationfordefinitionandmeasurementofsemico Ⅲ 1 I3規范性引用文件 1 1 4 87不確定度測量 8可靠性增長或退化的測量 附錄A(規范性附錄)置信限系數 附錄B(規范性附錄)集群設備RAM的測量 附錄C(資料性附錄)可靠性增長或退化模型 27Ⅲ—本標準的附錄A對應SEMIE10-0304中的附件1.—本標準的附錄B對應SEMIE10-0304中的附件2.12范圍2.2本標準第5章(設備的狀態)定義了設備的時間是如何分類的.第6章(RAM測量)確定了測量設23能工作時間uptime設備被制造出，用來執行的制造功能。它包括：傳送設備的傳送功能，測量設備的測量功能，也包括使設備保持在或恢復到能夠執行其預定功能狀態的活動。在本標準中，維修指的是活動而不是組織；它包括調整、更換消耗品、軟件升級、修復、預防性維修等，而不管是誰執行這些任務。不能工作事件downtimeevent任何使得設備處于不能執行其預定功能的狀態的非計劃不能工作事件。任何零件的失效、軟件或編程源程序問題、設施或電力設施的故障或人員的失誤都可導致失效。設備相關失效equipmentrelatedfailure熱、備份軟件、存儲動態數據(例如參數，程序等)等。它只包括在計劃和非計劃不能工作時間內。手工作業結束后，將設備恢復到能夠執行其預定工作的狀態的程序，屬于維修程序的一部分。它包括開泵、預熱、穩定階段、常規初始化、加載軟件、恢復動態數據值(例如參數，程序等),重新啟動控制系當設備進入非計劃狀態時將其轉到安全狀態所需時間。它包括達到安全狀態所需的任何程序。切斷只算在非工作時間內。4還要用到5*非工作班次*安裝、改造、*離線培訓*關機和啟動*工藝試驗*設備試驗5.2生產狀態*正常加工*為第3方*沒有操作*沒有產品*沒有支撐*維護延遲*維護延遲*生產測試*更換消耗品/*預防性維護*超過規范的*更換消耗品/設備正在執行其預定功能的時間段。它包括：——結合單元的生產進行的工程性運行(例如，將產品分批和新的應用)。5.3待機狀態與非工作時間不同，設備處于可以執行其預定功能但不進行任何操作的狀態，化學品和設施也可——沒有操作員(包括休息、進餐時間和會議時間):—沒有單元(包括缺少保障設備，如測量工具):—沒有保障工具(例如盒子、硅片載具，探測卡等);沒有外部自動化系統(例如·主機)的輸人。設備處于可以執行其預定功能狀態(不存在設備或加工問題),但被用于預檢試驗的時間.預檢狀態——加工預檢(例如，加工特性分析):——設備預檢(例如.設備評估);軟件預檢(例如.軟件認證)。5.5計劃不能工作狀態由于計劃的不能工作事件，設備不能執行其預定功能的時間，包括：6—生產測試：—設置：與設施相關的不能工作時間等待與維修相關的用戶人員或供應商人員或零件(包括消耗品/化學品),使設定功能狀態的時間。維修延時也可能是由于管理人員決定讓設備處于不能維修延時可能發生在維修過程的任何時刻。必須分別對維修延時與維修時而導致的不能工作時間歸入離線時間，但不能歸入修復時間(見6.3設備的可用性和6.4設備的維有計劃的中斷設備可用性以便按照設備工作規范對生產的單元進行評估，以 只是由于設施不能達到規范的要求而使設備不能執行其預定功能的不能工作時間。這些設施7修復：5.6.2修復8 斷15min.必須重新啟動冷凝泵。使設備恢復到能夠執行其預定功能的狀態所需的所有時間都包括在5.7非計劃狀態行其預定功能狀態所需的判定時間。由于所有的維修時間必須歸入計劃不能工作時間或非計劃不能工作時間內(這包括日常自動化維6.1RAM指標RAM是衡量設備性能的重要指標，表1給出了RAM測量匯總。 6.2.1MTBFp平均失效間生產時間失效之間設備執行其預定功能的平均時間。MTBFp等于一定時間內生產時間除以這段時間內發生的失效次數。該計算只包括生產時間。從任何其他狀態轉到生產狀態時發生的失效都要計算在內。6.2.2E-MTBFp與設備有關的平均失效間生產時間除以這段時間內發生的與設備有關的失效次數。該計算只包態時發生的與設備有關的失效都要計算在內。因此，使用EMTBFp要求用戶不僅有能力跟蹤失效信96.2.4E-MCBF由設備引起的失效6.3.1與設備有關的能工作時間輸入造成的不能工作時間、與設施有關的不能工作時間的百分比。該計算僅從設備指6.3.2與供應商有關的正常工作時間6.3.3正常工作時間設備處于可以執行其預定功能的時間與運行時間的百分比。該計算用來反映設備的整體工作6.4設備維修性糾正失效使設備恢復到可以執行其預定功能狀態的平均時間。一定時間內(包括設備和程序測試6.4.2E-MTTR與設備有關糾正由設備引起的失效并使設備恢復到可以執行其預定功能狀態的平均時間。一定時間內(包括6.4.3MTOL平均離線時間部不能工作時間(計劃和非計劃不能工作)除以這段時間內不能工作事件數。6.4.4只與設備有關的計劃不能工作時間由于計劃不能工作事件(如預防性維修)而引起的設備不能執行其預定功能的時間百分比。這個時間不包括由供應商或用戶引起的任何維修延遲不能工作時間。該計算用于從設備設計反映對預防性維6.4.5只與供應商有關的計劃不能工作時間由于計劃不能工作事件(如預防性維修)而引起的設備不能執行其預定功能的時間百分比。這個時間不包括由用戶引起的任何維修延遲不能工作時間。這個計算是從設備的設計和供應商對服務的響應方面反映對預防性維修的需求。6.5設備利用率在規定時間內設備執行其預定功能的時間與總時間的百分比。6.5.1工作利用率生產時間與工作時間的百分比。該計算是用來比較不同工作配置問的設備利用率·它不包括非工作時間。6.5.2總利用率生產時間與總時間的百分比。這個指標是要反映設備利用率的底線。時間與設施有關的不能工作時問))表1(續)設備能工作時間×100(運轉時間一(用戶維修延時不能工作時間十不符合規范的輸入造成的不能工作時間十與設施有關的不能工作時間))設備能工作時間×100/運轉時間時間與設備有關的失效的總修復時間/與設備有關的失效的工作時間十與設施有關的不能工作時間))護延時不能工作時間十不符合規范的輸入造成的不能工作時間十與設施有關的不能工作時間))生產時問×100/工作時間生產時間×100/總時間第6章定義的測量RAM的方法只是點估計值.這些數值不能反映評估的不確定度或準確度。準時).第8章適用。第8章通常適用于樣機可靠性增長試驗中。將MTBFp的點估計值乘以表A.I和表A.2中的系數(在附錄A中).即可獲得MTBFp的置信水平的下限和上限值。對于測量期間出現零失效的情況，表A.1的第1行給出了計算在表A.1中.對應90%的置信水平.失效數小于4時，系數小于0.5.失效數等于4時，系數等于在給定的季度內.設備生產時間為1200h.出現6次失效。MTBFp的點估計值為1200/6=200h,從表A.1中可查出90%的置信度(對應6次失效)下限的系數是0.570。90%置信水平時.在給定的季度內，設備生產時間為1200h.出現6次失效。MTBFp的點估計值為1200/6=200h.從表A.2中可查出90%置信度(對應6次失效)上限的系數是1.904.90%置信水平時，MTBFp的上下置信限100×(1-a/2)能夠組合給出100×(1-a端的風險概率。90%下限有a/2=0.1的概率捕捉不到真正的MTBFp.同樣這對于90%置信上限也成立。因此90%下限和90%上限組合給出80%置信區間。同樣，95%下限和95%上限可組合給出90%在給定的季度內，設備生產時間為1200h.出現6次失效。MTBFp的點估計值為1200/6=是80%的置信區問。7.2.4零失效時MIBFp下限的計算從附錄A中表A.1的第一行(對應r=0)獲得與期望的置信水平對應的Koon系數。將這個系數在給定的季度內，設備生產時間為1200h.出現6次失效。MTBFp的點估計值為1200/6=200h。從表A.1中可查出90%置信度下限的系數是0.434,因此，設備90%置信度的真實MTBFp的下限為1200×0.434=520.8h。7.2.5測試時間長度希望證明某個設備在80%置信水平下的MTBFp為400h。希望通過一個出現4次或少于4次失效的認證試驗，從表A.4中我們得到對應的系數為6.72.即測試時間為400×6.72=2688h。我們可出現的失效等于或少于4次時，就可以證明這套設備至少達到了在80%置信水平下400h的MTBFp只有當MTBFp(或MCBF)和E-MTBFp(或EMCBF)在測試期間內恒定不變時.第7章的計算才8.2準確記錄失效時間一臺設備在一個星期內使用5天。為了簡化，假設生產利用率為100%,經過3個星期的使用后.確的失效時間為124h(3個星期每星期5×8=40h.再加上8小時工作日的一半)。如果第2次失效發生在第5周第3天的第2個小時，則準確的失效時間為174h.9集群設備RAM測量集群設備RAM的測量見附錄B.置信限系數用表A.1和表A.2中的系數乘以MTBFp點估計值可獲得置信的上限和下限值。r——失效數01表A.1(續)23456789123456789123456789用置信水平和失效數r相對應的K值乘以MTBFp.用以確定試驗時間0123456789集群設備RAM的測量B.1簡介本附錄提供了評估多路集群工具可靠性、可用性和可維修性(RAM)的跟蹤要求及標準測量。本標準正文中介紹的測量只適用于非集群工具或單路集群工具以及單個模塊等較簡單的模式，這些實體要仍然可能具有加工能力。模塊處于不能工作狀態對多路集群工具性能的影響取決于多路集群工具具體的配置以及在非計劃不能工作狀態每個時間點下模塊的具體組合。測量都是作為模塊級數據的函數計算的。本附錄還介紹了具體的跟蹤模塊的要求。總失效率(TFR)和集群工具平均修復時間(MTTRcr)這兩種測量提供了對累計的模塊可靠性和可維修性的簡單評估。路集群工具的狀態記錄。這樣多路集群設備的可用性就可以按照累積的“工藝流程”的可用性進行評估。多路集群工具的可靠性是以所有的工藝流程都處于非計劃不能工作狀態間的預期或平均生產時間進行評估的。B.2跟蹤模塊的要求B.2.1一般要求對多路集群工具的測量要求對可能影響多路集群工具或其工藝流程的RAM或生產能力的所有模塊跟蹤本規范狀態數據。這些模塊既包括工藝模塊也包括輔助模塊。其中，工藝模塊是指一個設備系統中不可分割的生產實體.例如：集群工具中的加工室或站(及中間狀態(不屬于前三種狀態的時間都歸入中間狀態)。要準確的評估性能，把多路集群工具作為一個整體跟蹤這些狀態是不夠的。以下介紹跟蹤模塊這些狀態的具體要求，以及如何處理本規范的其他狀態的要求。B.2.2.1對模塊的生產狀態的跟蹤應當跟蹤每個模塊的生產狀態。對于工藝模塊，生產時間應當包括主動裝載和卸載的時間。等待B.3.1總失效率(TFR)——在觀察期內發生的失效開端事件要參加TFR和MT"TRe的計算，不管這些失效何時得到解決。—觀察期之前發生的失效開端事件不參加TFR和MTTRe的計算，即使這些失效在觀察期內或觀察期后得到解決——對于開端發生在觀察期外的失效，發生在觀察期內的維修時間要參加MTTRer的計算。B.3.4與重新循環模型的兼容這種測量法與基于重新循環模型的方法不兼容，重新循環模型假設正常工作時間和不能工作時間是互不包含的。而在這種測量法中，即使某個模型已經失效，其他模型仍然可能發生后續失效。重新循B.4時間映射B.4.1一般概念時間映射將輸出狀態記錄作為輸入狀態組分記錄的函數。對于每個事件，當至少有一個模塊的狀態發生改變時，工藝流程和/或集群設備的狀態都有可能發生變化。集群設備和工藝流程的狀態記錄是按時間順序逐個事件作為模塊狀態記錄的函數生成的，這些測量本身是作為這些輸出狀態記錄的函數進行計算的。作為參考，可以把這種方法看作生成狀態組分模型的一種卷積。圖B.1給出了時間映射的示例兩個模塊MI,M2在觀察期1=0到1=10之間的輸入狀態組分入下圖所示。輸出狀態作為輸入狀態的函數，按照時間關系映射。其規則是：如果兩個模塊全部處于或其中任意一個模塊處于不能工作狀態，在輸出狀態也處于不能工作狀態。需要指出，對于生產狀態記錄，轉變事件是整個輸入狀態組分記錄中轉變事件的集合。B.4.3時間映射的邏輯過程在一個實時跟蹤系統中，時間映射既可以在事件發生并被跟蹤系統收到后馬上進行，也可以經過一段時間后集中進行。不管怎樣，它們的邏輯過程是一樣的。根據要進行的映射的不同，可以在每個輸入狀態轉變事件上應用不同的邏輯函數，將輸出狀態作為輸入狀態值的函數。本附錄中使用兩種時間映射函數進行測量。5=上0圖B.1時間映射實例從模塊的“正常工作/計劃不能工作/非計劃不能工作”狀態得到工藝流程的“正常工作/計劃不能工作/非計劃不能工作”狀態，將其作為供應商和/或用戶定義的工藝流程的函數。常工作/計劃不能工作/非計劃不能工作”狀態的標準函數。GB/T24468—B.5對工藝流程建模B.5.1工藝流程分類原則為了評估多路集群設備的可用性和可靠性.應該對多路集群設備的工藝流程進行定義。區分那些在多路集群設備配置中理論上可能的工藝流程和預定工藝流程(IPF)很重要.預定工藝流程是實際用于工作(也就是執行其預定功能)的工藝流程。要使任意兩方對本相關信息中介紹的量的測量有意義，雙方應當首先以文件的形式確定對哪些IPF進行評估.這樣.不管由誰進行計算，根的，則IPF處于正常工作狀態，反之則處于不能工作狀態。一個IPF網絡中的模塊相互間可以有串行的狀態值為1.反之為0.B.5.3IPF中工序環節的串行B.5.4某個環節可相互替代的模塊IPF=1—IⅡ-1(1-Ai)=1-[(1-A1)×(1-A2)×如果任何一個可互相替代的模塊還處于正常工作狀態，則方括號內的值為0.IPF的狀態值為果所有的可相互替代的模塊都處于不能工作狀態圖B.3在流程的某個環節并行的可相互替代的模塊B.5.5關鍵群在幾乎所有的系統中.都有一類模塊，它們出現在每個IPF中.而不管工藝的區別.我們把這些模及平臺本身。關鍵群可能包含可相互替代的模塊，如多個真空鎖或多個冷卻臺。關鍵群和所有IPF的過對關機群建模并將它提升到計算中，就可以避免很多重復計算。而且了解哪些模塊屬于關機群也可以幫助了解和提高整個系統的可靠性。下面列舉了兩個例子，具體說明了如何對IPF.包括關鍵群和IP這個例子，如圖B.4所示，是一個有7個模塊的多路集群設備.L1和L2是將單元裝載到設備的模塊。T是單傳送臂，執行所有的點對點傳送。任何單元要經過的第一個工藝每個單元都經過PM3.最后被13卸出這個多路集群設備。TT關鍵群由3個裝卸模塊和1個傳送模塊組成，它們都是這個多路集群設備的支撐模塊。由于不管IPF間有何區別，每個單元都要訪問PM3.為了簡化計算，將PM3也算在關鍵群內。任何其他系統層@@KmP圖B.5關鍵群.示例1關鍵群狀態值的函數如下：K=P×[1-(1-L.1)×(1-L2)]×T×PT3K111111111110110IPF1是一個普通的IPF.它要用到關鍵群和工藝模塊PMI、PM2中的某一個模塊，如圖B.6所示：KIPFI狀態值的函數如下：IPFI=K×[1-(1-PM1)×(1表B.2列出了等效真值。K111101010IPF2代表了當PM2不能夠在性能上與PMI匹配時出現的加工工程問題。因此，對于某些特定的在這種情況下.IPFI的狀態值的函數為IPFI=K×PMI。B.5.6.2示例2如圖B.8所示，是一個由56個模塊組成的較為復雜的涂膠/顯影系統，它包括4個裝載/卸載模塊(L1-14).4個共用的傳送裝置(R1-R4),4個涂膠模塊.4個顯影模塊以及4個加熱/冷卻盤陣列，每個陣列有10個模塊。L關鍵群K.如圖B.9所示，包括平臺本身，4個裝載/卸載模塊，和4個傳送機器人。由于沒有工藝KKPR1R24圖B.9關鍵群模塊.示例2K=P×[1-(1-L1)×(1-1.2)×(1-L3)×(1-14)]×R1×R表B.3列出了相應的真值。表B.3狀態函數的真值表PK00100000000000001IPFI=K×Ⅱ-mu[1-(1-PM,)(1IPF2狀態值的函數為：IPF2=K×PM.×PM?.×PM,×PM.1×Ⅱ-(24.4-8,10-12[1—(1-PM.?)(涂膠/顯影系統很可能還有更多的IPF.它們的定義與IPFI和IPF2的定義基本相同。B.5.7非計劃不能工作時間與總不能工作時間為了區分一個IPF的非計劃不能工作時間與總不能工作時間，上面討論的IPF函數要執行兩次運算。第一次確定非計劃工作不能工作狀態，第二次確定總不能工作狀態。B.5.7.1非計劃不能工作狀態第一次執行函數運算時，如果模塊處于非計劃不能工作狀態.則將該模塊的變量值設為0.其他情況下設為1。如果計算結果為0.則這個IPF處于非計劃不能工作狀態。工藝流程非計劃不能工作狀態下每個連續發生的事件都是一個工藝流程的失效。如果計算結果為1.則這個IPF可能處于一般不能工作狀態或正常工作狀態。B.5.7.2計劃不能工作狀態或非計劃不能工作狀態第2次執行函數運算時，如果模塊處于計劃不能工作狀態或非計劃不能工作狀態，將模塊的變量值設為0.其他情況下設為1。如果計算結果為0,在這個IPF處于一股不能工作狀態，如果計算結果為1.則這個IPF處于中間狀態。B.5.7.3總結如果IPF(Mup)=0,則工藝流程處于非計劃不能工作狀態(UD):如果IPF(Ma)=0.則工藝流程處于一般不能工作狀態(GD),如果IPF(Mcp)=1.則IPF處于正常工作狀態。B.6確定多路集群設備的狀態B.6.1時間映射規則以下從模塊的“生產/非生產”狀態和IPF的“正常工作/不能工作/非計劃”狀態確定多路集群設備的“生產/非計劃工作不能工作/中間”狀態的時間映射規則：如果所有的IPF都處于“非計劃工作不能工作狀態”,則多路集群設備處于“非計劃工作不能工作狀態”B.6.2多路集群設備的失效多路集群設備非計劃不能工作狀態下每個連續事件都是一個多路集群設備失效。狀態值的函數如下：各IPF和多路集群設備的時間映射關系如表B.4.=生產=計劃外=非生產圖B.12集群設備狀態映射注：在1=4到/=5這段時間，多路集群設備處于生產狀態，但所有的IPF都處于不能工作狀態，在實際的生產中。這種狀態只可能出現在轉化過程中。只要處于生產狀態的模塊完成正在進行的任務，多路集群設備就會不能工作。然面，只要模塊處于生產狀態，模塊就會占用理論上的加工時間(SEMIE79中的等級效率使用這個概念).為了保證在任何時間段計算出的等級效率都不會超過100%.有必要將這一轉換狀態劃分到生產時間表B.4集群設備狀態的時間映射時問M2失效IPFI和IPF2轉到計劃外不能工作狀態所有的IPF都處于計劃外不能工作M1退出生產狀態.所有的IPF仍處于計劃外不能工作作。