プロセス開発実行システム

プロセス開発実行システム( PDES ) は、半導体製造、MEMS製造、太陽光発電製造、バイオメディカルデバイス、ナノ粒子製造などのハイテク製造技術の開発をガイドするために使用されるソフトウェアシステムです。この種のソフトウェアシステムは、製品ライフサイクル管理(PLM) システムと類似しています。新しい技術や改良された技術の開発を、その構想から開発、製造までガイドします。さらに、製造実行システム(MES) システムの概念を借用していますが、生産ではなく研究開発向けにカスタマイズされています。PDES は、人々 (異なる背景を持ち、法人も異なる可能性があります)、データ (さまざまなソースから)、情報、知識、ビジネスプロセスを統合します。

利点

プロセス開発実行システムの文書化された利点は次のとおりです。

市場投入までの時間の短縮
実験の量が減る
品質の向上 / より堅牢な製造プロセス
試作コストの削減
元のデータ、情報、知識の再利用による節約
製品最適化のためのフレームワーク
廃棄物の削減
エンジニアリングワークフローの完全な統合による節約
共同作業パートナーに一元化された開発記録へのアクセスを提供する機能

他のレベル3 / レベル4システムとの関係

プロセス開発実行システム (PDES) は、企業がハイテク製造プロセスの開発活動を実行するために使用するシステムです。この種のソフトウェアシステムは、PLM、製造実行システム (MES)、ECMなどの他のソフトウェアカテゴリのさまざまな概念を活用していますが、生産よりも技術開発をスピードアップするためのツールに重点を置いています。

PDES は、いくつかの点で製造実行システム(MES)に似ています。PDES の主な特徴は、製造プロセスの開発を制御するように調整されているのに対し、MES は開発されたプロセスを使用して大量生産を実行するように調整されていることです。したがって、PDES のツールセットと焦点は、ボリュームは少ないが柔軟性と実験の自由度が高いことにあります。MES のツールは、変動の少なさ、ボリュームの増加、厳密な制御とロジスティクスに重点を置いています。どちらのタイプのアプリケーションソフトウェアも、トレーサビリティ、生産性、および提供される結果の品質を向上させます。PDES の場合、品質とは、さまざまな条件下でプロセスが失敗なく実行される能力、つまり開発された製造プロセスの堅牢性を指します。MES の場合、品質とは、製造された商品/商品の品質を指します。さらに、両方のソフトウェアタイプは、機器追跡、製品系図、労働力とアイテムの追跡、原価計算、電子署名の取得、欠陥と解決の監視、エグゼクティブダッシュボード、およびその他のさまざまなレポートソリューションなどの機能を共有しています。

PLMシステムとは対照的に、PDES は通常、ボトムアップアプローチでコラボレーションとイノベーションの課題に対処します。PDES は、製造技術の詳細 ( PPLMなど)、つまりすべての物理的に認識されたパラメータ化と、シーケンス、デバイス、システムなどへのステップの統合を含む単一の製造ステップから開始します。

類似したソフトウェアカテゴリとしては、他に、研究室情報管理システム(LIMS) と研究室情報システム(LIS) があります。PDES は、仮想製造技術など、より幅広い機能を提供しますが、通常は研究室の機器と統合されていません。

PDES には多くの部分があり、単純な進行中の作業の追跡から、エンタープライズ開発インフラストラクチャ全体に統合された複雑なソリューションまで、さまざまな規模で展開できます。後者は、エンタープライズリソースおよび計画システム(ERP)、製造実行システム (MES)、製品ライフサイクル管理(PLM)、監視、制御、およびデータ収集(SCADA) ソリューション、およびスケジュールおよび計画システム(長期的および短期的戦術的) などの他のエンタープライズシステムに接続します。

例: 半導体デバイス開発におけるPDESの使用

製造プロセス（新製品や改良された製造）に関する新しいアイデアは、多くの場合、すでに使用されている以前の開発やレシピに基づいているか、少なくともその恩恵を受けることができます。同じことは、MEMS センサーやアクチュエーターなどの新しいデバイスを開発する場合にも当てはまります。PDES を使用すると、これらの以前の開発に構造化された方法で簡単にアクセスできます。情報をより速く取得し、以前の結果をより効率的に考慮することができます。PDES は通常、さまざまな観点から結果データを表示および検索し、さまざまな側面に従ってデータを分類する手段を提供します。これらの機能は、材料、プロセス手順、マシン、実験、ドキュメント、画像など、すべての結果データに適用されます。PDES は、同じまたは類似のコンテキストに属するエンティティを関連付け、結果の情報を調べる方法も提供します。

プロセスステップからプロセスフローまでの組み立て段階では、PDES を使用すると、新しいプロセスフローを簡単に構築、保存、印刷、転送できます。以前に組み立てられたプロセスフローにアクセスできるため、設計者はそれらを新しく開発されたフローのビルディングブロックまたはモジュールとして使用できます。標準ビルディングブロックを使用すると、設計時間とエラーの可能性を大幅に削減できます。

PDES は検証フェーズで真の利点を発揮します。知識(たとえば半導体デバイスの製造では、堆積前に洗浄する、ポリマーのスピンオン後、レジストを除去するまで 100 °C を超えないようにする) は、コンピューターがルールとして解釈できる形式で提供されます。ドメインエキスパートがプロセスステップのルールを入力すると、ドメインエキスパートがいなくても、すべてのエンジニアが後でこれらのルールを使用して新しく開発されたプロセスフローをチェックできます。PDES の場合、これは次のことができることを意味します。

ルールを管理する
ルールをブール項（and、or、not）で接続し、
これらのルールを使用してプロセスフローをチェックします。このルールチェックでは、新しく設計された製造フローの基本的な製造可能性を検証します。

処理ルールチェックでは、生産された製品またはデバイスの機能や構造について何も示されません。半導体デバイス製造の分野では、半導体プロセスシミュレーション/ TCADの技術により、生産された構造についてのアイデアが得られます。この「仮想製造」をサポートするために、PDES はプロセスステップのシミュレーションモデルを管理できます。通常、シミュレーション結果はスタンドアロンデータとして表示されます。この状況を修正するために、PDES は結果のファイルをプロセスフローと組み合わせて管理できます。これにより、エンジニアは予想される結果とシミュレーション結果を簡単に比較できます。比較から得られた知識は、シミュレーションモデルの改善に再び使用できます。

仮想検証の後、デバイスは実験的な製造環境で製造されます。PDES を使用すると、プロセスフローを製造環境 (半導体の場合: FABなど) に転送できます。これは、オペレーター用のランカードを印刷するか、施設の製造実行システム(MES) にインターフェイスするだけで実行できます。一方、PDES は、製造中のパラメータ調整など、フローの直前の変更を管理および文書化できます。処理中および処理後には、多くの測定が行われます。これらの測定結果は、多くの場合、画像などのファイルや、データの行と列を含む単純なテキストファイルとして生成されます。PDES は、これらのファイルを管理し、関連する結果をリンクし、レポートなどの特定のファイルの異なるバージョンを管理できます。柔軟なテキスト、グラフィカルな検索および検索方法と組み合わせることで、PDES は、蓄積されたデータ、情報、および知識をさまざまな観点から表示および評価するメカニズムを提供します。これにより、以前の開発の情報の側面と時間の側面の両方についての洞察が得られます。

ハイテク産業における開発活動は、ますます共同作業になっています。そのため、パートナー間で情報を交換したり、ベンダーから顧客にプロセスの知的財産を移転したりする必要が生じます。PDES は、企業の知的財産権を保護するために選択的にこの移転をサポートします。

参照

参考文献

D. Ortloff、J. Popp、T. Schmidt、および R. Brück。プロセス開発サポート環境: 製造シーケンスをエンジニアリングするためのツールスイート、International Journal of Nanomanufacturing、「NEMS/MEMS デバイスの最近の開発と革新」、2007 年
T. Schmidt、K. Hahn、T. Binder、J. Popp、A. Wagener、および R. Brück。仮想実験による MEMS 製造プロセス設計の最適化。SPIE の議事録: マイクロおよびナノテクノロジー: 材料、プロセス、パッケージング、およびシステム III、アデレード、第 6415 巻、2006 年。スマートマテリアル、ナノおよびマイクロスマートシステム 2006。
NEXUS ニュース。「PROMENADE プロジェクトの成功例...」、mst|news、2008 年 4 月。
ICT Results。「マイクロマシンの仮想工場」、ICT Results、2007 年 6 月。
エレクトロニクスの世界 - ハイテク研究開発 − データは溢れているが情報は不足している [1]。

外部リンク

半導体製造
半導体用語集