客戶成功案例 | 臺灣杜邦:提升制程能力的法寶 — 先進的數(shù)據(jù)分析

5G與AI人工智能的發(fā)展推升了新世代半導體異質(zhì)整合、先進制程、高階封裝等關鍵的技術發(fā)展,連帶在對應的半導體材料也產(chǎn)生新的需求與挑戰(zhàn)。致力于提供創(chuàng)新的半導體材料解決方案的杜邦公司,正是全球創(chuàng)新推動者之一。
而在臺灣深耕超過50年的臺灣杜邦,其領先的半導體技術與制造也在全球范圍內(nèi)推動了先進半導體材料的發(fā)展。

在臺灣杜邦,先進的制程能力和強大的創(chuàng)新能力離不開數(shù)據(jù)分析的驅(qū)動與支撐。精益六西格瑪是臺灣杜邦工程師們的必修課,而JMP作為其新竹科學園區(qū)(以下簡稱“竹科”)一廠和二廠工程師們開展數(shù)據(jù)分析不可或缺的工具,不僅是工程師們解決日常問題和客戶端問題的利器,更成為構建公司數(shù)據(jù)分析文化的重要部分。
JMP,工程師不可或缺的日常分析工具
早在10年前,臺灣杜邦竹科二廠已把六西格瑪當做DNA,把JMP融入六西格瑪項目的執(zhí)行工具。陶氏化學時期已是JMP用戶,并在企業(yè)內(nèi)部廣泛推廣JMP?,F(xiàn)在, JMP已經(jīng)成為臺灣杜邦工程師們不可或缺的日常分析工具。
然而,在早期,出身不同背景的工程師們過往使用的數(shù)據(jù)分析工具并不是JMP,要轉(zhuǎn)變工程師的使用習慣,離不開公司內(nèi)部的推動。彭勇璇(Ifrans Pang) ,黃金練(Jerry Huang),詹錢有(Miles Chan) 和魏文煥(Vinson Wei)都是臺灣杜邦的JMP用戶及內(nèi)部推動者。

Jerry和Vinson是JMP的重度用戶,每天都在使用JMP開展數(shù)據(jù)分析。Vinson 是臺灣杜邦竹科二廠制造部的工程師,他會大量使用分析軟件去確認制程上的變異。JMP的分布圖、圖形生成器、運行圖和ANOVA等工具是Vinson在短時間內(nèi)找出發(fā)生問題根本原因常用的JMP工具。
Jerry則擁有20年以上的JMP使用經(jīng)驗。不過他在學校使用的最多是Minitab和SPSS. 最開始接觸JMP也是有些抵觸,但公司在內(nèi)部推崇使用JMP,所以Jerry同其他工程師一樣開始擁抱變革,逐漸學習JMP,從JMP 3到JMP 15,隨著JMP版本的不斷更新迭代,Jerry對JMP也越來越了如指掌。
除了常規(guī)的敘述統(tǒng)計,在多年的不斷學習中,Jerry逐漸解鎖了JMP強大的統(tǒng)計分析與建模功能,Jerry表示,DOE、ANOVA和多元分析是他在解決對內(nèi)和對客戶端問題時會經(jīng)常使用的分析工具,也是他最喜歡的JMP平臺。
Miles 是杜邦竹科二廠的制程管理系統(tǒng)經(jīng)理,主要負責制程管制統(tǒng)計分析相關的工作。Miles表示:
在杜邦,六西格瑪是必修課,任何一個專案要執(zhí)行都會需要統(tǒng)計的方案,所以JMP是必備的工具。

Ifrans 是產(chǎn)品一廠的廠長暨黑帶大師,他主要負責杜邦內(nèi)部的六西格瑪培訓工作。Ifrans談到,廠內(nèi)六西格瑪培訓所有教程配套的統(tǒng)計軟件都是JMP。此外, Ifrans還負責給予工程師和技術人員一對一的指導,幫助他們解決在使用JMP或統(tǒng)計分析上的大量問題。
臺灣杜邦廠內(nèi)六西格瑪培訓所有教程配套的統(tǒng)計軟件都是JMP。

六西格瑪培訓,打造全公司的數(shù)據(jù)分析文化
在臺灣杜邦,新進員工在入職第一年就必須要學習六西格瑪課程,而JMP作為實施六西格瑪?shù)谋仨毠ぞ?,在六西格瑪課程中已提供給初學者的課程內(nèi)容從JMP介紹、軟件安裝、基礎操作開始,并逐漸加入控制圖、制程能力分析、測量系統(tǒng)分析(MSA)與實驗設計(DOE)等高階部分。這樣的課程每年至少開展一次,如果新進工程師較多,則會一年開展兩次,以確保所有的工程師都學會六西格瑪?shù)闹R與應用JMP的能力。

為了幫助員工真正掌握JMP的應用,公司的培訓還采用了模擬游戲的形式讓大家分組競賽,鼓勵學員動手設計實驗,尋找最優(yōu)的制程參數(shù),體驗利用JMP開展DOE的強大與便利。
此外,公司每年還會組織兩次大型的持續(xù)改善專案競賽,所有數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)包括競賽的結果都會使用JMP來展示和分析。
通過在全公司范圍內(nèi)全方位多角度的培訓與演練,確保員工們都能夠充實數(shù)據(jù)分析的基礎,提升核心能力,打造基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的分析文化。
與客戶說同一種語言,解釋制程變異更容易
六西格瑪是杜邦長久以來作業(yè)的方式。客戶很多時候需要工程師的報告來解釋制程上的變異,工程師團隊必須在短時間內(nèi)找出最有可能導致變異的因子。

由于杜邦工廠的數(shù)據(jù)目前已經(jīng)連接到JMP,所以工程師現(xiàn)在可以直接使用JMP的報表和結果呈現(xiàn)給客戶,與客戶使用同一種“語言”,查看同一種報告,因此,客戶也就更能夠直觀清晰地理解報告想要表達的意思,也讓雙方的合作更加順利。
DOE,探索最優(yōu)設計的利器
隨著客戶制程從7nm、5nm 到3nm世代的不斷升級,杜邦意識到現(xiàn)有的軟件及儀器已經(jīng)無法滿足客戶的需求,必須要再發(fā)展下一輪偵測的儀器。
Jerry和Vinson分享了一個杜邦幫助客戶解決外光伏偵測問題的專案。影響外光伏偵測的四個要素有溫度、高度、探頭條件、環(huán)境條件等,如何在最小的投入中尋找到最佳組合成為了工程師的難題。
原本客戶提出此問題時,工程師只能依靠不斷地調(diào)整配方做實驗來不停地試錯,但欠缺量化的KOV(關鍵輸出參數(shù)),只有KIV(關鍵輸入?yún)?shù))。于是團隊嘗試通過運用JMP軟件的多元回歸和DOE來解決問題。
JMP讀寫的速度很快,菜單和圖表清晰明了。在使用DOE時,JMP提供了很多強大而完善的模型預測,可幫助工程師非常精準快速地找尋優(yōu)化條件。這是其他軟件所不具備的。JMP的輸出也很容易讓人懂,簡明扼要,可視化來解釋專案清晰明了易懂。這是JMP另外一個強大的地方。

JMP首屈一指的實驗設計平臺,也賦予了工程師靈活設計實驗的能力,幫助工程師從眾多條件中快速地篩選出最優(yōu)條件。最終,經(jīng)團隊成員的一致努力,實驗的結果與期望非常吻合,滿足了客戶對于先進制程的要求。

這個應客戶需求而誕生的全新量測設備可以提供量化的KOV,可以根據(jù)此KOV去查看KIV,經(jīng)過制程轉(zhuǎn)化后,相關性就非常高,因此公司的配方問題就得以解決。
如果沒有JMP,則會花費很長時間。
回憶起整個項目,Jerry說道,最挑戰(zhàn)的部分在GRR:樣本測試的時候并無任何問題,而到真正量產(chǎn)時,由于不同產(chǎn)線人員的操作,會發(fā)生很多問題。這時,JMP的分布圖就可以非常清晰地展現(xiàn)問題所在,可以把快速地把變異性挑選出來,幫助工程師快速解決了產(chǎn)生變異的難題。而這種情況在以前使用其他軟件會需要重復好多次才能夠?qū)ふ业絾栴}所在。
如果沒有JMP,很明顯的是,解決問題的速度就會太慢,良率偏低,客訴一定會大量增加。
靈活運用數(shù)據(jù)分析,事半功倍
談起數(shù)據(jù)分析,四位在數(shù)據(jù)分析和六西格瑪領域身經(jīng)百戰(zhàn)的人士侃侃而談自己的感受。
Vinson表示,(在呈現(xiàn)報告時)不管是面對直屬長官還是工程師自身,都希望在最短的時間內(nèi)清楚地表達想要表達的意思。所謂一圖勝千言,工程師在制作報告時,建議以圖形為主,圖>表>文字,這樣的呈現(xiàn)方式更直觀清晰,可以讓長官或者客戶更能接受,也最容易讓他們發(fā)現(xiàn)問題。
JMP功能很強大,界面干凈整齊,直覺性很強,即使沒有做過訓練,也很容易上手,特別是對工程人員來說很容易上手。

作為20年的JMP重度用戶,Jerry認為在使用JMP時,分析人員不需要具備很深的統(tǒng)計基礎。在看資料時,比如描述性統(tǒng)計,JMP就非常好用,數(shù)據(jù)分類后就可以直觀地分布出來。在整理資料時JMP也更安全、可靠。在做一些深度的統(tǒng)計分析,JMP更專業(yè)。關鍵在于用對統(tǒng)計方法,JMP就可以成為工作中的利器,事半功倍地提高工作效率。
作為制程管制系統(tǒng)經(jīng)理,Miles坦言,工程師往往花費很多時間在處理數(shù)據(jù)上(離群值、缺失值)。他表示,分析人員不要蒙著頭把數(shù)據(jù)直接丟進軟件,否則就是“Garbage in,Garbage Out”。這是大家很容易出現(xiàn)的誤區(qū)。

其次,利用統(tǒng)計工具運行出來的數(shù)據(jù),需要根據(jù)個人的工程經(jīng)驗仔細琢磨,不能單純地依賴數(shù)據(jù),根據(jù)具體問題結合應用來下結論才有意義。
展望未來,杜邦希望與JMP臺灣團隊展開更深入、更密切的合作,開展一些高階學習課程,學習更多的自動化分析、機器學習和深度學習等技能,幫助工程師活學活用JMP,提升工程師的核心技能,從而提升整個公司的創(chuàng)新能力與核心競爭力。