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2009-10年度 - 日本半導体製造装置協会

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2009-10年度 - 日本半導体製造装置協会
2009年-2010年度 活動経緯と
今後の活動について
SEAJ
EES高度化専門委員会
2012年6月1日発行
Semiconductor Equipment Association of Japan
EES高度化専門委員会
Page 1
<SEAJ EES高度化専門委員会 委員リスト>
会社名
会社名
氏名
氏名
遠目塚 幸二
大日本スクリーン製造株式会社
西村 剛幸
副委員長 株式会社アルバック
井上 永博
株式会社東京精密
武田 邦義
副委員長 芝浦メカトロニクス株式会社
古水戸 順介
株式会社日立国際電気
松田 充弘
副委員長 株式会社ニコン
山口 正志
三菱電機株式会社
大森 雅司
株式会社荏原製作所
渡辺 和英
株式会社明電舎
萩原 隆生
キヤノンアネルバ株式会社
炭谷 利明
株式会社安川電機
中島 隆志
株式会社システック井上
村井 浩一
横河ソリューションズ株式会社
青柳 朝紀
委員長
東京エレクトロン株式会社
Semiconductor Equipment Association of Japan
EES高度化専門委員会
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EES技術動向とEES高度化活動
年
2003
ITRS
FIT Trend
2004
2005
2006
2007
装 置
品 質
HM/SL
PV
階層的
品質管
理
EE
QA
EE
QM
OEE
装 置
技 術
2009
2010
2011
2012
NGF
F I
個別
技術
2008
2013
2014
2015
300mm Prime(NGF)
HM/SL工場の
FI改訂
WTW
EOW
JEITA
Visuali
zation
定義
WTW
450
WOM
PS
EOW
PE
生産性
歩留改善
サ ービス
450
NGF
SEAJ
EES高度化専門委員会
年表
EES高度化専門委員会
活動履歴
ECM
eDiagno
SWM
WOM
EDA
450 450キャリア
300Prime
(NGF)
450mm
FI Issues
NGF
(特徴,要求事項)
【装置データ管理時代の到来】
EESアンケート
EESアンケート
TDI EDA(インターフェース)
EEQA(装置可視化及びソフト充実化)
EEQM(継続的装置管理)
APC/AEC FDC(効率的装置管理)
多変量解析(効率的工場管理)
VM (W a s te R ed ucti on)
EES技術・仕様動向調査研究
異業種交流会
参加企業プレゼン
EESコンポーネント研究
データセキュリティ
Semiconductor Equipment Association of Japan
EES高度化専門委員会
Page 3
EES技術動向とEES高度化活動
ロードマップと活動内容説明
本マップは、EES技術動向とそれに適合したEES高度化検討活動をマップに纏めたものである。
ITRSロードマップのFIT動向を第一階層にマッピングしている。それによると、2003年~2005年に少品種
大量生産と多品種少量生産の対局する2通りの生産形態適合について議論。2006年~2009年にウェー
ハ径300mmによる製造ラインの効率化、次世代製造ライン検討を行った。また、2012年からは、高効率
300mmラインの導入、2014年からウェーハ径450mmによる製造ラインの導入を方向性と考えている。
第一階層に表記した半導体製造技術動向に連動して、それらを実現するための装置技術の高度化動
向を第二階層以降にマッピングしている。それによると、工場全体の高効率運用を目指し、2003年~
2008年に、大量生産対応/少量生産対応検討。2008年~2012年にウェーハ1枚1枚を高品質に作り込む
技術を検討。
装置品質向上として、2003年~2007年に装置品質高度管理を検討。2008年~2012年に仮想解析、新デ
ータ解析を検討し、EESを活用した高度な品質管理、予防保全、稼働率向上、無駄排除、保全効率化を
検討。次世代ウェーハと検討されているウェーハ径450mmについて、2004年から対応検討。次世代工場
の動向について、2006年から検討を行っている。
これら、第一階層、第二階層でマッピングされた半導体製造技術動向を踏まえ、SEAJ EES高度化専
門委員会では、2009年~2010年にEEQM(高度装置品質運用)、AEC/APC FDC(高効率装置制御管
理)、新データ解析技術(多変量解析)、VM(仮想予測管理)を技術テーマに調査活動を行った。
EESのシーズ/ニーズ調査、異業種のEES導入状況調査、参加企業によるEES技術最新状況報告、EES
に活用の各種コンポーネント(センサー、ソフト)の最新情報、データマネージメントについて活動を行った。
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EES高度化専門委員会
Page 4
EES技術動向とEES高度化活動
①EESニーズ調査
JEITA、SELETE、デバイスメーカーに依るEES仕様の最新状況を認識し、シーズのマッチング
を行う。
②EES技術調査
ISMI、AEC/APC、ISSMに依るEES最新技術動向を調査し、各社次世代装置への取り込み
検討を行う
③参加企業プレゼン(技術情報交換)
参加企業でプレスリリースされたEES用ソフトウェア、EES用ハードウェア及びコンポーネンツの
製品紹介を行い理解を深める
④コンポーネンツ研究
EES用コンポーネンツ(センサー及びソフトウェア)の最新技術動向をコンポーネンツメーカより
紹介頂き、理解を深めた上で各社次世代装置への取り込み検討を行う。
⑤データセキュリティ
EES用データの活用とデータ漏洩の危険性は裏腹の関係にあり、データを取り扱う上で
データセキュリティの最新方法の理解を深める。
⑥異業種交流(関連技術調査・発見)
異業種でのEES普及状況を調査し視点を変えてEES高度化検討を行う
(工場自動化、省エネ、データ活用法、ネットワーク)
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EES技術動向とEES高度化活動
用語集 ※SEAJのホームページから抜粋
EES(Equipment Engineering System)
装置エンジニアリング業務を支援するためのシステム。デバイスメーカ及び装置サプライヤが一体となって情報の
提供・管理を行い、サービスの実現を図る。デバイスメーカ側が用意するF-EES(Factory EES)と、装置メーカやサ
プライヤが用意するL-EES(Local EES)に分類される。
EEQA(Enhanced Equipment Quality Assurance)
納入時の装置品質保証体系の高度化のこと。詳細はJEITAホームページ参照。
EEQM(Enhanced Equipment Quality Management)
使用時の装置品質保証体系の高度化のこと。詳細はJEITAホームページ参照。
EDA(Equipment Data Acquitition)
装置などがF-EES間とデータを受け渡しするSEMIが既定したインターフェース。SEMI標準E120,E125,E132,E134な
どから構成される。詳細はSEMIスタンダードを参照。
その他、下記を参照
http://www.seaj.or.jp/yogo/index.html
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2009年-2010年度 EES高度化活動
実施月
項目
EESニーズ調査
2009年6月
2009年7月
2009年9月
2009年10月
SELETE 西村様 講演
堀場エステック プレゼン
三菱電機 福山製作所 プレゼン
フジキン プレゼン
アルバック プレゼン
横河電機 プレゼン
AEC APCシンポジウム
荏原製作所 プレゼン
キヤノンアネルバ プレゼン
山武 プレゼン
YDC プレゼン
デバイスメーカー 情報交換
SELETE 西村様 講演
横河電機 プレゼン
三菱電機総研 プレゼン
ISSMシンポジウム
三菱電機総研 訪問
ヤマザキマザック 訪問
○
2009年11月
2009年11月
2010年1月
2010年2月
2010年3月
2010年6月
2010年7月
2010年9月
2010年10月
2010年11月
2011年1月
参加企業技術
プレゼン
EES用
コンポーネンツ
研究
データ
セキュリティ
異業種
交流
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
Semiconductor Equipment Association of Japan
EES高度化専門委員会
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①EESニーズ調査
項目
内容
工場生産性の革新 300mm Prime
(JEITA)
300mmの次世代ラインの生産性を向上させる標準化アイテムを検討し、ガイドラインを作成し、グ
ローバルな標準化活動を促す(微細化対応、多品種変量生産対応)
300mm Prime活動報告・背景/高度要求
(JEITA)
工程内、工程間に散在する無駄取りを行い、各種段取りの改善を図って、300mmラインの改革を推
進する。来る450化へのベースとする。
EESから見たサービスの提供
(JEITA)
個別会社毎のサービス展開は効果(装置トラブル対応(製品事故の低減、装置稼働率向上、業
務効率向上)
コンテンツ開発・維持工数の低減が必要(階層的業務分担見直し・装置、プロセス、ソフト間)(会
社間をまたぐコンテンツ流通の仕組み構築)
EEデータ活用
(Selete)
EEデータ活用者視点から、装置データの要求と提供について(エンジニアリング業務効率向上のた
めのEEデータ有効活用)
「システム化が導く俊敏な製造エンジニアリング業務改革」
(Selete)
次世代SoC生産のための高効率、高生産性システムの構築
装置データを使う業務の効率向上に関する検討
(Selete)
データ要求とデータ提供に対する考え方
APC、FDC、EE
半導体製造コストとサイクルタイム可視化のためのPSLX標準モデル
(Selete)
SoC製造において、低コスト、短TAT、高歩留、高効率で需要変動に柔軟言う事対応できるAoC製
造制御システム技術(製品コスト、サイクルタイムの可視化)
EEQA/EEQMについて(JEITA・Selete)
1次目的
装置基本性能のより確実な検証
装置立上げスピードの短縮/立上げ工数の縮減
装置の基本性能での機差/チャンバー間差の圧縮
2次目的
装置稼働後のトラブル解析時
初期の装置稼働・メンテ履歴
プロセスを含めた機差/チャンバー間差圧縮
省エネ、パーツ交換、定期メンテ
デバイスメーカーEES活用状況情報交換
ソニー熊本 EES活用状況情報交換
生産技術の地道なEES導入活動により、装置トラブル、製品不良が少なくなる効果が出てきた。更
なる高度化が必要と考える。
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①EESニーズ調査(ISMT/JEITA/SELETE)
項目
内容
300mm世代の半導体工場における設備総合効率(OEE:Overall Equipment Efficiency)
及び稼働率向上のためISMT(International Sematech)及びJEITA/SELETEで協業して
装置エンジニアリング機能EECガイドラ 作成した装置エンジニアリング機能のガイドラインである。
2001年7月に初版(1.0)が発行され、2002年7月に発行された2.5が最新版である。
イン
デバイスメーカから見たEECの目的はライン能力の維持及び向上、装置の状態モニタ及
びトラブルシューティング、装置の性能改善などである。
EEC: Equipment Engineering
ガイドラインにはデータの要求や実装フレームワーク、装置立上げ及びメンテナンスに関
Capability
する要求やセキュリティ要求(遠隔保守)、装置パラメータへのアクセスなどが記載されて
いる。アプリケーションについては示唆はあるが詳細は記載されていない。
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①EESニーズ調査(JEITA/SELETE)
項目
内容
EESの成果を早期に得るために2004年にJEITA/SELETEから提案された、EESのアプリ
ケーションの一つである。
EEQAの目的は、装置納入時における(1)初期故障の撲滅、(2)導入時間の短縮、(3)機
装置導入時の品質保証高度化要求
差/チャンバー間差の低減である。
主としてEESを使用して得られる詳細なデータを利用して、これまで行われていた品質保
EEQA: Enhanced Equipment Quality
証をより高精度に、かつ判断を自動で高速に実現することが可能になる。さらにこの特
Auurance
徴を生かして、サンプル数(N数)の増加、再現性(忠実性)の確認、機差/チャンバー間差
比較の容易化と明確化、判定への使用が従来難しかったより詳細なセンサ/アクチュ
エータデータの使用が可能になる。
EEQMは、EEQAを発展させたもので、装置納入時のみならず装置運用時に、EEQAで用
いるような詳細データを使用して、健常性チェック、故障検知、故障予知を行うEESのアプ
リケーションであり、2005年にJEITA/SELETEから提案された。
装置レベルでの装置機能の性能確認 EEQMの実装は装置メーカに期待されている。これは装置の詳細構造を理解しているこ
とによるアプリケーション作成の容易さが主たる理由であり、装置の複数バージョンによ
に関する解説書
る差異を考慮したアプリケーションの作成も可能になる。
EEQM: Enhanced Equipment Quality 装置詳細データを使用することで、従来デバイスメーカで行われているプロセスレベル
の健常性チェック、故障検知、故障予知よりも、より単純な動作に着目できる。そのた
Management
め、レシピに強く依存しない、あるいは検出のための条件変更をあまり要しないチェック
が可能になるポテンシャルが高いと共に、単純な動作に着目しているため、虚報の低減
や根本原因究明の容易さも期待できる。
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Page 10
Selete殿ご講演内容
• selete殿よりEESに関して様々な角度でご説明いただいた。
–
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–
–
–
–
デバイスメーカの目指すもの
装置データの重要性
どういうデータが必要なのか
どのような形式が必要なのか
効果的な協業の実現
などなど。
2010.07.16 エンジニアリング業務の効率向上とEES・Selete・西村様講演資料・P22
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Selete殿ご講演一覧(2009~2010)
•
2009.01.19 半導体製造コストとサイクルタイム可視化のためのPSLX標準モデ
ル・Selete・岩崎様
– 効率的な半導体製造のための重要な要素として「コストとサイクルタイムの可視
化」が必要。 → 装置データが不可欠。
•
2009.05.27 システム化が導く 俊敏な製造エンジニアリング業務改革・Selete・
増井様
– システム化の必要性
•
•
2009.06.17 SEAJ殿向け_EEデータ活用の効率向上・Selete・西村様
2010.07.16 エンジニアリング業務の効率向上とEES ・Selete・西村様
–
–
–
–
–
EEデータの重要性
活用事例
要求するデータ項目
データ形式
etc.
Semiconductor Equipment Association of Japan
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具体的なアプリケーション
現在の進捗状況
2009.05.27 システム化が導く 俊敏な製造エンジニアリング業務改革・Selete・増井様講演資料・P5
目指すもの
Semiconductor Equipment Association of Japan
2009.05.27 システム化が導く 俊敏な製造エンジニアリング業務改革・Selete・増井様講演資料・P14,P15
2009.05.27 システム化が導く 俊敏な製造エンジニアリング業務改革・Selete・増井様講演資料・P8
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データはどのように使われるのか
どのような形式のデータが必要か
2010.07.16 エンジニアリング業務の効率向上とEES・Selete・西村様講演資料・P4
どういうデータが必要か
Semiconductor Equipment Association of Japan
2010.07.16 エンジニアリング業務の効率向上とEES・Selete・西村様講演資料・P10,12,14
2010.07.16 エンジニアリング業務の効率向上とEES・Selete・西村様講演資料・P9
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効率的な協業を実現するために
Semiconductor Equipment Association of Japan
2010.07.16 エンジニアリング業務の効率向上とEES・Selete・西村様講演資料・P20
EES高度化専門委員会
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①EESニーズ調査(1/2) デバイスメーカー
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1.2010年5月の情報交換会
2009年11月のAPS/AESで発表されデバイスメーカーの半導体工場へのEESの導入事例を半導体装置メーカへの展開を行うため、EESの工場展開を実際
行っているデバイスメーカーのエンジニアと情報交換を行った。
*EES導入は2000年にスタート、2002年以降に導入装置はEES装備機。(後付けは少ない)
*EEQA導入に関して、デバイスメーカーの第2工場より始めた。
*利用方法は、当初はFDが主体で、現在はVMの展開も行っている。
*VMは一部装置で展開できており、実際のウェハを使う測定をVM展開し、一部装置では、週一の定期測定を月一にできている。デポ物の多いプロセスで
はまだ苦戦している。
*VMへの展開は1ステップ(エラ-チェック)2ステップ(マルチバリアンによる評価確認のみ)3ステップ(評価に置き換える)であるが、現在は2ステップまで
。(ここまでも、データの蓄積ができるまで4年くらいの年月が必要)
*プロセスのモデル作りは社内で行っているが、枯れた知見に関して装置メーカまたはサードパーティあってもよい。
*ステッパのレシピー展開は、最初のものはきっちと作るが後のものはコピーで行っており(一品種のレシピー作成に1週間くらいかかるため)、レシピーのバ
グのコピーが結構あるようだ。(ウエハの処理に関して、注意している点、①ウェハがステージに乗ってからの次に移るまでの時間、②ファーストウェハがくる
までの時間、③ロット最中、ウェハとウェハとの間の時間、)
2.2011年7月の情報・意見交換にて
1)工場での課題は何か?
a)
装置起因 (センサー精度、データなど)
センサーが設置されていない装置が1割。
秒単位の精度しか持たないセンサーもあり。
データにノイズが含まれる場合もある。
生データではなく、2次処理 (基礎統計値) に落とし込むところに労力を費やす。
そこまでのどこかでつまずくと、データの持ち腐れとなることがある。
装置を導入した時点で基礎統計値まで算出できるのが望ましい。付加価値として魅力あり。現在は自前でそこまでをこなせる人材が育った。
b)
ファシリティ、ユーティリティ起因:
装置もファシリティーも補器もシームレスで見ている。
補器を装置ごとに用意するのが良いのか?
装置単価や保守・耐故障性を考えると、スタンドアローンが主流。
補器は時間でのみデータを管理、装置はロットやレシピなどのコンテキストで管理。
紐付けが難しいと結局、データは使われない。
ホストで紐付けるのではなく、装置側で紐付けるのが理想。
工場では歩留まりが最上位にあり、装置データはハイアラキーの末端にあるとみなす。
VMの教師を歩留まりにするのは最上位のニーズ。基礎統計値を装置から出せることが必要。
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
Semiconductor Equipment Association of Japan
EES高度化専門委員会
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①EESニーズ調査(2/2) デバイスメーカー
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c)
オペレーション起因 (運用、データ収集時間精度、処理など):
装置メーカごとに格差が大きい。
当初からEESを導入している装置メーカはかなりこなれている。
新規参入の装置メーカはデータの特性や意味が分かっていないことがある。
その場合、挙句の果てに、装置メーカから「何をやりたいのか?」と聞かれて、かみ合わない。
信号名だけ列挙されても、絞込みに労力を使うのはおかしい。
略号で記述されると、探すのが大変。
宿題で持ち帰っても答えが帰ってくることが少ない。
装置メーカごとに装置仕様書が統一されていない。統一化は必要?
やってほしいが、あきらめている。10年くらい前にもその動きはあったが。
工場での運用に有効に使うことができるようにデータは整理されて出力されているのか?
腕力仕事でできるようになった。
VMに持ち込める装置は10~20%くらい。
EESを10年ほどやって、大量不良を起こさない装置は無いことがわかった。
単変量解析は装置担当者レベルで対応している。
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
測定器にEESは必要か?
個人的にはやりたいが、会社方針としては歩留まり最優先のため実施していない。
測長SEMはやってみたいと感じている。線幅異常を防ぐために。
測定データの正確さ・健常性を立証するためにEESを導入したい。
2)
センシング、コンポーネント技術で今後必要なもの
CPUの負荷が高くて、センサーからのデータ報告が間に合わずに異常が頻発した。安定性や欠落しないことが期待される。
Interface-Aの必要性を感じているか?
Interface-Aはここ1~2年に成熟した感がある。
2004年ころにインフラが構築されているので、必要性は感じない。
ただし、新規ラインがあれば検討はする。
アメリカのようにデータ処理・計算・不良解析・VM構築などをサードベンダーに任せるアプローチはどう?
現状では、権限委譲だけの問題でやっていないが、どちらでやっても大差は無いと思う。
3)
第2ステップ以降で必要なもの (FDC,R2R, VM技術、その他ソフトウェアツールなど)
多変量やVMには、装置ごとにデータの優劣があり、大半の装置は買ったままでは適用できない。それを全装置へ展開するのがこれからの方向性。
FDC (単変量) はすでに実現済み。R2RはVMの副産物と思えるので、重要視はしていない。
装置メーカの中でクローズできるVMを使った装置内FDCは、やる価値があるし、やってほしい。
VMの教師を歩留まりにするのは最上位のニーズ。基礎統計値を装置から出せることが必要。
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Page 17
②EES技術調査
項目
内容
多変量解析を用いることによって、1変量毎に管理限界を設け監視した場合よりも品質
異常サンプルの検出率が上がることがわかった。これにより品質測定より早く品質異常
装置管理のための多変量解析の応用
サンプルの存在を知ることができ、生産計画などの改善に利用できると考えられる。ま
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
A大学
(筑波大)
た、Q統計量、T^2統計量に単調な増加傾向が見られるような場合は各変数Q統計量へ
の寄与から導き出された原因変数の調整により、異常品質を防止できる可能性もある。
AECAPCシンポジウム報告
・EESの導入状況として、デバイスメーカーの中では、効果の恩恵を受けている。
・加納先生の講演をSEAJでするには、多変量解析技術を事前勉強してから呼ぶべき。
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
・YDC主催の講演から、加納先生の技術を学習する事も出来る。(講演は1.8万円。)
・井上委員より事務局へ報告書を提出済み。
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Page 18
②EES技術調査
■AEC/APCシンポジウム2009 京都大 加納准教授説明資料抜粋
鉄鋼プラントなどの製造プロ
セスを例にしたデータ取得、
変換~モデリングまでのポイ
ントを解説
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Page 19
③参加企業間EES情報交換
プレゼンター
項目
内容
FABSEQの紹介
・トレースデータを外部から見る事が可能。
・装置搭載のグラフ閲覧ソフトよりも操作性が良くなる。
・大変安価に購入する事が可能。
1. U LV A C
EESツール
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
・PLC装置に搭載が可能。(アルバック半導体製造装置用途では使用出来ない。)
・PLCで制御する装置であれば搭載可能
・半導体向けの高度なソフト解析機能は搭載していない。
長所:非常に安価、PLC装置に搭載可能。
短所:高度な解析機能が無い。
エネライズの紹介
・エネルギーマネジメントを簡易的に行う事が出来る。
・モデリングの構成が容易に作成できる。
・製品を作成する際に、どのくらいのエネルギーを使用したかを個別に確認が出来る。
・バーチャルメータ。実際に計測しなくても、計測値を試算できる機能を搭載。
2. 横河ソ リュー ション
EESツール
・エネルギーの試算をする時、大元から末端までの計測をしなくては、真の消費エネルギー はわから
ない。
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
・MT法を用いた省エネエンジンを搭載し、良いエネルギーの省エネパターンを記録 し最適な 省エ ネを
行う事が出来る。
・省エネ効果が出たら、効果の何%かを報酬として、以前はやっていた。
現在は定額でソリューションの提供を行っている。
長所:簡易的にエネルギーマネジメント、フロー形成(モデリング)が出来る。
製品別エネルギーの試算が可能。
短所:費用対効果を合わせる。(大規模工場でないと難しい。)
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Page 20
③参加企業間EES情報交換
1.ULVAC:FABISEQ
「簡易型EESツール」/ EESエントリーモデルの位置付け
FPD、PV装置にも適用可能
トレースデータを外部から閲覧可能
データ収集と解析機能搭載
Process解析、装置診断に必要な
情報を安価に収集/保存します。
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
PLC装置に搭載が可能
PLC装置から直接データ取り込み
粒度の細かいデータ収集が可能
コストパフォーマンスが高い
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Page 21
③参加企業間EES情報交換
■横河電機: 省エネソリューション Enerize
製品別・
ロット別
エネルギー
原単位
の見える化
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
ムダの
発見と
最適指標の
設定
設備変更に
柔軟に対応
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Page 22
④EESコンポーネンツ(センサー)
プレゼンター
1. 堀場製作所
堀場エステック
2. 三菱電機
福山製作所
3. フジキン
コンポーネンツ
内容
MFC
In-situモニタ
流量制御、光学分析および残留ガス分析の製品に関する最新技術の説明をし
ていただいた。
マスフローコントローラでは半導体業界で国内シェアトップ(50%以上)を誇り、各
種診断機能も搭載されている。
AEC技術の一つとして興味深い知見が得られた。
電力制御機器
「半導体装置に於ける電力量計測」をテーマに最新技術の紹介と半導体製造装置へ
の応用についてディスカッションを実施した。
電力計測については、省エネを考慮した今後の装置制御に大きく関わり、AEC技術と
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
しても活用されてくると考えられる。各種事例、定量的な効果を交えて説明いただき、
深い知見が得られた。
MFC
バルブ
圧力制御を利用したガス供給系に関するご提案をいただき、ディスカッションを実施し
た。
MFCに対抗するガス供給システムとして期待されており、今後の装置制御に重要と
なってくるアイテムと考えられる。
各種開発事例紹介やデモ機を用いて説明頂き、各委員の知見を高めることが出来た。
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Page 23
④EESコンポーネンツ(センサー)
プレゼンター
4. 荏原製作所
コンポーネンツ
真空ポンプ
内容
「ドライポンプの省エネルギー化技術と環境貢献型ドライポンプ」
◆ドライポンプのコストの割合(1990年代と2008年比較)
・電力88% ⇒59% (電力が小さくなり省エネ化できた。)
・冷却水4% ⇒8%
・N2 8% ⇒33%
◆ドライポンプ 消費電力内訳(1990年代と2008年比較)
・圧縮動力45% ⇒50%
・モーター損失35% ⇒17%(モーター周りの負荷が軽くなった。) ・メカロス20% ⇒33%
・消費電力4Kw ⇒0.65Kw
◆ドライポンプの比較と効果(1990年代と2008年比較) ・体積100%⇒34% 消費電力100%⇒17%
・ユーティリティコスト \396,600⇒\65,300
(A70Wの時代から比較し、省スペース、省エネ化に成功した。)
・ある装置全体の消費電力 21Kw/h⇒14.6Kw/hに下がった。
(回転数制御、Offline時の回転数を下げて、Online時は回転数を上げる。)
・N2パージのOn/Off制御をした場合の効果(A70W⇒EVS100P)
・A70WをEVS100に100台買い換えた時。
(12L/MinでN2を消費し1L/30円で換算。年間473万円のコストダウン )
・短所は反応性副生成物が出来るハードプロセスには使えない。
・水素を100L流す様な物には向かない。
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
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④EESコンポーネンツ(センサー)
プレゼンター
コンポーネンツ
内容
「真空計製品紹介」
◆真空計トランスデューサタイプのご紹介
・10-8Pa代~大気まで計れる。
・アナログとRS485通信タイプを採用。
・コントローラにおいては全てのゲージで共用。(標準化)
・TFTディスプレイを採用。デジタル表示、グラフ表示、アナログ表示。 3種の表示切
替が可能。
5 . キヤノ ン
アネルバ
真空センサー
・24時間の圧力メモリーが1Secで3Ch記録できる。
・RS232Cでデータを吸い取る事が出来る。
・最大18時間の圧力変動表示可能。
・ワイヤレスでの制御も検討中。(コントローラからデータを飛ばす。)
・CC linkやデバイスネットを採用すると、コストが高くなってしまう。
◆ピラニゲージ
・ピラニ WタイプとNiタイプ(一般的には、W。耐食性タイプがNi。)
・ゲージ設置方向に依存しない。
・各種ゲージで直線性のある特性が得られている。
◆クリスタルイオンゲージ
・コンパクト省スペース。優れた大気圧測定が可能
・B-Aゲージ測定精度 ±15%以内。
◆コールドカソードピラニゲージ
・冷陰極カソードゲージの為、フィラメント切れが無い。
・0.5Paと0.7Paでヒステリシスを持たせている。
◆キャパシタンスゲージ
・マイクロマシン技術により製造。
・機械振動の影響が少ない。
・精巧なダイヤフラム製造が可能。
・共通プロセスで複数のレンジのセンサを製造。低価格化。
・100万回の再現精度 0.35%以内。振動ノイズに対して、強い事が解かる。
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
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④EESコンポーネンツ(センサー)
プレゼンター
6. オムロン
コンポーネンツ
センサー
制御機器
電力制御
内容
◆センシング&コントローラ
・モニターするだけではなく、必要な波形だけを切り抜き有効なデータだけを判別する。
・圧力、赤外線、リレー、音、ガスなどを角砂糖位の大きさでセンシング出来る。
・センシングを個別最適ではなく、全体最適を行う事で効率化をする。
◆EtherCatの概要
・1mSecでデータ取得が可能。μSecも可能。
実用例:
MFCのオーバーシュートが高いと成膜レートが高い。
MFCのオーバーシュートが低いと成膜レートが低い。
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
・リアルタイム制御とは100μSec以内で反映できる事としている。
・EtherCatのデータ取得量。(EtherNet/国産ネット) 1179個/22個 分解能1.000mSec(EtherNetは54倍取得可能)
147個/6個 分解能0.125mSec(EtherNetは25倍取得可能)
・EtherCat製品は今後オムロンでは増えて行く。AMAT、TELで採用されている。
◆省エネ支援機器 KMシリーズ
・配電盤には、電力測定機が搭載されている。分電盤にも搭載がされてきている。(装置毎)
・韓国、中国から装置で省エネ機構付きの要望が多い。
・停止、待機、稼働を仕分け分析する事で、効果的な省エネが可能。
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1.In-situモニター
3.高純度ガス制御系
2.電源モニター
6.自動化制御
5.真空センサー
4.真空ポンプ
センサー
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④EESコンポーネンツ(センサー)
・1.In-situモニターセンサー
半導体製造装置では反応炉内あるいは処理室内で半導体を処理するが、その反応炉内
あるいは処理室内を特殊なセンサーで監視し装置制御に反映することで、より精密な運
用が可能となる。反応炉内や処理室内は、複雑な化学反応が起きているため難しいモニ
ター技術であるが、EES高度化に重要な技術である。
・2.電源モニター
半導体製造装置は、制御装置電源,ヒータ電源,高周波電源等の電力を必要とする。各
種電源のモニターデータ(電圧,電流,電力,高調波,ノイズetc.)を活用することで、装置
健康状態監視と省エネ運用監視が可能である。
・3.高純度ガス供給系
ガス流量制御(MFC)は半導体製造プロセス制御に重要なセンサーである。バルブ故障
や周辺環境の揺らぎで制御不良に陥ると、大規模な半導体不良を引き起こすため、EES
高度化に重要なファクター。極薄膜形成のための微小流量制御性とより高度な信頼性,
品質が期待される。ガス流量センサーデータの活用で装置健康状態を直接的、間接的に
把握が可能である。
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④EESコンポーネンツ(センサー)
・4.真空ポンプ
真空ポンプは単に真空機器を真空にするためだけなく、真空ポンプの各種データ(排気
速度,モータ負荷,ケース温度etc.)を活用することで、装置健康状態を監視することが
可能である。より、スマートで省エネの真空ポンプが開発されてきた。
・5.真空センサー
新技術を利用した半導体製造装置では真空センサーデータ活用はEES高度化に繋が
る。大気圧~超高真空の領域を測定するには従来、各レンジに応じたセンサーを複数
個配置しなければならなかった。また、繰り返し精度の課題やセンシング方式による使
用可否限定の課題があったが、それらを解決する新センサーが開発されてきた。
・6.自動化制御
近年の半導体製造装置は完全自動化対応となっているため、装置内には多くの自動化
機器が搭載されている。これら自動化機器のデータを活用することで、信頼性,品質,
稼働率,生産性が高い装置が可能。
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④EESコンポーネンツ(EES用ソフトウェア)
プレ ゼン ター
コ ン ポーネ ン ツ
内容
省エネ、低コスト、高品質を実現する制御技術
◆ピーク電力抑制制御
2系統のヒータに対するSSR出力が同じタイミングで10Sec周期の場合。
40%出力:SSR1,2のOff時間6Sec ピーク電流10(従来制御)
40%出力:SSR1,2のOff時間1Sec ピーク電流5(山武制御)
Onになるタイミングをずらせば、ピーク電流を半分にする事が出来る。
温度制御
◆ΔL温度制御
一般的には、昇温時の均一制御は困難であるがΔL制御ならば可能。
ΔL制御は、単独PID制御ではなくマルチループで制御している。
◆PIDシミュレータ(ソフト販売)
PIDのオートチューニングには限界がある。
PIDパラメータの最適化する時間の短縮が可能。
(拡散炉など、大きい物の制御調査には時間が掛かる。)
EESツール
◆EESの問題
・問題発生させているプロセスは解かっているがコントロール出来ていない。
・直接測定できないパラメータがある。
・PID制御だけでは充分制御しきれていない。
・最適な設定や方法が特定できない。
・プロセス結果と製造過程の挙動の因果関係が掴めていない。
◆問題に対する今後の対策
・装置データを取得する。(センシングの向上)
・装置データを効率良く活用する。(ソフトウェアの高度化)
◆山武殿のEESビジネススタイル
・歩留まり向上の補助作業及びソフトウェア販売
・改善出来高によるコンサルタントビジネスは実施していない。
◆山武殿によるEES解決事例
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
山武
EESツール
・物理モデルデータを入手する事が難しい時、シミュレーションをする。
(CMPのPadの高さをシミュレーションする。)
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④EESコンポーネンツ(EES用ソフトウェア)
プレ ゼン ター
コ ン ポーネ ン ツ
内容
生産管理システムSONARの紹介
◆ソフト概要
・YMS(イールドマネージメントシステム)
・オンライン
・FDCとして使用しR2R制御が出来る。
YDC
多変量解析ソフト
生産管理システ
ム
・MSPC(多変量解析機能付きSPC)
◆長所
・モデリングを簡易的に作成する事が可能。(DLL化が簡単)
・GUIに優れ運用、維持が簡単に行える。
・データのマージが簡単に行える。
◆短所
・運用に乗せるまで1年掛かる。
・エンドユーザーが、モデリングやデータを出せない。
・装置からのデータ切り出しが出来ない。
・モデリングの使い回しが出来ない。
◆E-RT3 2.0に依るソリューション)
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
・PLC(シーケンサー)と多変量解析ソフトを使って、画像処理に依る解
析が行える。
横河電機
EESツール
◆システム概要
・大きく分けて組み込みコントローラと標準開発型(C言語など)
・10Cm角のコントローラでROhs対応をしている。
・OSはVxWorks、Linux、QNXでパワーPC系CPUの仕様。
◆特徴
・小さい、速い、フレキシブル、標準ソフト開発環境(OSSの使用可能)。
・位置決めと画像処理を同一フレームに融合した。
・リアルタイム性のある画像処理。(最大10μSecのレイテンシー)
・市販のカメラとインターネットから入手したドライバーで動作可能。
・Linuxのシステムを簡単に構築できる。
・ラダー開発 デザイン、エンジニアリング負荷軽減。
・パソコンレスメンテナンス機能。
◆使用用途
・PLCラダーでセンシングして、FDC及び多変量解析ソフトで解析
・ウェハアライメント、ウェハ位置確認に最適。
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④EESコンポーネンツ(EES用ソフトウェア)
計装ネットワークモジュールNX(山武)の
「ゾーン間温度差制御」による均熱昇温
PID制御ループレベルの汎用コントローラにおいても、
状態量制御の高度化技術は導入されている。
40
35
普通に独立に昇温した場合
30
25
A
SP1’ +
SP1
Er1’
PID1
MV1
P1
PV1
20
15
25:26.4
B1
26:09.6
26:52.8
27:36.0
28:19.2
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
29:02.4
29:45.6
30:28.8
40
SP2’ +
SP2
Er2’
PID2
MV2
P2
PV2
-
ΔL
35
ゾーン間温度差制御で昇温した場合
B2
30
SP3
SP3’ +
Er3’
PID3
MV3
P3
PV3
25
B3
20
スーパーバイザーモジュール
調節計モジュール
15
25:26.4
26:09.6
26:52.8
27:36.0
28:19.2
29:02.4
29:45.6
30:28.8
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④EESコンポーネンツ(EES用ソフトウェア)
Orchard
TequiraTM
Modeler
F-EES
MES
Orchard
TequiraTM
Executor
Converter
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
HSMSキャプチャ
SECS/GEM
(HSMS)
Logger
Sensors
装置
●代表値化によるデータ活用
●統計解析によるデータ活用
を促進するOrchard TequiraTM(山武)の
システム構成
*説明変数が直接測定できない
*PID制御では充分な制御ができない
*最適な設定や方法が特定できない
などの課題をデータ解析によりサポート。
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④EESコンポーネンツ(EES用ソフトウェア)
■横河電機: リアルタイム OS 対応組み込みコントローラ e-RT3
組み込みコントローラと画像処理ソリューションの紹介
1.
標準開発環境で制御とデータ処理を融合させる e-RT3
•
•
•
2.
世界 No.1 実績の VxWorks を搭載したリアルタイム制御
膨大なオープンソースを活用可能な、リアルタイム Linux も選択可
C 言語による標準的な開発環境
高速・高信頼性・拡張性をあわせ持つ FA-M3
•
•
•
超高速演算、超小型な PLC (プログラマブル・コントローラ)
Ethernet,
FTP 機能搭載により、生産管理系との容易な連携を実現
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
ログイン管理、操作ログ等による開発資産保護と故障解析の効率化
3.
位置決め制御と画像処理を実現する画像処理ソリューション
4.
e-RT3, FA-M3 による高速データ収集を利用した、FDC 多変量解析ソフト
e-fabDoctor の紹介
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④EESコンポーネンツ(EES用ソフトウェア)
■横河電機: リアルタイム制御ソリューション
e-RT3 2.0 : リアルタイムによる制御を実現
● 世界 No.1 実績の VxWorks を搭載したリアルタイム制御
● 膨大なオープンソースを活用可能な、リアルタイム Linux
● C 言語による標準的な開発環境
● アライメント制御と画像処理を統合した、
「ワン・ストップ・ソリューション」
リアルタイム制御と
既存システムの融合
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
FA-M3 : 高速・高信頼性・拡張性
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Page 35
④EESコンポーネンツ(EES用ソフトウェア)
e-fabDoctor : EDA I/F (Interface A) に準拠した EES ソフトウェア・パッケージ
● Passport : EDA I/F 準拠のプロセスデータ収集ツール
● FDC : リアルタイム不良解析ツール
● Finder : 重ね合わせ / リアルタイム表示対応のデータ描画ツール
e-fabDoctor Finder
ISMI 2nd フリーズ
(SEMI0710) 対応
e-fabDoctor FDC
DB
F-EES
ホスト
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
EDA I/F
SECS / GEM I/F
e-fabDoctor Passport
PLC / Sensor I/F
SECS / GEM I/F
Finder: リアルタイム表示
FDC: 統計解析
FDC:相関解析
PLC, Sensor
オンライン
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④EESコンポーネンツ(EES用ソフトウェア)
■YDC: SONAR
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
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④EESコンポーネンツ(EES用ソフトウェア)
■YDC: SONAR
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
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⑤EESデータセキュリティ(1/2)
プレ ゼン ター
三菱電機
情報技術総研
項目
F A制 御 機 器
に 対 する
セ キュ リ テ ィ
内容
◆模倣被害の実態。
・特許庁2009年調査報告
・3746/8000社 有効回答3721 46.5%
・被害率24.9%
・品種としては雑貨関係の被害が大きい。
・電子関連機器は少し低くなってきている。
◆模倣被害率
・模倣被害社:日本52.7%、中国62.0%、台湾24.2%、韓国22.2%
・模倣品販売消費国:日本48.5%、中国46.4%、台湾19.4%、韓国18.3%
・消費地: 日本48.5% 中国46.4%
・模倣品が中国で生産されていると回答した数59.8%。
◆模倣品の手口
・ブランドを無くして売る。別の会社に化けて、模倣する。
・最近では、中国の海沿いの工業地帯で模倣されている。
◆模造品の被害
・模造品で、ブランド価値を下げられる事が怖い。
・模造品もかなり、品質が上がってきている。
・正規品の50~75%くらいの価格で売られている。
◆情報産業に依るセキュリティの定義
⇒機密性
・アクセス権を持つものだけが情報にアクセスできる。
⇒完全性
・情報及び、処理方法が正確であること、及び完全であることを保護する。
⇒可用性
・正当な権利者に何時でも見れる事が原則。
◆対策とは
⇒情報資産
・守るべき価値を持った情報とは何か?
⇒攻撃と被害
・どの様な攻撃が考えられ、その攻撃を受けた時に誰がどういう被害を受けるか?
⇒防衛策
・被害の大きさに合わせた防衛策の検討。
◆情報漏洩のケース
・攻撃側が制御プログラム、コントローラ、開発環境を全て持っている。
・関係者に依る情報の持ち出し。
・ハッカーに依る情報の持ち出し。
◆防衛策
・認証を取る。データを暗号化する。ユーザー認証。機器認証。メッセージ認証。などがある。
◆コストの問題。
・セキュリティにもコストが掛かる。機能向上ではない為、コストアップの転嫁は難しい。
・生産者は部材費が向上。(ICチップ組み込むなどがある。)
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
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⑤EESデータセキュリティ(2/2)
プレゼンター
三菱電機
情報技術総研
項目
FA制御機器
に対する
セキュリティ
内容
◆情報セキュリティ技術
・世界最高水準の暗号でMisty、KASUMI、Camelliaなどがある。
(未だ打ち破られた事が無い。)
・量子暗号装置により、途中の通信を盗聴したりするのを阻止する。
(電気信号ではないものに変換するため、電気信号レベルのデータ盗聴が出来ない。)
・MPEG4などの映像信号
◆汎用例
・情報を取得した時点で、セキュリティを掛ける。
・セキュリティシールを張る事で対策をする。
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
・認証を持っていない人が触ると、CAD情報が壊れる。
・ワンタイムセキュリティ(3秒ごとに暗号が変化し、30秒以内に入力する。)
◆情報漏えいさせない防止策
・社会的な環境や個人の意識が重要。
・容易に分解出来ないコンポーネンツ設計。
・海賊版メーカーの手に渡らない様にする。
◆暗号の基本思想
・認証キーだけは渡さない。(アルゴリズムは公開してもOK。)
・三菱電機では、アルゴリズムの特許を取っているが、無償で公開している。
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Page 40
⑥異業種交流
訪問先
業種
内容
◆ヤマザキマザック殿ご紹介ビデオ視聴
多軸の工作機械を製造しており、小物から超大物の部品を高速に加工することが でき
る。流体を考慮した複雑な曲面の部品加工も多軸でかつ軸間協調制御 で高 速に対応
できる。グローバル展開を図っており、今後も成長し続ける分野である。
◆製品展示会場見学
ヤマ ザ キマ ザッ ク
工作機械
製作所内には、まるで国際展示場のブースのような製品展示場が設 置さ れて おり、国
内外の顧客が見学に訪れて、実演も含めて分かり易く展示されていた。小物特殊形状
部品から超大物部品まで対応できること をア ピールし ている。全製 品は 、工 業デザイ
ナーによる外観デザインを積極的に行っており、昔の 工作 機械 の無 骨な イメ ージ はな
く、近 未 来 的 な 雰 囲気 である。装置 制御 パネ ルもITの 進化 とと もに進歩 して おり、カ
ラーグラフィックスや加工プログラムシーケンスのビジ ュア ル化 が積 極的 に取 り入 れら
れており、使い勝手が格段に向上している。工作機 械もEESが 検討 され 実用 化さ れて
いる。メンテナンスが必要な部位は使用頻度がビジュア ルに分か るよ うになっており、
メンテナンス警報する。加工シミュレーション機能もあり、加 工プログラム 解析 により出
来栄えを事前に机上で3D検証することが可能である。工作 機械 は、スタ ンド アロンで
使用可能なため、建設機械同様盗難に遭って第三国に不 法輸 出さ れるケースが ある
ため、ジャイロセンサーを搭載し、機械移動警報を行うことができる。材 料の 工程 間搬
送も実現し、工場内全自動化技術もヤマザキマザック社のソフト技術で構築している。
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
◆情報交換会
 機械・装置のリモート保守に関する取り組みについて
MAZA-CAREシステム(オンライン サービスサポートシステム)のご紹介
・Au無線(ネットワーク)で構築
・アラーム自動報告機能、機械データ送信機能、メッセージ受信機能、プログラムサポート機能
・効果;従来の対応時間30minを14minに短縮
・自動ソフトアップデートは出来ない
・電波が届くところに限定される
・半導体工場で電波規制のある工場では難しい(PHSで実現の例はある)
 装置開発の効率化、品質の向上、サービスの向上について
装置インテリジェント機能のご紹介
・動作カウンタ
・ログ解析
・予防保全機能
・振動チェック(周波数:レベルチェック)
・ランニングレコーダ(解析)
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⑥異業種交流
■工作機械メーカー
株式会社ヤマザキマザック様 美濃加茂製作所訪問
詳しくはSEAJへお問い合わせ下さい。
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2009年-2010年度EES高度化活動まとめ
項目
内容
効果
EES ニーズ 調査
JEIT A、 S ELET E、 デバイス メーカー
に依るEES 仕様の最新状況
エ ンドユーザーの要望を中立的な 立場で お伺い
する良い機会とな った。
EES 技術調査
IS M I、 AEC / APC 、 IS S M に
依るEES 最新技術動向
コンソーシ ア の研究発表から最新技術動向を知
る良い機会を得る事が出来た。
EES 用ソフトウェア
各社のEES ソフトの内容を知る事が出来た。
EES 用ハードウェア 及び
コンポーネンツ
各社のEES コンポーネントの内容を知る事が出
来た。
コンポーネンツ研究
EES 用コンポーネンツの
最新技術動向
各種インタ ーフェース 、 EES 用ソフトな ど選定の幅
を広げる事が出来た。
データ セ キュ リ テ ィ
データ セ キュ リ テ ィの方法
データの内容が高度化し模造品に対する防止策
の有効な 検討が出来た。
工場自動化
工場の自動化するべき基準を学ぶ事が出来た。
省エ ネ
省エ ネを取り 込みな がら、 EES 活用をする視点も
出来た。
データ活用法
他業種に於けるデータ 活用を知る事が出来た。
デバイス メーカー、 装置
メーカー向けのEES 意識調査
一般的な 普及度とニーズ を知る良い機会を得る
事が出来た。
参加企業プレゼン
( 技術情報交換)
異業種交流
( 関連技術調査・ 発見)
ア ンケート
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Page 43
End
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