項(xiàng)目背景

國(guó)內(nèi)某頭部半導(dǎo)體制造企業(yè)，在其核心生產(chǎn)工藝——真空鍍膜（PECVD）制程中，需在真空腔體內(nèi)通入等離子化學(xué)氣體，于高溫低壓條件下使等離子體附著于玻璃基板表面，形成半導(dǎo)體膜層。為保證腔體清潔度和鍍膜質(zhì)量，真空腔體在制程后需定期使用特殊藥液進(jìn)行內(nèi)壁清潔。

項(xiàng)目挑戰(zhàn)

由于清潔過(guò)程發(fā)生在密閉真空環(huán)境中，傳統(tǒng)方式無(wú)法對(duì)其進(jìn)程進(jìn)行有效監(jiān)控與精準(zhǔn)判斷。該企業(yè)在CVD腔體清潔環(huán)節(jié)面臨以下挑戰(zhàn)：

清潔效果與成本難以平衡：清潔時(shí)間不足會(huì)導(dǎo)致腔體殘留膜層積累，可能脫落形成particle造成腔體污染，造成產(chǎn)品缺陷甚至批量報(bào)廢；清潔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則會(huì)造成藥液和時(shí)間嚴(yán)重浪費(fèi)。

人工經(jīng)驗(yàn)依賴度高：清潔終點(diǎn)完全依賴人員目視觀察或經(jīng)驗(yàn)評(píng)估，存在主觀性強(qiáng)、無(wú)法實(shí)時(shí)量化、變異不易管控等問(wèn)題，管理難度大且效率低下。

設(shè)備維護(hù)成本高昂：過(guò)度清潔也會(huì)加速CVD設(shè)備內(nèi)部關(guān)鍵部件的腐蝕與老化，增加備件更換頻率和維護(hù)成本。

質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)難以管控：人工監(jiān)控的滯后性和不準(zhǔn)確性，潛藏因清潔不徹底而導(dǎo)致顆粒污染的風(fēng)險(xiǎn)，影響產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性。

實(shí)施方案

針對(duì)上述痛點(diǎn)，格創(chuàng)東智為該企業(yè)部署了一套CVD成膜設(shè)備腔體清潔監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)，融合“光譜數(shù)據(jù)采集+AI建模分析+自動(dòng)化控制+安全預(yù)警”技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控清潔過(guò)程、精準(zhǔn)判斷清潔終點(diǎn)、動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)藥液流量，在保障產(chǎn)品良率的同時(shí)，顯著降低藥液用量和清潔時(shí)間。

光譜數(shù)據(jù)采集：通過(guò)高精度光譜采集裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)清潔過(guò)程中腔體內(nèi)的等離子體發(fā)射光譜；

AI建模分析：基于采集到的光譜數(shù)據(jù)建立清潔狀態(tài)識(shí)別模型，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法動(dòng)態(tài)識(shí)別清潔進(jìn)程與終點(diǎn)；

自動(dòng)化控制：與CVD主設(shè)備的生產(chǎn)控制系統(tǒng)（MES）及氣體供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行深度集成，通過(guò)RCM+RPA技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化聯(lián)動(dòng)，可在判定清潔終點(diǎn)后數(shù)秒內(nèi)自動(dòng)停止清潔程序；

安全預(yù)警機(jī)制：集成泄漏監(jiān)測(cè)功能，實(shí)時(shí)監(jiān)控腔體真空度，對(duì)異常泄漏進(jìn)行預(yù)警，保障生產(chǎn)安全。

項(xiàng)目成果

該系統(tǒng)的成功應(yīng)用為企業(yè)帶來(lái)了顯著的綜合效益：

經(jīng)濟(jì)效益顯著優(yōu)化

耗材成本大幅降低：通過(guò)精準(zhǔn)判定清潔終點(diǎn)，避免過(guò)度消耗，年節(jié)約藥液成本高達(dá)千萬(wàn)元；

人力成本有效精簡(jiǎn)：實(shí)現(xiàn)清潔過(guò)程自動(dòng)化點(diǎn)檢，節(jié)省多名專職人員，年節(jié)約人力成本約40萬(wàn)元；

設(shè)備維護(hù)費(fèi)用下降：清潔時(shí)間減少降低了設(shè)備腐蝕速率，關(guān)鍵部件使用壽命得以延長(zhǎng)，年節(jié)省維護(hù)費(fèi)用約百萬(wàn)元。

質(zhì)量與效率雙重提升

產(chǎn)品良率穩(wěn)步提高：避免因清潔不足或過(guò)度清潔導(dǎo)致的產(chǎn)品缺陷，顯著提升品質(zhì)一致性；

產(chǎn)能利用率提升：每個(gè)清潔Cycle節(jié)省的時(shí)間轉(zhuǎn)化為更快的設(shè)備節(jié)拍，設(shè)備產(chǎn)能利用率提高5%；

過(guò)程穩(wěn)定性增強(qiáng)：數(shù)字化監(jiān)控消除了人為因素干擾，使清潔工藝過(guò)程處于高度穩(wěn)定、可控狀態(tài)。

管理與社會(huì)效益凸顯

智能制造升級(jí)加速：實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵制程環(huán)節(jié)的數(shù)字化與自動(dòng)化控制，推動(dòng)工廠整體智能制造水平提升；

職業(yè)健康保障強(qiáng)化：減少人員目視作業(yè)頻次，降低職業(yè)傷害風(fēng)險(xiǎn)，改善工作環(huán)境；

綠色制造落地見(jiàn)效：藥液用量減少有助于降低毒害氣體排放，符合低碳環(huán)保的綠色制造發(fā)展方向。

綠色制造

該企業(yè)生產(chǎn)負(fù)責(zé)人表示：“格創(chuàng)東智CVD成膜設(shè)備腔體清潔監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)，讓CVD清潔首次有了量化指標(biāo)，既砍掉了上億元成本，又把工程師從枯燥的肉眼點(diǎn)檢中解放出來(lái)，是公司智能制造道路上的又一大助力。”