一个集成电路后部工序的计算机辅助制造系统

0  引 言
    随着集成电路的制造过程越来越复杂，生产自动化程度越来越高，人工管理根本不能适应现代化大生产管理的要求。使用IC-CAM (computer-aided manufacturing for integrated circuits)系统来实现计算机高效管理势在必行。
    清华大学微电子所原先自主设计的IC-CAM系统，只有前部工序(如氧化，光刻等)管理，而没有引入后部工序。后部工艺生产都要经过划片、封装、测试、老炼筛选等加工过程。因此后部工序与产品的可靠性、寿命、成本、良率密切相关。老炼筛选测试是集成电路生产非常关键的环节，高可靠的IC产品，必须经过严格的老炼筛选测试等试验。对后部工序实现计算机信息管理，是实现IC 后部生产的合理调度，提高生产效率的基础。该系统在前部工序IC-CAM 系统的基础上，根据老炼筛选测试工序的具体特点建立相应的管理功能，在工艺制定、生产计划调度、在制品流水跟踪、质量控制和原材料管理等方面全面地实现了基于计算机的信息管理。
    本文就集成电路老炼筛选测试工序管理系统进行讨论。
1  系统设计
1.1 开发工具与平台
    本套IC-CAM 系统采用客户/服务器(C/S) 应用体系，硬件平台选用SUN工作站，在Solaris 8 操作系统下的Oracle9i 数据库系统上建立系统底层数据模型；采用Powerbuilder9.0 设计开发出类似windows 风格的用户界面，打包生成的客户端程序(*.exe) 在Windows XP/2000 下运行。
1.2 系统基本组成
    整个系统根据老炼筛选测试生产线的具体情况和各主要部门的职能把系统划分为测试工艺员于系统，测试调度员子系统，测试操作员子系统，测试设备管理子系统，测试成品库房管理子系统及统计报表子系统，如图1 所示。该图不仅体现了系统组织结构，并且清晰地反映了整个后部工序生产活动的主要过程，是整个系统设计的基础。各子系统负责把自己的数据录入系统后，整个生产线可实现数据共享。通过计算处理后，所有人员都能够依据各自的权限查看其相关信息。
    测试工艺员负责在经过全体工艺工程师进行管理评估一致通过后建立筛选测试工艺模型和编制工艺流程卡，工艺流程卡为定制文件，一般不得 随意更改。它规定了各次筛选测试或检验步骤的操作规范、参数要求和检验项目。测试调度员和测试操作员两个子系统根据各种测试流程卡对产品进行老炼筛选测试加工。调度员是生产过程的管理者，负责安排产品的生产、投料编批和指定产品流程优先级，并协助处理生产中的异常情 况，进行试流、返工、报废等多种处理。测试操作员接到谓度令，按照产品流程卡的要求对产品各项相应的加工操作，并将操作信息和测试参数输入到系统当中。测试设备管理子系统负责登记设备基本情况，设置关键设备，并记录日常预防性维护检修和故障维修的过程。测试产品库房管理子系统负责管理成品、原材料和设备零部件。统计报表子系统定时自动生成各类报表，是整个老炼筛选测试IC-CAM系统主要的数据输出部分。生成的报表既有实时数据查询，也有按一定时间间隔统计得出的历史数据，具体内容覆盖了各个子系统。

1.3 主体数据表结构模型
    数据是管理系统的载体，是处理后部工序生产活动流程的主要对象，是实现系统功能的基础，也是数据库设计的主要依据，因此分析和整理项目管理流程分析中的数据以及数据维护的过程至关重要。在建立数据模型时要确保数据的完整性、一致性，减少数据冗余，有利于快速查询等操作。
    设计数据模型时，首先要将生产流程过程中涉及到的数据载体(如工艺流程卡、报表、库房台账等)进行汇总，然后将这些资料加以整理和分析，从数据流动过程来考查实际的生产活动管理模式，理顺其中的相互关系。
    测试工程部(主要包括测试工艺员子系统)和生产部(包括调度员子系统，测试操作员子系统，测试设备管理子系统)的数据表是整个老炼筛选测试工艺生产管理系统的主体数据表，下面分别介绍它们的结构模型。
    (l)测试工程部:测试工程部的数据表以产品生产流程卡的制定为中心进行工艺规范及产品属性管理。首先建立人员、设备、工艺大步类型、质量管理的代码字典。然后为每步工序建立一个属于相应的工艺版本，包括操作条件规砸、测量数据、对应的设备等信息。将所有工艺版本按测试老炼筛选生产流水顺序组合，形成测试老炼筛选工艺的各种工艺流程卡，再将某产品绑定在工艺流程卡形成产品流程卡，用以管理该产品的生产过程。图2 所示为工程部管理IC生产流程的数据表结构模型及相互关系。

    (2) 测试生产部:测试生产部根据工程部提供的产品流程卡组织生产，其核心表为在制品状态表(oltno) 。每一批产品在该表中只记录一行信息，代表此批现在所处加工工序的状态属性。此批完成→步加工，进入下道工序，此表中该批属性也更新为下步工序的状态属性，从而实现在制品的批跟踪。而流程记录表(oflow) 则记录在制品每批的每一步的操作信息，如操作条件、测量数据、质检信息、设备状况、操作员、操作时间等(供统计分析)。如果质检合格，不出现异常，系统实行自调度，流程步骤号不断加一，直到最后一步结束，调度员进行成品离线处理，此批号即从在制品表中删除，进入产品成品库。测试生产部的数据表结构模型及相互关系如图3 所示。