Der Kunde
Tokyo Electron Ltd (TEL) ist derzeit der zweitgrößte Anbieter von Produktionsanlagen für die Halbleiterfertigungsindustrie und verkauft hochmoderne Anlagen an die führenden Mikrochip-Hersteller weltweit. Im Rahmen einer gemeinsamen Entwicklungsvereinbarung mit einem europäischen F&E-Zentrum entwickeln TEL-Ingenieure einen neuen High-k-Halbleiterprozess rund um den vertikalen Mini-Batch-Ofen TELFORMULA des Unternehmens, der 12-Zoll-Siliziumwafer verwendet. Der experimentelle Prozess wurde in Japan getestet und auf die Anlage am Standort des Kunden übertragen – eines von nur wenigen ähnlichen Tools weltweit.
Herausforderung
Nach anfänglichem Erfolg zeigte das Produkt aus der Kundenanlage eine geringe Wiederholgenauigkeit der Schichtdicke. Dies wurde auf Tool-zu-Tool-Variationen zurückgeführt und durch Feinabstimmung des Prozesses adressiert. Als das Problem dadurch nicht vollständig gelöst wurde, wurde ein Spezialist aus Japan eingeflogen, um bei der Ursachenfindung zu unterstützen. Obwohl er einige kleinere Probleme beheben konnte, blieb das Schichtdickenproblem ungelöst. Achtzehn Monate nach der Installation war das Tool weiterhin unzuverlässig.
Lösung
Zu diesem Zeitpunkt wurden TEL-Produktionsspezialisten in Europa im Rahmen einer globalen Initiative zur Verbesserung des Kundensupports in der KT Problemlösung & Entscheidungsfindung geschult. Nach der Schulung erkannte Dr. Darren Hill das TELFORMULA-Thema als eine gute Anwendung der KT-Prozesse. Mithilfe der KT-Problemanalyse erstellte er eine erste Problemformulierung und spezifizierte das Problem dann, indem er fragte: was, wo, wann sowie das Ausmaß der Abweichung. Dabei nutzte er das Tool am Kundenstandort als IST (was ist, wo ist usw.) und das Mutter-Tool in Japan als IST NICHT. Ein entscheidender Unterschied identifizierte ein Problem im Druckregelsystem als Ursache der Schichtdickenvariation.
Anschließend initiierte er eine zweite Problemanalyse, um die Ursache der Ursache zu identifizieren, indem er das Problem im Druckregelsystem analysierte. Dies führte zu zusätzlichen Tests und Datenerhebung sowohl in Europa als auch in Japan. Die systematische Logik des Rational Process deckte zwei unterschiedliche Probleme am Mutter-Tool in Japan auf, die die Abweichung verursacht hatten; das Kunden-Tool erwies sich als vollständig korrekt funktionierend. Für den Prozess wurde eine neue BKMKM (Best Known Method) herausgegeben, und das Problem ist nicht wieder aufgetreten.
Ergebnisse
Mit dem KT Rational Process wurde ein 18 Monate altes Problem in zwei Monaten gelöst, das volle Vertrauen in das hochmoderne Tool wiederhergestellt und die Beziehung zwischen TEL und dem Kunden gestärkt. Heute wird diese Problemanalyse in der Ingenieursausbildung eingesetzt und ihr wird zugeschrieben, neue Wege der globalen Kommunikation eröffnet zu haben.
Im selben Zeitraum wurden im F&E-Labor anhaltende Probleme mit dem Tool eines Wettbewerbers nie gelöst, und das Tool wurde vom Wettbewerber aufgegeben. Wenn die neue Technologie des Kunden schließlich übernommen wird, ist TEL in der Lage, weitere neue Tools zu liefern – jedes mit einem Preis im mehrmillionigen Dollarbereich.
Zusammenfassung der Kepner-Tregoe-Problemanalyse
Problem beschreiben
Das Problem formulieren. Was weist eine Abweichung auf? Was ist die Abweichung? Was sehen, hören, fühlen, schmecken oder riechen wir, das uns zeigt, dass eine Abweichung vorliegt?
Das Problem spezifizieren
Mögliche Ursachen identifizieren
Nutzen Sie Wissen und Erfahrung, um mögliche Ursachenaussagen zu entwickeln (oft ist es hilfreich, zuerst Unterschiede und Veränderungen zu untersuchen).
Nutzen Sie Unterschiede und Veränderungen, um mögliche Ursachenaussagen zu entwickeln (für „Ausmaß“ nicht erforderlich).
Mögliche Ursachen bewerten
Testen Sie mögliche Ursachen anhand der IST- und IST-NICHT-Spezifikation (notieren Sie „Nur-wenn“-Qualifizierer).
Bestimmen Sie die wahrscheinlichste Ursache.
Wahre Ursache bestätigen
In dieser letzten Phase verifizieren wir unsere Annahmen, beobachten und experimentieren. In dieser Phase geht es darum, den sichersten, einfachsten, schnellsten und kostengünstigsten Weg zu wählen, um die wahre Ursache nachzuweisen. In vielen Fällen bedeutet das schlicht, eine Korrekturmaßnahme auszuprobieren und zu überwachen.