電子工藝設備技術性能指標提出方法及內容研究

彭興文，盧丹丹

(中國電子科技集團公司第二十六研究所，重慶　400060)

由于電子工藝設備大多具備高價值的特點，技術性能指標內容的完整性和準確性是保證設備滿足使用要求的核心。工藝設備技術性能指標是根據工藝技術及使用環境的具體要求轉化而來。首先，用戶需要明確的是工藝技術指標要求絕對不等同于對工藝設備的技術性能指標要求，需要將工藝技術指標要求有效轉化為對工藝設備的技術性能指標要求；其次，用戶必須明確電子工藝設備的使用環境，在同樣的工藝技術指標條件下，使用環境的差別，會導致對工藝設備的技術性能指標要求存在巨大差別。

用戶提出完整和準確的電子工藝設備技術性能指標內容，是一項復雜的工作，要求專業技術水平高、綜合知識能力強。目前，很多電子工藝設備用戶在提出設備技術性能指標時，通常存在未將工藝技術及使用環境要求有效轉化為工藝設備的技術性能要求，造成對工藝設備的技術性能指標內容因素不完整、關鍵技術要求不夠科學合理、工藝設備的使用環境制約缺失等現象，造成購買的電子工藝設備不能完全滿足工藝技術要求或性價比不高的情況。因此，有必要對電子工藝設備技術性能指標的提出方法和完善內容進行研究。

1　性能指標提出方法研究

提出電子工藝設備技術性能指標是具有不同階段的連續性工作，這種連續性工作組成一個完整過程，通常可以分為：準備、正式提出、專家評審及修改完善三個階段。

1.1　提出性能指標的準備階段

購買電子工藝設備是為了配置在工藝線上，完成電子產品制造中的特定工序工藝目標。

首先，分析工藝路線。將電子產品制造的工藝路線方案用流程圖方式表示出來，認真分析清楚選擇的工藝路線方案，然后深入研究擬購電子工藝設備的本工序可選擇的各種工藝方法，并針對不同工藝方法對工藝路線方案、本工序的上下工序影響進行仔細分析研究。

第二，將工藝技術指標要求轉化為電子工藝設備技術性能指標。通過對擬購電子工藝設備的本工序各種可選擇工藝方法的仔細分析研究，在保證與工藝路線方案及上下工序有機銜接基礎上，對可選擇的工藝技術方法提出相應工藝技術指標要求，然后將工藝技術指標要求轉化為對應的電子工藝設備技術性能指標要求，如：磁控濺射設備，工藝技術要求的膜與基片之間的附著力需要轉化為磁控濺射設備的真空度指標以及對基片表面的清潔度要求。

第三，分析使用環境要求。電子工藝設備使用環境不同，對設備的選擇自然存在巨大差異。對于純科研環境使用的設備，由于存在進行不同條件下科研實驗的要求，設備需要經常進行參數等調整，因此，廣泛的適應性和耐用性是第一要務；對于科研試制兼小批量生產環境使用的設備，由于既需要進行不同環境下的科研試驗，同時也需要有小批量的生產能力，因此，良好的可擴展性、耐用性、運行的穩定性和適當的批生產能力平衡是第一要務；對于大批量生產環境使用的設備，由于存在工作期間不能停機的要求，無故障連續運行能力和良好售后服務保障為第一要務。用戶應該將這些不同環境使用特征要求轉化為對應的工藝設備技術性能指標及條件要求。如：磁控濺射設備，在滿足工藝技術要求前提下，針對科研環境使用的關鍵要求是基片尺寸的良好可擴展性和不同基材的廣泛適應性，至于無故障連續運行能力則放在較次要地位；針對大批量生產環境使用的關鍵要求是無故障連續運行能力，至于良好可擴展性和廣泛適應性則基本不做特別要求。

第四，進行市場調研。成立調研工作組，對可供選擇的電子工藝設備進行廣泛的市場調研。調研考察制造廠商的商譽度、制造車間環境、標準執行體系、質量控制體系、生產規模、制造的電子工藝設備先進性和質量可靠性、人機工程應用、制造商在同行業地位、制造的電子工藝設備在同類產品中的地位、設計制造團隊情況、售后服務團隊實力、已售電子工藝設備在用戶中的聲譽、對外協作鏈條等內容；到同類用戶單位調研同類電子工藝設備的人機效果、使用的簡潔性、運行穩定性、對工藝技術要求的適應性及擴展性、無故障工作時間、使用效率、運行成本、安全性、售后服務保障能力等內容；對新工藝技術，尋找典型制造商及設備進行工藝試驗，通過工藝試驗，將此工藝技術要求有效轉化為對電子工藝設備的技術性能及條件要求。

第五，對市場調研情況進行詳細整理分類。用表格方式將電子工藝設備制造商的綜合實力、領先領域及技術、設計開發及制造能力、質量標準體系完整性、技術支撐及售后服務保障能力等內容；各型號設備人機環境、先進性、運行穩定性和可靠性、工藝技術的適應性和擴展性、耐用性、產能、運行成本及安全性等內容分別列出，進行比較分析并排名，然后撰寫詳細的調研報告。

1.2　正式提出性能指標階段

根據使用環境，按照保證工序良品率，工藝簡潔性、一致性、重復性、批產性、效率、經濟性等特征的工藝技術要求，結合電子工藝設備人機效果、工藝適應性和擴展性、運行可靠性和穩定性、投資成本及生命周期內綜合效益等統籌平衡，以具有最佳效率和經濟效益為原則，選定最有利的工藝技術方法，以此確定電子工藝設備類型。然后將工藝技術要求有效轉化為對電子工藝設備的具體技術性能指標和條件要求。工藝技術要求有效轉化為電子工藝設備技術性能要求時，要以技術可靠及先進性、工藝技術適用性、短期效益與長期效益的綜合平衡為原則，既要防止僅考慮技術不考慮經濟效益的高配低用現象，又要防止僅考慮電子工藝設備直接投資成本不考慮技術可靠先進性和使用壽命周期內的綜合效益現象。

這里要特別強調對電子工藝設備使用環境的重視，環境差異會造成對電子工藝設備要求的差異，如光刻工序，若光刻0.18 μm線條，針對科研環境使用通常選用電子束曝光方式，而針對大批量生產環境使用一定是選用步進式曝光方式。這兩種曝光方式的工藝設備無論是技術性能還是直接投資成本方面都存在巨大差異。

1.3　專家評審及修改完善階段

電子工藝設備技術性能指標和條件要求是一個非常復雜的綜合性技術文件，為了確保技術性能指標和條件要求的正確性和完整性，組織專家進行評審是一個不可缺少的環節。

專家評審內容：文件中的工藝技術方法選擇是否正確？電子工藝設備類別選擇是否符合使用環境要求？電子工藝設備技術性能和條件要求與工藝技術的最佳匹配性、技術性能指標的完整性、技術條款的科學合理性、技術因素描述的準確性、技術支撐和售后服務要求的合理性等。

專家評審不僅是發現文件中工藝選擇正確性和使用環境匹配性、提出的工藝設備技術性能指標缺項、匹配性、科學合理規范等問題，而且也是對該文件質量的有效檢驗。若用Q表示文件的質量高低，則 Q=（E-ΔE/E）×100%（E-提交評審文件包含的技術因素，ΔE-專家評審提出需要進行補充完善修改的技術因素），當Q=100%時，說明文件編寫質量完美，專家未提出需要補充完善修改的因素；當Q＜100%時，說明提交專家評審的文件需要補充完善修改，Q越小說明需要補充修改完善的因素越多，文件質量越差。一般Q≥98%判定為優秀，96%≤Q＜98%判定為良好，94%≤Q＜96%判定為合格，Q＜94%判定為不合格。

專家評審完成后，形成專家組意見，責任團隊按此進行認真仔細梳理修改完善，形成正式的電子工藝設備技術性能指標及條件要求技術文件。

2　性能指標的內容研究

2.1　技術性能指標的組成

電子工藝設備技術性能指標一般包含下列8方面：用途、主要組成及功能要求、詳細技術性能指標、使用水電氣能源條件要求、安裝場地條件要求、環境保護和節能減排要求、設備驗收的具體項目和指標要求、安裝調試及技術培訓和售后服務要求。

2.2　電子工藝設備的用途

用戶需清晰準確描述電子工藝設備的用途。在相同工序，不同電子產品對電子工藝設備的具體要求存在差異，給電子工藝設備制造商清晰準確的設備用途信息，使他們能提供與用途完全匹配的設備。如單面光刻機和雙面光刻機均是用來制作線條的，但它們的用途存在巨大差異；又如涂膠顯影機，針對具有壓電特性材料的鈮酸鋰等基片，需要在設備中配置去電子云裝置，一般硅材料就不需要。

2.3　設備主要組成及功能要求

電子工藝設備主要組成決定設備的完整性，主要功能決定設備的結構選擇、工藝適用性、經濟性、可靠性等方面。功能需要詳細描述，因為功能不能全用量化技術指標表示，技術指標是對部分關鍵功能優劣的具體量化。因此，用戶對設備功能的描述要完整、清晰、準確。確定工藝設備主要組成，是確保設備滿足使用要求的基礎，更是支持采用高新、節能環保技術，保證工藝設備使用的可持續性、經濟合理性、可擴展性、可維護性、有效使用壽命的必然要求。電子工藝設備組成一般包含：機械部分各單元、電器部分各單元、控制部分各單元等。

2.4　設備的詳細技術性能指標

電子工藝設備詳細技術性能指標是技術文件的核心，是保證設備與工藝技術要求完全匹配、具有良好經濟運行性、可靠性、維護維修簡潔方便性等的關鍵保障。工藝設備技術性能指標寫得越詳細、完整、準確，設備各種定位就越清晰準確，與工藝技術及使用環境要求的匹配性就更加完美。詳細技術性能指標應包含：設備的結構要求、控制方式、工作方式、有效工作尺寸范圍、精度、重復性、一致性、穩定性、可靠性、工藝適用范圍、與工藝有關的溶液和溶質、時間節拍、無故障工作時間、質量標準和計量體系、故障報警形式、安全性要求等內容。

2.5　使用水、電、氣等能源條件要求

水、電、氣等能源條件往往不受用戶所控，國家標準和市政條件將其限制在一定范圍。因此，盡量按照國家標準和市政規范，明確提出電子工藝設備使用水、電、氣等能源條件，避免進行重大改造增加更多投資成本。

2.6　安裝場地對設備的要求

對于用戶來說，電子工藝設備的安裝場地是已經確定好的，應明確提出安裝條件對設備的制約要求，防止對場地進行重大改造以滿足設備進場和安裝，增加投資成本。一般需要明確工藝設備的長×寬×高尺寸、重量、抗微震等要求。

2.7　滿足環境保護和節能減排的要求

根據國家環保、節能減排的法規和標準，對電子工藝設備提出相應的要求，確保設備屬于環保節能型，滿足國家強制標準要求。

2.8　驗收的具體內容及指標要求

電子工藝設備驗收一般分為預驗收和終驗收兩階段。

預驗收在設備制造工廠進行，一般工藝設備由制造商自行組織，復雜設備由制造商和用戶共同進行。預驗收的目的是使電子工藝設備發貨前，各種狀態達到最佳以滿足合同規定的技術性能要求，同時對預驗收中發現的問題進行及時方便處理，為最終驗收創造良好條件。最終驗收是在使用場地安裝完成后，移交用戶前，按照規定內容所進行的各種測試、試驗及運行，以確保移交用戶時工藝設備的完整性和良好的運行性。設備驗收是特別重要的階段，因此，根據預驗收和最終驗收不同目的，在技術性能指標文件中必須詳細列明兩階段驗收的具體內容和指標、驗收方法、計算方式等，達到驗收目標的具體標志，未達到目標的處理辦法。最好用表格方式列明驗收內容，這樣顯得更簡潔、清晰、準確。

預驗收以設備自身的結構和性能指標考核為主，主要內容是工藝設備的結構強度檢測、功能完善性、主要指標和精度、重復性、一致性、運行狀態、工藝適應性、工藝精度等方面。技術文件中必須規定制造商自行組織預驗收時，需要制作可追溯的有效記錄文件。

終驗收是設備安裝調試和人員培訓工作完成后，正式移交用戶時進行的驗收工作，驗收內容需要全面、詳細，預驗收過的內容也要重新驗收一遍。終驗收需要有電子工藝設備供方代表和用戶代表共同簽訂具有法律效力的詳細記錄和協議。對于未達到驗收標準的項目處理辦法、正式驗收時間計算日、設備保修計算起止時間等內容必須明確。設備機械結構、電器、控制原理圖、操作手冊、維修手冊等均應作為驗收內容。

2.9　安裝調試和技術培訓及售后服務要求

安裝調試和技術培訓是電子工藝設備在使用現場的核心內容，是保證設備正常、良好運行的關鍵工作。用戶必須清晰準確提出安裝調試和技術培訓的具體要求，一般包含：供方到用戶現場進行安裝調試和技術培訓的工程師類別及等級、工程師人數、工作天數、完成的工作內容、開始對用戶技術人員（操作人員、維修維護人員等各多少名）進行培訓的時間等方面。培訓的具體內容應含設備的構成、原理、功能、使用工藝范圍、特別注意事項、基本操作及高級操作、工藝制作、日常運行管理、日常維護、故障診斷及排除，對外圍條件的保障要求等。

售后服務是電子工藝設備的重要條件，要求設備百分之百不出故障是不科學的，應該提出設備的無故障工作時間，關鍵是用戶提出工藝設備出現故障后，設備供應方需在短時間內消除故障，不影響設備完成科研生產任務。用戶需要提出設備移交后，設備制造商對設備出現故障后的反應速度、到達現場排除故障的時間、涉及零部件更換的時間要求、在規定時間內未完成故障排除的處罰辦法、針對復雜電子工藝設備每年的日常巡檢次數和內容及工作時間等內容。

3　結束語

總之，提出電子工藝設備技術性能指標和條件是一個非常復雜、具有高難度的工作，用戶應該組織設計、使用、維修等技術人員組成團隊負責對工藝技術和電子工藝設備進行研究，盡量提出科學完善、與工藝技術和使用環境要求完全匹配的技術性能指標體系。