项目背景

国内某头部半导体制造企业，在其核心生产工艺——真空镀膜（PECVD）制程中，需在真空腔体内通入等离子化学气体，于高温低压条件下使等离子体附着于玻璃基板表面，形成半导体膜层。为保证腔体清洁度和镀膜质量，真空腔体在制程后需定期使用特殊药液进行内壁清洁。

项目挑战

由于清洁过程发生在密闭真空环境中，传统方式无法对其进程进行有效监控与精准判断。该企业在CVD腔体清洁环节面临以下挑战：

清洁效果与成本难以平衡：清洁时间不足会导致腔体残留膜层积累，可能脱落形成particle造成腔体污染，造成产品缺陷甚至批量报废；清洁时间过长则会造成药液和时间严重浪费。

人工经验依赖度高：清洁终点完全依赖人员目视观察或经验评估，存在主观性强、无法实时量化、变异不易管控等问题，管理难度大且效率低下。

设备维护成本高昂：过度清洁也会加速CVD设备内部关键部件的腐蚀与老化，增加备件更换频率和维护成本。

质量风险难以管控：人工监控的滞后性和不准确性，潜藏因清洁不彻底而导致颗粒污染的风险，影响产品品质稳定性。

实施方案

针对上述痛点，格创东智为该企业部署了一套CVD成膜设备腔体清洁监控检测系统，融合“光谱数据采集+AI建模分析+自动化控制+安全预警”技术，实时监控清洁过程、精准判断清洁终点、动态调节药液流量，在保障产品良率的同时，显著降低药液用量和清洁时间。

光谱数据采集

通过高精度光谱采集装置，实时监测清洁过程中腔体内的等离子体发射光谱；

AI建模分析

基于采集到的光谱数据建立清洁状态识别模型，通过机器学习算法动态识别清洁进程与终点；

自动化控制

与CVD主设备的生产控制系统（MES）及气体供应系统进行深度集成，通过RCM+RPA技术实现自动化联动，可在判定清洁终点后数秒内自动停止清洁程序；

安全预警机制

集成泄漏监测功能，实时监控腔体真空度，对异常泄漏进行预警，保障生产安全。

项目成果

该系统的成功应用为企业带来了显著的综合效益：

经济效益显著优化

耗材成本大幅降低：通过精准判定清洁终点，避免过度消耗，年节约药液成本高达千万元；

人力成本有效精简：实现清洁过程自动化点检，节省多名专职人员，年节约人力成本约40万元；

设备维护费用下降：清洁时间减少降低了设备腐蚀速率，关键部件使用寿命得以延长，年节省维护费用约百万元。

质量与效率双重提升

产品良率稳步提高：避免因清洁不足或过度清洁导致的产品缺陷，显著提升品质一致性；

产能利用率提升：每个清洁Cycle节省的时间转化为更快的设备节拍，设备产能利用率提高5%；

过程稳定性增强：数字化监控消除了人为因素干扰，使清洁工艺过程处于高度稳定、可控状态。

管理与社会效益凸显

智能制造升级加速：实现关键制程环节的数字化与自动化控制，推动工厂整体智能制造水平提升；

职业健康保障强化：减少人员目视作业频次，降低职业伤害风险，改善工作环境；

绿色制造落地见效：药液用量减少有助于降低毒害气体排放，符合低碳环保的绿色制造发展方向。

客户寄语

该企业生产负责人表示：“格创东智CVD成膜设备腔体清洁监控检测系统，让CVD清洁首次有了量化指标，既砍掉了上亿元成本，又把工程师从枯燥的肉眼点检中解放出来，是公司智能制造道路上的又一大助力。”