프로세스 FMEA 기법은 6시그마 활동에서 측정과 개선활동에서 주로 사용되고 QS9000과 TS16949 국제품질경영시스템 인증 시에 필수적으로 작성하여 제시해야 하는 것으로 많은 기업에서 이 기법을 사용하여 개선활동에 사용하고 있다. 프로세스 FMEA (PFMEA )는 반도체 업체와 같은 설비의존형 장치산업에서는 프로세스 FMEA의 불량모드 선정과 RPN (Risk Priority Number) 평가에 어려움이 있다.
왜냐하면 첫째, 불량이 발생되었을 때 육안으로 식별이 되지 않아 현미경으로 검사를 하고 검사에서 발견하지 못하는 불량이 발생되어 후 프로세스에서 발견되는 경우가 빈번하고 측정설비를 통해 측정값이 규격 이내에서 후 프로세스로 넘어갔는데 후 프로세스에서 불량으로 판정되는 경우가 종종 발생된다. 그리고 불량모드에 대해 처음부터 예상하지 못한 불량이 발생되는 경우도 발생한다. 또한 신프로세스의 경우 불량모드에 대한 선정이 어렵다. 둘째, RPN 평가가 어렵다. 자동차용으로 제시하고 있는 QS9000 기준은 점수 평가에 정확성과 일치성이 미흡하다. 셋째, 프로세스 FMEA 평가와 작성에 시간이 많이 소요되고 팀을 구성해서 진행하여 회합을 자주 하기가 용이하지 않아 개선활동으로 연결하는 회사가 많지 않고 주로 보증용으로 사용하고 있는 실정이다.
프로세스 FMEA가 많은 기업에서 주로 사용되는데 반도체 업체에서는 불량모드의 선정이 용이하지 않고 RPN 평가가 용이하지 않아 평가의 신뢰성이 저하되고 반도체의 특성에 맞는 적합한 프로세스 FMEA의 적용이 미흡하고 성숙도에 따른 평가가 정형화되지 않아 이에 대한 연구가 필요하다.
본 연구에서는 반도체 특성을 고려한 프로세스 FMEA 불량모드 선정과 RPN 평가, 그리고 반도체 업체의 특성을 고려한 프로세스 FMEA 핵심 성공요인을 선정하고, 또한 핵심 성공요인을 기반으로 한 성숙도 평가 모델을 개발하고, 성숙도 평가 모델로서의 적합성을 검증하는 연구를 진행하였다.
반도체 업체 실정에 적합한 개선 활동으로 내재화시키고 반도체 업체의 프로세스 FMEA 추진시의 취약한 문제점을 찾아내어 개선하기 위하여 세 부문의 연구 내용을 다루었다.
첫번 째, 적합한 불량모드의 선정기준을 개발한다. 반도체 업체에서 기존에는 팀을 구성하여 유사한 프로세스의 프로세스 FMEA를 참조하고 브레인 스토밍 방법으로 불량모드를 선정했다. 개선 방안으로 기존 프로세스는 불량모드집과 마스터 프로세스 FMEA표를 참조하여 작성하고 신규 프로세스는 프로세스 흐름도를 참조하여 기능의 정의를 주기능과 보조기능으로 구분하고 주어와 동사로 되어 있는 기능의 정의를 주어와 동사에 형용사, 부사를 추가하여 분석한다. 그리고 기능을 기능상실, 기능의 이상, 시간에 따른 기능저하, 간헐적 기능, 의도하지 않은 기능 다섯 가지로 분류하고 육안과 현미경, 측정으로 구분하여 선정한다.
두번 째, 현업에서 경험하는 RPN 평가 시의 문제점들을 분석하여 적용 제품 및 프로세스에 적합하고, 평가자 간의 일치성을 개선시킬 수 있는 RPN 평가기준을 수립하고 RPN 평가기준을 프로세스 FMEA에 적용할 수 있는 가이드라인을 개발한다. 가이드라인은 심각도, 발생도, 검출도에 영향을 주는 요인으로 분류하고 점수를 부여하여 등급을 10등급으로 조정한다.
세번 째, 그리고 설문조사를 통해 분석된 결과를 토대로 반도체 업체 프로세스 FMEA의 성숙도 모형을 개발하고자 한다. 반도체 업체의 특성을 고려한 프로세스 FMEA 핵심 성공요인을 선정하고, 또한 핵심 성공요인을 기반으로 한 성숙도 평가 모델을 개발하고, 개발된 성숙도 평가 모델을 실제 반도체 제조업체에 적용하여 성숙도 평가 모델로서의 적합성을 검증하였다.