現代半導體制造中質量控制和評價的關鍵技術研究.pdf

1、如今,在半導體和集成電路制造領域,隨著工藝過程、技術和設備的日益復雜,電子元器件產品自身功能的不斷完善,以及客戶對工藝水平及產品質量要求的不斷提高,使得生產過程質量控制和評價技術顯得日益重要。同時,越來越多的國內企業(yè)為了向國際型企業(yè)標準邁進,開始重視質量控制與工藝評價技術。因此,全面實施工藝質量控制與評價技術具有重要意義。
　　本論文以半導體生產過程中多品種小批量生產過程及多變量生產工藝為主要研究對象,以理論分析及計算機模擬仿真為

2、手段,利用 self-starting技術、多元數值積分與極大似然估計等,研究了多品種小批量生產過程中,工藝參數均值和標準偏差的監(jiān)控,以及如何對多變量生產過程的產品質量和工藝進行評價。本論文同時介紹了基于截尾樣本分析供應商所提供的產品質量的方法。本文的研究成果有助于提高產品質量,減少質量缺陷,對提高企業(yè)的市場競爭力具有深遠的意義。本論文的主要研究內容包括:
　　1).分析了在多品種小批量生產模式下,實施質量過程控制技術所面對的困難

3、。創(chuàng)新性地提出了多品種生產模式下的質量控制方法——T-K控制圖技術,用于檢測工藝參數母體均值及標準偏差的波動。該控制圖采用一種對樣本量要求不高的方法,基于采集的每批樣本數據,計算 T、K統(tǒng)計量,使得 T、K統(tǒng)計量各自相互獨立且服從相同分布。該技術具有 self-starting特點,無需經歷分析用控制圖階段估計母體的分布參數,尤其是 T控制圖的建立過程與母體標準偏差無關。即便在母體分布參數未知的情況下,只要樣本數據達到2批,T-K控制圖

4、即可對多品種小批量生產過程實施質量控制。
　　2).從 SPC技術的基本原理出發(fā)點,討論了控制圖性能的衡量方法。對平均運行長度的概念、意義及計算方法做出簡單介紹。其次對 T控制圖及 K控制圖的 ARL性能進行了分析。而后分析了 self-starting控制圖的缺陷,并提出了一種優(yōu)化方法用于改進具有自啟動特點的控制圖的 ARL性能。結果表明,改進后的 Q控制圖以及 T-K控制圖的 ARL性能均有明顯提升。
　　3).以單變量

5、工藝為核心簡要介紹單變量工序能力指數與工藝成品率的關系,并結合6σ設計評價思路對常規(guī) Cpk計算方式進行了改進,提出了一種與成品率具有一一對應關系的等效工序能力指數 ECpk。之后沿用這一思想引出基于成品率的多變量工序能力指數 MECpk的概念及計算方法,并分析了協(xié)方差矩陣對多變量工藝成品率的影響,提出了一種提升工藝成品率的解決思路。最后通過實例詳述了多變量工序能力指數的計算過程,通過與其他多變量工序能力指數評價結果對比,驗證了 MEC

6、pk指數的有效性。
　　4).成品率反映了產品的內在質量和可靠性。從購買者的角度出發(fā),介紹了如何利用產品特性參數的截尾樣本數據來評價供應商所提供產品的質量;提出了利用服從截尾正態(tài)分布的樣本數據推測產品成品率的方法,該方法同時適用于單側及雙側截尾情況;定量分析了成品率計算結果的置信區(qū)間,進而給出了該方法對樣本容量的要求。同時,結合半導體產品的實際測試數據介紹了基于截尾數據推測成品率的步驟,并驗證了算法有效性。
　　5).此外,