現(xiàn)代半導(dǎo)體制造中質(zhì)量控制和評價的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

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

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

3、。創(chuàng)新性地提出了多品種生產(chǎn)模式下的質(zhì)量控制方法——T-K控制圖技術(shù),用于檢測工藝參數(shù)母體均值及標(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù),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(shù)具有 self-starting特點,無需經(jīng)歷分析用控制圖階段估計母體的分布參數(shù),尤其是 T控制圖的建立過程與母體標(biāo)準(zhǔn)偏差無關(guān)。即便在母體分布參數(shù)未知的情況下,只要樣本數(shù)據(jù)達(dá)到2批,T-K控制圖

4、即可對多品種小批量生產(chǎn)過程實施質(zhì)量控制。
　　2).從 SPC技術(shù)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(jìn)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(jìn)具有自啟動特點的控制圖的 ARL性能。結(jié)果表明,改進(jìn)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(shù)與工藝成品率的關(guān)系,并結(jié)合6σ設(shè)計評價思路對常規(guī) Cpk計算方式進(jìn)行了改進(jìn),提出了一種與成品率具有一一對應(yīng)關(guān)系的等效工序能力指數(shù) 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(shù) 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(shù)的計算過程,通過與其他多變量工序能力指數(shù)評價結(jié)果對比,驗證了 MEC

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