半導(dǎo)體-TFT-LCD制程統(tǒng)計建模與批間控制研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，半導(dǎo)體/液晶面板(Thin film transistor liquid crystaldisplay，TFT-LCD)生產(chǎn)過程日趨大型化、復(fù)雜化，制造流程越來越精密，所使用的設(shè)備也越來越昂貴，導(dǎo)致提升產(chǎn)品的良率非常不易。本文針對半導(dǎo)體/TFT-LCD加工控制過程中的難點問題，從加工過程的輸入輸出數(shù)據(jù)出發(fā)，借助于統(tǒng)計學(xué)理論、數(shù)據(jù)挖掘方法，以及批間控制算法，分析和了解半導(dǎo)體/TFT-LCD加工子過程的相關(guān)特性，實現(xiàn)了對

2、晶圓/玻璃基片品質(zhì)的即時估計與實時控制。
　　 本文主要內(nèi)容包括：
　　 1.在獲得先進過程控制數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，直接從輸入輸出數(shù)據(jù)的相關(guān)性出發(fā)，提出一種基于動態(tài)典型相關(guān)分析的虛擬測量方法。該方法直接選取輸入與輸出向量中若干具有代表性的綜合指標(biāo)(變量的線性組合)，用這些指標(biāo)的最大相關(guān)關(guān)系表示原始輸入輸出向量之間的關(guān)系，將高維空間的過程變量投影到低維空間；同時，利用均值與協(xié)方差矩陣，給出一種遞歸的辨識算法，可大大減少算法的在線

3、計算量，增強算法的自適應(yīng)能力，并克服加工過程的非線性與預(yù)防性維護所造成模型參數(shù)變化。通過數(shù)值仿真，對比傳統(tǒng)的主成分分析與偏最小二乘算法的結(jié)果，定性的分析了本文算法的優(yōu)點。最后，以實際TFT-LCD的濺鍍制程為例，驗證本文算法的有效性。
　　 2.隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體/TFT-LCD制程已經(jīng)由單一產(chǎn)品的生產(chǎn)模式發(fā)展為多產(chǎn)品共線的生產(chǎn)模式。本文利用統(tǒng)計學(xué)理論，針對高度混合制程，提出一種基于多變量變異數(shù)分析(MANCOVA)的虛

4、擬測量方法。首先，采用逐步回歸算法，找出影響產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵變量；在此基礎(chǔ)上，依據(jù)共變異數(shù)分析結(jié)果辨識出混合制程中各產(chǎn)品的產(chǎn)品效應(yīng)(product-effect)；并以滑動平均時間序列分析(IMA(1，1))追蹤先進過程控制所無法測量的過程變量變化與噪聲影響，提高算法的預(yù)測精度；TFT-LCD蝕刻制程驗證了本文算法的有效性。
　　 3.針對生產(chǎn)工藝約束條件的可調(diào)整性以及控制目標(biāo)的區(qū)間特性，提出一種帶區(qū)域控制的EWMA算法(z-EW

5、MA)。首先，針對生產(chǎn)工藝約束條件的可調(diào)整性，將系統(tǒng)的區(qū)域性目標(biāo)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)不等式約束條件，并以模型輸出誤差為變量，給出一種具有積分特點的指標(biāo)函數(shù)，在保證產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，可節(jié)約生產(chǎn)成本，TFT-LCD蝕刻制程的逆向工程研究表明：在控制動作相對穩(wěn)定的情況下，z-EWMA控制器可以改善蝕刻線寬的制程能力(Cpk)，節(jié)約生產(chǎn)成本與時間，提升系統(tǒng)的產(chǎn)能。
　　 4.針對并行機臺的性能差異，提出一種機臺操作變量性能匹配算法。首先，在分析操