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半導體製造製程能力分析之研究
Thesis

半導體製造製程能力分析之研究

曾璟筠
Masters, National Tsing Hua University
1995

Abstract

製程能力 半導體品管 Process Capability Cpk Quality Control
在半導體產業中﹐產品之良率為評估一公司生產能力之指標,良率之高低直接影響了整個公司之生產製造成本與獲益能力﹐因而各公司莫不卯盡全力提昇產品之良率。影響良率之因素很多,包括產品之特性、製造程序、使用之儀器設備、生產之環境等﹐其中使用設備之穩定度﹐牽涉到產品品質之變異性﹐為影響產品良率之一重要直接因素﹐因此如何確保儀器設備之穩定度以提昇產品良率,已成為半導體產業中普遍重視的課題。儀器設備之穩定度可藉由許多外在條件加以控制,例如維修保養、校驗、零件更換等,不過在做這些動作之前,應有一設備穩定度之評估標準,而在半導體業所廣泛使用的即是所謂的製程能力指標(Process Capability Index),其基本原理是將某一批產品在機台生產時之變異程度予以量化,以作為評估設備穩定度之依據。常用之量化指標包括Cp 、 Cpk 等,這些指標在一般製造業已廣為使用,然而在半導體業中﹐卻常出現製程能力指標無法有效反映出儀器設備真實狀況的情形﹐究其原因,主要是與其製程特性、製程資料型態等因素有關。因此在本研究中﹐針對這些半導體業製程特性性進行深入之分析探討,並發展一合理又完整之製程能力評估模式﹐使得所產生之製程能力指標能更準確的反映出真實的製程狀態。為了達到上述目標,本研究所採取的方法是先對所收集之產品變異資料進行分析,以找出資料之特殊型態並予以分離,然後利用統計方法對屬於同一樣本群之資料找出其最適分配函數﹐並得到製程之管制界限﹔再利用分配函數之特徵值﹐來定義適合此製程之製程能力指標計算方式﹐以此方式所得到之製程能力指標﹐除了可以避免許多原始定義方式所可能面臨的困擾與錯誤外﹐並可降低因資料量不足或少數資料之偏異對製程能力指標之控制變數所產生的影響。因此可提供實務界對半導體製程能力作客觀之評估﹐解決半導體業界長久以來﹐製程能力指標無法適當表達製程能力之困擾﹐進而研究利用製程能力指標來提昇良率之方法﹐對良率提昇將有相當大之貢獻。

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