統計科技研究專題計畫---統計理論在積體電路製作品管上之應用

Abstract

在所有的高科技工程中,積體電路的生產過程 是程序最繁複,要求最精密的製造技術之一,在過 去,往往只是憑藉著工程師本身的經驗來設計製 程的參數,維持製程的穩定及修正製程的變異,可 是現今半導體的技術漸趨複雜,元件密度快速提 高,每一塊超大型積體電路(Very Large Scale Integrated Circuit,VLSI)微晶片的生產都要經過數百個的精密 步驟,而每一步驟都必須在極準確的控制下進行, 任何程序上微量的變化,均可能造成元件功能的 喪失或產品品質的不穩定,因此無法再單憑半導 體工程師的經驗來進行品質管制的工作,統計理 論及方法因而逐漸被採用,而在目前的積體電路 製作過程中,一般所實施的品質管制步驟大致可 分為三個階段:即線外品管(Off-Line Quality Control), 線上品管(On-Line Quality Control)及可靠度分析( Reliability Assurance)(見圖一),在線外品管部分,目前 應用到的統計理論主要是在於有效的實驗設計( Experimental Design),例如Factorial Design, Farctional Factorial Desigh, Multivariate Analysis ofVariance以及目前 漸受重視的田口式方法(Taquchi Method)等,而在線上 品管方面,一般的統計製程管制(Statistical Process Control,SPC)則多採用了簡單的統計圖表及分析,但 不論是在線外或線上品管,其所使用的統計理論 及方法仍然不夠周全或深入,同時由於積體電路 製程具有某些其他工業所沒有的特性,而一般的 統計品管方法未能針對其特性加以設計,因此使 用起來未能充分發揮其效能,本計畫即是希望以 更深入的統計理論為基礎,配合積體電路製程的 獨特要求,發展出一些線外及線上的品管方法,並 將其試用於實際的生產線上,若能成功,未來也可 嘗試推展到其他類似工業的品管程序上.