專利名稱：品質(zhì)管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及品質(zhì)管理方法，特別是對批處理生產(chǎn)中產(chǎn)品的品質(zhì)管理方法。

背景技術(shù)：
在企業(yè)的生產(chǎn)部門里，每天都要生產(chǎn)或加工大量產(chǎn)品，產(chǎn)品的性能和品質(zhì)關(guān)系到企業(yè)的命脈，對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行及時的監(jiān)控和檢測分析顯得尤為重要。品質(zhì)管理方法就是通過對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢測和分析，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)的控制的一種方法，其中，常常通過采集產(chǎn)品質(zhì)量的相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計學(xué)原理對所采集的參數(shù)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時發(fā)現(xiàn)問題，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)條件或流程的完善和改進(jìn)。
在對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控的過程中，可將產(chǎn)品分為“合格品”和“不合格品”兩種類型。以半導(dǎo)體制造生產(chǎn)為例，其中，“不合格品”，也就是殘次品，是指生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的、其功能無法實現(xiàn)的芯片?，F(xiàn)有技術(shù)采用統(tǒng)計方法對這樣的不合格品進(jìn)行監(jiān)控時，通常采用p型控制圖對其進(jìn)行分析，即通過監(jiān)控出現(xiàn)不合格評的概率來對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控。理論上，在計算控制界時，總是認(rèn)為所采集的采樣數(shù)據(jù)符合一定的前提條件，即采樣數(shù)據(jù)為在連續(xù)的生產(chǎn)過程中所采集到的具有連續(xù)性的樣本數(shù)據(jù)。
然而在實際生產(chǎn)制造的過程中，由于實際需要，為提高生產(chǎn)效率，常采用批處理方式進(jìn)行生產(chǎn)。在批處理過程中，將連續(xù)的單個生產(chǎn)過程分為多個連續(xù)的生產(chǎn)階段，并且所有進(jìn)入生產(chǎn)過程的一組原材料分為并行處理的原材料，每個組分別同時經(jīng)過每個生產(chǎn)階段直至生產(chǎn)過程結(jié)束，最后將每個組處理好的產(chǎn)品匯集在一起。當(dāng)某一個生產(chǎn)階段結(jié)束，將進(jìn)入下一個生產(chǎn)階段時，通過對多組產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，獲得同一個生產(chǎn)階段中的多組樣本數(shù)據(jù)。這些樣本數(shù)據(jù)的組之間不存在連續(xù)性，因此當(dāng)對這些樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計算時，采用原來的方法獲得的控制界將不能有效地對批處理生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種品質(zhì)管理方法，能對批處理生產(chǎn)過程中的多組產(chǎn)品進(jìn)行品質(zhì)管理和監(jiān)控。
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種品質(zhì)管理方法，包括分組對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，其中不同組的數(shù)據(jù)之間不具有連續(xù)性；根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)，分別設(shè)置組間控制界以及組內(nèi)控制界。
可選的，所述樣本數(shù)據(jù)為μ+σβωi+σWεij，其中i＝1，2，....，m，且j＝1，2，...，n；

為樣本數(shù)據(jù)的組間方差，

為樣本數(shù)據(jù)的組內(nèi)方差，并且ωi、εij為獨立正態(tài)分布N(0，1)的隨機(jī)方差。
可選的，所述分組對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，包括根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)，計算所述樣本數(shù)據(jù)的組內(nèi)方差和組間方差。
可選的，所述計算樣本數(shù)據(jù)的組內(nèi)方差和組間方差包括獲得所述樣本數(shù)據(jù)的方差V(Yij)以及所述樣本數(shù)據(jù)平均值的方差

根據(jù)

以及

獲得所述樣本數(shù)據(jù)的組間方差

以及所述樣本數(shù)據(jù)的組內(nèi)方差

其中，n為所述樣本數(shù)據(jù)的數(shù)目。
可選的，所述根據(jù)樣本數(shù)據(jù)，分別設(shè)置組間控制界以及組內(nèi)控制界，包括采用p型控制圖對所述樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。
可選的，所述采用p型控制圖對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，包括計算各組樣本數(shù)據(jù)的不合格率；計算組間平均不合格率；根據(jù)所述各組的樣本數(shù)據(jù)的不合格率以及所述組間平均不合格率，獲得組間控制圖和組內(nèi)控制圖。
可選的，所述組內(nèi)控制界包括 組內(nèi)控制上限 組內(nèi)控制下限為 組內(nèi)均值為
可選的，所述組間控制界包括 組間控制上限為 組間控制下限為 組間均值為 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點充分考慮了批處理生產(chǎn)過程中，樣本數(shù)據(jù)組織間不具備連續(xù)性的特點，對所采集的樣本數(shù)據(jù)分別設(shè)置了組間控制界和組內(nèi)控制界，從而改善了常規(guī)品質(zhì)管理方法對批處理生產(chǎn)過程無法監(jiān)控或監(jiān)控時發(fā)生失誤的現(xiàn)象，有效地提高了對批處理生產(chǎn)過程的監(jiān)控水平，提高了生產(chǎn)效率。



圖1是本發(fā)明品質(zhì)管理方法實施方式的流程示意圖； 圖2是本發(fā)明品質(zhì)管理方法具體實施方式
中獲得所述樣本數(shù)據(jù)的組間控制圖和組內(nèi)控制圖的流程示意圖； 圖3是本發(fā)明品質(zhì)管理方法具體實施例中樣本數(shù)據(jù)組間控制圖的示意圖； 圖4是采用本發(fā)明品質(zhì)管理方法具體實施例所獲得的樣本數(shù)據(jù)組間控制圖的控制上界、以及采用現(xiàn)有技術(shù)所獲得的控制上界的示意圖。

具體實施例方式 產(chǎn)品要么屬于合格，要不屬于不合格，也就是說，對于同一件產(chǎn)品的測試結(jié)果而言，具有兩種可能的相互對立的測試結(jié)果。其中，獲得所述不合格產(chǎn)品的概率在統(tǒng)計學(xué)上滿足二項分布(binomial distribution)。其中，所述二項分布，就是統(tǒng)計學(xué)上對這種只具有兩種互斥結(jié)果的離散型隨機(jī)事件的規(guī)律性進(jìn)行描述的一種概率分布。具體來說，不合格產(chǎn)品數(shù)量為D，總產(chǎn)品數(shù)量為n，P為出現(xiàn)合格產(chǎn)品的概率，則具有以下關(guān)系 在現(xiàn)有技術(shù)中，采用p型控制圖對生產(chǎn)過程進(jìn)行品質(zhì)管理，包括對m組樣本依次進(jìn)行采樣，其中每組包含n個樣本數(shù)據(jù)；根據(jù)所采集的樣本數(shù)據(jù)是否合格，對每組的采樣結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計整理；根據(jù)第i組采集到的不合格樣本的數(shù)量為Di，其中，i＝1，2，3，....，m，獲得第i組中所具有的不合格率

即 根據(jù)每組所具有的不合格率

獲得m組的平均不合格率

即 根據(jù)所獲得的平均不合格率

獲得p控制圖對所述批處理生產(chǎn)過程進(jìn)行品質(zhì)管理時，所采用的上控制界UCL、下控制界LCL以及均值CL，分別為 然而，上述控制界等參數(shù)的獲得是基于m組樣本數(shù)據(jù)之間具有連續(xù)性的基礎(chǔ)上，但是，這對于批處理生產(chǎn)過程而言，是無法實現(xiàn)的。在批處理的生產(chǎn)過程中，由于批處理流程的性質(zhì)，不同組之間的樣本數(shù)據(jù)可以是同時獲得，也可以是依次獲得，但不同組的樣本數(shù)據(jù)之間不存在連續(xù)性。
基于此，參考圖1，本發(fā)明提供一種品質(zhì)管理方法，包括步驟S1，以分組方式對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，其中不同組的數(shù)據(jù)之間不具有連續(xù)性；步驟S2，根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)，分別設(shè)置組間控制界以及組內(nèi)控制界。
具體來說，上述(4)-(6)的獲得，是基于所采集到的每個樣本數(shù)據(jù)都具有以下關(guān)系 Xij＝μ+σWεij..................(7) 其中，i＝1，2，....，m，且j＝1，2，...，n；n為在同一個組內(nèi)所獲得樣本數(shù)據(jù)數(shù)目，m為組數(shù)。μ為總體樣本數(shù)據(jù)平均值，

為樣本數(shù)據(jù)方差，并且εij為獨立正態(tài)分布N(0，1)的隨機(jī)方差。
其中，

為樣本總體均值，并且具有分布
但是，在批處理生產(chǎn)過程中，所采集的樣本數(shù)據(jù)分為不同的組，并且組與組之間的數(shù)據(jù)沒有連續(xù)性。具體來說，批處理生產(chǎn)過程中所獲得樣本數(shù)據(jù)滿足以下的關(guān)系 Yij＝μ+σBωi+σWεij..................(9) 其中，i＝1，2，....，m，且j＝1，2，...，n；

為樣本數(shù)據(jù)的組間方差，

為樣本數(shù)據(jù)的組內(nèi)方差，并且ωi為獨立正態(tài)分布N(0，1)的隨機(jī)方差。
對照式(8)和式(9)，由于批處理生產(chǎn)過程中所獲得的樣本數(shù)據(jù)不能忽視組間方差的存在，因此用常規(guī)品質(zhì)管理方法對批處理生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控顯然是行不通的。
對于式(9)所描述的樣本數(shù)據(jù)，進(jìn)一步地，具有 其中， V(Yij)為Yij的方差，

為

的方差， 根據(jù)V(Yij)和

以及式(10)和式(11)，可獲得

和
下面以晶圓的刻蝕過程為例，對本發(fā)明實施方式作進(jìn)一步說明。
首先，分別對在不同的控制室制作生產(chǎn)的晶圓進(jìn)行測量，獲得樣本數(shù)據(jù)。其中，具體來說，分別測量在n個控制室的晶圓，檢測的晶圓共為m片，也就是說，所獲得的晶圓的樣本數(shù)據(jù)，可分為n個組，每組具有m個樣本數(shù)據(jù)。
其中，可包括根據(jù)樣本數(shù)據(jù)的方差及其均值的方差，計算所述樣本數(shù)據(jù)的組內(nèi)方差

和組間方差

為同一控制室內(nèi)各晶圓之間的方差分布，具體來說，

和刻蝕時等離子體密度、氣體在晶圓表面的分布等有關(guān)。

為各控制室之間的方差分布，具體來說，

和等離子體功率波動、氣體流動率等有關(guān)。
接下來，對所述樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，判斷所述樣本數(shù)據(jù)是否合格，統(tǒng)計不合格品的數(shù)量。具體來說，可根據(jù)不同的樣本數(shù)據(jù)和實際情況，設(shè)定合格的參考標(biāo)準(zhǔn)，判斷樣本數(shù)據(jù)是否為合格品。
接下來，通過p型控制圖對所述樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，獲得所述樣本數(shù)據(jù)的組間控制圖和組內(nèi)控制圖。具體來說，可包括 步驟S11，獲得各組的樣本數(shù)據(jù)的不合格率。
參考式(2)，獲得

即 其中，第i組中所述不合格品的樣本數(shù)量為Di，每組包含n個樣本數(shù)據(jù)。
步驟S12，獲得組間平均不合格率。
參考式(3)，根據(jù)每組所具有的不合格率

獲得m組的平均不合格率
步驟S13，根據(jù)所述各組的樣本數(shù)據(jù)的不合格率以及所述組間平均不合格率，獲得組間控制圖和組內(nèi)控制圖。
具體來說，組內(nèi)控制圖中，其中組內(nèi)控制上限、組內(nèi)控制下限和均值分別為 參考圖3，根據(jù)組間

獲得組間控制圖，其中組間控制上限301、組間控制下限302和均值303分別為 其中 由于樣本數(shù)據(jù)符合二項式分布時，樣本數(shù)據(jù)的平均值和方差具有相關(guān)性，因此所述組內(nèi)控制圖和所述組間控制圖中樣本數(shù)據(jù)的曲線具有相似的趨勢。其中，所述組內(nèi)控制圖用于對同一組之間的晶圓和晶圓之間的方差穩(wěn)定進(jìn)行監(jiān)控，所述組間控制圖用于對晶圓組間的一致性進(jìn)行監(jiān)控。通過所述組內(nèi)控制圖和所述組間控制圖共同對批處理生產(chǎn)過程中的晶圓數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，從而使所述品質(zhì)管理方法能夠符合批處理生產(chǎn)過程的特點，使監(jiān)控更加準(zhǔn)確。
參考圖4，采用現(xiàn)有技術(shù)所獲得的控制上界402對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控時，很多合格的樣本數(shù)據(jù)超出控制上界而被認(rèn)作不合格，出現(xiàn)了很多假警報，而采用本發(fā)明具體實施例所獲得的控制上界401對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控時，能夠較好地反映樣本數(shù)據(jù)的真實情況，即只有當(dāng)樣本數(shù)據(jù)確實存在偏差時，才發(fā)出警報信息。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明充分考慮了批處理生產(chǎn)過程中，樣本數(shù)據(jù)組織間不具備連續(xù)性的特點，對所采集的樣本數(shù)據(jù)分別設(shè)置了組間控制界和組內(nèi)控制界，從而改善了常規(guī)品質(zhì)管理方法對批處理生產(chǎn)過程無法監(jiān)控或監(jiān)控時發(fā)生失誤的現(xiàn)象，有效地提高了對批處理生產(chǎn)過程的監(jiān)控水平，提高了生產(chǎn)效率。
雖然本發(fā)明已通過較佳實施例說明如上，但這些較佳實施例并非用以限定本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)有能力對該較佳實施例做出各種改正和補充，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種品質(zhì)管理方法，其特征在于，包括
以分組方式對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，其中不同組的數(shù)據(jù)之間不具有連續(xù)性；
根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)，分別設(shè)置組間控制界以及組內(nèi)控制界。
2.如權(quán)利要求1所述的品質(zhì)管理方法，其特征在于，所述樣本數(shù)據(jù)為μ+σBωi+σWεij，其中i＝1，2，....，m，且j＝1，2，...，n；
為樣本數(shù)據(jù)的組間方差，
為樣本數(shù)據(jù)的組內(nèi)方差，并且ωi、εij為獨立正態(tài)分布N(0，1)的隨機(jī)方差。
3.如權(quán)利要求1所述的品質(zhì)管理方法，其特征在于，所述分組對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，包括根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)，計算所述樣本數(shù)據(jù)的組內(nèi)方差和組間方差。
4.如權(quán)利要求3所述的品質(zhì)管理方法，其特征在于，所述計算樣本數(shù)據(jù)的組內(nèi)方差和組間方差包括
獲得所述樣本數(shù)據(jù)的方差V(Yij)以及所述樣本數(shù)據(jù)平均值的方差
根據(jù)
以及
獲得所述樣本數(shù)據(jù)的組間方差
以及所述樣本數(shù)據(jù)的組內(nèi)方差
其中，n為所述樣本數(shù)據(jù)的數(shù)目。
5.如權(quán)利要求1所述的品質(zhì)管理方法，其特征在于，所述根據(jù)樣本數(shù)據(jù)，分別設(shè)置組間控制界以及組內(nèi)控制界，包括采用p型控制圖對所述樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。
6.如權(quán)利要求1所述的品質(zhì)管理方法，其特征在于，所述采用p型控制圖對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，包括
計算各組樣本數(shù)據(jù)的不合格率；
計算組間平均不合格率；
根據(jù)所述各組的樣本數(shù)據(jù)的不合格率以及所述組間平均不合格率，獲得組間控制圖和組內(nèi)控制圖。
7.如權(quán)利要求6所述的品質(zhì)管理方法，其特征在于，所述組內(nèi)控制界包括
組內(nèi)控制上限為
組內(nèi)控制下限為
組內(nèi)均值為
8.如權(quán)利要求6所述的品質(zhì)管理方法，其特征在于，所述組間控制界包括
組間控制上限為
組間控制下限為
組間均值為
全文摘要
一種品質(zhì)管理方法，包括以分組方式對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，其中不同組的數(shù)據(jù)之間不具有連續(xù)性；根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)，分別設(shè)置組間控制界以及組內(nèi)控制界。本發(fā)明充分考慮了批處理生產(chǎn)過程中，樣本數(shù)據(jù)組織間不具備連續(xù)性的特點，對所采集的樣本數(shù)據(jù)分別設(shè)置了組間控制界和組內(nèi)控制界，從而改善了常規(guī)品質(zhì)管理方法對批處理生產(chǎn)過程無法監(jiān)控或監(jiān)控時發(fā)生失誤的現(xiàn)象，有效地提高了對批處理生產(chǎn)過程的監(jiān)控水平，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號G05B21/02GK101788821SQ20091004589
公開日2010年7月28日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者楊斯元, 簡維廷 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司