专利名称：品质管理方法
技术领域：
本发明涉及品质管理方法，特别是对批处理生产中产品的品质管理方法。
背景技术：
在企业的生产部门里，每天都要生产或加工大量产品，产品的性能和品质关系到企业的命脉，对产品质量进行及时的监控和检测分析显得尤为重要。品质管理方法就是通过对产品质量进行检测和分析，从而实现对生产的控制的一种方法，其中，常常通过采集产品质量的相关参数数据，采用统计学原理对所采集的参数样本数据进行分析，及时发现问题，从而实现对生产条件或流程的完善和改进。
在对产品质量进行监控的过程中，可将产品分为“合格品”和“不合格品”两种类型。以半导体制造生产为例，其中，“不合格品”，也就是残次品，是指生产过程中所产生的、其功能无法实现的芯片。现有技术采用统计方法对这样的不合格品进行监控时，通常采用p型控制图对其进行分析，即通过监控出现不合格评的概率来对生产过程进行监控。理论上，在计算控制界时，总是认为所采集的采样数据符合一定的前提条件，即采样数据为在连续的生产过程中所采集到的具有连续性的样本数据。
然而在实际生产制造的过程中，由于实际需要，为提高生产效率，常采用批处理方式进行生产。在批处理过程中，将连续的单个生产过程分为多个连续的生产阶段，并且所有进入生产过程的一组原材料分为并行处理的原材料，每个组分别同时经过每个生产阶段直至生产过程结束，最后将每个组处理好的产品汇集在一起。当某一个生产阶段结束，将进入下一个生产阶段时，通过对多组产品数据进行测量，获得同一个生产阶段中的多组样本数据。这些样本数据的组之间不存在连续性，因此当对这些样本数据进行分析和计算时，采用原来的方法获得的控制界将不能有效地对批处理生产过程进行监控。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种品质管理方法，能对批处理生产过程中的多组产品进行品质管理和监控。
为解决上述问题，本发明提供了一种品质管理方法，包括分组对样本数据进行采样，其中不同组的数据之间不具有连续性；根据所述样本数据，分别设置组间控制界以及组内控制界。
可选的，所述样本数据为μ+σβωi+σWεij，其中i＝1，2，....，m，且j＝1，2，...，n；
为样本数据的组间方差，
为样本数据的组内方差，并且ωi、εij为独立正态分布N(0，1)的随机方差。
可选的，所述分组对样本数据进行采样，包括根据所述样本数据，计算所述样本数据的组内方差和组间方差。
可选的，所述计算样本数据的组内方差和组间方差包括获得所述样本数据的方差V(Yij)以及所述样本数据平均值的方差
根据
以及
获得所述样本数据的组间方差
以及所述样本数据的组内方差
其中，n为所述样本数据的数目。
可选的，所述根据样本数据，分别设置组间控制界以及组内控制界，包括采用p型控制图对所述样本数据进行监控。
可选的，所述采用p型控制图对样本数据进行监控，包括计算各组样本数据的不合格率；计算组间平均不合格率；根据所述各组的样本数据的不合格率以及所述组间平均不合格率，获得组间控制图和组内控制图。
可选的，所述组内控制界包括 组内控制上限 组内控制下限为 组内均值为
可选的，所述组间控制界包括 组间控制上限为 组间控制下限为 组间均值为 与现有技术相比，本发明具有以下优点充分考虑了批处理生产过程中，样本数据组织间不具备连续性的特点，对所采集的样本数据分别设置了组间控制界和组内控制界，从而改善了常规品质管理方法对批处理生产过程无法监控或监控时发生失误的现象，有效地提高了对批处理生产过程的监控水平，提高了生产效率。
图1是本发明品质管理方法实施方式的流程示意图； 图2是本发明品质管理方法具体实施方式
中获得所述样本数据的组间控制图和组内控制图的流程示意图； 图3是本发明品质管理方法具体实施例中样本数据组间控制图的示意图； 图4是采用本发明品质管理方法具体实施例所获得的样本数据组间控制图的控制上界、以及采用现有技术所获得的控制上界的示意图。
具体实施例方式 产品要么属于合格，要不属于不合格，也就是说，对于同一件产品的测试结果而言，具有两种可能的相互对立的测试结果。其中，获得所述不合格产品的概率在统计学上满足二项分布(binomial distribution)。其中，所述二项分布，就是统计学上对这种只具有两种互斥结果的离散型随机事件的规律性进行描述的一种概率分布。具体来说，不合格产品数量为D，总产品数量为n，P为出现合格产品的概率，则具有以下关系 在现有技术中，采用p型控制图对生产过程进行品质管理，包括对m组样本依次进行采样，其中每组包含n个样本数据；根据所采集的样本数据是否合格，对每组的采样结果进行统计整理；根据第i组采集到的不合格样本的数量为Di，其中，i＝1，2，3，....，m，获得第i组中所具有的不合格率
即 根据每组所具有的不合格率
获得m组的平均不合格率
即 根据所获得的平均不合格率
获得p控制图对所述批处理生产过程进行品质管理时，所采用的上控制界UCL、下控制界LCL以及均值CL，分别为 然而，上述控制界等参数的获得是基于m组样本数据之间具有连续性的基础上，但是，这对于批处理生产过程而言，是无法实现的。在批处理的生产过程中，由于批处理流程的性质，不同组之间的样本数据可以是同时获得，也可以是依次获得，但不同组的样本数据之间不存在连续性。
基于此，参考图1，本发明提供一种品质管理方法，包括步骤S1，以分组方式对样本数据进行采样，其中不同组的数据之间不具有连续性；步骤S2，根据所述样本数据，分别设置组间控制界以及组内控制界。
具体来说，上述(4)-(6)的获得，是基于所采集到的每个样本数据都具有以下关系 Xij＝μ+σWεij..................(7) 其中，i＝1，2，....，m，且j＝1，2，...，n；n为在同一个组内所获得样本数据数目，m为组数。μ为总体样本数据平均值，
为样本数据方差，并且εij为独立正态分布N(0，1)的随机方差。
其中，
为样本总体均值，并且具有分布
但是，在批处理生产过程中，所采集的样本数据分为不同的组，并且组与组之间的数据没有连续性。具体来说，批处理生产过程中所获得样本数据满足以下的关系 Yij＝μ+σBωi+σWεij..................(9) 其中，i＝1，2，....，m，且j＝1，2，...，n；
为样本数据的组间方差，
为样本数据的组内方差，并且ωi为独立正态分布N(0，1)的随机方差。
对照式(8)和式(9)，由于批处理生产过程中所获得的样本数据不能忽视组间方差的存在，因此用常规品质管理方法对批处理生产过程进行监控显然是行不通的。
对于式(9)所描述的样本数据，进一步地，具有 其中， V(Yij)为Yij的方差，
为
的方差， 根据V(Yij)和
以及式(10)和式(11)，可获得
和
下面以晶圆的刻蚀过程为例，对本发明实施方式作进一步说明。
首先，分别对在不同的控制室制作生产的晶圆进行测量，获得样本数据。其中，具体来说，分别测量在n个控制室的晶圆，检测的晶圆共为m片，也就是说，所获得的晶圆的样本数据，可分为n个组，每组具有m个样本数据。
其中，可包括根据样本数据的方差及其均值的方差，计算所述样本数据的组内方差
和组间方差
为同一控制室内各晶圆之间的方差分布，具体来说，
和刻蚀时等离子体密度、气体在晶圆表面的分布等有关。
为各控制室之间的方差分布，具体来说，
和等离子体功率波动、气体流动率等有关。
接下来，对所述样本数据进行处理，判断所述样本数据是否合格，统计不合格品的数量。具体来说，可根据不同的样本数据和实际情况，设定合格的参考标准，判断样本数据是否为合格品。
接下来，通过p型控制图对所述样本数据进行监控，获得所述样本数据的组间控制图和组内控制图。具体来说，可包括 步骤S11，获得各组的样本数据的不合格率。
参考式(2)，获得
即 其中，第i组中所述不合格品的样本数量为Di，每组包含n个样本数据。
步骤S12，获得组间平均不合格率。
参考式(3)，根据每组所具有的不合格率
获得m组的平均不合格率
步骤S13，根据所述各组的样本数据的不合格率以及所述组间平均不合格率，获得组间控制图和组内控制图。
具体来说，组内控制图中，其中组内控制上限、组内控制下限和均值分别为 参考图3，根据组间
获得组间控制图，其中组间控制上限301、组间控制下限302和均值303分别为 其中 由于样本数据符合二项式分布时，样本数据的平均值和方差具有相关性，因此所述组内控制图和所述组间控制图中样本数据的曲线具有相似的趋势。其中，所述组内控制图用于对同一组之间的晶圆和晶圆之间的方差稳定进行监控，所述组间控制图用于对晶圆组间的一致性进行监控。通过所述组内控制图和所述组间控制图共同对批处理生产过程中的晶圆数据进行监控，从而使所述品质管理方法能够符合批处理生产过程的特点，使监控更加准确。
参考图4，采用现有技术所获得的控制上界402对样本数据进行监控时，很多合格的样本数据超出控制上界而被认作不合格，出现了很多假警报，而采用本发明具体实施例所获得的控制上界401对样本数据进行监控时，能够较好地反映样本数据的真实情况，即只有当样本数据确实存在偏差时，才发出警报信息。
与现有技术相比，本发明充分考虑了批处理生产过程中，样本数据组织间不具备连续性的特点，对所采集的样本数据分别设置了组间控制界和组内控制界，从而改善了常规品质管理方法对批处理生产过程无法监控或监控时发生失误的现象，有效地提高了对批处理生产过程的监控水平，提高了生产效率。
虽然本发明已通过较佳实施例说明如上，但这些较佳实施例并非用以限定本发明。本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应有能力对该较佳实施例做出各种改正和补充，因此，本发明的保护范围以权利要求书的范围为准。
权利要求
1.一种品质管理方法，其特征在于，包括
以分组方式对样本数据进行采样，其中不同组的数据之间不具有连续性；
根据所述样本数据，分别设置组间控制界以及组内控制界。
2.如权利要求1所述的品质管理方法，其特征在于，所述样本数据为μ+σBωi+σWεij，其中i＝1，2，....，m，且j＝1，2，...，n；
为样本数据的组间方差，
为样本数据的组内方差，并且ωi、εij为独立正态分布N(0，1)的随机方差。
3.如权利要求1所述的品质管理方法，其特征在于，所述分组对样本数据进行采样，包括根据所述样本数据，计算所述样本数据的组内方差和组间方差。
4.如权利要求3所述的品质管理方法，其特征在于，所述计算样本数据的组内方差和组间方差包括
获得所述样本数据的方差V(Yij)以及所述样本数据平均值的方差
根据
以及
获得所述样本数据的组间方差
以及所述样本数据的组内方差
其中，n为所述样本数据的数目。
5.如权利要求1所述的品质管理方法，其特征在于，所述根据样本数据，分别设置组间控制界以及组内控制界，包括采用p型控制图对所述样本数据进行监控。
6.如权利要求1所述的品质管理方法，其特征在于，所述采用p型控制图对样本数据进行监控，包括
计算各组样本数据的不合格率；
计算组间平均不合格率；
根据所述各组的样本数据的不合格率以及所述组间平均不合格率，获得组间控制图和组内控制图。
7.如权利要求6所述的品质管理方法，其特征在于，所述组内控制界包括
组内控制上限为
组内控制下限为
组内均值为
8.如权利要求6所述的品质管理方法，其特征在于，所述组间控制界包括
组间控制上限为
组间控制下限为
组间均值为
全文摘要
一种品质管理方法，包括以分组方式对样本数据进行采样，其中不同组的数据之间不具有连续性；根据所述样本数据，分别设置组间控制界以及组内控制界。本发明充分考虑了批处理生产过程中，样本数据组织间不具备连续性的特点，对所采集的样本数据分别设置了组间控制界和组内控制界，从而改善了常规品质管理方法对批处理生产过程无法监控或监控时发生失误的现象，有效地提高了对批处理生产过程的监控水平，提高了生产效率。
文档编号G05B21/02GK101788821SQ20091004589
公开日2010年7月28日 申请日期2009年1月23日 优先权日2009年1月23日
发明者杨斯元, 简维廷 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司