[发明专利]超净间内零过多颗粒数的统计过程控制方法

说明书

本发明公开了一种超净间内零过多颗粒数的统计过程控制方法，主要解决超净间内颗粒数零占比大于50％时现有统计过程控制技术误报警过多或不能及时报警的问题。其实施步骤是：1、利用颗粒数计数器对空气中的颗粒数进行采集，采集的数据中至少包含90个非零数据；2、获得不同颗粒数的概率；3、利用迭代法，计算阈值泊松分布中参数c和T的估计值，获得上控制限；4、按照休哈特控制图的绘制方法，将颗粒数和控制线绘制到对应的控制图中；6、通过观察控制图中是否有点超出上控制线来判断超净间内的颗粒数是否受控，确实是否继续进行生产，以实现颗粒数失控时的及时预警，提高产品质量，减少失控引起的经济损失，可用于半导体生产的质量监测。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别涉及一种统计过程控制方法，可用于对超净间内颗粒数零过多时监控颗粒数是否处于受控状态。

背景技术

“统计过程控制”是当今一种最流行和最有效的质量改进方法。统计过程控制技术主要指运用休哈特的过程控制理论即控制图来监控产品在生产过程中的各个阶段，即工序的质量特性，根据控制图上的点分布状况，分析质量特性的趋势，采取预防措施，确保生产过程处于统计控制状态，从而达到改进与保证质量的目的。

在半导体制造中随着芯片密度增大和半导体器件的特征尺寸的减小，颗粒污染对器件的成品率、性能和可靠性的影响越来越大，因此需要对空气中的颗粒进行密切监测，确保空气中的颗粒处于受控状态。空气中的颗粒数具有不同的直径，直径越大对器件的成品率、性能和可靠性的影响就越大，而某些直径特别小的颗粒对器件的影响很小，因此通常只关注于直径大于某个特定值的颗粒数。其做法是：先利用颗粒计数器测量空气中颗粒直径大于某个设定值的颗粒数，然后运用控制图进行监测。在选择控制图时最容易想到的是c控制图，c控制图的使用前提是颗粒数能够较好的服从泊松分布。当关注的颗粒直径相对较大或者环境洁净度极高的情况下，颗粒数为零的比例很高，通常大于50％，这一现象被称为零过多现象。此情况下颗粒数不能较好的服从泊松分布，如果依然使用c控制图就会导致过多的误报警。此外在实际应用中发现广泛应用于描述缺陷数的Neyman模型和Gamma-Poisson模型均不能很好的描述颗粒数零过多的现象，如果依然使用其相应的控制图则会导致无法及时预警。

现有文献对于零过多现象的解释是工艺十分先进以至于达到“近零缺陷”的工艺水平，在此工艺水平下只会偶尔出现缺陷，Rider(1962)将这种分布定义为zero-inflated分布。在这种解释下人们提出了一些zero-inflated模型，如ZIP、ZINB和GZIP等模型，但在零过多颗粒数的监测中，利用ZIP、ZINB和GZIP等模型相应的控制图进行统计过程控制时效果并不理想。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种超净间内零过多颗粒数的统计过程控制方法，以对超净间内零过多颗粒数进行准确的监测，提高半导体器件的成品率、性能和可靠性。

本发明的技术方案是这样实现的：

一.技术原理

本发明认为实际的颗粒数X_A是服从泊松分布的，而测量的颗粒直径设定值对应一个计数阈值T，颗粒计数器得到的测量数据X_B＝max(X_A-T,0)，

假设真实颗粒数是服从均值为c的泊松分布：

由X_B＝max(X_A-T,0)可知：

p(X_B＝m)＝p(X_A＝m+T),m＝1,2,…

即