CN102496588A - 判断半导体生产设备之间的匹配程度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种判断半导体生产设备之间的匹配程度的方法，包括步骤：分别提供标准设备和待匹配设备的比较参数的平均值和标准差；分别计算标准设备的比较参数的正态分布曲线的规格上限和规格下限；计算待匹配设备的比较参数的正态分布曲线与横轴间的面积大小，令为第二面积；将标准设备的比较参数的正态分布曲线与横轴间的面积大小令为第一面积，计算第二面积与第一面积的比值，即获得待匹配设备与标准设备之间的匹配程度。本发明的方法简单实用，而且效率很高，既科学又合理，为全面科学决策与提高数据分析手段都是很好的尝试，收到较好的效果。

Description

判断半导体生产设备之间的匹配程度的方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体来说，本发明涉及一种判断半导体生产设备之间的匹配程度的方法。

背景技术

在半导体生产厂经常会有产量上的波动，要增加新设备或征用其它同类设备进行生产是经常的事，但是，这些增加的生产设备与原来正常生产的设备之间是否匹配，是生产厂家一直困惑而没有很好解决的办法。有的厂家设想用T检验平均值，卡方检验用来检验标准差，实际操作上有两个困难：一是半导体行业采集的数据量比较大，可能一次采样有几百个几千个数据值，用T检验就过于严格，因为它跟样本量有关系；另外半导体行业的复杂性，参数多，如果几百个参数都用T检验与卡方检验，那么，工作会没有效率，几乎没有操作性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种判断半导体生产设备之间的匹配程度的方法，能够高效、便捷地判断增加的新设备与原来正常生产的设备之间是否匹配。

为解决上述技术问题，本发明提供一种判断半导体生产设备之间的匹配程度的方法，包括步骤：

I.分别提供标准设备和待匹配设备的比较参数的平均值和标准差；

II.分别计算所述标准设备的所述比较参数的正态分布曲线的规格上限和规格下限；

III.计算所述待匹配设备的所述比较参数的正态分布曲线与横轴间的面积大小，令为第二面积；

IV.将所述标准设备的所述比较参数的正态分布曲线与横轴间的面积大小令为第一面积，计算所述第二面积与所述第一面积的比值，即获得所述待匹配设备与所述标准设备之间的匹配程度。

可选地，所述标准设备的所述比较参数的正态分布曲线的规格上限和规格下限的计算公式分别为：

规格上限＝F1_AVG+3*F1_STD

规格下限＝F1_AVG-3*F1_STD

其中，所述F1_AVG和所述F1_STD分别为所述标准设备的所述比较参数的平均值和标准差。

可选地，所述第二面积的计算公式为：

S_B＝S_上-S_下＝NORMDIST(规格上限，F2_AVG，F2_STD，TRUE)-NORMDIST(规格下限，F2_AVG，F2_STD，TRUE)

其中，所述S_B为所述第二面积，所述S_上和所述S_下分别为所述待匹配设备的所述比较参数的正态分布曲线的从规格上限和规格下限之间的区域与横轴间的面积大小，所述NORMDIST为一统计学函数。

可选地，所述第一面积的表达式为：

S_A＝0.9973

其中，所述S_A为所述第一面积，其数值大小为半导体行业的通用标准。

可选地，所述步骤II至步骤IV是通过Microsoft Oceffi Excel应用软件实现的。

可选地，所述待匹配设备与所述标准设备之间的匹配程度用匹配度来表征，其计算公式为：

MATCH％＝S_B/S_A*100％＝(S_上-S_下)/S_A*100％

其中，所述MATCH％即为所述匹配度；

当所述匹配程度为98％或更高，表示所述待匹配设备与所述标准设备之间匹配良好；

当所述匹配程度为90％至98％，表示所述待匹配设备与所述标准设备之间匹配尚可；

当所述匹配程度为90％或更低，表示所述待匹配设备与所述标准设备之间匹配不佳。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明采用科学的理论指导，并且编制计算机软件，达到高效、便捷地判断增加的新设备与原来正常生产的设备之间是否匹配的效果。既为分析节约了时间和成本，也成功地找到了最合适答案。此种分析方法可以推广到比较复杂的设备匹配验证分析中。

本方法简单实用，而且效率很高，既科学又合理，为全面科学决策与提高数据分析手段都是很好的尝试，收到较好的效果。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为本发明一个实施例的判断半导体生产设备之间的匹配程度的方法流程图；

图2为本发明一个实施例的标准设备和待匹配设备的一比较参数的正态分布曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

图1为本发明一个实施例的判断半导体生产设备之间的匹配程度的方法流程图。图2为本发明一个实施例的标准设备和待匹配设备的一比较参数的正态分布曲线图。请将图1与图2结合起来理解，如图所示，该判断半导体生产设备(标准设备A和待匹配设备B)之间的匹配程度的方法可以通过Microsoft Office Excel应用软件实现，具体包括：

执行步骤S101，分别提供标准设备A和待匹配设备B的比较参数的平均值F1_AVG、F2_AVG和标准差F1_STD、F2_STD；

执行步骤S102，分别计算标准设备A的比较参数的正态分布曲线的规格上限和规格下限；

执行步骤S103，计算待匹配设备B的比较参数的正态分布曲线与横轴间的面积大小，令为第二面积S_B；

执行步骤S104，将标准设备A的比较参数的正态分布曲线与横轴间的面积大小令为第一面积S_A，计算第二面积S_B与第一面积S_A的比值，即获得待匹配设备B与标准设备A之间的匹配程度。

在本实施例中，标准设备A的比较参数的正态分布曲线的规格上限和规格下限的计算公式分别为：

规格上限＝F1_AVG+3*F1_STD

规格下限＝F1_AVG-3*F1_STD

在计算完规格上限和规格下限之后，开始计算待匹配设备B的比较参数的正态分布曲线与横轴间的第二面积S_B，其计算公式为：

S_B＝S_上-S_下＝NORMDIST(规格上限，F2_AVG，F2_STD，TRUE)-NORMDIST(规格下限，F2_AVG，F2_STD，TRUE)

其中，S_上和S_下分别为待匹配设备B的比较参数的正态分布曲线的从规格上限和规格下限之间的区域与横轴间的面积大小，NORMDIST为一统计学函数，在本实施例中可以从Microsoft Office Excel函数库中调出。

接着，将第一面积S_A的数值令为0.9973，其大小为半导体行业的通用标准。

最后，即计算待匹配设备B与标准设备A之间的匹配程度，其可以用匹配度MATCH％来表征，具体计算公式为：

MATCH％＝S_B/S_A*100％＝(S_上-S_下)/S_A*100％

在本实施例中，本领域技术人员可以自由设定一些匹配度阈值来判断待匹配设备B与标准设备A之间的具体匹配程度如何。例如，当匹配程度为98％或更高，表示待匹配设备B与标准设备A之间匹配良好(标志为绿灯)，可以开始工艺；当匹配程度为90％至98％，表示待匹配设备B与标准设备A之间匹配尚可(标志为黄灯)，需要酌情处理，判断该参数重要性及工艺判断规范；当匹配程度为90％或更低，表示待匹配设备B与标准设备A之间匹配不佳(标志为红灯)，需要停止工艺，进行进一步的分析和处理。

所以，本领域技术人员一般最后只需要关注红灯，进一步匹配工作就可以了。

另外，如果匹配度大于100％，那么说明要验证的待匹配设备B比标准设备A更好，这是一种更为理想的状况。

在此解释一下本发明上述实施例中的判断方法所采用的理论依据和匹配原理：

(一)理论依据

1.正态分布

若x的密度函数为正态函数(曲线)

$f\left(x\right)=\frac{1}{\mathrm{\&sigma;}\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}}{e}^{-{(x-\mathrm{\&mu;})}^2/\left(2{\mathrm{\&sigma;}}^2\right)}-\&infin;<x<+\&infin;---\left(1\right)$

则称x服从正态分布，记号x～N(μ，σ²)。其中μ、σ是两个常数，是正态分布的参数，不同的μ、不同的σ对应不同的正态分布。

正态分布曲线呈钟型，两头低，中间高，左右对称，曲线与横轴间的面积总等于1。

2.正态分布的特征

服从正态分布的密度曲线由μ、σ完全决定。

(1)μ是正态分布的位置参数，描述正态分布的集中趋势位置。正态分布以x＝μ为对称轴，左右完全对称。正态分布的均数、中位数、众数相同，均等于μ。

(2)σ描述正态分布的离散程度，σ越大，数据分布越分散，σ越小，数据分布越集中。σ也称为是正态分布的形状参数，σ越大，曲线越扁平，反之，σ越小，曲线越瘦高。

通常来说，稳定的工艺流程呈正态分布，故本发明可用正态分布来进行拟合。

(二)匹配原理：

不同的μ、不同的σ对应不同的正态分布，也就是说，一个正态分布由μ与σ两个参数确定。所以，在设备匹配时，最好这两个参数都能参与运算，改进已有的单一只比较μ或者单一σ的做法。

假设A为标准设备，B为要认证的待匹配设备，以A设备的参数数据分布为参考，求得X_平均+3σ，X_平均-3σ为参考线，其中分布包括面积为S_A，比较B设备在参考线内的包含面积S_B，用S_A与S_B进行比较，即可以获得所需要的半导体生产设备之间的匹配度。

本发明的宗旨在于设计了一个设备匹配综合法，利用平均值与标准差进行综合考虑，并且编制了计算机程序，几百个参数放在一张Excel表格中，执行程序，即在标志位置上杆上红灯、黄灯、绿灯。工程师们的精力一下子聚集在红灯上，再做进一步的匹配比较，既提高了工作效率又科学合理，在同行业中具有普遍推广价值。

本发明采用科学的理论指导，并且编制计算机软件，达到高效、便捷地判断增加的新设备与原来正常生产的设备之间是否匹配的效果。既为分析节约了时间和成本，也成功地找到了最合适答案。此种分析方法可以推广到比较复杂的设备匹配验证分析中。

本方法简单实用，而且效率很高，既科学又合理，为全面科学决策与提高数据分析手段都是很好的尝试，收到较好的效果。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种判断半导体生产设备之间的匹配程度的方法，包括步骤：

I.分别提供标准设备(A)和待匹配设备(B)的比较参数的平均值(F1_AVG、F2_AVG)和标准差(F1_STD、F2_STD)；

II.分别计算所述标准设备(A)的所述比较参数的正态分布曲线的规格上限和规格下限；

III.计算所述待匹配设备(B)的所述比较参数的正态分布曲线与横轴间的面积大小，令为第二面积(S_B)；

IV.将所述标准设备(A)的所述比较参数的正态分布曲线与横轴间的面积大小令为第一面积(S_A)，计算所述第二面积(S_B)与所述第一面积(S_A)的比值，即获得所述待匹配设备(B)与所述标准设备(A)之间的匹配程度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准设备(A)的所述比较参数的正态分布曲线的规格上限和规格下限的计算公式分别为：

规格上限＝F1_AVG+3*F1_STD

规格下限＝F1_AVG-3*F1_STD

其中，所述F1_AVG和所述F1_STD分别为所述标准设备(A)的所述比较参数的平均值和标准差。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二面积(S_B)的计算公式为：

S_B＝S_上-S_下＝NORMDIST(规格上限，F2_AVG，F2_STD，TRUE)-NORMDIST(规格下限，F2_AVG，F2_STD，TRUE)

其中，所述S_B为所述第二面积，所述S_上和所述S_下分别为所述待匹配设备(B)的所述比较参数的正态分布曲线的从规格上限和规格下限之间的区域与横轴间的面积大小，所述NORMDIST为一统计学函数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一面积(S_A)的表达式为：

S_A＝0.9973

其中，所述S_A为所述第一面积，其数值大小为半导体行业的通用标准。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤II至步骤IV是通过Microsoft Office Excel应用软件实现的。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述待匹配设备(B)与所述标准设备(A)之间的匹配程度用匹配度(MATCH％)来表征，其计算公式为：

MATCH％＝S_B/S_A*100％＝(S_上-S_下)/S_A*100％

其中，所述MATCH％即为所述匹配度；

当所述匹配程度为98％或更高，表示所述待匹配设备(B)与所述标准设备(A)之间匹配良好；

当所述匹配程度为90％至98％，表示所述待匹配设备(B)与所述标准设备(A)之间匹配尚可；

当所述匹配程度为90％或更低，表示所述待匹配设备(B)与所述标准设备(A)之间匹配不佳。