揭示了一种估计工艺过程加工能力的方法，包括：根据预定标准，确定工艺过程的标准上限ＵＳＬ、标准下限ＬＳＬ。根据工艺过程的实际应用，确定工艺过程偏差σ和目标值Ｔ。检测并获取工艺过程的实际平均值μ。根据控制要求，从第一模型和第二模型中选择一个作为估计加工能力的估计模型，其中该第一模型和该第二模型中对于不处于ＬＳＬ和ＵＳＬ中间位置的Ｔ，所得到的加工能力估计值在Ｔ的两侧成比例地对称。之后根据所选择的模型，使用在获得的参数ＵＳＬ、ＬＳＬ、σ、Ｔ和μ计算理论加工能力率Ｃｐ和实际加工能力率Ｃｐｋ。根据所获得的Ｃｐ和Ｃｐｋ对工艺过程进行控制或者调整。
Method and device for estimating machining process capability
A method for estimating the processing capacity of a process is disclosed, including determining a standard upper limit USL of a process, a standard lower limit LSL, according to a predetermined standard. According to the actual application of the process, the process deviation sigma and target value T are determined. Test and obtain the actual mean value of the process. According to the control requirements, choose one as the estimation processing capacity estimation model from the first model and second model, in which the first and the second model model for LSL and USL in the middle of the T, processing capacity of the estimated value of the proportion of T on both sides of the said. Then, according to the selected model, the obtained parameters USL, LSL, sigma, T and muon are calculated, and the machining capability ratio Cp and the actual machining capability rate Cpk are calculated. Control or adjust the process according to the obtained Cp and Cpk.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工艺过程的控制技术，更具体地说，涉及工艺过程加工能力的估计方法及装置。
技术介绍
对于生产型的企业，比如制造业企业来说，需要关注其生产工艺过程和最终产品的质量以及运行情况。长期以来，理论加工能力率Cp和实际加工能力率Cpk被用来表示工艺过程的加工能力，因此，理论加工能力率Cp和实际加工能力率Cpk是用于度量一工艺过程或者其产品符合其预定标准的能力的指标。 对于计算加工能力，即理论加工能力率Cp和实际加工能力率Cpk，通常通过下面所示的公式进行计算。目前，绝大多数用于估计加工能力的工具，比如商业统计软件都是利用这些公式进行计算。 对于理论加工能力率Cp 其中，USL是工艺过程预定标准的上限，LSL是工艺过程预定标准的下限，σ是工艺过程偏差。 对于实际加工能力率Cpk，由以下的两个公式进行计算 Cpk1＝Cp(1-k)(1) 其中，T是工艺过程的目标值，μ是工艺过程的实际平均值，因而参数k也称为偏离因子(off-target factor)。 当工艺过程的目标值T正好位于工艺过程预定标准上限USL和下限LSL之间时，USL-T＝T-LSL，于是，公式(1)得到的结果Cpk1和公式(2)得到的结果Cpk2在算术上是相等的。 对于具有双边工艺过程标准，并且符合正态分布的工艺过程，在获得了工艺过程的实际平均值和实际偏差之后，能够通过上面的公式计算理论加工能力率Cp和实际加工能力率Cpk。在应用中，通常还会计算另外一个参数DPPM，即每百万单位中落到工作过程预定标准之外的缺陷部分的值(defective parts per million)。 但是，实际的工艺过程中，完全符合正态分布的工艺过程十分罕见，绝大多数的工艺过程都会有比较大的偏斜(skewness)或者有长尾(longtail)。于是，基于理想状态的上述公式所得到的Cp、Cpk和DPPM可能是不可靠的。此外，在许多的制造业领域中，比如半导体制造业，所有的产品都是100％经过检测的，也就是说，不能有有缺陷的产品流到客户的手中，于是，通过Cp、Cpk得到DPPM参数这个功能在这些领域中几乎不会被使用。 Cp、Cpk也被开发了许多新的应用功能，比如，上面提到的工业产品(制造业)用户会使用Cp、Cpk的值来评价其工艺过程的效率以及产品的稳定性。Cp、Cpk还可以被用作持续的改进度量(continues improvementmetrics)。这些工作的目的都是为了减小工艺过程中的偏差，并更好地对准工艺过程的目标值。通过对上述的公式(1)和(2)的观察，可见在算术意义上，减小工艺过程偏差σ能够增加理论加工能力率Cp，并同时减小偏离因子k。 基于上述新的应用的角度来考虑现有的Cp、Cpk的估计方法，将会发现现有的估计方法已经不能满足这些新的要求，由于设计时的角度不同，因此使用现有的估计方法得到的Cp、Cpk在这些新的应用领域中有很大的偏差。于是，就需要对Cp、Cpk的估计方法进行改进，以符合这些新的需求。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种改进Cp、Cpk估计的方法。 根据本专利技术的一方面，揭示一种加工能力的估计方法，包括根据预定标准，确定工艺过程的标准上限USL、标准下限LSL。根据工艺过程的实际应用，确定工艺过程偏差σ和目标值T。检测并获取工艺过程的实际平均值μ。根据控制要求，从第一模型和第二模型中选择一个作为估计加工能力的估计模型，其中该第一模型和该第二模型中对于不处于LSL和USL中间位置的T，所得到的加工能力估计值在T的两侧成比例地对称。之后根据所选择的模型，使用所获得的参数USL、LSL、σ、T和μ计算理论加工能力率Cp和实际加工能力率Cpk。根据所获得的Cp和Cpk对工艺过程进行控制或者调整。 根据本专利技术的另一方面，还提供一种用于实现上述方法的装置，包括预定参数获取组件，用于根据预定标准获取预定的参数，包括根据预定标准确定的上限USL、下限LSL，根据工艺过程的实际应用确定的工艺过程偏差σ和工艺过程目标值T；运行参数获取组件，用于获取工艺过程运行过程中的参数，主要是实际平均值μ；加工能力估计模型，包括第一模型和第二模型，加工能力估计模型根据具体的控制要求选择其中的一个模型，其中该第一模型和该第二模型中对于不处于LSL和USL中间位置的T，所得到的加工能力估计值在T的两侧成比例地对称；加工能力估计装置，根据加工能力估计模型提供的模型，在预定参数获取组件获取的参数USL、LSL、σ、T以及运行参数获取组件获取的参数μ的基础上对加工能力Cp和Cpk进行估计；工艺过程控制装置，根据加工能力估计装置估计的Cp和Cpk对工艺过程进行调整和控制。 附图说明 本专利技术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，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中， 图1示出了根据本专利技术的加工能力的估计方法的流程图； 图2示出了根据本专利技术的加工能力的估计装置的结构图。 具体实施例方式 为了改进Cp、Cpk的估计方式以满足新的应用的要求，首先需要分析一下Cp、Cpk的属性。 通过一个最简单的例子，来研究Cp、Cpk的属性。 实例1LSL＝0，USL＝6，T＝3，σ＝0.5。 根据公式得到理论加工能力率 根据公式Cpk1＝Cp(1-k)和可以获得在不同的工艺平均值μ下实际加工能力率Cpk，参考表1所示 表1 通过上述的实例1，可以得到有关Cp、Cpk的下述属性 (A)Cp独立于工艺过程的目标值T。 (B)Cpk的最大值等于Cp，当工艺过程偏差σ为常数，并且工艺实际平均值μ等于目标值T时，Cpk获得该与Cp相等的最大值。这意味着，当工艺实际平均值μ等于目标值T时，工艺过程的全部能力被利用，没有任何的损失，达到了最高的效率。 (C)当工艺实际平均值μ等于预定标准的下限LSL或者预定标准的上限USL时，Cpk＝0。在这种情况下，预定标准区间(specification width)，即(USL-LSL)覆盖了正态分布区域50％的范围。对于实际工艺流程来说，这是不能接受的，因此，当预定标准区间(specification width)覆盖正态工艺过程分布区域的范围小于50％时，此时的Cpk被定义为0，表明该工艺流程没有工艺能力(incapable)。 (D)当工艺实际平均值μ符合下述的条件μ-LSL＝3σ或者USL-μ＝3σ时，Cpk＝1。这意味着，在这种情况下，预定标准区间(specificationwidth)覆盖了至少工艺过程分布区域99.7％的范围。 (E)当σ为常数时，Cpk的值关于目标T是对称的，即Cpk(μ＝T-a)＝Cpk(μ＝T+a)，其中a表示从目标值T的偏移。 (F)当σ为常数时，在目标值T的两侧，随着|T-μ|或者k的增加，Cpk呈线性地降低。 从制造和客户质量控制的观点来看，因为对于Cp和Cpk的应用是为了使得整个工艺过程更加有效率，最终的产品更加稳定，因此，属性(B)是最被看重的，其反映了Cpk应用的基本概念，属性(C)到(F)解释了一些特定Cpk值和它们所暗示的物理意义之间的关系，或者表示Cpk变化的功能。 实例2LSL＝0，USL＝本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种工艺过程加工能力的估计方法，包括： 根据预定标准，确定工艺过程的预定标准上限ＵＳＬ和预定标准下限ＬＳＬ； 根据工艺过程的实际应用，确定工艺过程偏差σ和工艺过程目标值Ｔ； 检测并获取工艺过程的实际平均值μ； 根据控制要求，从第一模型和第二模型中选择一个作为估计加工能力的估计模型，其中，该第一模型和该第二模型中，对于不处于ＬＳＬ和ＵＳＬ中间位置的Ｔ，所得到的加工能力估计值在Ｔ的两侧成比例地对称； 根据所选择的模型，使用在参数ＵＳＬ、ＬＳＬ、σ、Ｔ和μ计算理论加工能力率Ｃｐ和实际加工能力率Ｃｐｋ； 根据所获得的Ｃｐ和Ｃｐｋ对工艺过程进行控制或者调整。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王邕保，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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