半导体工艺中的质量管理问题

你问的是关于Q的问题。我以前在半导体公司做过制程，培训过一些Q的知识。希望对你有所帮助。

半导体生产中，是通过在系统上设置目标值及范围来对质量的进行监控。

比如：现在我要长一层8000A(目标值)的BPSG film。怎么长？是thin film Module（薄膜部门) 工程师在机台上建立好程式，包括目标值和范围也要建进去。长好膜后，线上的TA(作业员)就会把wafer拿到量测机台上去测试，以及记录下数据，再输进系统，这个系统叫APC(先进制程控制)。APC就是由Q部门管控的，把数据输进去后，在办公室的工程师和Q部门的人随时可以从系统上抓到实时数据。这种数据就以箱型图、散布图、推移图的形式出现。通过这样的数据和图形，我们就可以及时监控线上的生产进度、机台状态、以及run货的质量问题。

至于你问的6sigma的应用：假设目标值M，公差L(范围)，标准差D=L/6 或者 6D=L，也就是说规格公差为标准差的6倍。设我们产线上所得到得数据是X，M-L<X<M+L 都是合格的。依常态分布计算，该特性不合格的几率为0.002ppm,既十一分之二。

方差s^2=[(x1-x)^2+(x2-x)^2+......(xn-x)^2]/n

标准差=方差的算术平方根

这个6sigma其实说起蛮复杂的，建议你看看关于Q的专业书籍，《统计制程控制》《质量管理》等等。当然如果你能找到Q的专业人士最好不过了。

芯片是怎么制作出来的如下：

一、芯片设计。

芯片属于体积小，但高精密度极大的产品。想要制作芯片，设计是第一环节。设计需要借助EDA工具和一些IP核，最终制成加工所需要的芯片设计蓝图。

二、沙硅分离。

所有的半导体工艺都是从一粒沙子开始的。因为沙子中蕴含的硅是生产芯片“地基”硅晶圆所需要的原材料。所以我们第一步，就是要将沙子中的硅分离出来。

三、硅提纯。

在将硅分离出来后，其余的材料废弃不用。将硅经过多个步骤提纯，已达到符合半导体制造的质量，这就是所谓的电子级硅。

四、将硅铸锭。

提纯之后，要将硅铸成硅锭。一个被铸成锭后的电子级硅的单晶体，重量大约为1千克，硅的纯度达到了99.9999%。

五、晶圆加工。硅锭铸好后，要将整个硅锭切成一片一片的圆盘，也就是我们俗称的晶圆，它是非常薄的。随后，晶圆就要进行抛光，直至完美，表面如镜面一样光滑。硅晶圆的直径常见的有8英寸（2mm）和12英寸（3mm），直径越大，最终单个芯片成本越低，但加工难度越高。

六、光刻。首先在晶圆上敷涂上三层材料。第一层是氧化硅，第二层是氮化硅，最后一层是光刻胶。再将设计完成的包含数十亿个电路元件的芯片蓝图制作成掩膜，掩膜可以理解为一种特殊的投影底片，包含了芯片设计蓝图，下一步就是将蓝图转印到晶圆上。这一步对光刻机有着极高的要求。紫外线会透过掩膜照射到硅晶圆上的光刻胶上，光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩膜上的一致。用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分，剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。蚀刻完成后，清除全部光刻胶，露出一个个凹槽。

七、蚀刻与离子注入。首先要腐蚀掉暴露在光刻胶外的氧化硅和氮化硅，并沉淀一层二氧化硅，使晶体管之间绝缘，然后利用蚀刻技术使最底层的硅暴露出来。然后把硼或磷注入到硅结构中，接着填充铜，以便和其他晶体管互连，然后可以在上面再涂一层胶，再做一层结构。一般一个芯片包含几十层结构，就像密集交织的高速公路。

经过上述流程，我们就得到了布满芯片的硅晶圆。之后用精细的切割器将芯片从晶圆上切下来，焊接到基片上，装壳密封。之后经过最后的测试环节，一块块芯片就做好了。

有效质量并不代表真正的质量，而是代表能带中电子受外力时，外力与加速度的一个比例系数（在准经典近似中，晶体电子在外力F*作用下具有加速度a*，所以参照牛顿第二定律定义的m*=F*/a*称作惯性质量）。

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