должны быть более жесткими в сравнении с нормами, устанав­ливаемыми в стандартах или технических условиях на ИМС конкретных типов.

Предприятие-изготовитель совместно с техническим контро­лем ежемесячно проводит обобщение данных по проценту выхо­да годных ИМС с указанием основных дефектов, обнаруженных в производстве за истекший период, а также данных об уровне сдачи партий после первого предъявления в технический конт­роль.

Если производственный брак ИМС или число рекламаций на них резко возрастает, то изготовитель анализирует причины увеличения брака и рекламаций. На основании анализа пред­приятие-изготовитель разрабатывает необходимые мероприятия и внедряет их в производство.

14.3. Статистические методы управления качеством в производстве интегральных микросхем

Одной из основных мер при повышении эффективности про­изводства и качества выпускаемой продукции являемся конт­роль и управление качеством технологических процессов.

Организация обеспечения качества изделий в процессу про­изводства тесно связана с организацией самого производства: и развивалась вместе с ним. Появилась необходимость в разработ­ке таких методов контроля, которые могли бы обеспечить пре­дотвращение массовых отказов при одновременном сокращении трудоемкости контрольных операций. К числу наиболее распро­страненных в отечественной и зарубежной практике методов относятся статистические методы контроля изделий и регули­рования технологических операций и процессов. Их внедрение в производство ознаменовало начало перевода от обеспечения качества путем простой разбраковки готовых изделий на год­ные и брак к оперативному управлению качеством и предотвра­щению появления массового брака вследствие разладки техно­логического процесса.

В единой системе управления качеством, охватывающей все стадии жизненного цикла изделия (разработка - производство -эксплуатация), этап производства является основным, так как на этом этапе (от входного контроля исходных материалов до выходного контроля готовых изделий) обеспечивается веществен­ная реализация всех качественных показаний (параметров) из­делия, заложенных на этапе конструирования и сохраняемых на этапе эксплуатации.

Общей целью любых систем управления качеством на эта­пе производства является обеспечение изготовления изделий в полном соответствии с требованиями нормативно-техничес­кой документации НТД (технические условия плюс конструк­торская документация) при минимальных затратах.

Недостаточная изученность подчас сложнейших технологи­ческих операций, вероятностный характер их протекания и не­достаточная управляемость обусловливают, в большинстве слу­чаев, сравнительно низкий уровень процента выхода годных изделий. Обычно после запуска в производство новой ИМС про­цент выхода годных изделий постоянно растет, что объясняет­ся отработкой технологических режимов, выявлением и ис­пользованием возможностей управления технологическими опе­рациями, повышением квалификации исполнителей и т.п., и в течение трех-пяти лет может быть повышен в 2-5 и более раз. Одним из основных путей реализации этих резервов является организация системного анализа технологического процесса. Главным же инструментом системного анализа являются веро­ятностно-статистические методы.

Вторым направлением обеспечения качества изделий явля­ется стабилизация технологических операций и процессов, т.е. максимальное уменьшение разброса параметров, определяющих изделие на данной операции, а также своевременное обнаруже­ние тенденции разладки процессов и устранение причин этой разладки до появлений массовых отказов. Реализация этого направления осуществляется путем своевременно регулирова-ния технологических режимов, в идеале с помощью автомати­ческих средств и систем. Различные способы регулирования тех­нологических процессов также основываются на статистичес­ких методах оценки их состояния.

И третье направление — сокращение затрат на контроль путем замены сплошного, т.е. 100%-ного, контроля выбороч­ным. Выборочный контроль будет эффективным только тогда, когда он основывается на методах теории вероятностей и мате­матической статистики.

Таким образом, в системе управления качеством при произ­водстве ИМС широко используются: методы статистического анализа технологического процесса; методы статистического ре­гулирования хода технологических операций и процесса в це­лом; выборочного статистического контроля качества продук­ции.

С усложнением ИС, т.е. с выпуском ВИС и СБИС, значение этих методов и умение их применять становится необходимым для широкого круга специалистов.

Информационной базой задач статистического анализа яв­ляются:

• параметры контролируемых элементов кристаллов ИС;

• параметры тестовых структур, специально изготовляемых и расположенных на каждом кристалле ИС, или сформиро­ванных с использованием схемотехнических элементов кри­сталлов ИМС;

• параметры тестовых структур в составе специальных тесто­вых ячеек, изготавливаемых на пластинах одновременно с кристаллами ИС;

• параметры структур контрольных пластин-спутников;

• статические, динамические и другие параметры, контролиру­емые на кристаллах и готовых ИС.

Одной из основных задач системы статистического анализа технологии ИМС является задача выявления доминирующих параметров операционного контроля ИМС.

Основными точками сбора информации о качестве на ста­диях изготовления ИМС, как правило, считаются операции:

• диффузионно-окислительные;

• фотолитографии и травления;

- проверки параметров и внешнего вида структур-кристаллов на пластине;

микроварки внутренних выводов;

• проверки параметров при нормальных условиях и при край­них температурах;

• проверки герметичности ИМС.

Например, на диффузионно-окислительных операциях реко­мендуется осуществлять контроль следующих параметров: по­верхностного сопротивления; глубины залегания диффузионных слоев; толщины эпитаксиальных пленок; пористости и толщи­ны диэлектрических слоев; напряжения отсечки С—V-характе-ристик; коэффициента усиления прямого и инверсного; толщи­ны проводящих слоев; пробивного напряжения коллектор — эмит­тер; сопротивления тестового резистора; порогового напряже­ния; переходного сопротивления контактов между проводящи­ми слоями и легированными областями.

При статистическом контроле производственных процессов происходит их непрерывное совершенствование и повышение за счет постоянного улучшения качества изделий. Наряду с инфор­мацией, получаемой в процессе производства, статистический контроль качества производства учитывает также результаты анализа изделий, отказавших в эксплуатации, т.е. скрытые де­фекты, при этом результаты анализа соотносятся с ходом тех­нологического процесса, учитывается, на каком этапе техноло­гического процесса появился дефект, послуживший основой для выявления брака, разрабатываются меры для совершенствова­ния технологического процесса повышения качества исходных материалов.

Анализ связи показателей качества пластин с параметрами операционного контроля является той основой, на которой ба­зируется оценка уровня технологии изготовления ИМС и дости­гается повышение процента выхода годной продукции. Он мо­жет быть выполнен путем автоматизированного наложения дан­ных операционного контроля и их исследования методами ма­тематической статистики. Необходимо отметить, что статисти­ческие методы контроля качества продукции применимы только к управляемому, стабильному производству.