第四章 實驗結果與討論
第二節 驗證實驗
在導入本研究最佳條件組合之前首先我們進行資料收集，以目前現況製程參數條件 所生產之產品，每天隨機抽樣2 組樣本，共 50 組樣本，量測其關鍵尺寸並繪製管制圖。
製程能力是製程在固定的品質要素及在穩定管制下的品質能力。如圖4.5 所示，在 產品規格面，規格上界USL 與規格下界 LSL 構成規格公差 T 知容許間隙，而產品特性 數值只要能夠進入規格界限制之內就屬良品；在製程面是已常態分配來代表，取中央值 加減三個標準差之範圍來構成製程散差。
從常態分配之特性來看，應包含群體99.73%比例之數據。視製程的產出呈常態分 配，我們常使用6σ 代表製程的散布程度。製程能力所定義公式
製程散差
= 規格公差
= 6
σ
CPK T 。
圖 4.5 製程能力圖 資料來源: 劉漢容、陳文魁(2005)
一般對CPK能力要求基準詳如表4.11 所示，分別將品管水準設定為四標準差和六標 準差，所以短期和長程機校要求分別是1.33 和 0.83 及 2.0 和 1.5。另外，如果將品管水 準設定於五標準差已加強要求時，則短程和長程績效要求分別是1.67 和 1.17。
表 4.11 CPK要求基準
衡量階段 量確階段 加強要求 量產階段 要求水準
能力績效 短期 長期 短期 長期 短期 長期
標準差 4 4 5 5 6 6
CPK 1.33 0.83 1.67 1.17 2.0 1.5 資料來源: 劉漢容、陳文魁(2005)
由製程改善前關鍵尺寸管制圖，如圖4.6 所示可看出所收集的數據均處在管制狀態 下；經製程能力現況分析後其結果如圖4.7 所示。由圖我們可以知道目前關鍵尺寸的 X 值CPK等於0.75、Y 值 CPK等於0.72，未達六標準差的目標。所以導入本研究最佳條件 組合首要任務即是改善製程，使關鍵尺寸符合顧客要求品質特性，使製程能力能達到 CPK>1.5 的標準(亦即六標準差管理中之達到 6 倍標準差水準)。
圖 4.6 改善前關鍵尺寸管制圖
圖 4.7 改善前製程能力分析圖 表 4.12 製程能力現況總表
製程改善前
平均值(um) 標準差(um) CPK
X 值 59.984 0.883 0.75 關鍵尺寸
Y 值 20.004 0.927 0.72 將所得最適條件為軟烤溫度 127℃、軟烤時間8 分鐘、曝光能量 2400mj 和顯影時 間12.5 分鐘。導入實際製程進行驗證並於每天抽樣 2 組樣本，總共 50 組樣本。根據數 據繪製管制圖如圖 4.8 所示及常態機率圖如圖 4.9 所示。由常態機率圖形可以看出關鍵 尺寸在管制狀態內且 P 值大於 0.05，資料符合常態分配。在資料已滿足製程是穩定的且 符合常態分配的假設下，其製程能力分析結果如圖4.10 製程能力分析圖所示，關鍵尺寸 X 值與 Y 值平均值各為 60.006um 和 19.992um，標準差各為 0.339um 和 0.273um，製程 能力指標CPK各為1.96 和 2.43。
圖 4.8 改善後關鍵尺寸管制圖
圖 4.9 改善後關鍵尺寸常態機率圖
圖 4.10 改善後製程能力分析圖
將實驗結果與原有的製程能力做比較，如表4.13 所示關鍵尺寸的標準差明顯縮小，
製程能力也提升許多。表示金凸塊微影製程使用改善後的製程條件組合能使產品特性提 升、變異減少和改善製程能力。
表 4.13 製程改善前後比較表
平均值(um) 標準差(um) CPK
X 59.984 0.883 0.75 製程改善前
Y 20.004 0.927 0.72
X 60.006 0.339 1.96 製程改善後
Y 19.992 0.273 2.43