大家好，欢迎各位。今天，我们将探讨 JMP 脚本和工作流自动化如何提升半导体行业的效率。首先简单介绍一下两位演讲者：我是恩智浦半导体的高级首席工程师林苏恒，Martin Demel 是 JMP 的首席系统工程师。接下来，我将为大家介绍今天的演讲内容。我们将首先阐述工作流自动化在半导体制造中的重要性。然后，我们将分析晶圆制造工艺，了解其复杂性。接下来，我们将比较工艺变更和技术转移，重点介绍它们的区别和业务流程。我们将深入探讨 DOE 和 Cpk 分析等数据驱动框架如何支持评估和决策。之后，我们将回顾性能基准测试和电参数分布。接下来是重头戏，Martin 将现场演示 JMP 工作流构建器。最后，我们将总结要点并开放问答环节。
在半导体工程领域，工程师们经常进行标准化实验并生成报告，用于变更管理、技术转移和审计合规性。这些报告通常是使用 JMP 和 Excel 等工具手动创建，然后汇总到 PowerPoint 或 Word 文档中。这种方式耗时费力，结果不一致，有时甚至不完整。此外，不同工程师的技能水平可能存在差异，导致效率低下，并造成可重复性和合规性方面的不足，尤其是在跨站点进行技术转移时。
今天，我们将演示 JMP 工作流构建器如何通过自动化数据清理、统计分析和报告等任务来简化整个流程。我们可以在几分钟内生成稳健、标准化的输出。无需编写任何代码，该工作流在确保数据完整性的同时，还能提高团队效率。在本节稍后部分，Martin 将演示如何使用 JMP19 Pro 轻松构建工作流。
半导体制造涉及数百道工序，周期很长。让我们花点时间来了解一下晶圆制造的复杂性。首先，我们从一个晶圆批次开始，通常包含25片拜耳硅晶圆。这些晶圆要经过数百道复杂的工序，至少需要9到16周的时间。制造过程始于氧化、光刻和蚀刻，以定义电路图案。接下来是清洗和铁离子注入，用于改变器件的电性能。然后，通过金属和介质沉积构建互连和绝缘所需的层。每一步都必须精确控制，以确保器件的性能和可靠性。制造完成后，我们将进行晶圆验收测试，也称为级探针测试，其中会抽取单个器件（例如晶体管和电容器）进行质量验证。
如果晶圆通过测试，则会进入单元探针测试环节，对电路标签上的每颗染料进行检测。这一严格的流程确保只有高质量的晶圆才能进入封装和最终测试阶段。了解这一流程至关重要，因为任何工艺变更或技术转移都必须保证所有步骤的完整性。正因如此，强大的评估能力和自动化在我们的行业中才显得尤为重要。
让我们来比较一下工艺变更和技术转移。工艺变更旨在改进晶圆厂内部的特定步骤，解决内部问题，并涉及特定的验证方法和审批流程。相比之下，技术转移旨在扩大产能或实现生产转型，由战略决策驱动，涉及更广泛的流程和更复杂的审批流程。尽管两者在范围和目的上存在差异，但它们却有一个关键的共同点：都依赖于相同的实验和分析基础。实验设计、统计分析和验证关卡对两者都至关重要。无论是在本地改进工艺还是在全球范围内转移工艺，数据驱动验证的严谨性都保持不变。正是这种共同的基础使得工作流自动化如此强大，它能够标准化并加速这两种场景下的这一共同步骤。
评估过程包括优化关键参数并确保其符合认证标准。标准化的格式和工作流程可以提高效率。本幻灯片概述了我们用于评估半导体制造变更的流程结构。首先是DOE分析，我们基于目标关键参数优化模型，以提高生产线末端的性能。每个设计可能需要独特的方法，但目标始终如一：确定最具影响力的变量。接下来，我们比较电参数的分布，以确保所有关键指标均符合Cpk和Delta Sigma标准。标准化的格式和自动化工作流程极大地提升了这一步骤的效率和可重复性。然后，我们生成Cpk和良率报告，以评估优化后的参数与认证标准的契合程度。在此步骤中，我们将验证所提出的变更在统计学上是否合理，以及是否已准备好投入生产。
最后，团队基于所有数据，为下一轮学习制定建议。这一流程不仅确保了评估的稳健性，也支持持续改进，使其适用于工艺变更和技术转移。在此，持续改进循环包括实验性生产、重点数据分析和绩效评估。如果绩效有所提升，我们将进行下一次实验。如果绩效没有提升，我们将通过查找根本原因来消除异常值。这一流程有助于我们有效地管理和改进生产运营。现在，了解运营背景至关重要。工艺变更通常由变更行动委员会 (CAB) 管理，并经常得到制造 IT 部门的支持，以构建标准化的分析平台。相比之下，技术转移则更具临时性。它们可能涉及评估的不仅仅是对照与预期销售情况，或者处理单个晶圆批次上的多个变更。这种复杂性通常达不到 IT 部门投资通用解决方案的投资回报率门槛。因此，工程师可以主动利用 JMP 脚本、自动化和工作流工具来构建他们自己的高效、可重复的分析平台。这使得团队即使在非发送场景下也能保持严谨性和速度。例如，我们将以技术转移为例，展示工作流程如何提高设备工程师的效率。
接下来是第9张幻灯片，我们将概述技术转移流程的里程碑和阶段评审。流程始于项目启动和规划阶段，在此阶段，我们将明确项目范围、目标，并确保概念、定义和规划获得批准。项目准备就绪后，我们将进入验证阶段。该阶段包括准备情况检查、流程冻结批准以及风险生产许可。此阶段确保流程稳定，并在规模化生产前充分了解风险。
最后，我们进入发布和收尾阶段，项目正式上线生产环境，并结束开发周期。每个阶段都起到检查点的作用，以确保团队之间的质量、一致性和责任落实。理解这个框架有助于我们更好地理解下一张幻灯片中详细的绩效评估步骤。
以下是全面的性能评估。首先是站点级PC数据提取，然后是数据清洗和处理。接下来是描述性统计分析、报告生成、分发、比较，最后是能力和收益分析。每个步骤都至关重要，以确保传输过程符合质量和可靠性标准。虽然由于时间限制，流程中的每个环节都可以受益于JMP自动化，但今天的演示将重点放在图中蓝色高亮显示的两个环节。
对电参数进行描述性统计分析和分布比较。首先，JMP 可以帮助我们快速汇总关键指标，例如批次和晶圆的均值、标准差和良率。这有助于建立基线并识别早期趋势。其次，我们使用 JMP 来准备不同地点或条件下的参数分布。使用统计检验来检测显著变化。这些步骤是验证源晶圆厂和接收晶圆厂之间对准情况的基础。通过自动化此任务，工程师可以在几分钟内生成一致且准确的分析结果，从而腾出时间进行更深入的分析和决策。
现在让我们更深入地了解一下这在实践中是如何运作的。在本页幻灯片中，我将讨论实验分析，以确定关键工艺因素以及符合我们目标的相应晶圆。我们将重点关注 X_344 的变异性分析，突出不同部件（25 个晶圆批次）的目标值和切换点。以改进 X_344 为例，从设计到完成晶圆工艺和实验，共耗时 5 个月。在收集完所有生产线末端参数数据后，我又花了一个月的时间撰写报告，为下一次实验讨论做好准备。这项分析帮助我们优化了工艺，确保达到性能目标。但数据分析和报告的周期稍长了一些。
在此，我想向您展示，在所有分析中，我们都列出了评估中使用的电气参数。这些参数分为 P1（可靠性）和 P2（生产和量化过程中的可选参数）。完整的 W80 电气参数列表分为 P1 和 P2 两类。P1 包含可靠性关键参数，并进一步细分为 WAC 和监控列表。而 P2 则涵盖用于扩展分析的可选指标。这些参数在 PPA 和 R&E 层面进行评估。工作表下方的摘要概述了关键交付成果、合格/不合格结果、Ppk 报告、改进计划、培训费用和批次可追溯性。该框架确保了评估的一致性，并支持整个技术转移过程中的数据驱动决策。
这是针对此参数评估的 Cpk 和良率报告。它提供了对所有其他参数工艺能力的深入了解。这不是我们关注的重点参数。报告会突出显示任何性能不佳的参数，以便进行进一步审查。此幻灯片展示了根据公司定义标准通过任何技术转移关卡所需的总结报告。该报告对于关卡审查至关重要。它为决策提供了量化基础，并确保转移过程在量产前满足性能和可靠性标准。
下一张幻灯片展示了一个基于风险的框架，用于评估技术转移或工艺变更过程中电气参数的分布情况。该框架使用了两个关键指标：Δσ（衡量两侧差异）和工艺能力 Cpk（反映参数在规格范围内的稳定性）。参数被分为五个风险等级。一级风险表示无需采取任何措施。二级风险建议与业务部门讨论。三级和四级风险表明需要采取行动或进行更深入的审查。五级风险则表明存在必须采取强制措施的重大问题。
在这个例子中，我们正在进行APF增益评估。在APF增益评估过程中，风险等级1和3均被视为合格，其他等级则被视为不合格。该指标有助于团队在评估期间优先分配资源、协调决策并维持质量标准。通过比较不同晶圆厂之间的电气参数分布，可以识别差异和对准问题。这就是我们今天将现场演示的报告。它是转移团队用于评估和改进母晶圆厂和子晶圆厂之间生产线末端参数性能匹配的关键工具。该表格比较了多个批次的电气参数，显示了关键指标，例如参考晶圆厂和转移晶圆厂的规格下限、规格上限、平均值、标准差和Cpk值。我们还包含了Delta显著性以及从风险等级1到风险等级5的风险等级，这有助于我们快速识别哪些参数匹配良好，哪些参数需要母晶圆厂采取相应措施。
这份报告之所以如此重要，是因为它为决策提供了量化基础。它帮助工程师精准定位不匹配之处，理解变异性，并确定纠正措施的优先级。通过在 JMP 中实现此分析的自动化，我们可以快速、一致地生成此类洞察，从而支持更快的学习周期和更可靠的技术转移。
此幻灯片展示了上次分布对比的结果。这是参数分布对比的另一个视角。可利用此结果来确定工程资源的优先级。这里，我列出了表现最差的参数，即被归类为五级风险的参数。这些参数表明其与整个流程能力存在较差的匹配度，因此需要重点审查。图表可视化了它们在高风险区域的位置，表格则突出显示了 Cpk 和 delta sigma 等具体指标。在下一张幻灯片中，我们将通过分析这些五级风险参数的趋势图来深入探讨它们。这将有助于团队评估其随时间推移的稳定性，并指导下一步的改进措施。
此幻灯片展示了风险等级五级参数中两个参数的趋势图。我们以 X_30 和 X_349 为例，这两个参数在之前的分布对比中已重点提及。这有助于可视化性能变化并识别关键问题。性能变化可能是分布范围扩大加上均值偏移，也可能仅仅是均值偏移。我们添加了来自母厂的基线数据，以便与接收厂进行视频对比。此图表通过跟踪变异性和组均值，帮助我们评估转移过程随时间推移的一致性，从而识别持续存在的问题或需要改进的地方。这种可视化对于指导纠正措施以及验证天气调整是否使我们更接近目标至关重要。
这是我们最后一张要分享的图表。Delta 偏移图展示了当前集成流程 WD 与之前流程 WC 之间的变化。重点关注参数在良好区域和不良区域之间的移动。之前，我们主要关注高风险的五级参数及其与母厂基线的一致性。而现在，我们将视角放宽。管理层和转移团队也希望了解 WD 中新发现的工艺因素与 WC 相比表现如何。这有助于评估集成是否真正改善了参数行为。我们正在观察晶圆上的 Cpk 和 delta sigma 的变化，以确定哪些参数从不良区域移动到良好区域，反之亦然。这种对比分析对于指导未来的集成策略和验证工艺变更的有效性至关重要。
现在我们将进入现场演示环节。Martin，你将演示如何使用 JMP19 Pro 构建工作流程。演示大约需要 10 分钟。
Thank you, Su-Heng.
没问题。
我们来仔细看看。正如您在苏恒的演示中看到的，这需要几个步骤，过去我们都是用Excel表格完成的。风险等级报告中会显示两个并排的图表，您还需要理解这些图表中的变化。整个过程涉及多个步骤，而且需要反复执行。正如苏恒提到的，一个月的分析时间相当长。我们努力将分析时间缩短到一个合理的范围内，以提高效率。这些步骤基本上包括：在创建母厂汇总数据表时，我们需要获取均值和标准差。我们还需要获取Cpk数据，这些数据可以从报告中获取。我们需要对当前设计和之前的设计执行相同的操作。然后我们需要将所有这些数据合并到一个大型数据表中，以便生成当前设计、先前设计以及变更的风险等级报告。借助 JMP19 的图形构建器，我们可以直接在图形构建器中可视化变更情况，而无需将两个图表并排显示，费力地去理解“这个点在哪里？那个点在哪里？”。这就是关键所在。之后，我们还会针对感兴趣的参数创建趋势图。
我们来完整运行一遍，这样您就能了解它的功能，以及它如何将之前几个小时的步骤简化成只需点击几下鼠标即可完成。首先，我们选择母厂数据，然后它会进行汇总分析并创建一个数据表。接下来，我们需要收集当前设计数据。这部分也执行相同的操作，创建整个数据表。最后，我们会获取之前的设计数据。测试收集这些信息后，它会再次合并数据表，创建风险等级仪表板以及参数的趋势图。我现在不深入讲解趋势图。我只想重点介绍一下仪表板，因为在右侧，您可以看到当前设计的风险等级报告，以及风险等级 1 和 3 的通过情况，也就是所有在这个区域内的情况。在上方的字段中，我们可以看到之前设计的相同情况，并且我们还可以看到所有这些范围内的变化。
我们有几种方法可以进行筛选。我们可以从“无变化”开始，也就是说，我们处于相同的风险等级，但我们想看看是否有任何变化，至少是朝着更好的方向发展。我们可以研究这些变化。当然，更有趣的是变化本身。如果我们回顾一下之前的风险等级为一级的设计，那是一个不错的路径。我们能否看到当前设计中存在任何导致风险等级恶化的情况？我们发现了一些。这（风险等级五）是最关键的，可能是因为它被标为红色。它从风险等级一级上升到了风险等级五。这绝对是值得从之前的设计以及其他一些设计中进行研究的地方。您可能也想研究一下这些变化。此外，我们还可以根据某个特定的参数值进行筛选。
或者，另一种方法是，如果我暂时取消隐藏这些内容，就让我们来看看当前设计中最关键的几个点，看看它们做了什么，它们如何移动，经历了什么，以及它们之间的关联。根据你想查看风险等级变化的视图，这可以帮助你真正专注于你想可视化的内容，而不是查看所有的点并进行比较，比如这个点有风险等级变化，这个点没有风险等级变化，这些都是变量。你想看看另一边的数据点是什么。我们可以看到它仍然存在。你可以逐个查看，也可以把所有点放在一起筛选。这是其中一项重要的进展。
最后，你会得到最终的数据表，上面有各种风险等级的颜色，以及关于已发生事件和其他事项的附加信息。我们该如何获取这个数据表呢？我们只需打开一个新的工作流构建器。我打开一个新的工作流。你可以在“文件”菜单下的“新建工作流”中找到它。然后我们开始操作。在进行任何操作之前，我总是会清除历史记录，这样我的日志历史记录中就不会有任何内容。首先，我打开一个文件，也就是母工厂的数据，因为我想对它进行一些处理。我说，好的。它问我是否应该记录这些步骤？我选择“是”。接下来我会简单介绍一些技巧和窍门，哪些操作是合理的，哪些不合理。
下一步，也就是创建报告。为了节省时间，这里我只展示最终报告。这是 Cpk 报告。我可以把它关闭，可以看到它已经获取了报告快照并进行了计算和制表。为此，我们可以先看看后台发生了什么。这是打开的表格。你也可以修改描述和备注。如果你需要，这是脚本。可以看到这是一个硬编码文件。我想先介绍第一个技巧。首先，如果我想打开一个数据表，但数据表并不总是相同的，你可以直接跳过这一步，因为下一步它会要求你提供 Austin 母厂数据表。如果数据表不存在，它会询问你该怎么做。
我们来运行一下脚本的这一部分。我打开它。它会问我要使用哪个数据表。我还没有打开这个数据表，所以我选择它。这样就创建了这里的两个步骤。我看到一切都运行良好。现在我需要合并这些表。我可以转到制表工具，然后将其转换为数据表。同样，我在这里也做了同样的操作，右键单击，选择“转换为数据表”。您可以看到，这两个表都已添加到这里。
现在，我们来看看其他一些细节。您可以看到，这里使用了列组 PC。它是从哪里获取的呢？基本上，它是从数据表中获取的，这是一种很好的表格结构方式。它将所有分析列都放在一个名为 PC 的分组中。这样做很方便，因为如果不这样做，某些平台可能无法处理，因为制表函数会将所有变量都作为类别，并将它们带到这里。您可以做的就是使用这个列组选项，把它放在这里，然后我们只需指定它使用列组，而不是使用所有其他参数。这样做有什么好处呢？因为它与列的命名无关，这使得它非常有用。对表格中的列进行分组，在使用任何自动化程序时都会有很大的不同。这就是您可以在这里做的事情。
现在，让我们把它和我创建的原始数据工作流进行比较，我来看一下。您可以看到，我们需要创建母工厂汇总数据。我把它从演示模式切换到普通模式，这样就可以并排查看了。这里我看到我也使用了列组 PC。我还用列组 PC 创建了其他内容。我在这里做了一些额外的操作。我创建了一个对象。我把它也放进来。那是制表对象，抱歉。没错。我在这里添加了这个对象，引用，它现在不在这里。这主要是因为我想用它来创建一个辅助文件或辅助数据表，然后给它起一个特定的名称。以后当我想用标识符或唯一名称来组合数据表时，就可以引用这个名称。这就是我这样做的原因，然后我关闭了报表。您可能需要将其与一些脚本结合使用。如果您想创建非常复杂的功能，则可能需要这样做。但对于大多数事情，我只需使用我刚刚创建的这个工作流程即可。
在把话筒交还给苏恒之前，我最后补充一点：我个人不用录制功能。如果我的工作流程像左边那样已经很复杂，有很多步骤，我会把已经完成的事情记录下来，它们会被添加到工作流历史记录中。我只会把那些我感兴趣的内容添加到工作流程中。然后我可以添加注释，等一切就绪后，我会把选定的内容分组到一个特定的步骤中，比如我的第一步。我把分组名称改成了“第一步”，并添加了一些文字说明，这样大家就能清楚地知道在这种情况下会发生什么。这就是我在左边所做的。以上就是一些小技巧。说完这些，我把话筒交还给了苏恒，让她做个总结。这是最后一张幻灯片。
非常感谢，Martin。你只用了几分钟就完成了我一个月的工作，太棒了！今天的演讲到此结束，我想重点介绍一下 JMP 脚本和工作流构建器如何帮助工程师跨站点和项目执行可重复且可扩展的分析。通过自动化工作流，我们可以显著减少人工操作。过去需要几天才能完成的工作，现在只需几分钟就能完成。标准化的格式和评估标准不仅提高了效率，还确保了一致性和合规性，尤其是在技术转移过程中。这使得工程师能够将注意力从数据处理转移到设计更好的实验和加速学习周期。重要的是，自动化既支持结构化的流程变更，也支持更灵活的技术转移场景。凭借更高的数据完整性和可追溯性，团队可以更快、更自信地做出决策。谢谢大家的聆听。现在进入问答和讨论环节。
