第一週課程：
本課程一開始透過一個簡單的案例-多晶矽沉積(Ploysilicon Deposition Process)的製程為例(講義Page.227有詳細說明)。首先針對該製程進行問題描述，瞭解該製程的設計上的目標，此目標通常為產品的規格或是我們對製程的能力的要求，之後找出對應的可能的控制因子(Control Factor)，透過實驗來找出顯著的控制因子。在學習S/N進行品質描述之前，先用一般常見的品質指標-製程能力(Process Capability)。
以本例子而言，可參考下方三張圖片。第一張圖片說明產出的IC晶片的組成，第二圖片說明在此製程化學氣象沉積(Chemical Vapor
Deposition, CVD)可控制的因子(若要詳細了解可參考此網站http://pv.energytrend.com.tw/knowledge/20120409-4225.html)，第三張圖片則是實際沉積過後的表面並在旁說明須要滿足哪些規格。
圖一
複晶矽沉積層示意圖
圖二
複晶矽沉積製程示意圖
經觀察，從本案例目前製程的產出可得到幾個結果:
- 晶圓之間存在變化。(Variation within wafers and among wafers)
- 不均勻的厚度會不利於後續的蝕刻製程。(Nonuniform thickness detrimental to subsequent etching process.)
製程的現狀:規格訂定於3600埃正負8%(3600+-288)，標準差為2.8%(101埃)，也就是製程能力為0.95或稱不良率為0.43%。
為了要改善這些品質上的問題，接著我們要找出對應的品質特性(Quality Characteristics)並訂出理想的方程式。在多晶矽沉積的製程中有以下表列的幾個品質特性:
| 品質特性 | 符號 | 理想機能、方程式 |
|---|---|---|
| 表面不良(Surface defect) | yd | 望小Smaller the better(SB) yd=0 |
| 厚度(Thickness) | yt | 望目Nominal the best(NB) yt=3600 |
| 沉積速率(Deposition rate) | yr | 望大Larger the better(LB) 1/yr=0 |
表一
控制因子以及其水準(Table 2 Control Factor and its level)
而上述這三種品質特性的理想值都屬於一個常數，我們稱之靜態特性；而未來如果遇到理想值是依與信號因子有關的方程式，我們稱之動態特性。
(Static Characteristic: The idea value is a
constant
Dynamic Characteristic: The idea value is a
function of signal factor)
此處提及的動態品質特性、信號因子，會於未來介紹到。
決定完成品質特性，則需要找出可能的控制因子即其變動水準(Control Factors and Levels)。此處通常與對於此問題了解程度、經驗有相當大的關係，不於此深究其原因，可以簡單想成該製程設計之初，工程師就提供這因子做為控制，詳細可參考下表二。
| 因子(Factor) | 描述(Description) | 單位(Unit) | Level 1 | Level 2 | Level 3 |
|---|---|---|---|---|---|
| A | 溫度Temperature | 。C | T-25 | T | T+25 |
| B | 壓力Pressure | mtorr | P-200 | P | P+200 |
| C | 氮氣流Nitrogen floe | cc/min | N0 | N0-100 | N0-100 |
| D | 矽氣流Silane flow | cc/min | S0-100 | S0-50 | S0 |
| E | 設置時間Settling time | min | t | t+8 | t+16 |
| F | 清理方式Cleaning method | x | None | Inside | Outside |
表二 控制因子以及其水準(Table 2 Control Factor and its level)
此處還提到了干擾因子(Noise Factor)，也就是工程師無法控制的因子，在本案例當中是晶圓於實因管中擺設的位置會影響到表面不良(中半段表面品質異常較低，前後兩端較多)，故在實驗時，我們則會在管中三個位置，分別是選擇前、中、後各一個位置進行實驗值的量測。
在本章節最後講義提到一些專有名詞，筆者將其整理如下:。亦可參考先前發過的文章，田口方法名詞整理。
穩健製程(Robust process):
田口方法(Taguchi Methods):選擇控制因子的水準，使品質特性的平均值進可能的靠近目標，並使製程相對於干擾是穩健的。
從表二我們可以看到，有六個三水準的因子，因此能符合此實驗需求的值交表為L18表(最多可以放1個2水準,7個3水準)，而在每一個直行我們都可以配置控制因此，進行有系統性且有效率的變化來完成實驗組合。
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