什么是晶圆制程的CPK（Process Capability Index）？

老虎说芯|Tiger Chip|

2025-02-04 14:23:01 828

CPK（Process Capability Index）是制程能力的关键指标，用于评估工艺过程能否稳定生产出符合规格范围的产品。它通过统计分析实际数据来衡量制程的中心位置与规格目标的偏离程度，同时考虑过程的变异情况。换句话说，CPK反映了制程满足设计要求的能力，以及制程的性能稳定。

CPK 的计算公式如下：

C P K = min ? ( U S L ? μ 3 σ , μ ? L S L 3 σ )

其中：

解释：

CPK 的意义

CPK 与制程能力的关系

CPK 考虑了制程的中心位置偏移：它不仅评估制程的变异（如标准差 σ sigma ），还将制程中心与目标值的偏移考虑在内。如果制程中心没有位于规格范围的中心，CPK 会显著降低，即使变异小也可能导致超出规格。
与 PPK 的区别：

例子问题描述：

光刻的临界尺寸（CD）目标为 100nm，规格范围是 100 ± 5 100 pm 5 nm。如果测量数据的平均值偏移到 101nm，但数据稳定（波动小），CPK 如何表现？

分析：

结果解释：

虽然制程的标准差小且稳定，但由于平均值偏离目标值 100nm，CPK 达到了最低 1.33，仅勉强满足制程能力要求。

CPK 影响的实际意义

如果每次测量值都偏离目标值（如连续 101nm），即使 CPK > 1，也可能触发工艺规定的异常报警。例如 "连续三次偏离 Target" 违反规则，需暂停并调整工艺。

总结。CPK 是评价工艺制程能力的重要指标，综合考虑了制程中心与目标的偏离程度以及制程变异。在生产过程中，CPK 的高低直接影响产品的合格率与质量风险。通过优化工艺参数（如控制均值、降低变异），可提升 CPK 值，保证生产的高效性与稳定性。

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