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试验设计(DOE)技术的基本概念

编辑:必威官网登录咨询    分类:必威官网工具    时间:2018-01-23 09:44:12

试验设计(DOE)技术是半导体工艺设备与电路系统统计表征与优化的核心技术。在数学理论上,它是数理统计学中最重要的分支之一,也是发展最早、影响最大的分支之一。


现代统计学的主要奠基人之一R.A.Fisher在英国的农业试验站工作时,就从田间试验设计研究入手,发展了统计试验设计的基本思想和方法,推动了整个数理统计学的发展。此后,试验设计成为数理统计学中的一个很活跃的分支。试验设计技术的研究与发展始终与其在科研领域、工农业生产技术改进等各方面的应用紧密地联系在一起。发展至今,已形成广泛的理论和应用体系。

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试验设计是相关的统计学理论与试验技术的综合,它使研究人员能够找到好的试验、有效地进行数据分析并建立来自分析的结论和最初研究目标之间的联系。由于试验设计是统计学理论,下面先容关于试验设计理论的几个基本概念:


1、指标

试验设计中,作为要求达到的工艺结果参数目标值要求称为“指标”,有时也称为“响应变量”。


2、因子

试验设计中,影响工艺结果参数的工艺输入变量称为“因子”,也称为“因素”。实际工艺中存在受控因素和非受控因素,对应的因子也分为“可控因子”和“不可控因子”,其中不可控因子又称为“噪声因子”或者“随机因子”。


3、水平

试验设计中,可供受控因素选用的数值称为水平。“水平”可可能取值的个数称为“水平数”。因此有的因子可能是多水平因子。例如,对氧化工艺,“温度”是影响氧化层厚度指标的一个可控因子。如果试验设计中,允许温度选用950℃, 975℃和1000℃三个值,则称温度是三水平因子。


4、试验方案

也可以称作“试验类型”,在确定试验指标与因素和水平后,就可以依据一定的统计学原则选择试验计划,建立试验方案。一个不好的设计可能只能获得极少的信息(这些信息可能无助于分析),而一个精心安排好的试验设计可能会使结果变得清晰明了,而且不需要进行太复杂的分析。可以说如何选取试验设计类型、构造试验方案,是试验设计技术的核心。


5、试验设计矩阵

试验设计矩阵就是试验的矩阵描述,它不针对具体的因素设置,而是基于一般的代码构造的矩阵。因此,相对具体的试验方案,其具有更为广泛的意义,它是制定具体试验方案的关键,对试验的构造与分析十分有用。


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