Организация контроля и моделирование технологического процесса

Федеральное государственное бюджетное  

образовательное учреждение высшего образования  

«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана  

(национальный исследовательский университет)»

Е.В. Панфилова

Организация контроля и моделирование 

технологического процесса

Практикум

УДК 621.382
ББК 30.61/67
 
П16

Издание доступно в электронном виде по адресу 
https://bmstu.press/catalog/item/6936/

Факультет «Машиностроительные технологии»

Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»

Рекомендовано Научно-методическим советом
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве практикума

 
Панфилова, Е. В.

П16  
Организация контроля и моделирование технологичес- 

кого процесса : практикум. — Москва : Издательство МГТУ 
им. Н. Э. Баумана, 2020. — 35, [5] с. : ил.

ISBN 978-5-7038-5469-3

Рассмотрены вопросы, связанные с планированием и проведени
ем эксперимента в электронной промышленности и наноинженерии, анализом полученных результатов и практическим применением методов моделирования технологического процесса и параметров 
его продукта. Представлена методология планирования и обработки 
результатов многофакторного эксперимента. Описано домашнее задание и даны рекомендации к его выполнению. 

Для студентов, изучающих дисциплины «Техника эксперимента 

в электронике и наноэлектронике», «Научно-исследовательская работа», «Анализ и синтез технических решений».

УДК 621.382  

    ББК 30.61/67

        

© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020
© Оформление. Издательство 

ISBN 978-5-7038-5469-3 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020

Учебное издание
Панфилова Екатерина Вадимовна

Организация контроля и моделирование технологического процесса

Оригинал-макет подготовлен в Издательстве МГТУ им. Н.Э. Баумана.

В оформлении использованы шрифты Студии Артемия Лебедева.

Подписано в печать 27.11.2020. Формат 60×90/16.

Усл. печ. л. 2,5. Тираж 50 экз. Изд. № 651-2019. Заказ

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1. 

press@baumanpress.ru    https://bmstu.press

Отпечатано в типографии МГТУ им. Н.Э. Баумана.

105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1. baumanprint@gmail.com

ПРЕДИСЛОВИЕ

В процессе разработки технологии производства изделий элек
тронной техники и наноинженерии специалисты прибегают к математическому моделированию. Однако оценить качественные показатели производственного процесса или объекта аналитическими 
методами часто затруднительно или невозможно, поэтому применяются экспериментальные методы. При этом сложность и дороговизна проведения эксперимента в области проектирования и технологии современных изделий электронной техники настоятельно 
требуют осуществлять планирование эксперимента и применять 
статистические методы анализа и обработки его результатов.

Практикум разработан в соответствии с действующим феде
ральным образовательным стандартом высшего образования по 
направлениям подготовки 11.03.04 «Электроника и наноэлектроника», 28.03.02 «Наноинженерия» (уровень бакалавра) и является 
частью учебно-методического комплекса дисциплины «Техника 
эксперимента в электронике и наноэлектронике».

Цель практикума — оказание помощи студентам в процессе 

выполнения домашнего задания. 

Структура издания включает в себя теоретическую часть,  опи
сание домашнего задания, вопросы для подготовки к защите домашнего задания, список рекомендуемых литературных источников и приложения с примером моделирования технологического 
процесса нанесения тонкопленочного покрытия методом магнетронного распыления и справочными данными. В теоретической 
части изложены основные принципы планирования многофакторного эксперимента. В описании домашнего задания указаны 
его цель и задачи, приведены исходные данные, а также рекомендации по оформлению отчета о выполнении домашнего задания 
(в Приложении 1 приведен пример оформления) и принципы его 
оценивания.

Для выполнения домашнего задания студенты должны иметь 

базовые знания по дисциплине «Технология и оборудование микро- и наноэлектроники» либо «Процессы и оборудование микротехнологии».

В результате выполнения домашнего задания студенты приоб
ретут навыки планирования и обработки результатов современного эксперимента и моделирования объектов и систем в области 
нанотехнологий.

1. Теоретическая часть

1.1. Моделирование технологических процессов 
в микро- и наноэлектронике

На технологические процессы (ТП) производства изделий 

электронной техники оказывают влияние большое разнообразие 
факторов и внутренних связей между ними, их сложное взаимное 
влияние на развитие различных направлений ТП, конкурирующих 
между собой и определяющих их ход, а также многие неконт-ролируемые и неуправляемые факторы, выполняющие функцию 
возмущений.

Представив ТП схематически в виде «черного ящика» (рис. 1.1), 

все многообразие действующих на его входе параметров, исходя из 
состояния объекта, обобщенно можно подразделить на три основные группы.

Первую группу параметров составляет k-мерный вектор Х 
управляемых параметров. Их можно измерять и целенаправленно изменять, поддерживая при этом некоторый заданный режим 
исследуемого ТП. Вектор Х называют вектором факторов: его составляющие — факторами, область их возможных значений в N 
опытах — факторным пространством.

Вторую группу параметров образует m-мерный вектор W кон
тролируемых, но неуправляемых параметров, характеризующихся 
состоянием исходных функций отклика на операциях, которые 
предшествуют  ТП (например, чистота исходного кремния, используемого при изготовлении микросхем). Они не поддаются целенаправленному изменению в ТП.

Третью группу исходных параметров составляет l-мерный век
тор Z неконтролируемых, а следовательно, и неуправляемых входных параметров. К ним относятся параметры, оказывающие случайные возмущающие воздействия на ТП.

Состояние ТП объекта характеризуется n-мерным вектoром Y, 

называемым выходом системы или вектором отклика, а его составляющие — параметрами или функциями отклика.

Вектор отклика представляет собой функцию действующих на 

входе ТП параметров.

Очевидно, что выход системы Y может состоять из любого чис
ла функций отклика, интересующих исследователя обычно в разной степени.