專利名稱：軟件媒介式控制架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要有關(guān)半導(dǎo)體裝置制造領(lǐng)域，尤其有關(guān)一種利用自主性、主動式和軟件媒介(software agent)來處理晶圓的控制技術(shù)方法(recipe)的自動化制造環(huán)境。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體工業(yè)中一直有一般驅(qū)動力來提高諸如微處理器、記憶裝置等的集成電路裝置的品質(zhì)、可靠性及產(chǎn)出率。客戶對于可更可靠地工作的較高品質(zhì)的計算機及電子裝置的需求更強化了這種驅(qū)動力。這些需求已使得諸如晶體管等的半導(dǎo)體裝置的制造以及設(shè)有這種晶體管的集成電路裝置的制造有了持續(xù)的改良。此外，若能減少典型晶體管的各組成部分制造時的缺陷，也可降低每一晶體管的整體成本、及設(shè)有這種晶體管的集成電路裝置的成本。
一般來說，利用其中包括影印步進機、蝕刻工具、沉積工具、研磨工具、快速熱處理工具、離子植入工具等的各種工藝工具，而對一批晶圓執(zhí)行一組工藝步驟。在過去數(shù)年中，構(gòu)成半導(dǎo)體工藝工具的基礎(chǔ)的技術(shù)已獲得更多的注意，而造成了這種工藝工具的精進。然而，盡管該領(lǐng)域中已有這些進展，但是目前在市場上可購得的許多這些工藝工具仍然有某些缺點。更具體而言，這種工具經(jīng)常缺乏諸如以用戶友好的格式提供歷史性參數(shù)數(shù)據(jù)的能力等的高級工藝數(shù)據(jù)監(jiān)視能力，也缺乏事件記錄、目前工藝參數(shù)及整批次的工藝參數(shù)的實時圖形顯示以及遠程(也就是說本地及世界各地)監(jiān)視。這些缺點可能對諸如產(chǎn)出率、正確性、穩(wěn)定性及可重復(fù)性、工藝溫度以及機械工具參數(shù)等的關(guān)鍵性工藝參數(shù)造成了非最佳的控制。由于批次內(nèi)的差異性、各批次間的差異性及各工具間的差異性可能造成產(chǎn)品品質(zhì)及效能的偏差，所以顯露了上述的變化性；反之，用于此類工具的理想的監(jiān)視及診斷系統(tǒng)將提供一種監(jiān)視該變化性的裝置，并提供一種對關(guān)鍵性參數(shù)的控制的最佳化裝置。
一種改善半導(dǎo)體工藝線作業(yè)的技術(shù)包括使用遍及全工廠的控制系統(tǒng)來自動地控制各種工藝工具的作業(yè)。這些制造工具與由若干工藝模塊構(gòu)成的制造架構(gòu)或網(wǎng)絡(luò)通訊。每一制造工具通常連接到設(shè)備接口。該設(shè)備接口連接到用來協(xié)助該制造工具與該制造架構(gòu)間的通訊的機器接口。該機器接口通?？赡苁歉呒壒に嚳刂?Advanced ProcessControl；簡稱APC)系統(tǒng)中的一部分。該APC系統(tǒng)根據(jù)制造模型而激活控制描述語言程序(control script)，該控制描述語言程序可以是用來自動擷取工藝執(zhí)行所需的數(shù)據(jù)的軟件程序。半導(dǎo)體裝置經(jīng)常是逐步經(jīng)過多個制造工具，以便進行多個工藝，而產(chǎn)生了與經(jīng)過處理的半導(dǎo)體裝置的品質(zhì)有關(guān)的數(shù)據(jù)。
在工藝期間，可能發(fā)生會影響到所制造裝置的性能的各種事件。也就是說，工藝步驟中的變化將造成裝置性能的變化。諸如細微結(jié)構(gòu)臨界尺寸(critical dimensions，簡稱CD)、摻雜層級(doping levels)、接觸電阻及微粒污染等的因素皆有可能影響到該裝置的最終性能。根據(jù)各性能模型來控制工藝線中的各種工具，以便減少工藝的變化。一般受控制的工具包括影印步進機、研磨工具、蝕刻工具及沉積工具。將處理前及(或)處理后的度量數(shù)據(jù)供應(yīng)到這些工具的工藝控制器。這些工藝控制器根據(jù)該性能模型及該度量信息來計算諸如工藝時間等的操作技術(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)，以便嘗試使所產(chǎn)生的處理后結(jié)果盡量接近目標(biāo)值。以這種方式減少變化時，將可獲得更高的產(chǎn)出率、更低的成本及更高的裝置性能等成效，所有這些成效都等同于更高的獲利率。
諸如遍布全工廠的APC系統(tǒng)的分布式運算環(huán)境中經(jīng)常會出現(xiàn)組態(tài)控制及效率的問題。通常有許多軟件開發(fā)者撰寫控制工藝代碼，以便建構(gòu)這些工藝控制器。某一特定的開發(fā)者可能廣泛地開發(fā)某一類型的控制器。每一開發(fā)者通常有一特有的程序撰寫風(fēng)格，且通常依賴其自身撰寫的一些例程。例如，每一開發(fā)者可能有一組例程，作為與數(shù)據(jù)庫或該APC架構(gòu)內(nèi)的其它實體溝通的接口，并用來執(zhí)行各種數(shù)學(xué)函數(shù)及基本實用函數(shù)。
與這種配置相關(guān)聯(lián)的一個問題在于各工藝控制描述語言程序之間只有很少的一致性。大量的客戶定制式描述語言程序也造成了組態(tài)控制問題及效率問題。各開發(fā)者可能針對一不同的開發(fā)者所制作的一不同類型的工藝控制器，而將相當(dāng)長的時間耗用在復(fù)制先前已開發(fā)出的程序代碼。對非標(biāo)準化的程序代碼進行調(diào)試是更耗時的工作，且進一步降低了效率。
本發(fā)明的目標(biāo)在于克服或至少減輕上述的一個或多個問題的效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面是一種制造系統(tǒng)，該制造系統(tǒng)包含工藝工具、控制器媒介、及第一處理媒介。該工藝工具配置成根據(jù)操作技術(shù)方法而處理工件。該控制器媒介配置成決定與該工藝工具中的該工件的處理相關(guān)聯(lián)的控制動作。該第一工藝媒介系與該工藝工具及該工件中的至少一個相關(guān)聯(lián)，且該第一處理媒介配置成與該控制器媒介相連，接收該控制動作，并根據(jù)該控制動作而配置該操作技術(shù)方法。
本發(fā)明的另一個方面是一種根據(jù)操作技術(shù)方法而控制配置成處理工件的工藝工具的方法。將與該工藝工具及該工件中的至少一個相關(guān)聯(lián)的第一處理媒介實體化。將配置成決定與該工藝工具中的該工件的處理相關(guān)聯(lián)的控制動作的控制器媒介實體化。該第一處理媒介與該控制器媒介相連，以便接收該控制動作。該第一處理媒介與該工藝工具相連，以便根據(jù)該控制動作而配置該操作技術(shù)方法。


參照下文中的說明，并配合各附圖，將可了解本發(fā)明，在這些附圖中，相同的代號表示類似的組件，這些附圖有圖1在概念上示出根據(jù)本發(fā)明而建構(gòu)并操作的第一生產(chǎn)流程的特定實施例的一部分；圖2是圖1所示計算機裝置的硬件及軟件架構(gòu)的各個所選擇部分的一概念性部分方塊圖；以及圖3是在根據(jù)本發(fā)明而建構(gòu)并操作的第二生產(chǎn)流程中將媒介專門化為調(diào)度程序媒介、處理媒介及控制器媒介的概念性說明部分方塊圖。
雖然本發(fā)明易于作出各種修改及替代形式，但是這些圖式中以舉例方式示出本發(fā)明的一些特定實施例，且已在本文中詳細說明了這些特定實施例。然而，我們當(dāng)了解，本文對這些特定實施例的說明的用意并非將本發(fā)明限制在所揭示的這些特定形式，相反地，本發(fā)明將涵蓋最后的權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)的所有修改、等效物及替代。
具體實施例方式
下文中將說明本發(fā)明的實施例。為了顧及說明的清晰，本說明書中將不說明實際的實施例的所有特征。然而，我們當(dāng)了解，在開發(fā)任何此類實際的實施例時，必須作出許多與實施例相關(guān)的決定，以便達到開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如符合與系統(tǒng)相關(guān)的及與業(yè)務(wù)相關(guān)的限制條件，而這些限制條件將隨著不同的實施例而改變。此外，我們當(dāng)了解，這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜且耗時的，但對已從本發(fā)明的揭示事項獲益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，仍然將是一種例行的工作。
首先請參閱圖1，圖中示出根據(jù)本發(fā)明的一特定實施例而建構(gòu)及操作的生產(chǎn)流程(100)的一部分的概念圖。該生產(chǎn)流程(100)的所示部分包含兩個工藝站(105)，每一工藝站(105)包含與工藝工具(115)通訊的計算機裝置(110)。這些工藝站(105)通過通訊鏈路(120)相互通訊。在所示實施例中，這些計算機裝置(110)及這些通訊鏈路(120)包含諸如網(wǎng)絡(luò)(125)等的較大計算機系統(tǒng)的一部分。圖1所示的這些工藝工具(115)正在處理在制造集成電路裝置時的若干批次(130)的晶圓(135)。雖然將本發(fā)明解說為可將本發(fā)明用于制造半導(dǎo)體裝置，但是本發(fā)明的應(yīng)用并不受此限制，這是因為可將本發(fā)明應(yīng)用于其它類型的工藝。因此，在前文所述的生產(chǎn)流程(100)中，可將這些批次(130)的晶圓(135)更一般性地稱為″工件″。在所有的實施例中，這些工藝工具(115)及在這些工藝工具上執(zhí)行的任何工藝作業(yè)并不必然與半導(dǎo)體裝置的制造相關(guān)。然而，為了顧及說明的清晰，且為了有助于了解本發(fā)明，在所示實施例的內(nèi)容中揭示本發(fā)明時，將保留與半導(dǎo)體制造有關(guān)的術(shù)語。
圖2標(biāo)出根據(jù)本發(fā)明而設(shè)定程序及操作的計算機裝置(110)的硬件及軟件架構(gòu)的各個所選擇部分。圖中并未示出該硬件及軟件架構(gòu)的某些方面(例如，個別的適配卡、基本輸入/輸出系統(tǒng)(BasicInput/Output System；簡稱BIOS)及輸入/輸出驅(qū)動程序等)。為了顧及說明的清晰，而省略這些方面，以便不會模糊了本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在參閱本發(fā)明的揭示事項之后將可了解，計算機裝置(110)的該軟件及硬件架構(gòu)將包含許多這種例行的功能。
在所示實施例中，計算機裝置(110)是采用UNIX型操作系統(tǒng)的工作站，但本發(fā)明并不受此限制。事實上可以用諸如膝上型計算機、臺式機、小型計算機、大型計算機或超級計算機等的任何類型的電子運算裝置來實施該計算機裝置(110)。在某些替代實施例中，計算機裝置(110)甚至可以是嵌入工藝工具(115)的處理器或控制器。本發(fā)明也不限于UNIX型操作系統(tǒng)。也可采用替代的操作系統(tǒng)(例如WindowsTM型操作系統(tǒng)或磁盤操作系統(tǒng)(Disk Operating System；簡稱DOS)型操作系統(tǒng))。本發(fā)明不受限于計算機裝置(110)的特定實施例。
計算機裝置(110)還包含處理器(205)，該處理器(205)通過總線系統(tǒng)(215)而連接到某儲存單元(210)。該儲存單元(210)通常將包含至少一個硬盤(圖中未示出)及隨機存取內(nèi)存(Random AccessMemory；簡稱RAM)(圖中未示出)。在某些實施例中，計算機裝置(110)也可包含諸如光盤(圖中未示出)、或軟盤(圖中未示出)、或諸如磁帶(圖中未示出)或高容量軟盤(圖中未示出)等某一其它形式的儲存單元等的可拆卸儲存單元。處理器(205)可以是此項技術(shù)中熟知的任何適用的處理器。例如，該處理器可以是一個通用微處理器或數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor；簡稱DSP)。在所示實施例中，處理器(205)是由Advanced Micro Devices，Inc.(″AMD″)在市場上供應(yīng)的AthlonTM64位處理器，但本發(fā)明并不受此限制。也可替代性地采用Sun Microsystems公司供應(yīng)的64位UltraSPARCTM或32位microSPARCTM、Intel公司供應(yīng)的任何一種ItaniumTM或PentiumTM等級的處理器和Compaq計算機公司供應(yīng)的AlphaTM處理器。計算機裝置(110)包含監(jiān)視器(240)、鍵盤(245)及鼠標(biāo)(250)，而這些裝置連同相關(guān)的用戶接口軟件(255)而包含了用戶接口(260)。在所示實施例中，該用戶接口(260)是圖形用戶接口(Graphical UserInterface；簡稱GUI)，但這不是實施本發(fā)明所必要的。
圖2還示出計算機裝置(110)的軟件架構(gòu)的一些所選擇部分。在所示實施例中，每一計算機裝置(110)包含存放在儲存單元(210)的軟件媒介(265)。請注意，可將軟件媒介(265)存放在生產(chǎn)流程(100)中這些計算機裝置(110)以外的其它位置。軟件媒介(265)的位置對本發(fā)明的實施不是很重要的。還請注意，因為軟件媒介(265)的位置不是很重要，所以某些計算機裝置(110)可能有多個軟件媒介(265)存放在其中，而其它的計算機裝置(110)可能并無任何軟件媒介(265)存放在其中。諸如由Consilium，Inc.(Mountain View，CA)提供的WORKSTREAMTM等的自動化制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing ExecutionSystem；簡稱MES)(270)存放在至少一個計算機裝置(110)中。
請再參閱圖1，如前文所述，這些計算機裝置(110)也可能是通過這些通訊鏈路(120)而連接的較大計算機系統(tǒng)(125)的一部分。在這種這個實施例中的例示計算機系統(tǒng)將包括局域網(wǎng)(Local AreaNetwork；簡稱LAN)、廣域網(wǎng)(Wide Area Network；簡稱WAN)、系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)(System Area Network；簡稱SAN)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)甚至互聯(lián)網(wǎng)。計算機系統(tǒng)(125)采用聯(lián)網(wǎng)客戶機/服務(wù)器式架構(gòu)，但是替代實施例也可采用點對點架構(gòu)。因此，在某些替代實施例中，這些計算機裝置(110)可直接相互通訊。這些通訊鏈路(120)可以是無線、同軸電纜、光纖、或雙絞線鏈路。計算機系統(tǒng)(125)(在各實施例中采用一個計算機系統(tǒng))及這些通訊鏈路(120)都是與實施例相關(guān)的，且可以此項技術(shù)中熟知的任何適當(dāng)方式提供該計算機系統(tǒng)(125)及這些通訊鏈路(120)。計算機系統(tǒng)(125)可采用此項技術(shù)中熟知的任何適當(dāng)?shù)耐ㄓ崊f(xié)議，例如傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(Transfer ControlProtocol/Internet Protocol；簡稱TCP/IP)。
現(xiàn)在請參閱圖1及圖2，這些軟件媒介(265)共同地負責(zé)有效率地指導(dǎo)這些批次(130)的晶圓(135)經(jīng)過該工藝。每一工藝工具(115)代表在該目標(biāo)下可采用的某一資源。例如，工藝工具(115)可以是用來制造這些晶圓(135)的某一部分(也就是說，晶圓(135)的層、圖樣、摻雜或熱處理)的制造工具。或者，工藝工具(115)可以是用來評估生產(chǎn)流程(100)的各部分的性能的度量工具。因此，這些軟件媒介(265)可將多個資源用于這些批次(130)的晶圓(135)的后續(xù)處理、分配由這些工藝工具(115)所代表的資源以及在這些工藝工具(115)之間協(xié)商，以便將這些資源分配給這些批次(130)的晶圓(135)的后續(xù)處理的評估工作。
在所示實施例中，這些軟件媒介(265)是在激活時自行設(shè)定組態(tài)的、具有智能的、知道狀態(tài)的且灌輸有其自主地開始行動而要達成的特定目標(biāo)。這些軟件媒介(265)也是可隨著其所在環(huán)境的改變而自行調(diào)整。在一面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(Object Oriented Programming；簡稱OOP)環(huán)境中，將這些軟件媒介(265)實施為對象，但是也可利用非面向?qū)ο蟮募夹g(shù)來實施本發(fā)明。這些軟件媒介的行為是相當(dāng)簡單的，且是描述語言程序或基于規(guī)則的。將該行為設(shè)計成達到所選擇的目標(biāo)，例如達到所指定的批次到期日，達到預(yù)先規(guī)定的品質(zhì)水準，使機器的利用率最大化，以及安排隨機的預(yù)防性維護。在推動這些目標(biāo)時，這些軟件媒介(265)與MES(270)的連接，并與現(xiàn)有的工廠控制系統(tǒng)(圖中未示出)整合。本領(lǐng)域技術(shù)人員在參閱本發(fā)明的揭示事項之后將可了解，這種連接及整合進行的方式將根據(jù)MES(270)及該工廠控制系統(tǒng)的特性而是與實施例相關(guān)的。
如下文所述，可針對數(shù)個不同的層級而將這些軟件媒介(265)專門化。一個層級是″類型″，也就是說，這些軟件媒介(265)在生產(chǎn)流程(100)中是代表″消費者″或″供應(yīng)者″。更具體而言，由軟件媒介在整體生產(chǎn)流程(100)中所代表的實體的類型來決定這些軟件媒介(265)代表消費者或供應(yīng)者。例如，軟件媒介(265)可代表批次(130)的晶圓(135)(也就是說″批次媒介″)、工藝工具(115)(也就是說″機器媒介″)、或工藝材料(也就是說″資源媒介″)。也可以通過功能(也就是說，以軟件媒介(265)在生產(chǎn)流程中執(zhí)行的功能)將這些軟件媒介(265)專門化。例如，可將軟件媒介(265)配置成執(zhí)行特定的功能，而不必然代表特定的實體。例如，可將軟件媒介(265)配置成決定在工藝工具(115)中處理的特定批次(130)的晶圓(135)的控制動作(也就是說″控制器媒介″)。該控制器媒介所采取的動作能取決于該批次(130)的特性、及工藝工具(115)的特性。視特定的實施例而定，可由一批次媒介或機器媒介呼叫控制器媒介。在所示實施例中，控制器媒介在其整個生命周期中都保持與特定的工藝工具(115)相關(guān)聯(lián)，然而，也可使用其它的配置。軟件媒介(265)可執(zhí)行其中包括調(diào)度程序的其它功能。
在下文中將更完整說明的一實施例中，例如，可以有調(diào)度程序媒介、處理媒介及控制器媒介。請注意，這些軟件媒介(265)不必存在與諸如各批次(130)或工藝工具(115)等的各制造領(lǐng)域?qū)嶓w間的一對一的對映關(guān)系。相反地，由一組軟件媒介(265)代表大部分的各領(lǐng)域?qū)嶓w。例如，一批次(130)或工藝工具(115)可以有調(diào)度程序媒介及處理媒介?？刂破髅浇榭膳c特定的工藝工具(115)相關(guān)聯(lián)，且可由其中一個處理媒介(也就是說與該批(130)或該工藝工具(115)相關(guān)聯(lián)的處理媒介)呼叫。這種配置有助于設(shè)計專門化的對象，用以展現(xiàn)專門化的行為，以便支持領(lǐng)域?qū)嶓w功能的單一方面。
在此特定的實施例中，利用面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)來實施這些軟件媒介(265)。在面向?qū)ο筮\算的術(shù)語中，軟件″媒介″是具有自主性的主動式對象。在將一組運算提供給軟件媒介(265)之后，該軟件媒介可響應(yīng)當(dāng)?shù)氐臓顩r而采取獨立的動作，因而產(chǎn)生了具有適應(yīng)性的系統(tǒng)行為。本發(fā)明提供了一種媒介增強型系統(tǒng)，該系統(tǒng)可對具有自主性及移動性的″軟件媒介″進行定義、配置及部署，而這些軟件媒介仿真且提升半導(dǎo)體制造工廠中的諸如工廠工作者、材料、設(shè)備及工藝等″真實世界″媒介的功能。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該了解，一媒介或其它的軟件對象可包含一個或多個軟件對象。在本文的用法中，術(shù)語″對象″指軟件對象，且該軟件對象又可由其它若干的軟件對象所構(gòu)成。相反地，本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)了解，可將一個對象的功能與其它的功能結(jié)合。我們當(dāng)了解，可將描述為與各個對象相關(guān)聯(lián)的功能結(jié)合成與單一對象相關(guān)聯(lián)的功能。
此外，在此特定實施例中，這些軟件媒介(265)是″可配置的″。在該特定實施例中，可修改用來管制軟件媒介行為的描述語程序，或修改″控制旋鈕″(control knob)，而配置這些軟件媒介?？刂菩o是可在外部設(shè)定的軟件媒介的參數(shù)或特性，用以提供使用彈性及(或)系統(tǒng)調(diào)整。例如，某些特性指定用來指引系統(tǒng)決策的曲線。更具體而言，以描述語言程序來描述這些軟件媒介(265)的處理及調(diào)度程序動作，使某些預(yù)定的事件造成描述語言程序區(qū)段的執(zhí)行。在一個特定的實施例中，以JPython實施這些描述語言程序，其中JPython是一種可提供一個雙向Java接口的開放原始碼Java程序設(shè)計語言?？赏ㄟ^網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)而自網(wǎng)站<http//www.jpython.org/>取得其中包括JPython下載的更多信息。
因此，在本說明書中以軟件實施的程序的方式來呈現(xiàn)詳細說明的某些部分，而該軟件實施的程序涉及對計算機系統(tǒng)或運算裝置中的內(nèi)存內(nèi)的數(shù)據(jù)位進行的運算的符號表示法。這些描述及表示法是本領(lǐng)域技術(shù)人員用來在有效的方式下將其工作的內(nèi)涵傳遞給對本領(lǐng)域其他技術(shù)人員的工具。這些程序及運算需要對物理量進行物理操作。雖非必然，但這些物理量的形式通常為可被儲存、傳送、結(jié)合、比較及其它方式操作的電信號、磁信號或光信號。已證明將這些信號稱為位、數(shù)值、元素、符號、字符、項或數(shù)字等時較為方便，主要因為這些用法使用普遍。
然而，我們應(yīng)當(dāng)謹記于心，所有這些術(shù)語及其它類似的術(shù)語都與適當(dāng)?shù)奈锢砹坑嘘P(guān)，而且只是適用于這些物理量的便利性標(biāo)記而已。除非有其它特別的陳述，或在說明中是顯而易見，否則在整個本發(fā)明的揭示事項中，這些描述意指一電子裝置的動作及程序，而該電子裝置可操作表示為某一電子裝置的儲存單元內(nèi)的物理(電子、磁性、或光)量的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為同樣表示為該儲存單元內(nèi)或傳輸裝置或顯示裝置中的物理量的其它數(shù)據(jù)。表示這種描述的術(shù)語的例子包括(但不限于)″處理″、″運算″、″計算″、″決定″或″顯示″等的術(shù)語。
還請注意，通常在某一形式的程序儲存媒體上將本發(fā)明的各軟件實施的方面編碼，或者通過某一類型的傳輸媒體而實施這些軟件實施的方面。該程序儲存媒體可以是磁性的(例如軟盤或硬盤驅(qū)動器)或光學(xué)的(例如光盤只讀存儲器(Compact Disk Read Only Memory；簡稱CD-ROM))，且可以是只讀或隨機存取。同樣地，該傳輸媒體可以是雙絞線、同軸電纜、光纖或此項技術(shù)中熟知的某一其它適用的傳輸媒體。本發(fā)明并不受限于任何特定實施例的這些方面。
可在高級工藝控制(APC)架構(gòu)下實施生產(chǎn)流程(100)。APC系統(tǒng)包含由可進行生產(chǎn)流程(300)中的批次至批次控制及錯誤偵測/分類的若干可交換的標(biāo)準化軟件組件構(gòu)成的分布式軟件系統(tǒng)。在該APC系統(tǒng)的上層部分將本發(fā)明的各軟件媒介(265)及其作業(yè)分層，以便獲得近乎自主性操作的半導(dǎo)體制造流程。
APC系統(tǒng)的這些軟件組件根據(jù)半導(dǎo)體設(shè)備及材料國際協(xié)會(Semiconductor Equipment and Materials International；簡稱SEMI)的計算機整合式制造(Computer Integrated Manufacturing；簡稱CIM)架構(gòu)依從的系統(tǒng)技術(shù)及先進工藝控制(APC)架構(gòu)而實施架構(gòu)性標(biāo)準?？晒_地自SEMI取得CIM(SEMI E81-0699-對于CIM架構(gòu)領(lǐng)域或架構(gòu)的臨時規(guī)格(Provisional Specification for CIM FrameworkDomain Architecture))及APC(SEMI E93-0999-對于CIM架構(gòu)先進工藝控制組件的臨時規(guī)格(Provisional Specification for CIMFramework Advanced Process Control Component))規(guī)格。SEMI的連絡(luò)信息為8310 Capital of Texas Highway North，Suite 290 Austin，TX 78731；電話為512-349-2422；傳真為512-349-2442；網(wǎng)址為<http//www.semi.org>。
這種特定的架構(gòu)極度依賴于采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的軟件，且采用分布式對象系統(tǒng)的對象管理群組(Object Management Group；簡稱OMG)的共同對象請求代理體系結(jié)構(gòu)(Common Object Request BrokerArchitecture；簡稱CORBA)及CORBA_Service規(guī)格。也易于公開地取得OMG CORBA架構(gòu)的信息及規(guī)格。
可適于執(zhí)行本發(fā)明所述的APC系統(tǒng)的功能的一例示軟件系統(tǒng)是由KLA-Tencor，Inc.在市場上提供的Catalyst系統(tǒng)。KLA-Tencor的連絡(luò)信息為160 Rio Robles，San Jose，CA 95134；電話為408-875-6000；傳真為408-875-3030；網(wǎng)址為<http//www.kla-tencor.com>。也可自KLA-Tencor的網(wǎng)站取得與Catalyst系統(tǒng)有關(guān)的額外信息<http//www.kla-tencor.com/controlsolutions/catalystapc.html>。
現(xiàn)在請參閱圖3，圖中示出使用根據(jù)本發(fā)明另一實施例的軟件媒介(265)而實施生產(chǎn)流程(300)的實施范例的簡化方框圖。由一批次調(diào)度程序媒介(310)及一批處理媒介(320)代表例示批次(130)。由機器調(diào)度程序媒介(330)及機器處理媒介(340)代表例示工藝工具(115)。該批次調(diào)度程序媒介(310)與生產(chǎn)流程(300)中諸如機器調(diào)度程序媒介(330)等的各種實體協(xié)商，以便確保完成該批次所需的資源。例如，批次調(diào)度程序媒介(310)及機器調(diào)度程序媒介(330)可使用″合約凈協(xié)商協(xié)議″(″contract net negotiation protocol″)方法來安排將該工藝工具(115)指定給該批次(130)的時程。
當(dāng)工藝工具(115)接收到該批次(130)而要處理時，可呼叫該批處理媒介(320)及(或)機器處理媒介(340)。該批處理媒介(320)及機器處理媒介(340)聯(lián)系控制器媒介(350)，以便決定將該工藝工具(115)的操作技術(shù)方法配置成處理該批次(130)的必要的控制動作。批處理媒介(320)或機器處理媒介(340)其中任何一個可呼叫該控制器媒介(350)。在一個實施例中，批處理媒介(320)可將決定必要的控制動作所需的與該批(130)的特性有關(guān)的數(shù)據(jù)(例如尺寸度量數(shù)據(jù)及電氣度量數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù))傳送給該控制器媒介(350)。同樣地，機器處理媒介(340)可將與該工藝工具(115)有關(guān)的數(shù)據(jù)(例如閑置時間、自上次清潔到現(xiàn)在的時間、工具狀況等的信息)傳送給該控制器媒介(350)。在一替代實施例中，可將與該批次(130)及(或)工藝工具(115)的特性有關(guān)的數(shù)據(jù)儲存在集中式數(shù)據(jù)儲存單元(360)中，而該控制器媒介(350)可存取該數(shù)據(jù)儲存單元(360)?？蓪⒃摂?shù)據(jù)儲存單元(360)配置成儲存諸如包含處理前的及處理后的度量數(shù)據(jù)、工具狀態(tài)、及批次優(yōu)先級等的數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在將更詳細地說明控制器媒介(350)的作業(yè)。該控制器媒介(350)所采取的特定控制動作是與實施例相關(guān)的。例如，如果該工藝工具(115)是CMP工具，則該控制器媒介(350)可接收研磨前的厚度量測值(例如，較高細微結(jié)構(gòu)的厚度、較低細微結(jié)構(gòu)的厚度)，并預(yù)測完成研磨后的目標(biāo)厚度所需的研磨時間。在該工藝工具(115)是蝕刻工具的情形中，該控制器媒介(350)可根據(jù)蝕刻前及(或)蝕刻后的厚度量測值而建立該工藝工具(115)的蝕刻性能模型?？刂破髅浇?350)可利用該工藝工具(115)的控制模型來產(chǎn)生其預(yù)測?？衫靡话闳耸熘木€性或非線性技術(shù)，而憑經(jīng)驗發(fā)展出該控制模型。該控制模型可以是較簡單的方程式型模型(例如，線性、指數(shù)、或加權(quán)平均等的方程式)、或諸如類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、主成分分析(PrincipalComponent Analysis；簡稱PCA)模型、或潛在結(jié)構(gòu)預(yù)測(Projectionto Latent Structure；簡稱PLS)模型等的較復(fù)雜的模型。該模型的特定實施方式可能隨著所選擇的模型建立技術(shù)而有所不同。利用該控制模型時，控制器媒介(350)可決定諸如蝕刻時間、等離子功率、溫度、氣壓及反應(yīng)物氣體濃度等的操作技術(shù)方法參數(shù)，以便減少蝕刻后的厚度變化。其它類型的工藝工具(115)可能有其它的控制動作。
在控制器媒介(350)配置期間(也就是說，首次將該控制器媒介(350)實體化時)，由該控制器媒介(350)界定所用的整體性組態(tài)變量。在所示實施例中，這些整體性變量包括來自技術(shù)方法管理系統(tǒng)(Recipe Management System；簡稱RMS)(也就是說，用來儲存該工藝工具(115)所執(zhí)行的該現(xiàn)行工藝的系統(tǒng)預(yù)設(shè)技術(shù)方法的技術(shù)方法設(shè)定值的整體性數(shù)據(jù)庫)的變量值、以及環(huán)境變量(context variable)值。環(huán)境變量值界定一控制執(zhí)行流(control thread)，且通常包含諸如工具識別碼、批次編號及作業(yè)編號等的各變量的值。此外，將數(shù)值提供給任何必須的基本變量(baseline variable)。這種變量值的例子包括錯誤通知的電子郵件發(fā)送清單、停止時間值、視為″子″批次(″child″lot)的一批次中容許的最大晶圓數(shù)目及控制器媒介(350)可使用的前一工藝層信息(前饋信息)等的變量值。
控制器媒介(350)可使用在這些整體性組態(tài)變量中設(shè)定的批次編號及晶圓數(shù)量值，并決定批次編號、系列名稱(family name)、母批次名稱(parent name)、設(shè)備、晶圓數(shù)目及狀態(tài)(也就是說，該批次是母批次或子批次)的值?？衫孟惹敖缍ǖ沫h(huán)境信息及RMS信息來設(shè)定控制器媒介(350)用來計算控制動作的值。例如，控制器媒介(350)可根RMS中界定的值，而利用環(huán)境信息(或″執(zhí)行流″名稱)來設(shè)定控制模型參數(shù)的值。一特定的例子將是根據(jù)特定蝕刻工藝室的環(huán)境及RMS中界定的該蝕刻工藝室的蝕刻速率值，而設(shè)定控制模型中所用的蝕刻速率值。
此外，控制器媒介(350)可利用批次編號及工藝層名稱，使用查詢而自數(shù)據(jù)儲存單元(360)擷取前饋度量信息?？刂破髅浇?350)可檢查與特定批次相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)數(shù)組中的各元素，并為缺少的值填入系統(tǒng)默認值。例如，可將前一工藝的目標(biāo)用來設(shè)定一個缺少的必須量測值，作為由控制器媒介(350)所用的前饋信息的一部分。亦可執(zhí)行用來設(shè)定缺少的前饋信息值以取代使用系統(tǒng)默認值的其它方法。
控制器媒介(350)設(shè)定用來查詢數(shù)據(jù)儲存單元(360)以擷取與現(xiàn)行控制執(zhí)行流相關(guān)聯(lián)的控制狀態(tài)所需的鍵值及狀態(tài)結(jié)構(gòu)?？衫眠@些鍵值自數(shù)據(jù)儲存單元(360)擷取執(zhí)行流狀態(tài)數(shù)據(jù)。控制器媒介(350)針對以該執(zhí)行流環(huán)境變量處理的最近各批次而搜尋于排序數(shù)據(jù)堆棧中的執(zhí)行流狀態(tài)數(shù)據(jù)。如果找到這種值，則將這些值傳送到包含控制模型的使用者界定的函數(shù)，該函數(shù)計算并送回這些執(zhí)行流狀態(tài)值。如果在該堆棧中并未找到任何值，則控制器媒介(350)可沿著數(shù)據(jù)儲存階層向上搜尋，并自具有這些執(zhí)行流狀態(tài)值的第一階層擷取數(shù)據(jù)。系假定該堆棧及所有的階層包含類似的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)具有不同的精確度。
控制器媒介(350)可施行風(fēng)險檢查(jeopardy check)，其方式為在數(shù)據(jù)儲存單元(360)中執(zhí)行查詢，并擷取風(fēng)險堆棧(jeopardystack)(也就是說自上次量度作業(yè)后在該特定執(zhí)行流上處理過的各批次構(gòu)成的堆棧)中的批次數(shù)目值?？蓪⒃撝蹬c該風(fēng)險類別中的批次數(shù)目的門限值(這是通常在RMS中指定的一值)相比較。如果并未超過該風(fēng)險門限值，則控制器媒介(350)可繼續(xù)作業(yè)。如果超過了該門限值，則控制器媒介(350)在決定現(xiàn)行批次的控制動作之前，可異常中斷(abort)，并傳送彈出式顯示屏，用以指示操作員對自該風(fēng)險堆棧中的批次清單中選出的一個批次執(zhí)行度量事件。
如前文所述，控制器媒介(350)利用先前決定的狀態(tài)及目標(biāo)信息來計算控制器輸入(工藝技術(shù)方法更新)?？刂破髅浇?350)然后將該控制動作的結(jié)果傳送到機器處理媒介(340)，而機器處理媒介(340)又在處理該批次(130)之前，先更新工藝工具(115)的操作技術(shù)方法。
在某些實施例中，可針對該批次(130)的處理而將一個以上的控制器媒介(350)實體化。例如，如果該工藝工具(115)是影印步進機，則可呼叫控制器媒介(350)來控制覆蓋(overlay)，并可呼叫另一控制器媒介(350)來控制臨界尺寸。這些多個控制器媒介(350)可利用來自已處理晶圓的反饋信息來調(diào)整各種步進機參數(shù)，例如曝光劑量、曝光時間及焦距等參數(shù)。在另一例子中，諸如用來形成多晶硅層的工具等的沉積工具也可具有多個控制器媒介(350)，用以控制諸如多晶硅的粒徑(grain size)及多晶硅層的厚度等的參數(shù)。
當(dāng)呼叫這些控制器媒介(350)時，即檢查各環(huán)境變量，以便決定哪些個別的控制器媒介(350)需要決定控制動作。作業(yè)識別碼指示將要執(zhí)行的工藝(例如，多晶硅柵極掩蔽層對第二中間層電介質(zhì)掩蔽層(ILD))。只有在某些環(huán)境狀況下才需要每一控制器媒介(350)，且只有在這些環(huán)境狀況都符合時才執(zhí)行每一控制器媒介(350)。例如，CD控制器媒介(350)可能只在多晶硅柵極掩蔽層工藝中執(zhí)行，但是可能不在第二ILD掩蔽層工藝中執(zhí)行。另一方面，覆蓋控制器媒介(350)可在上述兩種掩蔽層工藝事件中執(zhí)行。
如本文所述，使用媒介型控制架構(gòu)時，可提升整體的工廠效率，并提供更廣泛的自動化。更具體而言，具有自主性的主動式軟件媒介(265)調(diào)度并開始執(zhí)行批次調(diào)度程序及工藝。一般而言，較佳的工藝控制可降低產(chǎn)品的變化性，因而又提高了產(chǎn)品的性能和獲利率。
前文所揭示的這些特定實施例只是供說明用，這是因為熟習(xí)此項技藝者在參閱本發(fā)明的揭示事項之后，很容易以不同但等效的方式修改并實施本發(fā)明。此外，除了下文的權(quán)利要求書所述的內(nèi)容以外，不得將本發(fā)明限制在本文所示的結(jié)構(gòu)或設(shè)計的細節(jié)。因此，顯然可改變或修改前文所揭示的這些特定實施例，且把所有此類的變化視為在本發(fā)明的范圍及精神內(nèi)。因此，本發(fā)明所尋求的保護在下列的權(quán)利要求書中敘述。
權(quán)利要求
1.一種制造系統(tǒng)(100，300)，包含一工藝工具(115)，該工藝工具(115)配置成根據(jù)操作技術(shù)方法而處理工件(130)；一控制器媒介(350)，該控制器媒介(350)配置成決定與該工藝工具(115)中的該工件(130)的處理相關(guān)聯(lián)的控制動作；以及第一工藝媒介(320，340)，該第一工藝媒介(320，340)與該工藝工具(115)及該工件(130)中的至少一個相關(guān)聯(lián)，且該第一工藝媒介(320，340)配置成連接該控制器媒介(350)，接收該控制動作，并根據(jù)該控制動作而配置該操作技術(shù)方法。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100，300)，進一步包含第二工藝媒介(320，340)，該第二工藝媒介(320，340)與該工藝工具(115)及該工件(130)中不與該第一工藝媒介(320，340)相關(guān)聯(lián)的一個相關(guān)聯(lián)，而將該第一工藝媒介(320，340)與該第二工藝媒介(320，340)的至少一個配置成連接該控制器媒介(350)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)(100，300)，其中該第一工藝媒介(320)與該工件(130)相關(guān)聯(lián)，且該第一工藝媒介(320)配置成連接該控制器媒介(350)，以便接收該控制動作，并將該控制動作傳送到與該工藝工具(115)相關(guān)聯(lián)的該第二工藝媒介(340)，該第二工藝媒介(340)配置成根據(jù)該控制動作而配置該操作技術(shù)方法。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100，300)，其中該控制器媒介(350)配置成接收與該工件(130)及該工藝工具(115)的至少一個相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)控制模型及與該接收數(shù)據(jù)而決定該控制動作。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)(100，300)，其中該第一工藝媒介(320)配置成將與該工件(130)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)提供給該控制器媒介(350)，該第二工藝媒介(340)配置成將與該工藝工具(115)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)提供給該控制器媒介(350)，且該控制器媒介(350)配置成根據(jù)控制模型、與該工件(130)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)及與該工藝工具(115)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)而決定該控制動作。
6.一種根據(jù)操作技術(shù)方法而控制配置成處理工件(130)的工藝工具(115)的方法，包含下列步驟將與該工藝工具(115)及該工件(130)中的至少一個相關(guān)聯(lián)的第一工藝媒介(320，340)實體化；將配置成決定與該工藝工具(115)中的該工件(130)的處理相關(guān)聯(lián)的控制動作的控制器媒介(350)實體化；使該第一工藝媒介(320，340)連接該控制器媒介(350)，以便接收該控制動作；以及使該第一工藝媒介(320，340)及該工藝工具(115)連接，以便根據(jù)該控制動作而配置該操作技術(shù)方法。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，進一步包含下列步驟將與該工藝工具(115)及該工件(130)中不與該第一工藝媒介(320，340)相關(guān)聯(lián)的一個相關(guān)聯(lián)的第二工藝媒介(320，340)實體化。使該第一工藝媒介(320，340)及該第二工藝媒介(320，340)中的至少一個連接該控制器媒介(350)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，進一步包含下列步驟將該控制動作自該第一工藝媒介(320)傳送到該第二工藝媒介(340)；以及使該第二工藝媒介(340)及該工藝工具(115)連接，以便根據(jù)該控制動作而配置該操作技術(shù)方法。
9.如權(quán)利要求6所述的的方法，進一步包含下列步驟將與該工件(130)及該工藝工具(115)的至少一個相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)提供給該控制器媒介(350)；以及根據(jù)控制模型及與該工件相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)而決定該控制動作。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，進一步包含下列步驟使該第一工藝媒介(320)連接該控制器媒介(350)，以便提供與該工件(130)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)；使該第二工藝媒介(340)連接該控制器媒介(350)，以便提供與該工藝工具(115)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)；以及根據(jù)控制模型以及與該工藝工具(115)及該工件(130)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)而決定該控制動作。
全文摘要
一種制造系統(tǒng)(100，300)包含工藝工具(115)、控制器媒介(350)及第一處理媒介。該工藝工具(115)配置成根據(jù)操作技術(shù)方法而處理工件(130)。該控制器媒介(350)配置成決定與該工藝工具(115)中的該工件(130)的處理相關(guān)聯(lián)的控制動作。該第一處理媒介(320，340)與該工藝工具(115)及該工件(130)中的至少一個相關(guān)聯(lián)，且該第一處理媒介(320，340)配置成與該控制器媒介(350)連接，接收該控制動作，并根據(jù)該控制動作而配置該操作技術(shù)方法。本發(fā)明提供了一種根據(jù)操作技術(shù)方法而控制配置成處理工件(130)的工藝工具(115)的方法。將與該工藝工具(115)及該工件(130)中的至少一個相關(guān)聯(lián)的第一處理媒介(320，340)實體化。將配置成決定與該工藝工具(115)中的該工件(130)的處理相關(guān)聯(lián)的控制動作的控制器媒介(350)實體化。該第一處理媒介(320，340)連接該控制器媒介(350)，以便接收該控制動作。該第一處理媒介(320，340)連接該工藝工具(115)，以便根據(jù)該控制動作而配置該操作技術(shù)方法。
文檔編號H01L21/00GK1610908SQ02826378
公開日2005年4月27日 申請日期2002年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月10日
發(fā)明者M·L·米勒, J·A·格羅弗, M·R·康博伊 申請人:先進微裝置公司