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GEBIET DER
VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Im
Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung das Gebiet der Herstellung
integrierter Schaltungen und betrifft insbesondere das Überwachen des
Prozessanlagendurchsatzes mehrerer Prozessanlagen, die zum Verarbeiten
unterschiedlicher Produkte mit unterschiedlichen Prozessrezepten
erforderlich sind.
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Der
heutige globale Markt zwingt Hersteller von Massenprodukten dazu,
Produkte mit hoher Qualität
bei niedrigen Preisen anzubieten. Es ist daher wichtig, die Ausbeute
und die Prozesseffizienz zu verbessern, um damit die Herstellungskosten
zu minimieren. Dies gilt insbesondere auf dem Gebiet der Halbleiterherstellung,
da es hier wesentlich ist, modernste Technologie mit Massenproduktionsverfahren
zu kombinieren. Es ist daher das Ziel von Halbleiterherstellern,
den Verbrauch von Rohmaterialien und Verschleißmaterialien zu verringern,
wobei gleichzeitig die Prozessanlagenausnutzung verbessert wird.
Der zuletzt genannte Aspekt ist insbesondere wichtig, da in modernen
Halbleiterfabriken eine technische Ausstattung erforderlich ist,
die äußerst kostenintensiv
ist und damit einen wesentlichen Teil der gesamten Produktionskosten
repräsentiert.
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Integrierte
Schaltungen werden typischerweise in automatisierten oder halbautomatisierten Fabriken
hergestellt, wobei diese eine große Anzahl von Prozess- und
Messschritten zur Fertigstellung des Bauteils durchlaufen. Die Anzahl
und die Art der Prozessschritte und der Messschritte, die ein Halbleiterbauelement
durchlaufen muss, hängt
von den Gegebenheiten des herzustellenden Halbleiterbauelements
ab. Ein üblicher
Prozessablauf für
eine integrierte Schaltung kann mehrere Photolithographieschritte
beinhalten, um ein Schaltungsmuster für eine spezielle Bauteilschicht
in eine Photolackschicht abzubilden, die nachfolgend strukturiert
wird, um eine Lackmaske für
die weitere Bearbeitung beim Strukturieren der betrachteten Bauteilschicht
durch beispielsweise Ätz-
oder Implantationsprozesse und dergleichen zu bilden. Somit werden
schichtweise Prozessschritte auf der Grundlage eines speziellen
lithographischen Maskensatzes für
die diversen Schichten des speziellen Bau elements durchgeführt. Beispielsweise
erfordert eine moderne CPU einige 100 Prozessschritte, wovon jeder
innerhalb spezifizierter Prozessgrenzen ausgeführt werden muss, um die Spezifikationen
für das
betrachtete Bauteil zu erfüllen.
Da viele dieser Prozesse sehr kritisch sind, müssen mehrere Messschritte ausgeführt werden, um
den Prozessablauf effzient zu steuern. Zu typischen Messprozessen
gehören
die Messung von Schichtdicken, die Bestimmung von Abmessungen kritischer
Bauelemente, etwa der Gatelänge
von Transistoren, die Messung von Dotierstoffprofilen und dergleichen.
Da die Mehrheit der Prozessgrenzen bauteilspezifisch sind, sind
viele der Messprozesse und die eigentlichen Herstellungsprozesse speziell
für das
betrachtete Bauelement ausgelegt und erfordern spezielle Parametereinstellungen
an den entsprechenden Mess- und Prozessanlagen.
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In
einer Halbleiterfabrik werden typischerweise mehrere unterschiedliche
Produktarten gleichzeitig hergestellt, etwa Speicherchips mit unterschiedlicher
Gestaltung und Speicherkapazität, CPU's mit unterschiedlicher
Gestaltung und Arbeitsgeschwindigkeit, und dergleichen, wobei die
Anzahl der unterschiedlichen Produktarten hundert oder größer sein
kann in Produktionslinien zur Herstellung von ASIC's (anwendungsspezifischen
IC's). Da jede der
unterschiedlichen Produktarten einen speziellen Prozessablauf erfordern
kann, können
unterschiedliche Maskensätze
für die
Photolithographie, spezielle Einstellung in den diversen Prozessanlagen,
etwa Abscheideanlagen, Ätzanlagen,
Implantationsanlagen, CMP-(chemisch-mechanische
Polier) Anlagen, und dergleichen erforderlich sein. Folglich kann
eine Vielzahl unterschiedlicher Anlagenparametereinstellungen und
Produktarten gleichzeitig in einer Herstellungsumgebung angetroffen
werden.
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Im
Weiteren wird die Parametereinstellung für einen speziellen Prozess
in einer spezifizierten Prozessanlage oder Mess- oder Inspektionsanlage einheitlich
als Prozessrezept oder einfach als Rezept bezeichnet. Somit können eine
Vielzahl unterschiedlicher Prozessrezepte selbst für die gleiche
Art von Prozessanlagen erforderlich sein, die in den Prozessanlagen
zum dem Zeitpunkt einzusetzen sind, an dem die entsprechenden Produktarten
in den entsprechenden Anlagen zu prozessieren sind. Die Sequenz
aus Prozessrezepten, die in Prozess- und Messanlagen oder in funktional
zusammengefassten Anlagengruppen ausgeführt werden, sowie die Rezepte
selbst sind unter Umständen
häufig
auf Grund der raschen Produktänderungen
und der äußerst variablen
beteiligten Prozesse zu ändern.
Aus diesem Grunde ist das Anlagenverhalten insbesondere im Hinblick
auf den Durchsatz ein äußerst kritischer
Herstellungsparameter, da dieser signifikant die Gesamtproduktionskosten
der einzelnen Bauelemente beeinflusst. Der zeitliche Verlauf des
Durchsatzes einzelner Prozess- und Messanlagen oder selbst gewisser
Baueinheiten davon, etwa Prozessmodule, Substrathantierungsroboter,
Beladebereiche, und dergleichen bleiben jedoch auf Grund der Komplexität der Fertigungssequenzen,
in denen eine große
Anzahl von Produktarten und eine entsprechend große Anzahl
von Prozessen beinhaltet sind, die wiederum häufig den Rezeptänderungen
unterliegen, bleibt dabei unbeobachtet. Somit können Anlagen, die wenig effizient
arbeiten, eine lange Zeit unerkannt bleiben, wenn das Leistungsverhalten
einer Anlagengruppe, zu der die betrachtete Anlage gehört, innerhalb
ihrer üblichen
Leistungsverhaltenstoleranzen bleibt, die typischerweise so auszuwählen ist,
dass eine relativ weite Spannbreite von Variationen auf Grund der Komplexität der Prozesse
und der beteiligten Anlagen zulässig
ist.
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Im
Idealfall wäre
die Wirkung jedes einzelnen Prozesses auf jedes Substrat durch Messung
zu erkennen und das betrachtete Substrat wird für die weitere Verarbeitung
lediglich dann freigegeben, wenn die erforderlichen Spezifizierungen
erfüllt
sind. Eine entsprechende Prozesssteuerung in Bezug auf das Ergebnis
jedes einzelnen Prozesses ist jedoch nicht praktikabel, da das Messen
der Auswirkungen gewisser Prozesse relativ lange Messzeiten erfordern
kann oder Umständen
die Zerstörung
der Probe nötig
machen würde.
Ferner ist ein immenser Aufwand im Hinblick auf Bearbeitungszeit
und Anlagen auf der Messseite zu treiben, um die erforderlichen
Messergebnisse bereitzustellen. Ferner würde die Auslastung der beteiligten
Prozessanlagen minimiert, da die Anlage lediglich dann freigegeben
wird, nachdem das Messergebnis und seine Bewertung zur Verfügung steht.
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Auf
Grund des Mangels an „Kenntnis" im Hinblick auf
die Auswirkung der einzelnen Prozesse auf Grund der eingeschränkten Messkapazität, wurden
typischerweise statistische Verfahren, etwa Mittelwerte und entsprechende
Standardabweichungen und dergleichen zum Einstellen von Prozessparametern
eingeführt,
um damit das zuvor genannte Problem deutlich zu verringern und um
eine moderat hohe Auslastung der Prozessanlagen zu gewährleisten,
wobei gleichzeitig eine relativ hohe Produktionsausbeute erreicht
wird. Des weiteren wurde eine Prozesssteuerungsstrategie eingeführt und
wird ständig verbessert,
die ein hohes Maß an
Prozesssteuerung ermöglicht,
wünschenswerter
Weise auf einer Durchlauf-Zu-Durchlauf-Basis, ohne dass eine unmittelbare
Antwort von einer Messanlage erforderlich ist. In dieser Steuerungsstrategie,
d.h. die sogenannte fortschrittliche Prozesssteuerug, wird ein Modell
eines Prozesses oder einer Gruppe aus miteinander verknüpften Prozessen
erstellt und in eine geeignet ausgestaltete Prozessteuerung integriert.
Auf dieser Grundlage einer gewissen Menge an Messergebnissen von
vorhergehenden und/oder nachfolgenden Prozessen wird eine Vorwärtskopplungssteuerungsschleife
und/oder eine Rückkopplungssteuerungsschleife
eingerichtet, um die Prozessvariationen innerhalb vordefinierter
Toleranzen zu halten. Obwohl gut etablierte statistische Prozesssteuerungs-
(SPC) Mechanismen in Verbindung mit fortschrittlichen Prozesssteuerungs-
(APC) Strategien die Möglichkeit schaffen,
ein hohes Maß an
Qualität
der Produkte auf der Grundlage einer beschränkten Menge an Prozessinformationen
zu erreichen, so berücksichtigen
unter Umständen
diese Strategien andere Leistungsverhaltenkriterien einer Prozesslinie,
etwa den Durchsatz der beteiligten Prozessanlagen, nicht in ausreichendem
Maße.
Beispielsweise kann die Fehlfunktion einer Funktionseinheit einer
Prozessanlage, etwa eines Prozessmoduls, eines Substrathantierungsroboters,
eines Beladebereiches, und dergleichen nicht notwendigerweise die
Qualität
der bearbeiteten Substrate beeinträchtigen, sondern kann in mehr
oder weniger subtiler Weise den Durchsatz der Prozessanlage oder
einer Gruppe aus Prozessanlagen beeinflussen. In ähnlicher
Weise können
Prozessänderungen
und/oder Einstellungsänderungen an
einer oder mehreren Prozessanlagen, die ausgeführt werden, um Prozessschwankungen
zu berücksichtigen
und/oder um Ergebnisse einzelner Prozesse zu verbessern, eine höhere Qualität des Ergebnisses
des Prozesses oder der betrachteten Prozesse fördern, können jedoch zu einem reduzierten
Durchsatz führen
auf Grund beispielsweise erhöhter
Roboteraktivitäten,
zusätzlicher
Prozessschritte und dergleichen. Folglich ist das Überwachen
des Leistungsverhaltens der Anlagen und Anlagengruppen hinsichtlich
der Durchsatzeffizienz äußerst komplex
und selbst Studien des Durchsatzes auf Ebene der Anlageneinheiten,
d. h. das Überwachen
einiger oder aller individueller Funktionseinheiten, die eine spezielle Prozessanlage
bilden, etwa Prozessmodule, Handhabungsroboter, Beladebereiche und
dergleichen, stellt unter Umständen
eine wenig attraktive Lösung dar,
da die Ressourcen hinsichtlich der Ingenieursaktivität und der
Verfahrensabläufe
begrenzt ist und eine sofortige Reaktion auf Durchsatzänderungen gegebenenfalls
nicht praktikabel ist, obwohl Durchsatzstudien gewisse Details hinsichtlich
eines oder mehrerer spezifizierter Prozessanlagen offen legen können.
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Angesichts
der zuvor beschriebenen Situation besteht ein Bedarf für eine verbesserte
Technik, die es ermöglicht,
die Effizienz eines Halbleiterherstellungsprozesses insbesondere
im Hinblick auf Probleme, die mit dem Durchsatz verknüpft sind,
zu verbessern.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Im
Allgemeinen richtet sich die vorliegende Erfindung an ein automatisiertes
Durchsatzsteuerungs- (ATC) System, um die Möglichkeit zu schaffen, mit
dem Durchsatz verknüpfte
Parameter in automatisierter Weise zu überwachen, um damit eine im
Wesentlichen kontinuierliche Datengewinnung für das Bewerten der Durchsatzeffizienz
mit hoher statistischer Signifikanz zu ermöglichen, da eine große Menge
von Prozessdaten gesammelt und verarbeitet werden. Folglich können selbst
subtile durchsatzbezogene Verhaltensschwankungen automatisch detektiert
und kompensiert oder anderweitig für weitere Steuerungsaufgaben
verwendet werden. Somit wird in anschaulichen Ausführungsformen
eine durchsatzbezogene Verhaltenseigenschaft für mehrere Prozessanlagen bestimmt,
wobei die durchsatzbezogene Verhaltenseigenschaft als ein quantitatives Maß des Durchsatzverhaltens
einer Prozessanlage in Relation zu einem spezifizierten Referenzverhalten
der Prozessanlage unter Berücksichtigung
der Betriebsbedingungen der Prozessanlage definiert ist.
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Gemäß einer
weiteren anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein System eine Schnittstelle,
die ausgebildet ist, Prozessnachrichten von mehreren Prozessanlagen
zu empfangen. Des weiteren ist eine Durchsatzsteuerungseinheit vorgesehen,
die mit der Schnittstelle verbunden und ausgebildet ist, automatisch
eine durchsatzbezogene Verhaltenseigenschaft für jede der mehreren Prozessanlagen
zu bestimmen.
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Gemäß einer
noch weiteren anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das Empfangen von
Prozessnachrichten von mehreren Prozessanlagen, die in einer Fertigungslinie
eingesetzt werden, mittels einer Durchsatzsteuerungseinheit und
das Bestimmen einer durchsatzbezogenen Verhaltenseigenschaft für jede der
mehreren Prozessanlagen auf der Grundlage der Prozessnachrichten.
In anschaulichen Ausführungsformen
umfasst das Verfahren ferner das Ausführen von Steuerungsaufgaben,
die mit den mehreren Prozessanlagen verknüpft sind, auf der Grundlage
der Verhaltenseigenschaft.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Weitere
Vorteile, Aufgaben und Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert
und gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung
hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert
wird; es zeigen:
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1a schematisch
ein System zum Überwachen
und/oder Steuern des Durchsatzes mehrerer Prozessanlagen in automatisierter
Weise gemäß anschaulicher
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung; und
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1b eine
automatisierte Durchsatzsteuerung (ATC) gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung in detaillierterer Weise.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist,
wie sie in der nachfolgenden detaillierte Beschreibung sowie in den
Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein,
dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen
nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen
anschaulichen offenbarten Ausführungsformen
einzuschränken,
sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen vielmehr
lediglich Beispiele der angefügten
Patentansprüche
dar.
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Im
Allgemeinen stellt die vorliegende Erfindung ein automatisiertes
Durchsatzüberwachungs- und/oder
Steuerungssystem bereit, um damit die Prozesseffizienz deutlich
zu verbessern, die in konventionellen Prozesslinien auf Grund nicht
beobachteter Durchsatzverluste beeinträchtigt sein kann, die beispielsweise
durch Prozess- und Einstellungsänderungen
und/oder Anlagenfehlfunktionen verursacht sein können. Durch das automatische Überwachen
des Durchsatzverhaltens zumindest einiger Prozessanlagen in einer
Halbleiterfertigungslinie können
Mängel
hinsichtlich des Durchsatzes offengelegt werden, die konventioneller
Weise in der „üblichen" Variabilität der Herstellungsprozesse
verborgen bleiben, wenn Durchschnittsdurchsatzraten aus Losprozesszeiten
oder sogar von kontinuierlichen Ausgangsdaten berechnet werden.
Beispielsweise kann das Überwachen
des Durchsatzes von Anlagengruppen in Zeiträumen eines Monats, wie dies häufig in
Halbleiterfabriken praktiziert wird, ernsthafte Durchsatzmängel spezieller
Anlagen auf Grund der Schwan kungen der Gesamtgruppe verschleiern.
Im Gegensatz dazu können
gemäß der Erkenntnis
der Erfinder statistisch signifikante Anlagenparameter, die mit
dem Durchsatz einzelner Anlagen oder selbst einzelner Funktionseinheiten
einer einzelnen Prozessanlage in Beziehung stehen, bestimmt werden, indem
automatisch zumindest Anlagenrachrichten gesammelt werden, die dann
automatisch aufgezeichnet und bearbeitet werden können, um
einen im Wesentlichen kontinuierlichen Datenstrom auf Ebene der
Anlage oder selbst auf der Ebene der Funktionseinheiten zu erhalten,
wodurch das Bewerten des aktuell vorherrschenden Verhaltens hinsichtlich
des Durchsatzes der Prozessanlagen möglich ist. Auf der Grundlage
dieser durchsatzbezogenen Verhaltensergebnisse können weitere Steuerungsaktivitäten initiiert
werden, was auf der Grundlage automatisierter Steuerungsroutinen
und/oder auf der Grundlage des Eingreifens von Bedienpersonal erreicht
werden kann. Ferner können
auf der Grundlage durchsatzbezogener Verhaltensbewertungen Anlagen
mit hohem Leistungsverhalten und geringern Leistungsverhalten für die weitere
Prozessoptimierung erkannt werden, wobei entsprechende „Standards" auf der Grundlage
dynamischer Modelle von Anlagen und Funktionseinheiten und/oder
auf der Grundlage der aufgezeichneten Anlagennachrichten und/oder
Prozessdaten von einem übergeordneten
Fertigungsausführungssystem
bestimmt werden können.
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1a zeigt
schematisch eine Fertigungs- bzw. Herstellungsumgebung 150 einer
Halbleitefabrik. Die Umgebung 150 kann mehrere Prozessanlagen 110, 120 und 130 aufweisen,
die so angeordnet sind, um eine Sequenz aus Prozessschritten durchzuführen, die
für die
Herstellung eines Halbleiterbauelements mit spezieller Konfiguration
erforderlich sind. Es sollte beachtet werden, dass die mehreren Prozessanlagen 110, 120 und 130 nicht
notwendigerweise Prozessanlagen darstellen, die von einem Substrat
sequenziell durchlaufen werden, das das Halbleiterbauelement enthält, sondern
diese können auch
Halbleiteranlagen repräsentieren,
die Halbleiterbauelemente in paralleler Weise bearbeiten, wobei eine
oder mehrere der Anlagen 110, 120 und 130 ähnliche
Prozesse mit einer unterschiedlichen Anlagenkonfiguration ausführen können, die
an unterschiedliche Arten von Halbleiterbauelementen, die zu bearbeiten
sind, angepasst sind. In anderen Fällen können die Prozessanlagen 110, 120, 130 eine
beliebige Anlagengruppe repräsentieren,
die eine „funktionale" Einheit bilden können, die
eine deutliche Variation im Hinblick auf einen Gesamtdurchsatz der
Anlagen 110, 120, 130 aufweisen kann,
wenn diese als eine Gruppe betrachtet werden, auf Grund der Komplexität der Prozesse,
die von den Anlagen 110, 120, 130 ausgeführt werden,
und auf Grund der Vielfältigkeit
an unterschiedlichen Produkten, die durch diese Anlagen bear beitet
werden. Es sollte ferner beachtet werden, dass der Begriff „Prozessanlage" so zu verstehen
ist, dass dieser Messanlagen, etwa Inspektionsanlagen, Messanlagen
zum Sammeln elektrischer Daten und dergleichen, wie sie typischerweise in
einer Halbleiterprozesslinie zum Erzeugen sogenannter Inline-Messdaten
verwendet werden, mit einschließt.
Beispielsweise kann die Prozessanlage 110 eine Lithographiestation
repräsentieren,
die wiederum eine oder mehrere Lithographieanlagen, eine oder mehrere
Entwicklungsstationen, eine oder mehrere Lackbeschichtungsstationen
und andere der Belichtung vorgeschaltete und nachgeschaltete Behandlungsstationen
aufweisen kann. Wenn die Anlagen 110, 120, 130 eine
im Wesentlichen sequenziell angeordnete Anlagengruppe repräsentieren,
so kann die Anlage 120 dann eine Messanlage darstellen,
die ausgebildet ist, um beispielsweise die kritische Abmessung eines
Lackstrukturelements zu bestimmen, das durch die Prozessanlage 110 gebildet
wird. Die Prozessanlage 130 kann dann ein modernes Ätzsystem
repräsentieren,
das ausgebildet ist, ein entsprechendes Mikrostrukturelement auf
der Grundlage des von der Anlage 120 vermessenen Lackstrukturelements
zu bilden. Wie man erkennen kann, ist jeder Prozess, der in jeder
der Prozessanlagen 110, 120, 130 durchgeführt wird, äußerst komplex
und kann anspruchsvolle Prozesssteuerungsmechanismen erfordern,
um ein Mikrostrukturelement am Ausgang der Prozessanlage 130 zu
erhalten, das innerhalb der spezifizierten Prozesstoleranzen ist.
Da jedoch die Anlagen 110, 120, 130 eine
Vielzahl unterschiedlicher Halbleiterbauelemente zu bearbeiten haben, wobei
unterschiedliche Arten von Prozessrezepten erforderlich sind, die
wiederum kontinuierlich zu verbessern und anzupassen sind, kann
der Gesamtdurchsatz der Anlagen 110, 120, 130 deutlich
variieren und damit ein hohes Maß an Schwankung im Hinblick
auf den Durchsatz der gesamten Sequenz erzeugen, wodurch ein deutlicher
Durchsatzabfall einer oder mehrerer der Anlagen 110, 120, 130 oder
einer speziellen Komponente davon verschleiert werden kann. Ferner
ist es konventioneller Weise äußerst schwierig,
einen Anlagenstatus für
jede der Prozessanlagen 110, 120, 130 zu
bestimmen, der einen Status mit hohem Durchsatz oder geringem Durchsatz im
Hinblick auf eine spezifizierte Anlagenkonfiguration kennzeichnet.
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Jede
der Prozessanlagen 110, 120, 130 umfasst
typischerweise mehrere Komponenten, die auch als Einheiten bzw.
Funktionseinheiten bezeichnet sind, und die Prozessmodule oder Prozesskammern,
wenn Verbundanlagen betrachtet werden, Substrathantierungsroboter,
Einladebereiche, und dergleichen repräsentieren können. Beispielsweise kann die
Anlage 110 einen Bereich 111 zum Einladen eines
Substrats und einen Bereich 113 zum Ausladen des Substrats
nach der Bearbeitung und ein oder mehrere Prozessmodule 112 aufweisen.
In ähnlicher Weise
kann die Anlage 120 eine Prozessmoduleinheit 122 und
Lade- und Entlade-Einheiten 121 und 123 beinhalten.
Schließlich
kann die Anlage 130 Lade- und Entlade-Einheiten 131, 133 und
ein oder mehrere Prozessmoduleinheiten 132 aufweisen. Es sollte
beachtet werden, dass jede der Einheiten der Anlagen 1110, 120 und 130 selbst
aus einer oder mehreren Einheiten aufgebaut sein kann, wobei eine Einheit
im Allgemeinen als ein Teil der Prozessanlage betrachtet wird, dessen
Aktivität
auf individueller Basis gesteuert und überwacht werden kann. Beispielsweise
kann eine Verbundanlage einen Substrateinladebereich mit einer Roboterhandhabungseinrichtung aufweisen,
die mehrere periphere Komponenten besitzt, die zum Betrieb des Ladebereichs
erforderlich sind, wobei kein externer Zugriff auf diese peripheren Komponenten
vorgesehen ist. In diesem Falle kann der Ladebereich als eine individuelle
Basisfunktionseinheit betrachtet werden, da dessen Prozessstatus durch
Anlagenachrichten beobachtet werden kann, wenn beispielsweise der
Ladebereich arbeitet oder sich in einem Wartezustand befindet, während der aktuelle
Status der peripheren Komponenten auf der Grundlage der Anlagennachrichten
nicht beobachtbar ist. Wenn daher Bezug genommen wird auf das Empfangen
von Daten oder Informationen auf Basis der „Funktionseinheiten" von einer spezifizierten
Prozessanlage, so soll dies bedeuten, dass der Prozessstatus zumindest
einiger dieser Funktionseinheiten erfasst wird, wodurch eine verbesserte „Auflösung" im Hinblick auf
individuelle Funktionen der Prozessanlagen 110, 120, 130 auf
einer im Wesentlichen kontinuierlichen Basis bereitgestellt wird.
Ferner umfasst jede der Prozessanlagen 110, 120, 130 eine entsprechende
Schnittstelle 114, 1124, 134, die so ausgebildet
sind, um eine Kommunikation mit einem übergeordneten System, einem
Bediener, oder anderen Prozessanlagen und peripheren Komponenten zu
ermöglichen.
In der gezeigten Ausführungsform umfasst
die Fertigungsumgebung 150 ein Fertigungsausführungssystem 140,
das typischerweise in Halbleiterproduktionsstätten vorgesehen ist, um die Ressourcen,
die Rohmaterialien, Prozessanlagen und Prozessrezepte zum Koordinieren
der diversen Prozessabläufe
innerhalb der Fertigungsumgebung 150 zu verwalten. Somit
kann das Fertigungsausführungssystem 140 anlagenspezifische
Informationen von den mehreren Prozessanlagen 110, 120, 130 empfangen
und in Reaktion auf Prozesserfordernisse und/oder in Reaktion auf
erhaltene anlagenspezifische Informationen entsprechende Instruktionen
zu einer oder mehreren der Prozessanlagen 110, 120, 130 ausgeben.
Des weiteren umfasst die Fertigungsumgebung 150 ein System 100 für ein automatisches Überwachen
und/oder Steuern durchsatzbezogener Eigenschaften der Prozessanlagen 110, 120, 130. Das
System 100 umfasst eine Schnittstelle 101, die mit
den entsprechenden Anlagenschnittstellen 114, 124, 134 in
Verbindung steht, um damit zumindest anlagenspezifische Informationen
von einer oder mehreren der Anlagen 110, 120, 130 zu
empfangen. In einer anschaulichen Ausführungsform kann die Schnittstelle 101 so
konfiguriert sein, um den Empfang standardmäßiger SECS-Nachrichten (SEMI-Anlagenkommunikationsstandard)
zu empfangen, wodurch die Möglichkeit
geschaffen wird für
einen Datentransfer mit einer Vielzahl von Halbleiterprozessanlagen,
da die meisten dieser Prozessanlagen dieses entsprechende Protokoll
unterstützen.
In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform kann die Schnittstelle 101 gestaltet
sein, um Prozessdaten von dem Fertigungsausführungssystem 140 zu
erhalten, wohingegen in anderen Ausführungsformen der Datentransfer
zwischen der Schnittstelle 101 und den Schnittstellen 114, 124, 134 und
dem Fertigungsausführungssystem 140 bidirektional
sein kann, so dass durchsatzbezogene Daten und Steuerungsdaten direkt
zwischen dem System 100 und den Prozessanlagen 110, 120 und 130 und/oder
dem Fertigungsausführungssystem 140 ausgetauscht
werden können.
Es sollte beachtet werden, dass Anlagendaten auch vollständig von
dem Fertigungsausführungssystem 140 bereitgestellt
werden können,
so dass die Schnittstelle nicht notwendigerweise direkt mit den
einzelnen Anlagenschnittstellen 114, 120, 134 verbunden
sein muss, solange die Anlagennachrichten zu dem Fertigungsausführungssystem 140 übermittelt
werden.
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Ferner
umfasst das System 100 eine automatische Durchsatzsteuerung 102,
die mit der Schnittstelle 101 verbunden und so ausgebildet
ist, um auf der Grundlage der von den Prozessanlagen 110, 120, 130 und/oder
dem Fertigungsausführungssystem 140 erhaltenen
Daten eine durchsatzbezogene Verhaltenseigenschaft für jede der
Prozessanlagen 110, 120 und 130 zu bestimmen.
Beispielsweise kann eine durchsatzbezogene Verhaltenseigenschaft durch
einen Wert repräsentiert
sein, der das Anlagenverhalten und möglicherweise eine Varianz davon
beschreibt. Beispielsweise können
Anlagenparameter, die zum Erhalten einer repräsentativen Verhaltenseigenschaft
verwendet werden, die Prozesszeiten und Wartezeiten der einzelnen
Prozessmodule 112, 122, 132, Roboteraktivierungszeiten
und Roboterwartezeiten in den Einheiten 111, 113, 121, 123, 131, 133 oder
Intervalle dieser speziellen Werte sein. Auf der Grundlage dieser
Eingangsparameter kann die durchsatzbezogene Verhaltenseigenschaft
durch eine geeignete Operation erhalten werden, etwa einen eingestellten
Durchschnitt einiger oder aller dieser Werte, wodurch ein Maß für das Anlagenverhalten
erzeugt wird, das vergleichbar sein zu anderen Leistungseigenschaften
von Prozessanlagen unterschiedlicher Arten. Beispielsweise können prozessspezifische Aktivitäten, etwa
Prozess-, Arbeits- und Wartezeiten mit den verknüpften Substrathantierungszeiten
in Beziehung gesetzt werden, um damit ein Maß für jede der Prozessanlagen 110, 120 und 130 zu
schaffen, das für
jede Anlage unabhängig
von der Art der Anlage charakteristisch ist. Wenn beispielsweise
der Gesamtdurchsatz einer Prozessanlage als im Wesentlichen von
den Substrathantierungsaktivitäten
dominierend erkannt wird, so kann die entsprechende Anlagenkonfiguration
oder die Anlagensteuerungssoftware uneffizient eingestellt sein
und kann eine Rekonfigurierung erforderlich machen.
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Andere
durchsatzbezogene Verhaltenseigenschaften können einfach durch die Prozesszeiten der
einzelnen Funktionseinheiten 112, 122, 132 oder den
Zeitintervallen zwischen Eingang eines Substrat und Ausgang eines
Substrates der entsprechenden Prozessanlagen 110, 120, 130 sein.
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Während des
Betriebs des Systems 100 in der Fertigungsumgebung 150 kann
das Fertigungsausführungssystem 140 die
Prozessanlagen 110, 120, 130 entsprechend
einem oder mehreren spezifizierten Produktarten, die zu bearbeiten
sind, initialisieren, so dass jede Anlage so konfiguriert ist, um
ein spezielles Prozessrezept für
das spezielle Substrat, das an der Anlage entsprechend einem spezifizierten Zeitplan
eintrifft, auszuführen.
In dem oben beschriebenen Beispiel kann die Prozessanlage 110,
die eine Photolithographiestation repräsentiert, mit einem spezifizierten
Retikel betrieben werden, während
die Anlage 120, die eine Messanlage repräsentieren kann,
so eingestellt werden kann, um einige der von der Anlage 110 bearbeiteten
Substrate zu empfangen, um Messdaten zu erzeugen, die dann der Anlage 110 zugeführt werden,
um eine verbesserte Prozesssteuerung zu ermöglichen. In ähnlicher
Weise kann das Fertigungsausführungssystem 140 entsprechend
die Prozessanlage 130 einstellen, die beispielsweise ein Ätzsystem
repräsentieren
kann, so dass eine geeignete Ätzchemie
in dem Prozessmodul 132 bereitgestellt wird. Wie zuvor
angemerkt ist, kann, obwohl die Anlagen 110, 120, 130 von
dem Fertigungsausführungssystem 140 gemäß gut spezifizierter
Prozess- und Produkterfordernisse koordiniert werden können, das
Gesamtverhalten der Fertigungsumgebung 150 nicht sehr effizient
vorhergesagt werden, insbesondere in Bezug auf den Gesamtdurchsatz
der Umgebung 150 auf Grund der Komplexität der Prozesse
und der beteiligten Anlagen, selbst wenn fortschrittliche Prozesssteuerungsstrategien
in jeder der Anlagen 110, 120, 130 und möglicherweise
in dem übergeordneten
Fertigungsausführungssystem 140 eingesetzt
werden. Insbesondere im Hinblick auf die Bewertung des momentan
erreichten Durchsatzes der Umgebung 150 variiert auf Grund
des Mangels an Information, wie er typischerweise in konventionellen
Fertigungsumgebungen ohne das System 100 angetroffen wird,
für gewöhnlich der
Gesamtdurchsatz in Fertigungsumgebung 150 innerhalb eines
weiten Bereichs, wobei Fluktuationen innerhalb dieses Bereichs nicht
in einfacher Weise mit dem Verhalten einzelner Anlagen oder Funktionseinheiten
in Beziehung gesetzt werden können.
In den Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird anlagenspezifische Information von
jeder Anlagen 110, 120, 130 über die
entsprechenden Schnittstellen 114, 124, 134 und/oder über das
Fertigungsausführungssystem 140 dem
System 100 zugeführt,
wobei diese Informationen auf einer im Wesentlichen kontinuierlichen
Basis erhalten werden können,
wodurch die Bewertung des Durchsatzverhaltens auf der Grundlage
moderat kurzer Zeitintervalle mit hoher statistischer Signifikanz
möglich
ist. In einigen Ausführungsformen
wird jede Aktivität
in jeder der Prozessanlagen 110, 120, 130 dem
System 100 mitgeteilt, etwa jeder Substrathantierungsprozess,
jeder Prozessschritt in jeder der Einheiten 112, 122, 132 und
dergleichen, um damit die Möglichkeit zu
schaffen, die entsprechenden Verhaltenseigenschaften jeder der Anlagen
mit hoher statistischer Signifikanz zu gewinnen. In einigen Ausführungsformen
kann das System 100 ferner zusätzliche Prozessdaten von dem
Fertigungsausführungssystem 140 erhalten,
die in Kombination mit den Nachrichten verwendet werden können, die
direkt mit den Anlagen 110, 120, 130 verknüpft sind,
um die entsprechenden Verhaltenseigenschaften auf der Grundlage zusätzlicher
Informationen zu bestimmen, wodurch den bestimmten Verhaltenseigenschaften
eine höhere
Signifikanz verliehen wird. Beispielsweise kann das Fertigungsausführungssystem 140 Informationen
hinsichtlich der Details der Anlagenkonfiguration bereitstellen,
die ggf. das System 100 nicht direkt erhalten kann, etwa
die Art der Rohmaterialien, etwa Vorstufengase und dergleichen,
und/oder das Fertigungsausführungssystem 140 kann
Informationen hinsichtlich der Prozessstrategie bereitstellen, die
direkt oder indirekt den effektiven Durchsatz der Fertigungsumgebung 150 beeinflussen
können.
Als ein anschauliches Beispiel kann das Verarbeiten von Pilot- oder
Testsubstraten zur Gewinnung geeigneter Prozessbedingungen für die eigentliche
oder „reine" durchsatzbezogene
Verhaltenseigenschaft einer speziellen Prozessanlage u.U. nicht
relevant sein, kann jedoch einen deutliche Einfluss auf den effektiven
oder „Produkt"-Durchsatz der Anlage ausüben, da
wertvolle Prozesszeit, die für
Test- und Pilotsubstrate aufgewendet wird, für die Bearbeitung von eigentlichen
Produktsubstraten nicht verfügbar
ist, während
trotzdem das eigentliche Durchsatzverhalten der betrachteten Anlage
relativ hoch sein kann. Somit kann die durchsatzbezogene Verhaltenseigenschaft,
die von der Durchsatzsteuerung 102 bestimmt wird, in einigen
Ausführungsformen
auch den effektiven, d. h. produktbezogenen Durchsatz repräsentieren,
wodurch ein Maß für die Qualität von Initialisierungsprozeduren
und Prozessstrategien der betrachteten Prozessanlage bereitgestellt
wird.
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Nach
dem Bestimmen einer durchsatzbezogenen Verhaltenseigenschaft für jede der
Anlagen 110, 120, 130 auf der Grundlage
von von diesen Anlagen empfangenen Nachrichten und möglicherweise
auf der Grundlage von Prozessdaten, die von dem Fertigungsausführungssystem 140 empfangen
werden, wird eine geeignete Steuerungsaktion auf der Grundlage der
Verhaltenseigenschaften ausgeführt. Beispielsweise
kann die Verhaltenseigenschaft der Anlage 110 eine gemittelte
Prozesszeit jedes der Prozessmodule 112 repräsentieren,
wobei der Durchschnitt über
ein spezifiziertes Zeitintervall hinweggenommen werden kann. Wenn
die Konfiguration jedes der Prozessmodule 112 im Wesentlichen die
gleiche ist und identische Prozessrezepte in jedem der Prozessmodule 112,
ausgeführt
wird, kann ein deutlicher Unterschied in den entsprechenden Verhaltenseigenschaften
eine Anlagenunregelmäßigkeit
andeuten und kann eine entsprechende Steuerungsaktivität, etwa
das Eingreifen eines Bedieners, initiieren. In anderen Fällen kann
die von der Durchsatzsteuerung 102 auf der Grundlage der
Verhaltenseigenschaften initialisierte Steuerungsaktivität einfach
ein Datentransfer zu einer Anzeigeeinrichtung oder zu dem Fertigungsausführungssystem 140 oder einem
anderen übergeordneten
System, das mit dem System 100 verbunden ist, sein, in
welchem die entsprechenden Verhaltenseigenschaften aufgezeichnet
und für
die weitere Bearbeitung, etwa eine statistische Analyse, und dergleichen
verwendet werden. In anderen Ausführungsformen können „Referenz-" Daten zur Bewertung
der Verhaltenseigenschaften, die auf der Grundlage der empfangenen
Daten bestimmt wurden, durch das System 100 auf der Grundlage
mehrerer im Wesentlichen identischer Funktionseinheiten oder kompletter
Prozessanlagen, die unter identischen Bedingungen beschrieben werden, erzeugt
werden. Wenn beispielsweise die Prozessanlagen 110, 120, 130 im
Wesentlichen identische Anlagen repräsentieren, die unter identischen
Anlagenkonfigurationen mit identischen Prozessrezepten betrieben
werden, zumindest zeitweilig, so können die entsprechend bestimmten
Verhaltenseigenschaften analysiert werden, um „optimale" Verhaltensdaten zu ermitteln. D. h.,
die entsprechenden Verhaltenseigenschaften können für jede der Anlagen 110, 120, 130 bestimmt
werden, wenn diese mit identischen Bedingungen betrieben werden,
wobei die Anlagen 110, 120, 130 nicht
notwendigerweise gleichzeitig mit identischen Bedingungen betrieben
werden müssen.
Aus diesen Werten können
jene Werte, die das maximale Leistungsverhalten repräsentieren, ausgewählt und
als ein Standard für einen
Status mit hohem Leistungsverhalten betrachtet werden. Auf der Grundlage
dieser Referenzdaten kann die Durchsatzsteuerung 102 die
momentan bestimmten Verhaltenseigenschaften vergleichen und kann
Anlagen mit niedrigem Leistungsverhalten und Anlagen mit hohem Leistungsverhalten
in automatischer Weise erkennen. In anderen Ausführungsformen können standardmäßige statistische
Prozesssteuerungs- (SPC) Mechanismen in der Durchsatzsteuerung 102 eingerichtet
sein, um die Fertigungsumgebung 150 zu überwachen und/oder zu steuern.
Beispielsweise werden Steuerungstabellen typischerweise in SPC-Mechanismen
erstellt, die die Grenzen der betrachteten Parameter spezifizieren
und die die Bedingungen für
unkontrollierte (OOC) Situationen definieren. Eine Steuerungstabelle
kann typischerweise durch eine graphische Darstellung der Abweichung eines
Parameters von einem Mittelwert im Laufe der Zeit dargestellt werden,
wobei gleichzeitig Grenzen für
einen zulässigen
Bereich von Abweichungen aufgezeichnet sind. Beispielsweise wird
häufig
ein Bereich von ± drei
Standardabweichungen als angemessen erachtet, um einen zulässigen Bereich
eines zu überwachenden
Parameters zu definieren. Entsprechende Steuerungstabellen können für eine oder mehrere
der Verhaltenseigenschaften innerhalb eines vordefinierten Zeitintervalls
erstellt werden. In einer anschaulichen Ausführungsform kann ein Schichtwechsel
ein Steuerungsintervall repräsentieren
und damit eine geeignete Zeitdauer zum Bewerten des Durchsatzverhaltens
und möglicherweise zum
Initiieren von Steuerungsaktivitäten.
Typischerweise ist eine schnelle Reaktion auf durchsatzbezogene
Probleme in der Fertigungsumgebung 150 wünschenswert
und daher können
selbst kleinere Steuerungsintervalle ausgewählt werden, abhängig von
der statistischen Signifikanz der von den Prozessanlagen 110, 120, 130 empfangenen
Daten. In einigen Ausführungsformen
können
die Steuerungsintervalle individuell für jede der Anlagen 110, 120, 130 in
Abhängigkeit
der individuellen typischen Durchsatzraten ausgewählt werden.
Beispielsweise kann eine Prozessanlage, die auf ein Einzelsubstratbasis
betrieben wird und einen moderat hohen Aufwand an Scheibenhantierungsaktivität erfordert, möglicherweise
ein längeres
Steuerungsintervall benötigen
im Vergleich zu einer Prozessanlage, die so gestaltet ist, um mehrere
Substrate gleichzeitig zu bearbeiten, so dass das Verhältnis von
Substrathantierungszeit und Prozesszeit klein ist. Das Einrichten geeigneter
Steuerungsintervalle, d. h. Zeitintervalle zum Bestimmen der entsprechenden
Verhaltenseigenschaften, und von entsprechenden Grenzen der gesteuerten
Parameter und zum Definieren der Bedingungen von unkontrollierten
Situationen kann im Voraus ausgeführt werden, beispielsweise
unter Verwendung des Systems 100, indem z. B. mehrere geeignete
Kandidaten für
die Verhaltenseigenschaften über
relativ kurze Zeitperioden hinweg berechnet werden. Auf diesen diesen
Daten können
unterschiedliche Arten von Mittelwerten, die zu unterschiedlichen
Varianzen führen,
berechnet werden, um somit geeignete Vertreter von Verhaltenseigenschaften
zu bestimmen, etwa Prozesszeiten einzelner Einheiten/Prozessmodule
und/oder Substratein/aus-Intervalle, die über geeignete Zeitintervalle gemittelt
werden. Des weiteren können „globale" Verhaltenseigenschaften
ermittelt werden, die die gemeinsame Bewertung unterschiedlicher
Prozessanlagenarten ermöglichen,
um damit die Möglichkeit
zu schaffen „Engpässe" innerhalb einer
Prozesssequenz während
tatsächlicher
Produktionsbedingungen aufzufinden. Derartige „globale" Verhaltenseigenschaften können auf
der Grundlage eines idealen Referenzverhaltens der betrachteten
speziellen Anlage erstellt werden. Zu diesem Zwecke kann die durchsatzbezogene
Eigenschaft im Hinblick auf die Referenzeigenschaft für eine spezifizierte
Anlagenart für
spezifizierte Anlagenkonfigurationen normiert werden, indem beispielsweise
die Referenzeigenschaft auf eins festgelegt wird, so dass eine Abweichung
von dem Referenzverhalten durch einen Wert kleiner als 1 gekennzeichnet
ist. In diesem Falle können
unterschiedliche Anlagenarten direkt miteinander verglichen werden,
um damit die Entwicklung des Durchsatzverhaltens äußerst korrelierter
Prozessanlagen sowie auch äußerst nicht
korrelierter Prozessanlagen zu überwachen.
-
1b zeigt
schematisch einen Teil des Systems 100 gemäß weiterer
anschaulicher Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung und die Funktion und die gegenseitige
Beziehung von Komponenten des Systems 100. In einigen Ausführungsformen
kann die Durchsatzsteuerung 102 aus einer Plattform aus
Softwaremitteln aufgebaut sein, die in einem geeigneten Computersystem
implementiert sind, und/oder die Durchsatzsteuerung 102 kann
in Form einer kombinierten Hardware- und Softwarestruktur eingerichtet
sein, um die erforderlichen Ressourcen für das Ausführen der oben beschriebenen Prozesse
oder der Prozesse, wie sie nachfolgend beschrieben sind, bereitzustellen.
Beispielsweise kann die Durchsatzsteuerung 102 in dem Fertigungsausführungssystem 140 eingerichtet
sein und daher einen Teil der Hardware und Softwareressourcen verwenden,
die von dem Fertigungsausführungssystem 140 bereitgestellt
werden. In anderen Ausführungsformen
kann die Durchsatzsteuerung 102 in einem geeigneten Computersystem
eingerichtet sein, etwa einem Arbeitsplatzrechner, einem Personalcomputer, und
dergleichen, wobei periphere Komponenten für die Datenkommunikation, etwa
die Schnittstelle 101, in einer beliebigen geeigneten Form
vorgesehen sein können,
etwa als ein Kommunikationsmodul für drahtlosen Datentransfer
oder in Form einer anderen Netzwerkstruktur, und dergleichen. Als
Soft waremittel eingerichtet und/oder als entsprechend gestaltete Hardwareschaltung
kann die Steuerung 102 ein Modul 103 zum Berechnen
geeigneter durchsatzbezogener Verhaltenseigenschaften C für mehrere
Prozessanlagen aufweisen, etwa die Anlagen 110, 120, 130.
Des weiteren kann die Steuerung 102 ein Modul 104 zum
Erzeugen von Referenzdaten für
die Verhaltenseigenschaften C auf der Grundlage der Anlagenparameter
aufweisen. In einer speziellen Ausführungsform besitzt das Referenzdatenmodul 104 darin eingerichtet
mehrere Simulationsmodelle, die ein gewünschtes oder „ideales" Anlagenverhalten
in einer Anlagenkonfiguration repräsentieren, die durch die empfangenen
Anlagenparameter gekennzeichnet ist. Beispielsweise kann das Modul 104 darin
eingerichtet mehrere Parameterwerte für mehrere Verhaltenseigenschaften
C aufweisen, die dem Soll- oder Idealwert für eine große Anzahl von Anlagenkonfigurationen
repräsentieren.
Somit kann auf der Grundlage der empfangenen Anlagenparameter die
damit verknüpfte
Anlagenkonfiguration durch das Modul 104 erkannt werden
und es können
damit entsprechende Idealwerte für
die entsprechenden Verhaltenseigenschaften C für die weitere Verarbeitung
der Anlagendaten, beispielsweise das Vergleichen mit der aktuell ermittelten
Verhaltenseigenschaft C, ausgewählt werden.
In anderen Ausführungsformen
können
mathematische Modelle von Anlagenaktivitäten auf Basis der Funktionseinheiten
eingerichtet werden und können
in Echtzeit verwendet werden, um die erforderlichen Referenzdaten
zu erzeugen. In einer anschaulichen Ausführungsform repräsentieren
die verwendeten Simulationsmodelle Simulationsmodelle für diskrete
Ereignisse, die dynamische Anlageneigenschaften, etwa Prozessvariabilität interner
Substratzeitplanung, Grenzen der automatischen Roboter, Übergangsverhalten,
und dergleichen, modellieren können.
-
Auf
der Grundlage der durch das Modul 104 gelieferten Referenzdaten
können
Abweichungen der aktuell bestimmten Verhaltenseigenschaften C von
dem idealen oder dem Referenzverhalten der betrachteten Anlage erkannt
werden, um damit Mängel in
der Anlageneinstellung und/oder der Anlagensoftware zu erkennen.
Zu diesem Zwecke kann die Durchsatzsteuerung 102 in einer
anschaulichen Ausführungsform
ein Modul 105 aufweisen, um damit einen statistischen Prozesssteuerungsmechanismus einzurichten,
das entsprechende Ausgangsergebnisse der Module 103 und 104 empfängt, um
damit eine entsprechende Ausgangsinformation zu erzeugen, die direkt
für Anlagensteuerungsaktivitäten und/oder Effizienzbewertungen
verwendet werden kann, oder die dem Fertigungsausführungssystem 140 als
weiterer Steuerungsparameter zugeführt wird. Das Modul 105 kann
beliebige geeignete Steuerungstabellen eingerichtet haben, wie sie
zuvor mit Bezug zu 1a. erläutert sind, wobei entsprechende
Grenzen der Varianz der Verhaltenseigenschaften C auf der Grundlage
der in dem Modul 104 erzeugten Referenzdaten definiert
sind. Wenn beispielsweise eine signifikante Abweichung der aktuell
bestimmten Eigenschaft C von einem entsprechenden Idealwert oder
Referenzwert erkannt wird, kann ein Ereignis für unkontrollierte Steuerung
erzeugt werden. Auf der Grundlage der Ausgangsinformation des Moduls 105 kann
eine durchsatzbezogene Bewertung der mehreren Prozessanlagen 110, 120, 130 erhalten
werden, wodurch die Möglichkeit
geschaffen wird, Prozessanlagen und/oder Funktionseinheiten davon
in automatischer Weise zu identifizieren, die ein hohes Maß an Leistungsverhalten
und ein geringes Leistungsverhalten aufweisen, wobei die vollständige Information auf
Ebene der Funktionseinheiten verwendet werden kann, um die entsprechenden
Verhaltenseigenschaften C mit hoher statistischer Signifikanz zu
gewinnen. Somit kann eine Prozessoptimierung nicht nur auf der Grundlage
der Qualität
der Halbleiterbauelemente ausgeführt
werden, die in der Fertigungsumgebung 150 hergestellt werden,
sondern auch auf der Grundlage durchsatzbezogener Eigenschaften,
die von dem System 100 erstellt werden, wodurch ein Beitrag
zu einer erhöhten
Produktionsausbeute bei reduzierten Produktionskosten geleistet
wird.
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Es
gilt also: Die vorliegende Erfindung stellt eine neue Technik zum
Abschätzen
der Durchsatzeigenschaften einer Fertigungsumgebung in automatisierter
Weise bereit, wobei anlagenspezifische Informationen auf Ebene der
Funktionseinheiten für
mehrere Prozessanlagen gewonnen werden, wodurch eine hohe statistische
Signifikanz in moderat kurzen Zeitintervallen erreicht wird. Somit
können
selbst subtile durchsatzbezogene Probleme in der Fertigungsumgebung
erkannt und eine entsprechende Steuerungsaktivität initiiert werden, sobald
ein entsprechendes Absinken des Durchsatzes erkannt wird. Bei der
Bewertung der durchsatzbezogenen Verhaltenseigenschaften mehrerer
Prozessanlagen kann geeignete Anlageninformation, die beispielsweise
in Form von Standard SECS-Nachrichten bereitgestellt wird, möglicherweise
in Verbindung mit Prozessdaten, die von einem Fertigungsausführungssystem
empfangen werden, verwendet werden, um automatisch die Verhaltenseigenschaften
auf Ebene der Funktionseinheiten zu berechnen. Auf der Grundlage
dieser Daten können
statistische Prozesssteuerungsmechanismen eingesetzt werden, um
zuverlässig
das Verhalten der Anlagen zu überwachen
und/oder zu steuern oder zu kontrollieren. Die auf der Grundlage
von Anlageninformationen berechneten Verhaltenseigenschaften können mit
entsprechenden Referenzdaten verglichen werden, die durch theoretische
Modelle und/oder experimentelle Daten gewonnen werden können, um
damit Mängel der
Ein stellung sowie der Steuerungssoftware der beteiligten Prozessanlagen
zu identifizieren. Ferner können
durch das Verwenden der Prozessinformationen, die von dem Fertigungsausführungssystem
erhalten werden, eine Korrelation zwischen Anlagenkonfigurationen,
Steuerungsalgorithmus und Prozessrezepte geschaffen werden, um damit
sogar subtile Mängel
in einem oder mehreren dieser Faktoren zu erkennen. Somit werden
in einigen Ausführungsformen
das Anlagenverhalten, das automatisch auf Ebene der Funktionseinheiten
ermittelt und mit Durchsatzeigenschaften in Beziehung gesetzt wird, und
die Abweichung zwischen Referenzdaten, die beispielsweise als Ergebnisse
von dynamischen Simulationen gewonnen werden, und das tatsächliche Anlagenverhalten
als Eingangsdaten für
ein SPC-System bereitgestellt, um damit Anlagen und/oder Funktionseinheiten
mit hohem Leistungsverhalten oder geringem Leistungsverhalten zu
identifizieren.
-
Weiter
Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Erfindung werden
für den
Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist diese
Beschreibung als lediglich anschaulich und für die Zwecke gedacht, dem Fachmann
die allgemeine Art und Weise des Ausführens der vorliegenden Erfindung
zu vermitteln. Selbstverständlich
sind die hierin gezeigten und beschriebenen Formen der Erfindung
als die gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsformen
zu betrachten.