TW493116B - Semiconductor processing techniques - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 493116 A7 ----_B7___ 五、發明說明（） ^ ~~ 發明領域： 本發明係關於半導體晶圓之製造技術。 發明背景： 半導體元件（如積體電路等）一般都是以電晶體、-極 體及電阻等電子電路元件積集形成於一單—* " 丁泽體材料 體上而得，這些不同的電路元件經由導電連接體的連接而 形成-完整的電路，於是電路上就具有數以百萬計的各電 路元件。積體電路一般是對半導體晶圓加以一序列的製2 步驟（製程）而形成，這種製程通常稱為晶圓製造，其包本 有氧化、蝕刻罩幕備製、蝕刻、材料沉積、平坦化及清、先 等等過程。 第1圖所示者為一種鋁閘極PMOS(P通遒金氧半電晶 體）晶圓製程40的簡示說明，簡示中包含製程步驟4丨至 步騾73的主要步驟，就如w.R· Runyari等人所著之 Semiconductor Intergrated Circuit Processing Technology 所描述者。舉例來說，上述之金屬化步驟係利用在晶圓製 造室中進行賤鍍沉積而形成一潛铭膜，這步驟在美國專利 案5，1 08,570中有其揭露内容說明，其中該濺鍍沉積的簡 示說明如第2圖中製程步驟80之子步驟81至子步驟97 所示者。 第1圖及第2圖中所示為晶圓的序列處理步驟，而一 般還有利用晶圓製造子系統來進行平行處理步騾者，這種 子系統一般包含一或多組成套設備，其中此處所謂的一組 第2頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） » 4.---V-------Μ---- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 15J· A7 -———____ 五、發明說明（） -- 成套設備包含製程室及晶圓處理設備所構成的系統，晶圓 就在此成套設備製程室中處理，而不需另再送至該控制中 之成套設備環境以外處理，如送至真空中處理等。一成套 設備的案例可參見美國專利案5,236,868所揭示者，該案 中運用了種具一中央製程室及四個製程室的真空設 備，其中在中央製程室中的—晶圓處理機械人能處理每一 製程室之内部動作，以將晶圓從中央製程室送至其它製程 1的每者中，而此時晶圓仍不脫離真空之環境。舉一例 而言，該案中成套設備内的晶圓在製程中首先被送進一清 洗室中，續而送至一 PVD(物理氣相沉積)室中，接著再被 送至一回火室中，而後再送至一抽氣室内，這樣的過程就 稱為序列製造過程。但該案中的成套設備也可利用平行處 理的方式進伃晶圓的製造，例如在一慢速製程步驟後接以 一快速製程步驟時，其中的三個製程室就可以平行處理方 式來進行該k速處理製程，而以另一製程室則用以進行該 快速的製程步驟。 热知該項技術都知道在一典型的晶圓製造過程中，某 些製程參數必須要控制在足夠小的範圍内，以使其製成之 產品符合所需的特性i例如，美國專利案5,754,297揭露 了一種監視晶圓製造中之金屬膜層沉積（如濺鍍沉積）速率 的方法及汉備，該案中說明了在輸入賤鑛功率為一定位準 時，金屬沉積速率會隨濺鍍靶材使用總時間的增加而降 低，所以一些金屬沉積速率等的敏感製程特性在某一晶圓 製造處理室中對每批製造出來之晶圓都會有些許不同，這 第3頁 本紙張尺度中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚) ------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 Ηδι. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 493116
五、發明說明（ - -----Γ------β Μ — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 會影響到该製程室中所形成元件的良率及品質。在該案 中，當製造參數（如輸入濺鍍源的功率）隨所觀察到的金屬 沉積製程特性變動而調整時，其沉積系統相當容易維持在 靠近所需要量的附近，其方法是對製程參數進行同步測 量，如利用通過沉積環境之光的光衰減而進行沉積速率的 監視，那麼從沉積源至沉積基材的材料轉移率就可被偵 測，這在該案中有相當完整的說明。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 半導體材料、製造及測試技術的突破性發展使得積體 電路零件的整體尺寸得以縮小，而存在其中的零件數目於 是就可大量增加，但這需要對每一製程步驟及製程步驟之 組合中的產品及製程進行高度控制方能達成之，所以被處 理之材料的雜質及微粒污染也就需要加以控制，如製程氣 流等。此外，製程參數也是需要加以控制的，如溫度、壓 力、氣流率、處理時間長度及輸入濺鍍功率等，這在前文 提及之’5 70及，297專利案中都有其說明。在第i圖及第2 圖中’一晶圓的製造包含了一種複雜的序列製造步驟，其 中每一特定之製造步驟一般都與其前所銜接之步驟密切 相關。例如，若相鄰之積體電路層内連接用之蝕刻罩幕在 覆蓋及對位有誤差，那麼所形成的内連接就與其在設計中 設計的位置有所不同，這可能會使得内連接太過緊密相鄰 而形成内連接間的短路不良。此外，這兩種製程問題會有 累加的效果，例如當内連接蝕刻罩幕的對位不足以造成電 性短路時，這時内連接仍可能因製程稍微偏離規格值而有 一些粒子污染存在而形成短路，但這些粒子的大小在内連 第4頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 493116 A7
接罩幕良好對位的狀態下是不會發生電性短路的。 、上述之製程及/或材料不良等一般都會降低晶圓製造 的良率，其中良率是指在一特定無塵室中製造出之可接受 晶圓的百分比。當某一製程中有產品、製程問題或不良 時，其製程是否需要加以調解（如進行製程調整或故棄該 製程之進行）可由製程中進行測試及對製程參數加以監視 決定之，所以產品及製程控制技術會大量使用在整個晶圓 製造中。良率問題可對某一特定產品、製程問題或不良加 以追溯而得知，當問題產生之原因一經查出，那麼晶圓製 造的良率就得以提升，其中良率的提升是降低每一晶片製 造成本及使能源（如電源、化學材料及水等）的使用達至最 大效益所必須的，而這時晶圓的刮損或棄置量也是最低 的0 統計製程控制（SPC)及統計品質控制（SQC)方法可得 知晶圓製造之適當的控制限度、並將製程維持在該限度之 内’這種方法可見諸R. Zorich著之Handbook Of Quality Integrated Circuit Manufacturing, Academic Press Inc., pp. 464-498, 1991的說明内容。熟知該項技術者都知道控制圖 是一或多個選定之製程或產品變數的相關圖式，這些變數 可如製程室壓力等，而這些變數皆係在時間上進行取樣而 得。某一特定變數的目標值及其上下控制限度係利用習知 的統計取樣及計算方法而標在該圖上，當所觀察到的變數 值或統計值（如數個觀察到的平均值）落在前述之經決定的 限度之外時，該製程就被視為不可控制。控制限度一般都 第5頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） ---丨··裝--- Γ 凊先閱讀背面之注意亊項再填寫本頁) ij· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 493116 A7 五、發明說明（） 设疋在平均目標值之標準差的倍數上，如2 (7或3 (7 ,其 中該目標值係得自於測試用晶圓製造或生產用晶圓製造 時所得的值，這些值能符合某晶圓製造所需之良率、製程 控制及產品品質。此外，S P c及s Q C在前文中係等義的， 這可參見上述R· Zorich所著之464頁的說明。 晶圓庫存之有效管理對將未經處理或經部份處理之 晶圓量維持在最小量來說是很重要的，因為其能將所生產 之半導體元件的單位成本控制至最小《此外，將製造中晶 圓的量減至最小同時還能增加晶圓之製程良率，因為一般 都知道晶圓在製程中經過的時間愈久其良率就會變得愈 低。晶圓庫存管理一般都會利用預定計劃方式以使設備對 於被處理之晶圓來說效能可達至最大，例如其可對平行及 序列處理製程步驟加以計劃，以避免在製程中碰到瓶頸。 此外’有效率之晶圓製造的庫存控制同時需要使瓶頸的發 生及干擾次數降低，因為這些未出現在計劃中的事件若發 生將會使停機的次數增加，其中所述之瓶頸及干擾可如不 在排定計劃中之維修、製程參數跑出其特定限度之外所造 成的干擾、所需材料的缺乏（如製程氣體等）、維修中所需 置換零件的缺乏、製程工具之低效能（如製程室等）或電源 干擾等等。 晶圓製造中的許多零件及子系統都是自動的，以能使 製程可靠度及可量產性達至一相當之程度，並使良率達至 最大，其中晶圓製造工具（如製程室等）一般都可為電腦所 控制，其控制方式是電腦對製程的操作下一序列的指令， 第6頁 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 493116 A7 五、發明說明（ 而該製程會由製程工具完成之。然而，當各種不同的製程 及度量併用時要對其加以高度自動化卻是很困難的，這是 因為晶圓製造步驟中的許多步驟都彼此相干並有其複雜 度存在的緣故’吾人可逕行參見Peter van Zandt所著之 Microchip Fabrication 3rd ed., McGraw-Hill, pp. 472-478, 1 9 9 7中的說明。 晶圓製造設備需要加以有效的定期維修計劃，以維持 晶圓製造設備中所有零件的可靠度，這時零件就需要有其 庫存量，積體電路的製造成本也就因此增加。 晶圓設備的電路破壞率一般都遠較平均電源使用率 為高’因為其需要吸收晶圓設備在製程中所產生的瞬間大 功率，因此其需用以吸收瞬間大功率的設備也較昂貴。 因此，較佳之製程控制、品質、良率及降低成本的方 法及技術是有必要加以提出的。 發明目的及概述： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 L---L.-------_ 裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明提供了 一種新穎的半導體製造技術，特別是指 晶圓製造用之技術而言，其能在製程控制、品質、良率及 成本降低上加以改善。 在本發明之一實施例中，統計製程控制（S P c)技術被 用在一晶圓製造過程中，其中製造過程之控制限度係利用 符合製程及良率需求的製程參數決定之。接著，SPC被用 以判斷接下來的生產過程是否在控制限度内進行，並對用 以決定控制限度之參數進行測試。此外，S P C技術可進行 ‘紙張尺度適用Μ國家標準（CNS)A4規格（21G x 297公髮） ^116 ^116 A7
五、發明說明（） 自動製程調解，如可在製程落於控制限度之外時更正製程 或放棄製程之進行。 ----^-------_ 裝--- f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在本發明之另一實施例中，所提供之—製造環境係用 以以對一晶圓製造室之晶圓進行製造，其中一 SPC環境與 製造環境併而為用’以建立製程控制限度，並從製造環境 之生產過程中取得製程及/或產品度量資訊，其所利用的參 數係與建立該控制限度之參數者同。一計算環境被用以處 理SPC環境内的資料及資訊，而SPC資料則在一分析環 境中加以分析，該分析係以比較控制限度與製程資料之方 式為之。一 MES(製造執行系統）環境取得該分析結果，並 能判斷製造環境的執行究竟係落於控制限度之外或之 内。若判斷之結果顯示製造環境之製程落於控制限度之 外，那麼MES環境會自動將該製造環境調整至正確的製 程動作中。 其它之實施例能提供晶圓製造子系統以製造技術，並 能利用spc技術進行一或多片晶圓之製造，其中該spc 技術被用在製造過程中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之另一實施例提供一製造環境，以利在一晶圓 製造室中對晶圓進行製造。在該實施例中，一新顆之電源 管理系統被用在晶圓製造的製造環境中，以對電源進行計 劃及調節’並因此避免高電源峰值的出現。這種電源管理 系統包含一電源監視％境’用以從一製造環境（如一製程 室）中接收資訊；一計算環境，用以處理資料及資訊；及 一分析環境，用以支援計算環境中所得結果之分該電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297 A7 -----—______B7___ 五、發明說明（） 源管理系統會收集與電源使用及工具預定計劃相關之處 理工具貝訊’並對此—資訊進行新穎之演算，以排定製程 工"之使用汁剡，以使電源瞬間峰值出現在晶圓處理時相 當低電源使用之時，如此電源的峰值就不會出現在晶圓製 造中’因此晶圓製造設備的電路破壞率就得以降低，晶圓 製造的成本也就因此下降。 在本發明的另一實施例中，一晶圓製造中具有新穎之 備用零件庫存及計劃排定系統，該系統會運用一演算法而 自動對備用零件進行採購，且該備用零件進貨之日僅稍早 於該零件需用之時。 在本發明的另一實施例中，晶圓製造具有一新穎之晶 圓製造效率系統’其利用一演算法來對晶圓製造能源進行 更有效率的排定計劃，如此能使晶圓流變得更有效率，晶 片之輸出及晶圓製造的使用並能達至最大。 圖式簡單說明： 第1圖所示為一習用晶圓製程之流程簡示圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第2圖為一習用晶圓製造中之濺鍍金屬化處理的流程簡 示圖。 第3圖中的方塊圖示意說明本發明之利用統計製程控制 (SPC)技術的一晶圓製造。 第4圖的方塊圖示意說明本發明中利用SPC技術之晶圓 製造的另一實施例。 第5圖之方塊圖示意說明第4圖中利用SPC技術之晶圓 第9頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 493116 A7
製造的一晶圓製造環境。 弟6圖之方塊圖示意說明g 兄月弟4圖中利用SPC技術之晶圓 製造的一計算環境。 弟7圖之方塊圖示意說明笛 J弟4圖中利用SPC技術之晶圓 製造的一決策訂定環境。 第8圖之方塊圖示意說明本發明中利$ spc技術之晶圓 製造的一不同實施例。 第9圖之方塊圖示意說明本發明中利用$ p匸技術之晶圓 製造的另一實施例。 第1 0圖之方塊圖示意說明本發明中一應用一電源管理計 劃系統的晶圓製造。 第1 1圖之方塊圖示意說明第i 〇圖中晶圓製造的一製程 室。 第12圖之方塊圖示意說明第1〇圖中晶圓製造之一計算 環境。 第1 3圖為第1 2圖之計算環境的一演算法。 第1 4圖之方塊圖示意說明應用一電源管理計劃系統之多 組晶圓製造。 第15圖之方塊圖示意說明本發明中使用一備用零件庫存 及計劃系統的一晶圓製造。 第16圖之方塊圖示意說明第15圖之晶圓製造的一製程 室。 第1 7圖之方塊圖示意說明第1 5圖之晶圓製造的/斤算 環境。 第1〇寅 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） - ------r-------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 493116 五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1 8圖為第1 7圖之計算環境的一演算法。 第19圖之方塊圖示意說明本發明中一應用一晶圓製造效 率系統之晶圓製造。 第20圖之方塊圖示意說明第19圖之晶圓製造中一製程 室。 第21圖之方塊圖示意說明第19圖之晶圓製造的一計算 環境。 第2 2圖為第2 1圖之計算環境的一演算法。 發明詳細說明： 本發明及其實施例在說明上將以某些特定專有名詞 穿插其中，以能更清楚描述本發明，而這些專有名詞可用 於本文說明之實施例及其它等效實施例中。 第3圖所示為本發明之一 SPCIF(統計製程控制整合 製造）100的實施例簡示圖β在此，一 SPCIF包含一晶圓製 造、一曰曰圓製造子系統或兩或多片晶圓製造的組合，其中 統計製程控制（SPC)與一或多種晶圓製造控制技術併用， 並還可選擇性與其它晶圓製造系統、子系統或零件併用。 第3圖所示之SPCIF100包含一製造環境1 10、一 SPC環 境1 1 2、一計算環境1 1 4、一分析環境1 1 6、一製造執行系 統（MES)環境118及一報導環境120。上述所言之，，環境，， 包含了各技術、方法及/或元件，其能提供資料、資料結構 或資訊取得的來源。此處所提及之環境包含一電腦環境， 而該"電腦環境’’包含電腦軟體及/或硬體，其能提供資料、 第頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ΙΓΙΙΚΙΙΙΙΙΙ — · I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂· 493116 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 資料結構或資訊之取得的來源，其並能與所獲得之資料、 資料結構或資訊互相作用。 第3圖所示之製造系統丨丨〇包含製造設備、技術及方 法，用以製造晶圓元件或元件之零件等，如1C結構等。 此處所言之” 1C結構”包含完整形成之積體電路及部份 形成之積體電路。該製造環境包含控制器及輸入，以能符 合1C結構之所需，其中適當之控制器包含處理器（如微處 理器（如板上型電腦）、電腦操作軟體及機械/電控制器（如 使用如一可變電阻（如一電位計）之切換器及電路）<3這些種 器對各不同製程及操作功能進行操作及控制，如氣流率及 製造環境110内之晶圓處理等，其中如110之製造環境的 適當例子包含有一晶圓製造工具，如一製程室或一或多個 晶圓製造設備。 在第3圖中，SPC環境112應用SPC技術於其中，該 技術為熟知該項技術所共知，其可用以決定符合一特定1C 結構製造時之設計及良率標準的製程控制限度，其中該控 制限度是利用一或多個製程及/或製程中產品參數以統計 之方法導出的，其中這些參數對應之製程能符合該1C結 構製造之設計及良率條件。一旦控制限度建立出來後，s P C 環境就從這些1C結構的產品製造進行時得到其製程及/或 產品的度量資訊，其所利用之參數係與用以建立控制限度 之參數者同。計算環境n4(可包含一資料處理器等）能執 行運算，以支挺S P C環境11 2所而之資料處理。分析環境 116(示於第6圖中）能對SPC環境112所提供之SPC資料 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 第12頁
493116 A7 --- ---- B7 五、發明說明（） 加以分析’其分析方法係對度量資料及控制限度加以比 較。此外，分析環境1 1 6可與SPC環境1 1 2或計算環境 1 1 4整合一塊。 製造執行系統（ME S)環境118(示於第3圖中）能提供 SPCIF 100活動相關之生產以資訊、控制、決策執行及協 調功能，其並能接收分析環境丨丨6決定之SPC分析結果， 然後判斷製造環境1 1 0之製程究為在s P C控制限度之外或 之内。MES環境1 1 8内的決策執行功能接著會被噢醒以決 定是否需要對製造環境1 1 〇加以調解動作，如使製造環境 1 1 0放棄進行中的製程、調整參數（如製程室壓力）、計劃 在製程中再加上更多晶片或計劃維修工作，這種調解工作 可經由第3圖SPC IF 100之鏈結122及124為之。此外， SPCIF100可選擇性加以一報導環境12〇，其會從本發明之 各環境中得到資料或其它資訊，如可利用第3圖中之鏈結 1 28, 1 3 0,1 32,1 34,1 36及138得到這些資料或資訊。此外， 當MES環境118與製造環境11()鏈結時，一報導就可同 時利用鏈結1 2 6而提供至報導環境1 2 〇中。 第3圖之SPCIF100所提供之spc係為整合製造之 SPC，這種整合能對製程控制及/或產品品質即時監視，並 月&在某預選疋製程和產品參數落於控制限度之外時對其 進行即時製程調解’其還能對工具之存在與否、材料庫存 及即時資訊進行更有效率的計劃排定，並有利於對便利系 統（如製造過程電源需求）之計劃排定能力。 第4圖為本發明之SPCIF的另一實施例簡示圖，其中 第13頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱 -------------fl Μ--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Η-Τ·. 493116 A7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（） 該SPCIF200中的SPC為與一晶圓製造之一製程室中晶圓 處理整合者。SPC IF 200包含一晶圓製造室製造環境21〇、 一 SPC環境220、一計算環境23〇、一分析環境240 一 MES 環境250及一報導環境260，其中該MES環境250包含一 決策汀疋環境2 5 2、一計劃環境2 5 4及一製程調解環境2 5 6 ，並還可選擇性包含一 MIS(管理資訊系統）部份（未顯 示）。 在第4圖及第5圖中，SPCIF200的晶圓製造室製造 環境210接收從MES環境250及SPC環境220送來之輸 入，其能提供自動或閉迴路調解45 8(第5圖），並可選擇 性提供非自動調解460，以下將配合第7圖對其進行更詳 細的說明。請再參閱第5圖，調解動作包含對製程室控制 益（如控制裔· 310,312,314,316,318及320)加以設定及調 節，並包含將資訊提供至輸入裝置322及324的步驟，製 程室狀態控制器3 1 0就根據MES輸入來選擇製程室之狀 態，即線上閒置326、線上製程中328或離線330狀態。 控制器3 1 2經過鏈結3 3 2或未鏈結3 3 4來將製程室狀態選 擇予晶圓製造系統（未顯示）；控制器314負貴便利系統之 參數3 3 6的控制，如電源、水及廢棄物的移除；控制器3 1 6 負貴製程室製程參數3 3 8之控制，如製程氣流率及恩力； 控制器3 1 8負貴製程室度量參數340之控制，其中包含對 製程中測試參數（如’297案中之濺鍍沉積率監視）及測試取 樣頻率的控制；控制器320對晶圓處理參數342(如晶圓處 理機械人之操作參數）進行控制；MES製程調解環境256 第14頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 « . 493116 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 之輸入可利用製程室狀態控制器3 1 0來放棄生產的進行， 這時製程室在離線狀態，所以製程室中的所有製程功能鱿 被停止。 請參閱第5圖。MES製程調解環境256可利用生產資 訊輸入裝置322來提供生產資訊344，這種資訊可包含生 產編號、日期或生產目的（如測試、生產或修正）；晶圓確 認輸入裝置324則可提供晶圓製造製程室製程環境2 1 0以 晶圓及晶圓標記身份3 4 6。 第4圖中，MES計劃環境254可提供其它的MES輪 入至晶圓製造製程室製造環境210，這在第5圖中有更詳 細的說明。該計劃環境254對製程室狀態控制器3 1 0來說 是一個額外的輸入，也是控制器3 1 2的一額外輸入，以選 擇性將製程室鏈結至一晶圓製造設備。第5圖所示之製程 室製造環境210的計劃控制器348接收來自MES計劃環 境2 54的輸入，以對晶圓庫存3 50、消費性物品352、維 修組件354、維修活動3 56及便利系統計劃457(如排定製 程室内製程進行所需之電源的計劃）進行控制。此外，MEs 計劃環境254能對各不同功能或活動排定計劃，如維修活 動計劃3 56為製程室狀態控制器310所指揮（如維修活動 3 56所需之製程室離線狀態330之計劃排定或晶圓庫存計 劃3 50及消費性物品計劃3 52之排定（如為線上製程狀賤 328所控制之製程氣流））。 製程室度量結果3 5 8可由製程室度量參數34〇加以測 試程序而得，這些結果包含材料自一賤鍍沉積源移至—芙
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五、發明說明（） 材的速率’這在’ 2 9 7專利中有所說明。 在第4圖中’ SPCIF200利用一 SPC環境220而建立 製程室製造環境2 1 0進行製程的製程控制限度，並利用該 %境2 2 0伙製造環境2 1 0處取得製程中度量結果，其中從 製程室製造環境210取得之SPC資料簡示於第5圖中。製 程主狀悲訊利用線上閒置3 2 6、線上製程中3 2 8及離線 狀態3 30而提供予SPC環境220，而生產資訊344、晶圓 編號346與製程室度量參數資訊340及度量結果358可叙 由一鏈結3 55提供予SPC環境220，這可參見第4圖及第 5圖的圖示說明。 適合於本發明之SPC方法包含控制圖法及paret〇圖 法，其中Pareto圖是一種條狀表示圖，其顯示一特定不良 原因之發生次數與所有不良原因發生之累積次數及其它 不良原因之每一者發生次數比較後之排名，不過控制圖卻 是特別適用於本發明的一種SPC方法。熟知此項技術者都 了解控制限度是在有相當之統計資料數量之後方得以決 定之’其中這些資料都與能符合可接受之良率的一重要參 數有關，其中一在製程室製造環境210中進行之製程的適 當參數可包含濺鍍製程之濺鍍電源功率、氣流率及/或壓力 及製程室環境之粒子污染。在一定之時間内對這些參數進 行量測的度量資料可提供控制限度決定所需要之輸入。此 外，與同步產品測試相關之度量資料也有相似的使用方 式，例如可使用美國專利案5,698，989所揭露之技術來同 步測量一半導體基材之一導電膜的阻抗，而此時基材仍係 第16頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 、發明說明（ 置於半導體處理設備的 7具玉％境狀態中。利用這些在控制 ^之製程的資料（亦即符合操作規格及良率者）接著就 ill·-------0 ^--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經過計算而利用統計方法來判定製程控制限度，其中所 迷之統計方法可為熟知該項技術者所熟知之任何一者。後 續〈生產肖著就利用;^目同的製程度量資料或同步產品參 數（即用於決定控制限度者）來進行分析。 簡示於第4圖及第5圖之spc環境22〇包含控制限 f，其並從製程室製造環境21〇獲取度量資訊，其中該spc 環境包含報導及/或顯示控制限度及製程的部份、或一生產 過程之同步產品度量資料，其中該報導及/或顯示部份位於 報導環境26G内，如第4圖所示。此外，該該報導及/或顯 示部份的功能包含將圖形及/或數字顯示於一監視器或列 印裝置上。 請參閱第4圖及第6圖。計算環境230用以執行支援 SPC環境之資料處理及報導所需的計算工作，其一般包含 一處理器，如一微處理410(第6圖）、資料結構或演算法 412、一資料庫414、一記憶體416、並可選擇性包含一網 路部份418及一人工智慧（ΑΙ)420部份等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 演算法及資料結構412(第6圖）係以熟知該項技術者 所習知的方法進行運算，以對處理器4 1 〇及與該處理器 (ίο相關之週邊設備進行操作，其並可對用於SPC環境之 度量及統計資料進行處理。資料庫414内包含有所需之參 數、度量及統計資料；記憶體4 1 6可用以儲存製程中的度 量資料等；選擇性用之網路部份418可提供SPCIF200及 第17頁 493116 A7 --------—B7______ 五、發明說明（） 外部實體單元（如一遠端資料庫或一遠端管理功能等）之間 的鏈結，其中該鏈結可為一匯流排或一區域網路（Lan) 等。人工智慧部份420可（舉例而言）用以處理存於資料庫 4 1 4中的統計資料，以導出控制限度或選擇度量資料，並 可根據在許多生產過程所得之經驗導出更有效的製程控 制。 此處所指之計算環境230與本發明之SPC方法及程序 併用，不過該計算環境230也可用於以晶圓製造環境210 進行之製程的所有功能上。 如第4圖及第6圖之簡示，一分析環境240係用以分 析SPC環境220中的SPC資料，其分析方式是對某一特 定產品生產過程之度量資料與相關的控制限度進行比 較。這種分析可以由一處理器利用習知的方法進行之，例 如可以使用計算環境2 3 0進行之。此外，該分析動作亦可 由對圖形進行觀察之方式為之，其中該圖形是指由度量資 料、經統計處理之度量資料所畫出的圖形，其能顯示控制 限度。此外，對度量資料及控制限度資料進行數值比較也 可當作該分析動作的基礎。在圖示中，分析環境240雖然 與本發明之其它環境分開，但亦可將分析環境240與計算 環境230(第4圖）或SPC環境220整合成一體。 分析環境240所得到的分析結果被送至MES環境250 的決策訂定環境252，這在第7圖中有其示意說明。當決 策訂定環境252指出製程現係落於預定之控制限度内（如 第7圖所示之製程狀態450)，那麼就不會有ME S調解452 第18頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) 一"""—— •F ——.-------•裝· I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) » · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 493116 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 動作的發生，但當分析指出製程落於控制限度之外時，一 警示訊號或失控指示器456(狀態45 4)在此時最好能致 動，Μ E S決策並對該製程加以調解，其中這種調解可以是 一自動/閉迴路凋解458或一非自動調解460。MES 決策5丁疋環境2 5 2可以（舉例而言）設計成在一特定之製程 參數落於控制限度之外時得到一自動調解回應，這樣的自 動調解可包含自動放棄生產過程；而一非自動調解可以是 決策ΤΓ定環境2 5 2的一預設條件，或其可為一特定失控限 度條件的結果。 在第5圖中，經由控制器31〇, 312,314,316,318及320 的指定關係，自動MES調解458及非自動MES調解460 就可輿製程室製造環境210互相作用，而前述之資訊輸入 裝置3 22及3 24與製造環境之間也有連接，其中在決策訂 定環境252及製造環境210之間的作用至少包含製程調解 環境256(如第4圖所示）。MES計劃排定環境254(示於第 4圖及第5圖）利用來自MES決策訂定環境252(如第4圖 所示）及MES製程調解環境256的資料及資訊來與製程室 製造環境210作用，其方式為指定控制器3i〇,312及348 對前述與製程室製造環境2 1 0中一塊討論之功能進行控 制。一般說來，晶圓製造室製造環境2 1 0會利用一板上電 腦或分散式電腦功能來對各不同製程及操作功能進行控 制及操作。此外，MES環境250在需要對製程室製造環境 2 1 0操作時必須要有特殊的協定》 報導環境260可以從本發明之各不同環境中獲取資料 第19頁
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝 493116 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（） 及其它資訊，這在第4圖中有其示意說明。例如，當mes 決策訂定環境252由鏈結470及472連結至製程室製造環 境210時，一報導就會經由鏈結470,474及476同時產生 在報導環境2 6 0中。此外，與決策訂定環境2 5 2 (與該環境 及製程室製造環境之間的任何特定作用不相關）相關的報 導也可利用如第4圖中的鏈結478及480而產生。報導環 境260所產生的報導形式包含有印出文件、電腦監視器之 螢幕顯示及聲音等，而這些報導可以是即時產生的。此 外，這種環境產生的報導也可提供至網路，如第6圖中所 示之網路者。 前述之SPCIF200描述專注在SPC相關之方法及技術 上的·說明，因為其與晶圓製造室中的晶圓製程相關。然 而，非SPC輸入270(第4圖）也可提供予MES環境，這些 輸入包含與安全相關之輸入或命令，以推翻製程室中測試 製程用之SPC。 第8圖所示為SPCIF500，其具有複數個晶圓製造工 具（如η個）。在本發明中其它實施例中的n個製程室可包 含一晶圓子系統（如成套設備中之製程室或一晶圓製造内 之所有製程工具等）以使SPCIF500可以表示一完整晶圓 SPCIF。SPCIF500中的η個製程室以晶圓製造室1號製造 環境510及晶圓製造室η號製造環境512表示，其中這些 製造環境的每一者都與前述和SPCIF200併用之晶圓製程 室製造環境2 1 0者相似。製程室1號製造環境5丨〇及製程 室η號製造環境5 1 2彼此互相連結，或都連結至相同的晶 第20頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） • -----i丨丨-----裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i^T. 493116 A7
五、發明說明（） 圓氣U，而連結乃是以如晶圓製造環境2 1 〇相似之控制器 者（第5圖）為之。SPCIF500的非製造環境與spciF2〇〇 之相對應環境者類似，但SPCIF5〇〇之非製造環境對應至 其η個製程室製造環境之每一者。例如，⑻之spc 環境520(第8圖）有n個製程室或工具之每一者所需之控 制限度資料，並可從這些製程室之每一者接收相關的度量 資料。在第8圖中，SPCIF500的非製造環境包含spc環 境520、計算環境53〇、分析環境540、報導環境56〇及 MES環境，其中MES環境中尚有決策訂定環境552、計劃 排定環境554及製程調解環境556。此外，spciF5〇〇以調 整至能接收非SPC輸入570為佳。 力別示於弟3圖、第4圖、第8圖及第9圖之SPCIFs 100,200,500及700都能提供用於一製造環境之spc方 法’因此能對製程之失控偏移量即時回應，其中這些偏移 指的是製程不良。即時回應能將不符規格的產品量降至最 低，因此材料及設備的使用能變得最有效率，並能以較早 的時間指出製程工具或整個晶圓製造需要離線加以調整 或維修。如此，對不同製造部份之品質狀況的即時了解可 加強系統對突來之干擾及瓶頸的處理能力，因為這樣就能 確認製程可切換至另一製造部份中進行。 本發明之一外加實施例簡示於第10圖中，其中之晶 圓製造700包含一電源管理系統，以排定電源計劃及調節 電源’如此就能避免南功率尖波電壓。晶圓製造7QQ包韓 低製造環境710、一電源監視環境720、一計算環境73〇、 第21頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I---Γ------_裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 493116 -------------B7_________ 五、發明說明（） 一分析％境740、一 MES環境75〇及一報導環境該 新穎 < 電源管理系統至少包含··電源監視環境72〇、計算 環境730及分析環境74〇。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ----.-------_裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 晶圓製造700之製造環境71〇包含晶圓製造之製程工 具，如晶圓製程室及晶圓處理工具（如晶圓處理機械人等） 等《—適合與本發明之新穎電源管理系統相併為用之晶圓 製程室800示意於第n圖中，該室經由鏈結756及862 接收來自MES環境750的輸入，且該室800還可經由非 MES輸入805接收其它的輸入，例如對一室8〇〇零件所產 生之警π訊號的回應訊號。來自MES環境75〇之輸入及 非MES輸入805的目的包含對製程室控制器（如控制器 810, ·812,814,816,818及820)進行設定或調節、及提供資 訊予輸入裝置822及824。根據這些輸入，製程室狀態控 制器810就可用以選擇製程室之狀態，如線上間置826、 線上製秋中8 2 8或離線狀態§ 3 0。控制器8 1 2可因鏈結8 3 2 或未鏈結834至晶圓製造系統（未顯示）而選擇製程室狀 態；控制器814可對便利系統之參數836進行控制，如電 源水及費棄物之移除等；控制器8丨6用以控制製程參數 83 8，如製程氣流及壓力等；控制器8丨8用以控制製程室 度量參數8 4 0 ,包含對製程中測試參數之控制（如，2 9 7案之 濺鍍沉積率監視）及測試取樣頻率之控制等；控制器82〇 用以控制一晶圓處理機械人之操作參數；而製程室狀態控 制器810的使用可使來自MES環境75〇或非MEs環境 8 05之輸入放棄一進行中的生產過程，這時製程室就進入 第22頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） —-- 493116 A7 ------：__JB7 —___ —_ 五、發明說明（） 離線狀態，因此製程室的所有製程功能就被停止。 MES環境750或非MES8〇5(第H圖）也可利用生產資 訊輸入裝置822來提供生產資訊844，這種資訊包含生產 編號、日期或生產目的，如測試、生產或修正等。晶圓製 造室800之晶圓及晶圓標記辨識846可以由晶圓辨識輸入 裝置824提供。MES環境750另還能將排定計劃輸入提供 至晶圓製造室800中，如至製程室狀態控制器8丨〇中。此 外，種種環境是控制器812的另一額外輸入，其可將製程 主連結至一晶圓製造。第1 1圖中，計劃控制器8 4 8接收 來自MES環境750之輸入，以對晶圓庫存850、消費性物 品852、維修組件854、維修活動856及便利系統計劃857 進行控制，其中該便利系統計劃857包含對製程室内進行 之製程所需電源的計劃。Μ E S環境7 5 0會指揮各不同功能 或活動計劃之排定，例如維修活動計劃8 5 6為製程室狀態 控制8 1 0所指揮，如維修活動8 5 6之製程室離線狀態8 3 0 的排定或晶圓庫存850及消費性用品852(如為線上製程中 狀態828指揮之製程氣流）之排定等。製程室度量結果858 可因製程室度量參數840之測試程序的使用而得到，這些 結果包含材料自濺鍍源移至一基材上的速率等，這在’297 專利案中有其說明。 如第Π圖所示，與製程室800有關之各不同狀態、 參數、資訊、度量及計劃條件或結果都可直接經由鏈結864 及756傳送至MES環境750，以提供MES環境750以與 製程室狀態及製程條件相關之即時資訊。這種資訊還能即 第23頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----_裝.丨丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -Jra. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 493116 A7 B7 五、發明說明（） 時經由鏈結864,756,75 8及762提供至報導環境760 ,即 如第10圖及第11圖所示者。 - ----2-------I--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第10圖及第1 1圖中，電源監視環境720可收集關於 製程室狀態、電源使用及電源計劃之資訊，其同時也能處 理生產過程及晶圓編號資訊。該資訊可選擇性被顯示或列 印出來，如利用第10圖中之報導環境760為之。請參閱 第Π圖。狀態資訊可以是線上間置8 2 6、線上製程中8 2 8、 離線8 3 0、鏈結8 3 2或未鏈結8 3 4，並提供電源監視環境 720，而生產過程844及晶圓編號846資訊也被傳送至電 源監視環境7 2 0，其中電源使用資訊可經由便利系統參數 836與電源監視環境720相溝通，而電源使用資訊可包含 每單位時間之電源使用、累積電源使用及尖峰電源使用。 監視環境720可從製程室800便利系統計劃857處接收電 源計劃資訊，這種鏈結864及71 5(如第1 1圖所示）可用以 將資訊從製程室800轉送至電源監視環境720。其它之製 程工具（如其它之製程室（未顯示））也同樣經由鏈結756連 結至MES環境750,並經由鏈結715連結至電源監視環境 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 720，如此一製造環境710(如晶圓製造工具等）就與MES 環境及電源監視環境720相連接。 電源監視環境720所收集的晶圓製造資訊能與計算環 境730相溝通，這可參見第10圖及第12圖的圖示說明。 計算環境730 —般包含一處理器（如一微處理器731)(參見 第12圖）、演算法或資料結構732、一資料庫733、一記 憶體734、一新穎演算法735、可選擇性使用之網路部份 第24頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 493116 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 736及可選擇性使用之人工智慧部份737 ,其中演算法戋 資料結構732是以熟知該項技術者所習知的方法來對處理 器73 1及其它與該處理器相關之週邊設備進行操作。資料 庫中包含電源使用的歷史資料（舉例而言）。記憶體7 3 4可 用以儲存製程中電源使用及電源計劃資料（舉例而言）。 在此以一或多個新穎演算法73 5用於製造環境7丨〇之 曰曰圓t k的電源管理系統中。熟知此項技術者當能了解晶 圓製造的電源使用在整個生產過程中會有所變化，例如若 一使用高溫爐之工具的電源打開時，通常會在其剛啟動時 形成一尖波電源，而在抵達其工作溫度時其只需要較小的 電量《同樣地，真空抽氣所需的電量要比維持在一定真空 度所需的电里為小’所以晶圓製造中之所有工具同時打開 通常會形成一尖波電源。新穎演算法73 5(第12圖及第13 圖）可對製造環境中工具使用加以計劃排定，以使可預期 之尖波電源發生在晶圓製造極低電源使用之時。例如，每 一工具之抽氣最好能排定成使各工具的抽氣按照順序而 非同時進行。同樣地，製造零件的加熱也可加以排定計 劃，以避免數個加熱器同時開啟。 本發明之演算法735的步驟計從步驟900至步驟 920，其示於第13圖中。該演算法735的所有步驟都包含 與來自晶圓製造之所有工具相關的電源相關資訊，所以能 對晶圓相關之電源相關資訊加以大量的運算處理。典型上 說來，演算法735在生產開始之前就被用上，以將電源使 用最佳化，特別是用在避免尖波電源上。在步驟900中， 第25頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Γ琦先閱磧背面之>i意事項再填寫本頁)
五、發明說明（） 設備狀態（包含進入鏈結或未鏈結）可包 中所有製造環境中的工具是否都已齊備等等。當== 灯時’目前電源的使用在步驟902中。晶圓編號及生產資 訊在步冑904中。#定生產所需資訊計劃在步驟9〇6中。 在步驟_，9〇2,904 & 906巾’資訊為電源監視環境72〇 所提供。在步驟908中’ MES環境75〇將製程詳細資訊提 t予演算法，其中該詳細資訊包含使用之工具的種類及製 造環境中所用工具的使用順序。在步驟9〇8中，電源使用 f相關歷史資料係*資料冑733提供，這自資料會送進演 算法735之步驟910中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在第13圖中，從步驟90〇,9〇2,9〇4,9〇6,9〇8及91〇取 得之資訊聯合形成一生產所需之電源使用資料表9丨2，其 中真正電源使用或期望電源使用之電源使用資料表中標 示了晶圓製造之整個過程中電源相對於時間的使用資 料。接下來，在步驟9 1 4中電源使用資料表被加以分析以 得知期望之電源使用是否會造成尖波電壓，亦即可判定該 資料表是否落在一預定電源範圍内。接下來進行者為一決 策步驟9 1 6，若步驟9 14中的分析預測出會有尖波電源產 生時，新穎之演算法73 5便會對工具使用之起始時間或啟 動之起始期間加以重新排定，以避免尖波電源的產生，於 是就在步驟9 1 8中提供了一種經過修改的晶圓製造計劃， 如此在整個晶圓製造過程中對電源的需求或使用就會變 得更均勻一致，而電源的尖波也能維持在一預定範圍之 内。如果步驟9 1 6中判斷出電源使用未逾越該預定範圍， 第26頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 493116 A7 •______ _B7_______ 五、發明說明（） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 那麼步驟908中所提供的生產計劃排定就不會經過演算法 73 5的修正’而是逕行執行之。裉據演算法73 5所修正之 晶圓製造生產計劃（即步驟9 1 8)會與MES環相溝通，以自 動啟動製U環境的各種工具。一般說來，製造環境會運用 一或多個板上型電腦或分散式電腦功能以對各不同製程 及操作功能進行操作或控制，而當了解的是MES環境在 欲對製造％境進行操作時必須要有特殊的協定存在方可 為之。此外’該計劃排定也可提供予報導環境76〇(第t 〇 圖）等’以應接下來製造環境中可能需要的調解動作之 需。此外’演算法735可選擇性提供一警示訊息，說明演 算法73 5無法排定使單位時間内電功率消耗維持在一預定 範圍内的計劃。 计算環境730中選擇性使用的網路部份736(第12圖） 利用一匯流排或一 LAN等形成晶圓製造及外部單位（如一 遠端資料庫或一遠端管理功能）的一連結路徑。人工智慧 部份737可處理儲存於資料庫733中之電源使用歷史資料 等，以能改善電源使用及電源計劃用之演算法。此處所述 之計算環境730與本發明之電源監視環境72〇併用，不過 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該計算環境也可用於在與製造環境71〇併用時所進行之製 程的各種功能上。 在第10圖及第12圖的示意圖中顯示一分析環境 740,這種選擇性使用之環境可用以顯示步驟914及916(第 13頁）的結果，如將圖形示於電腦螢幕上以利視覺上的分 析。雖然圖式中分析環境740係獨立於本發明之其它環境 第27頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 493116 ^_____ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 發明說明（） 之外，但分析環境740也可與計算環境整合在一塊。示於 第10圖的報導環境760會從本發明之其它環境獲取資料 及資訊’並與第4圖中的報導環境26〇進行報導。 本發明之另一實施例（第14圖）中，所示者為一電源管 理系統，用以對兩或更多組晶圓製造進行其電源管理。第 14圖所示為一晶圓製造系統1〇〇〇 ,其中的〇組晶圓製造 經過協調以得到最佳的電源使用情形，其中包含一丨號晶 圓製造環境1010、一 η號晶圓製造環境1〇12、一電源監 視環境1020、一計算環境1 030、一分析環境1〇4〇、一 MEs 環境1 050及一報導環境1〇6(^製造環境1〇1〇及ι〇ΐ2在 功能上等效於第10圖所示之製造環境71〇，而該圖中之環 境1〇20，1 030，1〇40，1 050及1 060在功能上則等效於第1〇 圖之環境720,730,74〇,750及760。本實施例利用一新穎演 算法（未顯示），其與第12圖及第13圖中所述的演算法735 者相似，用以使電源行最佳化使用，以使丨號及n號晶圓 製造在共同對半導體晶圓進行處理時能避免尖波電源的 發生。演算法7 3 5係用以對一晶圓製造所送來之資訊進行 處理，然後再排定以不同之晶圓製造操作方式，而在第14 圖之系統的演算法則對從η組晶圓製造送來之資訊加以處 理’然後對這些晶圓製造的計劃排定加以協調，以避免尖 波電源的發生，其並可使用一種能使晶圓製造過程中之電 源要求或使用更均句的製程計劃。 本發明中示於第1 0圖至第1 4圖中的實施例係在提供 晶圓製造用之一或多個電源管理系統，用以在晶圓製造過 第28頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·裝 訂·- 493116 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（） 程中避免尖波電源及用以使電源需求均句分佈，所以这此 實施例的電路切斷額定值(breaker ratings)較低，亦即其最 …源需求要較習用技術所用者為低。由於電源設備 (如讀器（breakers)、變壓器及傳輸線）的成本大致與系統 之切斷頟定值成正比，所以系統中切斷額定值較低時成本 就能降低。此外，電源需求較均勾分体及功率消耗峰值得 以避免者還能夠使得電源供應變得更加穩定，而愈是穩定 勺电源供應愈旎避免尖波電源所產生的瞬間電源干擾及 短時間的電壓下降（br〇wn〇uts；)。 簡示於第1 5圖者為本發明之另一實施例，其中顯示 一晶圓製造1100,其包含一製造環境111〇、一備用零件 監視環境1120、一計算環境113〇、一備用零件管理環境 1140、一 MES環境1150及一報導環境1160，其中具新類 性之備用零件庫存控制及計劃排定系統至少包含：零件監 視環境1 120、計算環境1 13〇及備用零件管理環境丨14〇。 晶圓製造1 1 00的製造環境1丨1 〇包含晶圓製造的處壤 工具’如晶圓處理室及晶圓處理工具等，其中一種適於與 新顆零件及計劃排定系統併用之晶圓處理室1 200如第！ 6 圖之示意圖所示。這種晶圓處理室從MES環境1 150處接 收輸入，其也可選擇性經由非MES輸入1 205接收額外的 輸入，其中來自MES環境1150的輸入及非MES之輸入 1 205包含對晶圓處理室的控制、設定及將資訊提供至輸入 裝置中，而後晶圓處理室控制器及輸入裝置再根據這些輪 入來選定晶圓處理室1200之不同狀態、參數、資訊、庋 第29頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝 493116 A7 ______ _B7__ 五、發明說明（） 量資料及計劃排定功能，這與第n 米 圖所述之晶圓處理室 800者相似。這些與晶圓處理室12〇〇相關之不同狀賊、參 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 數、資訊、度量資料及計劃排定條件或結果可以直接傳輸 至MES環境1150(如第15圖及第16顧叱 圃次弟圖所示）以將關於晶 圓處理室之狀態及製程條件的即時資訊 T j I T貝矾知供予MES環境 1150 ,而這種資訊也可以即時提供予報導環境！ “ο。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 備用零件監視環境1120示於第15圖及^ 16圖中， 其可收集晶圓處理室之狀態、零件及維修計劃排定的相關 資料，其另也收集生產及晶圓編號資訊。這些資訊可選擇 性顯示或列印出來，如利用第i 5圖所示之報導環境1 1 6〇 為之。續請回到第16圖，其中狀態資訊利用線上閒置 1226、·線上製程中1 228、離線狀態123〇、鏈結1 232及未 鏈結1234狀態而提供予備用零件監視環境112〇 ,而生產 1244及選擇性的晶圓編號1246資訊也會傳輸至備用零件 監視環境1 120。此外，備用零件（亦稱維修零件）計劃丨254 及維修活動計劃1 2 5 6能與備用零件監視環境u 2 〇相溝 通’這可參見第1 6圖之圖示。備用（或稱維修）零件之叶叫 排定為MES環境的活動，其可經由晶圓製造室ι2〇〇之4十 劃排定控制器1248等加以執行。其它之製程工具（如其它 之製程室）同樣鏈結至MES環境1 150及備用零件監視環境 1 1 20，進而將一製造環境（如晶圓製造工具）丨丨丨〇鍵結至 MES環境1 150及備用零件監視環境1 120。 收集於零件監視環境1 1 20之晶圓製造資訊能與^ # 環境1 13 0相溝同，如第15圖及第17圖所示。計算環产 第30頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 493116 A7 B7 五、發明說明（） 1 1 30在此之作用為執行收集於零件監視環境1 1 2〇之資訊 的資料處理，其一般包含一處理器（如一微處理器）丨丨3丨及 演算法或資料結構1132、一資料庫1133、一記憶體1134、 一新穎之演算法1 1 3 5、一網路部份丨丨3 6，及一選擇性用之 人工智慧部份1 3 7，如第1 7圖所示。上述之演算法或資料 結構1132以熟知該項技術者所習用的方法來對處理器 1131及所有與該處理器相關的週邊裝置進行操作。上速之 '貝料庫1 1 3 3可用以儲存製程中備用零件的使用、存在與 否及計劃排定資料等資料。上述之演算法可為一個或多 個，用以支援晶圓製造1100之零件管理系統的形成與功 能。 一般說來，演异法1 1 3 5係在執行一特定晶圓生產之 前’以確定所需的零件確在庫存之中，而生產所需之備用 零件種類及數f的相關資訊係得自於Μ E S環境1 1 5 0，接 著再提供至維修零件1 254的工具1 200中，如第16圖所 示。某一備用零件的需要使用日期係經由維修活動1256 資訊的計劃排定及製程室狀態控制器1 2丨〇而得，這種關 於每一零件的資訊會累積在第1 5圖所示之零件監視環境 1120當中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ---^-------»裝—— (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 本發明之演算法1135的步驟包含步驟U72至步驟 1184,如第18圖所示者’其中並以零件X當作範例進行 說明。現存的晶圓製造Π00零件X會由備用零件環境U2〇 輸入，如步驟1172所示者。一所需送遞的日期D會經過 計算，如步驟1174所示；其計算方式為將預定使用日期 第31頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 493116 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（) 減去數天（已經預定），以應遞送所需之時間差；而該零件 X的遞送所需時間（亦即從下訂單予供應商至接收到該零 件所需之時間）可自動由零件管理環境1140(第17圖）輸 入，這動作示於步驟1176中。供應商的名稱會自動由零 件管理環境Π40(第17圖）輸入，這動作出現在演算法1135 的步驟11 78中。一電子訂購單部份在步驟1179中由備用 零件管理環境1140提供予演算法1Π5，其中該環境114〇 會提供資訊而將一零件訂購單以電子方式傳送給供應廠 商，例如以電子郵件方式為之。演算法丨丨3 5。總之，演算 法Π35會經由步驟1 172, 1 1 74，1 1 76 1 1 78及1179準備一 伤零件X的採購單，該採購單會與備用零件管理環境以電 子方式相溝通’以對其進行進一步的確認，如步驟丨丨8 2 所不者。接下來’步驟！丨84中該零件X的採購單會以電 子方式利用電子玎購部份傳送給供應廠商，如步驟丨丨7 9 者。這步驟可以經由計算環境i丨3 〇的網路n 3 6等為之， 如第1 7圖所示。此外，其它零件的庫存情形也是以相同 之計劃排定及訂購方式利用演算法u 3 5處理之。 上述對本發明之描述都限於一組晶圓製造的情況，而 本發明實則同樣可適用於多組晶圓製造中，其方法是將來 自這些晶圓製造之製造環境的備用零件資訊合併在一備 用零件監視中’接著再利用演算法以電子方式導出並執行 一採購單。 SPC技術（用於第3圖至第9圖之場合者）也可用以確 認晶圓製造工具中需要修理或維修者之製程、產品或品質 第32頁 本紙張尺度適时關家標準^^^“297公^· •l·---^-------·裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 493116 A7 B7 五、發明說明（） 問題。根據這些SPC技術所得到之零件需求的統計資訊可 由MES環境提供予製程室1200之維修組件i254及維修 活動1256，如第16圖所示。這些由SPC技術所導出的資 訊為備用零件需求的外加部份，其被提供至備用零件監視 環境處。 計算環境1 130的網路部份1 136(第17圖）利用一匯流 排或一網際網路連接等提供晶圓製造及外部實體單元（如 一遠端資料庫或一遠端管理功能）之間的連結，以電子方 式執行如演算法1 Π 5所描述之備用零件訂購單。人工智 慧部份1137可用以處理儲存於資料庫U 33之製程歷史備 用零件使用資料等，以利用經過許多生產次數之經驗導出 更適用於備用零件計劃排定及訂購的演算法。此處所指之 計鼻環境1130與本發明之備用零件監視環境1120併而為 用，但該計算環境1130也用於製造環境m〇所執行之所 有製程功能上。備用零件管理環境1 1 40在第1 5圖及第i 7 圖中與本發明之其它環境係互相分離，不過備用零件管理 環境1140也可與計算環境1130或與MES環境115〇併 用。簡示於第15圖的報導環境1160可從本發明之環境中 獲取資料及資訊’並以第4圖所示之報導環境26〇如上述 之方式產生報導。 新顆之備用零件庫存控制及計劃排定系統適用於以 即時（JIT)之方式管理備用零件，即該零件的接收時間要符 合所用之時’也不會在所需用時提早送來。JIT庫存控制 一般都能使晶圓的生產成本降低’因為其備用零件是以當 第33頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） L----^-------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五 、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用·時方購買為原則，備用零件所需的儲存空間也因 田 以最小化。 此付 示於第19圖者為本發明另一實施例，其 — 製造1 300包含一晶圓製造效率系統。這種晶生 叫衣k致率 系統與晶圓製造併而為用。晶圓製造13〇〇句 Iα 一製造環 境1310、一計劃排定監視環境1320、一計算環境 —計劃排定管理環境1 340、一 MES環境1 3 50及一報、 境1 360 ;新穎之晶圓製造效率系統則至少包含：計劃棑々 監視環境1 320、計算環境133〇及計劃排定管埋产 1340 〇 環境 晶圓製造1 300之製造環境1310包含晶圓製造 夂程 工具，如晶圓製程室及晶圓處理工具等。一適合與新讀曰 圓製k效率系統併用之晶圓製程室1 4 0 〇簡示於第2 q圖 其能接收MES環境1 350送來之輸入，其還能選擇性接收 由非MES輸入1405的其它輸入，其中這兩輸入包含對製 裎室控制器的設定及調節，並能將資訊提供至輸入裝置， 這與第1 1圖示意說明之製程室8〇〇者相同。製程室控制 器及輸入裝置就根據這些輸入來選擇製程室14〇〇之不同 狀態、資訊及計劃排定功能，這同樣與製程室8 0 0描逑者 相同。製程室1400相關之不同狀態、參數、資訊、度量 資料及計劃排定條件或結果可以直接傳送至MES環境 可參見第19圖及第2〇圖），以將製程室相關之狀態 及製程條件即時資訊提供予MES環境1 3 5 0，而這些資訊 同樣可以即時之方式提供至第19圖所示之報導環境 第34頁 本紙張尺度適用中國國家^^i)A4規格⑽，297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝 訂· 493116 Α7 Β7 五、發明說明（） 1 360。 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在第19围及第20 ®中，計劃排定環境U20可以收 集製程室相關之狀態、活動及材料計劃及生產與晶®編號 資訊，而這種資訊還可選擇性被顯示或列印，如利用報導 環境1360等。請回到第20囷，其中狀態資訊以線上間置 1426、線上製程中1428、離線狀態1430、鏈結1432及未 鏈結1434狀態來提供予計劃排定監视環境1 320，而生產 1444及晶圆編號1446資訊也傳輸至計劃排定監視環境 132〇。晶圓庠存14S0及消費性物品1452計釗由MES環 境1 350提供*並經由製程室計剌排定控制器U48而與計 釗排定監视環境1 320相溝通。備用零件（亦稱維修零件） 計财M54及維修活動計劃1456與計釗排定監視環境1320 相溝通（如第20圓所示），即便利計劃，如電源用計劃等。 備用或維修零件為一種MES環境之活動，其可為晶圆製 造室1400之計劃控制器1448所執行.其中備用零件可包 含新穎備用零件庫存及第】5至1 8圖所述之計劃系統。電 源計劃可包含新穎電源管理系統，其在第1 0至1 4囷中說 明之。其它的製程工具（如其它製程室（未顯示））同樣連結 至MES環境1 3 50及計劃排定I視環境1320。 在第19囷中，MES環境可選擇性提供計劃排定監視 環境1 320以一個人操作晶圓製造之計劃，該個人操作計 劃包含製造群、維修群、晶圓製迭管理及支援人貝等，而 這些资訊可以利用第1 9 _所示之鏈結！ 3〇 1等傳送給計劃 排定監視環境1320。 第35Κ 493116 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（） 收集於計劃排定監視環境1 320的晶圓製造資訊能與 第19圖及第21圖所示之計算環境133〇相溝通，其中計 算環境1 3 30用以執行收集於計劃排定監視環境ι32〇之資 訊的資料處理，其一般包含一處理器（如一微處理器 1331)、 資料結構或演算法1 332、一資料庫1 333、一記憶體1334、 一新穎之演算法1 3 3 5、並可選擇性包含一網路部份1 3 3 6 及一人工智慧（AI) 1 337部份，其中演算法及資料結構1332 係利用熟知該項技術者所習用的方法進行之，以對處理器 1 3 j 1及與該處理器1 3 3 1相關之週邊設備進行操作；資料 庫1 33 3内包含有晶圓製造計相關之歷史資料及晶圓製造 工具計劃；記憶體1 3 3 4可用以儲存製程中之計劃資料等； 一或多個新穎演算法1 3 3 5可用以支援晶圓製造1 3 00之晶 圓製造效率系統之執行。 本發明之演算法1 3 3 5可用以使晶圓製造過程達到最 佳化、並使設備之使用效率更佳。該演算法1 3 3 5的步驟 包含步驟1372至步驟1382，如第22圖所示。在步驟1372 中’所有用以執行晶圓製造的製程步驟順序都列於其中。 這種順序可以是在一晶圓製造設計中但尚未付諸生產之 設計的順序，即為一測試生產或該晶圓製造之前進行之生 產的順序等等。這種順序資訊一般係得自於MES環境 1 3 50。在另一方面，這種從前一生產所得之順序資訊也可 得自於資料庫1 333中，如第21圖所示。請回到第22圖， 其中所需製程步驟中所有需要的製程工具及晶圓製造 第36頁 本紙張尺度適用中函標準（CNS)A4規格χ撕公愛） '~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一«J·. 16 16 3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 49
五、發明說明（ 1 300在線上狀態時所存在的製 , #工具都列於步驟174 中。在步驟1374中，所需的資^ 矾可以得自於資料庫1333 或MES環境1 3 50等等。決策步驟 工且ετ χ 用以判定所需的 …已確備齊。若該答案為否，那麼演算法1 335就 曰在步驟1 378中指出計劃出現衝突，並會將此衝突主知 第β圖的腦環境1 350或計劃棑定管理環境134〇;、 若計劃沒有出現衝突，那麼在步驟138〇中就執行一 最佳化或分類程序，以將製程工I 丁 卉及任何執行晶圓製造 1 300中所需的設備及服務的使用達至最佳化，其中這種最 佳化程序中會考慮每單位時間所能處理晶圓之能力，以= 定是否需要外加的製程工具來進行平行處理動作等。該最 佳化程序也可包含執行一電源管理系統，如第10至13圖 所說明者。一最佳之製程生產計劃可在步驟13中形成， 因最佳程序已在步驟U80中得到，而該最佳之生產計劃 與計劃管理環境1 340(第19圖）相溝通，以利用其在稍後 提供額外的計劃，如個人、便利及材料計劃等等。 雖然本發明在上述中係以一組晶圓製造來進行說 明，但本發明同樣可利用演算法（如本發明之演算法1 3 3 5) 應用於數組晶圓製造中，以將用於這些晶圓製造中的所有 可利用之製程工具的計劃達至最佳化，並因此使晶圓製造 的效率得到改善。 計算環境之網路部份1 336(第21圖）能利用一匯流排 或一網際網路連接等提供晶圓製造及外部實體單元（如一 遠端資料庫或一遠端管理功能）之間的連結，該網路部份 第37頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 493116 A7 B7 五、發明說明（） 還可提供數組晶圓製造之間的連結，以指揮這些晶圓製造 之間的计劃排定。人工智慧部份1 3 3 7可用以處理晶圓製 造過程的歷史資料及儲存於資料庫1 33 3中的工具資料’ 以根據多次生產過程所得到之經驗導出更理想的演算法 而使晶圓製造的效率達至最佳。此處所指之計算環境丨330 與本發明之計劃排定監視環境1 320相併為用，不過這些 計劃環境也可用於晶圓製造1 3〇〇時製程進行用之所有功 能上。計劃管理環境1 340(如第19圖及第21圖所示）係顯 不成與本發明之其它環境相分離，但計劃管理環境1 340 與计算環境1330或ME S環境1350也可整合在一塊。示 意於第19圖之報導環境136〇可從本發明之各環境中獲取 ;貝料及:貝訊’並與第4圖之報導環境260以如上述之方式 產生報導。 新穎之晶圓製造效率系統可使晶圓製造用資源達到 最有效率的使用，這使得晶圓流程更加有效率，也因此得 到取大的晶片輸出及晶圓製造的最妥切使用，而資源的使 用因此得到改善，即各資源得以行最有效率的使用，如設 備、材料、便利及個人資源等，製造成本也因而降低。 本發明在前述中已進行最佳實施例的說明。但熟知該 項技術者都能了解本發明之各部份可經由各種方式加以 建構、並可以各種方式對其中各部份加以置換。但本發明 之範圍並不僅侷限於以上配合圖式所說明之實施例，實則 應包含所有對以上實施例進行之修改及其等效範圍，這此 都不脫離所附之專利申請範圍的精神及範圍之外。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製
493116 A7 B7 發明説明（) 圖號對照說明： 五 經濟部智恁財產局員工消費合作社印製 40 鋁閘極PMOS(P通道金氧半電晶體）晶圓製程 80 製程步驟100SPCIF(統計製程控制整合製造） 122 鏈結 126 鏈結 128 鏈結 130 鏈結 132 鏈結 134 鏈結 136 鏈結 138 鏈結 200 SPCIF(統計製程控制整合製造） 355 鏈結 470 鏈結 472 鏈結 474 鏈結 476 鏈結 478 鏈結 480 鏈結 500 SPCIF(統計製程控制整合製造） 600 SPCIF(統計製程控制整合製造） 700 SPCIF(統計製程控制整合製造） 715 鏈結 730 計算環境 735 新穎演算法 756 鏈結 758 鏈結 762 鏈結 800 晶圓製程室 844 生產資訊 846 晶圓標記辨識 858 製程室度量結果 862 鏈結 864 鏈結 900 設備狀態 1000 晶圓製造系統 1100 晶圓製造 1130 計算環境 1135 演算法 1200 晶圓處理室 第38-1頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X 297公釐) ----------------------、可 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 493116 B7 五、發明説明（） 1 300 晶圓製造 1 3 3 0 計算環境 1400 晶圓製造室 1301 鏈結 1 3 3 5 演算法 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第38-2頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐)

Claims (1)

  1. 493116 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種在積體電路製造中用 的复數個製程工具排定計劃 的万法，該万法至少包含下列步驟·· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> a) 確認該複數個製程工具· b) 得到一第一順序， 、 上以孩弟—順序用在該積體電 路製造系統中之該複數個製程工具上· c) 自動收集該複數個製 似1锃工具爻每—者的相關製程 工具資訊，其中該製程工且咨4〜人 八貝訊包含（1)製程工具資訊、 (2)工具活動的計劃排定 材料 < 計劃排定及（4)積體 電路生產資訊；及 d) 發展一第二順序，；好贫 而孩弟二順序係將該製程工具 資訊併入該第一順序中而得。 2. 如中請專利範圍第i項所述之方法，其中該發展一第二 順序至少包含使用一演算法β 3·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該演算法至少 包含 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 a) 決定製程步驟的一第三順序，以執行積體電路之 製造； b) 判斷用在該積體電路製造之該複數個經確認之製 程工具是否已齊備； c) 若製程工具未齊備則告知該積體電路製造中發生 計劃衝突；及 d) 當製程工具已齊備則執行一最佳化程序，以使製 第39頁 ^纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 493116 8 8 8 8 ABCD 六、申請專利範圍 程工具的使用達至最佳化。 4. 一種在~積體電路製造中用以對複數個製程工具排定計劃 的設備，該設備至少包含： a) —計劃排定監視環境，用以自動從該複數個製程 工具收集狀態及計劃排定之相關資訊；及 b) —計算環境，用以（1)獲得一第一順序，以用於該 複數個製程工具上、（2)將狀態及計劃排定之相關資訊併 入該第一順序當中及（3)發展一第二順序，以用在該複數 個製程工具上。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之設備，其中該設備還至少 包含一用以發展該第二順序之演算法。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第40頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐)
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