CN100552582C - 半导体制造流程辅助决策系统 - Google Patents
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- CN100552582C CN100552582C CNB2008100371059A CN200810037105A CN100552582C CN 100552582 C CN100552582 C CN 100552582C CN B2008100371059 A CNB2008100371059 A CN B2008100371059A CN 200810037105 A CN200810037105 A CN 200810037105A CN 100552582 C CN100552582 C CN 100552582C
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Abstract
一种计算机应用技术领域的半导体制造流程辅助决策系统，其中：门户系统模块是用户登陆系统的平台，可以分别调用制造流程管理模块、流程信息建模模块、调用数据应用管理模块；制造流程管理模块负责对各制造过程中的流程运行、返工处理、生产进度、统计报表进行管理，流程运行中收集的信息和运行记录保存到资源库模块中；流程信息建模模块建立或更新各类制造流程模板，编辑好的模板保存到资源库模块；数据应用管理模块对资源库模块中的数据进行管理和维护；资源库模块负责对半导体制造相关信息和数据进行存储。本发明能够有效整合企业原本零散的制造工艺信息，减少试验工作量和试验时间。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种计算机应用技术领域的系统，具体是一种半导体制造流程辅助决策系统。
背景技术
半导体照明是目前全球公认的发展最快、应用日趋广泛的最重要的高新技术。LED是Light Emitting Diode的简称，即发光二极管，它是半导体材料制成的组件，可将电能转换为光能。LED照明产品的节能、冷光等优点，将成为今后世界节能和环境保护的重要产业。近年来我国在发光二极管(LED)技术方面不断取得突破，应用越来越广泛。根据国内外市场需求预测，我国照明电器行业的高速增长期还将继续。但目前在半导体照明超高亮度LED关键技术上，无论是材料、设备、芯片还是封装技术，都未实现真正突破。半导体照明企业普遍存在规模较小、未形成稳定的工艺、生产和管理水平不高以及信息资本积累薄弱等问题。亟需积累并运用已有经验信息、建立完善的制造流程、实现信息与流程的管理。
制造流程是指企业为完成产品的生产而进行的一系列有序活动及相关运行机制的集合。即从接受订单开始至成品出产为止所涉及到的一系列活动所构成的流程。在制造流程中，信息系统与生产系统通常是两套系统，信息管理与生产管理相脱节。但是在信息管理中，信息的产生、提取都是在生产流程都实现的。因此将信息嵌入制造流程，实现生产过程和信息的并行管理是非常必要的。
经对现有技术文献的检索发现，中国专利公开号为CN1577731，专利名称为“半导体制造系统”，该专利涉及半导体的设计、半导体的制造及半导体的检查的所有信息，赋予表示所述信息作用的元数据的范例作为类别进行表现存储的存储装置，实现所述装置和环境中进行无缝访问。但该发明研究的只是半导体制造信息的存储和访问方式，没有涉及到半导体制造工艺流程管理和信息管理，由于半导体制造企业对规范工艺流程、经验信息和规则的大量需求，无法满足企业制造信息发展需求。
发明内容
本发明根据上述现有技术的不足，提供了一种半导体制造流程辅助决策系统。本发明根据半导体制造不断反复回流的特点，实现了有效实现工艺流程构建、流程控制和返工管理、生产进度管理、统计表报管理以及设备管理等功能，满足半导体制造的信息发展需求。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：门户系统模块、制造流程管理模块、流程信息建模模块、数据应用管理模块、资源库模块，其中：
门户系统模块是用户登陆系统的平台，用户在进行日常的制造流程管理时通过门户系统模块调用制造流程管理模块，在新建或编辑制造流程模板时通过门户系统模块调用流程信息建模模块，管理维护和更新资源库模块中的内容时通过门户系统模块调用数据应用管理模块；
制造流程管理模块根据资源库模块中的信息负责对各制造过程中的流程运行、返工处理、生产进度、统计报表等内容进行管理，各流程运行情况和执行结果通过门户系统模块反馈给用户，流程运行中收集的信息和运行记录保存到资源库模块中；
流程信息建模模块建立或更新各类制造流程模板，编辑好的模板保存到资源库模块，并在制造流程管理模块中使用；
数据应用管理模块对资源库模块中的数据进行管理和维护，实现数据分布式管理、安全性管理等功能；
资源库模块负责按照制造流程管理模块、流程信息建模模块和数据应用管理模块的指令进行操作，对半导体制造相关信息和数据进行存储。
所述门户系统模块为用户与系统的接口，提供给用户可供操作的图形化界面，响应用户操作，显示处理结果。
所述制造流程管理模块，包括：流程模板管理模块、返工流程管理模块、生产进度管理模块、统计报表管理模块、设备管理模块和故障预警管理模块，其中：
流程模板管理模块负责管理维护在制造流程管理模块中建立的各制造工艺的流程模板，执行管理可选工作、重新开始工作流、中止工作流运行等操作。
返工流程管理模块负责管理返工流程的发起、运行和监控；
生产进度管理模块负责管理系统中各个批次产品的流程进度情况；
统计报表管理模块负责管理和分析制造过程中生成的统计报表；
设备管理模块负责对各制造工序的仪器设备、环境和动力参数控制进行常规管理、按期维护和相关信息积累；
故障预警管理模块负责检测和处理可能出现故障或导致返工的情况并及时反馈给系统管理员和相关负责人；
上述各子模块根据门户系统模块的要求，完成相应操作并将流程运行情况和执行结果反馈给用户，同时流程运行中收集的信息和流程记录保存到资源库模块中。
所述流程信息建模模块，包括：流程节点建模模块、创建新流程模块、流程修改模块，其中：
流程节点建模模块负责按照工序节点对半导体制造过程建立层次化的功能模型；
创建新流程模块负责根据新工艺创建新的制造流程模板；
流程修改模块负责对系统中已有流程根据工艺改进需要进行参数修改，使其适应更新的工艺；
上述三个子模块可由用户按照需求通过门户系统模块调用，编辑好的模板保存到资源库模块，并可在制造流程管理模块中使用。
所述资源库模块，包括：流程控制信息模块、制造工艺信息模块、环境设置信息模块、工艺设备信息模块、物料属性信息模块、质量检测信息模块，其中：
流程控制信息模块负责存储流程信息建模模块中进行工艺流程的规划以及制造流程管理模块运行中积累的流程控制规则和信息，包括按产品需求的设计工艺流程、加工工序、时间设置和顺序排列，以实例的形式存在，随着工艺流程的不断变更而更新；
制造过程工艺信息模块负责存储流程信息建模模块和制造流程管理模块运行过程中积累的流程工艺信息，包括对工艺知道文档、工艺标准参数、新工艺试验信息总结等文本内容的存储和管理，也包括对工艺专家、操作工人等相关人员工作经验的总结；
环境设置信息模块负责存储制造流程管理模块在制造过程中对车间环境、动力要求和制造过程环保要求的信息，环境类信息包括工序环境标准、测试频度和控制规则；
工艺设备信息模块负责存储制造流程管理模块在制造过程中对设备相关信息的总结，包括设备基本信息、设备维护信息和设备关键参数信息等；
物料属性信息模块负责存储制造流程管理模块在制造过程中应用的相关原材料、半成品和成品的特性、功能和相关工序关联特性以及存贮设置等；
质量检测信息模块负责存储制造流程管理模块在制造过程中用于关键工艺的流程判断信息和规则。
本发明工作时，用户通过门户系统模块调用制造流程管理模块进行日常的制造流程管理，通过门户系统模块调用流程信息建模模块新建或编辑制造流程模板，通过门户系统模块调用数据应用管理模块管理维护和更新资源库模块中的内容；资源库模块实时保存和更新制造流程管理模块、流程信息建模模块和数据应用管理模块的操作和运行记录，并把相关信息及时提供给运行中的制造流程管理模块和流程信息建模模块；制造流程管理模块运行流程信息建模模块建立的流程模板，并提供运行分析和结果报告等内容，支持流程模板和功能模型的参数优化和持续改进。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明能够有效整合企业现有信息，实现了信息的有效积累，并实现了信息在半导体制造流程过程中的有效辅助决策。
采用本发明，企业原本零散的制造工艺信息被有效整合，在工艺参数优化和新型产品制造流程试验中减少了60％以上的试验工作量，试验时间减少了三分之二；采用本发明的系统建立了信息驱动的制造管理标准流程，原料外延片在前后工及封装车间内流动的平均时间从7～9天减少到3～4天，返工批次减少40％，产品的良品率从平均85％提高到平均95％。并使企业更能满足半导体制造业车间环境、动力、设备、废弃物处理等各方面的要求，提高了竞争力。
附图说明
图1是本发明的系统结构框图；
图2是本发明的实施例中工艺规则驱动的流程模板图；
图3是本发明的实施例中制造信息流程图；
图4是本发明的资源库模块的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本实施例系统是采用基于工作流程技术和基于本体、实例和规则的信息工程技术对半导体制造流程及相关信息进行管理和应用的系统，通过对制造流程相关活动和信息的定义和建模，实现数据重用，实现信息驱动的流程管理，使企业能整合制造过程涉及信息，有效管理制造流程。
如图1所示，本实施例包括：门户系统模块、制造流程管理模块、流程信息建模模块、数据应用管理模块、资源库模块，其中：
门户系统模块是用户登陆系统的平台，用户在进行日常的制造流程管理时通过门户系统模块调用制造流程管理模块，在新建或编辑制造流程模板时通过门户系统模块调用流程信息建模模块，管理维护和更新资源库模块中的内容时通过门户系统模块调用数据应用管理模块；
制造流程管理模块根据资源库模块中的信息负责对各制造过程中的流程运行、返工处理、生产进度、统计报表等内容进行管理，各流程运行情况和执行结果通过门户系统模块反馈给用户，流程运行中收集的信息和运行记录保存到资源库模块中；
流程信息建模模块建立或更新各类制造流程模板，编辑好的模板保存到资源库模块，并在制造流程管理模块中使用；
数据应用管理模块对资源库模块中的数据进行管理和维护，实现数据分布式管理、安全性管理等功能；
资源库模块负责按照制造流程管理模块、流程信息建模模块和数据应用管理模块的指令进行操作，对半导体制造相关信息和数据进行存储。
所述门户系统模块为用户与系统的接口，提供给用户可供操作的图形化界面，响应用户操作，显示处理结果。
所述制造流程管理模块根据资源库模块中的信息负责对各制造过程中的流程运行、返工处理、生产进度、统计报表等内容进行管理，检测任务的进度及完成时间，对可能拖期的过程进行预警或报警，包括：流程模板管理模块、返工流程管理模块、生产进度管理模块、统计报表管理模块、设备管理模块和故障预警管理模块，其中：
(1)流程模板管理模块负责管理维护在制造信息建模模块中建立的各制造工艺的流程模板，可执行管理可选工作、重新开始工作流、中止工作流运行等操作。在任务分配已经激活运行后，管理员仍然可以改变一个任务分配中的一些参数，如设定截止日期、提醒日期，部分任务还可以设定过期的操作属性；正常情况下，一个批次的材料在工作流中从一个步骤进入另一个步骤不需要管理员干涉。然而，在某些情况下，如制造流程定义错误或流程对象在运行中发生了错误等，批次可能在任务的入口处停止，错误发生后，通常需要管理员介入来改正错误，然后恢复数据流程对象的运行。
所述流程模板管理模块，其管理的流程模板在系统中包括初始态、激活态、运行态、完成态，具体如下：
初始态时，按照周生产计划选择适当的制造流程模板，发起制造流程，并确定流程的全局变量，包括：制令编号，来料规格，投料日期，投料数量，最终产品规格以及具体工序流程设定，流程发起后则进入初始态；
激活态时，流程实例分配任务，进入工序节点，分配任务，进行流程执行；
运行态时，节点激活后，节点进入运行状态，流程按照工序开始运行；
完成态时，原材料按标准经历各个工序节点，成为满足参数要求的最终产品，完成加工流程也即完成了该制造流程，流程进入完成态。
流程模板管理模块通过门户系统模块响应用户操作并显示结果，流程模板及控制信息存储在资源库模块的流程控制信息子模块中，流程运行的工艺记录和结果分析存储在资源库模块的制造工艺信息子模块中，原材料、半成品和成品信息存储在资源库模块的物料属性信息子模块中。
(2)返工流程管理模块负责管理返工流程的发起、运行和监控。
半导体制造流程是依据各个工序节点的质量标准来判断流程的流向并做出采取的措施判断。质检人员在各个工序的质检节点处，输入质检记录，通过与该节点的规则进行匹配，判断流程的进一步流向。如果符合节点规则，则返回该流程节点，接着执行下一步。本模块通过门户系统模块响应用户操作并显示结果，质检标准、质检记录存储在资源库模块的质检信息子模块中，返工流程模板及相关信息存储在资源库模块的流程控制信息子模块中。
(3)生产进度管理模块负责管理系统中各个批次产品的流程进度情况。
半导体生产车间处于封闭状态，对环境要求很严格，并且芯片生产随机出现的状况很多，管理人员通过该模块可随时了解生产进度，做出决策。
所述生产进度管理模块，其根据半导体制造流程完成情况，通过用颜色表示的工序节点视图来反映各个批次的流程进度情况，如绿色结点表示工序节点已完成，黄色结点表示流程进行到此道工序，灰色结点表示流程节点还未实现；同时还负责对特定批次进度进行查询，在进度查询界面点击结点转换到该工序节点状态查询界面，包括工序参数、设备、物料情况等信息。本模块通过门户系统模块响应用户操作并显示结果，生产进度情况及相关信息存储在资源库模块的流程控制信息子模块中。
(4)统计报表模块负责管理和分析制造过程中生成的统计报表。
半导体制造过程中的统计报表包括各个工序生产中的产量、碎片统计、人员和工时统计等，是制造流程控制的主要依据，也是管理层对生产进行查询、管理和监控的基础。管理部门往往根据这些实时数据对生产中出现的问题进行分析，并对生产做出调整。本模块按照工艺流程的顺利管理制造过程中生成的各类统计报表，另外本模块还定期统计生产情况，生成前工日报表、后工日报表、质检日报表、周不良统计等报告。
图3为半导体照明材料制造工艺信息流程图。一批原材料的制造流程发起后，生产状况记录、物料记录、设备信息记录、环境记录、操作人员和交接时间等报表，都要通过统计报表模块随原材料按照工序流转并实时更新。从研磨工序开始，每道工序都要记录不同生产信息并进行统计分析生成不良报告，记录内容包括：厚度记录、碎片记录、电极材质、电极形状、尺寸规格、机台数据、机号、光电参数、入库记录、良品率和资金分析等。
所述统计报表模块通过门户系统模块响应用户操作并显示结果，统计报表及相关统计分析结果存储在资源库模块的制造工艺信息子模块中。
(5)设备管理模块负责对各制造工序的仪器设备、环境和动力参数控制进行常规管理、按期维护和相关信息积累。
所述设备管理模块通过门户系统模块响应用户操作并显示结果，仪器设备使用说明和维护信息等存储在资源库模块的工艺设备信息子模块中。车间环境控制和动力参数设置标准及相关信息存储在资源库模块的环境设置子模块中。
(6)故障预警管理模块负责检测和处理可能出现故障或导致返工的情况并及时汇报给系统管理员和主管。一些管理员具有权限将问题批次的制造流程停止，这个操作将立即停止在工作流中的所有活动的任务分配，并关闭所有的流程历史记录。本模块通过门户系统模块响应用户操作并把系统的预警报告反馈给系统管理员和相关负责人，仪器设备使用说明和维护信息等存储在资源库模块的流程控制信息子模块中。
所述流程信息建模模块包括：流程节点建模模块、创建新流程模块、流程修改模块，其中：
流程节点建模模块负责按照工序节点对半导体制造过程建立层次化功能模型。
所述流程节点建模模块，采用IDEF0(ICAM DEFinition method集成计算机辅助制造结构化定义方法)功能模型对半导体制造流程进行层次化建模，半导体制造流程从生产制令制定到完成过程通常包括制定周生产制令、制定详细生产工艺、原材料仓库管理、生产执行、成品入库、销售等主要流程节点，每个节点又可细分为多个子节点，通过IDEF0对制造流程节点进行层次化的建模，可以有效支持制造流程的创建和重构。本模块提供IDEF0图的图形操作界面，通过门户系统模块响应用户操作并显示结果，各流程节点功能信息模型通过基于本体的信息表示建模方式存储在资源库模块的流程控制信息子模块中。
本模块构建的流程节点模型存储在资源库模块的流程控制信息子模块，采取了基于本体的信息表示建模方式，选用了OWL(Web Ontology Language网络本体语言作为表示建模工具，用户在通过图形操作界面进行流程信息建模时，各节点功能信息模型以OWL文件的形式在信息资源库中存储，该文件中包括了领域空间、本体概况、相关类及其属性、实例、实例属性、数据类型和属性特性等内容的定义。
本模块流程节点信息模型表示具体如下：
定义领域空间：
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定义本体概况：
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定义类及属性：
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<owl:Class rdf:ID＝″工序信息类″/>
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所述创建新流程模块负责根据新工艺创建新的制造流程模板，通过建立一系列的制造工艺的流程模板，将企业的实际生产经营中周期性，重复性的过程转化为计算机可以处理的工作流程模型，为产品开发过程的自动管理提供保证。本模块通过门户系统模块响应用户操作并显示结果，流程模板存储在资源库模块的流程控制信息子模块中，工艺流程设计指导和相关信息存储在资源库模块的工艺信息子模块中。建立好的流程模板可以在制造流程管理模块中调用。
所述创建新流程模块，其创建新的流程模板时，首先新建并命名新的根节点模板，然后按照需求添加系统中的工序节点模型以及审批任务，再添加流程模板的属性以及对流程执行和审批者的岗位要求，完成创建后该流程模板将能够被制造流程管理模块中调用。流程模板是制造流程管理模块中非常重要的管理手段，而流程模板的整理和完善也是一个长期的过程，需要在实际生产中不断根据实际做出相应的调整。
本系统中根据半导体制造的特点，使用条件语句IF-THEN(如果—则)表示制造过程中的规则驱动的流程。创建新流程模块建立的半导体制造中照明材料制造工艺规则驱动的流程模板图如图2所示。其中的流程规则判断标准如下：
研磨：IF{磨片厚度超出标准厚度10微米以上}
THEN{(“不合格”后返工)，(1批中有10片以上是需返工则需发：“不良检票”)}
蒸镀：IF{蒸镀表面金属光泽明显不均匀}
THEN{(“不合格”后返工)，(1批中有10片以上是需返工则需发：“不良检票”)}
光刻：IF{(电极变形缩小低于5％)，(数量不超过整片的10％)}
THEN{(“不合格”后返工)，(1批中有10片以上是需返工则需发：“不良检票”)}
金铍腐蚀：IF{(缺角不能超过整个片子的10％AND程度是单颗芯粒的5％)，(缩小程度不能超过单颗芯粒的10％，数量不能超过整片的10％)，(残金数量不能超过整片的10％，残金面积不能超过总面积的5％)}
THEN{(“不合格”后返工)，(1批中有10片以上是需返工则要发：“不良检票”)}
合金：IF{(掉背金)，(背金颜色异常)}
THEN{(“不合格”后返工)，(1批中有10片以上是需返工则要发：“不良检票”)}
套刻：IF{(套偏程度不能超过10％)，(数量不能超过整片的10％)}
THEN{(“不合格”后返工)，(1批中有10片以上是需返工则要发：“不良检票”)}
蒸镀加厚：IF{蒸镀表面金属光泽明显不均匀}
THEN{(“不合格”后返工)，(1批中有10片以上是需返工则要发：“不良检票”)}
钛金腐蚀：IF{(电极缩小不能超过单颗芯粒的10％AND数量不能超过整片的10％)，(残铝、残钛数量不能超过整片的10％AND残铝、残钛面积不能超过总面积的5％)，(腐蚀过头不能超过单颗芯粒的5％AND数量不能超过整片的10％)}
THEN{(“不合格”后返工)，(1批中有10片以上是需返工则要发：“不良检票”)}
粘背金：IF{掉背金}
THEN{轻微(发不合格品处置单，后流)、严重(发不良检票，暂留前工待指示)；及时做好相关资料的取图}
粘电极：IF{掉电极现象}
THEN{(整批粘电极，粘完后掉电极的片子留下返工，发不良检票)，(及时做好相关资料的取图)}
打线：IF{拉力低于6g}THEN{发不良检票，返工，上报、通知班长}
IF{拉力大于6g但小于12g}THEN{发不合格品处置单，后流}
IF{1批中有10片以上}THEN{需返工则要发“不良检票”，上报、通知班长}
所述流程修改模块负责对系统中已有流程根据工艺改进需要进行参数修改，本系统中如需修改已有流程模板需首先在制造流程管理模块流程模板管理子模块中停用该模板，然后通过门户管理系统进入流程修改模块修改界面，按照更新的工艺参数修改模板内容。修改完成之后需工艺工程师和制造经理对修改内容进行校验和审核后才能在制造流程管理模块中被调用。
所述数据应用管理模块主要负责对系统数据进行维护和管理，采用关系数据库作为存储工具，把资源库模块中的信息内容数据存入关系数据库后，又在关系数据库中建立各种元数据，即管理数据的数据。元数据包含了指向文件实际存放地址的指针、文件的操作状态和版本信息、文件的分类信息、产品结构层次关系、文件使用权限信息及其他控制信息等结构化数据。本模块实现了通过元数据操作关系数据库中的数据内容，同时通过指针把制造过程中的文档类文件等非结构化数据与数据库中的对象建立关系，使得系统可以定位到这些文件，并通过元数据实现各种查询和检索功能。充分结合了数据库管理和文件管理两种方式的优势，避免了数据库处理大容量数据的局限性。
如图4所示，所述资源库模块主要负责按照制造流程管理模块、流程信息建模模块和数据应用管理模块的操作，对半导体制造相关信息和数据进行存储，包括：流程控制信息模块、制造工艺信息模块、环境设置信息模块、工艺设备信息模块、物料属性信息模块、质量检测信息模块，其中：
流程控制信息模块负责存储在流程信息建模模块进行工艺流程规划和制造流程管理模块运行过程中积累的流程控制规则和信息，包括按产品需求的设计工艺流程、加工工序、时间设置和顺序排列，主要以实例的形式存在，并随着工艺流程的不断变更而更新。
流程控制信息模块采用基于框架的信息表示来表示流程控制的实例类信息。CASE(实例)由三部分组成，即：
CASEi＝{MRi，PDi，POWF}
其中，MR表示材料规格，包括材料厂家、来料亮度、来料波长、材料尺寸等；PD表示产品定义，包括产品规格、产品名称、类别、单位等；POWF表示流程的构成，由制造流程的各个节点构成。
流程控制信息模块采用一定的符号规则来标识，各实例按照一定规则编号，作为各实例ID。流程控制信息模块主要采用材料规格、芯片规格进行匹配实例。具体的编码通过WAFER原料类型代号、尺寸，光色类型、芯片尺寸、亮度等级来表示。各个编码意义见下表，光色类型分别用RO表示红光(600-660nm)，SY表示黄光(578-600nm)，YG表示黄绿光(558-578nm)，例如A03-SY08-I表示3”磷化铝镓铟系(AlGaInP)黄光芯片，亮度为I档。
表1 原材料类型编码
| 原材料化学成分 | GaP | GaAsP | AlGaInP | GaN |
| 代号 | Q | P | A | G |
表2 原材料亮度等级编码
| 代码 | A | B | C | D | E | F | G | ...... |
| 亮度 | 0.5-5 | 5-10 | 10-20 | 20-30 | 30-40 | 40-50 | 50-60 | ...... |
实例的组成内容包括：流程编号、材料规格、产品规格、流程名称、流程节点名称、流程节点属性值、节点工作摘要等。流程节点属性主要描述了各个流程节点的工艺要求。相同类型的芯片具有较大的相似性，因此实例库又可以按芯片类型分成多个主要流程实例，减少搜索耗费。本模块中实例的表示框架如下：
Casebase：〈实例库名称〉//实例库的定义
Pnumber：〈字符串〉//流程的编号
PName：〈字符串数组〉//流程名称
Name：〈字符串〉//材料名称
Type：〈描述，权值〉//描述材料规格
Name：〈字符串〉//产品名称
Type：〈描述，权值〉//描述产品规格
Processes：〈字符串数组〉//流程实例节点集合
PProperty：〈描述，权值〉//描述流程节点属性及其权值
Workcontent：〈字符串数组〉//描述流程节点的工作实施情况
......//其他参数
Endcase//事例定义结束
......//其余事例
Endcasebase//事例库定义结束
制造过程工艺信息模块存储在流程信息建模模块进行工艺流程设计和制造流程管理模块运行过程中积累的流程工艺信息，包括对工艺知道文档、工艺标准参数、新工艺试验信息总结等文本内容的存储和管理，也包括对工艺专家、操作工人等相关人员工作经验的总结。
环境设置信息模块负责存储制造流程管理模块中设备管理子模块在制造过程中对车间环境、动力要求和制造过程环保要求的信息。半导体制造对环境洁净度要求很高，在生产过程中，需要对每个工序点按一定规则进行环境测试和调整，环境类信息包括工序环境标准、测试频度和控制规则。
工艺设备信息模块负责存储制造流程管理模块中设备管理子模块在制造过程中的设备相关信息总结，主要包括设备基本信息、设备维护信息和设备关键参数信息等。半导体制程中设备投资占整个生产投资的绝大部分，设备仪器非常昂贵，设备的维护应用对生产制造的正常进行起着关键性作用。本模块负责总结和积累设备调试和设备维护所需大量的专业信息和操作经验，尽量降低专业人才流动造成的企业信息损失。本模块存储内容包括：现有设备信息、关键设备生产状态、设备维护及零部件更换记录、异常情况。以现有设备信息为例。现有设备信息包括：设备名称、规格型号、生产厂家、数量、存放地点、设备类别、设备工作年限、生产厂家联系方式、供应商、供应商联系方式、购置时间、单价、价格。
物料属性信息模块负责存储制造流程管理模块中流程模板管理子模块、统计报表子模块在制造过程中应用的相关原材料、半成品和成品的特性、功能和相关工序关联特性以及存贮设置等。主要存在于相关文档中，在采购、工艺规划和车间制造，包括材料数据库模块、产品数据库模块和仓储数据库模块，其中：
材料数据库模块包括：生产主材数据库、辅助材料数据库、贵金属数据库等，以辅助材料数据表为例：辅助材料数据库属性，包括：序号、使用工序、材料名称、材料编码、数量、材料级别、规格、性能要求、类别、相关文件号、单价、使用状态、采购员、供应商、联系方式、制造商、联系方式。
产品数据库模块包括：外部产品数据库和内部产品数据库。外部产品数据库参照销售产品表，内部产品数据库根据内部生产数据表制定。产品数据属性包括：产品规格、亮度等级、产品名称、类别、现有库存、单位。
按生产方法，内部产品数据库又可分为：点阵数据库、高规数据库、普规数据库、统分数据库、SORT普规数据库、边缘产品数据库、大圆片数据库、处理品数据库。
仓储数据库模块包括：主材数据表、辅材数据表、贵金属数据表、器材主材数据表、月消耗数据表。以入库数据表为例，入库数据表属性包括：序号、材料名称、材料规格、单位、对应日入库数。
质量检测信息模块负责存储制造流程管理模块中返工流程子模块在制造过程中用于关键工艺的流程判断信息和规则，决定了制造流程的流转方向，通过规则判断实现流程的重构。
采用本实施例的系统可减少工艺参数优化和新型产品制造流程试验中60％以上的试验工作量和三分之二的试验时间；同时，采用本实施例的系统使原料外延片在前后工及封装车间内流动的平均时间从7～9天减少到3～4天，返工批次减少40％，产品的良品率从平均85％提高到平均95％。
Claims (7)
1、一种半导体制造流程辅助决策系统，其特征在于，包括：门户系统模块、制造流程管理模块、流程信息建模模块、数据应用管理模块、资源库模块，其中：
门户系统模块是用户登陆系统的平台，用户在进行日常的制造流程管理时通过门户系统模块调用制造流程管理模块，在新建或编辑制造流程模板时通过门户系统模块调用流程信息建模模块，管理维护和更新资源库模块中的内容时通过门户系统模块调用数据应用管理模块；
制造流程管理模块根据资源库模块中的信息负责对各制造过程中的流程运行、返工处理、生产进度、统计报表进行管理，各流程运行情况和执行结果通过门户系统模块反馈给用户，流程运行中收集的信息和运行记录保存到资源库模块中；
流程信息建模模块建立或更新各类制造流程模板，编辑好的模板保存到资源库模块，并在制造流程管理模块中使用；
数据应用管理模块对资源库模块中的数据进行管理和维护，实现数据分布式管理、安全性管理；
资源库模块负责按照制造流程管理模块、流程信息建模模块和数据应用管理模块的指令进行操作，对半导体制造相关信息和数据进行存储。
2、根据权利要求1所述的半导体制造流程辅助决策系统，其特征是，所述制造流程管理模块，包括：流程模板管理模块、返工流程管理模块、生产进度管理模块、统计报表管理模块、设备管理模块和故障预警管理模块，其中：
流程模板管理模块负责管理维护在制造信息建模模块中建立的各制造工艺的流程模板，执行管理可选工作、重新开始工作流、中止工作流运行；
返工流程管理模块负责管理返工流程的发起、运行和监控；
生产进度管理模块负责管理系统中各个批次产品的流程进度情况；
统计报表管理模块负责管理和分析制造过程中生成的统计报表；
设备管理模块负责对各制造工序的仪器设备、环境和动力参数控制进行常规管理、按期维护和信息积累；
故障预警管理模块负责检测和处理可能出现故障或导致返工的情况并及时反馈给系统管理员和相关负责人；
上述各子模块根据门户系统模块的要求，完成相应操作并将流程运行情况和执行结果反馈给用户，同时流程运行中收集的信息和流程记录保存到资源库模块中。
3、根据权利要求1所述的半导体制造流程辅助决策系统，其特征是，所述流程信息建模模块包括：流程节点建模模块、创建新流程模块、流程修改模块，其中：
流程节点建模模块负责按照工序节点对半导体制造过程建立层次化的功能模型；
创建新流程模块负责根据新工艺创建新的制造流程模板；
流程修改模块负责对系统中已有流程根据工艺改进需要进行参数修改，使其适应更新的工艺；
流程节点建模模块、创建新流程模块、流程修改模块三个子模块由用户按照需求通过门户系统模块调用，编辑好的模板保存到资源库模块，并在制造流程管理模块中使用。
4、根据权利要求3所述的半导体制造流程辅助决策系统，其特征是，所述流程节点建模模块，采用集成计算机辅助制造结构化定义方法功能模型对半导体制造流程进行层次化建模，半导体制造流程从生产制令制定到完成过程包括：制定周生产制令、制定详细生产工艺、原材料仓库管理、生产执行、成品入库、销售流程节点，每个节点又细分为多个子节点，通过集成计算机辅助制造结构化定义方法图对制造流程节点进行层次化的建模，并提供集成计算机辅助制造结构化定义方法图的图形操作界面，通过门户系统模块响应用户操作并显示结果，各流程节点功能模型通过基于本体的信息表示建模方式存储在资源库模块中。
5、根据权利要求3所述的半导体制造流程辅助决策系统，其特征是，所述创建新流程模块，其创建新的流程模板时，新建并命名新的根节点模板，按照需求添加系统中的工序节点模型以及审批任务，再添加流程模板的属性以及对流程执行和审批者的岗位要求，完成创建后该流程模板将能够被制造流程管理模块中调用。
6、根据权利要求1所述的半导体制造流程辅助决策系统，其特征是，所述资源库模块，包括：流程控制信息模块、制造工艺信息模块、环境设置信息模块、工艺设备信息模块、物料属性信息模块、质量检测信息模块，其中：
流程控制信息模块负责存储流程信息建模模块进行工艺流程规划和制造流程管理模块运行中积累的流程控制规则和信息，包括按产品需求的设计工艺流程、加工工序、时间设置和顺序排列，随着工艺流程变更而更新；
制造过程工艺信息模块负责存储流程信息建模模块和制造流程管理模块运行过程中积累的流程工艺信息，包括对工艺知道文档、工艺标准参数、新工艺试验信息总结的存储和管理；
环境设置信息模块负责存储制造流程管理模块在制造过程中对车间环境、动力要求和制造过程环保要求的信息，环境类信息包括工序环境标准、测试频度和控制规则；
工艺设备信息模块负责存储制造流程管理模块在制造过程中对设备相关信息的总结，包括设备基本信息、设备维护信息和设备关键参数信息；
物料属性信息模块负责存储制造流程管理模块在制造过程中应用的相关原材料、半成品和成品的特性、功能和相关工序关联特性以及存贮设置；
质量检测信息模块负责存储制造流程管理模块在制造过程中用于关键工艺的流程判断信息和规则。
7、根据权利要求1所述的半导体制造流程辅助决策系统，其特征是，所述数据应用管理模块，其负责对系统数据进行维护和管理，在关系数据库中信息内容数据之上，建立各种元数据，即管理数据的数据，元数据包含了指向文件实际存放地址的指针、文件的操作状态和版本信息、文件的分类信息、产品结构层次关系、文件使用权限信息及其他控制信息，同时通过指针把制造过程中的文档类文件与数据库中的对象建立关系，使得系统定位到这些文件，并通过元数据实现各种查询和检索功能。
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