CN101124580B - 用于通用可编程半导体处理系统的结构及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于最优化包括软件控制程序的半导体处理系统中的一组步骤的方法，其中，半导体处理系统包括第一功能、第二功能、和第三功能，并进一步包括用于存储一组变量的存储器，并且其中该组步骤进一步包括第一步骤、第二步骤、和第三步骤。本发明包括在编辑器应用程序上生成第一步骤，其中，将第一功能添加到第一步骤，并且如果需要，则添加第一组用户输入指令。本发明还包括在编辑器应用程序上生成第二步骤，其中，将第二功能添加到第二步骤，并且如果需要，则添加第二组用户输入指令；以及在编辑器应用程序上生成第三步骤，其中，将第三功能添加到第三步骤，并且如果需要，则添加第三组用户输入指令。本发明进一步包括以适当的顺序安排第一步骤、第二步骤、和第三步骤；将该组步骤传送到半导体处理系统；执行该组步骤；将一组结果存储在该组变量中；以及，如果需要，则由该组变量生成报表。
Description
技术领域
本发明主要涉及半导体制造技术，并且更特别地，涉及最优化半导体基本(capital)设备处理系统中的一组操作的方法和设备。
背景技术
常常花费上亿美元来设计和操作半导体制造设备。因此最优化生产量和减少成本对于获利是很关键的。然而，这些设备内的基本设备处理系统常常需要相当大的人工干预，而人工干预会产生过程差异乃至完全操作错误的可能。
大多数半导体基本设备处理系统通常由包括操作软件程序的尖端计算机来控制，其中，经由界面提供给用户向设备发送请求和接收来自设备的输出信息的能力。这些过程步骤几乎完全手动地执行。在典型的操作环境中，用户手动设置用于制造过程的参数(例如，电压、气流混合、气体流速、压力等)然后手动启动开始执行。处理系统通过计算来自一个或多个传感装置(例如，位置编码器、温度和压力传感器、流速指示器等)的信号或通过请求操作者输入信息(例如，光谱光学发射结果、气体比例混合等)来检查其状态。测试产品最初经过系统，以确保处理在可接受的参数内，其后开始产品运行。在该处理期间，通常期望操作员遵循打印的程序并在适当的时间物理上地记录系统测量。
然而，由于训练、经验、或态度的差异，不同的操作员可能在相同的机器上不同地实施相同的测试。此外，输入到处理数据笔记本的信息可能是不完全的或不正确的，这样给其任务为确保制造工艺被最佳设置和制造成品率维持在可接受的水平的过程工程师带来问题。
当在相同产品的制造中同时使用相同处理系统的多个版本时，过程差异进一步复杂化。由于制造设备的不同等效件可能在不同时间被安装，或者被不同程度地使用，其维护周期不一定与其余的维护周期相匹配，潜在地导致室与室的过程差异。
此外，常常需要在用户所在地安全快速地更改处理系统的操作。一般地，常常难以实现半导体制造设备程序的改变，尤其是在多个设备单元的情况下。处理灵活性的这种不足可能导致实质上的低效率并因此极大地增加生产成本。例如，用户可能因为一些新发现的过程差异而想要处理设备执行新测试程序。为了执行这个新程序，厂家必须首先创建或修改现有书面程序并向用户所在地派遣现场工程师以进行培训，然后在一段时间内监控工具性能的变化以确保适当的功能性。这个处理可能花费几周的时间，潜在地花费几十万美元。
考虑到上述问题，需要一种用于通用可编程半导体处理系统的结构。
发明内容
在一个实施例中，本发明涉及一种最优化包括软件控制程序的半导体处理系统中的一组步骤的方法，其中，半导体处理系统包括第一功能(function)、第二功能、和第三功能，并进一步包括用于存储一组变量的存储器，并且其中，该组步骤进一步包括第一步骤、第二步骤、和第三步骤。本发明包括在编辑器应用程序上生成第一步骤，其中，将第一功能添加到第一步骤，并且如果需要，则添加第一组用户输入指令。本发明还包括：在编辑器应用程序上生成第二步骤，其中，将第二功能添加到第二步骤，并且如果需要，则添加第二组用户输入指令；以及在编辑器应用程序上生成第三步骤，其中，将第三功能添加到第三步骤，并且如果需要，则添加第三组用户输入指令。本发明进一步包括以适当的顺序安排第一步骤、第二步骤、和第三步骤；将该组步骤传送到半导体处理系统；执行该组步骤；将一组结果存储在该组变量中；以及，如果需要，则由该组变量生成报表。
在另一实施例中，本发明涉及一种用于最优化包括软件控制程序的半导体处理系统中的一组步骤的设备，其中，半导体处理系统包括第一功能、第二功能、和第三功能，并进一步包括用于存储一组变量的存储器，并且其中，该组步骤进一步包括第一步骤、第二步骤、和第三步骤。本发明包括用于在编辑器应用程序上生成第一步骤的装置，其中，第一功能被添加到第一步骤，并且如果需要，则第一组用户输入指令被添加。本发明还包括：用于在编辑器应用程序上生成第二步骤的装置，其中，第二功能被添加到第二步骤，并且如果需要，则第二组用户输入指令被添加；以及用于在编辑器应用程序上生成第三步骤的装置，其中，第三功能被添加到第三步骤，并且如果需要，则第三组用户输入指令被添加。本发明进一步包括：用于以适当的顺序安排第一步骤、第二步骤、和第三步骤的装置；用于将该组步骤传送到半导体处理系统的装置；用于执行该组步骤的装置；用于将一组结果存储在该组变量中的装置；以及，如果需要，用于由该组变量生成报表的装置。本发明的这些和其他特征将在本发明的以下详细描述中结合附图更加详细地描述。
附图说明
将结合附图通过举例的方式而不通过限制的方式来描述本发明，其中，相同参考标号代表相同部件，以及其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的创建宏(macro，宏指令)的处理的简图；
图2A-2G示出了根据本发明的一个实施例的用于控制半导体处理系统的一组简化的宏；
图3A-3E示出了根据本发明的一个实施例的用于控制半导体处理系统的该组简化的宏的结果的简化报表；
图4示出了示出根据本发明的一个实施例的用于创建用于控制半导体处理系统的宏的步骤的简化流程图；以及
图5A-B示出了根据本发明的一个实施例的用于半导体处理系统的图形显示；以及
图6A-6B示出了根据本发明的一个实施例的用于半导体处理系统的宏编辑器。
具体实施方式
现将参照如附图所示的几个优选实施例来对本发明进行详细地描述。在以下描述中，描述了大量特定细节以充分理解本发明。然而，对于本领域技术人员而言，在没有某些或所有这些特定细节的情况下可以实施本发明是显而易见的。在其他情况下，对众所周知的处理步骤和/或结构没有进行详细地描述，以免使本发明不清楚。
根据本发明的一个实施例，有利地使用宏引擎(engine)以扩展和增强半导体处理系统的性能。换句话说，可以创建称为宏的一组控制指令或步骤，以控制半导体处理系统的功能并进一步将处理信息存储在存储器中以生成报表。此外，这些指令可以用宏编辑器创建和修改，并随后存储在文件中。
在一个实施例中，该组宏包括先前以非宏(non-macro)方式(诸如硬件启动资格)被编程的制造程序。在另一实施例中，该组宏包括先前被物理印刷的制造程序。在另一实施例中，该组宏允许用户直接将系统测量值输入到半导体处理系统中。在另一实施例中，该组宏充分地监控操作者活动并随后创建半导体处理系统事件、活动、错误、和问题的日志。在另一实施例中，该日志可以用电子方式被检索(retrieve)并被远程分析。在另一实施例中，使用用户界面以允许操作者与该组宏交互。在另一实施例中，半导体处理系统可以是全自动的，并且在没有用户交互的情况下运行。在另一实施例中，该组宏可以在所有大致等效的半导体处理系统上被标准化，充分地减少了室与室的性能差异。在另一实施例中，可以从远程主机执行该组宏。在另一实施例中，该组宏可以被混淆(obfuscate)或加密。
参照图1，示出了根据本发明的一个实施例的用于创建宏的处理的简图。最初，宏程序库102被创建用于半导体处理系统。例如，在等离子体处理系统中，该库可以包括诸如每天或每周的预防性维修(PM)资格的工具正常检查、湿式清洁和恢复、硬件启动资格、室匹配、以及故障检修。
该库然后可以被装载到半导体处理系统的软件控制程序106。在一个实施例中，半导体处理系统包括用于解释宏程序的宏引擎108。在另一实施例中，半导体处理系统包括用于执行宏程序的宏引擎108。然后这些宏程序中的每个均可以通过宏引擎108以适当的顺序被执行。在操作期间，半导体处理系统依次检查其状态并将结果与制定的说明书进行比较，或请求操作者输入信息。宏引擎108可以进一步将工具数据与宏说明书相比较，并可以生成并本地存储110电子概要报表、工具性能跟踪报表、和/或数据记录格式的原始数据。在一个实施例中，每个报表均可以是基于web的输出格式的，诸如XML或HTML。
此外，这些报表和原始数据可以从多个半导体处理系统收集并随后由脱机或联机分析软件进行分析。如果有问题出现，该信息还可以被输入到服务通知单124，服务通知单可以自动地向适当的人员发送警报。此外，每个半导体处理系统的电子概要报表125均可以被集合到工厂主机中并可以用远程诊断126被远程访问。通过主机可执行程序128，可以将该信息再结合到宏程序库102的创建和修改中。
现在参照图2，示出用于控制半导体处理系统的一组宏。尽管在该实例中，在Lam软件宏引擎中执行该组宏，但是本发明可以应用到其它类型的半导体处理设备和软件中。这个名为日检查(dailycheck)的宏包括可以顺序执行的多个步骤。此外，每个步骤可以进一步要求操作者开始其执行(如第9行“startRequired:false”所示)，并且在前一步骤失败的情况下继续到下一步骤(如第8行“continueIfFailed:true”所示)。
第一步骤(如第1-11行所示)处理室状态脱机，以防止在该宏步骤后晶片流入PM。这确保了用户在宏序列期间不会疏忽地处理计划外的晶片。第二步骤(如第12-36行所示)记录存储在PM/诊断/系统信息用户界面窗口上软件AI参数中的当前值。该信息提供了工具状态的快照。第三步骤(如第37-59行所示)监控关键工具性能数据并且当工具已经偏离控制时警告用户。这是Daily ProcessModule Qual宏序列的开始。
第四步骤(如第60-122行所示)检查在PM/诊断/IO/系统加热器通道用户界面窗口上的软件AI参数以及其他温度相关软件参数中存储的当前值与它们的推荐给定值相比较。第五步骤(如第123-137行所示)执行室抽气。第六步骤(如第138-147行所示)使室闲置。第七步骤(如第148-169行所示)记录存储在PM/诊断/IO/压力计原始读取用户界面窗口上的软件AI参数以及其他压力相关软件参数中的当前值。第八步骤(如第170-183行所示)执行室漏率检查。第九步骤(如第184-197行所示)执行室抽气。第十步骤(如第198-235行所示)用规格检查执行VCI非等离子体V探针测试。
第十一步骤(如第236-249行所示)执行室抽气。第十二步骤(如第250-288行所示)以100％的MFC满刻度执行用于工艺气体的单点气体校准。第十三步骤(如第289-327行所示)以30％的MFC满刻度执行用于工艺气体的单点气体校准。第十四步骤(如第328-366行所示)以10％的MFC满刻度执行用于工艺气体的单点气体校准。最后，第十五步骤(如第367-377行所示)处理室状态联机以允许在该宏步骤后晶片流入PM。这确保了用户能够在完成宏序列后常规地处理晶片。
现在参照图3，示出了根据本发明的一个实施例的用于控制半导体处理系统的一组宏(如图2所示)的结果的简化报表。图2中的每个宏步骤均可具有在图3中的相应报表部分。最初，示出了所有步骤的状态概要。例如，步骤4(室温检查)以及步骤14(气体校准单点变化)已经失败，而其余步骤已经通过。在一个实施例中，以电子数据表格式(诸如Microsoft Excel)生成该报表。
现在参照图4，示出了示出用于创建用于控制半导体处理系统的宏的步骤的简化流程图。最初，在步骤404创建或修正非宏程序。如果在步骤406要求程序的宏版本，则在步骤408用宏编辑器生成宏。此时，在步骤410，在半导体处理系统上测试和最优化宏和非宏程序。然后，在步骤412，通过管理来结束和批准程序。然后，在步骤414，可以将宏和非宏程序都提交到文档控制系统，其后在步骤418，可以在半导体处理系统上使用宏和非宏程序。
现在参照图5A-B，示出根据本发明的一个实施例的用于半导体处理系统的图形显示。尽管在该实例中，在Lam软件宏引擎中执行该组宏，但是本发明可以应用到其它类型的半导体处理设备和软件中。现在参照图5A，显示窗口可以在视觉上划分成若干部分。显示框524示出选择的宏程序，在这种情况下，日检查程序如图2所示。
一组按钮504-522允许用户控制在半导体处理系统(这里是等离子体处理室)内宏的执行。按钮504允许用户开始包括如显示窗口526中所示的步骤并且对应于图2所示的一组宏的宏。显示窗口506和508示出将要在宏引擎内执行的宏中的第一和最后步骤。按钮510允许用户停止宏程序，按钮512允许用户中断宏程序，以及按钮514允许用户临时暂停宏程序。如果用户输入是可选的，按钮518允许用户跳过如显示框532所示的用户输入。按钮520将用户已经完成用户输入的信号发送到宏引擎。按钮522允许用户运行帮助窗口，以进一步解释当前程序。显示框530向用户显示用于描述宏的信息。显示框534显示用于描述显示框532中示出的所需用户输入的信息。显示框528示出图3所示的简化报表。现在参照图5B，示出图5A的带有宏引擎帮助窗口536的显示窗口。
现在参照图6A-B，示出根据本发明的一个实施例的宏编辑器。尽管在该实例中，宏编辑器与Lam软件宏引擎相关，但是本发明可以应用到其它类型的半导体处理设备和软件中。一般地，半导体处理系统工程师将使用宏编辑器来如图4所示创建宏程序。现在参照图6A，显示框606示出可以被用于构造日检查宏的特殊半导体处理系统的可用宏的列表。此外，如显示框619所示，现有专用宏的部分也可以被装入到日检查宏中。由于宏通常顺序执行，因此工程师可以通过在按钮616使其向上移动或在按钮618使其向下移动来改变宏程序内的元素。显示框612显示将在执行日检查程序之后生成的简化报表。工程师可以在按钮614进一步编辑或添加宏。
现在参照图6B，示出根据本发明的一个实施例的如图6A所示的宏编辑器的用户输入窗口。在显示框622中输入选择的宏名称，并且将相应描述添加到显示框624。如果要求用户开始宏，则复选框626被选取。如果出现失败时允许测试继续，则选择复选框628。使用输入所需各个步骤进入显示区域630。
尽管根据多个优选实施例对本发明进行了描述，但是在本发明的范围内可以有各种更改、变化、和等同替换。例如，尽管附图示出关于等离子体处理，应当理解，本发明还可以应用于诸如光刻、指引晶片步骤、模片固定等的半导体制造的其它部分。此外，术语半导体处理系统在其一般意义上使用，并且可以理解半导体处理系统包括在制造设备内的设备，直接被包含在半导体或玻璃面板的制造中，并进一步能够将控制程序存储作为一组宏。因此，将所附的权利要求解释为落入本发明的精神和范围内的各种更改、变化、和等同替换。
本发明的优点包括用户与半导体处理设备的交互的最优化。其他优点包括潜在地减少在实质上类似的半导体处理系统之间的过程差异，并进一步最优化半导体处理设备配置的灵活性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (24)
1.一种用于使半导体处理系统中的一组脱机任务自动化的方法，包括：
使用编辑器应用程序创建包括一组步骤的宏，该组步骤涉及将先于在所述半导体处理系统中处理衬底而被执行的所述组脱机任务；
将所述宏提供给所述半导体处理系统中的宏执行引擎；
使用所述宏执行引擎执行所述半导体处理系统处的所述宏，从而执行该组步骤；以及
生成其中具有在所述执行期间收集的数据值的报表。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述半导体处理系统上执行该组步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，该组步骤通过自动计时器来执行。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半导体处理系统是等离子体处理系统。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述报表从所述半导体处理系统用电子方式检索的。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述报表是电子数据表格式的。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述报表是文本格式的。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述报表是数据记录格式的。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述报表是二进制格式的。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，该组步骤在制造所述半导体处理系统期间被传送到所述半导体处理系统。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，该组步骤在所述半导体处理系统已经被安装在半导体制造设备上后被传送到所述半导体处理系统。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，该组步骤顺序被改变。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，该组步骤被加密。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述宏仅可以用口令被访问。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，该组步骤中的一个步骤需要用户输入。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，在该组步骤中的一个步骤中，检查表被呈现给用户用于手动执行。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述宏由远程主机来执行。
18.一种使多个半导体处理系统中的一组脱机任务自动化的方法，包括：
使用编辑器应用程序创建包括一组步骤的宏，该组步骤涉及将先于在所述多个半导体处理系统中处理衬底而被执行的该组脱机任务；
将所述宏提供给所述多个半导体处理系统中的宏执行引擎；
使用所述宏执行引擎执行所述多个半导体处理系统处的所述宏，从而执行该组步骤；
生成其中具有在所述多个半导体处理系统中的每个处进行的所述执行期间收集的数据值的报表；以及
将所述报表提供给远程设备用于分析。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：基于所述报表生成警报。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述半导体处理系统是等离子体处理系统。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，该组步骤在制造所述多个半导体处理系统期间被传送到所述多个半导体处理系统。
22.根据权利要求18所述的方法，其中，该组步骤在所述多个半导体处理系统之一已经被安装在半导体制造设备上后被传送到所述多个半导体处理系统之一。
23.根据权利要求18所述的方法，其中，该组步骤顺序被改变。
24.根据权利要求18所述的方法，其中，该组步骤被加密。
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