CN101196733B - 用于确定处理系统中告警根本原因的方法和系统 - Google Patents

用于确定处理系统中告警根本原因的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于控制处理系统的方法、系统和计算机程序产品。由知识库收集关于处理系统内操作组件的告警和信息，并且其中使这些告警和信息彼此相关联。然后分析知识库中的数据以确定告警的根本原因。

Description

用于确定处理系统中告警根本原因的方法和系统
技术领域
本发明一般地涉及控制处理系统，并且更特别地涉及确定处理系统中生成的告警的根本原因以及对这种根本原因进行响应。
背景技术
在微电子制造工艺中，通过一系列工具(tool)来处理半导体晶片，这些工具形成光刻图形、淀积膜、注入掺杂剂以及/或者测量所形成结构的物理和/或电特性。这样的处理过程具有广泛的工业应用，包括但不限于半导体、平板显示、MEMS(微机电系统)以及磁盘磁头。
一般而言，每个工具由程序(以下称为“制程(recipe)”)操作，制程包含处理晶片所需的所有条件和指令。例如，典型的光刻制程可以包含有关曝光区位置、对准策略以及用量的信息。典型的反应离子刻蚀(RIE)制程可以包含有关气流速率以及刻蚀时间的信息。典型的度量制程可以包含有关待抽样目标的位置、数据获取条件以及所需分析的信息。随着工具变得越来越先进，它们需要更复杂性质的制程，这对于一般用户而言力所难及。另外，随着工艺尺寸/节点的减少，制程复杂度和制程数目成指数增加。结果，许多制程不能如所需的那样被优化。
由于制造工艺过程中晶片移动，所以除了上述制程故障之外，还可能发生机器/硬件/工具故障。随着设备变得更加精密复杂，会有更多机会发生故障而检测不到。在实际处理期间发生的故障可能导致产量下降，而在测试期间发生的故障可能增加构造一个完全功能的芯片所需的时间，并且可能向处理部分提供错误的反馈，而这又会导致产量下降。
在真实系统中，广义范畴的故障可以由系统的各个部分产生。例如，在半导体行业中，国际半导体设备和材料协会(SEMI)标准规定，广义范畴的故障(已知为S5F1消息，以下也称为告警)将被发送到主机。单个工具每周可能产生成百上千的这些告警。在具有上百个工具以及数万个制程的处理系统中，重要的是具有分析告警总额的能力，将重要告警与噪音分开的能力，以及识别每个工具集的改进区域的能力。现有技术没有提供对该问题的令人满意的解决方案。
基于上述内容，在本领域中需要确定处理系统中产生的告警的根本原因。
发明内容
公开了一种用于控制处理系统的方法、系统和计算机程序产品。由知识库收集关于处理系统内操作组件的告警和信息，并且其中这些告警和信息彼此相关联。然后分析知识库中的数据以确定告警的根本原因。
本发明的第一方面针对一种用于控制处理系统的方法，该方法包括：从处理系统的多个操作单元收集告警，每个操作单元包括多个操作组件；将每个告警与知识库中的相应操作组件相关联；分析知识库中的数据以识别告警的根本原因；以及基于所识别的根本原因来控制处理系统。
本发明的第二方面针对一种用于控制处理系统的系统，该系统包括：用于从处理系统的多个操作单元收集告警的装置，每个操作单元包括多个操作组件；用于将每个告警与知识库中的相应操作组件相关联的装置；用于分析知识库中的数据以识别告警根本原因的装置；以及用于基于所识别的根本原因来控制处理系统的装置。
本发明的第三方面针对一种计算机程序产品，包括：计算机可用程序代码，配置为当由计算机系统执行时：从处理系统的多个操作单元收集告警，每个操作单元包括多个操作组件；将每个告警与知识库中的相应操作组件相关联；分析知识库中的数据以识别告警的根本原因；以及基于所识别的根本原因来控制处理系统。
本发明的第四方面针对一种生成用于控制处理系统的系统的方法，该方法包括：提供计算机基础设施，该计算机基础设施可操作为：从处理系统的多个操作单元收集告警，每个操作单元包括多个操作组件；将每个告警与知识库中的相应操作组件相关联；分析知识库中的数据以识别告警的根本原因；以及基于所识别的根本原因来控制处理系统。
对于本领域普通技术人员而言，通过阅读以下结合附图对本发明的非限制性详细描述，如仅由权利要求书所限定的本发明的其他方面和特征将变得显而易见。
附图说明
参照以下附图将详细地描述本发明的实施例，在附图中相同的标号表示相同的元件，其中：
图1示出了根据本发明一个实施例的系统的框图。
图2示出了根据本发明一个实施例的说明性计算机系统的框图。
图3示出了根据本发明的处理控制系统的操作的一个实施例。
应注意到，本发明的附图并非按比例绘制的。附图仅旨在描述本发明的典型方面，因此不应被认为是限制本发明的范围。在整个附图中，相同的编号代表相同的元件。
具体实施方式
以下实施例的详细描述参考说明了本发明特定实施例的附图进行。具有不同结构和操作的其他实施例并不脱离本发明的范围。
1.系统概述
图1示出了根据本发明一个实施例的系统10的框图。系统10包括处理系统12，例如微电子或纳电子制造系统，该系统12包括多个操作单元14。每个操作单元14可以包括多个操作组件，例如硬件组件16、软件组件18和目标组件20。在微电子或纳电子制造系统12的情况中，例如，硬件组件16可以包括用于处理晶片的工具和/或用于定位晶片的腔室；软件组件18可以包括制程；以及目标组件20可以包括待处理的晶片。如所理解的那样，在操作单元14的一个或多个操作组件(16、18和20)有问题的情况下，操作单元14将会生成告警。生成告警的特定机制并不限制本发明的范围。由于对于理解本发明而言不需要告警生成机制的细节，因此将不提供进一步的细节。
每个告警将被发送到控制系统22的知识库24或者将被控制系统22的知识库24所收集。具体而言，知识库24包括为每个操作单元14定制的消息接口26。消息接口26用于收集关于操作单元14等的所有信息，例如关于其操作组件的特定细节。某种程度上而言，消息接口26还可以从其它信息源31收集信息，例如，从设备提供商或制程设计者收集信息。知识库24还可以包括格式转换器28，其用来将来自/用于操作单元14的消息的各种格式转换成相同/标准化的格式，使得可以在知识库24中容易地识别它们以及使用它们。根据一个实施例，使来自所有操作单元14的告警具有相同的格式，例如，半导体行业的SEMI标准下的S5F1消息。
在知识库24内，通过例如用于建立关联性的表格来组织信息。具体而言，使知识库24中的信息关联，以使得将每个告警与生成告警的相应操作组件(16、18、20)相关联。将告警信息以及知识库24中的关联的操作组件信息传送到控制系统22的分析器30，或者通过控制系统22的分析器30收集告警信息以及知识库24中的关联的操作组件信息。分析器30分析这些信息并识别告警的根本原因。例如，通过分析从特定操作单元14生成的告警，分析器30可以识别根本原因是制程故障还是工具故障。所识别的根本原因可以传送到执行方32以相应地采取动作。例如，在识别出工具是有问题的情况下，执行方32可以停止使用该工具并对其进行检查。执行方32可以是操作单元14的操作员或者可以是在例如控制系统22的控制下工作的自动化机器。另外，可以利用所识别的根本原因来更新知识库24。例如，可以在知识库24中将所识别的根本原因、错误/故障的类型、操作组件16、18、20的类型以及告警相关联。根据一个实施例，控制系统22和/或执行者32可以通过将在稍后描述的计算机系统100(图2)来实现。
2.计算机系统
参照图2，其示出了根据本发明一个实施例的说明性计算机系统100的框图。在一个实施例中，计算机系统100包括存储器120、处理单元(PU)122、输入/输出设备(I/O)124和总线126。还可以提供数据库128用于有关处理任务的数据的存储。存储器120包括程序产品130，当该程序产品130由PU122执行时，其包括以下进一步详细描述的各种功能能力。存储器120(和数据库128)可以包括任何已知类型的数据存储系统和/或传输介质，包括磁介质、光介质、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、数据对象等。而且，存储器120(和数据库128)可以驻留在包括一种或多种类型的数据存储的单个物理位置处，或者分布在多个物理系统上。同样，PU122可以包括单个处理单元或者分布在一个或多个位置上的多个处理单元。I/O124可以包括任何已知类型的输入/输出设备，包括网络系统、调制解调器、键盘、鼠标、扫描仪、语音识别系统、CRT、打印机、磁盘驱动器等。如高速缓冲存储器、通信系统、系统软件等的其它组件也可以结合到计算机系统100中。
如图2所示，程序产品130可以包括处理控制系统132。处理控制系统132可以包括：知识库140，其包括消息接口142、格式转换器144和信息关联(IA)单元145；分析单元146；执行单元148；以及其它系统组件150。其它系统组件150可以包括任何现在已知或以后开发的计算机系统100的部分，这里不进行单独详述，但本领域技术人员应该理解。
如上所述，处理控制系统132可以用来实现图1的控制系统22和/或执行方32。某种程度上而言，知识库140、消息接口142、格式转换器144和分析单元146可以分别实现图1的知识库24、消息接口26、格式转换器28和分析器30。执行单元148可以用来实现或控制图1的执行方32。
对计算机系统100的输入160例如包括来自处理系统12(图1)的告警和来自其它信息源31(图1)和/或用户的信息。这些输入可以通过I/O124传送到计算机系统100并可以存储在数据库128中。计算机系统100的输出162例如包括告警根本原因信息，其可以被传送到用户或自动控制的机器以便相应地进行动作，例如停止有问题的操作组件。处理控制系统132的操作将在下面进行详细描述。
3.操作方法
处理控制系统132一般用来通过确定告警的根本原因使得可以完成适当的响应而控制处理系统12(图1)。图3示出了处理控制系统132的操作的一个实施例。现在参照图2至图3，在处理S1中，知识库140从处理系统12(图1)的多个操作单元14(图1)收集告警。该收集可以通过为操作单元14(图1)定制的消息接口142来进行。消息接口142也可以收集与对应于告警的操作组件(例如，图1的16、18和20)有关的信息。根据一个实施例，在SEMI标准下构造消息接口142，假定所有告警都是S5F1格式。然而，本发明并不限于此，其它消息格式也是可以的。例如，关于操作组件(图1的16、18和20)的信息可以为不同格式，并且可以通过格式转换器146转换成S5F1格式或者转换成可由消息接口142接受的任何标准格式。
在处理S2中，知识库140的信息关联(IA)单元145将每个告警与知识库140中的相应操作组件(图1中的16、18和20)相关联。任何将告警与它们相应的操作组件相关联(固有地，也与操作单元14相关联，因为操作组件包括在操作单元中)的方法都可以由信息关联单元145使用并且都包括在本发明中。根据一个实施例，使用表格来将告警和操作组件(16、18、20)信息(图1)相关联。如所理解的那样，对于不同的信息分析，可能需要不同类型的表格，例如不同信息类型的表格。某种程度上而言，信息关联单元145可以只生成用于关联信息的链接，而不实际地生成表格。
在处理S3中，分析单元146分析知识库140中的数据以识别告警的根本原因。如上所述，对知识库140中的信息/数据进行关联，使得可以生成各种表格以便于分析。假定操作组件(16、18、20)故障可以通过相应操作单元14(图1)生成的告警的数目来说明它们自己，根据一个实施例，可以使用与操作组件相关联的告警的数目来确定告警的根本原因。某种程度上而言，可以将与操作组件(图1的16、18和20)相关联的告警的数目标准化以便使它们可以相互比较。可以使用任何标准化方法并且所有标准化方法都包括在本发明中。作为说明性示例，在制程A针对20个操作生成10个告警以及制程B针对30个操作生成12个告警的情况中，在标准化中可以使用每个操作的告警(APO)值，从而制程A具有0.5APO，以及制程B具有0.4APO。
在标准化处理之后，分析单元146确定操作组件(16、18、20)对相应告警的贡献。根据一个实施例，该分析集中在操作组件(16、18、20)与告警的关系上，而不是在操作单元14(图1)与告警的关系上。某种程度上而言，该分析并不限于操作单元14(图1)的范围内，因为两个操作单元14可以共享一个或多个操作组件(16、18、20)。例如，如果多个操作单元14使用制程A，则在关于成为根本原因的可能性检查制程A的情况中，将分析由相应操作单元14所生成的所有告警。
根据一个实施例，在可选处理中，最初可以对告警进行过滤以排除纯噪音。例如，可以对由所有操作单元14(图1)所产生的标准化的告警数目进行比较，并且过滤掉生成相对较小标准化数目的告警的操作单元14。由过滤掉的操作单元14(图1)所生成的相应告警也可以在最初被过滤掉。如此，该分析可以集中于产生相对较多告警的操作单元14(具有相应操作组件16、18、20)(图1)上。告警的过滤是最初的，因为稍后可以还原过滤掉的告警以用于进一步的分析。例如，如果包括操作组件B(16、18、20)的操作单元A(14)(图1)不生成大量告警，则可以在最初过滤掉操作单元A的所有告警。如果操作组件B也包括在其他操作单元14(例如，生成相对较大标准化数目的告警)中并且稍后被怀疑是有问题的，则将还原最初过滤掉的由操作单元A(14)产生的告警以用于进一步的分析，因为它们与操作组件B相关联。如应理解的那样，这样的最初过滤并不总是必须的或者优选的。这种过滤的选择可以基于对所使用的分析技术和计算资源的考虑。
可以使用任何方法来确定操作组件对告警的贡献。例如，分析单元146可以统计地将操作单元14的操作组件(16、18、20)(图1)与告警相互关联。如关联、递归、逻辑关联、逻辑递归、简单标准偏差分析、图表等的统计分析技术都可以使用。由于告警由操作单元14生成，操作单元14的操作组件(16、18、20)(图1)在产生告警上可能彼此混淆，并且分析单元146需要隔离混淆因素以确定操作组件(16、18、20)(图1)对告警的实际贡献。术语“混淆”用于统计学上的意义。作为说明性示例，如果具有工具A和制程A的操作单元A产生大量告警，而具有工具A和制程B的操作单元B不产生大量告警，则往往可能表示，是制程A而不是工具A引起操作单元A的告警。如应理解的那样，分析单元146的分析可以通过机器自动地来执行，或者可以通过与机器进行交互的用户来执行。
在处理S4中，执行单元148控制执行方32(图1)以便基于所识别的根本原因来控制处理系统12。应当理解，执行单元148和执行方32可以是一体化部件，或者可以分离并位于分离的位置中。如上所述，执行方32(图1)可以是操作员或者自动控制的机器。某种程度上而言，执行单元148可以用来将根本原因信息传送到操作员，以便操作员相应地进行动作，或者可以控制机器来自动地进行动作。根据一个实施例，基于来自执行单元148的信息/指令，执行方32可以停止操作组件(16、18和20)以避免问题和进行进一步的检查(图1)。
4.结论
尽管这里作为用于控制处理系统的方法和系统来示出并描述了本发明，但应理解到，本发明还可以提供各种可选实施例。例如，在一个实施例中，本发明提供一种存储在计算机可读介质上的程序产品，当该程序产品执行时，使得计算机基础设施能够控制处理系统。某种程度上而言，计算机可读介质包括程序代码，如处理控制系统132(图2)，其执行这里所述的处理。应当理解，术语“计算机可读介质”包括程序代码的任意类型物理实施例的一种或多种。特别是，计算机可读介质可以包括具体实现在一个或多个便携式存储产品(例如压缩盘、磁盘、磁带等)上的程序代码、具体实现在计算装置的一个或多个数据存储部分(如存储器120(图2)和/或数据库128(图2))上的程序代码、以及/或者具体实现为在网络上传送(例如，在程序产品的有线/无线电子分发期间)的数据信号的程序代码。
在另一实施例中，本发明提供一种生成用于控制处理系统的系统的方法。在该情况中，可以获得(例如，创建、维护、使可利用等)计算机基础设施如计算机系统100(图2)，以及可以获得(例如，创建、购买、使用、修改等)用于执行这里所述的处理的一个或多个系统，并将其部署到计算机基础设施中。某种程度上而言，每个系统的部署可以包括以下一个或多个步骤：(1)将程序代码从计算机可读介质安装到如计算机系统100(图2)的计算设备上；(2)将一个或多个计算设备添加到计算机基础设施中；以及(3)结合和/或修改计算机基础设施的一个或多个现有系统，以使得计算机基础设施能够执行本发明的处理步骤。
在又一个实施例中，本发明提供一种商业方法，其在订阅、广告支持和/或费用的基础上执行这里所述的处理。也就是说，服务提供商能够提出如这里所述那样控制处理系统。在该情况中，服务提供商可以管理(例如创建、维护、支持等)计算机基础设施如计算机系统100(图2)，该计算机基础设施针对一个或多个客户执行这里所述的处理，并且将结果传送给该一个或多个客户。反过来，在订制和/或费用协议的情况下服务提供商可以从客户收取报酬，以及/或者服务提供商可以通过将广告推销给一个或多个第三方而收取报酬。
如这里所使用的，应当理解，术语“程序代码”和“计算机程序代码”是同义词，并且是指以任意语言、代码或符号对指令集合的任意表达，该指令集合使得具有信息处理能力的计算设备直接地执行或者在以下任意步骤的组合之后执行特定功能：(a)转换成另一种语言、代码或符号；(b)以不同物质形式来再现；和/或(c)解压缩。某种程度上而言，程序代码可以具体实现为一种或多种类型的程序产品，如应用/软件程序、组件软件/功能库、操作系统、用于特定计算和/或I/O设备的基本I/O系统/驱动器等等。此外，应当理解，这里使用的术语“组件”和“系统”是同义词，并且表示能够执行一些功能的硬件和/或软件的任意组合。
附图中的流程图和框图说明了根据本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的体系结构、功能性和操作。就这点而言，流程图或框图中的每个框可以表示包括一个或多个用于实现特定逻辑功能的可执行指令的代码的模块、段或部分。还应注意到，在某些可选实现方式中，框中注释的功能可能不按图中注释的页序发生。例如，根据所涉及的功能性，示出为连续的两个框可能实际上基本同时地执行，或者这些框有时可能以颠倒页序执行。还应注意到，框图和/或流程图说明的每个框以及框图和/或流程图说明的多个框的组合可以通过执行特定功能或动作的基于硬件的专用系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在限制本发明。正如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个”和“该”旨在同样包括复数形式。应进一步理解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时，指明存在有所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但并不排除存在或添加有一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
尽管这里已经说明并描述了特定实施例，但本领域普通技术人员将认识到，为实现同一目的而考虑的任何布置都可以替代所示出的那些特定实施例，并且本发明具有其它环境中的其它应用。本申请旨在涵盖本发明的任何修改或变化。所附权利要求书绝非旨在将本发明的范围限制为这里所述的特定实施例。

Claims (7)

1.一种用于控制处理系统的方法，所述方法包括：
从所述处理系统的多个操作单元收集告警，每个操作单元包括多个操作组件；
将每个告警与知识库中的相应操作组件相关联；
分析所述知识库中的数据以识别告警的根本原因；以及
基于所识别的根本原因来控制所述处理系统；
其中所述多个操作组件包括硬件组件、软件组件和目标组件中的至少一种，所述分析包括统计地将告警与操作组件相互关联，并且所述分析包括将与操作单元的操作组件相关联的大量告警标准化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个操作组件包括微电子处理中的制程、工具、腔室和晶片中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述告警具有相同的格式。
4.一种用于控制处理系统的系统，所述系统包括：
用于从所述处理系统的多个操作单元收集告警的装置，每个操作单元包括多个操作组件；
用于将每个告警与知识库中的相应操作组件相关联的装置；
用于分析所述知识库中的数据以识别告警的根本原因的装置；以及
用于基于所识别的根本原因控制所述处理系统的装置；
其中所述多个操作组件包括硬件组件、软件组件和目标组件中的至少一种，所述分析装置统计地将告警与操作组件相互关联，并且所述分析装置还将与操作单元的操作组件相关联的大量告警标准化。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述多个操作组件包括微电子处理中的制程、工具、腔室和晶片中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的系统，其中所述告警具有相同的格式。
7.一种生成用于控制处理系统的系统的方法，所述方法包括：
提供计算机基础设施，所述计算机基础设施可操作为：
从所述处理系统的多个操作单元收集告警，每个操作单元包括多个操作组件；
将每个告警与知识库中的相应操作组件相关联；
分析所述知识库中的数据以识别告警的根本原因；以及
基于所识别的根本原因来控制所述处理系统；
其中所述多个操作组件包括硬件组件、软件组件和目标组件中的至少一种，这些操作组件的信息由所述计算机基础设施以与所述告警相同的格式来收集，所述分析包括统计地将告警与操作组件相互关联，并且所述分析包括将与操作单元的操作组件相关联的大量告警标准化。
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