CN101996359A - 半导体制造过程的派工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半导体制造过程的派工方法，包括：判断在制品中是否包括最大允许等待时间小于设定值的在制品；若该在制品中包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且制造系统正在运行次要产品或所述在制品中包括触发产品，则首先派工最大允许等待时间小于设定值的在制品，之后派工最大允许等待时间不小于设定值的次要产品，最后派工最大允许等待时间不小于设定值的主要产品。本发明根据设备的运行状况、在制品的最大允许等待时间、等待时间、优先级、片数以及过货时间等因素灵活地实现派工控制，既保证了在制品的品质，又充分利用了光刻设备的产能。

Description

半导体制造过程的派工方法

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种半导体制造过程的派工方法。

背景技术

对于半导体工业而言，光刻设备通常是晶圆代工厂内最昂贵的设备，并且也是利用率最高的设备。因此，如何针对光刻设备拟定最佳的派工原则，以形成高效率的生产线，成为半导体制造中极为重要的课题。

一般来说，光刻设备通常包括底部抗反射层热板、显影前软烘烤热板、显影后烘烤热板以及显影后高温烘烤热板。由于晶圆代工厂的资源是有限的，因此每一台光刻设备需要生产种类繁多数量不同的产品，但通常每一台光刻设备以生产一种产品为主，这种产品也称为主要产品，光刻设备的大部分时间均是用于生产所述主要产品，而光刻设备的小部分时间则用于生产其它少量的次要产品。由于各种类型的产品的工艺条件不同，因此，在运行不同的产品时，光刻设备内各种热板的温度也需要相应转换，并且在热板转换温度的过程中，光刻设备不会进行烘焙工艺。

在这种复杂的条件下，如何充分利用光刻设备的产能，是晶圆代工厂能否在激烈竞争中生存及发展的关键所在。目前，晶圆代工厂内通常采用两种派工方法，一种是在工厂产量达成率(On-Time Delivery for Volume，OTDV)优先的派工方法指导下对在制品(work-in-process，WIP)进行派工，这种派工方法也就是优先对与光刻设备当前运行的菜单相同的在制品派工，而其它产品则延迟派工，然而这种派工方法无法根据设备的运行状况、在制品的最大允许等待时间(Remaining Q-Tine)、等待时间(waiting time)、优先级(priority)、片数以及过货时间等因素灵活地实现派工控制，导致某些在制品的过货时间超出限制，无法保证在制品的品质。

目前，晶圆代工厂也经常采用另一种派工方法来实现派工控制，即在工厂准时交货率(On-Time Delivery for Order，OTDO)优先的派工方法指导下进行派工，然而这种派工方法虽然保证了在制品的品质，却会影响光刻设备的产能。

如何在保证在制品的品质的前提下，充分利用昂贵的光刻设备的产能，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种半导体制造过程的派工方法，其可根据设备的运行状况、在制品的最大允许等待时间、等待时间、优先级、片数以及过货时间等因素灵活地实现派工控制，既保证了在制品的品质，又充分利用了光刻设备的产能。

本发明提供了一种半导体制造过程的派工方法，该派工方法用于决定多个在制品在制造系统上的派工顺序，该在制品包括主要产品和次要产品，该派工方法包括：判断该在制品中是否包括最大允许等待时间小于设定值的在制品；若该在制品中包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行次要产品或该在制品中包括触发产品，则首先派工最大允许等待时间小于设定值的在制品，之后派工最大允许等待时间不小于设定值的次要产品，最后派工最大允许等待时间不小于设定值的主要产品；若该在制品中包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行主要产品且该在制品中不包括触发产品，则首先派工最大允许等待时间小于设定值的在制品，之后派工最大允许等待时间不小于设定值的主要产品；若该在制品中不包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行次要产品或该在制品中包括触发产品，则首先派工次要产品，之后派工主要产品；若该在制品中不包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行主要产品且所述在制品中不包括触发产品，则仅派工主要产品。

可选的，所述触发产品是优先级和等待时间符合标准值的在制品。

可选的，若该在制品中包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行次要产品或该在制品中包括触发产品，则最大允许等待时间小于设定值的在制品中最大允许等待时间越短者越优先派工；所述派工方法还包括判断最大允许等待时间不小于设定值的次要产品是否为必须执行制程的在制品，若是必须执行制程的在制品则进行派工，若不是必须执行制程的在制品则不进行派工；所述必须执行制程的在制品是优先级和等待时间符合标准值的在制品，所述必须执行制程的在制品还包括运行该在制品菜单的在制品总片数大于规定值的在制品；所述派工方法还包括对所述最大允许等待时间不小于设定值的次要产品按温度等级排序；所述派工方法还包括对温度等级相同的在制品按优先级排序，所述优先级越高的在制品越优先派工；所述派工方法还包括对优先级相同的在制品按等待时间排序，所述等待时间越长的在制品越优先派工。

可选的，若该在制品中包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行主要产品且该在制品中不包括触发产品，则最大允许等待时间小于设定值的在制品中最大允许等待时间越短者越优先派工；所述派工方法还包括对所述主要产品按优先级排序，所述优先级越高的在制品越优先派工；所述派工方法还包括对优先级相同的在制品按等待时间排序，所述等待时间越长的在制品越优先派工。

可选的，若该在制品中不包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行次要产品或该在制品中包括触发产品，则进一步判断次要产品是否为必须执行制程的在制品，若是必须执行制程的在制品则进行派工，若不是必须执行制程的在制品则不进行派工；所述必须执行制程的在制品是优先级和等待时间符合标准值的在制品，所述必须执行制程的在制品还包括运行该在制品菜单的在制品总片数大于规定值的在制品；所述派工方法还包括对所述次要产品按温度等级排序；所述派工方法还包括对所述温度等级相同的在制品按优先级排序，所述优先级越高的在制品越优先派工；所述派工方法还包括对优先级相同的在制品按等待时间排序，所述等待时间越长的在制品越优先派工。

可选的，若该在制品中不包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行主要产品且所述在制品中不包括触发产品，则进一步对所述主要产品按优先级排序，所述优先级越高的在制品越优先派工；所述派工方法还包括对优先级相同的在制品按等待时间排序，所述等待时间越长的在制品越优先派工。

可选的，所述制造系统是光刻设备。

可选的，所述光刻设备包括底部抗反射层热板、显影前软烘烤热板、显影后烘烤热板以及显影后高温烘烤热板。

与现有技术相比，本发明提供的半导体制造过程的派工方法具有以下优点；

1、本发明根据设备的运行状况、在制品的最大允许等待时间、等待时间、优先级、片数以及过货时间等因素的任意组合灵活地实现派工控制，既保证了在制品的品质，又充分利用了光刻设备的产能。

2、本发明还判断次要产品是否为必须执行制程的在制品，若是必须执行制程的在制品则进行派工，若不是必须执行制程的在制品则不进行派工，即确保了优先级和等待时间符合标准值的在制品优先派工，而对于影响光刻设备效率的少量的在制品延时处理，大大提高了光刻设备的效率。

3、本发明根据设备的运行状况以及在制品的基本信息，对在制品按温度等级排序，减少了光刻设备的各个热板的温度转换时间，进一步提高了光刻设备的利用率。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的半导体制造过程的派工方法的流程示意图。

具体实施方式

在背景技术中已经提及，现有的派工方法无法根据设备的运行状况、在制品的最大允许等待时间、等待时间、优先级、片数以及过货时间等因素灵活地实现派工控制，也就是说，无法在保证在制品的品质的前提下，充分利用昂贵的光刻设备的产能，难以确保按照客户的要求按时按量的生产出质量优良的产品，这对于晶圆代工厂而言，是非常不利的。

本发明提供一种半导体制造过程的派工方法，可根据在制品的最大允许等待时间、等待时间、优先级、片数以及过货时间等因素的任意组合灵活地实现派工控制，既保证了在制品的品质，又提高了光刻设备的利用率。

请参考图1，其为本发明实施例所提供的半导体制造过程的派工方法的流程示意图，该派工方法是用于决定多个在制品在制造系统上的派工顺序，该在制品包括主要产品和次要产品。该制造系统是光刻设备，该光刻设备包括底部抗反射层热板、显影前软烘烤热板、显影后烘烤热板以及显影后高温烘烤热板。具体的说，该底部抗反射层热板是用以进行底部抗反射层的烘烤；该显影前软烘烤热板是用以进行显影前软烘工艺，以去除光阻中大部分溶剂并使光阻的曝光特性固定；该显影后烘烤热板是用以进行显影后烘烤工艺，以减少驻波效应；该显影后高温烘烤热板是用以进行显影后高温烘烤，所述显影后高温烘烤也叫做硬烘，其是用以完全蒸发掉光阻内的溶剂，进一步增强光阻与晶圆表面之间的黏附性。

如图1所示，该派工方法包括如下步骤：

首先，判断该在制品中是否包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，并继续判断该制造系统是否正在运行次要产品或在制品中是否包括触发产品；

若该在制品中包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行次要产品或该在制品中包括触发产品，则首先派工最大允许等待时间小于设定值的在制品，之后派工最大允许等待时间不小于设定值的次要产品，最后派工最大允许等待时间不小于设定值的主要产品；

若该在制品中包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行主要产品且该在制品中不包括触发产品，则首先派工最大允许等待时间小于设定值的在制品，之后派工最大允许等待时间不小于设定值的主要产品；

若该在制品中不包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行次要产品或该在制品中包括触发产品，则首先派工次要产品，之后派工主要产品；

若该在制品中不包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行主要产品且所述在制品中不包括触发产品，则仅派工主要产品。

下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明实施例所提供的派工方法可利用一派工管理系统来实现，可将光刻设备和在制品的基本信息存储至所述派工管理系统，其中，所述在制品的基本信息可由制造执行系统(MES)中导出的数据库中获得。所述在制品的基本信息包括但不限于在制品的菜单、最大允许等待时间、等待时间、优先级、片数以及过货时间，所述光刻设备的基本信息包括但不限于设备的加工能力、负载状况以及设备当前正在运行的工艺菜单。其中，所述最大允许等待时间是指一工艺步骤完成后等待执行另一步骤的时间，如果产品的最大允许等待时间超出设定值时，则会严重影响该批次产品的品质，因此，最大允许等待时间必须被控制。

在本发明实施例中，所述设定值可以为3小时，当然，在本发明其它实施例中，也可根据具体的工艺情况，将所述设定值定义为其它数值。

本发明实施例所提供的半导体制造过程的派工方法具体包括如下步骤：

首先，利用所述派工管理系统判断该在制品中是否包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，并继续判断该制造系统当前正在运行的产品是否为次要产品或该在制品中是否包括触发产品。

如果该在制品中包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且满足该制造系统当前正在运行的产品是次要产品和该在制品中包括触发产品这两个条件之一，则首先派工最大允许等待时间小于设定值的在制品，之后派工最大允许等待时间不小于设定值的次要产品，最后派工最大允许等待时间不小于设定值的主要产品。

其中，所述触发产品是指优先级和等待时间同时符合标准值的在制品。在本发明实施例中，优先级为1级且等待时间大于等于5小时的次要产品即被定义为触发产品。

也就是说，若该在制品中包括最大允许等待时间小于3小时的在制品，且该制造系统正在运行次要产品或者该在制品中包括优先级为1级且等待时间大于等于5小时的次要产品，则首先派工最大允许等待时间小于3小时的在制品，之后派工最大允许等待时间大于或等于3小时的次要产品，最后派工最大允许等待时间大于或等于3小时的主要产品，且所述最大允许等待时间小于3小时的在制品中，最大允许等待时间越短者越优先派工，以保证产品的品质。

所述派工方法还包括进一步判断最大允许等待时间大于等于设定值的次要产品是否为必须执行制程的在制品，若是必须执行制程的在制品则进行派工，若不是必须执行制程的在制品则不进行派工。

其中，必须执行制程的在制品是指优先级和等待时间同时符合标准值的在制品，或者是运行该在制品菜单的在制品总片数大于规定值的在制品。其中，所述规定值通常为20片。也就是说，如果最大允许等待时间大于等于设定值的次要产品既不是触发产品，并且与该次要产品的工艺参数相同的在制品的总片数也不足20片的情况下，该次要产品将被过滤掉，不会与其它次要产品一起执行制程。即对于这种影响光刻设备效率的少量的在制品不进行派工，以提高了光刻设备的效率。

进一步的，所述派工方法还包括对所述最大允许等待时间不小于设定值的次要产品按温度等级排序。所述温度等级是指每一个产品的菜单所对应的级别数。

详细的，所述温度等级的确定过程包括如下步骤：首先，使用派工管理系统查询所有在制品的工艺菜单，并按照光刻设备内四种热板的温度做分组；接着，以光刻设备当前正在运行的菜单的温度为基准，以影响设备效率关键性对所有菜单进行排序，也就是说，按温度逐渐升高或者逐渐降低的原则对所有在制品的菜单进行排序，给每一种菜单赋予一个温度的等级值。

例如，所述光刻设备当前正在运行的菜单的具体参数为：底部抗反射层热板温度为60℃、显影前软烘烤热板温度为70℃、显影后烘烤热板的温度80℃、显影后高温烘烤热板的温度90℃，而待设定温度等值的五个菜单的参数如表1所示：

表1

那么，首先比较菜单A至菜单E中哪一个菜单的底部抗反射层热板温度与当前正在运行的菜单的底部抗反射层热板温度最接近，并按温度逐渐升高的原则排序，因此，菜单B和菜单D排在第一序列，菜单A和菜单C排在第二序列，菜单E排在第三序列；接着，继续比较菜单B和菜单D中哪一个菜单的显影前软烘烤热板温度与当前正在运行的菜单的显影前软烘烤热板温度最接近，再比较菜单A和菜单C中哪一个菜单的显影前软烘烤热板温度与当前正在运行的菜单的显影前软烘烤热板温度最接近，以此类推，最后可以得出，这五个菜单的温度等级排列顺序依次为菜单B、菜单D、菜单C、菜单A、菜单E。

此外，所述派工方法还包括对温度等级相同的在制品按优先级排序，所述优先级越高的在制品则越优先派工，接着对优先级相同的在制品按等待时间排序，所述等待时间越长的在制品则越优先派工，也就是按照先进先出(FIFO)的原则排序。

本发明所提供的派工方法根据设备的运行状况、在制品的最大允许等待时间、等待时间、优先级、片数以及过货时间等因素的任意组合灵活地实现派工控制，即保证了在制品的品质，又充分利用了光刻设备的产能，可确保按照客户的要求按时按量的生产出质量优良的产品。

而在另一种情况下，也就是该在制品中包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，但该制造系统正在运行主要产品且该在制品中不包括触发产品，则首先派工最大允许等待时间小于设定值的在制品，之后派工最大允许等待时间不小于设定值的主要产品。并且，在最大允许等待时间小于设定值的在制品中，最大允许等待时间越短者越优先派工。所述派工方法还包括对所述主要产品按优先级排序，所述优先级越高的在制品越优先派工。此外，所述派工方法还包括对优先级相同的在制品按等待时间排序，所述等待时间越长的在制品越优先派工。

如果该在制品中不包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行次要产品或该在制品中包括触发产品，则首先派工次要产品，之后派工主要产品。并进一步判断次要产品是否为必须执行制程的在制品，若是必须执行制程的在制品则进行派工，若不是必须执行制程的在制品则不进行派工。其中，所述必须执行制程的在制品是指优先级和等待时间符合标准值的在制品或者是运行该在制品菜单的在制品总片数大于规定值的在制品。进一步地，所述派工方法还包括对所述次要产品按温度等级排序，并对所述温度等级相同的在制品按优先级排序，所述优先级越高的在制品越优先派工。此外，所述派工方法还包括对优先级相同的在制品按等待时间排序，所述等待时间越长的在制品越优先派工。

如果该在制品中不包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行主要产品且所述在制品中不包括触发产品，则仅派工主要产品。并且，所述派工方法进一步对所述主要产品按优先级排序，所述优先级越高的在制品越优先派工。此外，所述派工方法还包括对优先级相同的在制品按等待时间排序，所述等待时间越长的在制品越优先派工。

综上所述，本发明所提供的派工方法根据设备的运行状况、在制品的最大允许等待时间、等待时间、优先级、片数以及过货时间等因素的任意组合灵活地实现派工控制，得到了最优的派工方式，既保证了工厂产量达成率，又保证了工厂准时交货率，也就是说，在保证了在制品品质的前提下，又充分利用了光刻设备的产能。

并且，本发明所提供的派工方法还进一步判断次要产品是否为必须执行制程的在制品，若是必须执行制程的在制品则进行派工，若不是必须执行制程的在制品则不进行派工，也就是说，即确保了优先级和等待时间符合标准值的在制品进行派工，而对于影响光刻设备效率的少量的在制品不进行派工，提高了光刻设备的效率。此外，本发明所提供的派工方法根据设备的运行状况以及在制品的基本信息，对在制品按温度等级排序，减少了光刻设备的各个热板的温度转换时间。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (30)

1.一种半导体制造过程的派工方法，用于决定多个在制品在制造系统上的派工顺序，该在制品包括主要产品和次要产品，该派工方法包括：

判断该在制品中是否包括最大允许等待时间小于设定值的在制品；

若该在制品中包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行次要产品或该在制品中包括触发产品，则首先派工最大允许等待时间小于设定值的在制品，之后派工最大允许等待时间不小于设定值的次要产品，最后派工最大允许等待时间不小于设定值的主要产品；

若该在制品中包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行主要产品且该在制品中不包括触发产品，则首先派工最大允许等待时间小于设定值的在制品，之后派工最大允许等待时间不小于设定值的主要产品；

若该在制品中不包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行次要产品或该在制品中包括触发产品，则首先派工次要产品，之后派工主要产品；

若该在制品中不包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行主要产品且所述在制品中不包括触发产品，则仅派工主要产品。

2.如权利要求1所述的派工方法，其特征在于，所述触发产品是优先级和等待时间符合标准值的在制品。

3.如权利要求2所述的派工方法，其特征在于，若该在制品中包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行次要产品或该在制品中包括触发产品，则最大允许等待时间小于设定值的在制品中最大允许等待时间越短者越优先派工。

4.如权利要求3所述的派工方法，其特征在于，还包括判断最大允许等待时间不小于设定值的次要产品是否为必须执行制程的在制品，若是必须执行制程的在制品则进行派工，若不是必须执行制程的在制品则不进行派工。

5.如权利要求4所述的派工方法，其特征在于，所述必须执行制程的在制品是优先级和等待时间符合标准值的在制品。

6.如权利要求5所述的派工方法，其特征在于，所述必须执行制程的在制品还包括运行该在制品菜单的在制品总片数大于规定值的在制品。

7.如权利要求6所述的派工方法，其特征在于，还包括对所述最大允许等待时间不小于设定值的次要产品按温度等级排序。

8.如权利要求7所述的派工方法，其特征在于，还包括对温度等级相同的在制品按优先级排序。

9.如权利要求8所述的派工方法，其特征在于，所述优先级越高的在制品越优先派工。

10.如权利要求9所述的派工方法，其特征在于，还包括对优先级相同的在制品按等待时间排序。

11.如权利要求10所述的派工方法，其特征在于，所述等待时间越长的在制品越优先派工。

12.如权利要求2所述的派工方法，其特征在于，若该在制品中包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行主要产品且该在制品中不包括触发产品，则最大允许等待时间小于设定值的在制品中最大允许等待时间越短者越优先派工。

13.如权利要求12所述的派工方法，其特征在于，还包括对所述主要产品按优先级排序。

14.如权利要求13所述的派工方法，其特征在于，所述优先级越高的在制品越优先派工。

15.如权利要求14所述的派工方法，其特征在于，还包括对优先级相同的在制品按等待时间排序。

16.如权利要求15所述的派工方法，其特征在于，所述等待时间越长的在制品越优先派工。

17.如权利要求2所述的派工方法，其特征在于，若该在制品中不包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行次要产品或该在制品中包括触发产品，则进一步判断次要产品是否为必须执行制程的在制品，若是必须执行制程的在制品则进行派工，若不是必须执行制程的在制品则不进行派工。

18.如权利要求17所述的派工方法，其特征在于，所述必须执行制程的在制品是优先级和等待时间符合标准值的在制品。

19.如权利要求18所述的派工方法，其特征在于，所述必须执行制程的在制品还包括运行该在制品菜单的在制品总片数大于规定值的在制品。

20.如权利要求19所述的派工方法，其特征在于，还包括对所述次要产品按温度等级排序。

21.如权利要求20所述的派工方法，其特征在于，还包括对所述温度等级相同的在制品按优先级排序。

22.如权利要求21所述的派工方法，其特征在于，所述优先级越高的在制品越优先派工。

23.如权利要求22所述的派工方法，其特征在于，还包括对优先级相同的在制品按等待时间排序。

24.如权利要求23所述的派工方法，其特征在于，所述等待时间越长的在制品越优先派工。

25.如权利要求2所述的派工方法，其特征在于，若该在制品中不包括最大允许等待时间小于设定值的在制品，且该制造系统正在运行主要产品且所述在制品中不包括触发产品，则进一步对所述主要产品按优先级排序。

26.如权利要求25所述的派工方法，其特征在于，所述优先级越高的在制品越优先派工。

27.如权利要求26所述的派工方法，其特征在于，还包括对优先级相同的在制品按等待时间排序。

28.如权利要求27所述的派工方法，其特征在于，所述等待时间越长的在制品越优先派工。

29.如权利要求1至28中任意一项所述的派工方法，其特征在于，所述制造系统是光刻设备。

30.如权利要求29所述的派工方法，其特征在于，所述光刻设备包括底部抗反射层热板、显影前软烘烤热板、显影后烘烤热板以及显影后高温烘烤热板。