CN1133103C - 自动地控制半导体制造工艺的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种在半导体工厂中自动地控制半导体制造工艺的装置和方法，以防止对异常制造批次进行下一批次工艺该方法包括：a)接收批次技术要求数据和批次工艺数据；b)比较二数据，以确定二数据之间的差异是否在预定的范围内；c)如果二数据之间的差异超出或低于预定的范围，那么产生表示发生异常制造批次的第一信息；d)响应于第一信息产生第一事项，第一事项表示批次为异常制造；e)将第一事项存储到存储装置内；f)将第一事项传送到历史记录管理装置；以及g)产生第二信息通知第一事项传送到历史记录管理装置。
Description
技术领域
本发明涉及在半导体工厂自动化系统中自动地控制半导体制造工艺的装置和方法，能够提高制造效率和成品率。
背景技术
半导体器件通常通过多种单元工艺在半导体晶片上制造出来，例如光刻工艺、腐蚀工艺、薄膜工艺和扩散工艺。在每个单元工艺中使用多个工艺设备。一般来说，每个单元工艺通常在预定数量的半导体晶片上进行，称做一个批次。
然而在半导体器件的制造中，会产生异常制造的批次，所具有的工艺结果数据超出或低于批技术要求中要求的预定级别。产生异常制造的批次是由于批次自身的问题、设备条件的问题、制造步骤的问题等。
在Yi于1996年10月5日申请的美国专利No.5,923,553中公开了一种通过故障分析反馈控制半导体制造工艺的方法。该方法包括以下步骤：a)用异常工艺条件数据建立监测数据库，通过成品率降低或半导体设备发生故障时每个制造批的成品率和半导体设备的相应工艺条件之间的对应关系得到异常的工艺条件数据；b)通过得到联机半导体设备的实时工艺条件建立设备数据库；c)将联机半导体设备的实时工艺条件与监测数据库的异常工艺条件进行比较；以及d)当实时和异常工艺条件之间的差异低于预定的级别时，停止联机半导体设备的操作。
此时，Yi的专利揭示了异常制造批次的原因是设备或工艺条件故障。为了解决问题，要停止相应设备的操作。然而产生异常制造批次主要是由于处理的批次自身。
然而从上面可以看出，即使批次在批工艺的中间异常制造，但仍继续随后的工艺不考虑异常制造批次，直到整个批工艺结束。因此，降低了制造效率。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种在半导体工厂自动化系统中自动地控制半导体制造工艺的装置和方法，能够提高半导体器件制造中的效率。
为实现上述目的，本发明一方面提供一种在半导体工厂自动化系统中自动地控制半导体制造工艺的装置，包括：
一条公用通信线；
多个工艺设备，连接到公用通信线，每个设备处理一个批次；
多个设备控制装置，每个装置根据来自外部的命令控制工艺设备；
多个测试设备，每个测试已处理的批次产生批次工艺数据；
多个测试设备控制装置，每个接收批次工艺数据以传送批次工艺数据；
存储装置，分别存储批次工艺数据，其中存储装置已预先存储了批次的技术要求数据；
比较装置，连接到公用通信线，比较批次工艺数据和批次技术要求数据，以确定处理的批次数据和批次技术要求数据之间的差异是否超出或低于预定的范围，其中如果差异超出或低于预定的范围，那么比较装置产生表示发生异常制造批次的第一信息；
事项产生装置，连接到公用通信线，响应于第一信息产生第一事项，第一事项表示批次为异常制造，从而，避免对异常制造批次进行下一批次工艺；
管理批次历史记录的历史记录管理装置；
其中第一事项传送到历史记录管理装置，其中事项产生装置产生第二信息，通知第一事项传送到历史记录管理装置。
本发明再一方面提供一种在半导体工厂中自动地控制半导体制造工艺的方法，以防止对异常制造批次进行下一批次工艺，该方法包括以下步骤：
a)接收批次技术要求数据和批次工艺数据；
b)比较批次技术要求数据和批次工艺数据，以确定批次技术要求数据和批次工艺数据之间的差异是否在预定的范围内；
c)如果批次技术要求数据和批次工艺数据之间的差异超出或低于预定的范围，那么产生表示发生异常制造批次的第一信息；
d)响应于第一信息产生第一事项，第一事项表示批次为异常制造；
e)将第一事项存储到存储装置内，
f)将第一事项传送到历史记录管理装置；以及
g)产生第二信息通知第一事项传送到历史记录管理装置。
附图说明
从下面参考附图对实施例的介绍中，本发明的其它目的和方案将变得很显然，其中；
图1示出了半导体工厂自动化系统的示意图；以及
图2A和2B示出了根据本发明在半导体工厂自动化系统中自动地控制半导体制造工艺的方法的处理步骤的流程图。
具体实施方式
为了制造半导体器件，多个半导体制造间(bay)通常安装在半导体工厂自动化系统中，半导体制造间通过通信线连接到单元管理系统。为方便起见，本发明仅介绍一个半导体制造间。
参考图1，示出了根据本发明的半导体工厂自动化系统。
如图所示，半导体工厂自动化系统包括管理单元的单元管理部分112；包括多个半导体制造间的单元；实时数据库110，连接到单元管理部分114，用于存储实时批次工艺数据；临时存储单元120，连接到单元管理部分114，用于接收来自外部的数据和事项并以临时文件的形式存储它们；历史记录管理部分118，连接到临时存储单元120，用于接收来自临时存储单元120的数据和事项，并将接收到的数据和事项存储到与历史记录管理部分118连接的历史记录数据库124内。单元管理部分114、历史记录管理部分118和历史记录数据库124分别连接到公用通信线114用于其间的通信。由Xerox公司提供的EthernetTM可以用做公用通信线。
半导体工厂自动化系统还包括比较部分126，将实时批次工艺数据与批次技术要求数据进行比较，以确定其间的差异是否在用户确定的范围内。此时，批次技术要求数据预先存储在实时数据库110中。
这里，半导体制造间包括多个用于处理批次的工艺设备EQ，也称做操作台；多个设备服务器(EQS)130，根据来自单元管理部分112的命令信息控制工艺设备EQ；测试设备150，用于测试已处理的批次以提供实时批次工艺数据；储料器140，用于储存含有预定数量批次的盒(未示出)；自动制导的运输车142，沿各制造间内移动传送含有已处理批次的盒，多个运输车，沿各制造间之间将盒从一个半导体制造间传送到另一个半导体制造间。
为方便起见，在图1中示出了薄膜间作为半导体制造间，但如光刻间、腐蚀间和扩散间等的其它半导体制造间也与薄膜间有相同的结构。
单元管理部分112包括传送数据信息并产生事项的单元管理服务器(CMS)114，以及允许操作者与单元管理服务器114连接的操作接口服务器(OIS)116。
下文将详细地介绍根据本发明的半导体工厂自动化系统的操作。
在设备服务器130的控制下工艺设备EQ完成批次的处理之后，通过使用自动制导运输车AGV将已处理的批次传送到测试设备(TEQ)150，然后测试设备150测试已处理的批次，产生实时批次工艺数据。测试设备服务器(TEQS)132接收来自测试设备150的实时批次工艺数据，并将其传送到设备接口服务器128。此外，实时批次工艺数据通过单元管理服务器114传送到实时数据库110，由此存储在实时数据库110中。
设备接口服务器(EIS)128将来自测试设备服务器130的实时批次工艺数据与由实时数据库110通过单元管理服务器114传送的批次技术要求数据比较。比较的结果是，如果实时批次工艺数据和批次技术要求数据之间的差异在预定的范围内，可以认为已处理的批次是正常制造的批次，由此在另一工艺设备中继续批次的后续工艺。
另一方面，如果实时批次工艺数据和批次技术要求数据之间的差异超出或低于预定的范围，那么可以认为已处理的批次为异常制造的批次。因此，在处理批次的另一设备中，设备不再处理任何批次，直到对批次采取需要的措施。
当确定实时批次工艺数据和批次技术要求数据之间的差异超出或低于预定的范围时，设备接口服务器128产生表示发生异常制造批次的第一信息。然后，响应第一信息，单元管理服务器114产生表示目前的批次为异常制造的第一事项。
第一事项传送到实时数据库110，以便与相应的批次有关的第一事项存储在实时数据库110中。
此外，第一事项也传送到临时存储单元120，以便以临时文件的形式存储第一事项。然后，单元管理服务器114产生第二信息，通知历史记录接口服务器122第一事项存储在临时存储单元120中。历史记录接口服务器122响应于第二信息读出存储在临时存储单元120中的第一事项，将它存储到历史记录数据库124内。因此，第一事项存储在历史记录数据库124中，作为与批次相关的历史数据。
当发生异常制造批次时，操作员采取必要的措施，并通过操作员接口服务器116输入与措施有关的数据。例如，如果异常制造批次的原因是设备条件，那么操作员通过操作员接口服务器116改变设备条件或终止相应设备的操作。如果异常制造批次的原因是批次自身，那么进行额外的工艺，或终止批次自身或一些晶片。然后，操作员通过操作员接口服务器116输入与采取的措施有关的数据。通过单元管理服务器114，与采取的措施有关的数据也存储在实时数据库110和历史记录数据库124中。
此时，如果异常制造批次的原因是批次自身，那么采取必要的措施之后，单元管理服务器114接收来自操作员接口服务器116的数据，产生允许处理相应批次的第二事项。
第二事项也通过单元管理服务器114存储到实时数据库110内。此外，以与第一事项类似的方式，第二事项传送到临时存储单元120，由此第二事项以临时文件的形式存储在临时存储单元120中。然后，单元管理服务器114产生第三信息，通知历史记录接口服务器122第二事项存储在临时存储单元120内。此后，历史记录接口服务器122读出存储在临时存储单元120中的第二事项，并响应于第三信息将它输出到历史记录数据库124。由此，历史记录数据库124存储第二事项作为与对应批次有关的历史数据。
如上所述，当在用于下一工艺的另一设备中处理异常制造批次时，对应的设备服务器检查与批次有关的批次数据。如果批次数据仅有第一事项，那么设备服务器认为批次为异常制造批次。因此，可以防止对相应批次进行任何处理。然而，如果批次数据有第一和第二事项，即对异常制造批次采取了必要的措施，那么在对应的处理设备中继续处理批次。
下面参考图2A和2B介绍根据本发明自动地控制半导体制造工艺的方法。
首先，在步骤S200，设备接口服务器128通过测试设备服务器132接收来自测试设备150的实时批次工艺数据，以及通过单元管理服务器114由实时数据库110传送的批次技术要求数据。
在步骤S202，设备服务器128将实时批次工艺数据与批次技术要求数据进行比较，以确定实时批次工艺数据与批次技术要求数据之间的差异是否在由操作员设置的预定范围内。
在步骤S204，作为比较的结果，如果实时批次工艺数据与批次技术要求数据之间的差异在预定的范围内，那么对应的批次被认为是正常制造，由此进行批次的下一工艺，不必停止批次工艺。
在步骤S206，如果实时批次工艺数据与批次技术要求数据之间的差异超出或低于预定的范围，那么设备接口服务器130产生第一信息，表示发生异常制造的批次。
在步骤S208，单元管理服务器114响应于第一信息产生第一事项，表示对应的批次为异常制造。
在步骤S210，第一事项通过单元管理服务器114传送到实时数据库110，因此，第一事项存储在实时数据库110中。
在步骤S212，单元管理服务器114将第一事项传送到临时存储单元120，然后产生第二信息通知历史记录接口服务器116第一事项存储在临时存储单元120中。历史记录服务器122响应于第二信息读出存储在临时存储单元120中的第一事项，并将第一事项输出到历史记录数据库124。因此，第一事项存储到历史记录数据库124内。
在步骤S214中，采取必要的措施，通过操作者接口服务器116输入与措施有关的数据。通过单元管理服务器114，与措施有关的数据存储在实时数据库110和历史记录数据库124中。
在步骤S216，单元管理服务器114接收来自操作者接口服务器116的数据，然后产生第二事项允许处理对应的批次。
在步骤S218，第二事项通过单元管理服务器114传送到实时数据库110，因此第二事项存储在实时数据库110中。
在步骤S220中，单元管理服务器114将第二事项传送到临时存储单元120，然后产生第三信息，通知历史记录接口服务器116第二事项存储在临时存储单元120内。历史记录接口服务器122响应于第三信息读出存储在临时存储单元120中的第二事项，并将第二事项输出到历史记录数据库124。由此，第二事项存储在历史记录数据库124内。
在步骤S222中，在相应的设备服务器的控制之下，在另一工艺设备中进行对应批次的下一工艺。即，当设备服务器检查存储在实时数据库110中的对应批次数据时，如果批次数据仅有第一事项，那么设备服务器认为批次为异常制造批次。因此，可以防止对相应批次进行任何处理。然而，如果批次数据有第一和第二事项，即对异常制造批次采取必要的措施，在工艺设备中处理对应的批次。
虽然出于说明的目的公开了本发明的优选实施例，但本领域中的技术人员应理解可以有各种修改、添加和替换，而不脱离后附的权利要求书公开的本发明范围和精神。
Claims (15)
1.一种在半导体工厂自动化系统中自动地控制半导体制造工艺的装置，包括：
一条公用通信线；
多个工艺设备，连接到公用通信线，每个设备处理一个批次；
多个设备控制装置，每个装置根据来自外部的命令控制工艺设备；
多个测试设备，每个测试已处理的批次产生批次工艺数据；
多个测试设备控制装置，每个接收批次工艺数据以传送批次工艺数据；
存储装置，分别存储批次工艺数据，其中存储装置已预先存储了批次的技术要求数据；
比较装置，连接到公用通信线，比较批次工艺数据和批次技术要求数据，以确定处理的批次数据和批次技术要求数据之间的差异是否超出或低于预定的范围，其中如果差异超出或低于预定的范围，那么比较装置产生表示发生异常制造批次的第一信息；
事项产生装置，连接到公用通信线，响应于第一信息产生第一事项，第一事项表示批次为异常制造，从而，避免对异常制造批次进行下一批次工艺；
管理批次历史记录的历史记录管理装置；
其中第一事项传送到历史记录管理装置，其中事项产生装置产生第二信息，通知第一事项传送到历史记录管理装置。
2.根据权利要求1的装置，其中历史记录管理装置包括：
临时存储装置，以临时文件的形式存储由事项产生装置传送的第一事项；
历史记录接口装置，对应于第二信息，读出存储在临时存储装置中的第一事项，并将第一事项输出到外部；以及
历史记录存储装置，存储由历史记录接口装置输出的第一事项。
3.根据权利要求1的装置，还包括操作者接口装置，用于接收与对异常制造批次采取的措施有关的数据。
4.根据权利要求3的装置，其中事项产生装置接收来自操作者接口装置的数据并将它传送到存储装置。
5.根据权利要求4的装置，其中事项产生装置产生第二事项允许处理异常制造批次。
6.根据权利要求5的装置，其中第二事项通过设备接口装置传送到设备控制装置，由此继续异常制造批次的下一工艺。
7.根据权利要求5的装置，其中事项产生装置产生第三信息，
其中临时存储装置以临时文件形式存储由事项产生装置传送的第二事项，
其中历史记录接口装置，响应于第三信息，读出存储在临时存储装置中的第二事项，并输出第二事项；以及
其中历史记录存储装置存储由历史记录接口单元输出的第二事项。
8.根据权利要求1的装置，其中公共通信线包括由Xerox公司提供的EthernetTM。
9.一种在半导体工厂中自动地控制半导体制造工艺的方法，以防止对异常制造批次进行下一批次工艺，该方法包括以下步骤：
a)接收批次技术要求数据和批次工艺数据；
b)比较批次技术要求数据和批次工艺数据，以确定批次技术要求数据和批次工艺数据之间的差异是否在预定的范围内；
c)如果批次技术要求数据和批次工艺数据之间的差异超出或低于预定的范围，那么产生表示发生异常制造批次的第一信息；
d)响应于第一信息产生第一事项，第一事项表示批次为异常制造；
e)将第一事项存储到存储装置内，
f)将第一事项传送到历史记录管理装置；以及
g)产生第二信息通知第一事项传送到历史记录管理装置。
10.根据权利要求9的方法，其中步骤a)包括以下步骤：
a1)在设备中处理批次；
a2)测试处理的批次产生批次工艺数据；
a3)将批次工艺数据传送到比较装置；以及
a4)将批次技术要求数据传送到比较装置，其中批次技术要求数据存储在存储装置中。
11.根据权利要求10的方法，还包括将批次工艺数据存储到存储装置内。
12.根据权利要求11的方法，其中历史记录管理装置包括：
临时存储装置，以临时文件的形式存储第一事项；
历史记录接口装置，响应于第二信息，读出存储在临时存储装置中的第一事项，并将第一事项输出到外部；以及
历史记录存储装置，存储由历史记录接口装置输出的第一事项。
13.根据权利要求9的方法，还包括以下步骤：
h)接收与对异常制造批次采取措施有关的数据；
i)产生第二事项允许处理异常制造批次；以及
j)将第二事项存储到存储装置内。
14.根据权利要求13的方法，还包括以下步骤：
k)第二事项传送到历史管理装置；
l)产生第三信息，通知第二事项传送到历史记录管理装置。
15.根据权利要求14的方法，其中临时存储装置以临时文件形式存储第二事项，
其中历史记录接口装置，响应于第三信息，读出存储在临时存储装置中的第二事项，并将第二事项输出到外部；以及
其中历史记录存储装置存储由历史记录接口装置输出的第二事项。
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