CN116305905A - 一种半导体厂务数据合理监控设定的方法 - Google Patents

一种半导体厂务数据合理监控设定的方法 Download PDF

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CN116305905A CN202310230912.7A CN202310230912A CN116305905A CN 116305905 A CN116305905 A CN 116305905A CN 202310230912 A CN202310230912 A CN 202310230912A CN 116305905 A CN116305905 A CN 116305905A
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师伟堂
于勃
邱利东
王文瑞
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Abstract

本发明公开了一种半导体厂务数据合理监控设定的方法，通过建立各厂务管道的损耗函数模型，将传统的管道损耗黑箱数据呈现相对准确的模型数据，为半导体厂务供应端提供数据参考，同时依据设备端的供应需求，可以反推厂务端的实时供应条件，为半导体厂务及一般智能生产制造厂务提供一种精确的监控设定方式。本发明可以独立用于不同厂务供应系统的建模计算，对于厂务水、电、气及其他化学品建立不同的模型，即便是相同的厂务类型但供应方式不同情况下需要用独立的模型评估，通过精确数据建模和计算，将传统粗放式的依赖经验值来监控厂务的情况通过数据建模的方式达到精细化管理和精益生产的目的。

Description

一种半导体厂务数据合理监控设定的方法
技术领域
本申请涉及半导体领域，具体涉及一种半导体厂务数据合理监控设定的方法。
背景技术
在半导体晶圆制造中，半导体厂务供应着整个FAB的水、电、气等基础必备生产条件，由于半导体厂务与生产设备间存在各种输送途径，包含各种水路、电缆、气路等，这些输送途径的运输损耗会直接影响到设备端的生产条件供应，同时半导体厂务端一般采取集成供应的方式，设备端的各种随机的生产状态导致厂务端数据的监控无法做到精确的一对一设定，这样的偏差和波动有可能造成生产端的机台运行状况波动，从而影响集成电路芯片的品质。本发明采用数据模型的建立方式，结合机台端的最低供应条件，给出一种计算厂务端数据合理监控设定的方法，为精确预警半导体厂务数据异常提供可靠的监控依据。
现有的半导体厂务管理系统依赖于FMCS集成系统，该系统显示各厂务的数据和状态，但无法对各厂务参数的监控提供合理的设定方式，只能依据经验设定监控范围，并且该监控范围是固定值的方式，特别是对于供应到设备端参数会受到设备运行状态(生产状态、闲置状态)的变化而引起厂务端对应参数的波动，而多台设备同时运行或者同时闲置的状态对厂务端输入同样会引起更大的波动，如果该波动足够大，有可能触及FMCS固定值监控的上下限而触发报警，造成误报警，无法精确的预测和监控真实的厂务异常状况。
FMCS系统，将半导体厂务数据通过传感器显示在FMCS系统界面，在FMCS系统界面依据经验值手动设定固定的监控上下限值。FMCS系统的监控上下限值的设定方式依据经验而定，没有合适的参考标准，无法做到精确的监控对应厂务数据的真实异常状况。半导体厂务在供应生产车间的输送管道中会有包含，压力、流量、热量等各方面的损耗，管路的走向和长度都会直接影响这些损耗的数值，这样就造成从半导体厂务供应端到生产车间设备端的供应是没有固定经验值可以参考，依据其他经验的参考值也是有失公允的。
发明内容
本发明提供了一种半导体厂务数据合理监控设定的方法，其目的在于，建立半导体厂务到生产车间各管路的损耗函数模型，通过该函数模型结合生产车间设备端的生产条件需求，反推对应的厂务端输入参数的准确范围，并结合动态计算的方式给出半导体厂务端各参数数据合理的监控设定方式。
本申请是通过以下技术方案实现的：
一种半导体厂务数据合理监控设定的方法，具体包括如下步骤：
(1)明确厂务端水、电、气与设备端供应的关系；
(2)明确厂务端与设备端的传输方式，包含是否共用电缆及共用电缆的设备列表，是否共用水路及共用水路的设备列表，是否共用气路及共用气路的设备列表；
(3)针对有共用传输装置的长度端及设备端做对应的数据收集，包含水、电、气及其他供应数据；
(4)针对不同传输装置分别建立数据模型，模拟传输装置的损耗函数
(5)损耗函数为多维矩阵函数，包含了厂务端和设备端的各种对应关系(一对一，一对多，多对一，多对多)，对于不同的供应输送装置，可以建立不同的函数。输送装置已经包含输送路径的管路、输送管路的开关装置和转换装置以及输送中的损耗；
(6)一种物理的输送装置对应一个损耗函数模型，例如一组供电电缆为一个模型，一根供水水管为一个模型，一根供气管路为一个模型；
(7)基本简化模型如下：厂务端数据F(N)＝输送损耗数据T(I)+设备端数据E(M)；
(8)矩阵函数模型如下：
Figure BDA0004120435310000031
作为优选实施例，对于一个厂务端对应一台设备的情况，就可以简化为：
F(N)＝T×M+E(M)
其中：
——F(N)为厂务端供应函数
——T为从厂务到设备端的损耗函数
——E(M)为设备端运行所需要的条件数据
——N为厂务端的供应端编号，N1，N2，N3，....，NN
——M为设备端的设备编号，M1，M2，M3，....，MM
作为优选实施例，对于一个厂务端对应M台设备的情况，就可以简化为：
Figure BDA0004120435310000041
其中：
——F(N)为厂务端供应函数
——T为从厂务到设备端的损耗函数
——E(M)为设备端运行所需要的条件数据
——N为厂务端的供应端编号，N1，N2，N3，....，NN
——M为设备端的设备编号，M1，M2，M3，....，MM
有益效果：
1、本发明明确建立半导体厂务到生产车间各管路的损耗函数模型，通过该函数模型结合生产车间设备端的生产条件需求，反推对应的厂务端输入参数的准确范围，并结合动态计算的方式给出半导体厂务端各参数数据合理的监控设定方式。
2、本发明可以独立用于不同厂务供应系统的建模计算，对于厂务水、电、气及其他化学品建立不同的模型，即便是相同的厂务类型但供应方式不同(例如不同管道，不同电缆等)情况下需要用独立的模型评估，通过精确数据建模和计算，将传统粗放式的依赖经验值来监控厂务的情况通过数据建模的方式达到精细化管理和精益生产的目的。
附图说明
图1为本发明一个实施例中数据流之间的关系示意图。
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。
如图1所示，一种半导体厂务数据合理监控设定的方法，具体包括如下步骤：
(1)明确厂务端水、电、气与设备端供应的关系；
(2)明确厂务端与设备端的传输方式，包含是否共用电缆及共用电缆的设备列表，是否共用水路及共用水路的设备列表，是否共用气路及共用气路的设备列表；
(3)针对有共用传输装置的长度端及设备端做对应的数据收集，包含水、电、气及其他供应数据；
(4)针对不同传输装置分别建立数据模型，模拟传输装置的损耗函数
(5)损耗函数为多维矩阵函数，包含了厂务端和设备端的各种对应关系(一对一，一对多，多对一，多对多)，对于不同的供应输送装置，可以建立不同的函数。输送装置已经包含输送路径的管路、输送管路的开关装置和转换装置以及输送中的损耗；
(6)一种物理的输送装置对应一个损耗函数模型，例如一组供电电缆为一个模型，一根供水水管为一个模型，一根供气管路为一个模型；
(7)基本简化模型如下：厂务端数据F(N)＝输送损耗数据T(I)+设备端数据E(M)；
(8)矩阵函数模型如下：
Figure BDA0004120435310000061
对于一个厂务端对应一台设备的情况，就可以简化为：
F(N)＝T×M+E(M)
其中：
——F(N)为厂务端供应函数
——T为从厂务到设备端的损耗函数
——E(M)为设备端运行所需要的条件数据
——N为厂务端的供应端编号，N1，N2，N3，....，NN
——M为设备端的设备编号，M1，M2，M3，....，MM。
对于一个厂务端对应M台设备的情况，就可以简化为：
Figure BDA0004120435310000071
其中：
——F(N)为厂务端供应函数
——T为从厂务到设备端的损耗函数
——E(M)为设备端运行所需要的条件数据
——N为厂务端的供应端编号，N1，N2，N3，....，NN
——M为设备端的设备编号，M1，M2，M3，....，MM
本发明的数据流之间的关系：厂务端数据F(N)＝输送损耗数据T(I)+设备端数据E(M)。
实施例：(以一台厂务装置供给三台设备的某种气体供应为例)
(a)确认三台设备满足基本生产时该供应气体的条件，设备E(M1)范围为M1L～M1U，设备E(M2)范围为M2L～M2U，设备E(M3)范围为M3L～M3U。其中M1L，M2L，M3L分别为设备E(M1)，设备E(M2)，设备E(M3)正常运转时的该供应气体的最低运行压力，M1U，M2U，M3U分别为设备E(M1)，设备E(M2)，设备E(M3)正常运转时的该供应气体的最高运行压力；
(b)根据数据流关系，厂务供气装置对这三台设备的压力供应等式如下：
Figure BDA0004120435310000072
其中，E(PM1),E(PM2),E(PM3)分别为三台设备的该气体运行压力，
Figure BDA0004120435310000084
为厂务供应端该气体供应压力，
Figure BDA0004120435310000081
为从厂务到设备端管路的损耗压力；
(c)统计三台设备该气体压力和厂务端该气体压力的运行和供应数据,见表1(已考虑厂务供应端供气管路直径和设备端对接管路直径的差异)：
表1 三台设备供应气体压力和厂务端供应气体压力的运行和供应数据
厂务供应 设备M1 设备M2 设备M3
条件1 80 58 60 64
条件2 70 46 47.5 50.7
差值 10 12 12.5 13.3
变化比率 12.5％ 20.7％ 20.8％ 20.8％
(d)建立损耗压力模型，由统计数据可以得到模型关系：
Figure BDA0004120435310000082
(e)依据模型关系得到损耗关系式：
Figure BDA0004120435310000083
(f)对于三台设备在实时的生产条件下压力数据，可由损耗关系反推至所需的厂务供应压力数据，并以此新的厂务供应压力数据做为该气体厂务监控的数据参考。
表2 新的厂务供应压力数据
设备M1 设备M2 设备M3 厂务供应
实时条件1 55 56.9 60.7 77.5
由模型公式得到该气体所需的厂务供应值
Figure BDA0004120435310000091
(g)该气体压力新的厂务供应值77.5即为满足三台设备在实时条件1情况下的该气体厂务供应压力监控参考值。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种半导体厂务数据合理监控设定的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)明确厂务端水、电、气与设备端供应的关系；
(2)明确厂务端与设备端的传输方式，包含是否共用电缆及共用电缆的设备列表，是否共用水路及共用水路的设备列表，是否共用气路及共用气路的设备列表；
(3)针对有共用传输装置的长度端及设备端做对应的数据收集，包含水、电、气及其他供应数据；
(4)针对不同传输装置分别建立数据模型，模拟传输装置的损耗函数
(5)损耗函数为多维矩阵函数，包含了厂务端和设备端的各种对应关系(一对一，一对多，多对一，多对多)，对于不同的供应输送装置，可以建立不同的函数。输送装置已经包含输送路径的管路、输送管路的开关装置和转换装置以及输送中的损耗；
(6)一种物理的输送装置对应一个损耗函数模型，例如一组供电电缆为一个模型，一根供水水管为一个模型，一根供气管路为一个模型；
(7)基本简化模型如下：厂务端数据F(N)＝输送损耗数据T(I)+设备端数据E(M)；
(8)矩阵函数模型如下：
Figure FDA0004120435300000021
2.根据权利要求1所述的一种半导体厂务数据合理监控设定的方法，其特征在于，对于一个厂务端对应一台设备的情况，就可以简化为：
F(N)＝T×M+E(M)
其中：
——F(N)为厂务端供应函数
——T为从厂务到设备端的损耗函数
——E(M)为设备端运行所需要的条件数据
——N为厂务端的供应端编号，N1，N2，N3，....，NN
——M为设备端的设备编号，M1，M2，M3，....，MM。
3.根据权利要求1所述的一种半导体厂务数据合理监控设定的方法，其特征在于，对于一个厂务端对应M台设备的情况，就可以简化为：
Figure FDA0004120435300000022
其中：
——F(N)为厂务端供应函数
——T为从厂务到设备端的损耗函数
——E(M)为设备端运行所需要的条件数据
——N为厂务端的供应端编号，N1，N2，N3，....，NN
——M为设备端的设备编号，M1，M2，M3，....，MM。
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