DE10203997A1 - Verfahren und System zum Erfassen von Produktionsdaten in einer Produktionsanlage - Google Patents

Abstract

Zur Überwachung von Produktionsdaten wird eine Gruppierungstabelle verwendet, in der Maschinen zu Maschinengruppen, Maschinenkomponenten zu Maschinenkomponentengruppen, Chip-Herstellungsrezepte zu Rezeptgruppen oder Chip-Herstellungsparameter zu Parametergruppen gruppiert sind, wodurch eine erhebliche Verbesserung der Vergleichbarkeit der zu überwachenden Produktionsdaten erreicht wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Erfassen von Produktionsdaten in einer Produktionsanlage, insbesondere in einer Chip-Produktionsanlage.
• Bei der Herstellung von hochintegrierten Halbleiterchips werden insbesondere durch die immer weiter steigende Miniaturisierung der Strukturen auf dem Halbleiterchip immer höhere Anforderungen an die für die Herstellung der Halbleiterchips verwendeten Fertigungsanlagen und Herstellungsprozesse auftreten. Die Stabilität und Reproduzierbarkeit sowohl der Fertigungsanlagen als auch der Herstellungsprozesse beeinflussen maßgeblich die Ausbeute und Produktivität im Rahmen der Halbleiterchip-Fertigung. Schon kleine Abweichungen von einem Soll-Verhalten einer Chip- Fertigungsanlage im Rahmen der Produktion können zu einer erheblichen Verschlechterung der Ausbeute, das heißt zu einer erheblichen Erhöhung der Fehlerrate bei den hergestellten Halbleiterchips führen.
• Somit ist ein wesentlicher Aspekt bei der Herstellung von Halbleiterchips, mögliche Abweichungen von einem Soll- Verhalten bei einer Chip-Fertigungsanlage oder im Rahmen eines Herstellungsprozesses sehr frühzeitig zu erkennen und entsprechende Gegenmaßnahmen zu treffen. Damit kommt der Analyse und der Überwachung von Maschinen, insbesondere der Chip-Fertigungsanlagen sowie der Herstellungsprozesse eine sehr hohe wirtschaftliche Bedeutung zu. Ferner ist die Analyse und Überwachung vieler Prozessschritte des Herstellungsprozesses von erheblicher Bedeutung, da üblicherweise nur selten eine Reparatur eines Zwischenprodukts nach Durchführung eines Prozessschrittes möglich ist. In der Regel ist ein Funktionstest eines hergestellten Halbleiterchips erst ganz am Ende des Herstellungsprozesses vorgesehen, was zu einer sehr späten Rückkopplung der ermittelten Ergebnisse in den Herstellungsprozess führt.
• Es ist weiterhin bekannt, inline-Messungen von Prozess- Zwischenergebnissen, beispielsweise der Schichtdicken, des Schichtwiderstands oder von Linienbreiten, etc. mittels der sogenannten Statistical Process Control (SPC) vorzusehen. Dies führt jedoch zu zusätzlichen Messschritten im Rahmen des gesamten Herstellungsprozesses und ist somit zeit- und kostenaufwändig.
• Im Rahmen des sogenannten Advanced Process Control (APC) werden Daten von internen und externen Sensoren der Fertigungsanlagen in Kombination mit eingesetzter Messtechnik inklusive in-line gemessener Daten an Zwischenprodukten, oder auch Ergebnissen von Messungen an Teststrukturen, nachdem der Wafer vollständig prozessiert worden ist, Ergebnissen von Funktionstests an den Halbleiterchips, der Ausbeute an fehlerfreien Halbleiterchips, etc., analysiert. Auf diese Weise kann sowohl die Stabilität der Fertigungsanlagen und auch die Prozessstabilität und auf diese Weise auch die Fertigungsproduktivität und die Produktqualität der hergestellten Halbleiterchips wesentlich erhöht werden.
• Trotz dieser erheblichen Vorteile, die der Einsatz automatisierter Datenerfassung- und Datenanalyse, das heißt der Einsatz beispielsweise von APC-Verfahren bietet, werden die APC-Verfahren in der Halbleiterchip-Fertigung bisher nur sehr vereinzelt eingesetzt. Dies ist insbesondere auf die große Vielfalt unterschiedlicher Fertigungsanlagen und unterschiedlicher Prozesse bei der Herstellung von Halbleiterchips zurückzuführen und der damit verbundenen erheblichen Zahl von in unterschiedlichen Datenformaten aufgezeichneten Rohdaten sowie der erheblichen Unterschiede der Rohdaten aufgrund unterschiedlicher Fertigungsanlagen, Sensoren und Software-Versionen der Steuerungsprogramm der Fertigungsanlagen, welche die Fertigungsanlagen bzw. die Herstellungsprozesse im Rahmen der Chip-Fertigung charakterisieren.
• Würde im Rahmen einer automatisierten Datenanalyse für zumindest einen Teil der erfassten und zu überwachenden Sensorparameter einer Fertigungsanlage oder eines Fertigungsprozesses eine individuelle Überwachung mittels einer individuellen Spezifikationsgrenze, zur Überwachung der Daten verwendet, so würde sich die Anzahl der zu überwachenden Parameter und der einzustellenden Überwachungsalgorithmen multiplikativ aus der Anzahl der aufgezeichneten Sensorparameter, der Zahl der im Rahmen der Halbleiterchip-Fertigung eingesetzten Fertigungsanlagen, der unterschiedlichen herzustellenden Produkte, das heißt der unterschiedlichen Halbleiterchips und der zur Herstellung eingesetzten Fertigungsrezepte bzw. sogar der einzelnen Rezeptschritte ergeben.
• Dies zeigt die erhebliche Anzahl zu analysierender und zu überwachender Parameter, welche in der Praxis nicht mehr zu bewältigen ist.
• Auch wird es bei einer solchen Einzelüberwachung es nicht mehr möglich, Einflüsse von einzelnen Spezifikationsparametern auf andere Parameter zu berücksichtigen. Damit ist eine Analyse über mehrere Maschinen hinweg nicht mehr möglich, anders ausgedrückt ist kein Maschinenvergleich mehr möglich. Es können insbesondere keine Korrelationen zwischen Parametern des gleichen Prozesses, Korrelationen zwischen Parametern von verschiedenen Prozessen, beispielsweise einem Vorprozess und einem Nachprozess ermittelt werden.
• Weiterhin ist es bekannt, für einzelne von einem jeweiligen Sensor ermittelte Sensorgrößen, das heißt die jeweiligen Rohdatenparameter, Kennzahlen zu berechnen. Dies erfolgt üblicherweise mittels einer Konfiguration pro überwachter in APC eingebundener Maschine und pro verwendetem Rezept bzw. Rezeptschritt im Rahmen der Herstellung eines Halbleiterchips.
• Bei der Analyse der Kenngrößen und der Überwachung der Kenngrößen mit den Kenngrößen zugeordneten Spezifikationsgrenzen muss eventuell noch zusätzlich nach den jeweiligen unterschiedenen hergestellten Produkten bzw. Produkttypen unterschieden werden.
• Dies bedeutet einen sehr hohen Konfigurationsaufwand und Pflegeaufwand, d. h. Wartungsaufwand, der jeweiligen Analyse-, Überwachungs- und Steuerungs-Werkzeuge.
• Aus diesem Grund wurden APC-Verfahren bisher nur sehr vereinzelt an einzelnen Positionen im Rahmen des Herstellungsprozesses von Halbleiterchips und lediglich in sehr beschränktem Umfang eingesetzt.
• Ein systematischer Vergleich zwischen unterschiedlichen im Rahmen eines Herstellungsprozesses eingesetzten Maschinen, zwischen Rezepten oder auch zwischen unterschiedlichen Produkten oder Produkttypen, . . ., ist auf diese Weise kaum bzw. gar nicht möglich.
• Ferner ist eine standardisierte sogenannte SECS-Schnittstelle (Semiconductor equipment communication standard- Schnittstelle) bekannt.
• Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, Produktionsdaten in einer Produktionsanlage, insbesondere in einer Chip- Produktionsanlage auf gegenüber dem Stand der Technik vereinfachte und kostengünstigere Weise zu erfassen und zur Analyse bereitzustellen.
• Das Problem wird durch das Verfahren und das System zum Erfassen von Produktionsdaten in einer Produktionsanlage, insbesondere in einer Chip-Produktionsanlage, mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
• Bei einem Verfahren zum Erfassen von Produktionsdaten in einer Produktionsanlage mit mehreren Teil-Produktionsanlagen werden von den Teil-Produktionsanlagen Teil-Produktionsdaten ermittelt und gespeichert. Anhand mindestens einer Gruppierungstabelle werden unter Zuordnung der Teil- Produktionsdaten zu Gruppen der Gruppierungstabelle die Teil- Produktionsdaten abgebildet auf komprimierte Teil- Produktionsdaten. In der Gruppierungstabelle sind Maschinen der Teil-Produktionsanlagen zu mindestens einer Maschinengruppe oder Maschinenkomponenten der Teil- Produktionsanlagen zu mindestens einer Maschinenkomponentengruppe gruppiert. Alternativ sind Herstellungsrezepte, insbesondere Chip-Herstellungsrezepte, zur Herstellung eines Produkts oder eines Zwischenprodukts zu mindestens einer Rezeptgruppe gruppiert oder Herstellungsparameter, insbesondere Chip- Herstellungsparameter, im Rahmen der Herstellung eines Produkts oder eines Zwischenprodukts zu mindestens einer Parametergruppe.
• Ein System zum Erfassen von Produktionsdaten in einer Produktionsanlage weist mehrere Teil-Produktionsanlagen auf, wobei die Teil-Produktionsanlagen Teil-Produktionsdaten erzeugen bzw. erzeugen können. Ferner ist mindestens ein Speicher zum Speichern der erzeugten Teil-Produktionsdaten vorgesehen sowie ein mit dem Speicher gekoppelter Auswertungsrechner, der derart eingerichtet ist, dass anhand mindestens einer Gruppierungstabelle unter Zuordnung der Teil-Produktionsdaten zu Gruppen der Gruppierungstabelle die Teil-Produktionsdaten abgebildet werden können auf komprimierten Teil-Produktionsdaten. In der Gruppierungstabelle sind
  
• - Maschinen der Teil-Produktionsanlage zu mindestens einer Maschinengruppe gruppiert, oder
• - Maschinenkomponenten der Teil-Produktionsanlagen zu mindestens einer Maschinenkomponentengruppe gruppiert, oder
• - Herstellungsrezepte, insbesondere Chip- Herstellungsrezepte, zur Herstellung eines Produkts oder eines Zwischenprodukts zu mindestens einer Herstellungsrezeptgruppe gruppiert, oder
• - Herstellungsparameter, insbesondere Chip- Herstellungsparameter, im Rahmen der Herstellung eines Produkts oder eines Zwischenprodukts zu mindestens einer Herstellungsparametergruppe gruppiert.
• Unter einer Produktionsanlage ist in diesem Zusammenhang ein System bzw. eine Anordnung zu verstehen, in der unter Verwendung unterschiedlicher Rohmaterialien ein Produkt oder ein Zwischenprodukt hergestellt wird. Es ist in diesem Zusammenhang anzumerken, dass die Erfindung umso effizienter eingesetzt werden kann, je komplexer der Herstellungsprozess aufgebaut ist, wenn zumindest einige einander ähnliche Maschinen, Prozesse, Rezepte, oder Parameter verwendet werden, welche jedoch aufgrund leicht unterschiedlicher verwendeter Nomenklaturen oder unterschiedlicher Struktur oder unterschiedlicher Software-Version des jeweils verwendeten Steuerungsprogramms nicht ohne weiteres im Rahmen einer Datenerfassung gemeinsam erfasst und verarbeitet werden können.
• Die Erfindung ist insbesondere im Rahmen der Halbleiter- Fertigung, d. h. beispielsweise bei der Herstellung von monokristallinem oder polykristallinem Silizium oder einem anderen Halbleitermaterial, oder auch der Halbleiterchip- Fertigung, d. h. im Rahmen der Herstellung von Halbleiterchips in einer Chip-Produktionsanlage, vorteilhaft einsetzbar, da insbesondere bei solchen Prozessen die oben genannten Kriterien sehr gut erfüllt sind. Es ist jedoch in diesem Zusammenhang darauf hinzuweisen, dass die Erfindung in jedem Produktionsverfahren vorteilhaft einsetzbar ist, insbesondere wenn viele Prozessschritte nötig sind und von den Produktionsanlagen automatisch Informationen über den Produktionsablauf zur Verfügung gestellt werden können.
• Unter einer Chip-Produktionsanlage ist in diesem Zusammenhang ein System bzw. eine Anordnung zu verstehen, in der unter Verwendung unterschiedlicher Rohmaterialien, beispielsweise unter Verwendung von Halbleiter-Materialien wie Silizium oder auch anderer IV-Hauptgruppen-Halbleiter-Materialien (beispielsweise Germanium) oder binären, ternären oder auch quaternären III-V-Verbindungshalbleiter-Materialien (beispielsweise Indium-Gallium-Arsenid-Phosphid, Indium- Gallium-Arsenid-Antimonid, etc.), oder binären, ternären oder auch quaternären II-VI-Verbindungshalbleiter-Materialien Halbleiter-Bauelemente, insbesondere Halbleiterchips gefertigt werden.
• Unter einem Halbleiterchip ist im Rahmen dieser Beschreibung beispielsweise ein Speicher-Chip, ein Mikroprozessor-Chip, ein Kommunikations-Chip, ein Chip mit einem integrierten Halbleiter-Laser-Element, zu verstehen sowie ein auf eine beliebig vorgebbare Hardware-Funktion optimierter Chip wie beispielsweise ein Kommunikations-Chip zur Decodierung empfangener Funksignale oder ein Chip für die Verarbeitung von Videosignalen.
• Die Chip-Produktionsanlage weist erfindungsgemäß mehrere Teil-Produktionsanlagen auf, beispielsweise unterschiedliche Maschinen, mit denen die für den gesamten Herstellungsprozess eines Chips notwendigen physikalischen oder chemischen Prozessschritte durchgeführt werden können.
• Ein Beispiel insbesondere in dem Front-End-Bereich der Chip- Fertigung sind Vorrichtungen zum Durchführen der folgenden Prozessschritte:
  
• - eine Kurzzeittemper-Vorrichtung (Rapid Thermal Processing-Vorrichtung, RTP-Vorrichtung),
• - ein Ofen zum Erhitzen der zu bearbeitenden Wafer,
• - eine Ätzvorrichtung, beispielsweise eine Plasmaätz- Vorrichtung, oder eine Trockenätz-Vorrichtung,
• - eine Lithographie-Vorrichtung,
• - eine Nassbehandlungs-Vorrichtung zum Ätzen, Lackentfernen, Reinigen oder Verändern der Produkt- Oberfläche,
• - eine CMP-Vorrichtung, d. h. eine Vorrichtung zum Durchführen chemisch-mechanischen Polierens,
• - eine Ionen-Implantations-Vorrichtung,
• - eine Abscheide-Vorrichtung zum Abscheiden von Schichten auf den Wafer, beispielsweise eine Abscheide-Vorrichtung zum physikalischen Abscheiden aus der Gasphase (Physical Vapour Deposition, PVD) oder zum chemischen Abscheiden aus der Gasphase (Chemical Vapour Deposition, CVD),
• - eine Messvorrichtung zum Messen vorgegebener Waferparameter oder Prozessparameter,
• - eine Test-Vorrichtung zum Testen hergestellter Wafer.
• Je nach dem jeweils herzustellenden Produkt, beispielsweise je nach gewünschter Ausgestaltung des zu fertigenden Chips, ist eine Vielzahl unterschiedlicher Vorrichtungen, das heißt Teil-Produktionsanlagen in der Chip-Produktionsanlage vorgesehen und miteinander gekoppelt zur Realisierung des jeweiligen notwendigen Gesamt-Halbleiterchip- Fertigungsprozesses.
• Es ist in diesem Zusammenhang anzumerken, dass der Ablauf der einzelnen Prozessschritte in den jeweiligen Teil- Produktionsanlagen entweder "sequentiell", d. h. immer zuerst in einer ersten Anlagengruppe A (z. B. belacken) vor zweiten Anlagengruppe B (z. B. belichten) durchgeführt werden können für zwei Herstellungsschritte die nacheinander stattfinden sollen, oder "parallel", d. h. in einer ersten Anlage B1 (z. B. Scanner Typ XY100) oder einer zweiten Anlage B2 (z. B. Stepper Typ Extra2000) für zwei verschiede Anlagen und Prozesse, die alternativ ein und den selben Herstellungsschritt durchführen können.
• Die Maschinen können abhängig von ihren jeweiligen Eigenschaften zu Maschinengruppen mit Maschinen hinsichtlich eines Ähnlichkeitskriteriums ausreichend ähnlichen Eigenschaften gruppiert werden. Dies entspricht anschaulich dem parallelen Ablauf der jeweiligen Prozessschritte in unterschiedlichen Maschinen.
• Maschinen im Bereich der chemischen Abscheidung aus der Gasphase wie auch alle anderen jeweiligen Maschinen können in unterschiedliche Maschinentypen eingeteilt werden. So weist beispielsweise eine CVD-Maschine üblicherweise, jedoch nicht notwendigerweise, einen sogenannte Mainframe, das heißt einen Roboter oder Roboterarm und eine dem Roboter oder Roboterarm zugeordnete Robotersteuerung zur Verteilung und Steuerung der jeweiligen Wafer auf die einzelnen Prozesskammern der CVD- Maschine sowie mindestens eine Prozesskammer zur Prozessierung der jeweiligen Wafer gemäß dem in der Prozesskammer eingestellten Verfahren auf. In dem Fall, dass kein Mainframe vorgesehen ist, sind lediglich die einzelnen Prozesskammern prozessbereichsspezifisch.
• Eine solche CVD-Maschine kann also eine von unterschiedlichem Maschinentyp sein, so kann beispielsweise eine CVD-Maschine unterschieden werden in Maschinen mit:
  
• - einem Mainframe und vier Prozesskammern,
• - einem Mainframe und zwei Prozesskammern, sowie
• - nur einer Prozesskammer und keinem Mainframe.
• Allgemein können jedoch je nach Anforderung eine grundsätzlich beliebige Anzahl von Prozesskammern oder anderen Maschinenkomponenten jeweils einen Maschinentyp einer Maschine, insbesondere einer CVD-Maschine, bilden.
• Eine Maschine weist somit unterschiedliche Maschinenkomponenten auf, beispielsweise den Mainframe oder eine Prozesskammer. Unter einer Prozesskammer ist beispielsweise eine Abscheidekammer, in der unter Verwendung der Abscheidekammer zugeführter Gase entsprechende Materialien bzw. Schichten auf dem zu prozessierenden Wafer abgeschieden werden, zu verstehen. Unter einer Prozesskammer ist ferner auch eine Ätzkammer zu verstehen, in welcher ein der Ätzkammer zugeführter Wafer unter Verwendung eines der Ätzkammer ebenfalls zugeführten Gases oder Plasmas oder einer zugeführten Flüssigkeit strukturiert, das heißt geätzt wird. Auch kann eine Prozesskammer derart eingerichtet sein, dass in ihr Material epitaktisch auf der jeweiligen Oberfläche des zu prozessierenden Wafers aufwächst.
• Die einzelnen Maschinenkomponenten können wiederum unterschiedlichen Typs sein, die im Weiteren als jeweiliger Maschinenkomponenten-Typ bezeichnet werden.
• Die Maschinenkomponenten-Typen hängen üblicherweise von dem Hersteller der Maschinenkomponente ab, der eine jeweilige Maschinenkomponente bereitstellt.
• Von jeder Teil-Produktionsanlage werden Teil-Produktionsdaten ermittelt, üblicherweise unter Verwendung der den jeweiligen Maschinen oder Maschinenkomponenten zugeordneten Sensoren, und als Teil-Produktionsdaten in einer oder mehreren elektronischen Dateien gespeichert. So können die Teil- Produktionsdaten in jeweils einer Maschine oder einer Maschinenkomponente zugeordneten Datei eindeutig gespeichert werden, insbesondere unter Verwendung der SECS-Standards (Semiconductor equipment communication standard).
• Die gespeicherten Teil-Produktionsdaten werden nun unter Verwendung der Gruppierungstabelle auf komprimierte Teil- Produktionsdaten abgebildet, wobei die Gruppierung der jeweiligen Maschinen, Maschinenkomponenten, Herstellungsprozesse oder Chip-Herstellungsparameter unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen Eigenschaften und der Ähnlichkeit ihrer jeweiligen Eigenschaften zu anderen Maschinen, Maschinenkomponenten, Chip-Herstellungsrezepten bzw. Chip-Herstellungsparametern, erfolgt.
• Durch Ausnutzen der jeweiligen Ähnlichkeiten der einzelnen Elemente zueinander wird eine erhebliche Reduktion zu berücksichtigender Teil-Produktionsdaten erreicht, wodurch erstmals eine zu berücksichtigende Datenmenge erreicht wird, welche mit üblichen Personal Computern, das heißt mit üblichen Überwachungs-Werkzeugen, Analyse-Werkzeugen, und Steuerungs-Werkzeugen analysiert, überwacht und somit auch gesteuert werden können. Weiterhin wird erfindungsgemäß eine intelligente Gruppierung der einzelnen Elemente bereitgestellt, welche die Statistik verbessert und eine Vergleichbarkeit der zu berücksichtigenden Teil- Produktionsdaten sicherstellt.
• Damit ist erstmals eine praktikable und kostengünstige, flächendeckende und bereichsübergreifende Möglichkeit zur automatisierten Datenanalyse und Prozessüberwachung und -steuerung, das heißt zum Advanced Process Control (APC) im Rahmen der Halbleiterchip-Fertigung ermöglicht.
• Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Die weiteren Ausgestaltungen der Erfindung betreffen sowohl das Verfahren als auch das System zum Erfassen von Produktionsdaten in einer Chip- Produktionsanlage.
• Die Teil-Produktionsdaten werden gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung von den Teil-Produktionsanlagen zu einem zentralen Speicher übermittelt und dort in mindestens einer zentralen Datei gespeichert, wobei vorzugsweise mehrere Dateien zum Speichern der Teil-Produktionsdaten vorgesehen sind, welche in Verzeichnissen, welche jeweils einer Maschine oder Prozesskammer, allgemein einer Teil-Produktionsanlage, zugeordnet sind, gespeichert sind.
• Auf diese Weise wird eine zentralisierte und somit einfach zu überwachende, einfach konfigurierbare und somit kostengünstig wartbare Möglichkeit zur Halbleiterchip-Fertigungsprozess- Überwachung geschaffen.
• Ferner können die Maschinen zu Maschinengruppen gruppiert werden, welche jeweils hinsichtlich eines Maschinen- Ähnlichkeitskriterium ausreichend ähnliche Maschineneigenschaften aufweisen.
• Die Maschinenkomponenten können ferner zu Maschinenkomponentengruppen gruppiert werden, welche jeweils hinsichtlich eines Maschinenkomponenten- Ähnlichkeitskriteriums ausreichend ähnliche Maschinenkomponenteneigenschaften aufweisen.
• Ferner können diejenigen Halbleiterchip-Herstellungs-Rezepte zu Rezeptgruppen gruppiert werden, welche jeweils hinsichtlich eines Halbleiterchip-Herstellungs-Rezept- Ähnlichkeitskriteriums ausreichend ähnliche Rezepte aufweisen.
• Weiterhin können diejenigen Chip-Herstellungsparameter zu Parametergruppen gruppiert werden, welche hinsichtlich eines Chip-Herstellungsparameter-Ähnlichkeitskriteriums ausreichend ähnliche Chip-Herstellungsparameter aufweisen.
• Die Gruppierungen können alternativ oder gemeinsam in unterschiedlichen oder in einer gemeinsamen Gruppierungstabelle erfolgen. In je mehr Gebieten eine Gruppierung vorgesehen ist, desto größer ist der erreichbare Komprimierungsgrad der zu berücksichtigenden Datenmenge.
• Die Ausgestaltung der Ähnlichkeitskriterien ist abhängig von der jeweiligen Einrichtung bzw. von den jeweiligen Parametern oder Rezepten, welche in der (Chip-)Produktionsanlage eingesetzt werden.
• Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass sowohl die Definition der Ähnlichkeitskriterien als auch die Gruppierung der jeweiligen Komponenten zu Gruppen stark variieren können und sehr prozessabhängig, produktabhängig und auch maschinenabhängig bzw. maschinenkomponentenabhängig sind.
• Weiterhin können gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die komprimierten Teil-Produktionsdaten einer anschließenden, vorzugsweise statistischen, Datenanalyse unterzogen werden, wodurch eine weiterhin verbesserte und exaktere Überwachung des gesamten Herstellungsprozesses und der in den Herstellungsprozess eingebundenen Fertigungsanlagen erreicht wird.
• Anschaulich kann die Erfindung darin gesehen werden, dass im Rahmen von APC eine Vorgehensweise zur Analyse und Überwachung von Anlagen-Daten und Prozess-Daten bereitgestellt wird, bei welcher unterschiedliche Maschinen und Prozesse gemeinsam erfasst werden können. Mit Hilfe von nur wenigen optimiert gebildeten Gruppierungstabellen, welche auch als Zuweisungstabellen oder Abbildungstabellen bezeichnet werden, ist es erfindungsgemäß möglich, innerhalb einer entsprechenden Ordnungs-Hierarchie schrittweise jeweils für die Überwachung an sich irrelevante Unterschiede zwischen den einzelnen Maschinen, Maschinengruppen, Rezepten oder Rezeptparametern auszugleichen und ähnliche Elemente zusammenzufassen. Eine ähnliche Konfiguration im Rahmen des APC findet somit nicht mehr, wie gemäß dem Stand der Technik üblich, pro Maschine, Maschinenkomponenten, Rezept oder Rezeptschritt statt, sondern nur noch pro Maschinengruppe, Maschinenkomponentengruppe, Rezeptgruppe oder Rezeptparametergruppe.
• Dies weist insbesondere auch den erheblichen Vorteil des lediglich nur noch geringen Konfigurationsaufwandes und Wartungsaufwandes der Überwachungsvorrichtung und der eingesetzten Überwachungsprogramme auf.
• Aus dem Rohdatenmaterial werden somit auf sehr effektive Weise gemeinsame Kennzahlen erzeugt, die sehr hohen Informationsgehalt über die Eigenschaften und das Verhalten der jeweiligen Maschinen und aller Fertigungsprozesse aufweisen. Ferner ist erfindungsgemäß somit auch ein Langzeit-Vergleich der Daten einer kleinen Teilgruppe von Teil-Produktionsanlagen mit den Daten der Gesamtheit der Gruppe der Teil-Produktionsanlagen möglich, was eine quasikontinuierliche Überwachung, trotz diskontinuierlicher Daten der jeweiligen Teilgruppe der Teil-Produktionsanlagen ermöglicht.
• Somit ist es erstmals möglich geworden, eine automatisierte Prozessüberwachung, das heißt APC flächendeckend und gewinnbringend in der Halbleiterchip-Fertigung einzusetzen. Auch innerhalb einer größeren Gruppe von nicht zwingend baugleichen Fertigungsanlagen können bei einer Vielzahl verwendeter Fertigungsprozesse relevante Informationen wie Unterschiede auch zwischen Maschinen/Maschinenkomponenten einer Maschinengruppe, Offsets, Drifts, Trends, Ausreißer usw. detektiert und analysiert werden.
• Zusammenfassend kann die Erfindung somit ferner darin gesehen werden, dass der zeitliche Signalverlauf eines Sensors in Kennzahlen, welche den jeweiligen Signalverlauf und die Maschine bzw. den Prozess charakterisieren, komprimiert dargestellt werden kann.
• Die Konfiguration dieser Kennzahlen erfolgt gemeinsam für eine große Anzahl unterschiedlicher Anlagen und Prozesse mit Hilfe von optimiert, vorzugsweise hierarchisch, organisierten Zuweisungstabellen, den Gruppierungstabellen.
• Auch wenn die Erfindung im Weiteren an dem Beispiel einer Chip-Produktionsanlage näher erläutert wird, ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern in allen Produktionsanlagen mit Teil- Produktionsanlagen eingesetzt werden kann, beispielsweise auch in der Pharma-Industrie bei der Herstellen von pharmazeutischen Produkten.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird im Weiteren näher erläutert.
• Es zeigen
• Fig. 1 ein Blockdiagramm, in dem die allgemeine Organisation einer Chip-Produktionsanlage dargestellt ist;
• Fig. 2 eine Skizze einer Chip-Produktionsanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der komplexe Materialfluss, d. h. der Weg eines Wafers/Loses durch die Chip-Produktionsanlage dargestellt ist;
• Fig. 3 ein Blockdiagramm, in dem der Datenfluss gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist;
• Fig. 4 ein Blockdiagramm, in dem das Erfassen, Übertragen und Speichern der von den Sensoren erfassten Rohdaten dargestellt ist;
• Fig. 5 einen Auszug einer Protokolldatei einer Maschine mit Rohdaten, welche Protokolldatei von einem Sensor erzeugt worden ist;
• Fig. 6 einen Ausschnitt einer Datei gemäß dem PDSF-Format, in dem die logistische Information gespeichert ist;
• Fig. 7 eine weitere Datei gemäß dem PDSF-Format, in dem die Sensorparameter pro Zeiteinheit gespeichert sind;
• Fig. 8 eine Darstellung einer Maschine mit einem Mainframe und vier Prozesskammern;
• Fig. 9a bis 9c Skizzen dreier unterschiedlicher Maschinentypen von CVD-Maschinen, welche zu Maschinengruppen gruppiert sind gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein erster Maschinentyp einen Mainframe und vier Prozesskammern (Fig. 9a), ein zweiter Maschinentyp einen Mainframe und zwei Prozesskammern (Fig. 9b) und ein dritter Maschinentyp eine Prozesskammer (Fig. 9c) aufweist, wobei die Maschinen der zu einer Maschinengruppe gruppierten Maschinentypen gemeinsam konfigurierbar und abfragbar sind;
• Fig. 10 ein Blockdiagramm, in dem unterschiedliche Gruppierungsmöglichkeiten skizziert sind;
• Fig. 11 eine Darstellung einer Gruppierungstabelle, in der mehrere Maschinen zu Komponententypen gruppiert sind;
• Fig. 12a bis 12g Blockdiagramme, in denen für die einzelnen Maschinen, das heißt Teil- Produktionsanlagen, gemäß dem Ausführungsbeispiel die Rohdatenaufzeichnung dargestellt sind;
• Fig. 13 eine Tabelle, in der die Zuordnung der Parameter- Sätze im Rahmen der Rohdatenaufzeichnung dargestellt ist;
• Fig. 14 eine Tabelle, in welcher die Parameterkonfiguration für Maschinen eines Maschinentyps mit unterschiedlichen Mainframes dargestellt ist;
• Fig. 15 eine Tabelle, in der die Parameterkonfiguration für alle in diesem Ausführungsbeispiel dargestellten Abscheide-Prozesskammern dargestellt ist;
• Fig. 16 eine Tabelle, in der die Parameterkonfiguration für alle in diesem Ausführungsbeispiel dargestellten Rückätz-Prozesskammern dargestellt ist;
• Fig. 17 ein Blockdiagramm sowie Tabellen, in der alle gemäß diesem Ausführungsbeispiel in dieser der Maschinengruppe verwendeten Rezepte im Rahmen eines Herstellungsprozesses einer Halbleiterchip-Fertigung dargestellt sind;
• Fig. 18 eine Tabelle, in der einzelne Rezepte Rezeptgruppen, auch bezeichnet als Rezept-Sets, zugeordnet sind;
• Fig. 19 eine Tabelle, in der die Rezeptkonfigurationen der Abscheide-Prozesskammern der Maschinengruppe dargestellt ist;
• Fig. 20 eine Tabelle, in der die Rezeptkonfigurationen der Rückätz-Prozesskammern der Maschinengruppe dargestellt ist;
• Fig. 21 eine Tabelle, in der einzelne Maschinen, Komponententypen, Parametersätze sowie Rezeptsätze unterschiedlichen Kennzahlen-Sätzen zugeordnet sind;
• Fig. 22 eine Gruppierungstabelle, in der die Kennzahlenkonfiguration für einen Mainframe, gemäß diesem Ausführungsbeispiel für den Mainframe Centura und P5000, dargestellt ist;
• Fig. 23 eine Tabelle, in der die Kennzahlenkonfiguration für die Abscheide-Prozesskammern dargestellt ist und
• Fig. 24 eine Tabelle, in der die Kennzahlenkonfiguration für die Rückätz-Prozesskammern dargestellt ist.
• Im Weiteren werden in den Figuren für gleiche Elemente identische Bezugszeichen verwendet.
• Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm 100 den die Organisation und den Aufbau einer Halbleiterchip-Produktionsanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Der gesamte Herstellungsprozess, bezeichnet in Fig. 1 mit einem ersten Block 101, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel in vier Produktionsbereiche 102, 103, 104, 105 gruppiert,
  
• - einen ersten Bereich, in den die Front-End-Prozesse der Chip-Fertigung gruppiert werden (Block 102),
• - einen zweiten Bereich des Herstellungsprozesses, in den die Back-End-Prozesse gruppiert werden (Block 103),
• - einen dritten Bereich des Herstellungsprozesses, der den Support betrifft, das heißt die Unterstützung der einzelnen Herstellungsprozesse (Block 104),
• - ein vierter Bereich der die Prozesstechnologie und die Prozessintegration betrifft (Block 105).
• Bei den Front-End-Prozessen 102 sind insbesondere folgende Prozesstechnologien sowie die für die Durchführung der entsprechenden Prozesse eingerichteten Vorrichtungen vorgesehen:
  
• - Ein Ofen zum Erhitzen des jeweiligen zu prozessierenden Wafers,
• - eine Vorrichtung zum Durchführen eines Kurzzeit- Temperverfahrens (Rapid Thermal Processing, RTP),
• - eine Vorrichtung zum Ätzen des Wafers, beispielsweise zum Nassätzen oder zum Trockenätzen,
• - eine Vorrichtung zum Reinigen, beispielsweise Waschen des Wafers,
• - eine Vorrichtung zur Durchführung unterschiedlicher Lithographieschritte,
• - einer Vorrichtung zum chemisch-mechanischen Polieren (Chemical Mechanical Polishing, CMP),
• - eine Einrichtung zur Durchführung einer Ionen- Implantation in vorgegebenen Bereichen des Wafers bzw. des jeweils zu fertigenden Chips,
• - Vorrichtungen zum Aufbringen von Materialien auf dem Wafer, beispielsweise Vorrichtungen zum Abscheiden von Materialien aus der Gasphase, das heißt beispielsweise Vorrichtungen zum Durchführen von Physical Vapour Deposition (PVD) oder Chemical Vapour Deposition (CDV), oder eine Vorrichtung zum epitaktischen Aufwachsen von Material auf einem Substrat,
• - Metrologie-Vorrichtungen, d. h. Messvorrichtungen,
• - Vorrichtungen zum Durchführen von Tests auf den jeweiligen Wafern.
• Die Back-End-Prozesse betreffen insbesondere folgende Bereiche:
  
• - Den Zusammenbau der Chips in Gehäuse,
• - den Endtest des gefertigten und gehäusten Chips,
• - das Einbringen von Informationen, beispielsweise Produktinformation, in oder an das Gehäuse des jeweiligen Chips, sowie
• - allgemein die im Bereich des Back-Ends für gehäuste und ungehäuste Chip eingesetzten Technologien.
• Der Support, das heißt die Prozessunterstützung betrifft insbesondere folgende Bereiche:
  
• - CIM,
• - Prozessüberwachung,
• - ein Transportsystem zur Auslieferung der gefertigten Halbleiterchips,
• - eine Koordination der Produktion,
• - die Unterstützung der jeweiligen Fertigungsstandorte.
• Die Prozesstechnologie und die Prozessintegration betrifft insbesondere
  
• - die Prozessintegration von Logikbausteinen,
• - die Prozessintegration von Speicherbausteinen,
• - das Produkt-Engineering,
• - das Überwachen und Verbessern von Fehlerdichten bei der Herstellung,
• - das Überwachen elektrischer Parameter bei den hergestellten Produkten,
• - die Verbesserung der Ausbeute der hergestellten Chips,
• - eine physikalische Fehleranalyse.
• Fig. 2 zeigt eine Halbleiterchip-Produktionsanlage, anders ausgedrückt eine Halbleiterchip-Fabrik 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Vielzahl von Halbleiterchip-Teil-Produktionsanlagen 201, welche eingesetzt werden zur Bearbeitung von Rohmaterialien, beispielsweise eines Siliziumwafers oder eines Wafers aus anderen Halbleiter-Materialien (Germanium, Gallium-Arsenid, Indium- Phosphid, etc.), um aus den Rohmaterialien Halbleiterchips zu fertigen.
• Ein üblicher Herstellungsprozess zur Herstellung eines Halbleiterchips weist Hunderte von unterschiedlichen Prozessschritten auf, bei denen in unterschiedlicher Reihenfolge Lithographieschritte, Ätzschritte, CMP-Schritte, Schritte des Aufbringens von Materialien auf dem jeweiligen zu prozessierenden Wafer, oder auch Dotierungs- oder Implantationsschritte von Dotierungsatomen in den zu prozessierenden Wafer durchgeführt werden.
• Somit ergeben sich, wie in Fig. 2 durch Linien 202 dargestellt ist, welche den Weg eines Wafers oder eines Loses durch die Halbleiterchip-Produktionsanlage 200 darstellen. In der Halbleiterchip-Produktionsanlage 200 ist eine Vielzahl von Sensoren, welche den jeweiligen Teil-Produktionsanlagen 201 zugeordnet sind und eine noch größere Menge von Rohdaten, welche jeweils von den Sensoren erfasst werden und, wie im Weiteren näher erläutert wird, verarbeitet werden. Ein jeweiliger Sensor kann in eine jeweilige Maschine integriert sein (integrierter Sensor) oder separat an eine jeweilige Maschine angebaut sein (externer Sensor).
• Im Weiteren werden die Teil-Produktionsanlagen 201 auch als Maschinen 201 bezeichnet.
• Fig. 3 zeigt beispielhaft den Datenfluss für Daten, welche an einer Maschine 201 erfasst werden mittels eines integrierten oder mittels eines externen Sensors 301. Jeder Sensor 301, wobei eine beliebige Anzahl integrierter und/oder externer Sensoren vorgesehen sein können, erfasst die jeweils für ihn vorgegebenen Parameter der Maschine 201, beispielsweise physikalische oder chemische Zustände in einer Prozesskammer, die Position eines Roboterarms, etc.
• Der Sensor 301 ist über eine SECS-Schnittstelle 302, die eingerichtet ist zur Datenkommunikation gemäß den SECS- Standards mit einem lokalen Kommunikationsnetz (Local Area Network, LAN) 306 gekoppelt.
• Gemäß den SECS-Standards werden von dem Sensor 301 und der SECS-Schnittstelle 302 Dateien gemäß dem PDSF-Format (Process Data Standard Format) erzeugt, im Weiteren auch bezeichnet als PDSF-Dateien 303 sowie Protokolldateien 304, wobei die PDSF-Dateien 303 und die Protokolldateien 304 als Rohdaten in einem Speicher 307, gemäß diesem Ausführungsbeispiel für eine begrenzte Zeitdauer von vorzugsweise 6 Monaten, gespeichert werden.
• Gemäß diesem Ausführungsbeispiel enthalten die PDSF-Dateien 303 analoge Daten von bis zu 70 Kanälen, das heißt von bis zu 70 unterschiedlichen internen (d. h. integrierten) und/oder externen Sensoren 301, welche an einer Maschine 201 angebracht sein können. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden pro Monat und Maschine 201 ungefähr 150 MByte an Daten erzeugt und in dem Speicher 307 gespeichert.
• In den Protokolldateien 304 sind maschinenspezifisch unterschiedliche Daten gespeichert, beispielsweise eine Zeitangabe, Ereignisangaben über in der Maschine 201 aufgetretene Ereignisse, Alarme, logistische Daten. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden pro Monat und Maschine ungefähr 1 MByte an Daten in einer Protokolldatei 304 in dem Speicher 307 gespeichert.
• Die in dem Speicher 307 gespeicherten Rohdaten werden, wie im Weiteren näher erläutert, gruppiert, das heißt gefiltert und unterschiedlichen Algorithmen zugeführt, in Fig. 3 symbolisiert mittels eines Blocks 308 und bei Erfüllen eines vorgegebenen Alarm- oder Nachrichtenkriteriums wird ein Alarm oder eine Nachricht generiert und über eine Alarm- /Nachrichten-Sendeeinheit 309 über das lokale Kommunikationsnetz 306 und die SECS-Schnittstelle 302 an die Maschine 201, welche ebenso direkt mit der SECS-Schnittstelle 302 gekoppelt ist, oder an im Weiteren erläuterte Client- Computer 312 übertragen.
• Ferner werden aus den Rohdaten mittels der Filteralgorithmen Prozess-Kennzahlen generiert und in einer Oracle™-Datenbank 310 gespeichert, wie im Weiteren noch näher erläutert wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden pro Monat und Maschine ungefähr 6 MByte an Daten als Kennzahlen-Daten in der Datenbank 310 gespeichert.
• Unter Verwendung der Kennziffern werden mit unterschiedlichen Software-Tools, in Fig. 3 symbolisiert durch einen Block 311, statistische Analysen durchgeführt, Grafiken erzeugt, Berichte erstellt oder auch ein Modell über den Fertigungsprozess zur weiteren Simulation des Fertigungsprozesses bereitgestellt.
• Die entsprechenden Daten werden wiederum über das lokale Kommunikationsnetz 306 einer Vielzahl von Client-Rechnern 312 von Benutzern, beispielsweise von Maschinen-Ingenieuren, Prozess-Ingenieuren oder Produkt-Ingenieuren bereitgestellt, so dass diese unter Verwendung der Analysedaten entsprechende Maßnahmen zur Optimierung des Halbleiter-Fertigungsprozesses vornehmen können.
• Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden im Weiteren Maschinen 201 aus dem Bereich der Front-End-Prozessierung beschrieben, jedoch ist anzumerken, dass die Erfindung keineswegs auf den Bereich der Front-End-Prozesse beschränkt ist, sondern insbesondere alle Bereiche der Halbleiterchip-Fertigung betrifft.
• Wie oben erläutert worden ist, wird die Halbleiterchip- Produktionsanlage 200 im Bereich der Front-End-Prozesse gemäß diesem Ausführungsbeispiel in mehrere Prozess-Bereiche gruppiert, insbesondere in:
  
• - Physikalische Abscheidung aus der Gasphase (Physical Vapour Deposition, PVD),
• - Chemische Abscheidung aus der Gasphase (Chemical Vapour Deposition, CVD),
• - Epitaxie,
• - Lithographie-Verfahren,
• - Ätzverfahren, insbesondere Plasmaätzverfahren, Trockenätzverfahren, Nassätzverfahren, etc.
• Erfindungsgemäß wird innerhalb der Prozessbereiche der Front- End-Prozesse die Gruppierung der jeweils verwendeten Maschinen 201 so durchgeführt, dass alle Maschinen 201, die gemeinsam konfigurierbar bzw. abfragbar sein sollen, einer Maschinengruppe zugeordnet werden.
• Beispielsweise wird der Prozessbereich der chemischen Abscheidung aus der Gasphase in vier unterschiedliche Maschinengruppen, welche unterschiedliche Prozesse im Rahmen eines CVD-Verfahrens bereitstellen, untergliedert, nämlich in:
  
• - eine erste Maschinengruppe zur Abscheidung von TEOS,
• - eine zweite Maschinengruppe zur Abscheidung von Silan_1,
• - eine dritte Maschinengruppe zur Abscheidung von Silan_2,
• - eine vierte Maschinengruppe zum Abscheiden und zum Rückätzen von Wolfram (insbesondere Anlagen des Herstellers Applied Materials™).
• Die zweite und dritte Maschinengruppe unterscheiden sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel trotz des gleichen Einsatzgebietes hinsichtlich der protokollierten und gespeicherten Prozessparameter und der jeweils verwendeten Prozesse so stark, dass eine gemeinsame Konfigurierbarkeit und Abfragbarkeit der Maschinen in eine gleiche Maschinengruppe nicht sinnvoll wäre.
• Das oben dargestellte Beispiel zeigt, dass die Gruppierung der jeweiligen verwendeten Maschinen 201 stark abhängig ist von den Maschinen 201 selbst und ihrem jeweiligen Einsatzgebiet im Rahmen des entsprechenden Herstellungsprozesses.
• Figur zeigt die Rohdatenaufzeichnung in einem Blockdiagramm 400 mit sieben Maschinen 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407, welche über jeweils eine ihr zugeordnete SECS-Schnittstelle 408, 409, 410, 411, 412, 413, 414 mit jeweils einem Personal Computer 415, 416, 417, 418, 419, 420, 421 gekoppelt ist. Über die jeweilige SECS-Schnittstelle 408, 409, 410, 411, 412, 413, 414 übermittelt die Maschine 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407 bzw. der oder die integrierte(n) und/oder externen Sensoren, welche der Maschine 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407 zugeordnet sind, ermittelte Rohdaten an den jeweiligen Personal Computer 415, 416, 417, 418, 419, 420, 421, welche Personal Computer 415, 416, 417, 418, 419, 420, 421 die empfangenen Daten an einen Rohdaten-File-Server 422 übertragen. In dem Rohdaten-File-Server 422 werden die von dem Personal Computer 415, 416, 417, 418, 419, 420, 421 übermittelten Rohdaten in jeweils einer Mehrzahl elektronischer Dateien 423, 424, 425, 426, 427, 428, 429, die jeweils in einem jeweiligen Verzeichnis gespeichert werden, das jeweils einer Maschine oder Maschinenkomponente 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407 eindeutig zugeordnet werden, gespeichert.
• Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass in dem Rohdaten-File- Server 422 jeweils in einem Verzeichnis 423, 424, 425, 426, 427, 428, 429 nur die Rohdaten von genau einer Maschine oder Maschinenkomponente 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407 gespeichert sind, so dass eine eindeutige Zuordnung von in dem Rohdaten-File-Server 422 gespeicherten Dateien in den Verzeichnissen 423, 424, 425, 426, 427, 428, 429 zu den jeweils in den Verzeichnissen (Ordnern)423, 424, 425, 426, 427, 428, 429 gespeicherten Dateien erzeugenden Maschine 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407 möglich ist.
• In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass gemäß alternativen Ausgestaltungen der Erfindung auch nicht unbedingt eine 1 : 1-Zuordnung von SECS-Schnittstelle 408, 409, 410, 411, 412, 413, 414 zu einem Personal Computer 415, 416, 417, 418, 419, 420, 421 erforderlich ist, sondern auch allgemein mehrere Personal Computer für eine SECS- Schnittstelle oder ein Personal Computer für mehrere SECS- Schnittstellen vorgesehen sein kann.
• Fig. 5 zeigt anschaulich einen Ausschnitt aus einer Protokolldatei 304, welche von der Maschine und der SECS- Schnittstelle 302 jeweils generiert wird und die Extraktion von Kennzahlen aus der entsprechenden Protokolldatei 304.
• So wird zum Beispiel, wie in Fig. 5 gezeigt ist, aus der Angabe "Start Load - 17-ohne-4c" der zeitliche Beginn einer Prozessfolge einer Maschine ermittelt, nämlich gemäß der Protokolldatei 304 dem 14.08.1998 um 04:08:25.
• Die Zeit, in der eine Pumpe in einer Prozesskammer aktiviert ist, wird aus zwei Ereignissen aus der Protokolldatei 304 ermittelt, gemäß diesem Ausführungsbeispiel aus dem Ereignis "Load Chamber Pumpdown Started", welche zu einem ersten Zeitpunkt, nämlich 04:09:04 am 14.08.1998 begonnen hat und dem Ereignis "Load Chamber Pumpdown Done", protokolliert am 14.08.1998 um 04:32:19 durch Differenzbildung der beiden protokollierten Zeitpunkte generiert.
• Eine weitere Kennzahl, welche gemäß diesem Ausführungsbeispiel aus der Protokolldatei 304 extrahiert wird, ist die Angabe eines Rezeptes, gemäß diesem Ausführungsbeispiel des Rezepts mit der Bezeichnung "C3-MET- 1000".
• In den Fig. 6 und Fig. 7 ist ein Beispiel eines Ausschnitts einer PDSF-Datei 303 dargestellt, wobei
  
• - in einer ersten Spalte 601 eine Index-Angabe,
• - in einer zweiten Spalte 602 eine Rezeptangabe,
• - in einer dritten Spalte 603 eine Angabe der Kassette, in welcher sich der jeweilige Wafer befindet, auf den sich die protokollierte Angabe bezieht,
• - in einer vierten Spalte 604 eine Angabe des Slots, in welchem sich der jeweilige bezeichnete Wafer befindet,
• - in einer fünften Spalte 605 eine Losangabe, in der das Los angegeben ist, auf welches in den der Wafer enthalten ist, auf den sich die jeweilige Angabe bezieht,
• - in einer sechsten Spalte 606 eine Angabe des jeweiligen Verfahrensschritts angegeben ist, der zu diesem Zeitpunkt gerade durchgeführt wird, sowie
• - in dem Ausschnitt der PDSF-Datei in Fig. 7 in einer Zeitspalte 701 eine Zeitangabe, über weitere Spalten 702 und 703 jeweils Verknüpfungsangaben zur Indizierung der jeweiligen Zeile des Ausschnitts aus der PDSF-Datei 303 gemäß Fig. 6 angegeben ist, sowie in weiteren Spalten 704, 705, 706, 707 die Angabe eines jeweiligen Prozessschrittes (Step A, Step B) sowie die Angabe von in dem jeweiligen Schritt in der jeweiligen Prozesskammer herrschenden Drucks (Pressure_A, Pressure_B).
• Typischerweise werden ungefähr 50 unterschiedliche Parameter pro Maschine aufgezeichnet. Neben den Parametern wird, wie oben dargelegt, auch Losinformation gemeinsam mit logistischer Information protokolliert.
• So kann jeder Datenpunkt, das heißt jede Zeile in einer Protokolldatei 304 oder in einer PDSF-Datei 303 zeitlich eindeutig einem Los und entsprechender logistischer Information wie beispielsweise dem jeweils verwendeten Rezept, der jeweiligen Technologie oder der jeweils durchgeführten Operation in einer Prozesskammer durchgeführt werden.
• Physikalisch gleiche Parameter haben oft unterschiedliche Namen oder aufgrund unterschiedlicher Sensoren oder Versionen von Maschinen oder Sensoren werden gleiche Parameter oftmals in unterschiedlichen physikalischen Einheiten aufgezeichnet; so zeichnet beispielsweise eine erste Maschine den Druck in der Einheit Torr auf, aber eine zweite Maschine in der Einheit mTorr.
• Fig. 8 zeigt beispielhaft die Darstellung einer Maschine 800 mit einem Mainframe 801 und vier Prozesskammern 802, 803, 804, 805, die in gleicher Weise oder in unterschiedlicher Weise zur Durchführung gleicher oder unterschiedlicher Prozesse und Rezepte ausgestaltet sein können.
• Bezugnehmend auf die Fig. 4 und Fig. 9a bis Fig. 9c sind die gemäß diesem Ausführungsbeispiel vorgesehenen Maschinen 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407 Maschinen von drei unterschiedlichen Typen, einem in Fig. 9a dargestellten ersten Maschinentyp, einem in Fig. 9b dargestellten zweiten Maschinentyp sowie einem in Fig. 9c dargestellten dritten Maschinentyp.
• Die erste Maschine 401 und die zweite Maschine 402 werden erfindungsgemäß zu einer zweiten Maschinengruppe, gemäß diesem Ausführungsbeispiel eines ersten Maschinentyps gruppiert, wie in Fig. 9b dargestellt.
• Die Maschinen 401, 402 des ersten Maschinentyps sind eine Mehrkammeranlage der Firma Applied Materials™ vom Typ Centura™ mit vier Prozesskammern, einem Centura™-Mainframe sowie jeweils zwei Ladestationen zum Zuführen und Abführen von Wafern zu der Maschine hin bzw. von der Maschine weg.
• Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die erste Maschine 401 folgende Maschinenkomponenten auf, welche jeweils aufgrund gleicher oder ähnlicher Ausgestaltung in Komponententypen gruppiert sind:
  
• - eine erste Ladestation 901 als erste Ladekomponente bezeichnet mit A,
• - eine zweite Ladestation 902 als zweite Ladekomponente bezeichnet mit B,
• - ein Centura™-Mainframe 903 als Mainframe-Komponente bezeichnet mit MF (Komponente_1),
• - eine erste Prozesskammer A 904, eingerichtet als Abscheide-Prozesskammer, im Weiteren bezeichnet als Komponente_3,
• - eine zweite Prozesskammer B 905, eingerichtet ebenfalls als Abscheide-Prozesskammer, im Weiteren bezeichnet als Komponente_3,
• - eine dritte Prozesskammer C 906, eingerichtet als Rückätz-Prozesskammer, im Weiteren bezeichnet als Komponente_4,
• - eine vierte Prozesskammer D 907, eingerichtet als Rückätz-Prozesskammer, im Weiteren auch bezeichnet als Komponente_4.
• Die zweite Maschine 402 weist als Komponenten folgende Maschinenkomponenten auf, welche ebenfalls jeweils aufgrund gleicher oder ähnlicher Ausgestaltung in Komponententypen gruppiert sind:
  
• - eine erste Ladestation 911 des ersten Komponententyps A,
• - eine zweite Ladestation 912 des zweiten Komponententyps B,
• - ein Centura™-Mainframe MF 913 als Komponente_1,
• - eine erste Prozesskammer A 914, eingerichtet als Abscheide-Prozesskammer (Komponente_3),
• - eine zweite Prozesskammer B 915, eingerichtet ebenfalls als Abscheide-Prozesskammer (Maschinenkomponente_3),
• - eine dritte Prozesskammer C 916, eingerichtet als Rückätz-Prozesskammer (Maschinenkomponente_4),
• - eine vierte Prozesskammer D 917, eingerichtet ebenfalls als Rückätz-Prozesskammer (Maschinenkomponente_4).
• Somit sind die erste Maschine 401 und die zweite Maschine 402 aufgrund ihrer sehr ähnlichen Ausgestaltung und aufgrund der gleichen vorhandenen Maschinenkomponenten gleicher Maschinentypen Maschinenkomponententypen zu dem ersten Maschinentyp, das heißt einem Maschinentypen mit einer Mehrkammeranlage mit zwei Ladestationen, einem Mainframe und vier Prozesskammern, gruppiert.
• Die dritte Maschine 403 und die vierte Maschine 404 werden erfindungsgemäß zu einer zweiten Maschinengruppe, gemäß diesem Ausführungsbeispiel eines zweiten Maschinentyps gruppiert, wie in Fig. 9b dargestellt.
• Die dritte Maschine 403 und die vierte Maschine 404 sind Mehr-Prozessanlagen des Typs P5000 mit zwei Prozesskammern, einem P5000™-Mainframe sowie zwei Ladestationen.
• Die dritte Maschine 403 weist folgende Komponenten des jeweiligen folgenden Komponententyps auf:
  
• - Eine erste Ladestation 921 des Komponententyps A,
• - eine zweite Ladestation 922 des Komponententyps B,
• - ein P5000-Mainframe MF 923 als Komponente_2, das heißt als eine zweite Maschinentyp-Mainframe-Komponente,
• - eine erste Prozesskammer B 924, eingerichtet als Abscheide-Prozesskammer (Komponente_3), sowie
• - eine zweite Prozesskammer D 925, eingerichtet als Rückätz-Prozesskammer (Komponente_4).
• Die vierte Maschine 404 weist folgende Komponenten auf:
  
• - Eine erste Ladestation 931 des Komponententyps A,
• - eine zweite Ladestation 932 des Komponententyps B,
• - ein P5000™-Mainframe MF 933 als Komponente_2,
• - eine erste Prozesskammer A 934, eingerichtet als Abscheide-Prozesskammer als Maschinenkomponente_3,
• - sowie eine zweite Prozesskammer C 935, eingerichtet als Rückätz-Prozesskammer als Maschinenkomponente_4.
• Wie den obigen Ausführungen zu entnehmen ist, sind die dritte Maschine und die vierte Maschine 403 und 404 zu einer Maschinengruppe (gleicher Maschinentyp) gruppiert, da der Mainframe hinsichtlich der erforderlichen Funktionalität gleich ist, so dass eine gemeinsame Betrachtung der erzeugten Rohdaten hinsichtlich der gewünschten überwachten Daten und deren Analyse ohne Weiteres möglich ist.
• Die fünfte Maschine 405, die sechste Maschine 406 sowie die siebte Maschine 407 werden erfindungsgemäß zu einer dritten Maschinengruppe, gemäß diesem Ausführungsbeispiel eines dritten Maschinentyps gruppiert, wie in Fig. 9c dargestellt.
• Die Maschinen des dritten Maschinentyps sind jeweils eine Einkammer-Anlage mit jeweils einer Prozesskammer und nur einer Ladestation.
• Die fünfte Maschine 405 weist eine Ladestation 941 sowie eine Prozesskammer 942, eingerichtet als Abscheide-Prozesskammer (Komponente_3), auf.
• Die sechste Maschine 406 weist ebenfalls eine Ladestation 951 sowie eine Prozesskammer 952, ebenfalls eingerichtet als Abscheide-Prozesskammer (Komponente_3), auf.
• Die siebte Maschine 407 weist eine Ladestation 961 sowie eine Prozesskammer 962, ebenfalls eingerichtet als Abscheide- Prozesskammer (Komponente_3), auf.
• Es ist in diesem Zusammenhang anzumerken, dass die Zuordnung der jeweiligen Maschinenkomponente zu einem Maschinenkomponententyp (beispielsweise Komponente_2, Komponente_3, Komponente_4) eine physikalische Interpretation eines Fachmanns der jeweiligen Maschine ist, welche der entsprechenden Spezifikation der Maschine 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407 Rechnung trägt. Es ist anzumerken, dass die Zuordnung auch automatisiert erfolgen kann.
• Wie in Fig. 10 dargestellt ist, können erfindungsgemäß unterschiedliche Gruppierungsmöglichkeiten innerhalb einer Maschinengruppe in Betracht kommen.
• Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden die Maschinen unter dem Aspekt der Maschine selbst gruppiert oder unter dem Aspekt des Komponententyps.
• Werden die Maschine unter dem Aspekt der jeweiligen Maschine selbst und deren Eigenschaften gruppiert, so werden insbesondere folgende Gruppierungskriterien berücksichtigt:
  
• - Rohdatenaufzeichnung pro Maschine,
• - Maschinenspezifische Probleme,
• - Vor- bzw. Nachprozess auf einer Maschine.
• Werden die Maschinen hinsichtlich der in der jeweiligen Maschine enthaltenen Komponententypen gruppiert, so werden insbesondere folgende Zielsetzungen berücksichtigt:
  
• - Die identische Konfiguration für jeweils einen gleichen Komponententyp,
• - der Vergleich gleicher Komponententypen über verschiedene Maschinen hinweg.
• Fig. 10 verdeutlicht die unterschiedlichen Gruppierungsmöglichkeiten gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Fig. 11 zeigt in einer Gruppierungstabelle 1100 eine Zuordnung von Maschinen 1101, Maschinentypen 1102, Maschinenkomponenten 1103 sowie Maschinenkomponententypen 1104 innerhalb einer Maschinengruppe.
• Es ist in diesem Zusammenhang anzumerken, dass die Zuordnung sowohl automatisiert unter Verwendung entsprechender Computer-Programme, welche die Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Maschinen, der Maschinenkomponenten oder der von diesen erzeugten Daten automatisch auswerten können, als auch manuell durch einen Fachmann, der die jeweiligen Maschinen und Maschinenkomponenten oder die von diesen erzeugten Daten interpretiert, erfolgen kann.
• Fig. 11 zeigt in der Gruppierungstabelle 1100 ferner den Maschinen jeweils zugeordnete Parametersätze 1105, Rezeptsätze 1106 sowie Kennzahlsätze 1107, die im Weiteren noch näher erläutert werden.
• Bevor eine Definition der Kennzahlen möglich ist, werden über eine Zuweisungstabelle Unterschiede in Parameternamen und in physikalischen Einheiten, die von integrierten und/oder externen Sensoren verwendet werden, bereinigt.
• Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird pro Maschinenkomponente ein Parametersatz verwendet. Anders ausgedrückt, unterschiedlichen Maschinenkomponententypen sind unterschiedliche Parametersätze zugeordnet. Es können jedoch mehrere Komponenten auf den gleichen Parametersatz verweisen. Abhängig davon, wie unterschiedlich die Maschinen gleiche Parameter jeweils benennen und protokollieren, gibt es im Rahmen der jeweiligen Gruppierungstabelle 1100 entsprechend mehr oder weniger Parametersätze.
• Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden von jeder Maschine 201 pro Zeiteinheit, vorzugsweise pro Sekunde, folgende Parameter aufgezeichnet:
  
• - Eine Zeitangabe;
• - für einen Mainframe, falls dieser vorhanden ist, der in der Transferkammer des Mainframes herrschende Druck,
• - sowie für alle Prozesskammern zusätzlich:
• - eine Rezeptschrittnummer des gerade in der Kammer ablaufenden Rezepts,
• - für die Abscheidekammern zusätzlich:
• - eine Angabe über den in der Abscheidekammer herrschenden Gasfluss, sowie
• - eine Angabe über den in der Abscheidekammer herrschenden Kammerdruck,
• - für die Rückätz-Kammern:
• - eine Angabe über die in die jeweilige Rückätzkammer eingespeiste Leistung,
• - eine Angabe über die von der jeweiligen Rückätzkammer reflektierte Leistung.
• In den Fig. 12a bis Fig. 12g sind für die jeweiligen Maschinen 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407 die jeweiligen Rohdatenparameter 1201, die Komponententypen, 1202 auf den sich die Rohdatenparameterangabe 1201 beziehen sowie die Angabe der jeweiligen Parametersätze 1203, auf die sich die jeweilige Rohdatenparameterangabe 1202 bezieht.
• Zur Erläuterung der in den Fig. 12a bis 12g dargestellten Zusammenhänge werden im Weiteren einige Grundaspekte der Zuordnungen und Abbildungen kurz erläutert.
• So haben alle Parameter, die bei der Konfiguration kammerübergreifender Kennzahlen notwendig werden, für die erste Maschine 401 für die zweite Maschine 402 die gleichen Rohdatenparameternamen.
• Aus diesem Grund verweist die Mainframe-Komponente von der ersten Maschine 401 und die Mainframe-Komponente der zweiten Maschine 402 auf den gleichen Parametersatz, nämlich den ersten Parametersatz 1204 (vgl. Fig. 12a und Fig. 12b).
• Alle Parameter, die bei der Konfiguration kammerübergreifender Kennzahlen notwendig werden, haben gemäß diesem Ausführungsbeispiel für die dritte Maschine 403 und die vierte Maschine 404 unterschiedliche Rohdatenparameternamen.
• Aus diesem Grund verweist die Mainframe-Komponente der dritten Maschine 403 auf einen zweiten Parametersatz 1205 und die Mainframe-Komponente der vierten Maschine 404 auf einen dritten Parametersatz 1206 (vgl. Fig. 12c und Fig. 12d).
• Die erste Prozesskammer A 904 der ersten Maschine 401 und die erste Prozesskammer A 914 der zweiten Maschine 402 sind beide als Abscheide-Prozesskammern eingerichtet und verwenden, d. h. protokollieren die gleichen Rohdatenparameternamen. Somit verweisen die erste Prozesskammer A der ersten Maschine 401 und die erste Prozesskammer A der zweiten Maschine 402 auf einen gleichen Parametersatz, nämlich auf einen vierten Parametersatz 1207 (vgl. Fig. 12a und Fig. 12b).
• Die Zuordnung unterschiedlicher Rohdatenparameter zu unterschiedlichen Parametersätzen bzw. gleicher Rohdatenparameter zu gleichen Parametersätzen und ihre entsprechende Umbenennung in einen gemeinsamen Parameter ist maschinenabhängig und kann automatisch oder durch einen Fachmann manuell erfolgen.
• Die weiteren Zusammenhänge und die Verweise auf die weiteren Parametersätze erfolgen in gleicher, oben dargestellter Weise und werden aus diesem Grund nicht näher erläutert.
• Es ergibt sich somit bei entsprechender Zuordnung der einzelnen Maschinenkomponenten zu den einzelnen Parametersätzen die in Fig. 13 dargestellte Gruppierungstabelle 1300.
• Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden die Rohdatenparameternamen für alle Maschinentypen/Maschinen folgendermaßen umbenannt. Hierbei wird unterschieden zwischen Prozesskammer-bezogenen Rohdatenparameternamen und Prozesskammer-übergreifenden Rohdatenparameternamen.
• Die Prozesskammer-bezogenen Rohdatenparameternamen werden folgendermaßen umbenannt:
  
• - Zeit → TIME
• - Rezeptschrittidentifizierungsangabe, vorzugsweise Rezeptschrittnummer des gerade in der Prozesskammer ablaufenden Rezepts → STEP,
• - die Angabe des in der Prozesskammer herrschenden Gasflusses → Gas,
• - die Angabe des in der Prozesskammer herrschenden Kammerdrucks → DRUCK,
• - die Angabe der in die Prozesskammer eingespeisten Leistung → LEISTUNG-FW,
• - die Angabe der von der Prozesskammer reflektierten Leistung → LEISTUNG-BW.
• Die Prozesskammer-übergreifenden Rohdatenparameternamen werden wie folgt abgebildet:
  
• - Zeit → TIME,
• - Rezeptschrittidentifizierungsangabe, vorzugsweise Rezeptschrittnummer des gerade in der Prozesskammer ablaufenden Rezepts → STEP_A, STEP_B, STEP_C, STEP_D,
• - der in der Kammer herrschende Kammerdruck → DRUCK_A, DRUCK_B,
• - der in der Transferkammer herrschende Druck → TRANSFER_DRUCK.
• Diese Abbildung ist in den Tabellen in den Fig. 14, Fig. 15 und Fig. 16 dargestellt, bei denen die Rohdatenparameternamen 1401 eines Parametersatzes 1400 auf die oben dargestellten APC- Parameternamen 1402 abgebildet werden.
• Somit stellen die in den Fig. 14, Fig. 15 und Fig. 16 dargestellten Parametersätze jeweils die durchgeführte Abbildung der in den Parametersätzen vorgesehenen Rohdatenparameternamen auf die verwendeten APC- Parameternamen, wie oben dargelegt, dar.
• Auf diese Weise wird eine erhebliche Reduktion der verwendeten Parameternamen erreicht, ohne dass Informationsgehalt bei der Analyse der ermittelten Rohdaten verloren geht.
• Die Bearbeitung eines Wafers oder gleichzeitig mehrerer Wafer in einer Prozesskammer einer Maschine 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407 läuft üblicherweise in einem oder in mehreren Prozessschritten ab.
• Die zur Bearbeitung eines Wafers oder gleichzeitig mehrerer Wafer erforderlichen Prozessschritte werden zu Rezepten zusammengefasst.
• Jeder Prozessschritt, das heißt jeder Rezeptschritt hat eine dem Rezeptschritt jeweils eindeutig zugeordnete und diese charakterisierende Rezeptschrittnummer. Alternativ kann dem Rezeptschritt eine den Rezeptschritt ebenfalls eindeutig identifizierende Beschreibung zugeordnet sein.
• Die Rezeptnummer oder die Rezept-Beschreibung wird in der Rohdatendatei als Parameter "STEP" mitgeschrieben. In einer Prozesskammer einer Maschine 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407 laufen unterschiedliche viele Rezepte ab, üblicherweise zwischen 5 bis 10 in einer Chip-Produktionsanlage 200 zur Herstellung von Speicherchips und üblicherweise 50 bis 100 unterschiedliche Rezepte bei einer Chip-Produktionsanlage 200 zur Herstellung von Logik-Chips.
• Auch für unterschiedliche Rezepte eines Prozesskammertyps werden Gemeinsamkeiten und Unterschiede ermittelt und erfindungsgemäß ausgenutzt, um eine weitere Komprimierung der Rohdaten zu erreichen.
• Es ist in diesem Zusammenhang anzumerken, dass für gleiche Rezepte auch unterschiedliche Rezeptnamen verwendet werden können.
• Fig. 17 zeigt in Tabellen sieben Rezeptsätze 1701, 1702, 1703, 1704, 1705, 1706, 1707 sowie die Zuordnung der jeweiligen Prozesskammern der Maschinen 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407 zu den Rezepten, die in den jeweiligen Prozesskammern durchgeführt werden.
• Die Gemeinsamkeiten von Rezepten werden als verallgemeinerte Rezeptschritte erfindungsgemäß in der in Fig. 18 dargestellten Rezepttabelle 1800 zusammengeführt. Die Rezeptschrittnummern oder die Rezeptschrittbeschreibungen werden allgemein Rezeptschritten zugeordnet und somit zu Rezeptgruppen, d. h. einem jeweiligen Rezeptsatz, zusammengefasst. Es ist in diesem Zusammenhang anzumerken, dass unterschiedliche Rezeptsätze die gleichen verallgemeinerten Rezeptnamen haben können, beispielsweise Rezeptsatz_1, Rezeptsatz_2, . . ., Rezeptsatz_7, und können die verallgemeinerten Rezeptschritte, beispielsweise "Stab", "Main", "Cool" enthalten.
• Fig. 19 zeigt die Rezeptzuordnung zu den jeweiligen Rezeptsätzen für alle Abscheide-Prozesskammern der Maschinengruppe gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Auch diese Zuordnung kann automatisiert oder auch durch einen Fachmann manuell erfolgen unter Kenntnis der jeweils verwendeten Rezepte und der Eigenschaften der eingesetzten Maschinen und Prozesskammern.
• Fig. 19 zeigt die Rezeptkonfiguration für alle Abscheide- Prozesskammern der Maschinengruppe.
• Im Weiteren wird zur Verdeutlichung ein Teil der Zuordnung und das der Zuordnung zugrunde liegende Prinzip kurz erläutert.
• Für die erste Prozesskammer A der ersten Maschine 401 ist der "Hauptschritt" des Rezepts "Reci_1" die Rezeptschrittnummer 3, beim Rezept "Reci_3" ist dies jedoch die Rezeptschrittnummer 4. Bei einer anderen Maschine ist der Hauptschritt aller Rezepte mit "MAIN" bezeichnet. Die Zuordnung, welcher Rezeptschritt der jeweilige Hauptschritt des Rezepts ist, kann ebenfalls automatisiert unter Einsatz entsprechenden Vorwissens oder durch einen Fachmann manuell aufgrund einer physikalischen Interpretation des jeweiligen Prozessschrittes erfolgen.
• Über die in Fig. 19 dargestellten Zuweisungstabellen 1901, 1902, 1903, 1904, 1905 ist es nunmehr möglich, rezeptunabhängig Kennzahlen zu definieren, indem auf die verallgemeinerten Rezeptschritte verwiesen wird. Mit Hilfe der Rezepttabellen, das heißt der Zuweisungstabellen 1901, 1902, 1903, 1904, 1905 wird für jedes dort aufgeführte Rezept der verallgemeinerte Rezeptschritt eindeutig identifizierbar gespeichert.
• An unterschiedlichen Maschinen können gleiche Rezepte unterschiedlich bezeichnet sein.
• Mit Hilfe der Rezepttabellen 1901, 1902, 1903, 1904, 1905 wird es erfindungsgemäß möglich, diese Rezeptnamen so umzubenennen, dass gleiche Rezepte, welche auf verschiedenen Maschinen durchgeführt werden, in gleicher Weise bezeichnet werden, allgemein bedeutet dies, dass anschaulich Rezept- Meta-Bezeichnungen eingeführt werden, im Weiteren auch bezeichnet als APC-Rezepte.
• Die Abbildung und die Zuordnung von einem maschinenspezifischen Rezept auf ein APC-Rezept ist wiederum automatisiert möglich oder kann durch eine physikalische Interpretation von einem Fachmann erfolgen.
• Die weiteren in den Zuweisungstabellen 1901, 1902, 1903, 1904, 1905 dargestellten Schritte sind die der Stabilisierung der Verhältnisse in einer Prozesskammer ("STAB") und die Phase der Abkühlung der Prozesskammer nach durchgeführtem Hauptschritt ("COOL").
• In entsprechender Weise erfolgt die Rezeptkonfiguration für die in der Fig. 20 dargelegten Rezepte, welche in den Rückätz- Prozesskammern der Maschinengruppe durchgeführt werden.
• Die durchgeführten Prozessschritte und die entsprechenden Abbildungsvorschriften sind in den Zuweisungstabellen 2001, 2002 dargestellt. Es werden insbesondere die Verfahrensschritte des Anfahrens der Prozesskammer auf Prozessverhältnisse ("RAMP"), die Stabilisierung der Prozessverhältnisse in der Prozesskammer ("STAB"), das Ätzen als Hauptschritt des in der Prozesskammer ablaufenden Rezepts ("ETCH"), sowie das Zurückfahren des Zustandes der Prozesskammer auf Normalzustand ("RINSE") dargestellt.
• Somit werden für Rückätz-Prozesskammern gemäß diesem Ausführungsbeispiel drei verallgemeinerte Rezeptschritte definiert (STAB, MAIN, COOL) sowie für Abscheide- Prozesskammern vier allgemeine Rezeptschritte (RAMP, STAB, EDGE, RINSE) vorgesehen.
• Viele gleiche Rezepte mit unterschiedlichen maschinenspezifischen Rezeptnamen wurden erfindungsgemäß für die
  
• - Abscheide-Prozesskammern auf drei unterschiedliche APC- Rezeptnamen reduziert (gemäß diesem Ausführungsbeispiel erfolgt eine Reduktion von 8 maschinenspezifischen Rezeptnamen auf drei APC-Rezeptnamen): KOMP_3_REZEPT_1, KOMP_3_REZEPT_2, KOMP_3_REZEPT_3;
• - für Rückätz-Prozesskammern auf vier unterschiedliche APC-Rezeptnamen reduziert, nämlich KOMP_4_REZEPT_1, KOMP_4_REZEPT_2, KOMP_4_REZEPT_3, KOMP_4_REZEPT_4.
• Somit wird erfindungsgemäß auch eine erhebliche Reduktion hinsichtlich der verwendeten Rezepte und Rezeptnamen ermöglicht. Auf diese Weise können bei entsprechender Gruppierung die Maschinenkomponenten gleichen Typs mit gleichen Parametersätzen und gleichem Rezeptsatz zu einem gleichen Kennzahlensatz zusammengefasst werden, die gemeinsam einer in gleicher Weise ausgestalteten Analyse zugeführt werden können.
• Die Zuordnung von Maschinen, Maschinen-Typen, Maschinenkomponenten und Maschinenkomponententypen, Parametersätzen, Rezeptsätzen zu den jeweiligen Kennzahlensätzen sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer entsprechenden Zuweisungstabelle in 2100 in Fig. 21 dargestellt.
• Fig. 22 zeigt die entsprechende Kennzahlenkonfiguration für die Maschinenkomponente_1 und die Maschinenkomponente_2 bei zwei verschiedenen Mainframes.
• Wie der Zuweisungstabelle 2200 in Fig. 22 zu entnehmen ist, werden die jeweils ermittelten und gruppierten Daten einer statistischen Analyse unterzogen, beispielsweise der Überprüfung, ob die zu überwachenden Werte innerhalb eines vorgegebenen Zulässigkeitsintervalls der überwachten Werte liegen oder eine Mittelwertbestimmung der ermittelten Werte und die Überwachung des jeweiligen bestimmten Mittelwertes hinsichtlich der Zulässigkeit des Wertes verglichen mit vorgegebenen Sollkriterien. In der Zuweisungstabelle 2200 ist bestimmt, wie aus den Rohdaten, d. h. den Teil- Produktionsdaten (Daten pro Zeitintervalle) komprimierte Kennzahlen erzeugt werden, beispielsweise der statistische Mittelwert eines Parameters in einem bestimmten Rezeptschritt, die statistische Streuung dieses Parameters in einem bestimmten Rezeptschritt, etc.
• Auch kann eine Standardabweichung für die zu überwachenden Werte ermittelt werden und die Standardabweichung mit vorgegebenen Soll-Kriterien verglichen werden.
• Weichen die ermittelten Werte gemäß dem verwendeten Algorithmus von den Sollkriterien ab, so kann von einer zusätzlich vorgesehenen Alarm-Erzeugungseinheit eine Alarmmeldung erzeugt werden und dem Benutzer an dem Client- Computer 312 dargestellt werden, in welcher Alarm- Erzeugungseinheit ferner Alarm-Erzeugungskriterien gespeichert sind, die von der Alarm-Erzeugungseinheit angewendet werden.
• Weitere Kennzahlenkonfigurationen und die statistischen Analysen sind ferner für eine Rückätz-Prozesskammer in der Konfigurationstabelle 2300 in Fig. 23 und für eine Abscheide- Prozesskammer in der Konfigurationstabelle 2400 in Fig. 24 dargestellt.
• Im Weiteren wird eine kurze Zusammenfassung der erreichbaren Komprimierung an Produktionsdaten dargelegt:
  Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind sieben Maschinen in der Halbleiter-Produktionsanlage vorgesehen, die zu einer Maschinengruppe gruppiert sind. Auf jeder Maschine laufen gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen vier und sieben unterschiedliche Rezepte ab, welche ihrerseits jeweils zwischen drei und vier wesentliche Rezeptschritte haben. Pro Maschine werden zwischen vier und vierzehn unterschiedliche Rohdatenparameter erfasst und mitgeschrieben.
• Über die zuvor beschriebenen unterschiedlichen Zuweisungstabellen der Konfiguration von Kennzahlen ergibt sich folgende Reduktion:
  
• - Eine Reduktion der Parameter von 37 auf 13,
• - eine Reduktion der Rezeptnamen von 18 auf 7,
• - eine Reduktion der Rezeptschritte von 53 auf 7,
• - eine Reduktion von Kennzahlentabellen von 19 auf 3.
• Dies führt zu einer Gesamtreduktion von 670.662 zu erfassenden und zu überwachenden Parametern (37.18.53.19) auf nunmehr erfindungsgemäß nur noch 1.911 zu überwachende Parameter (13.7.7.3).
• Für eine übliche Halbleiterchip-Produktionsanlage, bei der angenommen wird, dass 50 Rohdatenparameter bei drei unterschiedlichen Softwareversionen verwendet werden sowie 50 Rezepte mit 10 bis 15 wesentlichen Rezeptschritten (bei zwei verschiedenen Maschinentypen, 50 komplett unterschiedlichen Rezepten) sowie mit 15 Maschinen in einer Produktionsanlage (4-Prozesskammern-Maschinen sowie mit zwei unterschiedlichen Prozesskammern) führt eine Reduktion von zu überwachenden Daten von ungefähr 10.000 : 1. Bezugszeichenliste 100 Blockdiagramm
  101 Gesamt-Herstellungsprozess
  102 Front-End-Prozesse
  103 Back-End-Prozesse
  104 Support-Elemente
  105 Prozesstechnologie und Prozessintegration
  200 Halbleiter-Chip-Produktionsanlage
  201 Halbleiter-Chip-Teil-Produktionsanlage/Maschine
  202 Linien
  300 Blockdiagramm
  301 Sensor
  302 SECS-Schnittstelle
  303 PDSF-Datei
  304 Protokolldatei
  305 Logistikdaten
  306 Lokales Kommunikationsnetz
  307 Speicher
  308 APC-Filter und Algorithmen
  309 Alarm-/Nachrichten-Sendeeinheit
  310 Datenbank
  311 Block
  312 Client-Computer
  400 Blockdiagramm
  401 Erste Maschine
  402 Zweite Maschine
  403 Dritte Maschine
  404 Vierte Maschine
  405 Fünfte Maschine
  406 Sechste Maschine
  407 Siebte Maschine
  408 SECS-Schnittstelle erste Maschine
  409 SECS-Schnittstelle zweite Maschine
  410 SECS-Schnittstelle dritte Maschine
  411 SECS-Schnittstelle vierte Maschine
  412 SECS-Schnittstelle fünfte Maschine
  413 SECS-Schnittstelle sechste Maschine
  414 SECS-Schnittstelle siebte Maschine
  415 Erster Personal Computer
  416 Zweiter Personal Computer
  417 Dritter Personal Computer
  418 Vierter Personal Computer
  419 Fünfter Personal Computer
  420 Sechster Personal Computer
  421 Siebter Personal Computer
  422 Rohdaten-File-Server
  423 Erste Datei
  424 Zweite Datei
  425 Dritte Datei
  426 Vierte Datei
  427 Fünfte Datei
  428 Sechste Datei
  429 Siebte Datei
  601 Erste Spalte
  602 Zweite Spalte
  603 Dritte Spalte
  604 Vierte Spalte
  605 Fünfte Spalte
  606 Sechste Spalte
  701 Zeitangabe
  702 Indexspalte
  703 Weitere Spalte
  704 Weitere Spalte
  705 Weitere Spalte
  706 Weitere Spalte
  707 Weitere Spalte
  800 Maschine
  801 Main Frame
  802 Prozesskammer
  803 Prozesskammer
  804 Prozesskammer
  805 Prozesskammer
  901 Erste Ladestation erste Maschine
  902 Zweite Ladestation erste Maschine
  903 Mainframe erste Maschine
  904 Erste Prozesskammer erste Maschine
  905 Zweite Prozesskammer erste Maschine
  906 Dritte Prozesskammer erste Maschine
  907 Vierte Prozesskammer erste Maschine
  911 Erste Ladestation zweite Maschine
  912 Zweite Ladestation zweite Maschine
  913 Mainframe zweite Maschine
  914 Erste Prozesskammer zweite Maschine
  915 Zweite Prozesskammer zweite Maschine
  916 Dritte Prozesskammer zweite Maschine
  917 Vierte Prozesskammer zweite Maschine
  921 Erste Ladestation dritte Maschine
  922 Zweite Ladestation dritte Maschine
  923 Mainframe dritte Maschine
  924 Erste Prozesskammer dritte Maschine
  925 Zweite Prozesskammer dritte Maschine
  931 Erste Ladestation vierte Maschine
  932 Zweite Ladestation vierte Maschine
  933 Mainframe vierte Maschine
  934 Erste Prozesskammer vierte Maschine
  935 Zweite Prozesskammer vierte Maschine
  941 Ladestation fünfte Maschine
  942 Prozesskammer fünfte Maschine
  951 Ladestation sechste Maschine
  952 Prozesskammer sechste Maschine
  961 Ladestation siebte Maschine
  962 Prozesskammer siebte Maschine
  1100 Zuweisungstabelle
  1101 Maschine
  1102 Maschinentyp
  1103 Maschinenkomponente
  1104 Maschinenkomponententyp
  1105 Parametersatz
  1106 Rezeptsatz
  1107 Kennzahlsatz
  1201 Rohdatenparameternamen
  1202 Maschinenkomponententyp
  1203 Parametersatz
  1204 Erster Parametersatz
  1205 Zweiter Parametersatz
  1206 Dritter Parametersatz
  1207 Vierter Parametersatz
  1300 Gruppierungstabelle
  1400 Parametersatz
  1401 Rohdatenparametername
  1402 APC-Parametername
  1701 Erster Rezeptsatz
  1702 Zweiter Rezeptsatz
  1703 Dritter Rezeptsatz
  1704 Vierter Rezeptsatz
  1705 Fünfter Rezeptsatz
  1706 Sechster Rezeptsatz
  1707 Siebter Rezeptsatz
  1800 Rezepttabelle
  1901 Zuweisungstabelle
  1902 Zuweisungstabelle
  1903 Zuweisungstabelle
  1904 Zuweisungstabelle
  1905 Zuweisungstabelle
  2001 Zuweisungstabelle
  2002 Zuweisungstabelle
  2100 Zuweisungstabelle
  2200 Zuweisungstabelle
  2300 Konfigurationstabelle
  2400 Konfigurationstabelle
  

Claims (9)

1. Verfahren zum Erfassen von Produktionsdaten in einer Produktionsanlage mit mehreren Teil-Produktionsanlagen,
bei dem von den Teil-Produktionsanlagen Teil- Produktionsdaten ermittelt und gespeichert werden,
bei dem anhand mindestens einer Gruppierungstabelle unter Zuordnung der Teil-Produktionsdaten zu Gruppen der Gruppierungstabelle die Teil-Produktionsdaten abgebildet werden auf komprimierte Teil-Produktionsdaten,
wobei in der Gruppierungstabelle
Maschinen der Teil-Produktionsanlagen zu mindestens einer Maschinengruppe gruppiert sind, oder
Maschinenkomponenten der Teil-Produktionsanlagen zu mindestens einer Maschinenkomponentengruppe gruppiert sind, oder
Herstellungsrezepte zu mindestens einer Rezeptgruppe gruppiert sind, oder
Herstellungsparameter zu mindestens einer Parametergruppe gruppiert sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem Teil-Produktionsdaten von Teil- Produktionsanlagen einer Chip-Produktionsanlage ermittelt und gespeichert werden, und
bei dem in der Gruppierungstabelle
Chip-Herstellungsrezepte zu mindestens einer Rezeptgruppe gruppiert sind, oder
Chip-Herstellungsparameter zu mindestens einer Parametergruppe gruppiert sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Teil-Produktionsdaten von den Teil- Produktionsanlagen zu einem zentralen Speicher übermittelt und dort in mindestens einer zentralen Datei gespeichert werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Maschinen zu Maschinengruppen gruppiert werden, welche ausreichend ähnliche Maschineneigenschaften aufweisen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Maschinenkomonenten zu Maschinenkomonentengruppen gruppiert werden, welche ausreichend ähnliche Maschinenkomponenteneigenschaften aufweisen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Herstellungsrezepte zu Rezeptgruppen gruppiert werden, welche ausreichend ähnliche Rezepte aufweisen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Herstellungsparameter zu Parametergruppen gruppiert werden, welche ausreichend ähnliche Herstellungsparameter aufweisen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die komprimierten Teil-Produktionsdaten einer statistischen Analyse unterzogen werden.

9. System zum Erfassen von Produktionsdaten in einer Produktionsanlage,
mit mehreren Teil-Produktionsanlagen, welche Teil- Produktionsdaten erzeugen,
mit mindestens einem Speicher zum Speichern der erzeugten Teil-Produktionsdaten,
mit einem mit dem Speicher gekoppelten Auswertungsrechner, welcher derart eingerichtet ist, dass anhand mindestens einer Gruppierungstabelle unter Zuordnung der Teil-Produktionsdaten zu Gruppen der Gruppierungstabelle die Teil-Produktionsdaten abgebildet werden auf komprimierte Teil-Produktionsdaten,
wobei in der Gruppierungstabelle
Maschinen der Teil-Produktionsanlagen zu mindestens einer Maschinengruppe gruppiert sind, oder
Maschinenkomponenten der Teil-Produktionsanlagen zu mindestens einer Maschinenkomponentengruppe gruppiert sind, oder
Herstellungsrezepte zu mindestens einer Rezeptgruppe gruppiert sind, oder
Herstellungsparameter zu mindestens einer Parametergruppe gruppiert sind.