JP2005520324A - 障害検出データを仲介するためのシステム - Google Patents

Abstract

情報の供給装置（１０２）と情報の使用装置（１０５）との間に結合された仲介装置を含む製造システムにおける情報を仲介する方法が開示される。製造システムは供給装置から第１フォーマットで情報を受信し、仲介装置（１０４）から使用装置に第２フォーマットで情報を送る。さらに、製造システムにおいて障害検出および分類データを仲介する方法であって、障害検出および分類データの供給装置と障害検出および分類データの使用装置との間に仲介装置を提供する方法が開示される。製造システムは供給装置から第１フォーマットで障害検出および分類データを受信し、仲介装置から使用装置に第２フォーマットで障害検出および分類データを送る。さらに、障害検出および分類データの供給装置と、障害検出および分類データの使用装置と、仲介装置とを含む製造システムが開示される。仲介装置は供給装置と使用装置との間に結合される。仲介装置は、供給装置に結合された供給部と使用装置（１３２）に結合された使用部（１３０）とを含む。供給部は供給装置から障害検出および分類データを受信する。使用部は使用装置に警報を供給する。

Description

本発明は一般に半導体の製造に関し、さらに詳細には障害検出データの仲介に関する。

製造プロセス、特に半導体の製造プロセスは一般に、処理工程と呼ばれる、多くのステップを包含している。これらの処理工程においては、通常厳格に調整された多くの入力を用いて適切な製造制御を維持している。

半導体装置の製造では、原料としての半導体材料からパッケージングされた半導体装置を製造するために独立した複数の処理工程を用いる。最初に半導体材料の成長から、半導体結晶の個別ウェハへのスライス、製造段階（デポジション、エッチング、イオン注入など）、パッケージングおよび完成したデバイスの最終試験までの様々な処理工程は互いに異なったものであり、それぞれ特化されている。従って、これらの処理工程は異なった制御方法を含む、製造領域または場所において実行される。

一般的に、ロットとも呼ばれる、半導体ウェハの集合に対して、１セットの処理工程が実行される。例えば、様々な材料から構成されるプロセス層をウェハ上に形成することができる。次に、ウェハ上にパターン化されたフォトレジストの層を形成できる。次に、周知のフォトリソグラフィー技術を用いて、プロセス層上にパターン化されたフォトレジストの層を形成できる。典型的には、次にパターン化されたフォトレジストをマスクとして用いて、プロセス層のエッチング処理が実行される。このエッチング処理は、プロセス層に様々な構造または物体を形成する。そのような構造は様々な目的、例えばトランジスタのゲート電極構造として使用できる。

半導体製造工場内の製造装置は一般的に製造フレームワークまたは、例えばコモン・オブジェクト・リクエスト・ブローカー・アーキテクチャ（コルバ、ＣＯＲＢＡ）のような共通のアーキテクチャを用いた処理モジュールのネットワークと通信を行う。通常、各製造装置は装置インターフェイスに結合される。装置インターフェイスは、製造ネットワークが結合されたマシンインターフェイスに結合されて、製造装置と製造フレームワークとの間の通信を促進する。このマシンインターフェイスは、アドバンスド・プロセス・コントロール（ＡＰＣ）システムの一部であってもよい。ＡＰＣシステムは制御スクリプトを発生し、それは製造プロセスを実行するのに必要なデータを自動的に取得するソフトウェアプログラムである。

実装の詳細からアプリケーションを切り離すために、ＣＯＲＢＡ規格はオブジェクト要求仲介（ORB, Object Request Broker）インターフェイスを定義し、それは様々なヘルパー機能、例えばオブジェクト参照（object reference）をストリング（string）に変換する、またはその逆、および動的呼び出し（dynamic invocation）インターフェイスを通じて行われた要求についての引数（argument）リストの生成などを提供する。ORBは、目標のオブジェクト実装に対してクライアントの要求を透過的に通信するための機構を提供する。ORBは論理的な存在であり、一以上のプロセッサまたはライブラリセットなどの様々な形態で実装することができる。ORBは、方法呼び出し（method invocation）の詳細からクライアントを切り離すことによって、分散プログラミングを単純化する。従って、クライアントの要求は、ローカル・プロシージャ・コールのように見える。クライアントがあるオペレーションを呼び出したとき、ORBはオブジェクト実装を見つけ、もし必要であればその実装を透過的に作動させて、そのオブジェクトにその要求を配送し、発呼者になんらかの応答を返す。

いくつかの製造装置はCORBAのようなアーキテクチャには準拠しない。そのような場合、そのアーキテクチャに従う装置と通信を行うことが重要になる。

発明の概要

一実施形態において、本発明は、情報の供給装置と情報の使用装置との間に結合された仲介装置を含む製造システムにおいて、情報を仲介する方法に関する。当該製造システムは、供給装置から第１フォーマットで情報を受信し、仲介装置から使用装置へ第２フォーマットで情報を送信する。

他の実施形態において、本発明は、製造システムにおいて障害検出および分類データを仲介する方法に関し、当該方法は障害検出および分類データの供給装置と障害検出および分類データの使用装置との間に結合される仲介装置を提供する。当該製造システムは、供給装置から第１フォーマットで障害検出および分類データを受信し、仲介装置から使用装置へ第２フォーマットで障害検出および分類データを送信する。

さらに他の実施形態において、本発明は、障害検出および分類データの供給装置、障害検出および分類データの使用装置、および仲介装置を含む製造システムに関する。仲介装置は供給装置と使用装置との間に結合される。仲介装置は供給装置に結合される供給部と、使用装置に結合される使用部とを含む。当該供給部は供給装置から障害検出および分類データを受信する。使用部は使用装置に対して警報（アラーム）を送る。

本発明は、添付の図面を参照することによりよりよく理解され、その数多くの目的、構造、および特長は当業者に明らかになるであろう。いくつかの図面を通して使用される同じ参照番号は同様のまたは類似の要素を指す。

図１は、半導体製造システム１００のブロック図である。半導体製造システム１００は仲介装置１０４および使用装置１０６を含む。仲介装置１０４は、障害検出および分類（FDC）仲介アーキテクチャなどの供給装置１０２と、FDC分析エンジンなどの使用装置１０６との間のインターフェイスを提供する。仲介装置１０４は、複数の特徴のうちの少なくとも一つを含む。さらに詳細には、仲介装置１０４はネットワーク・トランスポート独立特性、高いキャパシティ、適度のレイテンシ（待ち時間）特性、通信プロトコル独立特性、および同期・非同期データ交換特性を含む。

ネットワーク・トランスポート非依存特性は、仲介装置１０４が特定の通信プロトコルから独立して動作することを可能にし、それによって複数のプロトコルをサポートする。CORBAやSOAPなどの半導体製造システムによって使用されるプロトコルのいくつかはそれぞれの規格中でネットワーク・トランスポートからの独立（非依存）を定義している。TCP/IPプロトコルも、いくつかのベンダーがTCP/IPをサポートする通信プロトコルインターフェイスを供給していることから、望ましいプロトコルの一つである。

仲介装置１０４は数百個のセンサを、最小サンプリングレートを例えば５０ミリ秒においてサポートする。半導体製造システム１００は、５ミリ秒のレイテンシで、毎秒６００−８００ｋBの通信速度を提供する。従って、各センサは毎秒３−４ｋBのデータを送ることができる。

仲介装置１０４は３つのレイヤ、データレイヤ１１０、コマンド・プロトコル・レイヤ１１２および通信プロトコルレイヤ１１４を含む。通信プロトコルレイヤは必要に応じてプロトコルを変更することができる。

仲介装置１０４は、同期メッセージおよび非同期メッセージの両方を使用する。使用装置１０６は仲介装置１０４に使用装置１０６が希望するデータのタイプ、例えば装置ソース（tool source）など、を登録するが、サンプリングレートまで特定することはできない。デフォルトのサンプリングレートは実行時に供給装置１０２によって決定される。供給装置１０２は異なるサンプリングレートの要求を無視する選択もできる。

非同期データに対しては、装置インターフェイスのような供給装置１０２は、実行時に離れた供給装置によって決定されるようにデータを送信する。このデータは供給装置１０２から使用装置１０６にリモート・プロシージャ・コールとして（通信プロトコルレイヤ１１４を使用して）送信され、使用装置１０６は送信の成功を示すブール代数値を返す。同期データは仲介装置１０４を介して要求される。使用装置１０６は供給装置１０２のことをなにも知る必要はなく、すべての同期データ要求は仲介装置１０４を介して送られる。さらに、使用装置１０６は、使用装置１０６の登録されたフィルタに合わない同期データを要求することはできない。この制限により、ネットワークのトラフィックおよび仲介装置１０４の複雑さを限定している。例えば、もし使用装置１０６が装置Ｘからのデータを受信するように登録されているとすると、この使用装置は装置Ｙについてのサンプルプランを要求することはできない。

仲介装置１０４は、供給部１３０と使用部１３２の両方を含んでいる。使用部１３２は装置インターフェイス（ＥＩ）のような使用装置に警報を供給する。使用部１３０は、
同期および非同期のメッセージを１以上の供給装置から受信する。

コマンド・プロトコル・レイヤ１１２は複数のコマンドをサポートする。コマンド・プロトコル・レイヤによってサポートされるコマンドには、リストプラン（プラン一覧作成）コマンド、エクスポートプランコマンド、インポートプランコマンド、イネーブル／ディスエーブルプランコマンド、スタート／ストップコマンド、リストアベイラブルセンサ（利用可能なセンサ一覧）コマンド、エクスターナルイベント（外部イベント）コマンド、デリートプラン（プラン消去）コマンド、サブスクライブトゥープラン（プラン閲覧）コマンドおよびピング（ＰＩＮＧ）コマンドが含まれる。

リストプランコマンドは、与えられた装置、それらのバージョン、およびそれらの現在の状態（イネーブル、ディスエーブル、アクティブまたはアイドル）についての利用可能なデータの収集プランを返す。エクスポートプランコマンドは、そのプランの詳細を返す。インポートプランコマンドはあるアプリケーションによって生成されたプランまたは他の同様な装置からのプランを受け入れる（データ収集プランの装置間またはチャンバ間のコピーを可能にする）。イネーブル／ディスエーブルプランコマンドはあるプランをイネーブルまたはディスエーブルにする入力を受け付ける。ディスエーブルにされたプランについては、あるプランをいつ呼び出すかを決めるロジックは評価されない。スタート／ストップコマンドによって、データサーバの外にあるイベントがある特定のプランの開始または停止を引き起こす（トリガー）ために使用できる。プランはこれらのイベントを受け入れるように構成される必要がある。つまり、プランのロジックがこれらのイベントを監視する。リストアベイラブルセンサコマンドは、装置から利用可能なセンサのリストを返す。センサエイリアスオブジェクトが、状態変数識別子（Status Variable Identifier, SVID）に対立するものとして提供される。従って、サードパーティーのクライアントは、それら独自の収集プランを定義することができる。エクスターナルイベントコマンドは、例えばデータ収集プランをイネーブルまたはディスエーブルにするために使用可能な、または収集速度ロジックを変更するのに使用可能な自己定義外部イベントを受け付ける。デリートプランコマンドは、ディスエーブルされたプランを削除するためのコマンドを受け付ける。サブスクライブトゥープランコマンドによって、供給装置は、あるプランがデータを収集しているときに、離れた使用装置からデータを受け取るための要求を受け付ける。複数の使用装置が同じプランを閲覧することができる。ピング（ping）コマンドによって、供給装置は、反対側の接続がまだ生きているかどうか、そして良好であるかどうかを判断することができる（そして、アプリケーション間のネットワークレイテンシも決定できる場合もある）。

データレイヤ１１０はデータスキーマを含む。データレイヤ１００のデータスキーマはセンサデータ、イベント（例えば、装置イベント、装置警報、分析エンジン警報、またはカスタムイベント）、データ収集プラン、および仕様情報を表す。このデータスキーマおよびコマンド・プロトコル・レイヤ１１２は拡張可能である。

データ収集プランは使用装置１０６に２つの方法、仲介装置１０４への登録の際に設定されるフィルタリング可能なヘッダ、および同期メッセージのうちの一つを用いて実装される。複数の使用装置には複数のデータ収集プランが登録される。もし、任意の時点において、使用装置１０６において異なったデータ収集プランが使用されるのであれば、使用装置１０６はそれ自身の登録を解除し、プランを変更し、そして次に仲介装置１０４に対してそれ自身を再登録する。好適には、この再登録プロセスは最小サンプリングレートよりも長くはならない。

指定されたデータ収集プランは、収集対象のセンサのリスト（フィルタリング可能なヘッダで送信される）、センサのデータを収集する周波数（同期メッセージを介して送信される）、供給装置１０２がどのように非同期データを送信するかを決定することができる条件付き規則、および履歴と変更制御のためのバージョン情報を含む。

供給装置の複雑さを減らすために、収集プランはオンザフライでは変更されない。しかしながら、収集プランを変更することができる手順は複数存在する。例えば、仲介装置１０４はいくつかの使用装置に異なった条件付き規則を登録することができる。仲介装置１０４は使用装置の登録を解除することができ、次に異なったプランで使用装置を再登録することができる。仲介装置１０４は特定のプランによって使用装置を生成することができ、次に仲介装置がそのプランをアクティベートしたいときにその使用装置を登録し、必要がなくなったときにプランの登録を解除することができる。

図２は、本発明に従ったシステム１００のブロック図である。半導体ウェハ２２０が処理装置２１０ａ，２１０ｂにおいて、ネットワーク２２３を介して供給される複数の制御入力信号、または製造パラメータを用いて処理される。制御入力信号または製造パラメータは、コンピュータシステムＡ３０からマシンインターフェイス２１５ａ，２１５ｂを介して処理装置２１０ａ，２１０ｂに送られる。第１および第２マシンインターフェイス２１５ａ，２１５ｂは処理装置２１０ａ，２１０ｂの外部に位置する。別の実施形態では、第１および第２マシンインターフェイス２１５ａ，２１５ｂは処理装置２１０ａ，２１０ｂの内部に位置する。半導体ウェハ２２０が複数の処理装置２１０に供給され、それらから搬出される。半導体ウェハ２２０は処理装置２１０に自動化されたかたちで供給することができる（例えば、半導体ウェハ２２０のロボット搬送）。一実施形態では、複数の半導体ウェハ２２０がロットとして（例えば、カセット内に積み重ねられて）処理装置２１０に搬送される。

プロセスコントローラ２１２は、配線２２３によって、制御入力信号または製造パラメータを第１および第２マシンインターフェイス２１５ａ，２１５ｂに送る。プロセスコントローラ２１２は処理動作を制御する。プロセスコントローラ２１２は配線２２３に制御入力信号を生成するために製造モデルを採用する。この製造モデルは、配線２２３によって処理装置２１０ａ，２１０ｂに送られる複数の制御入力パラメータを決定する、製造レシピを含む。

製造モデルは特定の製造プロセスを実装するプロセススクリプトおよび入力制御を定義する。処理装置「Ａ」２１０ａを対象とした配線２２３の制御入力信号（または制御入力パラメータ）は、第１マシンインターフェイス２１５ａによって受信され、処理される。処理装置「Ｂ」２１０ｂを対象とした配線２２３の制御入力信号は、第２マシン２１５ｂによって受信され、処理される。半導体製造プロセスにおいて使用される処理装置２１０ａ，２１０ｂの例は、ステッパ、エッチング処理装置、デポジション装置などである。

処理装置２１０ａ，２１０ｂによって処理される１以上の半導体ウェハ２２０は、計測データの取得のためにオフライン計測装置２５０に送ることも可能である。オフライン計測装置２５０は光学的データ取得装置、オーバーレイ誤差測定装置、クリティカルディメンジョン測定装置などであってもよい。一実施形態においては、１以上の処理された半導体ウェハ２２０はオフライン計測装置２５０によって検査される。さらに、処理装置２１０ａ，２１０ｂ内の統合計測装置２５２によっても計測データを収集することができる。

統合計測装置２５２およびオフライン計測装置２５０からのデータはデータ分析ユニット２６０によって収集することができる。計測データは、ウェハ２２０上に形成されたデバイスの様々な物理的かつ電気的特性に関するものである。例えば、計測データは配線幅の測定値、トレンチの深さ、サイドウォールの角度、厚み、抵抗などに関して取得可能である。上述したように、データ分析ユニット２６０は、計測装置２５０，２５２によって取得されたデータを整理し、分析し、すでに検査した特定の半導体ウェハ２２０に対して相関させる。

データ分析ユニット２６０は、蓄積および／または分析用にアクセスさせるために、統合計測装置２５２およびオフライン計測装置２５０から、データ（インラインタイプの計測データを含む）およびオフライン計測データをそれぞれデータベース２５４に送る。オフラインおよび統合データを含むデータは、装置状態データ２７０およびプロセス状態データ２７２のような他のデータとともにデータベース２５４において受信される。データベース２５４は、このデータを対応する装置状態データおよび／またはプロセス状態データに相関させることができ、それによって障害検出分析のためにこのデータを拡張または縮小する。データベース２５４はさらに仲介装置１０４を介してデータを送信および受信することもできる。

データベース２５４からのデータは、データベース２５４からのデータに基づく障害検出分析を実行するために、データ分析ユニット２６０によって取り出すことが可能である。障害検出ユニット２８０はプロセスコントローラ２１２に障害検出データを供給し、プロセスコントローラ２１２は半導体ウェハ２２０の製造プロセスの運転を改善するために障害検出データ／分析を使用することができる。データ分析ユニット２６０はソフトウェアの機能として実現してもよいし、ハードウェアの回路および／またはコンピュータシステムに組み込まれるスタンドアローンのユニットまたは複数のユニットのファームウェアコンポーネントであってもよい。

図３において、システムがスタートするときに、仲介装置１０４はＯＲＢ３１０を初期化する。一実施形態において、ＯＲＢ３１０はＯｒｂｉｘタイプのＯＲＢである。仲介装置がＯＲＢを初期化した後、供給装置１０２がＯＲＢを初期化する。供給装置がＯＲＢ３１０を初期化した後、クライアント（つまり、使用装置）がＯＲＢ Ｂ２０を初期化する。

仲介装置１０４，供給装置１０２および使用装置１０６がＯＲＢを初期化した後、供給装置１０２が、RegisterAsSupplierコールを使用して供給装置１０２として仲介装置１０４に登録を行う。供給装置１０２が仲介装置１０４に登録をした際に、マッチングするそれぞれの使用装置１０６について、仲介装置１０４は供給装置に対して使用装置の情報をaddConsumerコールを介して提供する。このaddConsumerコールはidlストリング（例えば、ObjeRef:string(idl)）を介して属性（attribute）を提供する。すでにこの仲介装置１０４を登録している使用装置１０６が存在しうるので、仲介装置１０４はこの情報を供給装置に提供する。

仲介装置１０４が供給装置１０２に使用装置の情報を提供した後、使用装置１０６は仲介装置１０４を使用装置として登録する。次に、仲介装置１０４はaddConsumerコールを介して、新しく登録された使用装置１０６の供給装置１０２に報知する。

登録プロセスの後、装置は、ｘｍｌデータストリングを使用したpublishDataToAllConsumerコマンドを用いて、仲介装置１０４を介して供給装置に対してデータを発行する。さらに、使用装置１０６は、ｘｍｌデータストリングを使用したpublishDataToConsumerコマンドを用いて、供給装置１０２からのデータを使用することができる。

図４を参照して、ＦＤＣシステム４００は仲介装置１０４を用いて様々なデータ供給装置１０２、データ使用装置１０６および分析エンジン４１０の間のインターフェイスを提供する。ＦＤＣシステム４００は、ＦＤＣデータ供給装置１０２，ＦＤＣデータ使用装置１０４、データ記憶装置４２１および分析エンジン４１０とともに、装置４２０および装置インターフェイス４２２を含む。装置４２０は、例えば、センサ４２８およびオブジェクトベースの装置モデル（object based equipment model, OBEM）４２９を含む。ＦＤＣシステム４００の各部分は、ＦＤＣデータ仲介装置１０４を介してＦＤＣシステム４００のデータ記憶装置４２１と相互に作用する。

＜別実施形態＞
その他の実施形態は添付の特許請求の範囲に記載されている。
例えば、図５は、仲介装置５０４を含む他のシステムＤ００のブロック図である。システム５００では、供給装置１０２ａと使用装置１０６ａとはＣＯＲＢＡプロトコルに従って通信する。アダプタ５４０ａ、５４０ｂは仲介装置５０４がどのようなプロトコルで取り扱えるようにする。これらのアダプタ５４０ａ，５４０ｂは仲介装置５０４のコンパイルされた、またはランタイム版として追加することができる。このシステムでは、仲介装置５０４が初期配置された後でも、追加のプロトコルを仲介装置５０４に追加することが可能である。
アダプタ５４０ａ，５４０ｂによって取り扱いうる現存のプロトコルの例としては、ＳＯＡＰ（simple object access protocol）、ＩＢＭが提供するＭＱシリーズプロトコル、ＨＴＴＰ（HyperText Transport Protocol）がある。従って、仲介装置５０４は現存のプロトコルを取り扱うだけでなく、追加のプロトコルを取り扱う能力をも提供する。
さらに、例えば、化学濃度または分子センサなどのアドオン装置センサも供給装置として登録可能である。

本発明に従った半導体製造システムのブロック図。 半導体製造システムのブロック図。 仲介装置を使用するシステムの動作を示す流れ図。 仲介装置を使用する障害検出および分類システムのブロック図。 仲介装置を使用する他の半導体製造システムのブロック図。

Claims (9)

1. 障害検出および分類データの供給装置と障害検出および分類データの使用装置とを含む製造システムであって、
   前記供給装置と前記使用装置との間に結合され、前記供給装置に結合された供給部と使用装置に結合された使用部とを含み、前記使用部は前記供給装置から障害検出および分類データを受信し、前記使用部は前記使用装置に警報を供給することを特徴とする製造システム。
2. 前記仲介装置はさらにデータレイヤを含み、前記データレイヤはデータスキーマを含む、請求項１記載の製造システム。
3. 前記データスキーマは、センサデータ、イベント、データ収集プランおよび構成情報のうち少なくとも一つを表す、請求項２記載の製造システム。
4. 前記イベントは、装置イベント、装置警報およびカスタムイベントのうちの少なくとも一つを含む、請求項３記載の製造システム。
5. 前記データレイヤは拡張可能である、請求項２記載の製造システム。
6. 前記仲介装置は複数のコマンドをサポートするコマンド・プロトコル・レイヤをさらに含む、請求項１記載の製造システム。
7. 前記複数のコマンドは、リストプランコマンド、エクスポートプランコマンド、インポートプランコマンド、イネーブル／ディスエーブルプランコマンド、スタート／ストップコマンド、リストアベイラブルセンサコマンド、エクスターナルイベントコマンド、デリートプランコマンド、サブスクライブトゥープランコマンドおよびピングコマンドのうちの少なくとも一つを含む、請求項６記載の製造システム。
8. 前記コマンド・プロトコル・レイヤは拡張可能である、請求項６記載の製造システム。
9. 前記製造システムは半導体材料を加工し、
   半導体材料を加工するプロセスは前記仲介装置との通信に応じて変更される、請求項１記載の製造システム。

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