KR100970493B1

KR100970493B1 - 로트 및 툴 헬스 계량들에 근거하여 로트들의 제조를 스케줄링하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100970493B1
Application number: KR1020047008980A
Authority: KR
Inventors: 리스코스키메튜에스.
Original assignee: 어드밴스드 마이크로 디바이시즈, 인코포레이티드
Priority date: 2001-12-12
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2010-07-16
Also published as: JP4662711B2; EP1454200A2; AU2002348125A1; TW200301918A; TWI269347B; WO2003050628A3; WO2003050628A2; JP2005512221A; CN1333312C; DE60208236T2; EP1454200B1; DE60208236D1; KR20040066891A; US6978187B1; CN1596390A

Abstract

제조 흐름을 스케줄링하기 위한 방법은 공정 흐름 내에서 다수의 제조 물품들을 공정하는 것을 포함한다. 물품 헬스 계량들은 상기 다수의 제조 물품들의 적어도 서브셋에 관하여 결정되고, 툴 헬스 계량은 상기 공정 흐름 내의 다수의 툴들(30 내지 80)에 관하여 결정된다. 상기 제조 물품들은 상기 물품 헬스 계량들 및 상기 툴 헬스 계량들에 근거하여 상기 툴들(30 내지 80)내의 공정을 위하여 스케줄링되고, 제조 시스템(10)은 공정 흐름 내에서 다수의 제조 물품들을 공정하기 위한 다수의 툴들(30 내지 80), 물품 헬스 모니터(130), 툴 헬스 모니터(150) 및 스케줄링 서버(90)를 포함한다. 상기 물품 헬스 모니터(130)는 상기 다수의 제조 물품들의 적어도 서브셋에 관한 물품 헬스 계량들을 결정하도록 구성되고, 상기 툴 헬스 모니터(150)는 상기 다수의 툴들(30 내지 80)의 적어도 서브셋에 관한 툴 헬스 계량들을 결정하도록 구성되고, 상기 스케줄링 서버(90)는 상기 물품 헬스 계량 및 상기 툴 헬스 계량에 근거하여 상기 툴들(30 내지 80) 내에서 공정을 위한 상기 제조 물품들을 스케줄링하도록 구성된다.

Description

로트 및 툴 헬스 계량들에 근거하여 로트들의 제조를 스케줄링하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SCHEDULING PRODUCTION LOTS BASED ON LOT AND TOOL HEALTH METRICS}

본 발명은 반도체 디바이스 제조 분야에 관한 것으로, 특히 로트 및 툴의 헬스(즉, 건전성) 계량들을 기반으로 로트들의 제조를 스케줄링하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

반도체 산업에서 예를 들어, 마이크로프로세서, 메모리 다바이스 등과 같은 집적 회로 디바이스들의 품질, 신뢰성 및 작업 처리량을 증가시키고자 하는 노력이 지속적으로 이루어지고 있다. 이러한 노력은 더욱 신뢰성 있게 동작하는 고 품질 컴퓨터들 및 전자 디바이스들에 대한 소비자들의 요구에 의해 촉진되고 있다. 이러한 요구들은 트랜지스터들을 통합한 집적된 회로 디바이스들의 제조 뿐만 아니라, 트랜지스터들과 같은 반도체 디바이스들의 제조에 있어 계속적인 발전을 가져왔다. 또한, 전형적인 트랜지스터의 부품의 제조상 결함을 줄임으로써 트랜지스터들을 통합한 집적 회로 디바이스들의 비용 뿐만 아니라 각 트랜지스터의 전체 비용을 또한 줄이게 된다.

일반적으로, 일련의 공정 단계들이 포토리소그라피 스테퍼들, 식각 툴들, 증착 툴들, 연마 툴들, 빠른 열적 공정 툴들, 주입 툴들 등을 포함하는 다양한 공정 툴들을 이용하여 웨이퍼 상에서 수행된다. 반도체 공정 라인의 동작을 향상기키기 위한 한 기술은 다양한 제조 툴들의 동작을 자동적으로 제어하는 공장 전체의 제어 시스템 사용을 포함한다. 제조 툴들은 제조 체제(framework)나 공정 모듈들의 네트워크와 통신한다. 각 제조 툴은 일반적으로 장치 인터페이스에 연결된다. 상기 장치 인터페이스는 상기 제조 툴과 상기 제조 체제 사이의 통신을 용이하게 하는 기계 인터페이스에 연결된다. 상기 기계 인터페이스는 일반적으로 진보된 공정 제어(APC : advanced process control) 시스템의 일부가 될 수 있다. 상기 APC 시스템은 제조 모델에 근거하여 제어 스크립트(control script)를 개시(initiate)하는 바, 제어 스크립트는 제조 공정을 실행하는데 필요한 데이터를 자동적으로 검색하는 소프트웨어 프로그램일 수 있다. 종종, 반도체 디바이스들은 다양한 공정들에 관한 다양한 제조 툴들을 통해 진행되고 상기 공정된 반도체 디바이스들의 품질에 관련된 데이터를 발생한다. 선공정 및/또는 후공정 측정 데이터가 툴들에 관한 공정 제어기들에 제공된다. 후공정 결과들이 가능한 타겟 값에 가까이 이루어지도록 하기 위해, 동작법(operating recipe) 파라미터들이 성능 모델 및 측정 정보에 근거하여 공정 제어기들에 의해 계산된다. 이러한 방법으로 변동을 줄이게 되면, 증가된 작업 처리량, 감소된 비용, 보다 향상된 디바이스 성능 등을 가져오는데, 이 모두는 수익성을 증가시킨다.

전형적인 반도체 제조 시설에서, 웨이퍼들은 그룹(로트(lots)라고도 언급됨)으로 처리된다. 임의의 로트 내의 웨이퍼들은 일반적으로 동일한 처리 환경에 놓인다. 어떤 툴 내에서 로트 내의 웨이퍼들 모두는 동시에 처리되고, 다른 툴들 내에서 웨이프들은 개별적으로 처리되지만, 동일한 상태 하에서(예를 들어, 동일한 동작 레시피를 이용하여) 처리된다. 전형적으로, 많은 웨이퍼들이 그 공정 사이클의 시작에서 우선권을 할당받는다. 우선권은 로트 내의 웨이퍼들의 수 또는 테스트나 실험 로트로서의 그 상태를 기초로 하여 할당될 것이다.

임의의 공정 단계에서, 공정될 준비에 있는 모든 로트들의 상대적으로 할당된 우선권들이 비교된다. 자격있는 로트들 중 어느 것이 공정을 위해 선택될 것인지를 결정하는데 다양한 법칙들이 적용된다. 예를 들어, 같은 우선권을 가진 두 개의 로트들에 관해, 종종 로트들 중 오래된 것은 후속 공정에 해당하는 것으로 정해진다. 웨이퍼들의 테스트의 경우, 즉 일반적으로 감소된 수의 웨이퍼들을 포함하는 경우에 있어서, 로트는 공정의 성능 또는 최종 디바이스들의 성능을 향상시키려는 시도에서 하나 이상의 실험적 공정 단계들 또는 방법 적응들의 적용을 받는다. 실험적인 파라미터들을 사용하여 규칙적인 제조 로트들의 제조를 개시하기에 앞서, 테스트 로트 내의 웨이퍼들의 최종 특성들에 근거하여 변화들의 효율성을 먼저 테스트하는 것이 필요하다. 그래서, 테스트 로트는 다른 제조 로트들에 앞서 상대적으로 높은 우선권을 할당받아, 그 공정이 보다 빨리 완료되게 된다. 특정한 우선권이 할당되었음에도, 법칙들은 본래 고정적이고 미리 정해져 있다. 일반적으로 특정 로트의 우선권은 예를 들어, 제조 로트로부터 테스트 로트로 그 상태가 변화하지 않는 한, 그 공정 사이클 동안 변하지 않는다.

제조 단계 동안, 다양한 일들이 발생하여 제조되는 디바이스들의 성능에 영향을 미치게 된다. 즉, 제조 공정 단계들에서 변화들이 디바이스 성능 변화를 가져온다. 피처(feature) 임계 범위, 도핑 레벨들, 접촉 저항, 입자 오염 등과 같은 팩터들 모두는 디바이스의 최종 성능에 잠재적으로 영향을 준다. 디바이스들은 전형적으로 등급 측정에 의해 평가되는데, 이는 디바이스의 시장 가치를 효율적으로 결정한다. 일반적으로, 디바이스가 높은 등급을 받을수록 디바이스가 더욱 가치있어진다.

소정의 공정 단계에서, 하나 이상의 공정 툴들이 요구된 공정을 수행하는데 유효하다. 다양한 툴들이 로트 상에서 같은 공정을 수행할 수 있지만, 툴들이 같은 레벨의 숙달(즉, 툴 헬스)에서 동작하는 것은 아니다. 예를 들어, 하나의 툴이 세척 사이클들 사이의 간격의 끝 근처에서 동작될 수 있다. 어떤 경우에, 툴이 그 세척 간격의 끝 가까이에 있을 때, 툴 내에서 공정되는 웨이퍼들은 그 세척 간격의 시작끝 근처에서 동작하는 툴과 비교하여 높은 입자 오염 율을 보일 것이다. 높은 입자 오염율은 툴 내에서 공정되는 웨이퍼들의 그 등급 또는 제조량을 강등시킬 수 있다. 툴 유효성 및 로트 우선권에 근거하여 공정 라인을 통해서 로트들을 스케줄링하게 되면, 높은 등급 및 제조량을 가진 로트가 낮은 툴 헬스를 가진 툴 내에서 공정되게 됨으로써, 결과적으로 로트의 등급 또는 제조량의 감소를 가져온다.

본 발명은 전술된 문제점들 중 일부 또는 전부를 해결하거나 적어도 그에 대한 노력들을 줄이기 위한 것이다.

본 발명의 일 양상이 제조 흐름 스케줄링을 위한 방법에서 보여진다. 이 방법은 공정 흐름의 다수의 제조 물품들을 공정하는 단계를 포함한다. 물품 헬스 계량이 적어도 다수의 제조 물품들의 서브셋에 관하여 결정된다. 툴 헬스 계량들이 공정 흐름의 다수의 툴들에 관하여 결정된다. 제조 물품들이 물품 헬스 계량들 및 툴 헬스 계량에 근거하여 툴에서 공정을 위하여 스케줄링된다.

본 발명의 다른 양상이 공정 흐름에서 다수의 제조 물품들의 공정을 위한 다수의 툴들, 물품 헬스 모니터, 툴 헬스 모니터 및 스케줄링 서버를 포함하는 제조 시스템 내에서 보여진다. 물품 헬스 모니터는 적어도 다수의 제조 물품들의 서브셋에 관한 물품 헬스 계량들을 결정하도록 구성된다. 툴 헬스 모니터는 적어도 다수의 툴들의 서브셋에 관한 툴 헬스 계량들을 결정하도록 구성된다. 스케줄링 서버는 물품 헬스 계량들 및 툴 헬스 계량들에 근거하여 툴들의 공정을 위한 제조 물품들을 스케줄링하도록 구성된다.

본 발명은 첨부 도면들과 관련하여 다음의 설명을 참조함으로써 이해될 수 있으며, 이 첨부 도면들에서 동일한 참조부호들은 동일한 요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 하나의 예시적 실시예에 따른 제조 시스템의 단순화된 블럭도이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로트 및 툴 헬스에 근거하여 제조 로트를 스케줄링하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.

본 발명은 비록 다양한 수정과 대안적인 형태들이 가능하지만, 본 명세서에서는 발명의 특정한 실시예를 예로서 도면에 도시하였으며, 이에 대해 자세히 설명될 것이다. 그러나, 도면 및 이에 대한 상세한 설명은 본 발명을 개시된 특정 예로만 제한하도록 의도된 것은 아니며, 오히려 첨부된 청구항에 의해 정의되는 것처럼 본 발명의 정신 및 범위 내에 드는 모든 변형, 균등물 및 대안들을 포괄하도록 의도된 것이다.

이하, 본 발명의 예시적인 실시예들이 설명된다. 명확성을 위하여, 본원에서는 실제 구현시의 모든 특징들을 다 설명하지는 않는다. 어떠한 실제 실시예의 전개에 있어서, 구현마다 변하게 되는 시스템 관련 및 사업 관련 제약들과의 호환성과 같은 개발자의 특정한 목표들을 달성하기 위해서는 다수의 실시별 특정한 결정들이 이루어져야 한다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, 이러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적이지만, 그럼에도 불구하고 본원의 개시의 이익을 갖는 당업자에게 있어서는 일상적인 일이라는 것을 알 수 있을 것이다.

도 1에서 예시적인 제조 시스템(10)의 단순화된 블럭도가 제공된다. 예시적인 실시예에서, 제조 시스템(10)이 반도체 디바이스들의 제조에 적당하다. 본 발명이 반도체 제조 설비 내에서 구현되는 것으로서 설명되나, 본 발명이 그렇게 제한되는 것이 아니고 다른 제조 환경들에도 적용 가능할 것이다. 본 장에서 설명된 기술들은 마이크로프로세서, 메모리 디바이스들, 디지털 신호 프로세서들, 주문형집적회로(ASIC : application-specific integrated circuit)들 또는 다른 유사한 디바이스들을 포함하나 이에 제한되지 않는, 다양한 제조 물품들에 적용될 것이다. 기술들은 또한 반도체 디바이스들이 아닌 제조 물품들에 응용될 수 있다.

네트워크(20)는 제조 시스템(10)의 다양한 구성 요소들과 상호 연결되어 그들로 하여금 정보를 교환하게 한다. 예시적인 제조 시스템(10)은 다양한 툴들(30 내지 80)을 포함한다. 툴들(30 내지 80) 각각은 네트워크(20)와 인터페이스하기 위한 컴퓨터(도시되지 않음)에 연결될 것이다. 툴들(30 내지 80)은 영문자 첨자들로 표시된 바와 같이, 유사한 툴들의 세트로 그룹화된다. 예를 들어, 툴들(30A 내지 30C)의 세트는 포토리소그라피 스테퍼와 같은 특정한 형태의 툴들을 나타낸다. 특정 웨이퍼 또는 웨이퍼의 로트는 그것이 제조됨에 따라서 툴들(30 내지 80)을 통해서 진행되는데, 각 툴(30 내지 80)은 공정 흐름 내에서 특정한 기능을 수행한다. 반도체 디바이스 제조 환경에 관한 예시적인 공정 툴들은 측정 툴, 포토리소그라피 스테퍼, 식각 툴, 증착 툴, 연마 툴, 빠른 열공정 툴, 주입 툴 등을 포함한다. 툴들(30 내지 80)은 단지 예시적인 목적을 위하여 그룹화하여 랭크 앤드 파일로 설명된다. 실제의 구현에서, 툴들은 임의의 순서로 그룹화되어 정렬될 것이다. 또한, 특정한 그룹화 내에서 툴들 사이의 연결은 툴들 사이의 상호연결들이 아닌, 단지 네트워크(20)와의 연결들을 나타냄을 의미할 수 있다. 본 발명이 제조 물품들의 로트들을 스케줄링하도록 구현되는 것으로서 설명되지만, 개별적인 제조 물품들의 스케줄링에 또한 이용될 수 있다.

제조 실행 시스템(MES : manufacturing execution system) 서버(90)가 제조 시스템(10)의 고 레벨 운용을 관리한다. MES 서버(90)는 제조 시스템(10), 즉 로트들, 툴들(30 내지 80) 내의 다양한 엔티티들의 상태를 모니터하고 공정 흐름을 통하여 제조 물품, 즉 반도체 웨이퍼의 로트들의 흐름을 제어한다. MES 서버(90)는 또한 스케줄링 서버로서 언급된다. 데이터베이스 서버(100)가 공정 흐름의 다양한 엔티티들 및 제조 물품의 상태에 관련된 데이터를 저장하기 위하여 제공된다. 데이터베이스 서버(100)는 하나 이상의 데이터 스토리지(110) 내에 정보를 저장한다. 상기 데이터는 선공정 및 후공정 측정 데이터, 툴 상태들, 로트 우선권 등을 포함한다. 제조 시스템(10)은 또한 워크스테이션(140)에서 실행되는 로트 헬스 모니터(130) 및 워크스테이션(160)에서 실행되는 툴 헬스 모니터(150)를 포함한다. 하기에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 로트 헬스 모니터(130)는 공정되는 로트들에 대한 로트 헬스 계량들을 발생하여 그들을 데이터 스토리지(110)내에 저장한다. 툴 헬스 모니터(150)는 제조 시스템(10)내의 툴들(30 내지 80)에 대한 툴 헬스 계량들을 발생하여 그들을 데이터 스토리지(110)에 저장한다.

MES 서버(90)는, 툴들(30 내지 80)을 통하여 로트들에 관한 공정 루트들을 결정하기 위하여, 제조 하의 로트들의 추정된 성능 등급 및/또는 제조량(즉, 로트 헬스 계량들) 및 툴들(30 내지 80)의 헬스(즉, 툴 헬스 계량들)에 관련된 데이터 스토리지(110) 내의 정보에 액세스한다. 도 1의 다른 컴퓨터들 또는 워크스테이션들 사이에 공정 및 데이터 저장 기능의 분포는 일반적으로 독립 및 중앙적인 정보 저장을 제공하도록 진행된다. 물론, 다른 수의 컴퓨터들 및 다른 배열이 사용될 수 있다.

제조 시스템(10) 내에서의 사용에 적당한 예시적인 정보 교환 및 공정 제어 체제는 KLA 텐코(Tencor), 인크(Inc.)사에 의해 제공되는 촉매 시스템(Catalyst system)을 사용하여 구현되는 바와 같은, 진보된 공정 제어(APC : Advanced Process Control) 체제이다. 상기 촉매 시스템은 국제 반도체 설비 및 물질(Semiconductor Equipment and Materials International)("SEMI") 컴퓨터 집적 제조(Computer Integrated Manufacturing)("CIM") 체제 호환 시스템 기술들을 사용하고 APC 체제에 기초한다. CIM(SEMI E81-0699 - CIM 체제 도메인 아키텍처에 대한 가 사양) 및 APC(SEMI E93-0999 - CIM 체제 진보된 공정 제어 구성요소에 대한 가 사양) 사양은 SEMI로부터 공개적으로 입수할 수 있는데, 이는 캘리포니아주 마운틴 뷰에 본부를 두고 있다.

본 발명 부분들 및 대응하는 상세한 설명은 소프트웨어 구현 기술, 알고리즘 및/또는 컴퓨터 메모리 내에서 데이터 비트들의 동작에 대한 심볼 표현에 의해 제공된다. 이러한 설명들 및 표현들은 이 기술분야의 당업자들이 이 기술분야의 당업자들에게 그들의 연구 내용을 가장 효율적으로 전달하기 위한 것이다. 알고리즘은, 이 용어가 본원에서 사용될 때와 일반적으로 사용될 때, 원하는 결과에 이르는 단계들의 일관성 있는 순서(sequence)라고 생각된다. 상기 단계들은 물리량의 물리적 조작을 필요로 하는 것들이다. 보통, 반드시 그런 것은 아니지만, 이 물리량은 저장, 전송, 결합, 비교 및 기타 방법으로 처리될 수 있는 광, 전기 또는 자기 신호의 형태를 취한다. 주로 공통 사용의 이유로, 이들 신호들을 비트, 값, 요소, 기호, 문자, 용어(term), 번호 또는 이와 유사한 것들로 지칭하는 것이 흔히 편리하다고 증명되었다.

그러나, 이들 및 유사한 용어들 모두는 적절한 물리량과 관련된 것이며, 단지 이들 물리량에 적용된 편리한 라벨일 뿐임을 명심해야 한다. 특정하게 다른 규정이 없는 한 즉, 논의로부터 명백할 때, "프로세싱(processing)" 또는 "컴퓨팅(computing)" 또는 "계산" 또는 "결정" 또는 "디스플레이" 또는 이와 유사한 용어들은 컴퓨터 시스템의 레지스터들 및 메모리들 내의 물리량, 전자량들로 나타낸 데이터를, 그 컴퓨터 시스템의 메모리들 또는 레지스터들 또는 다른 이러한 정보 저장, 전송 또는 디스플레이 장치들 내의 물리량으로 유사하게 나타낸 다른 데이터로 조작 및 변환시키는 컴퓨터 시스템 또는, 유사한 컴퓨팅 디바이스의 동작 및 프로세스를 나타낸다.

다양한 측정 정보가 로트들의 제조 동안 수집된다. 예를 들어, 트랜지스터 게이트 임계 치수들, 입자 오염, 공정 층 두께 등과 같은 물리적 크기들이 로트 헬스 모니터(130)에 의해 성능 등급 및 제조량의 특정한 추정에 상호관련된다. 웨이퍼의 전기적 테스트 예를 들어 구동 전류, 유효 채널 길이, 유전 상수 등과 같은 직접적인 성능 측정 크기가 또한 성능 등급 및 제조량에 관련된 정보를 제공한다. 등급된 변수의 본질 뿐만 아니라 등급을 추정하기 위하여 로트 헬스 모니터(130)에 의해 이용되는 임의의 측정 정보는, 제조되고 있는 임의의 제조 물품 및 그 물품들에 관한 시장에 따라 변하게 된다. 예를 들어, 메모리 디바이스는 마이크로프로세서와는 다르게 등급이 매겨진다.

예시적인 실시예에서, 로트 헬스 모니터(130)는 추정된 등급 및 제조량에 근거하여 로트 헬스 계량을 발생하나, 다른 실시예에서는 로트 헬스 계량이 다른 품질 계량들 또는 그들의 다른 조합에 근거할 수 있다. 예를 들어, 로트 헬스 계량은 단지 제조량에만 근거로 할 수 있다.

임의의 로트에 관한, 넓게 로트 헬스라고 언급되는, 추정된 등급 및/또는 제조량은 그 공정 사이클 동안 변하게 된다. 예를 들어, 증착 툴들은 전형적으로 세척 사이클들 사이의 부산물 축적의 증가를 겪게 된다. 그래서, 세척 사이클이 수행된 뒤에 즉시 공정된 웨이퍼들은 세척 사이클의 수행 바로 전에 공정된 웨이퍼들 보다 적은 입자 오염을 갖는다. 만일 임의의 로트가 세척 사이클들 사이의 시간 주기 끝 근처에서 증착 툴을 통과하여 지나간다면, 증착된 공정 층 내의 입자 오염은 상대적으로 높을 것이다. 이러한 입자 오염은 공정 층의 절연 특성을 감소시켜서 로트 내의 디바이스들의 예상 등급의 감소를 가져온다. 증가된 입자 오염은 소트 회로들의 수를 증대시킴으로써 또한 로트에 관한 보다 낮은 예측 제조량을 가져온다. 반면에, 만일 웨이퍼들의 로트가 세척 사이클이 수행된 바로 뒤에 증착 툴 내에서 공정된다면, 그 추정 로트 헬스 계량은 증가한다. 추정 로트 헬스 상의 유사한 영향이 다른 툴 내의 공정의 영향들로부터 생긴다.

제조 시스템(10)을 통과하여 지나가는 임의의 로트에 관해 수집된 선공정 및 후공정 측정 정보는 추정 로트 헬스 계량을 동적으로 갱신하기 위해 로트 헬스 모니터(130)에 의해 이용된다. 공정 흐름 내의 다양한 단계들에서, 후공정 측정 정보가 경험적 로트 헬스 모델(135)에 근거하여, 추정 로트 헬스 계량에 상호관련된다. 로트 헬스 계량이 갱신되는 공정 흐름 내의 임의의 포인트들은 임의의 구현에 의존한다. 예시적인 로트 헬스 조정 포인트는 게이트 전극이 형성된 후에, 즉 게이트 전극 물리적 크기들에 근거하거나, 제 1 금속 층이 형성된 후에, 즉 구동 전류 또는 유효 채널 길이에 근거하거나, 층간 유전층이 형성된 후에, 즉 측정된 유전 상수에 근거하거나, 활성 소스/드레인 영역들의 형성된 후에, 즉 크기에 근거하여, 주입 및 열적 어닐링 후에, 즉 측정 벌크 저항성, 트랜지스터 임계 전압, 구동 전류, 주입 도즈 및 주입 에너지, 주입 어닐링 타임 및 주입 어닐링 온도에 근거하여 등등을 포함한다. 로트 헬스 모델(135)은 다양한 추정 포인트들에서 수집된 정보에 근거하여 로트 헬스 계량들을 추정하기 위한 다수의 개별적 모델들을 실제로 포함한다.

물리적 및 전기적인 많은 다른 측정들(measurements)이 로트 헬스 계량을 결정하기 위해 로트 헬스 모니터(130)에 의해 이용될 수 있다. 망라적이 아닌, 물리적 측정들의 리스트는 트랜지스터 게이트 임계 범위, 공정 층 두께, 입자 오염 계수 및 트랜지스터 활성 영역 범위를 포함한다. 망라적이 아닌, 전기적 측정들의 리스트는 트랜지스터 유효 채널 길이, 구동 전류, 절연 층 유전 상수, 트랜지스터 오버랩 전기용량, 국부 재료 저항율, 트랜지스터 임계 전압, n-채널 대 p-채널 구동 전류비, 오프 상태 트랜지스터 누설 전류, 전하 운반 이동 양 및 발진기 테스트 회로 주파수를 포함한다. 또한 공정 파라미터들은 또한 로트 헬스 계량들의 추정을 위해 사용된다. 망라적이 아닌, 공정 파라미터들의 리스트는 주입 도오즈와 주입 에너지 및 어닐링 온도와 어닐링 시간을 포함한다.

툴 헬스 모니터(150)는 툴들(30 내지 80)에 관한 툴 헬스 계량을 결정하기 위하여 모니터된 툴(30 내지 80)의 공정 런 동안 툴 상태 추적(tool state trace) 데이터를 수집한다. 임의의 툴(30 내지 80)의 헬스를 모니터하기 위한 한 기술은 툴 내의 웨이퍼들의 공정 동안 툴의 예상 동작 파라미터들을 예상하기에 적합한 다변의 툴 헬스 모델(155)의 사용을 포함한다. 만일 실제 툴 파라미터들이 예측 툴 파라미터들에 가깝다면, 툴은 높은 헬스 계량을 가진다고, 즉 툴이 예상한 바와 같이 동작한다고 언급된다. 예상된 툴 파라미터들 및 실제 툴 파라미터들 간의 차이가 넓어질수록 툴 헬스 계량은 감소한다. 만일 툴 헬스 계량이 소정의 임계치 아래로 떨어지면, 툴을 수리하거나 교정하기 위해 정비(maintenance) 절차가 수행될 것이다. 만일 툴 헬스 계량이 충분히 저조하면, 등급이 낮은 상태에서 툴에 의해 공정된 웨이퍼들은 의심되거나 또는 재제작되어야 하는 것으로 간주된다.

전형적으로, 툴(30 내지 80)의 동작 파라미터들의 예측을 위하여 사용되어, 툴(30 내지 80)의 헬스를 측정하는 툴 헬스 모델(115)은 임의의 툴(30 내지 80) 및 웨이퍼들의 공정을 위하여 툴(30 내지 80)에 의해 사용되는 기분 동작법을 근거로 한다. 따라서, 각 툴(30 내지 80)은 툴(30 내지 80)상에서 런하는 기본 동작법들 각각을 위한 개별적인 툴 헬스 모델(155)을 가진다. 예시적인 툴 헬스 모니터 소프트웨어 응용은 캐나다 벤쿠버 브리티시 콜럼비아 나나이모의 트라이언트 인코포레이션(Triant, Inc.)에 의해 제공되는 모델웨어(ModelWare^TM)이다. 툴 헬스를 모니터하기 위한 예시적인 시스템이 Elfido Coss Jr. , Richard J. Markle, and Patrick M. Cowan에 의한 미국 특허 출원 번호 09/863,822의 제목 "툴 헬스 모니터링 방법 및 장치"("METHOD AND APPARATUS FOR MONITORING TOOL HEALTH")에 설명되는데, 이는 본 출원의 양수인으로 양도되었으며, 참고문헌으로서 본원에 인용한다.

MES 서버(90)가 공정하기 위한 임의의 로트를 스케링줄하려 할 때, 그 특정 로트에 관한 로트 헬스 계량 및 유효 툴들(30 내지 80)에 관한 툴 헬스 계량들을 데이터 스토리지(110)로부터 검색한다. 로트 헬스 계량들 및 툴 헬스 계량들의 평가시, MES 서버(90)에 의해 만들어진 특정한 결정 트리는 실시 형태에 따라 달라진다. 예시적인 실시예에서, 만일 로트 헬스 계량이 소정의 한계 즉, 아마 높은 값의 로트보다 커진다면, MES 서버(90)는 데이터 스토리지(110)로부터 유효한 툴들(30 내지 80)에 관한 헬스 계량들을 검색한다. MES 서버(90)는 상대적으로 높은 툴 헬스 계량을 가진 툴(30 내지 80)로 로트를 스케줄링하려 한다. 임계치 아래의 로트 헬스 계량들을 가진 로트들에 관해, 로트 우선권, 에이지(age), 툴 유효성에 근거한 표준 스케줄링 기술이 사용된다.

가중계(weighted system)가 또한 임계치 대신으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 스케줄링을 요구하는 로트들은 그들의 우선권, 에이지 및 로트 헬스와 같은 팩터들에 근거한 스코어(score)를 수신한다. 물론, 다른 팩터들 또는 적은 팩터들이 로트들을 스코어하는데 사용될 수 있다, 즉, 단지 로트 헬스 계량만이 사용될 수 있다. MES 서버(90)는 그 후 그들의 스코어 및 유효한 툴들(30 내지 80)에 관련한 툴 헬스 계량에 근거하여 스케줄링한다. 더 높은 스코어를 가진 로트들이 더 높은 툴 헬스 계량을 가진 툴들(30 내지 80)에 스케줄링될 것이다(즉, 할당될 것이다). 높은 헬스 계량들을 가진 로트들은 또한 한번에 하나 이상의 로트를 공정하는데 적합한 툴(30 내지 80)(예컨대 노(furnace))에서의 공정을 위한 배치들(batches)에서 서로 그룹화될 수 있다.

로트들을 스케줄링할 시, MES 서버(90)는 항상 모든 로트들을 최고의 툴 헬스 계량들을 가진 툴들(30 내지 80)에 높은 로트 헬스 계량을 가지고 스케줄링될 수는 없다. MES 서버(90)는 병목 상태의 발생을 피하기 위하여 스케줄링 결정을 평가하는데, 병목 상태에서는 높은 로트 헬스 계량들을 가진 모든 로트들이 가장 좋은 실행 툴(30 내지 80)에 의해 공정되려 한다. 상기에서 언급된 가중계는 병목에 관한 가능성을 줄이는데 사용 가능하다. 예를 들어, 만일 두 개의 로트들이 같은 로트 헬스 계량을 가진다면, 더 높은 우선권을 가진 로트가 더 좋은 실행 툴(30 내지 80)에 스케줄링될 것이다. 다른 예에서, 만일 두 개의 로트들이 같은 로트 헬스 계량들을 가지나 로트들 중 하나가 더 높은 추정 등급을 가진다면, 그 하나의 더 가치있는 디바이스들의 제조량을 유지하기 위해 그 하나가 우선권을 수신한다.

도 2에서, 본 발명의 다른 예시적 실시예에 따른 로트 및 툴 헬스에 근거하여 제조 로트들을 스케줄링하기 위한 방법의 단순화된 흐름도가 도시된다. 블럭(200)에서, 반도체 웨이퍼들과 같은 다수의 제조 물품들이 다수의 툴들(30 내지 80)을 포함하는 공정 흐름 내에서 공정된다. 블럭(210)에서 물품 헬스 계량이 적어도 다수의 제조 물품들의 서브셋에 관하여 결정된다. 물품 헬스 계량들은 등급 및 제조량과 같은 팩터들에 근거하여 결정된다. 블럭(220)에서, 툴 헬스 계량들이 적어도 다수의 툴들의 서브셋에 관하여 결정된다. 블럭(230)에서 제조 물품들이 물품 헬스 계량 및 툴 헬스 계량들에 근거하여 툴에서 공정되도록 스케줄링된다.

상기에서 언급된 바와 같이, 제조되는 반도체 디바이스들에 관한 로트 헬스 계량을 결정하는 것 및 툴들(30 내지 80)의 툴 헬스 계량들에 근거하여 제조 시스템(10)을 통한 디바이스들의 흐름을 스케줄링하는 것은 많은 잇점을 갖는다. 높은 로트 헬스를 갖는 로트들의 가치는 후속 공정 동안 유지될 수 있다. 높은 가치의 로트를 확인함으로써 그리고 높은 수행 툴들 내에서 그들을 공정함에 의해 그들의 가치를 보호하고자 함으로써, 제조된 디바이스들의 품질이 향상되고, 그에 따라 제조 시스템(10)의 수익성이 증가될 수 있다.

상기 개시된 특정 실시예들은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명은 서로 다르지만, 본원의 가르침의 이득을 갖는 이 기술분야의 당업자들에게 명백한 등가적인 방식으로 변경 및 실행될 수 있다. 또한, 본 발명은 본원에 도시된 구조 또는 설계의 세부적인 사항들에 한정되지 않으며, 하기의 청구항들에 의해서만 정의된다. 따라서, 상기 개시된 특정 실시예들은 본 발명의 청구 범위 내에서 변동 또는 변경될 수 있다. 그러므로, 본원에서 보호받고자 하는 권리는 하기의 청구항들에서 정의된다.

Claims

공정 흐름에서 다수의 제조 물품들을 공정하는 단계와;

상기 다수의 제조 물품들의 적어도 서브셋에 대한 물품 헬스 계량들을 결정하는 단계와;

상기 공정 흐름에서 다수의 툴들에 대한 툴 헬스 계량들을 결정하는 단계와; 그리고

상기 물품 헬스 계량들 및 상기 툴 헬스 계량들에 근거하여, 상기 툴들에서의 공정을 위해 상기 제조 물품들을 스케줄링하는 단계를 포함하며,

여기서, 상기 물품 헬스 계량들을 결정하는 단계는,

상기 공정 흐름에서 다수의 제조 물품들의 특성들을 측정하는 단계와; 그리고

상기 측정된 특성들에 근거하여, 상기 다수의 제조 물품들에 대한 상기 물품 헬스 계량들을 추정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 물품 헬스 계량들을 추정하는 단계는 등급 파라미터와 생산량 파라미터 중 적어도 하나를 추정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 특성들을 측정하는 단계는 상기 제조 물품들의 물리적 특성을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 제조 물품들은 반도체 디바이스들을 포함하며, 상기 물리적 특성을 측정하는 단계는 트랜지스터 게이트 임계 치수, 공정 층 두께, 입자 오염 계수, 트랜지스터 활성 영역 치수 중 적어도 하나를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 특성들을 측정하는 단계는 주입량 및 주입 에너지와 어닐링 온도 및 어닐링 시간 중 적어도 하나를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 특성들을 측정하는 단계는 상기 제조 물품들의 전기적 특성을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 제조 물품들은 반도체 디바이스들을 포함하고, 상기 전기적 특성을 측정하는 단계는 트랜지스터의 유효 채널 길이, 구동 전류, 절연층 유전 상수, 트랜지스터 중첩 용량, 영역 물질 저항성, 트랜지스터 임계 전압, n-채널 대 p-채널의 구동 전류 비, 오프-상태 트랜지스터 누설 전류, 전기 전하 캐리어 이동도 측정, 발진기 테스트 회로 주파수 중 적어도 하나를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제조 물품들이 상기 공정 흐름을 통해 진행될 때, 주기적으로 상기 제조 물품들의 특성들을 측정함과 아울러, 상기 물품 헬스 계량들을 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 다수의 제조 물품들을 공정하는 단계는 다수의 마이크로프로세서, 다수의 메모리 디바이스, 다수의 디지털 신호 처리기, 다수의 주문형 집적회로(ASIC) 중 적어도 하나를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 다수의 제조 물품들은 로트(lot)들로 그룹화되고, 상기 물품 헬스 계량들을 결정하는 단계는 로트 헬스 계량을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 툴들에서의 공정을 위해 상기 제조 물품들을 스케줄링하는 단계는 선택된 툴에서의 공정을 위해 유사한 로트 헬스 계량들로 로트들을 그룹화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 툴들에서의 공정을 위해 상기 제조 물품들을 스케줄링하는 단계는 선택된 툴에서의 공정을 위해 유사한 물품 헬스 계량들로 물품들을 그룹화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 툴 헬스 계량들을 결정하는 단계는,

선택된 툴에서의 선택된 제조 물품의 공정과 관련된 툴 상태 추적(tool state trace)을 발생시키는 단계와;

상기 툴 상태 추적을 상기 선택된 툴과 관련된 툴 헬스 모델과 비교하는 단계와; 그리고

상기 툴 상태 추적과 상기 툴 헬스 모델 간의 비교에 근거하여 상기 툴 헬스 계량들을 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 툴 상태 추적을 발생시키는 단계는, 상기 선택된 제조 물품의 공정 동안, 상기 선택된 툴의 파라미터를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 툴 상태 추적을 상기 툴 헬스 모델과 비교하는 단계는, 상기 선택된 제조 물품의 공정 동안 상기 툴의 파라미터를 예측하고, 상기 측정된 파라미터를 상기 예측된 파라미터와 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 툴들에서의 공정을 위해 상기 제조 물품들을 스케줄링하는 단계는,

선택된 제조 물품과 관련된 물품 헬스 계량을 소정의 임계값과 비교하는 단계와;

상기 툴 헬스 계량들에 근거하여 고성능 툴을 결정하는 단계와; 그리고

상기 물품 헬스 계량이 상기 소정의 임계값을 초과하면, 상기 선택된 제조 물품을 상기 고 성능의 툴에 스케줄링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 툴들에서의 공정을 위해 상기 제조 물품들을 스케줄링하는 단계는,

상기 툴 헬스 계량들에 근거하여 성능 순(order of performance)으로 상기 툴들의 순위를 정하는(rank) 단계와;

상기 물품 헬스 계량들에 근거하여 헬스 순(order of health)으로 상기 제조 물품들의 순위를 정하는 단계와; 그리고

상기 성능 순위 및 상기 헬스 순위에 근거하여 상기 툴들에 상기 제조 물품들을 스케줄링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 제조 물품들을 스케줄링하는 단계는 상대적으로 높은 툴 헬스 계량들을 가지는 툴들 보다는 상대적으로 높은 물품 헬스 계량들을 갖는 제조 물품들에 우선권을 부여하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 제조 물품들의 순위를 정하는 단계는 제조 물품 각각의 물품 헬스 계량과, 그리고 상기 제조 물품에 관련된 우선권, 상기 제조 물품에 관련된 에이지(age) 중 적어도 하나에 근거하여 각 제조 물품의 순위를 정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 흐름 스케줄링 방법.
공정 흐름에서 다수의 제조 물품들을 공정하기 위한 다수의 툴과;

상기 다수의 제조 물품들의 적어도 서브셋에 관한 물품 헬스 계량들을 결정하는 물품 헬스 모니터와;

적어도 상기 다수의 툴들의 세브셋에 대한 툴 헬스 계량들을 결정하는 툴 헬스 모니터와; 그리고

상기 물품 헬스 계량들 및 상기 툴 헬스 계량들에 근거하여 상기 툴들에서의 공정을 위해 상기 제조 물품들을 스케줄링하는 스케줄링 서버를 포함하며,

여기서, 상기 물품 헬스 모니터는 상기 공정 흐름에서 상기 다수의 제조 물품들의 특성에 대한 측정들을 액세스하고, 상기 측정들에 근거하여 상기 다수의 제조 물품들에 대한 상기 물품 헬스 계량들을 추정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
삭제
제 21 항에 있어서,

상기 물품 헬스 모니터는 등급 파라미터와 생산량 파라미터 중 적어도 하나에 근거하여 상기 물품 헬스 계량들을 결정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 21 항에 있어서,

상기 특성은 상기 제조 물품의 물리적 특성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 24 항에 있어서,

상기 제조 물품들은 반도체 디바이스들을 포함하고, 그리고 상기 물리적 특성은 트랜지스터 게이트 임계 치수, 공정 층 두께, 입자 오염 계수, 트랜지스터 활성 영역 치수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 21 항에 있어서,

상기 특성은 주입량 및 주입 에너지와 어닐링 온도 및 어닐링 시간 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 21 항에 있어서,

상기 특성은 상기 제조 물품들의 전기적 특성을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 27 항에 있어서,

상기 제조 물품들은 반도체 디바이스들을 포함하고, 상기 전기적 특성은 트랜지스터의 유효 채널 길이, 구동 전류, 절연층 유전 상수, 트랜지스터 중첩 용량, 영역 물질 저항성, 트랜지스터 임계 전압, n-채널 대 p-채널의 구동 전류 비, 오프-상태 트랜지스터 누설 전류, 전기적 전하 캐리어 이동도 측정, 발진기 테스트 회로 주파수 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 21 항에 있어서,

상기 물품 헬스 모니터는, 상기 제조 물품들이 상기 공정 흐름을 통해 진행될 때, 상기 제조 물품들의 특성들의 측정들을 주기적으로 액세스하고, 상기 물품 헬스 계량들을 갱신하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 21 항에 있어서,

상기 다수의 제조 물품들은 다수의 마이크로프로세서, 다수의 메모리 디바이스, 다수의 디지털 신호 처리기 및 다수의 주문형 집적회로(ASIC) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 21 항에 있어서,

상기 다수의 제조 물품들은 로트들로 그룹화되고, 그리고 상기 물품 헬스 계량들은 로트 헬스 계량을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 31 항에 있어서,

상기 스케줄링 서버는 선택된 툴에서의 공정을 위해 유사한 로트 헬스 계량들로 로트들을 그룹화하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 21 항에 있어서,

상기 스케줄링 서버는 선택된 툴에서의 공정을 위해 유사한 물품 헬스 계량들로 로트들을 그룹화하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 21 항에 있어서,

상기 툴 헬스 모니터는 선택된 툴에서의 선택된 제조 물품의 공정과 관련된 툴 상태 추적을 액세스하고, 상기 툴 상태 추적을 상기 선택된 툴과 관련된 툴 헬스 모델과 비교하고, 그리고 상기 툴 상태 추적과 상기 툴 헬스 모델 간의 비교에 근거하여 상기 툴 헬스 계량들을 발생하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 34 항에 있어서,

상기 툴 상태 추적은 상기 선택된 제조 물품의 공정 동안 측정되는 상기 선택된 툴의 파라미터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 35 항에 있어서,

상기 툴 헬스 모니터는 상기 선택된 제조 물품의 공정 동안 상기 툴의 파라미터를 예측하고, 상기 측정된 파라미터를 상기 예측된 파라미터와 비교하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 21 항에 있어서,

상기 스케줄링 서버는 선택된 제조 물품과 관련된 물품 헬스 계량을 소정의 임계값과 비교하고, 상기 툴 헬스 계량들에 근거하여 고 성능의 툴을 결정하고, 그리고 상기 물품 헬스 계량이 상기 소정의 임계값을 초과하면, 상기 고 성능의 툴에 상기 선택된 제조 물품을 스케줄링하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 21 항에 있어서,

상기 스케줄링 서버는 상기 툴 헬스 계량들에 근거하여 성능 순으로 상기 툴들의 순위를 정하고, 상기 물품 헬스 계량들에 근거하여 헬스 순으로 상기 제조 물품들의 순위를 정하며, 그리고 상기 성능 순위 및 상기 헬스 순위에 근거하여 상기 툴들에 상기 제조 물품들을 스케줄링하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 38 항에 있어서,

상기 스케줄링 서버는 상대적으로 높은 툴 헬스 계량들을 가지는 툴들 보다는 상대적으로 높은 물품 헬스 계량들을 가지는 제조 물품들에 우선권을 부여하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
제 38 항에 있어서,

상기 스케줄링 서버는 제조 물품 각각의 물품 헬스 계량과, 그리고 상기 제조 물품에 관련된 우선권과 상기 제조 물품에 관련된 에이지중 적어도 하나에 근거하여 각 제조 물품의 순위를 정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
공정 흐름에서 다수의 제조 물품들을 공정하는 수단과;

적어도 상기 다수의 제조 물품들의 서브셋에 대한 물품 헬스 계량들을 결정하는 수단과;

상기 공정 흐름에서 다수의 툴들에 대한 툴 헬스 계량들을 결정하는 수단과; 그리고

상기 물품 헬스 계량들 및 상기 툴 헬스 계량들에 근거하여, 상기 툴들에서의 공정을 위해 상기 제조 물품들을 스케줄링하는 수단을 포함하며,

여기서, 상기 물품 헬스 계량들을 결정하는 수단은 상기 공정 흐름에서 상기 다수의 제조 물품들의 특성에 대한 측정들을 액세스하고, 상기 측정들에 근거하여 상기 다수의 제조 물품들에 대한 상기 물품 헬스 계량들을 추정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.