TW202117474A - 使用量子計算之具有動態採樣計劃、最佳化晶圓測量路徑及最佳化晶圓運輸之製造廠管理 - Google Patents

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Abstract

本發明提供最佳化一製造廠中之晶圓運輸及計量測量之系統及方法。方法包括：導出且更新提供晶圓特定測量位點及狀況之動態採樣計劃；導出對應於該動態採樣計劃之晶圓之計量測量之最佳化晶圓測量路徑；管理通過該製造廠之FOUP(前開式晶圓傳送盒)運輸，該FOUP運輸係將晶圓運輸至測量工具同時在將該等FOUP與該等各別晶圓運輸至各別測量工具之前或在其同時，將該等動態採樣計劃及該等晶圓測量路徑提供至該等各別測量工具；及根據該等經導出晶圓測量路徑藉由該等各別測量工具來實行該等各別晶圓之計量及/或檢驗測量。量子計算資源可用於解決對應特定最佳化問題，以減少所需時間、改良計算解決方案及改良製造廠良率以及所生產晶圓之準確性。

Description

使用量子計算之具有動態採樣計劃、最佳化晶圓測量路徑及最佳化晶圓運輸之製造廠管理
本發明係關於半導體生產之領域，且更特定而言，係關於使用量子計算之生產及計量程序之最佳化。
隨著莫耳定律(Moore’s law)發展，半導體fab(半導體製造廠)中之程序之多種先進性及複雜性出現。晶圓通常係在生產工具與計量及/或檢驗工具之間移動，該等生產工具應用生產步驟(例如，在晶圓上之層中形成裝置及目標元件)，且該等計量及/或檢驗工具測量晶圓上之目標位點且驗證正確地實行生產步驟(在經界定規格內)。計量工具使用一測量變因來實行計量測量，該測量變因通常使用初始訓練或模擬資料來預判定，且一致地應用於所有晶圓(至少在一或多個晶圓批中)–以產生由一或多個處理器處理之測量資料，該一或多個處理器控制生產程序以及晶圓在生產及測量工具當中通過製造廠之實體移動。
如程序複雜性之實例，(i)管理數以百計個工具(例如，用於執行程序步驟，諸如，蝕刻、CMP–化學機械處理、沈積、植入及微影)，以及用於執行計量及檢驗步驟)之間的晶圓運輸(在數千個FOUP (Front Opening Unified Pod)：前開式晶圓傳送盒中，該等前開式晶圓傳送盒係用於在工具之間固持及傳送矽晶圓之構件)係一令人生畏的最佳化問題，特別在將諸多處理特點提供至具有不同緊急級別之不同客戶之代工廠中；(ii)存在每晶圓所需計量採樣自每晶圓數百個點至超過每晶圓一千個點之一增加，此歸因於測量對程序變化、掃描器類型之間的匹配等的經增加敏感度；(iii)隨著以複雜方法(諸如大數據技術、機器學習等)收集且分析更多資料，計量及檢驗在數量及先進性兩者上增加。此等資料分析方法預期在先進性上增加且可對當前工具計算基礎設施提出一挑戰。
關於(i)，製造廠最佳化程序包含計劃、排程、成本計算、統計程序控制等等，且係由稱作製作執行系統(MES)之專用系統執行。然而，此等最佳化問題在複雜性及對計算資源之需求上迅速變大且逐漸需要比一運營製造廠可負擔得起多的時間。
關於(ii)，預界定計量採樣計劃通常係根據一先驗知識(諸如指示對程序變化之計量敏感度之不同類型之先前測量之結果)之每晶圓或批自適應的。舉例而言，一先前疊對測量旗標可用於指示相同或一鄰近位點之下一測量可係一飛跳(異常的)或有助於殘差且因此應自採樣計劃省略。一變化採樣計劃之另一動機係將疊對測量散佈於批晶圓之間以克服已知程序變化散佈且減少採樣之數目。隨著程序變得更複雜，採樣計劃變得每晶圓點更加稠密且其中點係跨越晶圓較不系統地散佈，從而可能改變晶圓之間的點散佈。在此現實中，路徑最佳化，即晶圓在計量工具中於測量點之間採取之路徑對於晶圓在該工具上花費的用於測量之時間量變得至關緊要。此意味著路徑最佳化對於通量(TPT-通量時間)係重要的。當前用於疊對工具中之最佳路徑最佳化方案係基於一近鄰演算法，該近鄰演算法係TPT與路徑最佳化計算時間之間的一折衷。隨著計算能力增加，更先進演算法可用於路徑最佳化。
下文係提供對本發明之一初始理解之一經簡化概要。該概要未必識別關鍵元件，亦並不限制本發明之範疇，而是僅充當對以下說明之一介紹。
本發明之一項態樣提供一種最佳化一半導體製造廠(fab)中之晶圓運輸及計量測量之方法，該方法包括：導出且更新提供晶圓特定測量位點及狀況之動態採樣計劃，其中該等動態採樣計劃在晶圓之間不同；導出對應於該各別經導出及經更新動態採樣計劃之該等晶圓之計量測量之最佳化晶圓測量路徑；管理通過該製造廠之FOUP(前開式晶圓傳送盒)運輸，從而將晶圓運輸至測量工具同時在將該等FOUP與該等各別晶圓運輸至各別測量工具之前或在其同時，將該等動態採樣計劃及該等晶圓測量路徑提供至該等各別測量工具；及根據該等經導出晶圓測量路徑藉由該等各別測量工具來實行該等各別晶圓計量及/或檢驗測量。
本發明之一項態樣提供一種用於最佳化一半導體製造廠(fab)中之晶圓運輸及計量測量之系統，該系統包括：一採樣計劃最佳化模組，其經組態以導出且更新提供晶圓特定測量位點及狀況之動態採樣計劃，其中該等動態採樣計劃在晶圓之間不同；一測量路徑最佳化模組，其經組態以導出對應於該各別經導出及經更新動態採樣計劃之該等晶圓之計量測量之最佳化晶圓測量路徑；一FOUP運輸最佳化模組，其經組態以管理通過該製造廠之FOUP運輸，從而將晶圓運輸至測量工具同時在將該等FOUP與該等各別晶圓運輸至各別測量工具之前或在其同時，將該等晶圓測量路徑提供至該等各別測量工具，其中該等各別測量工具經組態以根據該等經導出晶圓測量路徑來實行該等各別晶圓之計量及/或檢驗測量。
本發明之此等、額外及/或其他態樣及/或優點在以下詳細說明中加以陳述；可能自詳細說明可推論；及/或可藉由實踐本發明學習。
在以下說明中，闡述本發明之各種態樣。出於解釋之目的，陳述特定組態及細節以便提供對本發明之一透徹理解。然而，對於熟習此項技術者亦將顯而易見的係，可在不具有本文中所呈現之特定細節之情況下實踐本發明。此外，可已省略或簡化眾所周知之特徵以便不使本發明模糊。特定參考圖式，應強調，所展示之細節僅以實例之方式且僅出於說明性論述本發明之目的，並且係為了提供據信最有用之內容以及為了使本發明之原理及概念態樣之說明易於理解而呈現。就此而言，所展示本發明之結構細節之詳細程度僅為對本發明之一基本理解所必需的，藉助圖式進行之說明使熟習此項技術者顯而易見可如何在實踐中體現本發明的數種形式。
在詳細解釋本發明之至少一項實施例之前，應理解，本發明在其應用上並不限於在以下說明中所陳述或在圖式中所圖解說明之構造之細節及組件之配置。本發明可應用於可以各種方式實踐或實行之其他實施例以及所揭示實施例之組合。同樣，應理解，本文中所採用之成語及術語係出於說明之目的且不應被視為具限制性。
除非另外特別闡明如自以下論述顯而易見，否則應瞭解，在本說明書通篇中，利用諸如「處理(processing)」、「計算(computing)」、「計算(calculating)」、「判定(determining)」、「提高(enhancing)」、「導出(deriving)」或諸如此類之術語係指一電腦或計算系統或類似電子計算裝置之動作及/或程序，該類似電子計算裝置操縱及/或將表示為計算系統之暫存器及/或記憶體內之物理(諸如電子)量之資料變換成類似表示為計算系統之記憶體、暫存器或其他此資訊儲存、傳輸或顯示裝置內之物理量之其他資料。在某些實施例中，照明技術可包括可見範圍中之電磁輻射、諸如x射線之紫外線或甚至較短波輻射及可能甚至粒子束。
本發明之實施例提供用於最佳化及管理半導體製造廠(fab)程序之一範圍，諸如晶圓運送(wafer traffic)、晶圓採樣計劃路徑及計量資料分析之有效且經濟方法及機制，且藉此提供半導體生產之技術領域之改良。提供最佳化一製造廠中之晶圓運輸及計量測量之系統及方法。方法包括：導出且更新提供晶圓特定測量位點及狀況之動態採樣計劃；導出對應於該動態採樣計劃之晶圓之計量測量之最佳化晶圓測量路徑；管理通過製造廠之FOUP(前開式晶圓傳送盒)運輸，從而將晶圓運輸至測量工具同時在將FOUP與各別晶圓運輸至各別測量工具之前或在其同時，將動態採樣計劃及晶圓測量路徑提供至該等各別測量工具；及根據經導出晶圓測量路徑藉由各別測量工具來實行各別晶圓之計量及/或檢驗測量。量子計算資源可用於解決對應特定最佳化問題，以減少所需時間、改良計算解決方案及改良製造廠良率以及所生產晶圓之準確性。應注意，如本文中所使用之術語「fab」係關於包含除裝置製造操作之設計操作之製造廠以及通常針對多個客戶通常僅處置製造操作之代工廠兩者。
圖1 係根據本發明之某些實施例之用於最佳化一半導體製造廠(fab)中之晶圓運輸及計量測量之一系統100 之一高階示意性圖解說明。系統100 可經組態以改良製造廠之效能，該等製造廠示意地包括：複數個處理工具90 (表示為P#1、P#2、P#3…P#n)，其經組態以處理晶圓且遞送報告及日誌檔案92 ；複數個計量及/或檢驗工具80 (表示為M/I#1、M/I#2、M/I#3…M/I#n)，其經組態以測量晶圓且提供結果及旗標82 ；一FOUP(前開式晶圓傳送盒)運輸系統85 ， 其經組態以將晶圓遞送至處理工具90 以及計量及檢驗工具80 。
在各種實施例中，系統100 包括模組且實施增強制造廠之通量、改良程序準確性及/或處置日益豐富的程序相關資料以及關於晶圓之計量資料之方法。有利地，本文中所闡述之系統100 及方法200 可經組態以根據例如以下各項中之任一者藉由提供每晶圓及/或每FOUP之特定採樣計劃及/或相關測量路徑來實施動態採樣計劃：藉由相同工具80 進行之相同晶圓之先前計量及/或檢驗測量82 ；藉由其他工具80 進行之相同晶圓之先前計量及/或檢驗測量82 ；關於晶圓之任何一先驗資料，諸如處理工具日誌檔案92 、FOUP內及FOUP之間的用於導出經改良建模及經減少殘差及/或總體TPT(通量時間)資料之採樣結果之統計散佈。動態採樣計劃可藉由可能實施量子電腦及/或處理器之系統100 來計算及/或最佳化，且可由系統85 與FOUP運輸並行地發送至各別工具80 、90 ，使得當晶圓裝載至工具時，工具已準備好經更新採樣計劃及相關測量路徑。系統100 可經組態以在將對應晶圓運輸至工具之前或在其同時將採樣計劃及測量路徑提供至各別工具以使得能夠立即測量及/或減輕工具自身上的計算負荷。
舉例而言，在某些實施例中，系統100 包括經組態以導出且更新提供晶圓特定測量位點及狀況之 動態採樣計劃110 且位於晶圓之間的一動態採樣計劃最佳化模組115 。舉例而言，動態採樣計劃110 可界定待在每一晶圓上測量之特定位點及該等位點內之位置。動態採樣計劃110 可根據相關生產程序及階段在晶圓之間變化，識別程序誤差或不準確度以及其他晶圓中之同一晶圓之先前測量–所有此等可用於指示可併入於動態採樣計劃110 中之 較佳測量位點且在晶圓之生產繼續進行時將其改變。 動態採樣計劃最佳化模組115 可經組態以根據經分析計量及/或檢驗測量更新動態採樣計劃110 。動態採樣計劃110 可在程序期間經調整以在程序誤差出現時識別該等程序誤差且可能實時將其等校正。
動態採樣計劃110 至計量及/或檢驗工具80 之 佈建之時序可經判定為生產程序之剩餘部分之部分，例如，與通過製造廠之(最佳化)晶圓移動、每一晶圓上之位點上方之經判定(最佳化)移動圖案及(最佳化)經選擇計量工具80 相關，如下文所闡述。
在各種實施例中，動態採樣計劃最佳化模組115 可包括或關聯於經組態以實行動態採樣計劃110 之最佳化之一專用處理器112 。專用處理器112 可包括可能經組態以實行採樣計劃最佳化問題之至少一個量子電腦(針對可能專用量子處理器，在圖 1 中指示為D/Q)。
在某些實施例中，系統100 包括經組態以導出對應於各別經導出及經更新動態採樣計劃110 之晶圓之計量測量之最佳化晶圓測量路徑130 之一測量路徑最佳化模組135 。發明者注意到，測量路徑隨著計量測量位點之數目歸因於縮小的裝置尺寸及所增加裝置複雜性不斷增加(例如，先前技術晶圓通常包含數以百計個計量測量位點，而未來晶圓預期包含數千個計量測量位點)而變得更複雜。此外，裝置複雜性亦需要導致可視情況以晶粒設定且使測量路徑進一步複雜化之較小及更多個目標之較嚴格準確性規格。最終，更複雜裝置及更多個目標亦由更多工具來生產及測量，從而構成生產之程序及管理之複雜性。所揭示測量路徑最佳化模組135 可經組態以藉由在晶圓上之目標當中導出更有效測量路徑，藉此縮短測量時間且減少所需載物台移動來管控增加之複雜性。
在各種實施例中，測量路徑最佳化模組135 可經組態以補充及/或代替計量及/或檢驗工具80 處之測量路徑計算。舉例而言，最佳化測量路徑130 可自各別動態採樣計劃110 導出且在將晶圓遞送至對應工具80 之前或在其同時經遞送至該對應工具。替代地或補充地，測量路徑最佳化模組135 可經組態以在各別測量工具80 自各別經導出及經更新動態採樣計劃110 導出計量測量之晶圓測量路徑時在計算上支援該等各別測量工具。
在各種實施例中，測量路徑最佳化模組135 可包括或關聯於經組態以實行測量路徑130 之最佳化之一專用處理器132 。專用處理器132 可包括可能經組態以實行測量路徑最佳化問題之至少一個量子電腦(針對可能係專用量子處理器，在圖 1 中指示為D/Q)。舉例而言，測量路徑最佳化模組135 可經組態以關於晶圓測量速度及根據由動態採樣計劃110 規定之一給定測量時間最佳化晶圓測量路徑130 ，例如，藉由實施至少一個TSP(巡迴推銷員問題)演算法或等效演算法。在某些實施例中，可將TSP演算法或等效演算法調整為由至少一個量子電腦(諸如專用處理器132) 來處理。
發明者已注意到，複雜測量路徑最佳化問題可理解為類似於TSP，目的在於關於一給定城市列表及每一對城市之間的距離尋找訪問每一城市且返回至起始城市之最短可能路線。測量路徑最佳化問題可看作類同於TSP，其中晶圓上方之測量位點類同於不同城市，且起始點類同於晶圓最接近自工具裝載及卸載晶圓之裝載機機器人之測量點。最短巡迴推銷員路徑類同於晶圓花費在工具上的最短時間。此理解與當前路徑選擇方法形成對比，該等當前路徑選擇方法包含：使用不時手動改變之每層一單個採樣計劃，以直線系統地遍歷晶圓以進行連續測量；將最近鄰演算法用於連續測量之路徑最佳化，將工具之電腦用於路徑最佳化–該路徑最佳化因此較之需要給出最佳校正(計量參數)對於一單個採樣計劃需要每晶圓更多點，且經最佳化以克服晶圓上方之特定程序變化散佈。此外，當前方法係已知用於不產生最短TSP路徑。由於TSP歸屬於稱作「離散最佳化問題」之一類別，因此原則上，其非常適合於(例如)由稱作可經實施為測量路徑最佳化模組135 之至少部分之「量子退火器」之一量子電腦類型解決，以提供計算速度之一動態突破，此乃因最短路徑可由電腦啟用「穿隧」至最佳解決方案之量子性質來發現。
舉例而言，可在將晶圓傳遞至生產工具時使用(例如)一先驗知識、先前測量結果(不同類型之)、多晶圓最佳化方案及/或其他最佳化輸入來開始測量路徑最佳化。TSP演算法可經組態以針對任何給定計算能力及測量速度來提供計算時間與晶圓測量時間之間的最佳權衡。此外，在某些實施例中，使用具有專用處理器之測量路徑最佳化模組135 可移除計算時間及可用計算能力之先前技術限制以免限制晶圓採樣程序最佳化。舉例而言，具有每晶圓過去測量歷史及建模及/或準確性偏好之5D基礎設施可用於判定每晶圓最佳採樣計劃。在某些實施例中，測量路徑最佳化模組135 可進一步經組態以實行關於多個晶圓及/或晶圓批之動態最佳化。舉例而言，可將一動態採樣計劃用於經改良效能，如上文所論述。有利地，由於每晶圓測量數目及晶圓測量時間係關鍵商業參數，因此其最佳化非常有益於改良總體半導體生產效率。有利地，使用測量路徑最佳化模組135 可移除計算時間及可用計算能力之先前技術限制以免限制晶圓採樣程序最佳化。
在某些實施例中，測量工具80 可包括至少一個逐步式操作計量工具及至少一個掃描計量工具。用於掃描計量工具之實例係提供於WIPO申請案第PCT/US18/18588號中，該WIPO申請案以其全文引用的方式併入本文中，教示晶圓上之計量目標位置之實時導出且在系統之載物臺上之晶圓之移動期間之可能目標焦點位置。可在目標到達其位置(實時)之前導出定位資料，從而勻出先前技術中獲取載物台所需之時間且增加系統及方法之通量。收集通道可經分裂以提供包括具有一相關聯分析單元之至少一個TDI(時間延遲及積分)感測器之一額外移動成像通道，該相關聯分析單元經組態以導出晶圓表面資訊、在朝向計量目標之晶圓定位移動期間計量目標相對於物鏡透鏡之定位及/或聚焦資訊。額外聚焦期間移動模組及至載物台之可能回饋之經導出位置及/或焦點資訊可增強載物台之停止之準確性。隨著位點之數目自每晶圓數百個增加至數千個，掃描計量工具可適用於晶圓上之多個毗鄰位點，例如，作為動態採樣計劃110 之部分。舉例而言，掃描計量工具可應用於毗鄰位點之延展，而逐步式操作計量工具可應用於彼此遠離之位點。在某些實施例中，採樣計劃最佳化模組115 可經組態以根據所需計量效能最佳化所使用掃描/逐步式操作計量工具，例如，關於位點內及之間的行進時間以及關於諸如照明及準確性之測量參數。掃描工具之參數可係最佳化動態採樣計劃110 之部分。系統100 可進一步經組態以分配充足記憶體及處理能力，用於由掃描工具以補償移動期間之測量之挑戰(諸如較低照明及多個抓取之整合)之一方式來處置測量。大數據方法可應用於掃描測量，如下文所論述。專用(例如，量子)處理器或電腦112 可作為一整體應用於處置掃描計量工具且最佳化其在動態採樣計劃110 內之整合以及製造廠之生產程序。
在某些實施例中，系統100 可經組態以關於步進及掃描計量工具80 之 一分配117 共最佳化動態採樣計劃110 及晶圓測量路徑130 ，以最小化晶圓測量時間。舉例而言，掃描計量工具可經分配以測量毗鄰晶圓位點之延展，只要計量工具之類型之間的轉換相對於掃描工具節省之時間不導致太大的一時間懲罰即可。
在某些實施例中，系統100 包括經組態以將大數據分析程序應用於分析計量及/或檢驗測量之一計量大數據分析模組140 。在各種實施例中，大數據方法可實施於計量測量以增強自測量導出之資訊且自多個先前不相關測量提取額外資訊。舉例而言，當前可有害於計量輸出之過測量(over-measurement)可經利用以大數據方法(例如，使用人工智慧(AI)演算法)導出更精確結果，諸如識別殘差不準確度之一全域最小值而非當前識別之局部最小值。在大數據方法中，計量演算法可經組態以利用當前以及過去測量，且可不限於用於建模中之計量測量之類型，例如，影像及干涉測量兩者以及多個狀況(諸如可經利用以導出計量結果之照明參數)下的測量。此外，大數據方法可用於分析來自掃描計量工具之測量資料，此相對於來自逐步式操作計量工具之資料可係更廣泛的且需要更多處理，如上文所揭示。專用(例如，量子)處理器或電腦142 可作為一整體應用於處置來自計量工具80 之 大數據且最佳化其分析，從而使得能夠進一步或更頻繁地更新動態採樣計劃110 且改良製造廠之生產程序。
在某些實施例中，系統100 包括一FOUP(前開式晶圓傳送盒)運輸最佳化模組120 ， 該FOUP運輸最佳化模組經組態以管理通過製造廠之FOUP運輸(藉由FOUP運輸系統85 )，從而將晶圓運輸至測量工具80 同時在將FOUP與各別晶圓運輸至各別測量工具80 之前或在其同時將晶圓測量路徑130 提供至該等各別測量工具。
在各種實施例中，FOUP運輸最佳化模組120 可包括或關聯於一專用處理器122 ， 其經組態以在製造廠中大量處理工具90 及計量/檢驗工具80 當中且關於動態採樣計劃110 以及程序及測量(例如，與測量路徑130 相關)之經估計持續時間來實行FOUP運輸之最佳化。專用處理器122 可包括可能經組態以實行FOUP運輸最佳化問題之至少一個量子電腦(針對可能專用量子處理器，在圖 1 中指示為D/Q)。
在某些實施例中，系統100 包括一製造廠管理模組150 及/或一系統控制器152 ，其經組態以在將FOUP與各別晶圓運輸至各別測量工具之前或在其同時將動態採樣計劃110 及晶圓測量路徑130 提供至測量工具80 ，其中各別測量工具80 經組態以根據動態採樣計劃110 及經導出最佳化晶圓測量路徑130 實行各別晶圓之計量及/或檢驗測量。製造廠管理模組150 及/或系統控制器152 可 進一步經組態以將晶圓分配至各種處理工具90 及計量/檢驗工具80 以在晶圓上生產特定裝置且測量所生產特徵以確保其與規格之相容性。在實施時，製造廠管理模組150 可包括或關聯於管理系統100 及模組115 、120 、135 、140 之 控制器152 以及專用處理器112 、122 、132 、142 。製造廠管理模組150 及/或系統控制器152 可包括以下各項中之至少一者：一集中式量子電腦、量子電腦之一網路，共最佳化量子及古典電腦之一網路及/或包括其任一者之一網路服務；且可關聯於以下各項中之任一者：專用(視情況)量子處理器112 、122 、132 及142 。
某些實施例包括用於最佳化製造廠中之晶圓運輸及計量測量之系統100 ，該系統包括：採樣計劃最佳化模組115 ，其經組態以導出且更新提供在晶圓之間不同之晶圓特定測量位點及狀況之動態採樣計劃110 ；FOUP運輸最佳化模組120 ， 其經組態以管理通過製造廠之FOUP運輸，從而將晶圓運輸至測量工具同時在將FOUP與各別晶圓運輸至各別測量工具之前或在其同時，將動態採樣計劃110 提供至該等各別測量工具。各別測量工具80 可經組態以根據晶圓測量路徑130( 例如由系統100 所提供、由各別工具80 所計算)，視情況藉助來自系統100 之計算支援(例如，藉由測量路徑最佳化模組135 或諸如專用處理器132 之一各別處理器)實行各別晶圓之計量及/或檢驗測量。
某些實施例包括用於最佳化製造廠中之晶圓運輸及計量測量之系統100 ，該系統包括：測量路徑最佳化模組135 ，其經組態以自動態採樣計劃110 導出晶圓之計量測量之各別最佳化晶圓測量路徑130 ；FOUP運輸最佳化模組120 ，其經組態以管理通過製造廠之FOUP運輸，從而將晶圓運輸至同時在將FOUP與各別晶圓運輸至各別測量工具之前或在其同時將晶圓測量路徑提供至該等各別測量工具。各別測量工具80 可經組態以根據晶圓測量路徑130 及動態採樣計劃110 實行各別晶圓之計量及/或檢驗測量。
有利地，所揭示實施例提供比當前MES(製作執行系統)方法好的製造廠最佳化問題之解決方案，且此外達成製造廠中之晶圓處置程序之即時最佳化。替代地或補充地，MES演算法可經修改以供由系統100 之對應專用(例如)量子電腦來處理。有利地，經改良製造廠最佳化可增加製造廠通量且減少其操作成本。
有利地，由於量子電腦可經組態以比古典電腦更有效地處置特定困難之最佳化問題，因此其等可經應用以例如藉由FOUP運輸最佳化模組120 來解決系統100 內之晶圓運輸最佳化問題(例如，在一TSP-相關公式中)。在某些實施例中，量子電腦115 可經組態以例如藉由測量路徑最佳化模組135 來處置每一晶圓上之位點當中之移動的問題，尤其在位點之數目上升為數以千計時。在某些實施例中，特別在製造廠係將裝置供應至諸多客戶之代工廠之情況下，系統100 可經組態以關於如本文中所揭示之生產程序之其他最佳化態樣(諸如特定客戶要求)最佳化生產計劃(例如，藉由製造廠管理模組150 )。在某些實施例中，可在系統100 中(例如，在製造廠管理模組150 中及/或在控制器152 中)使用量子電腦來處置在計量及/或檢驗測量與對應模型之擬合中尋找一全域(而非一局部)最小值之問題，以最小化校正–其係隨著位點之數目增加變得更困難的一問題。在各種實施例中，專用量子電腦模組可與古典電腦整合以提供本文中所揭示之此等或其他最佳化問題之快速解決方案，從而產生混合控制器152 及/或混合系統100 。
來自系統100 之兩個或多於兩個所揭示實施例之元件可組合為任何可操作組合，且圖 1 中之模組之圖解說明僅用於一解釋目的且係非限制性的。具體而言，所揭示組合可使用量子計算來最佳化以下各項中之任一者：製造廠中之晶圓運送；晶圓採樣計劃路徑以及複雜半導體計量及檢驗資料之分析。
圖2 係圖解說明根據本發明之某些實施例最佳化一半導體製造廠(fab)中之晶圓運輸及計量測量(階段205 )之一方法200 之一高階流程圖。可關於上文所闡述之系統100 實行方法階段，系統100可視情況經組態以實施方法200 。方法200 可至少部分地由至少一個電腦處理器(例如，作為系統100 中之模組中之任一者之部分) 實施。某些實施例包括電腦程式產品，該等電腦程式產品包括一電腦可讀儲存媒體，該電腦可讀儲存媒體具有隨其體現之電腦可讀程式且經組態以實行方法200 之有關階段。在所揭示實施例之任一者中，計算資源可包括以下各項中之任一者：一集中式量子電腦、量子電腦之一網路、共最佳化量子及古典電腦之一網路及/或包括其任一者之一網路服務。方法200 可包括以下階段，不管其次序如何。
在各種實施例中，方法200 可包括導出且更新提供晶圓特定測量位點及狀況之動態採樣計劃，其中該等動態採樣計劃在晶圓之間不同(階段210 )及/或導出對應於各別經導出及經更新動態採樣計劃之晶圓之計量測量之最佳化晶圓測量路徑(階段220 )。方法200 進一步包括管理通過製造廠之FOUP(前開式晶圓傳送盒)運輸(階段230 )，從而將晶圓運輸至測量工具同時在將FOUP與各別晶圓運輸至各別測量工具之前或在其同時將動態採樣計劃及晶圓測量路徑提供至該等各別測量工具(階段240 )；及根據經導出晶圓測量路徑藉由該等各別測量工具來實行該等各別晶圓之計量及/或檢驗測量(階段250 )。
方法200 可進一步包括使用可包括量子處理器之專用處理器來計算及/或最佳化動態採樣計劃(階段212 )、計算及/或最佳化晶圓測量路徑(階段222 )及/或計算及/或最佳化FOUP運輸(階段232 )。
在某些實施例中，方法200 可包括使用TSP或等效演算法來計算及/或最佳化晶圓測量路徑，該等演算法可經調整以供由量子電腦或處理器來實施(階段224 )。
在某些實施例中，方法200 可包括在各別測量工具自各別經導出及經更新動態採樣計劃導出計量測量之最佳化晶圓測量路徑時在計算上支援該等各別測量工具(階段225 )，例如，以增強計算能力、減少計算時間且減輕測量工具之處理器之負擔。
在某些實施例中，測量工具可包括至少一個逐步式操作計量工具及至少一個掃描計量工具，且方法200 可進一步包括關於步進及掃描計量工具之一分配共最佳化FOUP運輸、動態採樣計劃及晶圓測量路徑，以最小化晶圓測量時間(階段228 )，例如，其中掃描計量工具經分配以測量毗鄰晶圓位點之延展。
在某些實施例中，方法200 可進一步包括將大數據分析程序應用於分析計量及/或檢驗測量(階段260 )且視情況根據經分析計量及/或檢驗測量更新動態採樣計劃(階段270 )。方法200 可進一步包括使用可包括量子處理器之專用處理器來實行大數據分析程序(階段262 )。
上文參考根據本發明之實施例之方法、設備(系統)及電腦程式產品之流程圖圖解說明及/或部分圖式來闡述本發明之態樣。應理解，該等流程圖圖解說明及/或部分圖式中之每一部分以及該等流程圖圖解說明及/或部分圖式中之部分之組合皆可由電腦程式指令來實施。此等電腦程式指令可被提供至一個一般用途電腦、特殊用途電腦或其他可程式化資料處理設備之一處理器以生產一機器，使得經由電腦或其他可程式化資料處理設備之處理器執行之指令建立用於實施流程圖及/或一或若干部分圖式部分中所指定之功能/動作之構件。
此等電腦程式指令亦可儲存於一電腦可讀媒體中，該電腦可讀媒體可引導一電腦、其他可程式化資料處理設備或其他裝置以一特定方式起作用，使得儲存於該電腦可讀媒體中之指令生產包含實施流程圖及/或一或若干部分圖式部分中所指定之功能/動作之指令之一製品。
亦可將該等電腦程式指令載入至一電腦、其他可程式化資料處理設備或其他裝置上以導致將在該電腦、其他可程式化設備或其他裝置上執行之一系列操作步驟以生產一電腦實施之程序，使得在電腦或其他可程式化設備上執行之該等指令提供用於實施流程圖及/或一或若干部分圖式部分中所指定之功能/動作之程序。
前述流程圖及圖式圖解說明根據本發明之各個實施例之系統、方法及電腦程式產品之可能實行方案之架構、功能性及操作。就此而言，流程圖或部分圖式中之每一部分可表示一模組、區段或程式碼部分，其包括用於實施所指定邏輯功能之一或多個可執行指令。亦應注意，在某些替代實行方案中，部分中所述之功能可不按圖中所述之次序發生。舉例而言，事實上，可取決於所涉及之功能性，實質上同時執行連續展示之兩個部分，或有時可按相反次序執行該等部分。亦應注意，部分圖式及/或流程圖圖解說明中之每一部分以及部分圖式及/或流程圖圖解說明中之部分的組合可由執行指定功能或動作之基於特殊用途硬體之系統或特殊用途硬體與電腦指令之組合來實施。
在以上說明中，一實施例係本發明之一實例或實施方案。「一項實施例」、「一實施例」、「某些實施例(certain embodiments)」、「某些實施例(some embodiments)」之各種表現未必全部係指相同實施例。雖然可在一單個實施例之內容脈絡中闡述本發明之各種特徵，但該等特徵亦可單獨地或以任何適合組合形式提供。相反地，雖然在本文中為了清晰起見可在單獨實施例之內容脈絡中闡述本發明，但亦可在一單個實施例中實施本發明。本發明之某些實施例可包含來自上文所揭示之不同實施例之特徵，且某些實施例可併入來自上文所揭示之其他實施例之元件。在一特定實施例之內容脈絡中之本發明之元件之揭示內容不應被視為限制該等元件單獨在該特定實施例中之使用。此外，應理解，本發明可以各種方式實行或實踐且本發明可在除以上說明中概述之實施例之外之特定實施例中實施。
本發明並不限於彼等圖式或對應說明。舉例而言，流程無需移動穿過每一所圖解說明之方框或狀態，或以與所圖解說明及闡述完全相同之次序。除非另有界定，否則本文中所使用之技術及科學術語之意義通常將如本發明所屬技術中之熟習此項技術者所理解。儘管已關於有限數目個實施例闡述了本發明，但此等實施例不應被視為對本發明之範疇之限制，而是較佳實施例中之某些較佳實施例之例示。其他可能之變化、修改及應用亦在本發明之範疇內。因此，本發明之範疇不應由目前已闡述之內容限制，而是由隨附申請專利範圍及其法定等效形式限制。
80:計量及/或檢驗工具/計量及檢驗工具/ 工具/(最佳化)經選擇計量工具/測量工具/步進及掃描計量工具/計量工具/計量/檢驗工具 82:旗標/先前計量及/或檢驗測量 85:前開式晶圓傳送盒運輸系統/系統 90:處理工具/工具 92:日誌檔案/處理工具日誌檔案 100:系統/混合系統 110:動態採樣計劃/最佳化動態採樣計劃 112:專用處理器/專用(例如，量子)處理器或電腦/專用處理器/量子處理器 115:動態採樣計劃最佳化模組/採樣計劃最佳化模組/模組/量子電腦 117:分配 120:前開式晶圓傳送盒運輸最佳化模組/模組 122:專用處理器/量子處理器 130:最佳化晶圓測量路徑/最佳化測量路徑/測量路徑/晶圓測量路徑/經導出最佳化晶圓測量路徑 132:專用處理器/量子處理器 135:測量路徑最佳化模組/模組 140:計量大數據分析模組/模組 142:專用(例如，量子)處理器或電腦/專用處理器/量子處理器 150:製造廠管理模組 152:系統控制器/控制器/混合控制器 200:方法 205:階段 210:階段 212:階段 220:階段 222:階段 224:階段 225:階段 228:階段 230:階段 232:階段 240:階段 250:階段 260:階段 262:階段 270:階段
為更好地理解本發明之實施例及展示可如何實行本發明之實施例，現在將僅以實例方式參考附圖，在附圖中，通篇之相似編號指定對應元件或區段。
在附圖中：
圖1 係根據本發明之某些實施例之用於最佳化一半導體製造廠(fab)中之晶圓運輸及計量測量之一系統之一高階示意性圖解說明。
圖2 係根據本發明之某些實施例圖解說明最佳化製造廠中之晶圓運輸及計量測量之一方法之一高階流程圖。
80:計量及/或檢驗工具/計量及檢驗工具/工具/(最佳化)經選擇計量工具/測量工具/步進及掃描計量工具/計量工具/計量/檢驗工具
82:旗標/先前計量及/或檢驗測量
85:前開式晶圓傳送盒運輸系統/系統
90:處理工具/工具
92:日誌檔案/處理工具日誌檔案
100:系統/混合系統
110:動態採樣計劃/最佳化動態採樣計劃
112:專用處理器/專用(例如，量子)處理器或電腦/專用處理器/量子處理器
115:動態採樣計劃最佳化模組/採樣計劃最佳化模組/模組/量子電腦
117:分配
120:前開式晶圓傳送盒運輸最佳化模組/模組
122:專用處理器/量子處理器
130:最佳化晶圓測量路徑/最佳化測量路徑/測量路徑/晶圓測量路徑/經導出最佳化晶圓測量路徑
132:專用處理器/量子處理器
135:測量路徑最佳化模組/模組
140:計量大數據分析模組/模組
142:專用(例如，量子)處理器或電腦/專用處理器/量子處理器
150:製造廠管理模組
152:系統控制器/控制器/混合控制器

Claims (30)

  1. 一種用於最佳化一半導體製造廠(fab)中之晶圓運輸及計量測量之系統，該系統包括： 一採樣計劃最佳化模組，其經組態以導出且更新提供晶圓特定測量位點及狀況之動態採樣計劃，其中該等動態採樣計劃在晶圓之間不同， 一測量路徑最佳化模組，其經組態以導出對應於該各別經導出及經更新動態採樣計劃之該等晶圓之計量測量之最佳化晶圓測量路徑，及 一前開式晶圓傳送盒(FOUP)運輸最佳化模組，其經組態以管理通過該製造廠之FOUP運輸，從而將晶圓運輸至測量工具同時在將該等FOUP與該等各別晶圓運輸至各別測量工具之前或在其同時，將該等最佳化晶圓測量路徑提供至該等各別測量工具， 其中該等各別測量工具經組態以根據該等經導出最佳化晶圓測量路徑實行該等各別晶圓之計量及/或檢驗測量。
  2. 如請求項1之系統，其中該採樣計劃最佳化模組包括或關聯於經組態以實行該動態採樣計劃之該最佳化之一專用處理器，其中該專用處理器包括至少一個量子電腦。
  3. 如請求項1之系統，其中該測量路徑最佳化模組包括或關聯於經組態以實行該晶圓測量路徑之該最佳化之一專用處理器，其中該專用處理器包括至少一個量子電腦。
  4. 如請求項3之系統，其中該測量路徑最佳化模組經組態以關於晶圓測量速度且根據由該動態採樣計劃規定之一給定測量時間最佳化該晶圓測量路徑。
  5. 如請求項1之系統， 其中該等測量工具包括至少一個逐步式操作計量工具及至少一個掃描計量工具， 該系統進一步經組態以關於該等步進及掃描計量工具之一分配共最佳化該動態採樣計劃及該等晶圓測量路徑，以最小化晶圓測量時間， 其中該等掃描計量工具經分配以測量毗鄰晶圓位點之延展。
  6. 如請求項1之系統，其中該FOUP運輸最佳化模組包括或關聯於經組態以實行該FOUP運輸之該最佳化之一專用處理器，其中該專用處理器包括至少一個量子電腦。
  7. 如請求項1之系統，其進一步包括一計量大數據分析模組，該計量大數據分析模組經組態以： 將大數據分析程序應用於分析該等計量及/或檢驗測量； 根據該等經分析計量及/或檢驗測量更新該動態採樣計劃。
  8. 如請求項7之系統，其中該計量大數據分析模組包括或關聯於經組態以實行大數據分析之一專用處理器，其中該專用處理器包括至少一個量子電腦。
  9. 如請求項1之系統，其進一步包括經組態以自處理工具接收報告及日誌檔案及/或控制該製造廠中之該晶圓運輸及計量測量最佳化之一製造廠管理模組及/或一系統控制器。
  10. 如請求項9之系統，其中該製造廠管理模組及/或該系統控制器包括以下各項中之至少一者：一集中式量子電腦、量子電腦之一網路、共最佳化量子及古典電腦之一網路及/或包括其任一者之一網路服務。
  11. 一種系統用於最佳化一半導體製造廠(fab)中之晶圓運輸及計量測量，該系統包括： 一採樣計劃最佳化模組，其經組態以導出且更新提供晶圓特定測量位點及狀況之動態採樣計劃，其中該等動態採樣計劃在晶圓之間不同，及 一前開式晶圓傳送盒(FOUP)運輸最佳化模組，其經組態以管理通過該製造廠之FOUP運輸，從而將晶圓運輸至測量工具同時在將該等FOUP與該等各別晶圓運輸至各別測量工具之前或在其同時，將該等動態採樣計劃提供至該等各別測量工具， 其中該等各別測量工具經組態以根據該等經提供動態採樣計劃實行該等各別晶圓之計量及/或檢驗測量。
  12. 如請求項11之系統，其中該採樣計劃最佳化模組包括或關聯於經組態以實行該等動態採樣計劃之該最佳化之一專用處理器，其中該專用處理器包括至少一個量子電腦。
  13. 如請求項11之系統，其進一步包括一測量路徑最佳化模組，該測量路徑最佳化模組經組態以在該等各別測量工具自該各別經導出及經更新動態採樣計劃導出計量測量之最佳化晶圓測量路徑中在計算上支援該等各別測量工具。
  14. 如請求項11之系統， 其中該等測量工具包括至少一個逐步式操作計量工具及至少一個掃描計量工具， 該系統進一步經組態以關於該等步進及掃描計量工具之一分配共最佳化該動態採樣計劃及該等晶圓測量路徑，以最小化晶圓測量時間， 其中該等掃描計量工具經分配以測量毗鄰晶圓位點之延展。
  15. 如請求項11之系統，其中該FOUP運輸最佳化模組包括或關聯於經組態以實行該FOUP運輸之該最佳化之一專用處理器，其中該專用處理器包括至少一個量子電腦。
  16. 如請求項11之系統，其進一步包括一計量大數據分析模組，該計量大數據分析模組經組態以： 將大數據分析程序應用於分析該等計量及/或檢驗測量；及 根據該等經分析計量及/或檢驗測量更新該動態採樣計劃。
  17. 如請求項16之系統，其中該計量大數據分析模組包括或關聯於經組態以實行大數據分析之一專用處理器。
  18. 如請求項11之系統，其進一步包括經組態以自處理工具接收報告及日誌檔案及/或控制該製造廠中之該晶圓運輸及計量測量最佳化之一製造廠管理模組及/或一系統控制器。
  19. 如請求項18之系統，其中該製造廠管理模組及/或該系統控制器包括以下各項中之至少一者：一集中式量子電腦、量子電腦之一網路、共最佳化量子及古典電腦之一網路及/或包括其任一者之一網路服務。
  20. 一種用於最佳化一半導體製造廠(fab)中之晶圓運輸及計量測量之系統，該系統包括： 一測量路徑最佳化模組，其經組態以根據提供晶圓特定測量位點及狀況且在晶圓之間不同之動態採樣計劃導出該等晶圓之計量測量之最佳化晶圓測量路徑，及 一前開式晶圓傳送盒(FOUP)運輸最佳化模組，其經組態以管理通過該製造廠之FOUP運輸，從而將晶圓運輸至測量工具同時在將該等FOUP與該等各別晶圓運輸至各別量測工具之前或在其同時，將該等經導出晶圓測量路徑提供至該等各別測量工具， 其中該等各別測量工具經組態以根據該等經導出晶圓測量路徑實行該等各別晶圓之計量及/或檢驗測量。
  21. 如請求項20之系統，其中該測量路徑最佳化模組包括或關聯於經組態以實行該晶圓測量路徑之該最佳化之一專用處理器，其中該專用處理器包括至少一個量子電腦。
  22. 如請求項21之系統，其中該測量路徑最佳化模組經組態以關於晶圓測量速度及根據由該動態採樣計劃規定之一給定測量時間最佳化該晶圓測量路徑。
  23. 如請求項21之系統，其中該測量路徑最佳化模組經組態以藉由實施至少一個巡迴推銷員問題(TSP)演算法來最佳化該晶圓測量路徑。
  24. 如請求項23之系統，其中該專用處理器包括至少一個量子電腦且其中該至少一個TSP演算法經調整以由該至少一個量子電腦來處理。
  25. 如請求項20之系統， 其中該等測量工具包括至少一個逐步式操作計量工具及至少一個掃描計量工具， 該系統進一步經組態以關於該等步進及掃描計量工具之一分配共最佳化該動態採樣計劃及該等晶圓測量路徑，以最小化晶圓測量時間， 其中該等掃描計量工具經分配以測量毗鄰晶圓位點中延展。
  26. 如請求項20之系統，其中該FOUP運輸最佳化模組包括或關聯於經組態以實行該FOUP運輸之該最佳化之一專用處理器，其中該專用處理器包括至少一個量子電腦。
  27. 如請求項20之系統，其進一步包括經組態以將大數據分析程序應用於分析該等計量及/或檢驗測量之一計量大數據分析模組。
  28. 如請求項27之系統，其中該計量大數據分析模組包括或關聯於經組態以實行大數據分析之一專用處理器，其中該專用處理器包括至少一個量子電腦。
  29. 如請求項20之系統，其進一步包括經組態以自處理工具接收報告及日誌檔案及/或控制該製造廠中之該晶圓運輸及計量測量最佳化之一製造廠管理模組及/或一系統控制器。
  30. 如請求項29之系統，其中該製造廠管理模組及/或該系統控制器包括以下各項中之至少一者：一集中式量子電腦、量子電腦之一網路、共最佳化量子及古典電腦之一網路及/或包括其任一者之一網路服務。
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