專利名稱：能源節(jié)約和全球氣體排放監(jiān)測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子裝置的制造，更具體地涉及提高電子裝置制造系統(tǒng)的效率的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
輔助生產(chǎn)層(sub-fab)裝備不具有用于能源消耗和/或能源節(jié)約的監(jiān)測數(shù)據(jù)。發(fā)明人相信美國和全世界的法規(guī)會最終將要求使用者報告由工具以及整個工廠的基線(baseline)CO2和全球溫室氣體(GWG)的排放。發(fā)明人還相信半導(dǎo)體代工廠(fab)的擁有者和/或經(jīng)營者會希望收集這樣的數(shù)據(jù)以供內(nèi)部使用。例如，目前用于在工具層面精確地測量實時工廠化學(xué)物排放的工業(yè)范例是非常昂貴耗時的、并需要大量的成套裝備和技術(shù)專家。如產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提出的，用于預(yù)測對于限定的工 廠類型或生產(chǎn)類別群組的一般工廠排放的統(tǒng)計模型已被證明很大程度(例如20%-400%)偏離實際的工廠排放。發(fā)明人認(rèn)為碳交易價值或環(huán)境傷害評定/可能由法規(guī)征收的罰金將會使得基于這樣高的不確定性進行這樣的評定很困難。發(fā)明人還相信，以每個工具或整個工廠為基礎(chǔ)報告的工廠整體排放將需要由經(jīng)認(rèn)證的方法和經(jīng)認(rèn)證的技術(shù)人員所收集的數(shù)據(jù)。這種特征將是非常昂貴且在技術(shù)上有困難。每個工具的排放值隨著配方和支持裝備參數(shù)的調(diào)整而改變。為了確保在過去經(jīng)認(rèn)證的工廠在未來可以繼續(xù)控制排放，生產(chǎn)設(shè)施和生產(chǎn)廠(foundry)通常必須進行工藝和支持裝備調(diào)整。為了精確地測量特定成套裝備的排放，必須使得適當(dāng)?shù)呐欧盼锶涌?sample port)可以用于測量在處理工具和減除(abatement)之后的輸出。工廠排氣道位置(factory stacklocations)也需要具有適當(dāng)?shù)娜涌凇崿F(xiàn)規(guī)定的成套分析工具以及工業(yè)認(rèn)可的協(xié)議和方法是非常昂貴的。排放特征化(emissions characterization)是非常耗時的且必須在多個處理周期中進行，以保證可精確地代表工廠排放的在統(tǒng)計上顯著的數(shù)據(jù)。考慮精確性和可重復(fù)性的數(shù)據(jù)分析需要由專家和/或經(jīng)認(rèn)證的化學(xué)工程師來收集并解釋數(shù)據(jù)。對每個數(shù)據(jù)組，計量(metrology)工具組需要證明文件、認(rèn)證和校準(zhǔn)(calibration)。進行這種測量的第三方公司需要一個月或以上來安排，并需要一個月或以上來收集解釋數(shù)據(jù)并寫出報告。由于擔(dān)心生產(chǎn)損失和工廠受擾亂，很難安排數(shù)天的訪問時間(每個工具)以在生產(chǎn)條件下收集排放測量結(jié)果。全球的各個位置、區(qū)域和國家具有不同的管制排放要求。許多要求包括由可信的計量支持的每日、每季和/或每年的累計報告。地方水處理廠對輸入凈水廠的水各有不同的最低要求，使用者的排放物必須被認(rèn)證達到這些要求。

發(fā)明內(nèi)容
本文提供用于增強控制、監(jiān)測和記錄電子裝置制造系統(tǒng)的引入化學(xué)物和功率使用以及排放的方法和設(shè)備。在一些實施例中，根據(jù)本發(fā)明的集成輔助生產(chǎn)層系統(tǒng)可以監(jiān)測輔助生產(chǎn)層裝備的能源使用。對于系統(tǒng)，工具可以進入許多不同深度的能源節(jié)約模式中，例如空閑(淺層能源節(jié)約，其中生產(chǎn)裝備可以在數(shù)秒內(nèi)恢復(fù)至正常生產(chǎn)而不影響質(zhì)量或產(chǎn)量)、睡眠(深層能源節(jié)約，其中生產(chǎn)裝備可以在數(shù)分鐘內(nèi)恢復(fù))、或休眠(非常深層能源節(jié)約模式，其中生產(chǎn)裝備會需要數(shù)小時來恢復(fù)，以不影響質(zhì)量或產(chǎn)量)。在一些實施例中，對于功率和能源消耗，系統(tǒng)可以監(jiān)測并顯示輔助生產(chǎn)層內(nèi)的所有氣體排放，以及Semi S23方法報告CO2當(dāng)量((^equivalent)排放。系統(tǒng)可以監(jiān)測來自處理工具和輔助生產(chǎn)層裝備的所有排出物處理氣體以及能源使用?；谝阎钠茐娜コ?Destruction RemovalEfficiencies),系統(tǒng)可以計算系統(tǒng)的實際氣體和CO2當(dāng)量排放,列表顯示隨著時間的這些排放、并在被要求時報告這些排放。系統(tǒng)還可以監(jiān)測所有內(nèi)部能源使用，并還為內(nèi)部能源使用提供當(dāng)量CO2排放。在一些實施例中，用于提供半導(dǎo)體制造工具的能源使用統(tǒng)計的設(shè)備可以包括控制器，控制器確定一個或多個制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的能源使用測量組、并報告能源使用測量組。
在一些實施例中，用于提供半導(dǎo)體制造工具的能源使用統(tǒng)計的系統(tǒng)可以包括一個或多個控制器，控制器確定一個或多個制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的能源使用測量組；并向遠程服務(wù)器報告能源使用測量組；其中遠程服務(wù)器對來自一個或多個控制器的能源使用測量進行聚合(aggregate)并提供經(jīng)聚合的能源使用報告。在一些實施例中，用于提供半導(dǎo)體生產(chǎn)工具的能源使用統(tǒng)計的方法可以包括確定耦合至控制器的一個或多個制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的能源使用測量組；以及報告能源使用測量。本發(fā)明的其它和進一步的實施例將于下文描述。


本發(fā)明的實施例已在上文中簡短概述并將在下文中詳細(xì)描述，通過參照附圖中示出的本發(fā)明的示例性實施例可以理解本發(fā)明的實施例。但是應(yīng)當(dāng)注意，附圖僅示出本發(fā)明的典型實施例，因此不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是對本發(fā)明范圍的限制，因為本發(fā)明可以容許有其它等效的實施例。圖I是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于操作電子裝置制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的系統(tǒng)的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于電子裝置制造系統(tǒng)中的集成輔助生產(chǎn)層系統(tǒng)的不意圖。
圖3A至圖3C示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的集成輔助生產(chǎn)層系統(tǒng)的示例性能源節(jié)約計。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于操作電子裝置制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的控制器的框圖。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于操作電子裝置制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的方法的流程圖。為了便于了解，盡可能地使用相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)明共同出現(xiàn)在各圖式中的相同的組件。附圖并未按比例繪制并且為清晰起見可被簡化。需考慮一個實施例的組件和特征可以有益地結(jié)合于其它具體實施例中，而不需要進一步詳述。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例為輔助生產(chǎn)層提供改進的控制系統(tǒng)，改進的控制系統(tǒng)可以有利地列表顯示并報告具有集成輔助生產(chǎn)層控制系統(tǒng)的電子裝置制造系統(tǒng)的能源使用和能源節(jié)約。在一些實施例中，根據(jù)本發(fā)明的集成輔助生產(chǎn)層系統(tǒng)可以監(jiān)測輔助生產(chǎn)層裝備的能源使用，并且在工具進入空閑模式時總計系統(tǒng)的能源節(jié)約。在一些實施例中，系統(tǒng)可以監(jiān)測并顯示輔助生產(chǎn)層內(nèi)的所有氣體排放以及CO2當(dāng)量排放。輔助生產(chǎn)層可以包括輔助裝置，例如，減除工具、AC(交流)功率分配器、主真空泵、備用真空泵、水泵、冷凝器(chillers)、熱交換器、處理冷卻水供應(yīng)和傳輸系統(tǒng)、電力供應(yīng)和傳輸系統(tǒng)、惰性氣體排放處、閥、裝置控制器、潔凈干燥空氣供應(yīng)和傳輸系統(tǒng)、環(huán)境空氣供應(yīng)和傳輸系統(tǒng)、惰性氣體供應(yīng)和傳輸系統(tǒng)、燃料供應(yīng)和傳輸系統(tǒng)、觸摸屏幕、處理邏輯控制器、試劑(reagent)供應(yīng)和傳輸系統(tǒng)等。使用該裝備導(dǎo)致輔助生產(chǎn)層通常利用大量的能源和其它資源、需要更多維護、并產(chǎn)生大量的廢熱(waste heat)，這導(dǎo)致有害的環(huán)境影響。 所有這些對于半導(dǎo)體代工廠經(jīng)營者來說是非常昂貴的。輔助生產(chǎn)層裝備一般被設(shè)計成在高產(chǎn)能模式(“高能量模式”)中連續(xù)地運行并且已經(jīng)在高產(chǎn)能模式(“高能量模式”)中連續(xù)地運行，以減少輔助生產(chǎn)層遭遇來自處理室的不能完全減除的最嚴(yán)重情況排出物負(fù)荷的可能性。冷凝器和泵可在最大功率消耗下運行，以確保處理室所需要的適當(dāng)流動和冷卻能力。排氣管線溫度控制可在最大能源消耗下進行，以確?？梢杂凶畲蟮墓峄蛏崮芰?，即便處理和惰性氣體流以及室壓力的需求可以從最小變動至最大。因為一些或許多單獨的輔助生產(chǎn)層部件或部件附加的處理工具的高能源消耗和不佳的功率因數(shù)(power factor)，這種輔助生產(chǎn)層裝備設(shè)計會是有效的但效率低。在共同擁有的美國專利申請案序號No. 12/365, 894中提供具有適合如在此描述般修改并使用的集成輔助生產(chǎn)層的電子裝置制造系統(tǒng)的示例，該申請的申請人是DanielO. Clark等人、申請日為2009年2月4日、且名稱為“Methods and Apparatus forOperating an Electronic Device Manufacturing System”，該申請通過引用整體結(jié)合于本說明書中。圖I是用于根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于操作電子裝置制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的系統(tǒng)100的示意圖。系統(tǒng)100可以包括可以經(jīng)由通信連接106連接至處理工具104的處理工具控制器102。處理工具控制器102可以是適合控制處理工具104操作的任何微型計算機、微處理器、邏輯電路、硬件和軟件的組合等。例如，處理工具控制器102可以是個人計算機、塔式服務(wù)器、單板計算機(single board computer)、和/或緊湊型PCI (Compact PCI)等。處理工具104可以是需要輔助生產(chǎn)層支持系統(tǒng)的排放減除和/或其它資源的任意電子裝置制造處理工具。通信連接104(以及本文描述的任何其它通信連接)可以是硬接線式(hardwired)或無線式，且可以使用任何適合的通信協(xié)議，例如SECS/GEM、HSMS、OPCjP /或設(shè)備網(wǎng)(Device-Net)。處理工具控制器102可以借助于通信連接110連接至輔助生產(chǎn)層前端控制器108。輔助生產(chǎn)層前端控制器108可以是適合控制輔助生產(chǎn)層輔助系統(tǒng)/裝置104的任意微型計算機、微處理器、邏輯電路、硬件和軟件的組合等。例如，處理工具控制器108可以是個人計算機、塔式服務(wù)器、單板計算機、和/或緊湊型PCI (Compact PCI)等。
輔助生產(chǎn)層前端控制器108可以轉(zhuǎn)而經(jīng)由通信連接120、122、124和126分別連接至輔助生產(chǎn)層輔助系統(tǒng)/裝置112、114、116和118。輔助生產(chǎn)層輔助系統(tǒng)/裝置可以各自具有控制器(未示出)，例如可編程邏輯控制器(PLC)。可替換地，輔助生產(chǎn)層前端控制器108可以對任意或全部輔助生產(chǎn)層輔助系統(tǒng)/裝置執(zhí)行低階PLC控制器的功能。雖然圖示了四個輔助生產(chǎn)層輔助系統(tǒng)/裝置，應(yīng)當(dāng)注意的是，多于或少于四個輔助生產(chǎn)層輔助系統(tǒng)/裝置可以被連接至輔助生產(chǎn)層前端控制器108。輔助生產(chǎn)層輔助系統(tǒng)/裝置可以包括減除工具、AC(交流)功率分配器、主真空泵、備用真空泵、水泵、冷凝器、熱交換器、處理冷卻水供應(yīng)和傳輸系統(tǒng)、水回收和/或處理系統(tǒng)、電力供應(yīng)和傳輸系統(tǒng)、惰性氣體排放處、閥、裝置控制器、潔凈干燥空氣供應(yīng)和傳輸系統(tǒng)、環(huán)境空氣供應(yīng)和傳輸系統(tǒng)、惰性氣體供應(yīng)和傳輸系統(tǒng)、燃料供應(yīng)和傳輸系統(tǒng)、觸摸屏幕、處理邏輯控制器、試劑供應(yīng)和傳輸系統(tǒng)等。在操作時，處理工具控制器102可以通過操作一個或多個機器人、門、泵、閥、等離子體產(chǎn)生器、電源等來控制處理工具104。如上所述，處理工具控制器102可以持續(xù)不斷地注意處理工具104的每個腔室和處理工具104整體的狀態(tài)和資源需求。處理工具控制器102可以訪問數(shù)據(jù)庫(未示出)，處理工具控制器102可以使用數(shù)據(jù)庫來計算腔室(未示出)和處理工具104整體的資源需求。此外，處理工具控制器102可以連接至輔助生產(chǎn)層中的儀 器(未示出)，處理工具控制器102可以從該儀器計算輔助生產(chǎn)層系統(tǒng)和/或裝置的資源需求?？商鎿Q地，輔助生產(chǎn)層前端控制器108可以連接至輔助生產(chǎn)層中的儀器(未示出)，并可以計算輔助生產(chǎn)層系統(tǒng)和/或裝置的資源需求，并將關(guān)于輔助生產(chǎn)層系統(tǒng)和/或裝置的資源需求的信息提供給處理工具控制器102。處理工具控制器102可以將這樣的資源需求傳達給輔助生產(chǎn)層前端控制器108，輔助生產(chǎn)層前端控制器108可以轉(zhuǎn)而經(jīng)由通信連接119、120、122、124和126通過操作泵、開關(guān)閥、電源和/或其它硬件以控制一個或多個輔助生產(chǎn)層輔助系統(tǒng)/裝置112、114、116和118。以此方式，操作輔助生產(chǎn)層裝備需要的能量可以被減少至一水平，該水平提供充足的資源以安全地有效率地操作處理工具104并且將從處理工具104流出的排放完全減除?！俺渥愕馁Y源”代表可以避免負(fù)面影響處理工具104(和/或處理工具的產(chǎn)量和/或效率)的最小資源量加上最小所需資源以上的任意附加資源量，以提供期望的安全性和/或誤差裕度(margin)。輔助生產(chǎn)層裝備的管理可以包括在低功率狀態(tài)下操作輔助生產(chǎn)層裝備的一個或多個組件(例如泵、冷凝器、管線加熱器等)以節(jié)省能源和排放的需求?？梢栽谳o助生產(chǎn)層裝備的特定組件不被使用時、或者在輔助生產(chǎn)層裝備能夠在低功率狀態(tài)下操作而在不影響系統(tǒng)性能時，進入該低功率狀態(tài)。例如，在生產(chǎn)處理的不同步驟中，多種輔助生產(chǎn)層設(shè)備組件會不需要，并因而可以根據(jù)多少時間之后會需要該組件而被置于睡眠、空閑、休眠或關(guān)閉狀態(tài)。節(jié)省功率的低功率狀態(tài)的示例包括空閑狀態(tài)、睡眠狀態(tài)以及休眠狀態(tài)。這三個節(jié)省功率狀態(tài)的主要差異在于持續(xù)期間以及能量消耗。較空閑模式為更深層次的功率節(jié)省(例如睡眠或休眠)需要更長的時間以從能源節(jié)約模式中回復(fù)，以實現(xiàn)完全生產(chǎn)而不影響生產(chǎn)處理的質(zhì)量和產(chǎn)量(yield)。將處理室和相關(guān)的輔助生產(chǎn)層裝備回復(fù)至最佳已知方法(Best Known Method，BKM)溫度和壓力可以根據(jù)從與輔助生產(chǎn)層裝備和處理室的功率節(jié)省狀態(tài)相關(guān)的BKM腔室條件的偏離程度而花費數(shù)秒、數(shù)分鐘或數(shù)小時?？臻e狀態(tài)通常持續(xù)數(shù)秒，睡眠狀態(tài)通常持續(xù)數(shù)分鐘，而休眠狀態(tài)通常持續(xù)數(shù)小時。在這些條件下的能源節(jié)約操作條件由處理工具控制器102或輔助生產(chǎn)層前端控制器108預(yù)先確定。這些能源節(jié)約操作條件是平臺、腔室、以及處理專用的。處理工具102以及相關(guān)的制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層可以根據(jù)操作需要而具有各種不同的功率配置。例如，功率配置可以存在以下情況處理工具處于關(guān)閉狀態(tài)，而各種氣體流動和減除系統(tǒng)以完全能力操作以在完成生產(chǎn)操作之后執(zhí)行停機操作。為了本發(fā)明，術(shù)語“低功率配置”代表處理工具102和/或制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的一個或多個組件受到一個或多個控制器指示而在功率節(jié)省模式下操作時的任意狀態(tài)，例如在特定處理配方步驟中或非生產(chǎn)空閑操作模式(例如上文所述的空閑、睡眠和休眠狀態(tài))或關(guān)閉狀態(tài)期間內(nèi)的不同的能源消耗等級。在進入低功率配置之前，處理工具控制器102或輔助生產(chǎn)層控制器108驗證處理工具104能夠在低功率配置下操作。在進入低功率空閑、睡眠或休眠的節(jié)省模式之前，處理工具控制器102或輔助生產(chǎn)層控制器108驗證處理室中沒有水、且在短時間內(nèi)將不需要支持裝備的處理室。來自處理工具的特定信息(例如狀態(tài)變量ID(SVID)和收集到的事件ID(CEID))(例如氣體名稱和流動、腔室狀態(tài)、配方和批量(lot)開始/停止等)將被監(jiān)測， 以確保系統(tǒng)在結(jié)束低功率模式時可以進入穩(wěn)定就緒狀態(tài)。處理工具控制器102或輔助生產(chǎn)層控制器108還驗證進入或退出低功率配置將不會對腔室下次啟動時使用的第一個晶片產(chǎn)生任何不利的影響。處理工具控制器102或輔助生產(chǎn)層控制器108可以按照各種方式使得輔助生產(chǎn)層裝備進入低功率配置。在一些實施例中，通過手動要求(例如通過使用者使用處理工具控制器102上的界面來選擇低功率選項)來觸發(fā)進入低功率配置。在一些實施例中，基于與處理工具關(guān)聯(lián)的暫停觸發(fā)器(time out trigger)來觸發(fā)低功率配置(例如,受制于上文列舉的對進入低功率配置的要求，處理工具在預(yù)定的期間無動作后自動地進入低功率配置)。在一些實施例中，工廠控制器128發(fā)送指示輔助生產(chǎn)層裝備進入低功率配置的指令。在一些實施例中，集成輔助生產(chǎn)層系統(tǒng)與成套“開放平臺(open platform)”裝備進行通信，以對生產(chǎn)應(yīng)用提供處理工具的較低碳足跡操作。例如，圖2示出這樣的系統(tǒng)的一個非限制性構(gòu)造，示出具有減除模塊、冷卻水模塊、泵模塊、遠程AC(交流)電源盒、不間斷電源(UPS)以及控制模塊的緊湊集成系統(tǒng)。開放平臺有利地適應(yīng)客戶的裝備偏好，并達到最低環(huán)境足跡、最佳技術(shù)性能、最高產(chǎn)量和最低購置成本。例如，這樣可配置的輔助生產(chǎn)層系統(tǒng)可以在緊湊單元內(nèi)包括一個或多個減除單元、真空泵、冷凝器、用于各種系統(tǒng)的互連、和設(shè)施布置，該緊湊單元經(jīng)由集成輔助生產(chǎn)層控制器(例如上述輔助生產(chǎn)層前端控制器108)與一個或多個處理工具同步。此外，在此描述的能量控制系統(tǒng)還可以被運用于具有分散的組件(例如，不像圖2般是緊湊配置的)的現(xiàn)有或新型的設(shè)施中。集成輔助生產(chǎn)層可以運用信號和控制能力以管理例如泵以控制處理室排氣和壓力、管理冷凝器或加熱器以控制對于處理最佳的腔室或組件溫度(工具專用的最佳已知方法(BKM))、以及管理最適于處理工具排放要求的減除工具(例如，基于對特定配方的設(shè)定點(setpoint)控制的根據(jù)處理配方的能源節(jié)約)。選擇性地,本地A/C、處理冷卻水、空氣處理器、化學(xué)物輸送系統(tǒng)、驅(qū)氣氣流、功率調(diào)節(jié)、機柜排氣氣流、本地?zé)崮芙粨Q(thermal crossexchange)等可以由集成輔助生產(chǎn)層控制器管理。根據(jù)本發(fā)明的集成輔助生產(chǎn)層系統(tǒng)可以監(jiān)測輔助生產(chǎn)層裝備的能源使用，并且當(dāng)工具進入空閑模式或任意其它低能源生產(chǎn)操作模式時對系統(tǒng)的能源節(jié)約進行總計。在一些實施例中，系統(tǒng)可以監(jiān)測并顯示在輔助生產(chǎn)層內(nèi)所有的氣體排放以及CO2當(dāng)量GWG排放或能源消耗。系統(tǒng)可以監(jiān)測來自處理工具和輔助生產(chǎn)層裝備的所有排放物處理氣體和能源使用。基于已知的DRE，系統(tǒng)可以計算系統(tǒng)排放、列表顯示隨著時間的系統(tǒng)排放、并在被要求時報告系統(tǒng)排放。系統(tǒng)還可以監(jiān)測所有內(nèi)部能源使用，并還可以為內(nèi)部能源使用提供當(dāng)量CO2排放。系統(tǒng)可以包括實時排放傳感器以監(jiān)測并驗證CO2排氣排放，且能夠基于對于(排放和能源消耗已于先前被特征化的)處理的操作表格來報告排放。在一些實施例中，系統(tǒng)100還包括工廠控制器128。工廠控制器128選擇性地連接至輔助生產(chǎn)層前端控制器108和/或處理工具控制器102。工廠控制器選擇性地通過 HSMS (E37)、SECS II/GEM(E5/E30)與輔助生產(chǎn)層前端控制器進行通信。工廠控制器108將能源節(jié)約狀態(tài)信息發(fā)送至處理工具控制器102和輔助生產(chǎn)層前端控制器108，并從處理工具控制器102和輔助生產(chǎn)層前端控制器108接收能源節(jié)約狀態(tài)信息。對于處理工具104和輔助生產(chǎn)層系統(tǒng)112至118，在從更深層次的能源節(jié)約模式進入全生產(chǎn)狀態(tài)時通常需要額外的回復(fù)時間。為了保證不影響第一襯底的質(zhì)量、產(chǎn)量或產(chǎn)率，工廠控制器128管理工廠調(diào)度操作，以確保最佳性能和能源節(jié)約。當(dāng)在延長的時間期間中不需要輔助生產(chǎn)層裝備時，工廠控制器128引導(dǎo)裝備進入較深層次的能源節(jié)約模式，例如“睡眠”或“休眠”操作模式。當(dāng)需要輔助生產(chǎn)層裝備時，工廠控制器128在實際使用之前開始將輔助生產(chǎn)層裝備從深層次能源節(jié)約操作模式中回復(fù)的處理，以不影響生產(chǎn)處理。本發(fā)明的實施例可以因此提供以下各項中的一個或多個碳足跡數(shù)據(jù)收集器和報告；基于總排出氣體和DRE所計算出的碳足跡；基于設(shè)施使用(電力、水等)計算出的碳足跡；基于配方步驟的時間映射(time mapped)碳足跡；基于對來自配方的每個步驟的排出物所測量到的實時排放的碳足跡報告；基于合格的排放測量、并且對先前測量的來自配方的每個步驟的排出物所計算的碳足跡報告；以及每個工具或整個成套工具的報告。例如，在一些實施例中，集成輔助生產(chǎn)層系統(tǒng)監(jiān)測并顯示輔助生產(chǎn)層工具組的所有氣體排放、以及CO2當(dāng)量排放。利用Semi S23抱怨方法(complaint method)來計算并報告能源節(jié)約。在一些實施例中，通過測量利用如上所述的低功率配置的處理工具的功率消耗、并將在低功率配置期間的功率利用與沒有受益于低功率配置選項的處理工具的功率消耗相比較，來計算能源節(jié)約。還參照圖5討論測量處理工具的能源節(jié)約的處理。系統(tǒng)監(jiān)測來自處理工具的所有排出物處理氣體，并且根據(jù)DRE測量來計算系統(tǒng)的碳或CO2排放當(dāng)量。在一些實施例中，可以對每個成套工具提供實時和/或累積當(dāng)量CO2排放報告。在沉積、清潔、空閑模式以及待機期間來自處理室的排放顯著變化。工廠工具的利用可以根據(jù)工具不同而變化，并且可以低至20%或是高至95%。本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)收集和分析可對于處理模式和正常運行時間(uptime)精確地調(diào)節(jié)累積的和瞬時映射的排放和能源消耗報告。由集成輔助生產(chǎn)層系統(tǒng)監(jiān)測工具消耗，所以工具消耗還被包括在CO2當(dāng)量報告中。本發(fā)明的具體實施例使用實時排放傳感器，以確認(rèn)工具操作達到特定的性能或符合對已發(fā)布配方的經(jīng)認(rèn)證排放結(jié)果的參照數(shù)據(jù)庫。將累積或?qū)崟r度量報告連接至已發(fā)布的最佳已知方法(BKM)及配方、或來自裝備的實時排放傳感器和反饋信號，表示在精確度和可靠性上顯著的改進。本發(fā)明自動調(diào)整排放報告以說明正常運行時間和各種操作模式水平(高、低和空閑)。報告可以是簡單的隨著時間或即時的總共累積。報告可以是簡單的累積的或即時的CO2當(dāng)量計、或詳盡且紀(jì)錄時間的數(shù)據(jù)文件或電子表格。圖3A至圖3C示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的集成輔助生產(chǎn)層系統(tǒng)的示例性能源節(jié)約計，該能源節(jié)約計可以顯示來自集成輔助生產(chǎn)層系統(tǒng)的操作的能源節(jié)約結(jié)果。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用以提高電子裝置制造系統(tǒng)的效率的示例性控制器400。在一些實施例中，控制器400被實施為可以操作以對一個或多個輔助生產(chǎn)層的能源使用執(zhí)行數(shù)據(jù)收集、處理和報告的計算機?？刂破?00包括中央處理器(CPU) 402、多個支持電路404以及存儲器406。盡管參照具有CPU、支持電路以及存儲器的計算機來討論控制器400的本示例性實施例，但是在本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，控制器400可以按照各種方式實現(xiàn)，包括專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、片上系統(tǒng)(SOC)等?？刂破?00的各種實施例還可以被集成于處理工具控制器102或輔助生產(chǎn)層前端控制器108中，并具有本領(lǐng)域已知的相應(yīng)輸入/輸出接口。支持電路404可以包括顯示裝置和其它電路，以支持CPU 402的功能。這些電路可以包括時鐘電路、緩存、電源、網(wǎng)卡、視頻電路等。 存儲器406可以包括只讀存儲器、隨機存取存儲器、可移動存儲器、磁盤驅(qū)動器、光學(xué)驅(qū)動機和/或其它形式的數(shù)字儲存器。存儲器406配置成儲存操作系統(tǒng)408、功率使用數(shù)據(jù)處理模塊410、控制器模塊412以及排放數(shù)據(jù)表414。操作系統(tǒng)408執(zhí)行對控制器400的一般操作進行控制，包括促進各種處理、應(yīng)用和模塊的執(zhí)行以控制一個或多個制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層?？刂破髂K412操作以促進一個或多個制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的控制和操作。雖然參照用于控制一個或多個制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的控制器400來示出本發(fā)明的本示例性實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在此討論的功率管理和數(shù)據(jù)計算操作可以由為收集數(shù)據(jù)而聯(lián)接至制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層但與控制器400分開并遠離的系統(tǒng)來執(zhí)行。功率使用數(shù)據(jù)處理模塊410操作以從一個或多個制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層接收數(shù)據(jù)，并計算一個或多個制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的功率使用。在一些實施例中，接收到的數(shù)據(jù)包括來自各個輔助生產(chǎn)層的傳感器信息。在一些實施例中，接收到的數(shù)據(jù)包括來自控制器模塊412的信息，該信息描述一個或多個制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的當(dāng)前操作狀態(tài)。功率使用數(shù)據(jù)處理模塊410通過將制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的當(dāng)前功率使用與制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的峰值功率消耗進行比較，來計算一個或多個制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的功率使用?？梢詫μ囟〞r刻、特定時間幀期間、或處理工具的累計值計算功率使用統(tǒng)計。在一些實施例中，功率使用統(tǒng)計是根據(jù)每個處理化學(xué)物的預(yù)定破壞去除效率而運算，且在減除處理完成后報告該化學(xué)物的累計排放統(tǒng)計?？梢栽趩为毺幚砉ぞ咧谢蚶奂有缘挠缮a(chǎn)線或整個工廠產(chǎn)生化學(xué)物消耗統(tǒng)計報告和減除后排放統(tǒng)計報告。在一些實施例中，預(yù)定破壞去除效率是根據(jù)預(yù)定排放測量標(biāo)準(zhǔn)而計算出，例如Semi S23和/或Semi/EPA排放報告標(biāo)準(zhǔn)。在一些實施例中,通過將當(dāng)前功率消耗與功率使用數(shù)據(jù)表414進行比較來計算出功率使用統(tǒng)計。功率使用數(shù)據(jù)表414可以包括描述制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層在峰值操作狀態(tài)下的功率使用的數(shù)據(jù)。在一些實施例中，根據(jù)處理工具104和關(guān)聯(lián)制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的配置來動態(tài)地產(chǎn)生功率使用數(shù)據(jù)表414。參考圖5進一步描述功率使用數(shù)據(jù)處理模塊414計算功率使用統(tǒng)計的方法。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于操作電子裝置制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的方法500的流程圖。方法500開始于步驟502并進行至步驟504。在步驟504，方法500確定對一個或多個制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的一組能源使用測量。如上所述，可以使用從生產(chǎn)輔助生產(chǎn)層接收到的傳感器數(shù)據(jù)、從處理工具控制器102或輔助生產(chǎn)層控制器108接收到的控制器數(shù)據(jù)、或從根據(jù)描述處理工具104和相應(yīng)制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的當(dāng)前操作狀態(tài)的信息的功率使用數(shù)據(jù)表414，來確定能源使用。在確定當(dāng)前制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的能源使用之后，方法500進行至選擇性步驟506，或在一些實施例中直接進行至步驟508。在選擇性步驟506中，方法500確定在步驟504中確定的確定能源使用與基線能源使用配置之間的差異?；€能源使用配置描述沒有受益于低功率能源使用配置的處理工具和相關(guān)輔助生產(chǎn)層的能源使用。使用確定比較，以表示由控制器在低功率配置下操作處理工具104和/或一個或多個輔助生產(chǎn)層的 能力所提供的總能源節(jié)約。在判斷確定的能源使用和基線能源使用配置之間的差異后，方法500進行至步驟508。在一些實施例中，能源使用的差量(delta)還可以由外部裝置進行測量并手動輸入到系統(tǒng)中。在步驟508中，方法500報告能源使用測量。報告操作可以是選擇性地以一個或多個不同的方式(如參考要素510、512和514描述的)執(zhí)行。在要素510中，方法500在處理工具控制器上在本地顯示能源使用測量。在一些實施例中，方法500可以利用耦合至控制器本身的顯示屏。在一些實施例中，為了顯示機器診斷數(shù)據(jù)的特定目的，方法500可以經(jīng)由耦合至控制器的外部顯示工具來顯示數(shù)據(jù)。在要素512中，方法500可以在遠程顯示測量，例如經(jīng)由特定使用于數(shù)據(jù)聚合和報告的遠程顯示器。在一些實施例中，為此目的，工廠控制器128用作遠程顯示器。遠程服務(wù)器可以通過單獨的制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層、處理工具、工廠生產(chǎn)線、工廠基地等來聚合數(shù)據(jù)并產(chǎn)生報告。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以由各種不同方法來組織并展示這樣的能源使用數(shù)據(jù)，例如在特定瞬間、經(jīng)過一段時間、以及作為在處理工具或設(shè)施的使用壽命里的聚合。在要素514中，方法500可以發(fā)送能源使用測量至遠程服務(wù)器。例如，測量可以被發(fā)送至公司總部以進行分析，或發(fā)送至政府機關(guān)以確保符合排放控制標(biāo)準(zhǔn)。在報告能源使用測量之后，方法500在步驟516處結(jié)束。雖然上文所述涉及本發(fā)明的實施例，但是在不背離本發(fā)明的基本范圍的情況下，可以設(shè)計本發(fā)明的其它和進一步的實施例。
權(quán)利要求
1.一種用于提供半導(dǎo)體制造工具的能源使用統(tǒng)計的設(shè)備，所述設(shè)備包括 控制器，所述控制器 確定一個或多個制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的一組能源使用測量；以及 報告所述一組能源使用測量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中，所述控制器還構(gòu)造成通過對所述一組能源使用測量與基線組能源使用測量進行比較來計算并報告能源節(jié)約。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中，所述能源使用測量代表所述一個或多個制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層在低功率配置中的能源消耗。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述控制器是輔助生產(chǎn)層前端控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，針對瞬時時間(instantaneous time)、時間巾貞、或所述制造工具的使用壽命當(dāng)中的至少一者來報告所述能源使用測量。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，還包括用于顯示所述一組能源使用測量的顯示裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述控制器還構(gòu)造成向遠程服務(wù)器報告所述一組能源使用測量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述遠程服務(wù)器根據(jù)預(yù)定排放測量標(biāo)準(zhǔn)來提供排放追蹤和報告。
9.一種用于提供半導(dǎo)體制造工具的能源使用統(tǒng)計的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 一個或多個控制器，所述一個或多個控制器 確定一個或多個制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的一組能源使用測量；以及 向遠程服務(wù)器報告所述一組能源使用測量；以及 其中，所述遠程服務(wù)器對來自所述一個或多個控制器的所述能源使用測量進行聚合(aggregate)并提供經(jīng)聚合的能源使用報告。
10.一種用于提供半導(dǎo)體制造工具的能源使用統(tǒng)計的方法，所述方法包括以下步驟 確定耦合至控制器的一個或多個制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層的一組能源使用測量；以及 報告所述能源使用測量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括以下步驟 通過對所述一組能源使用測量和基線組能源使用測量進行比較，來計算能源節(jié)約；以及 報告所述能源節(jié)約。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，還包括至少一個以下步驟 其中，所述能源使用測量代表所述一個或多個制造系統(tǒng)輔助生產(chǎn)層在低功率配置中的能源消耗；或 其中，針對瞬時時間、時間幀、或所述制造工具的使用壽命當(dāng)中的至少一者來報告所述能源使用測量。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，還包括以下步驟顯示所述一組能源使用測量。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其中，向遠程服務(wù)器報告所述一組能源使用測量。
15.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其中，所述報告所述能源使用測量的步驟還包括以下步驟以與預(yù)定排放測量標(biāo)準(zhǔn)一致的格式，來報告所述一組能源使用測量。
全文摘要
提供用于增強控制、監(jiān)測和記錄電子裝置制造系統(tǒng)的引入化學(xué)物和功率使用以及排放的方法和設(shè)備。在一些實施例中，集成輔助生產(chǎn)層系統(tǒng)可以監(jiān)測輔助生產(chǎn)層裝備的能源使用。對于系統(tǒng)，工具可以進入許多不同深度的能源節(jié)約模式中，例如空閑(淺層能源節(jié)約，其中生產(chǎn)裝備可以在數(shù)秒內(nèi)恢復(fù)至正常生產(chǎn)而不影響質(zhì)量或產(chǎn)量)、睡眠(深層能源節(jié)約，其中生產(chǎn)裝備可以在數(shù)分鐘內(nèi)恢復(fù))、或休眠(其中生產(chǎn)裝備會需要數(shù)小時來恢復(fù)，以不影響質(zhì)量或產(chǎn)量)。在一些實施例中，系統(tǒng)可以監(jiān)測并顯示在輔助生產(chǎn)層內(nèi)的所有氣體排放，以及Semi S23方法報告CO2當(dāng)量排放。系統(tǒng)可以監(jiān)測來自處理工具和輔助生產(chǎn)層裝備的排出物處理氣體以及能源使用。
文檔編號G05B19/418GK102667643SQ201080051805
公開日2012年9月12日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者丹尼爾·O·克拉克, 優(yōu)瑟夫·A·羅勒迪, 杰伊·J·俊, 肖恩·柯若弗德, 達娜·特里布拉, 馬克西米·凱耶爾 申請人:應(yīng)用材料公司