專利名稱：產品到達時間預測系統及方法以及計算機程序的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種產品流程管理(product flow management)技術，特別是一種運用標準排隊時間(standard queue time)因素的產品到達預估(productculmination estimation)系統及方法。
背景技術：
制造過程中，一至多個半導體裝置(semiconductor device)通常有次序地安排在一基底(substrate)上，例如晶片，而晶片會集合成群或“批次(lot)”。復雜半導體裝置制作，會使用許多道處理步驟，而半導體裝置的全部制作時間可能會花上數個月。在制造步驟間等待的時間以及一制程步驟的處理時間，會依據眾多變量，而有多樣的可能。一產品的制造步驟間等待的時間，可泛稱為排隊時間(queue time)。每一處理可能為預先設定的批處理(batch process)，使一組半導體裝置(例如，一或多個晶片批次)可以同時被處理，或者是一序列處理(serial process)，使裝置或晶片可以個別被處理。甚者，產品也可以被群聚在一起，成為一組，運送到每一個步驟進行處理。在一基底上制造的物品，可能包含單一產品或多個不同的產品。產品基底或許會被集合在一起成為一批次，而一批次所包含的數量，會因基底或產品的標準數量不同而有所不同。
處理時間以及排隊時間因下列考量因素而顯得非常重要。舉例而言，這些時間會影響可靠度(reliability)、效能以及產品良率。此外，通常需要了解與預測晶片在制造設備間通過的流程。監(jiān)督及預測產品于一工廠的移動被稱為“產品到達預測(product culmination forecasting)”。據此，需要一良好的產品到達預測系統及方法。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的為提供一種目標排隊時間計算系統及方法。
為達成上述目的，本發(fā)明的目標排隊時間計算系統首先依據制造執(zhí)行系統中的每一產品路徑操作以及/或制程事件，決定一標準理論周轉時間(standard theoretical cycle time；STCT)。STCT可相應于一標準化產品數量或產品批次大小的周轉時間，可應用于半導體基材的制造，如半導體晶片的制造。STCT也會決定于其制造是否發(fā)生于循序(單一晶片)或批次(多晶片)的情況，以及其它制程環(huán)境因素。制造機臺的組態(tài)設定以及設計也會影響標準STCT。STCT也許被限定于具相同的多個產品路徑操作以及/或制程事件。另外，STCT或許針對每一產品路徑操作以及/或制程事件為唯一的值。
在決定STCT之后，決定一實際產品數量理論周轉時間(actual productsize theoretical cycle time；ATCT)。ATCT相應于每一產品數量或批次大小大于/小于STCT的產品數量或批次大小的理論周轉時間。在制造環(huán)境中，或許存在多個與STCT的產品數量或批次大小不一致的產品批次或群組。
接下來，一目標排隊時間TQT由產品的標準QTF以及標準STCT所決定。所以，在每一產品路徑操作以及/或制程事件中，單一的TQT也許是被預測而得。另外，一全域性(global)的TQT，或許由多個產品路徑操作以及/或制程事件預測而得。利用一標準QTF于每一種產品數量或批次，可提供預測一產品經歷一制程的到達時間預估。
最后，一產品路徑操作以及/或制程事件的產品周轉時間也可藉由加總ATCT以及TQT來預測。


圖1是表示依據本發(fā)明一實施例的目標排隊時間計算系統的系統架構圖。
圖2是表示本發(fā)明另一實施例的制造執(zhí)行系統的示意圖。
圖3是表示本發(fā)明另一實施例的制造執(zhí)行系統的處理時間示意圖。
圖4是表示本發(fā)明一實施例的產品到達時間預估方法的方法流程圖。
圖5是表示本發(fā)明另一實施例的產品到達時間預估方法的方法流程圖。
符號說明100～范例系統；102～制造執(zhí)行系統；104～產品到達預測器；202、204、206、208～產品路徑操作；210、212、214、216～群聚機臺；218、220、222、224～制程事件；218a～耐火金屬沉積制程；218b～金屬塊沉積制程；218c～阻絕層制程；TQT1、TQT2、TQT3、TQT4、TQTN～目標排隊時間；TCT1、TCT2、TCT3、TCT4～理論周轉時間；400～方法流程圖；402、404、...、410～操作步驟；500～方法流程圖；502、504、...、510～操作步驟。
具體實施例方式
在此必須注意，以下的揭露提供了許多不同的實施例，或舉例來說，實施多個不同特征的不同實施例。下述范例中的組件以及配置，于此揭露書予以簡化。此僅為實施例而不應予以限制。此外，本發(fā)明的揭露或許會重復參照數字和/或文字符號于不同的實施例。這樣的重復情況是基于簡化以及明確的目的，并非用以表達不同實施例間的關聯。更甚者，其中，于第一實體至第二實體的溝通可包含第一實體直接連接到第二實體的實施例，亦包含在第一實體與第二實體間夾雜額外的實體，使得第一實體與第二實體間并非直接連接。
參考圖1，系統100是一個范例系統，用以說明本發(fā)明中的一到多個實施例。系統100包含至少兩個組件。第一組件是一制造執(zhí)行系統(manufacturing executing system)102，其中包括制程設備、產品運輸設備、自動化系統、計算機網絡、管理系統以及附屬接口。制造執(zhí)行系統102也可包含一“虛擬工廠”，允許管理系統透過一或多個有線及無線網絡，監(jiān)督及控制制程設備、產品運輸設備以及自動化系統。無線系統，例如，個人數據設備(personal data device；PDA)、行動電話、計算機或其它接口，可與虛擬工廠互動。一虛擬工廠的范例請參照2003年7月1日所揭露美國第10/613,139號申請案。
系統100的第二組件為產品到達預測器(product culminationestimator)104。產品到達預測器104可藉由產品制造系統來運作，例如透過前述的虛擬工廠。產品到達預測器104包括硬件、軟件以及存儲器，用以執(zhí)行多個方法，決定產品排隊時間(product queue time)、處理周轉時間(process cycle time)以及產品到達的預測。產品到達預測器104或可與制造執(zhí)行系統102進行互動，從多個處理物體中取得數據，用以解析出周轉時間以及排隊時間。數據或許包含一處理步驟的多個進入時間以及退出時間(代表處理時間)，以及于處理步驟間的時間(代表排隊時間)。
參考圖2，制造執(zhí)行系統102包含多個產品路徑操作(product routeoperations)或“紀錄點(log point)”202至208，其中每一產品路徑操作可個別包含一或多個制程事件(process events)218至224。舉例來說，一薄膜制程操作可利用一群聚機臺(cluster tool)210。群聚機臺210被使用時，伴隨著一制程事件218a，例如耐火金屬沉積(refractory metal deposition)制程，一第二制程事件218b，例如金屬塊沉積(bulk metal deposition)制程以及一第三制程事件218c，例如行成一阻絕層(barrier layer)制程。在一基底上所制造的幾何圖形可涵蓋的特征由約180納米至0.5納米。制程事件218a-c可應用于一般系統，例如電漿熔爐(plasma furnace)，或不同系統，例如物理氣相沉積(physical vapor deposition；PVD)、原子層沉積(atomiclayer deposition；ALD)、化學氣相沉積(chemical vapor deposition；CVD)或電漿增強氣相沉積(plasma enhanced vapor deposition；PECVD)。
參考圖3，流程圖300可以使用于產品到達預估器104(圖1)的一實施例中。為了讓實施例連貫，流程圖300參考到圖2的產品路徑操作202至208。產品路徑操作202至208可代表多個可能于制造執(zhí)行系統102(圖1)發(fā)生的事件以及操作。流程圖300說明于制造環(huán)境中的周轉時間(cycle time)以及排隊時間(queue time)概念。于流程圖300中，數個理論周轉時間(theoreticalcycle times；TCT)，TCT1、TCT2、TCT3以及TCT4，分別相應于產品路徑操作202至208。為簡化以下的說明，假設每一產品路徑操作擁有單一制程事件(如制程事件218a對應產品路徑操作202)，相應的TCT代表需要處理完整個事件的時間。然而，擁有多制程事件的產品路徑操作可擁有多個連貫TCTs，用以表示需要處理完所有事件的時間。于另一個實施例中，單一產品路徑操作可擁有多個連貫TCTs，用以表示多個制程事件。每一TCT可相依于多個參數，其參數可以為常數或變量。TCT的改變可相依于制程變量的改變。例如，或許需要在一預先設定數目的晶片或晶片批次制造過后，才能執(zhí)行一行程維護/分類(scheduled maintenance/calibration)。另外，有些制程為特殊產品的處理，需要額外時間。
數個目標排隊時間(target queue time；TQT)表示如TQT1、TQT2、TQT3、TQT4以及TQTN。每一TQT代表從前一產品路徑操作到下一產品路徑操作所所需要的排隊時間。肇因于許多因素，例如先前或下個產品路徑操作可能為循序(單一)或平行(批次)，以及或許肇因于處理周轉時間，每一TQT也許都會有所不同。在實施例中，一單一產品路徑操作也許有多個制程事件，因此就需要多個TCT以及TQT。此外，超過一個TQT以及/或超過一個TCT可被安排于一序列中。例如，兩個制程事件可依序相鄰，且在其中不須存在任何可估計TQT。另外，兩排隊時間可依序相鄰，其中不須存在任何制程事件。
參考圖4，方法400起始于步驟402，其中一標準排隊時間因素(queuetime factor；QTF)也許被設定至多個產品。標準QTF代表一常數值，或許用以具體指定至個別產品路徑操作202-208以及/或于制造執(zhí)行系統102中的制程事件。標準QTF或許會因為個別產品路徑操作202-208以及/或制程事件的不同而有所不同。于目前的實施例，標準QTF是一相應于歷史數據數值(例如，相類似的產品、相似的晶片大小以及/或相似的處理流程以及技術)。舉例來說，在8英寸(200毫米)直徑基底，批次大小可從為1至25片不等，在12英寸(300毫米)直徑基底，批次大小可從為1至15片不等。于另一實施例中，QTF取決于批次大小。另外，標準QTF相應于一半導體基底的限定實體區(qū)域(limited real estate area)，如同多重試產品晶片(multi-project wafer)，其中每一限定實體區(qū)域或許關聯于一至多個不同產品以及/或一至多個不同的產品訂單。
于步驟404，一標準理論周轉時間(standard theoretical cycle time；STCT)由制造執(zhí)行系統102中的每一產品路徑操作202-208以及/或制程事件所決定(每一STCT或許都不同)。STCT可相應于一標準化產品數量或產品批次大小的周轉時間。STCT也會決定于其制造是否發(fā)生于循序(單一晶片)或批次(多晶片)的情況，以及其它制程環(huán)境因素。制造機臺的組態(tài)設定以及設計也會影響標準STCT。STCT也許被限定于具相同的多個產品路徑操作202-208以及/或制程事件。另外，STCT或許針對每一產品路徑操作202-208以及/或制程事件為唯一的值。
在決定STCT的步驟404后，于步驟406，決定一實際產品數量理論周轉時間(actual product size theoretical cycle time；ATCT)。ATCT相應于每一產品數量或批次大小大于/小于STCT的產品數量或批次大小的理論周轉時間。在制造環(huán)境中，或許存在多個與STCT的產品數量或批次大小不一致的產品批次或群組。舉例來說，或許有一內含5片晶片的晶片批次會與15片晶片的STCT比較。像這樣使用于較少批次大小的比較，也許是從一父標準批次所分割的一子批次、一制程測試批次或一工程設備測試批次。工程測試批次也許經常應用于一制造環(huán)境，用以評估新制程或實作方法。步驟406為每一可能經由產品路徑操作202-208以及/或制程事件的產品批次或產品數量，指定ATCT變量。
于步驟408，一目標排隊時間TQT由產品的標準QTF以及標準STCT所決定。所以，在每一產品路徑操作202-208以及/或制程事件中，獨有的TQT也許是被預測而得。另外，一全域性(global)的TQT，或許由多個產品路徑操作202-208以及/或制程事件預測而得。利用一標準QTF于每一種產品數量或批次，可提供預測一產品經歷一制程的到達時間預估。標準QTF考慮到經過一制程的一致性原料流，而不會因而不會因較少的產品數量或批次而減損處理周轉時間，所以，圖1的系統100會較容易預測一制造系統的產品到達時間。
于步驟410，一產品路徑操作202-208以及/或制程事件的產品周轉時間也可藉由加總ATCT以及TQT來預測。
參考圖5，方法500可被使用于產品到達預估時間方法104(圖1)中，實作另一實施例。方法500始于步驟502，其應用多個標準排隊時間因素(queuetime facrots；QTFi)，關聯于多個產品路徑操作202-208以及/或制程事件。每一標準QTFi或許在制造執(zhí)行系統102中的制造周轉時間以及預估排隊時間中，為一常數值。標準QTFi也許會因產品路徑操作以及/或制程事件的不同而有所不同。另外，產品到達預估方法104的方法500中，標準QTFi也許全域性地分享于產品路徑操作202-208以及/或制程事件中。于本實施例中，標準QTFi為相應于一事先定義產品數量的經常發(fā)生QTFi的一數值。舉例來說，產品也許會聚集成批次，大量的產品晶片可被運輸在個別產品路徑操作202-208或制程事件間。另外，批次大小可為任意大小，產品到達時間預測方法104所使用的標準QTFi為傳統的晶片批次大小的QTFi。標準QTFi或許相應于一半導體基底的限定實體區(qū)域(limited real estate area)，如同多重試產品晶片(multi-project wafer)，其中每一限定實體區(qū)域或許關聯于一至多個不同產品以及/或一至多個不同的產品訂單。
于步驟504，多個標準理論周轉時間(theoretical cycle times；TCTi)由制造執(zhí)行系統102中的每一產品路徑操作202-208以及/或制程事件所決定。多個標準TCTi可相應于一標準化產品數量或產品批次大小的周轉時間。多個標準TCTi也會取決于其制造是否發(fā)生于循序(單一晶片)或批次(多晶片)的情況，以及其它制程環(huán)境因素。制造機臺的組態(tài)設定以及設計也會影響多個標準TCTi。多個標準TCTi也許被限定于具相同的多個產品路徑操作202-208以及/或制程事件。另外，多個TCTi或許針對每一產品路徑操作202-208以及/或制程事件為唯一的值。
在決定多個標準TCTi的步驟504后，于步驟506，決定多個實際產品數量理論周轉時間(actual product size theoretical cycle times；ATCTi)。多個ATCTi相應于每一產品數量或批次大小大于/小于標準TCTi的產品數量或批次大小的理論周轉時間。舉例來說，或許有一內含5片晶片的晶片批次會與15片晶片的標準TCTi比較。像這樣使用于較少批次大小的比較，也許是從一父標準批次所分割的一子批次、一制程測試批次或一工程設備測試批次。ATCTi變量會指定給每一可能經由產品路徑操作202-208以及/或制程事件的產品批次或產品數量。
于步驟508，多個目標排隊時間TQTN由產品的標準QTFi以及標準ATCTi所決定。所以，在每一產品路徑操作202-208以及/或制程事件中，獨有的多個TQTN也許是被預測而得。另外，一全域性(global)的TQTN，或許由多個產品路徑操作202-208以及/或制程事件預測而得。利用多個標準QTFi于每一種產品數量或批次，可提供預測一產品經歷一制程的到達時間預估。多個標準QTFi考慮到經過一制程的一致性原料流，而不會因較少的產品數量或批次而減損處理周轉時間，所以，圖1的系統100會較容易預測一制造系統的產品到達時間。于步驟510，每一產品路徑操作202-208以及/或制程事件的多個產品周轉時間也可藉由加總ATCTi以及TQTN來預測。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權利要求范圍所界定者為準。
權利要求
1.一計算機程序，儲存于一計算機可讀取儲存媒體，上述計算機程序用以執(zhí)行產品到達時間預測，其計算機程序包括一第一指令集，接收待處理的一產品的一批次數量，上述產品依據多個處理事件被處理；一第二指令集，決定一理論周轉時間，上述理論周轉時間為上述批次數量的上述處理事件的總處理時間；一第三指令集，決定一目標排隊時間，上述目標排隊時間由指派至上述產品的函數所決定，指派至上述產品的函數包含一標準理論周轉時間以及一標準排隊時間因素，上述函數與批次數量無關；以及一第四指令集，計算上述產品的上述批次數量的一產品到達預期時間，上述產品到達預期時間的計算使用包含上述理論周轉時間以及上述目標排隊時間的函數。
2.一種產品到達時間預測方法，其方法包括下列步驟提供一制造執(zhí)行系統多個處理實體以及多個計算實體，上述制造執(zhí)行系統提供上述處理物體以及上述計算物體的連結與管理；透過上述制造執(zhí)行系統，指派一標準排隊時間因素給一產品；透過上述制造執(zhí)行系統的每一處理實體，決定連結于上述產品的一實際理論周轉時間；透過上述制造執(zhí)行系統中包含上述實際理論周轉時間以及上述標準排隊時間因素的函數，預測上述產品的一目標排隊時間；以及透過上述制造執(zhí)行系統中包含上述目標排隊時間的函數，預測上述產品的一產品周轉時間。
3.根據權利要求2所述的產品到達時間預測方法，其中上述制造執(zhí)行系統包含一通訊網路，上述通訊網路耦接上述計算實體。
4.根據權利要求3所述的產品到達時間預測方法，其中上述計算實體用以決定上述實際理論周轉時間或上述目標排隊時間。
5.根據權利要求2所述的產品到達時間預測方法，其中上述處理實體代表一單獨產品制程。
6.根據權利要求2所述的產品到達時間預測方法，其中上述產品包含一至二十五個基材。
7.根據權利要求2所述的產品到達時間預測方法，其中上述產品包含一多重試產品晶片，上述多重試產品晶片包含多個不同產品。
8.根據權利要求7所述的產品到達時間預測方法，其中上述多重試產品晶片包含多個標準排隊時間因素。
9.一種產品到達時間預測系統，包括一制造執(zhí)行系統，包含多個處理實體以及多個計算實體(；以及一存儲器，儲存一產品到達時間預測函數，上述函數的因子包含至少以下之一指派給上述制造執(zhí)行系統的多個產品的多個標準排隊時間因素、一實際理論周轉時間、一目標排隊時間以及一產品周轉時間。
10.根據權利要求9所述的產品到達時間預測系統，其中上述標準排隊時間因素相應于一處理流程的一部分或全部。
11.根據權利要求9所述的產品到達時間預測系統，其中上述制造執(zhí)行系統包含一通訊網路，上述通訊網路耦接上述計算實體。
12.根據權利要求11所述的產品到達時間預測系統，其中上述計算實體用以決定上述實際理論周轉時間或上述目標排隊時間。
13.根據權利要求11所述的產品到達時間預測系統，其中上述計算實體透過上述制造執(zhí)行系統指派上述排隊時間因素至上述產品。
14.根據權利要求9所述的產品到達時間預測系統，其中上述處理實體代表一單獨產品制程。
15.根據權利要求9所述的產品到達時間預測系統，其中至少一上述處理實體為一批次產品處理。
16.根據權利要求9所述的產品到達時間預測系統，其中上述產品包含一至二十五個基材。
17.根據權利要求9所述的產品到達時間預測系統，其中上述產品包含一個多重試產品晶片，上述多重試產品晶片包含多個不同產品。
18.根據權利要求17所述的產品到達時間預測系統，其中上述多重試產品晶片包含多個標準排隊時間因素。
全文摘要
一種產品到達時間預測方法，用于一半導體制造環(huán)境，其方法包括下列步驟提供一制造執(zhí)行系統多個處理實體以及多個計算實體，其中，制造執(zhí)行系統提供處理物體以及計算物體的連結與管理；透過制造執(zhí)行系統，指派一標準排隊時間因素給一產品；透過制造執(zhí)行系統，決定連結于產品的一實際理論周轉時間；透過制造執(zhí)行系統中包含實際理論周轉時間以及標準排隊時間因素的函數，預測產品的一目標排隊時間；以及透過制造執(zhí)行系統中包含目標排隊時間的函數，預測產品的一產品周轉時間。
文檔編號G06F19/00GK1627310SQ200410058360
公開日2005年6月15日 申請日期2004年8月13日 優(yōu)先權日2003年12月11日
發(fā)明者陳儒寬, 張詔帆, 吳文斌, 方國強, 歐名峰 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司