專(zhuān)利名稱(chēng)：具有虛擬測(cè)量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)與制造系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種制造執(zhí)行系統(tǒng)與制造系統(tǒng)，特別是有關(guān)一種具有虛擬測(cè)量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System ；MES)與制造系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
制造執(zhí)行系統(tǒng)是用來(lái)幫助企業(yè)從接獲訂單、進(jìn)行生產(chǎn)、流程控制一直到產(chǎn)品完成， 主動(dòng)收集及監(jiān)控制造過(guò)程中所產(chǎn)生的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以確保產(chǎn)品或工件生產(chǎn)品質(zhì)的應(yīng)用軟件， 其中此工件可為半導(dǎo)體業(yè)的晶片或TFT-LCD業(yè)的玻璃基板。在制造執(zhí)行系統(tǒng)中，統(tǒng)計(jì)工序管制(Statistical Process Control ；SPC)系統(tǒng)是用以維持與改善工件品質(zhì)的主要工具。 統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)的目的在于有效地監(jiān)控隨著時(shí)間進(jìn)行的工序的性能(Performance)，以驗(yàn)證工序是否處于“統(tǒng)計(jì)管制狀態(tài)”。半導(dǎo)體制造具有非常復(fù)雜的流程、相當(dāng)長(zhǎng)的加工時(shí)候和高成本。對(duì)65納米的工件而言，其需36層以上的材料層、500道以上的工序步驟、和50天以上的生產(chǎn)周期。一片具 65納米技術(shù)的300mm晶片的平均價(jià)值超過(guò)3000美元以上。因此，半導(dǎo)體制造非常依賴(lài)統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行品質(zhì)控制。請(qǐng)參照?qǐng)D1，其是繪示已知的統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)應(yīng)用于半導(dǎo)體制造的運(yùn)作示意圖。 在半導(dǎo)體制造中已知的統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)可分為SPC線(xiàn)上(Online)工序監(jiān)控30和SPC 離線(xiàn)(Offline)機(jī)臺(tái)監(jiān)控32兩部分。當(dāng)進(jìn)行SPC線(xiàn)上監(jiān)控時(shí)，首先，將生產(chǎn)中的多片工件 10(例如25片晶片)置放至工序機(jī)臺(tái)20中進(jìn)行處理，其中這些工件10是屬于同一卡匣或晶片傳送盒(Front Opening Unified Pod ；F0UP)。當(dāng)工序機(jī)臺(tái)20完成工件10的加工處理后，工件10會(huì)被置放回卡匣中，以傳送至測(cè)量機(jī)臺(tái)40來(lái)檢測(cè)工件的品質(zhì)。一般而言，測(cè)量機(jī)臺(tái)40會(huì)從整個(gè)卡匣的多片工件10中固定地抽選一片抽樣工件(晶片)12為樣本來(lái)進(jìn)行測(cè)量，例如卡匣中的第一個(gè)晶片。然后，SPC線(xiàn)上工序監(jiān)控30根據(jù)抽樣工件12的測(cè)量結(jié)果來(lái)對(duì)工序機(jī)臺(tái)20進(jìn)行線(xiàn)上工序監(jiān)控。當(dāng)進(jìn)行SPC離線(xiàn)機(jī)臺(tái)監(jiān)控時(shí)，首先，將測(cè)試用的多片測(cè)試工件(晶片)14置放至工序機(jī)臺(tái)20中進(jìn)行處理。當(dāng)工序機(jī)臺(tái)20完成測(cè)試工件14 的加工處理后，將測(cè)試工件14傳送至測(cè)量機(jī)臺(tái)40進(jìn)行測(cè)量。然后，SPC離線(xiàn)機(jī)臺(tái)監(jiān)控32根據(jù)測(cè)試工件14的測(cè)量結(jié)果來(lái)對(duì)工序機(jī)臺(tái)20進(jìn)行離線(xiàn)機(jī)臺(tái)監(jiān)控。然而，SPC線(xiàn)上工序監(jiān)控30僅能自多個(gè)工件10抽檢一片抽樣工件12為代表，無(wú)法對(duì)所有的工件10進(jìn)行工件至工件(Workpiece-to-Workpiece ；W2W)逐片全檢，且需等抽樣工件12測(cè)量完后才能進(jìn)行監(jiān)控，無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。SPC離線(xiàn)機(jī)臺(tái)監(jiān)控32需使用多片測(cè)試工件14，不但增加生產(chǎn)成本，且占用工序機(jī)臺(tái)20的寶貴的生產(chǎn)時(shí)間，而且測(cè)試工件14并無(wú)法精準(zhǔn)地代表生產(chǎn)中的工件10的品質(zhì)。因此，非常需要發(fā)展出一種制造執(zhí)行系統(tǒng)與制造系統(tǒng)，藉以克服上述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一目的是提供一種具有虛擬測(cè)量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)，通過(guò)整合虛擬測(cè)量系統(tǒng)(Virtual Metrology System)至現(xiàn)有的制造執(zhí)行系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行工件至工件 (W2W)逐片全檢。本發(fā)明的另一目的是提供一種具有虛擬測(cè)量功能的制造系統(tǒng)，通過(guò)虛擬測(cè)量系統(tǒng)提供所有工件的虛擬測(cè)量值至批次至批次(Run-to-Rim ；R2R)控制器來(lái)進(jìn)行工件至工件 (W2W)的逐片控制。根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種具有虛擬測(cè)量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)。此具有虛擬測(cè)量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)系建立在一中介軟件(Middleware)配置上，例如對(duì)象請(qǐng)求中介者(Object Request Broker)，并包含有機(jī)臺(tái)監(jiān)控器(Equipment Manager)、虛擬測(cè)量系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)、警報(bào)管理器與程序機(jī)(kheduler)等。機(jī)臺(tái)監(jiān)控器用以傳送來(lái)自工序機(jī)臺(tái)的多組工序參數(shù)數(shù)據(jù)，其中這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)分別用以處理位于卡匣內(nèi)的多個(gè)工件。虛擬測(cè)量系統(tǒng)用以根據(jù)這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出每一個(gè)工件的第一虛擬測(cè)量值。 統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)用以根據(jù)每一個(gè)工件的第一虛擬測(cè)量值來(lái)對(duì)每一個(gè)工件進(jìn)行檢視，并檢測(cè)是否有至少一個(gè)異常警報(bào)。警報(bào)管理器用以接收并顯示異常警報(bào)。在一實(shí)施例中，當(dāng)檢測(cè)到異常警報(bào)時(shí)，統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)觸發(fā)一超出管制行為對(duì)策(Out-of-Control Action Plan ；0CAP)至警報(bào)管理器，而警報(bào)管理器執(zhí)行此超出管制行為對(duì)策(OCAP)。在另一實(shí)施例中，機(jī)臺(tái)監(jiān)控器用以傳送來(lái)自測(cè)量機(jī)臺(tái)的抽樣工件的實(shí)際測(cè)量值， 其中此抽樣工件是選自卡匣內(nèi)的多個(gè)工件其中之一，而虛擬測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)上述相對(duì)應(yīng)的工序參數(shù)數(shù)據(jù)和實(shí)際測(cè)量值來(lái)計(jì)算出該卡匣內(nèi)每一個(gè)工件的第二虛擬測(cè)量值。在又一實(shí)施例中，上述的具有虛擬測(cè)量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)還包含程序機(jī)。程序機(jī)用以根據(jù)上述的實(shí)際測(cè)量值和每一個(gè)工件的第二虛擬測(cè)量值來(lái)選擇生產(chǎn)工序的最佳路線(xiàn)。在又一實(shí)施例中，統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)根據(jù)每一個(gè)工件的第一虛擬測(cè)量值與第二虛擬測(cè)量值來(lái)對(duì)每一個(gè)工件進(jìn)行檢視。根據(jù)本發(fā)明之上述目的，另提出一種具有虛擬測(cè)量功能的制造系統(tǒng)。在一實(shí)施例中，此具有虛擬測(cè)量功能的制造系統(tǒng)包含第一工序機(jī)臺(tái)、第二工序機(jī)臺(tái)、測(cè)量機(jī)臺(tái)、上述的制造執(zhí)行系統(tǒng)、第一批次至批次(R2R)控制器、和第二批次至批次控制器。第一工序機(jī)臺(tái)用以處理位于卡匣內(nèi)的多個(gè)工件。第二工序機(jī)臺(tái)用以于第一工序機(jī)臺(tái)處理完成后繼續(xù)處理這些工件。測(cè)量機(jī)臺(tái)用以測(cè)量選自這些工件的抽樣工件的實(shí)際測(cè)量值。第一批次至批次控制器用以根據(jù)每一個(gè)工件的第一虛擬測(cè)量值來(lái)對(duì)第一工序機(jī)臺(tái)進(jìn)行回饋(Feedback)控制。 第二批次至批次控制器用以根據(jù)每一個(gè)工件的第二虛擬測(cè)量值來(lái)對(duì)第二工序機(jī)臺(tái)進(jìn)行前饋(Feedforward)控制。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是在本發(fā)明中，通過(guò)整合虛擬測(cè)量系統(tǒng)至制造執(zhí)行系統(tǒng)， 可在不更動(dòng)客戶(hù)現(xiàn)有的抽檢測(cè)量模式下(每個(gè)卡匣抽檢一片晶片)達(dá)到主動(dòng)工件至工件 (W2W)逐片全檢；可實(shí)時(shí)得到所有產(chǎn)品的品質(zhì)數(shù)據(jù)，以確保產(chǎn)品品質(zhì)，并實(shí)時(shí)監(jiān)控工序機(jī)臺(tái)的生產(chǎn)健康狀況；可取代使用測(cè)試用晶片所進(jìn)行的定期(離線(xiàn))機(jī)臺(tái)監(jiān)控機(jī)制，而節(jié)省額外的測(cè)試晶片成本，并得到更多的機(jī)臺(tái)生產(chǎn)時(shí)間；可提供所有產(chǎn)品品質(zhì)信息給R2R模塊來(lái)進(jìn)行更精確的工序控制，進(jìn)而提升產(chǎn)品的品質(zhì)控制及良率。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其中圖1為繪示已知的統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)應(yīng)用于半導(dǎo)體制造的運(yùn)作示意圖。圖2為繪示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造執(zhí)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為繪示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有虛擬測(cè)量功能的制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與訊號(hào)流程示意圖。圖4為繪示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有虛擬測(cè)量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)的訊號(hào)流程示意圖。圖5為繪示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有虛擬測(cè)量功能的制造系統(tǒng)中各構(gòu)間的操作情節(jié)示意圖。
具體實(shí)施例方式一般，制造執(zhí)行系統(tǒng)的各子系統(tǒng)，例如統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)、警報(bào)管理器、程序機(jī)等，皆需要輸入由測(cè)量機(jī)臺(tái)所產(chǎn)生的實(shí)際測(cè)量值以執(zhí)行其各自的功能。本發(fā)明的實(shí)施例主要是將虛擬測(cè)量系統(tǒng)整合至制造執(zhí)行系統(tǒng)，以使用虛擬測(cè)量系統(tǒng)所計(jì)算出的虛擬測(cè)量值來(lái)取代由測(cè)量機(jī)臺(tái)所產(chǎn)生的實(shí)際測(cè)量值，成為制造執(zhí)行系統(tǒng)的各子系統(tǒng)的輸入。 本發(fā)明的實(shí)施例可使用任何算法所建構(gòu)的虛擬測(cè)量系統(tǒng)，例如中國(guó)臺(tái)灣專(zhuān)利第 200849345公開(kāi)號(hào)所揭示的“雙階段虛擬測(cè)量方法”；中國(guó)臺(tái)灣專(zhuān)利第200949596公開(kāi)號(hào)所揭示的“全自動(dòng)化型虛擬測(cè)量(Automatic Virtual Metrology ;AVM) ”系統(tǒng)。以下簡(jiǎn)單敘述這兩種虛擬測(cè)量系統(tǒng)的特點(diǎn)，至于本發(fā)明的實(shí)施例所使用的虛擬測(cè)量系統(tǒng)的建構(gòu)方法可參照這兩件中國(guó)臺(tái)灣專(zhuān)利公開(kāi)案，亦即本發(fā)明的實(shí)施例引用這兩件中國(guó)臺(tái)灣專(zhuān)利公開(kāi)案的相關(guān)規(guī)定(Incorporated by reference)。1.中國(guó)臺(tái)灣專(zhuān)利第200849345公開(kāi)號(hào)此專(zhuān)利公開(kāi)案揭示卡匣中的多個(gè)工件的第一階段和第二階段虛擬測(cè)量值(VM1和 VM11)、信心指標(biāo)值(Reliance Index ；RI)和整體相似度指標(biāo)值(Global SimilarityIndex ； GSI)。信心指標(biāo)(RI)用來(lái)評(píng)估虛擬測(cè)量值的可信度，相似度指標(biāo)(GSI)用來(lái)評(píng)估目前輸入的工序參數(shù)數(shù)據(jù)與推估模式內(nèi)用來(lái)訓(xùn)練建模的所有工序參數(shù)數(shù)據(jù)的相似程度，此相似度指標(biāo)用以輔助信心指標(biāo)來(lái)判斷虛擬測(cè)量系統(tǒng)的信心度。以下簡(jiǎn)要說(shuō)明如何獲得第一階段和第二階段虛擬測(cè)量值(VM1和VM11)、信心指標(biāo)值(RI)和整體相似度指標(biāo)值(GSI)。首先，獲取工序機(jī)臺(tái)的多組歷史工序參數(shù)數(shù)據(jù)，每一組工序參數(shù)數(shù)據(jù)包含若干個(gè)工序參數(shù)及其對(duì)應(yīng)值，并從測(cè)量機(jī)臺(tái)取得多個(gè)歷史測(cè)量值，其中這些歷史測(cè)量值分別為根據(jù)這些歷史工序參數(shù)所制作的工件(例如晶片或玻璃基板)的測(cè)量值。然后，使用這些歷史工序參數(shù)數(shù)據(jù)和這些歷史測(cè)量值來(lái)建立第一推估模式，其中第一推估模式的建立是根據(jù)一推估算法，此推估算法可為例如復(fù)回歸(Multi-Regression) 算法、類(lèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Neural Network ;NN)算法或其它預(yù)測(cè)算法。又，在此專(zhuān)利公開(kāi)案中， 還使用前述的歷史工序參數(shù)數(shù)據(jù)和歷史測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)建立第一參考模式，其中此第一參考模式的建立是根據(jù)與前述的推估算法不同的參考算法，可為例如復(fù)回歸算法、類(lèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法或其它預(yù)測(cè)算法。又，在此專(zhuān)利公開(kāi)案中，還使用前述的歷史工序參數(shù)，并根據(jù)一統(tǒng)計(jì)距離算法來(lái)建立第一統(tǒng)計(jì)距離模式。此統(tǒng)計(jì)距離算法可為例如馬氏距離(Mahalanobis
6Distance)算法、歐式距離(Euclidean Distance)算法或其它距離算法。接著，等待收集工序機(jī)臺(tái)所送出的各個(gè)工件的工序參數(shù)數(shù)據(jù)。當(dāng)某一個(gè)工件的完整的工序參數(shù)數(shù)據(jù)收集完成后，立即進(jìn)行一第一階段推估步驟。在此第一階段推估步驟中，輸入此工件的工序參數(shù)數(shù)據(jù)至第一推估模式，而計(jì)算出此工件的第一階段虛擬測(cè)量值(VM1),以滿(mǎn)足立即性的需求。在此第一階段推估步驟中，還輸入此工件的工序參數(shù)數(shù)據(jù)至第一參考模式，而計(jì)算出第一參考預(yù)測(cè)值。然后，分別計(jì)算此工件的第一階段虛擬測(cè)量值的分配(Distribution)與第一參考預(yù)測(cè)值的分配之間的重疊面積而產(chǎn)生此工件的第一階段虛擬測(cè)量值的信心指標(biāo)值(RI)， 其中當(dāng)重疊面積愈大，則信心指標(biāo)值愈高，代表所對(duì)應(yīng)至第一階段虛擬測(cè)量值的可信度愈高。在此第一階段推估步驟中，亦輸入此工件的工序參數(shù)數(shù)據(jù)至第一統(tǒng)計(jì)距離模式，而計(jì)算出此工件的第一階段虛擬測(cè)量值所對(duì)應(yīng)的工序參數(shù)數(shù)據(jù)的整體相似度指標(biāo)值(GSI)。然后，在每一個(gè)卡匣內(nèi)抽出某一工件(抽樣工件)，并送至測(cè)量機(jī)臺(tái)進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)從測(cè)量機(jī)臺(tái)取得此被抽測(cè)的工件的實(shí)際測(cè)量值時(shí)，進(jìn)行一第二階段推估步驟。在此第二階段推估步驟中，將抽樣工件的工序參數(shù)數(shù)據(jù)和實(shí)際測(cè)量值加入歷史工序參數(shù)數(shù)據(jù)及歷史測(cè)量值，來(lái)重新訓(xùn)練前述的第一推估模式和第一參考模式而成為一第二推估模式和一第二參考模式；或以抽樣工件的工序參數(shù)數(shù)據(jù)和實(shí)際測(cè)量值來(lái)調(diào)校前述的第一推估模式和第一參考模式而成為一第二推估模式和一第二參考模式。接著，輸入抽樣工件所屬的卡匣內(nèi)的所有工件的工序參數(shù)數(shù)據(jù)至第二推估模式和第二參考模式，而重新計(jì)算出此卡匣內(nèi)的每一個(gè)工件的第二階段虛擬測(cè)量值(VM11)和第二參考預(yù)測(cè)值。然后，分別計(jì)算此卡匣內(nèi)的每一個(gè)工件的第二階段虛擬測(cè)量值的分配與第二參考預(yù)測(cè)值的分配之間的重疊面積而產(chǎn)生此卡匣內(nèi)的每一個(gè)工件的第二階段虛擬測(cè)量值的信心指標(biāo)值，其中當(dāng)重疊面積愈大，則信心指標(biāo)值愈高，代表所對(duì)應(yīng)至第二虛擬測(cè)量值的可信度愈高。此處所重新估算的第二階段虛擬測(cè)量值(VM11)將比先前所得的第一階段虛擬測(cè)量值(VM1)準(zhǔn)確，以滿(mǎn)足準(zhǔn)確性的需求。同時(shí)，以第二推估模式取代第一推估模式而成為新的第一推估模式，以便用來(lái)推估新進(jìn)來(lái)的工件的第一階段虛擬測(cè)量值(VM1)與其信心指標(biāo)值(RI)和整體相似度指標(biāo)值(GSI)。2.中國(guó)臺(tái)灣專(zhuān)利第200949596公開(kāi)號(hào)此專(zhuān)利公開(kāi)案的AVM系統(tǒng)提供虛擬測(cè)量模型自動(dòng)移植(Automatic Fanning Out) 與自動(dòng)換模(Automatic Model Refreshing)的技術(shù)，來(lái)大量節(jié)省導(dǎo)入虛擬測(cè)量至其它同型機(jī)臺(tái)或同一機(jī)臺(tái)的各反應(yīng)室的時(shí)間，并維持虛擬測(cè)量應(yīng)有的精度。此外，此專(zhuān)利公開(kāi)案更提供DQIx模型以計(jì)算出工序數(shù)據(jù)的工序數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)值(DQIx值)，其中DQIx模型的建立系根據(jù)主成分分析法(Principal Component Analysis, PCA)和歐氏距離(Euclidean Distance ；ED)；及DQIy模型以計(jì)算出實(shí)際測(cè)量值的測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)值(00、值)，其中 DQIy模型的建立系根據(jù)適應(yīng)性共振理2 (AdaptiveResonance Theory 2 ；ART2)及標(biāo)準(zhǔn)化變異(Normalized Variability ；NV) 以下說(shuō)明本發(fā)明的具有虛擬測(cè)量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)與制造系統(tǒng)。請(qǐng)參照?qǐng)D2，其是繪示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造執(zhí)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。在一實(shí)施例中，制造執(zhí)行系統(tǒng)100包含有虛擬測(cè)量系統(tǒng)110、程序機(jī)120、統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng) 130、機(jī)臺(tái)監(jiān)控器140、和警報(bào)管理器150等。這些子系統(tǒng)是建立在一中介軟件160上，以進(jìn)行相互間及對(duì)外的通訊。中介軟件160可為一對(duì)象請(qǐng)求中介者配置，例如美國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)聯(lián)盟(SEMATECH)所推薦的共享對(duì)象請(qǐng)求中介者配置(Common Object Request BrokerArchitecture ；C0RBA)。機(jī)臺(tái)監(jiān)控器140可連結(jié)工序及檢測(cè)機(jī)臺(tái)，以達(dá)成現(xiàn)場(chǎng)機(jī)臺(tái)連線(xiàn)管理、機(jī)臺(tái)生產(chǎn)或測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)收集與擷取、機(jī)臺(tái)狀況實(shí)時(shí)監(jiān)控、機(jī)臺(tái)警告與錯(cuò)誤訊息的記錄及通知、機(jī)臺(tái)加工程序上下載、遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)臺(tái)狀態(tài)及與其它子系統(tǒng)交聯(lián)等功能。統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)130主要是針對(duì)工廠現(xiàn)場(chǎng)流程中關(guān)鍵性的工序，收集實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)并加以分析，并采以統(tǒng)計(jì)學(xué)的手法，依品質(zhì)特性定義各種參數(shù)，制作管制圖(Control Chart)、長(zhǎng)條圖(Histogram)、柏拉圖(Pareto)等，來(lái)研判品質(zhì)的穩(wěn)定性與變異性。警報(bào)管理器150用以發(fā)布重大異常并管理系統(tǒng)歷史警報(bào)。程序機(jī)120用以安排各工件(產(chǎn)品)于工序機(jī)臺(tái)上的處理順序，以讓重要的產(chǎn)品能自動(dòng)指派在穩(wěn)定的機(jī)臺(tái)，而選擇出生產(chǎn)工序的最佳路線(xiàn) (GoldenRoute)。虛擬測(cè)量系統(tǒng)110用以提供生產(chǎn)中的每一個(gè)工件的第一虛擬測(cè)量值和第二虛擬測(cè)量值至機(jī)臺(tái)監(jiān)控器140、統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)130、警報(bào)管理器150、和程序機(jī)120，以使這些子系統(tǒng)能獲得生產(chǎn)中的每一個(gè)工件的測(cè)量值，再根據(jù)這些測(cè)量值實(shí)時(shí)執(zhí)行其各自的功能。值得一提的是，由于本發(fā)明的實(shí)施例的統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)能獲得每一個(gè)工件的測(cè)量值，故可對(duì)所有的工件均進(jìn)行檢驗(yàn)，即所謂的“全檢”或工件至工件(W2W)逐片全檢。在一實(shí)施例中，第一虛擬測(cè)量值為上述的第一階段虛擬測(cè)量值(VM1)，第二虛擬測(cè)量值為上述的第二階段虛擬測(cè)量值(VM11)。在又一實(shí)施例中，虛擬測(cè)量系統(tǒng)110可提供每一個(gè)工件的第一階段虛擬測(cè)量值的信心指標(biāo)值(RI)及其所對(duì)應(yīng)的工序參數(shù)數(shù)據(jù)的整體相似度指標(biāo)值(GSI)和工序數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)值(DQIx)。在又一實(shí)施例中，虛擬測(cè)量系統(tǒng)110可提供每一個(gè)工件的第二階段虛擬測(cè)量值的信心指標(biāo)值(RI)及其所對(duì)應(yīng)的工序參數(shù)數(shù)據(jù)的整體相似度指標(biāo)值O^SI)。這些信心指標(biāo)值(RI)、整體相似度指標(biāo)值(GSI)和工序數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)值(DQIx)可幫助統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)130進(jìn)行全檢。在又一實(shí)施例中，第一虛擬測(cè)量值可與第二虛擬測(cè)量值相同，亦即使用其它虛擬測(cè)量方法所計(jì)算出的虛擬測(cè)量值。在又一實(shí)施例中，虛擬測(cè)量系統(tǒng)110亦可提供抽樣工件12的實(shí)際測(cè)量值的測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)值(DQIy 值)，以確認(rèn)此實(shí)際測(cè)量值的品質(zhì)。請(qǐng)參照?qǐng)D3，其是繪示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有虛擬測(cè)量功能的制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與信號(hào)流程示意圖。此制造系統(tǒng)包含第一工序機(jī)臺(tái)20、第二工序機(jī)臺(tái)22、測(cè)量機(jī)臺(tái)40、 前述的制造執(zhí)行系統(tǒng)100、第一 R2R控制器50、和第二 R2R控制器52。第一工序機(jī)臺(tái)20用以處理位于一卡匣(未繪示)內(nèi)的多個(gè)工件10，并傳送來(lái)自工件10的多組工序參數(shù)數(shù)據(jù)13 至機(jī)臺(tái)監(jiān)控器140，而第二工序機(jī)臺(tái)22系用以于第一工序機(jī)臺(tái)20處理完成后繼續(xù)處理工件 10。即，第一工序機(jī)臺(tái)20為進(jìn)行中的工序的機(jī)臺(tái)(如沉積機(jī)臺(tái))，第二工序機(jī)臺(tái)22為下一工序的機(jī)臺(tái)(如化學(xué)機(jī)械研磨機(jī)臺(tái))。測(cè)量機(jī)臺(tái)40用以測(cè)量選自工件10中的一抽樣工件 12的實(shí)際測(cè)量值。第一 R2R控制器50用以根據(jù)每一個(gè)工件10的第一虛擬測(cè)量值(例如 VM1)來(lái)對(duì)第一工序機(jī)臺(tái)20進(jìn)行回饋控制。由于第一階段虛擬測(cè)量值(VM1)可由例如預(yù)測(cè)厚度的雙階段虛擬測(cè)量系統(tǒng)立即產(chǎn)生，故可提供給第一工序機(jī)臺(tái)20的第一 R2R控制器50的回饋輸入，以滿(mǎn)足其實(shí)時(shí)性的需求。第二 R2R控制器52用以根據(jù)每一個(gè)工件的第二虛擬測(cè)量值(例如VM )來(lái)對(duì)第二工序機(jī)臺(tái)22進(jìn)行前饋控制。由于第二階段虛擬測(cè)量值(VM11) 具有相當(dāng)優(yōu)良的準(zhǔn)確性，故可提供給下一工序的第二工序機(jī)臺(tái)22的第二 R2R控制器52之前饋輸入。請(qǐng)參照?qǐng)D3和圖4，圖4是繪示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有虛擬測(cè)量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)的信號(hào)流程示意圖。機(jī)臺(tái)監(jiān)控器140系用以傳送來(lái)自第一工序機(jī)臺(tái)20的多組工序參數(shù)數(shù)據(jù)13 (步驟204)；以及來(lái)自測(cè)量機(jī)臺(tái)40的抽樣工件12的實(shí)際測(cè)量值(步驟221) 至虛擬測(cè)量系統(tǒng)110，其中這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)系分別用以處理(生產(chǎn))位于卡匣內(nèi)的多個(gè)工件10。虛擬測(cè)量系統(tǒng)110用以根據(jù)這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出每一個(gè)工件10的第一虛擬測(cè)量值(例如=VM1)和/或其伴隨的RI、GSI、DQIx,并根據(jù)RI、GSI、DQIx是否符合其門(mén)檻值的規(guī)定來(lái)檢查是否有警報(bào)產(chǎn)生(步驟20 。虛擬測(cè)量系統(tǒng)110亦可根據(jù)這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)和抽樣工件12的實(shí)際測(cè)量值來(lái)計(jì)算出此實(shí)際測(cè)量值的DQIy值。如此DQIy值在門(mén)檻值內(nèi)，則可應(yīng)用其相對(duì)應(yīng)的工序參數(shù)數(shù)據(jù)與實(shí)際測(cè)量值來(lái)更新虛擬測(cè)量的預(yù)測(cè)模型，并計(jì)算出該卡匣內(nèi)的每一個(gè)工件10的第二虛擬測(cè)量值(例如VMn)和/或其伴隨的RI、GSI， 并根據(jù)RI、GSI是否符合其門(mén)檻值的規(guī)定來(lái)檢查是否有警報(bào)產(chǎn)生(步驟222)。在步驟205之后，虛擬測(cè)量系統(tǒng)110回報(bào)第一虛擬測(cè)量值(VM1)和或其伴隨的RI、 GSI、DQIX給統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)130以便進(jìn)行品質(zhì)全檢(步驟207)，并回報(bào)第一虛擬測(cè)量值 (VM1)給第一 R2R控制器50以便支持回饋控制(步驟208)。如步驟205有警報(bào)產(chǎn)生，則虛擬測(cè)量系統(tǒng)110回報(bào)警報(bào)給警報(bào)管理器150(步驟206)。在步驟222之后，虛擬測(cè)量系統(tǒng)110回報(bào)卡匣內(nèi)所有工件的第二虛擬測(cè)量值(VM11) 和/或其伴隨的RI、GSI、DQIy與抽樣工件12的實(shí)際測(cè)量值給程序機(jī)120(步驟227)，以選擇生產(chǎn)工序的最佳路線(xiàn)以執(zhí)行派工。虛擬測(cè)量系統(tǒng)110回報(bào)卡匣內(nèi)所有工件的第二虛擬測(cè)量值(VM11)和/或其伴隨的RI、GSI、DQIy與抽樣工件12的實(shí)際測(cè)量值給統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)130 (步驟224)，并回報(bào)第二虛擬測(cè)量值(VM11)給第二 R2R控制器52以便支持前饋控制 (步驟22 。如步驟222有警報(bào)產(chǎn)生，則虛擬測(cè)量系統(tǒng)110回報(bào)警報(bào)給警報(bào)管理器150 (步馬聚223)ο請(qǐng)參照?qǐng)D5，其是繪示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有虛擬測(cè)量功能的制造系統(tǒng)中各構(gòu)間的操作情節(jié)示意圖。首先，程序機(jī)120傳送一批貨(Lot)的派工指令至機(jī)臺(tái)監(jiān)控器 140 (步驟201)，此批貨可為一卡匣內(nèi)的多個(gè)工件。接著，機(jī)臺(tái)監(jiān)控器140傳送此派工指令至第一工序機(jī)臺(tái)20派工(步驟20 。第一工序機(jī)臺(tái)20傳送用以處理此批貨的各工件的工序參數(shù)數(shù)據(jù)至機(jī)臺(tái)監(jiān)控器140 (步驟20 ，機(jī)臺(tái)監(jiān)控器140再傳送這些工序參數(shù)數(shù)據(jù)至虛擬測(cè)量系統(tǒng)110 (步驟204)。虛擬測(cè)量系統(tǒng)110內(nèi)部計(jì)算第一虛擬測(cè)量值(例如=VM1)和/ 或其伴隨的RI、GSI、DQIX，并檢查是否有警報(bào)產(chǎn)生(步驟205)。如有警報(bào)產(chǎn)生，則虛擬測(cè)量系統(tǒng)110回報(bào)警報(bào)給警報(bào)管理器150(步驟206)。虛擬測(cè)量系統(tǒng)110回報(bào)第一虛擬測(cè)量值 (例如=VM1)和或其伴隨的RI、GSI、DQIX給統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)130，以便進(jìn)行品質(zhì)全檢，并檢測(cè)是否有異常警報(bào)(步驟207)，并回報(bào)第一虛擬測(cè)量值(例如=VM1)給第一 R2R控制器50 以便支持回饋控制(步驟208)。當(dāng)檢測(cè)到異常警報(bào)時(shí)，統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)觸發(fā)一超出管制行為對(duì)策(Out-of-Control Action Plan ；0CAP)至警報(bào)管理器150 (步驟209)。然后，警報(bào)管理器150執(zhí)行此超出管制行為對(duì)策(步驟210)。在收到第一虛擬測(cè)量值(例如-.VM1)后，第一 R2R控制器50計(jì)算控制信息(步驟 211)。第一 R2R控制器50回報(bào)此控制信息給機(jī)臺(tái)監(jiān)控器140(步驟212)，機(jī)臺(tái)監(jiān)控器140 再將此控制信息送至第一工序機(jī)臺(tái)20，以執(zhí)行機(jī)臺(tái)控制(步驟21 。第一工序機(jī)臺(tái)20判斷是否卡匣內(nèi)所有工件皆已處理完畢(步驟214)，如仍有工件待處理則跳至步驟203。若卡匣內(nèi)所有工件皆已處理完畢，第一工序機(jī)臺(tái)20回報(bào)生產(chǎn)結(jié)束信號(hào)給機(jī)臺(tái)監(jiān)控器140(步驟215)，機(jī)臺(tái)監(jiān)控器140再回報(bào)所有工件皆已處理完畢至程序機(jī)120(步驟216)。
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程序機(jī)120傳送抽樣工件的派工指令至機(jī)臺(tái)監(jiān)控器140(步驟217)，其中此抽樣工件系選步驟201的批貨中的一工件。接著，機(jī)臺(tái)監(jiān)控器140傳送此派工指令至測(cè)量機(jī)臺(tái) 40派工(步驟218)。測(cè)量機(jī)臺(tái)40對(duì)抽樣工件進(jìn)行測(cè)量(步驟219)，再將抽樣工件的實(shí)際測(cè)量值傳送至機(jī)臺(tái)監(jiān)控器140(步驟220)，機(jī)臺(tái)監(jiān)控器140再將此實(shí)際測(cè)量值傳送至虛擬測(cè)量系統(tǒng)110(步驟221)。然后，虛擬測(cè)量系統(tǒng)110可例如更新虛擬測(cè)量預(yù)測(cè)模型，并計(jì)算卡匣內(nèi)所有工件的第二虛擬測(cè)量值(VM11)和/或其伴隨的RI、GSI、DQIy，并檢查是否有警報(bào)產(chǎn)生(步驟22 。如步驟222有警報(bào)產(chǎn)生，則虛擬測(cè)量系統(tǒng)110回報(bào)警報(bào)給警報(bào)管理器 150(步驟22 。虛擬測(cè)量系統(tǒng)110回報(bào)卡匣內(nèi)所有工件的第二虛擬測(cè)量值(VM11)和/或其伴隨的RI、GSI、DQIy與抽樣工件的實(shí)際測(cè)量值給統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)130(步驟224)，并回報(bào)第二虛擬測(cè)量值(VM11)給第二 R2R控制器52以便支持前饋控制(步驟22 。在收到第二虛擬測(cè)量值(例如:VMn)后，第二 R2R控制器52計(jì)算控制信息(步驟226)。虛擬測(cè)量系統(tǒng)110并回報(bào)卡匣內(nèi)所有工件的第二虛擬測(cè)量值(VM11)和/或其伴隨的1 1、651、00仁與抽樣工件的實(shí)際測(cè)量值給程序機(jī)120 (步驟227)，以選擇生產(chǎn)工序的最佳路線(xiàn)。程序機(jī)120 根據(jù)工序機(jī)臺(tái)的表現(xiàn)選擇生產(chǎn)工序的最佳路線(xiàn)以執(zhí)行派工(步驟228)。由上述本發(fā)明的實(shí)施例可知，通過(guò)整合虛擬測(cè)量系統(tǒng)至制造執(zhí)行系統(tǒng)，可在不更動(dòng)客戶(hù)現(xiàn)有的抽檢測(cè)量模式下(每個(gè)卡匣抽檢一片晶片)達(dá)到主動(dòng)工件至工件(W2W)逐片全檢；可實(shí)時(shí)得到所有產(chǎn)品的品質(zhì)數(shù)據(jù)，以確保產(chǎn)品品質(zhì)，并實(shí)時(shí)監(jiān)控工序機(jī)臺(tái)的生產(chǎn)健康狀況；可取代使用測(cè)試用晶片所進(jìn)行的定期(離線(xiàn))機(jī)臺(tái)監(jiān)控機(jī)制，而節(jié)省額外的測(cè)試晶片成本，并得到更多的機(jī)臺(tái)生產(chǎn)時(shí)間；可提供所有產(chǎn)品品質(zhì)信息給R2R模塊來(lái)進(jìn)行更精確的工件至工件(W2W)逐片控制，進(jìn)而提升產(chǎn)品的品質(zhì)控制及良率。雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何在此技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作出各種等同的改變或替換，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的本申請(qǐng)權(quán)利要求范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種具有虛擬測(cè)量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)，其是建立在一中介軟件配置上，其中該具有虛擬測(cè)量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)包含一機(jī)臺(tái)監(jiān)控器，用以傳送來(lái)自一工序機(jī)臺(tái)的多組工序參數(shù)數(shù)據(jù)，其中這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)分別用以處理位于一卡匣內(nèi)的多個(gè)工件；一虛擬測(cè)量系統(tǒng)，用以根據(jù)這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出每一這些工件的一第一虛擬測(cè)量值；一統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)，用以根據(jù)每一這些工件的該第一虛擬測(cè)量值來(lái)對(duì)每一這些工件進(jìn)行檢視，并檢測(cè)是否有至少一異常警報(bào)以及一警報(bào)管理器，用以接收并顯示該異常警報(bào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有虛擬測(cè)量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)，其特征在于，該機(jī)臺(tái)監(jiān)控器用以傳送來(lái)自一測(cè)量機(jī)臺(tái)的一抽樣工件的一實(shí)際測(cè)量值，該抽樣工件選自該卡匣內(nèi)的這些工件其中之一，該虛擬測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)和該實(shí)際測(cè)量值來(lái)計(jì)算出該卡匣內(nèi)的每一這些工件的一第二虛擬測(cè)量值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有虛擬測(cè)量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)，其特征在于，還包含 一程序機(jī)，用以根據(jù)該實(shí)際測(cè)量值和每一這些工件的該第二虛擬測(cè)量值來(lái)選擇一生產(chǎn)工序的最佳路線(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有虛擬測(cè)量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)，其特征在于，該統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)根據(jù)每一這些工件的該第二虛擬測(cè)量值來(lái)對(duì)每一這些工件進(jìn)行檢視。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有虛擬測(cè)量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)檢測(cè)到該異常警報(bào)時(shí)，該統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)觸發(fā)一超出管制行為對(duì)策至該警報(bào)管理器，而該警報(bào)管理器執(zhí)行該超出管制行為對(duì)策。
6.一種具有虛擬測(cè)量功能的制造系統(tǒng)，包含一第一工序機(jī)臺(tái)，用以處理位于一卡匣內(nèi)的多個(gè)工件； 一第二工序機(jī)臺(tái)，用以于該第一工序機(jī)臺(tái)處理完成后繼續(xù)處理這些工件； 一測(cè)量機(jī)臺(tái)，用以測(cè)量選自這些工件的一抽樣工件的一實(shí)際測(cè)量值； 一制造執(zhí)行系統(tǒng)，其建立在一中介軟件配置上，其中該制造執(zhí)行系統(tǒng)包含 一機(jī)臺(tái)監(jiān)控器，用以傳送來(lái)自該第一工序機(jī)臺(tái)的多組工序參數(shù)數(shù)據(jù)和該實(shí)際測(cè)量值， 其中這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)分別用以生產(chǎn)位于該卡匣內(nèi)的這些工件；以及一虛擬測(cè)量系統(tǒng)，用以根據(jù)這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出每一這些工件的一第一虛擬測(cè)量值，并根據(jù)這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)和該實(shí)際測(cè)量值來(lái)計(jì)算出每一這些工件的一第二虛擬測(cè)量值；一第一批次至批次控制器，用以根據(jù)每一這些工件的該第一虛擬測(cè)量值來(lái)對(duì)該第一工序機(jī)臺(tái)進(jìn)行一回饋控制；以及一第二批次至批次控制器，用以根據(jù)每一這些工件的該第二虛擬測(cè)量值來(lái)對(duì)該第二工序機(jī)臺(tái)進(jìn)行一前饋控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有虛擬測(cè)量功能的制造系統(tǒng)，其特征在于，該制造執(zhí)行系統(tǒng)還包含一統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)，用以根據(jù)每一這些工件的該第一虛擬測(cè)量值來(lái)對(duì)每一這些工件進(jìn)行檢視，并檢測(cè)是否有至少一異常警報(bào)以及一警報(bào)管理器，用以接收并顯示該異常警報(bào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有虛擬測(cè)量功能的制造系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)檢測(cè)到該異常警報(bào)時(shí)，該統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)觸發(fā)一超出管制行為對(duì)策至該警報(bào)管理器，而該警報(bào)管理器執(zhí)行該超出管制行為對(duì)策。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有虛擬測(cè)量功能的制造系統(tǒng)，其特征在于，該制造執(zhí)行系統(tǒng)還包含一程序機(jī)，用以根據(jù)該實(shí)際測(cè)量值和每一這些工件的該第二虛擬測(cè)量值來(lái)選擇一生產(chǎn)工序的最佳路線(xiàn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有虛擬測(cè)量功能的制造系統(tǒng)，其特征在于，該統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)根據(jù)每一這些工件的該第二虛擬測(cè)量值來(lái)對(duì)每一這些工件進(jìn)行檢視。
全文摘要
本發(fā)明是一種具有虛擬測(cè)量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)與制造系統(tǒng)。此制造執(zhí)行系統(tǒng)是建立在一中介軟件(Middleware)配置上，例如對(duì)象請(qǐng)求中介者(Object RequestBroker)，并包含有機(jī)臺(tái)監(jiān)控器(Equipment Manager)、虛擬測(cè)量系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)工序管制系統(tǒng)(Statistical Process Control；SPC)、警報(bào)管理器和程序機(jī)(Scheduler)等。此制造系統(tǒng)包含第一工序機(jī)臺(tái)、第二工序機(jī)臺(tái)、測(cè)量機(jī)臺(tái)、前述的制造執(zhí)行系統(tǒng)、第一批次至批次(Run-to-Run；R2R)控制器、和第二批次至批次控制器。
文檔編號(hào)H01L21/66GK102254788SQ20101018944
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者張永政, 鄭芳田, 高季安, 黃憲成 申請(qǐng)人:國(guó)立成功大學(xué)