專利名稱：量測(cè)方法以及虛擬量測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體制造，特別是有關(guān)于一種適用于半導(dǎo)體制造的虛擬量測(cè)系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造工業(yè)中，量測(cè)(metrology)操作的目的是用以確保半導(dǎo)體裝置的品質(zhì)。這些操作包括程序鑒定(processqualification)、工具鑒定(tool qualification)、日常工具監(jiān)控(daily tool monitoring)、定期工具保養(yǎng)(periodical toolmaintenance)、工具修復(fù)監(jiān)控(tool recovery monitoring)、程序控制監(jiān)控(process control monitoring)以及產(chǎn)品監(jiān)控等。目前，這些操作是透過(guò)作業(yè)員操作量測(cè)工具而達(dá)成。然而，取得量測(cè)工具的成本非常高。再者，除了主程序步驟之外，需要額外的人力來(lái)操作量測(cè)工具。這些額外的人力操作將會(huì)增加產(chǎn)品的周期時(shí)間。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種量測(cè)方法，用以實(shí)現(xiàn)制造廠中的虛擬量測(cè)操作，包括接收程序數(shù)據(jù)以及量測(cè)數(shù)據(jù)；以及根據(jù)程序數(shù)據(jù)與量測(cè)數(shù)據(jù)透過(guò)學(xué)習(xí)控制模型而產(chǎn)生預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明所述的量測(cè)方法，其中接收上述程序數(shù)據(jù)包括于一晶圓處理期間接收來(lái)自至少一生產(chǎn)設(shè)備的一即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)；以及對(duì)上述即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行前置處理而形成上述程序數(shù)據(jù)。
本發(fā)明所述的量測(cè)方法，其中接收上述量測(cè)數(shù)據(jù)包括搜集由至少一實(shí)體量測(cè)工具處理多個(gè)晶圓所產(chǎn)生的一歷史數(shù)據(jù)；以及對(duì)上述歷史數(shù)據(jù)執(zhí)行統(tǒng)計(jì)程序控制以形成上述量測(cè)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明所述的量測(cè)方法，其中上述程序數(shù)據(jù)代表上述學(xué)習(xí)控制模型的已知輸入，上述量測(cè)數(shù)據(jù)代表上述學(xué)習(xí)控制模型的已知輸出，且上述學(xué)習(xí)控制模型是為一類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模型。
本發(fā)明所述的量測(cè)方法，更包括判斷上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與上述量測(cè)數(shù)據(jù)之間是否具有差異；當(dāng)上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與上述量測(cè)數(shù)據(jù)之間具有差異時(shí)，回應(yīng)上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)至一統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)，以適當(dāng)?shù)挠?xùn)練上述學(xué)習(xí)控制模型；以及如一方法所定義，調(diào)整多個(gè)輸入以控制至少一生產(chǎn)設(shè)備。
本發(fā)明所述的量測(cè)方法，其中回應(yīng)上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)至上述統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)的步驟是由一進(jìn)階設(shè)備控制系統(tǒng)以及一虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)所執(zhí)行，且調(diào)整多個(gè)輸入以控制至少一生產(chǎn)設(shè)備的步驟是由一進(jìn)階程序控制系統(tǒng)所執(zhí)行。
本發(fā)明所述的量測(cè)方法，其中對(duì)上述即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行前置處理以形成上述程序數(shù)據(jù)的步驟包括接收來(lái)自一工程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及至少一量測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)；驗(yàn)證上述即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)以及來(lái)自上述工程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及至少一量測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)的品質(zhì)；正規(guī)化上述即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)以及來(lái)自上述工程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及至少一量測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生一正規(guī)化數(shù)據(jù)；以及對(duì)上述正規(guī)化數(shù)據(jù)執(zhí)行一逐步選取。
再者，本發(fā)明提供一種虛擬量測(cè)系統(tǒng)，適用于制造廠中的虛擬量測(cè)操作，包括錯(cuò)誤偵測(cè)與分類系統(tǒng)，用以接收程序數(shù)據(jù)；統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)，用以對(duì)歷史實(shí)體量測(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行統(tǒng)計(jì)程序控制，以形成量測(cè)數(shù)據(jù)；以及虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)，用以根據(jù)程序數(shù)據(jù)與量測(cè)數(shù)據(jù)透過(guò)學(xué)習(xí)控制模型而產(chǎn)生預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明所述的虛擬量測(cè)系統(tǒng)，其中上述虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)更用以比較上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與上述量測(cè)數(shù)據(jù)，并且判斷上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與上述量測(cè)數(shù)據(jù)之間是否具有差異，且當(dāng)上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與上述量測(cè)數(shù)據(jù)之間具有差異時(shí)，上述統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)更用以透過(guò)上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)而適當(dāng)?shù)挠?xùn)練上述學(xué)習(xí)控制模型。
本發(fā)明所述的虛擬量測(cè)系統(tǒng)，更包括一進(jìn)階程序控制系統(tǒng)，用以當(dāng)上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與上述量測(cè)數(shù)據(jù)之間具有差異時(shí)，根據(jù)上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整多個(gè)輸入以控制至少一生產(chǎn)設(shè)備。
本發(fā)明所述的虛擬量測(cè)系統(tǒng)，更包括一數(shù)據(jù)前置處理機(jī)制，用以對(duì)從一晶圓處理期間由至少一生產(chǎn)設(shè)備所接收的一即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行前置處理，以產(chǎn)生上述程序數(shù)據(jù)。
再者，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)，具有編碼于計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)上的處理器，包括接收程序數(shù)據(jù)以及量測(cè)數(shù)據(jù)；以及根據(jù)程序數(shù)據(jù)與量測(cè)數(shù)據(jù)透過(guò)學(xué)習(xí)控制模型而產(chǎn)生預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明所述的計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)，其中接收上述程序數(shù)據(jù)包括于一晶圓處理期間接收來(lái)自至少一生產(chǎn)設(shè)備的一即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)；以及對(duì)上述即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行前置處理而產(chǎn)生上述程序數(shù)據(jù)。
本發(fā)明所述的計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)，其中接收上述量測(cè)數(shù)據(jù)包括搜集由至少一實(shí)體量測(cè)工具處理多個(gè)晶圓所產(chǎn)生的一歷史數(shù)據(jù)；以及對(duì)上述歷史數(shù)據(jù)執(zhí)行統(tǒng)計(jì)程序控制以形成上述量測(cè)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明所述的計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)，其中上述程序數(shù)據(jù)代表上述學(xué)習(xí)控制模型的已知輸入，而上述量測(cè)數(shù)據(jù)代表上述學(xué)習(xí)控制模型的已知輸出。
本發(fā)明所述的計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)，更包括判斷上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與上述量測(cè)數(shù)據(jù)之間是否具有差異；當(dāng)上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與上述量測(cè)數(shù)據(jù)之間具有差異時(shí)，回應(yīng)上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)至一統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)，以適當(dāng)?shù)挠?xùn)練上述學(xué)習(xí)控制模型；以及如一方法所定義，調(diào)整多個(gè)輸入以控制至少一生產(chǎn)設(shè)備。
本發(fā)明所述的計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)，其中對(duì)上述即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行前置處理而產(chǎn)生上述程序數(shù)據(jù)的步驟包括接收來(lái)自一工程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及至少一量測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)；驗(yàn)證上述即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)以及來(lái)自上述工程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及至少一量測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)的品質(zhì)；正規(guī)化上述即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)以及來(lái)自上述工程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及至少一量測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生一正規(guī)化數(shù)據(jù)；以及對(duì)上述正規(guī)化數(shù)據(jù)執(zhí)行一逐步選取。
本發(fā)明所提供的量測(cè)方法以及虛擬量測(cè)系統(tǒng)，可透過(guò)降低實(shí)際程序或工具監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)而改善產(chǎn)品制造的周期時(shí)間。
圖1是顯示實(shí)體量測(cè)操作與虛擬量測(cè)操作之間的比較。
圖2是顯示由量測(cè)工具所執(zhí)行的實(shí)體量測(cè)操作的內(nèi)容。
圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)的示意圖。
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)的示意圖。
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)的前置處理的流程圖。
圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的由虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行前置處理的方塊圖。
具體實(shí)施例方式
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
本發(fā)明是揭露一種適用于虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)。此虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)可用以將系統(tǒng)的設(shè)備控制信息(equipmentcontrol system information)轉(zhuǎn)換為制造設(shè)備的程序與工具效能信息(process and tool performance information)。程序與工具效能信息又叫做預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。將預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與不同的工具結(jié)合可用以取代或提升現(xiàn)有的實(shí)體量測(cè)操作與工具。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)是提供數(shù)據(jù)前置處理機(jī)制(data pre-processing mechanism)，用以搜集由制造設(shè)備所即時(shí)感應(yīng)的量測(cè)數(shù)據(jù)并且對(duì)這些量測(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行前置處理。在圖6中將會(huì)詳細(xì)說(shuō)明如何對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行前置處理。再者，虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)包括與統(tǒng)計(jì)程序控制(statistical process control，SPC)連接的界面，用以學(xué)習(xí)控制模型(control model)。產(chǎn)生控制模型的其中一種方法是為透過(guò)使用類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artifical NerualNetwork，ANN)。然而，其他方法也可用來(lái)產(chǎn)生控制模型，例如產(chǎn)生虛擬測(cè)量控制器的學(xué)習(xí)模型(learning model)。
再者，虛擬測(cè)量應(yīng)用系統(tǒng)是為模型學(xué)習(xí)應(yīng)用系統(tǒng)(modellearning application)，模型學(xué)習(xí)應(yīng)用系統(tǒng)可與其他元件整合而產(chǎn)生即時(shí)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。這些元件包括統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)以及錯(cuò)誤偵測(cè)與分類(fault detection and classification，F(xiàn)DC)系統(tǒng)。一旦產(chǎn)生預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，虛擬測(cè)量應(yīng)用系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的調(diào)整控制模型的屬性(attribute)為適用于使用自我調(diào)整機(jī)制來(lái)學(xué)習(xí)。自我調(diào)整機(jī)制可透過(guò)量測(cè)工具來(lái)偵測(cè)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際量測(cè)數(shù)據(jù)之間的差異。
圖1是顯示實(shí)體量測(cè)操作與虛擬量測(cè)操作之間的比較。如圖1所示，實(shí)體量測(cè)操作是由量測(cè)設(shè)備100所執(zhí)行，量測(cè)設(shè)備100是量測(cè)由生產(chǎn)設(shè)備104所制造的監(jiān)控晶圓(monitoring wafer)102的傳輸時(shí)間。再者，量測(cè)設(shè)備100是用以檢查監(jiān)控晶圓(monitoringwafer)102的品質(zhì)。然而，實(shí)體量測(cè)操作需要許多的控制晶圓。再者，量測(cè)設(shè)備100的成本很高且需要額外的人力來(lái)操作機(jī)臺(tái)，如此一來(lái)便會(huì)增加產(chǎn)品的周期時(shí)間。有關(guān)量測(cè)設(shè)備100(例如晶圓交換機(jī)(wafer exchange machine)以及分類機(jī)(sorter machine))的其他問(wèn)題包括工具的問(wèn)題(tool hangup)或是遺漏的程序(missedoperation)。有關(guān)實(shí)體量測(cè)操作的細(xì)節(jié)將于圖2中討論。
本發(fā)明所揭露的虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)可用以取代傳統(tǒng)透過(guò)使用者使用具有虛擬量測(cè)操作的量測(cè)設(shè)備100所執(zhí)行的實(shí)體量測(cè)操作。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，虛擬量測(cè)操作包括即時(shí)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備104的感應(yīng)器110所取得的數(shù)據(jù)執(zhí)行前置處理，并且透過(guò)虛擬量測(cè)程序112而產(chǎn)生虛擬量測(cè)數(shù)據(jù)114。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，虛擬量測(cè)程序112包括模型學(xué)習(xí)應(yīng)用程序(model learning application)，模型學(xué)習(xí)應(yīng)用程序是與其他元件結(jié)合而產(chǎn)生虛擬量測(cè)數(shù)據(jù)114。
圖2是顯示透過(guò)使用量測(cè)工具所執(zhí)行實(shí)體量測(cè)操作的內(nèi)容。如圖2所示，工具監(jiān)控操作員200首先檢查監(jiān)控計(jì)劃表202。當(dāng)監(jiān)控計(jì)劃表202中指出需要執(zhí)行品質(zhì)檢驗(yàn)時(shí)，工具監(jiān)控操作員200會(huì)要求測(cè)試晶圓準(zhǔn)備程序206準(zhǔn)備一測(cè)試晶圓204。測(cè)試晶圓準(zhǔn)備程序206會(huì)回應(yīng)一測(cè)試晶圓準(zhǔn)備程序就緒信息208，這個(gè)信息代表測(cè)試晶圓執(zhí)行程序已就緒。
工具監(jiān)控操作員200在正常晶圓程序236中暫停正常晶圓追蹤210，并且觸發(fā)測(cè)試晶圓制造程序212以測(cè)試晶圓準(zhǔn)備程序206。接下來(lái)，測(cè)試晶圓準(zhǔn)備程序206透過(guò)程序工具216制造測(cè)試晶圓214，并且傳送測(cè)試晶圓至量測(cè)工具220執(zhí)行量測(cè)218。接下來(lái)，量測(cè)工具220會(huì)將量測(cè)結(jié)果輸入至統(tǒng)計(jì)程序控制圖(SPC chart)224中的統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)。統(tǒng)計(jì)程序控制圖224會(huì)回應(yīng)工具監(jiān)控結(jié)果232給工具監(jiān)控操作員200，以執(zhí)行分析。再者，統(tǒng)計(jì)程序控制圖224是偵測(cè)工具監(jiān)控結(jié)果232中的異常監(jiān)控事件(abnormalmonitoring event)256，并且呼叫例外處理程序226執(zhí)行系統(tǒng)回復(fù)228。接下來(lái)，例外處理程序226會(huì)通知工具監(jiān)控操作員200系統(tǒng)回復(fù)完成230。
當(dāng)接收到系統(tǒng)回復(fù)完成230通知時(shí)，工具監(jiān)控操作員200便會(huì)繼續(xù)正常晶圓程序236中的正常晶圓制造程序234。在正常晶圓程序236中，程序工具216是使用量測(cè)工具220執(zhí)行線內(nèi)監(jiān)控(inlinemonitoring)240，并且將監(jiān)控結(jié)果輸入至統(tǒng)計(jì)程序控制圖224中的統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)242。統(tǒng)計(jì)程序控制圖224是回應(yīng)工具監(jiān)控結(jié)果244至正常晶圓程序236，以執(zhí)行分析。再者，統(tǒng)計(jì)程序控制圖224是偵測(cè)工具監(jiān)視結(jié)果244中的異常監(jiān)控事件246，并且呼叫例外處理程序226執(zhí)行系統(tǒng)回復(fù)248。接下來(lái)，例外處理程序226會(huì)通知正常晶圓程序236系統(tǒng)回復(fù)完成250，且正常晶圓程序236會(huì)繼續(xù)執(zhí)行晶圓制造252。因此，很明顯的，在圖2是顯示使用量測(cè)工具220執(zhí)行量測(cè)操作中，除了晶圓制造之外仍需要額外的時(shí)間與力氣。
圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)的示意圖。虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)是用以產(chǎn)生全面的虛擬量測(cè)信息。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)300包括兩個(gè)界面電子設(shè)計(jì)組合(electronic design assembly，EDA)界面302以及連接至公共信息模型(common information model，CIM)的界面304。
EDA界面302包括用以管理界面的EDA界面管理模塊306、感測(cè)數(shù)據(jù)前置處理機(jī)制308以及量測(cè)數(shù)據(jù)界面310。感測(cè)數(shù)據(jù)前置處理機(jī)制308是即時(shí)聚集來(lái)自生產(chǎn)設(shè)備的感測(cè)數(shù)據(jù)并且對(duì)這些數(shù)據(jù)執(zhí)行前置處理。除了即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)之外，感測(cè)數(shù)據(jù)前置處理機(jī)制308可于生產(chǎn)設(shè)備離線時(shí)聚集批次數(shù)據(jù)(batch data)以及獲接數(shù)據(jù)(legacy data)。量測(cè)數(shù)據(jù)界面310是聚集由量測(cè)工具所搜集的實(shí)際量測(cè)數(shù)據(jù)。之后，虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)300會(huì)將實(shí)際量測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行比較，以自動(dòng)的調(diào)整控制模型的屬性。
公共信息模型CIM是為適用于系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用程序以及服務(wù)的管理信息的共通定義，并且允許廠商延伸公共信息模型CIM。公共信息模型CIM的共通定義是致能廠商透過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換不同系統(tǒng)之間不同語(yǔ)意的充足的管理信息。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，連接至公共信息模型的界面304包括控制模型發(fā)展模塊312、CIM整合模塊314以及試驗(yàn)設(shè)計(jì)模塊316。
控制模型發(fā)展模塊312是發(fā)展一種用以學(xué)習(xí)工具監(jiān)視數(shù)據(jù)的控制模型。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，控制模型發(fā)展模塊312可使用類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)而產(chǎn)生用以學(xué)習(xí)的控制模型。為了產(chǎn)生控制模型，可學(xué)習(xí)以錯(cuò)誤偵測(cè)與分類數(shù)據(jù)以及實(shí)際日常監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)為模型的類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。另外，其他方法亦可用以產(chǎn)生控制模型，例如學(xué)習(xí)會(huì)產(chǎn)生虛擬量測(cè)控制器的模型。
CIM整合模塊314是與其他元件整合(例如統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng))，以搜集量測(cè)結(jié)果。再者，CIM整合模塊314可與制造執(zhí)行系統(tǒng)(manufacturing execution system，MES)整合，以保持執(zhí)行狀態(tài)(running hold)。透過(guò)此方法，來(lái)自這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)亦可用以改善控制模型的學(xué)習(xí)能力。試驗(yàn)設(shè)計(jì)模塊316是根據(jù)控制模型設(shè)計(jì)適用于虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)300的實(shí)驗(yàn)。
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)。在以制造執(zhí)行系統(tǒng)為基礎(chǔ)的架構(gòu)中，生產(chǎn)設(shè)備404是用以制造晶圓并且產(chǎn)生程序數(shù)據(jù)402。錯(cuò)誤偵測(cè)與分類系統(tǒng)408是接收來(lái)自耦接至生產(chǎn)設(shè)備404的不同感測(cè)器的即時(shí)數(shù)據(jù)，且為了辨識(shí)發(fā)生錯(cuò)誤的根本原因(root cause)，感測(cè)數(shù)據(jù)前置處理機(jī)制是對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行前置處理以偵測(cè)工具與程序變異。接下來(lái)，錯(cuò)誤偵測(cè)與分類系統(tǒng)408是提供程序數(shù)據(jù)402至類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)410，以訓(xùn)練控制模型。對(duì)類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)410來(lái)說(shuō)，程序數(shù)據(jù)402是為已知的輸入。
統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)412是對(duì)歷史量測(cè)數(shù)據(jù)406執(zhí)行統(tǒng)計(jì)程序控制。歷史量測(cè)數(shù)據(jù)406是于生產(chǎn)設(shè)備404處理測(cè)試晶圓時(shí)由實(shí)體量測(cè)工具所產(chǎn)生。統(tǒng)計(jì)程序控制的結(jié)果是提供至類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)410，以訓(xùn)練控制模型。對(duì)類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)410來(lái)說(shuō)，統(tǒng)計(jì)程序控制的結(jié)果是為已知的輸出。使用由類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)410、預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)414所產(chǎn)生的控制模型可透過(guò)虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)權(quán)重法(weight approach)416而產(chǎn)生。類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練模型會(huì)自動(dòng)地提供權(quán)重。
類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是為類神經(jīng)的內(nèi)連群組，類神經(jīng)是使用適用于執(zhí)行信息處理的數(shù)學(xué)或算數(shù)模型根據(jù)連接取向(connectionistapproach)來(lái)執(zhí)行運(yùn)算。一般來(lái)說(shuō)，前饋式(feedforward)類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)至少有三層輸入層、隱藏層以及輸出層。輸入層是為用以輸入至網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)向量。輸入層是輸入隱藏層，隱藏層再輸入輸出層。網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際處理程序是發(fā)生于隱藏層或輸出層的節(jié)點(diǎn)。當(dāng)某一層具有足夠的神經(jīng)連接時(shí)，可訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)以使用訓(xùn)練演算法來(lái)執(zhí)行某些功能。本發(fā)明是揭露利用類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)程序數(shù)據(jù)(已知的輸入)以及量測(cè)數(shù)據(jù)(已知的輸出)產(chǎn)生預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。訓(xùn)練演算法是產(chǎn)生并儲(chǔ)存于類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中。因此，是將整個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸入至虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)以執(zhí)行預(yù)測(cè)。
一旦透過(guò)控制模型產(chǎn)生預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)414，進(jìn)階設(shè)備控制(Advanced Equipment Control，AEC)系統(tǒng)與虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)420是將預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)414與實(shí)際量測(cè)數(shù)據(jù)406執(zhí)行比較，以判斷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)414與實(shí)際量測(cè)數(shù)據(jù)406之間是否具有差異。假如預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)414與實(shí)際量測(cè)數(shù)據(jù)406之間具有差異，進(jìn)階設(shè)備控制系統(tǒng)與虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)420是回應(yīng)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)至統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)412，以適當(dāng)?shù)挠?xùn)練控制模型。再者，進(jìn)階程序控制(Advanced ProcessingControl，APC)系統(tǒng)418是使用預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)414以根據(jù)例如結(jié)合持續(xù)時(shí)間、溫度、壓力以及流體型態(tài)以及混合物等方法來(lái)調(diào)整至少一輸出，以控制生產(chǎn)設(shè)備404。透過(guò)這樣的方法，可提升處理監(jiān)控晶圓的下一疊代(iteration)的品質(zhì)。
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)的程序流程圖。如圖5所示，處理程序是開始于當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備處理測(cè)試晶圓時(shí)(S502)。接下來(lái)，接收來(lái)自生產(chǎn)設(shè)備的即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)(S504)，且感測(cè)數(shù)據(jù)前置處理機(jī)制是對(duì)感測(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行前置處理(S506)。接下來(lái)，是將數(shù)據(jù)提供至類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以訓(xùn)練控制模型(S508)。對(duì)類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，程序數(shù)據(jù)是為已知的輸入。
統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)是對(duì)處理測(cè)試晶圓所產(chǎn)生的歷史量測(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行統(tǒng)計(jì)程序控制(S510)。對(duì)類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，執(zhí)行統(tǒng)計(jì)程序控制的結(jié)果是為已知的輸出。使用由類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所產(chǎn)生的控制模型可根據(jù)已知的輸入與已知的輸出而產(chǎn)生預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)(S514)。接下來(lái)，進(jìn)階設(shè)備控制與虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)是將預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際量測(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行比較(S516)。
接下來(lái)，判斷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與量測(cè)數(shù)據(jù)之間是否具有差異(S518)。如果預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與量測(cè)數(shù)據(jù)之間不具有差異，則結(jié)束程序。然而，當(dāng)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與量測(cè)數(shù)據(jù)之間具有差異時(shí)，虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)是回應(yīng)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)至統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)，以適當(dāng)?shù)挠?xùn)練控制模型(S520)。接下來(lái)，進(jìn)階程序控制是根據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整至少一輸入，以控制生產(chǎn)設(shè)備(S522)，如此一來(lái)可提升后續(xù)測(cè)試晶圓的品質(zhì)。最后，結(jié)束程序。
圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述，由虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行前置處理的示意圖。如圖6所示，一旦虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)搜集由生產(chǎn)設(shè)備600、工程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)602、量測(cè)設(shè)備604所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)是驗(yàn)證所搜集的數(shù)據(jù)606的品質(zhì)。
接下來(lái)，數(shù)據(jù)會(huì)被正規(guī)化608并且執(zhí)行逐步選取(stepwiseselection)610。逐步選取是為允許在任一方向移動(dòng)且在不同的步驟中減少或增加變量的方法。逐步選取可以為順向選取，從尋找最佳的單一特征開始。接下來(lái)，給定一組選定的特征，首先加入可使效能改善最多的特征。另外，逐步選取可以為逆向選取，逆向選取可以快速的從一組選定的特征中刪除使效能降低最多的特征。在執(zhí)行逐步選取610后的結(jié)果是提供至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)612訓(xùn)練模型。
綜上所述，本發(fā)明所揭露的虛擬量測(cè)操作具有一些優(yōu)點(diǎn)，包括不需要實(shí)體量測(cè)操作即可提供品質(zhì)保證的方法。當(dāng)與外部量測(cè)方法比較時(shí)，該品質(zhì)保證方法可透過(guò)降低實(shí)際程序或工具監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)而改善產(chǎn)品制造的周期時(shí)間。再者，該品質(zhì)保證方法可透過(guò)降低日常工具監(jiān)視頻率與產(chǎn)品晶圓監(jiān)視頻率而降低操作成本。再者，該品質(zhì)保證方法可透過(guò)提供整合晶圓品質(zhì)預(yù)測(cè)值而改善產(chǎn)品的產(chǎn)量。此預(yù)測(cè)值無(wú)法在所產(chǎn)生的晶圓上測(cè)得。再者，該品質(zhì)保證方法可透過(guò)排除一些晶圓或工具監(jiān)控而降低人力負(fù)荷。該品質(zhì)保證方法可透過(guò)降低工具監(jiān)控時(shí)間而改善工具的可利用性，并且提供工具預(yù)報(bào)系統(tǒng)(prognostic system)，以支援延長(zhǎng)工具監(jiān)控周期。
本發(fā)明所揭露的實(shí)施例可以為純硬件實(shí)施例、純軟件實(shí)施例或是包括硬件與軟件實(shí)施例的形式。雖然上述實(shí)施例是以軟件的方法實(shí)現(xiàn)，但實(shí)施例也可以韌體、固有的軟件以及微碼的方式實(shí)現(xiàn)，并非限定為以軟件的方法實(shí)現(xiàn)。
再者，所揭露的實(shí)施例可以為可存取的實(shí)體計(jì)算機(jī)可使用或計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，用以提供被計(jì)算機(jī)或任何指令執(zhí)行系統(tǒng)使用的程序碼或與計(jì)算機(jī)或任何指令執(zhí)行系統(tǒng)連接的程序碼。為了方便說(shuō)明，實(shí)體計(jì)算機(jī)可使用或計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)可以為任何可保存、儲(chǔ)存、溝通、傳播或傳送程序的裝置，可用以被指令執(zhí)行系統(tǒng)或裝置使用或與指令執(zhí)行系統(tǒng)或裝置連接。
介質(zhì)可以為電性、磁性、光學(xué)、電磁、紅外線、半導(dǎo)體系統(tǒng)(或裝置)或是傳播介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)包括例如半導(dǎo)體或固態(tài)存儲(chǔ)器(solid state memory)、磁帶(magnetic tape)、可移除式計(jì)算機(jī)磁盤(removable computer diskette)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(random access memory，RAM)、只讀存儲(chǔ)器(read-onlymemory，ROM)、硬式磁盤(rigid magnetic disk)以及光盤(optical disk)。目前的光學(xué)磁盤可包括光盤(compact disk)-只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)，光盤-讀寫式光盤(CD-R/W)以及數(shù)字影音光盤(DVD)。
以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)和變化，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
附圖中符號(hào)的簡(jiǎn)單說(shuō)明如下100、604量測(cè)設(shè)備102監(jiān)控晶圓104、404、600生產(chǎn)設(shè)備106產(chǎn)品108實(shí)際量測(cè)數(shù)據(jù)110感測(cè)數(shù)據(jù)Xij112虛擬量測(cè)機(jī)制114虛擬量測(cè)數(shù)據(jù) 200工具監(jiān)控操作員202檢查控制計(jì)畫表204要求準(zhǔn)備測(cè)試晶圓206測(cè)試晶圓準(zhǔn)備程序208測(cè)試晶圓準(zhǔn)備就緒210暫停正常晶圓追蹤212觸發(fā)測(cè)試晶圓制造程序214制造測(cè)試晶圓216程序工具220量測(cè)工具
224統(tǒng)計(jì)程序控制圖226例外處理程序228、248系統(tǒng)回復(fù)236正常晶圓程序238晶圓制造240線內(nèi)監(jiān)控246異常監(jiān)控事件300虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)302電子設(shè)計(jì)組合界面306界面管理模塊310量測(cè)數(shù)據(jù)界面312控制模型發(fā)展模塊314公共信息模型整合模塊316試驗(yàn)設(shè)計(jì)模塊402程序數(shù)據(jù)406量測(cè)數(shù)據(jù)408錯(cuò)誤偵測(cè)與分類系統(tǒng)410類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)412統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)414預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)416權(quán)重法418進(jìn)階程序控制系統(tǒng)422比較與訓(xùn)練602工程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)606數(shù)據(jù)品質(zhì)608正規(guī)化610逐步選取
612神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)218傳送測(cè)試晶圓以進(jìn)行量測(cè)222輸入量測(cè)結(jié)果至統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)230、250通知系統(tǒng)回復(fù)完成232、244回應(yīng)工具監(jiān)控結(jié)果234、252繼續(xù)正常晶圓制造程序242輸入結(jié)果至統(tǒng)計(jì)程序控制304連接至公共信息模型的界面308感測(cè)數(shù)據(jù)前置處理機(jī)制420進(jìn)階設(shè)備控制/虛擬量測(cè)系統(tǒng)
權(quán)利要求
1.一種量測(cè)方法，其特征在于，用以實(shí)現(xiàn)一制造廠中的一虛擬量測(cè)操作，所述量測(cè)方法包括接收一程序數(shù)據(jù)以及一量測(cè)數(shù)據(jù)；以及根據(jù)上述程序數(shù)據(jù)與上述量測(cè)數(shù)據(jù)透過(guò)一學(xué)習(xí)控制模型而產(chǎn)生一預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)方法，其特征在于，接收上述程序數(shù)據(jù)包括于一晶圓處理期間接收來(lái)自至少一生產(chǎn)設(shè)備的一即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)；以及對(duì)上述即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行前置處理而形成上述程序數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)方法，其特征在于，接收上述量測(cè)數(shù)據(jù)包括搜集由至少一實(shí)體量測(cè)工具處理多個(gè)晶圓所產(chǎn)生的一歷史數(shù)據(jù)；以及對(duì)上述歷史數(shù)據(jù)執(zhí)行統(tǒng)計(jì)程序控制以形成上述量測(cè)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)方法，其特征在于，上述程序數(shù)據(jù)代表上述學(xué)習(xí)控制模型的已知輸入，上述量測(cè)數(shù)據(jù)代表上述學(xué)習(xí)控制模型的已知輸出，且上述學(xué)習(xí)控制模型是為一類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)方法，其特征在于，更包括判斷上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與上述量測(cè)數(shù)據(jù)之間是否具有差異；當(dāng)上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與上述量測(cè)數(shù)據(jù)之間具有差異時(shí)，回應(yīng)上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)至一統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)，以適當(dāng)?shù)挠?xùn)練上述學(xué)習(xí)控制模型；以及如一方法所定義，調(diào)整多個(gè)輸入以控制至少一生產(chǎn)設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的量測(cè)方法，其特征在于，回應(yīng)上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)至上述統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)的步驟是由一進(jìn)階設(shè)備控制系統(tǒng)以及一虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)所執(zhí)行，且調(diào)整多個(gè)輸入以控制至少一生產(chǎn)設(shè)備的步驟是由一進(jìn)階程序控制系統(tǒng)所執(zhí)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的量測(cè)方法，其特征在于，對(duì)上述即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行前置處理以形成上述程序數(shù)據(jù)的步驟包括接收來(lái)自一工程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及至少一量測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)；驗(yàn)證上述即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)以及來(lái)自上述工程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及至少一量測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)的品質(zhì)；正規(guī)化上述即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)以及來(lái)自上述工程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及至少一量測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生一正規(guī)化數(shù)據(jù)；以及對(duì)上述正規(guī)化數(shù)據(jù)執(zhí)行一逐步選取。
8.一種虛擬量測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，適用于一制造廠中的一虛擬量測(cè)操作，所述虛擬量測(cè)系統(tǒng)包括一錯(cuò)誤偵測(cè)與分類系統(tǒng)，用以接收一程序數(shù)據(jù)；一統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)，用以對(duì)一歷史實(shí)體量測(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行統(tǒng)計(jì)程序控制，以形成一量測(cè)數(shù)據(jù)；以及一虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)，用以根據(jù)上述程序數(shù)據(jù)與上述量測(cè)數(shù)據(jù)透過(guò)一學(xué)習(xí)控制模型而產(chǎn)生一預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的虛擬量測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，上述虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)更用以比較上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與上述量測(cè)數(shù)據(jù)，并且判斷上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與上述量測(cè)數(shù)據(jù)之間是否具有差異，且當(dāng)上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與上述量測(cè)數(shù)據(jù)之間具有差異時(shí)，上述統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)更用以透過(guò)上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)而適當(dāng)?shù)挠?xùn)練上述學(xué)習(xí)控制模型。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的虛擬量測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，更包括一進(jìn)階程序控制系統(tǒng)，用以當(dāng)上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與上述量測(cè)數(shù)據(jù)之間具有差異時(shí)，根據(jù)上述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整多個(gè)輸入以控制至少一生產(chǎn)設(shè)備。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的虛擬量測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，更包括一數(shù)據(jù)前置處理機(jī)制，用以對(duì)從一晶圓處理期間由至少一生產(chǎn)設(shè)備所接收的一即時(shí)感測(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行前置處理，以產(chǎn)生上述程序數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種量測(cè)方法以及虛擬量測(cè)系統(tǒng)，特別涉及一種適用于半導(dǎo)體制造的虛擬量測(cè)系統(tǒng)與方法。接收程序數(shù)據(jù)與量測(cè)數(shù)據(jù)。根據(jù)程序數(shù)據(jù)與量測(cè)數(shù)據(jù)透過(guò)學(xué)習(xí)控制模型而產(chǎn)生預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。適用于制造廠的虛擬量測(cè)系統(tǒng)包括用以接收程序數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤偵測(cè)與分類系統(tǒng)，以及統(tǒng)計(jì)程序控制系統(tǒng)，用以對(duì)歷史的實(shí)體量測(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行統(tǒng)計(jì)程序控制而產(chǎn)生量測(cè)數(shù)據(jù)，且虛擬量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)是用以根據(jù)程序數(shù)據(jù)與量測(cè)數(shù)據(jù)透過(guò)學(xué)習(xí)控制模型而產(chǎn)生預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。本發(fā)明所提供的量測(cè)方法以及虛擬量測(cè)系統(tǒng)，可透過(guò)降低實(shí)際程序或工具監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)而改善產(chǎn)品制造的周期時(shí)間。
文檔編號(hào)G05B19/048GK101067742SQ200610149890
公開日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者張永政, 傅學(xué)士, 王英郎, 鄭芳田 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司