專利名稱：具有虛擬測量功能的制造執(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)是用來幫助企業(yè)從接獲訂單、進行生產(chǎn)、流程控制一直到產(chǎn)品完成， 主動收集及監(jiān)控制造過程中所產(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)計工序管制系統(tǒng)的目的在于有效地監(jiān)控隨著時間進行的工序的性能(Performance)，以驗證工序是否處于“統(tǒng)計管制狀態(tài)”。半導(dǎo)體制造具有非常復(fù)雜的流程、相當(dāng)長的加工時候和高成本。對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晶片的平均價值超過3000美元以上。因此，半導(dǎo)體制造非常依賴統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)來進行品質(zhì)控制。請參照圖1，其是繪示已知的統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)應(yīng)用于半導(dǎo)體制造的運作示意圖。 在半導(dǎo)體制造中已知的統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)可分為SPC線上(Online)工序監(jiān)控30和SPC 離線(Offline)機臺監(jiān)控32兩部分。當(dāng)進行SPC線上監(jiān)控時，首先，將生產(chǎn)中的多片工件 10(例如25片晶片)置放至工序機臺20中進行處理，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)工序機臺20完成工件10的加工處理后，工件10會被置放回卡匣中，以傳送至測量機臺40來檢測工件的品質(zhì)。一般而言，測量機臺40會從整個卡匣的多片工件10中固定地抽選一片抽樣工件(晶片)12為樣本來進行測量，例如卡匣中的第一個晶片。然后，SPC線上工序監(jiān)控30根據(jù)抽樣工件12的測量結(jié)果來對工序機臺20進行線上工序監(jiān)控。當(dāng)進行SPC離線機臺監(jiān)控時，首先，將測試用的多片測試工件(晶片)14置放至工序機臺20中進行處理。當(dāng)工序機臺20完成測試工件14 的加工處理后，將測試工件14傳送至測量機臺40進行測量。然后，SPC離線機臺監(jiān)控32根據(jù)測試工件14的測量結(jié)果來對工序機臺20進行離線機臺監(jiān)控。然而，SPC線上工序監(jiān)控30僅能自多個工件10抽檢一片抽樣工件12為代表，無法對所有的工件10進行工件至工件(Workpiece-to-Workpiece ；W2W)逐片全檢，且需等抽樣工件12測量完后才能進行監(jiān)控，無法進行實時監(jiān)控。SPC離線機臺監(jiān)控32需使用多片測試工件14，不但增加生產(chǎn)成本，且占用工序機臺20的寶貴的生產(chǎn)時間，而且測試工件14并無法精準地代表生產(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
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量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)，通過整合虛擬測量系統(tǒng)(Virtual Metrology System)至現(xiàn)有的制造執(zhí)行系統(tǒng)來進行工件至工件 (W2W)逐片全檢。本發(fā)明的另一目的是提供一種具有虛擬測量功能的制造系統(tǒng)，通過虛擬測量系統(tǒng)提供所有工件的虛擬測量值至批次至批次(Run-to-Rim ；R2R)控制器來進行工件至工件 (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量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)。此具有虛擬測量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)系建立在一中介軟件(Middleware)配置上，例如對象請求中介者(Object Request Broker)，并包含有機臺監(jiān)控器(Equipment Manager)、虛擬測量系統(tǒng)、統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)、警報管理器與程序機(kheduler)等。機臺監(jiān)控器用以傳送來自工序機臺的多組工序參數(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)的多個工件。虛擬測量系統(tǒng)用以根據(jù)這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)來計算出每一個工件的第一虛擬測量值。 統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)用以根據(jù)每一個工件的第一虛擬測量值來對每一個工件進行檢視，并檢測是否有至少一個異常警報。警報管理器用以接收并顯示異常警報。在一實施例中，當(dāng)檢測到異常警報時，統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)觸發(fā)一超出管制行為對策(Out-of-Control Action Plan ；0CAP)至警報管理器，而警報管理器執(zhí)行此超出管制行為對策(OCAP)。在另一實施例中，機臺監(jiān)控器用以傳送來自測量機臺的抽樣工件的實際測量值， 其中此抽樣工件是選自卡匣內(nèi)的多個工件其中之一，而虛擬測量系統(tǒng)根據(jù)上述相對應(yīng)的工序參數(shù)數(shù)據(jù)和實際測量值來計算出該卡匣內(nèi)每一個工件的第二虛擬測量值。在又一實施例中，上述的具有虛擬測量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)還包含程序機。程序機用以根據(jù)上述的實際測量值和每一個工件的第二虛擬測量值來選擇生產(chǎn)工序的最佳路線。在又一實施例中，統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)根據(jù)每一個工件的第一虛擬測量值與第二虛擬測量值來對每一個工件進行檢視。根據(jù)本發(fā)明之上述目的，另提出一種具有虛擬測量功能的制造系統(tǒng)。在一實施例中，此具有虛擬測量功能的制造系統(tǒng)包含第一工序機臺、第二工序機臺、測量機臺、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。第一工序機臺用以處理位于卡匣內(nèi)的多個工件。第二工序機臺用以于第一工序機臺處理完成后繼續(xù)處理這些工件。測量機臺用以測量選自這些工件的抽樣工件的實際測量值。第一批次至批次控制器用以根據(jù)每一個工件的第一虛擬測量值來對第一工序機臺進行回饋(Feedback)控制。 第二批次至批次控制器用以根據(jù)每一個工件的第二虛擬測量值來對第二工序機臺進行前饋(Feedforward)控制。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是在本發(fā)明中，通過整合虛擬測量系統(tǒng)至制造執(zhí)行系統(tǒng)， 可在不更動客戶現(xiàn)有的抽檢測量模式下(每個卡匣抽檢一片晶片)達到主動工件至工件 (W2W)逐片全檢；可實時得到所有產(chǎn)品的品質(zhì)數(shù)據(jù)，以確保產(chǎn)品品質(zhì)，并實時監(jiān)控工序機臺的生產(chǎn)健康狀況；可取代使用測試用晶片所進行的定期(離線)機臺監(jiān)控機制，而節(jié)省額外的測試晶片成本，并得到更多的機臺生產(chǎn)時間；可提供所有產(chǎn)品品質(zhì)信息給R2R模塊來進行更精確的工序控制，進而提升產(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)點能更明顯易懂，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細說明，其中圖1為繪示已知的統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)應(yīng)用于半導(dǎo)體制造的運作示意圖。圖2為繪示根據(jù)本發(fā)明的實施例的制造執(zhí)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為繪示根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有虛擬測量功能的制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與訊號流程示意圖。圖4為繪示根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有虛擬測量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)的訊號流程示意圖。圖5為繪示根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有虛擬測量功能的制造系統(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)計工序管制系統(tǒng)、警報管理器、程序機等，皆需要輸入由測量機臺所產(chǎn)生的實際測量值以執(zhí)行其各自的功能。本發(fā)明的實施例主要是將虛擬測量系統(tǒng)整合至制造執(zhí)行系統(tǒng)，以使用虛擬測量系統(tǒng)所計算出的虛擬測量值來取代由測量機臺所產(chǎn)生的實際測量值，成為制造執(zhí)行系統(tǒng)的各子系統(tǒng)的輸入。 本發(fā)明的實施例可使用任何算法所建構(gòu)的虛擬測量系統(tǒng)，例如中國臺灣專利第 200849345公開號所揭示的“雙階段虛擬測量方法”；中國臺灣專利第200949596公開號所揭示的“全自動化型虛擬測量(Automatic Virtual Metrology ;AVM) ”系統(tǒng)。以下簡單敘述這兩種虛擬測量系統(tǒng)的特點，至于本發(fā)明的實施例所使用的虛擬測量系統(tǒng)的建構(gòu)方法可參照這兩件中國臺灣專利公開案，亦即本發(fā)明的實施例引用這兩件中國臺灣專利公開案的相關(guān)規(guī)定(Incorporated by reference)。1.中國臺灣專利第200849345公開號此專利公開案揭示卡匣中的多個工件的第一階段和第二階段虛擬測量值(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)用來評估虛擬測量值的可信度，相似度指標(biāo)(GSI)用來評估目前輸入的工序參數(shù)數(shù)據(jù)與推估模式內(nèi)用來訓(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)來判斷虛擬測量系統(tǒng)的信心度。以下簡要說明如何獲得第一階段和第二階段虛擬測量值(VM1和VM11)、信心指標(biāo)值(RI)和整體相似度指標(biāo)值(GSI)。首先，獲取工序機臺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)包含若干個工序參數(shù)及其對應(yīng)值，并從測量機臺取得多個歷史測量值，其中這些歷史測量值分別為根據(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)和這些歷史測量值來建立第一推估模式，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、類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Neural Network ;NN)算法或其它預(yù)測算法。又，在此專利公開案中， 還使用前述的歷史工序參數(shù)數(shù)據(jù)和歷史測量數(shù)據(jù)來建立第一參考模式，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、類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法或其它預(yù)測算法。又，在此專利公開案中，還使用前述的歷史工序參數(shù)，并根據(jù)一統(tǒng)計距離算法來建立第一統(tǒng)計距離模式。此統(tǒng)計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，等待收集工序機臺所送出的各個工件的工序參數(shù)數(shù)據(jù)。當(dāng)某一個工件的完整的工序參數(shù)數(shù)據(jù)收集完成后，立即進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，而計算出此工件的第一階段虛擬測量值(VM1),以滿足立即性的需求。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，而計算出第一參考預(yù)測值。然后，分別計算此工件的第一階段虛擬測量值的分配(Distribution)與第一參考預(yù)測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，代表所對應(yīng)至第一階段虛擬測量值的可信度愈高。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)計距離模式，而計算出此工件的第一階段虛擬測量值所對應(yīng)的工序參數(shù)數(shù)據(jù)的整體相似度指標(biāo)值(GSI)。然后，在每一個卡匣內(nèi)抽出某一工件(抽樣工件)，并送至測量機臺進行測量。當(dāng)從測量機臺取得此被抽測的工件的實際測量值時，進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)和實際測量值加入歷史工序參數(shù)數(shù)據(jù)及歷史測量值，來重新訓(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)和實際測量值來調(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，而重新計算出此卡匣內(nèi)的每一個工件的第二階段虛擬測量值(VM11)和第二參考預(yù)測值。然后，分別計算此卡匣內(nèi)的每一個工件的第二階段虛擬測量值的分配與第二參考預(yù)測值的分配之間的重疊面積而產(chǎn)生此卡匣內(nèi)的每一個工件的第二階段虛擬測量值的信心指標(biāo)值，其中當(dāng)重疊面積愈大，則信心指標(biāo)值愈高，代表所對應(yīng)至第二虛擬測量值的可信度愈高。此處所重新估算的第二階段虛擬測量值(VM11)將比先前所得的第一階段虛擬測量值(VM1)準確，以滿足準確性的需求。同時，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，以便用來推估新進來的工件的第一階段虛擬測量值(VM1)與其信心指標(biāo)值(RI)和整體相似度指標(biāo)值(GSI)。2.中國臺灣專利第200949596公開號此專利公開案的AVM系統(tǒng)提供虛擬測量模型自動移植(Automatic Fanning Out) 與自動換模(Automatic Model Refreshing)的技術(shù)，來大量節(jié)省導(dǎo)入虛擬測量至其它同型機臺或同一機臺的各反應(yīng)室的時間，并維持虛擬測量應(yīng)有的精度。此外，此專利公開案更提供DQIx模型以計算出工序數(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模型以計算出實際測量值的測量數(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)準化變異(Normalized Variability ；NV) 以下說明本發(fā)明的具有虛擬測量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)與制造系統(tǒng)。請參照圖2，其是繪示根據(jù)本發(fā)明的實施例的制造執(zhí)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。在一實施例中，制造執(zhí)行系統(tǒng)100包含有虛擬測量系統(tǒng)110、程序機120、統(tǒng)計工序管制系統(tǒng) 130、機臺監(jiān)控器140、和警報管理器150等。這些子系統(tǒng)是建立在一中介軟件160上，以進行相互間及對外的通訊。中介軟件160可為一對象請求中介者配置，例如美國半導(dǎo)體技術(shù)聯(lián)盟(SEMATECH)所推薦的共享對象請求中介者配置(Common Object Request BrokerArchitecture ；C0RBA)。機臺監(jiān)控器140可連結(jié)工序及檢測機臺，以達成現(xiàn)場機臺連線管理、機臺生產(chǎn)或測量數(shù)據(jù)自動收集與擷取、機臺狀況實時監(jiān)控、機臺警告與錯誤訊息的記錄及通知、機臺加工程序上下載、遠程監(jiān)控機臺狀態(tài)及與其它子系統(tǒng)交聯(lián)等功能。統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)130主要是針對工廠現(xiàn)場流程中關(guān)鍵性的工序，收集實時的數(shù)據(jù)并加以分析，并采以統(tǒng)計學(xué)的手法，依品質(zhì)特性定義各種參數(shù)，制作管制圖(Control Chart)、長條圖(Histogram)、柏拉圖(Pareto)等，來研判品質(zhì)的穩(wěn)定性與變異性。警報管理器150用以發(fā)布重大異常并管理系統(tǒng)歷史警報。程序機120用以安排各工件(產(chǎn)品)于工序機臺上的處理順序，以讓重要的產(chǎn)品能自動指派在穩(wěn)定的機臺，而選擇出生產(chǎn)工序的最佳路線 (GoldenRoute)。虛擬測量系統(tǒng)110用以提供生產(chǎn)中的每一個工件的第一虛擬測量值和第二虛擬測量值至機臺監(jiān)控器140、統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)130、警報管理器150、和程序機120，以使這些子系統(tǒng)能獲得生產(chǎn)中的每一個工件的測量值，再根據(jù)這些測量值實時執(zhí)行其各自的功能。值得一提的是，由于本發(fā)明的實施例的統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)能獲得每一個工件的測量值，故可對所有的工件均進行檢驗，即所謂的“全檢”或工件至工件(W2W)逐片全檢。在一實施例中，第一虛擬測量值為上述的第一階段虛擬測量值(VM1)，第二虛擬測量值為上述的第二階段虛擬測量值(VM11)。在又一實施例中，虛擬測量系統(tǒng)110可提供每一個工件的第一階段虛擬測量值的信心指標(biāo)值(RI)及其所對應(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)。在又一實施例中，虛擬測量系統(tǒng)110可提供每一個工件的第二階段虛擬測量值的信心指標(biāo)值(RI)及其所對應(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)計工序管制系統(tǒng)130進行全檢。在又一實施例中，第一虛擬測量值可與第二虛擬測量值相同，亦即使用其它虛擬測量方法所計算出的虛擬測量值。在又一實施例中，虛擬測量系統(tǒng)110亦可提供抽樣工件12的實際測量值的測量數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)值(DQIy 值)，以確認此實際測量值的品質(zhì)。請參照圖3，其是繪示根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有虛擬測量功能的制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與信號流程示意圖。此制造系統(tǒng)包含第一工序機臺20、第二工序機臺22、測量機臺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。第一工序機臺20用以處理位于一卡匣(未繪示)內(nèi)的多個工件10，并傳送來自工件10的多組工序參數(shù)數(shù)據(jù)13 至機臺監(jiān)控器140，而第二工序機臺22系用以于第一工序機臺20處理完成后繼續(xù)處理工件 10。即，第一工序機臺20為進行中的工序的機臺(如沉積機臺)，第二工序機臺22為下一工序的機臺(如化學(xué)機械研磨機臺)。測量機臺40用以測量選自工件10中的一抽樣工件 12的實際測量值。第一 R2R控制器50用以根據(jù)每一個工件10的第一虛擬測量值(例如 VM1)來對第一工序機臺20進行回饋控制。由于第一階段虛擬測量值(VM1)可由例如預(yù)測厚度的雙階段虛擬測量系統(tǒng)立即產(chǎn)生，故可提供給第一工序機臺20的第一 R2R控制器50的回饋輸入，以滿足其實時性的需求。第二 R2R控制器52用以根據(jù)每一個工件的第二虛擬測量值(例如VM )來對第二工序機臺22進行前饋控制。由于第二階段虛擬測量值(VM11) 具有相當(dāng)優(yōu)良的準確性，故可提供給下一工序的第二工序機臺22的第二 R2R控制器52之前饋輸入。請參照圖3和圖4，圖4是繪示根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有虛擬測量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)的信號流程示意圖。機臺監(jiān)控器140系用以傳送來自第一工序機臺20的多組工序參數(shù)數(shù)據(jù)13 (步驟204)；以及來自測量機臺40的抽樣工件12的實際測量值(步驟221) 至虛擬測量系統(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)的多個工件10。虛擬測量系統(tǒng)110用以根據(jù)這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)來計算出每一個工件10的第一虛擬測量值(例如=VM1)和/或其伴隨的RI、GSI、DQIx,并根據(jù)RI、GSI、DQIx是否符合其門檻值的規(guī)定來檢查是否有警報產(chǎn)生(步驟20 。虛擬測量系統(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的實際測量值來計算出此實際測量值的DQIy值。如此DQIy值在門檻值內(nèi)，則可應(yīng)用其相對應(yīng)的工序參數(shù)數(shù)據(jù)與實際測量值來更新虛擬測量的預(yù)測模型，并計算出該卡匣內(nèi)的每一個工件10的第二虛擬測量值(例如VMn)和/或其伴隨的RI、GSI， 并根據(jù)RI、GSI是否符合其門檻值的規(guī)定來檢查是否有警報產(chǎn)生(步驟222)。在步驟205之后，虛擬測量系統(tǒng)110回報第一虛擬測量值(VM1)和或其伴隨的RI、 GSI、DQIX給統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)130以便進行品質(zhì)全檢(步驟207)，并回報第一虛擬測量值 (VM1)給第一 R2R控制器50以便支持回饋控制(步驟208)。如步驟205有警報產(chǎn)生，則虛擬測量系統(tǒng)110回報警報給警報管理器150(步驟206)。在步驟222之后，虛擬測量系統(tǒng)110回報卡匣內(nèi)所有工件的第二虛擬測量值(VM11) 和/或其伴隨的RI、GSI、DQIy與抽樣工件12的實際測量值給程序機120(步驟227)，以選擇生產(chǎn)工序的最佳路線以執(zhí)行派工。虛擬測量系統(tǒng)110回報卡匣內(nèi)所有工件的第二虛擬測量值(VM11)和/或其伴隨的RI、GSI、DQIy與抽樣工件12的實際測量值給統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)130 (步驟224)，并回報第二虛擬測量值(VM11)給第二 R2R控制器52以便支持前饋控制 (步驟22 。如步驟222有警報產(chǎn)生，則虛擬測量系統(tǒng)110回報警報給警報管理器150 (步馬聚223)ο請參照圖5，其是繪示根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有虛擬測量功能的制造系統(tǒng)中各構(gòu)間的操作情節(jié)示意圖。首先，程序機120傳送一批貨(Lot)的派工指令至機臺監(jiān)控器 140 (步驟201)，此批貨可為一卡匣內(nèi)的多個工件。接著，機臺監(jiān)控器140傳送此派工指令至第一工序機臺20派工(步驟20 。第一工序機臺20傳送用以處理此批貨的各工件的工序參數(shù)數(shù)據(jù)至機臺監(jiān)控器140 (步驟20 ，機臺監(jiān)控器140再傳送這些工序參數(shù)數(shù)據(jù)至虛擬測量系統(tǒng)110 (步驟204)。虛擬測量系統(tǒng)110內(nèi)部計算第一虛擬測量值(例如=VM1)和/ 或其伴隨的RI、GSI、DQIX，并檢查是否有警報產(chǎn)生(步驟205)。如有警報產(chǎn)生，則虛擬測量系統(tǒng)110回報警報給警報管理器150(步驟206)。虛擬測量系統(tǒng)110回報第一虛擬測量值 (例如=VM1)和或其伴隨的RI、GSI、DQIX給統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)130，以便進行品質(zhì)全檢，并檢測是否有異常警報(步驟207)，并回報第一虛擬測量值(例如=VM1)給第一 R2R控制器50 以便支持回饋控制(步驟208)。當(dāng)檢測到異常警報時，統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)觸發(fā)一超出管制行為對策(Out-of-Control Action Plan ；0CAP)至警報管理器150 (步驟209)。然后，警報管理器150執(zhí)行此超出管制行為對策(步驟210)。在收到第一虛擬測量值(例如-.VM1)后，第一 R2R控制器50計算控制信息(步驟 211)。第一 R2R控制器50回報此控制信息給機臺監(jiān)控器140(步驟212)，機臺監(jiān)控器140 再將此控制信息送至第一工序機臺20，以執(zhí)行機臺控制(步驟21 。第一工序機臺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，第一工序機臺20回報生產(chǎn)結(jié)束信號給機臺監(jiān)控器140(步驟215)，機臺監(jiān)控器140再回報所有工件皆已處理完畢至程序機120(步驟216)。
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程序機120傳送抽樣工件的派工指令至機臺監(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，機臺監(jiān)控器140傳送此派工指令至測量機臺 40派工(步驟218)。測量機臺40對抽樣工件進行測量(步驟219)，再將抽樣工件的實際測量值傳送至機臺監(jiān)控器140(步驟220)，機臺監(jiān)控器140再將此實際測量值傳送至虛擬測量系統(tǒng)110(步驟221)。然后，虛擬測量系統(tǒng)110可例如更新虛擬測量預(yù)測模型，并計算卡匣內(nèi)所有工件的第二虛擬測量值(VM11)和/或其伴隨的RI、GSI、DQIy，并檢查是否有警報產(chǎn)生(步驟22 。如步驟222有警報產(chǎn)生，則虛擬測量系統(tǒng)110回報警報給警報管理器 150(步驟22 。虛擬測量系統(tǒng)110回報卡匣內(nèi)所有工件的第二虛擬測量值(VM11)和/或其伴隨的RI、GSI、DQIy與抽樣工件的實際測量值給統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)130(步驟224)，并回報第二虛擬測量值(VM11)給第二 R2R控制器52以便支持前饋控制(步驟22 。在收到第二虛擬測量值(例如:VMn)后，第二 R2R控制器52計算控制信息(步驟226)。虛擬測量系統(tǒng)110并回報卡匣內(nèi)所有工件的第二虛擬測量值(VM11)和/或其伴隨的1 1、651、00仁與抽樣工件的實際測量值給程序機120 (步驟227)，以選擇生產(chǎn)工序的最佳路線。程序機120 根據(jù)工序機臺的表現(xiàn)選擇生產(chǎn)工序的最佳路線以執(zhí)行派工(步驟228)。由上述本發(fā)明的實施例可知，通過整合虛擬測量系統(tǒng)至制造執(zhí)行系統(tǒng)，可在不更動客戶現(xiàn)有的抽檢測量模式下(每個卡匣抽檢一片晶片)達到主動工件至工件(W2W)逐片全檢；可實時得到所有產(chǎn)品的品質(zhì)數(shù)據(jù)，以確保產(chǎn)品品質(zhì)，并實時監(jiān)控工序機臺的生產(chǎn)健康狀況；可取代使用測試用晶片所進行的定期(離線)機臺監(jiān)控機制，而節(jié)省額外的測試晶片成本，并得到更多的機臺生產(chǎn)時間；可提供所有產(chǎn)品品質(zhì)信息給R2R模塊來進行更精確的工件至工件(W2W)逐片控制，進而提升產(chǎn)品的品質(zhì)控制及良率。雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上，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)明的保護范圍當(dāng)視后附的本申請權(quán)利要求范圍所界定的為準。
權(quán)利要求
1.一種具有虛擬測量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)，其是建立在一中介軟件配置上，其中該具有虛擬測量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)包含一機臺監(jiān)控器，用以傳送來自一工序機臺的多組工序參數(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)的多個工件；一虛擬測量系統(tǒng)，用以根據(jù)這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)來計算出每一這些工件的一第一虛擬測量值；一統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)，用以根據(jù)每一這些工件的該第一虛擬測量值來對每一這些工件進行檢視，并檢測是否有至少一異常警報以及一警報管理器，用以接收并顯示該異常警報。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有虛擬測量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)，其特征在于，該機臺監(jiān)控器用以傳送來自一測量機臺的一抽樣工件的一實際測量值，該抽樣工件選自該卡匣內(nèi)的這些工件其中之一，該虛擬測量系統(tǒng)根據(jù)這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)和該實際測量值來計算出該卡匣內(nèi)的每一這些工件的一第二虛擬測量值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有虛擬測量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)，其特征在于，還包含 一程序機，用以根據(jù)該實際測量值和每一這些工件的該第二虛擬測量值來選擇一生產(chǎn)工序的最佳路線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有虛擬測量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)，其特征在于，該統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)根據(jù)每一這些工件的該第二虛擬測量值來對每一這些工件進行檢視。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有虛擬測量功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)檢測到該異常警報時，該統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)觸發(fā)一超出管制行為對策至該警報管理器，而該警報管理器執(zhí)行該超出管制行為對策。
6.一種具有虛擬測量功能的制造系統(tǒng)，包含一第一工序機臺，用以處理位于一卡匣內(nèi)的多個工件； 一第二工序機臺，用以于該第一工序機臺處理完成后繼續(xù)處理這些工件； 一測量機臺，用以測量選自這些工件的一抽樣工件的一實際測量值； 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 一機臺監(jiān)控器，用以傳送來自該第一工序機臺的多組工序參數(shù)數(shù)據(jù)和該實際測量值， 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；以及一虛擬測量系統(tǒng)，用以根據(jù)這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)來計算出每一這些工件的一第一虛擬測量值，并根據(jù)這些組工序參數(shù)數(shù)據(jù)和該實際測量值來計算出每一這些工件的一第二虛擬測量值；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量值來對該第一工序機臺進行一回饋控制；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量值來對該第二工序機臺進行一前饋控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有虛擬測量功能的制造系統(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量值來對每一這些工件進行檢視，并檢測是否有至少一異常警報以及一警報管理器，用以接收并顯示該異常警報。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有虛擬測量功能的制造系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)檢測到該異常警報時，該統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)觸發(fā)一超出管制行為對策至該警報管理器，而該警報管理器執(zhí)行該超出管制行為對策。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有虛擬測量功能的制造系統(tǒng)，其特征在于，該制造執(zhí)行系統(tǒng)還包含一程序機，用以根據(jù)該實際測量值和每一這些工件的該第二虛擬測量值來選擇一生產(chǎn)工序的最佳路線。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有虛擬測量功能的制造系統(tǒng)，其特征在于，該統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)根據(jù)每一這些工件的該第二虛擬測量值來對每一這些工件進行檢視。
全文摘要
本發(fā)明是一種具有虛擬測量功能的制造執(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，例如對象請求中介者(Object RequestBroker)，并包含有機臺監(jiān)控器(Equipment Manager)、虛擬測量系統(tǒng)、統(tǒng)計工序管制系統(tǒng)(Statistical Process Control；SPC)、警報管理器和程序機(Scheduler)等。此制造系統(tǒng)包含第一工序機臺、第二工序機臺、測量機臺、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H01L21/66GK102254788SQ20101018944
公開日2011年11月23日 申請日期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 申請人:國立成功大學(xué)