论文部分内容阅读
前言：
設备自动化控制是目前8英寸以上晶片厂制程品质管理上不可或缺的程序。每一批物料生产前后都会经由设备自动化程序做确认动作，并且管理晶片的制程配方及控制机台操作，一旦发现异常情形，这批物料将暂停生产工艺加工，以防止错误的操作继续伤及晶片甚至整批物料报废等严重后果发生。设备自动化程序系统与制造执行系统系统相结合，控制每一批物料的正常加工流程，并通过量测机台反馈的相关资料统计、分析晶片良率、机台的状态等等。
1集成电路制造过程控制概况
半导体行业，世界竞争最激烈的行业之一，复杂程度日益增加的制程工艺和前全球性的竞争促使制造周期、品质以及制程的适应性有所好转。由于这些问题的复杂性，目前的制程控制通常都是非自动的、耗时的，而且致力于单独的制作机台和制程。[1]
很久以来，定期检测每个工艺步骤增加的缺陷来验收用于生产的设备，已经成为半导体业的惯例。对设备的缺陷状况做出的判断，对于器件的良率有非常重要的影响。不论这种检测的频率和影响如何，就采用的方法而言，是相对粗糙的，而且这种数据支持系统主要是针对工程缺陷分析和传统的静态工艺控制（SPC）技术而设计的。[2]
集成电路的制造过程，是一个高技术，高成本，高复杂的过程，每一片晶片的制造需要几十台不同的机台经过上百个不同的制程工艺加工而成，其中加工参数数以万计，任何一个参数的控制失败都有可能造成数百万美元的损失。计算机集成制造系统是通过集成系统的应用以及结合新管理哲学中信息沟通的方式，达到制造企业中信息完全的集成，并以此改善组织与人员的整体效率。计算机集成制造系统在晶片制造）中为满足晶片加工工厂用户动态需求、提高机台效率和降低误操作的损失、提供高性能和高可靠性的生产控制系统。不同的功能由不同的子系统实现，所有子系统集成形成完整的计算机集成制造系统。这种系统结构各子系统之间相互独立，便于维护，相互联系易于增加系统功能
在计算机集成制造系统中以制造执行系统为核心，设备自动化程序为桥梁，各个类型机台为主体完成整个制造过程。设备自动化程序担负着单元控制器或设备使用界面的作用。设备自动化程序向上与制造执行系统集成，向下与设备系统集成。
2.设备自动化程序的工作原理
设备自动化程序是目前8英寸以上晶片厂制程品质管理上不可或缺的程序，而由此衍生的各个控制系统，是对设备自动化程序系统加强、完善、提高和补充，从品质管理到提高效率，从节省人力到提高良率都提供了强大的支撑。每一批物料生产前后都会经由设备自动化程序做确认动作，并且管理晶片的制程配方及控制机台操作，一旦发现异常情形，这批料将暂停生产工艺加工，以防止错误的操作以及整批料报废等严重后果发生。设备自动化程序系统与制造执行系统系统相结合，控制每一批料的正常加工流程，并通过量测机台反馈的相关资料统计、分析晶片、机台的状态。而控制系统在整个过程中扮演了非常重要的角色。
单独的设备自动化程序是在每批物料与物料之间做控制，对于因为机台处于不稳定的环境、状态生产晶片的情形，并没有及时有效地监控。这种情形不仅增加晶片的返工（Rework）、报废（Scrap）的几率，也不利于对机台的及时、有效管理。目前国内外大多数晶片厂以SPC（Statistical Process Control）系统监控机台状态。SPC系统是通过每天定时给机台做一次监控（Monitor），把监控过程中在测量机台上的量测结果作为监测机台状态的依据。
设备自动化程序能够实时地与机台进行通讯，通过与制造执行系统的信息交互实现机台处理批料自动化，而对晶片的工艺程序完全管理、晶片在机台上的处理批料流程、机台实时状态的监控、机台报警信息处理、机台空闲时间管理、量测机台的选片规则等等则不可能完全由作为单元控制器的设备自动化程序完成，此时就需要有与设备自动化程序相关联的服务应用程序来完成，这就是各个控制系统。应用成熟的例如：智能机台监测系统，用于实现对机台的实时监控，并提供数据分析功能；工艺程序管理系统，在晶片制作过程中配方是极为重要的，它决定了晶片的功能、质量、特性等，一旦用错配方或配方中关键参数值不合理便会影响整批料的良率甚至报废
3.设备自动化程序通信规范
设备自动化程序在计算机集成制造系统中担负着单元控制器或设备使用界面的作用。设备自动化程序使用SECSI，SECSII，GEM & HSMS作为通信规范。设备自动化程序运行在设备控制器上，向上与制造执行系统集成，向下与设备集成，承上启下。
设备自动化程序与制造执行系统集成通过固定模式的规则发送和获得数据。设备自动化通信协议规定了半导体生产设备及主机之间的通信规范，定义了半导体制程设备和主机之间消息交换的通信界面，即物理层的相互连接，其目的是使独立的制造商所生产的设备和主机能够在不知道对方特殊信息的情况下连接起来。
设备自动化程序自动接收机台发送的每个事件，并根据每个特定事件以及该批物料所处状态做出判断，或与制造执行系统进行通讯确认或者获得该批物料的信息，或与外延控制系统联系获取判断结果或更加详细的跑货信息，或直接下命令给机台设备进行下一步。
4设备自动化程序在过程控制中的重要作用
设备自动化程序在物料在某个机台上的加工过程中起到了非常关键的作用，可以自动与各控制系统连接直接控制设备，并直接获取物料在设备上加工的各项参数，而且这个参数是实时收取。设备自动化程序大大降低了人为操作失误的概率，节省了在计算和数据收集上的大量人力，对各种机型的不同加工需求进行整合统一，为用户提供了统一的控制界面，方便了用户快速上手操作，并能够对设备加工过程数据进行实时收集、整理，尽可能的减少用户操作复杂性。设备自动化程序还为提高良率、增加产量、提高设备利用率做出来极大贡献。
参考文献：
[1]Hill Tom，Nettles Steve，《Advanced process control framework initiative》，SEMATECH，Inc.
[2]Bruce Whitefield，Manu Rehani 和 Nathan Strader，“改善Fab良率的最佳方案”，Semiconductor International，5/1/2005
設备自动化控制是目前8英寸以上晶片厂制程品质管理上不可或缺的程序。每一批物料生产前后都会经由设备自动化程序做确认动作，并且管理晶片的制程配方及控制机台操作，一旦发现异常情形，这批物料将暂停生产工艺加工，以防止错误的操作继续伤及晶片甚至整批物料报废等严重后果发生。设备自动化程序系统与制造执行系统系统相结合，控制每一批物料的正常加工流程，并通过量测机台反馈的相关资料统计、分析晶片良率、机台的状态等等。
1集成电路制造过程控制概况
半导体行业，世界竞争最激烈的行业之一，复杂程度日益增加的制程工艺和前全球性的竞争促使制造周期、品质以及制程的适应性有所好转。由于这些问题的复杂性，目前的制程控制通常都是非自动的、耗时的，而且致力于单独的制作机台和制程。[1]
很久以来，定期检测每个工艺步骤增加的缺陷来验收用于生产的设备，已经成为半导体业的惯例。对设备的缺陷状况做出的判断，对于器件的良率有非常重要的影响。不论这种检测的频率和影响如何，就采用的方法而言，是相对粗糙的，而且这种数据支持系统主要是针对工程缺陷分析和传统的静态工艺控制（SPC）技术而设计的。[2]
集成电路的制造过程，是一个高技术，高成本，高复杂的过程，每一片晶片的制造需要几十台不同的机台经过上百个不同的制程工艺加工而成，其中加工参数数以万计，任何一个参数的控制失败都有可能造成数百万美元的损失。计算机集成制造系统是通过集成系统的应用以及结合新管理哲学中信息沟通的方式，达到制造企业中信息完全的集成，并以此改善组织与人员的整体效率。计算机集成制造系统在晶片制造）中为满足晶片加工工厂用户动态需求、提高机台效率和降低误操作的损失、提供高性能和高可靠性的生产控制系统。不同的功能由不同的子系统实现，所有子系统集成形成完整的计算机集成制造系统。这种系统结构各子系统之间相互独立，便于维护，相互联系易于增加系统功能
在计算机集成制造系统中以制造执行系统为核心，设备自动化程序为桥梁，各个类型机台为主体完成整个制造过程。设备自动化程序担负着单元控制器或设备使用界面的作用。设备自动化程序向上与制造执行系统集成，向下与设备系统集成。
2.设备自动化程序的工作原理
设备自动化程序是目前8英寸以上晶片厂制程品质管理上不可或缺的程序，而由此衍生的各个控制系统，是对设备自动化程序系统加强、完善、提高和补充，从品质管理到提高效率，从节省人力到提高良率都提供了强大的支撑。每一批物料生产前后都会经由设备自动化程序做确认动作，并且管理晶片的制程配方及控制机台操作，一旦发现异常情形，这批料将暂停生产工艺加工，以防止错误的操作以及整批料报废等严重后果发生。设备自动化程序系统与制造执行系统系统相结合，控制每一批料的正常加工流程，并通过量测机台反馈的相关资料统计、分析晶片、机台的状态。而控制系统在整个过程中扮演了非常重要的角色。
单独的设备自动化程序是在每批物料与物料之间做控制，对于因为机台处于不稳定的环境、状态生产晶片的情形，并没有及时有效地监控。这种情形不仅增加晶片的返工（Rework）、报废（Scrap）的几率，也不利于对机台的及时、有效管理。目前国内外大多数晶片厂以SPC（Statistical Process Control）系统监控机台状态。SPC系统是通过每天定时给机台做一次监控（Monitor），把监控过程中在测量机台上的量测结果作为监测机台状态的依据。
设备自动化程序能够实时地与机台进行通讯，通过与制造执行系统的信息交互实现机台处理批料自动化，而对晶片的工艺程序完全管理、晶片在机台上的处理批料流程、机台实时状态的监控、机台报警信息处理、机台空闲时间管理、量测机台的选片规则等等则不可能完全由作为单元控制器的设备自动化程序完成，此时就需要有与设备自动化程序相关联的服务应用程序来完成，这就是各个控制系统。应用成熟的例如：智能机台监测系统，用于实现对机台的实时监控，并提供数据分析功能；工艺程序管理系统，在晶片制作过程中配方是极为重要的，它决定了晶片的功能、质量、特性等，一旦用错配方或配方中关键参数值不合理便会影响整批料的良率甚至报废
3.设备自动化程序通信规范
设备自动化程序在计算机集成制造系统中担负着单元控制器或设备使用界面的作用。设备自动化程序使用SECSI，SECSII，GEM & HSMS作为通信规范。设备自动化程序运行在设备控制器上，向上与制造执行系统集成，向下与设备集成，承上启下。
设备自动化程序与制造执行系统集成通过固定模式的规则发送和获得数据。设备自动化通信协议规定了半导体生产设备及主机之间的通信规范，定义了半导体制程设备和主机之间消息交换的通信界面，即物理层的相互连接，其目的是使独立的制造商所生产的设备和主机能够在不知道对方特殊信息的情况下连接起来。
设备自动化程序自动接收机台发送的每个事件，并根据每个特定事件以及该批物料所处状态做出判断，或与制造执行系统进行通讯确认或者获得该批物料的信息，或与外延控制系统联系获取判断结果或更加详细的跑货信息，或直接下命令给机台设备进行下一步。
4设备自动化程序在过程控制中的重要作用
设备自动化程序在物料在某个机台上的加工过程中起到了非常关键的作用，可以自动与各控制系统连接直接控制设备，并直接获取物料在设备上加工的各项参数，而且这个参数是实时收取。设备自动化程序大大降低了人为操作失误的概率，节省了在计算和数据收集上的大量人力，对各种机型的不同加工需求进行整合统一，为用户提供了统一的控制界面，方便了用户快速上手操作，并能够对设备加工过程数据进行实时收集、整理，尽可能的减少用户操作复杂性。设备自动化程序还为提高良率、增加产量、提高设备利用率做出来极大贡献。
参考文献：
[1]Hill Tom，Nettles Steve，《Advanced process control framework initiative》，SEMATECH，Inc.
[2]Bruce Whitefield，Manu Rehani 和 Nathan Strader，“改善Fab良率的最佳方案”，Semiconductor International，5/1/2005