技术领域
[0001] 本
发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体工艺生产线的派工方法及系统。
背景技术
[0002] 目前，在半导体制造中，
晶圆(wafer)要依次经过由几百道工序组成的工序流程才能制成最终的产品，不同工序在不同机台中进行，例如用于实行微影制程的步进机；用于沉积材料层在半导体结构上的沉积机台，譬如
化学气相沉积反应器、电浆强化化学气相沉积反应器、用于实行
物理气相沉积、
原子层沉积及/或旋转涂布的设备；用于实行蚀刻制程的蚀刻机台，譬如干式蚀刻及湿式蚀刻；用于实行譬如
氧化、
退火和各种清洁制程的制程的机台；以及用于监控制程和在制程的各个阶段检测半导体装置的
缺陷的量测机台。完成相同工序的一个或多个机台组成机台组。当晶圆完成一道当前工序后，才会根据工序流程被派送到执行下一道工序的机台中进行处理。不同产品采用不同工序流程生产，采用相同工序流程生产的一批晶圆称为晶圆片组或货批(Lot)，每个Lot会按照其特定的工序流程，分别进入执行不同工序的机台进行处理，对每个机台，将要由该机台执行当前工序的Lot称为待处理Lot。可以使用载运工具(vehicle)并基于特定机台的可用性(availability)、制程的限制、以及该货批的先后次序来实行货批中的各个晶圆在机台与机台间的移动。其中，制程的限制可包含最大可允许的列队时间(排队时间，queue time，Q-time)，简称容许时间。
[0003] 半导体制造中每一个产品都有一条标准的生产工艺流程，这条生产工艺流程是通过试验不断调整而最终制订下来，每一次无论是流程的变化还是参数的变化必须同过相关的实验多次验证，所以不会经常
修改。在制定生产工艺流程时，用户会使用
软件建立一个一个工艺
站点，其内容包括了这个工艺所
指定的机台，机台程序编号，量测规则等等参数，再通过制定工艺站点之间的路径连接成一条完整的流程。当工艺或流程有变化时，需要进行版本控制，通过版本升级来完成变化，这时还需要对正在生产的产品也进行版本升级，这样才能实现产品使用新的工艺流程生产。由于处理变化升级非常复杂而且影响巨大，特别是在已经大规模生产的情况下，所以生产工艺流程一旦制定稳定，就很少进行修改。在实际生产中，为了得到产品更高的良率或者性能，客户会对生产工艺制程提出多方面的改革更新，针对于这些变更，生产线上无法随时更改已经下发到位的工艺流程，那么就会利用实验系统去验证这些变更是否合理，同时也会验证有利于良率或者性能等需求的更有效的工艺条件，处理生产中异常，调整产品属性，保证其正常产出，从而实现改革更新的目的，这个过程就叫做RunCard(流程卡)处理，该过程中会产生一Runcard(流程卡)来详细描述相应信息，如半导体设备编号、晶圆(Wafer)数量、晶圆编号、制程序(Recipe)、或用于实验的分划板(Reticle)等。
[0004] 然而，目前大多数生产线的派货一般遵循对量产lot进行优先作业的原则，无法自动暂停生产工艺流程来对实验lot进行优先排货，这就会影响实验lot的
进程，导致实验lot列队时间太久，进而影响到一些关键
支撑的可靠性，例如：对于很薄的栅氧化层(Gox)，假设25埃的Gox，停留放置时间超过4小时可能会增厚0.3埃，同时会吸潮产生的particle(颗粒状缺陷)等，对Gox的可靠性影响非常大，最终使得实验lot的试验失败，返工rework率较高。
[0005] 此外，在处理Runcard情况时，大多还是以纸本记录的Runcard信息，并以人工的方式在设备机台上指定制程序编号且使用手动模式来处理Runcard批货，从而使得制造程序拖延，违反厂区自动化的趋势。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种半导体工艺生产线的派工方法及系统，在现有生产线派工
基础上，能够有效控制实验货批的派货和作业流程，确保实验流程的可靠性，减少实验流程返工率。
[0007] 为解决上述问题，本发明提出一种半导体工艺生产线的派工方法，所述生产线上的流程包括量产主流程和实验流程，该派工方法用于在生产线上对实验流程的派工进行控制，包括以下步骤：
[0008] 设置实验流程的容许时间，所述容许时间包括制程不能超时的限制类容许时间；
[0009] 在货批从量产主流程的某站点后进入实验流程后，监控该货批在实验流程中的
停留时间，当停留时间逼近或者超过所述限制类容许时间时，暂停该货批的实验流程进程，并向操作人员报警，操作人员选择将该货批返工或者释放以继续执行实验流程，当选择将货批释放以继续执行实验流程时，将该货批作为紧急处理事件，优先对该货批进行实验流程的派工作业，完成该货批的实验流程。
[0010] 进一步的，所述实验流程的设置以及监控均在实验设置系统中实现，且当货批在实验流程中的停留时间逼近和超过所述限制类容许时间时，通过在实验设置系统的显示界面显示不同的
颜色提示，以向操作人员报警。
[0011] 进一步的，所述限制类容许时间包括：
[0012] 最大容许时间：货批完成整个实验流程的限制时间；
[0013] 切换容许时间：货批脱离主流程到达实验流程的开始站点机台的限制时间以及货批从实验流程返回至主流程的指定站点机台的限制时间。
[0014] 进一步的，所述限制类容许时间还包括指定容许时间，包括实验流程中连续两个站点以上的某段制程的限制时间、从实验流程之前的某个主流程站点至实验流程中的某个站点的制程的限制时间、从实验流程中的某个站点至实验流程之后的某个主流程站点的制程的限制时间。
[0015] 进一步的，当货批在实验流程中的停留时间逼近和超过所述最大容许时间、切换容许时间或指定容许时间时，暂停该货批的实验流程进程，并向操作人员报警。
[0016] 进一步的，所述容许时间还包括制程不能少时的需求类容许时间，所述需求类容许时间包括最小容许时间，即货批被送上实验流程中某个站点机台之前的需要等待时间。
[0017] 进一步的，当货批在实验流程中某个站点机台之前的停留时间小于所述最小容许时间时，实验流程中的这个站点拒绝该货批，强制该货批继续等待。
[0018] 本发明还提供一种应用上述的派工方法的半导体工艺生产线的派工系统，包括：
[0019] 容许时间设置和管理模
块，用于设置和管理实验流程的容许时间，所述容许时间包括制程不能超时的限制类容许时间；
[0020] 派工管理模块，用于根据设定的实验流程以及派工规则对实验流程队列中的货批进行派工作业；
[0021] 监控和报警模块，用于在任一货批从量产主流程的某站点后进入实验流程后，监控该货批在实验流程中的停留时间，当停留时间逼近或者超过所述限制类容许时间时，暂停该货批的实验流程进程，并向操作人员报警；
[0022] 紧急处理模块，用于实现所述报警的货批的被返工或者被释放以继续执行实验流程，并在所述报警的货批被释放后，将该货批作为紧急处理事件，使派工管理模块暂停其余货批的派工作业，优先对该货批进行派工作业，完成该货批的实验流程。
[0023] 进一步的，所述监控和报警模块包括不同颜色的报警显示界面，当货批在实验流程中的停留时间逼近和超过所述限制类容许时间时，通过在实验设置系统的显示界面显示不同的颜色提示，以向操作人员报警。
[0024] 进一步的，所述派工管理模块的派工规则包括优先对有限制类容许时间的货批派工，以及根据限制类容许时间的长短安排货批在派工队列中的优先等级，且紧急处理模块对所述报警的货批优先派工后，删除该货批在派工管理模块中的优先等级。
[0025] 进一步的，所述限制类容许时间包括：
[0026] 最大容许时间：货批完成整个实验流程的限制时间；
[0027] 切换容许时间：货批脱离主流程到达实验流程的开始站点机台的限制时间以及货批从实验流程返回至主流程的指定站点机台的限制时间；
[0028] 指定容许时间，包括实验流程中连续两个站点以上的某段制程的限制时间、从实验流程之前的某个主流程站点至实验流程中的某个站点的制程的限制时间、从实验流程中的某个站点至实验流程之后的某个主流程站点的制程的限制时间；
[0029] 所述容许时间还包括制程不能少时的需求类容许时间，所述需求类容许时间包括最小容许时间，即货批被送上实验流程中某个站点机台之前的需要等待时间，当货批在实验流程中某个站点机台之前的停留时间小于所述最小容许时间时，实验流程中的这个站点拒绝该货批，强制该货批继续等待。
[0030] 与
现有技术相比，本发明提供的半导体工艺生产线的派工方法及系统，在现有生产线派工基础上，为实验流程预先设置各种容许时间，以监控货批在实验流程中的停留时间是否超过限制类容许时间，一旦货批的停留时间超出设定的限制类容许时间值，就会停止该货批的实验流程作业，并及时向操作人员报警，一旦操作人员判定释放该货批继续作业后，生产线会将该货批会作为紧急处理事件，优先对其派工作业，从而能够有效控制实验货批的派货和作业流程，确保了实验货批的制程可靠性，同时也能在货批超时后及时被派工作业，减少了实验流程返工率，提高了实验实施效率。
附图说明
[0031] 图1是本发明具体
实施例的半导体工艺生产线的派工方法
流程图；
[0032] 图2A和2B是本发明具体实施例的设定的容许时间示意图；
[0033] 图3是本发明具体实施例的半导体工艺生产线的派工系统的结构示意图。
具体实施方式
[0034] 本发明的核心思想是在实验设置系统中有效设定实验流程的制程与制程之间一定的容许时间以及主流程与实验流程之间的容许时间(queue time简称Q-time)，配合派货系统对有Q-time的Lot的管理规则，优先执行有Q-time控制的实验Lot，以及根据Q-time的长短及时安排lot的优先等级，同时保证一旦发现Lot停留时间逼近或者超过设定的Q-time(例如未到达但已经非常逼近最大容许时间或者超过了最大容许时间)时，向操作人员报警，保证lot在超过Q-time时停止作业，人为判断该lot是返工，还是释放继续执行实验流程。一旦判定释放继续作业后，派货系统会将超过Q-time的Lot作为紧急处理Lot，优先派工作业。由此可以避免有些制程由于停留时间过长而影响Lot的良率，甚至于报废。
[0035] 为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明，然而，本发明可以用不同的形式实现，不应只是局限在所述的实施例。
[0036] 请参考图1和图2A、2B，本发明提供一种半导体工艺生产线的派工方法，所述生产线上的流程包括量产主流程和实验流程，该派工方法用于在生产线上对实验流程的派工进行控制，包括S11至S14以及S21至S26步骤。具体如下：
[0037] S11，设置实验流程及其各个容许时间，所述容许时间包括制程不能超时的限制类容许时间和制程不能少时的需求类容许时间，具体地，步骤S11可以在Runcard系统(实验设置系统)添加设定Q-time(容许时间)的
人机交互界面来实现，主要设定量产主流程到实验流程之间某个站点的Q-Time控制以及实验流程中某几个站点之间(即某段制程)的Q-Time控制，可根据需求设定相应的Q-Time类别：限制类容许时间(Max)或者是需求类容许时间(Min)以及每个容许时间为具体多少等，根据这些设定，派货系统(一般为DSP系统)会根据Q-Time的类别和时间长短来优先安排实验Lot的作业情况以及列队中优先等级，避免了实验Lot在生产线上停留太久影响工艺流程的可靠性。Max类Q-Time是指某段制程的容许时间的最大值，是一个限制时间，当Lot从上段制程的结束站点结束到这段制程的最后站点结束这期间不能超过设定的最大Q-Time，否则就会警报。而Min类Q-Time是指容许时间的最小值，是一个需求时间，从一站点结束到紧接的另一站点开始的这段期间需要停留这个时间，才可以在所述另一站点进行作业，否则系统会拒绝作业，例如有些高温制程在作业完成后必须冷却至一定
温度才能进行下一步的作业，所以设定一个Min Q-Time，提醒派货系统不能在这段时间里将高温制程结束后的lot派货到下一步作业，从而确保了实验lot的制程可靠性，同时也能及时被派货作业，提高了实验实施效率。
[0038] 本实施例中步骤S11设置的所述限制类容许时间包括：
[0039] 最大容许时间Q-Tmax：货批完成整个实验流程的限制时间；
[0040] 切换容许时间：货批脱离主流程到达实验流程的开始站点机台的限制时间Q-Tchange1以及货批从实验流程返回至主流程的指定站点机台的限制时间Q-Tchange2；
[0041] 指定容许时间：实验流程中连续两个站点以上的某段制程的限制时间Q-Td3、从实验流程之前的某个主流程站点至实验流程中的某个站点的制程的限制时间Q-Td1、从实验流程中的某个站点至实验流程之后的某个主流程站点的制程的限制时间Q-Td2。
[0042] 本实施例中步骤S11设置的需求类容许时间包括最小容许时间Q-Tmin，即货批被送上实验流程中某个站点机台之前的需要等待时间。
[0043] S12，某货批lot进入生产线，并按照主流程进行处理。
[0044] S13，该lot按照主流程的制程站点一一被派工处理。
[0045] S21，在按序执行完主流程中的一个特定站点后，会被人工判断是否被送入所述实验流程，若是，则进入实验流程队列中等待处理，若否，则等待进入主流程的下一个制程站点。例如图2A和2B中，一Lot在执行完主流程中的A站点1之后，可以被人工选择继续执行主流程中的A站点2，也可以被人工选择切换执行实验流程，正常情况下待该Lot执行完实验流程的B站点1至B站点x后返送回指定的主流程的A站点K。
[0046] S22，Lot进入实验流程后，需要按照实验流程的派工规则处理，通常需要在实验流程的各个站点机台前队列中等待处理，每个站点机台一般是按队列顺序对排队的Lot一一处理。需要说明的是，通常情况下，一个机台可能是多个流程的站点，因此派货系统的派工规则一般是优先对有Q-Time的Lot派工，并根据每个Lot的Q-Time的长短安排该lot在派工队列中的优先等级。
[0047] S23，监控Lot在实验流程的停留时间，判断其停留时间是否逼近或者超过限制类容许时间，请结合图2A和2B，可以根据不同的容许时间设置来实现不同的报警处理。例如要求Lot在整个实验流程中的停留时间(即完成整个实验流程的时间)或者实验流程中的任一站点的停留时间或者两站点之间的某段制程的停留时间，均不得超过最大容许时间Q-Tmax(即主流程A站点1至主流程A站点K)；或者要求Lot从进入实验流程的开始至实验流程的B站点J结束的停留时间或者Lot在实验流程B站点J之前的任意一段制程的停留时间均不得超过指定容许时间Q-Td1；或者要求Lot在实验流程的B站点2至站点J的停留时间不得超过指定容许时间Q-Td3；或者要求Lot从实验流程的B站点2至主流程A站点n的停留时间不得超过指定容许时间Q-Td2。即本实施例的runcard系统中可以实现以下几种方式：
[0048] 1、Q-Time开始与结束之间有实验流程，那么这整个实验流程都将受这段Q-time的控制，例如图2A中Q-Tmax；
[0049] 2、Q-Time开始在实验流程中的某个站点，结束在主流程的某个站点，那么从开始的站点起受这段Q-Time的控制，例如图2B中Q-Td2；
[0050] 3、Q-Time开始在主流程中的某个站点，结束在实验流程的某个站点，这期间受这段Q-Time的控制，例如图2B中Q-Td1；
[0051] 4、Q-Time开始与结束都在实验流程中，那么实验过程中这几个站点受这段Q-Time控制，例如图2B中Q-Td3。
[0052] S24，如果确定lot逼近设定的Q-Time(例如大于等于设定的Q-Time值的90％，warning Q-Time)或者超过设定的Q-Time(over Q-Time)，则暂停该货批在实验流程中的进程，并及时向操作人员报警。本实施例中lot的停留时间达到warning Q-Time(停留时间未到达但已经非常逼近容许时间的最大值)时或者over Q-Time(超过了容许时间的最大值)时，Runcard系统的显示界面均有颜色提示。
[0053] S25，操作人员接收到该报警后，选择将该货批返工或者释放以继续执行实验流程，这是一个人工判断的过程。
[0054] S26，一旦判定释放报警的lot继续作业后，派货系统会将over Q-Time Lot作为紧急处理lot，优先派工作业，即插队处理。
[0055] S14，Lot的实验流程结束，返回主流程的指定站点，接着完成其余的处理，最终进行分析，以验证实验流程代表的革新技术方案能够得到产品更高的良率或者性能。
[0056] 此外，本实施例中，所述派工方法还监控Lot的停留时间是否达到设定的Q-Tmin，如果Lot在目标站点时如果没到需求Q-Tmin时间，会被拒绝Lot现在进行目标站点的派工作业，强制该货批继续在列队中等待，从而确保了实验Lot的制程可靠性，同时还能通过上述的MAX类Q-time监控而及时被派货作业，提高了实验实施效率。
[0057] 请参考图3，本发明还提供一种应用上述的派工方法的半导体工艺生产线的派工系统，实质上是在目前的Runcard系统上进行的改进，包括依次连接的容许时间设置和管理模块31、派工管理模块32、监控和报警模块33、紧急处理模块34和人机交互界面35，紧急处理模块34还连接派工管理模块32以对其进行反馈控制，人机交互界面35与其余各个模块连接，以向操作人员提供与各个模块进行交互的界面，对各个模块进行数据管理等。
[0058] 操作人员通过人机交互界面35向容许时间设置和管理模块31设置实验流程及其各个容许时间，容许时间设置和管理模块31存储和管理实验流程及其各个容许时间，所述容许时间包括制程不能超时的限制类容许时间和需求类容许时间，本实施例的所述需求类容许时间包括最小容许时间Q-Tmin，即货批被送上实验流程中某个站点机台之前的需要等待时间。而所述限制类容许时间包括：
[0059] 最大容许时间Q-Tmax：货批完成整个实验流程的限制时间；
[0060] 切换容许时间：货批脱离主流程到达实验流程的开始站点机台的限制时间Q-Tchange1以及货批从实验流程返回至主流程的指定站点机台的限制时间Q-Tchange2；
[0061] 指定容许时间：实验流程中连续两个站点以上的某段制程的限制时间Q-Td3、从实验流程之前的某个主流程站点至实验流程中的某个站点的制程的限制时间Q-Td1、从实验流程中的某个站点至实验流程之后的某个主流程站点的制程的限制时间Q-Td2。
[0062] 操作人员通过人机交互界面35为派工管理模块32设定派工规则，派工管理模块32用于根据容许时间设置和管理模块31设定的实验流程以及设置的派工规则对实验流程队列中的货批lot进行派工作业管理。其派工规则包括：优先对有限制类容许时间的货批派工，根据限制类容许时间的长短安排货批在派工队列中的优先等级，以尽量在限制类容许时间完成指定制程；在Lot在目标站点时其停留时间未达到设定的需求类容许时间时，拒绝lot在目标站点的派工作业，强制该Lot继续在列队中等待。
[0063] 监控和报警模块33实质上监控派工管理模块32的派工效果，即在任一货批从量产主流程的某站点后进入实验流程后，监控该货批在实验流程中的停留时间，当停留时间逼近或者超过所述限制类容许时间时，暂停该货批的实验流程进程，并向操作人员报警。本实施例的监控和报警模块33根据报警情况在人机交互界面35上显示不同界面颜色，来向操作人员报警。
[0064] 操作人员通过人机交互界面35接入紧急处理模块34，选择将报警的lot返工或者释放以继续执行实验流程，紧急处理模块34在所述报警的货批被释放后，将该货批作为紧急处理事件，使派工管理模块32暂停其余货批在目标站点的派工作业，优先对该货批进行目标站点派工作业，以最终完成该货批的实验流程。且紧急处理模块34对所述报警的货批进行优先派工后，删除该货批在派工管理模块32中的对目标站点的优先等级，所述派工管理模块32不在对该lot进行目标站点的派工作业最大容许时间：货批完成整个实验流程的限制时间；
[0065] 综上所述，本发明提供的半导体工艺生产线的派工方法及系统，在现有生产线派工基础上，为实验流程预先设置各种容许时间，以监控货批在实验流程中的停留时间是否超过限制类容许时间，一旦货批的停留时间超出设定的限制类容许时间值，就会停止该货批的实验流程作业，并及时向操作人员报警，一旦操作人员判定释放该货批继续作业后，生产线会将该货批会作为紧急处理事件，优先对其派工作业，从而能够有效控制实验货批的派货和作业流程，确保了实验货批的制程可靠性，同时也能在货批超时后及时被派工作业，减少了实验流程返工率，提高了实验实施效率。
[0066] 显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明
权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
