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Gebiet der
vorliegenden Erfindung
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Im
Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung das Gebiet der Halbleiterherstellung
und betrifft insbesondere die Überwachung
von Anlagen, die für die
Bearbeitung unterschiedlicher Arten an Halbleiterbauelementen mit
unterschiedlichen Prozessrezepten erforderlich sind.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Der
heutige globale Markt zwingt Hersteller von Massenprodukten dazu,
qualitativ hochwertige Produkte bei geringem Preis anzubieten. Es
ist daher wichtig, die Ausbeute und die Prozesseffizienz zu verbessern,
um damit die Herstellungskosten zu minimieren. Dies gilt insbesondere
auf dem Gebiet der Halbleiterherstellung, da es hier wesentlich
ist, modernste Technologie mit Massenproduktionsverfahren zu vereinigen.
Es ist daher das Ziel der Halbleiterhersteller, den Verbrauch von
Rohmaterialien und Verbrauchsmaterialien zu reduzieren, während gleichzeitig
die Ausnutzung der Prozessanlagen verbessert wird. Der letzt Aspekt
ist insbesondere wichtig, da in modernen Halbleiterfabriken Anlagen
erforderlich sind, die äußerst kostenintensiv
sind und den wesentlichen Teil der gesamten Produktionskosten repräsentieren.
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Komplexe
Massenprodukte, etwa integrierte Schaltungen, mikromechanische Bauelemente,
optoelektronische Bauelemente und Kombinationen davon werden typischerweise
in automatisierten oder halbautomatisierten Fabriken hergestellt,
wobei sie eine große
Anzahl an Prozess- und Messschritten bis zur Fertigstellung der
Bauelemente durchlaufen. Die Anzahl und die Art der Prozessschritte
und der Messschritte, die beispielsweise ein Halbleiterbauelement durchlaufen
muss, hängt
von den Eigenheiten des herzustellenden Produkts ab. Ein typischer
Prozessablauf für
eine integrierte Schaltung kann mehrere Photolithographieschritte
beinhalten, um ein Schaltungsmuster für eine spezielle Bauteilebene
in eine Lackschicht zu übertragen,
die dann nachfolgend strukturiert wird, um eine Lackmaske für die weitere Bearbeitung
bei der Strukturierung der betrachteten Bauteilschicht durch beispielsweise Ätz- oder
Implantationsprozesse und dergleichen zu bilden. Somit muss Ebene nach
Ebene eine Vielzahl an Prozessschritten auf der Grundlage eines
speziellen lithographischen Maskensatzes für die diversen Ebenen des spezifizierten
Bauelements ausgeführt
werden. Beispielsweise erfordert eine moderne CPU mehrere hundert
Prozessschritte, wovon jeder entsprechend spezifisch definierter
Prozessgrenzen auszuführen ist,
um damit die Spezifikationen des betrachteten Bauelements einzuhalten.
Da viele dieser Prozesse sehr entscheidend sind, müssen mehrere
Messschritte ausgeführt
werden, um in effizienter Weise den Prozessablauf zu steuern. Zu
typischen Messprozessen gehören
die Messung von Schichtdicken, das Bestimmen von Abmessungen kritischer
Strukturelemente, etwa der Gatelänge
von Transistoren, die Messung von Dotierstoffprofilen, und dergleichen. Da
der Hauptanteil der Prozessgrenzen bauteilspezifisch sind, werden
viele der Messprozesse und der eigentlichen Fertigungsprozesse speziell
für das
betrachtete Bauelement gestaltet und erfordern spezielle Parametereinstellungen
an den entsprechenden Mess- und Prozessanlagen.
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In
einer Halbleiterherstellungsstätte
werden für
gewöhnlich
mehrere unterschiedliche Produkttypen gleichzeitig gefertigt, etwa
Speicherchips mit unterschiedlicher Gestaltung und Speicherkapazität, CPU's mit unterschiedlicher
Gestaltung und Arbeitsgeschwindigkeit, und dergleichen, wobei die
Anzahl unterschiedlicher Produktarten bis zu 100 oder mehr in Produktionslinien
für die
Herstellung von ASIC's (anwendungsspezifische
IC's) erreichen
kann. Da jede der unterschiedlichen Produktarten einen speziellen
Prozessablauf erfordern kann, sind in der Regel unterschiedliche
Maskensätze
für die
Lithographie, spezielle Einstellungen der diversen Prozessanlagen,
etwa Abscheideanlagen, Ätzanlagen,
Implantationsanlagen, CMP (chemisch-mechanische Polier-) Anlagen,
und dergleichen erforderlich. Folglich können eine Vielzahl unterschiedlicher
Anlagenparametereinstellungen und Produktarten gleichzeitig in einer
Fertigungsumgebung angetroffen werden.
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Somit
ist eine große
Anzahl unterschiedlicher Prozessrezepte selbst für die gleiche Art an Prozessanlagen
erforderlich, die in den Prozessanlagen einzustellen sind, wenn
die entsprechenden Produktarten in den entsprechenden Anlagen zu
bearbeiten sind. Jedoch muss die Sequenz aus Prozessrezepten, die
in Prozess- und Messanlagen oder in funktionell kombinierten Anlagengruppen
ausgeführt
werden, sowie die Rezepte selbst häufig auf Grund rascher Produktänderungen
und äußerst variabler
Prozesse, die bei der Herstellung komplexer Produkte, etwa Halbleitern,
und dergleichen beteiligt sind, geändert werden. Ferner müssen neue
Prozessanlagen in der Produktionsumgebung eingerichtet werden, während andere
Anlagen nach Wartungsereignissen und dergleichen erneut installiert
werden müssen.
Somit ist das Gesamtanlagenverhalten beispielsweise im Hinblick
auf Ausbeute und Durchsatz ein sehr kritischer und komplexer Fertigungsparameter,
da dieser merklich die Gesamtherstellungskosten der einzelnen Bauelemente
beeinflusst. Der zeitliche Verlauf der Anlagenausbeute und des Durchsatzes einzelner
Prozess- und Messanlagen oder sogar gewisser Untereinheiten davon,
etwa Prozessmodule, Substrattransportroboter, Ladebereiche, und
dergleichen bleiben jedoch unter Umständen auf Grund der Komplexität der Fertigungssequenzen
mit einer großen Anzahl von Produktarten und einer entsprechend
großen
Anzahl an Prozessen, die wiederum häufigen Rezeptänderungen
unterliegen, häufig
unbeobachtet. Somit können
Anlagen mit niedrigem Leistungsverhalten lange Zeit unerkannt bleiben, wenn
das Leistungsverhalten einer Anlagengruppe, zu der die betrachtete
Anlage gehört,
innerhalb ihrer gewöhnlichen
Leistungsgrenzen bleibt, die typischerweise so auszuwählen sind,
dass ein relativ breiter Bereich an Variationen auf Grund der Komplexität der beteiligten
Prozesse und Anlagen zulässig
ist. Somit besitzt die individuelle Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und
Wartungsfähigkeit
der Prozessanlagen einen merklichen Einfluss auf die Gesamtausbeute
und Produktqualität.
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Aus
diesem Grunde ist es von großer
Bedeutung für
den Halbleiterhersteller, entsprechende Maßzahlen zu überwachen und zu bestimmen,
die ein Maß für das Leistungsverhalten
einzelner Prozessanlagen liefern, wodurch Anlagenhersteller auch in
die Lage versetzt werden, insbesondere Software- und Hardwarekomponenten
von Prozessanlagen auf der Grundlage der von den Herstellern gelieferten Daten
zu verbessern. Da die Anlagenerfordernisse häufig von bauteilherstellerspezifischen
Bedingungen abhängen
können,
wurden eine Vielzahl industrieller Standards definiert, um eine
Grundlage zur Definition eines gemeinsamen globalen Satzes an Halbleiteranlagenerfordernissen
bereitzustellen, um damit firmenspezifische Erfordernisse für Produktionsanlagen
zu reduzieren, während
auf Seite der Anlagenhersteller man sich die Aufmerksamkeit auf
das Verbessern von Prozessfähigkeiten
anstelle des Beibehaltens vieler kundenspezifischer Produkte konzentrieren
kann. Somit wurden in einigen industriellen Gebieten mehrere anlagenspezifische
Standards definiert, die sich auf die Definition von Anlagennachrichten
beziehen, die für
die Halbleiterindustrie unter dem Begriff SECS (SEMI (Semikondukter
Anlagen und Materialinstitut) Anlagenkommunikationsstandards) bekannt
sind, die eine gemeinsame Sprache für eine Kommunikation zwischen
Prozessanlagen und einem entfernten übergeordneten System etablieren.
In ähnlicher
Weise wurden mehrere Standards zum Definieren des Anlagenverhal tens
eingerichtet. Beispielsweise liefen auf dem Gebiet der Halbleiter die
E10 und E58 Standards eine Basis, um die Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit
und Wartungsfähigkeit (RAM)
von Prozessanlagen unter Anwendung standardmäßiger Anlagenzustände zu bewerten.
Andere Standards, etwa der E116 Standard, wurden eingeführt, um
das Leistungsverhalten von Prozessanlagen auf der Grundlage eines
Zustandsmodells zu beschreiben, wobei der Anlagenzustand automatisch durch
Bereitstellen von Zustandsübergängen und Laufzeitinformationen
berichtetet wird.
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Folglich
werden große
Anstrengungen unternommen, um Standards für die Kommunikation und das
Steuern des Prozessablaufs innerhalb einer komplexen Fertigungsumgebung,
etwa einer Halbleiterfabrik, in einer äußerst automatisierten Weise
einzurichten, wobei typischerweise automatisierte Datennahmeverfahren
auf Grund der großen
Anzahl an Prozessanlagen, die eine entsprechend hohe Menge an Prozessinformationen
während
einer gewissen Laufzeitperiode erzeugen, verwendet werden. Jedoch
werden die Prozessanlagen zunehmend komplexer, indem eine Prozessanlage
mehrere funktionale Module oder Einheiten, etwa komplexe Einladebereiche,
Substrathantierungssysteme, die eigentlichen Prozesskammern zum
Ausführen
von Prozesssequenzen oder zum Ausführen mehrerer Prozesse parallel,
enthalten, wobei zunehmend sogenannte Cluster oder Cluster-Anlagen
verwendet werden, die parallel und/oder sequenziell so arbeiten,
dass ein an der Cluster-Anlage
eintreffendes Produkt in einer Vielzahl von Prozesswegen, abhängig von
dem Prozessrezept und dem aktuellen Anlagenzustand, bearbeitet werden
kann. Somit kann eine sehr große Menge
an Daten im Hinblick auf die Betriebsweise der Fertigungsumgebung
erzeugt werden, da viele der Prozesse in den Anlagen durch ein übergeordnetes
Steuersystem koordiniert werden, um damit in effizienter Weise die
Produkte und den Betrieb der Prozessanlagen zeitlich zu koordinieren.
Folglich kann eine sehr große
Anzahl an Prozessnachrichten erzeugt und zwischen dem entfernten übergeordneten System
und den Prozessanlagen für
jede einzelne Einheit oder für
jedes Prozessmodul ausgetauscht werden. Somit kann das Gesamtverhalten
der Fertigungsumgebung deutlich von der Effizienz der Datenkommunikation
in der Fertigungsumgebung abhängen.
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Beispielsweise
wird in Halbleiterfabriken zur Anwendung von Produktions- und Messanlagen,
die für
300 mm Substrate ausgelegt sind, ein deutlicher Anstieg der Prozessnachrichten
im Vergleich zu 200 mm Anlagen erwartet, wenn ein hohes Maß an Automatisierung
erforderlich ist, da die meisten entfernten übergeordneten Systeme, die
auch als MES (Fer tigungsausführungssystem)
bezeichnet werden, für die
300 mm Produktion eine nahezu vollständige Kompatibilität mit den
entsprechenden SEMI-Standards benötigen, um eine verbesserte
Funktionsweise und Steuerbarkeit der Prozessanlagen zu gewährleisten.
Wenn daher eine effiziente Steuerungsstrategie für das MES eingerichtet wird,
um damit Ausbeute und Durchsatz zu verbessern, sind äußerst komplexe
Algorithmen zu entwickeln, deren Effizienz wiederum von der Effizienz
der Kommunikation zwischen dem MES und den Prozessanlagen abhängt. Jedoch
kann die äußerst große Menge
an Daten, die zwischen den Prozessanlagen und dem MES in Form von
standardmäßigen Anlagennachrichten ausgetauscht
werden, auf der Grundlage konventioneller Verfahren nicht in effizienter
Weise untersucht werden.
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Angesichts
der zuvor beschriebenen Situation besteht ein Bedarf für eine Technik,
die es ermöglicht,
die Effizienz eines Produktionsprozesses insbesondere im Hinblick
auf Probleme, die mit dem Anlagenverhalten in Beziehung stehen,
zu verbessern.
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Überblick über die
Erfindung
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Im
Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und
ein System zum Analysieren von Prozessnachrichten, die zwischen
einer Prozessanlage und einem entfernten Rechnersystem ausgetauscht
werden, wodurch deutlich die Effizienz des übergeordneten Rechnersystems
in Bezug auf die Steuerungseffizienz, die Ausbeute und der Durchsatz
einer speziellen Fertigungsumgebung für Halbleiterbauelemente deutlich
verbessert wird. Durch das Analysieren der Prozessnachrichten, die typischerweise
in einem spezifizierten standardmäßigen Protokoll ausgetauscht
wird, kann eine große Menge
an Prozessnachrichten in effizienter Weise „untersucht" werden, um den „Status" der Kommunikation
innerhalb der Fertigungsumgebung im Hinblick auf das übergeordnete
Rechnersystem zu bewerten, wodurch die Möglichkeit für eine erhöhte Produktionsausbeute und
Durchsatz durch Anwenden eines hohen Maßes an Automatisierung geschaffen wird.
Die analysierten Prozessnachrichten können in einigen anschaulichen
Ausführungsformen
für das Erkennen
einer Nichtkompatibilität
der eigentlichen Kommunikation mit bestehenden Referenzen und Standards
verwendet werden, was dann eine weitere Anleitung zum Suchen der
Prozessineffizienzen in der Fertigungsumgebung geben kann. Ferner
liefert das Analysieren der Prozessnachrichten die Basis zum Überwachen
der Datenkommunikation in direkter Weise, um damit unmittelbar auf
erkannte Abweichungen zu reagieren, die wichtige Informationen über die
Gründe
von Prozessablaufunregelmäßigkeiten
geben können.
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Gemäß einer
anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein System eine Schnittstelle,
die ausgebildet ist, Prozessnachrichten in einem standardmäßigen Format
von einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Rechnersystem
und einer oder mehreren Prozessanlagen einer Fertigungsumgebung
zu empfangen. Das System umfasst ferner eine Prozessnachrichtenanalyseeinheit,
die mit der Schnittstelle verbunden und ausgebildet ist, jede der
Prozessnachrichten zu übersetzen
und jede der Prozessnachrichten gemäß mindestens einem von mehreren
vordefinierten wählbaren
Kriterien zu klassifizieren.
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Gemäß einer
weiteren anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das Empfangen von
Prozessnachrichten von einer Kommunikationsverbindung zwischen einem
Rechnersystem und einer oder mehreren Prozessanlagen einer Fertigungsumgebung,
wobei die Prozessnachrichten in einem standardisierten Format ausgetauscht
werden. Das Verfahren umfasst ferner das Übersetzen der Prozessnachrichten
in der Weise, dass ein höheres
Maß an
Verständlichkeit
für menschliche
Wahrnehmung im Vergleich zu nicht übersetzten Prozessnachrichten
gegeben ist.
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Gemäß einer
noch weiteren anschaulichen Ausführungsform
umfasst ein Verfahren das Empfangen von Prozessnachrichten von einer
Kommunikationsverbindung zwischen einem Rechnersystem und einer
oder mehreren Prozessanlagen einer Fertigungsumgebung, wobei die
Prozessnachrichten in einem standardisierten Format ausgetauscht
werden. Das Verfahren umfasst ferner das Analysieren der Prozessnachrichten
durch Klassifizieren der Prozessnachrichten auf der Grundlage eines
oder mehrerer wählbarer
Kriterien.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile, Aufgaben und Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert
und gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung
hervor, wenn diese mit Bezugnahme zu den begleitenden Zeichnungen
studiert wird, in denen:
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1a schematisch
eine Fertigungsumgebung mit einem Prozessnachrichtenanalysesystem gemäß anschaulicher
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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1b und 1c schematisch
Flussdiagramme von Betriebsmodi eines Prozessnachrichtenanalysesystems
aus 1a gemäß anschaulicher
Ausführungsformen
zeigen;
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1f und 1g schematisch
das System aus 1a mit einer zusätzlichen
Funktion gemäß weiterer
anschaulicher Ausführungsformen
zeigen;
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1h ein
Flussdiagramm zum Darstellen einer Betriebsweise gemäß dem System,
wie es in 1g gezeigt ist, repräsentiert;
und
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1i schematisch
das Prozessnachrichtenanalysesystem mit einer statistischen Einheit
zum Bestimmen statistischer Parameter der Prozessnachrichten auf
der Grundlage einer wahren Auslastung zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist,
wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung sowie in den
Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein,
dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen
nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen
anschaulichen offenbarten Ausführungsformen
einzuschränken,
sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen lediglich
beispielhaft die Ausführungsformen
der angefügten
Patentansprüche
dar.
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Im
Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung die Überwachung
und in einigen Ausführungsformen
das Steuern der Kommunikation, die in äußerst komplexen halbleiterbezogenen
Fertigungsumgebungen eingerichtet ist, die eine oder mehrere Prozessanlagen
erfordern, die zumindest teilweise auf der Grundlage von Prozessnachrichten
einschließlich
von Instruktionen und dergleichen betrieben werden, die von einem
entfernten Rechnersystem, etwa einem Fertigungsausführungssystem
(MES) geliefert werden. Wie zuvor erläutert ist, werden äußerst komplexe
Fertigungsumgebungen, etwa Halbleiterfabriken, und dergleichen in
einer äußerst automatisierten Weise
betrieben, wobei das Rechnersystem den ge samten Prozessablauf innerhalb
der Fertigungsumgebung koordinieren kann. D.h., das Rechnersystem kann
mit jeder der Prozessanlagen verbunden sein, um davon entsprechende
Prozessnachrichten zu erhalten, aus denen relevante Informationen
im Hinblick auf den Status der Fertigungsumgebung gewonnen werden
können.
Um beispielsweise einen effizienten Prozessdurchfluss in der Fertigungsumgebung
zu ermöglichen,
müssen
Produkte in diversen Fertigungsphasen den entsprechenden Prozessanlagen
zugeführt
werden, wobei gleichzeitig die erforderlichen Rohmaterialien und
Prozessrezepte an den entsprechenden Prozessanlagen verfügbar sein müssen. Auf
Grund des hoch komplexen Prozessablaufes, in welchem die Verwaltung
mehrerer unterschiedlicher Produktarten in mehreren äußerst komplexen
Prozessanlagen erforderlich ist, wie dies zuvor erläutert ist,
kann die Datenkommunikation zwischen dem Rechnersystem und den Prozessanlagen für eine effiziente
Arbeitsweise der Fertigungsumgebung entscheidend sein. Folglich
sind geeignete Hardware- und Softwarestandards typischerweise beispielsweise
in Form der Semi-Standards
anzutreffen, um für
eine verbesserte Anlagenkompatibilität und erhöhte Flexibilität bei der
Entwicklung von Steuerungsstrategien zu schaffen. Obwohl Steuerungsmechanismen
zum Betreiben spezieller Prozessanlagen und Prozessanlagengruppen
entwickelt sind und aktuell verwendete Rechneranlagen ein hohes Maß an Prozessablauf-
und Materialflusssteuerungsfunktionalität bereitstellen, ist der „Status° der Kommunikation
selbst, beispielsweise das Maß an
Kompatibilität
von Prozessnachrichten, die zwischen den Prozessanlagen und dem
entfernten Rechnersystem ausgetauscht werden, gegenwärtig unter
Umständen nicht
in effizienter Weise bestimmt. Da der Kommunikationsstatus jedoch
deutlich den Status der Steuerungseffizienz des entfernten Rechnersystems
und damit zu einem gewissen Maße
die Ausbeute und den Durchsatz, die in der Fertigungsumgebung erreicht
werden, insbesondere während
der Installation oder erneuten Installation von Teilen oder der
gesamten Fertigungsumgebung ausüben
kann, richtet sich die vorliegende Erfindung an eine Technik, die
eine verbesserte Bewertung des Kommunikationsstatus durch automatisches
Analysieren der Prozessnachrichten ermöglicht, wobei in einigen anschaulichen Ausführungsformen
die Prozessnachrichtenanalyse online, d.h. unmittelbar, ausgeführt werden
kann, d.h. während
des Betriebs der Prozessanlagen und der Steuerung des entfernten
Rechnersystems, oder in anderen Ausführungsformen kann dies zusätzlich oder
alternativ nach der Beendigung eines speziellen Produktionsdurchlaufes
oder Testdurchlaufes erfolgen. Durch Analysieren der Prozessnachrichten
können
selbst sehr subtile Abweichungen der Kommunikationssequenz von einer
erwarteten Sequenz erkannt werden und können wichtige Informationen
ergeben im Hinblick auf die Korrektur derartiger Abweichun gen oder
Unregelmäßigkeiten
in der Fertigungsumgebung. Die Analyse von Prozessnachrichten kann
in einigen Ausführungsformen
auf der Grundlage einer Klassifizierung dieser Nachrichten gemäß vordefinierter
und wählbarer
Kriterien erreicht werden, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird,
in äußerst effektiver
Weise nach derartigen Ineffizienzen der Kommunikation zu suchen.
In noch anderen anschaulichen Ausführungsformen kann zusätzlich oder
alternativ die Analyse von Prozessnachrichten erreicht werden, indem
die entsprechenden standardisierten Prozessnachrichten interpretiert
bzw. übersetzt
werden, um damit deren Verständlichkeit
in Bezug auf die menschliche Wahrnehmung deutlich zu erhöhen, so
dass die Prozessnachrichten nach der Übersetzung von Bedienern in äußerst effizienter Weise „untersucht" werden können im
Vergleich zur Untersuchung der standardisierten Prozessnachrichten,
wie sie typischerweise in Dokumentationsdateien des Rechnersystems
bereitgestellt werden. Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende
Erfindung äußerst vorteilhaft
ist im Zusammenhang mit der Halbleiterherstellung, da hier ein hohes
Datenaufkommen zwischen dem entfernten Rechnersystem und den Prozessanlagen
erforderlich sein kann, wobei jedoch beachtet werden sollte, dass
der Begriff „Halbleiter" als ein übergeordneter
Begriff für
beliebige Mikrostrukturbauelemente verstanden werden soll, die das
Herstellen von strukturellen Elementen auf der Grundlage mikromechanischer
oder mikroelektronischer Verfahren beinhalten.
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Mit
Bezug zu den 1a bis 1i werden nunmehr
weitere anschauliche Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung detaillierter beschrieben.
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1a zeigt
schematisch eine Fertigungsumgebung 150, die in einer anschaulichen
Ausführungsform
eine Umgebung für
die Herstellung von Halbleiterbauelementen repräsentiert. Die Umgebung 150 umfasst
mehrere Prozessanlagen 110, in denen der Einfachheit halber
lediglich eine einzelne gezeigt ist. Der Begriff „Prozessanlage" soll Messanlagen,
etwa Inspektionsanlagen, Messanlagen zum Sammeln elektrischer Daten,
eigentliche Produktionsanlagen, und dergleichen, wie sie typischerweise für die Bearbeitung
von Produkten 120, etwa Substraten mit darauf ausgebildeten
Mikrostrukturbauelementen und dergleichen verwendet werden, einschließen. Beispielsweise
kann die Prozessanlage 110 eine Lithographiestation repräsentieren,
die wiederum eins oder mehrere Lithographieanlagen, eine oder mehrere
Entwicklerstationen, eine oder mehrere Belackungsstationen und andere
der Belichtung vorgeschaltete oder nachgeschaltete Behandlungsstationen
umfassen kann. Vor oder nach der Prozessanlage 110 sind
typischerweise andere Prozessanlagen vorgesehen, um die Substrate 120 gemäß einem
spezifizierten Prozessablauf zu bearbeiten. Bekanntlich kann jeder
Prozess, der in der Prozessanlage 110 durchgeführt wird,
ein äußerst komplexer Prozess
sein und kann hoch entwickelte Prozesssteuerungsmechanismen erfordern,
um am Ausgang der Prozessanlage 110 ein Bauelemente bereitzustellen,
das innerhalb der spezifizierten Prozessgrenzen liegen. Auf Grund
der Komplexität
der Prozessanlage 110 kann diese sich in einer Vielzahl
unterschiedlicher Prozesszustände
befinden und kann ferner einen gewissen Status in Bezug auf seine
Hardwarekonfiguration, beispielsweise im Hinblick auf den Status
von Verbrauchsmaterialien, der Verfügbarkeit von Rohmaterialien,
und dergleichen aufweisen. Die Prozessanlage 110 umfasst
typischerweise mehrere Komponenten, die auch als Einheiten bezeichnet
werden und die Prozessmodule oder Prozesskammern, Substrathantierungsroboter,
Einladestationen und dergleichen repräsentieren können. Beispielsweise kann die
Anlage 110 einen Ladebereich 111 zum Einladen
eines Substrats und einen Ladebereich 113 zum Ausladen
des Substrats nach der Bearbeitung aufweisen, und kann ebenso ein oder
mehrere Prozessmodule 112 umfassen. Es sollte beachtet
werden, dass jede der Einheiten der Anlage 110 selbst wiederum
aus einer oder mehreren Untereinheiten aufgebaut sein kann, wobei
eine Einheit im Allgemeinen als ein Teil der Prozessanlage bezeichnet
wird, deren Aktivität
auf individueller Basis gesteuert und überwacht werden kann. Beispielsweise
kann eine Prozessanlage eine Substrateinladestation mit einer Roboterhantierungseinheit
mit mehreren peripheren Komponenten für den korrekten Betrieb der
Einladestation beinhalten, wobei kein externer Zugriff auf diese
peripheren Komponenten vorgesehen ist. In diesem Falle kann die
Einladestation als eine individuelle Basiseinheit der Anlage 110 betrachtet
werden, da ihr Prozessstatus über
Prozessnachrichten beobachtet werden kann, die beispielsweise angeben,
wann die Ladestation arbeitet oder sich in einem Wartezustand befindet
oder blockiert ist. In ähnlicher
Weise kann der Status einer beliebigen anderen Einheit der Prozessanlage 110, etwa
der Einheiten 112 und 113, über entsprechende Prozessnachrichten
mitgeteilt werden und kann ferner bis zu einem gewissen Grade über entsprechende
Prozessnachrichten gesteuert werden. Zu diesem Zweck weist die Prozessanlage 110 eine
Schnittstelle 114 auf, die ausgebildet ist, eine Kommunikation mit
einem übergeordneten
Rechnersystem, einem Bediener oder anderen Prozessanlagen oder peripheren
Komponenten zu ermöglichen.
In der gezeigten Ausführungsform
umfasst die Fertigungsumgebung 150 ein Fertigungsausführungssystem
(MES) 140, das typischerweise in Halbleiterfertigungsfabriken
vorgesehen ist, um die Ressourcen, Rohmaterialien, Prozessanlagen,
Prozessrezepte während
der Koordinierung der diversen Prozessabläufe innerhalb der Fertigungsumgebung 150 zu
verwal ten. Folglich kann das Fertigungsausführungssystem 140 ausgebildet
sein, anlagenspezifische Informationen von der Prozessanlage 110 in
Form geeignet formatierter Prozessnachrichten über die Schnittstelle 114 zu
empfangen, und kann in Reaktion auf Prozesserfordernisse und/oder
in Reaktion auf erhaltene anlagenspezifische Informationen entsprechende
Instruktionen in Form von Prozessnachrichten an die Prozessanlage 110 ausgeben.
Die Kommunikation zwischen der Prozessanlage 110 und dem
MES 140 kann mittels einer Kommunikationsverbindung 130 eingerichtet
werden, die ausgebildet ist, die erforderlichen Hardware- und Softwareressourcen
zum Austauschen der Prozessnachrichten in einem oder mehreren spezifizierten
Formaten mit der erforderlichen Geschwindigkeit bereitzustellen.
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Wie
zuvor erläutert
ist, werden in der Halbleiterindustrie mehrere Standards typischerweise
zum Koordinieren der Kooperation der diversen Prozessanlagen 110 und
des Rechnersystems 140 eingesetzt. Einige repräsentative
SEMI-Standards, d.h. Softwarestandards für die Fabrikautomatisierung
in der Halbleiterindustrie, sind der E5, E40, E84, E87, E90 und
E94-Standard. Beispielsweise repräsentiert der E5 Standard (SECS-11)
ein Nachrichtenprotokoll, das von allen SEMI-Softwarestandards verwendet wird.
Nachrichten gemäß dem E5
Standard können auf
der Grundlage standardisierter Kommunikationsverbindungen übermittelt
werden. Beispielsweise ist die Kommunikationsverbindung 130,
die zwischen der Schnittstelle 114 und dem System 140 eingerichtet
ist, in einer anschaulichen Ausführungsform
ausgebildet, einen Datenverkehr gemäß dem E5-Standard zu ermöglichen.
Der E84-Standard
betrifft eine verbesserte parallele Schnittstelle für den Kassettenaustausch
und spezifiziert Hardwarekonfigurationen für Substratkassetten gemäß automatisierten
Materialhantierungssystemen. Der E87-Standard betrifft ein Transportträgerverwaltungssystem
und definiert Standards für
Substrattransportträgeraustausch
und stellt ferner ein standardisiertes Verhalten für die Kommunikation
zwischen dem System 140 und der Anlage 110 bereit.
Der E90-Standard spezifiziert Standards und Dienste zum Überprüfen eines
Substrats innerhalb der Anlage 110. Der E40-Standard ist definiert,
um eine Prozessaufgabe zu verwalten und ermöglicht die automatische Steuerung
der Materialbearbeitung in der Umgebung 150. In ähnlicher
Weise betrifft die E94-Spezifizierung die Verwaltung von Steuerungsaufgaben
und spezifiziert beispielsweise die Materialankunft an der Anlage 110 und
das Aufrufen geeigneter Prozessaufgaben. Somit arbeitet in einigen
anschaulichen Ausführungsformen
die Umgebung 150 auf der Grundlage zumindest einiger der oben
genannten Standards, wodurch Prozessnachrichten über die Kommunikationsverbindung 130 auf der
Grundlage vordefinierter Standards ausgetauscht werden.
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Die
Fertigungsumgebung 150 umfasst ferner ein Analysesystem 100,
das ausgebildet ist, standardisierte Prozessnachrichten, die über die
Kommunikationsverbindung 130 ausgetauscht werden, zu analysieren.
Das System 100 umfasst eine Schnittstelle 101,
die ausgebildet ist, mit der Kommunikationsverbindung 130 verbunden
zu werden, um von dieser mehrere Prozessnachrichten zu empfangen, die
zwischen der Anlage 110 und dem System 140 ausgetauscht
werden. Es sollte beachtet werden, dass eine Verbindung zwischen
der Kommunikationsverbindung 130 und der Schnittstelle 101 zeitweilig
oder permanent in Abhängigkeit
der Erfordernisse eingerichtet werden kann. Beispielsweise kann
die Schnittstelle 101 ausgebildet sein, die mehreren Prozessnachrichten
auf der Grundlage eines oder mehrerer sogenannter Dokumentierungsdateien
zu empfangen, die darin in zeitlicher Reihenfolge die Prozessnachrichten
gespeichert aufweisen, die zwischen der Anlage 110 und
dem System 140 während einer
spezifizierten Zeitdauer ausgetauscht wurden. In anderen anschaulichen
Ausführungsformen
ist die Schnittstelle 101 alternativ oder zusätzlich ausgebildet,
Prozessnachrichten, die über
die Verbindung 130 übermittelt
werden, in einer im Wesentlichen Echtzeitmanier zu erhalten, wodurch
die Möglichkeit geschaffen
wird, eine unmittelbare bzw. Online-Analyse der zwischen der Prozessanlage 110 und
dem MES 140 während
der Laufzeit ausgetauschten Prozessnachrichten auszuführen. Das
System 100 umfasst ferner eine Prozessnachrichtenanalyseeinheit 102,
die mit der Schnittstelle 101 verbunden ist, wobei die
Analyseeinheit 102 in einer anschaulichen Ausführungsform
ausgebildet ist, empfangene Prozessnachrichten so zu interpretieren
bzw. übersetzen,
dass die Verständlichkeit
der übersetzten
Prozessnachrichten im Hinblick auf die menschliche Wahrnehmung besser
ist als die entsprechende Verständlichkeit
der nicht übersetzten
Prozessnachrichten. D.h., typischerweise sind die Prozessnachrichten
als alphanumerische Symbole gemäß einer
spezifizierten Kommunikationsprotokoll aufgebaut, wenn diese in
einer geeigneten Anzeigeeinheit dargestellt werden. Auf der Grundlage
dieser anfänglichen
Prozessnachrichten operiert die Analyseeinheit 102 auf den
entsprechenden Prozessnachrichten, um zusätzliche Informationen vorzusehen,
wodurch die „Lesbarkeit" der übersetzten
Prozessnachrichten deutlich erhöht
wird, wenn diese in einer geeigneten Einrichtung, etwa einer Anwenderschnittstelle 103, dargestellt
werden. Beispielsweise ist in einigen anschaulichen Ausführungsformen
die Analyseeinheit 102 ausgebildet, so auf Prozessnachrichten
zu operieren, dass jede der Prozessnachrichten mit einem Datensatz
in Beziehung gesetzt wird, der, wenn er dem Anwender mitgeteilt
wird, deutlich die Lesbarkeit erhöht, indem zusätzliche
Informationen, beispielsweise in Form von lesbarem Text, und dergleichen bereitgestellt
wird, um damit zumindest einige Aspekte der damit in Beziehung stehenden
Prozessnachricht zu erläutern.
Somit ist das Erhöhen
der Verständlichkeit
für die
menschliche Wahrnehmung so zu verstehen, dass die empfangenen Prozessnachrichten übersetzt
werden, indem jede Nachricht mit zusätzlichen semantischen und/oder
graphischen Informationen verknüpft
wird, die alleine oder in Verbindung mit dem Inhalt der anfänglichen
Prozessnachricht dargestellt wird, um damit die weitere Bewertung der
Prozessnachricht durch einen Bediener deutlich zu vereinfachen.
In anderen anschaulichen Ausführungsformen
ist die Analyseeinheit 102 zusätzlich oder alternativ ausgebildet,
die Prozessnachrichten gemäß einen
oder mehreren auswählbaren
Kriterien zu klassifizieren, wie dies später detailliert beschrieben
ist.
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Während des
Betriebs kann das System 140 die Prozessanlage 110 entsprechend
einem spezifizierten Typ an zu bearbeitenden Produkten 120 so
initialisiert werden, dass die Anlage 110 ausgebildet ist, ein
spezielles Prozessrezept für
die Substrate 120, die an der Anlage entsprechend einem
spezifizierten Zeitplan eintreffen, auszuführen. Während dieses Prozesses werden
entsprechende Prozessnachrichten von der Anlage 110 und
dem System 140 erzeugt und können über die Schnittstelle 114 und
die Kommunikationsverbindung 130 gemäß einer vordefinierten Steuerungssequenz
ausgetauscht werden. Beispielsweise sind auf dem Gebiet der Halbleiterindustrie
die Prozessanlagen 110 in einem hohen Maße derart
standardisiert, dass die entsprechenden Einheiten, etwa die Einheiten 111, 112, 113 und
dergleichen, in Form entsprechender Zustandsmodelle beschrieben
werden können,
um damit ein hohes Maß an
Flexibilität
für die
Kommunikation und das Steuern der entsprechenden Prozessanlagen
zu erreichen. Beispielsweise kann jede der Einheiten 111, 112 und 113 als
ein Softwareobjekt definiert sein, das ein Zustandsmodell repräsentiert,
das mit diversen Zustandsübergangsereignissen,
einer Zustandsvariablen, einem Objektidentifizierer plus einiger
Attribute, abhängig
von der Objektart, assoziiert ist. Ferner können zusätzliche Ereignisse und Befehle
mit dem entsprechenden Objekt verknüpft sein. Somit kann der Zustand
jeder der Einheiten 111, 112 und 113 auf der
Grundlage des entsprechenden Zustands des Zustandsmodells mittels
einer standardisierten Prozessnachricht berichtet werden, wobei
in Reaktion, bei Bedarf das System 140 nach dem Erkennen
der Prozessnachricht eine entsprechende Prozessnachricht erzeugen
kann, die beispielsweise einen Befehl kennzeichnet, um damit ein
Ereignis in einer der Einheiten 111, 112, 113,
et wa einen Zustandsübergang, zu
initiieren. Auf Grund der Komplexität der Anlage 110 und
der darin ausgeführten
Prozesse werden typischerweise eine große Anzahl an Prozessnachrichten
im Hinblick auf die Art der Substrate, deren Position innerhalb
eines entsprechenden Transportträgers,
dem Status und den Aktivitäten
der Einladestationen, dem Status und den Aktivitäten der Substrathantierungseinheiten,
die für
den Substrattransport innerhalb der Anlage verantwortlich sind,
und dergleichen ausgetauscht. Konventioneller Weise werden die Prozessnachrichten
in dem System 140 in der gleichen Reihenfolge gespeichert,
wie sie erzeugt und ausgetauscht werden. In einer anschaulichen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden die entsprechenden Prozessnachrichten
von dem System 100 zu einem beliebigen geeigneten Zeitpunkt
analysiert, indem die entsprechenden gespeicherten Daten der Schnittstelle 101 zugeführt werden,
was erreicht werden kann, indem der Schnittstelle 101 eine
Dokumentationsdatei für
einen abgeschlossenen Produktions- oder Testablauf durchgeführt wird,
oder indem ein spezieller Block aus Prozessnachrichten zugeführt wird,
oder indem die Nachrichten zugeführt
werden, die eine spezielle Laufzeit der Anlage 110 repräsentieren.
-
1b zeigt
schematisch ein Flussdiagramm, das die Bearbeitung der entsprechenden Prozessnachrichten
gemäß einer
anschaulichen Ausführungsform
zeigt. Im Schritt S101 empfängt
die Schnittstelle 101 die Prozessnachrichten, was in einer
anschaulichen Ausführungsform
mittels eines dateigestützten
Datenbanksystems erreicht wird, in welchem alle Nachrichten und
Analyseinformationen gespeichert werden. Beispielsweise können die
entsprechenden Prozessnachrichten in dem System 140 zu
einer entsprechenden Datenbank übertragen werden,
auf der die Einheit 102 dann operiert, um die Prozessnachrichten
zu analysieren. Die Prozessnachrichten können von einem beliebigen geeigneten
System und in einem beliebigen geeigneten Format verwendet werden,
wie es in dem System 140 zum Speichern der entsprechenden
Daten verwendet wird. Im Schritt S102 werden die Prozessnachrichten
gemäß einer
anschaulichen Ausführungsform übersetzt
bzw. interpretiert, um die Verständlichkeit für die menschliche
Wahrnehmung zu verbessern, wenn die übersetzten Prozessnachrichten
einem Bediener, beispielsweise mittels der Anwenderschnittstelle 103,
vorgelegt werden. In einigen anschaulichen Ausführungsformen können eine
oder mehrere interpretierte Nachrichten ausgewählt werden, beispielsweise
durch die Einwirkung des Anwenders auf die Anwenderschnittstelle 103,
um die Prozessnachrichten weiter zu bewerten, wobei die entsprechende Verknüpfung mit
zusätzlicher
Information, etwa einem Text und/oder Graphik zur Erläuterung
oder anderweitigen Ergänzung
der anfängli chen
Prozessnachricht deutlich die Lesbarkeit der entsprechenden Prozessnachricht
verbessert. D.h., in einigen anschaulichen Ausführungsformen wird die Bedeutung von
Zahlen und Buchstaben in der Nachricht deutlicher dargestellt, indem
eine geeignete zusätzliche
Information verwendet wird, etwa geschriebene Sprache, Bilder, die
Verwendung unterschiedlicher Farben, und dergleichen. Somit werden
in einigen anschaulichen Ausführungsformen
im Schritt S103 die entsprechenden interpretierten Nachrichten einem Anwender
mit erhöhter
Verständlichkeit
im Vergleich zu nicht-interpretierten Nachrichten angezeigt.
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1c zeigt
schematisch die Betriebsweise des Systems 100 gemäß weiterer
anschaulicher Ausführungsformen,
wobei zusätzlich
oder alternativ zum Schritt S102 zum Interpretieren der Prozessnachrichten
zur Erreichung einer besseren Verständlichkeit für die menschliche
Wahrnehmung, die Prozessnachrichten auf der Grundlage eines oder
mehrerer wählbarer
Kriterien klassifiziert werden. In einigen anschaulichen Ausführungsformen
beinhalten das eine oder die mehreren wählbaren Kriterien gewisse Aspekte
des Anlagenverhaltens, etwa das Analysieren der empfangenen Prozessnachrichten und
das Klassifizieren dieser im Hinblick auf Nachrichten, die den Arbeitszustand
der Prozessanlage 110 betreffen, Nachrichten, die die Substratbewegung
innerhalb der Anlage 110 betreffen, Nachrichten, die den
Transportträgerstatus,
die Ankunft, die Identifizierung des Transportträgers, in welchem das Substrat 120 transportiert
wird, die Verifizierungszuordnung zu einem bestimmten Transportträgerfach, d.h.
das Abtasten der diversen Substratfächer in Bezug auf die Substrate,
die tatsächlich
darin angeordnet sind, und dergleichen, betreffen, und Prozessnachrichten,
die den Hardwarezustand der Anlage 110 betreffen. Folglich
können
durch Klassifizieren der entsprechenden Prozessnachrichten diese
in effizienter Weise im Hinblick auf gewisse Prozessanlagen effizient „untersucht" werden, da die entsprechenden
beteiligten Prozessnachrichten in einer sortierten Weise bereitgestellt
werden können,
wobei diese gemäß dem wählbaren
Sortierungskriterien klassifiziert sind, im Gegensatz zu konventionellen Dokumentationsparteien,
in denen die entsprechenden Prozessnachrichten in einer zeitlichen
Reihenfolge angeordnet sind.
-
In
anderen anschaulichen Ausführungsformen
kann die Klassifizierung in Form von Nachrichtenfiltern eingerichtet
sein, wie dies beispielsweise schematisch in dem Flussdiagramm aus 1d gezeigt
ist.
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In 1d werden
im Schritt S105 ein oder mehrere Filterkriterien ausgewählt, beispielsweise durch
die Einwirkung auf die Anwenderschnittstelle 103, wobei
in einigen anschaulichen Ausführungsformen
die grundlegenden Filter in der Analyseeinheit 102 auf
der Ebene von Nachrichtenköpfen
bzw. Vorspannbereichen und Filter auf der Ebene der Nachrichten
unterteilt werden können.
Filter auf Ebene der Nachrichtenköpfe können auf Nachrichten auf der Grundlage
ihrer Nachrichtenkopfinhalte operieren, etwa der Richtung, Nachrichtenstrom/Funktion,
und Steuerbit. Filter auf Ebene der Nachrichten können auf
Nachrichten auf der Grundlage kommunikationsspezifischer Datenpunkte,
beispielsweise für
die SECS-II Standards, auf Punkten wie CEID, RPTID, und dergleichen
operieren. Beispielsweise wird in einigen anschaulichen Ausführungsformen
die Auswahl des einen oder der mehreren Filterkriterien im Schritt
S105 mittels der Anwenderschnittstelle 103 durchgeführt, indem
in geeigneter Weise ein oder mehrere Kriterien ausgewählt werden,
die mit dem Nachrichtenkopf in Beziehung stehen. Beispielsweise
können
die Richtung, die als Kriterium verwendet wird, ausgewählt werden
zwischen „Empfangen" und „Senden". In ähnlicher
Weise können
für Datenstrom/Funktion
geeignete Werte ausgewählt
werden, wobei eine geeignete Filterwirkung dann auf der Grundlage
einer oder mehrerer vordefinierter Filteraktionen ausgewählt werden
kann. In ähnlicher
Weise können
ein oder mehrere Punkte des Nachrichtenfilters ausgewählt werden,
und ein oder mehrere Punkte, mit denen ein Vergleich durchzuführen ist, können ebenso
ausgewählt
werden, beispielsweise durch Verwenden der Anwenderschnittstelle 103. Wiederum
kann die Filterwirkung so ausgewählt
werden, wie dies zuvor beschrieben ist. Somit wird im Schritt S106
die entsprechende Filterwirkung auf die Prozessnachrichten angewendet
und im Schritt S107 kann die Filterwirkung beispielsweise die gefilterten Prozessnachrichten,
in der Anwenderschnittstelle 103 dargestellt werden. In
anderen anschaulichen Ausführungsformen
wird ein Filter auf Objektebene bereitgestellt, in welchem Prozessnachrichten
auf der Grundlage einer gewissen Objektart gefiltert werden können, d.
h. auf der Grundlage einer gewissen Klasse an Einheiten, etwa Transportträger, die
zum Transport des Substrats 120 innerhalb der Umgebung 150 verwendet
wurden, oder Nachrichten können
im Hinblick auf einen speziellen Repräsentanten der Objektart gefiltert
werden, d.h. eine spezifische Instanz einer Objektart. D.h., der
Filterprozess kann für
einen speziellen Träger
oder eine andere Einheit innerhalb der Umgebung 150 durchgeführt werden. Somit
ermöglicht
die Klassifizierung der Prozessnachrichten auf der Grundlage eines
Filterkonzepts eine deutlich verbesserte Verständlichkeit für eine effiziente
Bewertung der Prozessnachrichten, selbst wenn eine große Anzahl
entsprechender Nachrichten zu analysieren ist.
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1e zeigt
schematisch ein Flussdiagramm gemäß einer weiteren anschaulichen
Ausführungsform,
in der die Prozessnachrichten gemäß Objekten gruppiert werden,
d.h. im Hinblick auf die entsprechenden Zustandsmodelle, die die
diversen Einheiten 111, 112 und 113 der
Anlage 110 repräsentieren,
und die in der (virtuellen) Anlage 110 zum Zeitpunkt der
Kommunikation „existieren", was sich durch
die entsprechenden Prozessnachrichten, die zu analysieren sind,
ausdrückt.
Beispielsweise können
die Objekte „Transportträger", „Einladestation", „Substrat" und dergleichen
vorhanden sein, d, h. die entsprechenden Zustandsmodelle sind aktiv
in einer Prozesssequenz, in der tatsächlich eines der Substrate 120 in
der Anlage 110 unter der Steuerung des Systems 140 prozessiert
wird, so dass mehrere Prozessnachrichten mit einem oder mehreren
dieser Objekte verknüpft
sind. Somit werden im Schritt S108 die entsprechenden Nachrichten
gemäß den Objekten
klassifiziert, mit denen sie in Beziehung stehen und können im
Schritt S109 als Nachrichtengruppen oder Blöcke angezeigt werden. Ferner
wird in einigen anschaulichen Ausführungsformen das Bereitstellen der
geeignet gruppierten Nachrichten mit zusätzlicher Information kombiniert,
um die Kompatibilität der
Zustandsmodelle im Hinblick auf ein vorhergesagtes oder standardmäßiges oder
erwartetes Verhalten anzugeben. Beispielsweise kann für jede Nachrichtengruppe,
die zu einem spezifizierten Objekt oder Zustandsmodellart gehört, ein
gewisses Maß an Übereinstimmung
bzw. Kompatibilität,
etwa „kein
Problem", „geringes
Problem", „ernsthafte
Verletzung des Zustandsmodells",
und dergleichen bereitgestellt werden, um in effizienter Weise den
Kommunikationsstatus für
die diversen Objekte anzugeben. Des weiteren können die gruppierten Nachrichten
als interpretierte Nachrichten dargestellt werden, wodurch die Lesbarkeit
der entsprechenden Nachrichten deutlich verbessert wird, wie dies
zuvor beschrieben ist.
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1f zeigt
schematisch das System 100 gemäß einer anschaulichen Ausführungsform,
in der die oben beschriebene Funktion der Klassifizierung und der
Interpretation von Prozessnachrichten eingerichtet ist. Zu diesem
Zweck umfasst das System 100 die Analyseeinheit 102 mit
einer Interpretiereinheit 102a und einer Klassifizierungseinheit 102b,
die mit der Schnittstelle 101 zum Empfangen der Prozessnachrichten
verbunden sind, wobei, wie zuvor beschrieben ist, in einigen Ausführungsformen
die Einheit 102b mit der Einheit 102a zusammenwirken kann,
so dass die klassifizierten Nachrichten als interpretierte Nachrichten
dargestellt werden können.
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1g zeigt
schematisch das System 100 gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen, in
denen zusätzlich
zu einer Übersetzereinheit 102a und
einer Klassifizierungseinheit 102b ein Zustandsmodellmonitor 102c vorgesehen
ist. Der Zustandsmodellmonitor 102c ist ausgebildet, die
entsprechende "Entwicklung° der diversen
Zustandsmodelle zu verfolgen, d.h. die entsprechenden Instanzen
der diversen Objektarten, die während
der Zeitdauer der Kommunikation zwischen der Anlage 110 und
dem System 140, die durch die entsprechenden Prozessnachrichten
bestimmt ist, aktiv sind. In einer anschaulichen Ausführungsform
kann der Zustandsmodellmonitor 102c in Form entsprechender
Objekte eingerichtet sein, die auf der Grundlage entsprechender
Prozessnachrichten instanziiert werden, um damit das entsprechende
Funktionsverhalten der Anlage 110 in Reaktion auf die Steuerungsnachrichten des
Systems 140 wiederzugeben. Die entsprechenden in dem Zustandsmodellmonitor 102c eingerichteten
Objekte ermöglichen
es daher, alle erkannten Objektinstanzen und ihre Geschichte über die
Vielzahl der Prozessnachrichten, die zu analysieren sind, hinweg
zu verfolgen, wobei in einigen anschaulichen Ausführungsformen
die entsprechenden Objekte in dem Zustandsmodellmonitor 102c darin
eingerichtet weitere Merkmale zur Bereitstellung übersetzter Nachrichten
in Bezug auf die erkannten Objektinstanzen aufweisen, während in
anderen Ausführungsformen
eine Verbindung zwischen Objekten eingerichtet werden kann, die
während
der Laufzeit in Verbindung stehen. Beispielsweise kann während der Bewertung
der Prozessnachrichten jedes Objekts in dem Zustandsmodellmonitor 102c gewisse
Attribute oder Verbindungen zu anderen Objekten, etwa Transportträgerinhaltsobjekte
in Bezug auf Substratobjekte, überprüfen. d.h.
eine Verbindung kann für ein
Objekt hergestellt werden, das einem in einer speziellen Transportträgerposition
enthaltenen Substrat entspricht, wenn das entsprechende Substrat, das
durch die entsprechenden damit in Beziehung stehenden Prozessnachrichten
repräsentiert
ist, in der entsprechenden Transportträgerposition zum Zeitpunkt der
Bearbeitung vorhanden ist. In anderen anschaulichen Ausführungsformen
ist der Zustandsmodellmonitor 102c ausgebildet, die Verträglichkeit der
beteiligten Zustandsmodelle abzuschätzen, indem Querverbindungsprüfungen mit
den Zuständen der
damit in Beziehung stehenden Objekte ausgeführt werden, wie dies mit Bezug
zu 1h beschrieben ist.
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1h zeigt
schematisch ein entsprechendes Flussdiagramm eines beispielhaften
Betriebsmodus zum Querprüfen
eines Objektzustands in Bezug auf damit in Beziehung stehende Zustände von
Objekten. Im Schritt S110 wird eine Prozessnachricht, die einen
speziellen Übergang
eines interessierenden Objekts, beispielsweise eines Transportträgerob jekts,
angibt, im Hinblick auf seine Beziehung zu anderen Objekten bewertet.
d.h. für
diverse Zustandsübergänge in dem
entsprechenden Zustandsmodell oder Objekt können die funktionsmäßig damit verknüpften Zustandsmodelle
oder Objekte, die beispielsweise eine der Einheiten 111, 112 und 113 der Anlage 110 repräsentieren,
als Zustandsmodelle identifiziert werden, die einen oder mehrere
Zustände
aufweisen, die mit dem Zustand des interessierenden Zustandsmodells
korreliert sind. Wenn beispielsweise ein Substrat von einem Transportträger zu der Ladestation 111 geliefert
wird und in der Prozesskammer 112 angeordnet wird, ist
das Substratobjekt, d.h. das Zustandsmodell, mit dem Transportträgerobjekt
korreliert, und ein gewisser Zustand des Substratobjekts ist erforderlich,
so dass das Transportträgerobjekt
in einem gewissen Zustand ist. Folglich erkennt im Schritt S110
der Zustandsmodellmonitor 102c ein oder mehrere Objekte,
die mit einem interessierenden Objekt in Beziehung stehen, auf der Grundlage
vordefinierter Korrelationen, die während der Implementierung der
entsprechenden Objektarten in dem Monitor 102c eingerichtet
worden sein können.
Im Schritt S111 werden entsprechende Zustände des verknüpften Objekts
oder der Objekte und des interessierenden Objekts im Hinblick auf
die Kompatibilität
mit einem standardmäßigen oder
erwarteten Verhalten getestet, was in einigen Ausführungsformen
die Bewertung des Maßes
an Abweichung von dem erwarteten Verhalten mit einschließen kann.
Wenn folglich ein spezifisches Maß an Abweichung bestimmt wird,
können
die entsprechenden Zustände
als nicht kompatible Zustände
bezeichnet werden und in einigen anschaulichen Ausführungsformen
wird im Schritt S112 eine entsprechende Kennzeichnung der Nichtkompatibilität der mit
dem interessierenden Objekten in Beziehung stehenden Prozessnachricht
zugeordnet. Somit kann, wie dies zuvor mit Bezug zu der Klassifizierung
durch Gruppierung von Prozessnachrichten gemäß Zustandsmodellen oder Objekten
beschrieben ist, ein Maß an Nichtkompatibilität mittels
geeigneter Mittel angedeutet werden, etwa ein Unterschied in der
Farbe, wenn die entsprechenden Prozessnachrichten auf einem Bildschirm
oder dergleichen angezeigt werden.
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1i zeigt
schematisch das System 100 gemäß einer noch weiteren anschaulichen
Ausführungsform,
in der die Analyseeinheit 102 zusätzlich zu der Übersetzereinheit 102a und
der Klassifizierereinheit 102b eine Analyseeinheit 102d aufweist,
die ausgebildet ist, auf den klassifizierten Prozessnachrichten
zu operieren, um eine zusätzliche
Analyse für bereits
vollständig
gruppierte Prozessnachrichten unabhängig von einer anfänglichen
Interpretation und Gruppierung durchzuführen. Beispielsweise kann die
Analyse durch die Einheit 102d das zusätzliche Überprüfen von Zustandsmodellen, statistische Berechnungen,
das Bestimmen von Kontiguität/Korrelation
unterschiedlicher Zustandsmodelle, und dergleichen beinhalten. In
einer anschaulichen Ausführungsform
wird die Analyseeinheit 102d als statistische Einheit bereitgestellt,
die ausgebildet ist, mindestens einen statistischen Parameter in
Abhängigkeit
von prozessspezifischen Aspekten, der Anlagenausnutzung der Anlage 110,
zu bestimmen. d.h., in dieser anschaulichen Ausführungsform bestimmt die statistische
Einheit 102d die Menge an Anlagenaktivitäten der
Anlage 110 auf der Grundlage der empfangenen Prozessnachrichten
und bestimmt die Signifikanz gewisser mit der Kommunikation in Beziehung
stehender Aspekte, etwa dem Auftreten spezifischer Zustände in den
Zustandsmodellen im Hinblick auf die Arbeitsauslastung, oder wenn
das System 100 auch den Zustandsmodellmonitor 102c aufweist,
die Menge der Zustandsmodellverletzungen, d. h. der Inkompatibilitäten der
Zustände,
und dergleichen. Folglich kann der Status der Kommunikation zwischen
dem System 140 und der Anlage 110 auf der Grundlage
belastungsspezifischer Aspekte bestimmt werden, wodurch eine erhöhte Sicherheit
im Hinblick auf künftige
Prozesssituationen in der Umgebung 105 geschaffen wird.
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Während des
Betriebs der Analyseeinheit 102d, um eine zusätzliche
Analyse der klassifizierten Prozessnachrichten auszuführen, kann
die Konfiguration der Analyseeinheit 102d durch einen Anwender
oder durch eine andere externe Quelle, etwa das MES 104 eingestellt
werden, wobei eine Anwenderkonfiguration der Einheit beispielsweise
mittels der Anwenderschnittstelle 101 erreicht wird. Ferner
kann eine Wechselwirkung mit und damit eine Modifizierung der Analyseeinheit 102d im
Voraus und/oder während
der Laufzeit der Einheit erreicht werden. Ferner werden in einigen
Ausführungsformen
die Ergebnisse oder weitere Informationen, die sich auf die von
der Einheit 102d ausgeführte
Analyse beziehen, einer externen Quelle zugeführt, etwa einem Anwender, beispielsweise über die
Anwenderschnittstelle und/oder zu dem MES 140.
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Es
gilt also: Die vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte Technik
bereit, in der die Kommunikation zwischen einem Rechnersystem und
einer oder mehreren Prozessanlagen in einer spezifizierten Fertigungsumgebung
effizient überwacht
werden kann, indem die entsprechenden Prozessnachrichten analysiert
werden, die zwischen den Anlagen und dem Rechnersystem ausgetauscht
werden. Zu diesem Zweck werden die Prozessnachrichten mit zusätzlicher
Information korreliert, um die entsprechenden Nachrichten zu übersetzen
bzw. zu interpretieren, um damit die Verständlichkeit der entsprechenden
Prozessnachrichten deutlich zu erhöhen, was deutlich die Bewertung
des Kommunikationsstatus verbessern kann, selbst wenn diese von
einem Bediener durchgeführt
wird. Des weiteren werden in einigen anschaulichen Ausführungsformen
die Prozessnachrichten gemäß einer
Vielzahl von Kriterien klassifiziert, die im Voraus ausgewählt werden
können,
oder die von einem Anwender ausgewählt werden, wodurch die Übersichtlichkeit
deutlich verbessert wird, wenn das Klassifizieren im Wesentlichen das
Filtern der Prozessnachrichten hilft und/oder wodurch eine verbesserte Überwachung
der Zustandsmodelle bereitgestellt wird, wenn das Klassifizieren auf
der Grundlage von Zustandsmodellen stattfindet. Somit wird in einigen
anschaulichen Ausführungsformen
die Verträglichkeit
des Funktionsverhaltens der Prozessanlage und des Systems abgeschätzt, indem die
entsprechenden Prozessnachrichten, die Zustände von Zustandsmodellen kennzeichnen,
mit geeigneten Referenzzuständen
verglichen werden, wobei eine Angabe des Maßes an Verletzung von Zustandsmodellen
erhalten werden kann. Folglich stellt die Analyse der Prozessnachrichten
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein leistungsfähiges
Hilfsmittel für
das Abschätzen
des Status der Kommunikation zwischen Prozessanlagen und einem Rechnersystem
selbst auf Grundlage einer manuellen Bewertung der Ergebnisse, die
von den Prozessnachrichtenanalysesystemen bereitgestellt werden,
bereit, wodurch die zum Einrichten geeigneter Steuerungsszenarien in
einer Fertigungsumgebung erforderlichen Zeitintervalle deutlich
reduziert werden. In noch weiteren anschaulichen Ausführungsformen
können
entsprechende Analysier-„Abläufe" vordefiniert werden
und können
automatisch durchgeführt
werden, indem beispielsweise Zustandsmodellverletzungen gesucht werden,
wenn der Status der Kommunikation in einer im Wesentlichen Echtzeitmanier
abgeschätzt
wird. Auf diese Weise können
sogar komplexe Fertigungsumgebungen mit einer Vielzahl komplexer
Prozessanlagen im Hinblick auf Ineffizienzen des Betriebs der Anlagen
und/oder Steuerungssequenz und/oder der Kommunikation überwacht
werden, wodurch die Möglichkeit
zu einer deutlichen Reduzierung der Installationszeit und/oder zur
Verbesserung des Durchsatzes und der Ausbeute der entsprechenden
Umgebung geschaffen wird. Die automatisierte Analyse der Prozessnachrichten
wird in einigen anschaulichen Ausführungsformen in Verbindung
mit Steuerungsmechanismen für
die Fertigungsumgebung kombiniert, indem beispielsweise geeignete
Steuerungsaktivitäten
bei der Erkennung einer Zustandsmodellunverträglichkeit in automatisierter
Weise aktiviert werden, wobei die Steuerungsaktivitäten den
Prozessablauf und/oder die Kommunikation an sich betreffen können. d.h.,
die analysierten Prozessnachrichten können beispielsweise durch statistische
Verfahren, wie sie zuvor beschrieben sind, bewertet werden, wodurch
gewisse Kommunikationsstatusse mit gewissen Prozesssituationen verknüpft werden.
Durch das Erkennen eines entsprechenden Status der Kommuni kation
können
dann entsprechende Maßnahmen, etwa
das Reduzieren der Anlagenauslastung, das Umorganisieren des Ablaufs
von Substraten und dergleichen initiiert werden, um den Kommunikationsstatus
und damit die Prozesssituation erneut einzustellen. Entsprechende
Mechanismen können
in dem System 100 und/oder dem MES 140 eingerichtet werden,
um eine automatische Reaktion auf unerwünschte Prozesssituationen zu
ermöglichen.
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Folglich
kann durch das Analysieren von Prozessnachrichten, die zwischen
einer oder mehreren Prozessanlagen und einem entfernten Rechnersystem
ausgetauscht werden, der Status der Kommunikation in effizienter
Weise überacht
werden. Die Analyse der entsprechenden Prozessnachrichten ermöglicht es,
Prozessnachrichten so zu interpretieren, dass diese eine erhöhte Verständlichkeit
besitzen, wobei die Prozessnachrichten zusätzlich gemäß einem oder mehreren vordefinierten
Kriterien klassifiziert werden können.
Somit wird die Erkennung selbst subtiler Effizienzen in der Kommunikation deutlich
verbessert.
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Weitere
Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Erfindung werden
für den
Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist dieser
Beschreibung als lediglich anschaulich und für die Zwecke gedacht, dem Fachmann
die allgemeine Art und Weise des Ausführens der vorliegenden Erfindung
zu vermitteln. Selbstverständlich
sind die hierin gezeigten und beschriebenen Formen der Erfindung
als die gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsformen
zu betrachten.