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Gebiet der
vorliegenden Erfindung
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Im
Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung Fertigungsprozesse
und betrifft insbesondere das Modellieren von Produktströmen in einer
Fertigungsumgebung, etwa einer Halbleiterherstellungsstätte, wobei
mehrere unterschiedliche Produktarten und Prozess- und Messanlagen
gehandhabt werden.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Der
heutige globale Markt zwingt Hersteller von Massenprodukten dazu,
Produkte mit hoher Qualität
bei geringem Preis anzubieten. Es ist daher wichtig, die Ausbeute
und die Prozesseffizienz zu verbessern, um damit die Herstellungskosten
zu minimieren. Dies gilt insbesondere in industriellen Gebieten,
in denen äußerst komplexe
Prozessanlagen komplexe Produkte gemäß speziellen Prozessparametern
bearbeiten, die für
unterschiedliche Produktarten variieren. Ein wichtiges Beispiel
in dieser Hinsicht ist das Gebiet der Halbleiterherstellung, da
es hier wesentlich ist, modernste Technologien mit Massenproduktionstechniken
zu kombinieren. Es ist daher das Ziel von Halbleiterherstellern,
den Verbrauch von Rohmaterialien und Verbrauchsmaterialien zu reduzieren
und gleichzeitig die Prozessanlagenauslastung zu verbessern. Der
zuletzt genannte Aspekt ist insbesondere wichtig, da in modernen
Halbleiterfertigungsstätten
Anlagen erforderlich sind, die äußerst kostenintensiv
sind und den wesentlichen Teil der Kosten des Gesamtprodukts repräsentieren.
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Integrierte
Schaltungen, die ein Beispiel für ein
Massenprodukt sind, werden typischerweise in automatisierten oder
halbautomatisierten Fertigungsstätten
hergestellt, wobei sie eine große
Anzahl von Prozess- und Messschritten bis zur Fertigstellung des
Bauelements durchlaufen. Die Anzahl und die Art der Prozessschritte
und Messschritte, die ein Produkt, etwa ein Halbleiterbauelement
durchlaufen muss, hängt
von den Gegebenheiten des herzustellenden Produkts ab. Beispielsweise
kann ein typischer Prozessablauf für eine integrierte Schaltung mehrere
Photolithographieschritte umfassen, um ein Schaltungsmuster für eine spezielle
Bauteilebene in eine Lackschicht abzubilden, die nachfolgend strukturiert
wird, um eine Lackmaske für
weitere Prozesse zum Strukturieren der betrachteten Bauteil schicht, beispielsweise
für Ätz- oder
Implantationsprozesse, Abscheideprozesse, Wärmebehandlungen, Reinigungsprozesse
und dergleichen zu bilden. Somit wird Schicht auf Schicht auf der
Grundlage eines speziellen lithographischen Maskensatzes für die diversen
Ebenen des spezifizierten Bauelements eine Vielzahl von Prozessschritten
ausgeführt.
Beispielsweise sind für
eine moderne CPU mehrere hundert Prozessschritte erforderlich, wovon
jeder innerhalb spezifizierter Prozessgrenzen ausgeführt werden muss,
um die Spezifikationen des betrachteten Bauelements zu erfüllen. Da
viele dieser Prozesse sehr kritisch sind, müssen eine Reihe von Messschritten ausgeführt werden,
um in effizienter Weise die Qualität des Prozessablaufs zu steuern.
Typische Messprozesse können
die Messung von Schichtdicken, die Bestimmung von Abmessungen kritischer
Strukturelemente, etwa die Gatelänge
von Transistoren, die Messung von Dotierstoffprofilen und dergleichen, umfassen.
Da die Mehrzahl der Prozessgrenzen bauteilspezifisch vorgegeben
sind, sind auch viele der Messprozesse und der eigentlichen Fertigungsprozesse
speziell für
das betrachtete Bauelement gestaltet und erfordern spezielle Parametereinstellungen
an den jeweiligen Mess- und Prozessanlagen.
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In
vielen Fertigungsanlagen, etwa Halbleiterfertigungsstätten werden
typischerweise eine Vielzahl unterschiedlicher Produkte gleichzeitig
hergestellt, 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 Fertigungslinien
für die
Herstellung von ASIC's
(anwendungsspezifische IC's)
erreichen kann. Da jede der unterschiedlichen Produktarten einen
speziellen Prozessablauf erfordern kann, sind unter Umständen spezielle
Einstellungen in diversen Prozessanlagen, etwa unterschiedliche
Maskensätze
für die
Lithographie, andere Prozessparameter für Abscheideanlagen, Ätzanlagen,
Implantationsanlagen, CMP-(chemisch-mechanisches Polieren) Anlagen, Öfen, und dergleichen
erforderlich. Somit werden typischerweise mehrere unterschiedliche
Anlagenparametereinstellungen und Produktarten gleichzeitig in einer
Fertigungsumgebung angetroffen.
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Im
Weiteren wird die Parametereinstellung für einen speziellen Prozess
in einer spezifizierten Prozessanlage oder Mess- oder Inspektionsanlage allgemein
als ein Prozessrezept oder einfach als Rezept betrachtet. Somit
sind eine große
Anzahl unterschiedlicher Prozessrezepte selbst für die gleiche Art an Prozessanlagen
unter Umständen
erforderlich, die an den Prozessanlagen anzuwenden sind, wenn die
entsprechenden Produktarten in den jeweiligen Prozessanlagen bearbeitet
werden. Jedoch ist die Sequenz der Prozessrezepte, die in den Prozess- und
Messanlagen oder in funktionell kombinierten Anlagengruppen, sowie
die Rezepte selbst häufig
einer Änderung
zu unterziehen auf Grund der raschen Produktänderungen und der äußerst variablen
beteiligten Prozesse. Somit ist das Anlagenverhalten insbesondere
im Hinblick auf den Durchsatz ein sehr kritischer Herstellungsparameter,
da dieser entscheidend die Gesamtherstellungskosten der einzelnen Produkte
bestimmt. Daher werden auf dem Gebiet der Halbleiteherstellung diverse
Strategien in dem Versuch eingesetzt, den Produktstrom zum Erreichen
einer hohen Ausbeute mit einem moderaten Verbrauch an Rohmaterialien
zu optimieren. In Halbleiterfertigungsstätten werden Substrate typischerweise
in Gruppen, die als Lose bezeichnet werden, gehandhabt, wobei in
einer häufig
angetroffenen Strategie das Ausgeben einer Sequenz aus Losen für eine vorgegebene
Gruppe aus Prozessanlagen, in der zumindest ein Teil des Fertigungsprozesses
auszuführen
ist, auf der Grundlage des aktuellen Zustands der Lose und der Anlagen
so bestimmt wird, dass eine effiziente Bearbeitung der Lose erreicht werden
kann. Daher wird eine sogenannte Ausgabeliste erstellt, wenn diese
von einem Bediener oder einem automatisierten übergeordneten System angefordert
wird, die die Reihenfolge des Ausgebens der diversen Lose in einem
Versuch beschreibt, eine effiziente Durchleitung der ausgegebenen
Lose gemäß dem betrachteten
Prozessablauf zu erreichen.
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Ein
weiterer Ansatz zum Erzeugen eines effizienten Produktstroms in
einer Fertigungsumgebung wird als Zeitplanung bzw. Disponierung
bezeichnet und beinhaltet die Berechnung eines Zeitablaufplanes
für die
Lose und Prozessanlage über
eine gewisse Zeitdauer oder über
einen gewissen Zeithorizont in die Zukunft. Auf der Grundlage des
aktuellen Anlagen- und
Losestatus und unter Anwendung vordefinierter Funktionen im Hinblick
auf fertigungsspezifische Kriterien kann der Zeitplan „optimiert" werden, wobei jedoch Änderungen
in der Fertigungsumgebung im Hinblick auf die Anlagenverfügbarkeit, Prozessrezeptänderungen,
und dergleichen ein häufiges
Aktualisieren des Zeitplans erfordern können, wobei die Berücksichtigung
aller relevanten Rahmenbedingungen und Prozesskriterien, etwa eine
effiziente Handhabung sogenannter Wiederholungsprozesse, in denen
Produkte wiederholt in den gleichen Prozessanlagen bearbeitet werden,
jedoch zu verschiedenen Phasen des Fertigungsprozesses, nicht in
effizienter Weise durch konventionelle Strategien gehandhabt werden
können,
wodurch die Effektivität
des Zeitplans zur Verbesserung der Produktivität in der betrachteten Fertigungsumgebung
reduziert wird.
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Ferner
ist es häufig
wichtig, die Investitionen im Hinblick auf Ressourcen, etwa Prozess- und Messanlagen,
für eine
Fertigungsumgebung auf der Grundlage einer vorgegebenen Produktdurchlaufrate abzuschätzen, um
eine Vorhersage für
die Installation oder erneute Installation einer Fertigungsumgebung
zu erhalten. Zu diesem Zweck sind komplexe Softwarehilfsmittel verfügbar, die
ein auf Kapazität beruhendes
Modell der Fertigungsumgebung beinhalten. Basierend auf einer vorgegebenen
Startrate einer speziellen Produktmischung kann das Modell dann
die erforderlichen Ressourcen abschätzen.
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1 zeig schematisch einen
typischen konventionellen Ablauf 100 zum Modellieren der
Anzahl an Prozessanlagen in der Fertigungsumgebung, etwa einer Halbleiterfertigungsstätte, auf
der Grundlage einer gewünschten
Produktionsrate. Im Feld 110 wird die gewünschte Startrate
für ein
oder mehrere Produktarten A, ... Z, die in der betrachteten Fertigungsumgebung
zu bearbeiten sind, definiert. Beispielsweise werden in einer Halbleiterfertigungsstätte diverse
Arten an Mikroprozessoren auf der Grundlage im Wesentlichen vordefinierter
Prozessrezepte hergestellt. Folglich kann für jede individuelle Art an Mikroprozessor
eine gewünschte
Startrate, beispielsweise in Form einer Scheibenzahl pro Zeiteinheit, eingegeben
werden. Im Feld 120 berechnet das auf Kapazität beruhende
Modell der betrachteten Fertigungsumgebung auf der Grundlage der
speziellen Prozessrezepte und der vordefinierten Anlagenkapazitäten, d.
h. den Durchsatzwerten einer Prozessanlage oder einer Anlagengruppe
für ein
vorgegebenes Prozessrezept, die Ressourcen, d. h. die Anzahl der einzelnen
Anlagen pro Anlagengruppe I, ..., N, die zur Bereitstellung der
Kapazität
zur Bearbeitung der gewünschten
Startrate für
jede spezifizierte Produktart erforderlich sind. Schließlich wird
die berechnete Kapazität
im Feld 130, beispielsweise in Form einer Anlagenanzahl
für die
diversen Prozess- und Messanlagen der betrachteten Fertigungsumgebung,
ausgegeben.
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Somit
kann der Produktstrom in einer bestehenden oder einer virtuellen
Fertigungsumgebung auf der Grundlage der oben beschriebenen Verfahren
berechnet werden. Jedoch weisen diese Verfahren in einigen Hinsichten
eine reduzierte Flexibilität im
Hinblick auf das effiziente Bestimmen eines kosteneffizienten Produktstroms
auf, da beispielsweise die Zeitplanberechnung bzw. Dispositionsberechnung,
wie sie zuvor beschrieben ist, äußerst große Rechnerressourcen
erfordern kann, wenn eine komplexe Fertigungsumgebung betrachtet
wird, während ansonsten
nicht akzeptable Simulationsintervalle erforderlich sind, die deutlich
die Anwendbarkeit dieser Verfahren im Hinblick auf das Verbessern
der Effizienz von Ressourcen einer Fertigungsumgebung verringern.
Andererseits ermöglicht
es die mit Bezug zu 1 beschriebene
Strategie unter Umständen nicht,
direkt eine Produktrate bzw. Startrate herzuleiten, die durch eine
vorgegebene Ressourcenkapazität,
etwa einem vorgegebenen Satz an Fertigungsanlagen, unterstützt wird.
Um eine entsprechende Abschätzung
einer möglichen
Startrate zu erhalten, müssen
unter Umständen
viele Simulationsdurchläufe
auf der Grundlage unterschiedlicher Produktstartraten ausgeführt werden,
um zu versuchen, ein Ergebnis aus dem Modell zu erhalten, das identisch oder
zumindest nahe an der vorgegebenen Anlagenzahl liegt. Wenn ferner
eine moderat komplexe Mischung aus Produktarten in der Fertigungsumgebung
zu bearbeiten ist, muss eine entsprechend große Anzahl an Variablen für die diversen
Simulationsdurchläufe
variiert werden, wodurch diese Technik wenig attraktiv auf Grund
der moderat langen Simulationszeiten ist.
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Angesichts
der zuvor beschriebenen Situation besteht ein Bedarf für eine Technik,
die eine Verbesserung der Effizienz eines Produktionsprozesses ermöglicht,
während
eines oder mehrere der zuvor erkannten Probleme vermieden oder zumindest
deren Auswirkungen reduziert werden.
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Überblick über die
Erfindung
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Im
Allgemeinen richtet sich die vorliegende Erfindung an ein Verfahren
und ein System zum Abschätzen
von Ressourcen in einer Fertigungsumgebung, etwa einer Halbleiterfertigungsstätte oder
einem Teil davon, in einer äußerst effizienten
Weise, indem eine Datenkategorisierung verwendet wird, um Prozessrezepte
in der betrachteten Fertigungsumgebung mit diversen Prozessanlagengruppen
in Beziehung zu setzen, wovon jede mehrere äquivalente Anlagenrepräsentaten
umfasst. Auf der Grundlage der Kategorisierung werden geeignete
Maßzahlen
zum Quantifizieren der Kapazität
der mehreren Prozessanlagengruppen im Hinblick auf die zugeordneten Prozessrezepte
bestimmt und werden für
die Simulation der Fertigungsumgebung angewendet, um eine Abhängigkeit
zwischen Bearbeitungsraten, d. h. Startraten für gewisse Produktarten, und
die entsprechenden verfügbaren
Prozessanlagen in der Fertigungsumgebung zu ermitteln. Somit kann
auf der Grundlage des zuvor beschriebenen Konzepts in einigen anschaulichen
Ausführungsformen
die gegenseitige Abhängigkeit
von prozess- und anlagenbezogenen Parametern, etwa Bearbeitungsrate,
Anlagenanzahl, Anlagenauslastung und dergleichen in effizienter
Weise auf Grund einer schnellen Antwort des Modellierungsprozesses
im Vergleich zu konventionellen Ressourcenab schätzverfahren untersucht werden,
in denen die Anlagenanzahl für
eine spezielle Art von Prozessanlagen lediglich direkt auf der Grundlage
einer vorgegebenen Startrate ermittelt wird, während andere Abhängigkeiten
in einer zeitaufwendigen „Versuch
und Irrtum"-Strategie abgeschätzt werden
müssen.
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Gemäß einer
anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das Bestimmen eines
Kapazitätsfaktors
für jede Kombination
eines Prozessrezepts und eines entsprechenden Repräsentanten
jeweils einer von mehreren Prozessanlagengruppen, wobei die Prozessrezepte
und die Prozessanlagengruppen eine spezifizierte Fertigungsumgebung
definieren, in der die mehreren Prozessrezepte in den mehreren unterschiedlichen
Prozessanlagengruppen für
die Bereitstellung unterschiedlicher Produktarten gemäß mehrerer
Prozesssequenzen auszuführen
sind. Des weiteren umfasst das Verfahren das Modellieren der spezifizierten
Fertigungsumgebung zum Abschätzen einer
Abhängigkeit
zwischen einer Bearbeitungsrate in jeder Prozesssequenz und die
Anzahl an Repräsentanten
jeder der mehreren unterschiedlichen Prozessanlagengruppen auf der
Grundlage der Kapazitätsfaktoren.
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Gemäß einer
noch weiteren anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Ressourcenbewertungssystem
einen Eingangsabschnitt, der ausgebildet ist, einen oder mehrere
Parameterwerte bezüglich
mehrerer Prozessrezepte und mehrerer Prozessanlagengruppen einer Fertigungsumgebung
einzugeben, die ausgebildet ist, eine oder mehrere Produktarten
gemäß den mehreren
Prozesssequenzen zu bearbeiten. Das Ressourcenbewertungssystem umfasst
ferner ein Kapazitätsgewichtungsmodul,
das einen Kapazitätsfaktor für mindestens
jedes Paar aus Prozessrezept und Anlagengruppe umfasst, wobei der
Kapazitätsfaktor die
Kapazität
eines Repräsentanten
einer entsprechenden Anlagengruppe repräsentiert, der gemäß einem
spezifizierten Prozessrezept zu betreiben ist. Des weiteren umfasst
das System einen Prozesssimulator, der ausgebildet ist, eine Abhängigkeit
zwischen der Anzahl der Repräsentanten
jeder Anlagengruppe und einer Bearbeitungsrate jeder Prozesssequenz
auf der Grundlage der Kapazitätsfaktoren
zu bestimmen.
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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 Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert
wird, in denen:
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1 schematisch
einen Prozessablauf zum Abschätzen
der Anzahl an Repräsentanten
einer speziellen Anlagengruppe für
eine vorgegebene Startrate gemäß einer
konventionellen Strategie zeigt;
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2a schematisch
eine Fertigungsumgebung an eine entsprechende Technik zur Datenkategorisierung
zum Bestimmen entsprechender Kapazitätsfaktoren gemäß anschaulicher
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2b schematisch
mehrere Prozessrezepte zeigt, die mit entsprechenden Kapazitätsfaktoren korreliert
sind, die zum Modellieren der betrachteten Fertigungsumgebung gemäß anschaulicher
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
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2c schematisch
ein System zum Abschätzen
von Ressourcen einer Fertigungsumgebung auf der Grundlage von Kapazitätsfaktoren
gemäß anschaulicher
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2d und 2e schematische
den Prozess zum Bestimmen geeigneter Kapazitätsfaktoren gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung detaillierter zeigen; und
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3 schematisch
eine Fertigungsumgebung darstellt, die durch ein übergeordnetes
Steuerungssystem gesteuert wird, das mit einem Ressourcenbewertungssystem
gemäß noch weiterer
anschaulicher Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung verbunden ist.
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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
anschauli chen offenbarten Ausführungsformen
einzuschränken,
sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen lediglich
beispielhaft die angefügten
Patentansprüche
dar.
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Im
Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung eine Technik für das Abschätzen von
Ressourcen in Fertigungsumgebungen, die in einigen anschaulichen
Ausführungsformen,
eine Halbleiterfertigungsstätte
oder zumindest einen Bereich davon repräsentieren, wobei ein erhöhtes Maß an Effizienz und
Flexibilität
durch die schnelle Antwort der erfindungsgemäßen Systeme und Verfahren erreicht wird.
Auf Grund des nahezu unmittelbaren Zurückgebens von Modellierungsergebnissen
können
eine Vielzahl wertvoller Informationen im Hinblick auf eine spezielle
Fertigungsumgebung und die gegenseitigen Einflüsse der diversen Anlagen- und
Prozessparameter ermittelt werden. Zu diesem Zweck wird die große Menge
an Informationen, die mit einer moderat komplexen Fertigungsumgebung
verknüpft
ist, die typischerweise für
die Herstellung komplexer integrierter Schaltungen erforderlich
ist, in effizienter Weise kategorisiert, d. h. in geeigneter Weise
miteinander in Beziehung gesetzt, um die Flexibilität und die
Geschwindigkeit des Vorgangs des Modellierens der Fertigungsumgebung
im Hinblick auf Ressourcen, d. h. Anzahl an erforderlichen Prozessanlagen,
zu verbessern. Die Datenkategorisierung kann auf der Grundlage von
anlagen- und prozessspezifischen
Eigenschaften zum Definieren geeigneter Werte oder Wertebereiche
oder Funktionen ausgeführt
werden, die im Weiteren als Faktoren bezeichnet werden, die dann
in einer im Wesentlichen „reduzierten" Weise Informationen
enthalten, die für
die Abschätzung
der Ressourcen in der Fertigungsumgebung relevant ist. Da die Abhängigkeit
zwischen der Bearbeitungsrate, d. h. der Startrate für Produkte,
und den Ressourcen, d. h. den Prozessanlagen, wobei die Definition
einer Prozessanlage Prozess- und Messanlagen mit einschließt, sowie
Ressourcen zum Betreiben der Anlagen, von Signifikanz ist, wie dies
zuvor dargestellt ist, können
die entsprechenden Faktoren als Kapazitätsfaktoren bezeichnet werden,
da diese Faktoren ein quantitatives Maß der Funktionskapazität einer
gewissen Art an Prozessanlage enthalten, wenn diese Produkte in
der Fertigungsumgebung bearbeitet. Basierend auf diesen Kapazitätsfaktoren,
die Informationen enthalten, die Prozessanlagenarten mit anderen
speziellen Eigenschaften der Fertigungsumgebung in Beziehung setzen,
kann dann in effizienter Weise zum Bestimmen der Abhängigkeit
zwischen Bearbeitungsraten und Ressourcen verwendet werden. Ferner
kann die Abhängigkeit
zwischen den Prozessraten und den Ressourcen in einer äußerst flexiblen
Weise erstellt werden, um die Möglichkeit
zu schaffen, mehrere quantitative Aussagen im Hinblick auf Parameter
be reitzustellen, die als relevant zum Abschätzen der Fertigungsumgebung
erachtet werden. Beispielsweise kann im Gegensatz zu konventionellen
Verfahren, wie sie zuvor beschrieben sind, die Abschätzung von
Prozessraten auf der Grundlage eines vorgegebenen Satzes an Anlagen
für die Fertigungsumgebung
in einer effizienteren Weise erreicht werden, wodurch die Möglichkeit
geschaffen wird, in effektiver Weise produktionsrelevante Parameter
zu bestimmen, etwa die Bestimmung einer optimalen Produktmischung,
wobei eine entsprechende Abschätzung
nach Bedarf ausgeführt
werden kann.
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In ähnlicher
Weise können
andere Einflüsse, etwa
die Anlagenauslastung, die Effizienz der Zeitplanung und dergleichen
im Hinblick auf einen Einfluss auf die Produktionsrate für eine vordefinierte Anlagenkonfiguration
in der Fertigungsumgebung abgeschätzt werden. Somit können entsprechende Anlagengruppen,
um ihren Einfluss auf die Gesamteffizienz der Fertigungsumgebung,
d. h. den gesamten Durchsatz und dergleichen, in wirksamer Weise
abgeschätzt
werden. In einigen anschaulichen Ausführungsformen wird eine geeignete
Datenkategorisierung auf der Grundlage individueller Repräsentanten
entsprechender Anlagengruppen oder auf der Grundlage einer geringen
Anzahl an Repräsentanten
pro Gruppe durchgeführt,
wodurch somit die Abschätzung
des Einflusses einzelner Anlagen auf die entsprechenden Produktionsraten
oder andere relevante Parameter möglich ist, was beispielsweise für die Entscheidung
verwendet werden kann, ob eine spezielle Art einer Prozessanlage
gekauft werden soll oder nicht, wenn die Fertigungsumgebung neu
konfiguriert wird. Ferner kann vor dem Installieren einer neuen
Fertigungsumgebung oder durch Vergrößern der Kapazität einer
Fertigungsumgebung die äußerst effiziente
Abschätzung
einer Beziehung zwischen den Ressourcen und den Bearbeitungsraten
beim Vergleichen diverser Szenarien und beim Bestimmen des Einflusses
einzelner Anlagengruppen oder sogar einzelner Anlagen im Hinblick
auf ihre zeitliche Verfügbarkeit,
und dergleichen eingesetzt werden. Folglich stellt die vorliegende
Erfindung eine Technik bereit, die das Ermitteln quantitativer Abschätzungen
innerhalb kurzer Zeitintervallen auf der Grundlage eines gewünschten
Eingabemusters, d. h. einem gewünschten
anfänglichen
Zustand der Umgebung und der Startraten, die von einem Anwender, durch
ein externes Steuerungssystem, und dergleichen bereitgestellt werden,
ermittelt werden, ohne dass im Wesentlichen ungeeignet lange Berechnungszeiten
erforderlich sind, wie dies in konventionellen Verfahren der Fall
ist, wobei zusätzlich
eine Möglichkeit
geschaffen wird, den Einfluss einer großen Anzahl an Parametern in
einem äußerst komplexen
Modell, das die betrachtete Fertigungsumgebung wiedergibt, zu studieren.
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Mit
Bezug zu den 2a bis 2e in 3 werden
nunmehr weitere anschauliche Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung detaillierter beschrieben.
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2a zeigt
schematisch einen Prozessablauf zum Ausführen einer Datenkategorisierung
für eine
spezielle Fertigungsumgebung 250, die in anschaulichen
Ausführungsformen
eine Halbleiterfertigungsstätte
oder einen Teil davon repräsentieren kann.
In dieser Hinsicht sollte verstanden werden, dass der Begriff „Halbleiter" ein Überbegriff
zur Kennzeichnung einer beliebigen Art von Mikrostrukturbauelementen
ist, etwa integrierten Schaltungen, optoelektronischen Komponenten,
mikromechanischen Komponenten oder beliebigen Kombinationen davon.
Die Fertigungsumgebung 250 kann durch eine Vielzahl von
Prozessrezepten 220, die in 2a als Rezepte
A, ..., X bezeichnet sind, definiert sein, die in der Umgebung 250 auf
der Grundlage einer Vielzahl an Prozessanlagengruppen 210 ausgeführt werden. Es
sollte beachtet werden, dass der Begriff „Definieren der Fertigungsumgebung" in Verbindung mit
den Prozessrezepten 220 und den Prozessanlagengruppen 210 so
zu verstehen ist, dass damit die Fähigkeit der Fertigungsumgebung 250 ausgedrückt wird, mehrere
unterschiedliche Produktarten, etwa Halbleiterbauelemente, und dergleichen
gemäß den mehreren
Prozessrezepten 220 unter Einsatz der Prozessanlagengruppe 210 zu
bearbeiten. Es sollte beachtet werden, dass diese Definition weitere
Ressourcen nicht ausschließt,
etwa die Energieversorgung, die Bereitstellung von Verbrauchsmaterialien und
Rohmaterialien, und dergleichen, die bei Bedarf in der Definition
der Prozessanlagengruppen enthalten sind. Wenn beispielsweise gewisse
Ressourcen, etwa Prozessgase und dergleichen zusätzlich zu der typischerweise
erforderlichen Energieversorgung und dergleichen, nicht verfügbar ist,
kann die entsprechende Prozessanlage in einen entsprechenden Anlagenstatus
versetzt sein, der dann durch die entsprechende Kapazität in Beziehung
stehende Werte wiedergegeben kann. Folglich beinhalten bei Bedarf die
durch die Prozessanlagengruppen 210 repräsentierten
Ressourcen auch andere Komponenten, die zum Betreiben der Fertigungsumgebung 250 erforderlich
sind. Die Prozessanlagengruppen 210 können mehrere einzelne Gruppen
beinhalten, die als Prozessanlagengruppe I, ..., Prozessanlagengruppe N
bezeichnet sind, wobei jede individuelle Gruppe einen oder mehrere
wesentlich äquivalente
Repräsentanten
darstellt. Beispielsweise kann die Prozessanlagengruppe I Lithographieanlagen
repräsentieren, wobei
mehrerer Repräsentanten
oder Mitglieder, die als 1, ..., k, bezeichnet sind, für die Umgebung 250 bereitgestellt
sind. Es sollte beachtet werden, dass die Repräsentanten der einzelnen Prozessanlagengruppen
nicht notwendigerweise einzelne Prozessanlagen repräsentieren,
sondern auch in Beziehung stehende funktionelle Blöcke oder
Cluster repräsentieren
können,
abhängig
von dem gewünschten
Maß an „Auflösung" in Bezug auf die
Ressourcen 210. In ähnlicher
Weise kann die Prozessanlagengruppe II, die I-Repräsentanten
oder Mitglieder enthält,
beispielsweise Prozessanlagen repräsentieren, um Nassreinigungsprozesse
für eine
spezielle Art eines Reinigungsprozesses ausführen, während die Prozessanlagengruppe
N, die beispielsweise n Repräsentanten
enthält,
entsprechende Öfen
darstellen kann, die spezielle Wärmebehandlungen,
Abscheiderezepte, und dergleichen ausführen. Es sollte beachtet werden,
dass die mehreren Prozessanlagengruppen 210 tatsächlich eine
deutlich höhere
Anzahl enthalten können,
abhängig
von der Komplexität
der Prozessrezepte 220, die in der Umgebung 250 auszuführen sind,
während
die Anzahl der einzelnen Repräsentanten
von der Kapazität
der einzelnen Anlagen und der gewünschten Produktionsrate oder
dem Volumen der Fertigungsumgebung abhängen kann.
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Die
Prozessanlagengruppen 210 und die Prozessrezepte 220 einschließlich der
mehreren Prozessrezepte A, ..., X können „kombiniert" oder zugeordnet
werden, wie dies bei 239 gezeigt ist, um damit eine ressourcenspezifische
Information 230 zu definieren, die in Form von mehreren
Kapazitätsfaktoren
(cf) bereitgestellt wird, die numerische Werte repräsentieren
können,
die einen in Abhängigkeit
von den Prozessrezepten 220 und den Prozessanlagengruppen 210 kapazitätsbezogenen
Wert darstellen. In einer anschaulichen Ausführungsform werden die Rezepte 220 und
die Anlagengruppen 210 verwendet, um eine Kategorisierung
für die
Kapazitätsfaktoren 230 so
zu definieren, dass für
jedes Paar aus einem Prozessrezept A, ..., X und einer Prozessanlagengruppe
I, ..., N mindestens ein Kapazitätsfaktor (cf
IA, ... cf NX) definiert ist. Folglich können für das in 2a gezeigte
anschauliche Beispiel die mehreren Kapazitätsfaktoren 230 entsprechende
Kapazitätsfaktoren
IA, ..., NA, ..., IX, ..., NX enthalten. In einigen anschaulichen
Ausführungsformen
reflektieren die einzelnen Elemente der kategorisierten Kapazitätsfaktoren 230 die
Kapazität
eines typischen Repräsentanten
jeder der Prozessanlagengruppen 210, wenn dieser auf der
Grundlage eines entsprechenden Prozessrezepts 220 betrieben
wird. D. h., jedes der Prozessrezepte 220 kann eine spezielle
Sequenz aus Prozessunterschritten repräsentieren, die auszuführen sind,
um eine entsprechende Produktart dem Prozess zu unterziehen, um
ein gewünschtes
Prozessergebnis zu erhalten. Folglich kann jedes der Prozessrezepte 220 mehrere
Anlagenaktivitäten
beinhalten, die von den entsprechenden Repräsentanten einer Prozessanlagengruppe 210 auszuführen sind,
um ein gewünschtes
Prozessergebnis gemäß dem entsprechenden
Rezept, zu erzeugen, wobei die mehreren Anlagenaktivitäten die
Kapazität
der betrachteten Anlage bestimmen. Somit sind für ein spezielles Prozessrezept,
beispielsweise das Rezepte A, eine oder mehrere Produktarten auf
der Grundlage dieses Rezeptes unter Anwendung der Prozessanlagengruppe 210 zu
bearbeiten, wobei in einigen Fällen,
beispielsweise in einer Halbleiterfertigungsstätte, das Prozessrezept A einen
gewissen Technologiestand reflektieren kann, der häufig durch
eine minimale kritische Abmessung gekennzeichnet ist. Beispielsweise
kann eine 90 nm-Technologie die Bearbeitung von Feldeffekttransistoren
mit einer Gatelänge
von ungefähr
50 nm oder weniger beinhalten, wodurch spezielle Prozessrezepte,
Prozessanlagen und Prozessstrategien erforderlich sind, um den Entwurfsregeln,
die durch diesen Technologiestatus vorgegeben sind, zu genügen. In ähnlicher
Weise kann das Rezept B ein 65 nm-Technologiestatus repräsentieren,
während
beispielsweise das Rezept C einen 90 nm-Technologiestatus auf der
Grundlage einer SOI-(Silizium-auf-Isolator) Architektur repräsentieren kann.
Folglich können
auf der Grundlage der Datenkategorisierung basierend auf den Prozessrezepten 220 und
den Prozessanlagengruppen 210 die entsprechenden fertigungsspezifischen
Informationen 230 in Form der Kapazitätsfaktoren kapazitätsverknüpfte Informationen
beinhalten, die jedes Prozessrezept mit mindestens einem Repräsentanten
der Prozessanlagengruppen 210 korrelieren, wodurch eine
effiziente Modellierung der Fertigungsumgebung 250 zum
Abschätzen
der gegenseitigen Abhängigkeiten
der Ressourcen 210 und der Prozessraten in der Umgebung 250 möglich ist.
In einigen anschaulichen Ausführungsformen
können
die Kapazitätsfaktoren 230 die
entsprechenden numerischen Werte für die Bearbeitungszeit für eine vorgegebene Anzahl
an Produkten repräsentieren.
Beispielsweise können
für eine
mit der Halbleiterherstellung in Beziehung stehende Fertigungsumgebung 250 die
Kapazitätsfaktoren 230 in
Form von einem „1000-Scheibenverhältnis" vorgegeben werden,
das die Prozesszeit zum Bearbeiten von 1000 Substraten gemäß einer
vordefinierten Prozessstrategie kennzeichnet.
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2b zeigt
schematisch ein Modell 240 der Fertigungsumgebung 250 auf
der Grundlage der Prozessrezepte 220, spezielle Prozesssequenzen,
die als S1, S2, ..., bezeichnet sind und auf der Grundlage der Prozessanlagengruppen 210.
Die Prozesssequenzen S1, S2 können
daher eine Reihe von Prozessen repräsentieren, die von der entsprechenden Kette
aus Anlagengruppen ausgeführt
wird, um eine spezielle Produktart am Ende der Prozesssequenz zu
erhalten. Das Modell 240 kann für jede der Sequenzen S1, S2
eine entsprechende „Anlagengruppenkette" enthalten, die mit
entsprechenden Kapazitätsfaktoren 230 verknüpft ist,
wie sie in 2a beschrieben sind. Beispielsweise
können
in einer einfachen Version des Modells 240 die entsprechenden Sequenzen,
etwa die Sequenz S1, durch eine spezielle Reihenfolge aus Prozessanlagengruppen
präsentiert
sein, wobei die einzelnen Kapazitätsfaktoren 230, die
mit jeder der Anlagengruppen verknüpft sind, den entsprechenden
Durchsatz oder die Leistungsfähigkeit
eines Repräsentanten
der entsprechenden Anlagengruppen für die Sequenz 1 bei jedem Schritt
bestimmt, wodurch prozessspezifische Eigenschaften des Prozessrezepts,
das auszuführen ist,
mit eingeschlossen sind. Beispielsweise bestimmen für einen
speziellen Schritt in einer der Sequenzen S1 und S2 die entsprechenden
Kapazitätsfaktoren 230 in
Verbindung mit der entsprechenden Anzahl an Repräsentanten der speziellen Anlagengruppe
im Wesentlichen die Produktionsrate, d. h. den Durchsatz, ohne Berücksichtigung
anderer Einflüsse, etwa
der Warteschlangenzeiten, die durch eine ungeeignete Zeitplanung,
durch Anlagenfehler und dergleichen hervorgerufen werden. In ähnlicher
Weise werden entsprechende Durchsätze für alle anderen Prozessanlagengruppen
ermittelt, die in der entsprechenden Prozesssequenz beteiligt sind,
so dass eine entsprechende Abhängigkeit
zwischen der Anzahl der Repräsentanten
in jeder der Prozessanlagengruppen und dem entsprechenden Gesamtdurchsatz,
d. h. der Bearbeitungsrate bzw. Produktionsrate, ermittelt werden
kann, wobei die Kapazitätsfaktoren 230 das
Anlagenverhalten und Prozesseigenschaften in Bezug auf das betrachtete
Prozessrezept beschreiben. In ähnlicher
Weise können
entsprechende Prozessraten für
jede der Prozesssequenzen S1, S2, ..., ermittelt werden, die aktuell
für die
Fertigungsumgebung 250 definiert sind. In einigen anschaulichen
Ausführungsformen
können
die diversen Prozesssequenzen S1, S2, ... in im Wesentlichen unabhängiger Weise
voneinander in dem Modell 240 gehandhabt werden, wodurch
entsprechende Ergebnisse in unterschiedlichen Ebenen oder Dimensionen,
entsprechend der Anzahl der definierten Prozesssequenzen S1, S2,
bereitgestellt werden. In anderen anschaulichen Ausführungsformen
können
die Abhängigkeiten
zwischen den einzelnen Prozesssequenzen in dem Modell 240 eingeführt werden,
um damit die Möglichkeit
zu schaffen, spezielle Randbedingungen für die Umgebung 250 zu
berücksichtigen.
Beispielsweise können
die diversen Sequenzen S1, S2, ... gemäß spezieller Kriterien, etwa
einem festgelegten Verhältnis
von Produkten, die gemäß den entsprechenden
Prozesssequenzen hergestellt werden, gewichtet werden, was durch
beispielsweise geeignetes Gewichten der Kapazitätsfaktoren 230 erreicht
werden kann. Es sollte jedoch beachtet werden, dass das Modell 240 beliebige
andere spezielle Randbedingungen in Abhängigkeit der Erfordernisse beinhalten
kann.
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2c zeigt
schematisch ein Ressourcenabschätz-
bzw. Bewertungssystem 200 gemäß anschaulicher Ausführungsformen,
das ausgebildet ist, eine Beziehung zwischen der Anzahl an Repräsentanten
jeder der Prozessanlagengruppen 210 und einer Prozessrate
in der Fertigungsumgebung 250 abzuschätzen. Das System 200 umfasst
einen Eingabeabschnitt 203, der ausgebildet ist, einen
oder mehrere Parameterwerte, die mit der Fertigungsumgebung 250 verknüpft sind,
etwa die Prozessrate bzw. Bearbeitungsrate, d. h. die Startrate
von Produkten, etwa Halbleiterscheiben, und dergleichen, einzugeben,
und/oder der Eingabeabschnitt 203 ist ausgebildet, die
Anzahl an Repräsentanten
jeder der Anlagengruppen 210 zu erhalten. In einigen anschaulichen
Ausführungsformen
können
die entsprechenden mit der Fertigungsumgebung in Beziehung stehenden
Parameterwerte durch einen Anwender auf der Grundlage einer geeigneten
Anwenderschnittstelle eingespeist werden, während in anderen anschaulichen
Ausführungsformen
alternativ oder zusätzlich
die entsprechenden zugeordneten Parameterwerte von einer externen
Quelle in einer äußerst automatisierten
Weise bereitgestellt werden können, um
damit entsprechende Abschätzergebnisse
auf automatisierte Weise zu erhalten, wie dies detaillierter mit
Bezug zu 3 beschrieben ist. Des weiteren umfasst
das System 200 ein Kapazitätsgewichtungsmodul 201,
das ausgebildet ist, die entsprechenden Kapazitätsfaktoren 230, wie
sie beispielsweise in 2a gezeigt sind, zu enthalten.
In anderen anschaulichen Ausführungsformen
ist das Kapazitätsgewichtungsmodul 201 ausgebildet,
die Kapazitätsfaktoren 230 auf
der Grundlage umgebungsspezifischer Informationen zu bestimmen,
wie dies detaillierter mit Bezug zu den 2d und 2e beschrieben
ist. Des weiteren umfasst das System 200 einen Prozesssimulator 202,
der mit dem Eingabeabschnitt 203 und dem Kapazitätsgewichtungsmodul 201 verbunden
ist, und der ein geeignetes Modell der Fertigungsumgebung 250,
etwa das Modell 240, wie es in 2b gezeigt
ist, enthält.
Des weiteren ist der Simulator 202 ausgebildet, eine Abhängigkeit
zwischen den Prozessanlagengruppen 210 und einer Prozessrate
zu erstellen, die Rate von Produkten beschreibt, die in der Fertigungsumgebung 250 für einen
Gleichgewichtszustand in Bezug auf eintreffende Rohprodukte und
bearbeitete Produkte, die die Umgebung 250 verlassen, beschreibt,
einschließlich
fehlerhafter Bauelemente, die zusammen sind oder die anderweitig
die Spezifizierung nicht erfüllen.
Beispielsweise kann für
eine Halbleiterfertigungsstätte
die Prozessrate als die Anzahl der Halbleiterscheiben definiert werden,
die in die Fertigungsumgebung 250 ohne Anhäufung in
der Umgebung 250 eingespeist werden. In einer anschaulichen
Ausführungsform
ermittelt der Simulator 202 eine Korrelation zwischen der Prozessrate
und der Anzahl an Repräsentanten
derart, dass für
eine vorgegebene Prozessrate für
eine oder mehrere der Sequenzen S1, S2 eine entsprechende Anzahl
erforderlicher Prozessanlagen für jede
Anlagengruppe 210 ausgegeben wird. Alternativ oder zusätzlich ist
der Simulator 202 ausgebildet, eine Prozessrate für jede der
Prozesssequenzen S1, S2 auf der Grundlage einer vordefinierten Anzahl
an Repräsentanten
jeder der Prozessanlagengruppen 210 zu ermitteln. Auf diese
Weise kann das System 200 „vorwärts und rückwärts" im Vergleich zu der konventionellen
Technik, wie sie zuvor mit Bezug zu 1 beschrieben
ist, arbeiten.
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Da
der Simulator 202 auf der Grundlage der Kapazitätsfaktoren 230 operiert,
können
die entsprechenden Berechnungen auf der Grundlage des Modells 240 in
kurzen Zeitintervallen ausgeführt
werden, die von einigen Sekunden bis mehreren Minuten, abhängig von
der Komplexität
des Modells 240 und der Umgebung 250, reichen,
wodurch die Möglichkeit
geschaffen wird, in äußerst effizienter
Weise die Ressourcen der Umgebung 250 zu bewerten. Beispielsweise
kann die Produktmischung in der Umgebung 250, d. h. die
diversen Produktarten, die gemäß einer
der Prozesssequenzen S1, S2 zu bearbeiten sind, für eine Vielzahl
unterschiedlicher Bedingungen ermittelt werden. D. h., der Einfluss
einer variierenden Produktmischung in der Umgebung 250 für einen
gegebenen Satz an Prozessanlagengruppen 210 kann in effizienter
Weise durch das System 200 abgeschätzt werden, um damit die Gesamteffizienz
der Umgebung 250 zu verbessern. Wenn beispielsweise eine
schwankende Nachfrage für
spezielle Produktarten eine Änderung
der Produktmischung erforderlich macht, kann eine entsprechende Vorhersage über die
erforderliche Rekonfigurierung der Umgebung 250 durch Anwendung
des Systems 200 gewonnen werden. In anderen Fällen kann
das System 200 auf der Grundlage zusätzlicher Optimierungsverfahren
betrieben werden, um damit ein optimales Ergebnis für vorgegebene
Rahmenbedingungen bereitzustellen. In anderen Fällen kann die Verfügbarkeit
gewisser Anlagen gemäß einem
spezifizierten Zeitplan, wenn beispielsweise die Produktionskapazität zu erhöhen ist,
untersucht werden, um damit Alternativen und dergleichen vorzusehen.
In ähnlicher
Weise kann der Einfluss eine Verzögerung der Anlieferung einer
Prozessanlage auf die Prozessrate effizient vorhergesagt werden.
Des weiteren kann der Einfluss der Anlagenauslastung spezieller Prozessanlagen
auf die gesamte Prozessrate auf der Grundlage tatsächlicher
Messdaten oder angenommener Parameterwerte berechnet werden. Des
weiteren kann der Grad an Zuwachs der Anlagenauslastung bestimmt
werden, um ein Maß für den Leistungszuwachs
zu bestimmen, der erforderlich ist, um den Ankauf eines weiteren
Repräsentanten
der entsprechenden Anlagengruppe zu vermeiden, wodurch ein deutlicher
Beitrag zur Gesamtrentabilität
der Umgebung 250 geschaffen wird, da sehr spezielle Werte im
Hinblick auf die erforderliche Anlagenverbesserung spezieller Prozessanlagen
ermittelt werden können.
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2d zeigt
schematisch einen Prozessablauf 231 zum Bestimmen der Kapazitätsfaktoren 230 gemäß anschaulicher
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung. Der Einfachheit halber wird angenommen,
dass der Kapazitätsfaktor
für das
Prozessrezept A in Bezug auf die Prozessanlagengruppe I zu bestimmen
ist. Beispielsweise werden ein oder mehrere relevante Prozessrezepte,
die als im Wesentlichen äquivalente
Rezepte angewendet werden, die durch Repräsentanten der Prozessanlagengruppe
I auszuführen
sind, gemäß dem Schritt 232 ermittelt, wobei
auf Grund der Datenkategorisierung auf der Grundlage der Prozessrezepte
ein hohes Maß an Ähnlichkeit
der Prozessrezepte erhalten wird, die berücksichtigt werden, um das einzelne
Rezept A zu bestimmen, wenn das Prozessrezept A einen speziellen
Technologiestatus repräsentiert,
da hier ähnliche
Prozesse erforderlich sind, unabhängig von dem konstruktiven
Aufbau der Anlage. Wenn beispielsweise die Anlagengruppe I moderne
Lithographieanlagen repräsentiert,
die für
Lithographievorgänge
bei äußerst kurzen
Wellenlängen
in Verbindung mit anspruchsvollen Photolacken ausgelegt sind, können die
entsprechenden Belichtungszeiten im Mittel für die diversen Produktarten ähnlich sein.
Ferner werden im Schritt 233 andere prozessbezogene oder
anlagenbezogene Daten ermittelt, etwa Funktionsdaten, die spezifische
Eigenheiten des Betriebs der betrachteten Prozessanlagengruppe betreffen,
etwa empirisch bestimmte Substrathantierungszeiten, gemittelt Einstellzeiten,
und dergleichen. In anderen Fällen
können
zusätzlich
oder alternativ entsprechende Spezifizierungen der Anlagenhersteller
benutzt werden, um davon kapazitätsbezogene
Maßzahlen
zu bestimmen. In noch anderen anschaulichen Ausführungsformen kann die Zeitplanung
der diversen Prozessanlagengruppen berücksichtigt werden, indem beispielsweise
Korrekturfaktoren benutzt werden, da die effektiv „gesehene° Anlagenkapazität auch von
der Zeitablaufplanung der Produkthandhabung in der Umgebung 250 abhängen kann. Beispielsweise
kann eine häufige
Rezeptänderung
in einer Prozessanlage deutlich die effektive Anlagenauslastung
auf Grund der entsprechenden Einstellzeiten und dergleichen reduzieren.
Folglich können gemäß dem Schritt 233 geeignete
experimentelle oder anderweitig ermittelte Daten in Bezug auf die
effektive Anlagenkapazität
ermittelt werden und können
im Schritt 234 mit den entsprechenden Prozesszeiten kombiniert
werden, wie sie von den im Schritt 232 abgeschätzten Prozessrezepten
vorgegeben sind. Somit kann im Schritt 234 eine effektive
Prozesszeit für
die Anlagengruppe I abgeleitet und angewendet werden, um einen geeigneten
Kapazitätsfaktor
zu bestimmen, der im Wesentlichen die entsprechende Anlagenkapazität der Gruppe
I für das
spezielle Rezept A repräsentiert.
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2e zeit
schematisch den Prozessablauf 231, der eine erhöhte „Auflösung° in Bezug
auf eine entsprechende Prozessanlagengruppe ergibt, etwa die Gruppe
I, wobei ein entsprechender Kapazitätsfaktor für mehrere Repräsentanten
der entsprechenden Anlagengruppe bestimmt wird, wodurch anlagenspezifische
Unterschiede zwischen ansonsten äquivalenten
Prozessanlagen berücksichtigt
werden. Beispielsweise können
Lithographieanlagen, die von unterschiedlichen Herstellern erhalten
werden, trotz ansonsten im Wesentlichen identischer Spezifikationen,
ein unterschiedliches Verhalten unter tatsächlichen Produktionsbedingungen
aufweisen, und daher können
die entsprechenden Kapazitätsfaktoren
unterschiedlich sein. Folglich werden im Schritt 232 die Prozessrezepte
erhalten und bewertet, wobei anlagenspezifische Rezepte oder das
allgemeine Rezept A verwendet werden, wenn das Rezept A lediglich durch
seinen Prozessausgang bestimmt ist, und Differenzen im Anlagenverhalten
zum Erreichen des Ergebnisses des Rezepts A sind in dem entsprechenden
Kapazitätsfaktor
mit enthalten. D. h., wenn zwei Lithographieanlagen das gleiche
Prozessergebnis erzeugen, obwohl tatsächlich unterschiedliche Belichtungszeiten,
unterschiedliche Hantierungszeiten, und dergleichen erforderlich
sind, kann das gleiche Rezept A diesen Anlagen zugeordnet werden,
wobei der Unterschied im Durchsatz dann durch einen entsprechend
unterschiedlichen Kapazitätsfaktor
wiedergegeben wird. In ähnlicher
Weise werden im Schritt 235 geeignete Kapazitätswerte
für die
mehreren Repräsentanten
in ähnlicher
Weise erhalten, wie dies zuvor erläutert ist. Es sollte beachtet
werden, dass der Schritt 235 für jeden Repräsentanten
oder für
einige der entsprechenden Gruppe ausgeführt werden können, und
wenn lediglich wenig signifikante Unterschiede erkannt werden, kann
einer der Repräsentanten
zum Bereitstellen der entsprechenden Daten gemäß dem Schritt 233 aus 2d ausgewählt werden,
oder es kann ein geeigneter gemittelter Repräsentant definiert werden. Im
Schritt 236 können
die entsprechenden Informationen kombiniert werden, wie dies auch
mit Bezug zum Schritt 234 erläutert ist, und schließlich werden
die Kapazitätsfaktoren 230 entsprechend
der gewünschten „Anlagenauflösung° erzeugt.
Es sollte beachtet werden, dass abhängig von der Auflösung der
Anlagengruppen und/oder den einzelnen Repräsentanten das entsprechende
Modell 240 in geeigneter Weise angepasst werden kann, um
die jeweilige Abhängigkeit zwischen
der Prozessrate und den entsprechenden Anlagengruppen zu ermitteln.
Anders gesehen, in Abhängigkeit
der gewünschten
Auflösung
können
die Prozessanlagengruppen erneut definiert werden, bei spielsweise
durch Definieren von „Untergruppen", wenn dies erforderlich
ist. Auf diese Weise kann selbst der Einfluss einzelner Anlagen
oder sehr kleiner Anlagengruppen im Hinblick auf die Prozessrate abgeschätzt werden,
wodurch die Erkennung von Anlagen mit genngem Leistungsverhalten
und Anlagen mit hohem Leistungsverhalten möglich ist, wenn die entsprechenden
Kapazitätsfaktoren
auf empirisch ermittelten Daten beruhen. Ferner kann der Einfluss
der Anlagenauslastung einzelner Anlagen oder kleiner Anlagengruppen
auf die Prozessabraten abgeschätzt
werden.
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3 zeigt
schematisch ein System 370, das funktionsmäßig mit
einer Fertigungsumgebung 350 verbunden ist, die auf der
Grundlage eines übergeordneten
Steuerungssystems, etwa eines Fertigungsausführungssystems (MES) 360,
wie es typischerweise in Halbleiterfertigungsstätten vorgesehen ist, gesteuert
wird. Ferner umfasst das System 370 ein Ressourcenbewertungssystem 300,
das eine ähnliche
Konfiguration aufweisen kann, wie dies zuvor mit Bezug zu dem System 200 beschrieben
ist. Somit umfasst das Bewertungssystem 300 einen Eingabeabschnitt 303,
ein Kapazitätsgewichtungsmodul 301 und
einen Simulator 302. Ferner umfasst das System 300 in
einigen anschaulichen Ausführungsformen
einen Prozessinformationsextraktor 304, der mit dem Eingabeabschnitt 303 verbunden ist,
um davon Prozessnachrichten zu erhalten, die von dem Steuerungssystem 360 bereitgestellt
werden. In einer anschaulichen Ausführungsform ist der Prozessinformationsextraktor 304 ausgebildet,
die Anzahl an Repräsentanten
jeder Anlagengruppe zu ermitteln, die aktuell in der Fertigungsumgebung 350 eingesetzt
wird. Des weiteren kann der Extraktor 304 ausgebildet sein,
einen geeigneten Kapazitätsfaktor für jede der
erkannten Prozessanlagen auf der Grundlage der empfangenen Prozessnachrichten
zu bestimmen.
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Während des
Betriebs des Systems 370 steuert das Steuerungssystem 360 den
Produktfluss in der Umgebung 350 und empfängt Prozessnachrichten
von den Prozessanlagen in der Umgebung 350, wodurch prozessbezogene
Daten, etwa Anlagenstatus, Substratstatus, und dergleichen an das System 360 berichtet
werden. Das System 360 gibt entsprechende Prozessnachrichten
an das System 300 aus, aus denen der Extraktor 304 entsprechende Prozessanlagen
erkennen kann, die aktuell in der Umgebung 350 eingesetzt
sind. Beispielsweise kann der Extraktor 304 Prozessnachrichten
empfangen, die sich auf den Anlagenstatus der einzelnen Prozessanlagen
beziehen, wodurch der Extraktor 304 in die Lage versetzt
wird, beispielsweise zu bestimmen, ob eine Prozessanlage in Warteposition
ist, eine Wartung erfordert oder tatsächlich produktiv ist, und dergleichen.
Des weiteren können die
von dem Steuerungssystem 360 bereitgestellten Prozessnachrichten
auch die diversen Prozesssequenzen angeben, die in der Umgebung 350 ausgeführt werden.
Somit kann der Extraktor 304 auf der Grundlage dieser Prozessnachrichten
aktuell gültige
Kapazitätsfaktoren ermitteln,
um damit die Prozessrate für
eine vorgegebene Anlagenkonfiguration abzuschätzen, wie sie durch die empfangenen
Prozessnachrichten angegeben ist. Das Abschätzen einer entsprechenden Prozessrate
kann gemäß den Prinzipien
durchgeführt werden,
wie sie zuvor mit Bezug zu den 2a bis 2e beschrieben
sind. Folglich kann das Steuerungssystem 360 die aktuell
abgeschätzte
Prozessrate empfangen, die den Einfluss des aktuellen Status der
Umgebung 350 wiedergibt, d. h. der entsprechenden Prozesslagen
darin, so dass die Steuerungsstrategie des Steuerungssystems 360 auch
auf der abgeschätzten
Prozessrate, die von dem System 300 bereitgestellt wird,
basieren kann. Wenn beispielsweise eine spezielle Anlage einen unerwarteten
Ausfall aufweist, der eine längere
Wartungsperiode oder einen Austausch der Anlage erforderlich macht,
können
das System 300 und das Steuerungssystem 360 auf
der Grundlage der abgeschätzten Prozessrate
eine andere Steuerungsstrategie, beispielsweise durch Änderung
der Produktmischung und/oder durch Ändern der aktuellen Startrate
für spezielle
Produktarten bestimmen. Des weiteren kann das System 300 die
Effizienz eines „Kompensationsmechanismus" für einen
entsprechenden Fehler in einer Prozessanlage und der gleichen bewerten, indem
beispielsweise ein Maß an
Erhöhung
an Anlagenauslastung für
eine oder mehrere Prozessanlagen der entsprechenden Anlagengruppe
angegeben wird. Auf diese Weise kann die Produktionseffizienz der
Umgebung 350 in äußerst effizienter
Weise überwacht
und/oder gesteuert werden, wobei die schnelle Antwort des Systems 300 eine
im Wesentlichen Echtzeit-Antwort auf den aktuellen Status der Umgebung 350 bereitstellen
kann.
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Es
gilt also: Die vorliegende Erfindung bietet ein System und ein Verfahren
zum effizienten Abschätzen
einer Beziehung zwischen Ressourcen, d. h. Prozessanlagengruppen,
und einer entsprechenden Startrate oder Prozessrate durch Modellieren
der entsprechenden Fertigungsumgebung auf der Grundlage kategorisierter
Kapazitätsfaktoren,
die in anschaulichen Ausführungsformen
für jedes
Paar aus einem Prozessrezept und einer entsprechenden Prozessanlagengruppe
definiert sind. Somit können im
Gegensatz zu konventionellen Verfahren die Prozessrate und die Anlagenanzahl „rückwärts und
vorwärts" berechnet werden,
wodurch ein hohes Maß an Flexibilität bereitgestellt
wird, wobei auf Grund der Effizienz des Bereitstellens der fertigungsspezifischen Informationen
in Form der Kapazitätsfaktoren
eine schnelle Antwort des Systems erreicht wird. Folglich kann eine
große
Anzahl an Parameterwerten variiert werden, um damit Information über die
gegenseitigen Abhängigkeiten
im Hinblick auf die Prozessrate zu erhalten. Somit können Fragen
wie:
wie viele Starts von Produkten werden durch die aktuell
verfügbaren
Anlagen unterstützt;
was
ist die optimale nachfragespezifische Produktmischung für die verfügbaren Anlagen;
wie
viele Prozessanlagen sind erforderlich und wann; und
bei einem
gegebenen Anlaufszenario etwa: was ist die Auswirkung des Erhöhens oder
des Herabsetzens der Auslastung einer oder mehrerer Prozessanlagen;
was ist die minimal erforderliche Auslastung, um den Ankauf einer
weiteren Anlage für
die entsprechende Anlagengruppe zu vermeiden oder zu verschieben;
und dergleichen;
diese Fragen können in äußerst zeiteffizienter Weise untersucht
werden. Somit kann die entsprechende Reaktion auf das Ressourcenabschätzsystem
zum Verbessern der Prozessteuerung innerhalb einer speziellen Fertigungsumgebung
verwendet werden.
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Weitere
Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Erfindung werden
für den
Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist diese
Beschreibung als lediglich 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 der Erfindung als die gegenwärtig bevorzugten
Ausführungsformen
zu betrachten.