专利名称：产品到达时间预测系统及方法以及计算机程序的制作方法
技术领域：
本发明是一种产品流程管理(product flow management)技术，特别是一种运用标准排队时间(standard queue time)因素的产品到达预估(productculmination estimation)系统及方法。
背景技术：
制造过程中，一至多个半导体装置(semiconductor device)通常有次序地安排在一基底(substrate)上，例如晶片，而晶片会集合成群或“批次(lot)”。复杂半导体装置制作，会使用许多道处理步骤，而半导体装置的全部制作时间可能会花上数个月。在制造步骤间等待的时间以及一制程步骤的处理时间，会依据众多变量，而有多样的可能。一产品的制造步骤间等待的时间，可泛称为排队时间(queue time)。每一处理可能为预先设定的批处理(batch process)，使一组半导体装置(例如，一或多个晶片批次)可以同时被处理，或者是一序列处理(serial process)，使装置或晶片可以个别被处理。甚者，产品也可以被群聚在一起，成为一组，运送到每一个步骤进行处理。在一基底上制造的物品，可能包含单一产品或多个不同的产品。产品基底或许会被集合在一起成为一批次，而一批次所包含的数量，会因基底或产品的标准数量不同而有所不同。
处理时间以及排队时间因下列考量因素而显得非常重要。举例而言，这些时间会影响可靠度(reliability)、效能以及产品良率。此外，通常需要了解与预测晶片在制造设备间通过的流程。监督及预测产品于一工厂的移动被称为“产品到达预测(product culmination forecasting)”。据此，需要一良好的产品到达预测系统及方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的为提供一种目标排队时间计算系统及方法。
为达成上述目的，本发明的目标排队时间计算系统首先依据制造执行系统中的每一产品路径操作以及/或制程事件，决定一标准理论周转时间(standard theoretical cycle time；STCT)。STCT可相应于一标准化产品数量或产品批次大小的周转时间，可应用于半导体基材的制造，如半导体晶片的制造。STCT也会决定于其制造是否发生于循序(单一晶片)或批次(多晶片)的情况，以及其它制程环境因素。制造机台的组态设定以及设计也会影响标准STCT。STCT也许被限定于具相同的多个产品路径操作以及/或制程事件。另外，STCT或许针对每一产品路径操作以及/或制程事件为唯一的值。
在决定STCT之后，决定一实际产品数量理论周转时间(actual productsize theoretical cycle time；ATCT)。ATCT相应于每一产品数量或批次大小大于/小于STCT的产品数量或批次大小的理论周转时间。在制造环境中，或许存在多个与STCT的产品数量或批次大小不一致的产品批次或群组。
接下来，一目标排队时间TQT由产品的标准QTF以及标准STCT所决定。所以，在每一产品路径操作以及/或制程事件中，单一的TQT也许是被预测而得。另外，一全域性(global)的TQT，或许由多个产品路径操作以及/或制程事件预测而得。利用一标准QTF于每一种产品数量或批次，可提供预测一产品经历一制程的到达时间预估。
最后，一产品路径操作以及/或制程事件的产品周转时间也可藉由加总ATCT以及TQT来预测。
图1是表示依据本发明一实施例的目标排队时间计算系统的系统架构图。
图2是表示本发明另一实施例的制造执行系统的示意图。
图3是表示本发明另一实施例的制造执行系统的处理时间示意图。
图4是表示本发明一实施例的产品到达时间预估方法的方法流程图。
图5是表示本发明另一实施例的产品到达时间预估方法的方法流程图。
符号说明100～范例系统；102～制造执行系统；104～产品到达预测器；202、204、206、208～产品路径操作；210、212、214、216～群聚机台；218、220、222、224～制程事件；218a～耐火金属沉积制程；218b～金属块沉积制程；218c～阻绝层制程；TQT1、TQT2、TQT3、TQT4、TQTN～目标排队时间；TCT1、TCT2、TCT3、TCT4～理论周转时间；400～方法流程图；402、404、...、410～操作步骤；500～方法流程图；502、504、...、510～操作步骤。
具体实施例方式
在此必须注意，以下的揭露提供了许多不同的实施例，或举例来说，实施多个不同特征的不同实施例。下述范例中的组件以及配置，于此揭露书予以简化。此仅为实施例而不应予以限制。此外，本发明的揭露或许会重复参照数字和/或文字符号于不同的实施例。这样的重复情况是基于简化以及明确的目的，并非用以表达不同实施例间的关联。更甚者，其中，于第一实体至第二实体的沟通可包含第一实体直接连接到第二实体的实施例，亦包含在第一实体与第二实体间夹杂额外的实体，使得第一实体与第二实体间并非直接连接。
参考图1，系统100是一个范例系统，用以说明本发明中的一到多个实施例。系统100包含至少两个组件。第一组件是一制造执行系统(manufacturing executing system)102，其中包括制程设备、产品运输设备、自动化系统、计算机网络、管理系统以及附属接口。制造执行系统102也可包含一“虚拟工厂”，允许管理系统透过一或多个有线及无线网络，监督及控制制程设备、产品运输设备以及自动化系统。无线系统，例如，个人数据设备(personal data device；PDA)、行动电话、计算机或其它接口，可与虚拟工厂互动。一虚拟工厂的范例请参照2003年7月1日所揭露美国第10/613,139号申请案。
系统100的第二组件为产品到达预测器(product culminationestimator)104。产品到达预测器104可藉由产品制造系统来运作，例如透过前述的虚拟工厂。产品到达预测器104包括硬件、软件以及存储器，用以执行多个方法，决定产品排队时间(product queue time)、处理周转时间(process cycle time)以及产品到达的预测。产品到达预测器104或可与制造执行系统102进行互动，从多个处理物体中取得数据，用以解析出周转时间以及排队时间。数据或许包含一处理步骤的多个进入时间以及退出时间(代表处理时间)，以及于处理步骤间的时间(代表排队时间)。
参考图2，制造执行系统102包含多个产品路径操作(product routeoperations)或“纪录点(log point)”202至208，其中每一产品路径操作可个别包含一或多个制程事件(process events)218至224。举例来说，一薄膜制程操作可利用一群聚机台(cluster tool)210。群聚机台210被使用时，伴随着一制程事件218a，例如耐火金属沉积(refractory metal deposition)制程，一第二制程事件218b，例如金属块沉积(bulk metal deposition)制程以及一第三制程事件218c，例如行成一阻绝层(barrier layer)制程。在一基底上所制造的几何图形可涵盖的特征由约180纳米至0.5纳米。制程事件218a-c可应用于一般系统，例如电浆熔炉(plasma furnace)，或不同系统，例如物理气相沉积(physical vapor deposition；PVD)、原子层沉积(atomiclayer deposition；ALD)、化学气相沉积(chemical vapor deposition；CVD)或电浆增强气相沉积(plasma enhanced vapor deposition；PECVD)。
参考图3，流程图300可以使用于产品到达预估器104(图1)的一实施例中。为了让实施例连贯，流程图300参考到图2的产品路径操作202至208。产品路径操作202至208可代表多个可能于制造执行系统102(图1)发生的事件以及操作。流程图300说明于制造环境中的周转时间(cycle time)以及排队时间(queue time)概念。于流程图300中，数个理论周转时间(theoreticalcycle times；TCT)，TCT1、TCT2、TCT3以及TCT4，分别相应于产品路径操作202至208。为简化以下的说明，假设每一产品路径操作拥有单一制程事件(如制程事件218a对应产品路径操作202)，相应的TCT代表需要处理完整个事件的时间。然而，拥有多制程事件的产品路径操作可拥有多个连贯TCTs，用以表示需要处理完所有事件的时间。于另一个实施例中，单一产品路径操作可拥有多个连贯TCTs，用以表示多个制程事件。每一TCT可相依于多个参数，其参数可以为常数或变量。TCT的改变可相依于制程变量的改变。例如，或许需要在一预先设定数目的晶片或晶片批次制造过后，才能执行一行程维护/分类(scheduled maintenance/calibration)。另外，有些制程为特殊产品的处理，需要额外时间。
数个目标排队时间(target queue time；TQT)表示如TQT1、TQT2、TQT3、TQT4以及TQTN。每一TQT代表从前一产品路径操作到下一产品路径操作所所需要的排队时间。肇因于许多因素，例如先前或下个产品路径操作可能为循序(单一)或平行(批次)，以及或许肇因于处理周转时间，每一TQT也许都会有所不同。在实施例中，一单一产品路径操作也许有多个制程事件，因此就需要多个TCT以及TQT。此外，超过一个TQT以及/或超过一个TCT可被安排于一序列中。例如，两个制程事件可依序相邻，且在其中不须存在任何可估计TQT。另外，两排队时间可依序相邻，其中不须存在任何制程事件。
参考图4，方法400起始于步骤402，其中一标准排队时间因素(queuetime factor；QTF)也许被设定至多个产品。标准QTF代表一常数值，或许用以具体指定至个别产品路径操作202-208以及/或于制造执行系统102中的制程事件。标准QTF或许会因为个别产品路径操作202-208以及/或制程事件的不同而有所不同。于目前的实施例，标准QTF是一相应于历史数据数值(例如，相类似的产品、相似的晶片大小以及/或相似的处理流程以及技术)。举例来说，在8英寸(200毫米)直径基底，批次大小可从为1至25片不等，在12英寸(300毫米)直径基底，批次大小可从为1至15片不等。于另一实施例中，QTF取决于批次大小。另外，标准QTF相应于一半导体基底的限定实体区域(limited real estate area)，如同多重试产品晶片(multi-project wafer)，其中每一限定实体区域或许关联于一至多个不同产品以及/或一至多个不同的产品订单。
于步骤404，一标准理论周转时间(standard theoretical cycle time；STCT)由制造执行系统102中的每一产品路径操作202-208以及/或制程事件所决定(每一STCT或许都不同)。STCT可相应于一标准化产品数量或产品批次大小的周转时间。STCT也会决定于其制造是否发生于循序(单一晶片)或批次(多晶片)的情况，以及其它制程环境因素。制造机台的组态设定以及设计也会影响标准STCT。STCT也许被限定于具相同的多个产品路径操作202-208以及/或制程事件。另外，STCT或许针对每一产品路径操作202-208以及/或制程事件为唯一的值。
在决定STCT的步骤404后，于步骤406，决定一实际产品数量理论周转时间(actual product size theoretical cycle time；ATCT)。ATCT相应于每一产品数量或批次大小大于/小于STCT的产品数量或批次大小的理论周转时间。在制造环境中，或许存在多个与STCT的产品数量或批次大小不一致的产品批次或群组。举例来说，或许有一内含5片晶片的晶片批次会与15片晶片的STCT比较。像这样使用于较少批次大小的比较，也许是从一父标准批次所分割的一子批次、一制程测试批次或一工程设备测试批次。工程测试批次也许经常应用于一制造环境，用以评估新制程或实作方法。步骤406为每一可能经由产品路径操作202-208以及/或制程事件的产品批次或产品数量，指定ATCT变量。
于步骤408，一目标排队时间TQT由产品的标准QTF以及标准STCT所决定。所以，在每一产品路径操作202-208以及/或制程事件中，独有的TQT也许是被预测而得。另外，一全域性(global)的TQT，或许由多个产品路径操作202-208以及/或制程事件预测而得。利用一标准QTF于每一种产品数量或批次，可提供预测一产品经历一制程的到达时间预估。标准QTF考虑到经过一制程的一致性原料流，而不会因而不会因较少的产品数量或批次而减损处理周转时间，所以，图1的系统100会较容易预测一制造系统的产品到达时间。
于步骤410，一产品路径操作202-208以及/或制程事件的产品周转时间也可藉由加总ATCT以及TQT来预测。
参考图5，方法500可被使用于产品到达预估时间方法104(图1)中，实作另一实施例。方法500始于步骤502，其应用多个标准排队时间因素(queuetime facrots；QTFi)，关联于多个产品路径操作202-208以及/或制程事件。每一标准QTFi或许在制造执行系统102中的制造周转时间以及预估排队时间中，为一常数值。标准QTFi也许会因产品路径操作以及/或制程事件的不同而有所不同。另外，产品到达预估方法104的方法500中，标准QTFi也许全域性地分享于产品路径操作202-208以及/或制程事件中。于本实施例中，标准QTFi为相应于一事先定义产品数量的经常发生QTFi的一数值。举例来说，产品也许会聚集成批次，大量的产品晶片可被运输在个别产品路径操作202-208或制程事件间。另外，批次大小可为任意大小，产品到达时间预测方法104所使用的标准QTFi为传统的晶片批次大小的QTFi。标准QTFi或许相应于一半导体基底的限定实体区域(limited real estate area)，如同多重试产品晶片(multi-project wafer)，其中每一限定实体区域或许关联于一至多个不同产品以及/或一至多个不同的产品订单。
于步骤504，多个标准理论周转时间(theoretical cycle times；TCTi)由制造执行系统102中的每一产品路径操作202-208以及/或制程事件所决定。多个标准TCTi可相应于一标准化产品数量或产品批次大小的周转时间。多个标准TCTi也会取决于其制造是否发生于循序(单一晶片)或批次(多晶片)的情况，以及其它制程环境因素。制造机台的组态设定以及设计也会影响多个标准TCTi。多个标准TCTi也许被限定于具相同的多个产品路径操作202-208以及/或制程事件。另外，多个TCTi或许针对每一产品路径操作202-208以及/或制程事件为唯一的值。
在决定多个标准TCTi的步骤504后，于步骤506，决定多个实际产品数量理论周转时间(actual product size theoretical cycle times；ATCTi)。多个ATCTi相应于每一产品数量或批次大小大于/小于标准TCTi的产品数量或批次大小的理论周转时间。举例来说，或许有一内含5片晶片的晶片批次会与15片晶片的标准TCTi比较。像这样使用于较少批次大小的比较，也许是从一父标准批次所分割的一子批次、一制程测试批次或一工程设备测试批次。ATCTi变量会指定给每一可能经由产品路径操作202-208以及/或制程事件的产品批次或产品数量。
于步骤508，多个目标排队时间TQTN由产品的标准QTFi以及标准ATCTi所决定。所以，在每一产品路径操作202-208以及/或制程事件中，独有的多个TQTN也许是被预测而得。另外，一全域性(global)的TQTN，或许由多个产品路径操作202-208以及/或制程事件预测而得。利用多个标准QTFi于每一种产品数量或批次，可提供预测一产品经历一制程的到达时间预估。多个标准QTFi考虑到经过一制程的一致性原料流，而不会因较少的产品数量或批次而减损处理周转时间，所以，图1的系统100会较容易预测一制造系统的产品到达时间。于步骤510，每一产品路径操作202-208以及/或制程事件的多个产品周转时间也可藉由加总ATCTi以及TQTN来预测。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
权利要求
1.一计算机程序，储存于一计算机可读取储存媒体，上述计算机程序用以执行产品到达时间预测，其计算机程序包括一第一指令集，接收待处理的一产品的一批次数量，上述产品依据多个处理事件被处理；一第二指令集，决定一理论周转时间，上述理论周转时间为上述批次数量的上述处理事件的总处理时间；一第三指令集，决定一目标排队时间，上述目标排队时间由指派至上述产品的函数所决定，指派至上述产品的函数包含一标准理论周转时间以及一标准排队时间因素，上述函数与批次数量无关；以及一第四指令集，计算上述产品的上述批次数量的一产品到达预期时间，上述产品到达预期时间的计算使用包含上述理论周转时间以及上述目标排队时间的函数。
2.一种产品到达时间预测方法，其方法包括下列步骤提供一制造执行系统多个处理实体以及多个计算实体，上述制造执行系统提供上述处理物体以及上述计算物体的连结与管理；透过上述制造执行系统，指派一标准排队时间因素给一产品；透过上述制造执行系统的每一处理实体，决定连结于上述产品的一实际理论周转时间；透过上述制造执行系统中包含上述实际理论周转时间以及上述标准排队时间因素的函数，预测上述产品的一目标排队时间；以及透过上述制造执行系统中包含上述目标排队时间的函数，预测上述产品的一产品周转时间。
3.根据权利要求2所述的产品到达时间预测方法，其中上述制造执行系统包含一通讯网路，上述通讯网路耦接上述计算实体。
4.根据权利要求3所述的产品到达时间预测方法，其中上述计算实体用以决定上述实际理论周转时间或上述目标排队时间。
5.根据权利要求2所述的产品到达时间预测方法，其中上述处理实体代表一单独产品制程。
6.根据权利要求2所述的产品到达时间预测方法，其中上述产品包含一至二十五个基材。
7.根据权利要求2所述的产品到达时间预测方法，其中上述产品包含一多重试产品晶片，上述多重试产品晶片包含多个不同产品。
8.根据权利要求7所述的产品到达时间预测方法，其中上述多重试产品晶片包含多个标准排队时间因素。
9.一种产品到达时间预测系统，包括一制造执行系统，包含多个处理实体以及多个计算实体(；以及一存储器，储存一产品到达时间预测函数，上述函数的因子包含至少以下之一指派给上述制造执行系统的多个产品的多个标准排队时间因素、一实际理论周转时间、一目标排队时间以及一产品周转时间。
10.根据权利要求9所述的产品到达时间预测系统，其中上述标准排队时间因素相应于一处理流程的一部分或全部。
11.根据权利要求9所述的产品到达时间预测系统，其中上述制造执行系统包含一通讯网路，上述通讯网路耦接上述计算实体。
12.根据权利要求11所述的产品到达时间预测系统，其中上述计算实体用以决定上述实际理论周转时间或上述目标排队时间。
13.根据权利要求11所述的产品到达时间预测系统，其中上述计算实体透过上述制造执行系统指派上述排队时间因素至上述产品。
14.根据权利要求9所述的产品到达时间预测系统，其中上述处理实体代表一单独产品制程。
15.根据权利要求9所述的产品到达时间预测系统，其中至少一上述处理实体为一批次产品处理。
16.根据权利要求9所述的产品到达时间预测系统，其中上述产品包含一至二十五个基材。
17.根据权利要求9所述的产品到达时间预测系统，其中上述产品包含一个多重试产品晶片，上述多重试产品晶片包含多个不同产品。
18.根据权利要求17所述的产品到达时间预测系统，其中上述多重试产品晶片包含多个标准排队时间因素。
全文摘要
一种产品到达时间预测方法，用于一半导体制造环境，其方法包括下列步骤提供一制造执行系统多个处理实体以及多个计算实体，其中，制造执行系统提供处理物体以及计算物体的连结与管理；透过制造执行系统，指派一标准排队时间因素给一产品；透过制造执行系统，决定连结于产品的一实际理论周转时间；透过制造执行系统中包含实际理论周转时间以及标准排队时间因素的函数，预测产品的一目标排队时间；以及透过制造执行系统中包含目标排队时间的函数，预测产品的一产品周转时间。
文档编号G06F19/00GK1627310SQ200410058360
公开日2005年6月15日 申请日期2004年8月13日 优先权日2003年12月11日
发明者陈儒宽, 张诏帆, 吴文斌, 方国强, 欧名峰 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司