CN1682165A - 用于监视和控制半导体生产过程的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种包括图形用户接口(GUI)的高级过程控制(APC)系统用于监视和控制由半导体处理系统执行的半导体制造过程。该半导体处理系统包括多个处理工具、多个处理模块(室)和多个传感器，并且APC系统包括APC服务器、数据库、接口服务器、客户工作站和GUI组件。GUI是基于网络的并且用户能够通过网络浏览器进行查看。

Description

用于监视和控制半导体 生产过程的方法和装置
相关专利申请相互参考
本专利申请基于美国临时专利申请No.60/414,425并要求获得其利益，该专利申请于2002年9月30日提出并且本文引用其全部内容作为参考。
本专利申请涉及如下共同审理中的专利申请，即美国临时专利申请No.60/368,162，标题为“与状态和控制装置相互作用的方法”(Method for Interaction With Status and Control Apparatus)，其于2002年3月29日提出申请；美国临时专利申请No.60/374,486，标题为“用于简化系统组态的方法和装置”(Method and Apparatus forSimplified System Configuration)，其于2002年4月23日提出申请；美国临时专利申请No.60/383,619，标题为“用于监视工具性能的方法和装置”(Method and Apparatus for Monitoring Tool Performance)，其于2002年5月29日提出申请；美国临时专利申请No.60/393,091，标题为“用于组态动态传感器和执行运行时间的方法”(Method forDynamic Sensor Configuration and Runtime Execution)，其于2002年7月3日提出申请；和美国临时专利申请No.60/393,104，标题为“用于自动安装传感器的方法和装置”(Method and Apparatus forAutomatic Sensor Installation)，其于2002年7月3日提出申请。本文引用上述专利申请的全文作为参考。
技术领域
本发明涉及半导体处理系统，特别地涉及使用高级过程控制(APC)的半导体处理系统。
背景技术
计算机一般用于控制、监视和初始化制造过程。当半导体制造工厂中的重入晶片流程(reentrant wafer flows)、临界处理步骤和处理的可维护性较为复杂时，计算机将非常适合于这些操作。人们使用各种输入/输出(I/O)设备控制和监视处理流程、晶片状态和维护进程(schedule)。在半导体制造工厂中有大量的工具用于实现如下的复杂步骤：从临界操作，例如腐蚀，到批处理和检查。大多数工具的安装通过显示屏完成，该显示屏是含有安装软件的控制计算机的图形用户接口(GUI)的一部分。半导体处理工具的安装是一个耗时的过程。
半导体处理工厂需要连续不断的监视。处理条件在一段时间之后会发生变化，使临界处理参数发生最微小的变化从而产生不期望的结果。腐蚀气体的成分或压力、处理室或者晶片温度容易发生小的变化。在许多情况下，反映处理性能恶化的处理数据的变化不能够简单地通过参考所显示的处理数据被发现。要察觉早期失常和处理性能恶化是很困难的。因此必须通过高级过程控制(APC)提供时常预测(oftentimes prediction)和模式识别(pattern recognition)。
设备控制通常是通过大量具有各种控制器的不同控制系统执行的。其中一些控制系统可以具有人机接口，例如触摸屏，而其余的系统可以只收集和显示一个变量，例如温度。监视系统必须能够为过程控制系统收集列成表格的数据。监视系统的数据收集必须能够处理单变量和多变量数据，对数据进行分析和显示，并且必须能够选择待收集的处理变量。处理中的各种条件通过安装在每个处理室中的不同传感器加以监视，而被监视条件的数据则被转移和积累在控制计算机中。如果处理数据被自动地显示和探察，则能够通过统计过程控制(SPC)图表来设定和控制大生产的最优化处理条件。工厂的无效监视会导致设备停工，从而增加总体操作成本。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于在半导体处理环境中控制处理工具的高级过程控制(APC)系统，其中APC系统包括一个APC服务器，其具有多个APC相关应用；一个接口服务器(IS)，其与APC服务器耦连；一个数据库，其与IS和APC服务器耦连；和一个GUI组分，其与APC服务器耦连，其中IS包括用于耦连处理工具的装置和用于耦连多个与处理工具耦连的处理模块的装置。
另外，本发明的一个目的是提供一种使用高级过程控制(APC)系统的方法，用于在半导体处理环境中控制处理工具，该方法包括：提供具有多个APC相关应用的APC服务器；提供与APC服务器耦连的接口服务器(IS)；提供与IS和APC服务器耦连的数据库；和提供与APC服务器耦连的GUI组分，其中IS包括用于耦连处理工具的装置，和用于耦连多个与处理工具耦连的处理模块的装置。
附图说明
被引用并构成本专利说明书一部分的附图图解了本发明目前优选的实施例，并且与上面给出的一般说明和下面给出的优选实施例详细说明一起用于解释本发明的原理。通过参考下面的详细说明，特别是在联系附图一起考虑时，将非常容易获得对本发明更全面的评估及其许多的附加优点，其中：
图1显示了根据本发明一个实施例的半导体制造环境中高级过程控制(APC)系统的示例性框图；
图2显示了由Tokyo电子公司生产的系统的示例性框图；
图3是根据本发明一个实施例的APC系统的简化数据流程图；
图4图解了根据本发明一个实施例的简化接口图；
图5显示了根据本发明一个实施例的事件语境(event context)、策略、控制作业及规划(plan)的示例关系图；
图6图解了根据本发明一个实施例的简化数据流程图；
图7显示了根据本发明一个实施例的接口服务器示例性框图；
图8显示了根据本发明一个实施例的用于在半导体制造环境中监视处理工具过程的流程图简图；
图9显示了策略与规划的示例性关系图；
图10显示了策略与规划的另一个示例性关系图；
图11显示了根据本发明一个实施例的判断规划和干预(intervention)规划的示例性关系图；和
图12显示了根据本发明一个实施例的工具状态屏幕的示例图。
具体实施方式
图1显示了根据本发明一个实施例的半导体制造环境中高级过程控制(APC)系统的示例性框图。在图解实施例中，半导体制造环境100包括至少一个半导体处理工具110，多个处理模块120，PM1-PM4，多个用于监视工具、模块和处理的传感器130，传感器接口140和APC系统145。APC系统145能够包括接口服务器(IS)150，APC服务器160，客户工作站170，GUI组分180和数据库190。在一个实施例中，IS 150能够包括实时存储数据库，其可以被看作是“集线器(Hub)”。
APC系统145能够包括用于控制处理工具、处理模块和传感器中至少一个的工具级(TL)控制器(未显示)。
在图解实施例中显示了具有四个处理模块120的单个工具110，但这对于本发明不是必须的。APC系统145能够与多个处理工具对接，该处理工具包括具有一个或多个处理模块的群集工具(cluster tool)，而APC系统145能够用于组态和监视多个处理工具，该处理工具包括具有一个或多个处理模块的群集工具。例如，这些工具及其相关处理模块能够用于执行腐蚀、特征修整(feature trimming)、沉积、扩散、清洗、测量、抛光、显影、转移、存储、装载、卸载、对准、温度控制、光刻、集成测量(integrated metrology)(IM)、光学数据成型(opticaldata profiling)(ODP)、微粒探察、电弧抑制(arc suppression)以及其他半导体制造处理。
IM元件能够被安装作为耦连于处理工具的模块(集成测量模块；IMM)。例如，IMM能够是测量和分析晶片特征形状的ODP系统(Timbre公司生产)。
在一个实施例中，处理工具110能够包括工具代理(tool agent)(未显示)，其能够是在工具110上工作的软件处理，并能够提供事件信息、语境信息(context information)和用于使数据采集与工具处理同步化的开始-停止时限命令。此外，APC系统145能够包括一个代理客户(未显示)，其能够是用于提供与工具代理连接的软件处理。例如，APC系统145能够通过互连网或者内联网连接与处理工具相连。
例如，代理客户能够用于从工具代理接收事件及其相关消息(message)，并将这些消息继续传递通过APC系统。客户软件能够包括通信类(communications class)和驱动器。代理客户通信类能够被设计成可重复使用的类，其作为可动态装载模块(DLL)实现。还可以有消息类(message class)，其用于解析来自工具代理的消息并将消息分解成多个单元。代理消息类能够用从工具代理接收的作为参数的字符串加以例化(instantiated)。在例化(instantiation)时，字符串被解析，并且全部的类属性都用来自该字符串的数据填充。代理客户通信类通过BSD套接字(BSD socket)与工具代理进行通信，并且能够包括如下的方法：
a.开始代理：该方法与工具代理建立通信并向代理发送开始消息。当从代理接收到开始确认(acknowledge)消息时，连接被关闭并且产生事件接收线程(event receive thread)。当与代理建立初始连接时，保存发现工具的局部接口。
b.事件接收线程：其与代理建立“事件接听”连接。一旦建立起连接，线程便开始无限期地等待来自代理的消息。当接收到消息时，一个新的代理消息对象被例化并被设置在消息序列中。然后线程返回到“等待消息”状态。
c.获得下一消息：该方法从消息序列中获得下一对象并将其传递回访问者。
d.停止代理：该方法向工具代理发送停止信号。当接收到停止信号时，工具能够关闭与事件接收线程的连接。当事件接收线程感知到连接被关闭时，便会被清除。
在一个实施例中，处理工具110使用套接字与IS 150通信。例如，能够用TCP/IP套接字通信实现该接口。在每次通信之前，先建立套接字。然后消息被作为一个字符串发出。在发出消息之后，套接字被取消。
选择地，接口能够被构建成以C/C++编码扩展的TCL处理或者使用专用的类的C/C++处理，例如分布消息集线器(DistributedMessage Hub)(DMH)客户类。在该实例中，通过套接字连接收集处理/工具事件的逻辑能够被修正，从而将事件及其语境数据(contextdata)插入到IS 150的表格中。
工具代理能够发送消息从而向APC系统提供事件和语境信息。例如，工具代理能够发送组(lot)开始/停止消息、批(batch)开始/停止消息、晶片开始/停止消息、配方(recipe)开始/停止消息和过程开始/停止消息。此外，工具代理能够用于发送和/或接收设定点数据(set pointdata)，发送和/或接收维护计数器数据(maintenance counter data)。
在一个实施例中，能够在多个处理工具上安装通用工具代理。通用工具代理能够允许接口消息格式相同。例如，通信消息格式能够包括三个部分：消息长度，其是从消息ID到终止符(terminator)的消息的长度；消息ID，其用于命令和事件识别；消息体，其含有命令或者事件的内容。此外，消息能够使用ASCII码，长度可变。另外，每个消息能够被一个控制编码分离，并且能够使用一个终止符。在可选择实施例中，能够在工具上建立双代理(dual agent)。
当处理工具包括内部传感器时，处理工具能够被看作是一个传感器，并且该数据能够被发送到APC系统145。数据文件能够用于转移该数据。例如，一些处理工具能够生成跟踪文件(trace file)，其在生成时被压缩在工具中。压缩和/或解压缩文件能够被转移。当处理工具中产生跟踪文件时，跟踪数据可以包括或者不包括结束点探察(EPD)数据。跟踪数据提供有关处理的重要信息。在晶片处理完成之后，跟踪数据能够被更新和转移。对于每次处理，跟踪文件被转移到适当的目录中。在一个实施例中，工具跟踪数据、维护数据和EPD数据能够从处理工具110获得。
在图1中显示了4个处理模块，但这对于本发明并不是必须的。半导体处理系统能够包括任意数目的处理工具，其中处理工具具有任意数目的与之相关的处理模块和独立的处理模块。APC系统145(包括一个或多个TL控制器)能够用于组态、控制和监视任意数目的处理工具，其中处理工具具有任意数目的与之相关的处理模块和独立的处理模块。该APC系统能够收集、提供、处理、存储和显示来自如下处理的数据，其涉及处理工具、处理模块和传感器。
处理模块能够用例如ID、模块类型、气体参数和维护计数器等数据加以识别，并且该数据能够被保存在数据库中。当一个新的处理模块被组态时，该类数据能够用GUI组分180中的模块组态面板/屏幕提供。例如，APC系统能够支持如下的来自Tokyo电子有限公司的工具类型：unity相关的处理模块，trias相关的处理模块，Telius相关的处理模块，OES相关的处理模块和ODP相关的处理模块。图2显示了Tokyo电子公司生产的一种系统的示例性框图。选择地，APC系统能够支持其他的工具及其相关处理模块。例如，APC系统145能够通过互联网或内联网与处理模块120相连。
处理模块ID能够是一个整数；气体参数的数目取决于模块类型，而维护计数器信息也取决于模块类型。例如，用户能够为一个特殊的维护计数器指定一个新的名称，给其指定一个特殊的积垢率(scalerate)，并且给该维护计数器指定工具暂停功能。一般的计数器被提供作为该维护计数器的一部分，并且能够由用户加以组态。
在图解实施例中，显示了单个传感器130以及一个相关处理模块，但这对于本发明并不是必须的。能够有任意数目的传感器与一个处理模块耦连。传感器130能够包括ODP传感器、OES传感器、VIP传感器、模拟传感器和其他类型的含有数字探针的半导体处理传感器。APC数据管理设备能够用于收集、处理、存储、显示和输出来自各种传感器的数据。
在APC系统中，传感器数据能够同时通过外部和内部源提供。外部源能够用外部数据记录器类型加以限定；数据记录器对象能够被指定给每个外部源；并且能够使用状态变量表示(state variablerepresentation)。
传感器组态信息将传感器类型和传感器实例参数结合在一起。传感器类型是相应于传感器功能的通用术语。传感器实例(sensorinstance)将传感器类型与特殊处理模块和工具上的特殊传感器配对。为每个附着在工具上的物理传感器都配置至少一个传感器实例。
例如，OES传感器能够是一种传感器类型；VI探针能够是另一种传感器类型，而模拟传感器能够是另外一种传感器类型。此外，还能够有其他类型的通用类型传感器和特殊类型传感器。传感器类型包括所有需要在运行时设置特殊类型传感器的变型。这些变型能够是静态的(这种类型的所有传感器都具有相同的数值)，能够由实例组态的(该传感器类型的每个实例都能够具有唯一的值)，或者能够由数据收集规划(data collection plan)动态组态的(每次在运行中激活该传感器时，都给它一个不同的值)。
“可由实例组态”变量能够是传感器/探针IP地址。(对于每个处理室)该地址通过实例改变，但是在每次运行之间不改变。“可由数据收集规划组态”变量能够是谐波频率列表。这能够根据语境信息对每个晶片进行不同的组态。例如，晶片语境语境信息能够包括工具ID、模块ID、插槽ID、配方ID、盒子(cassette)ID、开始时间和结束时间。相同的传感器类型能够具有许多实例。传感器实例相应于一件特殊的硬件，并且将传感器类型与工具和/或处理模块(室)联系起来。换言之，传感器类型是通用的，而传感器实例是具体的。
如图1所示，传感器140能够用于在传感器130和APC系统145之间提供一个接口。例如，APC系统145能够通过互联网或者内联网连接与传感器接口140相连，而传感器接口140能够通过互联网或者内联网连接与传感器130相连。另外，传感器接口140能够起协议转换器、媒介转换器和数据缓冲器的作用。此外，传感器接口140能够提供实时功能，例如数据采集、对等(peer-peer)通信和I/O扫描。选择地，能够取消传感器接口140，且传感器130能够直接耦连于APC系统145。
传感器130能够是静态或者动态传感器。例如，动态VI传感器能够具有其频率范围、采样周期、放缩比例、引发和补偿信息，这是用数据收集规划提供的参数在运行时间内建立的。传感器130能够是模拟传感器，其能够是静态的和/或动态的。例如，模拟传感器能够用于提供ESC电压、匹配器参数、气体参数、流速、压力、温度、RF参数的数据以及其他的处理相关数据。传感器130能够包括如下的至少一种：VIP探针、OES传感器、模拟传感器、数字传感器、ODP传感器和其他半导体处理传感器。
在一个实施例中，传感器接口能够将数据点写入到原始数据文件中。例如，IS 150能够向传感器接口发送开始命令从而开始采集数据，并能够发送停止命令从而关闭文件。然后IS 150能够读取和解析传感器数据文件，处理该数据并将数据值传递到内存数据表。选择地，传感器接口能够实时地将数据流注到IS 150中。开关能够允许传感器接口将文件写入到磁盘中。传感器接口还能够提供如下方法，即读取文件并将数据点流注到IS 150用于离线处理和分析。
如图1所示，APC系统145能够包括数据库190。工具维护数据能够存储在数据库190中。此外，来自工具的原始数据和跟踪数据能够作为文件存储在数据库190中。数据量取决于由用户设置的数据收集规划，以及处理执行和处理工具运行的频率。例如，能够建立数据收集规划用于确定如何以及何时收集工具状态和处理相关数据。从处理工具、处理室、传感器和APC系统获得的数据能够存储在表格中。
在一个实施例中，表格能够作为IS 150中的内存表格以及数据库190中的永久保存而实现。IS 150能够使用结构化查询语言(SQL)产生列和行并将数据传递给表格。表格能够被复制在数据库190中的永久表格中(即，能够使用DB2)，并能够使用相同的SQL语句(statement)加以扩增。
在图解实施例中，IS 150既可以是内存实时数据库也可以是订阅服务器。例如，客户处理能够用具有相似的相关数据表格编程模型的SQL执行数据库功能。此外，IS 150能够提供数据订阅服务，其中客户软件能够在任何插入、更新或删除满足其选择标准的数据的时候接收不同步的通知。订阅使用SQL选择语句的全部能力指定哪个数据列是感兴趣的，以及如何使用选择标准过滤将来的数据改变通知。
因为IS 150既是数据库又是订阅服务器，所以当表格数据被初始化时，客户能够打开现有表格数据的“同步化”订阅。IS 150通过公布/订阅(subscribe)机制、内存数据表格和管理逻辑提供数据同步化，用于通过系统编组事件和报警。IS 150提供多种基于消息接发(messaging)TCP/IP的技术，包括套接字、UDP和公布/订阅。
例如，IS 150结构能够使用多个数据集线器(即，SQL数据库)，其能够提供实时数据管理和订阅功能。应用程序模块和用户接口使用SQL消息存取和更新数据集线器中的信息。由于将运行时间数据传递到相关数据库的执行限制，运行时间数据被传递到由IS 150管理的内存数据表格中。当晶片处理结束时，这些表格的内容能够被传递到相关数据库。
在图1所示的例证性实施例中，显示了单一的客户工作站170，但这对于本发明不是必须的。APC系统145能够支持多个客户工作站170。在一个实施例中，客户工作站170允许用户组态传感器：查看状态，包括工具、室和传感器的状态；查看处理状态；查看历史数据；查看错误数据；和执行建模及制图功能。
在图1所示的例证性实施例中，APC系统145能够包括APC服务器160，其能够耦连于IS 150、客户工作站170、GUI组分180和数据库190，但这对于本发明不是必须的。APC服务器160能够具有多种应用程序，包括至少一种工具相关的应用程序，至少一种模块相关的应用程序，至少一种传感器相关的应用程序，至少一种IS相关的应用程序，至少一种数据库相关的应用程序，和至少一种GUI相关的应用程序。此外，APC服务器能够具有多种处理相关的应用程序。
APC服务器160包括至少一种计算机和软件，其支持多个处理工具；收集来自工具、处理模块、传感器和探针的数据并使之同步化；将数据存储在数据库中，使用户能够查看现有图表；和/或提供错误检查。例如，APC服务器160能够包括操作软件，例如Tokyo电子公司生产的Ingenio软件。APC服务器允许在线系统组态，在线组间错误检查，在线晶片间错误检查，在线数据库管理，和用基于历史数据的模型对汇总数据进行多变量分析。此外，APC允许允许实时监视处理和处理工具。
例如，APC服务器160能够包括最少3GB的可获得磁盘空间；至少600HMz的CPU(双处理器)；最小512Mb的RAM(物理存储器)；一个RAID 5组态的9GB SCSI硬盘驱动；大小为RAM两倍的最小磁盘高速缓冲器；安装有Windows 2000服务器软件；微软互联网浏览器；TCP/IP网络协议；和至少两个网卡。
表格的软件接口通过TCL和SQL的组合提供。例如，在背景中工作的装载(loader)处理能够将数据传递到数据库，从而将来自文件的SQL命令发送到数据库。将数据从内存表格转移到永久表格能够通过将SQL写入到文件并将该文件设置在装载目录中加以实现。在执行SQL之后，文件能够被自动地从装载目录中删除。
收集在系统中的数据在实时传感器收集与数据库存储之间经过一系列的步骤。从系统收集的数据首先被装载到IS 150的实时存储SQL数据库中。SQL数据库为待通过不同算法处理的数据提供物理位置，该算法由用户通过APC系统数据管理部分中的规划以及由控制作业定义的订阅加以定义。
APC系统145能够包括至少一个存储设备，其存储含有来自传感器的原始数据的文件以及含有来自工具的跟踪数据的文件。如果这些文件未被适当地加以管理(即，有规律地删除)，那么存储设备会耗尽磁盘空间，并会停止收集新的数据。APC系统145能够包括一种数据管理应用，其允许用户删除旧的文件，借此空余出磁盘空间从而能够无干扰地继续收集数据。APC系统145能够包括多个用于操作系统的表格，并且这些表格能够被存储在数据库190中。此外，能够网络连接其他的计算机(未显示)，例如原地或者异地计算机/工作站和/或主机，从而对一个或多个工具行使例如数据/图表查看，SPC制图，EPD分析，文件访问的功能。
如图1所示，APC系统145能够包括一个GUI组分180。例如GUI组分能够运行作为APC服务器160、客户工作站170和工具110上的一个装置。
GUI组分180使APC系统用户能够用最少的输入执行期望的组态、数据收集、监视、建模和发现并修理故障任务。GUI设计遵循半导体制造设备的SEMI人接口标准(SEMI Draft Doc.#2783B)，以及SEMATECH策略单元控制器(Strategic Cell Controller)(SCC)用户接口风格向导1.0(技术转让92061179A-ENG)。本领域技术人员会意识到，GUI面板/屏幕能够包括左-右选择tab(制表标识)结构和/或右-左结构、下-上结构、上-下结构或者组合结构。
此外，尽管图解的屏幕是英文版本，但这对于本发明不是必须的，也能够使用不同的语言。
另外，GUI组分180提供了一个联系APC系统和用户的方式。当GUI开始时，会显示登陆屏幕，验证用户名和密码并提供第一级保护。理想地，用户能够在登陆之前用安全性应用软件(securityapplication)注册。用户名的数据库检查指示被授权水平，这将简化可获得的GUI功能。非授权用户的选择项目能够不同并且不可用。安全系统还允许用户改变已有的密码。例如，能够用一个浏览工具例如Netscape或者互联网浏览器打开登陆面板/屏幕。用户能够在登陆区输入用户ID和密码。
经授权的用户和管理员能够使用GUI面板/屏幕修改系统组态和传感器设置参数。GUI组分180能够包括一个组态部件，用于允许用户组态处理工具、处理模式、传感器和APC系统。例如，能够为处理工具、处理模块、传感器、传感器实例(sensor instance)、模块暂停和报警器中的至少一个提供GUI组态面板/屏幕。组态数据能够被存储在属性数据库表中，并且在安装时能够用默认值加以设置。
GUI组分180能够包括一个状态组分，用于显示处理工具、处理模块、传感器和APC系统的当前状态。此外，状态组分能够包括一个制图组分，其使用一种或多种不同类型的图表向用户提供与系统相关的和与处理相关的数据。
另外，GUI组分180能够包括一个实时操作组分。例如，GUI组分能够耦连一个背景任务，并且共享系统逻辑能够提供同时被背景任务和GUI组分使用的共用功能。使用共享逻辑能够保证返回到GUI组分的数值与返回到背景任务的数值相同。而且，GUI组分180能够包括一个APC文件管理GUI组分和一个安全组分。还可以有帮助面板/屏幕。例如，以PDF(可移植文档格式)和/或HTML格式提供帮助文件。
如图1所示，APC系统145能够耦连一个工厂系统105和/或一个E-诊断系统115。工厂系统105和/或E-诊断系统115能够提供装置，用于外部监视和用于外部控制工具、模块、传感器和半导体处理系统中的处理。选择地，工厂系统105和/或E-诊断系统115能够进行工具状态监视。例如，用户能够使用基于网络的终端访问工具状态监视系统，其中该终端通过工厂系统105和/或E-诊断系统115与半导体处理系统耦连。
此外，APC系统和E-诊断系统能够一起工作从而实时地解决问题。例如，当APC系统145探察到一个错误时，APC服务器会将诊断该问题所需的消息打包并发送到E-诊断系统或者存储起来用于以后被E-诊断系统访问。操作方法能够用安全限制和/或客户商业规则加以确定。
另外，APC包括用于添加传感器、编辑数据收集规划的装置，其是语境和/或事件驱动的。例如，这能够允许E-诊断“探针”和/或为E-诊断系统下载的软件部分发现并修理系统故障。APC系统能够包括一系列便携式诊断工具，其能够提供额外的用于诊断、探察和/或预测问题的数据。例如，APC系统能够使用这些诊断工具作为附加传感器。以支持多种协议，包括模拟输入，的通用传感器接口作为最低的水平，局部便携式诊断单元能够被耦连到工厂系统，然后由APC系统、E-诊断系统和/或工厂系统遥控使用。
APC系统能够安装一个新设备，其在遥远的工厂内开发出来并且从工厂或者E-诊断系统下载下来。例如，该新设备能够局部地位于APC服务器中。APC系统能够学习新的处理过程和动态地添加传感器、添加设备、甚至为传统的传感器添加GUI屏幕。而且，APC系统能够执行非常特殊的处理过程，例如时限分析定位，从而计算出工具和/或模块何时会失效(即，有关马达或者激励器臂位置的晶片处理系统问题)。
此外，APC系统能够根据工具性能改变采样速度。例如，能够根据工具的健康状况改变数据收集采样速度和分析量。APC系统还能够预测问题，或者探察到某个工具和/或模块的运行接近极限条件。
此外，高级用户和管理员能够使用GUI屏幕修改系统组态和传感器设置参数；形成和编辑工具相关的策略和规划；和/或修改工具和模块的数目。
APC系统用可组态的系统实现，其使得客户(终端用户)能够添加处理工具、处理模块和/或传感器。APC系统提供了开发环境和使得客户能够定制(customize)监视软件的方法学，添加分析设备，和/或在环境中安装和监视新的工具、模块和传感器。
APC系统软件结构包括四个功能部分：数据采集部分，消息系统部分，相关数据库部分和后处理部分。该结构还包括用于存储运行时间数据采集参数的内存数据表。APC系统不但是一个工具，还是一个工具代理，其提供语境信息和用于使数据采集与工具处理同步化的开始-停止时限命令。
数据采集部分收集被称作参数的数据点并将其写入文件中。消息系统使用内存数据表暂时存储从数据采集部分接收的运行时间数据。由代理和/或工具客户通知消息系统开始和结束数据采集周期。当数据采集周期结束时，数据被传递到相关的数据库中，并且内存数据表被清空用于下一个采集周期。在运行时间对消息系统提供的数据进行后处理；存储在相关数据库中的数据的后处理则离线执行。
APC系统的目的是使用实时和历史数据改进半导体处理系统的性能。为了获得该目的，需要在潜在问题出现之前把它们预测出来并且加以修正，从而减少设备停工期和制造出非成品晶片的数目。这能够通过收集数据然后将该数据馈送给软件算法而实现，其中软件算法对特殊工具、处理模块和/或传感器的行为进行建模。APC系统输出处理参数的适应值(adaptation)，而后它们被前馈或者反馈以便将工具性能维持在特定的范围内。该控制能够以不同的形式在不同的水平上实现。
APC系统的报警管理部分能够提供错误探察算法、错误分类算法和/或错误预测算法。APC系统能够预测何时某个工具、处理模块和/或传感器会失效，并且能够确定可能的解决方法用于修正失效和减少在维护和处理功能期间生产出非成品晶片的数目。
错误预报是错误探察和失效建模的组合。该方法能够用于优化室清洗和可消耗部件的替换，并且在生产发生暂停时使预防性维护任务的“机会进程”(opportunistic scheduling)更方便。错误预报能够基于复杂的多变量模型或者简单的单变量关系(例如，腐蚀中湿清洗的APC角)。例如，错误预报能够用于预测何时某个工具、处理模块和/或传感器会失效，以及何时对工具、处理模块和/或传感器进行维护。
GUI设备使用户能够确定传感器是否在收集数据。当数据收集规划不需要来自传感器的数据时，传感器状态叙述为用户提供了一个指示，即该传感器不希望继续工作。例如，当数据收集规划不需要来自传感器的数据时，传感器状态应当为“在线关闭”，而当用户在系统水平关闭传感器时，状态应当为“离线关闭”。
工具、模块和/或传感器的接口能够容忍错误和服务相关的中断。此外，接口还提供了设置和发现并修理故障的能力。例如，当发生中断时，工具、模块和/或传感器和/或APC系统能够探察到中断并且初始化日志、报警和自动恢复/分析以确定正确的行为和使功能性损失最小。这样，能够使用户减少当工具、模块、传感器和/或APC系统在以恶化的功能工作时生产出产品的风险。
此外，发现并修理故障和/或维护设备能够在服务/维护模式期间执行。出于发现并修理传感器通信故障的目的，传感器能够在不运行晶片的情况下进行检查。例如，传感器能够从基于WEB的GUI加以设置、开启和停止。该特征能够普遍地用在传感器设置和例行传感器维护中。
APC系统能够如东京电子有限公司(Tokyo Electron Limited，INC)的Doc.No.1D97-A50003-21所示地被加以安装和组态。该文献的标题为“APC安装/启动方法”，并且本发明引用其全部内容作为参考。
图3是根据本发明一个实施例的APC系统简化数据流程图。主要数据流程路径如图3所示。APC软件结构包括四个功能子系统：数据采集子系统，消息系统子系统，相关数据库子系统和后处理子系统。该结构还包括用于存储运行时间数据采集参数的内存数据表。APC软件不但是一个工具，还是工具代理，其提供内信息和用于使数据采集与工具处理同步化的开始-停止时限命令。
数据采集子系统收集被称作参数的数据点并将其写入到文件中。消息系统使用内存数据表暂时存储从数据采集子系统接收的运行时间数据。代理客户向消息系统通知数据采集周期的开始和结束。当数据采集周期结束时，数据被传递到相关的数据库中，内存数据表被清空用于下一个采集周期。由消息子系统提供的数据的后处理在运行时间内被执行；存储在相关数据库中的数据的后处理则离线执行。
数据采集，也称作数据收集，通过两条路径实现。工具在晶片运行期间收集数据并将该数据存储在跟踪文件中。当每个晶片在工具上处理之后，跟踪文件被从工具复制到APC文件系统，在APC文件系统中APC软件解析该文件并将数据传递到内存数据表中。而后内存数据被发送到相关的数据库并最终传递到后处理组分。
处理相关数据由APC系统收集，其使用一个或多个传感器，每一个都使用一个数据记录器。在运行时间中，数据被发送到与工具上的跟踪文件类似的文件。当配方结束时，文件被解析并且数据被发送到内存数据表中，该内存数据表由IS 150加以管理。
后处理数据沿着两条路径中的一条流动。当后处理在运行时间中完成时，数据从IS 150流向至少一个后处理组分。当后处理被离线完成时，数据从相关数据库流向后处理组分。这两条路径如图3所示，并分别标记以“运行时间”和“离线”。
图4图解了根据本发明一个实施例的错误探察和分类(FDC)处理的简化流程图。在图解实施例中，腐蚀处理模块与APC结构的各种组件一起显示。
在图4中显示了导入(incoming)晶片状态和导出(outgoing)晶片状态。例如，导入晶片状态的特征能够由晶片ID、组ID、盒子号(cassette number)、插槽ID、处理步骤或者层数目、工艺配方构成的语境(context)加以表示。还可以获得额外的信息，例如导入层厚度。同样，导出晶片状态的特征能够由晶片ID、组ID、盒子号、插槽ID、处理步骤或者层数目、工艺配方构成的语境加以表示。
还显示了腐蚀处理模块，但也能够使用其他的模块。例如，等离子体腐蚀处理能够以一个配方为基础并且能够包括一个或多个步骤。步骤能够被连续地编号，并且在处理设定点保持恒定时指示时间周期。处理设定点在步骤的分界线处根据配方而改变。
另外，还显示了模型导出组分(model derivation component)，例如模型导出组分能够包括处理模型引擎对当前晶片处理进行分析所需的组态和数据。该组态能够由用户，通常是处理工程师，提供，并且包括传感器设置、待收集处理变量列表、待收集传感器变量列表、如何处理每个变量以及选择执行哪种类型建模的指令。数据能够包括从表示处理正在正常工作的训练组(training set)获得的数值。
图4还显示了处理模块(PM)状态、传感器和处理数据元。APC系统的一个功能是从各种传感器收集数据并使数据收集与腐蚀工具中的处理同步化。待收集数据的数目和类型取决于组态参数，其被称作数据收集规划。处理模块(PM)状态、传感器数据和处理数据能够被收集在一个表格中。数据收集通过来自工具代理的事件与腐蚀处理同步，该事件由工具代理客户报告。
如图4所示，处理模型引擎能够对原始数据进行处理和分析以及提供各种用于比较当前处理与训练组所表示的先前晶片处理的方法。根据数据分析规划能够生成所选变量的汇总，并将汇总数据发送给模型引擎。例如，模型引擎能够支持“PCA”和“PLS”模型。典型地，如果只知道处理变量，则使用PCA。如果已知处理变量和测量数据，则使用PLS。
图4还显示了数据管理系统元件。在APC系统中，所采用的数据和行为被传递到数据管理系统。数据管理系统包括永久数据库以及用于保存传感器和处理数据的文件系统。传感器数据、处理数据以及传感器和处理数据的处理结果根据数据收集和数据分析规划中的设定传递到永久数据库和文件系统。
在图4中，模型输出元件被显示标记有“预期结果或者从预期结果导出的结果”。例如，来自处理模型引擎的输出是预期结果或者从预期结果导出的结果，其处于一个或多个数字值的形式。在PCA或者PLS分析的实例中，该数值表示处理变量的收集，其中处理变量被汇总作为数据库中统计参数并被标记以“T2和Q”。其他的汇总能够通过处理模型引擎根据数据分析规划中的组态而产生。
图4还显示了查询元件，其中用SPC运行规则以及一系列被称作“Western电规则”的图形匹配规则比较预期结果或者从预期结果导出的结果，其中SPC运行规则包括上下数值极限。术语处理极限是指为特殊的处理确定的一系列数字值。这些数值能够包括上控制极限和下控制极限。当处理不在极限范围内时则根据分析策略中的组态采取行动。
在1中，导入晶片状态被提供给腐蚀处理模块。例如，导入晶片的特征能够由晶片ID(划片)、组ID、层数目或者处理步骤、盒子号、插槽ID和腐蚀配方名称加以表征。该信息在腐蚀处理之前被传递到腐蚀工具，并与“晶片导入”事件一起传递给APC系统。该事件及相关数据从工具代理发送到工具代理客户。一旦接收到“晶片导入”事件，APC服务器将相关数据传递给内存表，并根据配方名称对数据收集规划所需的传感器组态进行查询，并且将组态发送给每个传感器。之后，腐蚀处理将“配方开始”事件从工具代理发送到工具代理客户，发出开始腐蚀处理的信号。APC服务器通过向每个传感器发送“开始采集”命令作出响应。此外，在腐蚀晶片处理期间也可能有其他的事件。
在2中，腐蚀处理模块提供数据，例如PM状态、传感器数据和处理数据。例如，腐蚀处理一完成，腐蚀器模块就能够将腐蚀处理数据文件写入到腐蚀器模块上的局部磁盘驱动器中，并能够将“配方结束”事件从工具代理发送给工具代理客户。一接收到“配方结束”事件，APC服务器就将数据文件从工具转移到APC服务器文件系统。文件转移一完成，APC服务器便解析每个处理文件和传感器数据，并将结果传递到内存表。
在3中，能够使用腐蚀处理数据建立导出晶片状态。例如，能够从工具代理发送“晶片导出”事件到工具代理客户加以表示处理结束和从腐蚀步骤中除去晶片。APC服务器能够通过将事件和相关数据传递到内存表并且初始化任何与晶片对象有关的处理程序而作出响应。
在4中，模型导出输出被提供给模型引擎。例如，汇总计算的完成能够引发执行处理模型。此时，模型导出被读出到处理模型引擎内，其中模型导出由一系列来自先前分析训练组(trainning set)的指令和输入数据构成。模型导出可以包括关于如何输出结果作为由预期结果的导出结果的指令。
在5中，PM状态、传感器数据和处理数据能够被提供给模型引擎。例如，一旦处理和传感器数据被传递到内存表，就能够开始对数据进行处理。处理通过产生汇总计算、产生腐蚀工艺配方内单个处理步骤的统计汇总继续进行。用户能够对参数选择和待执行统计计算类型的选择进行组态。能够为每个参数和处理步骤计算平均值、标准差、最小值和最大值。这些计算的结果能够被传递到内存表中用于进一步的处理。如果测量结果不是必需的，则汇总计算处理的完成能够引发处理模型的执行。
在6中，模型引擎输出其结果。例如，处理模型引擎的执行会产生一个或多个数值结果，其形式为预期的或者从预期导出的结果，这取决于模型导出的指令。这些结果的每一个都能够被发送给一个运行规则评估处理(run rule evaluation process)，用于对一系列可组态的运行进行评估。这些规则包括对表示处理是否处于极限内的一系列数值的当前点进行评估。
在7-10中，所显示的处理适合于当处理不在极限内的情况。例如，当探察到错误时，系统能够被组态以通知工程师。这能够通过报警系统实现，即或者发送E-mail或者通知适当的人员。
当探察到错误时，系统能够暂停工具。这能够通过将一个数值发送给一个特殊的工具维护计数器而实现。当探察到错误时，系统能够被组态成建议进行维护。这能够通过报警系统实现，即或者发送E-mail或者通知适当的人员。当探察到错误时，系统能够被组态从而对错误进行分类。这可以是一个手动操作，包括按照从表示报警的SPC图表到属性图表(如果处理模式使用PCA或者PLS)再到跟踪图表的顺序进行操作。
在11和12中，数据被发送到数据管理系统。例如，如果没有探察到错误，则该事件能够被传递给数据管理系统。另外，当探察到错误或者需要进行修正时，错误行动能够被传递到永久数据库。
在13和14中，数据在模型引擎和数据管理系统之间进行交换。例如，在处理数据被处理模型引擎加以处理和分析之后，它能够被传递到永久数据库。此外，某些情况(scenario)需要在处理模型引擎中重新构建先前处理运行的历史数据，从而与处理的当前状态进行比较。还有，处理模型引擎能够根据处理和传感器数据预测CD。一段时间之后，会知道这种模型来自于(drift from)实际的处理性能。与实际测量结果进行反复比较能够为本草案修正处理模型。
APC系统145(图1)能够包括多个用于操作该系统的表格，并且这些表格能够存储在数据库190内(图1)。
表格能够包括一个组分表，其能够用于组态系统的组分，例如输入传感器器件、处理工具、分析模块、输出接口、设备资源等。例如，组分表能够包括如下项目，例如指定唯一的模块/组分ID、描述模块/组分等。
此外，表格能够包括一个属性表，并且组分表中的每个组分在属性表中都能够具有多个相关记录，该属性表能够用于指定如下事件，例如器件定位、时钟补偿、上一次校正时间、所有者工程师等。例如，属性表能够包含工具、室等的设置信息。系统组态参数能够如下地存储在属性表中，即类型＝“系统”和ID＝“组态”。表的剩余列，名称和数值，用于识别特殊的参数及其数值。
此外，APC系统组态GUI屏幕能够从属性表获得数据。例如，当用户执行保存或者删除操作时，属性表中的数据能够被更新。
APC系统还能够包括一个运行属性表，其能够用于管理组分、处理运行、模型数据表和其他项目的标准化存储对(名称、数值)。利用这种分离的表格，对的数目没有限制，并且能够迅速地找到特殊的项目，因为它们被标准化且被索引表示。一些表格具有非标准化的属性区；其在下述情况中使用，即属性的预期数目较小且使用模型不要求对各个数值进行更好地直接存取。
APC系统还能够包括一个联结表(association table)。它能够是一个用于表示关联的通用表(generic table)。例如，模型与模型输入数据表的关联能够是：母体类型＝’模型’，母体ID＝’我的模型1’，项目类型＝’表格’，项目ID＝’模型数据1’，属性＝’{上一次编辑{1999-05-1909:30:23}}’。
此外，APC系统能够包括一个处理运行表，其能够用于定义原始运行的索引表(header table)。处理运行表能够包括如下项目，例如开始时间、晶片、材料类型等。语境行能够在任何相关原始行(rawrows)之前产生，从而软件知道语境。运行的其他相关属性被记录在属性表中并用一个参数，例如运行ID，加以结合。
进一步，APC系统能够包括一个器件运行表，其包括传感器器件运行的设置和操作参数。例如，器件运行表还能够包括索引数据，用于指示将那些观察结果写入到原始运行数据中。这允许在各次运行之间改变设置和所收集的数据。
此外，APC系统能够包括一个原始运行数据表，其能够用于收集和公布原始观察结果。例如，每个晶片都能够具有与其有关的原始运行数据表。
模型映射表也能够用于组态将原始传感器读出结果映射到模型数据表中。例如，输出表能够被组态成具有无遗漏值的完整行，并且有组态选项，例如插入数据，或者使用先前的观察结果，其能够在生成输出期间被使用。该表格在属性表中还能够具有属性，表明谁设置的图、上次修改是何时等。
另外，APC系统能够包括一个模型列表格，其能够用于描述模型数据表中的列。例如，该数据能够用于动态产生新的模型数据表。模型数据表能够被动态地产生从而为模型分析保持输入和输出数据。表格的生成和填充(population)能够被组态在原始数据(raw)到模型数据映射表中。
APC系统还能够包括一个运行汇总表，其能够含有运行汇总信息。例如，运行汇总表能够含有如下信息，如运行ID、运行类型、数值名称、开始步骤、结束步骤、最小值和最大值。
APC系统还能够包括至少一个报警表，其能够含有报警信息(例如，时间标记、报警编码、说明等)。
还能够提供多变量分析模型表。例如，该表和相关表能够通过解析多变量建模应用，例如Simca-P，的输出而填充(populate)。组态对话能够用于推进和从用户获得不能够被解析和计算的数据项目。
APC系统能够包括多个在系统操作期间使用的应用，这些应用能够包括：工具APC主应用；APC报警应用；一个或多个传感器接口应用；APC数据库管理支持应用；APC数据收集支持应用；APC事件管理支持应用；探针接口应用；APC处理室支持应用；APC策略选择应用；工具接口应用；晶片数据应用；和APC规划执行器应用。
此外，APC系统能够包括调试和诊断应用，其能够从安装了软件的网络的任何位置加以执行，这些应用应用能够用于检查、诊断、调试和/或修改APC系统。例如，APC服务器160能够执行文件维护。选择地，工作站能够执行文件维护。日志文件能够存储在数据库190中并且用于发现并修理APC系统的问题。这些文件能够被保持有限的时间。系统错误和其他应用失效的原因能够在日志文件中找到。例如，日志文件能够包括报警日志，其含有例如系统错误消息和事件时限等信息；工具事件日志，其含有事件信息；和操作系统日志，其含有APC服务器的活动历史。这些日志能够被组态用于循环登录(文件一旦达到特定的大小就删除最老的数据)，从而使维护最小化。
另外，APC系统145能够包括接口应用，其能够向客户的制造执行系统(MES)通知报警和事件信息。
接口服务器的消息收发组分能够用于提供各应用之间的连接和消息流。例如，应用模块和用户接口能够使用SQL消息存取和更新数据集线器中的信息。
例如，工具APC主应用能够包括一系列方法，包括：关闭所有方法，其能够用于在关闭后进行清除；初始化方法，其能够用于初始化参数；Lgmgr导入方法，其能够用于导入逻辑管理器处理的优先权；装载组态方法，其能够用于从数据库装载系统组态；装载状态方法，其能够用于从数据库装载系统状态变量；保存组态方法，其能够用于将系统组态保存到数据库中；和更新GUI时间方法，其能够用于更新GUI时间参数。
此外，工具APC主应用能够使用存储变量，并且能够有两种与工具APC主应用有关的记录格式：系统请求日志，其是ASP系统日志请求记录；和属性记录格式，其是使数据进入或者输出属性数据库表的记录格式。
此外，APC系统145能够包括一个APC报警应用，其能够处理来自系统的APC和工具报警。APC报警应用能够使用至少一个存储变量，其能够保持报警文本用于GUI显示。报警文件方法能够用于将APC和工具报警写入到数据库中的报警表内。报警文件能够包括两个参数：报警消息和事件ID。该方法调用(call)报警TCL API并传递报警信息。报警能够通过执行报警管理程序进行处理。例如，当发生报警时，能够发送电子邮件；将条目(entry)写入到永久数据库的报警表中，用GUI状态显示器显示报警文本。此外，当系统从报警中恢复时，条目被写到报警表中，并且能够用GUI状态显示器显示文本消息。另外，用户能够通过报警日志GUI屏幕查看报警表的内容。
另外，APC系统145能够包括一个或多个传感器接口应用。例如，能够使用至少一个OES数据记录器记录来自每个光发射传感器的数据，并且每个与处理工具有关的OES传感器都能够有一个OES器件接口。能够有多种与OES数据记录器应用有关的方法，包括：获得收集数据并将数据写入到文件的采样方法；在开始时运行的初始化方法；设置用于记录的传感器和打开用于写入的文件的设置方法；开始OES器件连接的开始器件方法；开始记录数据的开始记录方法；停止OES器件连接的停止器件方法；和停止记录数据、写入控制寄存器并关闭文件的停止记录方法。
此外，能够提供APC数据库管理应用作为APC系统145的一部分以便执行APC和SPCDB数据库中的日常数据备份、数据存档和数据删除(即，备份和存档能够被压缩和打包)。
例如，BADRR利用程序能够被组态从而备份和清除图表的历史数据点。BADRRGUI模块能够包含多个GUI面板，用户能够与之交互作用从而确定如何处理该数据。备份功能能够用于确定什么数据应当被备份(备份数据包括组态数据而不只是运行晶片数据)。存档功能确定应当被存档的数据。删除功能能够确定什么数据应当被删除并一次一个运行ID地处理它们。数据在存档之后只能够被删除。保存功能能够取出保存在备份目录中的当前文件，将它解压缩到工作目录并根据文件名保存每个表格。恢复功能能够取出保存在存档目录中的所选文件并单独地处理每个文件，将文件解压缩到工作目录并根据文件名恢复每个表格。重索引功能能够收集表格和索引中的当前统计；在恢复数据时，这能够给确定最佳访问规划的优化器(optimizer)提供最精确的信息。重组织(reorg)功能通过重新构建行来消除碎片数据并通过压缩信息从而重新组织表格。当APC系统没有收集数据时，只能够执行重组织功能。
在APC系统145中还能够提供APC数据收集支持应用。APC数据收集支持应用能够包括多种方法，包括如下功能的至少一种：获得组(lot)数据功能，获得晶片数据功能，设置传感器功能，开始传感器功能，停止传感器功能和装载默认规划功能……
在APC系统145中，还能够提供APC事件管理支持应用。APC事件管理支持应用能够用于根据事件分派方法。APC事件管理支持应用能够包括多种方法，包括如下的至少一种：激活事件方法，文件准备方法，报警方法，组结束方法，组开始方法，配方结束方法，配方开始方法，RF关闭方法，RF开启方法，晶片导入方法和晶片导出方法。进一步，能够提供探针接口应用作为APC系统的一部分。探针接口软件能够在探针与传感器接口之间进行通信，并能够在RS-232上使用基于专有者文本的协议。
例如，在设置探针期间能够发出SCNx＝freq的命令并且在事件中由晶片引发。变量x能够是0-16的索引数字。频率能够指定为赫兹。当接收到配方开始事件时，能够开始记录。此时，能够以固定的周期(即，采样之间的时间)发出SCN命令，其数值能够存储在寄存器中。当发出SCN命令时，探针能够为每个由设置命令指定的频率返回一个数据线程。每个线程能够包括频率、时间、状态、电压、电流、相和阻抗。
在APC系统145内还能够提供APC处理室支持应用。APC处理室支持应用能够包括多种方法，包括：从工具代理接收事件并更新整个存储器的接收工具事件方法和为处理室更新状态变量的更新状态方法。APC处理室支持应用能够包括多个存储器变量，包括：用于描述处理室状态的室变量；用于描述当前组运行的当前组变量；和运行ID计数器变量，其是每次都增加的运行ID的一部分。
另外，APC系统145能够包括工具接口应用。该工具接口应用能够管理工具接口、文件转移和一般状态(general status)。例如，工具接口应用能够包括多种方法，包括：从工具采集事件ID的改变事件方法；通过器件接口调用的器件失效方法；通过器件接口调用的器件恢复方法；从工具接收活动事件的活动事件方法；当代理通信丢失时运行的代理下载清除方法；检查活动标记的状态从而查看代理是否失效的检查活动方法；将事件分派给适当方法的事件分派方法；当工具代理发送来新的未经请求的事件时被引发的事件接收方法；当记录尺寸改变时发现记录尺寸的采集工具记录尺寸方法；从工具下载跟踪文件的获得跟踪数据方法；将客户代理下载到工具从而开始通信的开始代理方法；和停止代理客户以及代理的停止代理方法。
APC系统145还能够包括一个晶片数据应用。晶片数据应用能够提供晶片数据的模拟动态定位。与晶片数据应用有关的存储器变量包括设定池阵列尺寸的晶片池尺寸变量，晶片池阵列是晶片记录的池。与晶片数据应用有关的方法包括在工具接口停止之后清理晶片的清理方法，和将晶片池初始化到已知状态的初始化晶片方法。
另外，APC系统145能够包括一个APC策略选择应用。APC策略选择应用能够使用存储器变量，其能够包括每个室的策略活动名称。例如，APC策略选择应用能够使用一种方法，例如语境匹配以确定运行哪种策略。主机能够通过指定控制策略名称或者下载控制策略而选择控制策略。
APC系统的操作能够用语境驱动的策略和规划加以建立。策略用于定义在APC系统的一系列过程中应当发生什么。这一系列过程能够与组、批、晶片、配方或者一系列机器活动有关。策略能够包括处理、前处理和后处理活动的组合。每种策略都能够包括多个规划。规划或者一系列规划的运行控制能够被称作控制作业。
策略能够是预先定义的脚本，其根据事件被激活和失活。例如，控制作业能够对给定的语境(组、室、工艺配方等)为在处理室中运行的晶片设置一系列数据收集和组态规划。与能够在多个室中运行的组语境有关的策略能够为每个模块设置规划。策略语境能够被定制，用于：高优先权组；室资格认证(qualification)运行；外来材料监视；室调节；组数目；配方名称；处理室；及组合。
APC系统145能够进一步包括一个APC规划执行器(PE)应用，其能够用于确定运行哪种策略。例如，策略能够指定一系列应当在任何给定时间被激活的规划；通过PE对事件进行评估从而确定待运行的特殊策略；并且活动能够以规划的形式被执行。规划能够是对单个晶片的特殊活动。该活动能够由预定的配方指定，其中预定配方为给定的晶片、组或者晶片运行系列管理传感器设置、数据收集和数据分析。
PE应用能够同时开始多个规划。例如，能够为每个室运行至少一个规划，并且能够为每个工具运行至少一个规划。规划持续的时间可以和两次室清洗之间的时间一样长，或者和运行单个晶片的时间一样短。
图4显示了根据本发明实施例的事件语境、策略、控制作业和规划的示例关系图。事件，无论是内部的还是外部的，能够被馈送到APC系统并被适当地激活。对于每个产生事件的接口，都能够有一个系统应用用于接受事件并传播(propagate)事件。
图5图解了根据本发明一个实施例的简化数据流程图。从工具和传感器到相关数据库的数据流能够用图5所示的简化数据流程图加以表示。在图解实施例中，箭头表示事件，并且每个箭头能够被标记一个事件名称。在这种情况下，时间的顺序是从图的顶部到图的底部。例如，图5所示的简化数据流程图能够用于图解在初始化、组处理和数据库管理期间，事件和数据在各组分之间的流动。事件能够直接到达用于处理和存储的接口服务器。接口服务器能够维护全局(globle)状态变量表。每个事件/报警能够用于更新相应的状态。
图6显示了根据本发明实施例的接口服务器的示例框图。在图解实施例中，能够用分布式消息集线器(Distributed Message Hub)(DMH)实现内部处理通信。例如，DMH系统能够向/从指定的被称作信箱的消息序列使用纯文本消息。当消息到达指定信箱时能够执行回叫逻辑(callback logic)。DMH系统能够使用非同步消息和消息序列使峰负载平滑并减少源负载。此外，传感器接口和数据库接口能够被写成DMH消息系统服务器的简单单线程客户。
例如，工具相关应用能够用于和一个或多个处理工具接口。工具应用能够包括一个代理客户，其能够用作与从某个工具产生的事件的接口。当从正在工具上运行的工具代理接收到事件时，代理客户能够处理该事件。工具应用能够包括一个事件接受器方法，其能够由来自代理客户的未经请求的数据触发。该数据能够以斑点(blob)的形式到达事件接收器方法，该斑点能够被直接映射成记录格式。此外，时间接收器能够将工具记录映射成处理室应用中的阵列记录，并且调用派遣事件方法。然后，该事件能够被传送到策略和控制作业应用。
当事件被传送通过APC系统时，一些对象能够通过改变状态起反作用。例如，能够使用组状态机器或者批状态模型。组状态机器能够被开启(用于组处理)和关闭(用于组闲置)，同样批状态机器能够被开启(用于批处理)或者关闭(用于批闲置)。
此外，能够使用工具状态机器。例如，工具状态能够包括工具就绪、工具运转、工具暂停和工具终止。当发现错误时，工具能够根据错误的严重程度被暂停或者终止。当工具被暂停时，能够使用GUI组分为APC用户显示即将作出响应的下一活动的选择。此外，GUI组分能够显示导致错误引发工具暂停的控制图表、前5种可能的原因，并且提供下一行动的选择—查看错误晶片的原始数据，查看错误晶片的主要组分评分散点图(score scatter plot)，查看错误晶片的分布图，查看和当前的错误晶片使用相同的配方处理的晶片的汇总数据历史，通过输入检索关键字指定待检查的数据，检查传感器，和跳过分析并清除工具暂停，跳过分析并进行工具离线维护。APC用户负责作出清除暂停的判断。
进一步，能够为每个处理模块(PM 120图1)设置处理室状态机器。例如，处理室对象能够具有三个状态变量：用法状态，使用中状态和配方状态。示例室状态能够包括“闲置”、“使用中”、“就绪”、“处理”、“等离子体未激活”、“等离子体激活”和“配方完成”。
对于一般的情况，每个数据记录器对象能够在传感器开启时被激活并且在晶片完成时被关闭。在某些情况下，数据可以在晶片之间被记录(环境数据——转移室真空度、温度、湿度等)。在这种情况下，记录器对象能够将大量与该数据相关的数据以一种采样速度输出到晶片，而以不同的采样速度输出到机器对象(可组态)。
此外，APC系统145能够包括一个控制执行组分，其具有用于调用APC功能的主接口和描述并指导处理控制的对象。最后，该组分执行控制策略。
在一个实施例中，至少有一个应用能够被配置成作为WindowsNT服务器运行。这样，该应用随着系统导入(boot)而开始，无需用户登陆；无论用户登陆还是退出，该应用都保持运行；该应用能够被配置成不与用户的显示器相互作用；并且该应用能够使用不同的登陆帐户(account)，其安全证书与登陆中用户的不同。
另外，APC系统145能够包括一个病毒保护组分。例如，在APC服务器160和客户工作站170上能够安装病毒保护应用，并且能够使用LAN连接根据预定的原则进行更新。
进一步，ACP系统145能够包括一个在线帮助组分，其能够被耦连于一个或多个GUI屏幕。例如，帮助屏幕能够被用户访问，并且以PDF(可移植文档格式)和/或HTML格式提供帮助文件。
APC系统应用能够忍受失效和服务相关的中断。另外，这些应用提供了设置和发现并修理故障的能力。例如，当发生中断时，APC系统应用能够检查中断并且开始校正行动从而使数据损失最小。这样，能够减少当APC系统以恶劣的工作性能工作时顾客继续制造产品的危险。
APC系统用可组态系统实现，该可组态系统使顾客(终端用户)能够添加工具、室和传感器。APC系统提供使顾客能够定制数据管理应用的开发环境和方法学。
TEL ingenio TL APC软件提供大量的功能——错误检查和分类(FDC)、E-诊断服务、和运行-运行(R-2-R)控制。FDC通过比较当前处理结果与历史数据并根据检查到的错误水平产生通知和干预进行工作。R-2-R同时提供前馈和反馈控制环从而在一段时间之后调节工艺配方和维护处理模式。
图8显示了根据本发明一个实施例用于监视半导体处理系统中某个处理工具的流程图简图。软件和相关GUI屏幕提供了一个简单的、用户友好的程序，用于监视系统中的一个或多个处理工具。能够为每个正在由半导体处理系统中的处理工具执行的处理步骤执行程序800。选择地，能够为一系列由半导体处理系统中的处理模块执行的生产步骤执行程序800。生产步骤能够是腐蚀处理、沉积处理、扩散处理、清洗处理、测量处理、转移处理或者其它的半导体制造处理。
在810，能够接收开始事件。例如，处理工具控制器能够发送开始事件到APC系统。选择地，另一个计算机，例如主机，能够发送该开始事件。开始事件能够是一个何时开始处理或者配方步骤的时间点并且能够是基于语境的。例如，晶片导入、配方开始、处理开始、步骤开始、模块开始和工具开始能够是开始事件。另外，当晶片进入处理室时能够发生开始事件。选择地，当晶片进入转移室或者当晶片进入处理系统或者当能够从主机或者IM获得数据时，能够发生开始事件。
控制策略能够定义在处理模块和/或处理工具上的一系列事件期间发生什么。控制策略能够为单个晶片、单个工具、单个组或者工具活动的组合定义一系列事件。控制策略能够包括处理活动的组合，并且控制策略能够与语境有关。理想地，语境信息用于使给定操作与另一操作建立联系。特别地，语境信息使一个处理步骤或者配方与一个或多个策略和/或规划相联系。
在815，执行控制策略。控制策略能够是语境驱动的，其中用户能够定义一个或数个语境项目，它们在选择控制策略时具有影响。控制策略能够被限定在系统/工具水平，而不是处理模块水平。这是必需的，因为R2R控制通常包括使晶片通过多个IM和处理模块。为给定的晶片执行一个控制策略。如果给定晶片的语境与多个控制策略相匹配，那么能够选择第一个匹配控制策略。
控制策略能够根据“一个晶片一个晶片”的原则加以执行。控制策略能够被指定为激活或者取消。当被取消时，控制策略不运行。控制策略能够被指定为仿真(simulation)，在这种情况下，其所有的控制规划都以仿真模式加以执行，这意味着不对工具改变配方。
控制策略可以包括多个控制规划。这会允许为给定的晶片指定多种控制模式。然而，必须指定单个控制规划作为实际上改变工具配方的控制规划。其它的控制规划能够以仿真的模式加以执行。
语境敏感的控制规划定义当处理系统/工具处理晶片时将采用何种控制活动。例如，控制规划的语境能够被定义为只选择单个处理系统配方。
控制规划信息能够被存储在内存表格和DB2中。控制规划可含有能够用于获得R2R控制的模型。系统配方和其它的语境应当从母体控制策略中继承。控制规划能够包括一个综合部分、一个控制部分和一个算法部分。综合部分能够确定哪些模块是控制数据源和R2R控制的靶标。控制部分能够为多个前馈变量提供支持。算法部分能够为不同类型的控制模式提供支持。
控制规划能够包含控制模型。当同时执行多个控制模型时，来自前一模型的输出可以用作对下一模型的输入。如果控制模型的输出改变了由前一控制模型在同一执行周期内设定的参数，则会产生报警消息和使用新的设定。处理模块能够包括一个或多个控制规划，在一个处理模块中或者与其它处理模块一起，一个控制规划能够提供数据到另一个控制规划。
控制规划含有选择待执行控制模型所需的信息。控制规划与一个且只与一个处理模块相关。因此，正在被控制的每个处理模块都需要有一个控制规划。
控制规划能够指定可使用控制模型的最小和最大范围。控制模块范围可以重叠。如果用户没有输入最小和/或最大范围，则所缺少的范围能够是无限的。
控制规划通常与处理模块和配方组合相关。当工具允许多个系统配方包括同一工艺配方时，多个控制策略能够分享一个控制规划。不同的处理模块配方可以有不同的处理模块配方限制。每个处理规划能够独立地设定配方限制，用于修改待发送到工具的配方。
预测模型能够表示基于实验的或者基于理论的模型。预测的指数权重移动平均(Exponentially Weighted Moving Average)(EWMA)方法是其中一个具有某些约束的基于理论的预测方法。部分最小二乘(PLS)回归方法能够用于产生基于实验结果的模型。可能需要执行模型过滤以修正模型预测的误差。
在控制规划中能够限定局外拒绝过滤器。用户能够设定执行控制所需的最小数目。如果没有提供点的最小数目或者由于过滤而消除了某个点，则在运行时间内会产生报警。
能够为控制规划所使用的每个控制模型指定最小和最大控制范围。如果没有指定最小值，则控制模型便没有最小范围。如果没有指定最大值，则控制模型便没有最大范围。可以有一个或多个控制模型匹配满足该选择标准。如果有超过一个控制模型相匹配，那么在运行时间内将使用所有的匹配控制模型。如果每个控制模型满足选择标准，那么将产生运行时间报警，并且规划将判断是否暂停该模块、使用“NULL”配方或者使用标称配方。
当待控制的新晶片进入系统时，选择满足系统配方和晶片语境的控制配方。当接收到测量数据时，第一匹配控制策略能够处理测量数据并使用所选局外方法除去任何的局外数据点。然后APC系统(R2R控制器)能够选择相应于测量数据的控制模型。接着执行控制模型并计算待发送到工具的参数设定。随后这些设定能够被发送到工具并存储在DB2中且标记为用于该晶片的设定。然后，能够处理其它的匹配控制策略，并且结果也存储在DB2中但不发送到工具。
如果在处理期间发现例外，则会产生报警并发送给APC系统(TL控制器)。
例如，控制策略能够被命名为控制策略A1，并且能够包括四个在不同时间执行的序列。序列1能够是使用第一测量配方在测量模块中执行的硬掩模CD处理；序列2能够是使用第一腐蚀配方在处理模块中执行的硬掩模腐蚀处理；序列3能够是使用第二测量配方在测量模块中执行的多CD处理；而序列4能够是使用第二腐蚀配方在处理模块中执行的多腐蚀处理。
在820，执行数据收集(DC)策略。APC系统执行DC策略，其是为为控制策略设定的，应用DC规划过滤器并且根据处理语境执行汇总计算。处理语境能够取决于正在执行的生产步骤和/或正被监视的室。语境确定为特殊的工艺配方执行哪种策略和/或方案。例如，如果配方包含语境项“硬掩模CD”，则当处理工具以任何含有语境项(元)“硬掩模CD”的配方进行处理时，就能够执行与“硬掩模CD”语境项相关的DC策略。
在运行期间，开始事件能够使APC系统查询当前的语境数据，确定哪些策略与语境相匹配，确定运行哪些规划，和调用它们相应的配方。控制策略记录能够含有语境匹配信息，例如晶片运行、工具、室、配方、插槽等。例如，APC系统能够比较运行时间语境信息并试图使其与策略数据库相匹配。每个控制策略能够含有如下语境信息的至少一部分：工具ID、组ID、室ID、盒子ID、插槽ID、晶片ID、配方ID、控制工作ID、处理工作ID、开始时间、结束时间、步骤数目、状态、维护计数器值、产品ID和材料ID。
处理语境能够取决于正在执行的处理和被监视的工具。在语境匹配处理中，搜索顺序是重要的。例如，搜索能够使用GUI表中的优先顺序加以执行。搜索能够用SQL语句(statement)加以执行。一旦确定策略，就能够自动地确定数据收集规划，包括传感器规划、数据预处理规划、判断规划。数据收集规划ID、数据预处理ID和判断规划ID能够被发送到“执行控制策略”模块。如果当执行比较处理语境功能时不存在匹配策略，则软件在工具状态GUI屏幕的错误区域显示错误消息，并且能够使用自动弹出窗口允许用户修正该错误。
语境能够通过语境元的组合加以定义。例如，语境能够是一个具有预定顺序的语境元阵列，或者语境能够是一系列呈字典格式的名称数值对。
另外，执行与DC策略有关的规划。能够执行数据收集规划、数据预处理规划和判断规划中的至少一种。此外，还能够执行传感器规划、参数选择规划和整理规划。
在生产高质量产品的生产运行期间收集的数据能够用于建立“良好工具状态”数据，并且后来收集的数据能够与该基准数据进行比较从而实时确定工具是否被正确地执行。
能够建立控制策略用于确定工具健康状态，作为质量控制(QC)检测的一部分。能够执行控制策略及其相关规划以保证系统或者系统的一部分，例如处理工具，恰当地工作。例如，能够在预定的时间或者当用户确定一个时间时执行工具健康状况控制策略及其相关规划。当执行工具健康状况控制策略及其相关规划时，能够收集诊断晶片数据。诊断晶片、样本晶片、产品晶片或者测试晶片都能够被处理，并且语境能够是工具、模块或者传感器诊断学。
能够为处理模块的制备处理，例如时效相关(seasoning-related)处理，建立控制策略及其相关规划。例如，在清洗处理(例如湿清洗)之后，能够用时效相关策略、规划和配方处理大量的样本晶片。用户能够使用作为APC系统一部分的策略和规划，或者用户能够用APC系统容易而迅速地开发新的时效相关控制策略。用户可以试用一系列不同的时效数据收集规划和配方从而确定哪种时效配方具有最佳的检测力。这些时效运行数据能够用于进一步精制处理和工具建模。
能够为处理模块的表征处理，例如室指纹识别，建立控制策略及其相关规划。例如，在维护处理之后，能够用指纹识别相关数据收集规划和配方处理大量的样本晶片。这些指纹识别运行的数据能够用于进一步精制处理和工具建模。指纹识别数据能够用于分析从而确定最佳模型，使影响晶片上处理结果的临界室失配最小化。
在执行数据收集规划时，设置静态和动态传感器。数据收集规划能够包括传感器设置规划。例如，通过传感器设置规划能够确定传感器开始和停止时间。通过传感器设置规划能够确定动态传感器需要的动态变量。配方开始事件能够用于告诉传感器开始记录。事件中的晶片能够用于设置传感器。配方停止事件或者晶片导出事件能够用于告诉传感器停止记录。
所收集的数据和所使用的传感器取决于DC策略语境。理想地，能够为产品晶片和非产品晶片使用不同的传感器，收集不同的数据。例如，工具状态数据能够是为产品晶片收集的数据的一小部分，而工具状态数据能够是为非产品晶片收集的数据的一大部分。
数据收集规划还包括数据预处理规划，其建立如何处理预期的观察参数，例如峰值计数、步骤整理、数值阈值和数值剪辑极限。
当执行数据预处理规划时，能够由原始数据文件产生时间序列数据并且保存在数据库中；能够由时间序列数据产生晶片汇总数据；并且能够由晶片数据产生组汇总数据。在晶片被处理的同时能够进行数据收集。当晶片脱离该处理步骤时，能够执行数据预处理规划。
数据收集规划是一个由用户组态的可再利用实体，用于收集期望的数据。数据收集规划由一个或多个分离处理模块上的一个或多个传感器的组态构成。该规划还包括选择应当由相关传感器收集的数据项目，以及保存哪些数据项目。
传感器能够是一个器件、装置、处理工具、处理模块、传感器、探针或者类似于传感器的其它实体，其或者收集观察数据，或者需要软件设置相互作用，或者能够由系统软件加以处理。例如，在数据收集规划中，处理工具和处理模块能够象传感器一样被处理。
多个相同传感器类型的装置能够被同时安装在工具上。用户能够为每个数据收集规划选择特殊的传感器。
系统中收集的数据在实时传感器收集与数据库存储之间经过一系列的步骤。所收集的数据能够被发送到包括实时存储SQL数据库的接口服务器。接口服务器能够为待处理的数据提供物理位置，该数据通过用户由APC系统中的规划限定的不同算法以及通过用户限定的配方加以处理。
APC系统为每个处理模块提供独立数据收集模型和设置模式；也就是说，每个处理模块能够独立于任何其他的处理模块；并且一个处理模块的设置不干扰其他处理模块的数据收集。这使半导体处理系统的非产品时间量最小。
当DC策略包括判断规划时，则执行判断规划。执行能够是基于规则的，并且包括SQL语句。在发生“开始事件”之后能够执行开始事件判断规划，而在发生“结束事件”之后能够执行结束事件判断规划。例如，当开始事件判断规划与控制策略相关时，它能够在开始事件，例如晶片导入事件、处理开始事件或者配方开始事件，之后被执行。开始事件判断规划能够是工具状态监视系统报警管理部分的一部分。
当在开始事件之后发生报警(即，探察到错误)时，与控制策略相关的判断规划能够发送消息和/或指令到干预规划从而采取如下活动：在状态屏幕上显示错误消息，将错误消息写入日志文件，发送暂停下一晶片消息，发送暂停下一组消息，发送报警消息到工具，和email给工具所有者。
判断规划独立地工作。每个判断规划不需要知道其它判断规划中的活动。结果，在活动中能够有一些冗余或者不连贯，并且干预规划能够用于解决任何问题。图9和图10中显示了策略和规划的示例关系图，图11中显示了判断规划和干预规划的示例关系图。
在825(图8)，能够根据处理语境执行分析策略。处理语境能够取决于正在执行的生产步骤和正被监视的工具。语境确定为特殊的处理步骤执行哪种分析策略和/或规划。例如，为了使分析策略与处理类型例如“硬掩模CD”相联系，分析策略的语境应当包含语境项目“硬掩模CD”。
分析策略能够是一个规划占有者(holder)。分析策略及相关规划在收集之后“分析”该数据。
在一个实施例中，处理语境能够与分析策略列表相比较。例如，当发生“处理开始”事件时，APC服务器160(图1)获得当前处理语境作为一个字符串。处理语境能够与分析策略列表相比较，然后确定合适的策略。
在该处理中，搜索顺序是重要的。例如，能够通过使用GUI表中的预定顺序执行搜索。能够使用SQL语句实现搜索。当确定分析策略时，能够自动确定统计处理控制(SPC)规划、部分最小二乘(PLS)规划、主元素分析(PCA)规划、多变量分析(MVA)规划、错误检查和分类(FDC)规划、判断规划和用户定义规划中的至少一种。分析规划ID和判断规划ID能够被发送到“执行分析策略”模块。如果当执行比较处理语境功能时不存在匹配策略，那么软件能够在工具状态GUI屏幕的错误区显示错误消息，并且能够向用户提供自动弹出窗口以确定待使用的正确策略。
能够有多种与运行语境相匹配的分析策略，为特殊的处理工具在特定的时间执行这些分析策略。用户通过在列表中上下移动策略确定特定语境中的策略顺序。当达到被选策略的时间时，软件能够从列表的顶部开始并向下进行直到发现与语境所确定的要求相匹配的第一策略为止，并且首先执行该策略。
另外，每个分析策略中能够有多个规划，并且用户通过在列表中上下移动规划确定分析策略中的规划顺序。当到达待执行规划的时间时，软件从列表顶部开始并沿着列表向下进行。
一种使用基于语境的执行的方法能够进行语境匹配。例如，当执行语境相匹配时，能够使用当前被处理晶片的语境。选择地，能够使用当前被处理基片或者其它半导体产品的语境。当语境被确定时，它能够与分析策略的语境相比较。当发生语境匹配时，能够执行一个或多个分析策略。
当执行分析策略时，确定分析规划和判断规划。例如，能够使用语境匹配执行软件模块，允许动态设置和援引至少一种分析策略。在一种情况下，晶片导出事件能够引发系统控制器查询当前语境数据，确定运行哪种分析策略，和调用相应配方从而确定相关规划。
此外，执行与分析策略相关的规划。当执行分析规划时，能够执行SPC规划、PLS规划、PCA规划、MVA规划、FDC规划、判断规划和用户定义规划中的至少一种。对在产生高质量产品的生产运作期间收集的数据进行分析能够用于建立“良好工具状态”模型，并且能够使用该基准模型分析后来收集的数据，实时确定某一工具是否在正确地运行。
能够建立分析策略以确定工具健康状况作为质量控制(QC)检验的一部分。例如，能够执行工具健康状况分析策略及其规划以保证系统或者系统的一部分，例如处理工具，适当地工作。工具健康状况分析策略及其相关规划能够在预定的时间或者当用户指定一个时间时被执行。当执行工具健康状况分析策略及其规划时，能够用分析模型分析诊断晶片数据，其中诊断模型能够包括SPC图表、PLC模型、PCA模型、FDC模型和MVA模型。
能够为处理模块制备处理，例如时效相关处理，建立分析策略及其相关规划。例如，在清洗处理(即，湿处理)之后，能够用时效相关模型分析从大量样本晶片收集的数据。用户能够使用作为APC系统一部分的分析策略、规划和模型，或者用户能够使用APC系统容易而迅速地开发新的时效相关分析策略、规划和模型。用户可以试用不同的分析模型以确定哪种时效相关运行具有最佳的探察力。来自这些时效运行的分析结果能够被使用(反馈)从而进一步精制控制策略和数据收集规划。
能够为处理模块表征处理，例如室指纹识别，建立分析策略。例如，在维护处理之后，能够用指纹识别相关模型分析从大量样本晶片收集到数据。这些指纹识别运行的分析结果能够被使用(反馈)从而进一步精制控制策略和数据收集规划。分析结果能够用于确定最佳模型，使影响晶片上处理结果的临界室失配最小化。
当策略包括判断规划时，能够执行判断规划。执行能够是基于规则的并且包括SQL语句。在发生“开始事件”之后能够执行开始事件判断规划，并且在发生“结束事件”之后能够执行结束事件判断规划。例如，当结束事件判断规划与分析策略相关时，它能够在结束事件，例如晶片导出事件、处理结束事件、配方停止事件、批导出事件或者组导出事件，之后被执行。结束事件判断规划能够是工具状态监视系统报警管理部分的一部分。
当在结束事件之后发生报警(即，发现错误)时，与分析策略相关的判断规划能够发送消息和/或指令到干预规划从而采取如下行动：在状态屏幕上显示错误消息，将错误消息写入日志文件，发送暂停下一晶片消息，发送暂停下一组消息，发送报警消息到工具和email给工具所有者。
判断规划独立地工作。每个判断规划不需要知道其它判断规划中的活动。结果，在活动中能够有一些冗余或者不连贯，并且干预规划能够用于解决任何问题。图10显示了判断规划和干预规划的示例关系图。
在830，能够执行询问以确定是否产生报警。当发生报警时，程序800分支到850。在没有发生报警时，程序800分支到835。
在850，能够执行干预规划。干预规划执行如下处理：从每个判断规划获得消息(判断)；对不同判断规划的活动进行分类；为email和日志粘贴处理条件如工具ID、配方ID、配方开始时间等；保存日志文件/数据库；和发送合适的消息到干预管理器。
干预策略被定义为由用户选择作为数据分析结果的行动。例如，这些行动包括：标记可疑晶片或者组并且通知系统所有者和/或工具所有者；呼叫或者发e-mail给工程师以查看数据并作出决定；禁止工具处理晶片直到检查完数据为止并且禁止释放；停止工具或者使工具“离线”从而能够清除工具上的剩余晶片；和引发室清洗或者维护程序。
理想地，在每个处理步骤期间只执行一个干预规划。干预规划的执行能够在APC服务器中实现。例如，干预规划能够从判断规划获得信息(字符串)。该信息能够包括判断规划ID、具有建议行动的消息，错误消息，修复消息和行动列表。
在执行干预规划之后，有关恰当行动的消息被发送到干预管理器。例如，候选行动能够包括：在状态屏幕上显示错误消息；在下一晶片之前发送暂停处理消息；在下一组之前发送暂停处理消息；发送暂停或停止消息到一个或多个工具，发送暂停或停止消息到一个或多个处理模块，发送暂停或停止消息到一个或多个传感器，发送email给系统所有者、工具所有者、处理所有者。例如，“停止”消息能够用于告诉工具继续处理已经在工具中的晶片，而“异常中断”消息能够用于告诉工具不处理工具中的晶片并将它们运送回运载器。
在一些情况下，APC系统能够在没有人类干预的情况下干预和响应问题。在其他情况下，人类干预是必需的。例如，用户能够从APC系统访问数据从而确定错误的本质，并且用户能够决定是继续处理还是终止处理。如果用户终止处理，那么工具能够被设置到维修状态。用户能够从工具屏幕引发该行动。例如，用户能够决定进行室湿清洗。在湿清洗、检查和处理测试之后，处理能够继续下一晶片。
在执行干预规划和分析规划期间，APC系统能够向用户提供“工具健康状况”图表。例如，该图表能够包括压力计数据、质量流数据、泄露数据、泵数据、气体系统数据、盒子系统数据和转移系统数据。该图表能够为一个或多个工具、一个或多个模块、一个或多个晶片、一个或多个处理步骤以及不同的时间显示实时数据、历史数据以及实时与历史的组合数据。
在835，能够执行询问从而确定处理是否完成。当处理完成时，程序800分支到840，从而程序800结束。当处理没有结束时，程序800分支到815，从而程序如图8所示地继续进行。
APC系统能够用于在工具不进行生产时检查和分类工具错误；在生产期间检查和分类工具错误；在生产期间检查和修正工具错误；在生产之前预测工具错误；以及在生产之后预测工具错误。例如，工具状态监视系统能够与处理工具接口，该处理工具能够执行大量的自我监视功能，例如自动设置功能、自动检查功能和自我检查功能。当工具实时地发送机器事件时，监视系统实时地监视数据，而当工具非实时地发送数据时，监视系统在工具发送数据(即，存储在机器日志中的数据)之后立即处理数据。工具数据能够包括如下消息，例如泄露速度检查，零补偿，历史事件，报警信息和处理日志数据。
APC系统能够包括策略、规划和基准模型，它们能够被一般错误检查和分类应用、室指纹识别应用、时效完成应用、可消耗寿命预测、湿清洗循环应用以及部分组分的诊断应用使用。另外，APC系统能够从处理工具收集和分析ARAMS(自动可靠性、有效性和可维护性标准)日志。APC系统能够执行该数据收集作为数据收集规划的一部分。
APC系统能够包括用于收集和分析维护数据的策略和规划。数据收集规划包括可消耗部分和可维护部分。例如，这些部分能够包括聚焦环(focus ring)、防护环、上电极等。维护数据策略和规划取决于工具类型、处理模块类型和数目等。错误维护数据策略和规划能够被自动组态作为工具设置、处理模块设置和添加传感器设置信息的一部分。用户能够改变默认设定。
APC系统能够用于提供晶片间干预、批间干预或者组间干预。
APC系统145还能够包括分析和建模应用，其能够用于使从各个传感器收集的数据与处理或晶片的某些特征相关。例如，这些应用能够用于多变量分析(MVA)、部分最小二乘(PLS)和主元素分析(PCA)，并且分析/建模应用的输出能够被提供给SPC绘图处理用于进一步操纵和APC规则开发。
分析和建模应用能够用于检查在晶片处理期间发生的异常和正常漂移。当发现异常或者漂移时，能够采取一些步骤停止或者调节该处理从而将其带回正常水平。与单变量监视不同，在检查到错误之后，工程师能够采用当前数据建模并具有更多的指导从而将处理带回控制之下。用APC收集的数据能够直接引入到第三部分建模软件程序从而用该数据生成模型。该模型能够导出到APC服务器用于错误检查和参数预测。
在本发明的一个方案中，状态数据能够用至少一个GUI屏幕加以显示。例如，工具状态数据能够用GUI屏幕显示，如图12所示。选择地，其它的状态数据能够用其它的GUI屏幕显示。在一个面板中，能够在该屏幕上显示每个处理室的当前信息。室信息能够包括至少一个处理室名称。关于处理室中当前晶片的信息能够显示在各个区域内。规划信息能够包括在当前晶片上执行的数据收集规划的名称。处理室面板含有文本和曲线图，用于指示室关键元的状态。
这里提供的软件及相关GUI屏幕也能够以多种语言实现。GUI屏幕布局被设计成支持全局(globle)工具安装。许多国家的用户都会发现，基于语境的数据管理软件容易使用和理解。当系统已经安装或者系统组态被改变时，软件为用户产生所有需要的数据库和文件。基于语境的数据管理GUI屏幕提供系统与各级终端用户之间交互作用的装置。
软件在安装以及之后改变组态时设置机器类型和硬件组态。例如，能够为语言和用户观察偏好生成用户特征文件(profile)，其具有如下特点，例如：只有触摸屏，支持键盘和鼠标，多种语言——日语、台语、汉语、英语、法语、德语等，用户类系统，类水平，PE，EE，操作者，色盲-灰度/模式或者彩色，由左到右，由上到下流程，图标，图片或者文字和静态制表符(static tabs)等。
根据上述技术，本发明可能有多种修改和变型。因此应当理解，在附属权利要求的范围内，除了上面特别说明的之外，本发明还能够以其它方式加以实践。

Claims (34)

1.一种用于在半导体处理环境中控制处理工具的高级过程控制(APC)系统，该APC系统包括：
APC服务器，其提供多种APC相关应用；
接口服务器(IS)，其与APC服务器耦连；
数据库，其与IS和APC服务器耦连；和
与APC服务器耦连的GUI组分，其中IS包括用于耦连处理工具的装置，用于耦连多个处理模块的装置，和用于耦连多个传感器的装置。
2.根据权利要求1的APC系统，其中用于耦连多个传感器的装置包括用于耦连光发射频谱(Optical Emissions Spectrum)(OES)传感器的装置。
3.根据权利要求2的APC系统，其中用于耦连OES传感器的装置包括TCP/IP连接。
4.根据权利要求1的APC系统，其中用于耦连多个模块的装置包括用于耦连光学数据成型(ODP)模块的装置。
5.根据权利要求4的APC系统，其中用于耦连ODP模块的装置包括用于耦连ODP库的装置。
6.根据权利要求1的APC系统，其中用于耦连多个传感器的装置包括用于耦连电压/电流(V/I)探针的装置。
7.根据权利要求6的APC系统，其中用于耦连VI探针的装置包括TCP/IP连接。
8.根据权利要求1的APC系统，进一步包括用于耦连E-诊断系统的装置。
9.根据权利要求1的APC系统，进一步包括用于耦连工厂系统的装置。
10.根据权利要求1的APC系统，其中APC系统进一步包括用于耦连模拟探针的装置。
11.根据权利要求10的APC系统，其中用于耦连模拟探针的装置包括TCP/IP连接。
12.根据权利要求1的APC系统，其中用于耦连多个模块的装置包括用于耦连腐蚀模块的装置。
13.根据权利要求11的APC系统，其中用于耦连多个模块的装置包括用于耦连沉积模块的装置。
14.根据权利要求1的APC系统，其中用于耦连多个传感器的装置包括用于耦连建立分布式消息集线器(MDH)客户的传感器记录器基类(base class)的装置。
15.根据权利要求1的APC系统，其中用于耦连处理工具的装置包括处理工具中的工具代理和APC系统中的代理客户，代理客户包括代理客户通信类和驱动器。
16.根据权利要求15的APC系统，其中代理客户通信类通过BSD套接字与工具代理通信并且包括开始代理方法、事件接收线程、获得下一消息方法和停止代理方法中的至少一种。
17.根据权利要求1的APC系统，其中APC服务器包括具有至少3GB可获得磁盘空间的存储设备；至少包含两个600MHz CPU的处理器，和至少包含512Mb的RAM的物理存储器。
18.根据权利要求1的APC系统，其中APC服务器提供多种应用，包括至少一个工具相关应用，至少一个模块相关应用，至少一个传感器相关应用，至少一个IS相关应用，至少一个数据库相关应用和至少一个GUI相关应用。
19.根据权利要求1的APC系统，其中APC服务器提供多种应用，包括如下的至少一种：工具APC主应用；工具APC报警应用；一个或多个传感器接口应用；APC数据库管理支持应用；APC数据收集支持应用；APC事件管理支持应用；探针接口应用；APC处理室支持应用；APC策略选择应用；工具接口应用；晶片数据应用；和APC规划执行器(PE)应用。
20.根据权利要求19的APC系统，其中工具APC主应用执行多种功能，包括如下的至少一种：关闭所有方法，初始化方法，逻辑管理器导入方法，装载组态方法，装载状态方法，保存组态方法，和更新GUI时间方法。
21.根据权利要求19的APC系统，其中APC事件管理支持应用被组态成根据事件分配方法。
22.根据权利要求19的APC系统，其中APC事件管理支持应用执行多种方法，包括如下的至少一种：激活事件方法，文件就绪方法，报警方法，组结束方法，组开始方法，配方结束方法，配方开始方法，RF关闭方法，RF开启方法，晶片导入方法和晶片导出方法。
23.根据权利要求19的APC系统，其中APC数据收集支持应用执行多种方法，包括如下的至少一种：获得组数据功能，获得晶片数据功能，设置传感器功能，开始传感器功能，停止传感器功能，和装载默认规划功能。
24.根据权利要求19的APC系统，其中工具接口应用被组态成管理工具接口、文件转移和状态。
25.根据权利要求19的APC系统，其中工具接口应用执行多种方法，包括如下的至少一种：改变事件方法，设备失效方法，设备恢复方法，激活事件方法，检查激活方法，事件分配方法，事件接收方法，获得跟踪数据方法，开始代理方法，和停止代理方法。
26.根据权利要求19的APC系统，其中APC PE应用被组态成确定运行哪种策略，该策略指定一系列在任何给定时间被激活的规划。
27.根据权利要求28的APC系统，其中APC PE应用被组态成使用语境信息确定运行哪种策略。
28.根据权利要求1的APC系统，其中数据库包括多个表格，包括如下的至少一种：组分表，属性表，运行属性表，联结表，处理运行表，设备运行表，原始运行数据表，模型数据表，运行汇总表，和报警表，其中组分表用于组态系统的组分，并且组分表中的每个组分在属性表中都能够具有多个相关记录。
29.根据权利要求28的APC系统，其中处理运行表包括语境项目，其包括开始时间，晶片，和材料类型。
30.根据权利要求28的APC系统，其中设备运行表包括用于传感器的设置和操作参数。
31.根据权利要求28的APC系统，其中原始运行数据表包括原始观察数据。
32.根据权利要求28的APC系统，其中模型数据表能够是动态生成的表从而为模型分析保持输入和输出数据。
33.根据权利要求28的APC系统，其中运行汇总表包括运行汇总信息，其包括运行ID、运行类型、数值名称、开始步骤、结束步骤、最小值和最大值。
34.一种在半导体处理环境中使用高级过程控制(APC)系统控制处理工具的方法，该方法包括：
提供一个APC服务器，该服务器提供多种APC相关应用；
提供一个接口服务器(IS)，其耦连于APC服务器；以及
提供一个GUI组分，其耦连于APC服务器，其中IS包括用于耦连处理工具的装置，用于耦连多个处理模块的装置，和用于耦连多个传感器的装置。
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