[发明专利]带有统计可重复的响应时间的多功能半导体制造控制器

说明书

技术领域

本发明涉及用于半导体制造的过程I/O控制器，工具主机(tool host)可以对其代理(delegate)数据收集、监视和控制任务。特别地，它涉及可以能够以具有统计可重复的性能和精度执行数据收集、监视、控制和响应于来自工具主机的命令中的两种或更多。所描述的实施例利用被优先排序的实时操作系统来控制半导体制造工具和从与传感器相关联的工具的数据收集。在所选择的配方(recipe)步骤期间对所选择命令和传感器输入的统计可重复的响应性有效地降低了抖动(jitter)。

背景技术

摩尔定律(Moore’s law)表明随成本降低，计算机能力成指数增长。处理能力的这种动态增长可能使人们认为半导体装置制造是冒险性的行业，就像针对石油的盲目钻探(wild-catting)那样。而事实恰恰相反。因为批量(batch)制造是非常宝贵的，并且制造处理甚至敏感于很小的错误，所以半导体装置制造是保守的行业。新设备的验证(qualification)周期和标准以及旧设备的改进是漫长和耗费资源的。在投放到生产之前，即使很小的错误也要详尽地检查。

由半导体制造中工厂(fab)所使用的关键元件包括：工具(如沉积室(deposition chamber)、反应器)、监视工具的传感器(如FTIR传感器、质谱仪、热电偶(thermocouple))、和存储并分析来自关于工具操作的传感器的数据的主机或分布式处理器。

在前申请描述了利用诸如以太网上的TCP/IP之类的高速和防错(error-resistant)技术，从传感器监听数据并将其提供至主机或分布式处理器的透明方法。在前申请是发明者Uzi Lev-Ami和Yossef Ilan Reich，“Method andApparatus for Monitoring Host to Tool Communications，”申请No.09/935,213，于2001年8月22日提交，通过引用的方式合并它。在前申请描述了可以利用光隔离连接器从工具或传感器偷听串行通信的听音哨(listening post)。利用偷听方法，可以证明工厂通信和数据收集基础设施可以低风险地升级而不需要工具或传感器的修改。可以演示升级可行性而不拆除现行的(incumbent)通信基础设施。

在工厂仪器和后端分析中的下一次革命将包括在过程I/O控制器的一侧添加诸如过程I/O控制器之类的智能控制器来中介工具和传感器之间的通信，并且在另一侧添工厂具主机或分布式处理器，而不需要替换或改变传感器的分析特性。增加的处理器能力和降低的存储成本产生了对于先前在工厂环境中不实用的配置的机会。发明者Uzi Lev-Ami，Guenter Sifnatsch和MarkAttwood，题目为“Controller and Method to Mediate Data Collection from SmartSensors for Fab Application”，在2004年4月7日提交的美国专利申请No.10/819,903的第二在前申请，描述了带有各种能力的智能控制器。所描述的智能控制器中所缺少的是同时执行各种功能、与工具主机合作、同时提供统计可重复的响应性的能力。在当前的软件架构中，没有很好控制在开始命令或完成命令的时间中的抖动。

出现通过将数据收集和重要(critical)控制从工具主机或分布式处理器代理给过程I/O控制器，来改变施加到处理室的控制的模型的机会。更好地，越简单地配置和控制，可以产生带有统计可重复的响应性的更其弹性元件和系统。

发明内容

本发明涉及用于半导体制造的过程I/O控制器，工具主机可以对其代理数据收集、监视和控制任务。特别地，它涉及可以以统计可重复的性能和精度来执行多于一个的数据收集、监视、控制和响应于来自工具主机的命令。所描述的实施例利用被优先排序的实时操作系统来控制半导体制造工具和从与传感器相关联的工具的数据收集。在所选择的配方步骤期间对所选择命令和传感器输入的统计可重复的响应性有效地降低了抖动。在权利要求、说明书和附图中描述本发明的具体的方面。

附图说明

图1图解在其中本发明的方面特别有用的环境；

图2A-B图解作为分布的性能和变化统计量；

图3是利用单一类型的通信信道与工具、传感器和工具主机通信的过程I/O控制器的框图；

图4图解使用多种类型的通信信道；

图5是可以用于建立过程I/O控制器的软件和硬件元件的框图；

图6是过程I/O控制器物理架构的高级框图；