【正文】 (ii) the middle level R2R control has virtually no R2R process dynamics except for disturbance dynamics。 (2) Integrated metrology and inline metrology data available for geometric dimensions after a major processing step, with small to moderate metrology delay。 ? Integrated metrology that allows for timely control。Metrology data monitoring 1. Introduction The semiconductor industry has started the technology transition from 200 mm to 300 mm wafers to improve manufacturing efficiency and reduce manufacturing cost. Along with this transition is the doubling of capital expenditure in a 300 mm fab versus a 200 mm fab. (The cost of a 200 mm fab is over $1 billion while the cost of a 300 mm fab is over $2 billion.) Other technological changes include: ? Single wafer processing capability instead of lottolot operations。 Runtorun control。 Fabwide control。這種轉(zhuǎn)變提供了更大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇 ，過(guò)程控制的研究人員和工程師將為為這個(gè)蓬勃發(fā)展的行業(yè)訂立新標(biāo)準(zhǔn)。自動(dòng)化的物料處理系統(tǒng)和自動(dòng)化 R2R 控制功能提供了實(shí)施的層次各級(jí)晶圓廠的控制和故障檢測(cè)的必要基礎(chǔ)。另一方面，優(yōu)化和生產(chǎn)業(yè)務(wù)的控制最近已受到重視，并證明是必要的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。對(duì)于故障 診斷，反饋信息的利用 [33]可能是一個(gè)解決的途徑。另一個(gè)挑戰(zhàn)是 R2R反饋故障診斷的影響。另一方面， R2R 模塊的目的是調(diào)整安排，如生產(chǎn)時(shí)間，以盡量減少由于正常變異過(guò)程產(chǎn)生的漂移。通過(guò)雙方合作， FDC 和 R2R 控制向他們的一體化提出了挑戰(zhàn)。 FDC 的目的是監(jiān)測(cè)分析以歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的正常情況下的偏差。更新后的模型被用于 EPC 控制器，以便接收下一個(gè)目標(biāo)大量數(shù)據(jù)傳入。更新機(jī)制應(yīng)該只響應(yīng)長(zhǎng)期持久的變化，而不是短暫的臨時(shí)錯(cuò)誤。最小二乘法的目的是 EPC 的二重目標(biāo)，即最小化 之間的電子測(cè)試數(shù)據(jù)和模型的輸出成品晶圓地段或受到可能的制約因素的差異。 長(zhǎng)延遲模型更新 隨著這一進(jìn)程的計(jì)量和物質(zhì)隨時(shí)間變化，需要從實(shí)際使用數(shù)據(jù)適應(yīng)模型參數(shù)。這些模型 [10， 18]可以幫助了解微觀行為并有效控制和避免潛在的缺陷。因此，減少型號(hào)為 EPC一個(gè)重要問(wèn)題。由于優(yōu)化在廣泛應(yīng)用的 EPC 中涉及到了，非線(xiàn)性物理模型的基礎(chǔ)模型適合于優(yōu)化。 5 挑戰(zhàn)與機(jī)遇 電氣參數(shù)建模 為貫徹落實(shí)晶圓廠的控制，發(fā)展基于物理的器件模型映射到電氣幾何參數(shù)，如振動(dòng)頻率參數(shù)，擦除閃存時(shí)間，電阻值等是很重要的。一個(gè)合乎邏 輯的解釋就是到晶圓上該站點(diǎn)有需要進(jìn)一步探討的問(wèn)題，可能會(huì)影響產(chǎn)品產(chǎn)量或性能。顯而易見(jiàn)，測(cè)量 4（下部： Site 4）， 12（頂部： Site 3）， 13（頂部： Site 4）值得懷疑。為了演示此功能，圖示已生成晶圓 395和 450（圖 5 中用箭頭標(biāo)出）。 水 水 水 圖 5 DICD 使用 SPEr 故障檢測(cè)， T r 的和烏拉圭回合。由提供的數(shù)據(jù)顯示，出現(xiàn)的漂移在站點(diǎn)2， 3 和 4 最強(qiáng)，而它是很難在點(diǎn) 6， 8 和 9 強(qiáng)烈漂移。 圖 6 為分組的所有 9 個(gè)站點(diǎn)為兩個(gè)參數(shù)合計(jì)，圖 7 重點(diǎn)考慮到每個(gè)站點(diǎn)的參數(shù)。如圖 3 所示，在各向同性發(fā)展表明各光阻底部和頂部之間的差異很小。 作為一個(gè)例子，我們使用 PCA 進(jìn)行故障檢測(cè)并用來(lái)自得克薩斯州奧斯汀 AMD 的Fab25 DICD 進(jìn)行數(shù)據(jù)鑒定。計(jì)量測(cè)量通常在半導(dǎo)體晶片上多點(diǎn)采樣，在同一點(diǎn)檢測(cè)不同特征。 晶圓 批次 參數(shù) 時(shí)間 網(wǎng)站 圖 2 組織網(wǎng)站水平和批量的數(shù)據(jù) 計(jì)量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè) 雖然加工業(yè)務(wù)創(chuàng)造了結(jié)構(gòu)，但是計(jì)量業(yè)務(wù)使它們擁有了這些特點(diǎn)。在這項(xiàng)工作中，晶圓級(jí)故障檢測(cè)與識(shí)別是必需的，所以后者已被選為更好的展開(kāi)方法（圖 4）。在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域Yue 等人 [52]提出了通過(guò)申請(qǐng)多路 PCA 到等離子蝕刻機(jī)的光發(fā)射譜來(lái)擴(kuò)展數(shù)據(jù)的觀點(diǎn)。批量數(shù)據(jù)也通常可以加工顯示出批量，時(shí)間和參數(shù)的工具（圖 2）。 雖然半導(dǎo)體制造的批處理性質(zhì)為申請(qǐng)多路過(guò)程監(jiān)控 [35]提供了很多機(jī)會(huì)，許多半導(dǎo)體計(jì)量數(shù)據(jù)組織形式被分成三個(gè)方面。這些驅(qū)動(dòng)的故障檢測(cè)技術(shù)是基于多元統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上來(lái)完成的，如主成分分析（ PCA）和局部最小乘積（ PLS）的數(shù)據(jù)和相關(guān)的統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制方法 [26]。這個(gè)數(shù)據(jù)可以制造出先進(jìn)的傳感器平臺(tái)，如光發(fā)射光譜中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)易的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，其數(shù)據(jù)形式在每次運(yùn)行結(jié)束時(shí)都可用。比 如一些典型的加工服務(wù)，包括等離子體刻蝕，薄膜沉積，快速熱退火，離子注入，化學(xué)機(jī)械研磨等。因此，本文提出的所有控制算法適用于時(shí)間控制。在這種情況下的控制變量通常在何種程度下發(fā)展的進(jìn)程處理時(shí)間，如蝕刻和深入的關(guān)鍵方面。其使用是作為 R2R 控制的近期應(yīng)用 [40]。一類(lèi)廣泛使用的運(yùn)行可以運(yùn)行的是在指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均（ EWMA）的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，估計(jì)過(guò)程擾動(dòng)的控制器。莫恩和赫維茨（莫恩等 [34]）定義了 R2R 控制： ―一個(gè)離散的過(guò)程和機(jī)械控制，其中就某一特定過(guò)程的產(chǎn)物易地修改，以盡量減少過(guò)程中的漂移，轉(zhuǎn)變和可變性 ‖。隨著新的模型參數(shù)設(shè)置更新，該模型開(kāi)始用于 EPC 控制。 電子測(cè)試數(shù)據(jù)用來(lái)改善設(shè)備模型之間的電子測(cè)試數(shù)據(jù)和模型的參數(shù)不匹配。 由于 MPC 是一個(gè)強(qiáng)大的和成功的技術(shù)，它已經(jīng)在半導(dǎo)體行業(yè)擴(kuò)展到調(diào)度和生產(chǎn)規(guī)劃 [11,46,47]。這使其與模型預(yù)測(cè)控制（ MPC）縮小 視野的批處理不同。CMP：化學(xué)，力學(xué)，拋光）。設(shè)備漂移，計(jì)量漂移，和物質(zhì)補(bǔ)償?shù)淖兓窃?EPC 反饋水平，從而改善進(jìn)程，提高可用性，減少計(jì)量校準(zhǔn)器和測(cè)試晶圓的使用。第三個(gè)層次是控制島嶼從多個(gè)步驟來(lái)執(zhí)行前饋和反饋控制以及工具的性能匹配。裝備水平的控制涉及工具參數(shù)的自動(dòng)反饋控制。 如圖 1 所示工廠全控制框架提供優(yōu)化和加強(qiáng)協(xié)調(diào)，逐步減少變性，返工和廢料，從而改善整體設(shè)備效率，降低制造成本。據(jù)認(rèn)為，控制和電氣參數(shù)優(yōu)化代表半導(dǎo)體制造控制系統(tǒng)的新一代產(chǎn)品，因?yàn)樗苯涌刂葡录?jí) R2R 控制器的使用。 R2R 控制器的漂移補(bǔ)償通過(guò)計(jì)量設(shè)備反饋，但他們無(wú)法彌補(bǔ)計(jì)量漂移和不確定性。這些被稱(chēng)為島嶼控制如圖 1 的下部所示。結(jié)束語(yǔ)附在文章末尾。過(guò)程和計(jì)量數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，通過(guò)是舉例來(lái)說(shuō)明的。我們首先提出為 300 毫米設(shè)備和計(jì)量工具和材料處理高度自動(dòng)化的系統(tǒng)在全工廠范圍分層控制的框架。層次結(jié)構(gòu)的頂層是工廠全控制，這是最高級(jí)別的優(yōu)化，通過(guò)重新計(jì)算所需的最優(yōu)幾何目標(biāo)而把消耗控制在劑量較低的水平。第二個(gè)層次的運(yùn)行控制涉及在線(xiàn)測(cè)量的前饋使用和反饋控制。示意圖如圖 1，這個(gè)理論是由秦和桑 德曼首先提出的 [38]。制造公司，像 AMD，英特爾，摩托羅拉，德州儀器和小的應(yīng)用廠商像 Applied Materials, BrooksPRI Automation, and Yield Dynamics 是使用 APC 的技術(shù)生產(chǎn)線(xiàn)的領(lǐng)頭人。美國(guó)德州大學(xué)奧斯汀分校，我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)（一）穩(wěn)定的條件和多變量 EWMA 的調(diào)整方針雙控制 EWMA 的計(jì)量延誤[20,21]，（二）多元統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)的區(qū)域貿(mào)易協(xié)定和蝕刻機(jī) [52,51]，（三）多元統(tǒng)計(jì)控制從光刻技術(shù)的計(jì)量數(shù)據(jù)光盤(pán) [14]。自適應(yīng)非線(xiàn)性 R2R 控制問(wèn)題被提出。在馬里蘭大學(xué)研究小組貢獻(xiàn)的運(yùn)行區(qū)控制 [2,5,53]。 作為代表的有 [28,32]對(duì)統(tǒng)計(jì)建模與控制等離子蝕刻機(jī)，密歇根實(shí)時(shí)運(yùn)行多變量控制 [22]，以及麻省理工學(xué)院在不同的傳感器和控制技術(shù) [7,8]。 先進(jìn)的控制手段與優(yōu)化方法應(yīng)盡量在所有的信息的使用綜合等級(jí)的高效率生產(chǎn)和嚴(yán)格的產(chǎn)品質(zhì)量控制。 （ 2）綜合測(cè)量和在線(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的幾何尺寸可 進(jìn)行后期處理，有輕微的計(jì)量延遲 。最近，推進(jìn)計(jì)量技術(shù) [44]提供 了一個(gè)機(jī)會(huì)，改善及時(shí)性和實(shí)用性測(cè)量的數(shù)據(jù)。但幸運(yùn)的是，近期計(jì)量技術(shù) [44]的發(fā)展提供了改進(jìn)及時(shí)性和測(cè)量數(shù)據(jù)的作用性的機(jī)會(huì)。技術(shù)變革預(yù)示著為新時(shí)代工廠優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程控制系統(tǒng)的獨(dú)特機(jī)會(huì)。 由于新時(shí)代的工廠資本高度密集，工廠的關(guān)鍵是保持高效率的運(yùn)作，減少設(shè)備停機(jī)的時(shí)間，優(yōu)化高品質(zhì)產(chǎn)品的產(chǎn)量。（一個(gè)生產(chǎn) 200毫米廠的 費(fèi)用超過(guò) 10 億美元，而 300 毫米晶圓廠的費(fèi)用超過(guò) 20 億。 2020 年由 Elsevier 有限公司出版 關(guān)鍵詞 半導(dǎo)體制造 波段范圍內(nèi)的控制 電氣參數(shù)控制 運(yùn)行控制 故障檢測(cè)和分類(lèi) 計(jì)量數(shù)據(jù)監(jiān)控 1 導(dǎo)言 半導(dǎo)體行業(yè)已開(kāi)始從 200 毫米的技術(shù)過(guò)渡到 300 毫米轉(zhuǎn)換，以提高生產(chǎn)效率，降低制造成本。缺失的部分，作為未來(lái)研究和發(fā)展的方向而被指出?，F(xiàn)有相關(guān)運(yùn)行的技術(shù)在工廠控制范圍內(nèi)通過(guò)了審查和分析。這些技術(shù)變革展出現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)下一代工廠控制系統(tǒng)的獨(dú)特的機(jī)會(huì)。 中文 5439 字 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )外文資料翻譯 學(xué) 院： 專(zhuān) 業(yè)： 過(guò)程裝備與控制工程 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 外文出處： Journal of Process Control 2020,16:179~191 附 件： ； 。 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 簽名： 年 月 日 (用外文寫(xiě) ) 附件 1：外文資料翻譯譯文 半導(dǎo)體制造過(guò)程控制和監(jiān)測(cè)：工廠全框架 摘要 半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始了從 200 毫米到 300 毫米的晶片技術(shù)的過(guò)渡，以提高制造效率，降低制造成本。 本文首先提出為 300毫米設(shè)備和計(jì)量工具和材料處理高度自動(dòng)化的系統(tǒng)在全工廠范圍分 層控制的框架。過(guò)程和計(jì)量數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，通過(guò)是舉例來(lái)說(shuō)明的。結(jié)束語(yǔ)附在文章末尾。隨著這種轉(zhuǎn)變， 300 毫米的資金的開(kāi)支為 200 毫米的一倍。）其他技術(shù)變革包括： ?單晶片加工能力，而不是批量業(yè)務(wù)營(yíng)運(yùn)能力； ?全自動(dòng)化物料處理系統(tǒng)（ AMHS）的跨海灣和內(nèi)灣運(yùn)輸； ?綜合計(jì)量，以便及時(shí)控制； ?過(guò)程控制和故障診斷的高度自動(dòng)化。國(guó)際技術(shù)路線(xiàn)圖 [42]明確說(shuō)明工廠的信息和控制系統(tǒng)是一項(xiàng)重要的技術(shù)，是減少周期時(shí)間提高利潤(rùn)。 缺乏現(xiàn)場(chǎng)傳感 器提供的反饋控制和優(yōu)化晶圓狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息是半導(dǎo)體制造控制業(yè)長(zhǎng)久的挑戰(zhàn)。通常一個(gè)現(xiàn)代化的工廠，在半導(dǎo)體制造持續(xù)的挑戰(zhàn)控制是至關(guān)重要的現(xiàn)場(chǎng)傳感器提供的缺乏，晶圓的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息反饋的控制和優(yōu)化。通常一個(gè)現(xiàn)代化的工廠具有相當(dāng)多的的測(cè)量數(shù)據(jù)可供分析和控制： （ 1）在工具層面，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反映了設(shè)備的健康狀況和提供反饋并實(shí)時(shí)控制 。 （ 3）樣品和最終電氣測(cè)試（電子測(cè)試）提供數(shù)據(jù)與中期或長(zhǎng)期的電性能時(shí)間延遲，但他們最重要的信息制造業(yè)的成效。 監(jiān)測(cè)和控制的半導(dǎo)體制造 程序已經(jīng)在一些美國(guó)的大學(xué)和工業(yè)研究實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出來(lái)。由于缺乏現(xiàn)場(chǎng)傳感器大部分控制開(kāi)發(fā)工作從運(yùn)行（ R2R）控制策略 [12,41]。領(lǐng)先的半導(dǎo)體制造商協(xié)會(huì) SEMATECH 發(fā)布了在等離子設(shè)備故障檢測(cè)和診斷的幾種基準(zhǔn)問(wèn)題 [4]。模型預(yù)測(cè)適用于 R2R 控制并具有額外的處理能力，可以明確的設(shè)定系統(tǒng)參數(shù) [19]。其他新的發(fā)展，控制和故障檢測(cè)是在最近由 Sematech 組織的 Spie會(huì)議和 AEC/APC 的專(zhuān)題討論會(huì)上由德?tīng)柨ㄋ沟俾院秃諣柧S茨 [15]和莫恩等總結(jié)的 [34]。 在本文中，我們說(shuō)明如何區(qū)分半導(dǎo)體類(lèi)比制造工廠和化學(xué)工廠并提出一個(gè)分層優(yōu)化控制系統(tǒng)半導(dǎo)體晶圓廠控制。裝備水平控制涉及的工具自動(dòng)反饋控制參數(shù)和小規(guī)模運(yùn)行控制使用的綜合計(jì)量。第三個(gè)層次是島嶼控制。 該文件的組織如下。現(xiàn)有相關(guān)運(yùn)行的技術(shù)在工廠控制范圍內(nèi)通過(guò)了 審查和分析。缺失的部分，作為未來(lái)研究和發(fā) 展的方向而被指出。 2 一個(gè)工廠的框架范圍內(nèi)的控制 幾乎所有現(xiàn)有的發(fā)展都是以基于裝備水平計(jì)量數(shù)據(jù)的 R2R 控制為基礎(chǔ)的。現(xiàn)有的控制策略都不能檢測(cè)協(xié)調(diào)多個(gè)制造步驟，從而提高電氣參數(shù)方面的總體質(zhì)量。這里提出的電氣參數(shù)直接控制可以彌補(bǔ)計(jì)量漂移和幾何測(cè)量低于 SPC 限制的系統(tǒng)誤差。當(dāng)市場(chǎng)需求數(shù)量一定時(shí)，電氣參數(shù)的控制和優(yōu)化將最大限度地高檔產(chǎn)品產(chǎn)量或降低運(yùn)營(yíng)成本。