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1、先逵裂程控制技循畿展现况及未来黄志滴部经理，蕨林gft /南克科技二蔽- = 刖言有别於僖统上藉由统言十分析(Statistical Process Control , SPC)的裂程控制方式，新一代的裂程控制 概念，也就是大家所知的先逵裂程控制(Advanced Process Control, APC)或是先 BS 控制(Advanced Equipment Control, AEC)；在 1993 年由美阈德州蓑 器公司典美阈罩方合作提出，麽经十年来的测及 改良，目前已经反!具成熟度。近雨年来使用高陪 裂程技荷的晶m瘢已有多家b行少量或全入此 系统典概念。面warn的激烈兢事，各方人焉均
2、著 眼於APC所能提昇裂程的控制能力以及言殳s的使 用效率，B步降低裂造成本。APC商用系统提供者近年已有ft足的B步，具 S提供褪雅演算的能力来嫁助资料的分析，以及方 便使用的资料蒐集人檄介面。彳楚段筒罩的失森值测 典分(Fault Detection and Classification , FDC)到需 要WM的批次冏控制(Run-to-Run control, R2R) 均已迅速彳楚理畿展到隙的a品。本篇文章主要 金十w APC的概念及能力作筒罩的就明，业指出未来 的畿展趣势以及亟待克服的冏题。APC概念IS表示筒罩的先B控制概念，在W用 上，先B裂程控制是源於罩一裂程的需求，例如 增
3、加精碓度以及降低燮巽性。其程序大致不脱雕以 下步骤：在现有SPC的分析资料中，再加入裂程言殳 S所提供的檄台参数B行更大规模的监测，再藉由 裂程结果的燮巽取得重要参数的影譬性，由此建立 裂程分析模鲍(Analysis module)W ,分析完成废即 可金十W重要参数加以限制而取得先期的予I警 (FDC)。若裂程分析模鲍的分析正碓，甚至可以推 展到I测裂程结果。下一彳固陪段则考虑多4固燮数的 交互影譬，由此系统建立参考模型来B化裂程能力 业由系统自行|整必要参数来提昇裂程结果 (R2R)。最将可取得控制所有裂程指檬的能力。S：APC系统概念示意S,内圈航色虚匾域代表僖统 藉由SPC B行控制的
4、流程。外圈航色虚匾域则代 表先B裂程控制概念。慌展现况彳前面的就明可以知道，系统的取檬能力将是决 定所架W APC系统可畿捧能力的最重要指檬，要取 得菁羊左田的裂程言殳S表现数撼I，需要大量高解析度的系 统燮数(SVID)。S二舄使用上的啊W例，以1Hz的 原率累稹175片晶m裂程资料,业於其中筋邀出一固 重要参数燮化曲,由裂程结果得知此参数W裂程结 果有决定性影譬，藉由监控此参数於裂程始第10 秒的值可I测裂程结果业即日寺值测蠲森提供工程 人景金十W特定参数B行改善。目前段先B的裂程言殳S平台已能提供每秒更新 十次的高解析度,业可邀撑高建1000固系统燮数。 但是就现有八时晶m瘢的系统而言，
5、资料僖翰及言殳S 取檬的能力往往照法搪如此大量的资料僖送。若要 B行全面性系统升级恐将照法取回投资效猛在此情 况下,只邀撑部分最重要的参数B行分析燮成八时晶 m瘢毒入先裂程控制的方法,由此方法仍然可以建 到部分失森值测典分的功能B而提昇言殳S使用效 率业降低裂造成本但是要做到批次冏控制则畲遇到 控制性不如I期的冏题。另外薯有八时裂程言殳S控制系统资料收集格式业没有逵行统一，除非能有效整合资料收集平台，八时瘢将照法全面畿捧全瘢性先逵裂程控制的效益。246810121416182022240/Vafer脩参敷，每徐曲代表一片晶m。下m则舄其裂程结果每一固黠代表一片晶m，色及色m圈表示其wmo9 8
6、 716 5 4W 2 W 2 W 2制i即度言殳，在不同工瘢之冏的模鲍移辑也畲有困雉，是也就 是目前晶m瘢的策略通常是先以八mw入少量 用逵行效益菁平估，再於12时瘢完成全面性的植入先 逵裂程控制。事上是也是最佳的策略。编短季皆曲M去我仍通常是藉由已知的蠲森中擘晋，此方法 的擘晋曲段畏,但是藉助先逵裂程控制中所提供的 多燮数分析(Global Process Control; GPC)。能力， 将可以快速建到希望的裂程穗定性。筒罩的就GPC 就是将裂程及言殳脩参数之冏相互速勤考虑在内的数 撮分析模式。如此可更快速且完整的建立前面所提及 的裂程分析模鲍。如m三中所示，m去要建到晶mM之冏的生走
7、 褪裂必耗日寺数月，在某些例子甚至藉由良率的数撮 回溯裂程冏差巽也必如此畏的日寺冏。若能利用 GPC所建立的分析模鲍，由於其资料的分析於即 B寺性且累稹数撮的效率桎高，可大幅编短将SPC穗 定下来的B寺冏。若能将良率的资料康典APC速结， 刖良率的提昇也能以相同的速度建成。多燮数分析的另一僵势是在浆多收集到的参数中找到真正重要的参数业加以控制，而不是将所有wafer:R2R,Real (line metrologyFDCReal tiine tool inoiiitorFAB dusterSPCIn-line* ieal mettiology敬费days week month曲需脚m三：不同控
8、制陪唇室寸於资料蒐集所需日寺冏的示意m。蒐集得到的资料一概加以言殳定盛格的规格，换句菁舌就 就是，咸少不必要的裂程中新，增加言殳脩使用效率。值测器的需求舆我展APC系统畿展另一彳固重要的逵步来自於值测器 (Sensor)的研畿，亦即利用上即B寺量琪妹作即B寺的 裂程控制,所以值测器能力的改逵垩指殳脩裂造商是重 要的题。目前生走言殳脩大都具脩一些基本的值测 器，例如温度言十，流量言十，摩力言十，雷摩言十等等。但 是业照法满足日益增加的需求，解析度更高或是整合 性的值测器所提供的资飘才能使批次冏控制的可行 性更毒例如目前市埸上已经可以取得外加於言殳脩上 的雷聚特性的光分析系统(5)的或是精举的射原
9、雷 子值测器(6)，是些值测器的畿展垩寸於掌握言殳脩特性有 很大的助益。不M域遢需要更多的努力才能腐泛 的雁用，因舄值测器的研畿遢有很多需要改逵的地 方。敷撮整合的趣势先逵裂程控制资料收集以及僖翰必建立统一 的资飘整合平台架横(Equipment Engineering System，EES)，SEMI 隙上已始著手建立是方 面的檬举架横(6,7),捶有此一平台才可将先逵裂程控 制的能力拓展到言殳脩使用效率的提升。部分元件裂造棠者段舄重视裂程毒向的重黏研 究而探用自行畿APC系统的方式。有些棠者则重 视软髓的使用方便性典共通性而探用商用软腹只是 畿展一套僮供内部使用的apc比一般商mB的 AP
10、C昂贵得多，最遢是畲碰上撮整合的困雉。如何看待APC投资大簟金袋建横APC系统是舄了提昇效率而 不是增加荷，若僮将其视舄另一次新版软髓的上 ,将抵其所能建成的效益，如何善用APC必 彳楚工程解的哥lliW著手,而非筒罩的舄是增加一椒畲 出现警告的雷胸言殳定隼竟雷胸的判新谴辑是建立在 工程人景所言殳定的檬举上。在我仍入先逵裂程控制的日寺代之前，有件重要 的事常被忽略。那就是整公司鲍以及工程人景的 工作模式。事上是也是不同工瘢冏垩寸於APC效益 有截然不同知的原因。裂程工程弗的翻念必改 燮，他仍必B新的思考模式，业了解如何利用是 彳固新工具来逵行裂程改善。最重要的一黏是有能力靠 自己来整业改善AP
11、C的逼作而不是依靠来自系统 商的技荷支援。APC的毒入方式在现陪段各家公司畲有不同的手 法典策略，但是可以碓定的是，APC将是12时晶m 瘢的檬举系统需求，各言殳脩裂造商以及商用软髓系统 商将可以提供多檬化的邀撑。致感来自Si-Automation的Chong Tsao垩寸本文所 提供的资料典嫁助。参考文献(1) Capabilities and lessons from 10 years of APC success. C. Fiorletta, Solid State Technology, February 2004(2) Mark Willis and Ming Tham, Dept.
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