设备自动化控制是目前8英寸以上晶片厂制程管理上不可或缺的程序，而仅仅设备自动化程序并不足以完成全部的制程控制。作为连接制造执行系统和设备之间的桥梁，设备自动化程序可以对即将在设备加工的物料与制造执系统相连接，以确认是否应该在此设备进行加工，而管理晶片的制程配方以及设备过程参数收集抑或对配方参数进行及时调整，都是设备自动化控制程序不能实现的，因此产生的高级制程控制系统就是对设备自动化控制程序的补充和加强。
一、计算机集成制造系统概况
计算机集成制造，指在所有与生产有关企业中集成地用电子数据处理，包括了在生产计划和控制、计算机辅助设计、计算机辅助工艺规划、计算机辅助制造、计算机辅助质量管理之间信息技术上的协同工作，其中为生产产品所必需的各种技术功能和管理功能实现集成。计算机集成制造技术是基于现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术的一门综合性技术。1991年日本能率协会提出计算机集成制造的定义为：为实现企业适应今后企业环境的经营战略，有必要从销售市场开始对开发、生产、物流、服务进行整理优化组合。计算机集成制造是以信息作为媒介，用计算机把企业活动中多种业务领域及其职能集成起来，追求整体效率的新型生产系统。
制造执行管理系统是企业计算机集成制造系统信息集成的纽带，是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。制造执行管理系统的定位，是处于计划层和现场自动化系统之间的执行层，主要负责车间生产管理和调度执行。制造执行系统采用强大数据采集引擎、整合数据采集渠道覆盖整个工厂制造现场，保证海量现场数据的实时、准确、全面的采集；打造工厂生产管理系统数据采集基础平台，具备良好的扩展性；全面完整的产品追踪追溯功能；生产WIP状况监视；实时、全面、准确的性能与品质分析SPC；个性化的工厂信息门户，随时随地都能掌握生产现场实时信息.
在计算机集成制造系统中以制造执行系统为核心，设备自动化程序为桥梁，各个类型机台为主体完成整个制造过程。设备自动化程序担负着单元控制器或设备使用界面的作用。设备自动化程序向上与制造执行系统集成，向下与设备系统集成。
二、计算机集成制造系统中的设备自动化程序
采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，其目标是“稳，准，快”。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。设备自动化程序是目前8英寸以上晶片厂制程品质管理上不可或缺的程序，而由此衍生的各个控制系统，是对设备自动化程序系统加强、完善、提高和补充，从品质管理到提高效率，从节省人力到提高良率都提供了强大的支撑。每一批物料生产前后都会经由设备自动化程序做确认动作，并且管理晶片的制程配方及控制机台操作，一旦发现异常情形，这批料将暂停生产工艺加工，以防止错误的操作以及整批料报废等严重后果发生。设备自动化程序系统与制造执行系统相结合，控制每一批料的正常加工流程，并通过量测机台反馈的相关资料统计、分析晶片、机台的状态。而控制系统在整个过程中扮演了非常重要的角色。
单独的设备自动化程序是在每批物料与物料之间做控制，对于因为机台处于不稳定的环境、状态生产晶片的情形，并没有及时有效地监控。这种情形不仅增加晶片的返工、报废（Scrap）的几率，也不利于对机台的及时、有效管理。目前国内外大多数晶片厂以SPC（Statistical Process Control）系统监控机台状态。SPC系统是通过每天定时给机台做一次监控（Monitor），把监控过程中在测量机台上的量测结果作为监测机台状态的依据。
设备自动化程序在物料在某个机台上的加工过程中起到了非常关键的作用，可以自动与各控制系统连接直接控制设备，并直接获取物料在设备上加工的各项参数，而且这个参数是实时收取。设备自动化程序大大降低了人为操作失误的概率，节省了在计算和数据收集上的大量人力，对各种机型的不同加工需求进行整合统一，为用户提供了统一的控制界面，方便了用户快速上手操作，并能够对设备加工过程数据进行实时收集、整理，尽可能的减少用户操作复杂性。设备自动化程序还为提高良率、增加产量、提高设备利用率做出了极大贡献。
三、高级制程控制系统
高级控制系统，是对设备自动化程序系统加强、完善、提高和补充，用来实现设备自动控制系统无法直接完成的更加强大的功能。设备自动化程序能够实时地与机台进行通讯，通过与制造执行系统的信息交互实现机台处理批料自动化，而对物料的工艺程序完全管理、物料在机台上的处理批料流程、机台实时状态的监控、机台报警信息处理、机台空闲时间管理、量测机台的选片规则等等则不可能完全由作为单元控制器的设备自动化程序完成，此时就需要有与设备自动化程序相关联的服务应用程序来完成，这就是各个高级控制系统。
应用成熟的高级制程控制系统如智能机台监测系统，通过设备自动化程序实时从设备获取加工过程参数，并将这些数据根据不同设备类型分别存储，为用户提供友好用户界面，方便用户根据不同设备不同产品不同特性设置管控限制，用于实现对机台的实时监控，及时了解设备状态并能及时反馈，或停止作业或发出通知，系统还提供了数据分析功能，图表功能等；工藝程序管理系统，在物料加工制作过程中工艺是极为重要的，它决定了物料的功能、质量、特性等，一旦用错配方或工艺中关键参数值不合理便会影响整批物料的良率甚至报废。薄膜制程控制系统，通过整合制造执行系统反馈的量测信息以及机台当前配方关键参数值，根据特定公式计算出关键参数应调整值，直接反馈给机台设定成该调整值。
由此也能看出高级制程控制系统有完成特定的功能，针对性强，应用范围广，可扩展性强，实时性强等特点，为设备自动化控制程序提供了强大的技术支撑、数据计算分析支撑和增强了自动化的准确性和实时性。
查看全文
false