CN115705543A - 用于评估半导体设备生产能力的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及半导体制造领域，提供一种用于评估半导体设备生产能力的方法及其装置，方法包括：获取所有工艺机台当前批次生产结束与当前批次的前一批次生产结束的时间间隔；获取数据中有效的数据作为有效数据；获取至少两个初始数据组；基于初始数据组获取第一数据组；对第一数据组中的数据进行排序处理以构成第一队列数据组，且获取第一队列数据组中的数据的标准差；基于第一队列数据组和标准差获取第二队列数据组；基于所有第二队列数据组中的数据，获取最小有效数据和最大有效数据；基于最小有效数据和最大有效数据，获取半导体设备生产能力。本申请实施例有利于提高评估的半导体设备生产能力的准确性。

Description

用于评估半导体设备生产能力的方法及其装置

技术领域

本申请实施例涉及半导体制造领域，特别涉及一种用于评估半导体设备生产能力的方法及其装置。

背景技术

半导体制造厂的产能规划的任务之一即根据产能扩充需求来规划生半导体设备的数量，同时根据规划的半导体设备的数量估计投资金额。半导体设备的数量主要取决于半导体设备的生产能力，此外，半导体设备的生产能力也间接决定了产能扩充所需的投资金额。

目前，在半导体制造领域，在半导体设备处于满载且稳定运行的状态时，对于某一确定的半导体设备与确定的工艺步骤，习惯用该半导体设备单位时间内产出的晶圆数量衡量半导体设备的生产能力(WPH，wafer per hour)。WPH的数学定义为：WPH＝Run Size/TaktTime，其中，Run Size表示某一确定的半导体设备每批次所允许生产的晶圆的最大数量，半导体设备处于满载状态时，Run Size是一固定值，Takt Time表示半导体设备中工艺机台当前批次生产结束与当前批次的前一批次生产结束的时间间隔。

然而，随着半导体设备的运行，半导体设备不一定每一时刻均处于满载且稳定运行的状态，且不同时刻收集到的Takt Time之间存在差异，使得不同时刻的WPH之间存在差异，且这些因素均会对半导体设备生产能力的评估造成干扰。因此，亟需一种用于评估半导体设备生产能力的方法，以提高评估的半导体设备生产能力的准确性。

发明内容

本申请实施例提供一种用于评估半导体设备生产能力的方法及其装置，至少有利于提高评估的半导体设备生产能力的准确性。

根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种用于评估半导体设备生产能力的方法，所述半导体设备包括不同类型的工艺机台，评估方法包括：利用所有所述工艺机台对N个批次的晶圆进行生产处理，且获取所有所述工艺机台的数据，所述数据为所述工艺机台当前批次生产结束与当前批次的前一批次生产结束的时间间隔；获取所述数据中有效的数据作为有效数据；获取至少两个初始数据组，每一所述初始数据组中的数据为同种类型的所述工艺机台生产同种产品且进行同一工艺步骤时各批次的所述有效数据；基于所述初始数据组，获取第一数据组，所述第一数据组中的数据为所述初始数据组中所述工艺机台中的全部腔室均处于工作状态对应的所述有效数据；对所述第一数据组中的数据进行排序处理，以构成第一队列数据组，且获取所述第一队列数据组中的数据的标准差；基于所述第一队列数据组和所述标准差，获取第二队列数据组，所述第二队列数据组为，当所述第一队列数据组中相邻前后数据的差值偏离所述标准差时，去除所述前后数据中的后一数据后剩下的数据排序构成；基于所有所述第二队列数据组中的数据，获取最小有效数据和最大有效数据；基于所述最小有效数据和所述最大有效数据，获取半导体设备生产能力。

根据本申请一些实施例，本申请实施例另一方面还提供一种用于评估半导体设备生产能力的装置，包括：数据收集模块，用于获取所有工艺机台的数据，所述数据为所述工艺机台当前批次生产结束与当前批次的前一批次生产结束的时间间隔；数据处理模块，用于处理所述数据，所述数据处理模块被配置为：获取所述数据中有效的数据作为有效数据；获取至少两个初始数据组，每一所述初始数据组中的数据为同种类型的所述工艺机台生产同种产品且进行同一工艺步骤时各批次的所述有效数据；基于所述初始数据组，获取第一数据组，所述第一数据组中的数据为所述初始数据组中所述工艺机台中的全部腔室均处于工作状态对应的所述有效数据；对所述第一数据组中的数据进行排序处理，以构成第一队列数据组，且获取所述第一队列数据组中的数据的标准差；基于所述第一队列数据组和所述标准差，获取第二队列数据组，所述第二队列数据组为，当所述第一队列数据组中相邻前后数据的差值偏离所述标准差时，去除所述前后数据中的后一数据后剩下的数据排序构成；获取模块，用于基于所有所述第二队列数据组中的数据，获取最小有效数据和最大有效数据，且基于所述最小有效数据和所述最大有效数据，获取所述半导体设备生产能力。

与相关技术相比，本申请实施例提供的技术方案具有以下优点：

上述技术方案中，在获取所有工艺机台的数据(该数据即Takt Time，工艺机台当前批次生产结束与当前批次的前一批次生产结束的时间间隔)之后，先从数据中筛选出有效数据，以提高获取的有效数据的准确性，并从有效数据中获取至少两个初始数据组；随后对初始数据组中的有效数据进行筛选，以获取第一数据组，以提高第一数据组中有效数据的准确性；然后对第一数据组中的数据进行排序以获取第一队列数据组，便于后续对有效数据进行其他处理，并获取第一队列数据组中的数据的标准差；基于标准差，对第一队列数据组中的有效数据进行筛选以获取第二队列数据组，以提高第二队列数据组中有效数据的准确性。因此，通过对获取的所有工艺机台的数据进行至少三次筛选，以提高最终形成的第二队列数据组中有效数据的准确性。因此，后续基于所有第二队列数据组中的数据，获取最小有效数据和最大有效数据，进一步获取半导体设备生产能力时，有利于通过提高获取的最小有效数据和最大有效数据的准确性，以提高评估的半导体设备生产能力的准确性，从而提高评估产能扩充所需的投资金额的准确性。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请一实施例提供的用于评估半导体设备生产能力的方法的一种具体流程图；

图2为本申请一实施例提供的用于评估半导体设备生产能力的方法的另一种具体流程图；

图3为本申请一实施例提供的用于评估半导体设备生产能力的方法的又一种具体流程图

图4为本申请另一实施例提供的用于评估半导体设备生产能力的装置的功能模块示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，目前评估的半导体设备生产能力的准确性有待提高。

经分析发现，由于半导体设备处于满载状态时，Run Size是一固定值，则当半导体设备处于满载且稳定运行的状态时，设备生产能力由Takt Time决定。

由于半导体设备的制程极其精密，一般而言，Takt Time主要有两种表现形式：(1)Takt Time由半导体设备内部的时钟控制，对于确定的加工步骤，Takt Time随着加工批量的增加上下浮动的幅度均较小；(2)Takt Time由半导体设备内部的先进制程控制系统控制，在采集Takt Time的过程中通过反馈制程的关键参数不断修正Takt Time，此时TaktTime随着加工批量的增加呈缓慢增加的趋势。

由此可见，在半导体设备满载且稳定运行的情况下，Takt Time存在最大值和最小值，即Takt Time存在边界值，进而可知半导体设备的正常生产能力同样存在最大值和最小值。为了获得Takt Time的有效边界，需要正确处理Takt Time。目前，对于Takt Time的处理主要采用正态分布算法描述，并没有涉及到边界值的概念。然而，因半导体制造中TaktTime具有其独特的分布特征，正态分布仅能粗略描述Takt Time的平均水平，且确定的TaktTime的平均水平的精确度不高，用该Takt Time的平均水平评估半导体设备生产能力，准确性会进一步地降低，评估的半导体设备生产能力的准确性越低，对产能规划所需的投资金额会产生更大的偏差。半导体行业的产能规划所需的投资金额一般处于百亿美元水平，即便百分之一的偏差也会导致数亿美元的投资金额差距。

本申请实施例提供一种用于评估半导体设备生产能力的方法及其装置，评估方法中，通过对获取的所有工艺机台的数据(Takt Time)进行至少三次筛选，以提高最终形成的第二队列数据组中有效数据的准确性。因此，后续基于所有第二队列数据组中的数据，获取最小有效数据和最大有效数据，即获取Takt Time的边界值时，有利于通过提高获取的最小有效数据和最大有效数据的准确性，提高最终评估的半导体设备生产能力的准确性。此外，由于半导体制造工艺流程复杂且产线状况动态多变，Takt Time的边界值的确定可以发挥重要的作用，譬如通过Takt Time的边界值确定半导体设备生产能力的最大值和最小值，为半导体制造厂的产能规划提供了坚实的决策依据，通过提高获取的Takt Time的边界值的准确性，有利于提高确定的投资金额的最大值和最小值的准确性，一方面提升决策效率，另一方面，提高评估产能扩充所需的投资金额边界值的准确性。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本申请一实施例提供一种用于评估半导体设备生产能力的方法，以下将结合附图对本申请一实施例提供的半导体结构进行详细说明。图1为本申请一实施例提供的用于评估半导体设备生产能力的方法的一种具体流程图；图2为本申请一实施例提供的用于评估半导体设备生产能力的方法的另一种具体流程图；图3为本申请一实施例提供的用于评估半导体设备生产能力的方法的又一种具体流程图。

参考图1至图3，一种用于评估半导体设备生产能力的方法，半导体设备包括不同类型的工艺机台，评估方法包括如下步骤：

S101：利用所有工艺机台对N个批次的晶圆进行生产处理，且获取所有工艺机台的数据，该数据为工艺机台当前批次生产结束与当前批次的前一批次生产结束的时间间隔。

需要说明的是，由于工艺流程复杂且产线状况动态多变，所有工艺机台在对晶圆进行生产处理时，不同的工艺机台和/或不同的工艺步骤中，某一批次所产出的晶圆的数量不是该批次所能产出的晶圆的最大数量，或者，某一批次工艺机台对晶圆进行处理时，该工艺机台中的所有腔室不都是处于工作状态，或者，当前批次的工艺机台出现宕机现象，使得工艺机台当前批次生产结束与当前批次的前一批次生产结束的时间间隔变大等等。上述情况中，所获得的工艺机台表征时间间隔的数据均不是工艺机台处于满载和稳定运行状态下的，这些情况均会影响到获取的所有工艺机台表征时间间隔的数据的准确性。此外，获取的数据均携带有表征该数据是哪一批次，哪一工艺机台的哪些腔室处于工作状态，且是生产哪一产品以及进行哪一工艺步骤的信息。

S102：获取数据中有效的数据作为有效数据。

其中，获取数据中有效的数据作为有效数据的步骤包括：基于最大加工量，最大加工量为对于同种类型的工艺机台在任一批次中允许处理的晶圆的最大数量，保留当前批次处理的晶圆数量为最大加工量时对应的数据，以作为有效数据。

本步骤中，在当前批次所产出的晶圆的数量不是该批次所能产出的晶圆的最大数量时，将获取的表征当前批次生产结束与当前批次的前一批次生产结束的时间间隔的数据筛出，保留剩余的数据作为有效数据，以保证有效数据所表征的均是当前批次产出的晶圆数量为最大数量，有利于提高获取的有效数据的准确性。

需要说明的是，不同类型的工艺机台在任一批次中允许处理的晶圆的最大数量可能相同，也可能不同，本申请实施例不对工艺机台在任一批次中允许处理的晶圆的最大数量做限制。

S103：获取至少两个初始数据组，每一初始数据组中的数据为同种类型的工艺机台生产同种产品且进行同一工艺步骤时各批次的有效数据。

由于工艺流程复杂且产线状况动态多变，不同的产品在制作时可能具有相同的工艺步骤，譬如两种产品均需要经过刻蚀工艺制作，且不同的产品可能需要不同类型的工艺机台配合工作来制作，因此，步骤S102中获取的有效数据类别比较繁杂，随机的两个有效数据之间的差异可能很大，通过步骤S103将有效数据进行分组，使得同种类型的工艺机台生产同种产品且进行同一工艺步骤时各批次的有效数据处于同一初始数据组中，有利于缩小同一初始数据组中有效数据之间的差异，也便于后续对每一初始数据组中的有效数据进行处理和分析，有利于提高后续对有效数据分析评估后产生的结果的准确性。

S104：基于初始数据组，获取第一数据组，第一数据组中的数据为初始数据组中工艺机台中的全部腔室均处于工作状态对应的有效数据。

本步骤中，当某一批次工艺机台对晶圆进行处理时，该工艺机台中的所有腔室不都是处于工作状态时，将该批次的有效数据筛出，使剩余的有效数据位于第一数据组中，以保证第一数据组中的有效数据所表征的均是当前批次工艺机台中的所有腔室均处于工作状态，使得第一数据组中的有效数据均是工艺机台处于满载状态下获取的，有利于进一步提高保留下来的有效数据的准确性。

S105：对第一数据组中的数据进行排序处理，以构成第一队列数据组，且获取第一队列数据组中的数据的标准差。

其中，排序处理包括升值排序或降值排序，便于后续对有效数据进行其他处理。由于标准差表征第一队列数据组中的有效数据的离散程度，标准差越大，第一队列数据组中的有效数据的离散程度越大，因此，获取的标准差可以用于作为后续对第一队列数据组中相邻前后数据的差值变化程度是否过大的依据。

S106：基于第一队列数据组和标准差，获取第二队列数据组，第二队列数据组为，当第一队列数据组中相邻前后数据的差值偏离标准差时，去除前后数据中的后一数据后剩下的数据排序构成。

其中，获取第二队列数据组包括如下步骤：

提供第一系数，第一队列数据组中相邻前后数据的差值偏离标准差通过如下第一关系式表示：

|T_NextLot-T_PrevLot|>C₀*σ

其中，T_PrevLot表示第一队列数据组中前后数据对应的前一有效数据，T_NextLot表示第一队列数据组中前后数据对应的后一有效数据，C₀表示第一系数，σ表示标准差；

将满足第一关系式对应的前后数据中的后一有效据去除，剩下的有效数据排序构成第二队列数据组。

上述第一关系式用于判断第一队列数据组中相邻前后有效数据之间的变化程度是否在允许范围内，当相邻前后有效数据之间的变化程度不在允许范围内时，说明相邻前后有效数据中的后一有效数据与其他有效数据之间的差异较大，该有效数据可以视为不准确有效数据，将不准确有效数据筛出，譬如将工艺机台处于宕机状态时获取的数据筛出，以及将其他因素导致工艺机台未处于稳定运行时获取的数据筛出，使剩余的有效数据位于第二队列数据组中，有利于提高第二队列数据组中有效数据的准确性，以及降低第二队列数据组中有效数据的离散程度，从而有利于提高后续对有效数据分析评估后产生的结果的准确性。

其中，第一系数的范围可以为0.001～0.05。当第一队列数据组中有效数据的离散程度较大时，第一系数可以选取得较大一些，即允许第一队列数据组中相邻前后有效数据之间的变化程度较大，例如，第一系数可以为0.049或0.05；当第一队列数据组中有效数据的离散程度较小时，第一系数可以选取得较小一些，即允许第一队列数据组中相邻前后有效数据之间的变化程度较小，例如，第一系数可以为0.001或0.002。

在其他实施例中，第一队列数据组中前后数据实际变化幅度偏离平均幅度对应的后一数据通过如下第一关系式表示：

|T_NextLot-T_PrevLot|≥C₀*σ

S107：基于所有第二队列数据组中的数据，获取最小有效数据和最大有效数据。

其中，获取最小有效数据和最大有效数据包括如下三种方式：

在一些实施例中，参考图1，可以直接从步骤S106中获取的所有第二队列数据组中获取最小有效数据和最大有效数据。由于在步骤S101至S106中，对获取的表征当前批次生产结束与当前批次的前一批次生产结束的时间间隔的数据进行了多次筛选，使得第二队列数据组中的有效数据既表征的是当前批次产出的晶圆数量为最大数量，又表征的是当前批次工艺机台中的所有腔室均处于工作状态，即保证第二队列数据组中的有效数据均是工艺机台处于满载状态下获取的，此外，还有利于保证第二队列数据组中的有效数据不包括工艺机台处于宕机状态或未处于稳定运行时所获取的数据。因此，有利于提高第二队列数据组中的有效数据的准确性，从而有利于提高获取的最小有效数据和最大有效数据的准确性，以提高后续对有效数据分析评估后产生的结果的准确性。

在另一些实施例中，参考图2，在步骤106：获取第二队列数据组之后，在步骤107：获取最小有效数据和最大有效数据之前，评估方法还可以包括如下步骤：

S110：获取第一个数和第二个数，第一个数为第二队列数据组中有效数据的个数，第二个数为与第二队列数据组对应的第一数据组中的有效数据的个数。

S120：根据第一数据组中的有效数据的离散程度设定第一预设值和第二预设值。

S130：保留第二个数大于第一预设值，且第一个数与第二个数的比值大于第二预设值的第二队列数据组。

步骤S110至S130，对获取的多个第二队列数据组进行筛选，保留第二个数大于第一预设值的第二队列数据组，即确保与第二队列数据组对应的第一数据组中的有效数据的个数足够多，使得后续对第一数据组进行处理以得到第二队列数据组，第二队列数据组具有参考价值；进一步，保留第一个数与第二个数的比值大于第二预设值的第二队列数据组，即确保第二队列数据组相对于与之对应的第一数据组，具有足够个数的有效数据，由于第二队列数据组中有效数据的个数相较于与之对应的第一数据组中有效数据的个数较小时，该第二队列数据组作为参考样本的意义不大，反而会影响后续获取的最小有效数据和最大有效数据的准确性。因此，步骤S110至S130有利于提高保留的第二队列数据组作为参考样本的价值，以提高后续获取的最小有效数据和最大有效数据的准确性。

在又一些实施例中，参考图3，在步骤S104：获取第一数据组之后，在步骤S105：对第一数据组中的数据进行排序处理之前，评估方法还可以包括：

S140：获取第二个数，第二个数为第一数据组中的有效数据的个数；根据第一数据组中的有效数据的离散程度设定第一预设值；保留第二个数大于第一预设值的第一数据组。

本步骤有利于确保第一数据组中的有效数据的个数足够多，适宜作为参考样本，使得后续对第一数据组进行处理以得到第二队列数据组，第二队列数据组具有参考价值。此外，在步骤S105之前对第一数据组进行筛选，有利于降低第一数据组的个数，从而依据第一数据组进行后续操作时，可以对更少的有效数据进行处理，以降低进行后续步骤所需的时间，提高评估方法的评估效率。

在步骤S106：获取第二队列数据组之后，在步骤S107：获取最小有效数据和最大有效数据之前，评估方法还可以包括：

S150：获取第一个数，第一个数为第二队列数据组中有效数据的个数；根据第一数据组中的有效数据的离散程度设定第二预设值；保留第一个数与第二个数的比值大于第二预设值的第二队列数据组。

本步骤有利于确保第二队列数据组相对于与之对应的第一数据组，具有足够个数的有效数据，由于第二队列数据组中有效数据的个数相较于与之对应的第一数据组中有效数据的个数较小时，该第二队列数据组作为参考样本的意义不大，反而会影响后续获取的最小有效数据和最大有效数据的准确性。因此，将该部分第二队列数据组筛出，有利于提高后续获取的最小有效数据和最大有效数据的准确性。

需要说明的是，上述对第二队列数据组进行筛选的两种实施例中，基于所有第二队列数据组中的数据，获取最小有效数据和最大有效数据的步骤为：从剩余的所有第二队列数据组获取最小有效数据和最大有效数据。

而且，第一预设值的范围可以为10～100，第二预设值的范围为10％～80％，由于第一预设值和第二预设值均是根据第一数据组中的有效数据的离散程度设定的，当第一数据组中的有效数据的离散程度较大时，第一预设值和第二预设值均可以选取得较小一些，例如，第一预设值可以为10或15，第二预设值可以为10％或15％；当第一数据组中的有效数据的离散程度较小时，第一预设值和第二预设值均可以选取得较大一些，例如，第一预设值可以为95或100，第二预设值可以为75％或80％。

上述三种实施例中，获取最小有效数据和最大有效数据均包括以下两种方式：

在一些实施例中，获取最小有效数据和最大有效数据包括如下步骤：

获取每一第二队列数据组中有效数据的最大值和最小值，最小有效数据为多个最小值中最小的有效数据，最大有效数据为多个最大值中最大的有效数据。

在另一些实施例中，获取最小有效数据和最大有效数据包括如下步骤：

获取第一个数和第二个数，第一个数为第二队列数据组中有效数据的个数，第二个数为与第二队列数据组对应的第一数据组中的有效数据的个数。

将第一个数与第二个数的比值最大的第二队列数据组作为参考小组，最小有效数据为参考小组中有效数据的最小值，最大有效数据为参考小组中有效数据的最大值。

S108：基于最小有效数据和最大有效数据，获取半导体设备生产能力。

其中，获取半导体设备生产能力包括如下步骤：

提供第二系数和第三系数；

提供最大加工量，最大加工量为对于同种类型的工艺机台在任一批次中允许处理的晶圆的最大数量；

半导体设备生产能力通过如下第二关系式表示：

WPH∈[Run Size/(M₂*Max)，Run Size/(M₁*Min)]

其中，WPH表示半导体设备生产能力，Run Size表示最大加工量，M₁表示第二系数，M₂表示第三系数，Min表示最小有效数据，Max表示最大有效数据。

由于上述步骤中，获取的最小有效数据和最大有效数据的准确性较高，因此，通过上述第二关系式获取的半导体设备生产能力的边界值以及由边界值构成的范围的准确性也较高。

其中，第二系数的范围可以为0.999～1，第三系数的范围可以为1～1.001。在半导体设备实际运行过程中，由于诸多因素(如半导体设备设备宕机或未处于满载状态)的存在，获取的Takt Time会随着生产批次的变化出现非常大的波动，而这种异常波动的数据并不能反映设备正常水平。在通过上述诸多步骤对Takt Time进行筛选之后，有利于提高获取的最小有效数据和最大有效数据的准确性。此外，在步骤S108中加入第二系数和第三系数的概念，有利于进一步提高最终获取的半导体设备生产能力的边界值以及由边界值构成的范围的准确性，从而进一步提高评估的半导体设备生产能力的准确性。

综上所述，通过上述评估方法，不仅对获取的Takt Time进行至少三次筛选，还对由有效数据组成的第二队列数据组进行筛选，有利于提高获取的最小有效数据和最大有效数据的准确性，以提高后续评估的半导体设备生产能力的准确性。此外，后续对最小有效数据和最大有效数据进行处理以得到半导体设备生产能力的边界值以及由边界值构成的范围，有利于进一步提高评估的半导体设备生产能力的准确性，从而提高评估产能扩充所需的投资金额的准确性。

本申请另一实施例还提供一种用于评估半导体设备生产能力的装置，用于实现上述实施例中评估半导体设备生产能力的方法。以下将结合附图对本申请另一实施例提供的用于评估半导体设备生产能力的装置进行详细说明。图4为本申请另一实施例提供的用于评估半导体设备生产能力的装置的功能模块示意图。

参考图4，用于评估半导体设备生产能力的装置，包括：数据收集模块401，用于获取所有工艺机台的数据，数据为工艺机台当前批次生产结束与当前批次的前一批次生产结束的时间间隔；数据处理模块402，用于处理数据，数据处理模块402被配置为：获取数据中有效的数据作为有效数据；获取至少两个初始数据组，每一初始数据组中的数据为同种类型的工艺机台生产同种产品且进行同一工艺步骤时各批次的有效数据；基于初始数据组，获取第一数据组，第一数据组中的数据为初始数据组中工艺机台中的全部腔室均处于工作状态对应的有效数据；对第一数据组中的数据进行排序处理，以构成第一队列数据组；获取所述第二队列数据组为，当所述第一队列数据组中相邻前后数据的差值偏离标准差时，去除前后数据中的后一数据后剩下的数据排序构成；获取模块403，用于基于所有第二队列数据组中的数据，获取最小有效数据和最大有效数据，且基于最小有效数据和最大有效数据，获取半导体设备生产能力。

其中，数据处理模块402包括：有效性过滤单元412，用于获取数据中有效的数据作为有效数据；分组单元422，用于获取至少两个初始数据组，每一初始数据组中的数据为同种类型的工艺机台生产同种产品且进行同一工艺步骤时各批次的有效数据，且基于初始数据组，获取第一数据组，第一数据组中的数据为初始数据组中工艺机台中的全部腔室均处于工作状态对应的有效数据；排序单元432，用于对第一数据组中的数据进行排序处理，以构成第一队列数据组；第一计算单元442，用于获取第二队列数据组中相邻的有效数据对应的平均幅度；筛选单元452，用于基于第一队列数据组和标准差，获取第二队列数据组，所述第二队列数据组为，当第一队列数据组中相邻前后数据的差值偏离标准差时，去除前后数据中的后一数据后剩下的数据排序构成，即去除前后数据中的后一数据后，第一队列数据组中剩下的有效数据排序构成第二队列数据组。

在一些实施例中，数据处理模块402中包括第一存储单元414和第二存储单元424，其中，有效性过滤单元412、分组单元422和排序单元432均位于第一存储单元414中，第一计算单元442和筛选单元452均位于第二存储单元424中。数据处理模块402还包括：数据搬运单元462，用于将第一队列数据组中的有效数据转移至第一计算单元442中，即将第一存储单元414最终存储的数据转移至第二存储单元424中。

在其他实施例中，有效性过滤单元、分组单元、排序单元、第一计算单元和筛选单元均位于同一存储单元中，因此排序单元和第一计算单元之间无需数据搬运单元进行数据传输。

其中，获取模块403包括：系数配置单元413，用于提供第二系数、第三系数以及最大加工量，最大加工量为对于同种类型的工艺机台在任一批次中允许处理的晶圆的最大数量；第二计算单元423，用于依据最小有效数据、最大有效数据、第二系数、第三系数以及最大加工量计算半导体设备生产能力。

综上所述，用于评估半导体设备生产能力的装置可以对获取的Takt Time进行至少三次筛选，还对由有效数据组成的第二队列数据组进行筛选，有利于提高获取的最小有效数据和最大有效数据的准确性，以提高后续评估的半导体设备生产能力的准确性。此外，后续对最小有效数据和最大有效数据进行处理以得到半导体设备生产能力的边界值以及由边界值构成的范围，有利于进一步提高评估的半导体设备生产能力的准确性，从而提高评估产能扩充所需的投资金额的准确性。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (17)

1.一种用于评估半导体设备生产能力的方法，所述半导体设备包括不同类型的工艺机台，其特征在于，包括：

利用所有所述工艺机台对N个批次的晶圆进行生产处理，且获取所有所述工艺机台的数据，所述数据为所述工艺机台当前批次生产结束与当前批次的前一批次生产结束的时间间隔；

获取所述数据中有效的数据作为有效数据；

获取至少两个初始数据组，每一所述初始数据组中的数据为同种类型的所述工艺机台生产同种产品且进行同一工艺步骤时各批次的所述有效数据；

基于所述初始数据组，获取第一数据组，所述第一数据组中的数据为所述初始数据组中所述工艺机台中的全部腔室均处于工作状态对应的所述有效数据；

对所述第一数据组中的数据进行排序处理，以构成第一队列数据组，且获取所述第一队列数据组中的数据的标准差；

基于所述第一队列数据组和所述标准差，获取第二队列数据组，所述第二队列数据组为，当所述第一队列数据组中相邻前后数据的差值偏离所述标准差时，去除所述前后数据中的后一数据后剩下的数据排序构成；

基于所有所述第二队列数据组中的数据，获取最小有效数据和最大有效数据；

基于所述最小有效数据和所述最大有效数据，获取半导体设备生产能力。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述数据中有效的数据作为所述有效数据的步骤包括：

基于最大加工量，所述最大加工量为对于同种类型的所述工艺机台在任一批次中允许处理的晶圆的最大数量，保留当前批次处理的晶圆数量为所述最大加工量时对应的所述数据，以作为所述有效数据。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述第二队列数据组的步骤包括：

提供第一系数，所述第一队列数据组中相邻前后数据的差值偏离所述标准差通过如下第一关系式表示：

|T_{Next Lot}-T_{Prev Lot}|＞C₀*σ

其中，T_{Prev Lot}表示所述第一队列数据组中前后数据对应的前一所述有效数据，T_{Next Lot}表示所述第一队列数据组中前后数据对应的后一所述有效数据，C₀表示所述第一系数，σ表示所述标准差；

将满足所述第一关系式对应的所述前后数据中的后一所述有效数据去除，剩下的所述有效数据排序构成所述第二队列数据组。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一系数的范围为0.001～0.05。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取所述第二队列数据组之后，在获取所述最小有效数据和所述最大有效数据之前，还包括：

获取第一个数和第二个数，所述第一个数为所述第二队列数据组中所述有效数据的个数，所述第二个数为与所述第二队列数据组对应的所述第一数据组中的所述有效数据的个数；

根据所述第一数据组中的所述有效数据的离散程度设定第一预设值和第二预设值；

保留所述第二个数大于所述第一预设值，且所述第一个数与所述第二个数的比值大于所述第二预设值的所述第二队列数据组。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取所述第一数据组之后，在对所述第一数据组中的数据进行排序处理之前，还包括：

获取第二个数，所述第二个数为所述第一数据组中的所述有效数据的个数；

根据所述第一数据组中的所述有效数据的离散程度设定第一预设值；

保留所述第二个数大于所述第一预设值的所述第一数据组；

在获取所述第二队列数据组之后，还包括：

获取第一个数，所述第一个数为所述第二队列数据组中所述有效数据的个数；

根据所述第一数据组中的所述有效数据的离散程度设定第二预设值；

保留所述第一个数与所述第二个数的比值大于所述第二预设值的所述第二队列数据组。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，基于所有所述第二队列数据组中的数据，获取所述最小有效数据和所述最大有效数据的步骤包括：

从剩余的所有所述第二队列数据组获取所述最小有效数据和所述最大有效数据。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一预设值的范围为10～100。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二预设值的范围为10％～80％。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述最小有效数据和所述最大有效数据的步骤包括：

获取每一所述第二队列数据组中所述有效数据的最大值和最小值，所述最小有效数据为多个所述最小值中最小的所述有效数据，所述最大有效数据为多个所述最大值中最大的所述有效数据。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述最小有效数据和所述最大有效数据的步骤包括：

获取第一个数和第二个数，所述第一个数为所述第二队列数据组中所述有效数据的个数，所述第二个数为与所述第二队列数据组对应的所述第一数据组中的所述有效数据的个数；

将所述第一个数与所述第二个数的比值最大的所述第二队列数据组作为参考小组，所述最小有效数据为所述参考小组中所述有效数据的最小值，所述最大有效数据为所述参考小组中所述有效数据的最大值。

12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，基于所述最小有效数据和所述最大有效数据，获取所述半导体设备生产能力的步骤包括：

提供第二系数和第三系数；

提供最大加工量，所述最大加工量为对于同种类型的所述工艺机台在任一批次中允许处理的晶圆的最大数量；

所述半导体设备生产能力通过如下第二关系式表示：

WPH∈[Run Size/(M₂*Max)，Run Size/(M₁*Min)]

其中，WPH表示所述半导体设备生产能力，Run Size表示所述最大加工量，M₁表示所述第二系数，M₂表示所述第三系数，Min表示所述最小有效数据，Max表示所述最大有效数据。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二系数的范围为0.999～1，所述第三系数的范围为1～1.001。

14.一种用于评估半导体设备生产能力的装置，其特征在于，包括：

数据收集模块，用于获取所有工艺机台的数据，所述数据为所述工艺机台当前批次生产结束与当前批次的前一批次生产结束的时间间隔；

数据处理模块，用于处理所述数据，所述数据处理模块被配置为：

获取所述数据中有效的数据作为有效数据；获取至少两个初始数据组，每一所述初始数据组中的数据为同种类型的所述工艺机台生产同种产品且进行同一工艺步骤时各批次的所述有效数据；基于所述初始数据组，获取第一数据组，所述第一数据组中的数据为所述初始数据组中所述工艺机台中的全部腔室均处于工作状态对应的所述有效数据；对所述第一数据组中的数据进行排序处理，以构成第一队列数据组，且获取所述第一队列数据组中的数据的标准差；基于所述第一队列数据组和所述标准差，获取第二队列数据组，所述第二队列数据组为，当所述第一队列数据组中相邻前后数据的差值偏离所述标准差时，去除所述前后数据中的后一数据后剩下的数据排序构成；

获取模块，用于基于所有所述第二队列数据组中的数据，获取最小有效数据和最大有效数据，且基于所述最小有效数据和所述最大有效数据，获取所述半导体设备生产能力。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述数据处理模块包括：

有效性过滤单元，用于获取所述数据中有效的数据作为所述有效数据；

分组单元，用于获取至少两个所述初始数据组，每一所述初始数据组中的数据为同种类型的所述工艺机台生产同种产品且进行同一工艺步骤时各批次的所述有效数据，且基于所述初始数据组，获取所述第一数据组，所述第一数据组中的数据为所述初始数据组中所述工艺机台中的全部腔室均处于工作状态对应的所述有效数据；

排序单元，用于对所述第一数据组中的数据进行排序处理，以构成所述第一队列数据组；

第一计算单元，用于获取所述第一队列数据组中的数据的标准差；

筛选单元，用于基于所述第一队列数据组和所述标准差，获取所述第二队列数据组，所述第二队列数据组为，当所述第一队列数据组中相邻前后数据的差值偏离所述标准差时，去除所述前后数据中的后一数据后剩下的数据排序构成。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述数据处理模块还包括：

数据搬运单元，用于将所述第一队列数据组中的所述有效数据转移至所述第一计算单元中。

17.如权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：

系数配置单元，用于提供第二系数、第三系数以及最大加工量，所述最大加工量为对于同种类型的所述工艺机台在任一批次中允许处理的晶圆的最大数量

第二计算单元，用于依据所述最小有效数据、最大有效数据、所述第二系数、所述第三系数以及所述最大加工量计算所述半导体设备生产能力。

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