專利名稱：大批量和小批量電子設備制造裝置的集成方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及電子設備制造，并更為具體地，涉及大批量和小批量電子設備制造裝置的集成。
背景技術：
制造執(zhí)行系統(tǒng)(此后稱為“MES”)跟蹤在電子設備制造裝置中(此后稱為“Fab”)的原料(例如，基底批量和載具)及其相關處理流程。MES也跟蹤在基底批量或載具處理中使用的Fab中資源的狀態(tài)(例如，工具，存儲設備，運輸設備，機器人等的狀態(tài))，每當對批量或載具的基底的處理完成一定的處理步驟(例如，使用特定工具的處理)時，就將該狀態(tài)通知MES，并且MES根據通常Fab特有的一組操作規(guī)定確定載具的下一個目的地。例如，MES可以與分配器或調度器互相作用以確定能夠對載具的基底執(zhí)行下個處理步驟的工具，或者沒有這種工具可用時的存儲地址。一旦確定了載具的目的地，MES發(fā)送一個請求到原料控制軟件(此后稱為“MCS”)用于將載具從它的當前位置移動到已確定的目的地。MES也發(fā)送信息和命令到Fab的工具，指示每個工具如何處理已傳送給工具的每個載具中的大量基底。該過程一直進行到已完成對載具中大量基底的處理流程中的所有步驟。
MCS負責利用自動或人工的發(fā)送系統(tǒng)將載具從Fab中的一個地址運送到下一個地址。該軟件跟蹤MCS域中的載具(例如，在存儲儲料器中，在發(fā)送工具上等)，并且根據發(fā)送系統(tǒng)的狀態(tài)，確定將每個載具從一個地址運輸到下一個地址應該使用的最佳路徑。MCS根據來自MES的載具移動請求進行操作(例如，執(zhí)行)，并且當這些請求都已完成時，通知MES。
設計用于在200和/或300毫米型號半導體晶片上制造電子設備的大多數Fab當前利用25層基底批量進行操作(例如，用于將基底傳輸到Fab工具的載具通常將具有25層基底)。因此，各種設備(例如，用于處理基底的處理工具，度量工具等和用于傳輸和存放載具的原料處理設備)和軟件(MES，MCS，調度器/分配器，電池控制器，等)提供者通常將他們的產品設計為在這些條件下(例如，在載具內的大約25層基底)獲得最優(yōu)的吞吐量。
然而，即使傳輸和發(fā)送的載具中的基底為大量的25層基底，但在常規(guī)Fab內的大多數基底處理工具和度量工具一次處理一個基底。因此，在載具內被運輸的基底必須一直等到在載具內被運輸的所有其它基底在工具中都處理完畢，才能將基底運輸到下一個處理步驟。上述等待時間導致在Fab中處理的每個基底的較長循環(huán)時間以及Fab內較高的工作在進行中(WIP)記錄。由于當處理工具或度量工具執(zhí)行單個處理步驟時所帶來的更長的基底處理時間，上述問題會更為復雜。
需要降低現有技術系統(tǒng)的已延長的循環(huán)時間的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內容
在本發(fā)明的第一方面中，提供的一個系統(tǒng)，包括一個大批量載具運輸系統(tǒng)，用于將大批量載具發(fā)送到大批量工具，以及一個合成工具，用于從大批量載具運輸系統(tǒng)接收大批量載具。合成工具包括將基底從大批量載具轉移到小批量載具的機構以及一個小批量載具運輸系統(tǒng)，用于將小批量載具發(fā)送到小批量工具。
在本發(fā)明的第二個方面中，提供的電子設備制造裝置包括一個包含大批量組件的大批量制造裝置，一個用于控制大批量制造裝置的制造執(zhí)行系統(tǒng)，和一個小批量子制造裝置，其配置在大批量制造裝置之內并且如大批量組件一樣與大批量制造裝置的制造執(zhí)行系統(tǒng)互相作用。
在本發(fā)明的第三個方面中，提供的電子設備制造裝置包括一個包含大批量組件的大批量制造裝置，配置在大批量制造裝置內并包括小批量組件的小批量子制造裝置，以及一個中央制造執(zhí)行系統(tǒng)。中央制造執(zhí)行系統(tǒng)包括一個用于控制大批量制造裝置的模塊和一個用于控制小批量子制造裝置的模塊。
在本發(fā)明的第四個方面中，提供的合成工具包括小批量組件和一個用于控制小批量組件的小批量制造執(zhí)行系統(tǒng)。小批量制造執(zhí)行系統(tǒng)還用于與大批量制造執(zhí)行系統(tǒng)通信，以使大批量制造執(zhí)行系統(tǒng)與合成工具互相作用就好象合成工具是一個大批量工具一樣。
在本發(fā)明的第五個方面中，提供的用于控制電子設備制造裝置的軟件包括四個模塊。第一個模塊用于控制制造裝置的大批量載具運輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于將大批量載具發(fā)送到大批量工具。第二個模塊用于控制制造裝置的合成工具，該合成工具用于從大批量載具運輸系統(tǒng)接收大批量載具。第三個模塊用于控制制造裝置的機構，該機構用于將基底從大批量載具轉移到小批量載具。第四個模塊用于控制制造裝置中的小批量載具運輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于將小批量載具發(fā)送到小批量工具。
在本發(fā)明的第六個方面中，提供的方法包括為電子設備制造裝置(Fab)劃分計算機集成制造(CIM)軟件。CIM軟件使Fab模型化為大批量載具運輸系統(tǒng)，用于接收大批量載具的大批量工具，和用于接收批量載具的合成工具的合成物。合成工具包括一個小批量載具運輸系統(tǒng)和用于接收小批量載具的工具。該方法也包括在分布式平臺上執(zhí)行CIM軟件。
在本發(fā)明的第七個方面中，提供的方法包括為Fab劃分CIM。CIM使Fab模型化為用于將大批量載具發(fā)送到大批量工具的大批量載具運輸系統(tǒng)和用于接收來自大批量載具運輸系統(tǒng)的大批量載具的合成工具的合成物。合成工具包括將基底從大批量載具轉移到小批量載具的機構和用于將小批量載具發(fā)送到小批量工具的小批量載具運輸系統(tǒng)。該方法也包括在分布式平臺上執(zhí)行CIM軟件。
根據本發(fā)明的這些和其他方面，提供了許多其它方面，例如裝置，系統(tǒng)和計算機程序產品。本文所描述的每個計算機程序產品都可以由計算機可讀媒介執(zhí)行(例如，載波信號，軟盤，壓縮盤，DVD，硬盤，隨機訪問存儲器等)。
從下面的詳細描述，附加的權利要求和相應附圖中，本發(fā)明的其它特點和方面將會變的更加清楚。


圖1是根據本發(fā)明某些實施例，描述計算機集成制造(CIM)軟件系統(tǒng)結構的實施例的框圖。
圖2是描述適合用于本發(fā)明實施例中的小批量載具電子設備制造系統(tǒng)的實施例的示意圖。
圖3是根據本發(fā)明某些實施例，描述計算機集成制造(CIM)軟件系統(tǒng)的圖4是根據本發(fā)明某些實施例，描述合成工具軟件結構的實施例的框圖。
圖5是根據本發(fā)明某些實施例，描述計算機集成制造(CIM)軟件系統(tǒng)結構的另一實施例細節(jié)的框圖。
具體實施例方式
通過提供使用小批量型號載具的Fab(此后稱為“小批量Fab”)，本發(fā)明的多個方面克服了現有技術的缺陷，其中該小批量型號載具顯然可以被集成到目前使用大批量型號載具的Fab中(此后稱為“大批量Fab”)。正如本文所使用的術語“小批量型號”載具或“小批量”載具是指比常規(guī)“大批量型號”載具容納較少基底的載具，該常規(guī)“大批量型號”載具一般容納30或25層基底。作為一個示例，小批量型號的載具用于容納5層或更少的基底。在一些實施例中，可以使用其它小批量型號的載具(例如，容納1、2、3、4或超過5層基底，但少于大批量型號載具層數的小批量型號載具)。一般而言，每個小批量型號的載具可以為載具的人力運輸容納太少的基底以使在半導體設備或其它制造裝置中是不可行的。
根據本發(fā)明，MES可以與本發(fā)明的小批量Fab互相作用，就象小批量Fab是目前的大批量Fab的任何其它Fab組件一樣，而不需要知道如何控制小批量Fab組件(例如，通過指定處理方法)。換句話說，根據本發(fā)明的小批量Fab可以封裝其小批量組件的內部用途(internal use)并將其自身提供給Fab的MES，就象小批量Fab是使用大批量載具的組件(此后稱為“大批量組件”)。
轉到圖1，提供的框圖描述了根據本發(fā)明某些實施例的分布式計算機集成制造(CIM)軟件的系統(tǒng)結構100的實施例。CIM軟件100可以模仿物理Fab的操作以跟蹤和控制Fab的物理組件。CIM軟件100可以包括將大批量Fab102表示為控制大量大批量Fab組件106并包括一個小批量Fab108的MES104。在本發(fā)明的一個或多個實施例中，小批量Fab108對于MES104看來就象是另一個大批量Fab組件106。
為了減少Fab中處理基底的循環(huán)時間，電子設備制造者可以設法通過減少實際存儲在“大批量載具”的基底數目和/或通過使用較小的載具(例如，小批量載具，中號批量載具，等)而轉變到較小批量型號。例如，制造者可以嘗試將每個載具的基底數從25減少到1。然而，本發(fā)明的發(fā)明者已確定試圖用每個載具一個或僅僅幾個基底操作常規(guī)Fab會產生許多問題。這些問題包括Fab工具處理每個載具的一個或幾個基底而不會急需基底的有限能力，缺少Fab中的原料處理系統(tǒng)以支持每小時所需更多的載具的存儲和運輸，以及制造軟件沒有能力跟蹤、調度和移動Fab中相當大數量的載具。
因此，根據實際考慮，本發(fā)明的發(fā)明者已確定轉變?yōu)檩^小批量型號并不可能象每個載具從25層直接變到1層基底一樣發(fā)生。我們期望將在許多中間步驟中發(fā)生轉變，其中每一步將載具中基底數目減少一定的量。
此外，雖然減少整個Fab的循環(huán)時間是有利的，但和通常應用于基底的各種處理中的其它步驟相比，減少特定關鍵處理和度量步驟的循環(huán)時間具有更高的投資收回率(ROI)。因此，可以預期的是，電子設備制造者在他們轉變?yōu)樵谡麄€Fab中使用較小批量的轉變中更可能首先實施高ROI處理的批量型號減少。
因此，本發(fā)明者期望當轉變?yōu)槭褂幂^小批量型號時，制造者將首先以一個模式操作，在該模式中，在Fab的不同部分(例如，在較大處理流程中的不同分段中或處理步驟的不同子集中)使用不同的批量型號?？梢灶A期的是，實施使用不同批量型號的Fab的制造者將發(fā)現由于正在處理的批量型號的不同，混合批量型號Fab的不同部分獨特地進行操作。例如，混合批量型號Fab一般使用不同地操作的原料處理系統(tǒng)(例如，物理的和/或邏輯的)；為了處理原料在如何與Fab互相作用上具有不同行為的工具(例如，請求Fab裝載特定的載具而不是任何載具)；以及不同的操作/調度規(guī)則。
如果在實施Fab CIM軟件中使用當前的工業(yè)慣例，上述所述的兩種趨勢(也就是，使用較小批量型號和在Fab的不同部分使用不同的批量型號)將會給Fab增加巨大的復雜性。該復雜性來自于不同種類的行為和規(guī)則，Fab不同部分在處理不同型號的基底批量時，將依據所述行為和規(guī)則執(zhí)行。不同種類本質的混合批量型號Fab的行為和規(guī)則來自于基于由使用較小批量型號所產生的處理(例如，在各種CIM組件之間，例如MES，MCS，發(fā)布器/調度器和工具)的更大數目的載具。而且，因為每次當載具完成處理步驟并需要移動到下一步時，則通過消息將信息移動到最高軟件層(也就是，MES)，在最高層作出決定，并接著作為命令/請求經由各層向下復制這些決定。這種中央式的作出決定模型引入了等待時間，其影響由于基于與使用較小批量型號相應的處理的載具數目的增加而復雜化。本發(fā)明者預期到使用現有技術CIM軟件結構不能有效處理這種復雜性將產生過渡到小批量型號的瓶頸。
在一些實施例中，通過在使用不同型號批量Fab的部分(例如，大批量Fab102和小批量Fab108)中劃分Fab CIM軟件100以促進關于一旦載具(例如，大的或小的)完成一個處理步驟還要做什么的作出決定過程的分散，本發(fā)明解決上述問題。分散控制定位了需要快速作出決定的信息流，并且還將在Fab的相關部分中封裝規(guī)則和行為的差別，以將一個給定部分的內部行為隔離于Fab的其它部分。例如，在圖1的實施例中，封裝小批量Fab108內與基底移動有關的內部行為，以使大批量Fab102的MES104甚至沒有意識到，更不需要知道小批量Fab108如何將基底發(fā)送到小批量Fab108內的各種小批量工具。
注意，盡管在圖1只描述了單個的小批量Fab108，但是根據本發(fā)明也可以實現任何數目的其他Fab，其中每個Fab使用不同于大批量Fab102的批量型號，并從而類似地透明地集成到大批量Fab102中。例如，也可以容易的將單個基底型號載具批量Fab(未繪出)和/或中等型號載具批量Fab(未繪出)集成到本發(fā)明的CIM軟件結構100中。
如上所述，在最高層，MES104查看就象工廠中的任何其他工具一樣的根據本發(fā)明實施的小批量Fab108。然而，一旦將大批量載具發(fā)送到該小批量Fab108，連同指定對發(fā)送的基底執(zhí)行什么處理的信息一起進行處理，小批量Fab108從大批量載具將基底移出，并繼續(xù)基于其自身的商業(yè)規(guī)則調度和管理小批量Fab108內基底的運輸和處理以執(zhí)行請求的處理。一旦處理完在大批量載具中最初接收的所有基底，將處理的基底返回到大批量載具(在一些實施例中，返回到用于發(fā)送基底的相同的大批量載具，這取決于MES104為載具和基底提供的處理說明)以及將基底控制權返回到大批量Fab102的MES104。
轉到圖2，提供的示意圖描述了示例Fab201的物理排列的實施例，其形成圖1的小批量Fab108的一部分并特別適合使用小批量型號基底載具，例如容納單個基底或小于25層基底的基底載具。所描述的小批量Fab201包括使它具有特別適合使用小批量載具的許多特性的高速運輸系統(tǒng)，其包括高速、低維護，持續(xù)移動的傳送系統(tǒng)；不需要停止或減慢傳送的載具裝載/卸載功能；物理上能一次支持許多載具的傳送器；以及能容易的定制所需運輸途徑的靈活的傳送器。下面進一步描述這些特性。
前面援引的2003年8月28日申請的序列號為10/650,310，并名為“SystemFor Transporting Substrate Carriers”的美國專利申請(代理人證號.6900)，公開了一種基底載具運輸系統(tǒng)或類似的發(fā)送系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括規(guī)定為在其服務的Fab操作過程中一直處于運轉中的基底載具的傳送器。一直運動的傳送器是用于促進Fab中基底的運輸的，以減少在Fab中每個基底的整體“停頓”時間。
為了以上述形式操作Fab，應該提供用于當傳送器在運動時，從傳送器卸載基底載具，以及將基底載具加載到傳送器的方法和裝置。前面援引的2003年8月28日提交的序列號為10/650,480，并名為“Substrate Carriers Handler ThatUnloads Substrate Carriers Directly From a Moving Conveyor”的美國專利申請(代理人證號.7676)，公開了一種在基底裝載站或“工具站”的基底載具處理器，該處理器可以執(zhí)行關于移動傳送器的裝載/卸載操作。例如，基底裝載站或工具站可以包括可垂直移動的水平導軌(guide)或提升器，以及一個沿著水平導軌水平移動的終端操作機構(end effetor)。提供了用于垂直和/或水平移動終端操作機構的其他配置。
為了從移動的傳送器卸載基底載具，該傳送器轉移基底載具(一個“基底載具傳送器”)并通過基底裝載站傳遞，當基底載具傳送器運輸終端操作機構時，以大致符合基底載具速度的速度水平移動終端操作機構(例如，在水平方向以大致符合基底載具的速度)。此外，當正在運輸基底載具時，可以在鄰近基底載具的位置保持住終端操作機構。因此，終端操作機構可以大致符合基底載具的位置，同時大致符合基底載具的速度。同樣，傳送器的位置和/或速度可以大致符合。
雖然終端操作機構大致符合基底載具的速度(和/或位置)，但是終端操作機構被提升致使終端操作機構接觸基底載具并從基底載具傳送器脫離基底載具。同樣地，通過在裝載過程中大致匹配終端操作機構和載具速度(和/或位置)，將基底載具裝載在移動的基底載具傳送器上。在至少一個實施例中，在終端操作機構和基底載具運送器這間以大致為0的速度和/或加速度執(zhí)行終端操作機構和基底載具之間的基底載具移交管理。
前面援引的2004年1月26日申請?zhí)枮?0/764,982，并名為“Methods andApparatus for Transporting Substrate Carriers”的美國專利申請(代理人證號.7163)，描述了一種傳送器系統(tǒng)，與上述基底載具運輸系統(tǒng)和/或工具站一起使用，用于在電子設備制造裝置的一個或多個處理工具之間運輸基底載具。傳送器系統(tǒng)可以包括一根條帶(或“帶子”)，該條帶在至少部分電子設備制造裝置內形成閉環(huán)并在那里運輸基底載具。在一個或多個實施例內，所述條帶或帶子可以由無銹鋼鐵、聚碳酸酯、合成物質(例如，炭化石墨，玻璃絲等)，鋼鐵或其他強化聚亞安酯，環(huán)氧薄板，包括無銹鋼鐵、紡織品(例如，碳化纖維、玻璃絲，從杜邦可獲得的纖維B(Kevlar)，聚乙烯，鋼筋網等)的塑膠或聚合體物質或其他強化物質等構成。通過定向條帶以使條帶的厚的部分位于垂直平面內而條帶的薄部分位于水平平面內，條帶在水平平面是靈活的而在垂直平面是固定的。該配置允許經濟的構造和實施傳送器。例如，條帶需要較少的物質用于構造，容易制造，并由于它的垂直固定性/力量，能夠支持許多基底載具的重量而不需要補充支持結構(例如滾筒(roller)或在常規(guī)的、水平方向帶形傳送器系統(tǒng)中使用的其他類似機構)。而且，因為條帶可以是彎曲的、弓形的或由于它的橫向靈活性而另外制作成許多外形，所以傳送器系統(tǒng)是高度可定制的。
圖2的示例小批量Fab201包括一個條帶或帶子203，該條帶或帶子在小批量Fab201內形成單個環(huán)形205。例如，條帶203可以包括在前面援引的美國專利申請序列號10/764,982中所描述的條帶中的一種。條帶203在處理工具209之間運輸基底載具(未示出)，并包括直的部分211和彎曲部分213以形成(封閉的)環(huán)形205?？梢詫嵤┢渌麛的康奶幚砉ぞ?09和/或環(huán)行配置。
每個處理工具209可以包括在基底裝載站或處理工具209的“工具站”215上的基底載具處理器，用于當條帶203經過工具站215時，從傳送器系統(tǒng)207的移動條帶203卸載基底載具或加載基底載具到移動條帶203上(如之前引入的序列號為10/650,480的美國專利申請所述)。例如，當條帶203正在運輸工具站215的終端操作機構(未單獨表示)時，工具站215的終端操作機構(未單獨表示)可以以大致符合基底載具速度的速度水平移動，當正在運輸并升高基底載具時保持在鄰近基底載具的位置，以使終端操作機構接觸基底載具并從傳送器系統(tǒng)207脫離基底載具。同樣地，可以在裝載過程中以大致符合終端操作機構和條帶的速度(和/或位置)，將基底載具裝載在移動的條帶203上。
每個工具站215可以包括一個或多個裝載裝貨口或類似的位置，在該位置，放置轉移到處理工具209或來自于處理工具209的基底或基底載具(例如，一個或多個?？空?，雖然可以使用不運用停靠/非?？窟\動的轉移位置)。也在每個工具站215提供各種基底載具存儲位置用于在處理工具209的基底載具緩沖。
傳送器系統(tǒng)207包括用于控制條帶203操作的運輸系統(tǒng)控制器(TSC)217。例如TSC217可以控制/監(jiān)控條帶203的速度和/或狀態(tài)，分配用于支持/運輸基底載具的條帶203的支架，監(jiān)控該支架的狀態(tài)，將這些信息提供給每個工具站215等。同樣的，每個工具站215可以包括用于控制工具站操作的工具站軟件(TSS)219(例如，將基底載具裝載到傳送器系統(tǒng)207或從傳送器系統(tǒng)207卸載基底載具，運輸到/來自于工具站215和/或工具站215所服務的處理工具209的裝載裝貨口或存儲位置的基底載具)。原料控制系統(tǒng)(MCS)221與每個工具站215的運輸系統(tǒng)控制器217和工具站軟件219通信以影響相同的操作。TSC217，每個TSS219和/或MCS221可以包括一個用于控制TSC217、TSS219和/或MCS221所執(zhí)行的操作的調度的調度器(未表示)。
轉到圖3，提供的框圖描述了CIM軟件系統(tǒng)結構300的實施例的細節(jié)。CIM軟件300可以包括一個表示為MES304的大批量Fab302的模型，該模型直接或通過作為一個或多個單元控制器308的接口層控制多個(N)大批量工具306。注意，盡管在圖3中表示了一個單元控制器308，但在一些實施例中，可以每個工具306或工具組都有一個單元控制器，或根本沒有單元控制器。物理上，單元控制器軟件可以在一個計算機上執(zhí)行，但邏輯上，每個工具306可以或不可以具有相關的單元控制器。換句話說，在工具306內工具306可以包括單元控制器的功能。
MES304也可以發(fā)送請求到MCS310以將載具發(fā)送到大批量工具306并從大批量工具306去除載具。MCS310又控制大批量載具運輸系統(tǒng)312以滿足MES304的請求。大批量載具運輸系統(tǒng)312可以使用儲料器314以臨時存儲包含等待處理的基底的載具。
MES304也可以控制小批量Fab316，在此意義上(in the sense that)MES304可以指示小批量Fab316在響應MES304的請求的MCS310的控制下對通過大批量載具運輸系統(tǒng)312發(fā)送到大批量載具中的小批量Fab316的基底執(zhí)行處理。然而，根據本發(fā)明，MES304不控制小批量Fab如何管理在小批量Fab316執(zhí)行的處理。
小批量Fab316可以包括接口318，該接口允許合成工具320對于MES304來說就象另一個大批量工具306。下面將根據附圖4更詳細的進行說明，合成工具320可以體現為一組處理和/或度量工具和可以執(zhí)行多個處理步驟的原料運輸系統(tǒng)(包括高速運輸系統(tǒng))。例如，圖2的物理小批量Fab201可以代表合成工具320可以包括的組件的示例。實施接口318可以實現為對MES304看來是其它的單元控制器308，并因此，合成工具320通過對MED304看來是一個大批量工具而透明地集成到大批量Fab302中。注意，在一些實施例中，在合成工具320中可以實施接口318。因此，在一些實施例中，合成工具320和小批量Fab316是等同的。
MES304也包括一個調度器322用于優(yōu)化和調整Fab302組件的操作。在一些實施例中，每個MES304、大批量工具306、單元控制器308、MCS310、大批量載具運輸系統(tǒng)312、儲料器314、小批量Fab316、I/F318和合成工具320都可以包括一個調度器或一個調度組件。可以使用其他數量的MCS，調度器，單元控制器，大批量載具運輸系統(tǒng)，大批量工具，儲料器，和小批量Fab。
轉到圖4，提供的框圖描述了合成工具軟件結構400的實施例。合成工具320可以模型化為小批量MES402，所述小批量MES402通過實施為單元控制器406的接口層控制多個小批量工具404。注意，雖然在圖4中只表示一個單元控制器406，但在一些實施例中，可以每個工具404或工具組都有一個單元控制器，或根本沒有單元控制器。物理上，單元控制器軟件在一臺計算機上執(zhí)行，但邏輯上，每個工具404可以或不可以具有相關的單元控制器。換句話說，在工具404內工具404包括單元控制器的功能。
小批量MES402也可以將請求發(fā)送到小批量MCS408以發(fā)送載具到小批量工具404或從小批量工具404移出載具。小批量MCS408可以又控制小批量載具運輸系統(tǒng)410和多個(N)工具站412(例如，位于每個工具404一個)以滿足小批量MES402的請求。正如以上根據圖2所示，每個工具站412可以裝載/卸載基底載具到/來自于小批量運輸系統(tǒng)410，運輸基底載具到/來自于工具站412和/或工具站412服務的工具404等的裝載裝貨口或存儲位置。
小批量MES402也可以控制大批量/小批量載具基底傳送機構414。在一些實施例中，大批量/小批量載具基底傳送機構414可以在小批量MCS408的控制下操作。大批量/小批量載具基底傳送機構414可以用于接收大批量載具，從大批量載具卸載“將被處理的”基底，并將這些基底裝進將發(fā)送到小批量Fab316(圖3)以進行處理的小批量載具。同樣地，大批量/小批量載具基底傳送機構414還用于接收小批量載具，卸載被處理的基底，并將這些基底裝進將被發(fā)送返回到大批量Fab302的大批量載具(圖3)。單個傳送機構可以用于將基底從大批量載具傳送到小批量載具，并且反之亦然。而且，在一些實施例中，該傳送機構外部于和/或分離于小批量Fab316。也可以使用其他數量的小批量MCS的單元控制器，傳送機構，工具站，小批量傳送系統(tǒng)，和/或小批量工具。
MES402也可以包括一個調度器416用于優(yōu)化和調整合成工具320組件的操作。在一些實施例中，每個小批量MES402，每個小批量MCS408，小批量載具運輸系統(tǒng)410，每個工具站412，和/或大批量/小批量載具基底傳送機構414都可以包括用于控制調度操作的調度器或調度組件，該操作是由小批量MES402、小批量MCS408、小批量載具運輸系統(tǒng)410、每個工具站412、和/或大批量/小批量載具基底傳送機構414執(zhí)行的。在一些實施例中，小批量載具運輸系統(tǒng)410可以使用儲料器(未繪出)以臨時存儲包含等待處理的基底的載具。
雖然未繪出，但是合成工具320可以另外包括一個“不同型號的”批量Fab，該批量Fab對小批量MES402看來是另一個小批量工具404。換句話說，小批量Fab108以相同方式透明地集成到大批量Fab102中，不同型號批量Fab能透明集成到小批量Fab108中?？梢栽谄渌铣晒ぞ邇葘崿F這種合成工具的嵌套，然而深度對于定義子處理是有用的。
在操作中，合成工具320可以從MES304接收基底和處理清單。遵循大批量Fab102剩余組件106的自身商業(yè)規(guī)則和獨立性，小批量MES402控制接收到的基底并執(zhí)行處理清單。在小批量MES402的指示下，根據在合成工具320外不能執(zhí)行的調度，將基底從一個小批量工具404移動到下一個。如果小批量MES402遇到問題或錯誤情況，則運行以便開始任何糾正操作，其對于在不涉及MES304的情況下解決問題是必要的。因此，從Fab102的剩余部分封裝在合成工具320內的合成工具的處理和基底運輸的實際執(zhí)行。這一點既通過從合成工具320的操作細節(jié)卸下MES304從而簡化了Fab102的實施，也通過在合成工具320內做出決定的分散(或定位)從而加強了支持使用小批量載具的性能。
在一些實施例中，利用合適的和可實行的判斷，合成工具320內的商業(yè)規(guī)則可以從大批量Fab102的商業(yè)規(guī)則中復制。例如，許多管理大批量Fab304的調度器/分配器322的行為的一些商業(yè)規(guī)則可以應用到合成工具320的調度器/分配器416?？梢詮椭频钠渌纠?guī)則可以包括管理預防性維護(PM)工具的調度的規(guī)則，為優(yōu)先批量提供工具的規(guī)則，確定應該在其中處理批量的最佳工具或處理箱的規(guī)則(例如，根據對批量內一些基底作出的測試或根據在哪個工具或箱內已處理過批量的歷史)。將商業(yè)規(guī)則復制到嵌套的合成工具中可以有助于Fab102的設計和實施，因為通常合適的商業(yè)規(guī)則可以再利用，而且不必在每個子合成工具內重新產生。
為了進一步減少由于使用小批量載具所帶來的等待時間并因為合成工具320的內部操作是從Fab102的剩余部分封裝的，因此本發(fā)明的另一個優(yōu)點是實施合成工具320增強了現有技術MES協(xié)議而沒有引起不兼容性。例如，在一些實施例中，小批量MES402可以在從工具404接收實際的“請求卸載”狀態(tài)信息之前，提前將一些預期的移動指令提供給小批量MCS408。換句話說，并不是等待和反應性的響應來自工具404的狀態(tài)消息，該消息一般促使MES402將移動命令發(fā)送到小批量MCS408，反之MES402可以提前(proactively)發(fā)送上述消息。使用來自調度器416的信息，小批量MES402可以持續(xù)地確定最可能的指令序列，可以預見，它會正常的發(fā)送到小批量MCS408，例如，在接下來的n分鐘，持續(xù)將那些指令發(fā)送到小批量MCS408。一旦接收，小批量MCS可以排列指令，以使下一個指令是立即可獲得的。如果，例如，延遲和/或錯誤情況改變了調度，小批量MES402或調度器416可以改變小批量MCS408并指令隊列可以被打亂。當小批量MCS408需要一個指令并否則必須輸入減慢生產的等待狀態(tài)時而小批量MES402太忙而不能提供下一個指令的情況下，通過以這種形式排列指令會避免延遲。
在一些實施例中，當對小批量載具基底的處理在工具404完成時，工具的單元控制器406(和/或工具404本身)可以將“請求卸載”的信息提供給MES402同時也直接提供給工具的相關工作站412。在現有技術的系統(tǒng)中，直到MES和調度器已經確定載具的下一個目的地(例如，另一個工具或儲料器)并然后將已確定的目的地分配給MCS，所述MCS才會從工具卸載載具。這會導致在載具的實際卸載中的延遲。然而，根據本發(fā)明的實施例，通過預期工具404將需要卸載的載具(即使載具的下一個目的地未知)并通過將該指令排列到MCS408中，只要“請求卸載”一從單元控制器406(或相關工具404)提供到工具站412，工具站412就能夠下載該載具。這會導致單元控制器406/工具404更快地產生“請求裝載”到下一個載具。通過如圖4所示的在單元控制器406和相關工具站412之間的通信路徑可以促進對這種直接通信的支持。注意，雖然未繪出，但在一些實施例中，通信路徑可以直接鏈接工具404和工具站412。
類似于上述的卸載示例，MES402也可以將在來自工具404的“請求裝載”之前，下一個載具需要被裝載到工具404的指令排列到MCS408中。根據請求前的這個了解，MCS408能將載具預移動到工具的工具站412并且一旦工具404請求下一個載具，工具站412能將載具裝載到工具404，而不必等待來自MES402的命令。
轉到圖5，提供的框圖描述了CIM軟件系統(tǒng)結構500的另一個實施例的細節(jié)。所描述的另一個實施例是中央式的系統(tǒng)，該系統(tǒng)并不象上述的實施例一樣(如圖3描述的實施例)將小批量Fab透明的集成進入大批量Fab。然而，使用上述的指令排隊特性，可以克服所繪出的結構的一些等待時間問題，并可以實現中央式系統(tǒng)的許多優(yōu)點。
集成了小批量Fab504的大批量Fab502的中央式CIM結構500是由MES506控制的，該MES506包括用于控制圖5的混合批量型號Fab各個部分的一個大批量(LL)模塊508和一個小批量(SL)模塊510。LL模塊508通過實施為單元控制器514的接口層控制多個(N)大批量工具512。注意，盡管圖5中只描繪一個單元控制器514，但在一些實施例中，可以每個工具512或工具組具有一個單元控制器，或根本沒有單元控制器。物理上，單元控制器軟件在一臺計算機上執(zhí)行，但邏輯上，每個工具512可以或不可以具有一個相關的單元控制器。換句話說，在工具512中工具512可以包括單元控制器的功能。
MES506通過LL模塊508也可以將請求發(fā)送到MCS516以將載具發(fā)送到大批量工具512或從大批量工具512移出載具。MCS516依次控制大批量載具運輸系統(tǒng)518以滿足MES506的請求，并使用一個或多個儲料器520以臨時存儲包含等待處理的基底的載具。可以使用其他數量的MES、調度器、模塊、單元控制器、MCS、大批量工具、大批量載具運輸系統(tǒng)、和儲料器。
通過SL模塊510，MES506也通過實施為第二單元控制器524的接口控制多個(N)小批量工具522。SL模塊510也可以將請求發(fā)送到小批量MCS526以將小批量載具發(fā)送到小批量工具522或從小批量工具522移出小批量載具。小批量MCS526依次控制小批量載具運輸系統(tǒng)528和多個(N)工具站530(例如，位于每個小批量工具522的一個工具)以滿足SL模塊510的請求。正如以上根據圖2所示，工具站530可以將基底載具裝載到小批量載具運輸系統(tǒng)528并從小批量載具運輸系統(tǒng)528卸載基底載具，運輸基底載具到/來自于工具站530和/或工具站530服務的工具522等的裝載裝貨口或存儲位置。
SL模塊510也可以控制大批量/小批量載具基底轉移機構532。在一些實施例中，大批量/小批量載具基底轉移機構532可以在小批量MCS526和/或大批量MCS516的控制下操作。大批量/小批量載具基底轉移機構532可以用于接收大批量載具，從大批量載具卸載“要被處理”的基底，并將基底裝載到將要發(fā)送到小批量Fab504的小批量工具522以進行處理的小批量載具中。同樣地，大批量/小批量載具基底轉移機構532也可以用于接收小批量載具，卸載已處理的基底，并將基底裝載到將要發(fā)送返回到大批量Fab502的大批量載具。
MES506可以包括一個調度器534用于控制Fab502所執(zhí)行的操作的調度。在一些實施例中，每個MES506、大批量MCS516、小批量MCS526、大批量載具運輸系統(tǒng)518、小批量載具運輸系統(tǒng)528、每個工具站530、和/或大批量/小批量載具基底轉移機構532都可以包括一個調度器(只在MES506中示出)用于控制操作的調度，該操作是由每個MES506、小批量MCS526，小批量載具運輸系統(tǒng)528、每個工具站530、和/或大批量/小批量載具基底轉移機構532執(zhí)行的。
在一些實施例中，小批量MCS526可以使用儲料器(未繪出)以臨時存儲包含等待將被處理基底的載具。除了那些本文繪出的或提到的以外，可以使用其他數量的MES的，大批量MCS的，小批量MCS的，大批量載具運輸系統(tǒng)，小批量載具運輸系統(tǒng)，工具站，和/或大批量/小批量載具基底轉移機構。
如上所述，通過對移動或其他指令排隊，克服了由使用小批量載具所帶來的許多等待時間問題。在一些實施例中，MES506、通過SL模塊510、可以在來自小批量工具522的實際“請求卸載”之前，提前提供給小批量MCS526一些移動指令。正如以上關于合成工具320的描述，使用來自調度器524的信息，MES506可以持續(xù)確定最可能的指令序列，其預測它會正常的發(fā)送到小批量MCS526，例如，在接下來的n分鐘里，持續(xù)將那些指令發(fā)送到小批量MCS526。一旦接收，小批量MCS526可以將指令排隊以使下一個指令是立即可獲得的。如果，例如，延遲和/或錯誤情況改變調度，MES506或調度器534可以改變小批量MCS526并將指令隊列打亂。在小批量MCS526需要一個指令并否則必須輸入減慢生產的等待狀態(tài)但MES506太忙而不能提供下一個指令的情況下，通過以這種形式將指令排隊會避免延遲。如上所描述的合成工具320，可以在單元控制器524(和/或小批量工具522)和相關工具站530之間提供通信路徑以允許小批量MCS526在接收來自MES506的實際命令之前提前進行操作。
諸如圖5所描述的中央式系統(tǒng)的優(yōu)點在于，MES506具有更多對Fab中的所有組件和工件的控制和了解。在一個小批量處理相對簡單的實施例中，由于使用小批量給中央式系統(tǒng)帶來的復雜性和等待的級別是代價合理的。然而，對于有更多的小批量Fab集成到大批量Fab中，分布式，封裝的，和透明集成的合成工具會是優(yōu)選的。
上面的描述只公開了本發(fā)明的特定實施例；落入本發(fā)明范圍的對以上公開的方法和裝置的修改對于本領域的普通技術人員來說是顯而易見的。例如，上面提供的示例所描述的小批量Fab108只包括一個載具運輸系統(tǒng)410，但在小批量Fab108中能實施任何數量的載具運輸系統(tǒng)。在實施多個載具運輸系統(tǒng)的小批量Fab中，可以使用轉移站以促使將載具從一個載具運輸系統(tǒng)轉移到另一個系統(tǒng)。
將會理解的是，本發(fā)明也使用任何類型的基底例如硅基底、玻璃板、掩模、絲網等，模式的或非模式的；和/或具有用于運輸和/或處理該基底的裝置。
因此，雖然已經結合其特定的實施例公開了本發(fā)明，但應該理解的是，其他實施例可以落入如下面權利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍內。
權利要求
1.一種系統(tǒng)，包括至少一個大批量載具運輸系統(tǒng)，用于將大批量載具發(fā)送到至少一個大批量工具；以及至少一個合成工具，用于從大批量載具運輸系統(tǒng)接收大批量載具，其中合成工具包括至少一個將基底從大批量載具轉移到小批量載具的機構；至少一個小批量載具運輸系統(tǒng)，用于將小批量載具發(fā)送到至少一個小批量工具。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中至少一個大批量載具運輸系統(tǒng)和至少一個小批量載具運輸系統(tǒng)由中央制造執(zhí)行系統(tǒng)控制。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中至少一個小批量載具運輸系統(tǒng)由分散式小批量制造執(zhí)行系統(tǒng)控制，并且小批量制造執(zhí)行系統(tǒng)對于大批量制造執(zhí)行系統(tǒng)來說是一個大批量組件。
4.一種電子設備制造裝置，包括一個包括多個大批量組件的大批量制造裝置；一個用于控制大批量制造裝置的制造執(zhí)行系統(tǒng)；以及一個布置在大批量制造裝置內的小批量子制造裝置，其用于如大批量組件一樣與大批量制造裝置的制造執(zhí)行系統(tǒng)互相作用。
5.如權利要求4所述的電子設備制造裝置，其中小批量子制造裝置還用于如大批量組件一樣透明地與大批量制造裝置的制造執(zhí)行系統(tǒng)相互作用。
6.如權利要求4所述的電子設備制造裝置，其中小批量子制造裝置進一步用于內部復制制造執(zhí)行系統(tǒng)的一部分商業(yè)規(guī)則以操作小批量制造裝置。
7.如權利要求6所述的電子設備制造裝置，其中小批量子制造裝置進一步用于在小批量子制造裝置中封裝小批量制造裝置的操作。
8.一種電子設備制造裝置，包括一個包括多個大批量組件的大批量制造裝置；一個小批量子制造裝置，布置在大批量制造裝置內，并包括多個小批量組件；以及一個中央制造執(zhí)行系統(tǒng)，其包括一個第一模塊，用于控制大批量制造裝置；一個第二模塊，用于控制小批量子制造裝置。
9.如權利要求8所述的電子設備制造裝置，其中第二模塊進一步用于在小批量子制造裝置請求服務之前將指令傳達到小批量子制造裝置的隊列。
10.如權利要求9所述的電子設備制造裝置，其中根據最已知的調度，在請求服務之前傳送指令。
11.一種合成工具，包括多個小批量組件；一個小批量制造執(zhí)行系統(tǒng)，用于控制多個小批量組件；其中小批量制造執(zhí)行系統(tǒng)進一步用于與大批量制造執(zhí)行系統(tǒng)通信，以使大批量制造執(zhí)行系統(tǒng)與合成工具互相作用就好象合成工具是大批量工具一樣。
12.如權利要求11所述的合成工具，進一步包括一個機構，用于接收和分派大批量載具，并將基底轉移到小批量載具和大批量載具、和從小批量載具和大批量載具轉移基底。
13.如權利要求11所述的合成工具，其中小批量組件包括一個高速小批量載具運輸系統(tǒng)。
14.一種計算機可執(zhí)行指令，用于控制電子設備制造裝置的操作，其包括一個第一模塊，用于控制制造裝置的至少一個大批量載具運輸系統(tǒng)運行地將大批量載具發(fā)送到至少一個大批量工具；一個第二模塊，用于控制制造裝置的至少一個合成工具運行地從大批量載具運輸系統(tǒng)接收大批量載具；一個第三模塊，用于控制制造裝置的至少一個機構運行地將基底從大批量載具發(fā)送到小批量載具；以及一個第四模塊，用于控制制造裝置的至少一個小批量載具運輸系統(tǒng)運行地將小批量載具發(fā)送到至少一個小批量工具。
15.如權利要求14所述的計算機可執(zhí)行指令，其中第一和第二模塊進一步用于在大批量電子設備裝置制造執(zhí)行系統(tǒng)計算機上執(zhí)行，并且其中第三和第四模塊進一步用于在小批量電子設備子制造裝置制造執(zhí)行系統(tǒng)計算機上執(zhí)行。
16.如權利要求14所述的計算機可執(zhí)行指令，其中第一、第二、第三和第四模塊進一步用于在中央大批量電子設備制造裝置制造執(zhí)行系統(tǒng)計算機上執(zhí)行。
17.如權利要求14所述的計算機可執(zhí)行指令，其中第四模塊進一步用于指示至少一個小批量工具執(zhí)行制造過程，并且其中第一模塊與第四模塊相互作用就象第四模塊是大批量工具一樣。
18.一種方法，包括為電子設備制造裝置(Fab)劃分計算機集成制造(CIM)軟件，以使Fab模型化為以下的組合至少一個大批量載具運輸系統(tǒng)，至少一個第一工具，用于接收至少一個大批量載具，以及至少一個合成工具，用于接收至少一個大批量載具，其中該至少一個合成工具包括至少一個小批量載具運輸系統(tǒng)，和至少一個第二工具，用于接收至少一個小批量載具；以及在分布式平臺上執(zhí)行CIM軟件。
19.如權利要求18所述的方法，其中劃分CIM軟件包括，為在Fab制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和至少一個合成工具MES中執(zhí)行Fab處理而分配軟件。
20.如權利要求19所述的方法，其中連接到合成工具MES的接口對FabMES來說就象是連接到用于接收至少一個大批量載具的第三工具的接口。
21.一種方法，包括為電子設備制造裝置(Fab)劃分計算機集成制造(CIM)軟件，以使Fab模型化為以下的組合至少一個大批量載具運輸系統(tǒng)，用于將大批量載具發(fā)送到至少一個第一大批量工具；至少一個合成工具，用于從大批量載具運輸系統(tǒng)接收大批量載具，其中合成工具包括一個將基底從大批量載具轉移到小批量載具的機構；一個小批量載具運輸系統(tǒng)，用于將小批量載具發(fā)送到至少一個第一小批量工具；以及在分布式平臺上執(zhí)行CIM軟件。
22.如權利要求21所述的方法，其中劃分CIM軟件包括為在Fab制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和至少一個合成工具MES中執(zhí)行Fab處理而分配軟件。
23.如權利要求22所述的方法，其中連接到合成工具MES的接口對FabMES來說就象是連接到一個第二大批量工具的接口。
全文摘要
本發(fā)明涉及大批量和小批量電子設備制造裝置的集成方法及其裝置。在至少一個方面中，本發(fā)明提供了一種電子設備制造裝置(Fab)，該裝置使用能透明集成到使用大批量載具的現有Fab中的小批量載具。制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)可以與本發(fā)明的小批量Fab相互作用就好象小批量Fab是現有大批量Fab中的任何其他組件，而不需要知道如何控制小批量Fab組件(例如，指定處理清單)。根據本發(fā)明的小批量Fab可以封裝小批量組件的小批量Fab的內部用途，并且該小批量Fab對于大批量Fab的MES來說，就象小批量Fab是使用大批量載具的一個組件。
文檔編號G05B19/418GK1636846SQ200410095460
公開日2005年7月13日 申請日期2004年11月5日 優(yōu)先權日2003年11月6日
發(fā)明者阿米特·皮里, 大衛(wèi)·達芬, 艾瑞克·安德魯·恩格爾哈特 申請人:應用材料有限公司