CN101150043A - 电子货架以及在制品管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子货架以及在制品管理系统，该电子货架包含框架，传感器和显示器。该框架具有多个容器，且每一容器用以容纳一晶片载具；传感器具有一射频辨识(RFID)读取器的一天线，该天线结合于所述多个容器的其中一容器，读取该容器所容纳的一晶片载具的识别码；该显示器根据所读取的所述识别码以显示所述晶片载具的相关信息，其中该传感器及该显示器设置于该电子货架。通过本发明提供的电子货架，可以在个别的制造阶段中由制造设备处理、由推车或作业员搬运、堆放在仓库上、货架上或其它装置中，更加方便地找到所需要的每个晶片货批。

Description

电子货架以及在制品管理系统

技术领域

本发明有关于计算机技术，且特别有关于电子货架以及在制品管理系统和制造程序的管理。

背景技术

目前的半导体产品在设计上体积越来越小，其制造程序也变得越来越复杂，在十年前一般需要100个制造阶段，到如今约需要400个制造阶段。从一制造阶段至另一制造阶段中间用晶片载具来承运晶片，晶片载具例如晶片传送盒(pod)或前开式密闭箱(front opened unified pod，简称FOUP)等。有些晶片载具在进入下一制造阶段以前，可以堆放在仓库(stocker)中或货架(rack)上。在这些载具中的晶片货批必需可以被识别，使得作业员、机械人、或例如推车(trolley)等其它的运输工具可以从仓库或货架中取得所要的晶片货批(wafer lot)以运送至下一制造阶段。在制造设备及仓库中的晶片货批可以从计算机集成制造(computer integrated manufacturing，简称CIM)系统查询得到，但是CIM系统却无法准确地追踪那些由作业员、推车运送或置放于货架上的晶片货批。在统计上，晶片厂中晶片在运输器具(例如推车及作业员)、货架、设备及仓库中的比例分别为24％、35％、12％及29％。因此，晶片厂中有一半以上的晶片货批是在CIM系统的控制之外。

配有智能标签(Smart-tag)的晶片载具当智能标签上的一个按钮被按下时，可以显示晶片信息，例如晶片货批识别码，借此来辅助晶片货批的搜寻。举例来说，可以用CIM系统来查询一个所需晶片货批的先前处理设备，并通过按压该设备附近的货架上的智能标签按钮，以找出上述所需晶片货批的位置。

然而一一地按压晶片载具上的按钮，从一个货架至另一货架地来寻找所需的晶片货批是很耗时的。假设邻近上述设备的位置有三个地区，每个地区有三个货架，并且每个货架具有16个晶片载具，在最坏的情况中要找到晶片货批所需的按钮按压次数为3×3×16＝144次。

另外，结合在一晶片货批的制造信息记录(称为帐)可能基于某些理由被更新或改变，然而该晶片货批的智能标签按钮却仍然显示旧的制造信息。这样会造成操作错误。再者，在配有智能标签的晶片载具的智能标签的电池电量耗尽时，就无法辨识该晶片载具中的晶片。

因为成千上万的晶片货批会分布于半导体厂中的不同位置，例如在个别的制造阶段中由制造设备处理、由推车或作业员搬运、堆放在仓库上、货架上或其它装置中，因此要找到一个晶片货批是很困难的。

发明内容

本发明实施例提供一种电子货架，包含框架、传感器、及显示器。该框架具有多个容器，且每一容器用以容纳一晶片载具。该传感器具有一射频辨识(RFID)读取器的一天线，且该天线结合于所述多个容器的其中一容器，用以读取该容器所容纳的一晶片载具的识别码。该显示器根据所读取的所述识别码以显示该晶片载具的相关信息，其中该传感器及该显示器设置于该电子货架。

上述的电子货架，其中优选地，所述容器具有对应的位置信息，还包含：一通讯单元，传送出所述识别码及该容器的所述位置信息以更新一数据库中该晶片载具的制造信息。

上述的电子货架，其中优选地，还包含：一通讯单元，用以通过一信道来传送所述识别码至一服务器，借以从一数据库查询并接收该晶片载具的所述相关信息。

上述的电子货架，其中优选地，该通讯单元将所述识别码从该传感器对应的一第一协议转换成该信道对应的一第二协议，并将该相关信息从该第二协议转换成该显示器对应的一第三协议。

上述的电子货架，其中优选地，当具有所述识别码且贴附于该晶片载具的一射频辨识标签，在该射频辨识读取器的读取范围内时，该显示器持续显示所述相关信息。

上述的电子货架，其中优选地，该射频辨识读取器连接多个天线，所述多个天线作为多个传感器以一对一地结合至所述多个容器，以进行识别码读取。

另外，本发明实施例提供一种电子货架，包含框架、传感器、及通讯单元。该框架具有多个容器，每一容器用以容纳一晶片载具且具有对应的位置信息，且每一晶片载具具有对应的制造信息储存于一数据库。该传感器结合于上述多个容器的其中一容器，用以读取该容器所容纳的一晶片载具的识别码。该通讯单元传送出所述识别码及该容器的所述位置信息以更新该数据库中所述晶片载具的制造信息。

上述的电子货架，其中优选地，该通讯单元通过一信道传送出所述识别码及所述位置信息至一服务器，借以执行查询并从该服务器接收查询结果。

上述的电子货架，其中优选地，还包含：一显示器，显示所述晶片载具的制造信息的一部分；以及一输出单元，用以将所述制造信息的一部分写入至结合于该容器的一储存介质。

上述的电子货架，其中优选地，该容器所容纳的该晶片载具包含一底盘，且该底盘具有透明材质制成的一底盖。

上述的电子货架，其中优选地，该容器所容纳的该晶片载具包含该底盘，且一标签基座形成于该底盘的底盖，用以固定一射频辨识标签，该射频辨识标签储存该晶片载具的识别码。

上述的电子货架，其中优选地，该通讯单元将该识别码从该传感器对应的一第一协议转换成该信道对应的一第二协议，并将所述相关信息从该第二协议转换成该显示器对应的一第三协议。

上述的电子货架，其中优选地，当具有所述识别码且贴附于该晶片载具的一射频辨识标签在该射频辨识读取器的读取范围内时，该显示器持续显示所述相关信息。

上述的电子货架，其中优选地，该射频辨识读取器连接多个天线，所述多个天线作为多个传感器以一对一地结合至所述多个容器，以进行识别码读取。

综上所述，通过本发明提供的电子货架，可以在个别的制造阶段中由制造设备处理、由推车或作业员搬运、堆放在仓库上、货架上或其它装置中，更加方便地找到所需要的每个晶片货批。

附图说明

图1显示耦接至一在制品管理系统的电子货架实施例的结构方块图；

图2A显示RFID读取器相对于晶片载具容器的读取范围的实施例的示意图；

图2B显示RFID读取器相对于晶片载具容器的读取范围的实施例的示意图；

图3A显示电子货架实施例的示意图；

图3B显示电子货架的部分示意图；

图3C显示在电子货架上结合于一容器的显示器的示意图，其上显示晶片货批信息；

图4显示晶片载具实施例的示意图；

图5A显示晶片载具的底盘的底盖示意图；

图5B显示该底盖的一部分包含标签座及RFID标签；

图5C显示嵌入至标签座的RFID标签；

图6显示在制品管理系统与电子货架实施例之间的操作流程图；

图7显示在制品管理系统与电子货架另一实施例之间的操作流程图；

图8显示在制品管理系统与电子货架另一实施例之间的操作流程图；

图9显示电子货架另一实施例的结构方块图。

其中，附图标记说明如下：

1～转换器；         2～收发器；         3～转换器；         4～通讯单元；

5～RFID读取器；     110～服务器；       120～数据库；       130～通讯信道；

140～CIM系统；      240～通讯单元；     301～303～分隔物；  310～读取范围；

311～读取范围；     400～晶片载具；     401～外壳；         402～底盘；

403～底盖；         404～辨识装置；     405～RFID标签；     501～区域；

502～标签基座；     A_1～天线；         A_2～天线；         A_6～天线；

A_7～天线；         A_i-1～天线；       A_i～天线；         A_i+1～天线；

A_n～天线；         Bi-1～读取范围；    Bi～读取范围；      Bi+1～读取范围；

C_1～容器；         C_2～容器；         C_5～C_8～容器；    C_i-1～容器；

C_i～容器；         C_i+1～容器；       C_n～容器；         D_1～显示器；

D_2～显示器；       D_6～显示器；       D_7～显示器；       D_i～显示器；

D_n～显示器；       E_1-E_n～读取器；       P_i～晶片载具；       P_n～晶片载具；

R～电子货架；       R_1～电子货架；         R_i～电子货架；       R_m～电子货架；

L1～L4～阶层结构；  T6～标签；              Ti～标签；            W1～W2～轮子。

具体实施方式

以下说明是本发明的较佳实施例。其目的是要举例说明本发明一般性的原则，不应视为本发明的限制，本发明的范围当以权利要求所界定的范围为准。

系统概要

参照图1，电子货架R_1通过通讯信道130连接于服务器110。服务器110可以作为货架(例如电子货架R_1～R_m，其中m为自然数)与CIM系统140之间的桥接器，且上述CIM系统140包含数据库120。举例来说，服务器110可以包含在制品控制系统(material control system，简称MCS)，连接于自动化原料处理系统(automatic material handling system，简称AMHS)。信道130可以包含有线或无线通讯信道。举例来说，服务器110及电子货架R_1～R_m可以连接至局域网络(local area network，简称LAN)或无线局域网络(wireless LAN)。

一个电子货架包含框架，该框架具有多个晶片载具(例如晶片传送盒或FOUP)的容器。每一个容器被设计用以容纳一个晶片载具，并结合一个传感器及一个显示器，分别用以读取晶片载具的识别码，以及根据上述读取的识别码以显示该晶片载具的相关信息。传感器的控制器可以控制所述传感器。货架R 1为电子货架的实例用以容纳多个晶片载具。射频辨识(RadioFrequency Identification，简称RFID)传感器可以由连接至该控制器的天线来构成。在货架R_1中，容器C_1结合显示器D_1及天线A_1。同理，货架R_1的第二容器结合第二显示器及第二天线，以及容器C_n结合显示器D_n及天线A_n，其中n是大于1的正整数。以一般化表示，容器C_i结合显示器D_i及天线A_i，其中变量i的范围：0≤i≤n。每个天线提供有限的读取范围，使得个别具有天线的两个相邻容器可以避免标签冲突(tag conflict)或读取器冲突(reader conflict)而顺利地检测分别放在所述两个容器中的两个晶片载具。RFID天线使用的射频约小于等于125KHz。在较佳实施例中可使用提供超低频(super low frequency，简称SLF，介于30Hz至300Hz之间)的RFID读取器。图2A及图2B显示相对于晶片载具容器的读取器的读取范围的实例。

一个天线(例如A_i)可以设置于一个对应的容器(例如C_i)的各个不同的区域或邻近于该对应容器的区域。在较佳实施例中，上述天线的读取范围(例如Bi)远离上述对应容器的邻近容器(例如容器C_i-1及C_i+1)，并且不论任何两个相邻的读取范围(例如Bi-1与Bi或Bi与Bi+1)在水平或垂直方向上如何接近，均不重叠。

提供每一个天线位置信息以对应于其结合的容器。举例来说，天线A_i的位置信息可以是货架R_i及容器C_i的识别码的组合、读取器5及天线A_i的识别码组合、或上述各识别码的各种组合。

当检测到一个配有RFID标签的晶片载具在一个天线(例如A_i)的读取范围中，该天线接收该晶片载具的识别码及其它信息。RFID读取器5作为传感器的控制器以控制天线A_1～A_n，并读取、传送所接收的识别码及该天线的位置至通讯单元4。通讯单元4接收并通过信道130传送上述识别码及位置信息至服务器110。RFID读取器5可以顺序地或同时地询问天线A_1至A_n以判别哪一个天线从标签接收到数据。在顺序询问天线的例子中，RFID读取器5可以耦接于一个多路选择器(未图示)以选择在一时槽中要启动的天线。须要了解的是不同的传感器，例如红外线传感器或条形码读取器等，可以替代RFID读取器5及其天线。

在电子货架中的通讯单元(例如通讯单元4)传送传感器(例如天线A_i及RFID读取器5)所读取到的位置信息及识别码至数据库120以更新该传感器所检测到的晶片载具中晶片货批对应的制造信息。在电子货架中的通讯单元(例如通讯单元4)接收由CIM系统140主动传送(push)或自CIM系统140下传(pull)的数据9(例如由数据库120主动传送或回传的数据)并转送该数据至一显示器(例如显示器D_i)以显示。举例来说，在图1中的收发器2在服务器110与货架R_1之间执行此数据传送与接收。

在传送数据至信道130需要进行格式转换。举例来说，当通过RS232(Recommended Standard 232)协议连接至读取器5，并通过TCP/IP(transmission control protocol/Internet protocol)协议连接至服务器110时，在传送信息至服务器110以前，通讯单元4将所接收的信息从RS232协议转换至TCP/IP协议。转换后产生包含上述信息的外送封包。转换器1可以为外送封包执行格式转换。须要了解的是在电子货架与服务器110之间可以使用其它的局域网络协议(Ethernet protocol)。

从服务器110接收数据也需要进行格式转换。举例来说，通过TCP/IP协议连接至服务器110，并通过RS485(recommended standard 485)协议连接至显示器D_i，通讯单元4在传送已接收数据至显示器D_i之前，将内送封包中的已接收数据从TCP/IP协议转换成RS485协议。转换器3可以为内送封包执行格式转换。

电子货架实例

参照图3A，货架R_i包含的框架具有四阶层结构L1～L4以及四个轮子(包含W1及W2)。每一层包含四个容器。须要了解的是电子货架可以包含任何数量的轮子，或不具备轮子；该框架的单层结构中可以被设计成包含任数量的容器。须要了解的是，在图3B中显示阶层结构L2的一部分的俯视图。在单一阶层结构上由分隔物所区隔开的区域形成晶片载具的容器。举例来说，分隔物301、302及303区隔容器C_5、C_6、C_7及C_8。显示器D_6及天线A_6与容器C_6结合。显示器D_7及天线A_7与容器C_7结合。当晶片载具P_6被放在容器C_6上，其中的标签T6处于RFID读取器5的读取范围310内。因此，在图1的RFID读取器5通过天线A_6检测晶片载具P_6的标签T6，并且显示器D_6显示晶片载具P_6的晶片货批相关信息以响应该检测操作。容器C_7没有晶片载具，天线A_7没有接收任何的RFID标签信息，而显示器D_7也不显示任何晶片货批信息。须要了解的是天线A_7的读取范围311不能扩及容器C_6，借此来防止天线A_7读取标签标签T6。

参照图3C，显示器D_6显示晶片货批号码F63337.1、制造阶段PO1_PH及程序QL450H。须要了解的是显示器D_6可以显示更多的晶片货批信息。容器(例如容器C_i)的显示器(例如显示器D_i)可以是液晶显示器(liquidcrystal display，简称LCD)、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，简称OLED)显示器、电子纸(e-paper)或其它类型的显示器。每个显示器可以有内嵌的控制器。服务器110可以通过这些内嵌的控制器来控制电子货架上的显示器、传送信息至该显示器来加以显示并清除显示器画面。

晶片载具实例

参照图4，晶片载具400包含外壳401及底盘402，也可以结合辨识装置404，例如智能标签(Smart-tag)。须要了解的是辨识装置404并非晶片载具400所必备的。外壳401中可以放置晶图托架(cassette，未图示)。底盘402还包含底盖403。参照图5A～图5C，底盖403包含在区域501的标签基座502。标签基座502用来固定RFID标签405。须要了解的是标签基座502可以设计成不同形状，也可以设置在底盖403的不同区域。区域501必需设置于底盖403上适当的位置以确保晶片载具400在容器C_i中的时候，RFID读取器5可以通过天线A_i读取标签405(也就是在其读取范围内)。

在较佳实施例中可以用被动式RFID标签来构成标签405。被动式RFID标签不含电源，只利用来自读取器的电磁波以供电给标签中的芯片，并回传其中的数据。在较佳实施例中可以用透明材质来实作底盖403。

货架操作流程

当容器C_i中没有晶片载具时，显示器D_i可以不显示任何信息。RFID读取器5通过天线A_i传送射频波以询问RFID标签。参照图6，当晶片载具P_i放置在容器C_i上，晶片载具P_i的RFID标签进入天线A_i的读取范围中，因此回传标签中的数据至RFID读取器5。RFID读取器5从该RFID标签及天线A_i接收该数据(例如晶片载具P_i中晶片货批的识别码及其它信息)。上述已接收的数据被称为晶片载具P_i的货批信息。RFID读取器5传送上述货批信息及天线A_i的位置信息至通讯单元4(参见步骤S3)。通讯单元4接收上述货批信息及位置信息，并将上述货批信息及位置信息从RFID读取器5使用的第一协议转换成信道130使用的第二协议(参见步骤S4)，并通过信道130传送上述转换后的货批信息至服务器110(参见步骤S5)。

服务器110当接收到上述转换后的信息时，传送上述转换后的信息至数据库120，以响应该信息的接收事件(参见步骤S6)，借以更新其中对应于晶片载具P_i的晶片货批的制造信息，并从数据库120取得一部分的上述制造信息(参见步骤S7)。在步骤S6中，数据库120可以根据晶片载具P_i的货批信息以取得一笔制造信息记录，并利用晶片载具P_i的位置信息以更新晶片载具P_i中晶片货批的目前位置。

服务器110传送已取得的制造信息至通讯单元4(参见步骤S8)。通讯单元4将上述制造信息从上述信道130的第二协议转换成显示器D_i的第三协议(参见步骤S9)，并将转换后的制造信息转送至显示器D_i来加以显示(参见步骤S10及步骤S11)。举例来说，上述第二协议可以是局域网络协议(Ethernetprotocol)。上述第一及第二协议可以分别是RS232及RS485协议。制造信息可以是上述晶片货批的制造阶段的识别信息。举例来说，制造信息可以是晶片载具P_i所进入的设备的识别码，或先前曾处理晶片载具P_i的设备的识别码。显示器D_i可以提供更多制造信息。举例来说，显示器D_i显示晶片载具P_i中晶片货批的识别码(例如图3所示)，即由RFID读取器5所提供的信息。显示器D_i所显示的信息称为晶片载具P_i的相关信息。

显示器D_i可以持续显示上述相关信息直到晶片载具P_i的RFID标签离开天线A_i的读取范围。

CIM系统140可以主动传送(push)制造信息至货架R_i(例如由database120所响应或主动传送的信息)。参照图7，设备或操作员更新已储存在数据库120中的制造信息(参见步骤S12)。为了响应晶片载具P_i制造信息的更新操作，服务器110从数据库120取得已更新的制造信息(参见步骤S14)并传送该信息至通讯单元4(参见步骤S16)。通讯单元4将上述制造信息从信道130的第二协议转换成显示器D_i的第三协议(参见步骤S18)，并将转换后的信息传送给显示器D_i(参见步骤S20)。显示器D_i显示上述转换后的信息(参见步骤S22)。

CIM系统140可以通过服务器110将数据写入至货架R_i上的标签或其它储存介质。参照图8，设备或操作员更新数据库120中一笔对应晶片载具P_i的记录(参见步骤S812)。为了响应上述更新，服务器110从数据库120取得上述记录中的更新数据(参见步骤S814)，并传送上述更新数据至通讯单元4(参见步骤S816)。通讯单元4将上述数据从信道130的第二协议转换成RFID读取器5的第一协议(参见步骤S818)，并将转换后的数据传送给RFID读取器5(参见步骤S820)。RFID读取器5通过天线A_i将转换后的数据写入至RFID标签Ti。(参见步骤S822及步骤S824)。RFID读取器5或在上述货架上的任何其它的输出单元可以将上述制造信息的一部分写入至晶片载具的标签或其它的储存介质。

服务器110可以自动地或根据使用者的指令以传送上述已更新的制造信息至货架R_i。

变化实施例

RFID读取器5可以将天线耦接于显示器，来达到不需询问数据库120，从天线接收晶片货批信息(例如晶片货批的识别码)后直接显示于显示器的效果。举例来说，一旦天线A_i接收到晶片载具P_i的晶片货批的识别码，显示器D_i就显示上述识别码。

图9显示电子货架R的实施例，其中一个天线直接耦接至专属的RFID读取器。读取器E_1～E_n耦接于通讯单元240。通讯单元240如同通讯单元4，能与服务器110通讯。

RFID标签可以具有两种形式的存储器：可编程序芯片及只读存储器，包含在工厂阶段建立于其中的唯一序号。

结论

因为传感器安装在电子货架上，标签依附于晶片载具，电子货架可以向CIM数据库回报晶片货批的目前位置。因此可以追踪被放置在货架上的晶片货批。电子货架也可以包含显示器以显示其上的晶片货批的相关信息。有关晶片货批的相关信息的显示则可以根据传感器的检测操作而被启动或关闭。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种电子货架，包含：

一框架，具有多个容器，且每一容器用以容纳一晶片载具；

一传感器，具有一射频辨识读取器的一天线，且该天线结合于所述多个容器的其中一容器，用以读取该容器所容纳的一晶片载具的识别码；以及

一显示器，根据所读取的所述识别码以显示该晶片载具的相关信息，其中该传感器及该显示器设置于该电子货架。

2.如权利要求1所述的电子货架，其中所述容器具有对应的位置信息，还包含：

一通讯单元，传送出所述识别码及该容器的所述位置信息以更新一数据库中该晶片载具的制造信息。

3.如权利要求1所述的电子货架，还包含：

一通讯单元，用以通过一信道来传送所述识别码至一服务器，借以从一数据库查询并接收该晶片载具的所述相关信息。

4.如权利要求3所述的电子货架，其中该通讯单元将所述识别码从该传感器对应的一第一协议转换成该信道对应的一第二协议，并将该相关信息从该第二协议转换成该显示器对应的一第三协议。

5.如权利要求1所述的电子货架，其中当具有所述识别码且贴附于该晶片载具的一射频辨识标签，在该射频辨识读取器的读取范围内时，该显示器持续显示所述相关信息。

6.如权利要求5所述的电子货架，其中该射频辨识读取器连接多个天线，所述多个天线作为多个传感器以一对一地结合至所述多个容器，以进行识别码读取。

7.一种电子货架，包含：

一框架，具有多个容器，每一容器用以容纳一晶片载具且具有对应的位置信息，且每一晶片载具具有对应的制造信息储存于一数据库；

一传感器，结合于所述多个容器的其中一容器，用以读取该容器所容纳的一晶片载具的识别码；以及

一通讯单元，传送出所述识别码及该容器的所述位置信息以更新该数据库中所述晶片载具的制造信息。

8.如权利要求7所述的电子货架，其中该通讯单元通过一信道传送出所述识别码及所述位置信息至一服务器，借以执行查询并从该服务器接收查询结果。

9.如权利要求8所述的电子货架，还包含：

一显示器，显示所述晶片载具的制造信息的一部分；以及

一输出单元，用以将所述制造信息的一部分写入至结合于该容器的一储存介质。

10.如权利要求9所述的电子货架，其中该容器所容纳的该晶片载具包含一底盘，且该底盘具有透明材质制成的一底盖。

11.如权利要求10所述的电子货架，其中该容器所容纳的该晶片载具包含该底盘，且一标签基座形成于该底盘的底盖，用以固定一射频辨识标签，该射频辨识标签储存该晶片载具的识别码。

12.如权利要求8所述的电子货架，其中该通讯单元将该识别码从该传感器对应的一第一协议转换成该信道对应的一第二协议，并将所述相关信息从该第二协议转换成该显示器对应的一第三协议。

13.如权利要求12所述的电子货架，其中当具有所述识别码且贴附于该晶片载具的一射频辨识标签在该射频辨识读取器的读取范围内时，该显示器持续显示所述相关信息。

14.如权利要求13所述的电子货架，其中该射频辨识读取器连接多个天线，所述多个天线作为多个传感器以一对一地结合至所述多个容器，以进行识别码读取。

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