CN101231965A - 晶圆制造厂及其载具传输系统和方法 - Google Patents

晶圆制造厂及其载具传输系统和方法 Download PDF

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CN101231965A
CN101231965A CNA2007101076027A CN200710107602A CN101231965A CN 101231965 A CN101231965 A CN 101231965A CN A2007101076027 A CNA2007101076027 A CN A2007101076027A CN 200710107602 A CN200710107602 A CN 200710107602A CN 101231965 A CN101231965 A CN 101231965A
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陈人豪
王国华
陈建勋
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Abstract

一种晶圆制造厂及其载具传输系统和方法。该晶圆制造厂包括一具有一供多个载具存放的内部暂存区的制程设备，每一制程设备包括一晶舟与一承载接口，以将该晶舟载入该内部暂存区或自该内部暂存区载出，该方法包括：决定一第一晶舟与一第二晶舟的相对顺位，该第一晶舟已通过该制程设备加工并存放于该内部暂存区，该第二晶舟是预备传输至该制程设备进行加工；回应来自该制程设备的信息，该信息为该承载接口可使用；若已决定该第一晶舟具有较该第二晶舟高的顺位，则通过该承载接口自该内部暂存区载出该第一晶舟；以及若已决定该第二晶舟具有较该第一晶舟高的顺位，则通过该承载接口传输该第二晶舟至该制程设备并将该第二晶舟载入该内部暂存区。

Description

晶圆制造厂及其载具传输系统和方法
技术领域
本发明是有关于一种晶圆制造厂的管理系统，特别是有关于一种用于内部暂存区制程设备的载具传输管理系统及方法。
背景技术
半导体装置的制造包括依一特定次序与通常在一特定时间周期内，利用各种不同高技术的产品与量测设备而完成一连串的制程步骤。晶圆制造厂中晶圆逻辑系统的基本功能为在正确时间内传送晶圆至每一设备及追踪整个制程过程中晶圆的位置与状态。
应用在晶圆制造厂的自动化物料搬运系统(automatedmaterial handling system，AMHS)可较手动装置更有效率、稳定且安全地执行自动化功能。当晶圆尺寸由200厘米增加至300厘米时，已节省制程上某些方面的成本，然而，亦有额外的需求产生，例如需搭配跨层(cross-floor)与跨阶(cross-phase)的传输机制及较大的传输空间，然此需求通常会造成设备在传输上的拥塞。此外，有关自动化物料搬运系统的投资亦相当庞大。
300厘米制程设备可区分为两种主要类型，包括固定暂存区制程设备及内部暂存区制程设备。固定暂存区制程设备仅具有固定式的承载接口接收晶圆载具，例如晶圆传送盒(frontopening unified pod，F OUP)，而无内部暂存区供载具存放。因此，晶圆通过天井式搬运(overhead hoist transporter，OHT)系统直接从固定暂存区制程设备的承载接口载入或载出。反之，内部暂存区制程设备则包括有存放载具的位置，每一存放位置包含一部分已加工或欲加工的晶圆批次或晶舟，不包含承载接口。内部暂存区制程设备因此可执行连续的批次制程。例如，假设一包含一或多个晶舟的第一批次已通过设备中的制程单元加工，一包含一或多个晶舟的第二批次存放于内部暂存区，接着，自动化物料搬运系统决定制程设备的承载接口其中之一是否可使用，若可，则传输一包含一部分第三批次晶舟的载具至制程设备。然此将造成冲突情形。若包含第三批次晶舟的载具抵达前述可用的承载接口时，包含第二批次晶舟的载具正通过承载接口从内部暂存区载出，即在承载接口处发生冲突。此时，由于从制程设备载出的载具通常较载入制程设备的载具有高的顺位，遂包含第三批次晶舟的载具将退回原位置。目前，并没有办法决定上述冲突情形是否会发生，除非等到包含第三批次晶舟的载具通过天井式搬运系统抵达制程设备时才会知道。
发明内容
本发明提供一种晶圆制造厂的载具传输方法，该晶圆制造厂包括一具有一供多个载具存放的内部暂存区(internal buffer)的制程设备，制程设备包括一晶舟与一承载接口(load port)，以将该晶舟载入该内部暂存区或自该内部暂存区载出，该方法包括：决定一第一晶舟与一第二晶舟的相对顺位，该第一晶舟已通过该制程设备加工并存放于该内部暂存区，该第二晶舟是预备传输至该制程设备进行加工；回应来自该制程设备的信息，该信息为该承载接口是可使用的；若已决定该第一晶舟具有较该第二晶舟高的顺位，则通过该承载接口自该内部暂存区载出该第一晶舟；以及若已决定该第二晶舟具有较该第一晶舟高的顺位，则通过该承载接口传输该第二晶舟至该制程设备并将该第二晶舟载入该内部暂存区。
本发明所述的晶圆制造厂的载具传输方法，更包括于传输及载入该第二晶舟后：决定该第一晶舟与一第三晶舟的相对顺位，其中该第三晶舟是预备传输至该制程设备进行加工；回应来自该制程设备的信息，该信息为该承载接口是可使用的；若已决定该第一晶舟具有较该第三晶舟高的顺位，则通过该承载接口自该内部暂存区载出该第一晶舟；以及若已决定该第三晶舟具有较该第一晶舟高的顺位，则通过该承载接口传输该第三晶舟至该制程设备并将该第三晶舟载入该内部暂存区。
本发明所述的晶圆制造厂的载具传输方法，更包括于载出该第一晶舟后：决定该第二晶舟与一第三晶舟的相对顺位，其中该第三晶舟已通过该制程设备加工并存放于该内部暂存区；回应来自该制程设备的信息，该信息为该承载接口是可使用的；若已决定该第三晶舟具有较该第二晶舟高的顺位，则通过该承载接口自该内部暂存区载出该第三晶舟；以及若已决定该第二晶舟具有较该第三晶舟高的顺位，则通过该承载接口传输该第二晶舟至该制程设备并将该第二晶舟载入该内部暂存区。
本发明所述的晶圆制造厂的载具传输方法，该决定步骤包括：接收来自该晶圆制造厂的制造执行系统的晶舟顺位信息；以及由接收的该晶舟顺位信息，决定该第一晶舟与第二晶舟的相对顺位。
本发明所述的晶圆制造厂的载具传输方法，自该内部暂存区载出该第一晶舟的步骤包括传送一指令至该制程设备，以自该内部暂存区载出该第一晶舟。
本发明所述的晶圆制造厂的载具传输方法，该传输及载入该第二晶舟的步骤包括：传送一承载接口状态信号至一发送器；以及传送一传输指令至该制程设备。
本发明另提供一种晶圆制造厂的载具传输系统，该晶圆制造厂包括一具有一供多个载具存放的内部暂存区(internalbuffer)的制程设备，制程设备包括一晶舟与一承载接口(loadport)，以将该晶舟载入该内部暂存区或自该内部暂存区载出，该系统包括：第一装置，所述第一装置决定一第一晶舟与一第二晶舟相对顺位，其中该第一晶舟已通过该制程设备加工并存放于该内部暂存区，该第二晶舟是预备传输至该制程设备进行加工；以及第二装置，所述第二装置回应来自该制程设备信息，该信息为该承载接口是可使用的，若已决定该第一晶舟具有较该第二晶舟高的顺位，则通过该承载接口自该内部暂存区载出该第一晶舟，若已决定该第二晶舟具有较该第一晶舟高的顺位，则通过该承载接口传输该第二晶舟至该制程设备并将该第二晶舟载入该内部暂存区。
本发明所述的晶圆制造厂的载具传输系统，于传输及载入该第二晶舟后，更包括：该第一装置决定该第一晶舟与一第三晶舟相对顺位，其中该第三晶舟是预备传输至该制程设备进行加工；以及于该第二装置中，回应来自该制程设备信息，该信息为该承载接口是可使用的，若已决定该第一晶舟具有较该第三晶舟高的顺位，则通过该承载接口自该内部暂存区载出该第一晶舟，若已决定该第三晶舟具有较该第一晶舟高的顺位，则通过该承载接口传输该第三晶舟至该制程设备并将该第三晶舟载入该内部暂存区。
本发明所述的晶圆制造厂的载具传输系统，于载出该第一晶舟后，更包括：该第一装置决定该第二晶舟与一第三晶舟相对顺位，其中该第三晶舟已通过该制程设备加工并存放于该内部暂存区；以及于该第二装置中，回应来自该制程设备信息，该信息为该承载接口是可使用的，若已决定该第三晶舟具有较该第二晶舟高的顺位，则通过该承载接口自该内部暂存区载出该第三晶舟，若已决定该第二晶舟具有较该第三晶舟高的顺位，则通过该承载接口传输该第二晶舟至该制程设备并将该第二晶舟载入该内部暂存区。
本发明所述的晶圆制造厂的载具传输系统，所述第一装置执行如下操作：接收来自该晶圆制造厂制造执行系统晶舟顺位信息；以及由接收的该晶舟顺位信息，决定该第一晶舟与第二晶舟相对顺位。
本发明所述的晶圆制造厂的载具传输系统，还包括第三装置，所述第三装置自该内部暂存区载出该第一晶舟，所述第二装置传送一指令至该制程设备，以自该内部暂存区载出该第一晶舟。
本发明所述的晶圆制造厂的载具传输系统，还包括：第四装置，所述第四装置传送一承载接口状态信号至一发送器；以及第五装置，所述第五装置传送一传输指令至该制程设备，传输及载入该第二晶舟。
本发明再提供一种晶圆制造厂，包括：一制程设备，包括一内部暂存区，以供多个载具存放，制程设备包括一晶舟与一承载接口(load port)，以将该晶舟载入该内部暂存区或自该内部暂存区载出；一发送器，以发送传输载具至该制程设备的信号；一物料搬运系统(material handling system)，以传输该载具至该制程设备；以及一载具管理系统，以分析接收来自一制造执行系统(manufacturing execution system，MES)的排序信息与来自该制程设备有关于多个载具与承载接口状态的信息，以及提供信号，依据该分析结果通过该承载接口控制载具载入或载出。
本发明所述的晶圆制造厂，该分析步骤包括：决定一第一晶舟与一第二晶舟的相对顺位，其中该第一晶舟已通过该制程设备加工并存放于该内部暂存区，该第二晶舟是预备传输至该制程设备进行加工；以及决定该承载接口是否可使用。
本发明所述的晶圆制造厂，该提供信号的步骤，回应该承载接口可使用的决定，包括：提供一信号至该制程设备，若已决定该第一晶舟具有较该第二晶舟高的顺位，则通过该承载接口自该内部暂存区载出该第一晶舟；提供一信号至该发送器，以将该第二晶舟传输至该制程设备；以及提供一信号至该制程设备，若已决定该第二晶舟具有较该第一晶舟高的顺位，则通过该承载接口将该第二晶舟载入该内部暂存区。
本发明所述的晶圆制造厂及其载具传输系统和方法，可避免于载具传输时，制程设备的承载接口发生冲突。
附图说明
图1是本发明的一实施例，于一晶圆制造厂中利用一载具传输管理系统将载具传输至一制程设备的流程控制方块图。
图2是本发明的一实施例，执行图1载具传输管理系统的方法流程图。
图3是比较图1载具传输管理系统于晶圆制造厂中两组情况的操作。
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1是揭露本发明的一实施例，于一晶圆制造厂10中，传输载具的流程控制。在实施例中，晶圆制造厂10包括一包含一内部暂存区14的制程设备12，内部暂存区14为一提供一批次晶圆通过制程单元16进行加工前、后暂时存放的区域。制程设备12更包括承载接口LP1及LP2，称为设备I/O 18。请继续参阅图1，将一包含一或多个晶舟的第一批次(批次A)晶圆存放于内部暂存区14，而将一包含一或多个晶舟的第二批次(批次B)晶圆置于制程单元16进行加工处理。另可通过一天井式搬运(overheadhoist transporter，OHT)系统19传输一置于一载具17内包含一部分第三批次(批次C)晶圆的晶舟至制程设备12。实施例中，假设所有批次A的晶圆已通过制程单元16加工且在承载接口LP1及LP2将其从制程设备12载出前一直存放于内部暂存区14。
于操作上连接一计算机系统20至制程设备12，以接收设备的状况信号，例如承载接口状态信号，且传送操作指令至制程设备12，例如从内部暂存区载出一载具。操作上，当承载接口LP1及LP2其中之一可使用时，制程设备12，或说是设备I/O 18即送出一承载接口状态信号至计算机系统20，指示承载接口的状态。
本发明特点将进一步更清楚描述于图2中。一连接于计算机系统20的载具传输管理(carrier transportation management，CTM)系统22根据制造执行系统(manufacturing execution system，MES)及设备I/O的信息作出是否传送一包含多个新批次(批次C)的载具(例如载具17)至制程设备12或在送入另一载具前，是否从制程设备12先载出一包含部分批次(批次A)的载具的决定。此决定将避免制程设备12的承载接口LP1及LP2发生冲突。若已决定传送一载具至制程设备12，计算机系统20会通知发送器24，依序再指示一自动化物料搬运系统(automated material handlingsystem，AMHS)26，并通过天井式搬运系统19传输该批次至制程设备12。
图2是本发明的一实施例，执行载具传输管理系统22的方法。如图2所示，在一第一步骤40中，载具传输管理系统22接收来自制造执行系统包含晶舟顺位的信息42，并以此相对顺位的信息决定晶舟、批次的排序。例如，假设一包含三个晶舟(X01、X02、X03)的第一批次(批次X)已加工且于载出前存放在制程设备的内部暂存区，而一包含三个晶舟(Y01、Y02、Y03)的第二批次(批次Y)则要求载入在制程设备中。另一假设为晶舟X01已通过第一承载接口载入，晶舟X02欲通过第二承载接口载入，而晶舟Y01欲通过第二承载接口载出。在此例中，载具传输管理系统22将比较晶舟X02与晶舟Y01的顺位，以决定先载入晶舟X02或先载出晶舟Y01。若晶舟Y01具有较高顺位，则在载入晶舟X02前，会先载出晶舟Y01。反之，若晶舟X02具有较高顺位，则在载出晶舟Y01前，会先载入晶舟X02。在第一例中，于载出晶舟Y01后及载入晶舟X02前，若第二承载接口是可使用的，则很有可能马上载出晶舟Y02，遂必须比较晶舟X02与晶舟Y02的相对顺位。相同地，在第二例中，于载入晶舟X02后及载出晶舟Y02前，若第二承载接口是可使用的，则很有可能马上载入晶舟X03，遂必须比较晶舟X03与晶舟Y02的相对顺位。
上述例子成立的条件，必须内部暂存区有足够的空间同时容纳载入的晶舟X02及未载出的晶舟Y01。依此方式，载具传输管理系统22可决定制程设备12中，载具载入或载出的最佳次序。在第二步骤44中，同时考虑由步骤42发展成的I/O排序信息及设备I/O信息46(承载接口是否可使用)，以决定是否传送信号至发送器24，而启动自动化物料搬运系统26传送一载具至制程设备12以及指示制程设备载入接收的晶舟至内部暂存区(步骤48)或载出存放于内部暂存区的晶舟(步骤50)。
图3是比较图1载具传输管理系统于晶圆制造厂10中两组情况的操作。在第一例(晶舟载入实施例)中，以60表示，设备I/O 18送出一承载接口状态信号62至包括载具传输管理系统22的计算机系统20，指出承载接口LP1及LP2至少其中之一是可使用的。载具传输管理系统22以图2所述的方式评估设备I/O 18的状态，而决定载入一载具至制程设备，此载具包含等待制程设备加工的晶圆。载具传输管理系统22通过一承载接口状态信号64指示发送器24传输载具至制程设备12。发送器24送出一晶舟传送信号66至自动化物料搬运系统26，接着，传送一传输指令68至设备I/O 18，以将载具传输至制程设备12并通过设备I/O 18将其载入制程设备12的内部暂存区14(如图1所示)。
在第二例(晶舟载出实施例)中，以70表示，设备I/O 18送出一承载接口状态信号72至包括载具传输管理系统22的计算机系统20，指出承载接口LP 1及LP2是可使用的。载具传输管理系统22以图2所述的方式评估设备I/O 18的状态，而决定在载入另一载具前，载出存放于制程设备12内部暂存区(如图1所示)的批次。在此第二例70中，计算机系统20传送一载出指令74至制程设备12，续通过承载接口LP1及LP2从制程设备载出该批次而完成此一载出动作76。
以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。
附图中符号的简单说明如下：
10：晶圆制造厂
12：制程设备
14：内部暂存区
16：制程单元
17：载具
18：设备I/O
19：天井式搬运系统
20：计算机系统
22：载具传输管理系统
24：发送器
26：自动化物料搬运系统
40：依晶舟顺位的I/O排序
42：制造执行系统信息
44：设备I/O的决定
46：设备I/O信息
48：载入载具至内部暂存区
50：自内部暂存区载出载具
60：晶舟载入实施例
62、64、72：承载接口状态信号
66：晶舟传送信号
68：传输指令
70：晶舟载出实施例
74：载出指令
76：载出动作

Claims (15)

1.一种晶圆制造厂的载具传输方法，其特征在于，该晶圆制造厂包括一具有一供多个载具存放的内部暂存区的制程设备，制程设备包括一晶舟与一承载接口，以将该晶舟载入该内部暂存区或自该内部暂存区载出，该晶圆制造厂的载具传输方法包括：
决定一第一晶舟与一第二晶舟的相对顺位，该第一晶舟已通过该制程设备加工并存放于该内部暂存区，该第二晶舟是预备传输至该制程设备进行加工；
回应来自该制程设备的信息，该信息为该承载接口是可使用的；
若已决定该第一晶舟具有较该第二晶舟高的顺位，则通过该承载接口自该内部暂存区载出该第一晶舟；以及
若已决定该第二晶舟具有较该第一晶舟高的顺位，则通过该承载接口传输该第二晶舟至该制程设备并将该第二晶舟载入该内部暂存区。
2.根据权利要求1所述的晶圆制造厂的载具传输方法，其特征在于，更包括于传输及载入该第二晶舟后：
决定该第一晶舟与一第三晶舟的相对顺位，其中该第三晶舟是预备传输至该制程设备进行加工；
回应来自该制程设备的信息，该信息为该承载接口是可使用的；
若已决定该第一晶舟具有较该第三晶舟高的顺位，则通过该承载接口自该内部暂存区载出该第一晶舟；以及
若已决定该第三晶舟具有较该第一晶舟高的顺位，则通过该承载接口传输该第三晶舟至该制程设备并将该第三晶舟载入该内部暂存区。
3.根据权利要求1所述的晶圆制造厂的载具传输方法，其特征在于，更包括于载出该第一晶舟后：
决定该第二晶舟与一第三晶舟的相对顺位，其中该第三晶舟已通过该制程设备加工并存放于该内部暂存区；
回应来自该制程设备的信息，该信息为该承载接口是可使用的；
若已决定该第三晶舟具有较该第二晶舟高的顺位，则通过该承载接口自该内部暂存区载出该第三晶舟；以及
若已决定该第二晶舟具有较该第三晶舟高的顺位，则通过该承载接口传输该第二晶舟至该制程设备并将该第二晶舟载入该内部暂存区。
4.根据权利要求1所述的晶圆制造厂的载具传输方法，其特征在于，该决定步骤包括：
接收来自该晶圆制造厂的制造执行系统的晶舟顺位信息；以及
由接收的该晶舟顺位信息，决定该第一晶舟与第二晶舟的相对顺位。
5.根据权利要求1所述的晶圆制造厂的载具传输方法，其特征在于，自该内部暂存区载出该第一晶舟的步骤包括传送一指令至该制程设备，以自该内部暂存区载出该第一晶舟。
6.根据权利要求1所述的晶圆制造厂的载具传输方法，其特征在于，该传输及载入该第二晶舟的步骤包括：
传送一承载接口状态信号至一发送器；以及
传送一传输指令至该制程设备。
7.一种晶圆制造厂的载具传输系统，其特征在于，该晶圆制造厂包括一具有一供多个载具存放的内部暂存区的制程设备，制程设备包括一晶舟与一承载接口，以将该晶舟载入该内部暂存区或自该内部暂存区载出，该晶圆制造厂的载具传输系统包括：
第一装置，所述第一装置决定一第一晶舟与一第二晶舟相对顺位，其中该第一晶舟已通过该制程设备加工并存放于该内部暂存区，该第二晶舟是预备传输至该制程设备进行加工；以及
第二装置，所述第二装置回应来自该制程设备信息，该信息为该承载接口是可使用的，若已决定该第一晶舟具有较该第二晶舟高的顺位，则通过该承载接口自该内部暂存区载出该第一晶舟，若已决定该第二晶舟具有较该第一晶舟高的顺位，则通过该承载接口传输该第二晶舟至该制程设备并将该第二晶舟载入该内部暂存区。
8.根据权利要求7所述的晶圆制造厂的载具传输系统，其特征在于，于传输及载入该第二晶舟后，更包括：
该第一装置决定该第一晶舟与一第三晶舟相对顺位，其中该第三晶舟是预备传输至该制程设备进行加工；以及
于该第二装置中，回应来自该制程设备信息，该信息为该承载接口是可使用的，若已决定该第一晶舟具有较该第三晶舟高的顺位，则通过该承载接口自该内部暂存区载出该第一晶舟，若已决定该第三晶舟具有较该第一晶舟高的顺位，则通过该承载接口传输该第三晶舟至该制程设备并将该第三晶舟载入该内部暂存区。
9.根据权利要求7所述的晶圆制造厂的载具传输系统，其特征在于，于载出该第一晶舟后，更包括：
该第一装置决定该第二晶舟与一第三晶舟相对顺位，其中该第三晶舟已通过该制程设备加工并存放于该内部暂存区；以及
于该第二装置中，回应来自该制程设备信息，该信息为该承载接口是可使用的，若已决定该第三晶舟具有较该第二晶舟高的顺位，则通过该承载接口自该内部暂存区载出该第三晶舟，若已决定该第二晶舟具有较该第三晶舟高的顺位，则通过该承载接口传输该第二晶舟至该制程设备并将该第二晶舟载入该内部暂存区。
10.根据权利要求7所述的晶圆制造厂的载具传输系统，其特征在于，所述第一装置执行如下操作：
接收来自该晶圆制造厂制造执行系统晶舟顺位信息；以及
由接收的该晶舟顺位信息，决定该第一晶舟与第二晶舟相对顺位。
11.根据权利要求7所述的晶圆制造厂的载具传输系统，其特征在于，还包括第三装置，所述第三装置自该内部暂存区载出该第一晶舟，所述第二装置传送一指令至该制程设备，以自该内部暂存区载出该第一晶舟。
12.根据权利要求7所述的晶圆制造厂的载具传输系统，其特征在于，还包括：
第四装置，所述第四装置传送一承载接口状态信号至一发送器；以及
第五装置，所述第五装置传送一传输指令至该制程设备，传输及载入该第二晶舟。
13.一种晶圆制造厂，其特征在于，包括：
一制程设备，包括一内部暂存区，以供多个载具存放，制程设备包括一晶舟与一承载接口，以将该晶舟载入该内部暂存区或自该内部暂存区载出；
一发送器，以发送传输载具至该制程设备的信号；
一物料搬运系统，以传输该载具至该制程设备；以及
一载具管理系统，以分析接收来自一制造执行系统的排序信息与来自该制程设备有关于多个载具与承载接口状态的信息，以及提供信号，依据该分析结果通过该承载接口控制载具载入或载出。
14.根据权利要求13所述的晶圆制造厂，其特征在于，该分析步骤包括：
决定一第一晶舟与一第二晶舟的相对顺位，其中该第一晶舟已通过该制程设备加工并存放于该内部暂存区，该第二晶舟是预备传输至该制程设备进行加工；以及
决定该承载接口是否可使用。
15.根据权利要求14所述的晶圆制造厂，其特征在于，该提供信号的步骤，回应该承载接口可使用的决定，包括：
提供一信号至该制程设备，若已决定该第一晶舟具有较该第二晶舟高的顺位，则通过该承载接口自该内部暂存区载出该第一晶舟；
提供一信号至该发送器，以将该第二晶舟传输至该制程设备；以及
提供一信号至该制程设备，若已决定该第二晶舟具有较该第一晶舟高的顺位，则通过该承载接口将该第二晶舟载入该内部暂存区。
CNA2007101076027A 2006-07-14 2007-05-17 晶圆制造厂及其载具传输系统和方法 Pending CN101231965A (zh)

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