CN101595438B - 生产线上空余时间减少的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了有效的制造自动化系统和方法。该自动化系统控制生产线上通过工具加工的物料的移动。该系统和方法包括移动物料的先占式调度。由于该先占式调度，在第一批次转换成准备好卸载状态之前确定了该下一目的地和下一将被加工的批次。这减少等待时间或者空余时间以提高工具利用率。

Description

生产线上空余时间减少的设备和方法

技术领域

本发明总体上涉及生产线上移动物料的制造自动化系统和方法。

背景技术

产品的制造典型地包括许多顺序执行的工艺步骤。大多数情况下，这些工艺步骤在多于一个的工艺设备中进行，每个设备具有一个或多个工艺腔室。例如，在晶圆加工生产线上电子器件的制造包含相对于例如硅的晶圆衬底上执行诸如薄膜沉积、光刻、蚀刻、热处理和掺杂物引入的工艺步骤。虽然可能在单一的工艺设备上执行一些工艺步骤，但是通常的情形是衬底不得不在生产线上位于不同位置间的不同的工艺设备之间传送。

图1示出一已知加工生产线布局100。该加工生产线布局具有位于主隔间或中心岛(central isle)140的相对侧的许多隔间120，加工晶圆衬底的工艺设备150安放在隔间120的环路上。多片晶圆衬底通常组在一起且放入如密封盒的承载器中。这些晶圆衬底于是在承载器中传输于生产线的不同位置之间，如工艺设备150和储料站。自动传输系统例如吊运传输(OHT)系统、衬底承载器操作机械手、自动或轨道导引车辆典型地应用于不同位置间的承载器传输。图1中该自动传输系统包含OHT系统，其包括多个承载器传输工具(未示出)耦合到其上的导轨122和142。这些承载器传输工具适合于沿着生产线传送一个或多个承载器且能采取各种形式，如沿着导轨122、142传送的传输工具，或者耦合到诸如传送带的移动导轨上的送料架(cradles)。根据该系统，承载器传输工具可以分成协助承载器在隔间之间(intra-bay)传送的传输工具与协助承载器在隔间内(inter-bay)传送的传输工具。或者，这些承载器支持装置也可以自由传输于生产线而不限定为隔间内或者隔间之间。同样，也不是必须把生产线分隔成隔间。

根据电子器件的复杂度，整个制造周期从空白晶圆衬底下线到将整个晶圆分成单个集成电路包括几百道工艺步骤是很常见的。在此期间，这些晶圆衬底可能在一百个不同的加工位置之间移动，加工路线可能包括频繁的折返，在其中使用到相同的工艺设备或设备类型。因此生产线上不同场所之间用于传送晶圆衬底的时间包括用于等待承载器传输工具拾取其内放置有衬底的承载器的时间，生产线上不同场所之间用于传送晶圆衬底的时间在确定电子器件制造的总时间也叫生产周期时间中起关键作用。

在现在半导体行业，制造商们正在通过提高晶圆生产率和提供更短的周期时间来吸引更多的客户努力提高他们的市场份额。因此，期望提供一种用于转移在制品物料如在生产线上的晶圆衬底的高效制造自动化系统和方法。

发明内容

总体来说，本发明涉及在生产线上移动物料的制造自动化系统和方法。

按照本发明的一个方面，提供在生产线上移动物料的自动化方法，其中在第一设备中加工的第一批次的状态实际转换成准备好卸载状态之前，发出命令确定该第一批次的下一目的地。该准备好卸载状态是表明该第一批次已经完成加工且准备好从第一设备卸载的状态。这使得该第一批次避免了在确定其下一目的地的命令发出之前，不得不等待直到其达到准备好卸载的状态。结果是，更少的时间用于等待承载器传输工具来拾取已完成的该第一批次，从而促进制造周期时间的可能的减少。另外，加快已完成的第一批次的移动也意味着该工艺设备在更早的时间准备好接收第二随后批次以进行加工。工艺设备的空余时间可以因此减少。

按照本发明的第二个方面，自动化制造方法进一步包括发出下一目的地命令以确定该第一批次的下一目的地的步骤。该第一批次的下一目的地选定后，调度拾取运输工具从第一设备拾取第一批次。下一批次命令被发出以确定将在第一设备中加工的第二随后批次。该方法进一步包括选择将在下一设备中加工的该第二批次和调度递送运输工具以从初始位置取回该第二批次且送往第一设备。

按照本发明的另一方面，提供了一制造物品的方法。该方法包括在第一工具中加工第一物品。检测该第一物品的状态到准备好卸载状态的预先转换，且在该第一物品转换成该准备好卸载状态之前，发出下一目的地命令以确定该第一物品的下一工具目的地。

按照本发明的又一方面，提供了一存储制造自动化计算机程序的计算机介质。该计算机介质包括检测在第一设备中加工的第一批次的状态到准备好卸载状态的预先转换。准备好卸载状态表明该第一批次已经完成加工且准备好从该第一设备中卸载。该计算机介质进一步包括发出一下一目的地命令以在该第一批次转换成准备好卸载状态之前确定该第一批次的下一目的地。

参考下面的具体实施方式的描述以及图，可以清楚地得知上述内容以及其它内容，还有此处公开的本发明的优点和特征。另外，需要理解的是，此处描述的各个实施例的特征并非互斥的，这些特征能够以多种组合和置换的方式存在。

附图说明

在附图中，相同的数字标记总体上在不同的视图中代表相同的部分。另外，附图并非必需按比例绘制，其重点在于阐明本发明的主要思路。本发明的实施例将在下面通过参考附图的例子加以描述。其中：

图1示出一已知的具有自动传输系统的生产线的布局。

图2示出控制生产线的操作的制造自动化系统(没有自动控制器)的框图。

图3示出阐述根据本发明的第一实施例的依据图2中制造自动化系统的物料调度处理流程的甘特图。

图4示出根据本发明的第二实施例的具有适于实现先占式调度的自动控制器的示例性制造自动化系统的框图。

图5a示出根据本发明的第三实施例的适于促进先占式调度的自动控制器的简化工作流程。

图5b示出阐述根据本发明的第四实施例的先占式调度的处理流程的甘特图。

图6示出阐述根据本发明的第五实施例的依据图4中的制造自动化系统的先占式调度的示例性处理步骤的流程图。

图7说明承载器交换时间与使用制造自动化系统调度的方法之间相关性的图表。

具体实施方式

总体上，本发明涉及用于在生产线上移动物料的制造自动化系统和方法。该物料可以是一个或多个组成单一批次的在制品项目。

图2示出了一制造自动化系统200，其可以用于控制生产线的操作。如图2所示，该制造自动化系统200包括至少一个机器监控程序(MSP)210，其监视与其相关的工艺设备的状态和作为与其相关的处理设备的通信界面。该MSP与制造执行系统(MES)220是双工通信的。该制造执行系统(MES)220追踪在生产线上所有的执行或操作。该MES也可以执行与生产线相关的功能，例如追踪承载器位置和设备状态、执行批次预定和搁置批次。

除了MSP210之外，MES220和一自动物料处理系统(AMHS)230与一活动管理器(AM)240也是双工通信的。该自动物料处理系统(AMHS)230是控制生产线上传输系统的控制器。该自动物料处理系统(AMHS)230监控和控制诸如承载器传输工具的传输系统组件和诸如传输带和承载器处理机械手的其它与该传输系统相关的传输装置的运作，，从而承载器可以移动到它们预期的位置。举例来说，该AMHS可以分配承载器传输工具去移动承载器，指引承载器传输工具到特定位置的移动以及追踪在生产线上承载器传输工具的状态和位置。

该AM与实时分配器(RTD)双工通信以管理线上的批次。该RTD包含生产线上批次的详细清单和关于这些批次的信息，例如批次优先级和调度批次顺序。该RTD可以给该AM提供设备的在制品的批次清单，其可以包括这些批次的优先等级。基于该批次清单，该AM于是执行批次的下一目的地和优先级分析，该批次已经由一设备加工过且准备好从该设备移走。

图3是阐述了根据本发明的一实施例从机器视角依据图2的该制造自动化系统200的物料调度处理流程的甘特图，其中该处理流程中的x1代表当第一设备在加工批次A时的持续时间。批次A包括加工中转变成最终产品的一个或多个物料项。在一示例中，该物料项可以是晶圆衬底或LCD面板。或者，其它物料项也适用。以物料项为晶圆衬底为例，该第一设备可以在批次A的晶圆衬底上沉积一薄膜。该第一设备可以用相同的方法加工批次A中所有的物料项，或者在物料项之间使用的方法上可以有变化。在图3中用y1表示的x1的终点处，批次A已经完成加工且处于准备好卸载状态，在此批次A准备好从该第一设备移走。周期x2代表当第一设备加工第二随后批次时的持续时间，批次B跟随在批次A已经完成加工且从该第一设备移走之后。在用y2表示的x2的起点处批次B已完成装载进第一设备以待加工。举例来说，批次B可以装载进入如装载口的装载站(station)以待加工。在y1和y2之间流经的时间等于该机器的空闲时间y。在y期间，该第一设备处于等待已完成的批次A移走和随后的批次B到达以加工的空闲状态。

如图3所示，当该第一设备已经完成加工批次A且在批次A中的物料项装在准备好从该第一设备移走的承载器中时，在y1发出卸载请求。该卸载请求表明该包含批次A的承载器处于准备好卸载状态和触发要执行的“下一站在哪里”的分析。“下一站在哪里”的分析用于确定批次A的下一个目的地。在一个实施例中，与该第一设备相关的MSP传达卸载请求到MES，一旦收到卸载请求，MES和AM一起启动“下一站在哪里”的分析。当批次A的下一目的地已确定时，启动OHT等待和拾取处理。在该处理中，向OHT承载器传输工具发出传输请求，以从第一设备拾取批次A且将其递送到下一目的地。该传输请求可以由MES发出到AMHS，其是传输系统的控制器。该AMHS将安排拾取承载器传输工具以从该第一设备获取批次A。

在批次A已经从该第一设备移走之后，该第一设备发出一装载请求，其表明该第一设备正请求一批次以处理。这触发了“下一个是什么”的分析，以确定在该第一设备中将被处理的下一适合批次以及随后的储备处理，以分配选定的下一批次到该第一设备。在一实施例中，与该第一设备相关的该MSP传送该装载请求到MES，从而MES和AM一起启动“下一个是什么”的分析。在下一批次B选定且储备后，启动OHT等待和拾取处理，在此例如由MES发出传输请求给AMHS以递送承载器传输工具去拾取批次B以及递送其到该第一设备。当批次B由承载器传输工具递送到第一设备后，载入第一设备去处理。此事件在图3中通过“OHT递送”来代表。在y2，完成批次B到第一设备的装载且如图3所示开始进行批次B的加工。

在图3的处理流程中，由第一设备发出的请求如卸载和装载请求可以通过轮询或事件触发来处理。在轮询中，制造执行系统(MES)顺序轮询在隔间或区域中的设备以确定是否有任何一个设备需要服务。轮询通过“看门狗”来实现。MES可以有许多“看门狗”，每个监测各自一组的例如10个的设备。看门狗会去检测10个设备的状态以了解是否有一设备请求如承载器传输工具用于承载器的递送或拾取。当轮询机制应用时，设备在它的请求能被接受或处理之前等待被轮询到的时机。另一方面，在事件触发法中，操作在请求发出时启动而不是不得不等待设备通过“看门狗”被轮询到的时机。如上所述，关于下一目的地的调度在第一批次已经转换成准备好卸载状态和卸载请求发出后启动。

根据本发明的另一实施例，执行先占式调度。在先占式调度中，确定在第一设备中正加工的第一批次的下一目的地的命令在第一批次实际转换成准备好卸载状态之前发出。该准备卸载状态表明第一批次已经完成处理且准备好从第一设备中卸载。然而，有了先占式调度，第一批次转换成准备好卸载状态是先于动作地预期的，且发出预先命令以确定第一批次下一目的地。优选地，先占式调度使用事件触发。在一优选实施例中，决定在第一设备中加工的下一批次命令也在第一批次实际转换成准备好卸载状态之前发出。照此，先占式调度的进度或计划提前。这能减少持续时间(或空闲时间)y。通过提高机器的利用率从而利于提高产量。

图4示出根据本发明的一个实施例的控制生产线的操作的制造自动化系统400。该制造自动化系统400包括一自动控制器410。该生产系统还包括，例如机器监测程序(MSP)420，制造执行系统(MES)430，实时分配器(RTD)440和一自动物料处理系统(AMHS)450。在一实施例中，MSP420、MES430、RTD440和AMHS450的功能与图2中的类似。MES430与自动控制器410，MSP420和AMHS450采用双工通信，与RTD440采用单工通信。该生产系统的其它配置也是可用的。

在一实施例中，该自动控制器410方便了在先占式调度。在一实施例中，自该动控制器接收关于生产线上操作情况的实时信息且基于其启动先于动作的预先操作。目前描述的实施例中，自动控制器410与MSP、MES和RTD以如此方式连接，从而获得MSP、MES和RTD的实时数据以便实时事件追踪和执行。在生产自动化系统的一替换的实施例中，自动控制器410也可以和AMHS直接连接以由AMHS直接获得和/或通信实时信息。自动控制器的其它配置和制造系统的其它组件也可用。

如上所述，自动控制器410与MSP420采用单工通信，以及与MES430和RTD440采用双工通信。为了检测第一批次达到准备好卸载状态的预先转换，使用了关于第一批次进程的实时信息。例如，自动控制器410可以直接通过MSP420或通过由MSP更新的MES接收第一设备中处理的第一批次的进程信息。自动控制器410适于监听该批次的实时信息，且基于该实时信息在该批次为准备卸载状态之前发出确定其下一目的地的命令。

自动控制器410也适于提供其它先占式调度功能。这些功能在图5中描述，该图示出根据本发明的一个实施例的先占式调度的简化处理流程500。应当理解处理流程500中的特定的顺序，安排和步骤数目并不意味着隐含这些步骤的固定顺序，序列，数量和/或时间，以及可以作出不偏离先占式调度常规发明的修改。

加工始于步骤501，在此假定第一批次中的物料项顺次处理，该自动控制器适于监听设备A中还没有完成加工的剩余x片晶圆的任一事件。关于第一批次的加工情况的信息可以由设备A的MSP通过MES提供。自动控制器基于设备A中还没有完成加工的剩余x片晶圆的事件适于检测第一批次到准备好卸载状态的预先转换。例如，检测可以基于如当在第一批次中的倒数第4个晶圆完成处理时的各种标准。

一旦检测到预先转换，自动控制器在第一批次实际到达准备卸载状态之前同时启动步骤520和540的执行。在图5所示的目前的实施例中，步骤520-526和步骤540-548的执行并行发生。在另一实施例中，该自动控制器基于表明批次A到准备好卸载状态的预先转换的不同事件，可以适于触发步骤520-540的执行。例如步骤520可以由第一批次中倒数第4片晶圆加工的完成触发，而步骤540可以由第一批次中倒数第2片晶圆处理的完成触发。

步骤520是决定第一批次的下一目的地的“下一个在哪里”分析。在一实施例中，该自动控制器可从RTD中获取批次A的可用的目的地清单，然后基于此确定该下一目的地。在一优选的实施例中，在第一批次已经完成加工之前确定下一目的地。

在下一目的地决定后，在步骤522，该自动控制器启动承载器传输工具从设备A拾取第一批次的操作。在一实施例中，设置自动控制器的算法以使得拾取批次A的承载器传输工具早于第一批次达到准备好卸载的状态之前送去拾取批次A。更优选地，承载器传输工具早于准备好卸载状态时放置在设备的附近。

在步骤524，自动控制器通过MES监听第一批次的状态信息，且当该自动控制器检测到第一批次到达准备好卸载状态时适于进行步骤526。在步骤526，自动控制器指示承载器传输工具从设备A拾取第一批次。

回到步骤501，该自动控制器一旦检测到批次A的准备好卸载状态的预先转换时，也在步骤540也触发“下一个是什么”的分析。“下一个是什么”的分析确定在设备A中将加工的下一可用批次。在一实施例中，该自动控制器可以从RTD获取设备A的可用在制品(WIP)的信息且基于其决定在设备A中将加工的下一批次。在一优选的实施例中，在设备A中将加工的下一批次在第一批次完成处理之前确定好。

在确定好要处理的下一批次后，在步骤542，该自动控制器启动承载器传输工具从下一批次的初始位置拾取下一批次且递送到设备A的操作。在一实施例中，设置自动控制器的算法以使得在第一批次达到准备好卸载状态之前承载器传输工具及时调度去将下一批次移进设备A。优选地，承载器传输工具早于卸载第一批次完成前放置在设备的附近。

在步骤544，该自动控制器通过MES监听设备A的状态信息且在自动控制器检测到设备A准备好装载下一批次来处理时适于进行步骤546。在步骤546，自动控制器启动在设备A中加工的下一批次的储存处理。在一实施例中，该自动控制器通过MES执行批次储存。

在步骤548，如果在步骤546中的批次储存成功，该自动控制器通过MES指示AMHS递送该储存的批次到设备A，装载该存储的批次到设备A中去处理。

在一些实施例中，图5a中自动控制器的工作流程是定时的，因此确定“下一站在哪里”520和“下一个是什么”540的处理并发进行。优选地，确定第一批次的下一目的地的处理和在设备A中要处理的下一批次的身份在批次A实际转换成准备卸载状态之前完成。图5a中工作流程的步骤也可以定时以便于在设备A附近定位拾取承载器传输工具，且在第一批次实际转换成准备好卸载状态之前递送承载器传输工具在前往设备A的途中。

图5b示出阐述根据本发明的一个实施例的从机器视角的根据制造自动化系统的先占式多任务物料调度流程的甘特图。在处理流程中x1代表设备A加工批次A的持续时间。图5b中用y1表示的x1的终点处，批次A已经完成处理且处于准备卸载状态，此时其准备从设备A中移走。x2代表在设备A中加工第二随后批次的持续时间，批次B跟随在批次A已经完成处理且从设备A中移走之后。用y2表示的x2的起点处，完成了批次B进入第一设备的装载以待加工。在y1和y2之间流经的时间y等于机器的空闲时间。

通过使用先占式调度，可以缩短空闲时间。例如空闲时间仅仅包括OHT卸载和装载时间，也就是从设备A卸载已完成的批次A和装载批次B到设备A中进行处理。如图3中所示的“下一站是哪里”和“下一个是什么”的分析时间也避免了。这是因为下一站是哪里和下一个是什么的分析和请求以及拾取OHT到设备A获取批次A的请求和移动在批次A实际上转换到一准备好卸载状态之前已经结束。容纳批次B的递送承载器传输工具也在完成批次A从设备A的卸载之前已经放置在设备A的附近，因此当设备A为可用时批次B可在设备A上装载。

图6是阐述可使用图4中所示的制造自动化系统400执行的本发明中一些实施例的示例处理流程600的详细先占式调度流程图。然而，应该认识到虽然制造自动化系统400对执行本发明中的方法有效，但并不需要具有完全相同的组件和顺序排列来实现本发明。此外，应当理解图6中步骤的具体的数目和顺序仅仅为示例性的，不意味着隐含这些步骤的一固定顺序、序列，数量或时间。在改变图6中所示的顺序、序列和/或步骤时间的情况下，本发明的实施例也可以实施。也不是所有示出的步骤是执行本发明的方法时都必需的。

参照图6，处理流程600始于步骤601，在此已经在监测设备A中处理的批次A的进程的该自动控制器，检测批次A到准备好卸载状态的预先转换。该准备好卸载状态表明批次A已经完成加工和准备好从该设备A中移除。在该准备好卸载状态，批次A中的物料项典型地装进承载器内且放置在设备A的一装载站，例如装载口，准备卸载。在一实施例中，该自动控制器通过制造执行系统(MES)监测批次A的进程，该制造执行系统(MES)由与设备A相关的MSP更新。在一实施例中，可由IBM处可得的SiView作为一制造执行系统(MES)的界面且通过SiView发出命令和收集数据。其它形式的MES界面例如PROMISE也可用。或者，该自动控制器也可以直接通过MSP监测批次A的进程，例如通过使用JMS(JaVa信息服务)连接。

在一实施例中，预先的准备好卸载状态的检测，触发该自动控制器去同时执行两个操作：

i步骤602-启动“下一站是哪里”分析来确定批次A的下一目的地；和

ii步骤605-启动“下一个是什么”分析来确定在设备A中处理的第二随后批次。

该自动控制器在批次A处于准备好卸载状态之前的任何时候可被触发来执行项目i)和ii)。此外，项目i)和ii)也可用同时或者不同时被触发。在现在描述的例子中，假定在一个批次中的这些项目顺序处理，该自动控制器监听关于将被顺序处理的该倒数第X片物料项的任一事件。该自动控制器可设置成当批次A的最后一片晶圆在腔室中完成处理且SiView公布了批次A“加工结束”事件时，检测批次A到准备好卸载状态的预先转换。在批次A中的其它晶圆的处理结束也可用于表示到准备好卸载状态的预先转换。或者，如果批次A中的晶圆采用不同方法处理，该自动控制器可以在当最后一片运行方法A的晶圆结束加工但运行方法B的晶圆还没有完成加工时被触发。

在步骤602，该自动控制器启动下一站是哪里的分析以在批次A达到该准备好卸载状态之前确定批次A的下一目的地。在一实施例中，该自动控制器向RTD请求批次A的可用目的地清单且确定下一目的地。该RTD管理生产线上的批次，提供如批次优先级和调度批次顺序的信息。该可用目的地可以是储料站或者是一设备。该自动控制器可被编程，从而当选择下一目的地时，设备目的地优先于储料站目的地。用于确定可用设备目的地的有用的因素包括：如，设备状态可用性，将在该适合设备中进行下一工艺流程的批次A的优先级。在一实施例中，该自动控制器可以订制来缩短用于该下一站是哪里和下一个是什么的分析时间。

在确定好批次A的下一目的地后，在图6的情形中是到储料站，该自动控制器在SiView中为要从设备A的装载口送往储料站的批次A产生“移动批次A到储料站”的移动请求。然后，SiView指示自动物料处理系统(AMHS)，其管理生产线上的传输系统派送拾取承载器运输工具以从设备A拾取批次A。在SiView中“移动批次A到储料站”的请求可以立即生成或者在有意的延时后生成。例如，如果在批次A中最后一个物料项加工完成之前发生了在步骤601中执行操作i和ii的触发事件，有意的延时可以被插入。

在步骤603，自动控制器等待批次A转变成准备好卸载状态，在此可通过例如设备A的MSP发出卸载请求。

在步骤604，一旦接收到卸载请求，将从设备A中拾取批次A且放置在拾取承载器传输工具，在此批次A将被转移到步骤602中确定的储料站。之后，处理600在步骤624处结束。在一实施例中，承载器传输工具可以具有相连的移动机械手，移动机械手适于在工艺设备和承载器传输工具之间移动批次。或者，每一工艺设备也可以具有承载器输送装置(handler)用于在工艺设备和承载器传输工具之间移动批次。其它形式的传送机制也可以适用于在承载器传输工具和设备之间传送批次。

如前所述，在步骤601中预先的准备好卸载状态的检测触发了自动控制器，以同步启动识别在设备A中处理的第二随后批次的命令。因此，在步骤605，自动控制器向RTD询问设备A的“下一个是什么”的批次清单。“下一个是什么”的批次清单是设备A可根据优先级加工的批次清单。批次清单中批次优先级的认定可以基于如批次类型，完成日期和加工中使用的方法类型的RTD规则设定。

在步骤606，自动控制器检测步骤605中从RTD得到的批次清单以确定是否有设备A可用的在制品(WIP)。如果没有WIP，那么处理流程600在步骤624结束，如果有WIP，转到步骤607。

在步骤607，选择在设备A的批次清单中的最上面的批次。在此例中，最上面的批次具有批次清单中最高的优先级。

在步骤608，自动控制器对在步骤607中选定的批次进行批次信息查证和确认处理。在一实施例中，批次信息查证和确认处理包括检测步骤605中RTD为“下一个是什么”分析提供的批次信息和在SiView中包含的批次信息之间的冲突。被查证和确认的批次信息可以包括批次中物料项的数目、通过设备A加工的批次要使用的方法和承载器所容纳的批次中的物料项的位置。如果批次信息的查证和确认成功的话，处理流程600进行到步骤609.

如果批次信息查证和确认不成功，自动控制器返回到步骤606去检测是否还有设备A可用的任何在制品，从步骤605中得到的批次清单中选择下一最上面的批次或具有下一最高优先级的批次来查证和确认批次信息。步骤608-608一直重复直到设备A的所有可用的WIP已经询问到为止。如果设备A的批次清单中没有批次可以成功查证和确认的话，处理流程600在步骤624结束。

一旦批次已经成功查证和确认，在步骤609中自动控制器查看是否设备A准备好接收下一随后批次以待加工。例如，是否容纳批次A的承载器已经从设备A的装载口移除。在当前实施例中，如果设备A准备好接收一个随后的批次，设备A的该装载口状态将是“LoadReq”。如果设备A准备好接收一随后的批次，也就是说装载口状态是“LoadReq”，那么就转到步骤610，否则转到步骤613。

在步骤610，自动控制器启动批次储备处理以储备已经在步骤608中成功查证和确认的批次。在一实施例中，该自动控制器通过向SiView调用控制工作产生请求(TxStartLotReservationReg)以储备一批次。

在步骤611，自动控制器确定在步骤610中的批次储备是否成功。如果批次储备成功了(例如其它人没有预定批次或者搁置它导致进一步的加工暂时搁置)，处理过程进行到步骤612。如果批次储备不成功，处理过程转回到步骤606去检测是否还有设备A可用的WIP，如果没有WIP，那么处理流程600结束于步骤624。如果还有WIP，于是处理流程重复607-611直到批次成功储备。

在批次已经成功储备后，该自动控制器发出运输请求使得承载器传输工具获取将被处理的批次即批次B，移动它到设备A。在这个例子中，自动控制器向SiView调用移动工作请求(TxSingleCarrierXfrReq或者TxMultiCarrierXfrReq)以指示AMHS移动批次B到设备A。当批次B通过承载器输送工具递送到设备A时，其被装载进入设备A去加工，然后处理流程600结束于步骤624。

如果自动控制器确定在步骤609设备A还未准备好接收下一批次，例如状态不是LoadReq，自动控制器发出递送承载器传输工具获取在步骤608中成功查证和确认的批次的输送请求且移动其到设备A。在此实施例中，步骤613中自动控制器在SiView中调用移动请求(TxSingleCarrierXfrReq或者TxMultiCarrierXfrReq)以指示AMHS去移动要加工的批次至设备A。

在步骤614，自动控制器等待设备A准备好接收一随后要处理的批次。例如，容纳批次A的承载器已经从设备A的装载口移除。在本实施例中，如果设备A已经准备好接收一随后的批次，设备A的装载口的状态将变成“LoadReq”。

在步骤615，当设备A的装载口状态变成“LoadReq”时，该自动控制器检测将被加工的批次的目前位置，是否已经通过承载器传输工具从其如储料站或装置的初始位置拾取用于递送到设备A。在当前实施例中，批次目前位置的状态由它的承载器的位置反映，承载器是采用前开口标准盒(FOUP)形式的密封盒。自动控制器在SiView中检测FOUP状态。

为简化起见，我们假定在当前实施例中将被加工的批次初始位于储料站。

-如果FOUP状态是“SI”，这说明将被加工的批次还在储料站且还未被派送的承载器传输工具拾取。遇此情形时，处理流程600转到步骤616；

-如果FOUP状态是“SO”，这说明派送的承载器传输工具已经从储料站拾取了将被加工的批次。遇此情形时，处理流程600转到步骤619。

应当指出在本发明中不仅仅将被加工的批次初始位于储料站是可行的，其也可以初始位于一设备，在那里FOUP的状态将是“EI”和“EO”，其分别表明该批次在设备中或者已经从设备中拾取。

在步骤616，该自动控制器启动“开始批次储备”处理以储备将要加工的批次。在一实施例中，该自动控制器通过向SiView调用控制工作生成请求(TxStartLotReservationReq)来储备一批次。如果自动控制器确定在步骤617起始批次的储备成功了话，处理流程600完结于步骤624。

如果起始批次储备没有成功，那么在步骤618删除从储料站向设备A移动批次的传输请求。处理流程于是返回到步骤606以确定是否还有设备A的任何可用在制品。在此例中，自动控制器向SiView发出删除移动工作命令(TxLotCassetteXferJobDeleteReq)，指示SiView去删除向AMHS发出的从储料站向设备A移动批次的请求。

回到步骤615，如果FOUP状态是“SO”，也就是批次已经从储料站找到且在递送承载器传输工具的传送途中。本发明允许当批次在递送承载器传输工具中时储备该批次。为了允许该批次的储备，该自动控制器促使FOUP状态变成能允许批次储备的状态。在本例中，自动控制器发出一转换状态变化请求以在SiView中转变FOUP的状态为“MI”。“MI”代表手动输入。依照SEMI标准，转换状态的原因是典型的，批次储备处理对于在承载器传输工具中的批次而言不能启动。

在步骤620自动控制器启动“开始批次储备”处理以储备将要加工的批次。在一实施例中，该自动控制器通过向SiView调用控制工作生成请求(TxStartLotReaervationReq)来储备一批次。如果自动控制器确定在步骤621中起始批次储备没有成功，那么处理流程600进行到步骤622。如果起始批次储备成功，那么处理流程600进行到步骤623。

在步骤622，自动控制器启动输送请求以将在步骤621中没有成功储备的批次变更路径返回到储料站。在一实施例中，自动控制器向SiView发出移动请求(TxSingleCarrierXfrReq或者TxMuliCarrierXfrReq)以指示AMHS变更批次路径返回到储料站。在步骤622完成后，处理流程600循环回步骤606去检查是否还有设备A可用的WIP。

在步骤623，自动控制器发出一改变状态改变请求来将在步骤621中已经成功储备的批次的FOUP状态变回初始状态，在本例中其是“SO”。

在步骤624，结束对于先占式多任务调配的该示例的处理流程600。

根据本发明的一个方面，参数可使用来比较不同调度方法的性能。它们是承载器交换时间相对于运输量。承载器交换时间与设备的空闲时间相关。也就是，在已加工完成的批次转换成准备好卸载状态到成功装载随后批次进入设备待加工之间的时间。图7示出不同调度方法的承载器交换时间的差异。数据搜集是按周总结的。在6-9周之间的持续时间A中，使用事件触发法执行没有先占式调度方法的图3中的调度方法。在10-16周之间持续时间B中，利用图5a的步骤执行基于调度方法的先占式事件，且第一批次为准备好卸载状态之前启动下一站是哪里分析。然而，不是象图5a中的与步骤540-548并行执行的步骤520-526，步骤540-548仅在步骤526完成后执行。在17-19周之间的持续时间C，执行如图图5a所示的基于调度方法的先占式事件，其中步骤520-526和步骤540-548并行执行。

如图7中所示，比起在没有先占式调度的持续时间A，承载器交换时间在执行了先占式调度的持续时间B和C中有所减少。此外，比起在持续时间B中顺序执行步骤520-526和步骤540-548，在持续时间C中并行执行步骤520-526和步骤540-548也带来多于40％的承载器交换时间的减少。因此，先占式调度有利于减少生产线上承载器交换时间或机器空余时间。

本发明的优选实施例仅为阐述本发明而非限制本发明。应当理解，对这里描述的方法和系统的修正和变化却仍然提供移动物料的生产自动系统和自动方法，都涵盖在本发明的保护范围内。迄今阐述和在附图中示出的所有内容用于示例解释而非限定。

Claims (21)

1.一种在生产线上移动物料的自动化方法，包括：

检测在第一设备中加工的第一批次的状态到准备好卸载状态的预先转换，其中该准备好卸载状态表明该第一批次已经完成加工且准备好从该第一设备卸载；

在该第一批次转换为该准备好卸载状态之前，发出下一目的地命令以确定该第一批次的下一目的地，其中确定该第一批次的下一目的地包括：

在该第一批次转换成该准备好卸载状态之前，获取第一批次的下一目的地清单，并基于该下一目的地清单选择下一目的地，和

检测该第一批次关于该下一目的地的优先级。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：在该第一批次转换成该准备好卸载状态之前，选择该第一批次的该下一目的地。

3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：发出一拾取传输工具请求来调度拾取传输工具以从该第一设备获取该第一批次和移动该第一批次到该下一目的地，其中该拾取传输工具请求在该第一批次转换成该准备好卸载状态之前发出。

4.如权利要求3所述的方法，进一步包括：在该第一批次转换成该准备好卸载状态之前，调度拾取传输工具以从该第一设备拾取该第一批次。

5.如权利要求4所述的方法，其中，该拾取传输工具在该第一批次转换成该准备好卸载状态之前停放在该第一设备的临近区域内。

6.如权利要求1所述的方法，其中，确定第一批次的下一目的地包括检测下一设备可用性。

7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：在该第一批次从该第一设备卸载之前，发出下一批次命令以确定在该第一设备中将被加工的随后的第二批次。

8.如权利要求7所述的方法，其中该下一批次命令在该第一批次转换成准备好卸载状态之前发出。

9.如权利要求8所述的方法，进一步包括：在该第一批次转换成该准备好卸载状态之前，选择在该第一设备中将被加工的第二批次。

10.如权利要求9所述的方法，进一步包括：发出一递送传输工具请求来调度递送传输工具，以从一初始位置获取该第二批次和运输该第二批次到该第一设备，其中该递送传输工具请求在该第一批次转换成该准备好卸载状态之前发出。

11.如权利要求10所述的方法，进一步包括：在该第一批次从该第一设备卸载之前，调度递送传输工具从该初始位置获取该第二批次用于运输到该第一设备。

12.如权利要求11所述的方法，其中该递送传输工具在该第一批次从该第一设备卸载之前已从该初始位置拾取该第二批次。

13.如权利要求12所述的方法，其中该递送传输工具在该第一批次从该第一设备卸载之前停放在该第一设备的临近区域内。

14.如权利要求11所述的方法，进一步包括：在该第二批次已经通过该递送传输工具从该初始位置拾取后储备该第二批次。

15.如权利要求2所述的方法，其中该下一目的地和下一批次命令同时发出。

16.如权利要求15所述的方法，进一步包括并行执行该下一目的地和下一批次命令。

17.一种用于在生产线上移动物料的自动化方法，包括：

检测在第一设备中加工的第一批次的状态到准备好卸载的状态的预先转换，其中该准备好卸载的状态表明该第一批次已经完成加工且准备好从该第一设备卸载；和

在该第一批次转换成该准备好卸载状态之前执行下列操作：

发出下一目的地命令以确定该第一批次的下一目的地，其中确定该第一批次的下一目的地包括：

在该第一批次转换成该准备好卸载状态之前，获取第一批次的下一目的地清单，并基于该下一目的地清单选择下一目的地，和

检测该第一批次关于该下一目的地的优先级，

选择该第一批次的该下一目的地和调度拾取传输工具从该第一设备拾取该第一批次；

发出下一批次命令以确定在该第一设备中将被加工的随后的第二批次，和

选择在下一设备中将被加工的该第二批次和调度递送传输工具从初始位置获取该第二批次和运输该第二批次到该第一设备。

18.如权利要求17所述的方法，其中

该拾取传输工具在该第一批次转换成该准备好卸载状态之前停放在该第一设备的临近区域内，和

该递送传输工具在该第一批次从该第一设备卸载之前停放在该第一设备的临近区域内。

19.一种制造物品的方法，包括：

在第一工具中加工第一物品；

检测该第一物品的状态到准备好卸载状态的预先转换；和

在该第一物品转换成该准备好卸载状态之前，发出下一目的地命令以确定该第一物品的下一工具目的地，其中确定该第一物品的下一目的地包括：

在该第一物品转换成该准备好卸载状态之前，获取第一物品的下一目的地清单，并基于该下一目的地清单选择下一目的地，和

检测该第一物品关于该下一目的地的优先级。

20.如权利要求19所述的方法，其中该第一物品包括在其上形成了集成电路的半导体晶圆的一第一批次。

21.一种在生产线上移动物料的自动化系统，所述系统包括：

检测在第一设备中加工的第一批次的状态到准备好卸载状态的预先转换的装置，其中该准备好卸载状态表明该第一批次已经完成加工且准备好从该第一设备卸载；

在第一批次转换为该准备好卸载状态之前，发出下一目的地命令以确定该第一批次的下一目的地的装置，其中确定该第一批次的下一目的地的装置包括：

在该第一批次转换成该准备好卸载状态之前，获取第一批次的下一目的地清单，并基于该下一目的地清单选择下一目的地的装置，和

检测该第一批次关于该下一目的地的优先级的装置。

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