CN112640083A - 使用识别符将边缘环零件号映射至槽号 - Google Patents

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Abstract

追踪边缘环的方法和系统包含从与边缘环相关的源捕获边缘环识别符。将该边缘环插入至边缘环载具的槽中，其中该边缘环被分配给该边缘环载具。追踪该边缘环识别符，以确定进出该边缘环载具以及进出处理站的传送。对该边缘环识别符的追踪建立提供关于该边缘环的寿命信息的元数据文件。

Description

使用识别符将边缘环零件号映射至槽号
技术领域
本实施方案涉及半导体晶片处理，并且更特别地追踪和验证正确的消耗性零件被提供至工艺模块。
背景技术
典型的制造系统包含多个群集式工具组件或处理站。在半导体晶片的生产工艺中所使用的各个处理站包含一或多个工艺模块，各工艺模块用于执行特定的生产操作。在不同的工艺模块内所执行的生产操作中的一些包含清洁操作、蚀刻操作、沉积操作、清洗操作、干燥操作等等。在这些工艺模块中用于执行这些操作的工艺化学组成及工艺条件，对在工艺模块内持续暴露于这些苛刻条件的一些硬件部件造成损伤。这些损伤的或破损的硬件部件需要周期性地且及时地替换，以确保受损的硬件部件不会使在工艺模块中的其他硬件部件暴露于这些苛刻条件，并确保半导体晶片的质量。例如，在工艺模块内邻近半导体晶片而配置的边缘环可能由于其位置以及持续暴露于来自在该工艺模块内所产生的用于蚀刻操作的等离子体的离子轰击而受损。受损的边缘环必须及时替换，以确保受损的边缘环不会将下方的硬件部件(例如卡盘)暴露于该苛刻工艺条件。可替换的硬件部件在本文称为消耗性零件。
消耗性零件，例如边缘环，对于工艺效能非常关键。通常，这些消耗性零件是手动替换的，且需要进行工艺模块排气来交换该边缘环。替代地，这些消耗性零件使用自动化方法进行替换，该自动化方法包含：将新的边缘环装载到载具(例如，FORP(前开式环传送盒)，其类似于用于晶片运送/交换的前开式晶片盒(FOUP))中；将FORP运送到处理站的装载端口；以及使用系统机械手将旧的边缘环从工艺模块移除并安装新的边缘环。该消耗性零件的替换是在真空条件下以类似于将晶片运送进出工艺模块的方式执行的。该载具可手动运送，或通过用于运送晶片FOUP的晶片厂自动化物料搬运系统(AMHS)运送。单一载具可用于存放新的边缘环与从工艺模块移出的破损边缘环二者，或者不同的载具可以用于分开地存放新的边缘环与用过的边缘环。破损的边缘环需要及时地移除，且当完全用尽时，新的边缘环需要加载。
边缘环的确切形状与高度基于工艺应用而进行优化。结果，有多种不同的边缘环被使用，且需要有效率地管理。不同类型边缘环的差异经常非常细微且肉眼难以察觉。此外，一旦在载具中，几乎不可能分辨不同的边缘环。在一生产环境中，边缘环载具可能含有单一类型的边缘环、多于一种类型的边缘环、或者单一类型或多个类型的边缘环混杂其他消耗性零件。应该小心地确保破损的边缘环不会被返回至工艺模块，或是具有不正确边缘环的载具不会装载到错误的处理站。意外装载至工艺模块的不正确边缘环会导致不可接受的晶片报废事件。这样的问题可能相当长的时间未检测到，并且可能显著地影响被处理的晶片质量，从而严重地影响半导体厂商的利润率。目前，没有有效率的方式来自动化验证正确的边缘环被装载到FORP内或确定它们在FORP中的位置(即槽号)。
就是在此背景下，产生本发明的实施方案。
发明内容
本公开内容的实施方案包含系统和方法，其用于在一边缘环的整个使用寿命期间追踪该边缘环，该使用寿命起始于该边缘环插入例如前开式环传送盒(FORP)(类似于晶片载具——前开式晶片盒(FOUP))之类的载具的时刻，经过制造系统，以及回到FORP。该边缘环在整个制造设施中被追踪，直到该边缘环的可使用寿命耗用掉，此时其成为去除目标。制造设施包含多个处理站，其由自动物料搬运系统提供服务。处理站是执行一或多个制造操作的位置。因此，处理站在本文也称为“制造系统”。各个处理站可包含一或多个工艺模块，该一或多个工艺模块基于在其内所执行的工艺使用特定类型的边缘环。这些工艺模块被设计成替换在晶片处理期间受损的已磨损消耗性零件(例如边缘环)，并且该替换是在不开启工艺模块进行湿式清洁的情况下原位进行的。边缘环以类似于在工艺模块内运送晶片的方式在真空下进行替换。用于替换的新边缘环是在类似于前开式晶片盒(FOUP)的边缘环载具(例如FORP)中带入处理站的。该边缘环载具可以手动地输送，或可通过制造设施内所使用的自动化物料搬运系统(AMHS)带入处理站，AMHS通常用于运送晶片FOUP。
在不同的处理站内的不同工艺模块可能使用不同类型的边缘环。不同类型的边缘环可能彼此轻微地不同或显著地不同。重要的是，追踪不同工艺模块中所使用的不同类型的边缘环，以及输送正确类型的边缘环至不同处理站内的各工艺模块，以将其中所执行的工艺优化。制造设施采用多个边缘环载具，以用于在一或多个处理站(即制造系统)内从不同的工艺模块输送和移除边缘环。当边缘环需要在处理站的工艺模块内替换时，适合该工艺模块的一个新的边缘环被识别并装载至适当的边缘环载具上。使带有适当的新的边缘环的边缘环载具移动至包含该工艺模块的该处理站的装载端口，以进行边缘环的输送。
多种实现方式通过使用边缘环识别符识别以及追踪边缘环来确保正确的边缘环输送至处理站。这些边缘环从它们装载到FORP中并接着作为新的边缘环带入制造设施(亦称为“晶片厂”)的时刻直到其使用寿命结束被追踪。在制造设施内来自边缘环追踪的信息用于建立元数据(metadata)文件，其提供边缘环的寿命信息。追踪各边缘环，确保具有足够的可使用寿命的正确边缘环输送至各工艺模块，从而消除任何装载错误(例如，避免将具有不充足剩余寿命的用过的边缘环或不正确边缘环装载到工艺模块中)。这些边缘环以多层级进行追踪。例如，当边缘环装载到边缘环载具中时，通过将边缘环的边缘环识别符与边缘环载具的载具识别符以及在边缘环载具内的让该边缘环装载进入的槽的槽号进行链接来追踪将这些边缘环。这种链接使得追踪系统能在不同的边缘环载具于晶片厂内部被移动并装载到制造系统中时追踪各个边缘环在不同边缘环载具内的位置。边缘环的进一步追踪是在制造设施内在处理工具(即，处理站或制造系统)层级下进行，此时边缘环被输送至该处理站。在处理工具层级的追踪经由工具控制系统进行，或替代地通过询问在制造设施中的服务器上执行的模块(例如生产执行系统)而进行。在处理工具层级的追踪将确定具有充足剩余使用寿命的正确边缘环输送至处理站内的工艺模块。该多层级的追踪确保使用过的边缘环或不正确的边缘环不会错误地装载到工艺模块中，因此避免由于这种错误导致的晶片报废。这种追踪操作还确保边缘环载具包含针对特定工艺模块的所预期的正确边缘环。
在一种实现方式中，公开了一种边缘环追踪方法。该方法包含从一源捕获边缘环识别符，其中该源可以是该边缘环的封装材料或该边缘环的表面或嵌入该边缘环的物品。该环识别符信息可用于认证环、在该处理站内以后可使用的信息。将该边缘环插入边缘环载具的槽中，其中所述边缘环被分配给所述边缘环载具。追踪所述边缘环识别符，以保持追踪进出所述边缘环载具以及进出处理站的传送。对所述边缘环识别符的所述追踪建立元数据文件，所述元数据文件提供关于所述边缘环的寿命信息。
在一些实现方式中，将所述边缘环插入包含：将所述边缘环识别符与所述槽的槽识别符以及所述边缘环载具的载具识别符链接。
在一些实现方式中，所述捕获和插入操作在所述边缘环装载至所述边缘环载具的时间期间执行。
在一些实现方式中，对所述边缘环识别符的所述追踪包含：当所述边缘环移动进出所述边缘环载具的特定槽时，接收由所述边缘环载具的一或多个传感器所捕获的信息。从所述一或多个传感器所接收的所述信息用于更新在所述边缘环的所述元数据文件中的所述寿命信息。
在一些实现方式中，从所述边缘环载具的所述一或多个传感器所接收的所述信息用于更新针对所述边缘环载具所保存的内容表。
在一些实现方式中，对所述边缘环识别符的所述追踪包含：当所述边缘环在制造设施的所述处理站内移动时，接收由分布在所述处理站内的一或多个传感器所捕获的信息。从所述一或多个传感器所接收的所述信息用于更新在所述边缘环的所述元数据文件中的所述寿命信息。
在一些实现方式中，所述处理站包含至少装载端口、大气压传送模块、装载锁定室、真空传送模块、其中将使用所述边缘环的工艺模块、以及在所述处理站内移动所述边缘环的一或多个机械手。从分布在所述处理站内的所述一或多个传感器所接收的所述信息包含以下一或多者：所述边缘环的位置、所述边缘环导入所述位置的时间、所述边缘环从所述位置移除的时间、在移动至所述位置之前的所述边缘环的条件、在移出所述位置之后的所述边缘环的所述条件、针对所述边缘环预期使用的工艺、针对所述边缘环预期使用的工艺模块、或者在所述工艺模块内所述边缘环的使用记录。
追踪边缘环的一个优点为，在边缘环行进通过晶片厂及其制造系统时，随时知道该边缘环的位置以及该边缘环的条件。该位置和条件信息提供该边缘环在该制造设施内的使用历史，使得当需要时正确的边缘环被输送至工艺模块。这些以及其他优点将在下文探讨，且本领域技术人员在阅读说明书、附图以及权利要求后能够明白。
附图说明
图1示出了在一种实现方式中的制造系统的简化框图，该制造系统使用在追踪边缘环中所使用的边缘环执行系统。
图2示出了在一种实现方式中的简化边缘环捕获系统，其通信连接至制造系统以追踪边缘环。
图3示出了在一种实现方式中的整体视图，其中，在制造系统内的边缘环执行系统使用边缘环识别符信息以建立针对边缘环的元数据文件。
图4示出了在一种实现方式中的边缘环载具的简化图，该边缘环载具具有用于储存边缘环的多个槽以及用于追踪其内所容纳的不同边缘环的位置的传感器。
图5A-5D根据一种实施方案示出了在处理站内各处分布的用于追踪边缘环的位置和条件的传感器。
图6示出了在一种实现方式中的边缘环至制造系统内的不同工艺模块的移动。
图7示出了在一种实现方式中的边缘环在处理站内的行进。
图8示出了根据一种实施方案用于追踪边缘环通过制造系统的方法的操作流程。
具体实施方式
在以下说明中，描述许多特定细节，以提供对本发明特征的完整理解。然而，对于本领域技术人员而言，本发明可在没有这些特定细节中的全部或部分的情况下实施。另一方面，众所周知的工艺操作不再详细描述，以免不必要地使本发明难以理解。
本公开内容的实施方案提供了关于使用边缘环识别符追踪边缘环以及基于该追踪而建立针对该边缘环的元数据文件的细节。当新的边缘环首度被导入制造设施时，边缘环识别符被扫描，且该边缘环被装载至边缘环载具上以进一步传送至处理站(制造系统)。边缘环识别符的追踪提供关于在晶片厂及其制造系统内的边缘环的目前状态的信息。来自边缘环追踪的信息被更新至边缘环的元数据文件。当边缘环前进通过一或多个处理站时，分布于一或多个处理站内的传感器用于收集关于边缘环的额外信息。从边缘环的追踪所获得的该额外信息提供在制造系统内的该边缘环的目前位置、目前情况以及使用历史。边缘环的使用历史包含在工艺模块内所使用的寿命小时以及剩余的寿命小时的细节。该额外的信息被更新至针对边缘环所维持的元数据文件，以建立边缘环的寿命信息(即使用历史)。边缘环的追踪起始于当该边缘环被导入FORP作为新边缘环的时刻，并在整个边缘环使用寿命期间持续，以捕获该边缘环移动经过各种制造系统的细节。该追踪协助确定特定边缘环何时需要在工艺模块内被替换、以何种边缘环进行替换等等。基于对实现方式的以上一般性理解，现在参照各个附图描述各种特定细节。
图1示出了在一种实现方式中的整体制造设施200的简化框图，对在该制造设施200中的在各种工艺模块内所使用的边缘环进行追踪。当接收到新的边缘环10时，将该边缘环装载至FORP 100上。在装载期间，边缘环10的边缘环识别符(ERID)11由边缘环(ER)识别系统110捕获。ER识别系统110可使用ERID捕获系统111以捕获ERID11。该边缘环识别符可呈以下组合的形式：字母字符、数字字符、或字母数字字符、条形码、RFID标签、图像、QR(快速响应)码、标号、印痕或其他视觉标记或图标、刻痕、红外线标记、二维条形码、或设置在边缘环的封装件上或边缘环的表面上当暴露于在工艺模块中的处理条件时不会随时间推移劣化或受不良影响的任何其他识别形式。在边缘环识别符设置在该表面上的情况下，边缘环识别符可设置在边缘环的下侧表面上或边缘环的外侧表面上。替代地，边缘环识别符可设置在边缘环的表面下(例如，嵌入边缘环内的芯片)。根据边缘环识别符的类型，ERID捕获系统可采用多个传感器/读取器中的任一者，以获得边缘环识别符。例如，相机或图像捕获装置可用于捕获ERID的图像。此外，如果需要的话，光学字符辨识(OCR)软件可用于提取在图像中所捕获的任何文字内容。替代地，条形码读取器、或RFID读取器、或传感器、或任何其他捕获或检测装置可用于捕获边缘环识别符。
将所接收的边缘环放进边缘环载具(例如，前开式环传送盒—FORP)100并运送至制造设施200内的处理站(例如处理站210-1到210-6中的任一者)，以供应至工艺模块。同时，将由ER识别系统110所捕获的边缘环识别符传送至边缘环执行系统(ERES)310，其处理边缘环识别符，包含将识别符解密(如果ERID被加密)，以及使用边缘环识别符产生针对该边缘环的元数据文件。边缘环的边缘环识别符用于询问在制造设施中的服务器上执行的生产执行系统320(FAB MES或简称FMES)，其追踪在制造设施200内所使用和/或处理的所有不同零件，以获得用于定义边缘环使用历史的额外信息。
当边缘环在制造设施内使用时，在制造设施各处分布的一或多个传感器使用该边缘环识别符追踪该边缘环。例如，传感器可设置在FORP 100内，沿着将边缘环载具100输送至不同处理站的自动化物料搬运系统(AMHS)设置，以及设置在处理站S1-S6内，以追踪边缘环，从而确定边缘环的位置和条件。由传感器所捕获的边缘环的信息被传递至ERES 310以更新不同的工艺表。由传感器传递的信息可包含在制造系统内的边缘环的细节。除了通过追踪边缘环的边缘环识别符所获得的边缘环细节之外，关于在不同工艺模块中所使用的不同类型的边缘环的额外细节也可通过询问FMES 320而获得。由FMES 320返回的信息由边缘环执行引擎310使用，以更新边缘环10的元数据文件。对边缘环的元数据文件的更新提供边缘环的使用历史，包含提供在制造系统内边缘环行进经过的各种位置、边缘环的目前位置、不同工艺(在插入边缘环的不同工艺模块内边缘环暴露于该不同工艺)、边缘环的目前条件以及其他寿命细节。
使用历史可用于确定：输送至不同工艺模块的边缘环何时接近其使用寿命终结且必须替换。边缘环的追踪使得能自动化识别边缘环设计、在制造系统中的边缘环位置、以及验证正确的边缘环被输送到工艺模块并安装在工艺模块中。各种实现方式确保具有正确设计的边缘环以特定的工艺模块为目标并且具有充足的剩余寿命来执行在该特定工艺模块处所安排的一或多个工艺。
边缘环的追踪可分解成两个主要要件。第一要件是边缘环何时重新导入至制造系统，而第二要件是边缘环何时在处理站(制造系统)中被使用。
图2描述了在一种实现方式中在制造设施200内追踪边缘环的流程中所涉及的第一要件。该边缘环可通过自动化过程或手动过程导入制造设施200。
在自动化过程中，新边缘环10由ERID捕获系统110-A接收并处理。边缘环识别符可设置在边缘环的表面(下侧表面或外侧表面)上或嵌入边缘环内。替代地，边缘环识别符可设置在边缘环的封装件上。边缘环(ER)通过ER存货搬运系统112处理。ER存货搬运系统可在接收站处或在接收新边缘环的制造设施200之内或之外的位置在计算机的服务器上执行。ER存货搬运系统112包含ERID捕获系统111(例如，传感器、图像捕获装置、读取器等等)，以捕获在边缘环表面上所提供、嵌入边缘环内、或在封装件上的边缘环识别符及其他相关信息。例如，其他相关信息可包含边缘环的类型、预期的工艺、寿命使用小时等等。捕获的边缘环信息由ER存货搬运系统112进行处理，以产生针对包含边缘环识别符的该边缘环的唯一加密代码(例如，序号或其他加密信息)。
在一种实现方式中，作为对所捕获的信息进行处理的一部分，ER存货搬运系统112可认证所装载的边缘环是在制造设施200内使用的有效的边缘环。作为对边缘环进行认证的一部分，ER存货搬运系统112可通过网络询问FAB生产执行系统320以获得在制造设施200内的各种处理站中所使用的不同类型的边缘环的信息。ER存货搬运系统112可接着针对从FAB生产执行系统320所获得的信息验证正在被装载的边缘环的类型，以确定正在被装载的边缘环是否是有效的边缘环。如果边缘环并非在制造设施中所使用的类型，则可由ER存货搬运系统112产生信号，以指示不适当或不正确的边缘环将被导入该制造设施。响应该信号，ER存货搬运系统112确保不正确的边缘环不会装载至FORP上而进一步传送至该制造设施。另一方面，如果该边缘环是该制造设施内的一或多个工艺模块中所使用的类型，则针对该边缘环产生唯一加密代码。因此，ER存货搬运系统112作为一虚拟哨兵，确保只有有效的边缘环装载至将边缘环供应至制造设施内的处理站的FORP上。
在产生加密代码时，边缘环的相关信息及该加密代码被更新至ER清单(113)，其维持由ER存货搬运系统112已成功处理的所有边缘环。除了处理边缘环的ER识别符外，ER存货搬运系统112还可对边缘环载具进行识别，边缘环待装载进该边缘环载具以进一步传送至不同的处理站。在一些实施方案中，边缘环载具中的若干个可储存可用于特定工艺(例如，电介质蚀刻工艺、金属蚀刻工艺、湿式蚀刻、干式蚀刻等等)的边缘环。在这些实现方式中，ER存货搬运系统112可识别用于特定工艺的边缘环并将其装载至特定边缘环载具上。在替代的实现方式中，边缘环可装载至ER存货搬运系统112可使用的任一边缘环载具100。装载后的边缘环载具100接着使用自动化物料搬运系统(AMHS)(例如高架运输(OHT)车201)运输至制造设施200内的不同处理站。OHT车201可是由AMHS所使用的物料搬运系统的一种形式，并且，也可使用其他形式的用于传送FOUP的物料搬运系统，例如输送带、缓冲储存器等等。在一些实现方式中，OHT可以是更大的自动化物料搬运系统的一部分，其中OHT可用于将边缘环载具放置在输送带上，或放置至装载端口、或缓冲储存器、或储料器(stacker)，且机械手或其他的自动化搬运器可用于从该输送带、缓冲储存器、储料器等等将边缘环载具移动至处理站的装载端口。
制造设施可包含多个处理站(即，制造系统)。在图2中显示的例示制造系统包含六个处理站S1-S6(210-1到210-6)。在图2中所显示的处理站数量仅为示例，且典型的制造系统可包含数十个或数百个处理站。各处理站可包含一个或多个装载端口(装载端口L1-L3被显示作为示例)，边缘环载具以及晶片载具被接收在这些装载端口处，以进行边缘环和晶片的交换。在图2所示的示例中，各处理站(S1-S6)包含：多个装载端口211a-211c；大气压传送模块(ATM)212；配置在ATM 212与一真空传送模块(VTM)214之间的成对的装载锁定室213a、213b；以及围绕VTM 214对称地分布的多个工艺模块215a-215f。在替代的实现方式中，多个工艺模块215a-215M可围绕VTM214非对称地分布。在替代的实现方式中，处理站可包含更少或更多数量的装载端口、更少或更多数量的工艺模块、一个或多于两个的装载锁定室。机械手(未显示)被设置在ATM 212和VTM 214内，以将边缘环和晶片运送进出不同的工艺模块。
ER存货搬运系统112在服务器计算装置上执行，服务器计算装置位于接收用于进一步传送至制造设施200的处理站的新边缘环的位置。该服务器计算装置可以是制造设施200的一部分，或者位于制造设施外但与ER执行系统(ERES)通信连接，以使得边缘环信息能传送至ERES。例如，识别边缘环的边缘环识别符及其他相关信息的唯一加密代码由ER存货搬运系统112通过网络250(例如因特网、内部网络、虚拟私有网络等等)传送至ERES。在一些实现方式中，ERES可在制造设施200内的计算机上执行。在其他实现方式中，ERES可在云端服务器上执行并经由网络250通信连接至ER识别系统110及其他系统。与边缘环相关的信息被用于当边缘环传送进出边缘环载具以及进出制造设施200内的处理站时进一步追踪边缘环。该追踪信息被更新至针对边缘环的元数据文件，其提供从边缘环进入ER存货搬运系统112的时间直到边缘环离开制造设施的时间的边缘环使用历史。
在手动过程中，用户手动扫描在制造设施中所接收的新边缘环，并提供信息至ER识别系统110-M内的不同模块以供处理。扫描该新边缘环包含：通过传感器、读取器、或任何其他捕获装置111’，扫描边缘环识别符11。边缘环识别符11可作为标签(例如，具有字母字符、数字字符、字母数字字符、RFID等等)提供在边缘环的表面上或在边缘环的封装件上，或作为芯片嵌入边缘环内。除了边缘环识别符11外，捕获装置还捕获边缘环的其他相关信息，包含捕获边缘环的类型、期望的工艺、寿命使用小时等等，其与识别符一起提供。捕获装置111’可经由有线或无线手段通信连接至搬运车101上的计算机102，且由捕获装置111’所捕获的信息通过该捕获装置传送至计算机102。计算机102对该边缘环进行验证，以在产生针对该边缘环识别符的唯一加密代码之前确认所收到的边缘环是在制造设施中所使用的有效的边缘环。在成功验证时，将边缘环插入在搬运车101上所接收的边缘环载具100的开槽。边缘环载具100包含垂直定向的多个槽，各槽使用槽号进行识别。在一些实现方式中，边缘环的槽号是在使用者将边缘环装载到开槽中时由使用者手动输入至计算机。替代地，使用者可使用用于捕获边缘环识别符的捕获装置来捕获边缘环由使用者手动所装载进入的槽的槽号。在一些替代实现方式中，传感器可设置在边缘环载具内，以在信息传送至计算机102之前验证由用户所手动提供的信息(例如边缘环所插入的槽的槽号)。在验证期间，当由用户所提供的信息与在边缘环载具内的传感器所检测的信息不匹配(例如在槽号上不匹配)时，会产生警报，以警告使用者该不匹配。在此情况下，与边缘环识别符以及边缘环的槽号相关的信息可在所检测的错误(即，不匹配)已更正后传送至计算机102。
在一些实现方式中，计算机102被配置成与边缘环载具的标签通信，以对捕获装置111’所捕获的边缘环载具的载具识别符进行验证，且一旦成功验证，就将边缘环载具的信息和与边缘环相关的信息进行链接。在计算机102中执行的ER存货搬运系统112用于链接边缘环载具的载具识别符与边缘环识别符、与边缘环相关联的槽号，以产生唯一加密代码。与边缘环及边缘环的加密代码相关的信息被更新至ER清单113，其用于追踪在制造设施内接收用于各种制造系统(即，处理站)的所有边缘环。边缘环的加密代码还发送至ER执行系统。ER执行系统使用边缘环信息，以产生用于该边缘环的元数据文件。在制造设施内的边缘环的移动通过询问FAB生产执行系统而进行追踪，且边缘环的元数据文件更新以对进出边缘环载具以及进出处理站的边缘环传送加以反映。
图3示出了在一种实现方式中如何使用ER识别系统110所捕获的边缘环信息以产生及更新针对边缘环的元数据文件并更新与边缘环载具相关的信息。与ER识别系统110所捕获的边缘环相关的信息(其包含边缘环载具的载具识别符以及内部放置边缘环的边缘环载具内的槽号)作为加密代码通过网络250提供至在制造设施内的服务器上所执行的ER清单处理器311。该服务器可以是通过网络访问的远程服务器，且在一些示例中，可以是与ER识别系统110通信连接的云端服务器。边缘环信息还用于更新在ER识别系统110内本地保存的边缘环清单。
ER清单处理器模块311可以是边缘环执行系统(ERES)310的一部分，或者可以是提供信息至ERES 310的独立的模块。ER清单处理器模块311将该加密代码解密，以提取关于新边缘环的信息。解密的信息被提供至边缘环追踪模块312，边缘环追踪模块312与ER清单处理器模块311在相同的服务器上执行，或者可在不同的服务器上执行。边缘环(ER)追踪模块312处理信息，并提供经处理的信息至ERES 310以产生针对新边缘环的元数据文件。新边缘环的信息的处理可包含：识别与新边缘环相关联的类型、设计边缘环所针对的工艺，及确定执行该工艺的制造设施内的处理站和工艺模块。ER追踪模块312与ERES 310交互以交换边缘环相关信息。使用该信息，ERES 310产生针对新边缘环的元数据文件。
在一些实现方式中，在处理期间，可以确定ERES310不具有针对特定类型的新边缘环的期望使用信息。这可能是在非专用边缘环或未知边缘环或未标记的边缘环被导入制造系统时发生的情形。在这种情形中，ERES310可产生消息，其被传送至ER识别系统110。该消息可向用户提供要求以提供与边缘环的预期使用相关的额外信息。在这种情形中，没有产生针对该新边缘环的元数据文件。
在替代的实现方式中，当针对新边缘环没有预期使用信息可获得时，ERES 310可继续产生元数据文件。针对该新边缘环所产生的元数据文件可将该新边缘环识别为“未知零件”。随着针对与新边缘环相关联的类型从ER识别系统110接收更多的信息，所述预期使用信息被提供至ERES 310，使得针对新边缘环的元数据文件可动态地用预期使用信息更新。
针对新边缘环所产生的元数据文件储存在ER元数据数据库325。ER元数据数据库325为针对已进入制造设施的所有边缘环所产生的元数据文件的储存库。在元数据文件中所提供的信息用于针对在制造设施(即晶片厂)200内不同制造系统中所使用的各边缘环产生元数据表(325-1到325-n)。在元数据文件中针对新边缘环的初始信息由ER识别系统所提供，且包含在将新边缘环装载到边缘环载具中期间所捕获的信息，例如边缘环识别符、边缘环类型、预期的工艺、边缘环载具的载具识别符、在边缘环载具内的边缘环位置(即，槽的槽号)、边缘环的条件、使用寿命等等。例如，边缘环的条件可包含新的、使用过的、或部分使用的。应注意，在装载新边缘环期间针对新边缘环所捕获的前述字段被提供作为示例且不应视为限制性的。
当额外的边缘环导入制造设施时，与该额外的边缘环相关的信息被捕获且该额外的边缘环被装载至边缘环载具上。当新的边缘环被接收到边缘环载具中时，边缘环的使用寿命使用由边缘环生产商所提供的信息进行更新。在一些实现方式中，不是所有导入制造设施的边缘环都是新的。例如，在另一制造设施先前部分地使用过的边缘环，可导入该制造设施以用于该制造设施内的工艺模块。该部分使用过的边缘环在该制造设施内不具有任何元数据。结果，当该部分使用过的边缘环在该制造设施被接收时，以与当接收新边缘环时相似的方式，产生针对该部分使用过的边缘环的元数据。由于该部分使用过的边缘环已在不同的制造系统中经历了一些工艺，因此该部分使用的边缘环的寿命小于对应类型的新边缘环。结果，在装载期间所捕获的该部分使用过的边缘环的信息将包含针对该部分使用过的边缘环的任何剩余使用寿命，且针对部分使用过的边缘环所产生的元数据文件将反映这样的细节。
在一些实现方式中，边缘环载具可配置成仅储存及运送新边缘环，或仅储存及运送使用过的边缘环，或储存或运送新的和使用过的边缘环的混合组合。在一些实现方式中，在新的和使用过的边缘环的混合组合装载至边缘环载具的情况下，新边缘环可接收在顶部部分，且使用过的边缘环接收可在底部部分，以防止对新边缘环的污染。在一些实现方式中，在边缘环载具内所界定的使用过的边缘环部分可配置成也接收部分使用过的边缘环。例如，在具有12槽的边缘环载具中，槽号1-6可用于仅接收新边缘环，且槽号7-12可用于接收使用过的及部分使用过的边缘环。根据在工艺模块中执行工艺所需的时间量和工艺类型，部分使用过的边缘环可在工艺模块中再使用。边缘环追踪模块312使用边缘环识别符持续在制造系统中追踪新的、使用过的、以及部分使用过的边缘环，并将此信息提供至边缘环执行系统(ERES)310。
当边缘环载具100进入该制造设施且移动进出处理站时，FORP追踪模块322用于追踪边缘环载具的移动并提供此信息至ERES 310。FORP追踪模块322类似于晶片管理系统(WMS)321，其在制造设施内追踪晶片载具(例如FOUP)的移动。当FOUP在制造设施200内移动至不同位置时，晶片管理系统321通过询问FAB生产执行系统(FMES)320从AMHS获得与该FOUP的目前位置以及目前状态相关的信息。类似地，FORP追踪模块322询问FAB生产执行系统320以获得与边缘环载具的目前位置相关的信息。
在FORP追踪模块322内的FORP抵达追踪器322-a与FMES 320交互，以获得边缘环载具何时抵达特定处理站的装载端口的信息。FMES 320使用从自动化物料搬运系统(AMHS)所获得的信息来提供此信息。在FORP追踪模块322内的FORP离开追踪器322-b与FMES 320交互，以获得边缘环载具何时离开该特定处理站的装载端口的信息。关于边缘环载具的目前位置及目前状态的信息被提供至边缘环执行系统(ERES)310以使得ERES 310能将在边缘环载具内所包含的各边缘环的元数据文件更新。各边缘环的元数据文件使用从ER识别系统110所获得的初始信息建立寿命信息，并且使用从制造系统的生产执行系统320所获得的信息。
由FORP追踪模块322所收集的与边缘环载具相关的信息也用于更新边缘环载具的状态并且将该状态及其他相关信息储存在FORP状态数据库326。FORP状态数据库326是储存库，其用于保存在制造设施内所使用的各种边缘环载具的状态。在FORP状态数据库326中所储存的信息(例如载具识别符、类型、边缘环载具的目前状态、目前位置、针对所包含的不同边缘环的预期的工艺模块、针对边缘环的预期的工艺等等)用于针对在制造设施中所使用的各边缘环载具(FORP001-00n，其中n为整数)产生边缘环载具状态表326-1到326-n。不同的边缘环载具的示例性状态表在下表D中提供：
表D：FORP状态表
Figure BDA0002953527470000151
如所显示的，各种边缘环载具的状态表可包含细节，其识别边缘环载具在制造设施内的位置以及边缘环载具的状态。例如，状态表可包含边缘环载具的类型(例如，仅承载使用过的边缘环的边缘环载具、仅承载新边缘环的边缘环载具、承载新的和使用过的边缘环(包含部分使用过的边缘环)二者的边缘环载具、各边缘环载具的目前位置(例如，其是否在处理站或在储料器中排队等候)、边缘环载具的状态、预期的工艺模块、使用该边缘环载具输送边缘环所针对的工艺类型。该预期的工艺模块及工艺信息类型可基于装载至边缘环载具上的边缘环类型而提供。边缘环载具的状态的样本集合是在上述表D中显示，例如输送往处理站途中、安排以输送至处理站、已输送至并移出处理站、在储料器中排队等候、往处理站途中以供拾取等等。这些状态中的每一者提供充足的细节以确定边缘环载具的位置，以及从其确定边缘环在制造设施内的位置。
当将边缘环移动进出边缘环载具时，边缘环追踪模块312追踪边缘环的移动并且将该信息提供至ER执行系统(ERES)310。边缘环追踪模块312的ER移除追踪器312-a与FAB生产执行系统320交互，以使用由AMHS所提供的信息获得边缘环载具的目前位置及在该位置处的边缘环载具的用途(例如，装载边缘环、输送边缘环、交换边缘环、离开边缘环等等)。例如，FAB生产执行系统320可将边缘环载具的目前位置提供作为特定处理站的装载端口，并且识别当边缘环在该装载端口时该边缘环载具的用途。除了由FAB生产执行系统320所提供的信息外，分布在处理站上和/或内的一或多个传感器可用于在边缘环于处理站内部移动时获得额外的信息。如参照图2所述，该处理站可包含多个模块，例如装载端口、大气压传送模块(ATM)、在ATM内的对准器、在ATM内的机械手、一或多个装载锁定室、真空传送模块、在VTM内的机械手、以及一或多个工艺模块。
在处理站内于一或多个模块中所设置的传感器可用于获得在处理站内边缘环的目前位置及目前状态的额外信息。由FAB生产执行系统320从AMHS和各种传感器所收集的信息通过边缘环追踪模块312前馈至边缘环执行系统(ERES)310。ERES 310处理该信息以确定各边缘环载具和各边缘环的目前状态、目前位置，并更新在ER元数据数据库325内的各边缘环的ER元数据表、以及在FORP状态数据库326中的各边缘环载具的目前状态。额外地，将针对边缘环载具内容的改变更新至FORP内容数据库327。FORP内容数据库327是动态储存库，其保存在制造设施内所使用的各边缘载具的细节。在FORP内容数据库327中所提供的信息用于更新用于对应的边缘环载具FORP ID 00l-FORP ID 00n的边缘环载具内容表327-1到327-n。
当将边缘环载具移动至处理站的装载端口并且将新边缘环移出该边缘环载具而进入处理站内的工艺模块时，该新边缘环的元数据文件被更新以识别在该工艺模块内该边缘环的目前位置。该目前位置可使用该处理站内的处理站识别符和工艺模块识别符进行识别。识别该新的边缘环何时导入工艺模块的插入时间也记录在新边缘环的元数据文件中。当在该工艺模块内在插入该新边缘环之后执行工艺时，新边缘环的元数据文件被更新以识别在该工艺模块内所执行的工艺类型、以及用于识别该工艺何时启动和结束的使用时间。该插入时间可能不与该使用时间相符，因为边缘环可能在将晶片插入以经历工艺之前插入工艺模块。该使用时间由ERES 310使用以确定边缘环的剩余寿命。此外，响应于检测到该新边缘环在工艺模块内使用，新边缘环的目前状态从“新”更新为“使用过”。当边缘环在相同处理站内从目前工艺模块移动至第二工艺模块时，在处理站内所设置的传感器提供边缘环何时从目前工艺模块移出并插入第二工艺模块的细节。当在第二工艺模块内执行工艺时，边缘环的使用时间用来自第二工艺的信息进行更新。在完成第二工艺模块中的工艺之后，边缘环可移动至已抵达处理站的装载端口的第二边缘环载具。第二边缘环载具可将该边缘环运送至不同的处理站，或当边缘环的寿命使用已完全耗尽或大部分耗尽时将其移出制造设施而舍弃。
在边缘环追踪模块312内的ER回送追踪器模块312-b追踪何时将边缘环返回至第二边缘环载具并且记录边缘环从工艺模块移除的时间。如先前提及的，边缘环载具可配置成仅容纳新边缘环、仅容纳使用过的边缘环、或容纳新的和使用过的边缘环的混合组合。当边缘环在工艺模块内被替换时，该使用过的边缘环从该工艺模块移除并且返回至可容纳使用过的边缘环的边缘环载具。将新边缘环(或部分使用过的边缘环)从容纳新边缘环(或部分使用过的边缘环)的边缘环载具取回并插入该工艺模块。使用过的边缘环的移除以及新边缘环的插入是使用在处理站内的机械手(例如，ATM、VTM机械手，且在一些示例中，在边缘环载具内的机械手)实现的，且此替换是在不打破真空的情况下进行的。使用过的边缘环返回所到达的边缘环载具与让新边缘环从其取回的边缘环载具可以相同，或者可以是不同的边缘环载具。ER移除追踪器312-a以及ER回送追踪器312-b提供从不同边缘环载具移除的边缘环或返回至不同边缘环载具的边缘环的细节，且该信息被提供至边缘环执行系统310。
边缘环执行系统310使用从不同模块(例如，边缘环追踪模块、FORP追踪模块)所收集的各种数据，以确定各边缘环载具内的目前内容及在各边缘环载具内的各边缘环的目前状态/条件，包含使用过的寿命、边缘环剩余的寿命、边缘环的工艺历史等等。当检测到边缘环载具内容的变化时，储存在各边缘环载具中与边缘环相关的信息动态更新至针对各边缘环载具类型所保存的对应FORP内容表327。特定边缘环载具的内容的示例表A提供如下。
表A：边缘环载具FORP001的内容细节
Figure BDA0002953527470000181
在上述表A中针对边缘环载具FORP001所提供的信息可包含边缘环载具的类型(仅承载使用过的边缘环的边缘环载具、仅承载新边缘环的边缘环载具、或承载新的和使用过的边缘环的混合组合的边缘环载具、用于承载新边缘环或使用过的边缘环的槽位置等等)。该信息可用于确定哪个空槽可用于插入被接收到制造设施内的新边缘环、哪个空槽用于插入部分使用过的或完全使用过的边缘环、各边缘环剩余的寿命等等。
在各种表(ER元数据表、FORP状态表、FORP内容表)中所提供的信息提供使用从ER识别系统所获得的数据以及从FAB生产执行系统(MES)所获得的数据的相关细节，以确定特定边缘环何时在工艺模块内替换、使用过的边缘环何时需要舍弃、哪个边缘环载具用于装载新边缘环、哪个边缘环载具用于装载使用过的边缘环、在特定处理站内的工艺模块中所使用的边缘环类型是否包含在被安排用于输送至该特定处理站的边缘环载具内、预期用于特定工艺模块的边缘环是否具有充足的剩余寿命以在该特定工艺模块内经历一或多个工艺等等。额外的信息(例如何种类型的工艺在各工艺模块中进行、何种类型的化学品被使用、在制造系统中的何处检测到问题、何时问题发生、当检测到该问题时边缘环和边缘环载具在何处、当检测到该问题时边缘环的条件、当检测到该问题时晶片在何处、晶片的条件等等)可从询问FAB的MES获得，并且用于提供对在制造设施内的各种工艺模块的条件的更深入的勘查。
在一些实现方式中，一旦导入在处理站内的工艺模块中，边缘环就可保留在相同工艺模块中，直到其使用寿命过期或趋近过期。在替代的实现方式中，边缘环可在晶片移动至在相同处理站内的不同工艺模块或不同处理站时跟随该晶片。ER移除追踪器312-a追踪边缘环，以确定边缘环何时从处理站内的工艺模块移除。ER移除追踪器312-a获得与目前位置以及边缘环已暴露所针对的工艺类型相关的信息，以确定在处理站内边缘环的条件。更新至针对边缘环的元数据表的各种信息提供丰富的边缘环使用历史。例如，边缘环可具有200小时的使用寿命，且在边缘环元数据表中所提供的信息可用于追踪边缘环的使用历史，以确定边缘环目前位于何处以及边缘环何时需要替换。导入并使用于制造系统中的边缘环A-1的样本元数据表被提供在以下表B中：
表B：边缘环A-1的元数据:
Figure BDA0002953527470000201
如在表B中显示的，边缘环A-1可能已在不同的工艺模块中经历不同的工艺。该表显示边缘环使用时间(以小时为单位)、使用边缘环A-1的工艺类型、使用边缘环A-1的处理站及该处理站内的工艺模块。例如，边缘环A-1被装载至边缘环载具FORP001，并输送至处理站S-087以插入工艺模块PM-01X1，从而经历蚀刻1操作。在蚀刻1操作之后，边缘环A-1可能移动至相同处理站S-087内的工艺模块PM-01X3，在该处执行另一蚀刻(蚀刻2)操作。蚀刻环A-1可使用ATM/VTM机械手从工艺模块PM-01X3移除，并装载至第二边缘环载具FORP002上，且移动至第二处理站S-172以插入不同的工艺模块PM-07Y3，在该处可执行额外的蚀刻(蚀刻3)操作。在蚀刻3操作之后，边缘环A-1可移动至相同处理站S-172内的工艺模块PM-27X5，在该处可以执行另一蚀刻(蚀刻4)操作。取决于在各工艺模块中所执行的工艺类型(例如，蚀刻)，蚀刻时间可在各处理站中彼此不同或相同，或在蚀刻和每个工艺模块中相同。
为简化起见，在各种工艺模块中边缘环暴露所针对的工艺在表B中显示为蚀刻操作。应注意，该蚀刻操作不限于任何特定类型的蚀刻，而是可以包含各种类型的蚀刻，包含金属蚀刻、电介质蚀刻等等。这可通过针对蚀刻操作在各工艺模块中所耗用的不同时间量来表明，从而指示在不同工艺模块中所执行的不同类型的蚀刻。在边缘环的元数据中所捕获的细节不限于在表B中所提供的字段，而是可包含额外字段，该额外字段可用于确定边缘环的使用历史。
ERES 310在对应的文件/数据库中保存在制造设施中所使用的所有边缘环和边缘环载具的信息。ERES 310使用在各种文件/数据库(例如，边缘环的元数据文件/数据库、针对各边缘环载具的FORP状态文件/数据库以及FORP内容文件/数据库)中所提供的信息，以提供额外细节，例如在制造设施内的各边缘环的传输历史等等。该传输历史提供边缘环在制造/数据库内移动的细节。在一些实现方式中，在边缘环的传输历史中所提供的信息可从在表B中所显示的边缘环的元数据表的边缘环字段中所提供的链接访问(边缘环字段以高亮框显示)。从表B的边缘环字段中所提供的链接访问的边缘环A-1的示例性传输历史在以下表C中提供：
表C：ER A-1的传输历史(通过FORP)
Figure BDA0002953527470000221
由AMHS和传感器所捕获的移动进出边缘环载具及进出处理站的边缘环的细节用于提供传输历史。在传输历史中所提供的信息可用于追踪边缘环的使用寿命。当边缘环接近其寿命终点，信号可通过边缘环执行系统产生，以指示在特定工艺模块中的边缘环接近其使用寿命终点且必须替换。
FAB生产执行系统320和边缘环执行系统(ERES)310可通过在制造设施内的两个不同服务器执行，但通过网络通信连接以交换与在制造设施内的边缘环和边缘环载具相关的信息。边缘环执行系统310追踪边缘环和边缘环载具，并且动态询问FAB生产执行系统320以获得与在制造设施内的各种零件的整体条件相关的额外信息，并且使用所获得的信息以提供边缘环状态、边缘环载具的状态以及在制造设施内的不同零件和模块的整体状态的细节，使得可以做出明智的传输和/或处理确定，以便可以实现边缘环的优化使用。
FAB生产执行系统320和边缘环执行系统310可以是整体装备信息管理(EIM)系统300的一部分，装备信息管理(EIM)系统300在制造设施内的计算装置上执行或者是云端服务器的一部分。EIM系统可以是制造设施内的独立系统，或者可以是与其他制造设施和零件制造商交换信息的系统网络的一部分。可以询问来自不同系统的信息，以提取与边缘环、晶片、及工艺模块的整体条件和状态相关的细节。对边缘环的自动化追踪以及对从追踪操作所获得的信息的详细分析确保正确类型的边缘环被装载至FORP上并提供至不同制造系统(即，处理站)内的工艺模块。这消除了任何装载错误、由装载错误造成的不必要的晶片报废，防止用过的边缘环意外地提供至工艺模块，从而改善边缘环的使用寿命以及增加晶片处理良率。从追踪所获得的信息可以用于准确地确定边缘环寿命，以建立所有权的统计和成本模型。在一些实现方式中，对FAB MES的询问可能需要在提供询问结果给边缘环执行系统310之前过滤掉任何专有信息。例如，在工艺模块中的某些中执行的一些工艺可能包含不分享的专有工艺。为了避免为询问而从FAB MES返回该专有信息，模糊过滤(obfuscationfiltering)可在FAB MES或在边缘环执行系统使用，使得只有可分享的信息被包含在表中，而专有信息被排除。
根据从追踪边缘环通过制造系统所获得的信息而产生的各种表可以是关系数据库表的形式。这些关系数据库表可实时地询问或搜寻，以访问与边缘环以及边缘环载具相关的信息。另外，这些关系数据库可以询问，且来自询问的结果可与从制造设施内或外的其他源所获得的信息组合，以产生可与现存的表链接的额外的表，以提供额外的信息，其可改善在现存的表中所提供的信息。例如，其他的表可提供来自其他制造设施或生产执行系统或生产商的信息，且这样的信息可改善在边缘环执行系统中所捕获的信息，以提供边缘环以及可使用这些边缘环的工艺的更多细节。应注意，将与边缘环执行系统相关的各种细节储存在关系数据表中是一种方式，且储存信息的其他方式或形式也可以设想。
各种实现方式使用边缘环识别符以及边缘环的其他相关信息，以追踪在制造设施内的边缘环。因此，当边缘环被输送至处理站时，边缘环识别符以及与边缘环相关的相关信息用于验证：从边缘环识别符所读取的零件号是正确的以用于安装到处理站内的工艺模块中。如果零件号是不正确的，则在边缘环执行系统内的控制用于发布警报并且防止将边缘环传送至该工艺模块。各种实现方式使得能在边缘环插入而用于工艺模块之前进行自动化识别以及边缘环设计的验证，从而避免不必要的报废。
应注意，虽然已参照追踪边缘环而描述了各种实现方式，但实现方式不限于追踪边缘环，而是可延伸至追踪其他在制造设施内所使用的消耗性零件。
图4描述了在一种实现方式中的边缘环载具100的简化图，该边缘环载具100用于在初始装载阶段以及在移除/替换阶段期间追踪边缘环。边缘环载具使用载具识别符100-a进行识别。该载具识别符可作为标签提供或提供在板上等等。多个槽在其内限定，以接收边缘环10。这些槽中的每一者使用槽号105识别。多个传感器(107-a到107-d)可设置在边缘环载具100内，以在边缘环移动进出边缘环载具时追踪边缘环。由这些传感器所提供的信息可用于验证在自动化装载期间所捕获的、或当将边缘环手动装载时使用者所提供的、以及当使用边缘环时在制造系统中由AMHS所提供的信息。该信息用于更新边缘环的元数据以及在FORP状态数据库和FORP内容数据库内所保存的与边缘环载具相关的信息。装载至边缘环载具上的边缘环可以是可替换边缘环或可调式边缘环。示例性的可调式边缘环显示于图4中。在可调式边缘环的示例中，边缘环可以具有特定高度。该高度用于延长边缘环在必须替换之前的寿命。例如，当暴露于工艺模块内的苛性化学品的边缘环的表面被损伤时，在工艺模块的基座上所接收的边缘环可使用升降销向上移动，以使得边缘环的较新表面能暴露于工艺模块内的苛性化学品。当边缘环的高度缩减至预定高度时，边缘环可能必须替换。此处所述的各种实现方式可延伸至可调式边缘环以及可替换边缘环(即，不具有充足高度的边缘环)。
图5A-5D示出了在处理站内的各种模块，传感器可配置在其上以追踪边缘环的移动。当AMHS具有仅通向位于处理站之外的装载端口的通道时，AMHS能够提供关于处理站的装载端口的位置和状态信息。对于确定边缘环在实际使用部位处(即，工艺模块)的使用历史，边缘环在处理站内的实际使用的信息是重要的。位于处理站的不同模块中的传感器协助在处理模块内追踪边缘环使用。
图5A示出了装载锁定室213的简化俯视图，装载锁定室213位于处理站内，在大气压传送模块(ATM)与真空传送模块(VTM)之间。装载锁定室213包含通向ATM的开口以及通向VTM的开口。一或多个传感器(213-sl、213-s2)可设置在邻近通向ATM的开口的内部侧壁上，且一或多个传感器(213-s3、213-s4)也可设置在邻近通向VTM的开口的内部侧壁上。这些传感器使得能在边缘环移动进入装载锁定室时以及当其离开装载锁定室213时对其进行追踪。
图5B示出了机械手，其可用于在处理站内移动边缘环。机械手(216(ATM)/216’(VTM))可以是ATM或VTM的一部分。该机械手可包含一或多个传感器216-a/216’-a，其在边缘环于工艺模块与装载端口之间移动以装载至在该装载端口所接收的边缘环载具上时追踪该边缘环。VTM机械手可配置成在工艺模块之间以及在工艺模块与装载锁定室之间移动边缘环，且ATM机械手可配置成将边缘环从装载锁定室移到在边缘环载具内的特定槽中。由机械手的传感器以及在ATM和/或边缘环载具内的一或多个传感器所捕获的信息可用于验证在边缘环载具内的边缘环的位置。
图5C示出了在ATM 212内的对准器217，其可用于在边缘环输送至处理站内的工艺模块之前将该边缘环对准。对准器217包含旋转器218，其沿旋转轴(例如水平轴)移动边缘环10。对准器217可用于将边缘环10定位，使得边缘环识别符可通过在该对准器上的一或多个传感器(217-a、217-b)以及通过分布在处理站的其他模块中的一或多个传感器轻易地读取。如果边缘环识别符在边缘环的外侧，传感器可能能够轻易地读取边缘环识别符。传感器217-a可基于在边缘环上的边缘环识别符的位置而策略性地定位。
图5D示出了工艺模块215，其中传感器215-a、215-b可邻近于通向工艺模块215的开口或门219而定位。边缘环10邻近于工艺模块215内所接收的晶片15放置，以延伸晶片15的表面。当边缘环需要替换时，边缘环使用在晶片接收表面处可获得的升降销机构举高，并使用VTM的机械手移出工艺模块215。当边缘环移动通过门219时，传感器215-a、215-b可能能够捕获边缘环识别符。传感器215-a、215-b的位置可以在工艺模块的内侧壁上、在面向上的底部表面、在面向下的顶部表面、或介于其间的任何位置。
在各种模块中所提供的传感器的数量仅是示例，且更少或更多数量的传感器可设置在各种模块中以在边缘环运送进出各种模块时捕获边缘环的边缘环识别符。
图6示出了在一种实现方式中当边缘环运送进出边缘环载具以及进出制造设施内的处理站时对边缘环的示例追踪。包含从追踪所获得的信息的各种表被提供以反映该追踪。
初始工艺开始于将边缘环A-1装载至边缘环载具(FORP ID001)100-1上的槽号1中。边缘环载具100-1包含多个边缘环，定位在槽号2-6及8-12，槽号7空着。装载信息被更新至边缘环载具内容表以反映将边缘环A-1加入FORP ID 001，且边缘环A-1的边缘环信息被更新至针对边缘环A-1的元数据表。高架运输(OHT)车201将边缘环载具移动至处理站210(站识别符S-087)。OHT车201可以是AMHS物料搬运系统的一部分，其用于将边缘环载具和晶片载具(即，FOUP)移动至不同处理站。当边缘环载具抵达处理站S-087时，与在制造设施中的位置相关的边缘环载具信息被更新至针对FORP ID 001的边缘环状态表。边缘环A-1接着使用大气压传送模块(ATM)和真空传送模块(VTM)机械手移出边缘环载具FORP ID 001的槽1并移进在处理站S-087之中的工艺模块215(工艺模块识别符01X1)。在验证到预期用于工艺模块01X1的边缘环A-1为正确的边缘环且边缘环A-1具有充足的剩余使用寿命来用于蚀刻操作而插入工艺模块01X1之后，将边缘环A-1移进工艺模块。如果边缘环A-1具有不充足的剩余使用寿命，则警告信号产生且边缘环A-1系不移出边缘环载具FORP001。在成功验证到边缘环A-1具有充足的使用寿命时，针对FORP ID 001的载具内容信息被更新以显示边缘环A-1的移除。
蚀刻操作(蚀刻1)在工艺模块01X1(215-1)中执行。在蚀刻1操作结束之后，边缘环A-1使用VTM机械手移动至在相同处理站S-087内的第二工艺模块01X3。在处理站S-087内的蚀刻1操作之后，边缘环元数据更新以显示边缘环的目前位置和目前条件。第二蚀刻操作(蚀刻2)在工艺模块01X3中执行，且在蚀刻2操作结束之后，边缘环A-1使用处理站S-087的VTM/ATM机械手从处理站S-087移出而移至第二边缘环载具FORP ID 002。边缘环A-1装载至边缘环载具FORP ID 002的空着的槽5，仅留下在边缘环载具中的槽8为空着的。在这种情况下，FORP ID 002是混合的环边缘环载具，且新的和使用过的边缘环随机地放进空槽中。针对FORP ID 002的边缘环载具内容表和边缘环状态表更新，且边缘环(在蚀刻2操作之后)的目前位置(在FORP ID 002中的槽5内)及目前条件被更新至针对边缘环A-1的元数据表。
AMHS的OHT车201用于将边缘环载具移动至第二处理站S-172。当边缘环载具抵达处理站S-172时，边缘环载具信息更新至针对FORP ID 002的FORP状态表。
边缘环A-1接着使用处理站S-172的VTM/ATM机械手从边缘环载具FORP ID 002移出而移至在处理站S-172中的工艺模块07Y3中。在验证到预期用于工艺模块07Y3的边缘环A-1为正确的边缘环且边缘环A-1具有充足的剩余使用寿命来用于蚀刻操作而插入工艺模块07Y3之后，将边缘环A-1移进工艺模块07Y3中。针对FORP ID 002的FORP内容表被更新以显示将边缘环从槽5移除并插入在处理站S-172中的工艺模块07Y3中。
蚀刻操作(蚀刻3)在工艺模块07Y3中执行。在蚀刻3操作结束之后，边缘环信息被更新至针对边缘环A-1的元数据表。接着，边缘环A-1使用VTM机械手从工艺模块07Y3移出至在相同处理站S-172内的第二工艺模块27X5。蚀刻操作(蚀刻4)在工艺模块27X5中执行。在蚀刻4操作结束之后，边缘环A-1使用处理站S-172的ATM/VTM机械手从处理站S-172移出至第三边缘环载具FORP ID 003。边缘环装载至第三边缘环载具FORP ID 003的空着的槽8，留下在边缘环载具FORP ID 003中的槽3和11为空着的。作为响应，边缘环A-1的元数据表以及边缘环载具FORP ID 003的状态表和内容表以边缘环的目前位置和条件更新。
AMHS的OHT车201将边缘环载具FORP ID 003移动至第三处理站S-120。当边缘环载具FORP ID 003抵达处理站S-120时，边缘环载具信息更新至针对FORP ID 003的FORP状态表。
在验证到边缘环A-1针对在工艺模块12W4中安排的蚀刻操作具有充足的剩余使用寿命且边缘环适合于插入工艺模块12W4后，将边缘环A-1移进工艺模块12W4以进行蚀刻操作(蚀刻5)。边缘环载具信息被更新至针对FORP ID 003的FORP内容表，以指示将边缘环A-1从槽8移除而移至处理站S-120中。在蚀刻5操作结束之后，将边缘环信息更新至针对边缘环A-1的元数据表。接着，边缘环A-1使用VTM机械手从工艺模块12W4移出至在相同处理站S-120内的第二工艺模块12W5。蚀刻操作(蚀刻6)在工艺模块12W5中执行。在蚀刻4操作结束之后，更新边缘环元数据文件以显示边缘环的目前条件。当通过ERES检测到边缘环的状态、位置或边缘环载具的状态、位置的改变时，与边缘环及边缘环载具相关的各种表保持动态地更新，以提供在处理站内的边缘环和边缘环载具的目前状态、位置。
以下的表显示了多种条目，这些条目在将边缘环移动进出边缘环载具以及进出在不同处理站内的各种工艺模块时在追踪边缘环的不同阶段期间更新。表A显示了在制造系统内使用中的各FORP中的内容细节，表B显示了装载至不同FORP上的各种边缘环的元数据，表C显示了各边缘环的边缘环输送历史，且表D显示了在制造系统中所使用的所有FORP的FORP状态表。例如，针对FORP ID 001(或简称FORP001)的表A显示了当将边缘环A-1初始地装载到空槽1内时边缘环载具FORP ID 001的条件。在针对FORP001的表A中所显示的内容与在先前示例中所显示的表A相同。针对FOR P002的表A显示了当边缘环A-1插入空槽5时边缘环载具的内容细节，且针对FORP 003的表A显示了当边缘环A-1插入空槽8时边缘环载具的内容细节。当边缘环通过各种边缘环载具移动通过制造设施时，将边缘环的寿命动态地调整，以反映目前的寿命使用，如由边缘环在不同工艺模块中暴露所针对的不同工艺所确定的。类似地，在表B中所显示的A-1的元数据显示了多种工艺，边缘环A-1在不同处理站中的不同工艺模块中经历这些工艺。在表B中显示的元数据可通过在表A中所提供的链接访问。针对边缘环A-1在表B中呈现的细节与在先前的示例中所显示的表B相同。当边缘环A-1移动进出边缘环载具以及进出在不同处理站内的工艺模块时，表C显示针对边缘环A-1的边缘环输送历史。针对边缘环A-1在表C中呈现的细节与在先前的示例中所显示的表C相同。表A、B、以及C的内容在以下显示，以提供当边缘环行进通过在制造设施内的各种模块时在不同的FORP及边缘环数据中的变化的概况。在表C中所显示的边缘环的输送历史内容可使用在表B中在边缘环A-1字段处所提供的链接访问。表D显示了在追踪在制造系统内的边缘环期间的各种边缘环载具状态。
表A：FORP ID001内容细节
Figure BDA0002953527470000301
表A：FORP002内容细节
Figure BDA0002953527470000311
表A：FORP003内容细节
Figure BDA0002953527470000321
表B：边缘环A-1的元数据
Figure BDA0002953527470000331
表C：ER A-1的ER传输历史(通过FORPS)
Figure BDA0002953527470000341
表D：ER A-1的ER传输历史(通过FORPS)
Figure BDA0002953527470000351
以上的表反映行进通过制造设施的边缘环以及各种边缘环载具的状态以匹配在图6中所述示例。
图7描述了在一种实现方式中由分布在处理站内的各种传感器所捕获的在处理站内边缘环移动的图形表示。如参照图4和5A-5D所探讨的，传感器被提供在边缘环载具内以及在处理站的不同模块中，以捕获边缘环在处理站内所采用的路径，使得可以确定边缘环的目前条件和位置并且用于提供边缘环的目前状态。例如，在边缘环载具中的传感器可用于确定边缘环何时移出该边缘环载具以输送至在处理站内的工艺模块。当边缘环移动通过处理站的ATM时，在ATM、ATM机械手、以及对准器中所提供的传感器可用于追踪行进通过ATM的边缘环。在装载锁定室中所提供的传感器可用于确定边缘环何时从边缘环载具移动进入工艺模块、以及边缘环何时移出该工艺模块而到达该边缘环载具。在VTM机械手上的传感器可用于确定边缘环移动至哪一个工艺模块、哪种类型的操作在该工艺模块中进行、工艺何时开始、以及工艺何时结束。工艺开始时间及结束时间可通过识别晶片何时导入工艺模块以及通往工艺模块的门何时关闭/开启来确定。在工艺模块中的传感器可用于验证边缘环导入/移出工艺模块的时间、晶片导入/移出工艺模块的时间、以及通往工艺模块的门关闭或开启的时间。该信息用于确定工艺何时在工艺模块中开始、工艺何时在工艺模块中结束、以及边缘环何时从工艺模块移出。来自传感器的信息提供用于确定边缘环暴露所针对的工艺以及在各工艺模块内实际使用的边缘环的时间量所需的充足细节。使用该信息，寿命使用量和剩余寿命可计算并且用于提供可用来在制造系统内使工艺流水线化的有价值的信息。在工艺模块内相关于边缘环使用的信息从FAB设施获得，且该信息与来自ER识别系统的初始装载信息链接，以提供在制造系统内使用边缘环的全面的细节。
图8描述了在一种实现方式中用于追踪边缘环的方法的工艺操作。该方法开始于操作810，其中从与边缘环相关的源捕获边缘环的边缘环识别符。边缘环识别符可设置在边缘环的外侧或边缘环的下侧，或嵌入边缘环内或在边缘环的封装件上，且可以是字母数字字符、RFID标签、条形码、QR码、印痕、刻痕、标号等等形式。边缘环识别符捕获装置(例如读取器、图像捕获装置、或传感器)一旦在边缘环识别系统内检测到边缘环时，就自动化捕获边缘环识别符。在边缘环识别符的图像由传感器捕获的一些实现方式中，光学字符识别(OCR)软件可以用于将光学字符转换成文字数据。在使用图像捕获装置的一些实现方式中，图像捕获装置可在不旋转边缘环的情况下捕获整个边缘环。在一些实现方式中，边缘环可使用传感器手动扫描，且此信息可更新至接收边缘环载具的搬运车上的计算机。所捕获的边缘环识别符被验证，以确保在制造设施内在一或多个处理站的一或多个工艺模块中所使用的正确边缘环被接收。
接着，将边缘环插入边缘环载具的空槽中，如在操作820中所显示的。该插入可以是手动的或自动的，且在边缘环的成功验证之后执行。当插入为手动的时，槽的细节可由用户输入计算机。在边缘环载具中所设置的一或多个传感器可用于验证由用户提供的信息。在插入是自动化的示例中，机械手或其他物料搬运机构可用于将边缘环插入边缘环载具的空槽。来自物料搬运机构的信息可自动化地更新至计算机。边缘环识别符用于将边缘环与边缘环所插入的边缘环载具内的槽的槽识别符链接。该链接提供关于载具内的边缘环位置的信息。相关于边缘环的信息用于产生针对边缘环的元数据文件。
接着，当将边缘环移动进出边缘环载具以及进出制造系统内的处理站时，该边缘环使用边缘环识别符追踪，如操作830中所描述的。边缘环可使用不同的边缘环载具从边缘环载具移动至处理站以及从一个处理站移动至另一者。每次移动边缘环，这些移动使用边缘环识别符追踪，且边缘环的目前位置的细节更新至边缘环的元数据文件。对于元数据文件的更新用于提供边缘环的寿命信息。该寿命信息提供有多少寿命小时已使用掉的细节，且由此，针对此边缘环剩余的寿命小时可以计算。各边缘环可具有定义的寿命使用小时量。当边缘环移动到工艺模块中并且暴露于工艺时，根据由该工艺所耗用的时间量，使用掉的寿命小时增加且剩余的寿命小时减少。边缘环的追踪继续进行，且使用的和剩余的寿命小时被确定，直到所有的寿命小时已使用掉或接近使用掉。该信息可用于确定哪个工艺模块边缘环需要替换以及何时边缘环需要替换。
由追踪所提供的寿命使用信息也可用于分析在制造系统内的条件，以检测错误何时发生，并且准确指出错误在何处发生以及什么条件导致该错误，使得可以采取适当的手段以处理该错误。自动化的上载和追踪也处理可能由于人际交互而遭遇的一般错误，例如在边缘环载具内边缘环的双重入槽(double slotting)或交叉入槽(cross slotting)。各种实现方式的其他优点，在研读此处所述各种实现方式之后，对本领域技术人员而言将变得明显。
以描述和说明为目的，已提供前述各种实现方式的说明。前述说明并非意在穷尽或限制本发明。特定实施方案的个别要件和特征一般不受限于该特定实施方案，而是在适用情况下，是可交换的且可在选定实施方案中使用，即使未具体显示或描述也如此。前述要件或特征也可以多种方式变化。这些变化不视为偏离本发明，且所有这些修改意在包含在本发明的范围内。
虽然以清楚理解为目的已相当详细地描述了前述实施方案，但明显的是，若干变化和修改可在随附权利要求的范围内实施。因此，本发明的实施方案被视为说明性而非限制性的，且这些实施方案不限于此处提供的细节，而是可在权利要求的范围及等同方案内进行修改。

Claims (21)

1.一种用于追踪边缘环的方法，其包含：
从与所述边缘环相关的源捕获边缘环识别符；
将所述边缘环插入至边缘环载具的槽中，所述边缘环被分配给所述边缘环载具；以及
针对进出所述边缘环载具以及进出处理站的传送，追踪所述边缘环识别符，
其中，对所述边缘环识别符的所述追踪建立元数据文件，所述元数据文件提供关于所述边缘环的寿命信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述源为所述边缘环的表面、或嵌入所述边缘环内的零件、或容纳所述边缘环的封装件的表面。
3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述边缘环插入包含：将所述边缘环识别符与所述槽的槽识别符以及所述边缘环载具的载具识别符链接。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述捕获和插入操作在所述边缘环装载至所述边缘环载具的时间期间执行。
5.根据权利要求1所述的方法，其中追踪所述边缘环识别符包含：当所述边缘环移动进出所述边缘环载具的特定槽时，接收由所述边缘环载具的一或多个传感器所捕获的信息，从所述一或多个传感器所接收的所述信息用于更新在所述边缘环的所述元数据文件中的所述寿命信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其中从所述边缘环载具的所述一或多个传感器所接收的所述信息用于更新针对所述边缘环载具所保存的内容表和状态表。
7.根据权利要求1所述的方法，其中追踪所述边缘环识别符包含：当所述边缘环在制造系统的所述处理站内移动时，接收由分布在所述处理站内的一或多个传感器所捕获的信息，从所述一或多个传感器所接收的所述信息用于更新在所述边缘环的所述元数据文件中的所述寿命信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述处理站包含以下一或多者：装载端口、大气压传送模块、装载锁定室、真空传送模块、其中使用所述边缘环的工艺模块、或在所述处理站内移动所述边缘环的一或多个机械手，并且
其中从所述一或多个传感器所接收的所述信息包含以下一或多者：所述边缘环的位置、所述边缘环导入所述位置的时间、所述边缘环从所述位置移除的时间、在移动至所述位置之前的所述边缘环的条件、在移出所述位置之后的所述边缘环的所述条件、针对所述边缘环预期使用的工具、针对所述边缘环预期使用的工艺模块、或者在所述工艺模块内所述边缘环的使用记录。
9.根据权利要求1所述的方法，其中追踪所述边缘环识别符还包含：询问在定位有所述处理站的制造系统中所保存的零件追踪数据库，以获得所述边缘环的目前位置；以及以所述目前位置更新所述元数据文件。
10.根据权利要求1所述的方法，其中追踪所述边缘环识别符还包含：
对选择所述边缘环以传送出所述边缘环载具进行检测；
询问在制造系统中所保存的零件追踪数据库，以确定容纳所述边缘环的所述边缘环载具在所述制造系统内的目前位置；
当所述边缘环载具的所述目前位置是在所述处理站的装载端口时，进行以下验证：与所述边缘环识别符相关联的所述边缘环是在所述处理站内的工艺模块中所使用的边缘环，所述验证用于使得所述边缘环能传送出所述边缘环载具。
11.根据权利要求10所述的方法，当所述验证确定所述边缘环不是使用在所述工艺模块中时，产生警报以指示被选择以传送出所述边缘环载具的所述边缘环的不匹配，并且防止所述边缘环传送出所述边缘环载具。
12.根据权利要求第1所述的方法，其中追踪所述边缘环识别符还包含：
对选择所述边缘环以传送出所述边缘环载具进行检测；
询问在制造系统中所保存的零件追踪数据库，以确定容纳所述边缘环的所述边缘环载具在所述制造系统内的目前位置；
当所述边缘环载具的所述目前位置是在所述处理站的装载端口时，进行以下验证：与所述边缘环识别符相关联的所述边缘环是在所述处理站内的工艺模块中所使用的边缘环；
分析在所述元数据文件中所提供的所述边缘环的寿命信息，以确定所述边缘环的剩余使用寿命，所述分析用于当所述剩余使用寿命足以在所述处理站中在所述工艺模块内经历制造操作时允许将所述边缘环传送出所述边缘环载具。
13.根据权利要求12所述的方法，当所述边缘环的所述剩余使用寿命不足以在所述工艺模块中执行所述制造操作的至少一回合时，产生警报以指示被选择以传送到所述边缘环载具内的所述边缘环具有不充足的剩余使用寿命，并且防止所述边缘环传送出所述边缘环载具而进入在所述处理站中的所述工艺模块。
14.根据权利要求1所述的方法，其中追踪与所述边缘环相关联的所述边缘环识别符包含：分析在所述元数据文件中所提供的所述边缘环的寿命信息，以确定所述边缘环的剩余使用寿命，所述使用寿命用于确定所述边缘环何时需要从所述处理站移除。
15.一种用于追踪边缘环的系统，其包含：
边缘环执行系统，其被配置成追踪所述系统内的所述边缘环，所述边缘环执行系统与以下项交互，
边缘环追踪模块，其用于当将所述边缘环接收到所述系统内并且装载至边缘环载具上时，接收所述边缘环的边缘环识别符，所述边缘环被分配给所述边缘环载具；
边缘环载具追踪模块，其用于当所述边缘环载具在所述系统内移动时，追踪所述边缘环载具的位置，由所述边缘环载具追踪模块所提供的信息用于确定所述边缘环在所述系统内的目前位置；及
生产执行系统，其被配置成当所述边缘环移动进出所述边缘环载具以及进出所述系统内的处理站时提供所述边缘环的信息，由所述生产执行系统所提供的所述信息由所述边缘环执行系统用于建立针对所述边缘环的元数据文件，其中所述元数据文件提供在所述系统内的所述边缘环的寿命信息。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述边缘环执行系统系与所述生产执行系统不同，并且其中在所述系统内，所述边缘环执行系统在第一服务器上执行，并且所述生产执行系统在第二服务器上执行，所述第一服务器与所述第二服务器通信连接以交换与所述边缘环相关的信息，从而建立针对所述边缘环的所述元数据文件。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述第一服务器和所述第二服务器为云端服务器。
18.根据权利要求15所述的系统，其中所述边缘环执行系统与所述生产执行系统整合，并且其中所述生产执行系统被配置成在所述系统内的服务器上执行。
19.根据权利要求15所述的系统，其中所述边缘环执行系统被配置成通过将所述边缘环识别符与所述边缘环载具的载具识别符、以及在让所述边缘环装载到其内的所述边缘环载具内的槽的槽识别符链接而将所述边缘环分配给所述边缘环载具。
20.根据权利要求15所述的系统，其中所述边缘环载具包含一或多个传感器，以在所述边缘环移动进出所述边缘环载具时使用所述边缘环识别符追踪所述边缘环，由在所述边缘环载具内的所述一或多个传感器所提供的信息系通过所述生产执行系统进行处理，以对由所述边缘环执行系统所保存的所述边缘环的所述元数据文件提供更新。
21.根据权利要求15所述的系统，其中所述处理站包含多个模块以及分布在所述多个模块内的一或多个传感器，由在所述处理站内的所述一或多个传感器所提供的信息通过所述生产执行系统进行处理，以对由所述边缘环执行系统所保存的所述边缘环的所述元数据文件提供更新。
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