CN1920718A - 改善物料搬运效率的方法以及使用该方法的制造系统 - Google Patents

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Abstract

一种改善物料搬运效率的方法。定义一预约计数值与一仓储计数值。一监控程序检查该预约计数值与该仓储计数值。当该预约计数值为0且该仓储计数值为0，一制造执行系统将存放在一预留储位的一在制品载入到一工艺机台，并且将该预约计数值与该仓储计数值分别加1。当该预约计数值为0且该仓储计数值大于0，该制造执行系统将一在制品加载到该工艺机台，并且将该预约计数值加1。当该预约计数值大于0，该制造执行系统预约一在制品，并且将该在制品搬运到该工艺机台。

Description

改善物料搬运效率的方法以及使用 该方法的制造系统
技术领域
本发明涉及一种半导体制造流程，特别是涉及一种改善半导体制流中物料搬运效率的方法。
背景技术
制造执行系统(Manufacturing Execution System，MES)辅助生产管理人员收集现场数据及控制现场制造流程，其为提供企业改善工艺、提高生产效益的工具。自动化物料搬运系统(Automatic Material Handling System，AMHS)是用来将承载一批批集成电路(IC)晶片的晶片盒(Front OpeningUnified Pod，FOUP)，在晶片厂工艺设备之间传送。传统上，晶片制造厂(Wafer Fab)的物料搬运是采用手推车式系统，但随着晶片片尺寸由六时、八时，增大为12时，人工搬运已无法负荷，加上产品的成品率(Yield rate)及洁净度等因素的考虑，使得自动化物料搬运系统在近年来已成为晶片厂或TFT厂必要的配备之一。
上述制造执行系统与自动物料搬运系统的发展，均是为了减轻人力的负担、提升工艺的品质、以及降低制造的成本。半导体制造流程说明如下，参考图1，其是显示半导体制造系统的架构示意图，包括一工艺机台(tool)100、一输出输入端口(port)150、一机台控制系统(ToolControl System，TCS)200、一制造执行系统(MES)300、一实时派工系统(Real-TimeDispatching System，RTD)400、一搬运控制系统(Material Control System，MCS)500、一自动物料搬运系统(AMHS)600、一缓冲仓储(Stocker)700、以及轨道800。
当工艺机台100处于闲置状态时，即没有任何晶片在工艺机台100执行半导体工艺时，其回报一加载就绪讯息给机台控制系统200，然后机台控制系统200再将该讯息传送给制造执行系统300，以通知其可将另一批晶片搬运到工艺机台100执行半导体工艺。当制造执行系统300收到该加载就绪讯息时，其会询问实时派工系统400接下来欲搬运哪一批晶片到工艺机台100，然后实时派工系统400会给制造执行系统300一工艺清单，其中载明所欲进行半导体工艺的晶片清单。接着制造执行系统300决定其中一批晶片后，即传送一搬运要求讯息给搬运控制系统500。接着，当搬运控制系统500收到该搬运要求讯息时，其命令自动物料搬运系统600自缓冲仓储700将指定的晶片经由轨道800搬运到工艺机台100的输出输入端口(port)150上。
工艺机台100取得该批晶片后即回报一加载完成讯息给机台控制系统200，然后机台控制系统200再回报该加载完成讯息给制造执行系统300。当制造执行系统300收到该加载完成讯息时，其经由机台控制系统200发出一控制命令给工艺机台100，以告知其进行何种半导体工艺(如黄光工艺)。接着，工艺机台100根据该控制命令执行相对应的半导体工艺，并在执行完成后回报一卸载就绪讯息给机台控制系统200，然后机台控制系统200再将该卸载就绪讯息传送给制造执行系统300，以通知其可将该批晶片搬运离开工艺机台100。当制造执行系统300收到该卸载就绪讯息，其会询问实时派工系统400接下来欲将该批晶片搬运到哪一工艺机台上。询问实时派工系统400回复制造执行系统300后，制造执行系统300即传送一搬运要求讯息给搬运控制系统500，接着搬运控制系统500命令自动物料搬运系统600将该批晶片自工艺机台100卸载然后搬运回缓冲仓储700。
以目前半导体仓储管理来说，工艺机台目前处于闲置状态，则制造执行系统将欲进行半导体工艺的晶片，通过自动物料搬运系统搬运至该工艺机台上。当欲执行工艺的机台目前正对其它批晶片进行工艺处理时，则需先将该批晶片搬运到缓冲仓储内暂存，待该工艺机台执行完成且又处于闲置状态时，再将该比晶片搬运至该工艺机台。然而，若该工艺机台所属的缓冲仓储目前并无空的储位，则该批晶片必须先搬运到其它缓冲仓储，待该工艺机台执行完成且又处于闲置状态时，再将该批晶片自其它缓冲仓储搬运至该工艺机台。
举例来说，参考图2，其是显示晶片在工艺机台与缓冲仓储间搬运的关系示意图。某一批晶片欲搬运到工艺机台3执行一半导体工艺，当工艺机台3目前正对其它批晶片进行工艺处理时，则需先将该批晶片搬运到缓冲仓储A内暂存以等待工艺机台3执行完成。若缓冲仓储A目前并无空的储位，而缓冲仓储B则有空的储位，则该批晶片搬运到缓冲仓储B。当工艺机台3执行完成时，将该批晶片自缓冲仓储B直接搬运至缓冲仓储。
自动物料搬运系统为单向搬运系统，由上述的搬运流程可知，该批晶片由缓冲仓储B搬离，然后须沿着箭头方向搬运到缓冲仓储A，如此会花费许多时间在搬运晶片上，若该批晶片系被存放在更远的缓冲仓储内，则将导致搬运时间过长，而使得工艺机台3一直处于闲置状态，进而导致制造成本的升高且工艺效率的降低。因此，本发明即披露了一种方法以改善物料搬运的效率。
发明内容
基于上述目的，本发明实施例披露了一种改善物料搬运效率的方法。定义一预约计数值与一仓储计数值。一监控程序检查该预约计数值与该仓储计数值。当该预约计数值为0且该仓储计数值为0，一制造执行系统将存放在一预留储位的一在制品载入到一工艺机台，并且将该预约计数值与该仓储计数值分别加1。当该预约计数值为0且该仓储计数值大于0，该制造执行系统将一在制品加载到该工艺机台，并且将该预约计数值加1。当该预约计数值大于0，该制造执行系统预约一在制品，并且将该在制品搬运到该工艺机台。
附图说明
图1示出了传统半导体制造系统的架构示意图。
图2示出了晶片在工艺机台与缓冲仓储间搬运的关系示意图。
图3示出了本发明实施例的半导体制造系统的制造流程的工作流程示意图。
图4示出了本发明实施例的预留储位与工艺机台间的关系示意图。
图5A、5B示出了本发明实施例的改善物料搬运效率方法的步骤流程图。
附图符号说明
100～工艺机台
150～输出输入端口
200～机台控制系统
300～制造执行系统
400～实时派工系统
500～搬运控制系统
600～自动物料搬运系统
700～缓冲仓储
750～预留储位
800～轨道
900～监控程序
具体实施方式
为使本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并结合附图详细说明如下。
本发明实施例披露了一种改善物料搬运效率的方法以及使用该方法的制造系统。
为了改善物料搬运的效率，本发明实施例在缓冲仓储内预留了数个储位给每一工艺机台，并且通过软件控制的方式以达到其目的。
本发明实施例的半导体制造系统的架构如图3所示，与传统半导体制造系统的架构相比，其还包括一监控程序900，用以监控工艺机台100、制造执行系统300、以及缓冲仓储700的在制品批数变化，并且根据数量变化执行相对应的操作，以及缓冲仓储700还包括一预留储位750，用以存放欲载入至工艺机台100的在制品。参考图2，其示出了半导体制造系统的制造流程的工作流程示意图。此外，如上文所述，本发明实施例在缓冲仓储内预留了数个储位给每一工艺机台。举例来说，参考图3，缓冲仓储A具有20个储位，其中储位1、储位2、以及储位3为预留储位。在缓冲仓储A所属的机台群组中包括工艺机台1、工艺机台2、以及工艺机台3，每一工艺机台所需的储位数量没有一定，通常只需一个或二个储位即符合目前半导体制造系统之制造流程所需，但实际上并不以此为限。因此，在本发明实施例中，为工艺机台1、工艺机台2、以及工艺机台3分别各预留一个储位(预留储位1、预留储位2、以及预留储位3)。
此外，为制造执行系统300与缓冲仓储700的工艺机台1(本发明实施例只以工艺机台1为例)分别定义一预约计数值与一仓储计数值(以下分别称为MES_Count与Stocker_Count)，用以记录制造执行系统300在操作过程中与缓冲仓储700的预留储位1的在制品数量变化。
目前的半导体制造流程在物料搬运系统中应用了一种「预约(reserve)机制」，其是当工艺机台处于闲置状态时，制造执行系统会为该工艺机台预约一批在制品，并且通知自动物料搬运系统将该批在制品搬运到该工艺机台。在该批在制品搬运到该工艺机台之前，若有其它批在制品以人工方式加载该工艺机台，该工艺机台将不会对其执行工艺操作。而本发明实施例提出了一种「预先预约(pre-reserve)机制」，其是在工艺机台仍对某批在制品执行工艺操作，制造执行系统即先将欲在该工艺机台执行工艺操作的下一批在制品搬运到该工艺机台所属的缓冲仓储之预留储位中，以待该工艺机台完成目前之工艺操作后将该下一批在制品载入到该工艺机台，如此将可有效节省物料搬运的时间。
以下先简述「预先预约(pre-reserve)机制」的概念。参考图4，其示出了本发明实施例的预留储位与工艺机台间的关系示意图。以工艺机台1为例，当其正执行一工艺操作，且目前预留储位1是空的，以及缓冲仓储A中的其它储位并无等待欲加载至工艺机台1执行工艺操作的在制品，则制造执行系统为工艺机台1预约一批在制品(该批在制品可能存放于缓冲仓储B或其它缓冲仓储)，并且通知自动物料搬运系统将该批在制品搬运到预留储位1存放，然后等到工艺机台1完成目前的工艺操作后，将该批在制品载入到该工艺机台1。本发明实施例只考虑上述状况，若工艺机台1正执行一工艺操作，且缓冲仓储A中的其它储位有等待欲加载至工艺机台1执行工艺操作的在制品，则制造执行系统不会执行上述「预先预约」操作。
参考图3，接下来将详述本发明实施例的半导体制造流程的操作过程，其中该系统中的部分可能不会叙述到以简化说明，相关操作与图1中所述的操作雷同。将MES_Count与Stocker_Count的初始值分别设定为1，其表示为工艺机台100在缓冲仓储700中预留一个储位。
当工艺机台100正执行一工艺操作时，监控程序900检查MES_Count的值(监控程序900每隔一既定时间即会执行该检查操作)。当MES_Count的值为1，表示制造执行系统300尚未执行预先预约的操作(此时Stocker_Count的值亦应为1)，因此监控程序900发出一控制命令，令制造执行系统300执行一预先预约操作，并且将欲在工艺机台100执行工艺操作的下一批在制品搬运到缓冲仓储700。制造执行系统300完成该预先操约操作后，将MES_Count的值减1而变为0。接着制造执行系统300发出一搬运要求讯息给搬运控制系统500，当搬运控制系统500搬运控制系统500收到该搬运要求讯息，其命令自动物料搬运系统600，将指定的在制品搬运到缓冲仓储700中的预留储位750。当该批在制品存放到预留储位750时，将Stocker_Count的值减1而变为0(此时MES_Count与Stocker_Count的值皆为0)。而当该批在制品被载入到工艺机台100时，MES_Count的值加1而变为1，Stocker_Count的值也因为该批在制品被搬离预留储位750而加1故变为1。
上文说明MES_Count与Stock er_Count的值的变化。接下来说明监控程序900的运作流程。
监控程序900检查MES_Count的值，并且根据该值的变化以及工艺机台100是否正在执行工艺操作而响应不同操作。第一种状况为工艺机台100正在执行工艺操作时，第二种状况为当工艺机台100完成目前的工艺操作，并且发出一加载完成讯息给制造执行系统300时(即表示工艺机台100为处于闲置状况时)。
就第一种状况来说，若MES_Count的值为0，则监控程序900不执行任何操作。若MES_Count的值为1，则监控程序900令制造执行系统300执行一预先预约操作(如前文所述)。在第一种状况中不考虑Stocker_Count的值为何。
就第二种状况来说，若MES_Count的值为0，且若Stocker_Count的值为0，表示制造执行系统300已预先预约一批在制品并且已存放到预留储位750中，则制造执行系统300将存放在预留储位750的在制品加载到工艺机台100以执行工艺操作，此时MES_Count与Stocker_Count的值分别加1而变为1。
若MES_Count的值为0，且若Stocker_Count的值为1，表示制造执行系统300已预先预约一批在制品但尚未存放到预留储位750，故直接将该批在制品加载到工艺机台100以执行工艺操作，此时MES_Count的值加1而变为1。
若MES_Count的值为1(此时Stocker_Count的值亦应为1)，表示在制造执行系统300执行预先预约操作前，工艺机台100已完成目前的工艺操作，因此制造执行系统300直接预约一批在制品，并通过自动物料搬运系统600将该批在制品搬运到工艺机台100并且载入。
如上文所述，监控程序900每隔一既定时间检查MES_Count的值，并且根据其数值的变化而令制造执行系统300执行相对应的操作。当MES_Count的值为1，监控程序900令制造执行系统300执行一预先预约操作，将MES_Count的值减1，并且令自动物料搬运系统600预先将预先预约的在制品搬运到缓冲仓储700中的预留储位750，以达到减少搬运物料的时间，从而提高工艺效率。当被预先预约的在制品加载到工艺机台100时，制造执行系统300将MES_Count的值加1，然后监控程序900持续检查MES_Count的值。接下来要叙述本发明实施例的改善物料搬运效率的方法。
图5示出了本发明实施例的改善物料搬运效率方法的步骤流程图。
首先，定义一预约计数值与一仓储计数值(以下分别称为MES_Count与Stocker_Count)，并且提供一监控程序、一制造执行系统、一工艺机台、以及一缓冲仓储中的一预留储位(步骤S1)。接着，执行一监控程序(步骤S2)，该监控程序判断该工艺机台是否正执行一工艺操作(步骤S3)，若该工艺机台正执行一工艺操作，接着判断MES_Count的值是否为0(步骤S4)。若MES_Count的值为0，接着判断Stocker_Count的值是否为0(步骤S5)。若Stocker_Count的值为0，则该制造执行系统将存放在该预留储位的一在制品载入到该工艺机台(步骤S6)，然后将MES_Count与Stocker_Count的值分别加1(步骤S7)。若Stocker_Count的值大于0，该制造执行系统将一在制品加载到该工艺机台(步骤S8)，然后将MES_Count的值加1(步骤S9)。若该工艺机台正执行一工艺操作，且若MES_Count的值大于0，则该制造执行系统预约一批在制品(步骤S10)，并将该批在制品搬运到该工艺机台(步骤S11)。
若该工艺机台并无执行任何工艺操作，则判断MES_Count的值是否为0(步骤S12)。若MES_Count的值为0，则监控程序不执行任何操作(步骤S13)。若MES_Count的值大于0，则监控程序令制造执行系统执行一预先预约操作(步骤S14)。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (24)

1.一种改善物料搬运效率的方法，其使用于一半导体制造系统，其中上述半导体制造系统至少包括一监控程序、一制造执行系统、一工艺机台、以及一缓冲仓储中之一预留储位，包括下列步骤：
定义一预约计数值与一仓储计数值；
上述监控程序检查上述预约计数值与上述仓储计数值；
当上述预约计数值为一既定值且上述仓储计数值为该既定值时，上述制造执行系统将存放在上述预留储位的一在制品载入到上述工艺机台；
将上述预约计数值与上述仓储计数值分别加1；
当上述预约计数值为该既定值且上述仓储计数值大于该既定值时，上述制造执行系统将一在制品加载到上述工艺机台；
将上述预约计数值加1；
当上述预约计数值大于该既定值时，上述制造执行系统预约一在制品；以及
将上述在制品搬运到上述工艺机台。
2.如权利要求1所述的改善物料搬运效率的方法，其中，上述操作步骤是执行于上述工艺机台正执行一工艺操作时。
3.如权利要求2所述的改善物料搬运效率的方法，其中，上述预约计数值与上述仓储计数值的初始值大于该既定值。
4.如权利要求3所述的改善物料搬运效率的方法，其中，当上述工艺机台并无执行任何工艺操作且上述预约计数值为该既定值时，上述监控程序不执行任何操作。
5.如权利要求4所述的改善物料搬运效率的方法，其中，当上述工艺机台并无执行任何工艺操作且上述预约计数值大于该既定值时，上述监控程序令上述制造执行系统执行一预先预约操作。
6.如权利要求5所述的改善物料搬运效率的方法，其中，当上述制造执行系统执行上述预先预约操作时，将上述预约计数值减1。
7.如权利要求6所述的改善物料搬运效率的方法，其中，该既定值为0。
8.如权利要求3所述的改善物料搬运效率的方法，其中，当上述制造执行系统将一在制品搬运到上述预留储位时，将上述仓储计数值减1。
9.一种制造系统，其用以执行使用一改善物料搬运效率方法的一制造流程且至少包括一监控程序、一制造执行系统、一工艺机台、以及一缓冲仓储内的一预留储位，上述改善物料搬运效率的方法包括下列步骤：
定义一预约计数值与一仓储计数值；
上述监控程序检查上述预约计数值与上述仓储计数值；
当上述预约计数值为一既定值且上述仓储计数值为该既定值时，上述制造执行系统将存放在上述预留储位的一在制品载入到上述工艺机台；
将上述预约计数值与上述仓储计数值分别加1；
当上述预约计数值为该既定值且上述仓储计数值大于该既定值时，上述制造执行系统将一在制品加载到上述工艺机台；
将上述预约计数值加1；
当上述预约计数值大于该既定值时，上述制造执行系统预约一在制品；以及
将上述在制品搬运到上述工艺机台。
10.如权利要求9所述的制造系统，其中，上述操作步骤是执行于上述工艺机台正执行一工艺操作时。
11.如权利要求10所述的制造系统，其中，上述预约计数值与上述仓储计数值之初始值大于该既定值。
12.如权利要求11所述的制造系统，其中，当上述工艺机台并无执行任何工艺操作且上述预约计数值为该既定值时，上述监控程序不执行任何操作。
13.如权利要求12所述的制造系统，其中，当上述工艺机台并无执行任何工艺操作且上述预约计数值大于该既定值时，上述监控程序令上述制造执行系统执行一预先预约操作。
14.如权利要求13所述的制造系统，其中，当上述制造执行系统执行上述预先预约操作时，将上述预约计数值减1。
15.如权利要求14所述的制造系统，其中，该既定值为0。
16.如权利要求11所述的制造系统，其中，当上述制造执行系统将一在制品搬运到上述预留储位时，将上述仓储计数值减1。
17.一种储存媒体，用以储存一计算机程序，上述计算机程序包括多个程序代码，其用以加载至一计算机系统中并且使得上述计算机系统执行一种改善物料搬运效率的方法，上述方法包括下列步骤：
定义一预约计数值与一仓储计数值；
上述监控程序检查上述预约计数值与上述仓储计数值；
当上述预约计数值为一既定值且上述仓储计数值为该既定值时，上述制造执行系统将存放在上述预留储位的一在制品载入到上述工艺机台；
将上述预约计数值与上述仓储计数值分别加1；
当上述预约计数值为该既定值且上述仓储计数值大于该既定值时，上述制造执行系统将一在制品加载到上述工艺机台；将上述预约计数值加1；
当上述预约计数值大于该既定值时，上述制造执行系统预约一在制品；以及
将上述在制品搬运到上述工艺机台。
18.如权利要求17所述的储存媒体，其中，上述操作步骤是执行于上述工艺机台正执行一工艺操作时。
19如权利要求18所述的储存媒体，其中，上述预约计数值与上述仓储计数值之初始值大于该既定值。
20.如权利要求19所述的储存媒体，其中，当上述工艺机台并无执行任何工艺操作且上述预约计数值为该既定值时，上述监控程序不执行任何操作。
21.如权利要求20所述的储存媒体，其中，当上述工艺机台并无执行任何工艺操作且上述预约计数值大于该既定值时，上述监控程序令上述制造执行系统执行一预先预约操作。
22.如权利要求21所述的储存媒体，其中，当上述制造执行系统执行上述预先预约操作时，将上述预约计数值减1。
23.如权利要求22所述的储存媒体，其中，该既定值为0。
24.如权利要求19所述的储存媒体，其中，当上述制造执行系统将一在制品搬运到上述预留储位时，将上述仓储计数值减1。
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