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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung und ein
Verfahren zur Fertigungssteuerung zur Verwendung bei Halbleiterprozessen, wo
viele Arten an integrierten Schaltungen zusammen auf einer einzigen
Produktionslinie hergestellt werden.
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Stand der Technik
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In
den vergangenen Jahren wurden, wie allgemein bekannt ist, mehrere
Systeme entwickelt, wo ein Computer mit Fertigungsfabriken verbunden
ist, um alle Prozesse zwischen Fertigungsplanung und dem Fertigungsprozess
selbst zentral zu steuern. Diese Systeme sind beispielsweise zur
Fertigung integrierter Schaltung für IC-Speicher eingerichtet. Der Ausdruck "Prozess (Fertigung)", wie er hier verwendet
wird, bezeichnet einen CVD-Prozess, wo ein Isolationsfilm auf einem
Wafer vorgesehen ist, auf welchem integrierte Schaltungen gebildet
werden, oder einen Diffusionsprozess, wo Verunreinigungen in eine
Fläche
eines Halbleiters eingeführt
werden. Bei diesen Prozessen werden viele Waferarten von Produktionslosen
entsprechend jeder Art eines Artikels zusammen in eine Halbleiterherstellungseinrichtung befördert, wo
ein Vorbereitungsprozess, ein Brennprozess und eine Aufbringung
nacheinander durchgeführt
werden.
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Bei
den oben erwähnten
Prozessen sind Wafer in jedem Fertigungslos, welches jeder Artikelart entspricht,
in einer Halbleiterfertigungseinrichtung zu bearbeitende Chargen.
Aus diesem Grund wird eine Reihe an Prozessen in der Halbleiterherstellungseinrichtung
als "Chargen-Betrieb" bezeichnet. Der
Chargenbetrieb wird in einer Halbleiterfertigungseinrichtung durchgeführt, welche
in jeder Produktionslinie installiert ist. Im Hinblick auf die gesamte
Produktionslinie werden mehrere Chargenbearbeitungen gleichzeitig
unter unterschiedlichen Bedingungen durchgeführt, welche als "Parallelbearbeitung" bezeichnet werden.
Unter diesen Umständen
besteht die Notwendigkeit nach einem neuartigen System zur Fertigungssteuerung,
mit dem man diese parallele Bearbeitung effektiver als früher erzielen
kann.
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Bei
dem herkömmlichen
System zur Fertigungssteuerung ist es notwendig, zu entscheiden, welcher
Chargenbetrieb zunächst
durchgeführt
werden sollte, wenn eine Anzahl an Chargenbetriebsarten simultan
durchzuführen
ist. In diesen Fällen
wird ein Host-Computer gemäß den vorher
bestimmten Auswahlverfahren betrieben, so dass ein Prioritätswert einer
Anzahl von Chargenoperationen gegeben wird, und der Chargenbetrieb,
welcher die höchste Priorität empfangt,
ausgewählt
werden kann.
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Das
Auswahlverfahren wird unten beschrieben. Der Begriff, der anschließend verwendet
wird, basiert auf der folgenden Definition. Zunächst wird eine Anzahl an Chargenoperationen
entsprechend als "zu
bearbeitende Charge" bezeichnet.
Folglich umfasst die "zu
bearbeitende Charge",
wie oben erwähnt,
eine Anzahl von Fertigungslosen entsprechend jeder Artikelart. Typische
Auswahlverfahren werden unten gezeigt:
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1. Maximalwert-Auswahlverfahren
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Bei
diesem Verfahren werden Prioritäten
primär
für jedes
Fertigungslos gefunden, welches den Bearbeitungsprozess bildet,
so dass die Hauptpriorität
unter den Hauptprioritäten
einen Prioritätenpegel im
Bearbeitungsprozess zeigt. Somit kann der zu Bearbeitungsprozess
mit der Hauptpriorität
in jeder Charge ausgewählt
werden, in der ein Prioritätspegel definiert
ist.
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2. Mittelwert-Auswahlverfahren
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Bei
diesem Verfahren werden Mittelprioritätswerte für jedes Fertigungslos gefunden,
so dass der Mittelwert den Prioritätswert im zu verarbeitenden
Prozess zeigen kann. Somit kann der Bearbeitungsprozess mit der
obersten Priorität
für jede
Charge ausgewählt
werden, in welcher die Priorität
definiert ist.
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3. Summenauswahlverfahren
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Bei
diesem Verfahren werden die Summen von Prioritäten hauptsächlich für jedes Fertigungslos herausgefunden,
so dass die Summen eine Priorität in
jeder Charge, die zu bearbeiten ist, zeigen. Somit kann die zu bearbeitende
Charge mit der obersten Priorität
in jeder Charge ausgewählt
werden, in welcher eine Priorität
definiert ist.
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Diese
Verfahren haben unterschiedliche Auswirkungen. Beispielsweise wird
bei der Maximalwert-Auswahl (Verfahren 1 oben) die zu bearbeitende
Charge mit der obersten Priorität
exklusiv unabhängig
davon ausgewählt,
ob die Anzahl der Fertigungslose klein oder groß ist. Folglich kann dieses Auswahlverfahren
verwendet werden, bei dem die zeitliche Lieferung wichtiger ist
als die Fertigungseffektivität.
Außerdem
werden bei den obigen Verfahren 2 und 3 die Fertigungsquantität und die
Priorität jedes
Fertigungsloses in betracht gezogen.
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Bei
dem herkömmlichen
System zur Fertigungssteuerung neigt eines dieser Verfahren dazu, dass
dies starr benutzt wird, da in einer Routinefertigungslinie, wo
die Anzahl an Fertigungslosen konstant ist, und die Fertigungsquantität nicht
variiert, die Verwendung von lediglich einem Auswahlverfahren ausreichend
ist, solange die gewünschte
Fertigungsform durch dieses Verfahren durchgeführt werden kann. Die Verwendung
von lediglich einem Auswahlverfahren bringt jedoch das Problem,
dass die geeignetste Priorität
unter Fertigungsbedingungen nicht festgelegt werden kann, wo sowohl
die Anzahl der Fertigungslose als auch die Fertigungsquantität signifikant
variieren können.
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Es
ist ein System zur Fertigungssteuerung bekannt, (R. Franks, et al,: "Productivity Improvement
Systems for Manufacturing" AT&T Technical Journal,
Band 66, Nr. 5, September 1987, New York, Seite 61 bis 75), welches
eine Steuereinrichtung hat, um Fertigungslose, eine Einrichtung
zum Transportieren der Fertigungslose und eine Einrichtung zur Bearbeitung
der Lose bereitzustellen.
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Überblick über die
Erfindung
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Es
ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung
zur Fertigungssteuerung und ein Verfahren zur Fertigungssteuerung
unter Verwendung dieser Einrichtung bereitzustellen, welches ermöglicht,
dass eine optimale Priorität
gemäß Fertigungsbedingungen
festgelegt werden kann, welche von Augenblick zu Augenblick variieren.
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Eine Einrichtung zur Fertigungssteuerung
weist auf:
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- (1) eine Steuerungseinrichtung, welche zumindest
jedes Fertigungslos mit Fertigungsinstruktionsinformation bereitstellt,
welche Prioritätsinformation
enthält,
die benötigt
wird, die Reihenfolge der Bearbeitung zu definieren; wobei die Steuerungseinrichtung
den Inhalt des nächsten
Herstellungsprozesses auf Basis der aktuellen Herstellungsbedingungen
definiert, welche durch die Losinformation definiert werden, welche
die Attribute jedes Herstellungsloses bezeichnet, die Information,
welche die Zustande bezeichnet, unter welchen jede Produktionseinheit
transportiert wird (anschließend
als "Primärzustandsinformation" bezeichnet), und
die Information, welche Zustande bestimmt, unter denen jedes Fertigungslos
bearbeitet wird (anschließend
als "Sekundärzustandsinformation") bezeichnet;
- (2) eine Transporteinrichtung, welche die vorher festgelegten
Produktionslose auf Basis der Produktionsinstruktionsinformation
transportiert, wobei die Transporteinrichtung in der Lage ist, die Primärzustandsinformation
zu bilden und auszugeben; und
- (3) eine Bearbeitungseinrichtung, welche das Fertigungslos bearbeitet,
welches durch die Transporteinrichtung transportiert wird; wobei
die Bearbeitungseinrichtung in der Lage ist, die Sekundärzustandsinformation
zu bilden und auszugeben.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung stellt die Steuerungseinrichtung Instruktionsinformation
auf Basis der Losinformation bereit, welche eine Priorität eines
Fertigungsloses und Fertigungszustände aufweist, so dass eine
Transporteinrichtung das vorher festgelegte Fertigungslos gemäß der Fertigungsinstruktionsinformation
transportiert und die Primärzustandsinformation,
welche Fertigungszustände
bezeichnet, ausgibt. Dagegen führt
die Bearbeitungseinrichtung eine Bearbeitung auf Basis der Fertigungsinstruktionsinformation
durch und gibt die Sekundärzustandsinformation
aus, welche Fertigungsbedingungen für das Fertigungslos bestimmt,
welche durch die Transporteinrichtung ausgeführt werden. Die Steuerungseinrichtung
bestimmt außerdem
eine neue Priorität
auf Basis der Priorität
und der Fertigungszustände
für jeden
Fertigungsprozess in dem Fall, dass es mehr als einen Fertigungsprozess
gibt, welche simultan durchzuführen
sind. Es ist daher möglich,
die optimale Priorität
gemäß den Herstellungsbedingungen
festzulegen, welche von Augenblick zu Augenblick variieren können, und
effektive Fertigung durch Bearbeitung gemäß der neuen Priorität auszuführen.
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Außerdem weist
ein Verfahren zur Fertigungssteuerung auf:
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ein erstes Verfahren, bei dem zumindest jedes Fertigungslos mit
Fertigungsinstruktionsinformation bereitgestellt wird, welche Prioritätsinformation enthält, die
benötigt
ist, die Reihenfolge der Bearbeitung zu bestimmen; wobei der Prozess
den Inhalt des nächsten
Fertigungsprozesses bestimmt, auf Basis der aktuellen Fertigungsbedingungen, welche
durch die Losinformation identifiziert wird, welche die Attribute
jedes Fertigungsloses bezeichnet, die Information, welche Zustände bezeichnet,
unter denen jede Produktionseinheit transportiert wird (anschließend als "Primärzustandsinformation" bezeichnet), und
die Information, welche Zustände
bezeichnet, unter denen jede Fertigungseinheit bearbeitet wird (anschließend als "Sekundärzustandsinformation" bezeichnet);
- (2) ein zweites Verfahren, bei dem das vorher festgelegte Fertigungslos
gemäß der Produktionsinstruktionsinformation
transportiert wird und die Primärzustandsinformation
gebildet und ausgegeben wird; und
- (3) ein drittes Verfahren, bei dem das Herstellungslos, welches
im zweiten Verfahren transportiert wurde, auf Basis der Herstellungsinstruktionsinformation
bearbeitet wird, und die sekundäre Zustandsinformation
gebildet und ausgegeben wird.
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Insbesondere
schlägt
die Erfindung eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren
nach Anspruch 15 vor. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 2–14 und
16–28
ausgeführt.
Ein Computerprogrammprodukt zum Ausführen des Verfahrens wird ebenfalls
bereitgestellt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches das Gesamtsystem gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
ein Flussdiagramm, welches die Arbeitsweise einer Hauptroutine gemäß der gleichen Ausführungsform
zeigt;
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3 ist
ein Flussdiagramm, welches den Betrieb einer Chargenbildungszeit-Prüfroutine
gemäß der gleichen
Ausführungsform
zeigt;
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4 ist
ein Diagramm, welches die Chargenbildungszeit Tb gemäß der gleichen
Ausführungsform
zeigt;
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5 ist
ein Flussdiagramm, welches die Arbeitsweise einer Chargenbildungsroutine
gemäß der gleichen
Ausführungsform
zeigt;
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6 ist
ein Flussdiagramm, welches die Arbeitsweise einer Routine zeigt,
welche eine Charge mit äußerster
Priorität
gemäß der gleichen
Ausführungsform
bestimmt;
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7 ist
ein Diagramm, welches das Maximalwert-Auswahlverfahren gemäß der gleichen
Ausführungsform
zeigt;
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8 ist
ein Diagramm, welches das Summenauswahlverfahren gemäß der gleichen
Ausführungsform
erläutert;
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9 ist
ein Diagramm, welches das Mittelwert-Auswahlverfahren gemäß der gleichen
Ausführungsform
erläutert;
und
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10 ist
ein Diagramm, welches das gewichtete Mittelwert-Auswahlverfahren gemäß der gleichen Ausführungsform
erläutert.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben. 1 ist
ein Blockdiagramm, welches einen schematischen Aufbau eines Systems
zur Herstellungssteuerung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. In der Zeichnung zeigt die Ausführungsform
ein System, welches in einer Halbleiterherstellungsfabrik angewandt
wird. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Host-Computer,
um jeden Abschnitt des Systems zu überwachen und zu steuern. Das
Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Transportsteuerungscomputer,
der mit dem Host-Computer 1 über ein Ethernet EN verbunden
ist.
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Das
Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Transporteinrichtung, welche
ein Fertigungslos gemäß Instruktionen
befördert,
welche durch den Transportsteuerungscomputer 2 gegeben
werden. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Steuerung, um
eine Einrichtung zu fertigen, welche mit dem Host-Computer 1 über das
Ethernet EN verbunden ist. Die Bezugszeichen 5-1 bis 5-N zeigen
Halbleiterfertigungseinrichtungen, wobei jede jeweils in einer Fertigungslinie
installiert ist und in jeder den oben erwähnte Chargenbildungsbetrieb
(Halbleiterfertigungsprozess) für
Fertigungslose durchgeführt
wird, welche durch die Transporteinrichtung befördert werden.
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Das
Bezugszeichen 1a bezeichnet eine Losinformations-Verwaltungsdatei,
auf welche durch den Host-Computer (1) zugegriffen werden
kann. In der Losinformations-Verwaltungsdatei (1a) ist
eine Losinformation über
jede Art des Artikels als Datenbank gespeichert. Die Losinformation
umfasst Identifikationsdaten für
jedes Fertigungslos, welches durch den Host-Computer (1)
auf Basis der Fertigungsplanung erzeugt wird. Die Identifikationsdaten
umfassen beispielsweise Daten, um die Art, die Priorität und das Zeitlimit
einer Lieferung in jedem Fertigungslos zu bezeichnen, Daten, um
den Inhalt des Chargenbildungsbetriebs zu bezeichnen, der für das Fertigungslos
durchgeführt
wird, Daten, um den Fortschritt des Chargenbildungsbetriebs zu bezeichnen, und
Daten, um einen Ort, wo das Fertigungslos aufbewahrt wird und dgl.,
zu bezeichnen.
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Das
Bezugszeichen 1b bezeichnet eine Ereignisgeschichtsdatei.
Fertigungsereignisdaten Is und Transportereignisdaten Ich werden,
wie anschließend
beschrieben wird, in der Ereignisgeschichtsdatei (1b) gespeichert.
Die Fertigungsereignisdaten Is, welche Information, welche durch
die Steuerung (4) bereitgestellt wird, für eine Herstellungseinrichtung
sind, bezeichnen Bedingungen, unter welchen die Halbleiterfertigungseinrichtung
arbeitet. Die Transportereignisdaten Ih, welche Information sind,
welche durch den Transportsteuerungscomputer (2) bereitgestellt
werden, bezeichnen Zustände der
Transporteinrichtung (3). Diese Daten werden dem Host-Computer
(1) über
das Ethernet EN bereitgestellt, wenn über ein Ereignis berichtet
wird, und sie werden simultan in der Ereignisgeschichtsdatei (1b)
aktualisiert. Die Datei (1b) erlaubt dem Benutzer, alle
Systemzustände
in einem bestimmten Moment zu erfassen.
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Der
Host-Computer (1), in welchem die Bearbeitungszustände der
Transporteinrichtung (3) und der Halbleiterfertigungsvorrichtung
(5) auf Basis des Inhalts der Ereignisgeschichtsdatei (1b)
erfasst werden, erzeugt Fertigungsinstruktionsdaten Ds und Transportinstruktionsdaten
Dh, wie anschließend
beschrieben wird, gemäß den Bearbeitungszuständen und
dem Inhalt der Losinformations-Verwaltungsdatei (1a). Wenn
diese Daten durch den Host-Computer (1) erzeugt werden,
wird eine Priorität
dem Chargenbildungsbetrieb gegeben.
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Die
Fertigungsinstruktionsdaten Ds, welche der Steuerung für die Herstellungseinrichtung
(4) gegeben werden, werden durch Hinzufügen einer Priorität für die Chargenbildungsbearbeitung
zu den oben erwähnten
Identifikationsdaten in jedem Fertigungslos erlangt. Die Fertigungsinstruktionsdaten
Ds können
beispielsweise in Realzeit vom Host-Computer (1) zur Steuerung
für die
Herstellungseinrichtung (4) gemäß der Anzahl der Fertigungslose,
die pro Tag zu bearbeiten sind, übertragen
werden. Die derart übertragenen
Fertigungsinstruktionsdaten Ds werden in die Steuerung für die Herstellungseinrichtung
(4) geholt und danach in der Fertigungsinstruktionsdatei (4a)
gespeichert.
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Die
Steuerung für
die Herstellungseinrichtung (4) ist mit den Halbleiterfertigungseinrichtungen (5-1 bis 5-N)
verbunden und ist online, um den Betriebszustand dieser Einrichtungen
zu überwachen, und
erlaubt, dass der Belastungszustand jeder Einrichtung in dem vorher
festgelegten Bereich der Fertigungsinstruktionsdatei (4a)
aufgezeichnet wird. Außerdem
kann die Steuerung (4) die Fertigungsinstruktionsdaten
Ds auch zur vorher festgelegten Halbleiterherstellungseinrichtung
(5) gemäß der Prioritätsreihenfolge
liefern, während
der Belastungszustand jeder Halbleiterherstellungseinrichtung (5)
in Betracht gezogen wird. Beispielsweise werden die Fertigungsinstruktionsdaten
Ds, denen die oberste Priorität
gegeben wird, der Halbleiterherstellungseinrichtung (5)
zugeführt,
deren Belastung unterhalb der ausgelegten Kapazität liegt.
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Die
Halbleiterherstellungseinrichtungen (5-1 bis 5-N)
können
die zugeführten
Fertigungsinstruktionsdaten Ds interpretieren, um einen Chargenbildungsbetrieb
durchzuführen.
Die Fertigungsinstruktionsdaten Ds müssen nämlich, wie oben erwähnt, welche
Daten aufweisen, welche eine Art des Fertigungsloses bezeichnen,
die Bearbeitungszustände und
dgl. bezeichnen, interpretiert werden. Die Halbleiterherstellungseinrichtungen
(5-1 bis 5-N) melden der Steuerung der Herstellungseinrichtung
(4) ihre eigenen Betriebszustände.
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Das
Auftreten von Ereignissen kann in einem Fall beispielsweise berichtet
werden, wo der Prozess zu einem anderen Schritt weitergeht oder
der vorher festgelegte Prozess beendet ist. Dieser Ereignisbericht
wird in der Fertigungsinstruktionsdatei (4a) über die
Steuerung (4) aktualisiert. In diesem Zeitpunkt erzeugt
die Steuerung (4) die oben erwähnten Fertigungsereignisdaten
(Is) und gibt diese an den Host-Computer (1) aus.
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Im
Anschluss an die Transportinstruktionsdaten Dh, welche zum Transportsteuerungscomputer (2)
geführt
werden, extrahiert er die Daten, welche einen Ort bezeichnen, wo
ein Fertigungslos aufbewahrt ist, oder einen Ort, zu welchem das
Fertigungslos transportiert wird, von den oben erwähnten Identifikationsdaten
in jedem Fertigungslos. Diese Daten haben für die Chargenbearbeitung Priorität. Die Transportinstruktionsdaten
Dh können
beispielsweise in Realzeit vom Host-Computer (1) zum Transportsteuerungscomputer
(2) gemäß der Anzahl
der Fertigungslose transportiert werden, die pro Tag zu bearbeiten
sind. Die übertragenen
Transportinstruktionsdaten (Dh) werden einmal in den Transportsteuerungscomputer
geholt und danach in der Transportinstruktionsdatei (2a)
gespeichert.
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Der
Transportsteuerungscomputer (2) liest die Transportinstruktionsdaten
(Dh), welche in der Transportinstruktionsdatei (2a) gespeichert
sind, wonach die Daten dann zur Transporteinrichtung (3)
geführt
werden. Der Computer (2) ist online, um die Betriebszustände der
Transporteinrichtung (3) zu überwachen, und zeichnet im
vorher festgelegten Bereich der Transportinstruktionsdatei (2a)
die Zustande auf, bei denen ein Fertigungslos in jeder Produktionslinie befördert wird.
Dagegen befördert
die Transporteinrichtung (3) das vorher festgelegte Fertigungslos
zu den Halbleiterfertigungseinrichtungen (5-1 bis 5-N) auf
Basis der gelieferten Transportinstruktionsdaten (Dh).
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Wenn
die Zustande der Transporteinrichtung (3) selbst variieren,
d. h., wenn sie mit den Betrieb beginnt oder diesen beendet, berichtet
die Transporteinrichtung (3) dieses Ereignis dem Transportsteuerungscomputer
(2). Dieser Ereignisbericht wird in der Transportinstruktionsdatei
(2a) über
den Computer (2) aktualisiert. In diesem Zeitpunkt erzeugt
der Computer (2) die oben erwähnten Transportereignisdaten (Ih)
und gibt diese an den Host-Computer (1) aus.
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Der
Betrieb einer Ausführungsform
nach dem oben erwähnten
Aufbau wird anschließend
mit Hilfe von 2 bis 10 beschrieben.
Es sei angenommen, dass das Fertigungssteuerungssystem schon in
Betrieb ist. Der Betrieb des Host-Computers (1) bestimmt
die Priorität
der Chargenbearbeitung gemäß den Fertigungsbedingungen.
Der Betrieb kann durch eine Hauptroutine, eine Chargenbildungszeit-Prüfroutine,
eine Chargenbildungsroutine und eine Spitzenprioritäts-Chargenbestimmungsroutine
erlangt werden. Diese Routinen-Betriebsarten werden anschließend beschrieben.
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1. Hauptroutinen-Betriebsart
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Jede
Fertigungslinie beginnt zu arbeiten, nachdem jeder Abschnitt des
Systems initialisiert ist. Die Hauptroutine (2) wird
im Host-Computer begonnen. Die Hauptroutine beginnt mit Schritt
Sa1 (2). Der Schritt Sa1 entscheidet, ob die Anzahl der
Chargen, welche im Prozess bearbeitet werden, kleiner oder gleich
als 1 ist. Der Host-Computer (1) prüft nämlich den Bearbeitungszustand
jeder Halbleiterfertigungseinrichtung (5-1 bis 5-N)
gemäß den oben
erwähnten
Fertigungsereignisdaten (Is).
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Wenn
es zwei oder mehrere Chargen gibt, für die instruiert wird, in der
Halbleiterfertigungseinrichtung (5) behandelt zu werden,
ist der Prozess im Bereitschaftszustand, da der Host-Computer den nächsten Chargenbetrieb
nicht zeigen kann. Der Zustand, in welchem es zwei oder mehr Chargenoperationen
gibt, bedeutet, dass die Bearbeitung einer Charge im Gange ist und
die andere zu bearbeiten ist. Wenn trotzdem die Anzahl der Chargen,
welche gerade bearbeitet werden, gleich 0 ist, d. h., die Halbleiterherstellungseinrichtung
(5) nicht mit nachfolgenden Fertigungsinstruktionsdaten
versehen ist, läuft der
Prozess weiter zum Schritt Sa7.
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Wenn
die Anzahl der Chargen, welche gerade bearbeitet werden, gleich
1 ist, d. h., wenn es einen Chargenbetrieb gibt, der gerade durchgeführt wird,
läuft der
Prozess weiter zum Schritt Sa2. Der Schritt Sa2 entscheidet, ob
die Behandlung der Charge in einem Diffusionsofen beginnt. Wenn
die Halbleiterherstellungseinrichtung (5) nicht damit beginnt, den
Diffusionsofenprozess durchzuführen,
hat die Entscheidung "NEIN" zur Folge und der
Prozess läuft weiter
zum Schritt Sa3 und ist im Bereitschaftszustand, bis der Diffusionsofenprozess
beginnt.
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Wenn
dagegen der Prozess im Ofen beginnt, ist das Entscheidungsergebnis "JA" und der Prozess läuft weiter
zum Schritt Sa4. Im Schritt Sa4 wird die Chargebildungszeit-Prüfroutine
durchgeführt,
um eine geeignete Zeit zu finden, den nächsten Chargenbetrieb zu beginnen.
Diese Routine wird später ausführlich beschrieben.
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Danach
bestimmt der Schritt Sa5, ob die Zeit, einen Chargenbetrieb zu beginnen,
in der Chargenbildungszeit-Prüfroutine
gefunden ist. Wenn es nicht den Zeitpunkt gibt, das Chargenbilden
zu beginnen, hat die Entscheidung "NEIN" zur
Folge, der Prozess läuft
zum Schritt Sa6 und geht in den Bereitschaftszustand, wonach er
weiter zum Schritt Sa7 läuft.
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Der
Schritt Sa7 entscheidet, ob die Chargenbildung die erste ist. Beim
Chargenbilden erzeugt der Host-Computer (1) die Fertigungsinstruktionsdaten (Ds)
gemäß der Losinformation.
Wenn dies die erste Chargenbildung ist, hat die Entscheidung "JA" zur Folge und erlaubt,
dass das Chargenbilden durchgeführt
wird, da die Fertigungsbedingung nicht bald, nachdem die Fertigungslinie
begonnen ist, variieren kann. Bei nachfolgenden Chargenbildungen
jedoch hat die Entscheidung "NEIN" zur Folge, da ein
Chargenbilden gemäß der Veränderung
des Fertigungszustandes erforderlich ist, wonach der Prozess weiter
zum Schritt Sa8 geht.
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Der
Schritt Sa8 entscheidet, ob die Anzahl der Stapellose gemäß Variationen
im Fertigungszustand ansteigt. Die Variationen des Stapelloses können durch
Wiederabrufen von Daten von der Losinformations-Verwaltungsdatei
(1a) überwacht
werden. Wenn das Stapellos nicht vergrößert ist, ist der Prozess im
Bereitschaftszustand, bis die Losinformations-Verwaltungsdatei (1a)
aktualisiert ist. Wenn das Stapellos vergrößert ist, hat die Entscheidung "JA" zur Folge, und der
Prozess läuft
weiter zum Schritt Sa9. Im Schritt Sa9 wird eine Chargenbildungsroutine
begonnen, um Fertigungsinstruktionen gemäß der Losinformation zu liefern.
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Im
nachfolgenden Betrieb werden die Schritte Sa1 bis Sa9 wiederholt,
um die Fertigungsbedingungen jeder Produktionslinie zu steuern.
Im Host-Computer wird die Losinformation jedes Mal dann, wenn ein
Fertigungsprozess beendigt ist, gemäß den oben erwähnten Fertigungsereignisdaten (Is)
und den Transportereignisdaten aktualisiert. Der oben erwähnte Chargenbildungszeit-Prüfbetrieb
und die Chargenbildung werden gemäß der aktualisierten Losinformation
durchgeführt.
Somit kann die Hauptroutine den Betrieb steuern, dessen Produktionszustände mit
der Zeit sich ändern
können.
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2. Chargenbildungszeit-Prüfroutinenbetrieb
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Wenn
der Prozess des Host-Computers 1 zum Schritt Sa4 weitergeht,
wird eine Chargenbildungszeit-Prüfroutine,
wie in 3 gezeigt ist, begonnen, um somit Schritt Sb1
durchzuführen.
Im Schritt Sb1 wird die erwartete Schlusszeit T1 (4) berechnet,
um zu bestimmen, wann der Bearbeitungsbetrieb, der nun fortschreitet,
in der Halbleiterherstellungseinrichtung enden wird. Danach läuft der Prozess
weiter zum Schritt Sb2, um aus der Losinformation die maximale Bearbeitungszeit
des vorbereitenden Prozesses abzurufen, die in der Chargenbearbeitung
enthalten ist, und setzt die abgerufene Maximalzeit als Maximalzeit
für den
vorläufigen
Prozess Td1 (4). "Vorbereitender Prozess", wie hier verwendet
ist ein Prozess, beispielsweise ein Wafer-Waschprozess, der durchgeführt wird,
bevor die Bearbeitung zum Diffusionsofenprozess weitergeht.
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Nachfolgend
läuft der
Prozess weiter zum Schritt Sb3, und die oben erwähnte Maximalzeit für den vorbereitenden
Prozess Td1 wird korrigiert, um die korrigierte Maximalzeit für den vorbereitenden Prozess
Td2 zu berechnen (siehe 4). Danach läuft die Verarbeitung weiter
zum Schritt Sb4. Die Korrektur ist eine Zeit äquivalent einer Verzögerungszeit,
welche dem Belastungszustand der Halbleiterherstellungseinrichtung
(5) entspricht. Dann wird im Schritt Sb4 eine Chargenbildungszeit
Tb für
den nächsten
Chargenbetrieb berechnet. Die oben erwähnte erwartete Schlusszeit
T1 minus der korrigierten Maximalzeit für den vorbereitenden Prozess
Td2, darüber
hinaus minus der Offset-Zeit Tos, als Einstellungszeit, welche änderbar
ist, ergibt die Chargenbildungszeit Tb (siehe 4).
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Die
Offset-Zeit (Tos) ist ein zeitlicher Spielraum, der dafür benötigt wird,
wenn der nächste Chargenbetrieb
beginnt. Somit wird die Chargenbildungszeit (Tb) berechnet, da die
nächste
Chargenbildungsverarbeitung in dem Moment zu laufen beginnen sollte,
wo die Chargenverarbeitung, welche im Gange ist, endet. Dies beseitigt
verschwenderische Zeit aus dem Fertigungsprozess.
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3. Chargenbildungsroutinen-Betriebsart
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Wenn
die Verarbeitung des Host-Computers (1) zum Schritt Sa9
weitergeht, wird die Chargenbildungsroutine (5) begonnen,
um somit den Schritt Sc1 durchzuführen. Dieser Prozess bildet eine
Kandidatenliste, welche die Fertigungslose bezeichnet, welche den
nächsten
Chargenbetrieb bildet, wenn der Prozess zum Schritt Sc1 weitergeht. Das
heißt,
der Host-Computer (1) kann den Fertigungszustand jeder
Fertigungslinie von der Ereignisgeschichte erfassen, welche in der
Ereignisgeschichtsdatei (1b) gespeichert ist und das Fertigungslos
entsprechend den Fertigungszuständen
in der Losinformations-Verwaltungsdatei (1a) lesen, um eine
Liste zu bilden.
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Nachfolgend
läuft der
Prozess weiter zu den Schritten Sc2 und Sc3, um das Fertigungslos
in der Liste in der Reihenfolge zu sortieren, in welcher jeder Prozess
durchgeführt
wird, und bildet eine Verarbeitungsliste für jeden Prozess. Die Chargenliste
entspricht den oben erwähnten
Fertigungsinstruktionsdaten (Ds). Dann läuft der Prozess weiter zum
Schritt Sc4, um eine Spitzenprioritäts-Chargenbestimmungsroutine durchzuführen, welche
die Spitzenpriorität
in den zu bearbeitenden Chargen bestimmt, welche die Chargenliste
bilden. Der Betrieb der Spitzenprioritäts-Chargenbestimmungsroutine
wird später
beschrieben.
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Weiter
entscheidet der Schritt Sc5, ob damit begonnen werden kann, dass
jedes Fertigungslos, welches die Charge bildet, der eine Spitzenpriorität durch
die oben erwähnte
Routine gegeben wird, zur Halbleiterherstellungseinrichtung (5)
transportiert wird; d. h., nämlich,
ob die oben erwähnten
Transportinstruktionsdaten Dh zum Transportsteuerungscomputer (2)
geliefert werden können.
Wenn nicht es nicht die Zeit ist, den Transport durchzuführen, hat die
Entscheidung "NEIN" zum Ergebnis und
diese Routine endet, wobei zur Hauptroutine zurückgekehrt wird.
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Wenn
dagegen jedes Fertigungslos bereit ist, um befördert zu werden, hat die Entscheidung "JA" zum Ergebnis und
der Prozess geht weiter zum Schritt Sc6. Im Schritt Sc6 wird ein Überwachungslos oder
ein Dummy-Los jedem Fertigungslos hinzugefügt, welches die zu bearbeitende
Charge mit äußerster
Priorität
bildet. Dann läuft
der Prozess weiter zum Schritt Sc7, um die Transportinstruktionsdaten (Dh),
welche das Fertigungslos instruieren, einen Stapelraum zu verlassen,
zum Transportsteuerungscomputer (2) zu liefern. Dadurch
kann die Transporteinrichtung (3) jedes Fertigungslos mit
Spitzenpriorität
zur spezifizierten Halbleiterfertigungseinrichtung (5)
befördern.
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4. Routine, um Spitzenprioritäts-Chargen
zu bestimmen
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Wenn
der Host-Computer (1) zum oben erwähnten Schritt Sc4 weitergeht,
führt die
Spitzenprioritäts-Chargenbestimmungsroutine
den Schritt Sd1 durch. Der Schritt Sd1 entscheidet, ob es zu bearbeitende
Chargen mit strengen Lieferplänen
in der oben erwähnten
Chargenliste gibt. Wenn es welche gibt, hat die Entscheidung "JA" zum Ergebnis und
der Prozess läuft
weiter zum nächsten
Schritt Sd2. Der Schritt Sd2 ruft die Maximalwert-Auswahl auf, und
die Routine endet.
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Die
Maximalwert-Auswahl wird mit Hilfe von 7 beschrieben.
In der Figur bezeichnen A bis D die zu bearbeitenden Chargen, welche
in der Chargenliste gespeichert sind. Die zu bearbeitenden Chargen
A bis C entsprechen den Fertigungslosen a bis f. Die zu bearbeitende
Charge D entspricht den Fertigungslosen a bis c. In jedem Fertigungslos
werden Prioritäten
auf eine von den Zahlen 1 bis 5 festgelegt, wobei die 1 die niedrigste
Priorität
und 5 die Spitzenpriorität
bezeichnet.
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Wenn
das Maximalwert-Auswahlverfahren verwendet wird, wird das Maximum
aller Produktionslosprioritäten
von den zu bearbeitenden Chargen A bis D als Priorität jedes
zu bearbeitenden Chargenprozesses A bis D betrachtet. Folglich wird
die Priorität
jedes Fertigungsloses wichtiger als die Menge der Fertigung im gesamten
Herstellungsprozess oder der Fertigungskapazität. Daher sollte dieses Verfahren angewandt
werden, wenn es notwendig ist, Priorität dem Prozess des Fertigungsloses
zu geben, wo die Planung des Lieferzeitpunkts sehr bald ist, sogar, wenn
die Fertigungsmenge vermindert wird.
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Wenn
dagegen keine Charge in der Chargenliste, die zu verarbeiten ist,
in einem engen Lieferzeitrahmen ist, läuft der Prozess weiter zum
Schritt Sd3. Der Schritt Sd3 entscheidet, ob die Nummer jedes Fertigungsloses,
welches die zu bearbeitende Charge bildet, einander gleich ist.
Wie in 8 gezeigt ist, hat, wenn die zu bearbeitenden
Chargen A bis C eine gleiche Nummer der bildenden Lose hat, die
Entscheidung "JA" zum Ergebnis, und
der Prozess läuft
weiter zum Schritt Sd4.
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Der
Schritt Sd4 entscheidet, ob jedes Fertigungslos, welches die zu
bearbeitende Charge bildet, eine "Lücke" hat. Die "Lücke" des Fertigungsloses bedeutet, dass
die Anzahl der Kandidatenlose kleiner ist als die der bildenden
Lose, sogar, obwohl die Anzahl der bildenden Lose begrenzt ist.
Diese "mangelnden
Lose" entsprechen
Fertigungslosen e und f im zum bearbeitenden Prozess C in 8.
In dem Fall, wo einige Fertigungslose fehlen, hat die Entscheidung "JA" zur Folge, und der
Prozess geht weiter zum Schritt Sd5. Der Schritt Sd5 ruft die Summenauswahl
auf.
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Wenn
das Summenauswahlverfahren unter den Bedingungen in 8 aufgerufen
wird, ist die Summe jeder Priorität in der zu bearbeitenden Charge
A gleich "12", die Summe jeder
Priorität
in der zu bearbeitenden Charge B ist "17",
die Summe jeder Priorität
in der zu bearbeitenden Charge C ist "12". Daher
wird die zu bearbeitende Charge B aufgrund der maximalen Summe ausgewählt. Wenn
somit die zu bearbeitende Charge mit der Summe von der Priorität jedes
Fertigungsloses verglichen wird, welches die zu bearbeitende Charge
bildet, sollte die zu bearbeitende Charge mit hoher Durchschnittspriorität ausgewählt werden.
Außerdem
kann die zu bearbeitende Charge mit einigen fehlenden Losen kaum ausgewählt werden.
Als Ergebnis ist es möglich,
die Fertigungsmenge beizubehalten, während die zu bearbeitende Charge
mit hoher Durchschnittspriorität bearbeitet
wird.
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Im
Schritt Sd4 hat, wenn die Fertigungslose, welche die zu bearbeitenden
Chargen bilden, keine Lücke
haben, die Entscheidung "NEIN" zum Ergebnis, und
der Prozess geht weiter zum Schritt Sd6, und das Mittelwert-Auswahlverfahren
wird verwendet. Unter den Bedingungen, welche beispielsweise in 9 gezeigt
sind, wählt
dieses Verfahren die zu bearbeitende Charge C aus, deren mittlerer
Prioritätswert
in jedem Fertigungslos am größten ist.
Somit wird mit dem Mittelwert-Auswahlverfahren
die zu bearbeitende Charge, welche das Fertigungslos mit höchster Priorität hat, ausgewählt.
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Bei
jedem Verfahren, welches oben beschrieben wurde, wird angenommen,
dass die Anzahl der bildenden Lose gleich ist. Wenn dagegen die Anzahl
der zu bildenden Lose aufgrund des Bearbeitungszustands oder der
Variation der Prozesse nicht gleich ist, hat die Entscheidung "NEIN" zur Folge, und der
Prozess geht weiter zum Schritt Sd7, bei dem ein gewichtetes Mittelwert-Auswahlverfahren angewandt
wird. Das gewichtete Mittelwert-Auswahlverfahren ist ein Verfahren,
bei dem der Wert, bei dem die Anzahl der zu bildenden Lose in die
Summe der Priorität
jedes Fertigungsloses, welches die zu bearbeitende Charge bildet,
unterteilt wird, als Priorität
der zu bearbeitenden Charge angesehen wird.
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Bei
vorgegebenen zu bearbeitenden Chargen A bis D unter den in 10 gezeigten
Bedingungen ist beispielsweise jeder gewichtete Mittelwert 2, 2,8, 2 und 3,
so dass die zu bearbeitende Charge D wegen ihrer Spitzenpriorität ausgewählt wird.
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Wenn
somit die Priorität
der zu bearbeitenden Charge mit dem gewichteten Mittelwert bezeichnet
wird, ist es möglich,
die zu bearbeitende Charge auszuwählen, in welcher viele Fertigungslose
eine relativ hohe Priorität
haben, ohne dass die Anzahl der bildenden Lose unterschiedlich ist,
aufgrund der Prozesszustände
oder der Variationen in den Prozessen. Unter Verwendung dieses Verfahrens
kann das Fertigungslos mit der höchsten
Durchschnittspriorität
mit einer Halbleiterherstellungseinrichtung (5) bereitgestellt
werden, und die Einrichtung (5) kann wirksam betrieben
werden.
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Wie
oben erläutert
wird bei dem System zur Fertigungssteuerung gemäß der Ausführungsform der Host-Computer
(1) betrieben, um die Transporteinrichtung (3)
und jede Halbleiterherstellungseinrichtung (5-1 bis 5-N)
zur Fertigungsplanung zu steuern. Insbesondere ist es immer möglich, effiziente Fertigung
beizubehalten, da zu bearbeitende Chargen gleichzeitig gemäß den Fertigungszuständen ausgewählt werden
können.
Das heißt,
der Host-Computer (1) überwacht
die Betriebszustände der
Transporteinrichtung (3) und der Halbleiterherstellungseinrichtungen
(5-1 bis 5-N) und wählt die geeignete zu bearbeitende
Charge aus, so dass diese Einrichtungen geeignet belastet werden,
so dass die Totzeit minimiert wird.