KR20050043716A - 대형 및 소형 로트 전자 장치 조립 설비를 통합하기 위한방법 및 장치 - Google Patents

대형 및 소형 로트 전자 장치 조립 설비를 통합하기 위한방법 및 장치 Download PDF

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KR20050043716A
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Abstract

적어도 하나의 일면으로서, 본 발명은 대형 로트 캐리어를 사용하는 현존 전자 장치 제조 설비(Fab)에 통합될 수 있는 소형 로트 캐리어를 사용하는 전자 장치 제조 설비(Fab)를 제공한다. 제조 실행 시스템(MES)은 어떻게 소형 로트 Fab 요소를 제어할 것인가에 대한 인식 필요성 없이(예를들어, 처리 방법을 특정화할 필요없이) 소형 로트 Fab가 현존 대형 로트 Fab 내부의 어떤 다른 Fab 요소처럼 본 발명의 소형 로트 Fab와 상호 작용할 수 있다. 본 발명에 따른 소형 로트 Fab는 소형 로트 요소의 소형 로트 Fab의 내부 용도로 캡슐화하여 그 자체를 소형 로트 Fab가 대형 로트 캐리어를 사용하는 요소인것 처럼 소형 로트 Fab의 MES를 제공한다.

Description

대형 및 소형 로트 전자 장치 조립 설비를 통합하기 위한 방법 및 장치 {METHODS AND APPARATUS FOR INTEGRATING LARGE AND SMALL LOT ELECTRONIC DEVICE FABRICATION FACILITIES}
본 발명은 "싱글 웨이퍼 소프트웨어의 통합화"라는 발명의 명칭으로 2003년 11월 6일자 출원된 미국 가 특허 출원 번호 60/518,583호를 우선권으로 주장하며 상기 출원의 모든 내용을 본 발명에 참조했다.
본 발명은 일반 양도되어 공동 계류중이며 모든 내용을 본 발명에 참조한 다음 특허 출원들과 관련이 있다.
"기판 캐리어를 이송하기 위한 시스템"이란 발명의 명칭으로 2003년 8월 28일자 출원된 미국 특허 출원 번호 10/650,310호.
"기판 캐리어를 이송하기 위한 방법 및 장치"란 발명의 명칭으로 2004년 1월 26일자 출원된 미국 특허 출원 번호 10/764,982호.
"기판 캐리어를 가동식 컨베이어로부터 직접 언로딩하는 기판 캐리어 핸들러"란 명칭으로 2003년 8월 28일자 출원된 미국 특허 출원 10/650,480호.
본 발명은 일반적으로 전자 장치 제조에 관한 것이며, 더 상세하게는 대형 및 소형 전자 장치 조립 설비의 통합화에 관한 것이다.
제조 실행 시스템(이후, "MES"라 칭함)은 전자 장치 조립 설비(이후, "Fab"라 칭함) 내부에 있는 재료(예를 들어, 기판 로트 및 캐리어)와 그와 관련된 공정 순서(예를들어, 공정 단계들의 시퀀스)를 관리한다. MES는 또한, 기판 로트 또는 캐리어를 처리하는 사용되는 Fab 내의 리소스 상태(예를들어, 툴, 저장 장치, 이송 장비, 로봇 등의 상태)도 관리한다. 로트 또는 캐리어 내에서 기판을 처리하는 것에 의해 임의의 처리 단계(예를 들어, 특정 툴에서의 처리 단계)를 완료할 때마다, MES는 이러한 상황에 대한 정보를 수령하며 통상적인 Fab 특성인 작동 규칙 세트에 근거하여 캐리어의 다음 종점을 결정한다. 예를 들면, MES는 캐리어에서 기판 상의 다음 공정 단계를 수행할 수 있는 툴 또는 이러한 툴이 이용가능하지 않은 경우 저장 장소를 결정하도록 디스패처 또는 스케줄러와 상호 작용한다. 캐리어의 종점이 결정되면, MES는 캐리어의 현재 위치로부터 결정된 종점으로 캐리어를 이동시키도록 재료 제어 소프트웨어(앞으로 "MCS"라 칭함)로 요청 신호를 송신한다. MES는 또한 Fab의 툴로 정보 및 명령을 송신하여, 툴로 전달되는 각각의 캐리어에 있는 기판의 로트를 처리하는 방법을 툴에 지시한다. 이러한 공정은 캐리어에 있는 기판의 로트가 공정 흐름의 모든 단계를 완료할 때까지 계속된다.
MCS는 자동 또는 수동 전달 시스템을 이용하여 Fab내에서 하나의 위치에서 다음 위치로의 캐리어의 운반을 책임진다. 이러한 소프트웨어는 MCS의 영역내에(예를 들면, 저장 스토커, 전달 차량 등) 있으며 전달 시스템의 상태를 기초로 하여 하나의 위치로부터 다음 위치로 각각의 캐리어를 운반하기 위하여 사용되어야 하는 최상의 경로를 결정한다. MCS는 MES로부터의 캐리어 이동 요청에 작용(예를 들면, 실행)하며 이러한 요청이 완료되었을 때 MES에 통지한다.
200 및/또는 300 mm 크기의 반도체 웨이퍼 상의 제조 전자 장치에 설계되는 대다수의 Fab는 일반적으로 25개의 기판 로트로 작동한다(예를 들면, Fab의 툴로 기판을 운반하기 위해 이용된 캐리어는 25개의 기판을 저장하게 된다). 따라서, 다양한 장비(예를 들면, 기판을 프로세싱하기 위해 이용되는 공정 툴, 도량형 툴, 등 및 캐리어를 운반 및 저장하기 위해 이용된 재료 핸들링 장비) 및 소프트웨어(MES, MCS, 스케쥴러/디패처, 셀 제어기 등) 서플라이어(supplier)는 이러한 상태(예를 들면 캐리어 내의 대략 25개의 기판)하에서 최적 산출량을 달성하도록 통상적으로 설계된다.
그러나, 기판이 다수의 25개의 기판으로서 캐리어에 운반 및 전달되지만, 종래의 Fab에서 대다수의 기판 프로세싱 및 도량형 툴은 기판을 한 번에 하나씩 프로세싱한다. 따라서, 캐리어에 운반되는 기판은 기판이 다음 공정 단계로 운반될 수 있기 전까지 캐리어에 운반되는 모든 다른 기판이 툴에서 처리될 때까지 기다려야 한다. 이러한 대기 시간은 Fab에서 처리되는 각각의 기판에 대해 더 긴 주기 및 Fab에서의 더 많은 재공품 재고를 초래한다. 상기 문제점은 공정 또는 도량형 툴에서 개별 공정 단계가 수행될 때 더 긴 기판 프로세싱 시간으로 더 복잡하게 될 수 있다.
종래 시스템의 연장된 주기 시간을 감소시키는 시스템 및 방법이 바람직하다.
본 발명의 제 1 양태에서, 대형 로트 툴로 대형 로트 캐러어를 전달하도록 하는 대형 로트 캐리어 운반 시스템 및 대형 로트 캐리어 운반 시스템으로부터 대형 로트 캐리어를 수용하도록 하는 복합 툴을 포함하는 시스템이 제공된다. 복합 툴은 대형 로트 캐리어로부터 소형 로트 캐리어로 기판을 이송하는 기구 및 소형 로트 캐리어를 소형 로트 캐리어로 전달하도록 하는 소형 로트 캐리어 운반 시스템을 포함한다.
본 발명의 제 2 양태에서, 대형 로트 요소(large lot components)를 포함하는 대형 로트 조립 설비, 대형 로트 조립 설비를 제조하도록 하는 제조 실행 시스템, 및 대형 로트 제조 설비 내에 배치되고 대형 로트 요소로서 대형 로트 조립 설비의 제조 실행 시스템내에서 상호 작용하도록 하는 소형 로트 보조-조립 설비를 포함하는 전자 장치 조립 설비가 제공된다.
본 발명의 제 3 양태에서, 대형 로트 요소를 포함하는 대형 로트 조립 설비, 소형 로트 요소를 포함하고 대형 로트 조립 설비 내에 배치되는 소형 로트 보조-조립 설비, 및 중앙 제조 실행 시스템을 포함하는 전자 장치 조립 설비가 제공된다. 중앙 제조 실행 시스템은 대형 로트 조립 설비를 제어하도록 하는 모듈 및 소형 로트 보조-조립 설비를 제어하도록 하는 모듈을 포함한다.
본 발명의 제 4 양태에서, 소형 로트 요소 및 소형 로트 요소를 제어하도록 하는 소형 로트 제조 실행 시스템을 포함하는 복합 툴이 제공된다. 소형 로트 제조 실행 시스템은 추가로 대형 로트 제조 실행 시스템과 통신하도록 하여 복합 툴이 대형 로트 툴인 경우 대형 로트 제조 실행 시스템이 합성 툴과 상호 작용하도록 한다.
본 발명의 제 5 양태에서, 4개의 모듈을 포함하는 전자 장치 조립 설비를 제어하기 위한 소프트웨어가 제공된다. 제 1 모듈은 대형 로트 툴로 대형 로트 캐리어를 전달되도록 작동가능한 조립 설비의 대형 로트 캐리어 운반 시스템을 제어하도록 한다. 제 2 모듈은 대형 로트 캐리어 운반 시스템으로부터 대형 로트 캐리어를 수용하도록 작동가능한 조립 설비의 복합 툴을 제어하도록 한다. 제 3 모듈은 대형 로트 캐리어로부터 소형 로트 캐리어로 기판을 전달하도록 작동 가능한 조립 설비의 기구를 제어하도록 한다. 제 4 모듈은 소형 로트 툴로 소형 로트 캐리어를 전달하도록 작동 가능한 조립 설비의 소형 로트 캐리어 운반 시스템을 제어하도록 한다.
발명의 제 6 양태에서, 전자 장치 조립 설비용 컴퓨터 통합 생산(CIM) 소프트웨어를 분할하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 상기 CIM 소프트웨어는 상기 Fab가 대형 로트 캐리어 운반 시스템, 대형 로트 캐리어를 수용하는 대형 로트 툴 및 대형 로트 캐리어를 수용하는 복합 툴의 조합체로서 모델화될 수 있도록 한다. 상기 복합 툴은 소형 로트 캐리어 운반 시스템 및 소형 로트 캐리어를 수용하는 툴을 포함한다. 또한, 상기 방법은 분산 플랫폼에서 상기 CIM 소프트웨어를 실행하는 단계를 포함한다.
발명의 제 7 양태에서, Fab용 CIM 소프트웨어를 분할하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 상기 CIM은 대형 로트 캐리어를 대형 로트 툴로 전달하는 대형 로트 캐리어 운반 시스템 및 대형 로트 캐리어 운반 시스템으로부터 대형 로트 캐리어를 수용하는 복합 툴의 조합체로서 모델화될 수 있도록 한다. 상기 복합 툴은 대형 로트 캐리어로부터 소형 로트 캐리어로 기판을 전달하는 메카니즘 및 소형 로트 툴로 소형 로트 캐리어를 전달하는 소형 로트 캐리어 운반 시스템을 포함한다. 또한, 상기 방법은 분산 플랫폼에서 상기 CIM 소프트웨어를 실행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 여타 양태에 따른 장치, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품과 같이, 수많은 다른 양태가 제공된다. 본원에 개시된 각각의 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터로 판독 가능한 매체(예를 들어, 반송파 신호, 플로피 디스크, 콤팩트 디스크, DVD, 하드 드라이브, 램 등)에 기억될 수 있다.
하기된 상세한 설명, 특히청구범위 및 첨부도면으로부터 본 발명의 다른 특징 및 양태를 더욱 명료하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 양태는 소형 로트 크기의 캐리어를 사용하는 Fab(이하, "소형 로트 Fab"라 함)를 제공함으로써 종래 기술의 단점을 극복하였으며, 상기 소형 로트 Fab는 대형 로트 크기의 캐리어를 사용하는 기존의 Fab(이하, "대형 로트 Fab"라 함)에 투과적으로 통합될 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "소형 로트 크기" 캐리어 또는 "소형 로트" 캐리어는 통상적으로 13개 또는 25개의 기판을 담는 일반적인 "대형 로트 크기" 캐리어 보다 더 적은 수의 기판을 담는 캐리어를 의미한다. 예를 들면, 소형 로트 크기 캐리어는 5개 이하의 기판을 담을 수 있다. 일부 실시예에서, 다른 소형 로트 크기 캐리어(예를 들어, 1개, 2개, 3개, 4개, 또는 5개 이상의 기판을 담지만, 대형 로트 크기 캐리어보다는 적은 수의 기판을 담는 소형 로트 크기 캐리어)가 채택될 수 있다. 일반적으로, 각각의 소형 로트 크기 캐리어는 사람이 캐리어를 운반할 수 있도록 너무 적은 수의 기판을 담기 때문에 반도체 장치 또는 기타 다른 제조 설비에서 실용적이지 않다.
본 발명에 따르면, 소형 로트 Fab 요소를 제어하는 방법을 알 필요없이[예를 들어, 프로세싱 방법(recipe)을 특정하는 것 이상으로], 소형 로트 Fab가 기존의 대형 로트 Fab에서 임의의 다른 Fab 요소인 것처럼, 신규한 소형 로트 Fab와 MES가 상호 작용할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 소형 로트 Fab는 소형 로트 요소의 내적 용도를 요약(encapsulate)할 수 있으며, 소형 로트 Fab가 대형 로트 캐리어를 사용하는 요소(이하, "대형 로트 요소"라 함)인 것처럼, 그 자체를 Fab의 MES에 제공할수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에 따른 CIM 소프트웨어 시스템 구조(100)의 예시적 실시예를 도시한 블럭도가 도시되어 있다. 상기 CIM 소프트웨어(100)는 Fab의 물리적 요소를 제어 및 추적하기 위하여 물리적 Fab를 모델 연산할 수 있다. 상기 CIM 소프트웨어(100)는, 소형 로트 Fab(108)를 포함하여, 다수의 대형 로트 Fab 요소(106)의 작동을 제어하는 MES(104)로서 대형 로트 Fab(102)의 표시(representation)를 포함할 수 있다. 본 발명의 하나 이상의 실시예에서, 상기 소형 로트 Fab(108)는 단지 또 다른 대형 로트 Fab 요소(106)와 같이 MES(104)인 듯하다.
Fab에서 기판이 처리되는 사이클 타임을 줄이기 위하여, 전자장치 제조자는 "대형 로트 캐리어"에 실제로 저장되는 기판의 수를 줄이거나, 및/또는 더 소형인 캐리어(예를 들어, 소형 로트 캐리어, 중간 크기 로트 캐리어 등)를 사용함으로써, 더 작은 로트 크기로의 변화를 시도할 수 있다. 예를 들어, 제조자는 캐리어당 기판의 수를 25개에서 1개로 줄이려고 시도할 수 있다. 그러나, 본 발명의 발명자들은 캐리어당 1개 또는 단지 소수의 기판으로 통상의 Fab를 가동하려고 시도함으로써 많은 문제점이 발생한다라고 결정하였다. 이러한 문제점으로서, 기판에 "굶주리지(starved)" 않고 캐리어당 1개의 기판 또는 소수의 기판을 처리하는 Fab 툴의 제한된 능력, 시간당 필요한 많은 수의 캐리어의 운반 및 저장을 지원하는 Fab에서의 재료 취급 시스템의 부족, 및 Fab에서 상당히 많은 수의 캐리어를 추적, 일정 작성(schedule) 및 이동시키는 제조 소프트웨어의 무능력이 포함된다.
따라서, 실용적인 연구에 기초하여, 본 발명의 발명자들은 캐리어당 기판이 25개에서 1개로 직접 변하는 것과 같은, 더 작은 로트 크기로의 변화가 쉽게 이루어지지 않을 것이라고 결정하였다. 이러한 변화는 캐리어에서의 기판의 수가 각 단계에서 약간씩 감소하는 많은 중간 단계들에서 이루어질 것으로 예상된다.
또한, 전체 Fab의 주기 시간을 감소시키는 것이 유리하지만, 특정한 중요 프로세스 및 계측 단계(예컨대, 리소그래피 프로세스)에서의 주기 시간을 감소시키는 것은 전형적으로 기판에 적용되는 여러 프로세스에서의 다른 단계들과 비교할 때 상당히 높은 투자 수익(return on investment; ROI)을 가진다. 따라서, 전자 장치 제조업자들은 전체 Fab 동안 내내 보다 작은 로트을 사용하는 것으로의 변화에서 이들 높은 ROI 프로세스를 위한 로트 크기 감소를 더욱 실행하고 싶어하는 것으로 예상된다.
따라서, 본 발명자는, 보다 작은 로트 크기를 사용하는 것으로의 Fab 변화에 따라, 제조업자들이 상이한 부분들(예컨대, 보다 큰 프로세스 플로우에서의 상이한 부분 집합의 프로세스 단계 또는 상이한 베이)에서 상이한 로트 크기가 사용되는 모드로 초기에 작동할 것임을 기대한다. 상이한 로트 크기를 사용하는 Fabs를 실행하는 제조업자들은 프로세싱되는 로트 크기에서의 차이 때문에 최대 로트 크기 Fabs의 상이한 부분들이 특이하게 작동한다는 것을 알게 될 것이다. 예컨대, 혼합된 로트 크기 Fabs는 통상적으로; 상이하게 (예컨대, 물리적으로 및/또는 논리적으로) 작동하는 물질 핸들링 시스템; 물질을 프로세싱하기 위해 Fab와 상호작용하는 방법에 있어서 상이한 거동(단지 임의의 캐리어가 아닌 특정 캐리어를 로딩할 것을 Fab에 요청하는 것)을 갖는 툴; 및 상이한 작동/일정 규칙들을 사용한다.
Fab CIM 소프트웨어를 실행할 때 현재의 산업 작업을 사용한다면, 상술한 2 가지 동향(즉, 보다 작은 로트 크기의 사용과 Fab의 상이한 부분들에서의 상이한 로트 크기의 사용)은 Fabs에 상당한 복잡성을 가미할 것이다. 이러한 복잡성은 이질적인 일련의 거동과 규칙들로부터 발생되며, 이러한 이질적인 일련의 거동과 규칙에 의해, 상이한 크기의 기판 로트를 프로세싱할 때 Fab의 여러 부분들이 반응을 나타낼 것이다. 혼합된 로트 크기 Fab의 이질적인 성질의 거동 및 규칙들은 보다 작은 로트 크기를 사용함으로써 야기된 보다 막대한 수의 캐리어 기반 트랜잭션(예컨대, MES, MCS, 디스패처(dispatcher)/스케줄러, 및 툴과 같은 여러 CIM 요소들 사이에서)에 기인한다. 또한, 각각의 시간 캐리어가 프로세스 단계를 완성하고 다음 단계로 이동될 필요가 있으므로, 메시지를 통해 최상의 소프트웨어 층(즉, MES)으로 정보가 이동하고, 최상의 층에서 결정(decisions)이 이루어지며, 이후, 이들 결정은 명령/요구로서 복수의 층을 통해 아래로 전파된다. 이러한 모델을 만드는 집중화된 결정은 대기 시간을 도입하고, 이러한 대기 시간의 결과는 보다 작은 로트 크기의 사용을 수반하는 증가된 수의 캐리어 기반 트랜잭션에 의해 혼합된다. 본 발명자는 종래의 CIM 소프트웨어 구조를 사용하여 이러한 복잡성을 효과적으로 처리할 수 없음은 보다 작은 로트 크기로의 변화에 있어 병목 현상(bottleneck)을 야기할 것임을 예상한다.
일부의 실시예에서, 본 발명은 상이한 크기의 로트[예컨대, 대형 로트 Fab(102) 및 소형 로트 Fab(108)]를 사용하는 Fab의 부분들 사이에서 Fab CIM 소프트웨어(100)를 분할하여, 일단 프로세스 단계가 완료하면, (예컨대, 대형 또는 소형) 캐리어에 의해 실행되는 것에 관한 프로세스를 만드는 결정의 탈집중화를 용이하게 함으로써, 상술한 다수의 문제들을 해결한다. 분산화된 제어는 신속하게 결정을 내리는데 필요한 정보의 플로우를 국부적으로 제한하며, 또한, Fab의 다른 부분들로부터 주어진 부분의 내부 거동을 고립화하도록 Fab의 관련 부분 내에서의 규칙 및 거동 차이를 캡슐화한다. 예컨대, 도 1의 실시예에서, 소형 로트 Fab(108) 내부의 기판의 이동과 연관된 내적 거동이 캡슐화되어 있어서, 대형 로트 Fab(102)의 MES(104)는 심지어, 소형 로트 Fab(108) 내부의 여러 소형 로트 툴에 소형 로트 Fab(108)가 기판을 전달하는 방법에 대해, 이러한 방법을 하물며 알 필요도 없지만, 알지 못한다.
1개의 소형 로트 Fab(108)만을 도 1에 나타냈지만, 대형 로트 Fab(102)와 상이한 로크 크기를 각각 사용하는 임의의 개수의 추가의 Fabs가 본 발명에 따라 실행될 수도 있으며, 따라서, 대형 로트 Fab(102) 안으로 유사하게 투과적으로 집적될 수 있다. 예컨대, 하나의 기판 크기화된 캐리어 로트 Fab(도시 안됨) 및/또는 매개체 크기화된 캐리어 로트 Fab(도시 안됨)는 본 발명의 CIM 소프트웨어 구조 안으로 꼭 맞게 용이하게 집적될 수 있다.
상술한 바와 같이, 가장 높은 레벨에서, MES(104)는 팩토리 내의 임의의 다른 툴과 마찬가지로 본 발명에 따라 실행된 소형 로트 Fab(108)를 관찰한다. 그러나, 전달된 기판 상에 어떤 프로세스가 실시되는지를 명시하는 정보와 함께, 프로세싱을 위해 이러한 소형 로트 Fab(108)에 대형 로트 캐리어가 일단 전달되면, 소형 로트 Fab(108)는 대형 로트 캐리어로부터 기판을 제거하며, 일정 단계를 진행하고, 그리고 요구된 프로세스를 실행하기 위해 그 자신의 비지니스 규칙에 근거하여 소형 로트 Fab(108) 내부에서의 기판의 이송 및 프로세싱을 관리한다. 원래 대형 로트 캐리어 내에 수용된 모든 기판이 일단 프로세싱되면, 프로세싱된 기판은 대형 로트 캐리어에 복귀하며[일부 실시예에서는, MES(104)에 의해 캐리어 및 기판을 위해 제공된 프로세싱 조건에 따라, 기판을 전달하는데 사용되는 동일한 대형 로트 캐리어에 복귀한다], 기판의 제어는 대형 로트 Fab(102)의 MES(104)에 복귀한다.
도 2를 참조하면, 도 1의 소형 로트 Fab(108)의 일부분을 형성할 수 있으며, 1개 또는 25개 미만의 기판을 유지하는 기판 캐리어와 같은, 소형 로트 크기 기판 캐리어를 사용하기에 특히 상당히 적합한 예시적인 Fab(201)의 물리적 배열의 실시예를 도시하는 개략도가 제공된다. 도시된 소형 로트 Fab(201)는 소형 로트 캐리어를 사용하는 데에 특히 적합하게 하는 고속 이송 시스템을 포함하며, 이러한 고속 시스템은 다음의 특성을 갖는데 즉, 고속; 낮은 유지 보수; 일정하게 이동하는 컨베이어 시스템; 컨베이어를 정지시키거나 또는 저속화하는 것을 필요로 하지 않는 캐리어 로딩/언로딩 기능; 한번에 다수의 캐리어를 물리적으로 지지할 수 있는 컨베이어; 및 원하는 이송 경로로 용이하게 주문을 받아서 제조할 수 있는 가요성 컨베이어의 특성을 포함한다. 이들 특성들을 아래에 보다 상세히 설명한다.
앞서 여기에 참조하였던 미국 특허출원 제 10/650,310호[출원일자: 2003년 8월 28일, 발명의 명칭: "기판 캐리어를 이송하기 위한 시스템(System For Transporting Substrate Carriers)"](대리인 도켓 번호 제 6900호)에는, 기판 캐리어가 작용하는 Fab의 작동 동안 일정하게 운동하게 되는 기판 캐리어를 위한 컨베이어를 포함하는 기판 캐리어 이송 시스템 또는 유사한 전달 시스템이 개시되어 있다. 이러한 일정하게 이동하는 컨베이어는 Fab 내의 각각의 기판의 총 "일시정지(dwell)" 시간을 감소시키도록 Fab 내부에서의 기판의 이송을 용이하게 한다.
이러한 방식으로 Fab를 작동시키기 위해, 컨베이어가 이동하는 동안, 컨베이어로부터 기판 캐리어를 언로딩하고, 컨베이어 상에 기판 캐리어를 로딩하기 위한 방법 및 장치가 제공되어야 한다. 앞서 여기에 참조하였던 미국 특허출원 제 10/650,480호[출원일자: 2003년 8월 28일, 발명의 명칭: "이동하는 컨베이어로부터 직접 기판 캐리어를 언로딩하는 기판 캐리어 핸들러(Substrate Carrier Handler that Unloads Substrate Carriers Directly From a Moving Conveyor)"](대리인 도켓 번호 제 7676호)에는, 이동하는 컨베이어에 대한 이러한 로딩/언로딩 작동을 실행할 수 있는 기판 로딩 스테이션 또는 "툴 스테이션"에 위치하는 기판 캐리어 핸들러가 개시되어 있다. 예컨대, 기판 로딩 스테이션 또는 툴 스테이션은 수직으로 이동가능한 수평 가이드 또는 크레인과, 수평 가이드를 따라 수평으로 이동가능한 엔드 이펙터를 포함할 수 있다. 엔드 이펙터를 수직으로 및/또는 수평으로 이동시키기 위한 다른 구성이 제공된다.
기판 캐리어를 이송하고 기판 로딩 스테이션 옆을 통과하는 컨베이어("기판 캐리어 컨베이어")로부터 기판 캐리어를 언로딩하기 위해, 엔드 이펙터는 기판 캐리어 컨베이어에 의해 이송되는 기판 캐리어의 속도와 실질적으로 매칭(matching)되는 속도로 수평 방향으로(예를 들어, 수평방향으로 실질적으로 매칭되는 기판 캐리어 속도로) 이동한다. 또한, 엔드 이펙터는 기판 캐리어가 이송되는 동안에 그 기판 캐리어에 인접한 위치에서 유지될 것이다. 따라서, 엔드 이펙터는, 기판 캐리어의 속도와 실질적으로 매칭되면서, 기판 캐리어의 위치에 실질적으로 매칭될 것이다. 유사하게, 컨베이어 위치 및/또는 속도가 실질적으로 매칭될 것이다.
엔드 이펙터가 기판 캐리어의 속도(및/또는 위치)에 매칭되는 동안, 엔드 이펙터가 기판 캐리어에 접촉하고 기판 캐리어 컨베이어로부터 기판 캐리어를 분리하도록 엔드 이펙터는 상승된다. 유사하게, 로딩 중에 엔드 이펙터의 속도(및/또는 위치)와 컨베이어의 속도(및/또는 위치)를 실질적으로 매칭시킴으로써, 기판 캐리어는 이동하는 기판 캐리어 컨베이어 상에 로딩될 것이다. 하나 이상의 실시예에서, 엔드 이펙터와 기판 캐리어 컨베이어 사이의 기판 캐리어 핸드 오프는 엔드 이펙터와 기판 캐리어 사이의 가속 및/또는 실질적으로 영(zero)인 속도에서 실행된다.
2004년 1월 26일자로 출원되고 본원에 참조되는 "기판 캐리어 이송 방법 및 장치"라는 명칭의 미국 특허 출원 제 10/764,982 호에는, 전술한 기판 캐리어 이송 시스템 및/또는 전자 장치 제조 설비의 하나 이상의 프로세싱 툴들 사이에서 기판 캐리어를 이송하기 위한 툴 스테이션이 기재되어 있다. 컨베이어 시스템은 전자 소자 제조 설비의 적어도 일부분내에서 폐쇄 루프를 형성하고 기판 캐리어를 이송하는 리본(또는 "밴드")를 포함할 것이다. 하나 이상의 실시예에서, 리본 또는 밴드는 스테인레스 강, 폴리카보네이트, 복합 재료(예를 들어, 탄소 그라파이트, 섬유 유리, 등), 강 또는 기타 강화된 폴리우레탄, 에폭시 라미네이트, 스테인레스 강을 포함하는 플라스틱 또는 폴리머 재료, 직물[예를 들어, 탄소 섬유, 섬유 유리, Dupont사로부터 구입가능한 Kevlar??(케블라 <상표>), 강철 메시(mesh), 등] 또는 다른 강화 재료 등으로 형성될 것이다. 리본의 두꺼운 부분이 수직 평면내에 있도록 그리고 리본의 얇은 부분이 수평 평면내에 있도록 리본을 배향시킴으로써, 리본은 수평 방향으로 가요성을 가지고 수직방향으로 강성(rigid)을 가진다. 그러한 구성은 컨베이어를 저렴하게 구축 및 운용할 수 있게 한다. 예를 들어, 리본은 적은 재료로 구성될 수 있고, 제조하기가 용이하며, 수직 강성/강도로 인해, 보충적인 지지 구조물(통상적인 수평-방향 벨트형 컨베이어 시스템에서 이용되는 롤러 또는 기타 유사 기구)이 없이도 다수 기판 캐리어의 중량을 지지할 수 있다. 또한, 리본의 측방향 가요성으로 인해 그 리본이 여러가지 형상으로 굽혀지고 휘어지거나 기타 다르게 성형될 수 있기 때문에, 컨베이어 시스템은 주문제작(customize)이 용이하다.
도 2 의 예시적인 소형 로트 Fab(201)는 소형 로트 Fab(201) 내에서 단순한 루프(205)를 형성하는 리본 또는 밴드(203)를 포함한다. 리본(203)은, 예를 들어, 본원에 참조되는 미국 특허 출원 제 10/764,982 호에 기재된 리본들 중 하나를 포함할 수 있다. 리본(203)은 프로세싱 툴(209) 사이에서 기판 캐리어(도시되지 않음)들을 이송하며, 직선형 부분(211)과 곡선형 부분(213)을 포함하여 (폐쇄된) 루프(205)를 형성한다. 상이한 개체수의 프로세싱 툴(209) 및/또는 루프 형상이 채택될 수도 있다.
리본(203)이(본원에 참조되는 미국 특허 출원 제 10/764,982 호에 기재된 바와 같은) 툴 스테이션(215) 옆을 통과할 때, 컨베이어 시스템(207)의 이동 리본(203)상으로 기판 캐리어를 로딩하기 위해 또는 상기 이동 리본(203)으로부터 기판 캐리어를 언로딩하기 위해, 각각의 프로세싱 툴(209)은 프로세싱 툴(209)의 "툴 스테이션"(215) 또는 기판 로딩 스테이션에서 기판 캐리어 핸들러를 포함한다. 예를 들어, 툴 스테이션(215)의 엔드 이펙터(별도로 도시하지 않음)는 리본(203)에 의해 이송되는 기판 캐리어의 속도와 실질적으로 매칭되는 속도로 수평 방향으로 이동할 것이며, 기판 캐리어가 이송되는 동안 그 기판 캐리어에 인접한 위치에서 유지되고 상승되어서 그 엔드 이펙터가 기판 캐리어와 접촉하고 컨베이어 시스템(207)으로부터 그 기판 캐리어를 분리하게 될 것이다. 유사하게, 로딩 중에 엔드 이펙터와 리본의 속도(및/또는 위치들)를 실질적으로 매칭시킴으로써 기판 캐리어는 이동하는 리본(203)상에 로딩될 것이다.
각각의 툴 스테이션(215)은 기판 또는 기판 캐리어가 프로세싱 툴(209)(예를 들어, 하나 이상의 도킹 스테이션, 비록 도킹/언도킹 운동을 채택하지 않는 이송 위치가 채택될 것이지만) 내외로의 이송을 위해 위치되는 하나 이상의 로딩 포트 또는 유사 위치를 포함할 것이다. 또한, 프로세싱 툴(209)에서의 기판 캐리어 버퍼링을 위해 다양한 기판 캐리어 저장 위치가 각각의 툴 스테이션(215)에 제공될 수도 있다.
컨베이어 시스템(207)은 리본(203)의 작동 제어를 위한 이송 시스템 제어부(TSC)(217)를 포함한다. 예를 들어, TSC(217)는 리본(203)의 속도 및/또는 상태를 제어/모니터링하고, 기판 캐리어를 지지/이송하는데 사용되는 리본(203)의 크래들을 로트하며, 각 크래들의 상태를 모니터링하고, 그러한 정보를 각각의 툴 스테이션(215) 등에 제공할 것이다. 유사하게, 각각의 툴 스테이션(215)은 툴 스테이션 작동[예를 들어, 컨베이어 시스템(207) 내외로의 기판 캐리어의 로딩 또는 언로딩하는 것, 툴 스테이션(215)에 의해 서비스되는 프로세싱 툴(209) 및/또는 툴 스테이션(215)의 저장 위치 또는 로딩 포트 내외로 기판 캐리어를 이송하는 것 등]을 제어하기 위한 툴 스테이션 소프트웨어(TSS)(219)를 포함할 것이다. 물질 제어 시스템(MCS)(221)은 이송 시스템 제어부(217) 및 각 툴 스테이션(215)의 툴 스테이션 소프트웨어(219)와 통신하여 그 제어부(217)와 소프트웨어(219)의 작동에 영향을 미친다. TSC(217), 각각의 TSS(219) 및/또는 MCS(221)는 그 TSC(217), TSS(219) 및/또는 MCS(221)에 의해 실행되는 작업의 일정을 제어하기 위한 스케줄러(scheduler)(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
도 3 에는, CIM 소프트웨어 시스템 구조(300)의 예시적인 실시예를 상세히 나타낸 블록도가 도시되어 있다. CIM 소프트웨어(300)는, 하나 이상의 셀 제어부(308)로서 구현된 인터페이스 층을 통해 또는 직접적으로 다수(N)의 대형 로트 툴(306)을 제어하는 MES(304)로서 표시된 대형 로트 Fab(302)의 한 모델을 포함한다. 비록 하나의 셀 제어부(308)가 도 3 에 도시되어 있지만, 몇몇 실시예에서는, 각각의 툴(306) 마다 하나의 셀 제어부가 있을 수도 있고 또는 셀 제어부가 전혀 없을 수도 있다는 것을 주지하여야 한다. 물리적으로, 셀 제어부 소프트웨어는 하나의 컴퓨터에서 실행될 수 있지만, 논리적으로는, 각 툴(306)은 관련 셀 제어부를 가질 수도 또는 가지지 않을 수도 있다. 다시 말해, 툴(306)은 셀 제어부 기능을 그 툴(306)내에 포함할 수도 있다.
MES(304)는 또한 캐리어를 대형 로트 툴(306)에 전달하고 대형 로트 툴(306)로부터 캐리어를 제거하기 위해 MCS(310)에 요청 신호를 송신할 수도 있다. MCS(310)는 차례로 대형 로트 캐리어 이송 시스템(312)을 제어하여 MES(304)의 요청을 만족시킨다. 대형 로트 캐리어 이송 시스템(312)은 처리 대기 중인 기판을 포함하는 캐리어를 일시적으로 저장하기 위해 스토커(314)를 이용할 수도 있다.
MES(304)에 의한 요청 신호에 응답하여 MCS(310)의 제어 하에 대형 로트 캐리어 이송 시스템(312)을 경유하여 대형 로트 캐리어 내의 소형 로트 Fab(316)에 전달된 기판에서의 프로세스를 수행하도록 MES(304)가 소형 로트 Fab(316)을 지시한다는 점에서 MES(304)는 또한 소형 로트 Fab(316)을 제어할 수도 있다. 그러나 본 발명에 따라, MES(304)는 소형 로트 Fab(316)이 소형 로트 Fab(316) 내에서 수행되는 프로세스를 관리하는 방법에 관해서는 제어하지 않는다.
소형 로트 Fab(316)는 MES(304)에서 복합 툴(320)이 또다른 대형 로트 툴(306)이 되도록 허용하는 인터페이스(318)를 포함할 수도 있다. 도 4와 관련하여 보다 자세히 후술되는 것처럼, 복합 툴(320)은 다중 프로세스 단계를 수행할 수 있는 재료 이송 시스템(고속 이송 시스템을 포함)과 프로세스 및/또는 도량형 툴 세트로서 구현될 수도 있다. 예를 들어, 도 2의 물리적 소형 로트 Fab(201)는 복합 툴(320)이 포함할 수도 있는 요소의 예일 수도 있다. 인터페이스(318)는 MES(304)에서 추가 셀 제어기(308)처럼 수행될 수도 있어서, 복합 툴(320)은 MES(304)에서 대형 로트 툴이 됨으로써 대형 로트 Fab(302)에 투과적으로 통합된다. 소정 실시예에서, 인터페이스(318)가 복합 툴(320) 내에서 실행될 수도 있음을 주목한다. 그러므로 소정 실시예에서, 복합 툴(320)과 소형 로트 Fab(316)는 동등할 수도 있다.
MES(304)는 또한 Fab(302) 요소의 작동을 최적화하고 조정(coordinate)하는 스케줄러(322)를 포함할 수도 있다. 소정 실시예에서, 각각의 MES(304), 대형 로트 툴(306), 셀 제어기(308), MCS(310), 대형 로트 캐리어 이송 시스템(312), 스토커(314), 소형 로트 Fab(316), I/F(318), 복합 툴(320)은 스케줄러 또는 스케줄러 요소를 포함할 수도 있다. 다른 수의 MCS, 스케줄러, 셀 제어기, 대형 로트 캐리어 이송 시스템, 대형 로트 툴, 스토커, 및 소형 로트 Fab가 사용될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 복합 툴 소프트웨어 구조(400)의 예시적인 실시예를 도시하는 블록도가 제공된다. 복합 툴(320)은 셀 제어기(406)로서 실행되는 인터페이스 층을 통해 다수(N)의 소형 로트 툴(404)을 제어하는 소형 로트 MES(402)로 모델링될 수도 있다. 하나의 셀 제어기(406)가 도 4에 도시되지만, 소정 실시예에서 각각의 툴(404) 또는 툴 그룹에 대해 셀 제어기가 존재할 수도 있고, 또는 셀 제어기가 존재하지 않을 수도 있음을 주목한다. 물리적으로, 셀 제어기 소프트웨어는 컴퓨터 상에서 실행될 수도 있지만 논리적으로 각각의 툴(404)은 관련 셀 제어기를 갖거나 갖지 않을 수도 있다. 즉, 툴(404)은 툴(404) 내에 셀 제어기의 기능을 포함할 수도 있다.
소형 로트 MES(402)는 소형 로트 툴(404)에 캐리어를 전달하고 소형 로트 툴(404)로부터 캐리어를 제거하기 위해 소형 로트 MCS(408)에 요청 신호를 송신할 수도 있다. 소형 로트 MCS(408)는 차례로 소형 로트 캐리어 이송 시스템(410)과 다수(N)의 툴 스테이션[412, 예를 들어 각각의 툴(404)에 위치됨]을 제어하여 소형 로트 MES(402)의 요청을 만족시킨다. 도 2와 관련하여 전술한 것처럼, 각각의 툴 스테이션(412)은 소형 로트 캐리어 이송 시스템(410)에/으로부터 기판 캐리어를 로딩 및 언로딩하고, 툴 스테이션(412)에 의해 가동되는 툴(404) 및/또는 툴 스테이션(412)의 저장 위치 또는 로딩 포트에/로부터 기판 캐리어를 이송할 수도 있다.
소형 로트 MES(402)는 또한 대형 로트/소형 로트 캐리어 기판 이송 메카니즘(414)을 제어할 수도 있다. 소정 실시예에서, 대형 로트/소형 로트 캐리어 기판 이송 메카니즘(414)은 소형 로트 MCS(408)의 제어 하에서 작동할 수도 있다. 대형 로트/소형 로트 캐리어 기판 이송 메카니즘(414)은 대형 로트 캐리어를 수용하고, 대형 로트 캐리어로부터 "프로세스될" 기판을 언로딩하고, 그리고 프로세싱을 위해 소형 로트 Fab(316, 도 3)에 보내지도록 소형 로트 캐리어에 이들 기판을 로딩하도록 이용될 수도 있다. 이처럼, 대형 로트/소형 로트 캐리어 기판 이송 메카니즘(414)은 소형 로트 캐리어를 수용하고, 프로세스된 기판을 언로딩하고, 그리고 대형 로트 Fab(302, 도 3)로 다시 보내지도록 대형 로트 캐리어에 이들 기판을 로딩하도록 이용될 수도 있다. 별도의 이송 메카니즘이 대형 로트 캐리어로부터 소형 로트 캐리어로 그리고 그 역으로 기판을 이송하도록 이용될 수도 있다. 또한 소정 실시예에서, 이러한 이송 메카니즘은 소형 로트 Fab(316) 외부에 및/또는 소형 로트 Fab(316)와 분리될 수도 있다. 다른 수의 소형 로트 MCS의 셀 제어기, 이송 메카니즘, 툴 스테이션, 소형 로트 이송 시스템, 및/또는 소형 로트 툴이 이용될 수도 있다.
MES(402)는 복합 툴 요소의 작동을 최적화하고 조정하기 위해 스케줄러(416)를 포함할 수도 있다. 소정 실시예에서, 각각의 소형 로트 MES(402), 소형 로트 MCS(408), 소형 로트 캐리어 이송 시스템(410), 각각의 툴 스테이션(412), 및/또는 대형 로트/소형 로트 캐리어 기판 이송 메카니즘(414)은 소형 로트 MES(402), 소형 로트 MCS(408), 소형 로트 캐리어 이송 시스템(410), 각각의 툴 스테이션(412), 및/또는 대형 로트/소형 로트 캐리어 기판 이송 메카니즘(414)에 의해 수행되는 작동 스케줄을 제어하는 스케줄러 또는 스케줄러 요소를 포함할 수도 있다. 소정 실시예에서, 소형 로트 캐리어 이송 시스템(410)은 처리 대기 중인 기판을 포함하는 캐리어를 일시적으로 저장하기 위해 스토커(도시되지 않음)를 이용할 수도 있다.
도시되진 않지만, 복합 툴(320)은 단지 또다른 소형 로트 툴(404)로서 소형 로트 MES(402)인 "상이한 크기의" 로트 Fab를 추가로 포함할 수도 있다. 즉, 동일한 방식으로 소형 로트 Fab(108)는 대형 로트 Fab(102)에 투과적으로 통합되고, 상이한 크기의 로트 Fab는 소형 로트 Fab(108)에 투과적으로 통합될 수 있다. 그러나 다른 복합 툴 내에 이러한 복합 툴의 네스팅(nesting)은 서브 프로세스를 한정하는데 유용할 수도 있기 때문에 심도있게 수행될 수도 있다.
작동시에, 복합 툴(320)은 MES(304)로부터 기판과 프로세스 방법을 수용할 수도 있다. 사업 규정에 따라 그리고 대형 로트 Fab(102)의 나머지 요소(106)에 독립적으로, 소형 로트 MES(402)는 수용된 기판을 제어하고 프로세스 방법을 실행한다. 소형 로트 MES(402)의 방향 하에서, 기판은 복합 툴(320) 외부에서 이용되지 않을 수도 있는 일정에 기초해서 하나의 소형 로트 툴(404)로부터 다음 소형 로트 툴로 이동된다. 소형 로트 MES(402)가 문제 또는 에러 조건을 만난다면, MES(304)를 관련시킴 없이 문제를 해결하는데 필요한 어떤 수정 작업을 개시하기 위해 소형 로트 MES(402)가 작동될 수도 있다. 그러므로, 복합 툴(320) 내에서 복합 툴의 기판 프로세스 및 이송의 실제 실행은 Fab(102)의 나머지 부분으로부터 캡슐화된다. 이는 복합 툴(320) 작동의 세부사항으로부터 MES(304)의 부담을 덜게 함으로써 Fab(102)의 실행을 단순화하고 복합 툴(320) 내에서 행해지는 결정의 분산(또는 국소화)을 통해 소형 로트 캐리어의 이용을 지지하여 향상된 성능을 허용한다.
일 실시예로서, 복합 툴(320) 안의 비즈니스 룰은 적합하고 실제적일 수 있는 조정을 통해, 대형 로트 Fab(102)의 비즈니스 룰로부터 복제될 수 있다. 예를 들어, 대형 로트 Fab(304)의 스케줄러/디스패쳐의 행동을 지배하는 다소간의 비즈니스 룰은 복합 툴(320)의 스케줄러/디스패쳐(416)에 적용될 수 있다. 복제될 수 있는 룰의 다른 실시예가 [예를 들어, 로트 안의 다소의 기판 위에서 행해지는 측정에 기초하거나 또는 툴 및 챔버 안에서 로트가 이미 처리되었을 수 있는 과정에 기초하여] 툴을 위한 예방적인 보수(PM)의 일정을 지배하고, 이전 로트용 툴을 유지하고, 로트가 처리되어야 하는 최상 툴 또는 처리 챔버를 결정하는 룰을 포함한다. 중첩된 복합 툴 안으로 비즈니스 툴을 복제하는 것은 일반적으로 적용가능한 비즈니스 룰이 각각의 하위-복합 툴 안으로 재생성될 필요가 없으며 재사용될 수 있는 Fab(102)의 설계 및 실행을 돕는다.
추가적으로 소형 로트 운반자를 사용함으로써 발생하는 잠복을 줄이기 위해, 그리고 복합 툴(320)의 내부 작동이 Fab(102)의 잔여부로부터 캡슐화되기 때문에, 복합 툴(320)이 상충됨이 없이 선행 기술인 MES 프로토콜을 향상시키도록 할 수 있다는 것이 본 발명의 또다른 장점이다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 소형 로트 MES(402)는 소형 로트 MCS(408)에 툴(404)로부터 실제적인 "언로딩 요청" 상태 메시지를 받기 이전에 다양한 예측 이동 지시를 제공할 수 있다. 다른 말로 말하면, 일반적으로 MES(402)를 자극하여 소형 로트 MCS(408)에 이동 명령을 보내는 툴(404)로부터 상태 메시지를 기다리거나 민감하게 반응하는 대신에, MES(402)는 그와 같은 명령을 사전에 보낼 수 있다. 스케줄러(416)로부터 온 정보를 사용하여, 소형 로트 MES(402)는 통상적으로 그것이 소형 로트 MCS(408)로 넘겨 주는, 예를 들어, 다음 n 분 후에, 그리고 연속적으로 그 지시를 소형 로트 MCS(408)로 보내는 것을 예견하는 지시의 가장 적합한 시퀀스를 연속적으로 결정할 수 있다. 받은 후, 소형 로트 MCS(408)는 다음 지시를 즉각적으로 이용가능하도록 지시를 순차적으로 나열할 수 있다. 만일, 예를 들어, 지연 및/또는 오차 조건이 일정을 변화시키면, 소형 로트 MES(402) 또는 스케줄러(416)는 소형 로트 MCS(408)를 경계시키고, 지시 순서를 제거할 수 있다. 이러한 방법으로 지시를 순차적으로 나열함으로써, 소형 로트 MCS(408)가 하나를 요구하거나 그렇지 않으면 생산을 늦추는 대기 상태를 입력해야 하는 경우 다음 지시를 제공하기에 소형 로트 MES(402)가 너무 바쁜 상황에서의 지연이 피해질 수 있다.
다른 실시예에서, 소형 로트 운반자의 기판의 처리가 툴(404)에서 완성될 때, 툴의 셀 제어기(406)(및/또는 툴(404) 자체)는 두 MES(402) 및 또한 직접 툴과 관련한 툴 스테이션(412)에 "언로딩 요청" 메시지를 제공할 수 있다. 선행 기술 시스템에서는, MES 및 스케줄러가 테리어의 다음 목적지(즉 다른 툴, 또는 소케터)를 결정하고 그 후 MCS로의 디스패치되고 결정된 목적지를 결정할 때까지 툴로부터 캐리어를 언로딩 하지 않았다. 이는 캐리어의 언로딩에 있어서 실제적인 지연을 초래하였다. 그러나 본 발명에 따른 실시예에서, 툴(404)이 언로딩된 캐리어를 필요로 하다는 것을(비록 캐리어의 다음 목적지를 알지 못하지만) 예견하고, MCS에 이러한 지시를 순차적으로 나열함으로써, 툴 스테이션(412)은 "언로딩"이 셀 제어기(406)[또는 관련 툴(404)]로부터 직접 툴 스테이션(412)으로 제공되자마자 캐리어를 언로딩할 수 있을 것이다. 이는 결과적으로 셀 제어기(406)/툴(404)이 다음 캐리어를 더욱 빨리 "로딩 요청"하도록 한다. 이러한 직접적인 연계를 위한 서포트는 도 4에 도시된 바와 같이, 셀 제어기(406)와 관련 툴 스테이션(412) 사이의 연계 경로에 의해 용이하게 이루어질 수 있다. 비록 도시되지 않았으나, 다른 실시예에서, 연계 경로는 툴(404)과 툴 스테이션(412)을 직접 연결할 수 있다는 것이 주지되어야 한다.
상기에서 설명한 언로딩 실시예와 마찬가지로, MES(402)는 또한, MCS(408)에, 툴(404)로부터 "로딩 요청" 전에 툴(404)로 다음 캐리어가 로딩될 필요가 있다는 것에 대한 지시를 순차적으로 나열할 수 있다. 요청 전에 이러한 인식에 기초하여, MCS는 미리 툴의 툴 스테이션(412)으로 캐리어를 움직일 수 있고, 툴 스테이션(412)은 툴(404)이 다음 캐리어를 요청하자 마자, MES(402)로부터의 명령을 기다릴 필요 없이, 툴(404)로 캐리어를 로딩할 수 있다.
다시 도 5로 돌아와서, 블록도가 CIM 소프트웨어 시스템 구성(500)의 대안적인 실시예를 상세하게 설명하기 위해 제공된다. 설명되는 대안 실시예는 상기에서 설명한 실시예와 같이 대형 로트 Fab 안에 소형 로트 팹이 투과적으로 일체화된(예를 들어, 도 3에 도시된 실시예) 것이 아닌 중앙 집중식 시스템이다. 그러나, 상기에서 설명한 지시를 순차적으로 나열하는 특징을 사용하여, 도시된 구성이 있는 다소간의 잠재적인 문제들이 극복되고, 중앙 집중식 시스템의 장점들이 구현될 수 있다.
소형 로트 Fab(504)와 일체화되는 대형 로트 Fab(502)를 위한 중앙 집중식 CIM 구성(500)은 도 5에서 혼합된 로트 크기의 Fab의 각각의 부분을 조절하기 위하여 대형 로트(LL) 모듈(508)과 소형 로트(SL) 모듈(510) 둘 다 포함하는 MES(506)에 의해 조절된다. LL 모듈(508)은 셀 컨트롤러(514)로서 구체화된 경계 층을 통해 대형 로트 툴(512) 다수개(N)를 제어한다. 비록 도 5에서는 하나의 셀 제어기(514)가 나타나 있으나, 어떤 실시예에서는, 각각의 툴(512) 또는 툴 그룹을 위한 셀 제어기가 있을 수 있고, 또는 셀 제어기가 존재하지 않을 수도 있다는 점을 주지해야 한다. 물리적으로, 셀 제어기 소프트웨어는 하나의 컴퓨터에서 실행될 수 있으나, 논리적으로 각각의 툴(512)는 관련된 셀 제어기를 구비할 수도 구비하지 않을 수도 있다. 다른 말로 말하면, 툴(512)은 툴(512) 내부에 셀 제어기의 기능성을 포함할 수도 있다.
LL 모듈(508)을 통한 MES(506)는 또한 대형 로트 툴(512)로부터 캐리어를 제거하고 대형 로트 툴로 캐리어를 전달하도록 MCS(516)에 요청을 전달할 수도 있다. MCS(516)는 차례로 대형 로트 캐리어 전달 시스템(518)을 제어하여, MES(506)의 요청을 만족시켜 하나 또는 그 이상의 소케터(520)가 처리되기를 기다리는 기판을 담고있는 캐리어를 일시적으로 저장하도록 한다. 다른 수의 MES, 스케줄러, 모듈, 셀 제어기, MCS, 대형 로트 툴, 대형 로트 캐리어 전송 시스템, 및 소케터가 적용될 수 있다.
SL 모듈(510)을 통하여, MES(506)는 또한 제 2 셀 제어기(524)로서 채용되는 인터페이스를 통하여 다수개(N)의 소형 로트 툴(522)을 제어한다. SL 모듈(510)은 또한 소형 로트 툴(522)로부터 소형 로트 캐리어를 제거하고 그로 소형 로트 캐리어를 전달하기 위해 소형 로트 MCS(526)에 요청을 보낼 수 있다. 소형 로트 MCS는 차례로 SL모듈(510)의 요청을 만족시키기 위해 다수개(N)의 툴 스테이션(530)과 소형 로트 캐리어 전송 시스템(528)[예를 들어, 각각의 소형 로트 툴(522)에 위치한 하나]을 제어한다. 도 2에 대하여 상기에서 언급한 바와 같이, 툴 스테이션(530)은 소형 로트 캐리어 전송 시스템(528)로부터/으로 기판 캐리어를 로드하고 언로딩할 수 있고, 툴 스테이션(530)에 의해 제공되는 툴 스테이션(530) 및/또는 툴(522)의 위치를 저장하거나 또는 로드 포트로부터/으로 기판 캐리어를 전송할 수 있다.
SL 모듈(510)은 또한 대형 로트/소형 로트 캐리어 기판 이송 기구(532)를 제어할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 대형 로트/소형 로트 캐리어 기판 이송 기구(532)는 소형 로트 MCS(526) 및/또는 대형 로트 MCS(516)의 제어하에 작동할 수 있다. 대형 로트/소형 로트 캐리어 기판 이송 기구(532)는 대형 로트 캐리어의 수용, 대형 로트 캐리어로부터 "프로세싱될" 기판의 언로딩, 및 프로세싱을 위해 소형 로트 Fab(504)의 소형 로트 툴(522)로 보내지기 위해 소형 로트 캐리어로의 기판의 로딩에 적용될 수 있다. 이와 같이, 대형 로트/소형 로트 캐리어 기판 이송 기구(532)는 또한 소형 로트 캐리어의 수용, 처리된 기판의 언로딩, 및 대형 로트 Fab(502)로 복귀 시키기 위해 대형 로트 내로의 기판의 로딩에 적용될 수도 있다.
MES(506)는 Fab(502)에 의해 실행되는 작업의 일정을 제어하기 위해 스케줄러(534)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 각각의 MES(506), 대형 로트 MCS(516), 소형 로트 MCS(526), 대형 로트 캐리어 이송 시스템(518), 소형 로트 캐리어 이송 시스템(528), 각각의 툴 스테이션(530), 및/또는 대형 로트/소형 로트 캐리어 기판 이송 기구(532)는 각각의 MES(506), 소형 로트 MCS(526), 소형 로트 캐리어 이송 시스템(528), 각각의 툴 스테이션(530), 및/또는 대형 로트 /소형 로트 캐리어 기판 이송 기구(532)에 의해 실행되는 작업의 일정을 제어하기 위해 스케줄러[MES(506)에서만 도시됨]를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 소형 로트 MCS(526)는 처리 대기중인 기판을 포함하는 캐리어를 일시적으로 저장하기 위한 저장 장치(도시되지 않음)를 채택할 수 있다. 여기서 도시되거나 언급된 것과 다른 수의 MES, 대형 로트 MCS, 소형 로트 MCS, 대형 로트 캐리어 이송 시스템, 소형 로트 캐리어 이송 시스템, 툴 스테이션, 및/또는 대형 로트/소형 로트 캐리어 기판 이송 기구가 채택될 수 있다.
위에서 지적된 것과 같이, 소형 로트 캐리어를 사용함으로써 발생되는 몇몇 잠재된 문제들이 대기열 이동(queuing move) 및 그 외 다른 명령에 의해 극복될 수 있다. 몇몇 실시예에서, SL 모듈(510)을 통해 MES(506)는 소형 로트 MCS(526)에 소형 로트 툴(522)로부터 실질적인 "언로딩 요청"에 앞서 몇몇 이동 명령을 제공할 수 있다. 복합 툴(320)의 관점에서 위에서 설명된 것과 같이, 스케줄러(524)로부터의 정보를 사용하여, MES(506)은 일반적으로 예를 들어 다음 n 분 내에 소형 로트 MCS(526)에 내려질 것으로 예상되는 명령에 가장 유사한 시퀀스를 지속적으로 결정할 수 있으며, 이러한 명령들을 소형 로트 MCS(526)에 지속적으로 보낼 수 있다. 수신시, 소형 로트 MCS(526)는 다음 명령이 즉시 이용 가능하도록 상기 명령들을 대기시킬 수 있다. 만약, 예를 들어, 지연 및/또는 에러 상태가 일정을 변경하면, MES(506) 또는 스케줄러(534)는 소형 로트 MCS(526)를 변경할 수 있고 명령 대기열이 플러싱(flushing)될 수 있다. 이러한 방식으로 명령을 대기시킴으로써, 소형 로트 MCS(526)가 명령을 요구하는 때에 MES(506)가 너무 분주하여 다음 명령을 제공할 수 없는 상황 및 그 외 생산을 늦추어야 하는 대기 상태에 진입해야 하는 상황에서 지연이 방지될 수 있다. 위에서 설명된 복합 툴(320)에서와 같이, 셀 제어기(524)[및/또는 소형 로트 툴(522)]와 이와 연동하는 툴 스테이션(530) 사이의 통신 경로(communication paths)는 소형 로트 MCS(526)가 MES(506)으로부터 실제 명령을 수신하기에 앞서 작용할 수 있도록 제공될 수 있다.
도 5에서 도시된 것과 같은 중앙 집중식 시스템의 장점은 MES(506)가 Fab의 모든 요소 및 공작물에 대한 보다 많은 제어 및 정보를 갖고 있다는 점이다. 소형 로트 프로세스가 상대적으로 간단한 실행에 있어서, 소형 로트를 사용함으로써 중앙 집중식 시스템에 부가되는 복잡성 및 잠재성의 레벨은 비용 정당성을 갖을 수 있다. 그러나, 대형 로트 Fab 내에 일체화되는 보다 연관된 소형 로트 Fab로는, 분산, 밀폐, 및 투과적으로 일체화된 복합 툴이 바람직할 수 있다.
상기 설명은 본 발명의 특정 실시예 만을 개시하며, 즉 본 발명의 범위 내에 부합하는 상기 설명된 방법 및 장치의 변형예들 역시 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 비록 위에서 제시된 예들은 오직 하나의 캐리어 이송 시스템(410)을 포함하는 소형 로트 Fab(108)를 설명하고 있지만, 다른 개수의 캐리어 이송 시스템들이 소형 로트 Fab(108)에서 실행될 수 있다. 다중 캐리어 이송 시스템을 실행하는 소형 로트 Fab에 있어서, 하나의 캐리어 이송 시스템으로부터 다른 캐리어 이송 시스템으로 캐리어를 용이하게 이동시키기 위해 이송 스테이션이 적용될 수 있다.
본 발명이, 양식화의 여부와 관계 없이 실리콘 기판, 유리판, 마스크, 레티큘(reticule)과 같은 여러 유형의 기판과 이러한 기판의 이송 및/또는 프로세싱에 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
따라서, 비록 본 발명이 그 특정 실시예와 관련하여 개시되지만, 이하의 청구항에 의해 정의되는 것처럼, 그 외 다른 실시예들도 본 발명의 범위 및 취지에 부합할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
종래의 Fab에서 대다수의 기판 프로세싱 및 도량형 툴이 기판을 한 번에 하나씩 프로세싱하여 캐리어에 운반되는 기판이 다음 공정 단계로 운반될 수 있기 전까지 기다려야 하는 문제를 해결한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 컴퓨터 통합 생산(CIM) 소프트웨어 시스템 구조의 예시적 실시예를 도시한 블럭도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에서 사용하기에 적당한 소형 로트 캐리어 전자장치 제조 시스템의 예시적 실시예를 도시한 개략도이며,
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른 컴퓨터 통합 생산(CIM) 소프트웨어 시스템 구조의 예시적 실시예를 상세하게 도시한 블럭도이고,
도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따른 복합 툴 소프트웨어 구조의 예시적 실시예를 도시한 블럭도이며,
도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따른 컴퓨터 통합 생산(CIM) 소프트웨어 시스템 구조의 예시적 변형예를 상세하게 도시한 블럭도이다.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
102 : 대형 로트 전자 장치 조립 설비
104 : 제조 실행 시스템 106 : 전자 장치 조립 설비 요소
108 : 소형 로트 전자 장치 조립 설비
201 : 전자 장치 조립 설비 203 : 리본
205 : 루프 207 : 컨베이어 시스템
209 : 프로세싱 툴 217 : 이송 시스템 제어부
219 : 툴 스테이션 소프트웨어 221 : 재료 제어 소프트웨어

Claims (23)

  1. 대형 로트 캐리어를 하나 이상의 대형 로트 툴로 분배하는 하나 이상의 대형 로트 캐리어 이송 시스템, 및
    상기 대형 로트 캐리어를 상기 대형 로트 캐리어 이송 시스템으로부터 수용하는 하나 이상의 복합 툴을 포함하며, 상기 복합 툴이
    기판을 상기 대형 로트 캐리어로부터 소형 로트 캐리어로 이송하는 하나 이상의 이송 기구, 및
    상기 소형 로트 캐리어를 하나 이상의 상기 소형 로트 툴로 분배하는 하나 이상의 소형 로트 캐리어 이송 시스템을 포함하는,
    시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 대형 로트 캐리어 이송 시스템 및 하나 이상의 소형 로트 캐리어 이송 시스템은 제조 실행 집중식 제어 시스템에 의해 제어되는,
    시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 소형 로트 캐리어 이송 시스템은 소형 로트 제조 실행 비집중식 시스템에 의해 제어되며, 상기 소형 로트 제조 실행 시스템은 대형 로트 요소로서 대형 로트 제조 실행 시스템에 인식되는,
    시스템.
  4. 복수의 대형 로트 요소를 갖춘 대형 로트 조립 설비와,
    상기 대형 로트 조립 설비를 제어하는 제조 실행 시스템, 및
    상기 대형 로트 조립 설비 내에 배열되고 대형 로트 요소로서 상기 대형 로트 조립 설비의 상기 제조 실행 시스템과 상호 작용하는 소형 로트 보조 조립 설비를 포함하는,
    전자 장치 조립 설비.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 소형 로트 보조 조립 설비는 추가로 대형 로트 요소로서 상기 대형 로트 조립 설비의 제조 실행 시스템과 투과적으로 상호 작용하는,
    전자 장치 조립 설비.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 소형 로트 보조 조립 설비는 추가로 소형 로트 조립 설비를 작동하기 위한 상기 제조 실행 시스템의 작업 규칙의 일부를 내부 복사하는,
    전자 장치 조립 설비.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 소형 로트 보조 조립 설비는 추가로 상기 소형 로트 조립 설비의 작동에 상기 소형 로트 보조 조립 설비의 작동을 포함하도록 채택되는,
    전자 장치 조립 설비.
  8. 복수의 대형 로트 요소를 갖춘 대형 로트 조립 설비와,
    상기 대형 로트 조립 설비 내에 배열되고 복수의 소형 로트 요소를 갖춘 소형 로트 보조 조립 설비, 및
    상기 대형 로트 조립 설비를 제어하는 제 1 모듈과 상기 소형 로트 보조 조립 설비를 제어하는 제 2 모듈을 갖춘 제조 실행 집중식 제어 시스템을 포함하는,
    전자 장치 조립 설비.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 모듈은 추가로 상기 소형 로트 보조 조립 설비로부터의 서비스 요청에 앞서 상기 소형 로트 보조 설비 내의 큐와의 명령을 위해 통신하는,
    전자 장치 조립 설비.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 서비스 요청에 앞서 통신한 명령은 가장 잘 알려진 일정에 근거하여 수행되는,
    전자 장치 조립 설비.
  11. 복합 툴로서,
    복수의 소형 로트 요소, 및
    상기 복수의 소형 로트 요소를 제어하는 소형 로트 제조 실행 시스템을 포함하며,
    상기 소형 로트 제조 실행 시스템은 추가로 대형 로트 제조 실행 시스템과 통신하여, 상기 복합 툴이 대형 로트 툴인것 처럼 상기 대형 로트 제조 실행 시스템이 상기 복합 툴과 상호 작용하는,
    복합 툴.
  12. 제 11 항에 있어서,
    대형 로트 캐리어를 수용 및 발송하며 소형 로트 캐리어 및 대형 로트 캐리어로, 그리고 상기 로트 캐리어들로부터 기판을 이송하는 기구를 더 포함하는,
    복합 툴.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 소형 로트 요소는 고속 소형 로트 캐리어 이송 시스템을 포함하는,
    복합 툴.
  14. 전자 장치 조립 설비의 작동을 제어하는 컴퓨터 실행 가능한 명령으로서,
    대형 로트 캐리어를 하나 이상의 대형 로트 툴로 분배하도록 작동할 수 있는 조립 설비 중 하나 이상의 대형 로트 캐리어 이송 시스템을 제어하는 제 1 모듈과,
    대형 로트 캐리어를 대형 로트 캐리어 이송 시스템으로부터 이송하도록 작동할 수 있는 상기 조립 설비 중 하나 이상의 복합 툴을 제어하는 제 2 모듈과,
    기판을 대형 로트 캐리어로부터 소형 로트 캐리어로 이송하도록 작동할 수 있는 상기 조립 설비 중 하나 이상의 기구를 제어하는 제 3 모듈, 및
    소형 로트 캐리어를 하나 이상의 소형 로트 캐리어로 분배하도록 작동할 수 있는 상기 조립 설비 중 하나 이상의 소형 로트 캐리어 이송 시스템을 제어하는 제 4 모듈을 포함하는,
    컴퓨터 실행 가능한 명령.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 모듈은 추가로 대형 로트 전자 장치 조립 설비 상에서 제조 실행 시스템 컴퓨터를 실행하며,
    상기 제 3 및 제 4 모듈은 소형 로트 전자 장치 보조 조립 설비 상에서 제조 실행 시스템 컴퓨터를 실행하는,
    컴퓨터 실행 가능한 명령.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 , 제 3 및 제 4 모듈은 추가로 대형 로트 전자 장치 조립 설비 상에서 제조 실행 집중식 제어 시스템 컴퓨터를 실행하는,
    컴퓨터 실행 가능한 명령.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 4 모듈은 조립 공정을 실행하도록 하나 이상의 소형 로트 툴을 지시하는,
    컴퓨터 실행 가능한 명령.
  18. 전자 장치 조립 설비가 하나 이상의 대형 로트 캐리어 이송 시스템과, 하나 이상의 대형 로트 캐리어를 수용하는 적어도 제 1 툴, 및 하나 이상의 대형 로트 캐리어를 수요하는 하나 이상의 복합 툴로 구성되는 복합체로서 모형화 되도록, 상기 조립 설비(Fab)용 컴퓨터 통합 제조(CIM) 소프트웨어를 분할하는 단계, 및
    상기 CIM 소프트웨어를 분배 플랫폼 상에서 실행시키는 단계를 포함하며,
    상기 하나 이상의 복합 툴이 하나 이상의 소형 로트 캐리어 이송 시스템, 및 하나 이상의 소형 로트 캐리어를 수용하는 적어도 제 2 툴을 포함하는,
    방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 CIM 소프트웨어를 분할하는 단계는 Fab 제조 실행 시스템(MES) 및 하나 이상의 복합 툴 MES 중 Fab 공정을 실행하기 위한 소프트웨어를 분배하는 단계를 포함하는,
    방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 복합 툴 MES에 대한 인터페이스가 상기 하나 이상의 대형 로트 캐리어를 수용하는 제 3 툴에 대한 인터페이스로서 상기 Fab MES에 인식되는,
    방법.
  21. 전자 장치 조립 설비(Fab)가 대형 로트 캐리어를 적어도 제 1 대형 로트 툴로 분배하는 하나 이상의 대형 로트 캐리어 이송 시스템, 및 대형 로트 캐리어 이송 시스템으로부터 대형 로트 캐리어를 수용하는 하나 이상의 복합 툴로 구성되는 복합체로서 모형화 되도록, 상기 조립 설비(Fab)용 컴퓨터 통합 제조(CIM) 소프트웨어를 분할하는 단계, 및
    상기 CIM 소프트웨어를 분배 플랫폼 상에서 실행시키는 단계를 포함하며,
    상기 복합 툴이,
    기판을 대형 로트 캐리어로부터 소형 로트 캐리어로 이송하는 기구, 및
    소형 로트 캐리어를 적어도 제 1 소형 로트 툴로 분배하는 소형 로트 캐리어 이송 시스템을 포함하는,
    방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 CIM 소프트웨어를 분할하는 단계는 Fab 제조 실행 시스템(MES) 및 하나 이상의 복합 툴 MES 중 Fab 공정을 실행하기 위한 소프트웨어를 분배하는 단계를 포함하는,
    방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 복합 툴 MES에 대한 인터페이스가 제 2 대형 로트 툴에 대한 인터페이스로서 상기 Fab MES에 인식되는,
    방법.
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