TW200521641A - Methods and apparatus for integrating large and small lot electronic device fabrication facilities - Google Patents

Methods and apparatus for integrating large and small lot electronic device fabrication facilities Download PDF

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TW200521641A TW093133844A TW93133844A TW200521641A TW 200521641 A TW200521641 A TW 200521641A TW 093133844 A TW093133844 A TW 093133844A TW 93133844 A TW93133844 A TW 93133844A TW 200521641 A TW200521641 A TW 200521641A
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Description

200521641 玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明-般係關於電子元件製造，且更明破而言，係 關於整合大型及小型批次電子元件製造設備。 【先前技術】 製造執行系統（後文簡稱”MES”）通常可追蹤電子元 件製造設備（後文簡稱”Fab”）内之材料（例如基材批次及載 件）及其相關之製程流程（例如連續之製程步驟）。該mes 也θ追蹤Fab中用於處理基材批次及載件的資源狀態（例 如工具狀態、儲存元件、輪送設備、機械臂等）。每次在處 理批次中或載件中之該等基材完成一特定製程步驟（如以 特定工具處理時）時，該MES會被通知此狀態並依據一組 專用於Fab的操作規則來判定下個目的地。例如，該MES 可此會與一分配器或一排程器互動，以判定能進行於載件 中之基材的下一製程階段、或在無可利用工具時將基材送 至一健存位置。一旦該載件目的地決定出，該MES會送出 请求至材料控制軟體（後文簡稱”Mcs”）以將載件由其當前 位置移至所決定之目的地。該MES也會送出資訊及命令至 該Fab的工具，以指示各工具如何處理各載件（分送至工具） 中之基材群。此製程會持續直至載件中的基材群完全所有 製程流程的步驟方止。
該MCS會回應載件輸送而利用自動或手動分送系統 由一位置分送至該Fab内下一位置。此軟體可追蹤該MCS 200521641 聋巳圍内（例如儲存匣中、分送）之載件，並依據分送系統 態判定將各載件由一位置輸送至下一位置的最佳路徑。 動（例如執行）於載件上之該MCS會採取來自該MES的 求’並在此等請求完成後通知該MES。 大多數的Fab係設計以製造200及/或300mm半導 晶圓大小上的電子元件，該等晶圓一般係以25片基材批 (例如’用於將基材輸送至Fab工具的載件一般可儲存 片基材）操作之。因此，各種設備（例如用於處理基材的 程工具、度量工具等以及用於輸送及儲存载件之材料控 設備）及軟體（如MES、MCS、排程器/分配器、單元控制 等）供應商一般係將其產品設計能在此等條件下（例如一 件裝載大約25片基材）達最佳之產量。 然而，習知Fab大多數基材製程及度量工具僅能一 處理一片，即便是該等基材均以25片式輸送及分送於載 中時亦然。因此，在基材輸送至下一製程步驟之前，於 載件中輸送之一基材必須等到所有其他在载件中輸送的 材均以一工具處理後始能進行。此等待時間.將造成Fab 各基材的循環時間拉長，並使Fab中半成品清單數量 多。前述問題在製程工具或度量工具中執行獨立製程步 時’可能會使基材處理效率更為惡化。 因此’業界對可降低習知系統之過量循環時間的系 及方法存有需求。 【發明内容】 狀 作 請 體 次 25 製 制 器 載 次 件 基 中 更 驟 統 4 200521641 於本發明之第—態樣中係提供_系、统，其包括一用 分送大批次載件至大批次工具之大批次載件輸送系統， 及一可由大批次載件輪送系統接收大抵次載件之複合 具。該複合工具包括—用於將來自大批次載件之基材傳 至小批次載件之機構，以及一適用於分送小批次載件至 批次工具之小批次载件輸送系統。 於本發明之第二態樣中係提供一電子元件製造 備，其包括一具有大批次.元件之大批次製造設備、一用 控制大批次製造設備之製造執行系統，以及一設於該大 次製造設備内、且適於與該大批次製造設備之該製造執 系統互動之小批次副製造設備以成為一大批次元件。 於本發明之第三態樣中係提供一電子元件製造 備，其包括〆具有大批次元件之大批次製造設備、一設 該大批次製造設備内、且具有小批次元件之小批次副製 設備，以及一中央製造執行系統。該中央製造執行系統 括一適於控制該大批次製造設備之模組，以及一適於控 該小批次副製造設備之模組。 於本發明之第四態樣中係提供一複合工具，其包括 個小批次元件，以及一適於控制該小批次元件的小批次 造執行系統。該小批次製造執行系統更可與一大批次製 執行系統通訊，以使大批次製造執行系統可與該複合工 (若複合工具為大批次工具時）互動。 於本發明之第五態樣中係提供控制一電子元件製 設備之軟體，其包括四個模組，其中該第一模組係適於 於 以 工 送 小 設 於 批 行 設 於 造 包 制 數 製 造 具 造 控 5 200521641 制一製造設備之一大批次载件輸送系統，其係 大批次載件分送至大批次工具。該第二模組係 製造設備之一機構，其係可操作以接收來自一 輸送系統之大批次載件。該第三模組係適於控 備之一機構，其係可操作以將來自大批次載件 至小批次載件。該第四模組係適於控制該製造 批次載件輸送系統，其係可操作以將小批次載 批次工具。 於本發明之第六態樣中係提供一方法，其 於一電子元件製造設備（Fab)之電腦整合製 lntegrated manufacturing，CIM)軟體。該 模組化成為一大批次載件輸送系統、數個 人裁件之大批次工具以及一適於接收大批次 、的複e物。該複合工具包括一小批次載件 ，數個用於接收小批次載件之工具。該方法也 政式平台上執行CIM軟體。 於本發明之第七態樣中係提供一種方法， ;Fab之CIM軟體。該CIM軟體可讓Fab I於刀送大批次載件至大批次工具之大批次 人 L於由大批次載件輸送系統接收大批 σ工具的複合物。該複合工具包括一用於將基 載件私、、，f ’J迗至小批次載件之一機構，以及一適於 件分、- 迗至小批次工具之小批次载件輸送系統。 括於〜八玉 刀散式平台上執行該CIM軟體。 可操作以將 適於控制該 大批次載件 制該製造設 之基材輸送 設備之一小 件輸送至小 包括分割用 造（computer 軟體可允許 適於接收大 載件之複合 輸送系統以 包括於一分 其包括分割 模組化成為 載件輪送系 次載件之複 材由大批次 將小批次載 該方法也包 200521641 另提出符合本發明此等及其他態樣之設備、系統及電 腦程式產品。此處所述之各電腦程式產品也可藉一電腦可 項取之媒體（例如載波訊號、軟碟、光碟、DVD、硬碟、隨 機存取記憶體等）執行。 本發明之其他特徵及態樣在參閱下文詳細說明、附加 之申請專利範圍以及附圖後將有更完整的領會。 【實施方式】 本發明之該等態樣藉由提供一使用小批次規模载件 (後文稱為「小批次Fab」）之Fab以克服習知缺失，其中 該小批次Fab可整合至當前使用大批次規模載件（後文稱 為「大批次Fab」）之Fab。如此處所述，術語「小批次規 模」載件或「小批次」載件均指一適於支撐基材數目較習 知「大批次規模」載件（其一般係支撐1 3或2 5片基材）為 少的載件。例如，小批次規模載件適於支撐5片或數目更 少的基材。於某些實施例中，也可使用其他小批次規模的 基材（例如支撐1、2、3、4片或多於5片之基材，大少於 大批-人規模載件所支撐的基材數目）。一般而言，由於各小 批次規模載件可支撐基材的數目太少’以致於半導體元件 或其他製造設備内人力輸送載件變得難以利用。 依據本發明，若該小批次Fab為現存大批次Fab中其 他任一 Fab元件時（例如除製程方法以外），MES可與所發 明之小批次Fab互動而無需了解如何控制小批次Fab元 件。換言之，依據本發明之小批次Fab可涵蓋小批次元件 200521641 本身的内含用途’並在該小批次Fab為一使用大批次载件 (後文簡稱「大批次元件」）時將其本身提供予Fab的Mes。 現參照第1圖，其係說明依據本發明某些實施例之— 分散式電腦整合製造（CIM)軟體系統架構1〇〇之例示性實 施例的方塊圖。該CIM軟體100可模仿一實體操作以 追縱並控制該Fab的實體元件。該CIM軟體ι〇〇可包括— 大批次Fab 1〇2的圖像，以一控制數個大批次元件 1〇6(包括一小批次Fab 108)之操作的mes 1〇4作為代表。 於本發明之-或多個實施例中，該小批次—⑽對_ 1〇4而言如同另一大批次Fab元件1〇6。 叼僱裱時間，電子元件製造商 可此較傾向以降低實際儲农j ° 及…一 大批次載件」中基材數目 及/或利用較小載件（如小批， 4 一人載件、中型批次載件等）等方 式轉為較小批次規模。例如， 杜由ΛΑ甘 商可能會嘗試將每一葡 件中的基材數目由25片 母載 定許多問題的發生乃因每一 V:;:而，本案發明人已確 方式運作習知F a b所致。中僅以-片或少量基材的 古职匕專問題包括：Fab工呈的能六 有限，以致於僅'、的此力 …「極需要」基材的情的一片基材或少量基材 統來支援健存及輪送 广ab中缺乏材料處理系 軟體無充分能力在P 的向數量載件；以及製造 你t ab中進行拍 载件數目。 <▽現縱、排程及移動足夠多的 基材數目由25片直接變為 人已綠定當每一載件的 至小批次規模的輸送幾 8 200521641 乎無 一步 行。 一般 製程 更為 整個 中追 輸送 中的 以製 規模 批次 規模 的材 不同 件）； 則前 Fab 度。 同部 法進行。故可以預期的是，若载件中的基材數目在每 驟中降為某一數量時，輸送將得以在部分中間步驟進 此外，若降低整體Fab的循環時間有幫助，則相較於 施於基材上各種製程的其他步驟而言，降低某一關鍵 及度量步驟（如微影製程）之循環時間的投資報酬率將 顯著。因此，可以預期的是電子元件製造商較傾向於 Fab中利用較小批次的方式降低批次規模，以在輸送 求較高的投資報酬率。 因此’本案發明人領會到在利用小批次規模作Fab 時’製造商會先以一模式操作（指用於該Fab不同部件 批次規模不同，例如以不同間隔或於較大製程流程中 程步驛的不同子步驟）。可以預期的是，使用不同批次 製造商將會發現因進行處理的批次規模不同，故混合 規模Fab的不同部件操作較為特別。例如，混合批次 F ab —般係使用：操作迥異（例如實體上及/或邏輯上） 料處理系統；為處理材料而在工具與Fab互動時具有 特性的工具（例如要求F ab裝載特定載件而非任一載 以及互不相同的操作/排程規則。 若當前工業實務係以實施Fab CIM軟體方式進行， 文討論的兩個趨勢（亦即使用較小批次規模以及在 不同部件中使用不同批次規模）將會造成Fab的複雜 所謂複雜度是指在處理不同規模之基材批次時Fab不 件的特性及規則有差異所導致。一混合批次規模F ab 200521641 之特性及規則的差異乃因較多數量載件為主的處理（例如 不同CIM元件，諸如MES、MCS、分配器/排程器及工具 群）使用較小批次規模所致。此外，由於每次載件完成一製 程步驟且需移至下一步驟時，資訊係經由訊息傳送至最高 的軟體層（亦即MES)，並由最高層作出決定在將此等決定 經由傳輸層下傳成為命令/要求，此種中央決定會使模組引 發若干潛在影響，此影響在增加載件數目為主的處理伴隨 小批次規模的使用時會加劇。本案發明人已預期的是，由 ^ Cl Μ軟體架構的能力不足以有效處理此複雜度，故 會在輸送小批次規模上形成瓶頸。 於右干實施例中，本發明在使用不同規模批次的Fab 部件時，可藉由分割Fab CIM軟體1〇〇的方式協助分散決 定（决定係指一旦完成一製程步驟時決定一载件（大型或小 5L )可進行何種製程者）以解決前述問題。分散控制可限制 需立即作決定的資訊流量，且也可將規則及特性差異封圍 在Fab的相關部件内以將一已知部件的隱含特性由Fab的 其他部件隔絕出來。例如，於第1圖所示之實施例中，有 關於小批次Fab 1 08内基材移動的隱含特性會被封圍，以 讓大批次Fab 102的MES 104無法得知（較須瞭解的為少） 該小批次Fab 108如何將基材分送至小批次Fab 1〇8内的 不同小批次工具群。 應注意的是，雖然第1圖僅示出一單一小批次Fab 1 08，然其他額外的Fab數目只要能利用批次規模不同於大 批次Fab 1 02者均可依據本發明態樣實施之，因此，其等 10 200521641 應同樣視為整合至大批次F a b 1 〇 2中。例如，一單—其材 大小的载件批次Fab(未圖示出）及/或一中間大小的载件批 次Fab(未圖示出）均可簡單的整合至本發明之CIM[軟體架 構100中。 如前文所述，於最高層級處，該ME S 104係將可依 據本發明執行之小批次Fab〗08簡單視為工廠中的其他任 合工具。然而，一旦大型批次載件被分送至前述小批次卩讣 108進行處理時，連同指明何種製程需執行於經分配之基 材上的資訊，該小批次Fab 1 〇8會將基材由大批次载件移 出並依據其本身用於執行所要求製程的使用規則來進行排 程及管理該輸送，以及該小批次Fab 1〇8内的基材處理。 一旦原先接收在大批次載件中的所有基材均受處理後，該 等經處理之基材會送回大批次载件（於某些實施例中，會送 至同樣用於分送基材之大批次载件，取決於藉MES 1〇4提 供予該载件及基材的製程規格而定）且基材控制會送回大 批次 Fab 102 的 MES 104。 參照第2圖之概要圖，其係說明一例示性]?“2〇1的 :體配置，該Fab 201可形成第i圖小批:欠Fab 1〇8的一 部份且特別適於利用小批次規模基材載件，例如支禮一單 -------- n/的暴材载件。該圖示之小
Fab 201包括一具有數個特徵之高速傳送系統，使之 特別適於利用小批次載件，該等特徵包U速、低 :率、、穩定移動的運輸系統；一載件裂載/卸載功能，無 铋止或減緩該運輸器；一同時可實體支撐許多載件之運 200521641 、及可陕速定製於一所欲輸送路徑之可彎曲輸送 器。此等特徵將於下文作進一步詳述。 u。併參…、之美國專利申請序號第號 (於2003年8月28日申嗜u西日音炎「。 节咕）才示通為「System For Transporting Substrate Carriers , Φ ^ « 中係揭不一基材载件輸送系統或類似 之分送系統，其呈右一 v. /、有一用於基材載件之運輸器，目的為使
Fab的操作其間維持稃 才德疋移動。穩疋移動運輸器有助於Fab 内的基材傳送，以降柄·p k + 、 伞低Fab中各基材的總「停留」時間。 為以此方式操作Fab ,應提供由運輸器卸載基材載 牛I載基材载件至運輸器（該運輸器仍處於移動狀態） 的方法及設備。先前合併參照之美國專利申請序號第 應50,48〇號（於2〇〇3年8月28日申請），標題為「㈣以⑽
Carrier Handler That Unloads Substrate Carriers Directly
From a M〇Vlng C〇nvey〇r」中係揭示一位於基材裝載站（或 與一移動運輸器有關且可執行前述裝載/卸載操作之「工具 站」）之基材載件處理器。例如，一基材裝載站或工具站可 包括一水平導桿或可垂直移動之移動車（crane),以及一可 沿該水平導桿水平移動之末端致動器。亦可設置其他用於 垂直及/或水平移動該末端致動器之裝置。 為由一移動運輸器（用於輸送基材載件，稱為「基材 載件運輸器」）卸载一基材载件並通過該基材裝載站，在以 基材載件運輸益輸送（例如以大致符合垂直方向之基材載 件速度）時，末端致動器會以一大致符合基材載件速率之速 率作水平移動。此外，在基材載件運送時，該末端致動器 12 200521641 可維持在接近該基材载件的位置。因此 大致符合基材載件之仂婆.β „士 .
雖然該末端致動器大致符合基材 位置），然末端致動器速率會增加以使其 ’該末端致動器可 合該基材載件的速 速率均會大致相符。 载件之速率（及/或
末端致動器及該基材载件間。 先前合併參照之美國專利申請案第1〇/764,982號（於 2004 年 1 月 26 日申凊），標題為「Methods and Apparatus for Transporting Substrate Carriers」中係描述一運輸器系統， 其可配合刖述基材载件輸送系統及/或工具站使用以輸送 基材載件於一電子元件製造設備之一或多個製程工具間。 該運輸器系統可包括一帶體（或「輸送帶」）以於該電子元 件製造設備之至少一部份内形成一封閉迴路，並將基材載 件輸送於其中。於一或多個實施例中，該帶體或輸送帶可 由下列組成：不鏽鋼、聚碳酸酯、複合材料（例如石墨、纖 維玻璃等）、鋼或者強化聚氨酯、環氧薄片、塑膠或聚合物 材料（包括不鏽鋼、纖維（例如碳纖維、纖維玻璃、杜邦上 市的kevlar®、聚氨酯、鋼網等）或其他硬質材料等）。藉由 定向（orienting)該帶體使該帶體之厚部設於一垂直面内以 13 200521641 及將該帶體之薄部設於一水平面内的方式，將可使該帶體 在水平面彎曲而垂直面堅硬。前述配置可使該運輸器以較 低成本方式建構及實施。例如，由於其垂直剛性/強度，該 ▼體僅需少许材料即可建構並易於製造，以支律較重之美 材載件而無需補加支撐結構（例如滾軸或其他用於習知水 平向之帶式運輸器系統的類似機構）。此外，因為帶體具橫 向彎曲性而可彎折、彎曲或呈其他形狀以形成各種配置， 該運輸器系統具有高度可定制性（customizable)。 第2圖之該例示性小批次Fab 20 1包括一於該小批次 Fab 201内形成一單一迴路205的帶體或輸送帶2〇3。該帶 體2 03可至少包含如一或多個揭示於前文合併參照之美國 專利案第10/764,982號之帶體。該帶體203可將基材載件 (未示出）輸送於數個製程工具209間，該帶體至少包含數 個筆直部211及數個彎曲部213而形成一封閉迴路2〇5。 然也可利用其他製程工具209及/或迴路配置。 各製程工具2 09可包括一位於基材裝載站或製程工 具209之「工具站」215處的基材載件處理器，用以在帶 體203通過工具站21 5時（如描述於先前合併參照之美國專 利申請序號第1 0/650,480者）將一基材载件裝載於該運輸 器系統207之移動帶體203上、或由該移動帶體2〇3卸載。 例如，一工具站215之一末端致動器（未分別示出）可以一 速率水平（其在藉帶體203輸送時大致符合該基材載件之 速率）移動，且在基材載件輸送時維持在一鄰近基材載件之 位置’同時該末端致動器速率會增加以使其接觸基材载 14 200521641 件並由基材載件運輸器系統脫離。在裝載期間，基 材載件會精由大致符合該末蠕致動器及帶體速率（及/或位 置）的方式裝載於該移動帶體上。 各工具站215可包括一或多個裝載部或類似之裝載 位置以讓該等基材或基材载件放置以傳送至及/或由一製 程工具2〇9(例如一或多個停靠站（docking station),然不需 使用停靠站/分離站的輸送位置也可使用）傳出。各種基材 載件儲存位置也可設於各工具站215以供基材載件於製程 工具209處緩衝。 该運輸器系統207包括一用於控制帶體2〇3操作之輸 送系統控制器（TSC)217。例如，該TSC 217可控制/監控該 V體203之速度及/或狀態，分配用以支撐/輸送基材載件 之帶體203牦架及監控該拌架狀態，並將前述資訊提供予 各工具站215或類似者。同樣的，各工具站215可包括工 具站軟體（TSS)219以控制工具站運作（例如由運輸器系統 207裝載或卸載基材載件、由工具站215及/或該工具站215 所操作之處理工具2〇9的裝載部或儲存位置輸送基材載件 等）°材料控制系統（MCS)221可與輸送系統控制器217及 各工具站215之該工具站軟體219通訊以影響運作。該TSC 217、各TSS 219及/或該MCS 221可包括一排程器（未示 出），用以控制排程該等由TSC 217、TSS 219及/或該MCS 221所執行的操作。 現參照第3圖，其係描述一 CIM軟體系統架構300 之例示性實施例的方塊圖。該CIM軟體300可包括一大批 15 200521641 次Fab 3 02模組，以可控制（即直接控制或經由一已一或多 個單元控制器3 0 8執行之介面層作控制）數個（N個）大批次 工具306之MES 3 04作為代表。應注意的是雖然第3途中 係以一個單元控制器3 0 8表示，然於某些實施例中，其也 可為一用於各工具3 06或工具群之控制器、或完全不設單 元控制器。理論上，單元控制器軟體可於一電腦上執行， 但依邏輯而論，各工具306也可（或可不）設置一相關的單 兀控制器。換言之，工具306可具有將一單元控制器設於 工具306内的功能。 該MES 3〇4也可將要求傳送至一 mcs 310，以將载 件分送至大批次工具306、或將載件由大批次工具3〇6移 除。該MCS 3 10接著可控制大批次載件輸送系統312以滿 足MES 3 04的要求。該大批次載件輸送系統3丨2可利用一 健存器314以暫時儲存含有待處理基材之載件。 該MES 3 04也可以一判別方式控制小批次Fab 316， 所明判別方式乃指其可在回應於該MES 3〇4要求之MCS 31〇的控制下，指示小批次Fab 316於基材（即經·由大批次 載件輸送系統3 1 2分送至大批次載件中之小批次Fab 3丨6) 上執行製程。然而依據本發明，該MES 3〇4並不控制該小 批次Fab 3 16是如何控管該小批次Fab 316内執行的製程。 該小批次Fab 316可包括一介面318，其可允許一複 合工具320對MES 304而言呈現為另一大批次工具3〇6。 如於第4圖中將會進一步解釋者，複合工具32〇可以一組 可執行多製程步驟之製程及/或度量工具以及材料輸送系 16 200521641 統（包括高速輸送系統）方式具體實現。例如，第2 體小批次Fab 201可以一可設有複合工具320之元 表示之。該介面318也可實施呈現於該MES 304上 額外的單元控制器308，且因此，該複合工具320 將大批次工具呈現於MES 304上的方式整合至大批 302。應注意的是於某些實施例中，該介面3 1 8也可 合工具3 2 0内實施。因此，於某些實施例中，複合工 及小批次Fab 3 16也可能相同。 該MES 3 04也可包括一排程器322以最佳化 該Fab 3 02元件之運作。於某些實施例中，該MES 大批次工具306、單元控制器308、MCS 310、大批 輸送系統3 1 2、儲存器3丨4、小批次Fab 3丨6、介面 複合工具320之各者也可包括一排程器或排程元件 他數量的MCS排程器、單元控制器、大批次載件 統、大批次工具、儲存器以及小批次Fab等也可使j 現參照第4圖，其係說明一複合工具軟體架 之例示性實施例的方塊圖。該複合工具3 2 〇可模組 一小批次MES 402，以經由一以單元控制器4〇6實 面層控制數個（N個）小批次工具4〇4。應注意的是第 雖然是以一單元控制器406表示，然於某些實施例 是一單元控制器用於各工具4〇4或工具群，或完全 元控制器。理論上’單元控制器軟體可於一電腦上 但依邏輯而論，各工具4〇4也可（或可不）設置一相 元控制器。換言之，工具4〇4可具有將一單元控制 圖之實 件範例 ，成為 可藉由 次Fab 於該複 具320 及協調 304 > 次載件 318 > 。然其 輸送系 構4〇〇 化成為 施之介 4圖中 中也可 不設單 執行， 關的單 器設於 17 200521641 工具404内的功能。 該小批次 MES 402也可送出請求至一小批次 MCS 4 0 8以將載件分送至小批次工具4 0 4、或由小批次工具4 0 4 移除載件。該小批次MCS 408接著可控制一小批次載件輸 送系統410及數個（N個）工具站412(例如一設於各工具404 中者）以滿足小批次MES 402的需求。如前文有關第2圖 敘述所指出者，各工具站4 1 2可由該小批次載件輸送系統 410裝載及卸載基材载件、由裝载部或工具站412及/或該 工具站412操作之工具404之儲存位置輸送/存取基材載 件，以及類似動作者。 該小批次MES 402也可控制一大批 材輸送機構414。於某些實施例中，該大批次/小批次載件 基材輸送機構414也可於該小批次MCS 4〇8的控制下進行 操作。也可利用一大批次/小批次載件基材輸送機構4丨4以 接收-大批次載件，由該大批次载件卸載「待處理」基材， 並將此等基材裝載至欲送入小批次㈣316(如第3圖所示） 之小批次截件中進扞虛拥 , 退處理。也可利用獨立的輸送機構以將 基材由大批次載件給样5 Ϊ _L. 千褕I至小批次载件（反之亦然）。此外， 於某些實施例中，上述輪 别$機構可設於該小批次Fab 3 1 6 外部及/或獨立於該小批次 人Fab 3 16。然也可使用其他數量 的小批次M C S單元控制哭 ^ … 制器、輪送機構、工具站、小批次輸 送系統及/或小批次工具。 該MES 402也可包括 該複合工具320元件之運作 —排程器4 1 6以最佳化及協調 。於某些實施例中，該等小批 18 200521641 次MES 402、該小批次MCS 4〇8、該小批次载件輸送系統 410、各工具站412及或該大批次/小批次載件基材輸送機 構414之各者均可包括一排程器或排程元件，以控制由小 批次MES 402、該小批次MCS 408、該小批次載件輸送系 統410、各工具站412及或該大批次/小批次載件基材輸送 機構414等所執行之該等操作的程序。於某些實施例中， 該小批次載件輸送系統410也可利用一儲存器（未圖示出） 以暫存含有待處理基材之儲存載件。 雖然並未圖示出，該複合工具32〇也可另外設一「具 不同尺寸」之批次Fab顯示於小批次MES 4〇2中作為另一 小批次工具404。換言之，於該小批次Fab 1〇8整合至該 大批次㈣102的某些方式中，不同尺寸之批次Fab便可 整合至小批次Fab 108。複合工具内該等複合工具的喪套 (nesting)也儘可能的執行以助於界定副製程。 於拉作中，該複合工具32〇可接收基材及來自mes 3〇4的製程方法。依循其本身的處理規則且不受大批次Fab 乘J餘元件1 06的支配下，小批次MES 4〇2也可控制所 接收之基材並執仃該製程方法。於小批次々Μ的指引 下，該等基材係依據一排程（可能無法於該複合工具32〇 外使用)由-小批次工* 4〇4移至下一工具。若該小批次 MES 402遇到困難或錯誤情況時，無論是否需要校正動 作’該小批次Μ E S 4 0 2 π h υ2均可知作啟動以在無需MES 304 :凊况下解决問題。因& ’該複合工具3 2 〇内複合工具的 製轾及輸送基材的實際執行便可由剩餘㈣！ 〇2封圍出。 19 200521641 此兩者均藉由複合工具320操作之細部卸除MES 304負擔 的方式簡化Fab 102的執行，並藉由在複合工具32〇内進 行分散決定（或局部決定）的方式強化支持使用小批次載件 的效能。 於某些實施例中，複合工具320内的操作規則也可以 適當、且可實施之調整方式由大批次F 1 〇2之操作規則 中複製。例如，一大批次Fab 304之管理排程器/分配器322 特性之务干操作規則也可應用於一複合工具3 2 0之排程器 /分配葬4 1 6中。其他可複製之規則範例包括管理排程用於 工具之預防性維護（preventative maintenance，PM)、於工具 上預扣以供優先批次利用、判定一應處理批次内之最佳工 具戒製程處理室（例如依據該批次内若干基材所作的測 量，戒依據工具及處理室内該批次可能已處理之歷史紀 錄）。複製處理規則至經嵌套之複合工具在設計上以及Fab j 〇2的實施上均有幫助，通常可應用之處理規則也可再使 用（reuse)，且無需在各副複合工具内再建立處理規則。 為進一步降低利用小批次載件所導致的潛在影響，且 也因〆複合工具320的内部操作係由剩餘Fab 1〇2封圍 出，故本發明的另一優點在於複合工具3 2 〇可以在不引起 不協調的情況下提高習知MES協定。例如於某些實施例 中，小批次MES 402可提供小批次Mcs 4〇8(其具有數個 在由工具404接收實際「請求卸载」狀態訊息之前所預期 的移動扣令）。換吕之，該MES 402不但無需等待及反射 性0應來自工具4〇4之狀態訊息（通常會促使meS 402發 20 200521641 送移動指令至小批次MCS 408)’還可積極發送上述指令。 利用來自排程器416的資訊，小批次MES 402可持續的判 定最可能的指令序列（預期可能會分發予小批次Mcs 4 0 8 ’例如在接下來的η分鐘内），並持續將此等指令送至 小批次MCS 408。取決於進行方式，小批次MCS 408可能
將該等指令排序以使下一指令可立即應用。例如，若一延 遲及/或一錯誤狀態改變了排程，該小批次MES 402或排 程器416便會改變小批次Mcs 408，且指令排序可能會被 洗掉。藉由此方式排序指令時，便可避免在小批次MCS 408 要求（或輸入）一等態狀態以延緩生產時，小批次MES 402 因太忙碌而無法提供下一指令的指令延遲。
於某些實施例中，當在工具404處完成處理小批次載 件的基材時，工具單元控制器406(及/或工具404本身）可 提供「請求卸載」訊息至ME S 402兩者，並也可直接傳送 至工具有關的工具站412。於習知系統中，Mcs在MES
及排程器決定裁件下一目的地（例如另一工具或儲存器）以 及接著分配至所判定之目的地至MCS之前都不會將載件 由工具卸載下’此便會造成實際卸載載件時的延遲。然而， 依據本叙月之實施例，藉由預測工具404將需要一卸載載 件（即使載件下個目的地仍未得知的情況下）並將此指令排 序至MCS 408的方式，工具站412將可在直接來自單元控 制器4〇6(或相關工具404)之「請求卸載」ifl息提供至工作 站412的同時卸戴载件。此將可使單元控制器406/工具404 形成响求扁栽」訊息，而使下一載件更為快速。可藉由 21 200521641 單兀控制器406及相關工具站412間的通訊路徑（如第4 圖所示）維持此指示通訊。應注意的是，雖然此處未圖示 出，在某些實施例中即可以一通訊路徑直接連結該等工具 404及工具站4 1 2。 與前述裝載範例類似的是，在由工具4〇4「請求裝载」 之前，該MES 402也可將需裝載至工具4〇4之下一載件的 指令排序至MCS 408。依據請求前的得知與否，MCS 408 可將載件預先移動至工具站412，且該工具站412可在工 具404要求下一載件的同時將載件裝載至工具4〇4，而無 需等待來自MES 402的指令。 現參照第5圖’其係表示一 CIM軟體系統架構5〇〇 之一例不性替代實施例的細節方塊圖。所表示之該替代實 施例係一未將一小批次Fab整合至一大批次j7ab(如前文實 施例所述’例如第3圖所示實施例）的中央系統。然而，利 用前文所述之指令排序特徵即可克服圖示架構的潛在問 題，且也可領·會中央系統的該等優點。 用於大批次Fab 502(整合一小批次Fab 504)之中央 CIM架構500係由一 MES 506所控制，其包括一大批次模 組（large lot, LL)508 及一小批次模組（small 1〇t，SL)兩者 以控制第5圖該混合批次尺寸Fab的各個部件。該ll模 組5 0 8可經由一由單元控制器5 1 4執行之介面層來控制數 個（N個）大批次工具5 1 2。應注意的是雖然第5圖係以一單 元控制器5 1 4表示，但於某些實施例中也可使用一單元控 制器用於各工具5 1 2或工具群，或完全不設控制器。理論 22 200521641 上，單元控制器軟體可於一電腦上執行，但依邏輯而論， 各工具512也可（或可不）設置一相關的單元控制器。換言 之，工具512可具有將一單元控制器設於工具512内的功 經由LL模組508之MES 5 06也可將請求送至一Mcs 5 1 6以將載件分送至大批次工具5 1 2、或由大批次工具5 i 2 移除該等載件。該MCS 516接著可控制一大批次載件輸送 系統518以滿足MES 506的請求，並利用一或多個儲存器 520以暫存含有待處理基材之該等载件。也可使用其他數 量的MES排程器、排程器、模組、單元控制器、mcs、大 批次工具、大批次載件輸送系統以及儲存器。 經由SL模組510，該MES 5 06也可經由以小單元控 制器524執行之介面控制數個（N個）小批次工具522。該 SL模組510也可發送請求至小批次MCS 526以分送小批 次載件至小批次工具522、或由小批次工具522移除小批 次載件。該小抵次MCS 526接著可控制一小批次载件輸送 系統528及數個…個）工具站53〇(例如一設於各小批次工 具 巾者）以滿足S L模、组5 1 〇的要求。如有關第2圖敘 述所指出者，該卫具站530可由該小批次載件輸送系統528 裝載及卸載基材載#、由該工具站53〇之裝載部或儲存位 置及7或該工具站530所操作之工具522輸送基材载件及類 似者。 該SL^，組5 10也可控制一大批次載見機材輪送機構 ⑴。於某些實施例中，該大批次/小批次載件基材輸送機 23 200521641 構532也可在該小批次MCS 526及/或該大批次Mcs 516 的控制下進行操作。也可利用大批次/小批次载件基材輸送 機構5 3 2以接收一大批次載件、由該大批次載件裝載「待 處理」基材，以及將該等基材裝載至欲送至該小批次Fab 5 04之小批次工具522的小批次載件以進行處理。同樣的， 也可利用一大批次/小批次載件基材輸送機構532以接收
小批次載件、卸載經處理之基材，以及將基材裝载至欲送 回該大批次Fab 5 02之大批次載件。 該MES 506也可包括一排程器534以控制排程由該 Fab 502所執行的操作。於某些實施例中，該Mes 5〇6、
該大批次MCS 516、該小批次Mcs 526、該大批次載件輸 送系統518、該小批次載件輸送系統528、各工具站53〇 及/或該大批次/小批次載件基材輸送機構532之各者也可 包括一排程器（此處僅圖示於MES 5〇6中）以控制由各mes 5〇6、該小批次MCS 526、該小批次載件輸送系統528、各 工具站530及/或該大批次/小批次載件基材輸送機構532 之各者所執行之該等操作的排程。 於某些實施例中，該小批次Mcs 526可利用一儲存 器(未示出）來暫存含待處理基材之載件。然也可使用其他 數量較圖示或此處所提及數目為多的MES、大批次mcs、 小批次 M C S、大批次φ#么μ , 戰件輸送系統、小批次載件輸送系 統、工具站及/或大批次/小批次載件基材輸送機構。 如前文所指 潛在問題皆可藉由 出者某些由於使用小批次載件所引發的 排序移動及其他指令克服之。於某些實 24 200521641 施例中，在由一小批次工具522送出實際「請求卸载」訊 息前，該ME S 506可經由該SL模組510提供具有數個移 動指令之小批次MCS 526。如前述有關該複合工具320所 述者，使用來自該排程器524的資訊時，該ME S 506可持 續判定最可能的指令序列（預期可能會分發予小批次MCS 526，例如在接下來的η分鐘内），並持續將此等指令送至 小批次MCS 526。取決於進行方式，小批次MCS 526便可 將該等指令排序以使下一指令可立即應用。例如，若一延 遲及/或一錯誤狀態改變了排程，該小批次MES 506或排 程器534便會改變小批次MCS 526，且指令排序可能會被 洗掉。藉由此方式排序指令時，便可避免在小批次M C S 5 2 6 要求（或輪入）一等態狀態以延緩生產時，小批次MES 506 因太忙碌而無法提供下一指令的指令延遲。 如同前述有關複合工具320所述者，可設置該單元控 制器524(及/或小批次工具522)及該相關工具站5 30間的 通訊路徑以讓小批次MCS 526在接收來自MES 506之實際 命令前進行動作。 描述於第5圖中之中央系統的好處在於該ME S 506 對所有部件及Fab中的工件有更多的控制及暸解。於小批 人製程較簡單的實施中，藉由利用小批次的方式’複雜度 的層級以及引入中央系統的潛在問題將可合理的降低成 °然而，在具有較多欲整合至一大批次Fab的小批次Fab 中 ’以一分散式、已封圍及作整合之複合工具較佳。 前述說明僅揭示本發明之特定實施例，然該等熟習此 25 200521641 員技:人士應可立即領會在不悖離本發明範圍下與前述方 法及成備有關之各種變化。例如，雖然前述提供的範例係 描述一緊包括-载件輸送系統41G的小批次Fab ι〇8，然 而其他數量的載件輸送系統也可實施於小批:欠Fab i〇s 中。在不執行多載件輸送系統的小批次Fab中，也可利用 輸送站以幫助將一载件由一載件輪送系、统移至另—載件輸 送系統。 應可瞭解的是，本發明也可以利用於任何種類的基 材，例如矽基材、玻璃面板、光罩、標線板等（無論經圖案 化或未經圖案化），以及利用於用於傳送及/或處理上述基 材之設備中。 示 揭 作 者 關 相 例 施 實 定 特 其 與 係 明 發 本 然 fe· 此 因 然圍 及 神 精 明 發 本。 離者 悖定 不界 在所 可圍 亦範 例利 施專 實請 他申 其文 是下 的如 解， 理出 可提 應下 【圖式簡單說明] 第1圖係一方塊圖，其說明依據本發明某些實施例之 一電腦整合製造（CIM)軟體系統架構的例示性實施例。 第2圖係一概要圖，其說明一適用於本發明該等實施 例中之小批次載件電子元件製造系統的例示性實施例。 第3圖係一方塊圖，其詳細說明依據本發明某些實施 例之一電腦整合製造（CIM)軟體系統架構的例示性實施 例。 第4圖係一方塊圖，其係說明依據本發明某些實施例 26 200521641 之一複合工具軟體架構的例示性實施例。 第5圖係一方塊圖，其係詳細說明依據本發明某些實 施例之一電腦整合製造（CIM)軟體系統架構的例示性替代 實施例。 412 工具站 才人/小抵次載件基材輸送機構 【主要元件符號說明】 100 CIM軟體 104 MES 201 小批次Fab 205 迴路 209 製程工具 213 彎曲部 2 1 7系統控制器 221材料控制系統
3 02大批次Fab 3 06 大批次工具 310 MCS 314 儲存器 318 介面 3 22 排程器 402小批次 406單元控制器 410小批次栽件輸送系統 102 大批次Fab 106 Fab元件 203 帶體 2〇7 運輸系統 211 筆直部 2 1 5 工具站 219 工具站軟體
300 CIM軟體系統架構 304 MES 3〇8單元控制器 312大批次載件輸送系統 3 1 6 小批次Fab 3 2 0 複合工具 400 複合工具軟體架構 4 04 小批次工具 —--- 27 200521641 416 排程器 5 02 大批次Fab
506 MES 510 SL模組 5 14 單元控制器 5 18 大批次載件輸送系統 522 小批次工具
526 小批次MCS 530 工具站 500 CIM軟體系統架構 504 小批次Fab 508 LL模組 512 大批次工具
5 16 MCS 520 儲存器 524 單元控制器 528 小批次載件輸送系統 532 大批次/小批次載件基材輸送機構 28

Claims (1)

  1. 200521641 拾、申請專利範園： 1 · 一種系統，其至少包含·· 至少一大批次載件輸送系統’適用於將大批次 送予至少一大批次工昇；以及 、 至少一複合工具，適用於接收來自該大批次栽件輪送 系統之大批次載件，其中該複合工具包括： 和 至少一機構，用於將來自大批次載件之基材傳送 至小批次載·件，以及 、 至少一小批次載件輸送系統，適用於將小抵次載 件分送予至少一小批次工具。 2· 一大批 統係由 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該至少 次載件輸送系統及該至少一小批次載件輸送系 一中央製造執行系統所控制。 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該至少一小批 人載件輸送系統係由一分散式（decentralized)小抵次製 造執行系統所控制，且該小批次製造執行系統係能夠以 一大批次元件的形式顯示在一大批次製造執行系統中。 一種電子元件製造設備，其至少包含： 一大批次製造設備，包括數個大批次元件； 一製造執行系統，適於控制該大批次製造設備；以及 29 200521641 一小批次副製造設備，設於該大批次製造設備内，且 該小批次副製造設備係適於以一大批次元件的形式與該大 批次製造設備之製造執行系統互動。 5_如申請專利範圍第4項所述之電子元件製造設備，其中 該小批次副製造設備更適於以一大批次元件的形式與 該大批次製造設備之製造執行系統互動。 6 ·如申請專利範圍第4項所述之電子元件製造設備，其中 該小批次副製造設備更適於内部地複製該製造執行糸 統之操作規則的一部份，以操作一小批次製造設備。 7 ·如申請專利範圍第6項所述之電子元件製造設備，其中 該小批次副製造設備更適於將該小批次製造設備的操 作封圍在該小批次副製造設備内。 8. —種電子元件製造設備，其至少包含： 一大批次製造設備，包括數個大批次元件； 一小批次副製造設備，設於該大批次製造設備内，且 該小批次副製造設備包括數個小批次元件；以及 一中央製造執行系統，其包括： 一第一模組，適於控制該大批次製造設備，以及 一第二模組，適於控制該小批次副製造設備。 30 200521641 9.如申請專利範圍第8項所述之電子元件製造設備，其中 該第二模組更適於在要求來自該小批次副製造設備的 服務前將傳遞指令予該小批次副製造設備内之訊息隊 列0 10. 如申請專利範圍第9項所述之電子元件製造設備，其中 該要求服務前傳遞指令的步驟係依據一最佳未知排程 來進行。 11. 一種複合工具，其至少包含： 數個小批次元件，以及 一小批次製造執行系統，適用於控制該數個小批次元 件， 其中該小批次製造執行系統更適於與一大批次製造 執行系統通訊，以使該大批次製造執行系統可和該複合工 具互動，宛如該複合工具係為一大批·次工具一般。 1 2.如申請專利範圍第11項所述之複合工具，其更至少包 含一機構，其係用於接收及分配大批次載件及將基材輸 送進出於小批次載件及大批次載件。 1 3 ·如申請專利範圍第1 1項所述之複合工具，其中該小批 31 200521641 次元件包括一 高速小批次載件輸送系統 1 4 · 一種用於控制一電子 ”,八* 〜牛製造设備之操作的電腦可朝 灯指令，其至少包含： 轨 一第一模組，適於控制 制、生^^瓜 _、、 制一製造设備之至少一大批次裁 件輸送系統，該製造$ /甚μ 又備係、可操作以將大批次載件分送予 至少一大批次工具；
    一第二模組，適於控制該製造設備之至少一複合工 具，該製造設備係可操作以由―大批次載件輸㈣統_ 大批次载件； 一第三模組，適於控制該製造設備之至少一機構，該 製造設備係可㈣以將基材由大批次載件傳送至小批次載 件，以及
    一第四模組，適於控制該製造設備之至少一小批次載 件輸送系統，該製造設備係可操作以將小批次載件分送予 至少一小批次工具。 15.如申請專利範圍第14項所述之電腦可執行指令，其中 該第及第二模組更適於執行在一大批次電子元件製 造設備之製造執行系統電腦上，且其中該第三及第四模 組更適於執行在一小批次電子元件副製造設備之製造 執行系統電腦上。 32 200521641 16·如申請專利範圍第14項所述之電腦可執行指令，其中 該第一、第二、第三及第四模組更適於執行在一中央大 批次電子元件製造設備之製造執行系統電腦上。 1 7 ·如申請專利範圍第1 4項所述之電腦可執行指令，其中 該第四模組更適於指示該至少一小批次工具去執行一 製造製程’且其中該第一模組可和該第四模組互動，宛 如該第四模組係為一大批次工具一般。 1 8 · —種方法，其至少包含下列步驟·· 分割用於一電子元件製造設備（Fab)之電腦整合製造 (CIM)軟體’以讓該Fab可模組化為由下列各者共同構成 之一複合物： 至少一大批次載件輸送系統； 至少一第一工具，適於接收至少一大批次載件·，及 至少一複合工具，適於接收至少一大批次栽件， 其中該至少一複合工具包括： 至少一小批次載件輸送系統；以及 至少一第二工具，適於接收至少一小批次載件· 以及 於一分散式平台上執行該CIM軟體。 1 9·如申請專利範圍第18項所述之方法，其中分割CIM軟 33 200521641 體之步驟包括將用於執行Fab製程之軟體分配於一 Fab 製造執行系統（MES)及至少一複合工具MES之中。 20·如申請專利範圍第19項所述之方法，其中至該複合工 具MES之一介面係以一至一第三工具之介面形式顯示 於該Fab MES上，而該第三工具係適於接收至少一大 批次載件。 2 1 · —種方法，其至少包含下列步驟： 分割用於一電子元件製造設備（Fab)之電腦整合製造 (CIM)軟體，以讓該Fab 可模組化為由下列各者共同構成 之一複合物：
    次载件傳送至小 批次載件；以及
    適於將小批次載件分送 該CIM軟體 22·如申請專利範圍第 2 1項所述之方法 其中分割CIM軟 34 200521641 體的步驟包括分配軟體以於一 Fab製造執行系統（MES) 及至少一複合工具MES之中執行Fab製程。 23.如申請專利範圍第22項所述之方法，其中一至該複合 工具MES之介面係以一至一第二大批次工具之介面的 形式顯示於該Fab MES上。
    35
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