TW201703178A

TW201703178A - 控制傳送至半導體機台的方法、裝置及系統

Info

Publication number: TW201703178A
Application number: TW104127567A
Authority: TW
Inventors: 莊宇辰
Original assignee: 旺宏電子股份有限公司
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2017-01-16
Also published as: US20170010605A1; CN106335765A

Abstract

一種控制傳送至半導體機台的方法，包括於一半導體機台處理一第一承載體之晶圓以進行一處理步驟、於一預定檢查時間檢查一第二承載體之一位置以得到一檢查結果。預定檢查時間係為處理步驟結束前之一預定時段。方法更包括於完成處理步驟之後，從半導體機台移除第一承載體、運送一第二承載體之晶圓至半導體機台以及於半導體機台處理第二承載體之晶圓。

Description

控制傳送至半導體機台的方法、裝置及系統

本發明是有關於一種晶圓處理系統，且特別是有關於一種晶圓運送系統。

在製造產品時，產品可能會在多個處理機器上做處理。特別是半導體的製造，可能需要數百個處理步驟，這些步驟涉及超過一百種不同的處理器具。為了加快各種製造程序，半導體晶圓可能被運送至各種處理器具之間。舉例來說，為了完成積體電路晶片的製造，在積體電路晶片打包運送之前，可能經過沉澱、清洗、離子注入、蝕刻、及鈍化處理。每一個製造步驟可能在不同的機器上執行，例如化學氣相沉積室、離子注入室、蝕刻機台。在製造程序完成之前，經部分處理的半導體晶圓可能被運送於各種處理器具之間。因此，在製造過程中，半導體晶圓在各種處理器具及倉儲之間的運送是必要的。

在各種處理器具及倉儲之間的運送可由搬運系統所提供，例如自動化物料搬運系統(AMHS)，可運送晶圓承載體至欲處理的器具上。在半導體製造業中，經濟的考量扮演越來越重要的腳色，因此生產量已成為未來商業的生存能力的關鍵因素。因此希望可在半導體製造業中，實現高水準的生產力以及準時的運送。

本發明提出一種方法及程序，用以改良半導體製造程序的生產力。舉例來說，根據本發明之一實施例，提出一種方法及裝置，可改善晶圓運送至各種處理器具的傳輸量。

根據本發明之一實施例，提出一種用以控制運送至半導體機台的方法。方法包括於一半導體機台處理一第一承載體之晶圓以進行一半導體製造程序之一處理步驟，以及於一預定檢查時間檢查一第二承載體之一位置以得到一檢查結果，檢查結果包含第二承載體之位置。預定檢查時間係為處理步驟結束前之一預定時段。方法更包括基於至少檢查結果之一部份決定是否將第二承載體搬運至半導體機台之一定義範圍內之一倉儲，於完成處理步驟之後，從半導體機台移除第一承載體；以及於半導體機台處理第二承載體之晶圓。

方法可更包括回應若第二承載體之位置不位於半導體機台之定義範圍內，則運送第二承載體之晶圓至至少一半導體機台或運送至半導體機台之定義範圍內之倉儲。方法可包括根據一承載體識別符辨識第二承載體以及決定第二承載體所位於之一目前倉儲。在一些實施例中，方法可包括回應若第二承載體之位置位於半導體機台之定義範圍內，則使第二承載體保留於目前倉儲內。方法可更包括裝載第二承載體至半導體機台。方法可包括指示半導體機台之可利用性。

本發明之實施例更包括一種控制傳送至半導體機台的裝置。裝置包括一處理器。處理器用以於一半導體機台處理一第一承載體之晶圓以進行一半導體製造程序之一處理步驟以及於一預定檢查時間檢查一第二承載體之一位置以得到一檢查結果，檢查結果包含第二承載體之位置。預定檢查時間係為處理步驟結束前之一預定時段。裝置更用以基於至少檢查結果之一部份決定是否將第二承載體搬運至半導體機台之一定義範圍內之一倉儲，於完成處理步驟之後，從半導體機台移除第一承載體，以及於半導體機台處理第二承載體之晶圓。處理器可更用以回應若第二承載體之位置不位於半導體機台之定義範圍內，則運送第二承載體之晶圓至至少一半導體機台或運送至半導體機台之定義範圍內之倉儲。裝置可更用以可包括根據一承載體識別符辨識第二承載體以及決定第二承載體所位於之一目前倉儲。裝置可更用以回應若第二承載體之位置位於半導體機台之定義範圍內，則使第二承載體保留於目前倉儲內。裝置可更用以裝載第二承載體至半導體機台。裝置可更用以指示半導體機台之可利用性。

本發明之實施例更包括一種電腦程式產品，包括一非暫態電腦可讀取媒體儲存電腦程式指令。電腦程式指令包括程式指令。程式指令用以於一半導體機台處理一第一承載體之晶圓以進行一半導體製造程序之一處理步驟，以及於一預定檢查時間檢查一第二承載體之一位置以得到一檢查結果，檢查結果包含第二承載體之位置。預定檢查時間係為處理步驟結束前之一預定時段。程式指令更用以基於至少檢查結果之一部份決定是否將第二承載體搬運至半導體機台之一定義範圍內之一倉儲，於完成處理步驟之後，從半導體機台移除第一承載體，以及於半導體機台處理第二承載體之晶圓。程式指令可更用以回應若第二承載體之位置不位於半導體機台之定義範圍內，則運送第二承載體之晶圓至至少一半導體機台或運送至半導體機台之定義範圍內之倉儲。程式指令可更用以可包括根據一承載體識別符辨識第二承載體以及決定第二承載體所位於之一目前倉儲。程式指令可更用以回應若第二承載體之位置位於半導體機台之定義範圍內，則使第二承載體保留於目前倉儲內。程式指令可更用以裝載第二承載體至半導體機台。程式指令可更用以指示半導體機台之可利用性。

下文係配合所附圖式對本發明作詳細說明如下，需注意圖式上的尺寸比例並非按照實際產品等比例繪製。

100‧‧‧方法
S102、S104、S106、S108、S110、S112、S114、S116‧‧‧流程步驟
200‧‧‧半導體機台
300‧‧‧控制電路
302‧‧‧處理器
304‧‧‧記憶體
306‧‧‧通訊模組
308‧‧‧輸入/輸出模組
310‧‧‧判斷模組
T_Start 、T_Check 、T_End ‧‧‧時間點
PT、Pt‧‧‧時間區段

第1圖繪示依照本發明之實施例之用以控制一承載體運送至半導體機台的方法之流程圖。
第2圖繪示依照本發明之實施例之於半導體機台之運送過程之時刻圖。
第3圖繪示依照本發明之一實施例之控制電路之方塊示意圖。

以下係提出本發明的多個實施例並搭配圖式進行詳細說明，然上述實施例並非本發明可呈現之所有實施例。實際上，本發明的多種實施例可以多種形式實施，本發明欲保護之範圍並非限縮於本文所述的實施例之態樣。本文所述之實施例係用以滿足揭露內容之法律規定。

雖然本文係使用特定的用語，然此些用語係以共通性且敘述性方式採用，而非用以限制本發明。所有的用於本文的用語，包括技術性或科學性用語，除非於本文中另有特定定義，均具有本發明所述技術領域具有通常知識者所共同理解的含意。更進一步，於一般常用字典中具有定義的用語，均係詮釋為具有本發明所述技術領域具有通常知識者所共同理解的含意。更進一步，於一般常用字典中具有定義的用語，其含意均係詮釋為與相關技術領域及本揭露內容所載文字內容所具有之含意相同。此些通用的用語，除非本揭露內容明確定義為其他含意，否則不會被解釋為理想化的或過度正式的含意。相同的參考標號代表相同或相似的部分。

第1圖繪示依照本發明之實施例之用以控制一承載體運送至半導體機台的方法之流程圖。在晶圓製造廠中，可能有數千個承載體，每個承載體都具有數十個晶圓。這些承載體可能經由數百個以上不同類型的半導體機台的數百個步驟所處理。這些不同類型的半導體機台包括各種不同的機器，設備及/或處理器具。由於處理程序變得越來越複雜，不同的生產方法及程序也被實現。搬運系統可管理數百個半導體機台上的數萬個承載體的實體物流處理。在半導體工業中，搬運系統可包括一組部件，用來儲存物料及將物料從一個地方搬運至另一個地方。搬運系統可包括儲存系統(例如倉儲)、運送系統、及軟體系統。軟體系統用以控制搬運系統。倉儲用來儲存承載體，以及擔任運送系統之間的連接點。在運送晶圓至倉儲及各種半導體機台時，晶圓可被放置於承載體內，如前開式晶圓傳送盒(FOUPs)或標準機械介面(SMIF)盒。承載體可在預期的時間內被運送至要求的目的地，如倉儲或處理器具。在搬運系統中，物料的搬運係由運送系統所完成。由於處理器具在等待物料運送期間的閒置，半導體製造廠的輸出的一部份可能時常會浪費。因此，若保持不斷有新的晶圓可處理，將可增加生產力及效率。

第1圖所繪示的方法100，首先從步驟S102開始。在步驟S102，晶圓的承載體被運送至半導體機台以作處理步驟(例如微影製程)。在步驟S104，承載體中的晶圓在半導體機台被處理。為了簡潔和方便起見，在半導體機台中包含即將被處理的晶圓的承載體可定義為目前承載體。步驟S104依據處理步驟更可包括多個子步驟。舉例來說，在微影製程中，處理步驟可包括透過光罩投影光線。在半導體機台的晶圓可被覆蓋抗感光物。當光線透過光罩傳送可在化合物中造成化學反應。在接下來的步驟中，影像可被形成且保持穩定。抗感光物形成保護罩以在接下來的處理步驟(如蝕刻或注入)中保護晶圓表面的區域。當處理步驟開始時，計時器被設定以開始計時。在步驟S106，當時間到的時候，搬運系統檢查並決定在這個半導體機台中接下來要被處理的承載體的位置，以及在步驟S108中得到檢查結果。為了簡潔和方便起見，包含即將被處理的晶圓的承載體可定義為下一承載體。下一承載體的位置被檢查的時間可定義為預訂檢查時間。預定檢查時間將依據接下來要執行的處理步驟而有所不同。舉例來說，微影的預訂檢查時間可不同於化學氣相沉積程序的預定檢查時間。每個承載體皆與一個承載體識別符相關聯。搬運系統可基於承載體識別符的身分決定承載體的位置。搬運系統可決定下一承載體是否需要從遠端的倉儲被運送至附近的倉儲，及/或需要在序列中等待處理步驟。若步驟S108的結果為是，也就是下一承載體被儲存在附近的倉儲中，則進入步驟S110，運送系統進入等待狀態，以使運送系統等待下一指令，例如運送至半導體機台以進行處理步驟。若步驟S108的結果為否，則運送系統進入運送狀態。於步驟S112，在運送狀態中，運送系統運送下一承載體至附近的倉儲，並將下一承載體放入序列裡等待處理機具有空。若處理步驟需要時間區段PT來完成，預定檢查時間可定義為處理步驟結束前的一段時間區段Pt的時間點，使得預定檢查時間為PT-Pt。時間區段Pt可大約為10-15分鐘，依據處理步驟有所不同。運送系統在預定時間區段Pt內將下一承載體運送至附近的倉儲，並使下一承載體可被半導體機台使用。步驟S114，當目前承載體的晶圓被處理完成，運送系統從半導體機台移走目前承載體。處理器具即準備處理下一承載體。步驟S116，運送系統運送下一承載體至半導體機台，並裝載承載體至半導體機台以進行處理步驟。然後方法100接著回至步驟S104，並進行處理步驟以開始處理下一承載體的晶圓。

第2圖繪示依照本發明之實施例之於半導體機台200之運送過程之時刻圖。在時間點T_Start ，第一承載體被運送至半導體機台以進行處理步驟。處理步驟將執行一時間區段PT。預定檢查時間可定義為T_Check 。時間點T_Check 根據不同的處理步驟而變更。舉例來說，時間點T_Check 可為處理步驟結束的時間點T_End 前的一段時間區段Pt的時間點。當計時器到達時間點T_Check ，則搬運系統可基於承載體識別符辨識承載體2，以決定承載體2是否需要從遠端的倉儲被運送至附近的倉儲，及/或需要在附近的倉儲中等待以進行處理步驟。舉例來說，承載體識別符及/或其他的檢查結果可決定下一承載體是否位於半導體機台附近的定義區域內。例如，位於特定的倉儲、位於半導體機台特定的半徑內、位於工作的特定運送時間內。可以理解的是，決定的方式並不僅限於判斷半導體機台與下一承載體之間的實體距離，距離以外的其他因素也可被考量。舉例來說，運送時間(如下一承載體運送至半導體機台的時間量)也可被考量以決定是否運送下一承載體至不同的倉儲。若承載體2不位於附近的倉儲，則運送系統在預定時間區段Pt內將承載體2從遠端的倉儲運送至附近的倉儲。若承載體2位於附近的倉儲，承載體2將在附近的倉儲內等待。一旦處理步驟在時間點T_End 完成，承載體1將會從半導體機台200被移走。此時半導體機台有空且準備處理承載體2。承載體2接著被運送至半導體機台200並裝載至半導體機台200以進行處理步驟。當新的處理步驟開始時，計時器被重新設定。在處理承載體2的晶圓期間，當計時器再一次到達時間點T_Check 時，搬運系統檢查承載體3的位置並決定承載體3是否需要從遠端的倉儲運送至附近的倉儲。搬運系統重複地在時間點T_Check 執行檢查下一承載體的位置以決定下一承載體是否需要從遠端的倉儲運送至附近的倉儲、將下一承載體從遠端的倉儲運送至附近的倉儲，或者若下一承載體已經在附近，則在附近的倉儲內等待、基於檢查結果並運送下一承載體至半導體機台。在這樣的方式下，下一承載體將在前一承載體處理完成之前，預先被運送至半導體機台，以減少處理機具等待物料送達的閒置時間。

第3圖繪示依照本發明之一實施例之控制電路300之方塊示意圖。如第3圖所示，根據本發明之一些實施例，控制電路可包括多個元件，如處理器302、記憶體304、通訊模組306、輸入/輸出模組308及判斷模組310。本說明書所指之「模組」包括了硬體、軟體及/或韌體，用以執行一或多個特定功能。就這一點而言，上述之控制電路的元件可被實施為，舉例來說，電路、硬體元件(如適當的編程處理器、組合邏輯電路、及/或類似物等)、電腦程式產品、或上述之任意組合。其中上述之電腦程式產品包含儲存於非暫態電腦可讀取媒體(如記憶體)之電腦可讀取程式指令，且電腦可讀取程式指令可被適當的處理裝置(如處理器302)所執行。

處理器302，舉例來說，可被實施為不同的裝置，包括具有數位訊號處理器的一或多個微處理器、不具有數位訊號處理器的一或多個微處理器、一或多個微控制器、一或多個協同處理器、一或多個多核心處理器、一或多個控制器、處理電路、一或多個電腦、各種其他處理元件，包括整合電路，例如可程式邏輯控制器(PLC)、特定應用積體電路(ASIC)、或可程式化閘陣列(FPGA)、或上述之任意組合。因此，雖然第3圖所繪示為單一處理器，在一些實施例中，處理器302包括多個處理器。在一些實施例中，處理器302用來處理儲存於記憶體304中的指令或儲存於其他可被處理器302存取的設備中指令。當這些指令被處理器302所執行，可使運送系統執行一或多個有關第1及2圖所示之功能。

無論是由硬體、韌體/軟體方法，或上述之組合所配置，當對應配置時，處理器302可用以執行根據本發明實施例之步驟或操作。因此，舉例來說，當處理器302實施為可程式邏輯控制器、特定應用積體電路、或可程式化閘陣列或其他類似物時，處理器302可包括特別配置的硬體以進行本發明各種實施例所述之一或多個操作。或者，在其他實施例中，當處理器302實施為指令的執行者，如儲存於記憶體304之指令，指令可特別配置給處理器302以執行一或多個演算法及操作。

記憶體304包括，舉例來說，揮發性記憶體、非揮發性記憶體，或上述之組合。雖然第3圖僅繪示單一記憶體，記憶體304可包括多的記憶體元件。多個記憶體元件可實施至單一計算裝置上或分布在多個計算裝置上。在不同的實施例中，記憶體304可包括，舉例來說，一硬碟、隨機存取記憶體、快取記憶體、快閃記憶體、光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、數位多功能影音光碟唯讀記憶體(DVD-ROM)、光碟機、用以儲存資訊之電路、或上述之任意組合。記憶體304用以儲存資訊、資料(包括處理參數資料及/或分析資料)、應用程式、指令、或根據本發明之實施例之其他能使真空管執行各種功能之類似物。舉例來說，在至少一些實施例中，記憶體304用來作為輸入資料的緩衝，以使處理器302處理輸入資料。另外，至少一些實施例中，記憶體304用來儲存給處理器302執行的程式指令。記憶體304可以靜態及/或動態資訊的形式儲存資訊。在執行儲存的資訊的功能的過程中，這個儲存的資訊可被處理器302儲存及/或使用。

通訊模組306可被實施為任何裝置或元件，裝置或元件係由電路、硬體、包括具有儲存於電腦可讀取媒體(如記憶體304)上之電腦可讀取程式指令之電腦程式產品、或上述之任意組合，用以自其他裝置接收資料及/或傳送資料至其他裝置，例如，壓力偵測器、溫度偵測器、及/或其他類似物。在一些實施例中，通訊模組306(或其他本說明書所述之元件)可至少部分被實施或由處理器302所控制。通訊模組306例如透過排線與處理器302溝通。通訊模組306可包括網路介面卡及/或支援硬體及/或韌體/軟體以能夠與其他計算裝置溝通。通訊模組306可使用任何計算裝置之間通訊的協定來接收及/或傳送資料。通訊模組306可附加地或替代地例如透過排線與記憶體304、及/或輸出/輸入模組308溝通。

輸入/輸出模組308可與處理器302溝通以接收偵測器、感應器(如氣體流量和輻射)、致動器(如閥和汽缸)、開關(如流量開關)及類比程序變數(如溫度、壓力)所傳來的訊號，並提供可聽見的、可看見的、機械系統或其他系統如閥。控制電路可包括內建輸入/輸出模組或外部輸入/輸出模組。

熟習本發明所屬領域之技藝者將想到，於此提出之本發明之多數修改及其他實施例，係具有上述說明及相關圖式中所提供之教導的益處。因此，應理解本發明並非受限於所揭露的具體實施例，且修改及其他實施例係包括於以下的申請專利範圍之範疇內。此外，雖然上述說明及相關圖式描述在元件及/或功能之某些例示組合之上下文中的實施例，但應可理解到元件及/或功能之不同組合，可在不違背以下的申請專利範圍之範疇下由替代實施例所提供。於此，舉例而言，不同於上面詳述的元件及/或功能的組合，亦被考慮為可在某些以下的申請專利範圍中提出。雖然於此採用特定之用語，但它們僅以一通用且描述性的意義使用，不具有限制之目的。

100‧‧‧方法

S102、S104、S106、S108、S110、S112、S114、S116‧‧‧流程步驟

Claims

一種控制傳送至半導體機台的方法，包括：
於一半導體機台處理一第一承載體之晶圓以進行一半導體製造程序之一處理步驟；
於一預定檢查時間檢查一第二承載體之一位置以得到一檢查結果，該檢查結果包含該第二承載體之該位置，其中該預定檢查時間係為該處理步驟結束前之一預定時段；
基於至少該檢查結果之一部份決定是否將該第二承載體搬運至該半導體機台之一定義範圍內之一倉儲；
於完成該處理步驟之後，從該半導體機台移除該第一承載體；以及
於該半導體機台處理該第二承載體之晶圓。
如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括：
回應若該第二承載體之該位置不位於該半導體機台之該定義範圍內，則運送該第二承載體之晶圓至至少一半導體機台或運送至該半導體機台之該定義範圍內之該倉儲。
如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括根據一承載體識別符辨識該第二承載體以及決定該第二承載體所位於之一目前倉儲。
如申請專利範圍第3項所述之方法，更包括：
回應若該第二承載體之該位置位於該半導體機台之該定義範圍內，則使該第二承載體保留於該目前倉儲內。
如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括裝載該第二承載體至該半導體機台。
如申請專利範圍第1項所述之方法，指示該半導體機台之可利用性。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一承載體為一前開式晶圓傳送盒或一標準機械介面盒。
一種控制傳送至半導體機台的裝置，包括一處理器，該處理器用以：
於一半導體機台處理一第一承載體之晶圓以進行一半導體製造程序之一處理步驟；
於一預定檢查時間檢查一第二承載體之一位置以得到一檢查結果，該檢查結果包含該第二承載體之該位置，其中該預定檢查時間係為該處理步驟結束前之一預定時段；
基於至少該檢查結果之一部份決定是否將該第二承載體搬運至該半導體機台之一定義範圍內之一倉儲；
於完成該處理步驟之後，從該半導體機台移除該第一承載體；以及
於該半導體機台處理該第二承載體之晶圓。
如申請專利範圍第8項所述之裝置，其中該處理器更用以回應若該第二承載體之該位置不位於該半導體機台之該定義範圍內，則運送該第二承載體之晶圓至至少一半導體機台或運送至該半導體機台之該定義範圍內之該倉儲。
如申請專利範圍第8項所述之裝置，其中該處理器更用以根據一承載體識別符辨識該第二承載體以及決定該第二承載體所位於之一目前倉儲。
如申請專利範圍第8項所述之裝置，其中該處理器更用以回應若該第二承載體之該位置位於該半導體機台之該定義範圍內，則使該第二承載體保留於該目前倉儲內。
如申請專利範圍第8項所述之裝置，其中該處理器更用以裝載該第二承載體至該半導體機台。
如申請專利範圍第8項所述之裝置，其中該處理器更用以指示該半導體機台之可利用性。
如申請專利範圍第8項所述之裝置，其中該第一承載體為一前開式晶圓傳送盒或一標準機械介面盒。
一種電腦程式產品，包括一非暫態電腦可讀取媒體儲存電腦程式指令，該電腦程式指令包含程式指令，該程式指令用以：
於一半導體機台處理一第一承載體之晶圓以進行一半導體製造程序之一處理步驟；
於一預定檢查時間檢查一第二承載體之一位置以得到一檢查結果，該檢查結果包含該第二承載體之該位置，其中該預定檢查時間係為該處理步驟結束前之一預定時段；
基於至少該檢查結果之一部份決定是否將該第二承載體搬運至該半導體機台之一定義範圍內之一倉儲；
於完成該處理步驟之後，從該半導體機台移除該第一承載體；以及
於該半導體機台處理該第二承載體之晶圓。
如申請專利範圍第15項所述之電腦程式產品，其中該程式指令用以回應若該第二承載體之該位置不位於該半導體機台之該定義範圍內，則運送該第二承載體之晶圓至至少一半導體機台或運送至該半導體機台之該定義範圍內之該倉儲。
如申請專利範圍第15項所述之電腦程式產品，其中該程式指令更用以根據一承載體識別符辨識該第二承載體以及決定該第二承載體所位於之一目前倉儲。
如申請專利範圍第15項所述之電腦程式產品，其中該程式指令更用以回應若該第二承載體之該位置位於該半導體機台之該定義範圍內，則使該第二承載體保留於該目前倉儲內。
如申請專利範圍第15項所述之電腦程式產品，其中該程式指令更用以裝載該第二承載體至該半導體機台。
如申請專利範圍第15項所述之電腦程式產品，其中該程式指令更用以指示該半導體機台之可利用性。