TWI240154B - Method for determining a dispatch of physical objects to stations of a system of stations, device, computer-readable storage medium and program element - Google Patents

Description

1240154 五、發明說明（1)

所屬之技術領域 本案係為與遞送物件至具t 中的工作站之決定方法、裝置、 元件有關的發明。 複數個工作站之一站系統 電腦可讀儲存媒體及程式 發明背景 在產業中’提昇製作生產力並降 努力的方向。這當然包含把努力將生 典型的半導體晶圓廠都是被設言十 品。每個產品的製作都包含數以百計 影蝕刻（photolithography)、移除光 resist)、離子注入（ion implantati (sputtering) 、 4匕學氣相沈積（chem i deposition，CVD)等等）。在這製作 (station type )乃在處理過程中被 理程序的流程並把要處理的晶圓傳遞 提昇生產力乃是一個很複雜的問題。 路控制乃需要這類的流程。 低成本一直都是各界 產製作予以最佳化。 來製作各種不同的產 的處理步驟（例如微 阻（removing on)、濺鍍 cal vapor 過程中，一站型態 存取數次。創造出處 至一站系統的站以便 在半導體製作中的線 半導體生產中之線路路控制的標準方法是一個被稱 為''臨界/比（c r i t i c a 1 / r a t i ο ) π或簡稱為n C / R:的傳遞法 則（d i s p a t c h i n g ρ ο 1 i c y )。根據該方法，與處理程序有 關的批次乃被最佳化，以致於透過生產線的相關延遲 (r e 1 a t i v e d e 1 a y )會較高與而所預期的殘留傳輸時間 (residual transmit time)則會較低，其係都具有較咼

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1240154 五、發明說明（2) 的優先性。該方法乃透過了舉 參數與傳送敏捷的最佳化。然而，’：傳輪時間 點。 Θ方法仍是有一藝缺 該方法的一個缺點乃在於苴 則（dispatching p〇H ) 1僅^疋無法傳遞的 程序階段之單一操作系二於-個具有幾個回饋^

Kllm〇v定律）。對一般的隨機網路來說，P斤明的 為EXP完成（EXP compiete )，其係土的問題係 C/R被用在複雜網路的原來He :、遞送法則 徵乃在於其中有一個運算法可在Μ指兒數問通1段^的特 題。 你知數時間内解決該問 就生產控制的整體最佳化而言，該方 乃在於Klimov定律所考量的標的變數個缺點 variable )並不能滿足所有應用的 際應用時，產量特徵（fleld featufe)=在實 法都必須由以；；方勃母一ί 2標的變數的最佳方 數的最佳方式來執仃，忒方式係為該選取標的來 法結合在-起未包含於此選取内的標的變數最佳化 是透過；：’線路控制的問題都 - :曰久以及#作層次無關的方式來解決。 把機械廠=IΓ裡，維持預定容量極限的可能性是透過把 ==)各：：：：之工作内容遞送至遵循著啟發式 取堅疋機械/最堅定工作階級優先（most 1240154 五、發明說明（3) inf 1 exible mach i ne/most inflexible job class f i r s t ) n的工作站來檢測。 另一個替代性的方法是以下列應用於一離散時間模擬 (discrete-time simulation)中的排序策略 (sequencing strategy )為基礎：π由有效的工作階級中 選出用於在一工作站中處理的次一工作階級，其中該工作 階級乃剛成為有效的工作階級，而該工作站也剛成為具有 最高速度評分的工作站。此處的工作站之速度評分乃是指 與每個工作階級有關的位置配置。最快的工作站乃接收工 作階級X中評分為1的工作階級或是最快的多個工作站乃接 收工作階級χ中，的多個被評為1的工作階級，而第二快的工 作站則是接收工作階級X中被評為2的工作階級，此乃適用 於所有工作站與所有工作階級。” 在操作層次上，假使純粹技術工作-至—工作站的奉獻 (j〇b-to-station dedication)導致了在操作中的傳輸 時間變得更長又更長，那麼其他工作站便被釋出或是特s定 的工作站針對特地工作階級而被保留。 、關於用來在半導體生產中提昇線路控制的最小派工變 化法則（minimum inventory variability p〇iicy， MIVP)乃被揭露在[n氟[2]之中，，而某些以該法則 礎的規定乃概略式的被提出以避免n 作=ς 淹沒或是匱乏。 # %被 最佳化UUadratlC 〇PtlmiZatl〇n)的方法則是 在[3 ]與[4 ]有所描述。 疋

1240154 五、發明說明（4) [5 ]與[6 ]則描述了與輪詢週期（p 〇 1 1 i n g C y c 1 e )相關 的探訪表（vi si ting table )如何可被計算出來。 [7 ]則揭露了一種方法，而透過該方法便可決定何時 被傳送置一資源匯池裝置以供處理的物件將會傳送過量。 按照飢利法則（Kelly and Laws)的繁忙流量理論 (heavy-traffic theorem)乃被揭露於[8]。 [9 ]則揭露了可讓物質流在不具有實體標示物質單元 ^physically marking material unit)的一紡織品處理 系統^被決定的方法與裝置，其中該物質乃是經過數個處 理機裔的處理並透過運輸系統而運輸。以該方法為基礎， 上述内谷係可透過將與傳輸過程有關的時間以及位置資訊 予以儲存並改變由感測器所偵測到的物質單元而在一電腦 上的一個或是多個檔案中實現。該物質流係町透過把來自 :该檔案或是多個檔案中的時間與位置資訊予以連結而決 本發明係以創造出一 工作站的決定方法為基本 線路控制更是可被應用於 該目的係透過具有所 之特徵的遞送物件至具有 :決定方法、$置、電腦 用來把一物件傳遞矣一站系統之 目的，而其中所表ί見出的改良性 複雜的工作站網路！中。

附之獨立項申請專利範圍所主張 複數個工作站的站系統之工作站 可讀儲存媒體及程式元件而實

第10頁 1240154 五、發明說明（5) 站乃聚在一起而形成以各工作站功能性為基礎的複數個工 作站群組。另外，還形成了複數個資源匯池，而各個資源 匯池分別包含至少數個在一工作站群組内的工作站。就資 源匯池而言，一載入分佈（load distributiorl)係以載 入最小化（load minimization)及/或載入均質化（i〇ad homogenization)為基礎而決定。以載入分佈為基礎，物 件係被分發至該資源匯池的工作站，且該物稍後將依選擇 而被傳遞至資源匯池的工作站。 另外，本發明亦提出之遞送物件至具有複數個工作站 的站系統之工作站的決定裝置，透過一個處理器，該裝置 =被设定為可以實施上述決定方法步驟的形式。此外，本 二明亦提出了一種電腦可讀儲存媒體，其内乃儲存有一程 ;站2:定遞送物件至具有複數個工作站的站系統之工 方法再者當ί實施時其乃具有上述的 乍：：：系r工作站的程式元件，心過： ^寸’其乃具有上述之方法步驟。 個或電腦程式，即所謂的軟胃，以及- 可以透過任何混雜开ί硬體，而執行，或是也 合在二起的形式mr:的是把軟體組件與硬體組件結 容何以會認定‘ ：：：^之前’ *文乃先解釋後續内 述於與本申請始；有：一 :、、、2所瞭解’特別是那些被描 月阳木有關早節之中的術語。 1240154 五'發明說明（6) 此處所指的物件乃特別是對一個將被遞送至站系統之 工作站並藉其處理的實際具體化物體而言，亦即一個真實 世界的物體’尤指一個被提供至複數個處理步驟或是經二 工作站的生產步驟的物體，例如一個與半導體生產有關的 晶圓批次或是爭"晶圓。 此處所指的工作站乃特別指那些在處理一物件的過程 中被設定成用來執行至少一處理步驟的裝置。舊半導體生 產的領域來說’工作站可因需要執行下列處理步驟而被設 定： -產生層次的方法（例如：自氣相而沈積的方法、化學氣 相沈積法（C V D )、熱氧化法（t h e r m a 1 〇 x丨d a t i ο η )、蒸汽 沈積法（vapor deposition method)、濺鍍法（sputtering m e t h o d)、旋轉塗佈法（s p i n c o a t i n g)、離子注入法、透 過晶圓接合與回钱而產生層次的方法、回火法 (tempering method )等等）； -平版印刷法（例如：產生光阻圖案的步驟、光學暴露法 (optical exposure method)、又一厂3乂平版印席1]〉去、離子平 版印刷法等等）； -移除層次的方法（例如：濕蝕刻、濕式-化學蝕刻（we t 一 chemical etching )、化學-機械研磨(chemical -mechanical polishing)、乾蝕刻、物理乾蝕刻、化學乾 蝕刻、化學-物理乾蝕刻（chemical-physical dry e t ch i ng )等等）； -經由摻雜原子而摻雜出一層次（例如：熱摻雜、經離子

1240154 五、發明說明（7) 注入而摻雜、摻雜原子的活化與擴散（activati〇n and diffusion of doping atom)、摻雜粒子擴散 (diffusion of doping atom)、未摻雜物質的擴散等 等）； ’、 -清理步驟。 此處之工作站群組指的是一站系統中的工作站之一群 組，其係以來自於複數個工作站的一可預定的準則（戈是 一些準則）為基礎而建立。一個用來形成工作站群組的= 則指的是各個工作站的功能（例如：一工作站群組内 有工作站在表現特定蝕刻方法步驟時的能力，或是， =作站透過特定蝕刻參數而執行特定蝕刻方法步驟 力。）一工作站群組多為一封閉式的工作站群組，而，: 工作站群組内的卫作站乃具有可相互交換的功㉟。在此 此處所說的資源匯池乃特別是針對在一封閉式 群組内的標準吱是不炉淮μ 飞工作站 早次疋不私準的工作站子集（subse 此，一個資源匯池乃可由 因 子隼ίΗι· · )』由封閉式的工作站群組之分 子集（dlsjunctlve subset )所组成。一 刀離式 過辨識來自於工作站群組中鉼ς匚池係以透 群組分析為基礎而建構。：：特：：：二所建立的工作站 群組的子集。一資源匯 ::i Ζ也75 S —卫作站 下列方式組成，該方式传作站群組中的工作站以 由（刚te)，那麼該資^隱也過内先的預言1 在工㈣之間的路 用。 貝源匯池内的工作站便必須岣勻 被使用 此處所說的工作階級Γ · 、及（job Class )乃特別針對 地

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部为-步驟（part-step)而言’其係來自於以一個 入-站系統的物件來製作產品的過程中或 ：： 的過程中。舉例來r兒’沈積、姓刻、離子注 ：件 圓製作出相關半導體產品過程中的不同工作階級晶 此處所說的產品群組（product group)或是 悲（job type )乃是特別針對製成的特定產品（ 定記憶體晶片）而言，其传產味白以$ /丨、τ从 特 一物件之時。 ，、係產生自…-工作階級處理 此處所說的傳輸向量（transfer vect〇r)(通 符號2標識）係為一個向量，其中所含的組件乃包含與 各向量組件内的一產品群組之中到底有多少物件被^ 該站系統有關的資訊。 Μ 本發明的基本概念乃可在以各工作站的功能（例如一 工作站群組在表現蝕刻方法上的能力）為基礎而把將一站 系統的網路’係由工作站所組成，分割成多個工作站群組 (也稱為關係組件（relationship components))的過 程中看見’其中不同工作站群組的工作站最好是不同的工 作站。換句話說，示範性之情況便是每個工作站最多或是 僅（at the most or exactly)隸屬於一工作站群組。另 外，這種分割乃包含形成資源匯池，也就是一封閉式工作 站群組的分離子集。再者，由分割所形成的資源匯池内的 工作路由（route of the job)乃是透過以在工作站之間 的載入最小化或是載入均勻化為基礎來決定資源匯池的載 入分配（load distribution)之方式來控制或設定。 1240154 五、發明說明（9) ^是，物件乃詳盡地以下列方式遞送至 ，组’因此具有物件的工作站將不至於發生被淹沒勺的 (swamp)或是匱乏（starvati〇n)的情形。因此，以已 =載入分配為基礎，物件即被遞$，那也就是 已經指派而傳至資源匯池的工作站。 以上内容乃提供了一種非常經濟的物件處理過程， 如處理在工作站上的一晶圓批次的晶圓的過程， 了一個生產力非常高得處理過程。‘ 、 因此，C/R值便得以透過本發明而被擴展或是模擬進 而可在複雜工作站網路中有很好的表現，特別是在避免權 利損失上的表現。另外，網路内的載入乃被均勻的分配。 透過在資源匯池層級誘導出了最大庫存量，那麼工作 序列或是遞送物件至一站系統之工作站的問題便得以透過 將傳統的C/R予以擴張而獲得解決。 以本發明為基礎’工作站容量的應用係較習知技藝之 計晝與操作方法中的應用情形來得好。另外，工作站場内 的乃具有一更均勻的載入分配。透過載入最小化與載入均 勻化’操作系統與資源匯池的不穩定性便獲得解決。而無 法避免的不穩定性則是在針對操作層級上的特定工作階級 有增加佇列（queue )趨勢之前即先取得較好的控制。 因為工作站已被为成不同工作站群組，因此在運曹速 度上乃有非常大的進步。另外，因為有容易的參數性#、 (parameterizability ) ’所以便可在很短的時間内完成

1240154 下列方 在此資 °因此 個物件 要的角 佈係可 就是說 &與載 一點地 各種情 載入的 同工作 五、發明說明（10) 設定以及解出測試通信定義表 本發明的較佳發展係可由 的内容中獲知。 可透過考慮物件遞送至工 站为組成為複數個工作站群組 物件至工作站的附加準則便會 工作站分組成為複數個工 形成與一個或多個工作階級有 (envelope 〇f the station ) 於處理一物件過程中的某一處 工作站群組最好是以不同 的形式產生。 另外’資源匯池亦可透過 的是工作站可透過適當地選擇 間的路由權重而被均勻地應用 源匯池之工作站之間處理的各 最佳化中的自由度上.扮演很重 另外，資源匯池的載入分 載入均勻化為基礎而決定，也 礎’在此情形下介於載入最小 化便可透過加權而決定。詳細 使用者專用的方式並且可針對 有多少關於載入最小化（即總 化（即將載入均一地分配至^ (test scenario ) 〇 隨付之附屬項申請專利範圍 作站的關聯可能性而將工作 。於是，一個用來控制遞送 在工作之中被創造出來。 作站群組的較佳方式是透過 關的一過渡性的工作站封包 ，其中一工作階級乃對應 理段落（s e c t i ο η )。 工作站群組之間是相互分離 式而生成， 源匯池内的 ，工作路由 遞送都在整 色。 透過以載入 以該兩個準 入均勻化之 說就是可以 況需求而量 重要性）與 站的重要性 該方式指 工作站之 或是在資 個糸統的 最小化與 則為基 間的優先 δ丁出一個 身訂做出 載入均勻 )的準則

1240154 五、發明說明（11) 需在彼此相互搭配的情況下被加權。 權數乃可事先設定，特別是在載入均勻化優先於載入 最小化的情形下；此係可藉決定在兩個最佳化準則之間的 哪一個權數之數值參數被解碼而實現。 一旦載入分佈被確定，在工作站之間用來遞送物件奚 工作站的路由便可確定。這些路由乃可被加權，也就是説 不同路由可以有不同的遞送比例。 資源匯池之載入分佈的確定係可被完成，特別是透過 使用凸二次程式化（convex quadratic programming)之 最初偶數演算法（primal dual method)、凸二次程式化 (convex quadratic programming)之最初仿射排列法 (primal affine scaling method )，或是凸二次程式化 (convex quadratic programming )之有效集合法 (a c t i v e s e t m e t h o d )而實施。詳細一點地說就是最佳 化乃可透過使用一個以前述之非線性最佳化方法為基礎的 二次程式化（quadratic programming)而實行。這此以 本發明為依據而被應用的二次程式化（quadrat ic programming )方法乃可被發現，例如在[3 ]之中。 以已決定的載入分佈為基礎，物件便得以被遞送至資 源匯池内的工作站。 以本發明的另一實施例為基礎，經考量至少一資源匯 池優先於-後續資源匯池之後]勿件係可被遞送至該後續 資源匯m點說便是在—序列控制觀點的各種下游 (downstream )情形下的資源匯池内之網路狀锻處理是以

1240154 五、發明說明（12) 序列以C/R值為基礎而改變的方式來進行，進以使得 f:不會發生被淹沒或是匱乏的情形。因此，以本發明為 基礎’至少有-個優先資源匯池以及至少一围 池？完全地考量過’在該等資源匯池之間則存有 或是一個有效的關聯。 輕a 另外’物件更可透過使用臨界/比 (cri，ti、cal/、ratio )準則而被遞送至後續資源匯池。 當被遞送至一後續資源匯池的物件數量超過一 檻值時：最好暫停遞送物件至該後續資源匯 二二 地說=疋此乃可以避免資源匯池發生被 、·、= 將不會影響對物件集合的處理。舉例來說，如二f 源匯池的緩衝區不再接為Α仙輪处 果違後續資 可匕个丹接文其他物件，那麼遞送便合 亦：重新補f物件至此資源匯池的動作將會停止：優先資 的中斷。 物件至其他'源匯池或是開始終結該遞送 當被遞送至一 t續資源匯池的物# &量低於 ，，最續遞送物件至該後續資源匯池。此㈡ :用來避免-貝源匯池發生匱乏，特別是在一通 T，而遞送物件至該後續資源匯池的遞心 次具有接收容量。 精之後，该後續資源匯池便再 另外，所偵測到的遞送物件至 過程係可透過模擬而查驗，而該 最好站的遞送 本發明之方法的功能。@❹擬取好勢能具有可執行 第18頁 1240154 五、發明說明（13) 用以遞送物件的本發明方法之輸出參數乃可被 莫擬軟體的輸入參數，目此透過該模擬軟體便可 :所：測到的物件遞送是否可當作一個與應用有關的模 Μ ^舉例來說，由布克斯自動化（Br〇〇ks Aut〇mati〇nTM ) 么司所生產的軟體產品ASAPTM (自動排程加速處理 (autosched accelerated processing))乃可應用於 $，其中該軟體係為一種相當適用於在半導體製程的邏輯 =用的杈擬工具。此外，其亦可被吊來模擬預期的短暫 =間二使用這類的模擬將可進一步地提高所偵測到之被遞 迗至一站系統的工作站之物件遞送狀況的可信度。 將物件遞送至站系統之工作站的不走乃可包含一控制 物件處理序列的步驟。 物杜再者，將物件遞送至站系統之工作站的過程係可以該 件_的士處理時間為基礎。此係為本發明方法保有短的物 处理時間之一必要‘特徵，其中該物件係已成功地通過複 歎個工作站。 此站系統最好是一個半導體處理工作站的系統。 =說地物件最好是一晶圓或是一具有複數個晶圓的晶 比-人’其中又以石夕晶圓或是石夕晶圓批次為佳。 邀本案係為提出了一半導體工作站系統的傳輸能力檢測 〃改良式的線路控制的發明。進一步說，本發明乃可提昇 $產力，特別是在高載入（high-load )的通信定義表之 中〇 透過本發明，一個EXP—完成（EXP—complete)問題乃可

第19頁 1240154 ----- 五、發明說明（14)

透過刀配而被轉成_個NP-穿成ri\[P 1 , X 风個NP兀成CNP-compiete )問題，載 入、、/、入均勻化的最佳潛力乃可被保有且該淺力將 <透過使用適當地運算法而在非常段的時間’ 問題等級EXP的特徵乃在於其確實存有一可在指數㉟時仃間 (exponent ial time )内及解決該問題的運算法。假使可 找到一具決定性的運算法，那麼該特徵完成 又 (characteristic compiete)所指的便是其將可驗證出 問題等級P與NP是相同的。如果有一個可在多項時間 (polynomial time )内解決一問題的非決定性運算法 (non-deterministic algorithm)，那麼該問題便被稱 為評-完成（仰-(：011^16七6)。 在本發明中也可看見一概念，係為在一半導體控制過 程的線路生產之中的排序（seqUencing)是與植根 (rooting)相分離的° 所述之本發明方法的實施例亦是用於本發明之裝置、 電腦可讀儲存媒體以及程式元件。 以圖示表現之本發明較佳實施例將被較詳盡地描述於 後文之中。 實施内容 在不同圖式中的相同或是相似組件係以同一參考符號 來標示。 在後續内文中，一個包含第一至第七工作MiOl至 1 0 7的半導體處理站系統1 0 〇將透過參考第1 A圖而獲得說

第20頁 1240154 五、發明說明（15) 明。 在處理半導體晶圓的過程中，工作站1 〇 1至1 〇 7乃分別 被設成各自可執行特定功能，亦即表現下列的處理步驟： -產生層次的方法（例如··自氣相而沈積的方法、化學氣 相沈積法（C V D )、熱氧化法（t h e r m a 1 ο X i d a t i ο η)、蒸汽 沈積法（vapor deposition method)、錢鑛法（sputtering method)、旋轉塗佈法（spin coating)、離子注入法、透 過晶圓接合與回钱而產生層次的方法、回火法 (tempering method )等等）； -平版印刷法（例如：產生光阻圖案的步驟、光學暴露法 (optical exposure method)、X-ray 平版印刷法、離子平 版印刷法等等）； -移除層次的方法（例如：濕蝕刻、濕式-化學蝕刻（wet一 chemical etching)、化學-機械研磨（chemical - mechanical polishing)、乾蝕刻、物理乾蝕刻、化學乾 蝕刻、化學-物理乾蝕刻（chemical—physical dry etching )等等）； -以摻雜原子摻雜出一層次（例如：熱摻雜、經離子注入 而摻雜、摻雜原子的活化與擴散（activati〇n and diffusion of doping atom)、摻雜粒子擴散 (diffusi〇n 0f doping atom)、未摻雜物質的擴散等 等）； ' ’、 -清理步驟。 將被處理的晶圓批次係被供至半導體處理站系統

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100 。 ::圓供應至半導體處理站系統100係透過一傳輸向量又 而況月。以所示的示範性實施例為基礎，第一工作型能 108的晶圓與第二工作型態109的晶圓乃都被傳入 ^产 理站糸統1 〇 〇 〇第一工作别能1 n R、楚-丁 y二 乐工邗空悲1 u 8、弟一工作型態1 〇 g或是 與兩個不同產品相呼應的的產品群組都是透過使用工作站 101至107的不同晶圓處理過程所製出。向量久的組件乃包 含關於晶圓數量的資訊，該晶圓將在歧半導體處理站系統 1 〇〇内根據第一工作型態i 08或是第二工作型態丨〇9而被處 理2舉例來說，在每單位時間（例如日或週）有5〇〇個晶 圓疋以第一工作型態1 〇 8處理，而每單時間内則有2 〇 〇晶圓 是以第二工作型態1 〇 9處理。 工作站1 0 1至1 〇 7所組成的系統乃是一個複雜的網路。 因此’透過使用工作站1〇1至1〇7將會有不同的晶圓處理可 月&性。不同處理路徑係以不同路由丨丨1表現於第丨A圖。舉 例來說，一個被提供至第一工作型態丨〇 8的晶圓乃可在第 一處理步驟中在第一工作站1〇1或是第二工作站1〇2上被處 理。再舉個例子來說，一個被供應至第二工作型態丨〇 9的 晶圓乃可在第二工作站1〇2或第三工作站1〇3上被處理。以 與各工作型態有關聯的處理步驟為基礎，不同、路經將可能 沿著工作站1 〇 1至1 〇 7。因此，舉例而言，第二工作型態 109的一晶圓乃可成功地在工作站102、104、105上被處 理，或是可成功地在工作站1 〇 3至1 0 7上被處理。 在後續内文中，本發明之另一實施例的半導體處理站

1240154 五、發明說明（17) 系統120將透過參考第1B圖而獲得說明。半導體處理站系 統1 2 0僅具有用以表現兩個不同處理步驟（沈積與蝕刻） 的工作站。在實際應用上’製出半導體產品的過程乃可包 含許多的部分步驟（Part-steps)(典型地是100)，而第 1 B圖之所以僅繪出一個具有兩個處理步驟的系統其實僅是 為了方便說明而已。 半導體處理站系統120乃具有五個工作站121至125， 係分別命名為第一沈積工作站1 2 1、第;二沈積工作站1 2 2、 第一 I虫刻工作站1 2 3、第二#刻工作站1 2 4，以及第三|虫刻 工作站1 2 5。該第一沈積工作站1 2 1與該第二沈積工作站 1 22乃被設定用來在一半導體晶圓上沈積出一氧化石夕層。 該第一至第三蝕刻工作站132、124、125則是被設定用來 圖案化（patterning )，例如對一個透過第一與第二沈積 工作站1 2 1、1 2 2而沈積在晶圓上的氧化石夕層進行圖案化 (係透過使用平版印刷法與蝕刻法）。 半導體處理站系統1 2 0也具有一詢問一傳 控制信號便 (inquiry-transmitting unit) 126 ，藉其 得以被傳輸之一控制電腦127，而一預定數量的半導酽 半ϊ體處理站系統120中被製出。這類的“資 1制電腦127。另外，㈣問_傳輸單元126";^1 :二凡連結130而與一晶圓庫129 (其係 補充晶圓空缺（wafer blanks))相=杂 導體產品，該詢問-傳輸單元126也可透過一控制：號而: 1240154 五、發明說明（18) 示晶圓庫1 2 9把晶圓補至工作站1 2 1至1 2 5所組成的系統之 中。 控制電腦1 2 7包含一個與半導體處理站系統丨2 〇之組件 相連接以便進行通訊的輸入/輸出單元丨3 1、一個儲存用的 呂己憶體132 ’以及一中央處理器（central pr〇cessing uni t，CPU ) 133，而該CPU 133内更包含有一個具有用來表 現控制半導體處理站系統丨2 〇的方法步驟之程式。對本發 明=遞送晶圓至工作站丨21至丨25的決定方法而言是必要^ 計异乃是透過控制電腦丨2 7 (或更精細地說是其實是 、 CPU1 33 )而實施。 半導體處理站系統丨2 〇乃受到該控制電腦丨2 7的控 控制電腦1 2 7乃透過將工作站丨2 !至丨2 5上的載入最小化並 盡可能均勻地分配至工作站丨2 i至丨25上以便將來自於曰 庫129的晶圓遞送傳輸至工作站121至125。 曰圓 由於有一控制信號字該詢問—傳輸單元丨26發出，3曰 庫1 2 9乃可補充預定數量的晶圓至該第一沈積工作站^ 1 該第二沈積工作站丨22。當該第一與第二沈積工作站丨2 1與 1 2 2在特疋日守間接受了晶圓的接收（a c c e p t s a reception of wafer )，那麼晶圓便被供至該第一與 沈積工作站1 2 1、1 2 2。在控制電腦1 2 7内的資料輪詢敕 所表現的不同控制單元決定了在該第一沈積工作站i ^合 第二沈積工作站1 2 2内的控制單元是否要讓該第一沈與 作站121與第二沈積工作站122在特定時間接收來自於、曰工。 庫1 2 9的晶圓（請參考第丨c圖）。這類透過一控制單/曰圓

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1240154 五、發明說明（19) (具有一内部時鐘）而對控制電腦1 2 7所進行的詢問乃包 含對控制電腦1 2 7内的資料進行詢問，其中該資料（例如 使用、路由資訊等等）係已透過以工作站1 2 1至1 2 5的即刻 資料為基礎所實行的本發明方法而計算出來並被儲存於該 控制電腦1 2 7之中。換句話說’第一遞送單元1 3 4係將晶圓 由晶圓庫129遞送至工作站121與122。 弟一沈積工作站1 2 1與苐一 >r貝丄，丨下叶1“/) q遂過第 二通祝連結1 3 6與第四通說連結1 3 7而與控制電腦1 2 7進行 資料或信號的交換。在另一方面，第一沈積工作站121與 第二沈積工作站丨22乃可透過第三通訊連結丨36與第四通訊 連結137而將其容量應用、在其輸入處等待處理的晶圓數 量紀錄至控制電腦127 (例如在一般的時間間隔内）。此 外，第一與第二沈積工作站121、1 22乃可檢索來自於控制 電腦127的資料，以其為基礎該第一與第二沈積工作站 121、122便可自内部決定（根據他們内部時鐘的當時日 期）是，他們要接收或是不接收來當時所傳來的新晶圓， 並可决定應用由第一與第—沈積工作站121、122提供多少 加權至後續的第…第二與第三姓刻卫作站123至125。 因此，控制電腦127便可透過第三與第四通訊連社 136、137而蠓得該第一沈積工作站 122的操作狀態之資訊（例如哕二f 一沈積工作站 使用狀況等等）。此資訊乃透過作站虽％容量與容量的 作站咖來詢問以便決定:以下的其= 1240154 五、發明說明（20) ' 要接收/退回新晶圓。 、 經過第一沈積工作站1 2 1或是第二沈積工作站1 2 2處理 ，的晶圓，其表面係已具有一氧化矽層，乃被供至後續的 第一、第二、與第三餘刻工作站1 2 3至1 2 5。 資料或是控制信號一方面可透過第五、第六與第七通 汛連結142、143、144而在第一至第三蝕刻工作站123至 1 2 5的控制單元之間交換，另一方面亦可透過第五、第六 與第七通訊連結142、143、144而在第一至第三蝕刻工作 站1 2 3至1 2 5的控制單元與控制電腦丨2 7之間進行交換。舉 例來說，第一至第三蝕刻工作站丨23至125乃可與控制電腦 127通訊關於第一至第三蝕刻工作站123至125當時的容量 應用情形或是當時有多少晶圓仍被留在該等工作站的緩衝 區之中的δίΐ。在其他情形下，以本發明之方法為基礎 時，控制電腦1 2 7係以上述經由任一工作站丨2 1至丨2 5透過 其内各自具有的一控制單元所存取的資訊與資料為基礎而 進行计异’其中該資料是各工作站1 2 1至1 2 5決定其本身是 否立即接受新晶圓與否的基礎。 、 疋 經過第一至第三蝕刻工作站丨23至125所處理過的晶 乃被供應至一晶圓接收單元1 4 5。 阳 . 詳細地說，在晶圓庫1 2 9、工作站1 2 1至1 2 5以及曰^ 接收單元145乃共組成實體層，而晶圓便在該實體層；= 遞送。在一個詳盡邏輯層次（logical levei)中 利於把晶圓遞送至工作站1 2 1至1 2 5的遞送係於控制電似 1 2 7中被計算出來，並以資料的形式（較佳的儲存格

1240154 五、發明說明（21) 為矩陣）進行儲存。工作站1 2 1至1 2 5内的控制單元係在邏 輯層次與該控制電腦1 2 7進行通訊並會詢問所產生的表格 (即輪詢，第1 C圖）。 在後文當中’輪詢係透過參考第1 C圖所示之流程圖 1 5 0而獲得說明。 在迴路1 2 5開始時，在具有每個工作抵達與每個操作 結束的第一步驟154中係有一調度程式（dispatcher)被 啟動。 在第二步驟1 5 6中則進行關於是否有一些工作站是自 由的檢測。

假使如此’那麼一個明白的工作階級便在第三步驟 158中被定義。在後續的第四步驟中，為了根據ppj進行處 理’係有一工作站被選取。pp J是一個自工作階級來探討 的輪詢表，亦即在各情況下都是一個具有m個表單的表 單，所包含的元件係為1、2、···n，其中m所代表的是工作 階級的數目而η代表的是工作站的數目。被選取之工作站 的表單係環著在P P S中被認定的工作階級。ρ ρ $是是一個自 工作站來探討的輪詢表，亦即在各情況下都是一個具有η 個表單的表單，所包含的元件係為1、2、...m。

如果在第二步驟156内的檢測結果是負面的，那麼以 PPS為基礎的工作階級係為了在第五步驟162内的自由工作 站而被選取。所選取的工作坪匕 ,,^ L F白級表單乃在PPJ中循環升至 被指定的工作站。 在第四步驟160之後，或是在 第五步驟162之後迴路

第27頁 1240154 五、發明說明（22) 1 6 4即被終結。 在後續文章中，第1B圖的内容乃再次被作用參考。當 晶圓根據在控制電腦1 2 7内的資料而被遞送至工作站1 2 1至 1 2 5時，每個工作站1 2 1至1 2 5都可使用在控制電腦1 2 7與實 體層之間的通訊連結來詢問在控制電腦丨2 7内的該資料， 其係以一預定的詢問週期為基礎。 控制電腦1 2 7内的方法序列之流程圖1 7 0係藉參考第1 D 圖而說明於後續文章中。透過本發明之一示範性實施例的 方法之流程圖1 7 0便可確定如何把晶圓遞送至工作站1 2 1至 125 〇 在第一步驟1 7 2中，控制電腦1 2 7乃接收來自於工作站 鲁 121 至 125 以及詢問-傳輸單元（inquiry- transmitting u n i t ) 1 2 6的輸入資料。該輸入資料乃包含與將被重新補 充而被處理的晶圓（數量、重新補充率等等）以及在工作 站1 2 1至1 2 5工作站上的處理參數（工作站的使用、在工作 站之緩衝區的晶圓、工作站的表現資料、時間資訊等等） 有關的訊息。 以被提供至控制電腦1 2 7的資訊為基礎，封閉式的工 作站群組係由工作站1 2 1至1 2 5在第二步驟1 7 4中形成。也 就是說工作站1 2 1至1 2 5以他們在邏輯層次上的功能為依據 籲 而被分成工作站群組，以及使用在控制電腦1 2 7中之記憶 體132内的邏輯物體。 另外，資源匯池是以在第三步驟1 7 6内的載入最小化 與載入均勻化之通信定義表為基礎而由工作站群組内的工

第28頁 1240154 五、發明說明（23) 在第四步驟178中 ^站所升/成° ^原匯'也係、透過工作站以下列形式來形成： 貝源匯池的工作站可透過適當選擇在工作站丨2丨至丨2 5之間 的路由而盡可能地少被使用並且盡可能均句地被使用。 作站1 2 1至1 2 5的緩衝容量乃被 什异出來。換句話說’這些把晶圓遞送至工作站丨2 1至丨2 5 的遞运係透過在控制電腦内的步驟丨76與丨78而被計算出 來，其中在工作站1 2 1至1 2 5上的總載入乃盡可能的少、所 有工作站盡可能同時均勻地使用，而每個工作站丨2 i至丨2 5 並不以這些數量的晶圓作重新補充以致於在各工作站丨2 1 至1 2 5内的緩衝區之容量都屬過量。此將使得工作站丨2 1至 1 2 5免於發生被淹沒或是匱乏的情形。 在第五步驟180中，控制電腦1 27乃把控制信號傳輸至 工作站1 2 1至1 2 5的控制單元以使得位在生產線上的晶圓乃 根據已定的載入分佈而遞送至工作站121至125。 第2A圖是透過舉例的方式說明一個具有"C5pR"之設計 的第一產品群組2 0 〇，其乃與特定工作型態相對應，並與 那一個資源匯池2 〇 1在此工作型態内被一個接一個的工作 階級所造訪有關，而相關的工作階級乃被造訪以便產生相 對應的產品。 另外’第2B圖乃是一第二產品群組25〇 (亦即第二工 =型態），其乃配置在另一半導體產品。為了生產這、些產 口口’一個多重性的資源匯池2 5 i乃被造訪且根據各種工作 白、及狀况下的製作方法而被執行。此第二產品群組Μ 〇乃 被標示為” C50P，，。

1240154

五、發明說明（24) 一 資源匯池2 5 0與251乃各自被配置有一字母以便個別桿 示出一生產步驟。例如字母” N”代表，，濕蝕刻（wet; 不 e t c h i n g ) π ’ π 〇"代表 π 熔爐（f u r n a c e )，’， ” a π 代表 μ、、尤 積（deposition)，’， ，，ρ” 代表”電漿處理（plasma ’匕

Process)”，而” F”代表”微影蝕刻

(Photolithography)”等等。而各資源匯池的數字則是一 個密碼’其所代表的便是各個特定資源匯池乃具有特定可 交換功能組並且可接受並統一與這些可交換功能有關的工 作階級之分配載入，其中該可交換功能是依序屬於特定的 處理參數。一般常說的處理參數乃包含處理時間、處理條 件（例如壓力與溫度）與處理物質（例如蝕刻物質、沈積 物質等等）。舉例來說，N4與N1 3乃代表在各種個案中管、 理濕餘刻方法的資源匯池，而相關的工作階級之差異乃 在於各自具有的蝕刻參數（例如蝕刻劑（etchant ) /蝕 刻時間、壓力以及溫度）。

為了呈現出一個詳細且清楚的工作階級與工作站之^ 現（其可輕易地被傳送），一個資源匯池的待表性矩陣七 被生成，其中在該工作站上的各種情況中係有一個或是^ 多工作階級被執行，又該資源匯池乃包含複數個工作站（ 這樣的一個貪源匯池之矩陣代表乃被描述於第3圖之中。 -後續内容將對第3圖所示之資源匯池300 (資源匯池 LPCVD SI (03)”）的矩陣代表做說明。 貝斤1•也 為了形成資源匯池3 0 0，—站系統的工作站乃先被分 組至封閉式的工作站群組以及一個被選取的工作站子集，

第30頁 1240154 五、發明說明（25) 其係形成了該資源匯池。 沿著資源匯池3〇〇 ( 一矩陣）的列3(H，不同工作階級 乃被列士 i舉例來說，第一個工作階級係以166 2 0 0 6來標 不。口著貝源匯池30 0 ( 一矩陣）的行3 0 2，則是列出了不 同工作站’第一個工作站係被標示為5〇9_U8。在資源匯 池3〇〇 ( 一矩陣）内的列301與行3 0 2之交叉點上的各元件 乃具有邏輯值”〇”或邏輯值”丨”。資源匯池3〇〇的一元件之 k輯值1所代表的是屬於各個列的工作階級乃可在與各 個仃相關的工作站上被執行。舉例來說，工作階級B62〇〇6 =在機械509-188上執行。而邏輯值"〇”代表的是各個工作 階級並無法在各機械上執行。舉例來說，工作階級B62〇21 # 並無法在機械509-118上執行。以一表格形式呈現的第3圖 之矩陣代表係為_數學表現，其顯示出了哪一個工作階級 是在哪一機械上具有效用。 一 &後文係為關於一個物件，即晶圓，如何依據本發明之 一較佳示範實施例的方法而被遞送至一站系統所屬之工作 站的說明。 、 百先’站系統的工作站係以各工作站的功能為基礎而 被分群至複數個工作站群組。 一封閉式的工作站群組或是關係組件乃是一群數量剛 _ 好夠大的工作站，因此已被認定的、封閉式工作站群組的工 作載入並無法透過利用在工作分配a〇b all〇cati〇n)中 的自由度（degree 〇f freed〇m)而執行。 一封閉式的工作群組係被定義如下：當有一連串的工

第31頁 1240154 五、發明說明（26) 2階級Zl、、、zn以及工作站Μι、、又i日寺，兩個不同工 作站X與γ是精確地設在同一個工作站群組m 於： ，二 Z!係在X與A被釋放；

Zi係在MiM被釋放，其中i = 2、3'、 · A係在與Y被釋放。 η ’ ^ ^ ,個工作站群組乃代表一個與”在工作站X與Υ 上係有一個工作等級被釋出，，有關的傳輪封包 (transitive envelope ) 0 ‘ “国說，第一工作站101至第三工作站103乃形成第 —封閉式工作站群組11 0。第一工作型態1 0 8係可 =、特二。(5刀，步驟中於第一工作站j 〇 j與第二工作站1 〇 2 一被執行，备時第二工作型態丨〇 9則可在第二工作站丨〇 2或 弟三工作站1 〇 3中被執行。 ,評細一點說，這些工作站乃具有一個封閉·式的工作站 2組以及其可在特定方式下相互交換的功能，這也就是說 一個載入可以透過在工作站群組内的超過一或是任意個中 ，工作站之間被交換。舉例來說，所有具有透過孔洞而進 行#刻功能的工作站可以都是同一個工作站群組中的工作 站。後續說明則是藉參考第4圖而對一封閉式工作群組4 0 0 做論述。 、 、卜第4圖呈現出了有一個封閉式工作站群組40 0鑲嵌在一 複雜網路内。沿著以矩陣形式出現之工作站群組4 0 〇的行 方向’第一至第七工作站4〇1至4〇7係被繪出。而沿著矩陣

第32頁 1240154 五、發明說明（27) 形（matrix- shaped )之工作站群組40 0的列方向貝是列出 了第一至第五工作等級4 0 8至4 1 2。矩陣形的工作群組4 〇 〇 内的每個胞元乃具有一個邏輯值” 〇，，或是”丨"，其係依據一 特定工作站針對特定工作階級而被釋放（”丨"）或是未被 釋放（”0”）而決定。舉例來說，第一工作站4(n僅"在第 二、第四、第五工作階級4〇g、411與412中被釋屮，Α诉 ^第—與第三工作階級偏與川中被釋出mi 了一工作計畫413。就一個封閉式工另作= 白勺硯點來看，所謂的工作計畫係以參 在把鉍^ /可付5虎4 1 4來標不。 ，把封閉式工作群組4〇〇鑲嵌入複雜製 個隨·機延遲415被執行。 I作過％中，係有一 在後縯内容中，一種用來確定一 4 〇 0的琿瞀、土及 木雒疋封閉式工作站群組 幻連^法係於下列虛擬碼中被指明·· while (r ^ 0 ) {i：-i + l；Ni 0 ； L.(0). = 0.i ： = 0 ； ，任思選取一個1 eR;DO{ J = j + 1 ;十 ν Ηϋ) = {m I m) = 1 Ai E l.o-d

Li (〇)· ^Euk<jNi«} σ十异 ⑴}} WHILE ⑽）说）

124〇154 五 、發明說明（28) 對所有j而言，NfUjH⑴， 對所有j而言，Li二^山⑴， R： = R\Li} 在上述的虛擬碼之中： L係為所有工作階級的集合 R仍被認定的工作階級之匯池

L i係為苐i個封閉式工作階級之群組的工作階級集合 N i係為第i個封閉式工作階級之工作站集合 F (i，m)是釋放指標函數（reiease indicator function)，當機械^針對工作階級i而被釋放 時，其乃假設邏輯值” 1 ” ；邏輯值” 〇 ”代表的是機 械m針對工作階級i而被封鎖。 後文係為針對上述虛擬碼所做的說明。

一控制變數i係被設定為4 〇。工作階級集合R仍被設定 為被整個工作階級集合L所佔據。另外，只要工作階級的 迴路R仍被認定為是一個空集合，也就是說只要仍有工作 階級未事先被認定，那麼一個WH I LE迴路便會被執行。控 制變數i係以1來增額。另外，組件（0 )係被引入作為在第i 個封句式工作站群組N i之工作站集合的空集合。類似地， 組件（0 )係被引入作為在第i個封閉式工作站群組L i之工作 階级集合的空集合。一控制變數j係被設定為0。此外，一 個來自於工作階級R的匯池之1仍被認為是任意地被選取， 而第i個封閉式工作階級群組L i的工作階級集合之第一組

第34頁 1240154 五、發明說明（29) 件（0 )亦被設定為1。因此，只要Np 對火 而言並不是一個空集合，那麼一個D0迴佰^時的數值j ^係以i來增額。另夕卜，N,⑴是由機械= 吕的釋放指標函數係為f (1， m) = 1 ，而對复成^_ 個元件LP ，而機械m則不是組件N(k)二、=S 1則疋一 元件，其中k〈”另外’ Li①係由具有f (ι集合單，的 性的1所形成，而機械m係為Ν!ϋ)的一元株 ^ m =次運作：細結束後，第,個封二：：= 人沖1站集合係被定義為所有數值j的整個組件NiCi)之集 &早兀。另外，第i個封閉式工作階級 ，合係被定義為所有數值j的整個組件:）的工作階級 當由工作階纽d、 之集合卓兀0 階級群組U的工作階级迴隼路人仍被認定時，第1個封閉式工作 WHILE迴路便再次乍運作及集&係被排除。在那之後外部的 在本發明之遞送物 之另一方法步驟中，複| ^站糸統之工作站的遞送方法 資源匯池乃包含至少一固貝源匯池乃被形成，其中之各 係以一封閉式工作^份該工作站群組的工作站。 池。第3圖乃呈現了資群組之分離子集形成一資源匯 上里 至現了貝源匯池300。 如果一封閉式工作站 對於工廠的運作而言c演-資源匯池，那麼 (工作站群組）的所有 h理4的。這是因為機械群組 範圍之中。“，彳艮頻=站都被應用在統計平均的相同 資源匯池島狀物（isund，在封閉式工作站群級中係有 如果

第35頁 us of resource pools) 〇 , 1240154 五、發明說明（30) 在一資源匯池内的所有工作階級可以利用相同形式（這裡 指的是相同處理速度）而在所有工作站上被執行，此即被 稱為一均勻資源匯池’反之如果無法以相同形式執行，即 為一異質性資源匯池（heter〇gene〇us pool ) ° 根據此示範性實施例，一 -工作站群組的某些工作站而以封閉J係透過辨識來自於 為基礎而產生。因⑶，-資源匯池C乍群組的一分2 組的子集合。一資源匯池是由一封4〜封閉式工作站群 站以下列方式所形成：f亥資源 ：：作站群組的= 地選擇在工作站之間路由而被均勻作站乃可透過適當 互交換功能之資源匯池内哈哈哈的工作：。因此具有可相 工作或是提供一共用目的。 作吨係可分享一共用 在把晶圓遞送至半導體處理站 步驟中，一載入分佈，亦即 ^、·，的方法之另一方法 載入最小化以及/或是載入 、工工作站群組而言係以 工作站的最佳分佈係被確定'勻化為基礎而把晶圓遞送是 換句話說，一栽入分佈 定之後方才確定。另一方面y ; Μ、才】式工作站群組必確 為盡可能被利用的工作站，以=:的通係定義表係 則被盡可能均勻地被分配至 入是低的，而載入 之各工作站。 根據所述的示範性實施例，各個 可透過解出下列的最佳化問 4式工作站群組係 最小化：‘吃⑽·‘ ；案而獲得： 厂一1 —1打hJ ⑴

第36頁 1240154 發明說明（31) 考量下列狀況 〇<Pz;< l9i = l，2...，m j = 1，2，··，η (2) 當 fij = 〇，py: 二 0 (3) Σ PiJ = /=1 i = 1，2···，m (4) J L 〇<uj<i5 j 卜 1,2, ···，!！ (5) 方程式（1)至（5)的數量係定義如下： m 在已認定之封閉式工作站群組内的工作階級之數量 η在已認定之封閉式工作站群組内的工作站之數量 i 工作階級的控制變數 j工作站的控制變數 U j工作站j的使用 c 1 載入最小化的加權參數 c 2 載入均勻化的加權參數 f i j具體指明在工作站j上的工作階級i是否被釋放 (’’厂’）或是未被釋放（π 0 π )的指標函數 Pi j 一工作階級i被導向至工作站j的可能性，其中有 關連可能性的矩陣係為P。 必須注意的是可依選擇而導入附加或是替代性的第二 種情況，例如計算出品質保證理由的需求。舉例來說，其 係可被實施為一附加的第二種情況，其中P i j應該比特定 選取的工作階級i或是特定選取的對（i， j )'的最小部分

第37頁 1240154 五、發明說明（32) ^ '-- 為大。 另外，下列數量係被引入·· i工作階級1的抵達率，i = 1，2，…，η，又係為 相關的轉換向量

blJ在工作站j上的工作階級1之處理時間，操作時間 所對應的矩陣係為B

QlJ工作站j提供至工作流1的頻率，對應的路由可能 性矩陣係為Q。

詳細一點地說，把物件，亦即晶圓，遞送至半導體處 理站系統的遞送内容係經考慮下列兩方面而被最佳化： 1 ·為了使載入得以最小化，工作站應盡可能有效地被 運用（例如快的或是有生產力的工作站應具有比低的或是 較無生產力的工作站為高的應用階級） 2 ·工作站應盡可能均勻地被使用。 · 這些邊緣狀況（boundary condition)的物理-數學 原因（physicaliathematical reason)係藉參考第 5 圖 所示之圖500而被解釋於後。 在圖500中，一站系統的不同工作站A1、A2、

A3、、、An係沿著橫座標5 〇 }而繪製。沿著縱座標5 〇 2，各 個工作站的相關使用^系以使用& (utiHzati〇n bar) 5 03&之形式繪製。以第5圖所示之站系統的各工作站之操作 狀態為基礎，工作站人丨至^的各個使用U皆低於1〇〇 %。這 些使用U係沿著一平均偏斜而分佈。

1240154 五、發明說明（34) 佳化方法係為如[3 ]與[4 ]中所述之凸二次程式化之最初偶 數演算法（primal dual method for convex quadratic programming )。在這方面應被注意到的是[3]内第524頁 之第五步驟（計算出步驟長度）應被解讀為： ap = /3min[ 1?φ(χ^ dxl)] ad = /5min[ 19φ(υί? dul)] 又 φ ⑻，h2) =: Λ2 < 〇 J hi 〇〇 : /z2 > 0

偶數最佳化之方法理論理由係於[4 ]中有所描述。 矩陣A= [ay] i = 1，2,…，m，j = 1，2,…，η 係被定義如下： ay = ijPijbij (6) 在方程式（1)的最佳化問題中的向量(Ui，U2”·” Un)係藉下列式子而獲 ϋ=(λ)τΑ * (7) 自工作站qij之觀點來看的路由可能性矩陣q係被計算 如下：. 开 _ ^fPij Σλ/Ρ〇 具有元件qi j岭矩陣Q係可被用來直接自機械的觀點詢 問工作流（job stream )，特別是在高載入（高流量）°的曝 情況下。此乃被應用於不需任何附加分析與最佳化的領域 之中’也就是說如果生產線的控制自動化程度夠高的話j 一可被示意性地認定為中央分配協定（centrai

第40頁 1240154 五、發明說明（33) 以仔列（queue )理論為基礎， (即被最小化的使用）曰鬥妓工作站總使用越低 # ffl ^ ^ ^ , )且圍、、凡在平均值附近的各工作站之 使用波動越低（即較為均勻 曰圓夕捕M + QJ旧仗用）在站系統之工作站上 值乃争”氏：日:間（亦即等待時間加上處理時間）的預測 於妳“理氏的總使用且同時也均勻使用係皆有利 这兩個準則都被列於方程式（"的最佳化 問中，那就是在第-期間中的载入最小化與在第 二期間中的載入均勻化。 預定加權數cl與c2將可在決定把晶圓遞送至站系統之 工作站的遞送過程中設定出兩準則之各個影響振幅。 加權數cl與C2是可以選取的，例如，選定cl = c2 = 1，其代表著載入最小化與載入均勻化的加權數是相同 的。假使載入均勻化的準則的加權數大於載入最小化的準 則之加權數（c2 < cl )，例如C2 = 5而ci = i，那麼 這種選取便是好的選擇。當載入均勻準則被忽略時（c 2 = 〇 )，在所需之計算時間上的可能縮減係可被執行，其提 供了好的結果達到將近7 0 %，特別是在容量使用的個案 中。可考慮將載入均勻化予以忽略，特別是在一個系統問 題是一個由許多站所組成之系統或是一個以複雜形式所相 互耦合的站系統的問題時，因為在這樣的數字效應在通信 定義表中可能變得彝常的大。 以上述示範性實施例為基礎，方程式（1 )的最佳化問 題係透過一個使用楳準非線性最佳化之方法的 M a t h e m a t i c a T Μ二次糕式化而解決。一特別適用的非線性最

第39頁 1240154 __ ----— 五、發明說明（35) /1 1i ng cycle )之 allocation protocol)的輪詢週期 ^ Pu ^ ^ 形成乃被說明於後續内容之中。一輪詢遞期係，1來°旬問 問題中之工作站（裝置、網路節點）Μ方法或是私式之後 說明了時間序列。 〃 每個工作站的輪詢週期係以下列方式做"又片，即每個 工作階級都是透過一個與可能性q i j相對應的頻/率之週』 而被詢問。類似地，每個工作階級的輪淘週』係以下，列方 式做設計，即每個工作站都透過一個與 < 能性Q1 j相>對應 的頻率之週期而被詢問。各個工作站與工作階級的父互作 用係被表現於第1 C圖。透過一個低真適中的載入，在a自動 化系統内的頻率乃如在[5 ]與[6 ]内所述的方式而被計算出 來。換句話說，與輪詢週期有關的造訪表格乃以[5 ]與[6 ] 内的方式而被計算出來。 請比對[5 ]中所列的下列公式（8 · 1 )(第1 5 8頁）：

mi 〜Ai + (1 — ρ-免呦）(Cai[^]ISiY ;'=1 i ~ pz

每個工作階級的造訪數目係於一工作站 被決定。比例因子（proportionality factor，珣週期中 以一預定的輪詢週期長度最大值（典型係在透過 k擇地輪迴週期

1240154____ 五、發明說明（36) 長度是40 )決定最佳共用任命者（nominator )時獲得。 應注意到的是在[5 ]中的上述高載量情況係透過一邊緣過 渡（boundary transition)(請參考[5]中之苐160 頁第一 段，一個與0有關但因過度負值而變成不利的使用（one minus utilization minus overhead with respect to zero))而被准予(legitimized ) o 另外，[6]所述及的『黃金比例政策（Golden Ratio Policy )』方法係被使用，在此前提之下’並不會有較大 的設定功效，例如舉個例來說，在注入時的氣體交換乃對 不同工作階級之間的的處理其實是必要的（可參考[6 ]第 356頁，步驟3 :在表格内的次序確定（Determination of the order within the table))。以該方法為基礎，在 一輪詢週期内的各個造訪係以在成功造訪一工作階級的間 隔之間是盡可能相同的形式來配置。一旦輪詢表的大小以 及個別造訪的數目已確定，輪詢表便詳細地以即時造訪之 分佈來排列，其係以儘可能均一的形式來實施。 當控制了半導體處理系統時，提供矩陣P與Q給一操作 者（例如一個半導體處理系統的管理者）以便作為遞送晶 圓至個別工作站的指令通常都是有效的。另外一個替代方 案則是一控制裝置（例如一個控制電腦）的矩陣p與Q係可 被供至相對應地的工作站之自動化控制。在半導體的大部 分領域裡（除了溶爐技術與注入（i m p 1 a n t a t i ο η )之 外），都不需要其他的分析與最佳化。 以本發明之遞送物件至站系統之工作站的方法為基

第42頁 1240154

至資源匯池 五、發明說明（37) 礎，該物件係依據已確定的載入分佈而被遞送 的工作站。 透過考量至少一個資源匯池是優先於一後錄欠 的方式來在該後續資源匯池上遞送物件乃是格二=源匯池 後續内谷係说明了在本發明之一較佳示範性每二的 之一貢源匯池内處理網路狀態的情況，其中該次二轭例 位於一個已被認定的資源的下游（downstrea^ =原匯池乃 resource considered ) 〇 a 透過處理位在序列控制下游某一點上的資源匯 網路狀態，該序列係可依據C/R方法而被改變，進以使得 資源匯池不至於發生被淹沒或是匱乏的情形。 付 可以理解的是所謂的資源匯池被淹沒其實指的就是有 太多物件，亦即半導體批次，需要被重新補充至該^源匯 池以至於其處理速度無法負荷。而所謂的資源匯池匱乏， 待別是因補充半導體批次至資源匯池的過程發生中斷所引 發的匱乏’便是提供至該資源匯池的物件量低於其所可處 理的數量。 在其他可能的情形下’生產序列的最佳化可能僅具有 增加產量達1 /6的潛力·，其係透過把工作路由予以最佳化 而提供。 然而，序列係在隨機改變傳輸時間的較重要時機上具 有一定的效應（例如在面臨遞送期限之時）。在高載入時 特別容易出現風險，其原因在於嚴謹的遵循CR定^將町能 弓丨發在生產線上的原料發生多餘的振動

1240154 五 發明說明（38) (oscillation )。為了避旁發哇卜；+、人人以 芍丨避尤〜生上述的情形，佇列長度 的刀佈作用亦需被列入考量。 因此，一種評估方法被便提出，其在一資源匯池將被 ，，過量時提供了一個準則。此係透過[7]所提出的一種 棋式而得以實施。 -為了說明上述模式，本發明之第6圖乃呈現出了一個 包含第一至第六資源匯池601至6 0 6的資源匯池排列60〇。 第6圖乃呈現了串聯資源匯池的序列問題分析模式。

第一與第二資源匯池6 〇 1、6 0 2組成了一優先階段的資 源匯池，第三至地六資源匯池6〇3至606則是第一與第二資 源匯池601、60 2的下游，因此其等屬於資源匯池的一後續 層級。第一至第六資源匯池乃各藉其内的緩衝區至612 來進行處理，其中該等緩衝區60 7至612係被設定以接收輸 入的晶圓批次。對各個資源匯池6 〇 1至6 〇 6而言，都有一特 定相關的使用U (以百分比為單位）。另外，第6圖亦顯示 出在各個優先資源匯池與其後續資源匯池之間都存有一門 檻值S。舉例來說，重新補充第一資源匯池60 1的晶圓批次 至第三資源匯池6〇3的門檻值S乃等於5。另外，速率π亦被 提出’晶圓批次乃可以速率77的方式供至後續的資源匯 池。在兩個優先資源匯池6 〇 1、6 0 2的輸入過程中，具有抵 達率為λ的各個工做階段係可被提供。 、 在一特定單元之前的佇列工作-階段-專屬門檻值 (job-class-specific threshold value)係伴隨著速率 77而被決定，其係透過使用考量了供給與需求的佇列分析

第44頁 1240154 五、發明說明（39) 而決定。僅當門檻值已達到所有工作階級的下游之時，該 等資源匯池方才被晶圓所淹沒。否則，晶圓經會被供至那 些仍具有可接收額外晶圓批次之空間的資源匯池。 另外，自下游資源匯池而來的需求處理必須先確定。 需求速率、以認定之資源匯池内的使用U1以及再由f源匯 池所具有的使用U2之關係乃為：=U1/U2 舉例來說，當 第一資源匯池6 0 1的使用為U = 8 7 %，而第三資源匯池6 〇 3 的使用則為U = 4 0 %，那麼便可的到一個需求速率”= 2.175。 * 就一優先資源匯池與一接在奇後的後續資源匯池（例 如第一資源匯池6 0 1與第三資源匯池6 〇 3 )所組成的序列 (tandem )而言，一個關於透過在序列中之後續資源匯池 内的晶圓數量以便決定該優先資源匯池應被重新補充更多 晶圓或是應停止補充的準則便可被取得。上述設計之目的 乃在於沿著下游的方向而將供給與需求予以調和。 下列方程式乃可被視為是決定各緩衝區607至612之容 量是否足夠的一種準則： E[WIPtandem，limited buffer] - E[ WIP tandem E[WIPtan un1i m i ted buffer] dem, limited buffer] (9) 其中E [ W IP t andem，limited buffer]指的是在一個受限緩衝區内 由優先與後續資源匯池所組成的序列中的處理工作預定值 。E [ W I P t andem’ uniimited buffer]指的則疋在一個並未受限的緩衝 區内由優先與後續資源匯池所組成的序列中的處理工作預

第45頁 1240154 五、發明說明（40) 定值。數量參數ε乃藉選取而來，例如可選定ε =〇ι。 另一個準則是一個單一分離的資源匯池之緩衝區的極 限應比處理工作的預期值來得大，或是至少相等。 在 個封閉式工作站群組内的資源匯池係透過插入相 關的使用矩陣來進行辨識。參考[8 ]，所謂的π資源共享情 況（resource pooling condition ) ” 是由凱利（Kelly ) 與勞«斯（LAws)所提出的高-流量理論（heavy 一 traffic theorem )，其提供了以高—流量處理方式的觀點把處理資 源匯池當作一處理整體區塊的來進行處理。 本發明方法的另一特點乃可在下列事實中看見，其係 為並不需假設一個抵達決定論（arrival determinism) 同時卻能考量到流詈的密唐。 以下内容將藉由參考第7至第1 1圖而對本發明之另一 示範性實施例做說明。 如第7圖所示，m = 28的工作階級70 0 ·(或是單一處理 指令）乃在此範例中被提出。另外，η = 1 3的工作站7 0 1亦 被提出。工作站7 〇 1係沿著矩陣的行方向排列而工作階級 \〇〇則是排在矩陣的列之中。另外，一抵達向量λ 7〇2 (在 每小時的碟片單元中乃具有2 8個組件）則是以轉置符號 (transposes notation)緣於第7 圖。 第8圖係呈現出了一個操作時間矩陣8 〇 〇 (其中所包含 的、、且件乃具有母百個碟片之秒數（minutes per hundred disks ) ’·的向度），其中η = 13的工作站701乃沿著操作時 間矩陣8 0 〇的行方向排列，而m = 2 8的工作階級7 0 0則是沿

第46頁 1240154 五、發明說明（41) _ 者在操作日守間矩陵 之中，釋放矩陲f . ·、列而排列。在此操作時間矩陣8〇〇 量。因此，在操士的數位數值（”1"與”〇")乃被列入考 著數值"0"的元件乃日^間^矩陣80 0之第一行與第一列中伴隨 作階級1. B87005而、念經又者工作站1 · 51卜11 5並不會為了工 鱼$ 彳t t # p ^釋放。在操作時間矩陣80〇之第一列 “1二二著數值"2〇1"的元件乃代表著工作站 侓P沾考士曰為了工作階級iβ87 00 5而被釋放，其中所 通的处理日守間乃為每百個碟片2 0 1秒。

在第9圖中則是有一個路由可能性矩陣9〇〇 (其之元件 =為向度百分比）被列出。沿著路由可能性矩陣9 0 0之每 一列的元件加起來可達1〇〇 %。舉例來說，第一工作階 1.Β870 05有45.4%在第三工作站3·511 —121上被執行，有 4.2%在第四工作站4·511 —122上被執行，有46·7%在第五 工作站5.511-123上被執行，且有3·7%在第十二工作站 12.511-130上被執行。 在第1 0圖中則是列出了一個使用矩陣丨〇 〇 〇。因為在使 用矩陣1 0 0 0的第一行的可能性百分比乃累加至9 2 2 %，係 如在工作站使用向量U1001所示者，因此第一工作站 1.511-155便具有92.2%的使用率。

另外，、第11圖則是自工作站的觀點來看的一個輪詢週 期矩陣R11 0 0。與類似於速度範#的一處理規則”最短處理 時間優先（shortest processing time first)” 做比較 所獲得的容量對具有最大使用的工作站而言係為6. 1 7 %， 而對所有工作站的平均而言則是3. 5 3 %。

第47頁 1240154 五、發明說明（42) 以下為本篇所引述之參考文獻： [1] Palmeri, V. et al. MAn Analysis of the JK-Step Ahead， Min i mum Inventory Variability PolicyR Using SEMATECH Semiconductor Manufacturing Data in a Discrete-Event Simulation Model", Proceedings of the IEEE 6th International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (EFTA), Los Angeles, 1997, pages 520 to 527.

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[6] Boxma, 0. J. et a 1. ff Optimization of

第48頁 1240154 五、發明說明（43) polling systems" 丨,Performance 90 pages 349 to 361 [7] Gold, H.

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[9] DE 4, 024, 3 0 7 Al·

第49頁 1240154 圖式簡單說明 第1 A圖乃呈現出本發明之一示範性實施例之站系統的概略 圖。 第1 B圖係為一較詳細的本發明的另一站系統之概略圖。 第1 C圖係為本發明之一示範性實施例流程圖，其係呈現出 遞送晶圓至第2 B圖中之站系統之決定方法步驟。 第1 D圖係為一流程圖，其呈現出了在第2B圖中之控制電腦 内所執行的方法步驟，該方法步驟係為在第2 B圖中所示之 本發明實施例内用以決定遞送晶圓至站系統之工作站的方 法步驟。 第2 A、2B圖乃分別呈現出一多重存取工作階級，其必須根 據在半導體處理方法過程中的不同工作型態方得以進行戽 理。 第3圖係為一表，沿著列方向排列的是工作階級，而沿著 行方向排列的則是工作站。 第4圖呈現出一個在網路内嵌入一工作站群組的概略性代 表圖。 第5圖呈現出一站系統之不同工作站的應用概略圖。 第6圖係為一表現了一優先資源匯池與一後續資源匯池的 育源匯池群組之概要圖。 第7圖係為本發明之一示範性實施例的工作階級、工作站 以及以該工作階級有關的抵達向量（a r r i v a 1 v e c t 〇 r )之 概略圖。 第8圖係為本發明之一示範性實施例的操作時間矩陣之概 略圖式。

第50頁 1240154 圖式簡單說明 第9圖係為本發明之一示範性實施例的工作階級觀點之路 由可能性的矩陣概要圖，以其為基礎，工作階級的輪詢週 期（polling cycle)便可被計算出來。 第1 0圖係為本發明之一示範性實施例的一矩陣應用與一向 量應用。 第1 1圖係為本發明之一示範性實施例中自工作沾觀點出發 而將在工作階級中實施的路由矩陣，以其為基礎，工作階 級的輪詢週期（ρ ο 1 1 i n g c y c 1 e )便可被計算出來。 明 說 號 符 件 元 統 系 站 理站站 處作作 體工工 導二四 半第‘第 態 站型 作作 工工 六 一 第第 6 8 ο ο 110 工作站群組 120 半導體處理站系統 122 第二沈積工作站 1 24 第二蝕刻工作站 126 詢問-傳輸單元 12 8 第一通訊連結 130 第二通訊連結 132 記憶體 136 第三通訊連結 101 第一工作站 103 第三工作站 105 第五工作站 107 第七工作站 109 第二工作型態 111 路由 121 第一沈積工作站 123 第一蝕刻工作站 125 第三蝕刻工作站 12 7 控制點腦 129 晶圓庫 131 輸入/輸出單元 133 中央處理器 137 第四通訊連結

frWff! 1

Si 第51頁 1240154 圖式簡單說明 142 第五通訊連結 143 第六通訊連結 144 第七通訊連結 145 晶圓接收單元 150 流程圖 152 迴路起點 164 迴路終點 170 流程圖 200 第一產品群組 201 工作階級 250 第-一產品群組 251 資源匯池 300 資源匯池 301 列 302 行 400 封閉式工作站群組 401 第一工作站 402 第二工作站 403 第三工作站 404 第四工作站 405 第五工作站 406 第六工作站 407 第一工作階級 408 第二工作階級 409 第三工作階級 410 第四工作階級 411 第五工作階級 412 第六工作階級 413 工作計晝 414 工作計畫 ‘ 415 隨機延遲 500 圖 501 橫座標 502 縱座標 503 使用柱 600 資源匯池排列 601 第一資源匯池 602 第二資源匯池 603 第三資源匯池 604 第四資源匯池 605 第五資源匯池 ^ 606 第六資源匯池 6 0 7' 第一緩衝區 608 第二緩衝區 609 第三緩衝區 610 第四緩衝區 611 第五緩衝區 612 第六緩衝區

第·52頁 1240154 圖式簡單說明 70 0 工作階級 701 工作站 702 抵達向量 800 操作時間矩陣 900 路由可能性矩陣 1000 使用矩陣 1001 工作站使用矩陣 1100 輪詢週期矩陣

第53頁

Claims (1)

1240154 案號 92134487

H. 7 曰 | 修正^^ 六、申請專利範圍 1. 一種決定遞送物件至包含複數個工作站的站系統之工作 站的方法，其中該方法包含： -該等工作站係以其自身所具有的功能為基礎而被區分 成複數個工作站群組； -形成複數個資源匯池，其中各個資源匯池乃包含至少 一工作站群組中的某些工作站； -就這些資源匯池而言，係以載入最小化與載入均勻化 為基礎來定出一載入分佈，而物件則必需依照該載入分佈 而被遞送至資源匯池的工作站。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中將該等工作站 區分成複數個工作站群組的步驟乃是經過考量遞送物件至 工作站之關聯可能性而執行。 3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中將該等工作站 區分成複數個工作站群組的步驟乃是透過形成與一個或是 更多工作階級有關的一傳輸封包而實現，其中一工作階級 乃與一物件處理的一處理區段相對應。 4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中將該等工作站 區分成複數個工作站群組的步驟乃是透過形成與一個或是 更多工作階級有關的一傳輸封包而實現，其中一工作階級 乃與一物件處理的一處理區段相對應。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該等工作站群 組是以不同工作站群組是相互分離的形式來形成。 6.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該等資源匯池 是以透過適當選擇在資源匯池的工作站之間的路由加權數

第54頁 1240154 銮號 92134487 I興:i :曰 修正 1240154 銮號 92134487 I興:i :曰 修正 月 六、申請專利範圍 ________ 而使各工作站得以均勻地被利用之方式來形成。 7 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該等資源匯池 的一栽入分佈係以載入最小化與載入均勻化為基礎並透過 加權數來預定出在載入最小化與載入均勻化之間的優先 次序而決定。 8 ·如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該加權數是以 載入均勻化接收一個比載入最小化為高的優先權之方式來 預定。 9 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中在決定該載入 分佈期間，位在工作站之間且用以把物件遞送至工作站的 路由乃被決定。 I 〇 ·如申請專利範圍第9項所述之方法，其中被加權過的 路由被進一步定出。 II ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該等資源匯 池的載入分佈係透過使用以下方法而決定： -凸二次程式化之最初偶數演算法（primal dual method for convex quadratic programming ； -凸二次程式化之最初仿射排列法（p r i m a 1 a f f i n e scaling method for convex quadratic programming)；或是 -凸二次程式化之有效集合法（active set method for convex quadratic programming) ° 1 2 ·如申請專利範圍第1至11項其中之一所述之方法，其 中該物件係按照該載入分佈而被遞送至該等資源匯池的工

第55頁 1240154

作站申請專利範圍 如申語_ 〇 少冰，务丫綠切]卞乃在 肖專利範圍第丨2項所述之方决穴 遞送至—少—個優先於後續資源匯池的駕/ 被 修正 3. 考量 14.如；ΐΚ!匯池。 方法，其中該物件係透 用臨帛13項所述匯池。 ， · 1比準則而祜#u送至後續資滅ν ± 述之方法’其中假使 第/門檻值，則停止 14 過 15 遞 遞 使用臨 乾圍第1 3項所述之 5 ·如申^比準則而被遞送至後續資 送至—f專利範圍第1 3或第1 4項所 -送物姓貪源匯池的物件數量超過’ 16 ::至該資源匯池。 該資^請專利範圍第15項所述之方法中假使遞送至 、匯池的物件數量在一第二·門檻值以下，則繼續遞送 物件至該資源匯池。 1 7 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中傳至工作站 的一預定物件遞送係透過模擬而查證。 1 8 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中在遞送物件 至該站系統之工作站期間中，處理該物件的一序列係受到 控制。 1 9·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中把物件遞送 至该站糸統之工作站的過程係以該物件的一處理時間為基 礎而發生。 ' '' 2 0 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該站系統係 為一半導體處理站系統。 μ 21.如申請專利範圍第i項所述之方法，其中該物件係為 一晶圓或是一具有複數個晶圓的晶圓批次。

第56頁 1240154 案號 92134487 94. Κ ί 7 •♦月 曰 修正 六、申請專利範圍 2 2 . —種決定 件至包含複數個工 一處理器，其中該 形式來設定，該等 其自身所具有的功 作站的 方法步 -該 成複數 -形 工作 -就 勻化為 分佈而 23. 一 至包含 •處理 -該 成複數 -形 一工作 -就 為基礎 而被遞 24. 一 作站的 下方法 -該 裝置， 驟可被 等工作 個工作 成複數 站群組 這些資 基礎來 被遞送 種電腦 複數個 器而實 等工作 個工作 成複數 站群組 這些資 來定出 送至資 種決定 程式元 步驟： 等工作 遞送物 係包含 執行的 站係以 站群組 個資源 中的某 源匯池 定出一 至資源 可讀儲 工作站 施時將 站係以 站群組 個資源 中的某 源匯池 一載入 源匯池 遞送物 件，當 匯池， 些工作 而言， 載入分 匯池的 存媒體 的站系 會展現 其自身 3 匯池， 些工作 而言， 分佈， 的工作 件至包 其透過 其中各個資 站； 係以載入最 佈，而物件 工作站。 ，其中儲存 統之工作站 出以下方法 所具有的功 作站的站系統之工 處理器乃是以下列 方法步驟乃包含： 能為基礎而被區分 源匯池乃包含至少 小化及/或載入均 則必需依照該載入 有一決定遞送物件 的程式，當其透過 步驟： 能為基礎而被區分 其中各個資源匯池乃包含至少 站； 係以載入最 而物件則必 站0 含複數個工 小化與載入均勻化 需依照該載入分佈 作站的站系統之工 一處理器而執行時將會具有以 站係以其自身所具有的功能為基礎而被區分 第57頁 1240154 案號 92134487 六、申請專利範圍

曰i 修正 成複數個工作站群組； -形成複數個資源匯池，其中各個資源匯池乃包含至少 一工作站群組中的某些工作站； -就這些資源匯池而言，係以載入最小化及/或載入均勻 化為基礎來定出一載入分佈，而物件則必需依照該載入分 佈而被遞送至資源匯池的工作站。

第58頁