1296096 · ................. .._ ·.；.- · * * * ·: :· - - ' '·.-'· ·. ......二二- ......t.. ,L ·' ... •·νν：Γΐ^—.'-•T.-r. -·η ? ·...... ... 九、發明說明· 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種物料搬運系統與方法，且特别有 關於，一種自動化晶圓派工糸統與方法。 【先前技術】 製造執行系統（Manufacturing Execution System，簡舄 為MES)辅助生管人員收集現場資料及控制現場製造流 φ 程，提供企業改善製程、提高生產效益的工具。製造執行 系統是將企業生產所需的核心業務如訂單、供應商、物管、 生產、設備保養、品管等流程整合在一起的資訊系統，它 提供即時化、多生產型態架構、跨公司生產管制的資訊交 換；可隨產品、訂單種類及交貨期的變動彈性調整參數等 諸多能力，能有效的協助企業管理存貨、降低採購成本、 .提高準時交貨能力，增進企業的生產控管能力。以晶圓製 造為例，製造執行系統輸出的資料相當複雜，除了機台設 _ 定值外，尚有製程數據（Engineering Data Collection，簡寫 為EDC>。此外，生管系統或物料管理系統同步資料更新 所需之依據亦需正確無誤，在現今各廠無不增加產能而達 到滿載情形之下，資料交易量非常可觀。加上前述複雜之 資料特性，可以想見即時穩定而又嚴整的資料傳輸動作之 重要。 自動化物料搬運系統（Automatic Material Handling System，簡寫為AMHS)是用來將承載一批批積體電路 0503-A31235TWF/AlexChen 4 1296096 (Integrated Circuit，簡寫為 IC )晶圓的晶舟（Front Opening Unified Pod，簡寫為FOUP)，使其可在晶圓廠製程設備之 間傳送。傳統上，晶圓製造廠（Wafer Fab)的物料搬運是 採用手推車式系統，但隨著晶圓片尺吋由六吋、八吋，增 大為12吋，人工搬運已無法負荷，加上產品的良率（Yield Rate)及潔淨度等因素的考量，使得自動化物料搬運系統 在近年來已成為晶圓廠或TFT廠必要的配備之一。在晶圓 製造廠所採用之製造執行系統係符合半導體設備通訊標準 (SEMI Equipment Communication Standard，簡寫為 SECS ) 協定，根據監控機台的軟體產生的訊息處理及放置每批 (lot )貨的位置，尤其對事件導向物料搬運系統 (event-driven Material Handling System)而言更是如此0 自動化物料搬運系統應將即時傳送狀況及位置改變狀況傳 遞給製造執行系統，如此一來，製造執行系統可據以更新 最近一次的傳送資訊及狀態。 上述製造執行系統與自動物料搬運系統的發展，皆係 為了減輕人力的負擔、提升製程的品質、以及降低製造的 成本。然而，以目前的半導體製程機台（t〇〇l )而言，其可 能在某一段時間内並無承載晶圓而呈閒置狀態，或者因為 某些狀況使得沒有任何晶舟將晶圓運送至某些機台進行加 工，如此將導致製造成本的浪費。舉例來說，參考第1圖， 其係顯示半導體製造系統的架構示意圖，其包括一製程機 台（tool) 110、一輸出輸入埠（p〇rt) 115、一機台控制系 統（Tool Control System，簡寫為 TCS ) 12q、一製造執行 0503-A31235TWF/AlexChen 5 1296096 系:统（MES ) 130、一 即時派工系統（Real-Time Dispatching System，簡寫為RTD) 140、一搬運控制系統（Material Control System，簡寫為MCS ) 150、一自動物料搬運系統 (AMHS) 160、一緩衝倉儲（Stocker) 170、以及執道 180 〇 接下來說明半導體製造的流程。 當製程機台110處於閒置狀態時，即沒有任何晶圓在 製程機台110執行半導體製程時，其回報一載入完成訊息 給機台控制糸統120，然後機台控制系統120再將該载入 完成訊息傳送給製造執行系統130，以通知其可將另一批 晶圓搬送到製程機台110執行半導體製程。當製造執行系 統130收到該載入完成訊息時，其會詢問即時派工系統HO 接下來欲搬運哪一批晶圓到製程機台110，然後即時派工 系統140會給製造執行系統no 一製程清單，其中載明所 欲進行半導體製程之晶圓清單。接著製造執行系統130決 定其中一批晶圓後，即傳送一搬運要求訊息給搬運控制系 統150。接著，當搬運控制系統15〇收到該搬運要求訊息 時’其命令自動物料搬運系統160自缓衝倉儲170將指定 的晶圓經由執道180運送到製程機台110的輪出輸入埠 (port) 115 上。 製程機台110取得該批晶圓後即回報一载入完成訊息 給機台控制系統120，然後機台控制系統120再回報該載 入完成訊息給製造執行系統13〇。當製造執行系統丨3〇收 到該載入元成§孔息時’其經由機台控制系統120發出一控 制命令給製程機台110,以告知其進行何種半導體製程（如 0503-A31235TWF/AlexChen 6 1296096 . ..... 黃光製程）。接著，製程機台110根據該控制命令執行才目 對應的半導體製程，並在執行完成後回報一卸載完成訊弯 給機台控制系統120，然後機台控制系統120再將該卸^ 完成訊息傳送給製造執行系統13〇，以通知其可將該抵3 圓運送離開製程機台110。當製造執行系統13〇收到該= 載完成訊息，其會詢問即時派工系統140接下來欲將該批 晶圓搬運到哪一製程機台上。詢問即時派工系統14〇回覆 製造執行系統130後，製造執行系統130即傳送一搬運要 • 求訊息給搬運控制系統150，接著搬運控制系統150命令 自動物料搬運系統160將該批晶圓自製程機台11〇卸載然 後搬運到另一製程機台或送回缓衝倉儲17〇。此時，製程 機台11 〇又處於閒置狀態，故再經由機台控制系統12〇回 報一載入完成訊息給製造執行系統13〇,以通知其可將另 一批晶圓搬送到製程機台11〇執行另一半導體製程。 由上述的流程可知，製程機台呈現閒置狀態的時機為 目前這批晶圓完成半導體製程之後到下一批晶圓到達時。 _ 若這段時間可使用於執行半導體製程，對製造成本的降低 以及製私效卑的提升將有相當大的助益。此外，當一機台 間置B守，自動拣^運系統將晶舟移動到該機台上，然後系統 會會檢查該機台是否具有可加工該批晶圓的製程。當系統 確涊沒有所需的製程時，則晶舟會被退出，然後自動搬運 糸統再將該批晶圓搬回缓衝倉儲中換下一批貨。上述狀況 所造成的損失為搬運時間的浪費、機台閒置時產能的浪費 以及晶舟搬運時的風險。 0503-A31235TAVF/AlexChen 1296096 ‘ 基於上述缺點，本發明即揭露了 一種自動化晶圓派工 糸統與方法’使得晶弁可得到隶佳的配置’以避免無效的 搬運及機台閒置的的產能浪費。 【發明内容】 基於上述目的，本發明實施例揭露了一種自動化晶圓 派工方法，其適用於一半導體製造流程。提供一機台資料 表與一晶舟資料表。根據該機台資料表或該晶舟資料表設 定一派工基準。利用一智慧型演算法並根據該派工基準， 對該機台貢料表或該晶舟首料表中包含的貧料進行計异處 理而取得一索引值。根據該索引值對該機台資料表或該晶 舟資料表中包含的資料進行排序。 本發明實施例更揭露了一種自動化晶圓派工方法，其 適用於一半導體製造流程。提供一機台資料表與一晶舟資 料表。根據該晶舟資料表與該機台資料表分別設定一第一 派工基準與一第二派工基準。利用一智慧型演算法並根據 該第一與第二派工基準，對該晶舟資料表與該機台資料表 中包含的資料進行計算處理而取得一第一索引值與一第二 索引值。根據該第一與第二索引值對該晶舟資料表與該機 台資料表中包含的資料進行排序而取得對應之派工優先順 序。 本發明實施例更揭露了一種自動化晶圓派工系統，其 適用於一半導體製造流程，包括一資料庫與一資料處理模 組。該資料庫包括一機台資料表與一晶舟資料表。該資料 0503-Α31235TWF/AlexChen 1296096 處理模組利用一智慧型演算法並根據該機台資料表或該晶 舟資料表設定一派工基準，根據該派工基準對該機台資料 表或該晶舟資料表中包含的資料進行計算處理而取得一索 引值’並且根據該索引值對該機台資料表或該晶舟貧料表 中包含的資料進行排序。 本發明實施例更揭露了一種自動化晶圓派工系統，其 適用於一半導體製造流程，包括一資料庫與一資料處理模 組。該資料庫包括一機台資料表與一晶舟資料表。該資料 • 處理模組利用一智慧型演算法並根據該晶舟資料表與該機 台資料表分別設定一第一派工基準與一第二派工基準，根 據該第一與第二派工基準對該晶舟資料表與該機台資料表 中包含的資料進行計算處理而取得一第一索引值與一第二 索引值，並且根據該第一與第二索引值對該晶舟資料表與 該機台資料表中包含的資料進行排序而取得對應之派工優 先順序。 • 【實施方式】 為了讓本發明之目的、特徵、及優點能更明顯易懂， 下文特舉較佳實施例，並配合所附圖示第4圖至第16圖， 做詳細之說明。本發明說明書提供不同的實施例來說明本 發明不同實施方式的技術特徵。其中，實施例中的各元件 之配置係為說明之用，並非用以限制本發明。且實施例中 圖式標號之部分重複，係為了簡化說明，並非意指不同實 施例之間的關聯性。 0503-A31235TWF/AlexChen 9 1296096 .. ‘一一 · ··.、.…厂-一一— ......................... 本發明實施例揭露了一種自動化晶圓派工系統與方 法。 ’、 本發明實施例之自動化晶圓派工系統使用一個資料庫 來儲存與機台與晶舟相關的資料表，有關機台的資料表記 錄閒置的機台編號與每一機台可執行的製程名稱（例如， 黃光製程）。有關晶舟的資料表記錄將晶圓送到機台進行 加工的晶舟編號、每一晶舟所承载之晶圓批量代碼以及晶 圓加工所需要的製程名稱（例如，化學氣相沈積製程）。 # 此外，兩資料表更包括其它與晶圓派工相關的攔位。 就機台資料表來說，其中一欄位為機台使用的優先順序（數 字愈小代表愈優先使用），另一攔位為機台經過多久即將 閒置（〇代表閒置中，99999代表加工中或是故障中）。就 晶舟資料表來說，其更包括一攔位以記錄晶舟優先權（數 字愈小代表愈優先使用）。 根據上述資料表中的相關資料進行排序可以達到選擇 最佳對象的目的，且一次可以有兩個以上的候選晶舟或是 * 機台，當第一選擇出現意外狀況時，第二選擇馬上遞補， 如此可以避免因為意外狀況的發生導致機台閒置而使得生 產停頓。注意到，上述資料表中的攔位及其中所記錄的資 料僅為本發明所舉之範例，其並非用以限定本發明，任何 與生產製造相關之機台與晶舟資料皆可用以達到本發明所 欲之目的。 本發明實施例之派工流程係根據上述機台與晶舟資料 並利用一類神經網路模型（Neural Network Model)進行控 0503-A31235TWF/AlexChen 10 1296096 官’下文將簡述類神_路的技術内容。 w p ^進仃製程控制時，製造系統會根據製程資料（歷 “二p,h料）對機台、製程等執行相關控制操作，亦即 輸=資料“系統，’，“系統，，在處理完後即會‘‘輪 一。/的貝料或操作’其彼此關係的方塊圖如第2圖所 不。控制領域中，若要精確的分析輸人與輸出之間的關 糸/則必須將系統藉由數學的方式做成模型。但是，實際 的爭統往往是_且非線性的，因此如何讀學的方式簡 化系、、先及線性化，就成為控制學門中一個重要的課題。而 捕、、：網路的—個優點在於並不需要瞭解祕的數學模型 為何，而直接以神經網路取代系統的模型，一樣可以得到 輸入與輪出之間的關係，其方塊圖如第3圖所示。 舉例來說，人類的大腦大約由1〇11個神經細胞（nerve cells)組成’而每個神經細胞又有1〇4個突觸㈣卿似)與 其他細胞互相連結成一個非常複雜的神經網路。當人類的 感吕X到外界刺激經由神經細胞傳遞訊號到大腦，大腦便 會下達命令傳遞至相關的受動器（effector)做出反應（例 如·手的皮膚接觸到燙的物體立即放開），這樣的過程往 往需要經由反覆的訓練，才能做出適當的判斷，並且記憶 於腦細胞中。如果大腦受到損害（例如中風患者），便需 要藉由復健的方式，重新學習。類神經網路的運作便源於 此’猎由不同的演算法訓練類神經網路使得神經網路的輸 出能達到所要求的結果。 基於上述類神經網路控制方法，本發明實施例即將與 0503-A31235TWF/AlexChen 11 1296096 - 機台及晶舟相關的資料（例如，製程名稱、優先權值、批 量編號…等等）輸入到類神經網路模型中，類神經網路模 型經過處理後即會輸出對應的資料或操作（例如，所需的 製程、對應的機台編號、對應的晶舟編號…等等）。有關 類神經網路在半導體領域已具有相當成熟的應用，故在本 發明實施例中不再予以贅述。此外，除了類神經網路控制 方法外，任何具有可對資料進行分類、計算、排序等功能 的智慧型演算法（例如，資料探勘（Data Mining)演算法、 _ 模糊（Fuzzy)演算法、類神經模糊（Neural_Fuzzy)演算 法等等）亦可應用於本發明。下文將以一實施例說明本發 明之自動化晶圓派工系統與方法的實施流程。 第4圖係顯示本發明實施例之自動化晶圓派工系統的 架構示意圖。本發明實施例之自動化晶圓派工系統200具 有一資料庫210與一資料處理模組230，資料庫210又包 括一機台資料表211 (如第5圖所示）與一晶舟資料表213 (如第6圖所示）。資料處理模組230即類似上文所述之 • 類神經網路模組。機台資料表211具有數個攔位，包括機 台編號（記錄目前處於閒置狀態的機台Tool_01〜 Τ〇〇1_04)、製程名稱（記錄每一機台可執行的製程名稱， 如黃光製程、蝕刻製程等等）以及優先權值（機台執行的 先後順序）。晶舟資料表213亦具有數個欄位，包括晶舟 編號（記錄可承載晶圓的晶舟Cajrr_01〜Carr_04 )、批置 編號（記錄需進行加工的晶圓批量Lot_l〜Lot_6)、製程 名稱（記錄每一晶舟内之晶圓加工所需的製程，如黃光製 0503-A31235TWF/AlexChen 12 1296096 Ά、,·.' .. . ’ ________ S» -.-；· : ~ .. - ： *-*- -:-·* ·- ,'.r”：一·十：卜 ___«Ά.·. 刻製程等等）以及優先權值（晶舟派送的先後順序）。 機台貧料表211更可以增加一個欄位記錄機台即將進入閒 置的狀態，如此即可以達到預先派料的效果。 接下來，根據晶舟資料表213將其中一筆資料設定為 派工基準。舉例來說，使用者可以設定晶舟的優先權為主 要的派工考量。因此，資料處理模組23〇利用一智慧型演 算法並根據晶舟的優先權對晶舟資料表213中包含的資料 進仃排序，排序結果如帛7圖所示。根據第7圖的晶舟資 料表，第-優先派送的晶舟為Carr—〇3，而其所承载的晶圓 加工所需的製程為A。故資料處理模組23〇再利用上述智 慧型演算法並根據該製程對機台資料表211中包含的資二 1行排序，排序結果如第8圖所示，其中不包含製程A的 機台Tool一02則予以忽略。 根據第7圖與第δ圖的排序結果，可以得到如第 所示的派工優先順序，其中第一優先加工的機a : T〇〇L〇3，而第一優先派送的晶舟為Carr—〇3， 口曰ς
Carr一03或是機台T〇〇L〇3臨時有狀況則可以由第二順：璇 補。除了上速欄位以外，資料處理模組23〇亦旦: 因素以計算出優先派工順序。在本發明實施例中=楼: 與緩衝倉儲（St〇Cke〇間的距離考量進晶舟的派工 此需要有-個晶舟與目標機台的距離對照表。 = 示，其顯示每—機台與每—晶舟所在的緩衝倉儲門^斤 離。將該距離因素加人晶舟資料表中即可得到如第距 示的表格。注意到’在該表格中並未將所有距離資料^ 0503-A31235TWF/AlexChen 13 1296096 來，而僅是列出晶舟c
Tool—03的距離以做為說明〜之用。⑽』3、Carr〜〇4對機台 接下來’資料處理模組 晶舟對機台偏03的祕41^考里日日舟的優先權與 一日距漆，利用上述智慧 排序後可以得到第12_示的表格 ^法進盯 只要定出優先順序，—㈣岸 考以種因素， ^ ^ 排序就可以得出派工順庆。葚旱 要考量料的優先權與晶舟對機台Tooun 料處理模組230會查詢第1〇圖之表格中 次， 然後即時產生排序結果，缺後將 ：二距離資料 李够彻「隹人-·<…、後將u輸出到半導體製造 (…1圖之所有製造元件的總稱）以執行對 應的派工操作。實際上，資料處理模組 先權與晶舟對機台的距㈣成計算後Γ 晶Γ索引值Ο*)(如第13圖所示)' 亦即 皆應母-晶舟的核值（weights)，然後再根據索引值進行 排序^如帛14圖所示）。如同前文所述，冑所有量的 製程資料輸人類神經網路模型（即資料處理模組而⑽), 即會產生對應的資料或操作，故在實做上 ♦旦 派工因，如，項、50項，甚至綱心 素），取後皆會產生對應每一晶舟之單一索引值。 第15圖係顯示本發明實施例之自動化晶圓派工方法 的步驟流程圖。首先，提供—機台資料表與-晶舟資料表 (步驟S11)，該機台資料表具有機台編號、製程名稱以 ，優先權值等攔位資料，該晶舟資料表具有晶舟編號、批 篁編號、製程名稱以及優先權值等攔位資料。接下來，根 0503-A31235TWF/AlexChen 14 1296096 - 據該晶舟資料表將其中一筆資料（例如，晶舟的優先權） 設定為第一派工基準（步驟S12)，然後利用一智慧型演 算法（例如，類神經網路控制方法），並根據該第一派工 基準對該晶舟資料表中包含的資料進行排序而取得第一排 序結果（如第7圖所示）（步驟S13)。接著，根據該第 一排序結果與機台資料表設定第二派工基準（例如，製程） (步驟S14)，然後再利用上述智慧型演算法，根據該第 二派工基準對該機台資料表中包含的資料進行排序而取得 _ 第二排序結果（如第8圖所示）（步驟S15)，從而根據 上述第一與第二排序結果取得對應上述機台或晶舟之派工 優先順序（如第9圖所示）（步驟S16)。 第16圖係顯示本發明另一實施例之自動化晶圓派工 方法的步驟流程圖。首先，提供一機台資料表與一晶舟資 料表（步驟S21)，該機台資料表具有機台編號、製程名 稱以及優先權值等搁位貧料’該晶舟貧料表具有晶舟編 號、批量編號、製程名稱以及優先權值等攔位資料。接下 _ 來，設定第一派工基準（例如，以晶舟優先權為優先考量） (步驟S22)，然後利用一智慧型演算法（例如，類神經 網路控制方法），並根據該第一派工基準對該晶舟資料表 中包含的資料進行計算處理而取得第一索引值（如第13圖 所示）（步驟S23)。根據第一索引值對晶舟資料表中包 含的潰料進行排序而取得第一排序結果（如第14圖所示） (步驟S24)，然後根據第一排序結果與機台資料表設定 第二派工基準（例如，以製程為優先考量）（步驟S25 )。 0503-A31235TWF/AlexChen 15 1296096 利用上述智慧型演算法，根據第二派工基準對該機台資料 表中包含的貧料進行計算處理而取得第二索引值（如第13 圖所不）（步驟S26)，根據第二索引值對機台資料表中 包含的資料進行排序而取得第二排序結果（如第14圖所 示）（步驟S27)，從而根據上述第一與第二排序結果取 得對應上述機台或晶舟之派工優先順序（步驟S28)。 本發明貫施例係以半導體製造業為例進行說明，然而 此應用並非用以限定本發明。 • 本發明實施例之自動化晶圓派工系統與方法可將晶舟 與機台配對後，再將晶圓搬到目標機台，經過確認後再搬 運可以避免習知方法所造成的問題與缺點。亦即應用本發 明實施例之自動化晶圓派工系統與方法可避免無效的搬 運、避免機台閒置的的產能浪費、增加自動化搬運系統的 使用率以及提昇自動化搬運系統預送的準確度。. 此外，利用本發明之派工方法所求得的索引值權數亦 可以加入到資料攔位中以做為排序的標準，而除了最基本 •的晶舟優先權外，還可以將其它半導體製造資料做為優先 派工考量，包括記錄晶舟到機台所需要的時間（距離愈接 近時間愈短）、機台的良率（數值愈小愈隹）以及全廠派 工法則給的加權數等等。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者.為準。 0503-A31235TWF/AlexChen 16 1296096 ^ 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示傳統半導體製造系統的架構示意圖。 第2圖係顯不傳統貢料控制糸統的架構不意圖。 第3圖係顯示類神經網路之資料控制系統的架構示意 圖。 第4圖係顯示本發明實施例之自動化晶圓派工系統的 架構不意圖。 第5圖係顯示本發明實施例之機台資料表。 • 第6圖係顯示本發明實施例之晶舟資料表。 第7圖係顯示本發明實施例之根據優先權值對晶舟資 料進排序的不意圖。 第8圖係顯示本發明實施例之根據製程對機台資料進 排序的不意圖。 第9圖係顯示本發明實施例之根據優先權值與製程所 得之晶舟派工優先順序的示意圖。 第10圖係顯示本發明實施例之晶舟與目標機台之距 • 離對照表。 第11圖係顯示本發明實施例之加入距離因素所得之 晶舟貢料表。 第12圖係顯示本發明實施例之根據距離所得之晶舟 派工優先順序的不意圖。 第13圖係顯示本發明實施例之根據距離運算所得之 索引值。 第14圖係顯示本發明實施例之根據索引值所得之晶 0503-A31235TWF/AlexChen 17 1296096 舟派工優先順序的不意圖。 第15圖係顯示本發明實施例之自動化晶圓派工方法 的步驟流程圖。 第16圖係顯示本發明另一實施例之自動化晶圓派工 方法的步驟流程圖。 【主要元件符號說明】 115〜輸出輸入埠； 130〜製造執行系統； 150〜搬運控制系統； 170〜缓衝倉儲； 210〜資料庫； 213〜晶舟資料表； 110〜製程機台；
120〜機台控制系統； 140〜即時派工系統； 160〜自動物料搬運系統； 200〜自動化晶圓派工系統； 211〜機台資料表； 230〜資料處理模組； 300〜半導體製造系統。 0503-A31235TWF/AlexChen 18