专利名称：模拟生产流程的作业模型及其模拟方法
技术领域：
本发明涉及一种作业模拟模型，特别涉及一种可模拟生产流程的作业模型及其模拟方法。
背景技术：
半导体晶片厂或是液晶显示面板制造厂都是一个非常复杂的制造环境，在产品的制作过程中必须历经数十道至数百道的制造工艺，并且需使用各式各样的制造工艺机台、传送搬运机台以及储存机台。因此，机台的种类、数量、位置以及动线规划，往往影响工厂产能甚钜。
以往在与建半导体晶片厂或是液晶显示面板制造厂之前，对于各式机台的规划，只能根据设备供应商提供的规格数据或是过往经验来进行安排，到了实际安装完成进行生产时若是不符需求，则需再次变更厂房布局甚至添购机台。此种现有做法不但无法让生产线的产能达到最佳化，而且在变更生产线的过程中也浪费时间和金钱。
此外，若是工厂需要变更制作的产品时，必须将现有的各式机台重新调配。以往更动生产线的做法与新建工厂时的情况类似，只能参考设备供应商提供的规格数据或是过往经验来安排，结果可能出现机台闲置或是产能不足的情形，此时再次调整机台配置又需浪费时间和金钱。
因此在新建生产线或是更改生产流程之前，为了降低风险减少支出，对生产流程进行模拟是非常必要的。目前各家设备供应商已可针对其产品进行生产流程模拟，而市面上亦有整厂模拟软体出现，可以事先模拟生产流程以进行最佳产能规划。但是此类模拟模型无法根据特定制作流程或是特定营运生产策略进行规划，亦即此类模拟模型无法针对特定需求量身定做。无法符合未来建厂(例如12英寸晶片厂)规划需求。
发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种具有作业规划数据库与生产策略数据库的作业模型，以解决上述现有模拟模型变动弹性过小的问题。
根据本发明的权利要求，是揭露一种模拟生产流程的作业模型，本发明的作业模型包含有作业规划区块、作业规划数据库、生产策略区块以及生产策略数据库。其中作业规划区块是根据生产机台的各项操作数据所建立，而作业规划数据库则是整合多个作业规划区块所建立。生产策略区块是根据生产机台的各项产能数据所建立，而生产策略数据库则是整合多个生产策略区块所建立。
根据本发明的权利要求，另揭露一种规划生产流程的模拟方法，本发明的模拟方法是根据生产机台的各项操作数据建立一作业规划区块，再整合多个作业规划区块建立一作业规划数据库，另外根据生产机台的各项产能数据建立一生产策略区块，再整合多个生产策略区块建立一生产策略数据库，最后由作业规划数据库以及生产策略数据库中撷取数据建立一作业模型，并且依据此作业模型进行生产流程模拟。
附图单说明
图1为建立本发明的作业模型的流程示意图。
图2为本发明较佳实施例的示意图。
图3为使用本发明规划生产区域的示意图。
附图符号说明10作业模型 12生产机台14作业规划区块 16作业规划数据库18生产策略区块 20生产策略数据库30蚀刻机32曝光机34无人搬运车36晶片储存柜38作业规划区块 40晶片厂作业规划数据库42生产策略区块 44晶片厂生产策略数据库46晶片厂模型具体实施方式
请参考图1，图1为建立本发明的作业模型10的流程示意图。在兴建工厂之前，为了先模拟生产流程以求产能最佳化，可以先以各项数据以及动线规划策略建立一个作业模型(operational model)10，而为建立此作业模型10，本发明提供了一个有效率且具有弹性的模拟方法。首先针对各式各样的生产机台12收集其各项操作数据以建立每一机台对应的作业规划区块(operational block)14，再将各种机台的作业规划区块整合成为一个作业规划数据库(operationa llibrary)16，此作业规划数据库16里面包含有各式制造工艺机台、物料传送机台以及物料储存机台的作业规划区块14。另外针对各式生产机台12收集其各项产能数据，建立每一机台对应的生产策略区块(strategic block)18，再将各种机台的生产策略区块整合成为一个生产策略数据库(strategic library)20，此生产策略数据库20里面包含有各式制造工艺机台、物料传送机台以及物料储存机台的生产策略区块18。当作业规划数据库16与生产策略数据库20建立完成后，使用者可以依据建厂需求或是更动生产线需求，由作业规划数据库16与生产策略数据库20中撷取所需的数据来建立作业模型10，并以此作业模型10进行生产流程模拟。
请参考图2，图2中是以一12英寸(300mm)半导体晶片厂的规划流程作为较佳实施例来加以说明。12英寸半导体晶片厂中有各式各样的生产机台，例如蚀刻机30、曝光机32、无人搬运车(rail guided vehicle，RGV)34以及晶片储存柜(stocker)36。每个机台都有其操作规格，例如硬件规格或是使用者需求规格，收集这些相关操作规格数据之后可以依据这些数据建立每一机台对应的作业规划区块38，而且在建立完整个12英寸晶片厂各式机台的作业规划区块38之后，可将这些作业规划区块38整合成为一个或是多个12英寸晶片厂作业规划数据库40。另外一方面，各式生产机台还有其相关的各项产能数据，例如产出率、生产流程、操作流程、派工流程或是物料传送流程，收集这些相关产能数据之后可以依据这些数据建立每一机台对应的生产策略区块42，而且在建立完整个12英寸晶片厂各式机台的生产策略区块42之后，可将这些生产策略区块42整合成为一个或多个12英寸晶片厂生产策略数据库44。
当建立完12英寸晶片厂作业规划数据库40以及12英寸晶片厂生产策略数据库44之后，若是有新建厂房需求或是要更动生产线时，可以从这二个数据库中依据所需要的机台种类、数量或是配置位置撷取相关的数据，并作成一个12英寸晶片厂模型46。若是更动生产线只局限于一特定区域时，亦可只对特定区域的生产机台建立模型。12英寸晶片厂模型46建立完成之后，即可进行12英寸晶片厂的生产流程模拟，若是模拟结果无法达到产能最佳化，可以再次撷取数据库中的数据修正12英寸晶片厂模型46，以达到最佳产能以及降低成本的目的。例如模拟结果显示晶片储存柜36数量不足，可以由数据库中撷取不同厂牌的晶片储存柜36数据或是增加晶片储存柜36数量，修改12英寸晶片厂模型46后再次进行模拟。此外，本发明的12英寸晶片厂模型46还可以针对特定的生产策略规划进行模拟，例如在12英寸晶片厂模型46中指定某特定型号产品优先派工生产，藉以事先模拟产能分配是否足够，并事先安排相关的制造工艺机台、物料传送机台以及物料储存机台。
建立作业规划区块38和生产策略区块42、整合12英寸晶片厂作业规划数据库40和12英寸晶片厂生产策略数据库44以及建立12英寸晶片厂模型46时，可以利用辅助工具软体来建立区块和整合数据库。而建立完成的区块和数据库亦可以与其他公司交流或转售，使得同一产业之间不必重复花费心力在建立相同的区块或数据库上，如此亦可以加速产业进步升级。
以下针对本实施例细节再更进一步说明，请参考图3，图3为12英寸晶片厂模型46中某一蚀刻区域的规划示意图。晶片储存柜36用来存放成品或是半成品，其内部有一传送机械吊臂，无人搬运车34负责在晶片储存柜36与蚀刻机30之间搬运晶片，而蚀刻机30则是负责进行蚀刻制造工艺。在依据本发明建立的蚀刻区域模型中，建立晶片储存柜36模型时，必须至少先定义其储存柜规格以及储存柜内存货管理规则，则在模拟时还需监控储存柜进出货端口的利用率以及储存柜内机械吊臂的利用率。建立无人搬运车34模型时，至少需先定义搬运车规格以及搬运车运行管理规则，模拟时则需监控搬运车进出货端口状态以及搬运车使用状态。对于搬运车的运行规则及运行路线，又可分为由无人搬运车34模型选择的路线规划或是由自动模式自行判断决定的路线规划。至于生产机台蚀刻机30的模型，必须先定义每一种制造工艺方法(recipe)的制造工艺时间、晶片在机台内传送的路径以及传送时间，对于不同的制造工艺反应室(chamber)又会有不同的规格定义。而模拟时需监控蚀刻机30的使用状态以及晶片的状态，让无人搬运车34可以据此放置整批晶片至蚀刻机30的进出货端口或是将成品取走。藉由定义这些相关机台数据并于模拟时互相搭配监控状态，构成一完整的蚀刻区域生产线模型，再经由整合多个制造工艺区域模型即可构成12英寸晶片厂模型46。
相较于现有的建厂前规划方法，本发明的模拟生产流程的作业模型具有可事先模拟各项生产条件的特点，因此可以节省事后修正的时间及成本并可以达到最佳的产能。另外，若是现有的工厂需要变动或是扩厂时，亦可藉由本发明进行事先模拟，预先得知变动之后的成效以便于评估效益。现有晶片厂在变动生产线规划或是兴建新的生产线之前，无法对整厂生产流程预先模拟，而现有的生产流程模拟软体亦只能针对特定供应商的生产机台进行评估，往往在生产线实际运作之后才发现缺失，严重浪费生产时程及花费额外支出。经由本发明的作业模型，使用者可以对整厂或是局部生产区域进行事前模拟，改善各种生产流程的缺失，之后再依据已经最佳化的布局规划来进行施工或是更动。本发明可以有效的节省时间及成本，并达到最佳的产能利用规划。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
权利要求
1.一种规划生产流程的模拟方法，是应用于一半导体制造厂，该模拟方法包含根据该半导体制造厂的多个生产机台的各项操作数据建立多个作业规划区块；整合这些作业规划区块建立至少一作业规划数据库；根据该半导体制造厂的生产机台的各项产能数据建立多个生产策略区块；整合这些生产策略区块建立至少一生产策略数据库；由该作业规划数据库以及该生产策略数据库中撷取数据建立一作业模型；以及依据该作业模型进行生产流程模拟。
2.如权利要求1的规划生产流程的模拟方法，其中，这些生产机台是包括制造工艺机台、物料传送机台或物料储存机台。
3.如权利要求1的规划生产流程的模拟方法，其中，这些生产机台是包括蚀刻机、曝光机、无人搬运车及晶片储存柜。
4.如权利要求1的规划生产流程的模拟方法，其中，这些生产机台的各项操作数据是包括每一这些生产机台的硬件规格数据、操作规格数据或使用者需求规格数据。
5.如权利要求1的规划生产流程的模拟方法，其中，这些生产机台的各项产能数据是包括每一这些生产机台的生产流程数据、操作流程数据或物料传送流程数据。
6.如权利要求1的规划生产流程的模拟方法，其中，建立该作业模型时是建立一完整12英寸晶片厂模型。
7.如权利要求1的规划生产流程的模拟方法，其中，建立该作业模型时是建立部分生产线模型。
8.一种模拟12英寸晶片制造厂的生产流程的作业模型，是依据如权利要求1所述的规划生产流程的模拟方法来建立。
9.一种模拟生产流程的作业模型，是应用于一半导体制造厂，该作业模型包含一作业规划数据库，该作业规划数据库具有多个作业规划区块，这些作业规划区块是根据该半导体制造厂的多个生产机台的各项操作数据所建立；以及一生产策略数据库，该生产策略数据库具有多个生产策略区块，这些生产策略区块是根据这些生产机台的各项产能数据所建立。
10.如权利要求9的模拟生产流程的作业模型，其中，该生产机台是包括制造工艺机台、物料传送机台或物料储存机台。
11.如权利要求9的模拟生产流程的作业模型，其中这些生产机台是包括蚀刻机、曝光机、无人搬运车及晶片储存柜。
12.如权利要求9的模拟生产流程的作业模型，其中，这些生产机台的各项操作数据是包括每一这些生产机台的硬件规格数据、操作规格数据或使用者需求规格数据。
13.如权利要求9的模拟生产流程的作业模型，其中，这些生产机台的各项产能数据是包括每一这些生产机台的生产流程数据、操作流程数据或物料传送流程数据。
14.如权利要求9的模拟生产流程的作业模型，其中，该作业模型是一完整12英寸晶片厂模型。
15.如权利要求9的模拟生产流程的作业模型，其中，该作业模型是部分生产线模型。
全文摘要
本发明揭露一种模拟生产流程的作业模型，本发明的作业模型包含有作业规划区块、作业规划数据库、生产策略区块以及生产策略数据库。其中作业规划区块是根据生产机台的各项操作数据所建立，而作业规划数据库则是整合多个作业规划区块所建立。生产策略区块是根据生产机台的各项产能数据所建立，而生产策略数据库则是整合多个生产策略区块所建立。
文档编号G06Q10/00GK1766916SQ200410089640
公开日2006年5月3日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年10月29日
发明者宋伟正, 蔡栋煌 申请人:力晶半导体股份有限公司