大批量和小批量电子设备制造装置的集成方法及其装置的制作方法

专利名称：大批量和小批量电子设备制造装置的集成方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及电子设备制造，并更为具体地，涉及大批量和小批量电子设备制造装置的集成。
背景技术：
制造执行系统(此后称为“MES”)跟踪在电子设备制造装置中(此后称为“Fab”)的原料(例如，基底批量和载具)及其相关处理流程。MES也跟踪在基底批量或载具处理中使用的Fab中资源的状态(例如，工具，存储设备，运输设备，机器人等的状态)，每当对批量或载具的基底的处理完成一定的处理步骤(例如，使用特定工具的处理)时，就将该状态通知MES，并且MES根据通常Fab特有的一组操作规定确定载具的下一个目的地。例如，MES可以与分配器或调度器互相作用以确定能够对载具的基底执行下个处理步骤的工具，或者没有这种工具可用时的存储地址。一旦确定了载具的目的地，MES发送一个请求到原料控制软件(此后称为“MCS”)用于将载具从它的当前位置移动到已确定的目的地。MES也发送信息和命令到Fab的工具，指示每个工具如何处理已传送给工具的每个载具中的大量基底。该过程一直进行到已完成对载具中大量基底的处理流程中的所有步骤。
MCS负责利用自动或人工的发送系统将载具从Fab中的一个地址运送到下一个地址。该软件跟踪MCS域中的载具(例如，在存储储料器中，在发送工具上等)，并且根据发送系统的状态，确定将每个载具从一个地址运输到下一个地址应该使用的最佳路径。MCS根据来自MES的载具移动请求进行操作(例如，执行)，并且当这些请求都已完成时，通知MES。
设计用于在200和/或300毫米型号半导体晶片上制造电子设备的大多数Fab当前利用25层基底批量进行操作(例如，用于将基底传输到Fab工具的载具通常将具有25层基底)。因此，各种设备(例如，用于处理基底的处理工具，度量工具等和用于传输和存放载具的原料处理设备)和软件(MES，MCS，调度器/分配器，电池控制器，等)提供者通常将他们的产品设计为在这些条件下(例如，在载具内的大约25层基底)获得最优的吞吐量。
然而，即使传输和发送的载具中的基底为大量的25层基底，但在常规Fab内的大多数基底处理工具和度量工具一次处理一个基底。因此，在载具内被运输的基底必须一直等到在载具内被运输的所有其它基底在工具中都处理完毕，才能将基底运输到下一个处理步骤。上述等待时间导致在Fab中处理的每个基底的较长循环时间以及Fab内较高的工作在进行中(WIP)记录。由于当处理工具或度量工具执行单个处理步骤时所带来的更长的基底处理时间，上述问题会更为复杂。
需要降低现有技术系统的已延长的循环时间的系统和方法。

发明内容
在本发明的第一方面中，提供的一个系统，包括一个大批量载具运输系统，用于将大批量载具发送到大批量工具，以及一个合成工具，用于从大批量载具运输系统接收大批量载具。合成工具包括将基底从大批量载具转移到小批量载具的机构以及一个小批量载具运输系统，用于将小批量载具发送到小批量工具。
在本发明的第二个方面中，提供的电子设备制造装置包括一个包含大批量组件的大批量制造装置，一个用于控制大批量制造装置的制造执行系统，和一个小批量子制造装置，其配置在大批量制造装置之内并且如大批量组件一样与大批量制造装置的制造执行系统互相作用。
在本发明的第三个方面中，提供的电子设备制造装置包括一个包含大批量组件的大批量制造装置，配置在大批量制造装置内并包括小批量组件的小批量子制造装置，以及一个中央制造执行系统。中央制造执行系统包括一个用于控制大批量制造装置的模块和一个用于控制小批量子制造装置的模块。
在本发明的第四个方面中，提供的合成工具包括小批量组件和一个用于控制小批量组件的小批量制造执行系统。小批量制造执行系统还用于与大批量制造执行系统通信，以使大批量制造执行系统与合成工具互相作用就好象合成工具是一个大批量工具一样。
在本发明的第五个方面中，提供的用于控制电子设备制造装置的软件包括四个模块。第一个模块用于控制制造装置的大批量载具运输系统，该系统用于将大批量载具发送到大批量工具。第二个模块用于控制制造装置的合成工具，该合成工具用于从大批量载具运输系统接收大批量载具。第三个模块用于控制制造装置的机构，该机构用于将基底从大批量载具转移到小批量载具。第四个模块用于控制制造装置中的小批量载具运输系统，该系统用于将小批量载具发送到小批量工具。
在本发明的第六个方面中，提供的方法包括为电子设备制造装置(Fab)划分计算机集成制造(CIM)软件。CIM软件使Fab模型化为大批量载具运输系统，用于接收大批量载具的大批量工具，和用于接收批量载具的合成工具的合成物。合成工具包括一个小批量载具运输系统和用于接收小批量载具的工具。该方法也包括在分布式平台上执行CIM软件。
在本发明的第七个方面中，提供的方法包括为Fab划分CIM。CIM使Fab模型化为用于将大批量载具发送到大批量工具的大批量载具运输系统和用于接收来自大批量载具运输系统的大批量载具的合成工具的合成物。合成工具包括将基底从大批量载具转移到小批量载具的机构和用于将小批量载具发送到小批量工具的小批量载具运输系统。该方法也包括在分布式平台上执行CIM软件。
根据本发明的这些和其他方面，提供了许多其它方面，例如装置，系统和计算机程序产品。本文所描述的每个计算机程序产品都可以由计算机可读媒介执行(例如，载波信号，软盘，压缩盘，DVD，硬盘，随机访问存储器等)。
从下面的详细描述，附加的权利要求和相应附图中，本发明的其它特点和方面将会变的更加清楚。


图1是根据本发明某些实施例，描述计算机集成制造(CIM)软件系统结构的实施例的框图。
图2是描述适合用于本发明实施例中的小批量载具电子设备制造系统的实施例的示意图。
图3是根据本发明某些实施例，描述计算机集成制造(CIM)软件系统的图4是根据本发明某些实施例，描述合成工具软件结构的实施例的框图。
图5是根据本发明某些实施例，描述计算机集成制造(CIM)软件系统结构的另一实施例细节的框图。
具体实施例方式
通过提供使用小批量型号载具的Fab(此后称为“小批量Fab”)，本发明的多个方面克服了现有技术的缺陷，其中该小批量型号载具显然可以被集成到目前使用大批量型号载具的Fab中(此后称为“大批量Fab”)。正如本文所使用的术语“小批量型号”载具或“小批量”载具是指比常规“大批量型号”载具容纳较少基底的载具，该常规“大批量型号”载具一般容纳30或25层基底。作为一个示例，小批量型号的载具用于容纳5层或更少的基底。在一些实施例中，可以使用其它小批量型号的载具(例如，容纳1、2、3、4或超过5层基底，但少于大批量型号载具层数的小批量型号载具)。一般而言，每个小批量型号的载具可以为载具的人力运输容纳太少的基底以使在半导体设备或其它制造装置中是不可行的。
根据本发明，MES可以与本发明的小批量Fab互相作用，就象小批量Fab是目前的大批量Fab的任何其它Fab组件一样，而不需要知道如何控制小批量Fab组件(例如，通过指定处理方法)。换句话说，根据本发明的小批量Fab可以封装其小批量组件的内部用途(internal use)并将其自身提供给Fab的MES，就象小批量Fab是使用大批量载具的组件(此后称为“大批量组件”)。
转到图1，提供的框图描述了根据本发明某些实施例的分布式计算机集成制造(CIM)软件的系统结构100的实施例。CIM软件100可以模仿物理Fab的操作以跟踪和控制Fab的物理组件。CIM软件100可以包括将大批量Fab102表示为控制大量大批量Fab组件106并包括一个小批量Fab108的MES104。在本发明的一个或多个实施例中，小批量Fab108对于MES104看来就象是另一个大批量Fab组件106。
为了减少Fab中处理基底的循环时间，电子设备制造者可以设法通过减少实际存储在“大批量载具”的基底数目和/或通过使用较小的载具(例如，小批量载具，中号批量载具，等)而转变到较小批量型号。例如，制造者可以尝试将每个载具的基底数从25减少到1。然而，本发明的发明者已确定试图用每个载具一个或仅仅几个基底操作常规Fab会产生许多问题。这些问题包括Fab工具处理每个载具的一个或几个基底而不会急需基底的有限能力，缺少Fab中的原料处理系统以支持每小时所需更多的载具的存储和运输，以及制造软件没有能力跟踪、调度和移动Fab中相当大数量的载具。
因此，根据实际考虑，本发明的发明者已确定转变为较小批量型号并不可能象每个载具从25层直接变到1层基底一样发生。我们期望将在许多中间步骤中发生转变，其中每一步将载具中基底数目减少一定的量。
此外，虽然减少整个Fab的循环时间是有利的，但和通常应用于基底的各种处理中的其它步骤相比，减少特定关键处理和度量步骤的循环时间具有更高的投资收回率(ROI)。因此，可以预期的是，电子设备制造者在他们转变为在整个Fab中使用较小批量的转变中更可能首先实施高ROI处理的批量型号减少。
因此，本发明者期望当转变为使用较小批量型号时，制造者将首先以一个模式操作，在该模式中，在Fab的不同部分(例如，在较大处理流程中的不同分段中或处理步骤的不同子集中)使用不同的批量型号。可以预期的是，实施使用不同批量型号的Fab的制造者将发现由于正在处理的批量型号的不同，混合批量型号Fab的不同部分独特地进行操作。例如，混合批量型号Fab一般使用不同地操作的原料处理系统(例如，物理的和/或逻辑的)；为了处理原料在如何与Fab互相作用上具有不同行为的工具(例如，请求Fab装载特定的载具而不是任何载具)；以及不同的操作/调度规则。
如果在实施Fab CIM软件中使用当前的工业惯例，上述所述的两种趋势(也就是，使用较小批量型号和在Fab的不同部分使用不同的批量型号)将会给Fab增加巨大的复杂性。该复杂性来自于不同种类的行为和规则，Fab不同部分在处理不同型号的基底批量时，将依据所述行为和规则执行。不同种类本质的混合批量型号Fab的行为和规则来自于基于由使用较小批量型号所产生的处理(例如，在各种CIM组件之间，例如MES，MCS，发布器/调度器和工具)的更大数目的载具。而且，因为每次当载具完成处理步骤并需要移动到下一步时，则通过消息将信息移动到最高软件层(也就是，MES)，在最高层作出决定，并接着作为命令/请求经由各层向下复制这些决定。这种中央式的作出决定模型引入了等待时间，其影响由于基于与使用较小批量型号相应的处理的载具数目的增加而复杂化。本发明者预期到使用现有技术CIM软件结构不能有效处理这种复杂性将产生过渡到小批量型号的瓶颈。
在一些实施例中，通过在使用不同型号批量Fab的部分(例如，大批量Fab102和小批量Fab108)中划分Fab CIM软件100以促进关于一旦载具(例如，大的或小的)完成一个处理步骤还要做什么的作出决定过程的分散，本发明解决上述问题。分散控制定位了需要快速作出决定的信息流，并且还将在Fab的相关部分中封装规则和行为的差别，以将一个给定部分的内部行为隔离于Fab的其它部分。例如，在图1的实施例中，封装小批量Fab108内与基底移动有关的内部行为，以使大批量Fab102的MES104甚至没有意识到，更不需要知道小批量Fab108如何将基底发送到小批量Fab108内的各种小批量工具。
注意，尽管在图1只描述了单个的小批量Fab108，但是根据本发明也可以实现任何数目的其他Fab，其中每个Fab使用不同于大批量Fab102的批量型号，并从而类似地透明地集成到大批量Fab102中。例如，也可以容易的将单个基底型号载具批量Fab(未绘出)和/或中等型号载具批量Fab(未绘出)集成到本发明的CIM软件结构100中。
如上所述，在最高层，MES104查看就象工厂中的任何其他工具一样的根据本发明实施的小批量Fab108。然而，一旦将大批量载具发送到该小批量Fab108，连同指定对发送的基底执行什么处理的信息一起进行处理，小批量Fab108从大批量载具将基底移出，并继续基于其自身的商业规则调度和管理小批量Fab108内基底的运输和处理以执行请求的处理。一旦处理完在大批量载具中最初接收的所有基底，将处理的基底返回到大批量载具(在一些实施例中，返回到用于发送基底的相同的大批量载具，这取决于MES104为载具和基底提供的处理说明)以及将基底控制权返回到大批量Fab102的MES104。
转到图2，提供的示意图描述了示例Fab201的物理排列的实施例，其形成图1的小批量Fab108的一部分并特别适合使用小批量型号基底载具，例如容纳单个基底或小于25层基底的基底载具。所描述的小批量Fab201包括使它具有特别适合使用小批量载具的许多特性的高速运输系统，其包括高速、低维护，持续移动的传送系统；不需要停止或减慢传送的载具装载/卸载功能；物理上能一次支持许多载具的传送器；以及能容易的定制所需运输途径的灵活的传送器。下面进一步描述这些特性。
前面援引的2003年8月28日申请的序列号为10/650,310，并名为“SystemFor Transporting Substrate Carriers”的美国专利申请(代理人证号.6900)，公开了一种基底载具运输系统或类似的发送系统，该系统包括规定为在其服务的Fab操作过程中一直处于运转中的基底载具的传送器。一直运动的传送器是用于促进Fab中基底的运输的，以减少在Fab中每个基底的整体“停顿”时间。
为了以上述形式操作Fab，应该提供用于当传送器在运动时，从传送器卸载基底载具，以及将基底载具加载到传送器的方法和装置。前面援引的2003年8月28日提交的序列号为10/650,480，并名为“Substrate Carriers Handler ThatUnloads Substrate Carriers Directly From a Moving Conveyor”的美国专利申请(代理人证号.7676)，公开了一种在基底装载站或“工具站”的基底载具处理器，该处理器可以执行关于移动传送器的装载/卸载操作。例如，基底装载站或工具站可以包括可垂直移动的水平导轨(guide)或提升器，以及一个沿着水平导轨水平移动的终端操作机构(end effetor)。提供了用于垂直和/或水平移动终端操作机构的其他配置。
为了从移动的传送器卸载基底载具，该传送器转移基底载具(一个“基底载具传送器”)并通过基底装载站传递，当基底载具传送器运输终端操作机构时，以大致符合基底载具速度的速度水平移动终端操作机构(例如，在水平方向以大致符合基底载具的速度)。此外，当正在运输基底载具时，可以在邻近基底载具的位置保持住终端操作机构。因此，终端操作机构可以大致符合基底载具的位置，同时大致符合基底载具的速度。同样，传送器的位置和/或速度可以大致符合。
虽然终端操作机构大致符合基底载具的速度(和/或位置)，但是终端操作机构被提升致使终端操作机构接触基底载具并从基底载具传送器脱离基底载具。同样地，通过在装载过程中大致匹配终端操作机构和载具速度(和/或位置)，将基底载具装载在移动的基底载具传送器上。在至少一个实施例中，在终端操作机构和基底载具运送器这间以大致为0的速度和/或加速度执行终端操作机构和基底载具之间的基底载具移交管理。
前面援引的2004年1月26日申请号为10/764,982，并名为“Methods andApparatus for Transporting Substrate Carriers”的美国专利申请(代理人证号.7163)，描述了一种传送器系统，与上述基底载具运输系统和/或工具站一起使用，用于在电子设备制造装置的一个或多个处理工具之间运输基底载具。传送器系统可以包括一根条带(或“带子”)，该条带在至少部分电子设备制造装置内形成闭环并在那里运输基底载具。在一个或多个实施例内，所述条带或带子可以由无锈钢铁、聚碳酸酯、合成物质(例如，炭化石墨，玻璃丝等)，钢铁或其他强化聚亚安酯，环氧薄板，包括无锈钢铁、纺织品(例如，碳化纤维、玻璃丝，从杜邦可获得的纤维B(Kevlar)，聚乙烯，钢筋网等)的塑胶或聚合体物质或其他强化物质等构成。通过定向条带以使条带的厚的部分位于垂直平面内而条带的薄部分位于水平平面内，条带在水平平面是灵活的而在垂直平面是固定的。该配置允许经济的构造和实施传送器。例如，条带需要较少的物质用于构造，容易制造，并由于它的垂直固定性/力量，能够支持许多基底载具的重量而不需要补充支持结构(例如滚筒(roller)或在常规的、水平方向带形传送器系统中使用的其他类似机构)。而且，因为条带可以是弯曲的、弓形的或由于它的横向灵活性而另外制作成许多外形，所以传送器系统是高度可定制的。
图2的示例小批量Fab201包括一个条带或带子203，该条带或带子在小批量Fab201内形成单个环形205。例如，条带203可以包括在前面援引的美国专利申请序列号10/764,982中所描述的条带中的一种。条带203在处理工具209之间运输基底载具(未示出)，并包括直的部分211和弯曲部分213以形成(封闭的)环形205。可以实施其他数目的处理工具209和/或环行配置。
每个处理工具209可以包括在基底装载站或处理工具209的“工具站”215上的基底载具处理器，用于当条带203经过工具站215时，从传送器系统207的移动条带203卸载基底载具或加载基底载具到移动条带203上(如之前引入的序列号为10/650,480的美国专利申请所述)。例如，当条带203正在运输工具站215的终端操作机构(未单独表示)时，工具站215的终端操作机构(未单独表示)可以以大致符合基底载具速度的速度水平移动，当正在运输并升高基底载具时保持在邻近基底载具的位置，以使终端操作机构接触基底载具并从传送器系统207脱离基底载具。同样地，可以在装载过程中以大致符合终端操作机构和条带的速度(和/或位置)，将基底载具装载在移动的条带203上。
每个工具站215可以包括一个或多个装载装货口或类似的位置，在该位置，放置转移到处理工具209或来自于处理工具209的基底或基底载具(例如，一个或多个停靠站，虽然可以使用不运用停靠/非停靠运动的转移位置)。也在每个工具站215提供各种基底载具存储位置用于在处理工具209的基底载具缓冲。
传送器系统207包括用于控制条带203操作的运输系统控制器(TSC)217。例如TSC217可以控制/监控条带203的速度和/或状态，分配用于支持/运输基底载具的条带203的支架，监控该支架的状态，将这些信息提供给每个工具站215等。同样的，每个工具站215可以包括用于控制工具站操作的工具站软件(TSS)219(例如，将基底载具装载到传送器系统207或从传送器系统207卸载基底载具，运输到/来自于工具站215和/或工具站215所服务的处理工具209的装载装货口或存储位置的基底载具)。原料控制系统(MCS)221与每个工具站215的运输系统控制器217和工具站软件219通信以影响相同的操作。TSC217，每个TSS219和/或MCS221可以包括一个用于控制TSC217、TSS219和/或MCS221所执行的操作的调度的调度器(未表示)。
转到图3，提供的框图描述了CIM软件系统结构300的实施例的细节。CIM软件300可以包括一个表示为MES304的大批量Fab302的模型，该模型直接或通过作为一个或多个单元控制器308的接口层控制多个(N)大批量工具306。注意，尽管在图3中表示了一个单元控制器308，但在一些实施例中，可以每个工具306或工具组都有一个单元控制器，或根本没有单元控制器。物理上，单元控制器软件可以在一个计算机上执行，但逻辑上，每个工具306可以或不可以具有相关的单元控制器。换句话说，在工具306内工具306可以包括单元控制器的功能。
MES304也可以发送请求到MCS310以将载具发送到大批量工具306并从大批量工具306去除载具。MCS310又控制大批量载具运输系统312以满足MES304的请求。大批量载具运输系统312可以使用储料器314以临时存储包含等待处理的基底的载具。
MES304也可以控制小批量Fab316，在此意义上(in the sense that)MES304可以指示小批量Fab316在响应MES304的请求的MCS310的控制下对通过大批量载具运输系统312发送到大批量载具中的小批量Fab316的基底执行处理。然而，根据本发明，MES304不控制小批量Fab如何管理在小批量Fab316执行的处理。
小批量Fab316可以包括接口318，该接口允许合成工具320对于MES304来说就象另一个大批量工具306。下面将根据附图4更详细的进行说明，合成工具320可以体现为一组处理和/或度量工具和可以执行多个处理步骤的原料运输系统(包括高速运输系统)。例如，图2的物理小批量Fab201可以代表合成工具320可以包括的组件的示例。实施接口318可以实现为对MES304看来是其它的单元控制器308，并因此，合成工具320通过对MED304看来是一个大批量工具而透明地集成到大批量Fab302中。注意，在一些实施例中，在合成工具320中可以实施接口318。因此，在一些实施例中，合成工具320和小批量Fab316是等同的。
MES304也包括一个调度器322用于优化和调整Fab302组件的操作。在一些实施例中，每个MES304、大批量工具306、单元控制器308、MCS310、大批量载具运输系统312、储料器314、小批量Fab316、I/F318和合成工具320都可以包括一个调度器或一个调度组件。可以使用其他数量的MCS，调度器，单元控制器，大批量载具运输系统，大批量工具，储料器，和小批量Fab。
转到图4，提供的框图描述了合成工具软件结构400的实施例。合成工具320可以模型化为小批量MES402，所述小批量MES402通过实施为单元控制器406的接口层控制多个小批量工具404。注意，虽然在图4中只表示一个单元控制器406，但在一些实施例中，可以每个工具404或工具组都有一个单元控制器，或根本没有单元控制器。物理上，单元控制器软件在一台计算机上执行，但逻辑上，每个工具404可以或不可以具有相关的单元控制器。换句话说，在工具404内工具404包括单元控制器的功能。
小批量MES402也可以将请求发送到小批量MCS408以发送载具到小批量工具404或从小批量工具404移出载具。小批量MCS408可以又控制小批量载具运输系统410和多个(N)工具站412(例如，位于每个工具404一个)以满足小批量MES402的请求。正如以上根据图2所示，每个工具站412可以装载/卸载基底载具到/来自于小批量运输系统410，运输基底载具到/来自于工具站412和/或工具站412服务的工具404等的装载装货口或存储位置。
小批量MES402也可以控制大批量/小批量载具基底传送机构414。在一些实施例中，大批量/小批量载具基底传送机构414可以在小批量MCS408的控制下操作。大批量/小批量载具基底传送机构414可以用于接收大批量载具，从大批量载具卸载“将被处理的”基底，并将这些基底装进将发送到小批量Fab316(图3)以进行处理的小批量载具。同样地，大批量/小批量载具基底传送机构414还用于接收小批量载具，卸载被处理的基底，并将这些基底装进将被发送返回到大批量Fab302的大批量载具(图3)。单个传送机构可以用于将基底从大批量载具传送到小批量载具，并且反之亦然。而且，在一些实施例中，该传送机构外部于和/或分离于小批量Fab316。也可以使用其他数量的小批量MCS的单元控制器，传送机构，工具站，小批量传送系统，和/或小批量工具。
MES402也可以包括一个调度器416用于优化和调整合成工具320组件的操作。在一些实施例中，每个小批量MES402，每个小批量MCS408，小批量载具运输系统410，每个工具站412，和/或大批量/小批量载具基底传送机构414都可以包括用于控制调度操作的调度器或调度组件，该操作是由小批量MES402、小批量MCS408、小批量载具运输系统410、每个工具站412、和/或大批量/小批量载具基底传送机构414执行的。在一些实施例中，小批量载具运输系统410可以使用储料器(未绘出)以临时存储包含等待处理的基底的载具。
虽然未绘出，但是合成工具320可以另外包括一个“不同型号的”批量Fab，该批量Fab对小批量MES402看来是另一个小批量工具404。换句话说，小批量Fab108以相同方式透明地集成到大批量Fab102中，不同型号批量Fab能透明集成到小批量Fab108中。可以在其它合成工具内实现这种合成工具的嵌套，然而深度对于定义子处理是有用的。
在操作中，合成工具320可以从MES304接收基底和处理清单。遵循大批量Fab102剩余组件106的自身商业规则和独立性，小批量MES402控制接收到的基底并执行处理清单。在小批量MES402的指示下，根据在合成工具320外不能执行的调度，将基底从一个小批量工具404移动到下一个。如果小批量MES402遇到问题或错误情况，则运行以便开始任何纠正操作，其对于在不涉及MES304的情况下解决问题是必要的。因此，从Fab102的剩余部分封装在合成工具320内的合成工具的处理和基底运输的实际执行。这一点既通过从合成工具320的操作细节卸下MES304从而简化了Fab102的实施，也通过在合成工具320内做出决定的分散(或定位)从而加强了支持使用小批量载具的性能。
在一些实施例中，利用合适的和可实行的判断，合成工具320内的商业规则可以从大批量Fab102的商业规则中复制。例如，许多管理大批量Fab304的调度器/分配器322的行为的一些商业规则可以应用到合成工具320的调度器/分配器416。可以复制的其他示例规则可以包括管理预防性维护(PM)工具的调度的规则，为优先批量提供工具的规则，确定应该在其中处理批量的最佳工具或处理箱的规则(例如，根据对批量内一些基底作出的测试或根据在哪个工具或箱内已处理过批量的历史)。将商业规则复制到嵌套的合成工具中可以有助于Fab102的设计和实施，因为通常合适的商业规则可以再利用，而且不必在每个子合成工具内重新产生。
为了进一步减少由于使用小批量载具所带来的等待时间并因为合成工具320的内部操作是从Fab102的剩余部分封装的，因此本发明的另一个优点是实施合成工具320增强了现有技术MES协议而没有引起不兼容性。例如，在一些实施例中，小批量MES402可以在从工具404接收实际的“请求卸载”状态信息之前，提前将一些预期的移动指令提供给小批量MCS408。换句话说，并不是等待和反应性的响应来自工具404的状态消息，该消息一般促使MES402将移动命令发送到小批量MCS408，反之MES402可以提前(proactively)发送上述消息。使用来自调度器416的信息，小批量MES402可以持续地确定最可能的指令序列，可以预见，它会正常的发送到小批量MCS408，例如，在接下来的n分钟，持续将那些指令发送到小批量MCS408。一旦接收，小批量MCS可以排列指令，以使下一个指令是立即可获得的。如果，例如，延迟和/或错误情况改变了调度，小批量MES402或调度器416可以改变小批量MCS408并指令队列可以被打乱。当小批量MCS408需要一个指令并否则必须输入减慢生产的等待状态时而小批量MES402太忙而不能提供下一个指令的情况下，通过以这种形式排列指令会避免延迟。
在一些实施例中，当对小批量载具基底的处理在工具404完成时，工具的单元控制器406(和/或工具404本身)可以将“请求卸载”的信息提供给MES402同时也直接提供给工具的相关工作站412。在现有技术的系统中，直到MES和调度器已经确定载具的下一个目的地(例如，另一个工具或储料器)并然后将已确定的目的地分配给MCS，所述MCS才会从工具卸载载具。这会导致在载具的实际卸载中的延迟。然而，根据本发明的实施例，通过预期工具404将需要卸载的载具(即使载具的下一个目的地未知)并通过将该指令排列到MCS408中，只要“请求卸载”一从单元控制器406(或相关工具404)提供到工具站412，工具站412就能够下载该载具。这会导致单元控制器406/工具404更快地产生“请求装载”到下一个载具。通过如图4所示的在单元控制器406和相关工具站412之间的通信路径可以促进对这种直接通信的支持。注意，虽然未绘出，但在一些实施例中，通信路径可以直接链接工具404和工具站412。
类似于上述的卸载示例，MES402也可以将在来自工具404的“请求装载”之前，下一个载具需要被装载到工具404的指令排列到MCS408中。根据请求前的这个了解，MCS408能将载具预移动到工具的工具站412并且一旦工具404请求下一个载具，工具站412能将载具装载到工具404，而不必等待来自MES402的命令。
转到图5，提供的框图描述了CIM软件系统结构500的另一个实施例的细节。所描述的另一个实施例是中央式的系统，该系统并不象上述的实施例一样(如图3描述的实施例)将小批量Fab透明的集成进入大批量Fab。然而，使用上述的指令排队特性，可以克服所绘出的结构的一些等待时间问题，并可以实现中央式系统的许多优点。
集成了小批量Fab504的大批量Fab502的中央式CIM结构500是由MES506控制的，该MES506包括用于控制图5的混合批量型号Fab各个部分的一个大批量(LL)模块508和一个小批量(SL)模块510。LL模块508通过实施为单元控制器514的接口层控制多个(N)大批量工具512。注意，尽管图5中只描绘一个单元控制器514，但在一些实施例中，可以每个工具512或工具组具有一个单元控制器，或根本没有单元控制器。物理上，单元控制器软件在一台计算机上执行，但逻辑上，每个工具512可以或不可以具有一个相关的单元控制器。换句话说，在工具512中工具512可以包括单元控制器的功能。
MES506通过LL模块508也可以将请求发送到MCS516以将载具发送到大批量工具512或从大批量工具512移出载具。MCS516依次控制大批量载具运输系统518以满足MES506的请求，并使用一个或多个储料器520以临时存储包含等待处理的基底的载具。可以使用其他数量的MES、调度器、模块、单元控制器、MCS、大批量工具、大批量载具运输系统、和储料器。
通过SL模块510，MES506也通过实施为第二单元控制器524的接口控制多个(N)小批量工具522。SL模块510也可以将请求发送到小批量MCS526以将小批量载具发送到小批量工具522或从小批量工具522移出小批量载具。小批量MCS526依次控制小批量载具运输系统528和多个(N)工具站530(例如，位于每个小批量工具522的一个工具)以满足SL模块510的请求。正如以上根据图2所示，工具站530可以将基底载具装载到小批量载具运输系统528并从小批量载具运输系统528卸载基底载具，运输基底载具到/来自于工具站530和/或工具站530服务的工具522等的装载装货口或存储位置。
SL模块510也可以控制大批量/小批量载具基底转移机构532。在一些实施例中，大批量/小批量载具基底转移机构532可以在小批量MCS526和/或大批量MCS516的控制下操作。大批量/小批量载具基底转移机构532可以用于接收大批量载具，从大批量载具卸载“要被处理”的基底，并将基底装载到将要发送到小批量Fab504的小批量工具522以进行处理的小批量载具中。同样地，大批量/小批量载具基底转移机构532也可以用于接收小批量载具，卸载已处理的基底，并将基底装载到将要发送返回到大批量Fab502的大批量载具。
MES506可以包括一个调度器534用于控制Fab502所执行的操作的调度。在一些实施例中，每个MES506、大批量MCS516、小批量MCS526、大批量载具运输系统518、小批量载具运输系统528、每个工具站530、和/或大批量/小批量载具基底转移机构532都可以包括一个调度器(只在MES506中示出)用于控制操作的调度，该操作是由每个MES506、小批量MCS526，小批量载具运输系统528、每个工具站530、和/或大批量/小批量载具基底转移机构532执行的。
在一些实施例中，小批量MCS526可以使用储料器(未绘出)以临时存储包含等待将被处理基底的载具。除了那些本文绘出的或提到的以外，可以使用其他数量的MES的，大批量MCS的，小批量MCS的，大批量载具运输系统，小批量载具运输系统，工具站，和/或大批量/小批量载具基底转移机构。
如上所述，通过对移动或其他指令排队，克服了由使用小批量载具所带来的许多等待时间问题。在一些实施例中，MES506、通过SL模块510、可以在来自小批量工具522的实际“请求卸载”之前，提前提供给小批量MCS526一些移动指令。正如以上关于合成工具320的描述，使用来自调度器524的信息，MES506可以持续确定最可能的指令序列，其预测它会正常的发送到小批量MCS526，例如，在接下来的n分钟里，持续将那些指令发送到小批量MCS526。一旦接收，小批量MCS526可以将指令排队以使下一个指令是立即可获得的。如果，例如，延迟和/或错误情况改变调度，MES506或调度器534可以改变小批量MCS526并将指令队列打乱。在小批量MCS526需要一个指令并否则必须输入减慢生产的等待状态但MES506太忙而不能提供下一个指令的情况下，通过以这种形式将指令排队会避免延迟。如上所描述的合成工具320，可以在单元控制器524(和/或小批量工具522)和相关工具站530之间提供通信路径以允许小批量MCS526在接收来自MES506的实际命令之前提前进行操作。
诸如图5所描述的中央式系统的优点在于，MES506具有更多对Fab中的所有组件和工件的控制和了解。在一个小批量处理相对简单的实施例中，由于使用小批量给中央式系统带来的复杂性和等待的级别是代价合理的。然而，对于有更多的小批量Fab集成到大批量Fab中，分布式，封装的，和透明集成的合成工具会是优选的。
上面的描述只公开了本发明的特定实施例；落入本发明范围的对以上公开的方法和装置的修改对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。例如，上面提供的示例所描述的小批量Fab108只包括一个载具运输系统410，但在小批量Fab108中能实施任何数量的载具运输系统。在实施多个载具运输系统的小批量Fab中，可以使用转移站以促使将载具从一个载具运输系统转移到另一个系统。
将会理解的是，本发明也使用任何类型的基底例如硅基底、玻璃板、掩模、丝网等，模式的或非模式的；和/或具有用于运输和/或处理该基底的装置。
因此，虽然已经结合其特定的实施例公开了本发明，但应该理解的是，其他实施例可以落入如下面权利要求所定义的本发明的精神和范围内。
权利要求
1.一种系统，包括至少一个大批量载具运输系统，用于将大批量载具发送到至少一个大批量工具；以及至少一个合成工具，用于从大批量载具运输系统接收大批量载具，其中合成工具包括至少一个将基底从大批量载具转移到小批量载具的机构；至少一个小批量载具运输系统，用于将小批量载具发送到至少一个小批量工具。
2.如权利要求1所述的系统，其中至少一个大批量载具运输系统和至少一个小批量载具运输系统由中央制造执行系统控制。
3.如权利要求1所述的系统，其中至少一个小批量载具运输系统由分散式小批量制造执行系统控制，并且小批量制造执行系统对于大批量制造执行系统来说是一个大批量组件。
4.一种电子设备制造装置，包括一个包括多个大批量组件的大批量制造装置；一个用于控制大批量制造装置的制造执行系统；以及一个布置在大批量制造装置内的小批量子制造装置，其用于如大批量组件一样与大批量制造装置的制造执行系统互相作用。
5.如权利要求4所述的电子设备制造装置，其中小批量子制造装置还用于如大批量组件一样透明地与大批量制造装置的制造执行系统相互作用。
6.如权利要求4所述的电子设备制造装置，其中小批量子制造装置进一步用于内部复制制造执行系统的一部分商业规则以操作小批量制造装置。
7.如权利要求6所述的电子设备制造装置，其中小批量子制造装置进一步用于在小批量子制造装置中封装小批量制造装置的操作。
8.一种电子设备制造装置，包括一个包括多个大批量组件的大批量制造装置；一个小批量子制造装置，布置在大批量制造装置内，并包括多个小批量组件；以及一个中央制造执行系统，其包括一个第一模块，用于控制大批量制造装置；一个第二模块，用于控制小批量子制造装置。
9.如权利要求8所述的电子设备制造装置，其中第二模块进一步用于在小批量子制造装置请求服务之前将指令传达到小批量子制造装置的队列。
10.如权利要求9所述的电子设备制造装置，其中根据最已知的调度，在请求服务之前传送指令。
11.一种合成工具，包括多个小批量组件；一个小批量制造执行系统，用于控制多个小批量组件；其中小批量制造执行系统进一步用于与大批量制造执行系统通信，以使大批量制造执行系统与合成工具互相作用就好象合成工具是大批量工具一样。
12.如权利要求11所述的合成工具，进一步包括一个机构，用于接收和分派大批量载具，并将基底转移到小批量载具和大批量载具、和从小批量载具和大批量载具转移基底。
13.如权利要求11所述的合成工具，其中小批量组件包括一个高速小批量载具运输系统。
14.一种计算机可执行指令，用于控制电子设备制造装置的操作，其包括一个第一模块，用于控制制造装置的至少一个大批量载具运输系统运行地将大批量载具发送到至少一个大批量工具；一个第二模块，用于控制制造装置的至少一个合成工具运行地从大批量载具运输系统接收大批量载具；一个第三模块，用于控制制造装置的至少一个机构运行地将基底从大批量载具发送到小批量载具；以及一个第四模块，用于控制制造装置的至少一个小批量载具运输系统运行地将小批量载具发送到至少一个小批量工具。
15.如权利要求14所述的计算机可执行指令，其中第一和第二模块进一步用于在大批量电子设备装置制造执行系统计算机上执行，并且其中第三和第四模块进一步用于在小批量电子设备子制造装置制造执行系统计算机上执行。
16.如权利要求14所述的计算机可执行指令，其中第一、第二、第三和第四模块进一步用于在中央大批量电子设备制造装置制造执行系统计算机上执行。
17.如权利要求14所述的计算机可执行指令，其中第四模块进一步用于指示至少一个小批量工具执行制造过程，并且其中第一模块与第四模块相互作用就象第四模块是大批量工具一样。
18.一种方法，包括为电子设备制造装置(Fab)划分计算机集成制造(CIM)软件，以使Fab模型化为以下的组合至少一个大批量载具运输系统，至少一个第一工具，用于接收至少一个大批量载具，以及至少一个合成工具，用于接收至少一个大批量载具，其中该至少一个合成工具包括至少一个小批量载具运输系统，和至少一个第二工具，用于接收至少一个小批量载具；以及在分布式平台上执行CIM软件。
19.如权利要求18所述的方法，其中划分CIM软件包括，为在Fab制造执行系统(MES)和至少一个合成工具MES中执行Fab处理而分配软件。
20.如权利要求19所述的方法，其中连接到合成工具MES的接口对FabMES来说就象是连接到用于接收至少一个大批量载具的第三工具的接口。
21.一种方法，包括为电子设备制造装置(Fab)划分计算机集成制造(CIM)软件，以使Fab模型化为以下的组合至少一个大批量载具运输系统，用于将大批量载具发送到至少一个第一大批量工具；至少一个合成工具，用于从大批量载具运输系统接收大批量载具，其中合成工具包括一个将基底从大批量载具转移到小批量载具的机构；一个小批量载具运输系统，用于将小批量载具发送到至少一个第一小批量工具；以及在分布式平台上执行CIM软件。
22.如权利要求21所述的方法，其中划分CIM软件包括为在Fab制造执行系统(MES)和至少一个合成工具MES中执行Fab处理而分配软件。
23.如权利要求22所述的方法，其中连接到合成工具MES的接口对FabMES来说就象是连接到一个第二大批量工具的接口。
全文摘要
本发明涉及大批量和小批量电子设备制造装置的集成方法及其装置。在至少一个方面中，本发明提供了一种电子设备制造装置(Fab)，该装置使用能透明集成到使用大批量载具的现有Fab中的小批量载具。制造执行系统(MES)可以与本发明的小批量Fab相互作用就好象小批量Fab是现有大批量Fab中的任何其他组件，而不需要知道如何控制小批量Fab组件(例如，指定处理清单)。根据本发明的小批量Fab可以封装小批量组件的小批量Fab的内部用途，并且该小批量Fab对于大批量Fab的MES来说，就象小批量Fab是使用大批量载具的一个组件。
文档编号G05B19/418GK1636846SQ200410095460
公开日2005年7月13日 申请日期2004年11月5日 优先权日2003年11月6日
发明者阿米特·皮里, 大卫·达芬, 艾瑞克·安德鲁·恩格尔哈特 申请人:应用材料有限公司