一种化学换装系统及方法与流程

本发明是关于半导体制程的技术领域，尤指用于协助集成电路制造厂(icfoundry)能够通过在线检核的方式安全地完成化学储液桶(chemicalcontainer)的更换作业。

背景技术：

化学机械研磨/化学液(chemicalmechanicalpolishing,cmp)/(chemicalfluid)目前已被广泛地用于半导体ic制造程序之中的全面性平坦化制程。执行cmp制程时，必须将晶圆放置在一晶圆承载体(carrier/head)与表面铺有抛光垫的一旋转工作台之间。并且，以具有抛光垫的所述旋转工作台对晶圆执行全面性平坦化的过程中，一化学流体抛光液(chemicalmechanicalpolishingslurry)会通过一喷注管不断地喷向晶圆表面。可想而知，抛光垫与化学流体抛光液(简称“研磨液”)或其他化学液为cmp制程之中或其他制程的耗材，必须通过现场操作人员定时或定期进行更换。

必须补充说明的是，随着半导体ic制造技术的线宽不断地微缩，制程技术也跟着改变。例如，传统上应用于全面性平坦化制程的化学机械研磨技术也被转用于高介电质金属闸极(high-kmetalgate)的制造程序中。然而，由于金属闸极的线宽多为16奈米以下，因此在注入研磨液或其他化学液至相关制造平台之前，必须先以过滤器对研磨液或其他化学液进行过滤程序，通过此方式去除研磨液或其他化学液所带有的尺寸大于100奈米的颗粒。可想而知，过滤器的滤心或滤材自然也是cmp制程之中的耗材，必须由现场操作人员定时或定期进行更换。

然而，根据集成电路制造厂(icfoundry)所提供的实务操作经验，可以发现目前使用的研磨液与/或滤心更换程序存在着一个重大缺陷，说明如下。研磨液或其他化学液或其他化学液与/或滤心的更换作业与历史是通过纸本记录，且纸本记录内容至少包括：更换人员姓名、更换人员工号、更换时间、更换品料号、品料上机时间、与品料下机时间等。然而，肇因于更换作业与纸本记录同时由人力完成，一旦在执行程序的过程中发生人为操作异常，例如操作人员以料号不符的研磨液或其他化学液进行换装，类似这种的人为操作错误势必导致集成电路制造厂(icfoundry)与其客户的重大损失。

由上述说明可知，将研磨液或其他化学液与/或滤心的物料管理、更换作业、程序步骤与记录同步电子化对于集成电路制造厂而言是亟迫切的。如此，集成电路制造厂的厂管便能够通过中心控制系统而完整、全面性地监控研磨液或其他化学液与/或滤心的更换料号是否正确以及操作人员是否具备换装权限。有鉴于此，本案的发明人极力加以研究创作，而终于研发完成本发明的一种化学换装系统与方法。

技术实现要素：

集成电路制造厂(icfoundry)所提供的实务操作经验指出，研磨液或其他化学液与/或滤心的更换作业与历史通常仅通过纸本记录。然而，肇因于更换作业与纸本记录皆由人力所完成，一旦在执行程序的过程中发生人为操作异常，例如：操作人员以料号不符的研磨液或其他化学液进行化学换装，类似这种的人为操作错误势必导致集成电路制造厂(icfoundry)与其客户的重大损失。本发明的主要目的在于提供一种化学换装系统与方法，所述化学换装系统包括：至少一身分信息携载单元、至少一料品信息携载单元、至少一机台信息携载单元、以及至少一可携式电子装置。特别地，在所述可携式电子装置以其读取单元读取所述多个信息携载单元所携载的基础信息之后，后端的中央监控系统便可以在确认操作人员是否具有机台操作权限以及所述料品容置器所盛装的料品的品名、批号、有效日期、与序号是否正确之后，自动地解除机台的柜门，令操作人员接着进行相关料品的去旧换新作业。如此方式，是能够确保所有机台的料品更换皆在电子化的系统管理下进行，免除任何的纸本记录，是以能够有效避免在执行料品的去旧换新的程序过程中发生人为操作异常。

为了达成上述本发明的主要目的，本案发明人提供所述化学换装系统的一实施例，包括：

至少一身分信息携载单元，是置于至少一操作人员身分卡之上；

至少一料品信息携载单元，是设置于至少一料品容置器之上，且所述料品容置器容置有一特定料品；

至少一机台信息携载单元，是设置于至少一机台之上，且所述机台是用以预处理或直接使用所述特定料品；以及

至少一可携式电子装置，是具有一读取单元；

其中，通过所述读取单元，所述可携式电子装置可通过读取所述机台信息携载单元的方式确认所述机台的类型与其运作状态；同时，通过所述读取单元，所述可携式电子装置可通过读取所述身分信息携载单元的方式确认持有所述操作人员身分卡的一操作人员是否具有操作所述机台的权限；

其中，通过所述读取单元，所述可携式电子装置可通过读取所述料品信息携载单元的方式确认所述料品容置器所容置的所述特定料品的多个基础信息，以确保所述料品容置器于所述特定料品处于一正常状态之下被装入正确的所述机台中。

所述的化学换装系统，其中，更包括：一中央监控系统，通过一收发装置与所述可携式电子装置沟通，并通过一控制装置监视与控制所述机台的运作状态。

所述的化学换装系统，其中，所述特定料品为一化学流体抛光液、一化学研磨液、一化学液体、一相关耗用材料、一o型环、一垫片或一滤材其中之一。

所述的化学换装系统，其中，所述身分信息携载单元、所述料品信息携载单元与所述机台信息携载单元皆可为下列任一者：图形、文字、字母、数字、一维条形码(1dbarcode)、二维条形码(2dbarcode)、汉信码(chinese-sensiblecode)、qr码、矩阵条形码(maxicode)、rfid卷标、nfc卷标、上述任两者的组合、或上述任两者以上的组合。

所述的化学换装系统，其中，所述可携式电子装置可为下列任一者：智能型手机、个人数字助理、笔记本电脑、平板计算机、智能眼镜、或智慧手表；所述读取单元可为下列任一者：rfid卷标读取器、nfc卷标读取器、影像辨识器、一维条形码读取器、二维条形码读取器、汉信码读取器、qr码读取器、或矩阵条形码读取器。

所述的化学换装系统，其中，所述读取单元为一影像撷取器，且所述可携式电子装置更具有一影像辨识单元；其中，通过配合使用所述读取单元与所述影像辨识单元，所述可携式电子装置可完成所述身分信息携载单元、所述料品信息携载单元、与/或所述机台信息携载单元的读取。

所述的化学换装系统，其中，通过所述料品信息携载单元所携载的所述多个基础信息系包括：品名、批号、有效日期、与序号，且相邻两个基础信息之间插入有一信息分隔符(centralseperatingcharacter)。

所述的化学换装系统，其中，所述正常状态可为下列任一者：所述特定料品的品名正确、所述特定料品的批号未被禁用、所述特定料品的批号具有入库纪录、或所述特定料品的保存日未超过有效日期。

所述的化学换装系统，其中，更包括：一电子权杖单元(electronictokenunit)，是用于与所述可携式电子装置相互沟通；

于所述可携式电子装置完成所述身分信息携载单元的读取之后，所述电子权杖装置是用于重复确认持有所述操作人员身分卡的所述操作人员是否具有操作所述机台的权限。

所述化学换装系统，其中，所述信息分隔符可为下列任一者：％、$、/、～、！、@、#、^、&、*、(、)、-、_、|、{、}、？、<、>、\、[、]或+。

并且，为了达成上述本发明的主要目的，本案发明人提供所述化学换装方法的一实施例，包括以下步骤：

(1)将至少一身分信息携载单元设置于至少一操作人员身分卡之上，将至少一料品信息携载单元设置于至少一料品容置器之上，并将至少一机台信息携载单元设置于至少一机台之上；其中，所述料品容置器容置有一特定料品，且所述机台用以预处理或直接使用所述特定料品；

(2)提供至少一可携式电子装置，且所述可携式电子装置具有一读取单元；

(3)通过所述读取单元，所述可携式电子装置通过读取所述机台信息携载单元的方式确认所述机台的类型与其运作状态；

(4)通过所述读取单元，所述可携式电子装置通过读取所述身分信息携载单元的方式确认持有所述操作人员身分卡的操作人员是否具有操作所述机台的权限；

(5)通过所述读取单元，所述可携式电子装置通过读取所述料品信息携载单元的方式确认所述料品容置器所容置的所述特定料品的多个基础信息，以确保所述料品容置器于所述特定料品处于一正常状态下被装入正确的所述机台中；以及

(6)通过所述读取单元，所述可携式电子装置再次读取所述身分信息携载单元，完成所述特定料品于所述机台中的更换作业。

附图说明

图1为显示本发明的一种化学换装系统的架构图；

图2为显示可携式电子装置的立体图；

图3a与图3b为显示本发明的化学换装方法的流程图；

图4a为显示可携式电子装置的屏幕的正视图；以及

图4b为显示可携式电子装置的屏幕的正视图。

附图标记:

<本发明>

21身分信息携载单元

31料品信息携载单元

41机台信息携载单元

5可携式电子装置

csrc中央监控系统

2操作人员身分卡

3料品容置器

4机台

5可携式电子装置

51读取单元

6收发装置路由器

7可编程控装置

8电子权杖单元

s1-s6步骤

<公知>

无

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明所提出的一种化学换装系统及方法，以下将配合图式，详尽说明本发明中较佳实施例。

请参阅图1，是显示本发明一种化学换装系统的架构图。如图1所示，本发明的化学换装系统于架构组成上主要包括：至少一身分信息携载单元21、至少一料品信息携载单元31、至少一机台信息携载单元41、至少一可携式电子装置5、与一中央监控系统csrc。根据本发明的设计，所述身分信息携载单元21是设置于一操作人员身分卡2之上。简单地说，身分信息携载单元21用以携载持有所述操作人员身分卡2的一操作人员的基本资料，包括：姓名、工号、所属单元、职级、与是否完成机台操作的资格考(qualify)。特别说明的是，完成机台操作的资格考的操作人员才会被允许进行机台操作；另外，职级越高的操作人员被允许进行操作的机台的种类则越多。举例而言，厂长、高级工程师、与主任工程师皆能够对不同单位的机台进行操作，但操作人员(operator,op)仅被限制对其所属单位的机台进行操作。

另一方面，所述料品信息携载单元31被设置于对应的一料品容置器(chemicalcontainer)3之上，且所述料品容置器3容置有一特定料品。其特征在于，所述料品信息携载单元31携载涉及所述特定料品的多个基础信息，包括：品名、批号、有效日期、与序号。举例而言，所述品名可用以显示所述特定料品为化学流体抛光液(chemicalmechanicalpolishingslurry)、化学研磨液、化学液体、相关耗用材料、o型环、垫片或一研磨液滤心(滤材)。另一方面，所述机台信息携载单元41是设置于对应的机台4之上，且所述机台4是用以预处理或直接使用所述特定料品。举例而言，所述机台4为一研磨液供应系统，则所述料品容置器3所盛装者必须是化学流体抛光液(简称“研磨液”)。或者，所述机台4为一研磨液过滤机台，则所述特定料品则为研磨液滤材，且所述料品容置器3为过滤器壳体。

由上述说明可知，单位“至少一”是用以表示所述三种信息携载单元(21,31,41)的数量为一个或多个。换句话说，这三种信息携载单元(21,31,41)的数量的确实数量是决定于所述操作人员身分卡2、所述料品容置器3与所述机台4的数量。另一方面，所述可携式电子装置5是具有一读取单元51。通过所述读取单元51，可携式电子装置5可通过读取所述机台信息携载单元41的方式确认机台4的运作状态。并且，如图1所示，可携式电子装置5是通过一收发装置6而与一中央监控系统csrc相互沟通，收发装置6与可携式电子装置5间的通讯协议可以是无线通信网络，包含wifi、3g、4g、蓝芽、zigbee等，收发装置6与中央监控系统csrc间的通讯协议可以是无线通信网络或有线通讯网络，其特征在于无线通信网络包含wifi、3g、4g、蓝芽、zigbee等。且所述中央监控系统csrc则通过一控制装置7控制所述机台4的运作状态，其特征在于，控制装置7包含可编程控装置(programmablelogiccontroller,plc)或直接数字控制器(directdigitalcontroller,ddc)或对象链接与嵌入装置(objectlinkingandembedding,ole)或用于流程控制的ole装置(oleforprocesscontrol,opc)其中之一。因此，在完成所述机台信息携载单元41的读取之后，可携式电子装置5便可自所述中央监控系统csrc得知所述机台4的类型、设定参数及其运作情况。此外，通过所述读取单元51，所述可携式电子装置5可进一步地通过读取所述身分信息携载单元21的方式确认持有所述操作人员身分卡2的操作人员是否具有操作所述机台4的权限。

特别说明的是，在进行物料更换之前，通过读取所述料品信息携载单元31的方式戏能够确认所述料品容置器3所容置的所述特定料品的相关基础信息，藉以确保料品容置器3是于所述特定料品处于正常状态下被装入正确的所述机台4中。举例而言，若所述机台4为研磨液供应系统，则读取所述料品信息携载单元31能够确认料品容置器3所容置的所述特定料品的品名是否为研磨液。除此之外，读取所述料品信息携载单元31还能够确认所述特定料品的批号是否已经被禁用、所述特定料品的批号是否具有入库纪录、以及所述特定料品的保存日是否超过有效日期。

在料品容置器3被确认属于正常状态之后，则中央监控系统csrc便会自动解除机台4的机柜的柜门，此时操作人员可以自所述机台4取下已经耗尽所述特定料品的所述料品容置器3，并将新的料品容置器3装入所述机台4内。并且，当所述料品容置器3于所述特定料品处于正常状态的情况下被装入正确的机台4之后，必须以可携式电子装置5再次读取所述身分信息携载单元21；之后，所述中央监控系统csrc便会记录新的料品容置器3的上机时间，并记录此料品容置器3的状态为“使用中(inmachine)”。相反地，中央监控系统csrc会将旧的料品容置器3纪录为空桶(empty)。同时，中央监控系统csrc会通过控制装置7将操作人员的数据(例如:姓名与工号)以及所述料品容置器3所容置的所述特定料品的批号(或料号)显示于机台4的人机接口(humanmachineinterface,hmi)。

虽然图1显示所述身分信息携载单元21、所述料品信息携载单元31与所述机台信息携载单元41皆为一维条形码(1dbarcode)，然而不应以此限制所述信息携载单元(21,31,41)的实施态样。于实际应用本发明时，所述身分信息携载单元21、所述料品信息携载单元31与所述机台信息携载单元41可为下列任一者：图形、文字、字母、数字、一维条形码(1dbarcode)、二维条形码(2dbarcode)、汉信码(chinese-sensiblecode)、qr码、矩阵条形码(maxicode)、rfid卷标、nfc卷标、上述任两者的组合、或上述任两者以上的组合。

以一维条形码(1dbarcode)为例，所述料品信息携载单元31可利用code39条形码产生器制作，并使其携载所述料品容置器3所盛装的所述特定料品的品名、批号、有效日期、与序号。值得特别说明的是，为了利于可携式电子装置5对于品名、批号、有效日期、与序号的清楚读取，制作料品信息携载单元31的一维条形码时，必须于相邻两个基础信息之间插入有一信息分隔符(centralseperatingcharacter)，例如:％、$、/、～、！、@、#、^、&、*、(、)、-、_、|、{、}、？、<、>、\、[、]或+。

可想而知，对应于不同实施态样的信息携载单元(21,31,41)，可携式电子装置5的读取单元51可为下列任一者：rfid卷标读取器、nfc卷标读取器、影像辨识器、一维条形码读取器、二维条形码读取器、汉信码读取器、qr码读取器、矩阵条形码读取器、或影像撷取器。若可携式电子装置5为智能型手机、个人数字助理、笔记本电脑、平板计算机、智能眼镜、或智慧手表，则可直接以可携式电子装置5内建的影像撷取模块作为所述读取单元51；如此，于所述可携式电子装置5安装一影像(或条形码)辨识软件之后，便能够通过配合使用所述读取单元51与所述影像辨识单元的方式，令可携式电子装置5完成所述身分信息携载单元21、所述料品信息携载单元31、与/或所述机台信息携载单元41的读取。然而，有鉴于大部分的集成电路制造厂(icfoundry)皆禁止于厂内使用任何类型的智能型电子装置，搭载有条形码扫描仪(即，读取单元51)的个人数字助理(digitalpersonalassistant,pda)便成为所述可携式电子装置5的最佳实施态样。

继续地参阅图1，并请同时参阅图2，为显示可携式电子装置的立体图。值得注意的是，虽然可携式电子装置5可以通过读取身分信息携载单元21的方式确认持有所述操作人员身分卡2的操作人员是否具有操作所述机台4的权限，但是考虑到低职级的操作人员有可能借用高职级的厂长或工程师的操作人员身分卡2而妄加地操作所述多个不需要更换料品的机台4，本发明又于化学换装系统中增设所谓的电子权杖单元(electronictokenunit)8；其特征在于，所述电子权杖单元8中储存有一次性认证码(one-timepassword,otp)。特别地，于所述可携式电子装置5完成所述身分信息携载单元21的读取之后，中央监控系统csrc可通过可携式电子装置5要求操作人员提供与电子权杖单元8沟通；之后，可携式电子装置5可通过存取所述一次性认证码的方式，重复确认持有所述操作人员身分卡2的所述操作人员是否具有操作所述机台4的权限，避免高职级的厂长或工程师的操作人员身分卡2被拿来胡乱操作所述多个不需要更换料品的机台4。本发明并不限制电子权杖单元8的实施态样，如图2所示，电子权杖单元8可以是：蓝牙电子装置、usb电子装置、nfc卷标、或rfid卷标。并且，在可携式电子装置5自所述电子权杖单元8之中完成所述一次性认证码的存取之后，可携式电子装置5内部的一权杖码产生单元(未图标)会重新生成一组一次性认证码，并写入所述电子权杖单元8中，通过此方式提高机台4的操作权限。

如此，上述说明是已完整、清楚地介绍说明本发明的一种化学换装系统。接着，下文将继续介绍说明本发明一的种化学换装方法。请重复参阅图2，并请同时参阅图3a与图3b，为显示本发明的化学换装方法的流程图。并且，请再同时参阅图4a与图4b，为显示可携式电子装置的屏幕的正视图。如图2与图3a所示，所述化学换装方法是首先执行步骤s1，将至少一身分信息携载单元21设置于至少一操作人员身分卡2之上，将至少一料品信息携载单元31设置于至少一料品容置器3之上，并将至少一机台信息携载单元41设置于至少一机台4之上；其特征在于，所述料品容置器3容置有一特定料品(例如:研磨液或滤心)，且所述机台4用以预处理或直接使用所述特定料品。并且，于步骤s2之中，是提供至少一可携式电子装置5，且所述可携式电子装置5具有一读取单元51(例如:条形码扫描仪)。

本发明的化学换装方法是接着执行步骤s3，通过所述读取单元51，令所述可携式电子装置5通过读取所述机台信息携载单元41的方式确认所述机台4的运作状态。并且，于步骤s4中，通过所述读取单元51，所述可携式电子装置5通过读取所述身分信息携载单元21的方式确认持有所述操作人员身分卡2的操作人员是否具有操作所述机台4的权限。如图4a的图(a)所示，在读取机台信息携载单元41之后，可携式电子装置5的屏幕上为显示机台4的machineid，同时所述可携式电子装置5可自中央监控系统csrc得知机台4的设定参数与运作情况。如图4a的图(b)所示，若操作人员通过检核后确认具有操作所述机台4的权限，则中央监控系统csrc便会通过控制装置7自动解除机台4的机柜的柜门。此时，如图4a的图(c)所示，在点选屏幕上的料品更换作业选项之上，操作人员可接着开始进行料品容置器3的去旧换新作业。

完成步骤s4之后，所述化学换装方法是接着执行步骤s5，通过所述读取单元51，所述可携式电子装置5通过读取所述料品信息携载单元31的方式确认所述料品容置器3所容置的所述特定料品的多个基础信息，以确保所述料品容置器3于所述特定料品处于一正常状态下被装入正确的所述机台4之中。如图4b的图(a)、图(b)与图(c)所示，执行料品容置器3的去旧换新作业之前，操作人员必须以可携式电子装置5通过读取所述料品信息携载单元31所携载的多个基础信息，包括：品名、批号、有效日期、与序号。举例而言，若机台4为研磨液供应系统，则读取所述料品信息携载单元31是能够确认料品容置器3所容置的所述特定料品的品名是否为研磨液。除此之外，读取所述料品信息携载单元31还能够确认所述特定料品的批号是否已经被禁用、所述特定料品的批号是否具有入库纪录、以及所述\特定料品的保存日是否超过有效日期。

在确认品名、批号、有效日期、与序号皆为正常之后，中央监控系统csrc便会自动解除机台4的机柜的柜门，此时操作人员可以自所述机台4取下已经耗尽所述特定料品的料所述品容置器3，并将新的料品容置器3装入所述机台4内。相反地，若系统发现品名、批号、有效日期、与序号之中有任一者非属正常，则中央监控系统csrc不会解除机台4的机柜的柜门。此时，操作人员必须更换搭载正确的料品信息携载单元31的料品容置器3，并重复执行步骤s1。完成步骤s5之后，所述化学换装方法接着执行步骤s6：通过所述读取单元51，所述可携式电子装置5再次读取所述身分信息携载单元21，完成所述特定料品于所述机台4之中的更换作业(如图4b的图(b)与图(d)所示)。

本发明的化学换装方法是通过步骤s4确认持有所述操作人员身分卡2的操作人员是否具有操作所述机台4的权限。然而，必须预先想到的是，低职级的操作人员有可能借用高职级的厂长或工程师的操作人员身分卡2而妄加胡乱地操作所述多个不需要更换料品的机台4，因此，本发明又于此化学换装方法之中增设步骤4a，其可插入于所述步骤(4)与所述步骤(5)之间。执行步骤4a时，可携式电子装置5会要求与一电子权杖单元8(如图2所示)相互沟通，以重复确认持有所述操作人员身分卡2的所述操作人员是否具有操作所述机台4的权限。简单地说，

可携式电子装置5可通过存取所述电子权杖单元8之中的一次性认证码的方式，重复确认持有所述操作人员身分卡2的所述操作人员是否具有操作所述机台4的权限，避免高职级的厂长或工程师的操作人员身分卡2被拿来胡乱操作所述多个不需要更换料品的机台4。

如此，上述是已完整且清楚地说明本发明的一种化学换装系统与方法；并且，通过上述可知本发明具有下列的优点：

(1)本发明提出一种化学换装系统，包括：至少一身分信息携载单元21、至少一料品信息携载单元31、至少一机台信息携载单元41、以及至少一可携式电子装置5。特别地，在所述可携式电子装置5以其读取单元51读取所述多个信息携载单元(21,31,41)所携载的基础信息之后，后端的中央监控系统csrc便可以在确认操作人员是否具有机台操作权限以及所述料品容置器3所盛装的料品的品名、批号、有效日期、与序号是否正确之后，自动解除机台的柜门，令操作人员接着进行料品容置器3的去旧换新作业。如此方式，能够确保所有机台的料品更换皆在电子化的系统管理下进行，免除任何的纸本记录，是以能够有效避免在执行料品的去旧换新的程序过程中发生人为操作异常。

必须加以强调的是，上述的详细说明针对本发明可行实施例的具体说明，但是所述实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。