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Gebiet der vorliegenden Erfindung
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Im
Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung das Gebiet der Herstellung
von Produkten, etwa von Halbleiterbauelementen, in einer Fertigungsumgebung
mit Prozessanlagen, die Transportbehälter mit einem automatisierten
Transportsystem austauschen, wobei die Produkte, etwa Substrate
für Halbleiterbauelemente,
auf der Grundlage von Gruppen bearbeitet werden, die durch den Inhalt
der Transportbehälter
definiert sind.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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Der
heutige globale Markt zwingt Hersteller von Massenprodukten, Produkte
mit hoher Qualität bei
geringem Preis anzubieten. Es ist daher wichtig, die Ausbeute und
die Prozesseffizienz zu verbessern, um die Produktionskosten zu
minimieren. Dies gilt insbesondere auf dem Gebiet der Halbleiterherstellung,
da es hier wesentlich ist, modernste Technologie mit Massenproduktionsverfahren
zu kombinieren. Es ist daher das Ziel der Halbleiterhersteller,
den Verbrauch von Rohmaterialien und Verbrauchsmaterialien zu reduzieren,
während
gleichzeitig die Prozessanlagenauslastung verbessert wird. Der zuletzt genannte
Aspekt ist besonders wichtig, da in modernen Halbleiterfabriken
Anlagen erforderlich sind, die äußerst kostenintensiv
sind und den wesentlichen Teil der Gesamtproduktionskosten repräsentieren.
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Integrierte
Schaltungen werden typischerweise in automatisierten oder halbautomatisierten Fertigungsstätten hergestellt,
wobei sie eine große Anzahl
an Prozess- und Messschritten bis zur Fertigstellung des Bauelements
durchlaufen. Die Anzahl und die Art der Prozessschritte und Messschritte,
die ein Halbleiterbauelement durchlaufen muss, hängt von den Eigenschaften des
herzustellenden Halbleiterbauelements ab. Ein typischer Prozessablauf
für eine
integrierte Schaltung kann eine Vielzahl von Photolithographieschritten
umfassen, um ein Schaltungsmuster für eine spezielle Bauteilschicht
in eine Lackschicht abzubilden, die nachfolgend strukturiert wird,
um eine Lackmaske für
die weitere Bearbeitung bei der Strukturierung der betrachteten
Bauteilschicht durch beispielsweise Ätz- oder Implantati onsprozesse
und dergleichen zu bilden. Somit werden Schicht auf Schicht mehrere
Prozessschritte auf der Grundlage eines speziellen Lithographiemaskensatzes
für die
diversen Schichten des spezifizierten Bauelements ausgeführt. Beispielsweise
erfordert eine moderne CPU mehrere 100 Prozessschritte, wovon jeder
innerhalb spezifizierter Prozessgrenzen auszuführen ist, um damit die Spezifikationen
für das
betrachtete Bauelement zu erfüllen.
Da viele dieser Prozesse sehr kritisch sind, müssen eine Vielzahl von Messschritten
ausgeführt
werden, um in effizienter Weise den Prozessablauf zu steuern und
das Leistungsverhalten der entsprechenden Prozessanlagen zu überwachen.
Beispielsweise werden häufig
sogenannte Pilotsubstrate verarbeitet und Messprozeduren vor dem
eigentlichen Freigeben der zugehörigen Gruppe
aus „Eltern"-Substraten unterzogen,
um die Verträglichkeit
mit vordefinierten Prozessgrenzen zu prüfen. Typische Messprozesse
können
die Messung von Schichtdicken, die Bestimmung von Abmessungen kritischer
Strukturelemente, etwa der Gatelänge von
Transistoren, die Messung von Dotierstoffprofilen, und dergleichen
beinhalten. Da die Mehrheit der Prozessgrenzen bauteilspezifisch
sind, müssen
viele Messprozesse und die eigentlichen Fertigungsprozesse speziell
für das
betrachtete Bauelement gestaltet werden und es sind daher spezielle
Parametereinstellungen an den jeweiligen Mess- und Prozessanlagen
erforderlich.
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In
einer Halbleiterfertigungsstätte
sind typischerweise mehrere unterschiedliche Produktarten gleichzeitig
zu verarbeiten, etwa Speicherchips mit unterschiedlicher Gestaltung
und Speicherkapazität, CPU's mit unterschiedlicher
Gestaltung und Arbeitsgeschwindigkeit, und dergleichen, wobei die
Anzahl unterschiedlicher Produktarten sogar 100 oder mehr in Produktionslinien
zur Herstellung von ASIC's
(anwendungsspezifische IC's)
erreichen kann. Da jede dieser unterschiedlichen Produktarten einen
speziellen Prozessablauf, unterschiedliche Maskensätze für die Lithographie
erfordert, sind spezielle Einstellungen der diversen Prozessanlagen,
etwa Abscheideanlagen, Ätzanlagen,
Im plantationsanlagen, CMP- (chemisch-mechanische Polier-) Anlagen,
und dergleichen erforderlich. Folglich werden eine Vielzahl unterschiedlicher
Anlagenparametereinstellungen und Produktarten gleichzeitig in einer
Fertigungsumgebung angetroffen. Somit ist eine Mischung aus Produktarten,
etwa Test- und Entwicklungsprodukte, Pilotprodukte, unterschiedliche
Versionen von Produkten, in unterschiedlichen Fertigungsphasen in
der Fertigungsumgebung vorhanden, wobei die Zusammensetzung der
Mischung sich zeitlich in Abhängigkeit
von ökonomischen
Bedingungen, und dergleichen, ändern
kann, da das Ausgeben von nicht bearbeiteten Substraten in die Fertigungsumgebung
von diversen Faktoren abhängen
kann, etwa der Reihenfol ge spezieller Produkte, einem variablen
Anteil an Entwicklungs- und Untersuchungsaufwand, und dergleichen.
Somit müssen
häufig
die diversen Produktarten mit unterschiedlicher Priorität bearbeitet
werden, um spezielle Erfordernisse zu erfüllen, die durch spezielle ökonomische
oder andere Rahmenbedingungen auferlegt werden.
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Trotz
dieser komplexen Bedingungen ist es ein wichtiger Aspekt im Hinblick
auf die Produktivität, den
Prozessablauf innerhalb der Fertigungsumgebung so zu koordinieren,
dass ein hohes Leistungsverhalten beispielsweise im Hinblick auf
die Anlagenauslastung der Prozessanlagen erreicht wird, da die Investitionskosten
und die moderat geringe „Lebensspanne
von Prozessanlagen" insbesondere
in einer Halbleiterfabrik deutlich den Preis der endgültigen Halbleiterbauelemente
bestimmen. In modernen Halbleiterfertigungsstätten wird typischerweise ein hohes
Maß an
Automatisierung angetroffen, wobei der Transport von Substraten
auf der Grundlage entsprechender Transportträger bzw. Behälter bewerkstelligt
wird, die eine spezielle maximale Anzahl an Substraten aufnehmen
können.
Die Anzahl der Substrate, die in einem Behälter enthalten sind, wird auch als
Los bezeichnet und die Anzahl an Substraten wird daher häufig auch
als die Losgröße bezeichnet.
In hochautomatisierten Prozesslinien einer Halbleiterfertigungsstätte wird
der Transport der Behälter hauptsächlich durch
ein automatisiertes Transportsystem ausgeführt, das einen Behälter an
einer speziellen Stelle, beispielsweise an einer Prozess- oder Messanlage,
innerhalb der Fertigungsumgebung aufnimmt und den Behälter an
seinem Ziel, beispielsweise eine weitere Prozess- oder Messanlage,
die den nächsten
Prozess oder die Prozesse ausführt,
die in dem entsprechenden Prozessablauf für die betrachteten Produkte
erforderlich sind, ausliefert. Somit repräsentieren die Produkte in einem
einzelnen Träger typischerweise
Substrate, die den gleichen Prozess erhalten, wobei die Anzahl an
Substraten in dem Behälter
nicht notwendigerweise mit der maximalen Anzahl an möglichen
Substraten übereinstimmt.
D. h., die Größe der Lose
in den diversen Behälter
kann variieren, wobei typischerweise eine „Standard"-Losgröße in der Fertigungsumgebung
im Wesentlichen vorherrscht. Beispielsweise können ein oder mehrere Pilotsubstrate,
die als Repräsentanten
einer gewissen Anzahl an Elternsubstrate betrachtet werden können, die
in einer gewissen Anzahl an Behältern, die
mit der Standardlosgröße gefüllt sind,
enthalten sind, in einem separaten Behälter transportiert werden,
da diese einem speziellen Messprozess unterliegen und daher zu einer
entsprechenden Messanlage zu transportieren sind, wodurch eine zusätzliche Transportaufgabe
erforderlich ist. Auf der Grundlage der Ergebnisse des Messprozesses werden
dann die wartenden Elternsubstrate zu der entsprechenden Prozessanlage
zugeführt.
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Die
Zufuhr von Behältern
zu und von Prozessanlagen wird typischerweise auf der Grundlage entsprechender „Schnittstellen" bewerkstelligt,
die auch als Ladestationen bezeichnet werden, die die Behälter von
dem Transportsystem erhalten und die Behälter bereithalten, die von
dem Transportsystem aufzunehmen sind. Auf Grund der ansteigenden Komplexität von Prozessanlagen,
die darin eine Vielzahl von Funktionen eingerichtet aufweisen, ist
die Durchlaufzeit für
ein einzelnes Substrat länger.
Wenn daher keine Substrate an der Anlage verfügbar sind, obwohl diese in
einem betriebsbereiten Zustand ist, können deutliche Wartezeiten
oder unproduktive Zeiten erzeugt werden, wodurch die Auslastung
der Anlage deutlich reduziert wird. Daher wird typischerweise die
Anzahl und die Konfiguration der Ladestationen so festgelegt, dass
ein oder mehrere Behälter
an der Ladestation bzw. den Ladestationen ausgetauscht werden können, während die
Funktionsmodule der Prozessanlage Substrate von einer weiteren Ladestation
erhalten, um damit einen kaskadierten oder kontinuierlichen Betrieb
der Prozessanlage zu erreichen. Die Zeit für den Austausch von Behältern zwischen
dem automatisierten Transportsystem und der entsprechenden Prozess-
oder Messanlage hängt
von der Transportkapazität
des Transportsystems und der Verfügbarkeit des zu transportierenden Behälters an
seiner Quellenposition ab. Wenn eine entsprechende Transportanforderung
für ein
spezifiziertes Los, das aktuell in einer Quellenanlage zu bearbeiten
ist, abgearbeitet wird, sollten idealerweise die entsprechenden
Substrate zu dem Zeitpunkt verfügbar
sein, zu dem das Transportsystem den Behälter mit dem Los aufnimmt und
den Behälter
an der Zielanlage so ausliefert, dass ein kontinuierlicher Betrieb
beibehalten werden kann. Daher sollte der entsprechende Behälter zu
der Zielanlage ausgeliefert werden, wenn das letzte Substrat des
aktuell in der Zielanlage abgearbeiteten Behälters in das Prozessmodul eingespeist
wird oder vor diesem Zeitpunkt, so dass ein kontinuierlicher Betrieb
auf der Grundlage des neu eintreffenden Behälters erreicht wird. Somit wird
in einem ideal kontinuierlichen Betrieb einer Prozessanlage ein
Behälter
ausgetauscht, während
ein weiterer Behälter
aktuell bearbeitet wird. Abhängig von
der Kapazität
der Anlagenschnittstelle, beispielsweise der Anzahl der vorgesehenen
Ladestationen, wird ein gewisser Puffer an Behältern und damit an Substraten
geschaffen, um eine gewisse Toleranz für Verzögerungen und unregelmäßige Auslieferungen zu
erzeugen, was jedoch deutlich zu den Anlagenkosten beitragen kann.
Da ferner die eigentliche Behälteraustauschzeit
im Wesentlichen nicht von der Losgröße abhängt, wohingegen das Zeitfens ter
zum Ausführen
eines aktuellen Behälteraustausches stark
von der entsprechenden Losgröße abhängt, da ein
kleines aktuell bearbeitetes Los lediglich ein geringes Zeitintervall, – das auch
als Fenster für
die Gelegenheit zum Behälteraustausch
bezeichnet wird, – zum
Austausch mit einem weiteren Behälter
ergibt, ohne dass eine unerwünschte
Wartezeit erzeugt wird, kann das Vorhandensein einer Mischung aus Losgrößen, etwa
Pilotlosen, Entwicklungslosen, und dergleichen oder das Vorhandensein
von Losen mit einer hohen Priorität das Gesamtleistungsverhalten von
Prozessanlagen negativ beeinflussen.
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Angesichts
der zuvor beschriebenen Situation besteht ein Bedarf für ein verbessertes
Verfahren, das die Effizienz von Prozessanlagen insbesondere im
Hinblick auf transportabhängige
Probleme verbessern kann, wobei eines oder mehrere der zuvor erkannten
Probleme vermieden oder zumindest in ihrer Auswirkung reduziert
werden.
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Überblick über die Erfindung
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Im
Allgemeinen richtet sich die vorliegende Erfindung an eine Technik,
die eine größere Flexibilität bei der
Bearbeitung von Substraten einer Prozessanlage bietet, wenn unterschiedliche
Gruppen aus Substraten in einem oder mehreren Prozessmodulen der
Prozessanlage zu bearbeiten sind. Im Gegensatz zu konventionellen
Verfahren, in denen eine spezielle Gruppe aus Substraten in einer
kontinuierlichen nicht unterbrochenen Weise bearbeitet wird, was
auch als Job bzw. Aufgabe bezeichnet wird, wobei zumindest alle
Substrate, die in einem speziellen Substratbehälter enthalten sind, in das
Prozessmodul eingespeist werden, bevor die Substrate eines weiteren
Behälters
in die entsprechenden Prozessmodule eingeführt werden, ermöglicht die
vorliegende Erfindung eine „ineinandergreifende" Zufuhr von Substraten
zu entsprechenden Prozessmodulen in Abhängigkeit von spezifischen Prozessbedingungen an
der Prozessanlage. Auf diese Weise kann die Zufuhr von Substraten
von einem Behälter
zu einem geeigneten Zeitpunkt unterbrochen und ein oder mehrere
Substrate eines oder mehrerer anderer Behälter können zwischenzeitlich gemäß den speziellen
Prozesserfordernissen zugeführt
werden. Folglich kann die Anlagenauslastung für diverse Prozessbedingungen
verbessert werden, etwa bei Vorhandensein von Behältern mit
sehr unterschiedlichen Losgrößen und/oder
bei der Bearbeitung von Behältern
mit Substraten mit hoher Priorität,
und dergleichen.
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Gemäß einer
anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst eine Anlagensteuerung eine Aufgabenprioritätsabschätzeinheit,
die ausgebildet ist, Prozessinformation zu empfangen, die zumindest
einen aktuellen Status einer Behälteraustauschschnittstelle
einer Prozessanlage kennzeichnet, wobei die Aufgabenprioritätsabschätzeinheit
ferner ausgebildet ist, auf der Grundlage des aktuellen Status eine
erste Prozesspriorität
für eine aktuell
abgearbeitete Aufgabe und eine zweite Prozesspriorität für eine in
der Prozessanlage abzuarbeitende Aufgabe zu bestimmen. Die Anlagensteuerung
umfasst ferner eine Aufgabenverwaltungseinheit, die mit der Aufgabenprioritätsabschätzeinheit verbunden
und ausgebildet ist, die aktuell abzuarbeitende Aufgabe zu unterbrechen,
wenn die erste Prozesspriorität
kleiner ist als die zweite Prozesspriorität.
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Gemäß einer
noch weiteren anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst eine Prozessanlage ein Prozessmodul,
das ausgebildet ist, mehrere Substrate zu bearbeiten, und eine Behälteraustauschschnittstelle
die ausgebildet ist, Substratbehälter
mit einem automatisierten Transportsystem einer Fertigungsumgebung
auszutauschen. Die Prozessanlage umfasst ferner eine Substrataustauschschnittstelle,
die ausgebildet ist, Substrate zwischen Behältern und dem Prozessmodul
auszutauschen. Ferner ist eine Steuereinheit vorgesehen und mit
der Behälteraustauschschnittstelle und
der Substrataustauschschnittstelle verbunden, wobei die Steuereinheit
ausgebildet ist, die Substrataustauschschnittstelle zu veranlassen,
Substrate von mindestens zwei Behältern während des Zuführens von
Substraten zu dem Prozessmodul auf der Grundlage eines Status der
Behälteraustauschschnittstelle
und/oder einer Priorität
von Substraten, die in den mindestens zwei Behältern enthalten sind, abwechselnd
zuzuführen.
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Gemäß einer
noch weiteren anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das Zuführen von
Substraten von mehreren Substratbehältern zu einem Prozessmodul einer
Prozessanlage, wobei das Prozessmodul Substratbehälter mit
einer Fertigungsumgebung über eine
Behälteraustauschschnittstelle
austauscht. Des weiteren umfasst das Verfahren das temporäre Unterbrechen
der Zufuhr von Substraten aus einem ersten Behälter zu der Prozessanlage und
das Zuführen mindestens
eines Substrats von einem zweiten Behälter zu dem Prozessmodul, wenn
eine Prozesssituation der Prozessanlage so eingeschätzt wird,
dass ein spezifiziertes Kriterium erfüllt ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile, Aufgaben und Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert
und gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung
hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert
wird, in denen:
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1a schematisch
eine Fertigungsumgebung mit einem automatisierten Transportsystem
und einer Prozessanlage mit einer Schnittstelle für den Substratbehälteraustausch
und einer Prozesssteuerung zeigt, die eine „ineinandergreifende" Zufuhr von Substraten
von mindestens zwei unterschiedlichen Behältern zu einem Prozessmodul
gemäß anschaulicher
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ermöglicht;
und
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1b bis 1e schematisch
Zeitablaufdiagramme zeigen, die diverse Betriebsmodi der in 1a gezeigten
Prozessanlage gemäß anschaulicher
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu einem konventionellen
Anlagenverhalten darstellen.
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Detaillierte Beschreibung
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist,
wie sie in der vorliegenden detaillierten Beschreibung sowie in den
Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein,
dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen
nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen
anschaulichen offenbarten Ausführungsformen
einzuschränken,
sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen lediglich
beispielhaft die angefügten
Patentansprüche
dar.
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Im
Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung eine Technik zum
Verbessern der Anlagenleistung in einer Fertigungsumgebung für spezifizierte Prozessbedingungen,
in denen transportbezogene Probleme und/oder Prozesserfordernisse
zu einer Leistungsbeeinträchtigung
in konventionellen Strategien zur Handhabung des Substrattransfers
zu und von einem speziellen Prozessmodul führen können. In konventionellen Verfahren
werden Substrate zumindest zeitweilig zu speziellen Gruppen zusammengefasst,
die zumindest für
einen Teil des gesamten Prozessablaufs durch einen oder mehrere
Prozessschritte zu führen
sind. In diesem Falle werden die entsprechenden Substrate in einem
entsprechenden Transportbehälter
oder in mehreren Behältern
angeordnet, wenn die Anzahl der Substrate, die zu der spezifizierten
Gruppe gehören,
die Kapazität
eines einzelnen Substratbehälters übersteigt.
In komplexen Fertigungsumgebungen, etwa Halbleiterfertigungsstätten, und
dergleichen, erfordert der Prozessablauf zu Fertigstellung der Bauelemente
eine große
Anzahl an Prozessschritten, wie dies zuvor beschrieben ist, wobei
die Gruppe aus Substraten durch eine Vielzahl von Prozessanlagen
in einer zeiteffizienten Weise zu führen ist, wobei gleichzeitig
ein hohes Maß an
Anlageneffizienz der entsprechenden Prozessanlagen sicherzustellen
ist. Typischerweise werden die Substratbehälter innerhalb der Fertigungsumgebung
auf der Grundlage eines automatisierten Transportsystems transportiert,
das mit den entsprechenden Prozessanlagen über geeignete Schnittstellen „kommuniziert", d. h., über Ladestationen,
die wiederum mit einer anlageninternen Schnittstelle oder einem
Substrathantierungssystem zum Austausch von Substraten zwischen
den Ladestationen und den eigentlichen Prozessmodul oder den Modulen,
abhängig
von der Komplexität
der entsprechenden Prozessanlage, verbunden sind. Die konventionelle
Strategie, d. h. das Zuführen
aller Substrate eines speziellen Behälters zu einem spezifizierten
Prozessmodul, während
ein weiterer Behälter
mit dem automatisierten Transportsystem ausgetauscht wird, um weitere
Substrate für
die Bearbeitung in dem speziellen Prozessmodul bereitzustellen,
kann unter gewissen Prozessbedingungen zu einem merklichen Verlust
an Anlagenleistung führen.
Beispielsweise ist in einigen Fällen
eine gewisse Menge an Substraten an einigen oder allen Prozessanlagen
in der Fertigungsumgebung mit hoher Priorität zu bearbeiten, ohne dass
merkliche Wartezeiten an den mehreren Prozessanlagen toleriert werden
können. Somit
müssen
entsprechende Gruppen aus Substraten oder Lose, die an der speziellen
Prozessanlage eintreffen, unmittelbar von der Prozessanlage bearbeitet
werden. In der konventionellen Strategie kann die entsprechende
Prozessanlage unter Umständen gerade
einen speziellen Behälter
oder ein Substratgruppe bearbeiten, was gemäß dem konventionellen Verfahren
nicht unterbrochen werden kann, bis die entsprechende Aufgabe, d.
h. die Bearbeitung der entsprechenden Gruppe aus Substraten, abgeschlossen
ist. Folglich muss eine entsprechende Prozessanlage im Wartezustand
gehalten werden, wenn ein entsprechendes Los mit Substraten hoher
Priorität,
das manchmal auch als „Raketenlos" bezeichnet wird,
für einen
gewissen Prozessschritt vorgesehen ist. Da die gesamte Bearbeitung
in der Fertigungsumgebung äußerst dynamisch
ist, muss die entsprechende Prozessanlage über eine ausgedehnte Zeitdauer
reserviert werden, in der die Ankunft des Loses mit hoher Priorität erwartet
wird, wodurch in hohem Maße
zur unproduktiven Zeit der betrachteten Prozessanlage beigetragen
wird.
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In
anderen Fällen
kann das Vorhandensein kleiner Lose eine geeignete Kaskadierung
des Betriebs der entsprechenden Prozessanlage verhindern, wie dies
zuvor beschrieben ist, da das Fenster für die Gelegenheit zum Austausch
von Behältern
mit dem automatisierten Transportsystem im Vergleich zu der Situation
kleiner wird, wenn kontinuierlich Substratlose mit Standardgröße abgearbeitet
werden. Eine ähnliche
Situation tritt auf, wenn Pilotsubstrate, die als ein kleines Los
zu betrachten sind, das vor dem Elternlos zu verarbeiten ist, an
einer speziellen Anlage eintreffen und warten müssen, bis der aktuell zu bearbeitende
Behälter
abgeschlossen ist, wodurch ebenso die weitere Bearbeitung des Elternloses
deutlich verzögert
wird.
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Daher
stellt die vorliegende Erfindung eine deutlich erhöhte Flexibilität bereit,
da das Zuführen von
Substraten zu dem Prozessmodul einer entsprechenden Prozessanlage
auf der Grundlage von Prozess- und/oder Substraterfordernissen gesteuert werden
kann, da eine aktuell abzuarbeitende Aufgabe zu einem geeigneten
Zeitpunkt unterbrochen werden kann, um damit das Einfügen eines
oder mehrerer Substrate anderer Aufgaben oder Behälter zu
ermöglichen.
Beispielsweise kann in dem oben beschriebenen Falle von Losen mit
hoher Priorität
eine aktuell abzuarbeitende Aufgabe unmittelbar unterbrochen werden,
sobald ein entsprechendes Los mit hoher Priorität an der entsprechenden Prozessanlage
eintrifft, wodurch Wartezeiten der Prozessanlagen im Wesentlichen
vermieden werden, wobei dennoch eine zeitgerechte Bearbeitung der
Lose mit hoher Priorität
gewährleistet
ist. In anderen Fällen
kann, wenn ein Behälter
mit einer kleinen Losgröße an der
speziellen Prozessanlage eintrifft, die aktuelle Bearbeitung einer
Aufgabe mit standardmäßiger Losgröße zu einer
geeigneten Zeit unterbrochen werden, um die kleine Losgröße zu bearbeiten,
die dann in effizienter Weise ausgetauscht werden kann, wenn die
Bearbeitung der zuvor unterbrochenen Aufgabe fortgesetzt wird, wodurch
ein moderat großes
Zeitintervall für den
Behälteraustausch
sowohl für
die zuvor unterbrochene Aufgabe sowie für die Aufgabe mit der kleinen
Losgröße erreicht
wird, so dass eine negative Auswirkung des Vorhandenseins einer
kleinen Losgröße an der
Prozessanlage im Hinblick auf die Anlagenauslastung reduziert werden
kann. Zu diesem Zweck wird in einigen anschaulichen Ausführungsformen
jedem Behälter,
der an der Prozessanlage eintrifft, eine entsprechende Priorität zugewiesen,
die sich auf eine extern zugewiesene Priorität der entsprechenden Substrate,
die in dem Behälter
enthalten sind, beziehen kann, und/oder die auf der Grundlage der
speziellen Prozessbedingung bestimmt werden kann, d. h. auf der
Grundlage von Aufgaben, die aktu ell in der Anlage ausgeführt werden,
der Losgröße der aktuell
ausgeführten
Aufgabe und der neu eintreffenden Aufgabe, und dergleichen. Auf
der Grundlage der entsprechenden Prioritäten der diversen Aufgaben,
die aktuell abgearbeitet werden oder die in der entsprechenden Anlage
abzuarbeiten sind, kann entschieden werden, ob eine aktuell gerade
abgearbeitete Aufgabe mit einer geringeren Priorität zu unterbrechen
ist oder nicht und ob eine entsprechende Aufgabe mit hoher Priorität zwischenzeitlich
ausgeführt
wird. In einigen Fällen
wird die jeder Aufgabe zugeordnete Priorität auf der Grundlage diverser
Kriterien ermittelt, etwa die Priorität der entsprechenden Substrate,
etwa in Form von Raketenlosen, der Gesamtdurchlaufzeit spezieller
Lose, der Anlagenauslastung, und dergleichen. Ferner können in
einigen anschaulichen Ausführungsformen
die entsprechenden Prioritäten
dynamisch in Abhängigkeit
von speziellen Prozesssituationen geändert werden. Beispielsweise
kann während
einer gewissen Phase die Verringerung der Durchlaufzeit spezieller
Lose zu ungunsten einer gewissen reduzierten Gesamtanlagenauslastung
begünstigt
werden, während
in anderen Produktionsphasen eine maximale Anlagenauslastung das
entscheidende Kriterium zum Zuordnen entsprechender Prioritäten zu den
entsprechenden Losen, die an den speziellen Prozessanlagen eintreffen,
sein kann.
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Es
sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung besonders
vorteilhaft im Zusammenhang mit komplexen Fertigungsumgebungen ist, wie
sie typischerweise in Fertigungsstätten zur Herstellung von Mikrostrukturbauelementen,
etwa integrierten Schaltungen, und dergleichen anzutreffen sind,
da hier eine Vielzahl unterschiedlicher Produktarten in einer äußerst komplexen
Fertigungsumgebung zu bearbeiten sind. Die Prinzipien der vorliegenden
Erfindung können
jedoch auch auf eine beliebige komplexe Fertigungsumgebung angewendet werden,
in der ein automatisierter Materialtransport zu einer Vielzahl unterschiedlicher
Prozessanlagen eingesetzt wird. Folglich sollte die vorliegende
Erfindung nicht auf Halbleiterfertigungsstätten eingeschränkt betrachtet
werden, sofern derartige Einschränkungen
nicht explizit in der Beschreibung und/oder den beigefügten Patentansprüchen dargelegt
sind.
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Mit
Bezug zu den 1a bis 1e werden nunmehr
weitere anschauliche Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung detaillierter beschrieben.
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1a zeigt
schematisch eine Fertigungsumgebung 150, die in einer anschaulichen
Ausführungsform
eine Fertigungsumgebung für
die Herstellung von Halbleiterbauelementen, etwa integrierten Schaltungen,
mikromechanischen Bauelementen, mikrooptischen Bauelementen, und
dergleichen repräsentieren
kann. Es sollte beachtet werden, dass der Begriff „Halbleiterbauelement" als ein Oberbegriff für ein beliebiges
Bauelement zu verstehen ist, das auf der Grundlage mikroelektronischer
und/oder mikromechanischer Fertigungstechniken hergestellt wird.
Die Fertigungsumgebung 150 umfasst ein automatisiertes
Transportsystem 140, das ausgebildet ist, Behälter 151 in
Abhängigkeit
eines vordefinierten Zeitplanes aufzunehmen, zu transportieren und
abzugeben. Beispielsweise ist in Halbleiterfertigungsstätten das
automatisierte Transportsystem 140, das in diesem Falle
auch als ein automatisiertes Materialhandhabungssystem (AMHS) bezeichnet
wird, ausgebildet, geeignete Transportbehälter, etwa FOUP's (frontseitig öffnende
Einheitsbehälter),
und dergleichen aufzunehmen, die typischerweise ausgebildet sind,
eine spezifizierte maximale Anzahl an Substraten aufzunehmen. Beispielsweise
sind in vielen Halbleiterfertigungsstätten die entsprechenden Behälter 151 ausgebildet,
25 Substrate aufzunehmen. Es sollte beachtet werden, dass die maximale
Anzahl an Substraten, die in einem einzelnen Behälter 151 enthalten
sind, nicht notwendigerweise die standardmäßige Losgröße repräsentiert, die auf der Grundlage von
firmeninternen Rahmenbedingungen und dergleichen festgelegt werden
kann. Das automatisierte Transportsystem 140 ist ferner
ausgebildet, die Behälter 151 mit
mehreren Prozessanlagen 100 innerhalb der Fertigungsumgebung 150 auszutauschen, wobei
der Einfachheit halber eine einzelne Prozessanlage dargestellt ist.
Zu diesem Zweck umfasst die Prozessanlage 100 eine Behälteraustauschschnittstelle 103,
die so ausgebildet ist, dass mehrere Behälter 151 von dem System 140 aufgenommen
werden können,
und dass entsprechende Behälter 151 aufbewahrt
werden, die von dem System 140 aufgenommen werden, wenn
die Bearbeitung der entsprechenden Substrate in den Behältern 151 in
der Anlage 100 abgeschlossen ist. In einigen anschaulichen Ausführungsformen
umfasst die entsprechende Behälteraustauschschnittstelle 103 mehrere
Ladestationen 103a, 103b, die entsprechende Anlagenstationen
repräsentieren,
an die das System 140 einen Behälter 151 mit zu bearbeitenden
Substraten ausliefert und einen Behälter 151 mit Substraten,
die in einem Prozessmodul 101 bearbeitet werden, aufnehmen kann,
wobei das Prozessmodul abhängig
von der Komplexität
der Anlage 100 eine oder mehrere einzelne Prozesskammern
aufweisen kann. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Ladestationen 103a, 103b von
der Konfiguration der Anlage 100 abhängt, wobei eine größere Anzahl
an Ladestationen eine erhöhte
Behälteraustauschkapazität auf Kosten einer
größeren Anlagenkomplexität einer
größeren Anlagengröße und Anlagenkosten
bietet.
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Die
Prozessanlage 100 umfasst ferner eine anlageinterne Substrataustauschschnittstelle 102, die
ein Substrathantierungssystem repräsentieren kann, etwa einen
Roboter, der ausgebildet ist, Substrate von den Ladestationen 103a, 103b zu
empfangen und das Substrat zu dem Prozessmodul 101 zuzuführen und
bearbeitete Substrate in die entsprechenden Behälter in den Ladestationen 103a, 103b zurückzuführen. Ferner
umfasst die Prozessanlage 100 eine Steuerung 110,
die in einer anschaulichen Ausführungsform
einen Bestandteil der Anlage 100 repräsentiert, während in anderen Ausführungsformen
die Steuerung 110 extern zur Anlage 100 vorgesehen
ist und funktionsmäßig mit
dieser verbunden ist, um die entsprechende transportbezogene Steuerfunktion
auszuführen.
Die Steuerung 110 ist ausgebildet, den Betrieb der Substrataustauschschnittstelle 102 auf
der Grundlage von Prozessinformationen zu steuern, die den aktuellen
Anlagenstatus kennzeichnen, um damit die Zufuhr von Substraten von zwei
oder mehreren Behältern,
die auf den entsprechenden Ladestationen 103a, 103b angeordnet
sind, mit dem Prozessmodul 101 in einer „verschachtelten" Weise bei Bedarf
zu koordinieren. In einer anschaulichen Ausführungsform umfasst die Steuerung 110 eine
Aufgabenprioritätsabschätzeinheit 111,
die funktionsmäßig mit
der Behälteraustauschschnittstelle 103 so
verbunden ist, dass entsprechende Prozessinformation hinsichtlich
des Status der Schnittstelle 103 und/oder hinsichtlich
des Status der darin enthaltenen Substrate aufgenommen wird. Die
Aufgabenprioritätsabschätzeinheit 111 ist
ausgebildet, einen entsprechenden Status der Schnittstelle 103 aus
der entsprechenden Prozessinformation zu ermitteln und eine geeignete
Priorität
jedem der Behälter 151,
die in der Schnittstelle 103 angeordnet sind, zuzuordnen. Beispielsweise
wird jedem neu eintreffenden Behälter 151 eine
spezielle Priorität
auf der Grundlage einer extern zugewiesenen Priorität von Substraten, die
in den entsprechenden Behälter 151 enthalten sind,
zugewiesen und/oder auf der Grundlage der Anzahl der in dem Behälter 151 enthaltenen
Substrate, und/oder auf der Grundlage der Anzahl an Behältern, die
in anderen Ladestationen enthalten sind, die aktuell keine Behälter mit
dem automatisierten Transportsystem 140 austauschen, und
dergleichen. Die externe Priorität
der Substrate und damit der Behälter kann
in einem Fertigungsausführungssystem
(MES) 130 gespeichert sein, oder in einer anderen Quelle und
kann der Aufgabenprioritätsabschätzeinheit 111 für die weitere
Bewertung zugeführt
werden. Wenn beispielsweise ein Behälter 151 an der Ladestation 103b eintrifft,
in welchem eine geringe Anzahl an Substraten enthalten ist, etwa
ein einzelnes Substrat, das ein Pilotsubstrat, ein Qualifizierungslos,
und dergleichen repräsentiert,
kann der entsprechende Behälter
oder das Los eine höhere
Priorität
erhalten im Vergleich zu anderen Losen in der verbleibenden Ladestation 103a,
wenn diese ein Los mit größerer Größe oder
einer Standardgröße enthält. In anderen
Fällen
kann die Aufgabenprioritätsabschätzeinheit 111 eine
extern zugewiesene Priorität
des Substrats erkennen, wenn beispielsweise die Substrate als ein Raketenlos
bezeichnet sind, das unmittelbar nach dem Eintreffen an der Prozessanlage 100 zu
bearbeiten ist. Folglich kann die Abschätzeinheit 111 eine spezielle
Hierarchie der Lose innerhalb der Schnittstelle 103 auf
der Grundlage der entsprechenden Prioritäten erstellen. In einigen anschaulichen
Ausführungsformen
können
die Prioritäten
von Behältern, die
bereits in einer der Ladestationen 103a, 103b vorhanden
sind, durch die Aufgabenprioritätsabschätzeinheit 111 aktualisiert
werden, wenn ein neuer Behälter
eintrifft und/oder wenn die Prozesssituation sich ändert und
beispielsweise eine beschleunigte oder verzögerte Handhabung eines speziellen
Loses erfordert.
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Ferner
kann in einer anschaulichen Ausführungsform
die Steuerung 110 ferner eine Aufgabenverwaltungseinheit 112 aufweisen,
die mit der Abschätzeinheit 111 verbunden
und ausgebildet ist, auf der Grundlage der entsprechenden von der
Abschätzeinheit 111 aufgestellten
Hierarchie einen geeigneten Betriebsmodus für die interne Substrataustauschschnittstelle 102 zum
Austausch von Substraten zwischen den Ladestationen 103a, 103b und
den Prozessmodul 101 zu bestimmen. Zu diesem Zweck ist
die Aufgabenverwaltungseinheit 112 ausgebildet, die entsprechenden
Komponenten der Schnittstelle 102 zum Zuführen der
Substrate zu dem Modul 101 gemäß dem bestimmten Betriebsmodus,
beispielsweise in dem sequenziellen Modus, anzuweisen, in welchem
alle Substrate eines Behälters,
der gegenwärtig
bearbeitet wird, dem Modul 101 zugeführt werden, bevor ein Substrat
eines weiteren Behälters dem
Modul 101 zugeführt
wird, oder in einem „ineinandergreifenden" Modus, wobei vor
dem Zuführen
aller Substrate eines Behälters
zumindest ein Substrat eines anderen Behälters dem Prozessmodul 101 zugeführt wird.
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Während des
Betriebs der Prozessanlage 100 in der Fertigungsumgebung 150 tauscht
das System 140 die Behälter 151 mit
der Schnittstelle 103 aus, wobei eine entsprechende Behälteraustauschzeit
typischerweise einige Minuten in Anspruch nimmt, bis ein Behälter 151,
der für
die Aufnahme durch das System 140 bereit ist, tatsächlich von
dem System 140 aufgenommen wird, und bis ein neuer Behälter 151 der
entsprechenden Ladestation zugeführt
wird. Der Einfachheit halber wird angenommen, dass ein Behälter 151a standardmäßiger Losgröße aktuell
in der Ladestation 103a abgearbeitet wird, d. h. die entsprechenden
Substrate darin, die als eine erste Aufgabe zu betrachten sind,
die in dem Modul 101 zu bearbeiten ist, werden über das
anlageninterne Transportsystem 102 zu dem Prozessmo dul 101 geführt, während ein
zweiter Behälter 151b an
der Ladestation 103b eintrifft, der beispielsweise ein
kleines Los enthält,
etwa ein Pilotlos, ein Qualifizierungslos, ein Entwicklungslos,
und dergleichen. Beispielsweise kann der zweite Behälter 151b ein
einzelnes Substrat enthalten. Beim Eintreffen kann die Aufgabenprioritätsabschätzeinheit 111 eine
entsprechende Prozessinformation enthalten, die in einer anschaulichen
Ausführungsform
eine extern zugewiesene Priorität
des Loses in dem Behälter 151b,
die Größe des Loses,
und dergleichen angibt. Basierend auf der entsprechenden Prozessinformation
bestimmt die Abschätzeinheit 111 eine
Priorität
für den
Behälter 151b,
beispielsweise auf der Grundlage vordefinierter Kriterien. Beispielsweise
kann die Abschätzeinheit 111 auf
der Grundlage einer allgemeinen Regel basierend auf dem Konzept
des Beibehaltens einer hohen Anlagenauslastung arbeiten. In diesem
Falle prüft
die Abschätzeinheit 111 zunächst die
interne Priorität
des Loses in dem Behälter 151b,
um damit Substrate zu erkennen, die mit hoher Priorität zu bearbeiten
sind, wie dies durch eine extern zugewiesene hohe Priorität angegeben
wird. Wenn z. B. ein entsprechender Prioritätswert im Wesentlichen identisch zu
Prioritätswerten
der Substrate ist, die aktuell von dem Behälter 151a bearbeitet
werden, d. h., wenn beispielsweise ein Raketenlos, und dergleichen
nicht erkannt wird, kann die Abschätzeinheit 111 dem
Behälter 151b eine
entsprechende Priorität
auf der Größe der darin
enthaltenen Losgröße zuordnen,
die in dem vorliegenden Beispiel höher sein kann im Vergleich
zu der Standardlosgröße in dem
Behälter 151a.
Eine höhere
Priorität
für kleinere
Losgrößen kann
zugewiesen werden, um damit die Anlagenlastung zu erhöhen, wie
dies nachfolgend detaillierter mit Bezug zu den 1b bis 1d beschrieben
ist.
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1b zeigt
schematisch ein Zeitablaufdiagramm für eine typische Prozesssituation
der Anlage 100, wenn diese auf der Grundlage standardmäßiger Losgrößen betrieben
wird, wobei die diversen Lose, die an der Anlage 100 eintreffen,
im Wesentlichen die gleiche extern zugewiesene Priorität in Bezug
auf die Prozesserfordernisse aufweisen. In diesem Falle wird der
Behälter 151a,
der in der Ladestation 103a abgearbeitet wird, durch das
Modul 101 bearbeitet, wodurch eine Gesamtdurchlaufzeit
(TCT) erforderlich ist, wobei in der Zwischenzeit die Ladestation 103b für einen
Behälteraustausch
verfügbar
ist, um damit bereits bearbeitete Substrate abzugeben und neu zu
bearbeitende Substrate zu erhalten. Es wird angenommen, dass die
eigentliche Behälteraustauschzeit
(CET) kleiner ist als die Gesamtdurchlaufzeit der Substrate in dem
Behälter 151a.
Daher wird in einer derartigen Prozesssituation der Behälter 151b,
der in diesem Beispiel eine standardmäßige Losgröße enthält, in der zweiten Ladestation 103b positioniert
und wartet auf die Bearbeitung, wie dies durch das Intervall WP
angegeben ist. Somit beginnt, nachdem die letzten Substrate des
Behälters 151a dem
Prozessmodul 101 zugeführt
sind, die Schnittstelle 102 damit, Substrate von dem Behälter 151b zuzuführen, so
dass keine unproduktive Zeit in dem Modul 101 erzeugt wird.
Nachdem alle Substrate des Behälters 151a das
Modul 101 durchlaufen haben, sind die Substrate in dem
Behälter 151a für den Austausch
verfügbar,
während
der zweite Behälter 151b weiterhin
Substrate zu dem Modul 101 zuführt. Während der nächsten Behälteraustauschzeit in der Ladestation 103a,
die nicht notwendigerweise gleich ist der CET, die zuvor in der
zweiten Ladestation 103b erhalten wurde, ist ein nächster Behälter an
der ersten Ladestation 103a verfügbar und wartet die Abarbeitung,
wie dies durch WP angegeben ist. Nachdem das letzte Substrat des
Behälters 151b in
das Modul 101 eingespeist wurde, werden folglicherweise
Substrate aus dem neu eingetroffenen Behälter in der Ladestation 103a verfügbar und
stellen einen im Wesentlichen kontinuierlichen Arbeitsablauf des
Moduls 101 sicher. Auf diese Weise wird ein kaskadierter
Betrieb erreicht.
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1c zeigt
schematisch eine Prozesssituation, die häufig in konventionellen Prozessanlagen auftritt,
wobei ein Behälter
mit einer kleinen Losgröße an der
zweiten Ladestation 103b eintrifft. Es werden, nachdem
dieser Behälter 151b in
der zweiten Ladestation 103b verfügbar ist und möglicherweise nachdem
eine gewisse Zeitdauer für
das Warten auf die Abarbeitung WP verstrichen ist, die Substrate,
die darin enthalten sind, dem Prozessmodul 101 zugeführt, während die
Substrate des Behälters 151a der Reihe
nach in die Ladestation 103a zurückkehren und nach der Gesamtlaufzeit
TCT kann der entsprechende Behälter 151 ausgetauscht
werden. Auf Grund der deutlich geringeren Gesamtdurchlaufzeit TCTR für
den Behälter 151b in
der zweiten Ladestation 103b steht lediglich ein kleines
Intervall zum Austausch des Behälters 151a zur
Verfügung,
das als CETR bezeichnet ist, was deutlich
kleiner ist im Vergleich zu dem eigentlichen CET, wodurch eine nicht produktive
Prozesszeit, die als UT bezeichnet ist, in dem Modul 101 erzeugt
wird, nachdem die gesamte Durchlaufzeit für die kleine Losgröße abgelaufen
ist. Nach Abschluss des Behälteraustausches
in der ersten Ladestation 103a werden weitere Substrate
dem Modul 101 zugeführt,
während
der Behälter 151b ausgetauscht
wird und die weitere Bearbeitung geht weiter, wie dies beispielsweise
in 1b gezeigt ist, wenn weitere Behälter mit
standardmäßiger Losgröße zugeführt werden.
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1d zeigt
schematisch die Situation, wie sie in 1a beschrieben
ist, wobei jedoch im Gegensatz zu konventionellen Verfahren die
Aufgabenprioritätsabschätzeinheit 111 dem Behälter 151b eine hohe
Priorität
zuweist, wodurch eine bevorzugte Bearbeitung des Behälters 151b im
Vergleich zu dem Behälter 151a mit
der geringeren Priorität
angegeben wird. Auf der Grundlage der entsprechenden Prioritätswerte
weist daher die Aufgabenverwaltungseinheit 112 die Schnittstelle 102 an,
die Zufuhr von Substraten aus der ersten Ladestation 103a zu
unterbrechen und die Zufuhr aus dem Behälter 151b mit der höheren Priorität fortzusetzen.
Beispielsweise kann die Einheit 112 die Bearbeitung des
Behälters 151 unterbrechen,
sobald der Behälter 151b mit
der höheren
Priorität
an der zweiten Ladestation verfügbar ist.
In diesem Falle wird das Fenster für die Gelegenheit zum Behälteraustausch
für den
ersten Behälter 151a im
Vergleich zu konventionellen Verfahren vergrößert.
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1d zeigt
schematisch die Situation, wenn im Wesentlichen die Hälfte der
Substrate des Behälters 151a durch
das System 102 zugeführt
und aktuell in dem Modul 101 bearbeitet werden. Bei Verfügbarkeit
des zweiten Behälters 151b mit
der höheren
Priorität
können
die darin enthaltenen Substrate von dem System 102 übertragen
werden, wodurch die Zufuhr der Substrate aus dem Behälter 151a unterbrochen
wird. Folglich besitzt der erste Teil des Loses des Behälters 151a eine
Durchlaufzeit CTA. Nach Beendigung der reduzierten Gesamtdurchlaufzeit
des Behälters 151b wird
der Behälter 151b ausgetauscht,
während
die Abarbeitung des ersten Behälters 151a fortgesetzt
wird, wodurch die kurze CET, die für den Behälter 151a in der Ladestation 103a im Vergleich
zu der obigen Situation erforderlich ist, vermieden wird, ohne dass
kurze erforderliche CET für den
Behälter 151b in
der Ladestation 103b hervorgerufen wird. Wenn der verbleibende
Teil der Gesamtdurchlaufzeit des Behälters 151a, der als
CTB bezeichnet wird, ausreichend lang ist, kann der Behälteraustausch
ausgeführt
werden, ohne dass im Wesentlichen eine nicht produktive Zeit in
dem Modul 101 hervorgerufen wird, oder indem im Wesentlichen ein
deutlich reduzierter Anteil im Vergleich zu der Situation, wie dies
in Bezug zu 1c beschrieben ist, hervorgerufen
wird. Wenn der nächste
Behälter
in der zweiten Ladestation 103b ein Behälter mit einer standardmäßigen Losgröße ist,
kann auch der Behälter 151a in
der erste Ladestation 103a ausgetauscht werden, ohne dass
nicht produktive Prozesszeiten in dem Modul 101 hervorgerufen
werden.
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In ähnlicher
Weise kann ein wesentlicher Zuwachs im Leistungsverhalten für die Abarbeitung
von kleinen Pilotlosen erreicht werden, da typischerweise das Pilotlos
zu bearbeiten und einer Messung zu unterziehen ist, während ein
entsprechendes Elternlos auf das Ergebnis der Messung wartet und
nachfolgend für
die Bearbeitung freigegeben wird.
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1e zeigt
schematisch ein entsprechendes Zeitablaufdiagramm für einen
Betriebsmodus ohne eine ineinandergreifende Substratzufuhr (oberer
Bereich) und einen Prozessmodus gemäß der vorliegenden Erfindung
(unterer Bereich). In einem ersten Zeitintervall warten das Pilotlos
und das Elternlos auf die Abarbeitung und danach trifft das Pilotlos
an der Prozessanlage 100 ein, während eine standardmäßige Losgröße aktuell
abgearbeitet wird. Abhängig
von dem Zeitpunkt des Eintreffens müssen bis zu 25 Substrate, wenn
eine standardmäßige Losgröße von 25
angenommen wird, bearbeitet werden, bevor das Pilotlos durch das
Modul 101 geleitet wird. Beispielsweise sind für ein einzelnes
Substrat in dem Pilotlos bis zu 25 Substratzyklen vor der Bearbeitung des
Pilotloses erforderlich. Danach wird das Pilotlos einer Messung
unterzogen und nach dem Erhalten der Ergebnisse wird das Elternlos
freigegeben. In Abhängigkeit
von der Prozesssituation in der Anlage 100 muss das Elternlos
auf die Bearbeitung warten und nachfolgend wird die eigentliche
Prozesssequenz ausgeführt,
wodurch sich eine Gesamtdurchlaufzeit für das Pilotlos plus das Elternlos
ergibt, wie dies in 1e angegeben ist. Im Gegensatz
dazu wird das Pilotlos, nachdem es in der Anlage 100 eingetroffen
ist, unmittelbar auf der Grundlage der zuvor beschriebenen Prozessstrategie
bearbeitet, wodurch die Pilotprozessbearbeitungszeit deutlich reduziert wird,
wie dies in 1e in dem unteren Bereich angegeben
ist. Danach werden die Messprozesse ausgeführt und die weiteren Prozesse
können
in ähnlicher
Weise ausgeführt
werden, wie dies zuvor beschrieben ist, woraus sich eine deutliche
Reduzierung der Gesamtdurchlaufzeit für das Pilotlos und das Elternlos
ergibt. Es sollte beachtet werden, dass auf Grund der moderat langen
Zeitdauer zum Messen des Pilotloses und für das Warten auf die Messergebnisse
der Start der Bearbeitung des Elternloses typischerweise im Wesentlichen
unabhängig
von der vorhergehenden Bearbeitung des Pilotloses ist, so dass die
zuvor erreichte Verringerung der Durchlaufzeit des Pilotloses beibehalten
wird, wodurch typischerweise zu einer Verringerung der Gesamtdurchlaufzeit
der entsprechenden Prozesssequenz beigetragen wird.
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In
dem mit Bezug zu 1a beschriebenen System kann
das Prozessmodul 101 ein Modul repräsentieren, das einen einzelnen
Prozessweg zum Ausführen
eines speziellen Prozessschrittes oder einer Prozesssequenz repräsentiert.
In anderen anschaulichen Ausführungsformen
sind zwei oder mehre äquivalente
Prozessmodule 101 vorgesehen, die parallel von der Schnittstelle 103 über die
anlageninterne Schnittstelle 102 versorgt werden können. In diesem
Falle kann eine verzahnte bzw. ineinandergreifende Betriebsweise
ebenso einge setzt werden, wobei in einer anschaulichen Ausführungsform
eine der aktuell abgearbeiteten Aufgaben mit der geringsten Priorität unterbrochen
werden kann beim Eintreffen einer Aufgabe, die eine höhere Priorität besitzt oder
eine solche erhält,
die beispielsweise eine höhere
extern zugeordnete Priorität
oder eine spezielle Priorität
aufweist, wie sie von der Aufgabenprioritätsabschnittseinheit 111 auf
der Grundlage der aktuellen Prozesssituation, beispielsweise der
Losgröße, und dergleichen
zugewiesen wird. Auf diese Weise wird lediglich die Durchlaufzeit
der Aufgabe mit der geringsten Priorität erhöht mit dem Vorteil einer erhöhten Anlagenleistungsfähigkeit
und/oder einer reduzierten Durchlaufzeit, wie dies zuvor erläutert ist.
In noch anderen anschaulichen Ausführungsformen können die
entsprechenden Prioritäten
der Aufgaben, die gerade parallel abgearbeitet werden, für ansonsten
anfänglich
gleiche Prioritäten
der aktuell abgearbeiteten Aufgaben beim Eintreffen einer Aufgabe
mit einer kleinen Losgröße dynamisch
angepasst werden. Beispielsweise kann einer der Behälter, die gerade
abgearbeitet werden, und der die größte Anzahl an Substraten aufweist,
die noch abzuarbeiten sind, die geringste Priorität zugewiesen
bekommen, da in diesem Falle das Fenster für die Gelegenheit eines Behälteraustausches,
das durch diesen Behälter bereitgestellt
wird, maximal ist.
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In
anderen Ausführungsformen
können
die entsprechenden Prioritäten
von Behältern,
die aktuell gerade abgearbeitet werden oder die gerade auf die Abarbeitung
warten, dynamisch beim Eintreffen einer kleinen Losgröße angepasst
werden, um damit die Anlagenleistungsfähigkeit zu verbessern. Wenn
beispielsweise eine kleine Losgröße an einer
der Ladestationen eintrifft, von der die meisten der Substrate des
entsprechenden Behälters
bereits dem Modul 101 zugeführt sind und die Anlage mehr
als zwei Ladestationen aufweist, kann die Abschätzeinheit 111 die
Priorität
des wartenden Behälters,
der beispielsweise eine standardmäßige Losgröße enthält, so erneut zuordnen, dass
dieser eine höhere
Priorität
im Vergleich zu der eintreffenden kleinen Losgröße erhält, um damit die Bearbeitung
des wartenden Behälters,
der temporär
eine höhere
Priorität
als die eintreffende kleine Losgröße besitzt, zu bewirken. Danach kann
die Bearbeitung des Behälters
unterbrochen werden, wenn im Wesentlichen die Hälfte der Substrate zugeführt sind
und es kann die kleine Losgröße die höchste Priorität erhalten
und kann nun zwischendurch bearbeitet werden, um ein großes Fenster
an Gelegenheit sowohl für
das kleine Los als auch das unterbrochene Los bereitzustellen.
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Es
sollte beachtet werden, dass die obige Prozessstrategie auch vorteilhafterweise
für Stapelanlagen
angewendet werden kann, wenn die Stapelgröße, d. h. eine Gruppe von Substraten,
die parallel in einer entsprechenden Prozesskammer bearbeitet wird,
kleiner ist als die maximale Losgröße. Auch in diesem Falle kann
das Zuführen
von Substraten von einem speziellen Behälter zum Aufbau geeigneter Stapel
beim Eintreffen eines Behälters
mit einer kleinen Losgröße und/oder
einer hohen Priorität
unterbrochen werden.
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Es
gilt also: Die vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte Technik
zum Betreiben eines anlageninternen Substrathantierungssystems bereit,
indem die Substratzufuhr von Behältern,
die in unterschiedlichen Ladestationen angeordnet sind, in einer verzahnten
bzw. ineinandergreifenden Weise in Abhängigkeit von den speziellen
Prozessbedingungen ausgeführt
werden kann. Auf diese Weise kann die Zufuhr von Substraten von
einem Behälter
unterbrochen werden, um Substrate mit einer höheren Priorität zuzuführen, die
Substrate mit höherer
Priorität
repräsentieren
können,
die unmittelbar nach dem Eintreffen an einer speziellen Prozessanlage
zu bearbeiten sind, oder Substrate mit kleiner Losgröße repräsentieren
können,
die ansonsten zu erhöhten
nicht produktiven Wartezeiten der Prozessanlage, und dergleichen
führen
können.
Beispielsweise kann beim Eintreffen eines Raketenloses die Bearbeitung eines
speziellen Behälters
sofort unterbrochen werden und kann nach dem Bearbeiten aller Substrate des
Raketenloses fortgesetzt werden. Auf diese Wiese ist die Reservierung
wertvollen Anlagenkapazität beim
Warten auf das Raketenlos im Wesentlichen vermeidbar. In anderen
Fällen
können
kleine Lose, etwa Test- und Entwicklungslose, Pilotlose, Qualifizierungslose,
und dergleichen in einer ineinandergreifenden Weise bearbeitet werden,
wodurch nicht produktive Zeiten des entsprechenden Prozessmoduls
reduziert oder sogar vermieden werden, da das entsprechende Fenster
für die
Gelegenheit zum Behälteraustausch
im Vergleich zu einer rein sequenziellen Bearbeitung von Behältern, die
Lose mit unterschiedlichen Größen enthalten,
vergrößert wird.
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Weitere
Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Erfindung werden
für den
Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist diese
Beschreibung als anschauliche und für die Zwecke gedacht, dem Fachmann
die allgemeine Art und Weise des Ausführens der vorliegenden Erfindung
zu vermitteln. Selbstverständlich
sind die hierin gezeigten und beschriebenen Formen der Erfindung als
die gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsformen zu
betrachten.