(57)【要約】【課題】複数のロボットを用いた加工システムのスケジュール用の技術を提供する。【解決手段】ロボット20を用いた製造システム10であって、製造プロセスの一連のステージ14間で材料を搬送するために複数のロボット20を備えていてもよい。効率を向上させるため、これらロボット20の各々は、加工の流れとは逆に、操作の周期的なスケジュールに従って、独立して操作されてもよい。【選択図】図１
2007505507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハを加工するための製造システムであって、入力部、複数のステージ、出力部及び複数のロボットを有し、
前記入力部は、前記システム内で加工される前記ウエハを保持し、
前記複数のステージは、夫々、前記ウエハを加工するための手順でステップ毎に加工を行うように操作可能であって、前記ステージの各々は、夫々、前記ステージ用に加工を行うように操作可能なステーションを一つ又は複数有し、
前記出力部は、前記システム内で加工された前記ウエハを保持し、
前記複数のロボットは、前記ステージ、前記入力部及び前記出力部の間で前記ウエハを搬送し、前記ロボットの各々は、前記ステージのいずれかに割当てられて、前記ステップの手順とは逆に、前記割当てられたステージで働くように、予め定められたスケジュールに従って前記ステージで働くように操作可能であることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記ステージの少なくとも一つは共有されたステージであって、前記ロボットの一番目は前記共有されたステージの全てのステーションで積荷を行うように割当てられ、かつ前記ロボットの二番目は前記共有されたステージの全てのステーションで積降を行うように割当てられたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記一番目のロボットは、前記共有されたステージの物理的に近くに移動する前、前記共有されたステージの物理的に近くへの移動によって、前記二番目のロボットと衝突する可能性があるか否かについて決定することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記各ロボット用に、前記ロボットを操作させるスケジュールは、前記ロボット用の操作の予め定められた一連を有するように、最小公倍数のサイクルを提供することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
一つ以上のステーションを有する前記各ステージ用に、前記ステージで積荷を行うように割当てられた前記ロボットは、前記手順とは逆の順番で前記割当てられたロボットの各連続的なパスを行いながら、前記積荷されたステーションを回転するように、ラウンド−ロビン状に前記ステーションで積荷を行うことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
さらに、前記ロボットの各々を前記ステージの選択されたいずれかに割当て、前記ロボットの少なくとも一つを前記入力部に割当て、かつ、前記ロボットの少なくとも一つを前記出力部に割当てるように操作可能な制御器を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記制御器はさらに、前記システムの操作中、前記各ロボットと通信して、前記ロボット間の衝突を防ぐように操作可能であることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
複数のロボットを用いた製造システム内で、半導体ウエハを加工するための方法であって、
複数のステージの各々を、前記ウエハを製造する手順でステップ毎に加工を行うように操作可能であるか識別させ、この際、前記ステージは夫々、ステージ用に加工を行うように操作可能な一つ又は複数のステーションを有し、
前記ステージ間で前記ウエハを搬送するように複数のロボットを識別させ、
前記ロボットの各々を前記ステージの選択されたいずれかで積荷を行うように割当て、
前記ロボットの各々を前記ステージの選択されたいずれかで積降を行うように割当て、
前記ステップとは逆の順番で前記ロボット用に割当てられた前記ステージで働くように、予め定められたスケジュールに従って前記ロボットの各々を操作させる、各ステップを有することを特徴とする方法。
【請求項９】
前記ステージの少なくとも一つは共有されたステージであって、前記方法はさらに、前記ロボットの一番目を前記共有されたステージの全てのステーションで積荷を行うように割当て、かつ前記ロボットの二番目を前記共有されたステージの全てのステーションで積降を行うように割当てることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、前記一番目のロボットが、前記共有されたステージの物理的に近くに移動する前、前記共有されたステージの物理的に近くへの移動によって、前記一番目のロボットと前記二番目のロボットの間で衝突が生じる可能性があるか否かについて決定することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記各ロボット用に、前記ロボットを操作させるスケジュールは、前記ロボット用の操作の予め定められた一連を有するように、最小公倍数のサイクルを提供することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記ステージの各々は一つ以上のステーションを有し、前記ステージで積荷を行うように割当てられた前記ロボット用の前記予め決定されたスケジュールは、前記手順とは逆の順番で前記割当てられたロボットの各連続的なパスを行いながら、前記積荷されたステーションを回転するように、ラウンド−ロビン状に前記ステーションで積荷を行うようにすることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
さらに、前記ロボットの少なくとも一つを前記入力部で積降を行うように割当て、かつ、前記ロボットの少なくとも一つを前記出力部で積荷を行うように割当てることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
複数のロボットを用いた製造システム内で、半導体ウエハを加工するためのロジックであって、該ロジックはメディア内に組み込まれており、実行されるときに、次のステップのように操作可能であって、即ち、
複数のステージの各々を、前記ウエハを製造する手順でステップ毎に加工を行うように操作可能であるか識別させ、この際、前記ステージは夫々、ステージ用に加工を行うように操作可能な一つ又は複数のステーションを有し、
前記ステージ間で前記ウエハを搬送するように複数のロボットを識別させ、
前記ロボットの各々を前記ステージの選択されたいずれかで積荷を行うように割当て、
前記ロボットの各々を前記ステージの選択されたいずれかで積降を行うように割当て、
前記ステップとは逆の順番で前記ロボット用に割当てられた前記ステージで働くように、予め定められたスケジュールに従って前記ロボットの各々を操作させる、各ステップを行うことを特徴とするロジック。
【請求項１５】
前記ステージの少なくとも一つは共有されたステージであって、前記ロジックはさらに、前記ロボットの一番目を前記共有されたステージの全てのステーションで積荷を行うように割当て、かつ前記ロボットの二番目を前記共有されたステージの全てのステーションで積降を行うように割当てるように操作可能であることを特徴とする請求項１４に記載のロジック。
【請求項１６】
さらに、前記一番目のロボットが、前記共有されたステージの物理的に近くに移動する前、前記共有されたステージの物理的に近くへの移動によって、前記一番目のロボットと前記二番目のロボットの間で衝突が生じる可能性があるか否かについて決定するように操作可能であることを特徴とする請求項１５に記載のロジック。
【請求項１７】
前記各ロボット用に、前記ロボットを操作させるスケジュールは、前記ロボット用の操作の予め定められた一連を有するように、最小公倍数のサイクルを提供することを特徴とする請求項１４に記載のロジック。
【請求項１８】
前記ステージの各々は一つ以上のステーションを有し、前記ステージで積荷を行うように割当てられた前記ロボット用の前記予め決定されたスケジュールは、前記手順とは逆の順番で前記割当てられたロボットの各連続的なパスを行いながら、前記積荷されたステーションを回転するように、ラウンド−ロビン状に前記ステーションで積荷を行うようにすることを特徴とする請求項１７に記載のロジック。
【請求項１９】
さらに、前記ロボットの少なくとも一つを前記入力部で積降を行うように割当て、かつ、前記ロボットの少なくとも一つを前記出力部で積荷を行うように割当てるように操作可能であることを特徴とする請求項１４に記載のロジック。
【請求項２０】
半導体ウエハを加工するための製造システムであって、
複数のステージの各々を、前記ウエハを製造する手順でステップ毎に加工を行うように操作可能であるか識別させる手段を有し、この際、前記ステージは夫々、ステージ用に加工を行うように操作可能な一つ又は複数のステーションを有し、
前記ステージ間で前記ウエハを搬送するように複数のロボットを識別させる手段を有し、
前記ロボットの各々を前記ステージの選択されたいずれかで積荷を行うように割当てる手段を有し、
前記ロボットの各々を前記ステージの選択されたいずれかで積降を行うように割当てる手段を有し、
前記ステップとは逆の順番で前記ロボット用に割当てられた前記ステージで働くように、予め定められたスケジュールに従って前記ロボットの各々を操作させる手段を有することを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工システム一般に関し、より特徴的には、複数のロボットを用いた加工システムのスケジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の製造システムでは、通常、ロボットを用いて、加工を自動的に行っている。これらロボットシステムは、例えば、製造や精密さの向上のような、多くの利点を提供している。このため、半導体を製造する際、ロボットシステムを用いて、細密な電子装置の製造を可能にしている。この半導体の製造システムに要するコストと、最終製品の価値に基いて、このようなシステムの主要な目的は、処理能力を最大にすることとされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、以上の点に鑑みて、複数のロボットを用いた加工システムのスケジュール用の技術を提供することを目的としている。本発明に関する特定の実施形態では、これら技術は、ロボットシステムの処理能力を、他の従来技術と比べて向上させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に関する特定の実施形態では、半導体ウエハの加工用の製造システムは、システム内で加工されるウエハを保持するための入力部（インプットバッファ）と、システム内で加工されたウエハを保持するための出力部（アウトプットバッファ）と、ウエハを加工するため、連続してステップ毎に夫々加工を行うように操作可能な複数のステージを有しており、また、各ステージは、夫々、ステージ用の加工を行うように操作可能な一つ又は複数のステーションを有している。また、このシステムは、上記ステージ、入力部及び出力部の間でウエハを搬送するために複数のロボットを有しており、各ロボットは、ステージのいずれかに割当てられて、ステージで働くように操作可能とされているが、このことは、ステップの手順とは逆に、割当てられたステージで働くように、予め定められたスケジュールに従って行われる。
【０００５】
本発明に関する実施形態は、様々な技術的な長所を提供する。これら技術は、適当に実施されたとき、ロボットシステムの生産性を向上することができる。この際、製造されたウエハの価値は高いため、平均の加工時間の向上が非常にわずかであっても、長時間にわたると収益性を大きく向上させることができる。さらに、本発明に関する幾つかの実施形態では、ロボット間の衝突を防ぐように、複数のロボットを用いたシステム用の制御を提供する。この場合、加工中のロボット及び／又は材料に対してコスト高な損傷が生じることを防ぐことができる。
【０００６】
当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、添付された図や、本明細書の説明、及び添付された特許請求の範囲の記載を参照することで、本発明に関する他の技術的な長所についても理解することができるであろう。さらに、本発明に関する特別な長所について上述したが、本発明に関する様々な実施形態では、これら特別な長所の全てを含んでいてもよく、部分的に含んでいてもよく、あるいは含んでいなくてもよい。
以下、添付した図を参照して、本発明と、この長所について、より十分な理解が得られるように、本発明に係る好適な実施形態について説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１を参照すると、入力部１２、複数の加工用ステージ１４及び出力部１６を有する製造システム（加工システム）１０が示されている。このシステム１０はさらに、上記入力１２、ステージ１４及び出力１６の間で材料を搬送するため、複数のロボット２０を有している。また、例示した実施形態では、システム１０は、ロボット２０間の通信を構成し、処理するように、制御器２２を有している。一般に、システム１０は、ステージ１４間で材料を移動させるロボット２０を備えた、一連のステージ１４によって、材料を加工している。本発明に関する特定の実施形態では、各ロボット２０は、予め定められたスケジュール（行程）に従って、一つ又は複数のステージ１４で働くようにされている。例えば、各ロボット２０は、加工の流れ（プロセスフロー）とは逆の順番で、各ステージ１４で働きながら、できるだけ早く空のステージ１４の夫々にものを載せるように、逆の加工の積荷用アルゴリズムに従っていてもよい。これらコンセプトに関して説明したスケジュール用アルゴリズムは、半導体ウエハの製造を処理する加工システムでは有用なため、以下の説明では、主にこの応用例について説明する。しかしながら、本明細書で開示された技術は、他、多くのロボットを用いた製造システムで適用可能であり、かつ有用であることを理解されたい。
【０００８】
添付した図に示した実施形態では、システム１０は、未加工のウエハを保持するための入力１２と加工の終了したウエハを保持するための出力１６とともに、１３のステージからなる製造用プロセスを有している。各ステージ１４は一つ又は複数のステーション１８を有しており、これらは夫々、ステージ１４用の加工を独立して行うことができる。つまり、このシステム１０は、平行なステーション１８を有するステージ１４を想定している。この場合、システムの設計者は、進行妨害が生じることを防ぐように、平行な加工用ステーション１８を備えることを可能にしている。例えば、二つのステージからなるシステムであって、二番目のステージは、一番目のステージのものよりも時間が二倍かかるものを想定されたい。この場合、二番目のステージ内に二つの平行なステーションを用いることで、異なる加工時間によって起こり得る進行妨害を防ぐことを助けることができる。例示したダイアグラムでは、ステージ１４にはＡからＭまでの符合が対応付けられており、各ステージ１４内のステーション１８はこれに従うように符合が付けられている。例えば、ステージＡは、ステーションＡ1とステーションＡ2を含んでいる。この例では、製造用プロセスは、ステージＡから開始して、アルファベットの順番に従って、ステージＭまで進むことが予定されている。
【０００９】
各ステージ１４内で、各ステーション１８は、例えば、加工対象の半導体ウエハのような材料を載せたり、降ろせるようにされている。従って、例えば、ロボット２０の一つを用いて、一つ又は複数のステーション１８用に、積荷や積降を行うことを可能にしている。しかしながら、例えば、図示した実施形態のような、複数のロボットを用いた加工システムでは、幾つかのステージ１４及び／又はステーション１８は、一つ以上のロボット２０を用いて、積荷及び／又は積降を行えるようにしていてもよい。従って、例えば、一つのロボット２０は、ステーションＣ1とＣ2で積荷を行うように割当てられるとともに、他のロボット２０は、これらステーションで積降を行うように割当てられていてもよい。複数に割当てられたロボット２０を備えたこれらステージ１４は、共有されたステージとして参照することができる。また、多くの面で、入力１２と出力１６は、さらなるステージ１４として、ロボット２０により処理されていてもよい。しかしながら、入力１２は積降だけを、同様に、出力１６は積荷だけを、ロボット２０によって行われることを必要としていてもよい。
【００１０】
例示した実施形態では、システム１０は、ウエハを載せたり、降ろしたり、かつ、異なる物理的な位置の間で搬送させるように、材料を処理する機能を有するロボット２０を３つ備えている。これらロボット２０の各々は、材料の搬送を行えるように、任意の適当な制御用のロジックを備えた、任意の適当な機械的な器具でもよい。添付した図では、これら３つのロボット２０には、Ａ、Ｂ及びＣの符合が付けられている。これらロボットは、入力１２から、ステージ１４を通って、出力１６まで、材料を移動させるようにしている。
【００１１】
本発明に関する特定の実施形態では、各ロボット２０は、積荷を行うように特定のステージ１４に割当てられており、また、積降を行うように特定のステージ１４に割当てられている。この説明を行うため、本明細書では、以下のように仮定する。即ち、ロボットＡは、入力１２、ステージＡ、ステージＬ及びステージＭで積降を行う。また、ロボットＡは、ステージＡ、ステージＢ、ステージＭ及び出力１６で積荷を行う。また、ロボットＢは、ステーションＢ、Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｊ及びＫで積降を行う。また、ロボットＢは、ステーションＣ、Ｄ、Ｅ、Ｊ、Ｋ及びＬで積荷を行う。また、ロボットＣは、ステーションＥ、Ｆ、Ｇ及びＨで積降を行う。また、ロボットＣは、ステーションＦ、Ｇ、Ｈ及びＩで積荷を行う。
【００１２】
このロボットの割当てによって、ステージＢ、ステージＥ、ステージＩ及びステージＬを含む、４つの共有されたステージ１４が提供される。これら共有されたステージ１４の各々では、一つのロボット２０が積荷を行う際、他のロボット２０が積降を行うようにする。従って、例えば、ロボットＡがステージＢで積荷を行う際、ロボットＢはステージＢで積降を行う。自明ではあるが、入力１２と出力１６は加工用ステージである必要はないが、ロボットＡはこれらを共有されたステージと同様に扱ってもよい。従って、加工中、ロボットＡは、積降用に割当てられたステージとして入力１２を扱い、また、積荷用に割当てられたステージとして出力１６を扱うようにしてもよい。
【００１３】
操作中、ロボット２０は、システム１０を通るようにウエハを移動させるために、任意の数の機能用アルゴリズムに従って、操作されていてもよい。システム１０の処理能力を最大にするために、設計者は、利用される機能用のアルゴリズムを出来る限り効率的になるように試みている。これら機能用のアルゴリズムを効率的にさせるため、通常、システム１０の構成要素内における全てのアイドル時間を最小にさせるように試みている。処理能力の向上がわずかであっても、システム１０のコスト効果を劇的に増大させるため、研究者は、効率的な機能用アルゴリズムを開発するために、膨大な時間と経験を費やしている。しかしながら、システム１０内のロボット２０の潜在的に移動可能な数は、ほぼ無限に存在する。従って、効率的なスケジュール用アルゴリズムを探し出して、識別することは、非常に困難なまま残されていた。
【００１４】
従来提案されたスケジュール用のアルゴリズムの一つの種類では、ロボット２０の移動を動的（dynamic）に制御させるものがある。このようなアルゴリズムでは、ロボット２０は、システム１０の現在の状況に従って、これらの操作を決定している。例を示すと、ロボット２０は、例えばステーション１８が働かされることを待っている時間のような情報に基づいて、働くためにステーション１８を動的に識別するものがある。動的なアルゴリズムは、システム１０内の現在の、かつ変化する状況に応答できるため、多くの研究者は、このようなタイプのアルゴリズムは、ロボットを用いた製造システムの処理能力を最適化する上で、最も有望であると感じている。しかしながら、このような利点があっても、現在の動的なスケジュール用アルゴリズムでは、多くの場合で、最適化とは程遠いものとなっている。
【００１５】
動的なスケジュール用アルゴリズムとは反対に、予め定められた（deterministic）スケジュール用アルゴリズムでは、製造時にロボットによって実行される操作を予め定められた一連のものとして提供している。ロボット２０は、予め定められたスケジュール用アルゴリズムに従って操作されるとき、ステーション１８内で加工を待っている際、時折、遅れを導入することを強制されることがある。例えば、次の操作ではロボットＡがステーションＭ1で積降を行い、ウエハを出力１６まで移動させることを求めるスケジュールに従って、ロボット１０が操作されることを想定されたい。この場合、ステーションＭ1でウエハの加工が終了するまで、ロボット５０は、スケジュールされた操作を実行する前に待つことになる。
【００１６】
本発明に係る特定の実施形態では、システム１０内のロボット２０は、周期的なスケジュールに従って各ロボット２０を操作させる、予め定められたスケジュール用アルゴリズムを利用する。特に、ロボット２０は、夫々、各サイクルが予め定められた操作の一連を提供する、周期的なスケジュール用アルゴリズムを実行してもよい。即ち、任意の最初の開始期間の後、各ロボット２０は、何度も操作のサイクルを繰り返すようにする。この場合、各サイクルの最初と最後では、システム１０は同じ状態になる。つまり、各ステーション１８は、サイクルの最初ではウエハにより“占められる”が、サイクルの最後でもウエハにより占められるようにする。操作のサイクルを繰り返すことで、ロボット２０は、各サイクルで所定の数のウエハを、システム１０を通って移動させるように、定常状態の操作にシステム１０を保つ。本発明に係る特定の実施形態では、各ロボット２０は、加工の流れと逆に、出来るだけ早く積荷を行うような順番で、割当てられたステージ１４で働くように、予め定められたスケジュールに従って操作される。
【００１７】
図２を参照すると、上記システム１０と同様に、入力部４２、複数のステージ４４及び出力部４６を有する製造システム４０が示されている。各ステージ４４は、一つ又は複数のステーション４８を有していてもよい。また、ロボット５０を用いて、入力４２から、ステージ４４の間を通り、出力４６まで、材料の搬送を行っている。例示した実施形態では、システム４０は、二つのステージからなるプロセスを用いており、これらステージには符合ＮとＯが付けられている。従って、例えば、加工を行うために、入力４２でウエハを受け取るシステム４０を想定されたい。加工を開始するため、ロボット５０は入力４２からウエハを降ろして、次に、ステーションＮの一つまでウエハを載せる。ステーションＮ内でウエハの加工が終了すると、ロボット５０は、このステーションからウエハを降ろして、次に、ステーションＯにウエハを載せる。ステーションＯ内でウエハの加工が終了すると、ロボット５０は、ステーションＯからウエハを降ろして、次に、出力４６にウエハを載せる。この時点で、システム４０を通るウエハの加工が終了する。尚、この例では、単一のウエハがシステム４０を通って移動する場合について示しているが、このシステム４０は、複数のウエハを同時に操作するようにしていてもよい。従って、幾つかの時点では、複数のステーション４８は少なくとも一つのウエハによって占められていてもよく、この場合、これらステーション４８は積荷されたり、加工されたり、及び／又は、積降を行えるようにされていてもよい。
【００１８】
上述したように、ロボット５０は、加工の流れとは逆に、出来るだけ早く積荷を行う順番で、ステージ４４で働くように、予め定められたスケジュール用アルゴリズムに従って操作されていてもよい。このタイプの操作では、システム４０は、初めに、ウエハがプロセスを通って流れ始める、開始期間から始まるようにしてもよい。例えば、全てのステーション４８が空にされたシステム４０を想定されたい。ロボット５０は、開始期間中に一連の操作を実行して、システム４０を適当な状態に移動させる。そして、最初の開始期間の後、システム４０は、ロボット５０に適当なスケジュールを与える、定常状態の操作として特徴付けられるようにしてもよい。この定常状態の操作を提供するため、ロボット５０は、システム４０内で同じ状態で開始して、終了するように、操作のサイクルを実行する。例えば、全てのステーション４８がウエハを載せたシステム４０の状態を想定されたい。一つのサイクル中、ロボット５０は、システム４０を通ってウエハを移動させるように一連の操作を実行できるが、この操作が完了したとき、全てのステーション４８を再度ウエハによって占められるようにしてもよい。
【００１９】
逆の加工の流れの操作を行うため、ロボット５０は、ラウンド−ロビン状に、加工の流れと逆の順番で、各ステージ４４で働いている。複数のステーション４８を備えたこれらステージ４４のため、ロボット５０は、ステージ４４を夫々通りながらこれらステーション４８の一つで働いている。このアルゴリズムの操作を説明するため、全てのステーション４８が現在ウエハによって占められている状態のシステム４０を想定されたい。最初の操作として、ロボット５０は、ステーションＯで積降を行い、ウエハを出力４６まで移動させる。そして、ロボット５０は、出切るだけ早く、ステーションＯで積荷を行うようにする。そして、ステージＮ内のステーション４８のいずれか一つからウエハが利用可能になるとすぐに、ロボット５０はこのウエハを回収して、ステージＯで積荷を行うようにする。この時点では、ステージＮ内のステーションＮのいずれか一つは空になる。従って、ロボット５０は、入力４２からウエハを回収して、このウエハを空のステーションＮに載せるようにする。
【００２０】
この時点では、システム４０内の全てのステーション４８には再度ウエハが載せられる。しかしながら、ステージＮは複数の平行のステーション４８を有しているため、このことは元のものとは異なる状態を意味することがある。例えば、ステージ４４を通るロボット５０の最初のパスは、ステーションＯ1とステーションＮ1で働き、ロボット５０の次のパスがステーションＯ1とステーションＮ2で働くことがある。同様に、ステージ４４を通るロボット５０の第三のパスは、ステーションＯ1とステーションＮ3で働くことがある。この時点で、システム４０は最初の状態に戻ったと考えることができる。従って、この例では、逆のプロセスのスケジュール用アルゴリズムに従って操作を行うロボット５０のサイクルの一つでは、ロボット５０は、製造用プロセスに対して逆の順番でステージ４４で働くように、ステージ４４を通る３つのパスを形成している。この操作のサイクルでは、出力４６内に３つの加工の終了したウエハが製造される。
【００２１】
このスケジュール用アルゴリズムによって提供されるサイクルは、ステージ４４内で複数の平行のステーション４８に従って複数の製品を加工できることを意味する。この数は、各ステージ４４内のステーション４８の数に基く最小公倍数に等しい。例示した実施形態では、ステージＮは３つのステーション４８を有し、ステージＯは１つのステーション４８を有している。従って、この場合、最小公倍数は３である。また、例えば、ステージＮが３つのステーション４８を有し、ステージＯが２つのステーション４８を有する場合には、最小公倍数は６になる。この状況では、ロボット５０は、出力４６内に６つの加工されたウエハを移動させるように、操作のサイクルを行うことになる。逆のプロセスのスケジュール用アルゴリズムに従って操作される際、ロボット５０の各サイクルは、この最小公倍数の数のウエハを製造する。
【００２２】
再度、図１を参照すると、このシステム１０は、より複雑な構成でステージ１４とロボット２０を有しているのが示されている。システム１０内では、各ロボット２０は、この割当てられたステージ１４で働くため、独自のスケジュールに従って操作されていてもよい。本発明に係る特定の実施形態では、各ロボット２０は、この割当てられたステージ１４で働くため、予め定められた、逆のプロセススケジュールに従って操作される。つまり、各ロボット２０は、この割当てられたステージ１４で働くため、加工の流れとは逆に働く。従って、ロボットＡは、出力１６、ステージＭ、ステージＢ、及びステージＡのラウンド−ロビン状の順番でウエハを載せるようにする。同様に、ロボットＢは、ステージＬ、ステージＫ、ステージＪ、ステージＥ、ステージＤ、及びステージＣのラウンド−ロビン状の順番で載せるようにする。また、ロボットＣは、ステージＩ、ステージＨ、ステージＧ、ステージＦ、及びステージＥのラウンド−ロビン状の順番で載せるようにする。
【００２３】
このスケジュール用アルゴリズムに従って操作される際、各ロボット２０は、上述した最小公倍数によって特定される操作のサイクルを行う。従って、ロボットＡは、割当てられたステージ１４を通る２つのパスを有するようにサイクルを行い、ロボットＢは、割当てられたステージ１４を通る６つのパスを有するようにサイクルを行い、ロボットＣは、割当てられたステージ１４を通る１２つのパスを有するようにサイクルを行う。従って、各ロボット２０が、独自の逆のプロセススケジュールに従って操作される際、システム１０の最終的なサイクルは、従来の技術と比較して、製造されるウエハの処理能力をより高く提供することができる。
【００２４】
また、例えば、ロボット２０用の割当てとスケジュールの構成を行うように、システム１０内で様々な構成要素を構成するため、システム１０は制御器２２を有している。制御器２２は、システム１０内で、自動的及び／又は手動的に操作されるように構成されていてもよい。従って、例えば、制御器２２は、任意の適当なセントラルコンピューターやプロセッシングデバイスを備えて、システム１０の他の部品と通信したり、ユーザーやシステム管理者と交信できるようにされていてもよい。
【００２５】
本発明に係る特定の実施形態では、制御器２２は、始め、ロボット２０間で積荷と積降を行う役割の割当てを行う。従って、制御器２２は、自動的に、又は、ユーザーからの指令に応答して、始め、ロボット２０間でシステム１０内の積荷と積降を行う役割を区別させる。そして、制御器２２は、各ロボット２０用に、予め定められた、逆のプロセスのスケジュール用アルゴリズムを実行するために、特定のサイクルを決定してもよい。そして、制御器２２は、この特定のスケジュールに従って、各ロボット２０を操作するように構成することができる。このため、各ロボット２０には、各サイクル用に予め定められた操作の一連が提供される。
【００２６】
ステージ１４の幾つかは、一つ以上のロボット２０間で共有されるため、これらの物理的な位置によっては、ロボット２０間で衝突が生じる可能性がある。このような衝突は、ロボットと、システム１０内で製造される製品の双方に対して、コスト高な損傷を与えるおそれがある。従って、このような衝突を防ぐため、システム１０は、ロボット間の通信用に一つ又は複数のスキームを行うようにしてもよい。これらスキームは、各ロボット２０を識別して、潜在的な衝突を防ぐことを可能にする。
【００２７】
本発明に係る特定の実施形態では、ロボット２０は、例えば制御器２２のような、セントラルコミュニケーションプラットフォームを用いて、衝突を避けるようにする。このような衝突を防ぐスキームの一つには、トークンを利用するものがある。このスキームによると、各共有されたステージ１４は、このステージ１４の物理的な近くに移動することを許容させるように、関連するトークンを有している。そして、ロボット２０がステージ１４で積荷や、積降を行うことを望む場合には、常に、ロボット２０が関連するトークンを制御しなければならないようにする。そして、このトークンが利用可能でない場合には、ロボット２０は、このトークンが利用可能になるまで、待たなくてはならないようにする。例えば、ロボットＡにより積荷が行われて、ロボットＢにより積降が行われるステージＢを想定する。ある時点では、ロボットＡは、ステージＢ用にトークンを要求して、受け取ることがある。すると、ロボットＢがステージＢで積降を行うことを望む場合には、ロボットＢは、ロボットＡがステージＢ用のトークンを解放するまで待たなくてはならないことになる。
【００２８】
他の衝突を防ぐためのスキームには、ロボット２０間で、物理的な位置の情報を伝達することを含むものがある。このスキームでは、各ロボット２０は、互いにロボット２０の現在の位置を追跡することができるので、潜在的に起こり得る衝突を防ぐことができる。例えば、各ロボット２０は、例えば制御器２２のような、共有された部品内で、現在の物理的な位置を常時アップデートするようにしてもよい。そして、移動を決定するとき、各ロボットは、この情報にアクセスすることにより、潜在的に起こり得る衝突を識別して、回避するようにしてもよい。
【００２９】
これら例示したスキームでは、潜在的に起こり得る衝突を防ぐために、ロボット２０用の二つの技術を提供している。しかしながら、これら技術は例として示されたに過ぎず、システム１０は、潜在的に起こり得る衝突を識別して、回避するように、他に任意の適当な技術を用いていてもよい。さらに、利用された技術は、システム１０内で物理的に可能な衝突の特定のタイプを示すように追跡されるようにしてもよい。例えば、幾つかの共有されたステージ１４が同時に積荷と積降が行われることが可能な場合には、衝突を防ぐためのスキームは、ロボット２０がこのステージ１４に同時にアクセスすることを防ぐ必要はない。
【００３０】
ロボットを用いた製造システムの例として示したシステム１０とシステム４０は、上述したものと同様のスケジュール用アルゴリズムを実行することで利便を得られることを理解されたい。しかしながら、これら例示したシステムでは、特別な態様で構成された特別な構成要素を含んでいるが、上述した技術は、ほぼ任意のロボットを用いた製造プロセスに用いることができる。
【００３１】
図３を参照すると、逆の加工の流れで、周期的なスケジュール用アルゴリズムを実行するように、ロボット２０を割当てられたステージ１４で働かすための方法がフローチャート状に示されている。この例示されたスケジュール用アルゴリズムでは、システム１０は、最初に、定常状態の操作が可能になるまで、開始期間を過ぎるようにされている。即ち、例示した方法では、ロボット２０は、ステップ８０で、定常状態の操作に至ったか、否かについて決定している。至っていなければ、ステップ８２で、ロボット２０が、この割当てられた、積荷用のステージ１４を識別して、空のステーション１８を備えた第一に割当てられた、積荷用のステージ１４で働くことを選択するようにしてもよい。例えば、ロボットＡは、この割当てられたステーション１８（これは、ステージＡ、Ｂ及びＭでのステーション１８を含む）を試みて、空のステーション１８を含むこれらステージ１４のうちの最初の一つを決定する。そして、ロボット２０は、この空のステーション１８で積荷を行うことを選択するようにしてもよい。
【００３２】
しかしながら、ステップ８０で、ロボット２０が定常状態の操作に至ったことを決定する場合には、ステップ８４で、ロボット２０は最後に働いたステージ１４に先行する、割当てられた、積荷用のステージ１４で働くことを選択する。例えば、ロボットＡが最後にステーションＢ1で積荷を行った場合には、ロボットＡは、次にステーションＡ1とＡ2の一つで働くことを選択する。平行のステーション１８のうち特定の一つで積荷を行うことを選択するため、ロボットＡは、任意の適当な技術を用いることができる。本発明に係る特定の実施形態では、ロボット２０は、ラウンド−ロビン状に、平行のステーション１８で働くようにする。
【００３３】
ステージ１４で働くことを選択した後、ロボット２０は次に、ステップ８６で直ぐに先行するステージ１４が他のロボット２０により占められていないかについて決定する。このステップでは、ロボット２０は、この直ぐに先行するステージ１４に移動する場合に、潜在的な衝突が起こり得るか否かについて決定する。この先行するステージ１４が占められていなければ、ロボット２０は、ステップ８８でこの先行するステージが積降に先立って積荷を必要としているか否かについて決定する。このステップでは、ロボット２０は、共有されたステージ１４で渋滞が起きることを防ぐように試みる。例えば、現在、積降された状態にある共有されたステージＢについて想定されたい。ロボットＢがステージＢに移動して、完了されたウエハのために待つ場合には、ロボットＡは、ステージＢで積荷を行うことができなくなるようにしてもよい。この状況では、ロボットＢは、効果的に製造用プロセスをロックすることになる。従って、ステップ８８を実行することにより、ロボット２０は、渋滞が生じることを防ぐように試みている。
【００３４】
先行するステージに移動することが大丈夫であれば、ステップ９０で、ロボット２０は先行するステージに移動する。そして、ロボット２０は、このステージでウエハが利用可能になることを待つ。この待つ作業を行うため、ステップ９２で、ロボット２０はウエハの利用可能性をモニタする。そして、ウエハが利用可能になると、ステップ９４で、ロボット２０は先行するステージ１４から利用可能なウエハを降ろして、次に、ステップ９６で空のステーション１８にウエハを載せるようにする。そして、ロボット２０は、開始操作、又は周期的な定常状態の操作のいずれかに基いて、次のステージ１４で働くことを選択する。
【００３５】
従って、例示したフローチャートは、加工の流れとは逆に、周期的なスケジュールで操作を行うように、割当てられたステージ１４でロボット２０を働かせるための操作方法について例示している。しかしながら、この例示したフローチャートは、操作方法の例について示しているに過ぎず、システム１０は、加工の流れとは逆に、周期的なスケジュールを実行するように、任意の適当な技術を用いたロボット２０を想定することができる。従って、システム１０は、方法が適当である限り、さらなるステップや、より少ないステップ、及び／又は異なるステップを含む方法を用いたロボット２０を想定することができる。例えば、開始期間中の操作用の特定の技術が詳細に行われる際、システム１０は、定常状態に至るように、操作用に任意の適当な方法を行うロボット２０を想定することができる。また、システム１０は、機能を集中的及び／又は分散的に行う任意の適当な技術を行って、例えば、メディア内に組み込まれたソフトウエアのような、任意の適当なハードウエアとロジックの組合せを用いてこの機能を行うロボット２０を想定することができる。さらに、ロボット２０に使われるスケジュール用アルゴリズムが“予め定めらた”操作の一連を提供していたとしても、ロボット２０はこのスケジュール用アルゴリズムの特性を認知している必要はないことを理解されたい。例えば、現在選択されているステージ１４を追跡して、常に、先行するステージ１４で働くように移動するように、動的に決定を行うロボット２０が、最終的に、予め定められた操作のサイクルを行うようにしてもよい。
【００３６】
以上、本発明に関する幾つかの実施形態について説明したが、当該分野における通常の知識を有する者であれば、様々な変更や修正を行うことができると思われる。但し、これら変更や修正が、添付した特許請求の範囲内にある限り、これらは本発明の範囲内に含まれることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る特定の実施形態に用いられる、ロボットの区間と制御器を含む製造システムを示す図である。
【図２】本発明に係る特定の実施形態に従って、単一のロボットを操作するロボットの区間を含む製造システムを示す図である。
【図３】製造プロセス時に複数のステージで働くように、製造システム内のロボット用の方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１０、４０          製造システム（加工システム）
１２、４２          入力部
１４、４４          ステージ
１６、４６          出力部
１８、４８          ステーション
２０、５０          ロボット
２２                制御器
【図１】
2007505507.tif 000003
【図２】
2007505507.tif 000004
【図３】
2007505507.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月25日(2006.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハを加工するための製造システムであって、入力部、複数のステージ、出力部及び複数のロボットを有し、
前記入力部は、前記システム内で加工される前記ウエハを保持し、
前記複数のステージは、夫々、前記ウエハを加工するための手順でステップ毎に加工を行うように操作可能であって、前記ステージの各々は、夫々、前記ステージ用に加工を行うように操作可能なステーションを一つ又は複数有し、
前記出力部は、前記システム内で加工された前記ウエハを保持し、
前記複数のロボットは、前記ステージ、前記入力部及び前記出力部の間で前記ウエハを搬送し、前記ロボットの各々は、前記ステージのいずれかに割当てられて、前記ステップの手順とは逆に、前記割当てられたステージで働くように、予め定められたスケジュールに従って前記ステージで働くように操作可能であることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記ステージの少なくとも一つは共有されたステージであって、前記ロボットの一番目は前記共有されたステージの全てのステーションで積荷を行うように割当てられ、かつ前記ロボットの二番目は前記共有されたステージの全てのステーションで積降を行うように割当てられたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
複数のロボットを用いた製造システム内で、半導体ウエハを加工するための方法であって、
複数のステージの各々を、前記ウエハを製造する手順でステップ毎に加工を行うように操作可能であるか識別させ、この際、前記ステージは夫々、ステージ用に加工を行うように操作可能な一つ又は複数のステーションを有し、
前記ステージ間で前記ウエハを搬送するように複数のロボットを識別させ、
前記ロボットの各々を前記ステージの選択されたいずれかで積荷を行うように割当て、
前記ロボットの各々を前記ステージの選択されたいずれかで積降を行うように割当て、
前記ステップとは逆の順番で前記ロボット用に割当てられた前記ステージで働くように、予め定められたスケジュールに従って前記ロボットの各々を操作させる、各ステップを有することを特徴とする方法。
【国際調査報告】
2007505507.tif 000006
2007505507.tif 000007