DE102007035839B4

DE102007035839B4 - Verfahren und System zum lokalen Aufbewahren von Substratbehältern in einem Deckentransportsystem zum Verbessern der Aufnahme/Abgabe-Kapazitäten von Prozessanlagen

Info

Publication number: DE102007035839B4
Application number: DE102007035839.5A
Authority: DE
Inventors: Olaf Zimmerhackl; Alfred Honold; Jan Rothe
Original assignee: GlobalFoundries Dresden Module One LLC and Co KG; GlobalFoundries Inc
Current assignee: GlobalFoundries Dresden Module One LLC and Co KG; GlobalFoundries Inc
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2017-06-22
Anticipated expiration: 2027-08-01
Also published as: DE102007035839A1; US8047762B2; US20090035102A1

Abstract

Durch Bereitstellen eines Deckenpuffersystems zwischen einem automatisierten Transportsystem und einer Ladestationsanordnung einer Prozessanlage kann die Effizienz der entsprechenden Ladestationen deutlich verbessert werden, indem beispielsweise die Wartezeit für leere Behälter verringert wird, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, einen weiten Bereich von Betriebsszenarien im Vergleich zu konventionellen Strategien abzudecken. Beispielsweise kann für die gleiche Anzahl an Ladestationen das Deckenpuffersystem einen kontinuierlichen Betrieb aufrecht erhalten, selbst wenn kleine Losgrößen verwendet werden. Das Puffersystem umfasst einen speziellen Transportmechanismus zum direkten Bedienen der Ladestationen und der entsprechenden Speicherplätze, während entsprechende Transferplätze für eine direkte Wechselwirkung mit dem automatisierten Transportsystem sorgen.

Description

Gebiet der vorliegenden Offenbarung
Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Offenbarung das Gebiet der Herstellung von Produkten, etwa von Halbleiterbauelementen, in einer Fertigungsumgebung, die Prozessanlagen aufweist, die Transportbehälter mit einem automatisierten Transportsystem austauschen, wobei die Produkte, etwa Substrate für Halbleiterbauelemente, auf der Basis von Gruppen oder Losen verarbeitet werden, die durch den Inhalt der Transportbehälter definiert sind.
Beschreibung des Stands der Technik
Der heutige globale Markt zwingt die Hersteller von Massenprodukten dazu, Bauelemente mit hoher Qualität bei geringem Preis anzubieten. Es ist daher wichtig, die Ausbeute und die Prozesseffizienz zu verbessern, um die Herstellungskosten zu minimieren. Dies gilt insbesondere auf dem Gebiet der Halbleiterherstellung, da es hier wichtig ist, modernste Technologie mit Massenproduktionsverfahren zu kombinieren. Es ist daher das Ziel der Halbleiterhersteller, den Verbrauch von Rohmaterialien und Konsummaterialien möglichst zu reduzieren, wobei gleichzeitig die Prozessanlagenauslastung verbessert wird. Der zuletzt genannte Aspekt ist insbesondere wichtig, da in modernen Halbleiterstätten Anlagen erforderlich sind, die sehr kostenintensiv sind und den wesentlichen Teil der Gesamtproduktionskosten repräsentieren.
Integrierte Schaltungen werden typischerweise in automatisierten oder halbautomatisierten Fertigungsstätten hergestellt, indem diese Substrate, die Bauelemente aufweisen, eine große Anzahl an Prozess- und Messschritten durchlaufen, um die Bauelemente fertig zustellen. Die Anzahl und die Art der Prozessschritte und Messschritte, die ein Halbleiterbauelement zu durchlaufen hat, hängt von den Gegebenheiten des herzustellenden Halbleiterbauelements ab. Ein typischer Prozessablauf für eine integrierte Schaltung kann mehrere Photolithographieschritte beinhalten, um ein Schaltungsmuster für eine spezielle Bauteilschicht in eine Lackschicht abzubilden, die nachfolgend strukturiert wird, um eine Lackmaske für weitere Prozesse beim Strukturieren der betrachteten Bauteilschicht herzustellen, indem beispielsweise Ätz- oder Implantationsprozesse und dergleichen ausgeführt werden. Somit wird Schicht auf Schicht eine Vielzahl von Prozessschritten auf der Grundlage eines speziellen Lithographiemaskensatzes für die diversen Schichten des spezifizierten Bauteils ausgeführt. Z. B. erfordert eine moderne CPU mehrere hundert 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, etwa viele Photolithographieschritte, müssen eine Vielzahl von Messschritten ausgeführt werden, um in effizienter Weise den Prozessablauf zu steuern und das Leistungsverhalten der jeweiligen Prozessanlagen zu überwachen. Beispielswiese werden häufig sogenannte Pilotsubstrate verarbeitet und Messprozessen unterzogen, bevor die zugeordnete Gruppe aus „Elternsubstraten” tatsächlich freigegeben wird, um die Übereinstimmung mit vordefinierten Prozessbereichen zu prüfen. Zu typischen Messprozessen können die Messung von Schichtdicken, die Bestimmung von Abmessungen kritischer Strukturelemente, etwa die Gatelänge von Transistoren, das Messen von Dotierstoffprofilen, und dergleichen gehören. Da die Mehrheit der Prozessbereiche bauteilspezifisch sind, sind viele der Messprozesse und der eigentlichen Herstellungsprozesse speziell für das betrachtete Bauelement gestaltet und erfordern spezielle Parametereinstellungen an den jeweiligen Mess- und Prozessanlagen.
In einer Halbleiterfertigungsstätte werden für gewöhnlich eine Vielzahl unterschiedlicher Produktarten gleichzeitig hergestellt, etwa Speicherchips mit unterschiedlicher Gestaltung und Speicherkapazität, CPU's mit unterschiedlicher Gestaltung und Arbeitsgeschwindigkeit, und dergleichen, wobei die Anzahl der unterschiedlichen Produktarten einige hundert und mehr in Produktionslinien zur Herstellung von ASIC's (anwendungsspezifische IC's) erreichen kann. Da jede der unterschiedlichen Produktarten einen speziellen Prozessablauf erfordern kann, sind unterschiedliche Maskensätze für die Lithographie, spezielle Einstellungen in den diversen Prozessanlagen, etwa Abscheideanlagen, Ätzanlagen, Implantationsanlagen, CMP-(chemisch-mechanische-)Polieranlagen und dergleichen erforderlich. Folglich werden eine Vielzahl unterschiedlicher Anlagenparametereinstellungen und Produktarten gleichzeitig in einer Fertigungsumgebung angetroffen. Somit kann eine Mischung aus Produktarten, etwa Test- und Entwicklungsprodukten, Pilotprodukten, unterschiedliche Versionen von Produkten, in unterschiedlichen Fertigungsphasen in der Fertigungsumgebung gleichzeitig vorhanden sein, wobei die Zusammensetzung der Mischung sich in Abhängigkeit von wirtschaftlichen Rahmenbedingungen und dergleichen zeitlich ändern kann, da das Ausgeben von nicht prozessieren Substraten in die Fertigungsumgebung von diversen Faktoren abhängt, etwa der Bestellung von speziellen Produkten, einem variablen Anteil an Forschungs- und Entwicklungsaufgaben und dergleichen. Somit müssen häufig die diversen Produktarten mit unterschiedlicher Priorität bearbeitet werden, um den Erfordernissen zu genügen, die durch spezielle ökonomische oder andere Rahmenbedingungen auferlegt werden.
Trotz dieser komplexen Bedingungen ist es ein wichtiger Aspekt im Hinblick auf die Produktivität, den Prozessablauf in der Fertigungsumgebung so zu koordinieren, dass ein hohes Leistungsverhalten beispielsweise im Hinblick auf die Anlagenauslastung der Prozessanlagen erreicht wird, da die Anschaffungskosten und die moderat geringe „Lebensdauer” von Prozessanlagen insbesondere in einer Halbleiterfertigungsstätte deutlich den Preis der endgültigen Halbleiterbauelemente bestimmen. In modernen Halbleiterfertigungsstätten wird typischerweise ein hohes Maß an Automatisierung angetroffen, wobei der Transport der Substrate von und zu Prozess- und Messanlagen auf der Grundlage entsprechender Transportbehälter bewerkstelligt wird, die eine spezielle maximale Anzahl von Substraten aufnehmen. Die Anzahl der Substrate, die in einem Behälter enthalten ist, wird auch als ein Los bezeichnet und die Anzahl der Substrate wird daher häufig auch als die Losgröße bezeichnet. In einer hochautomatisierten Prozesslinie einer Halbleiterfertigungsstätte wird der Transport der Behälter hauptsächlich durch ein automatisiertes Transportsystem ausgeführt, das einen Behälter an einer speziellen Stelle aufnimmt, beispielsweise einer mit einer Prozess- oder Messanlage verknüpften Ladestation innerhalb der Umgebung und den Behälter an seinem Ziel ausliefert, beispielsweise einer Ladestation einer weiteren Prozess- oder Messanlage, die den nächsten Prozess oder Prozesse ausführt, die in dem entsprechenden Prozessablauf für die betrachteten Produkte erforderlich sind. Somit repräsentieren die Produkte in einem Behälter typischerweise Substrate, die in der gleichen Prozessanlage zu bearbeiten sind, wobei die Anzahl an Substraten in den Behältern nicht notwendigerweise der maximalen Anzahl möglicher Substrate darin entspricht. D. h., die Losgröße der diversen Behälter kann variieren, wobei typischerweise eine „standardmäßige” Losgröße in der Fertigungsumgebung vorherrscht. Beispielsweise können ein oder mehrere Pilotsubstrate, die als Repräsentanten einer gewissen Anzahl an Elternsubstraten betrachtet werden können, die in einer gewissen Anzahl an Behältern enthalten sind, die wiederum mit der standardmäßigen Losgröße gefüllt sind, in einem separaten Behälter transportiert werden, da diese einem speziellen Messprozess unterzogen werden 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 geliefert.
Das Zuführen und Abholen von Behältern von Prozessanlagen wird typischerweise auf der Grundlage entsprechender „Schnittstellen” bewerkstelligt, die auch als Ladestationen oder Ladestellen bezeichnet werden, die die Behälter von dem Transportsystem empfangen und die Behälter aufbewahren, die von dem Transportsystem abzuholen sind. Das Transportsystem umfasst ein Schienensystem, das typischerweise an der Decke des Reinraums angebracht ist, so dass das Transportsystem typischerweise als ein „Deckentransportsystem” (OHT) bezeichnet wird. Des weiteren umfasst das OHT eine Vielzahl von Fahrzeugen, die entlang den OHT-Schienen fahren, um damit einen Transportbehälter zu transportieren, der mit einer speziellen Prozessanlage mittels einer oder mehreren Ladestationen ausgetauscht wird, die der betrachteten Anlage zugeordnet sind. Auf Grund der zunehmenden Komplexität von Prozessanlagen, die darin eingerichtet eine Reihe von Funktionen besitzen, kann die Durchlaufzeit für ein einzelnes Substrat größer werden. Wenn somit Substrate nicht an der Anlage verfügbar sind, obwohl diese in einem produktiven Zustand ist, können deutliche Wartezeiten oder unproduktive Zeiten hervorgerufen werden, wodurch die Auslastung der Anlage deutlich verringert wird. Daher wird typischerweise die Anzahl und die Konfiguration der Ladestationen so ausgewählt, dass ein oder mehrere Behälter an der oder den Ladestation(en) ausgetauscht werden können, während das Funktionsmodul der Prozessanlage Substrate aus einer weiteren Ladestation erhält, um damit einen kaskadierten oder kontinuierlichen Betrieb des Funktionsmoduls der Prozessanlage zu erreichen. Die Zeit für den Austausch von Behältern zwischen den automatisierten Transportsystem und der entsprechenden Prozess- oder Messanlage hängt von der Transportkapazität des Transportsystems und der Verfügbarkeit des zu transportierenden Behälters an dessen Quellen- bzw. Ursprungsposition ab. Wenn ein entsprechender Transportauftrag für ein spezifiziertes Los, das aktuell in der Quellenanlage bearbeitet wird, sind idealerweise die entsprechenden Substrate zu dem Zeitpunkt verfügbar, wenn das Transportsystem den Behältern mit dem Los aufnimmt und den Behälter an der Zielstation abliefert, so dass ein kontinuierlicher Betrieb beibehalten werden kann. Folglich sollte der entsprechende Behälter an der Zielstation ausgeliefert werden, wenn oder bevor das letzte Substrat des Behälters, der aktuell in der Zielanlage bearbeitet wird, in das Prozessmodul eingespeist wird, so dass ein kontinuierlicher Betrieb auf der Grundlage des neu eingetroffenen Behälters erreicht wird. Somit ist für einen idealen kontinuierlichen Betrieb einer Prozessanlage ein Behälter auszutauschen, während ein weiterer Behälter gerade bearbeitet wird.
Abhängig von der Kapazität der Anlagenschnittstelle, beispielsweise der Anzahl der vorgesehenen Ladestationen, kann ein gewisser Puffer bzw. Speicher für Behälter und damit Substrate vorgesehen werden, um eine gewisse Toleranz für Verzögerungen und irrreguläre Auslieferungen zu erzeugen, wodurch jedoch deutlich zu den Anlagenkosten beigetragen wird. In einigen Fällen können die erforderlichen Behälteraustauschzeiten zum Beibehalten eines kontinuierlichen Betriebs der betrachteten Prozessanlage sogar negativ sein, wodurch eine Änderung im Szenario für die Handhabung von Substraten erforderlich ist. Ferner hängt die eigentliche Behälteraustauschzeit – d. h. die Zeit, die zum Aufnehmen eines vollen Behälters mit bearbeiteten Substraten von der Ladestation und zum Zuführen eines Behälters zu der Ladestation zur Bereitstellung neuer Substrate, die zu bearbeiten sind, erforderlich ist – nicht wesentlich von der Losgröße ab, wohingegen das Zeitfenster für die Gelegenheit zum Ausführen des tatsächlichen Behälteraustausches stark von der entsprechenden Losgröße abhängt, da ein kleines aktuell bearbeitetes Los nur eine geringe Zeitspanne zum Austauschen eines weiteren Behälters bietet, ohne dass unerwünschte Wartezeiten erzeugt werden, wobei dieses Zeitintervall auch als ein Fenster der Gelegenheit für den Behälteraustausch bezeichnet wird. Somit 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.
Ferner kann es im Hinblick auf eine Verringerung der Durchlaufzeit für die einzelnen Produkte und zur Verbesserung der Flexibilität bei der Handhabung kundenspezifischer Anforderungen notwendig sein, die Losgröße in künftigen Prozessstrategien zu verringern. Beispielsweise werden aktuell 25 Scheiben pro Transportbehälter häufig als Losgröße verwendet, wobei jedoch viele Lose mit einer geringeren Anzahl an Scheiben auf Grund der obigen Erfordernisse zu handhaben sind, wodurch hohe Anforderungen an die Prozessfähigkeiten des automatisierten Transportsystem und an das Disponierschema in der Fertigungsstätte gestellt werden, um eine hohe Gesamtanlagenauslastung beizubehalten. D. h., die Variabilität der Behälteraustauschzeiten zum Austauschen der Behälter in entsprechenden Ladestationen der Prozessanlagen kann hoch sein und somit kann ein deutlicher Einfluss des Transportstatus in der Fertigungsumgebung auf die Gesamtproduktivität beobachtet werden. Wenn daher eine Fertigungsumgebung gestaltet oder neu gestaltet wird, beispielsweise durch Aufstellen neuer oder zusätzlicher Anlagen repräsentieren die Anlageneigenschaften im Hinblick auf die Transportfähigkeiten, etwa die Anzahl der Ladestationen für spezielle Anlagen und dergleichen, sowie die Ressourcen und das Funktionsverhalten des automatischen Materialhandhabungssystems (AMHS) wichtige Faktoren für das Leistungsverhalten der Fertigungsumgebung als ganzes. Die Handhabung kleiner und unterschiedlicher Losgrößen innerhalb der Fertigungsumgebung, die beispielsweise für eine moderat große standardmäßige Losgröße ausgelegt ist, kann daher äußerst anspruchsvolle Disponierschemata erfordern, um den Mangel an geeigneter Behälteraustauschkapazität in den bestehenden Prozessanlagen zu kompensieren. Jedoch kann das Vorhandensein kleiner Losgrößen dennoch zu einer deutlichen Verringerung der Anlagenauslastung führen, insbesondere in Photolithographieanlagen und zugeordneten Prozessanlagen, die für einen wesentlichen Teil der gesamten Produktionskosten verantwortlich sind, wie dies zuvor erläutert ist, auf Grund der Tatsache, dass eine negative Behälteraustauschzeit, die mit der Bearbeitung kleiner Losgrößen verknüpft sein kann, nicht kompensiert werden kann, sofern nicht signifikante Modifizierungen der betrachteten Prozessanlagen im Hinblick auf das Vergrößern der Aufnahme/Abgabe-Fähigkeiten der Anlage ausgeführt werden. D. h., die Anzahl der Ladestationen muss ggf. erhöht werden, wie dies mit Bezug zu den 1a bis 1f detaillierter erläutert wird.
1a zeigt schematisch eine Querschnittsansicht einer Fertigungsumgebung 150, die einen Bereich einer Halbleiterfertigungsstätte für die Herstellung von Mikrostrukturelementen, etwa integrierten Schaltungen und dergleichen, repräsentiert. Die Fertigungsumgebung 150 ist typischerweise in einem Reinraum eingerichtet, in welchem die Umgebungsbedingungen, etwa die Temperatur, die Feuchtigkeit, die Anzahl der Partikel in der Luft, und dergleichen so gesteuert werden, dass diese innerhalb strikt vorgegebener Bereiche liegen. Daher ist die Fläche in einem entsprechenden Reinraum sehr teuer, wobei die Produktivität pro Einheitsfläche des Reinraumes stark zu den Gesamtfertigungskosten von Halbleiterbauelementen beiträgt. Die Fertigungsumgebung 150 umfasst eine Vielzahl von Prozessanlagen, etwa Lithographieanlagen, Ätzanlagen, Abscheideanlagen, Ausheizanlagen, und dergleichen, wobei der Einfachheit halber eine einzelne Prozessanlage 160 in 1a dargestellt ist, die eine Lithographieanlage, möglicherweise in Kombination mit zugeordneten Prozessanlagen, die zum Ausführen moderner Lithographieprozesse erforderlich sind, repräsentieren kann, wie sie typischerweise für die Herstellung moderner Halbleiterbauelement erforderlich sind. Beispielsweise repräsentiert die Prozessanlage 160 eine oder mehrere Belichtungsanlagen in Verbindung mit anderen Prozessmodulen, die für das Abscheiden eines Photolacks, das Ausbacken des Lacks, das Entwickeln des Lacks und dergleichen erforderlich sind. Wie zuvor erläutert ist, können Lithographieprozesse einen der kostenintensivsten Prozessschritte repräsentieren, insbesondere, wenn sehr kritische Belichtungsschritte betrachtet werden, etwa die Strukturierung der Gateelektroden und dergleichen, Die Prozessanlage 160 ist mit einer Behälteraustauschschnittstelle 161 versehen, die in Form mehrerer Ladestationen vorgesehen sein kann, die so gestaltet sind, dass sie Substratbehälter mit Substraten, die zu bearbeiten sind, empfängt, und die ferner ausgestaltet sind, die Substrate, die darin enthalten sind, den Prozessmodulen in der Prozessanlage 160 zuzuführen. Des weiteren umfasst die Fertigungsumgebung 150 ein Deckentransportsystem (OHT) 170, das typischerweise geeignete Transportschienen 171 aufweist, die gestaltet sind, Transportfahrzeuge 172 aufzunehmen und zu führen, die wiederum ausgebildet sind, Substratbehälter 173 aufzunehmen, die mit der Schnittstelle 161 auszutauschen sind. Zu diesem Zweck sind typischerweise die Transportfahrzeuge 172 geeignet ausgebildet, um einen entsprechenden Substratbehälter 173 von einer Quellenladestation einer Prozessanlage innerhalb der Fertigungsumgebung 150 aufzunehmen und den Behälter 173 auf der Grundlage der Schienen 171 zu einem Ziel innerhalb der Umgebung 150, etwa der Prozessanlage 160, zu transportieren. Zu diesem Zweck sind die Schienen 171 typischerweise an der Decke 174 des entsprechenden Reinraumes so befestigt, dass die Fahrzeuge 172, die den betrachteten Behälter 173 enthalten, vertikal über einer entsprechenden Ladestation der Schnittstelle 161 positioniert werden können. Auf der Grundlage eines geeignet gestalteten Mechanismus (nicht gezeigt) kann der Behälter 173 nach unten gebracht werden, so dass er auf der entsprechenden Ladestation positioniert wird.
1b zeigt schematisch eine Draufsicht der Fertigungsumgebung 150, wie sie in 1a gezeigt ist, wobei als Beispiel die Prozessanlage 160 mit der Schnittstelle 161 verbunden ist, die in diesem Falle fünf Ladestationen aufweist, die als LP1, ..., LP5 bezeichnet sind. Wie gezeigt kann eine der Schienen 171 so positioniert sein, dass die entsprechenden Transportfahrzeuge 172, die sich in 1b abwärts bewegen, über einer entsprechenden Ladestation LP1, ..., LP5 positioniert werden können, abhängig davon, ob eine der Ladestationen LP1, ..., LP5 für die Aufnahme des Substratbehälters 173 verfügbar ist oder ob diese einen entsprechenden Substratbehälter 173 aufweist, der von dem Fahrzeug 172 aufzunehmen ist.
Beim Betrieb der Fertigungsumgebung 150 erkennt ein übergeordnetes Steuerungssystem, etwa ein MES (Fertigungsausführungssystem) (nicht gezeigt), das typischerweise in komplexen Fertigungsumgebungen vorgesehen ist, eine Gruppe aus Substraten, die auch als ein Los bezeichnet wird, das in der Prozessanlage 160 zu bearbeiten ist. In diesem Falle wird die Gruppe aus Substraten in einem der Behälter 173 angeordnet und dieser Behälter 173 wird von dem Transportsystem 170 aus einer entsprechenden Ladestation einer Quellenprozessanlage oder einer anderen Position innerhalb der Fertigungsumgebung 150 aufgenommen. Beim Eintreffen an der Prozessanlage 160 wird eine verfügbare Ladestation ermittelt und der entsprechende Behälter 173 wird in dieser Ladestation positioniert und kann dann ausgeladen werden, um die Substraten den anlageninternen Prozessmodulen zuzuführen, um einen oder mehrere Prozesse auszuführen, die für den speziellen Prozessablauf für die betrachteten Substrate erforderlich sind. Wie zuvor erwähnt ist, wird in modernen Halbleiterfertigungsstätten nicht nur die Qualität der jeweiligen Prozesse überwacht und innerhalb enger Prozessgrenzen gehalten, sondern es wird auch der Durchsatz der Prozessanlage 160 als ein wichtiger Faktor im Hinblick auf die Gesamtfertigungskosten erachtet. Daher ist es ein wichtiger Aspekt bei der Verwaltung der komplexen Fertigungsumgebung 150, Substrate den anlageninternen Modulen in einer im Wesentlichen kontinuierlichen Weise zuzuführen, um damit Wartezeiten der Prozessmodule der Anlage 160 im Wesentlichen zu vermeiden. Folglich wird das Disponieren der Ankunft der Substratbehälter 173 typischerweise so ausgeführt, dass die Subtratbehälter 173 an den diversen Ladestationen LP1, ..., LP5 so eintreffen, dass keine unerwünschten Wartezeiten der Prozessanlage 160 hervorgerufen werden. Beispielsweise kann die Losgröße in der Fertigungsumgebung 160 typischerweise 25 Substrate pro Behälter 173 betragen und die Anzahl der Ladestationen der Schnittstelle 161 ist typischerweise so ausgewählt, dass die Ankunft einer ausreichenden Anzahl an Substratbehältern 173 möglich ist, um damit einen im Wesentlichen kontinuierlichen Arbeitsablauf der Prozessanlage 160 zu erreichen.
Beispielsweise repräsentiert die Prozessanlage 160 eine Lithographieanlage oder eine entsprechende Anlagenkombination, die für einen Durchsatz von ungefähr 120 Substraten pro Stunde gestaltet ist, wobei die anlageninternen Prozessmodule 70 Substrate aufnehmen, bevor das erste Substrat zurück an die Behälteraustauschschnittstelle 161 geliefert wird. In einem typischen Prozessablauf wird ein Substratbehälter 173 durch eine der Ladestationen LP1, ..., LP4 aufgenommen, wird entladen und wartet bis die Substrate durch die Anlage 160 bearbeitet sind und in den gleichen Substratbehälter 173 zurückgespeist werden. D. h., die Substratbehälter 173, die zum Transport von Substraten zu entsprechenden Ladestationen der Schnittstelle 161 verwendet werden, müssen an den Ladestationen verweilen, während die Substrate in der Anlage 160 bearbeitet werden. Unter diesen Bedingungen wird die kontinuierliche Bearbeitung in der Prozessanlage 160 erreicht, indem eine geeignete Anzahl an Ladestationen in der Schnittstelle 161 vorgesehen wird, so dass sichergestellt ist, dass eine ausreichende Anzahl an Substraten jederzeit in der Prozessanlage 160 anwesend ist. Jedoch gibt es ein generelles Bestreben zur Verringerung der Anzahl der Substrate pro Los, beispielsweise durch Anwenden von 12 Substraten pro Los anstelle von 25, um damit die Gesamtprozesszeit für ein einzelnes Substrat zu reduzieren. In künftigen Strategien zum Betreiben von Halbleiterfertigungsstätten werden sogar kleinere Losgrößen vorgeschlagen, wobei im Hinblick auf die Flexibilität und die Reduzierung der Gesamtprozesszeit Losgrößen von bis zu 1 Substrat angewendet werden können, insbesondere, wenn die Größe der einzelnen Substrate erhöht wird. Wenn daher die Losgröße verringert wird, ergeben sich Durchsatzprobleme für einige Prozessanlagen auf Grund der nicht kontinuierlichen Betriebsweise der Prozessanlage, da die bestehende Anzahl der Ladestationen einen kontinuierlichen Betrieb nicht zulässt.
1c zeigt schematisch ein Zeitablaufdiagramm für die Betriebsweise der Prozessanlage 160 unter den oben genannten Bedingungen, d. h. einen Durchsatz von 120 Substraten pro Stunde mit 70 Substraten, die gleichzeitig in den anlageninternen Prozessmodulen der Anlage 160 bearbeitet werden.
In der 1c empfängt die Ladestation LP1 einen Substratbehälter 173, dessen Substrate unmittelbar in die Anlage 160 eingeladen wenden, wobei angenommen wird, dass die entsprechenden Transportaktivitäten in den Ladestationen LP1, ..., LP5, die von geeignet gestarteten Substrathantierungssysternen (nicht gezeigt) ausgeführt werden, 12,5 Minuten für das Ausladen von 25 Substraten erfordern. Somit sind nach dem Zeitintervall T1 25 Substrate in den anlageninternen Modulen der Anlage 160. Danach bleibt der Substratbehälter leer auf der Ladestation LP1, wodurch ein Wartezeitintervall T2 der Ladestation LP1 erzeugt wird. Da die anderen Ladestationen LP2, ..., LP5 ebenfalls Substratbehälter 173 empfangen haben oder noch empfangen, wodurch der Anlage 160 Substrate zum Beibehalten eines kontinuierlichen Betriebs zugeführt werden, ist die Wartezeit T2 für die Ladestation LP1 22,5 Minuten, bevor ein Substrat wieder aus der Anlage 160 erhalten wird. Es sei beispielsweise angenommen, dass, wie in 1c gezeigt ist, die Ladestationen LP1, ..., LP5 sequenziell bedient werden und somit sind nach einem entsprechenden Zeitintervall T1 entsprechend der Ladestation LP2 50 Substrate in der Anlage 160, wenn eine Wiederanlaufsituation mit einer vorhergehenden leeren Anlage 160 betrachtet wird, wodurch weitere 10 Minuten des Zeitintervalls T1 benötigt werden, das mit der Ladestation LP3 verknüpft ist, bis 70 Substrate in der Anlage 160 sind. Danach werden während des Zeitintervalls T3, das ebenfalls 12,5 Minuten dauert, die Substrate der Reihe nach zur LP1 zurückgeführt, während die verbleibenden Substrate des Behälters auf der Ladestation LP3 und weitere Substrate des Behälters auf der Ladestation LP4 kontinuierlich der Anlage 160 zugeführt werden. Somit ist nach 10 Minuten des Zeitintervalls T1, das der Ladestation LP4 zugeordnet ist, der Behälter in der Ladestation LP1 wieder gefüllt und ist bereit von einem Fahrzeug 172 des Transportsystems 170 abgeholt zu werden. In den nächsten 2,5 Minuten werden die verbleibenden Substrate des Behälters an der Ladestation LP4 zugeführt und danach wenden Substrate eines Behälters, der in der Ladestation LP5 angeordnet ist, der Anlage 160 zugeleitet, wodurch ein Zeitintervall T4 von 15 Minuten zum Vorbereiten des Behälters für den Abtransport, das Positionieren eines neuen Behälters in der Ladestation LP1 und das Vorbereiten des neu zugeführten Behälters zum Zuführen von Substraten zu der Anlage 160 geschaffen wird. Beispielsweise sei angenommen, dass entsprechende Aktivitäten, etwa das Schließen des Substratbehälters, das Öffnen des Substratbehälters, und dergleichen, ungefähr 0,5 Minuten beanspruchen, so dass eine Zeitdauer von 14 Minuten für einen Austausch von Behältern mit dem Transportsystem 170 bleibt. Eín entsprechendes Zeitfenster liegt typischerweise innerhalb der Fähigkeiten des Systems 170. Somit ist für das Beibehalten eines im Wesentlichen kontinuierlichen Betriebs auf der Grundlage einer standardmäßigen Losgröße von 25 Substraten pro Behälter das Vorsehen von 5 Ladestationen für die Schnittstelle 161 eine geeignete Strategie.
1d zeigt schematisch ein Zeitablaufdiagramm für eine Situation, in der die Schnittstelle 161 lediglich vier Ladestationen LP1, ..., LP4 für ansonsten identische Bedingungen aufweist. Da Substrate der Anlage 160 durch einen neuen Behälter von LP1 zuzuführen sind, nachdem der Behälter der Ladestation LP4 geleert ist, wird das Zeitintervall T4 in 1d um 12,5 Minuten reduziert, woraus sich ein Zeitfenster von 1,5 Minuten als die entsprechende Behälteraustauschzeit ergibt. Jedoch kann eine entsprechende geringe Behälteraustauschzeit außerhalb der Möglichkeiten des Transportsystems 170 liegen, wodurch diese Lösung wenig attraktiv ist, obwohl doch deutliche Kosteneinsparung auf Grund der reduzierten Fläche und der Anschaffungskosten für das Vorsehen der Schnittstelle 161 mit der geringeren Anzahl an Ladestationen erreicht werden können.
1e zeigt schematisch ein Zeitablaufdiagramm zum Betreiben der Prozessanlage 160 auf der Grundlage einer kleinen standardmäßigen Losgröße, von beispielsweise 12 Substraten pro Los, während zusätzlich angenommen wird, dass sieben Ladestationen LP1, ..., LP7 für die Schnittstelle 161 vorgesehen sind. Die anderen Betriebsbedingungen im Hinblick auf die Prozessanlage 160 sollen identisch sein zu jenen, wie sie zuvor mit Bezug zu den 1c und 1d beschrieben sind. Wie gezeigt, beträgt daher das Zeitintervall T1 eine Ladestation LP1 6 Minuten, woran sich das Zeitintervall T2 anschließt, das 29 Minuten beträgt und eine Zeitdauer repräsentiert, in der ein entsprechender Substratbehälter 173 in der jeweiligen Ladestation positioniert ist, die auf die Rückkehr der Substrate aus Anlage 160 wartet. Folglich werden während des Zeitintervalls T1 in der Ladestation LP6 10 Substrate während der ersten 5 Minuten ausgeladen, wodurch die erforderlichen 70 Substrate der Anlage 160 zugeführt werden, während die verbleibenden zwei Substrate aus der Ladestation LP6 und das Zeitintervall T1 der Ladestation LP7 die Zeit abdecken müssen, die zum Einladen der Substrate, die zur Ladestation LP1 zurückkehren, in den entsprechenden Substratbehälter erforderlich ist. Folglich beträgt das Zeitintervall T3 eine Minute, woraus sich ein entsprechendes Zeitfenster für den Behälteraustausch von 0 Minuten ergibt.
1f zeigt schematisch ein Zeitablaufdiagramm für eine Betriebssituation, in der die Schnittstelle 161 8 Ladestationen LP1, ..., LP8 aufweist, um damit das entsprechende Zeitintervall T4 auf 7 Minuten zu verlängern, wodurch eine Behälteraustauschzeit von 6 Minuten erreicht wird, was innerhalb der Möglichkeiten des Transportsystems 170 liegen kann.
Als Folge muss bei der Verringerung der standardmäßigen Losgröße von 25 Substraten, wie dies in den 1c und 1d dargestellt ist, auf 12 Substrate auch die Anzahl der Ladestationen erhöht werden, wodurch beträchtliche bauliche Modifizierungen in der Umgebung 150 erforderlich sind, die für viele bestehende Fertigungsumgebungen nicht möglich sind. Folglich kann ein deutlicher Verlust an Durchsatz der Prozessanlage 160 hervorgerufen werden, da die entsprechende Behälteraustauschzeit negativ sein kann, wenn weniger als 7 Ladestationen in dem Szenario verwendet werden, das mit Bezug zu den 1e und 1f aufgezeigt ist. Die Situation kann noch ungünstiger werden, wenn die Bearbeitung von Pilotsubstraten, Entwicklungslosen, und dergleichen in Betracht bezogen wird, die typischerweise eine geringere Anzahl an Substraten, etwa 1 Substrat pro Los und dergleichen, aufweisen, da in diesem Falle die Behälteraustauschzeit „in der Nähe” der Bearbeitung der Pilotsubstrate von der Anwesenheit entsprechender Lose beeinflusst wird, wodurch zu einem Durchsatzverlust der Prozessanlage 160 beigetragen wird.
Die Patentanmeldung EP 1 627 834 A1 offenbart ein Transportsystem mit einem Pufferspeicher, der in der Nähe einer Prozessanlage angeordnet ist und mittels Transportwagen des Transportsystems be- und entladen wird.
Die Schrift WO 99/02436 A1 zeigt ein Lagerungssystem mit einer Rückwand, an der eine Vielzahl von Regalböden angebracht ist, die mehrere Wafer tragende Pods halten können. Die Struktur umfasst ferner ein Paar von vertikalen und in einer Ebene liegenden Schienen, die mit Abstand zu und im Wesentlichen parallel zur Rückwand angeordnet sind. Zwischen den vertikalen Schienen verläuft eine horizontale Schiene, an der einen Greifer entlang der horizontalen Schiene bewegbar ist. Die Bewegung der horizontalen Schiene entlang der vertikalen Schienen und die Bewegung des Greifers entlang der horizontalen Schiene ermöglichen, dass der Greifer an einer beliebigen Stelle innerhalb einer XZ-Ebene positioniert werden kann, einschließlich der Lagerregale.
Dokument US 2006/018 25 53 A1 zeigt ein Fördersystem mit einer Überkopfbahn, bei sich der Fahrzeuge zwischen verschiedenen Anlagen bewegen, wobei ein Zwischenspeicher unter dem Förderweg des Fördersystem und parallel zum lokalen Förderweg angeordnet ist. Gegenstände im Zwischenspeicher sind den Fahrzeugen auf dem Förderweg zugänglich.
Dokument US 2006/022 24 79 A1 zeigt ein Überkopffördersystem mit einer Schiene für ein Überkopffahrzeug und einer Ladeöffnung für eine Bearbeitungsvorrichtung in einem Bodenraum unter einem Überkopfraum, in dem sich das Überkopffahrzeug bewegt. Das Überkopflauffahrzeug weist eine Hebeantriebseinheit auf, die einen Heberahmen anhebt und absenkt, um einen Gegenstand zu dem Heberahmen zu übertragen. Das System umfasst weiterhin ein erstes Warenregal in dem Überkopfraum unter der Laufschiene, ein zweites Warenregal in dem Überkopfraum an einer Seite der Laufschiene, und seitliche Vorschubmittel, um einen Gegenstand zwischen dem Heberahmen und dem ersten Warenregals durch Anheben und Absenken des Heberahmens zu übertragen und den Gegenstand zwischen dem Heberahmen und dem zweiten Warenregals durch seitlich Verlagerung, Anheben und Absenken des Heberahmens zu übertragen.
Angesichts der zuvor beschriebenen Situation werden Verfahren und Systeme hierin bereitgestellt, die darauf abzielen, die Auswirkungen eines oder mehrerer der oben erkannten Probleme zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.
Überblick über die Erfindung
Im Allgemeinen betrifft der hierin offenbarte Gegenstand eine Technik für die Handhabung von Substraten in einer komplexen Fertigungsumgebung, wobei eine erhöhte Flexibilität im Hinblick auf die Substrathandhabung während des Austausches von Substratbehältern zwischen einem automatisierten Deckentransportsystem und einer entsprechenden Schnittstelle von Prozessanlagen erreicht wird, indem die Möglichkeit für eine im Wesentlichen kontinuierliche Zufuhr von Substraten mit einer moderat geringen Anzahl an Ladestationen geschaffen wird. Zu diesem Zweck wird in den hierin offenbarten Verfahren und Systemen die Verringerung der Wartezeiten von Substratbehältern ermöglicht, die an Ladestationen von Prozessanlagen positioniert sind, indem die Möglichkeit vorgesehen ist, leere Substratbehälter zu entfernen und/oder einen Funktionsmodus zu ermöglichen, in welchem Substrate, die von einer Prozessanlage bearbeitet werden, zu einem anderen Substratbehälter zurückgeführt werden. Um diese Betriebsmodi zu unterstützen, d. h. das Entfernen der Substratbehälter nach dem Ausladen der Substrate oder das Zulassen des Rückkehrens der Substrate zu anderen Substratbehältern, wird ein Deckenpuffersystem als eine Schnittstelle zwischen dem automatisierten Deckentransportsystem und der anlagenspezifischen Schnittstelle, die eine moderat geringe Anzahl an Ladestationen aufweist, vorgesehen. Das Deckenpuffersystem bietet lokale Speicherplätze für volle und leere Behälter, die mit der jeweiligen anlageninternen Schnittstelle verknüpft sind, wobei ein spezielles Fahrzeug die erforderliche Transportaktivitäten zwischen den Speicherplätzen und der anlageninternen Schnittstelle übernimmt. Folglich können die Zugriffszeiten auf Substratbehälter, die auf den Ladestationen der Prozessanlage positioniert sind, im Wesentlichen von Behälteraustauschzeiten des automatisierten Deckentransportsystems entkoppelt werden, wodurch das Problem negativer Behälteraustauschzeiten behoben wird, wenn die Fertigungsumgebung auf der Grundlage kleiner Losgrößen betrieben wird. Durch das Bereitstellen des Puffersystems als ein Deckensystem kann in einigen anschaulichen Aspekten das automatisierte Deckentransportsystem direkt mit entsprechenden Speicherplätzen in Wechselwirkung treten, d. h. mit Transferplätzen, um volle Substratbehälter zuzuführen und aufzunehmen, ohne dass zusätzliche Handhabungsaktivitäten, etwa das Öffnen und Schließen entsprechender Substratbehälter und dergleichen erforderlich sind. Des weiteren ist zusätzliche Reinraumfläche zum Installieren des Deckenpuffersystems nicht erforderlich, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, das System in bestehende Fertigungsumgebungen ohne wesentliche Modifizierungen zu integrieren. Ferner bleibt der Eingangsbereich der entsprechenden Prozessanlage vollständig für einen Bediener zugänglich, etwa für Wartung, manuelles Einladen von Substraten, und dergleichen.
Ein hierin offenbartes anschauliches Verfahren betrifft das Austauschen von Transportbehältern mit einer Prozessanlage einer Fertigungsumgebung, wobei das Verfahren ein Zuführen eines ersten Transportbehälters zu einem lokalen Transportbehälterpuffersystem mittels eines ersten Fahrzeuges eines Deckentransportsystems umfasst. Das Verfahren umfasst ferner ein Empfangen des ersten Transportbehälters in einem Transferplatz von mehreren Transferplätzen des Deckenpuffersystems zum Empfangen und Zuführen voller Transportbehälter durch direktes Übertragen des ersten Transportbehälters von dem ersten Fahrzeug zu dem Transferplatz. Ferner wird der erste Transportbehälter von dem Transferplatz zu einem zweiten Fahrzeug übertragen, das unabhängig in Bezug auf das Deckentransportsystem des ersten Fahrzeugs bewegbar ist. Ferner umfasst das Verfahren ein Zuführen des ersten Transportbehälters zu einer ersten Ladestation der Prozessanlage mittels des zweiten Fahrzeugs und ein Aufnehmen des ersten Transportbehälters durch das zweite Fahrzeug nach dem Zuführen jedes Mitglieds eines ersten Loses aus Substraten, die darin enthalten sind, zu einem Prozessmodul der Prozessanlage über die erste Ladestation und Transferieren des leeren ersten Transportbehälters zu einem Speicherplatz von mehreren Speicherplätzen für leere Transportbehälter des Deckenpuffersystems.
Ein weiteres hierin offenbartes anschauliches Verfahren umfasst das Austauschen eines oder mehrerer Substrate, die als eine oder mehrere Gruppen in einem oder mehreren Substratbehältern enthalten sind, zwischen einem Deckentransportsystem und einem Deckenbehälterpuffersystem einer Fertigungsumgebung, wobei das eine oder die mehreren Substrate für das Bearbeiten in einer spezifizierten Anlage der Fertigungsumgebung vorgesehen sind. Das Verfahren umfasst ferner das Austauschen des einen oder der mehreren Substratbehälter zwischen dem Deckenpuffersystem und Ladestationen der spezifizierten Prozessanlage durch Fahren eines zugeordneten Fahrzeuges des Deckenpuffersystems in einer hin- und herbewegenden Weise zwischen den Ladestationen, um damit den einen oder die mehreren Substratbehälter für die Bearbeitung in der spezifizierten Prozessanlage zuzuführen und aufzunehmen, wobei das zugehörige Fahrzeug des Deckenpuffersystems unabhängig von Fahrzeugen steuerbar ist, die in dem Deckentransportsystem verwendet sind.
Ein anschauliches Deckenpuffersystem für eine Fertigungsumgebung, die ein automatisiertes Deckentransportsystem zum Verteilen von Substratbehältern in der Fertigungsumgebung aufweist, wird ebenfalls bereitgestellt. Das Deckenpuffersystem umfasst mehrere Speicherplätze, die ausgebildet sind, mehrere Substratbehälter aufzunehmen. Das Deckenpuffersystem umfasst ferner eine Schiene, die sich entlang mehrerer Ladestationen einer Prozessanlage der Fertigungsumgebung erstreckt. Des weiteren ist ein Pufferfahrzeug vorgesehen und ausgebildet, sich lokal entlang der Schiene unabhängig von Transportaktivitäten des Deckentransportsystems zu bewegen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung 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:
1a und 1b schematisch eine Querschnittsansicht bzw. eine Draufsicht einer Fertigungsumgebung mit einem Deckentransportsystem zeigen, das Transportbehälter mit Ladestationen einer Prozessanlage gemäß konventioneller Strategien austauscht;
1c und 1d schematisch Zeitablaufdiagramme darstellen, die die Abhängigkeit der Behälteraustauschzeiten und der Wartezeiten von Substratbehältern von der Anzahl der verfügbaren Ladestationen für ansonsten identische Betriebsbedingungen darstellen, wenn große Losgrößen gemäß konventioneller Strategien verwendet werden;
1e und 1f Zeitablaufdiagramme repräsentieren, um die entsprechenden Behälteraustauschzeiten und Wartezeiten von Substratbehältern darzustellen, wenn die Fertigungsumgebung auf der Grundlage kleiner Losgrößen gemäß konventioneller Strategien betrieben wird;
2a und 2b schematisch eine Querschnittsansicht bzw. eine Draufsicht einer Fertigungsumgebung mit einem Deckenpuffersystem zeigen, das als eine Schnittstelle zwischen einem Deckentransportsystem und Ladestationen einer Prozessanlage gemäß anschaulicher Ausführungsformen verwendet wird;
2c schematisch eine Querschnittsansicht eines Deckenpuffersystems gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen darstellt;
2d schematisch eine Draufsicht eines Fertigungsumgebung zeigt, wobei mehrere anschauliche Deckenpuffersysteme gemäß noch weiterer anschaulicher Ausführungsformen vorgesehen sind;
3a schematisch ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen der Behälteraustauschzeit auf der Grundlage eines Deckenpuffersystems zeigt, wenn dieses mit kleinen Losgrößen während eines kontinuierlichen Betriebsmodus betrieben wird, in welchem leere Behälter von entsprechenden Ladestationen gemäß anschaulicher Ausführungsformen entfernt werden;
3b schematisch ein Zeitablaufdiagramm zeigt, wenn die Fertigungsumgebung auf der Grundlage einer kleinen Losgröße in einem Betriebsmodus betrieben wird, um Substratbehälter an Ladestationen mit unterschiedlichen Substraten gemäß anschaulicher Ausführungsformen wieder zu befüllen;
3c schematisch das Zeitablaufdiagramm für eine anfängliche Phase eines Betriebs einer Prozessanlage während einer Anlaufphase gemäß anschaulicher Ausführungsformen zeigt;
3d schematisch ein Zeitablaufdiagramm für eine Situation darstellt, wenn der Betrieb einer Prozessanlage gemäß anschaulicher Ausführungsformen unterbrochen wird; und
3e schematisch ein Zeitablaufdiagramm während einer Betriebssituation zeigt, in der ein Pilotsubstrat in einer Prozessanlage gemäß noch weiterer anschaulicher Ausführungsformen zu bearbeiten ist.
Detaillierte Beschreibung
Obwohl die vorliegende Offenbarung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist, wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung und in den Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein, dass die detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen nicht beabsichtigen, die vorliegende Offenbarung auf die speziellen anschaulichen offenbarten Ausführungsformen einzuschränken, sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen lediglich beispielhaft die angefügten Patentansprüche dar.
Im Allgemeinen betrifft der hierin offenbart Gegenstand Verfahren und Systeme, die in modernen Fertigungsumgebungen, etwa Halbleiterfertigungsstätten oder anderen Produktionsstätten zur Herstellung oder Bearbeitung von Mikrostrukturprodukten eingesetzt werden, wobei eine verbesserte Flexibilität beim Austausch von Substratbehältern zwischen einem automatisierten Transportsystem und entsprechenden Prozessanlagen während sehr unterschiedlicher Prozesssituationen erreicht wird, etwa der Bearbeitung kleiner Losgrößen, während die Anzahl der Ladestationen gering gehalten werden kann, wodurch Anschaffungskosten und Installationsfläche in der Fertigungsumgebung eingespart werden können. Die verbesserte Flexibilität kann erreicht werden, indem geeignet mit dem Problem kleiner Behälteraustauschzeiten oder sogar negativer Behälteraustauschzeiten umgegangen wird, wie dies unter diversen Betriebszenarien angetroffen werden kann, wenn kleine Losgrößen für eine vorgegebene Anzahl an Ladestationen zu bearbeiten sind, die zur Beibehaltung eines im Wesentlichen kontinuierlichen Betriebs für eine große Standardlosgröße gestaltet sind. Um damit die „Effizienz” einer anlageninternen Schnittstelle zu verbessern, die eine gegebene Anzahl an Ladestationen enthält, wird in der vorliegenden Offenbarung so vorgegangen, dass die Wartezeiten von Substratbehältern verringert werden, indem Betriebsmodi zugelassen werden, in denen in einer Option leere Substratbehälter von einer entsprechenden Ladestation entfernt werden können, so dass die entsprechende Ladestation für ein weiteres Behälteraustauschereignis verfügbar ist, wodurch die effektive Behälteraustauschzeit in Bezug auf das automatisierte Transportsystem erhöht wird.
In einer weiteren Option wird ein Betriebsmodus bereitgestellt, in welchem Substratbehälter, die Substrate an die anlageninternen Prozessmodule ausgeliefert haben, andere Substrate aufnehmen dürfen, die von der Anlage erarbeitet wurden, wodurch die Wartezeit der Substratbehälter deutlich verringert wird. Während in der zuerst genannten Option die Wartezeit von Substratbehältern minimiert wird, kann in der zuletzt genannten Option die Wartezeit deutlich verringert werden mit dem Vorteil, dass eine geringere Anzahl an Transportaktivitäten pro Substratbehälter erforderlich ist. Um diese Betriebsmodi zu realisieren, werden lokale Speicherplätze vorgesehen, so dass das Puffersystem als eine Schnittstelle zwischen dem Transportsystem und den Ladestationen der Prozessanlage dient, wobei „ein Ende” der Schnittstelle, d. h. das Puffersystem, das mit dem Transportsystem verbunden ist, das Empfangen und das Zuführen voller Substratbehälter gemäß den Fähigkeiten des Transportsystems ermöglicht, während das „andere Ende” des Puffersystems mit den Ladestationen der Prozessanlage unter deutlich geringeren Zugriffszeiten in Wechselwirkung tritt, während auch die erforderlichen Speicherplätze für volle und leere Substratbehälter bereitgestellt werden, die zwischenzeitlich gespeichert wurden, um damit die Effizienz der einzelnen Ladestationen der Prozessanlage zu verbessern. In einigen anschaulichen Ausführungsformen umfasst das Deckenpuffersystem ein spezielles Fahrzeug, das in einer Hin- und Herbewegung über den jeweiligen Ladestationen unabhängig von Transportaktivitäten des automatisierten Transportsystems betrieben werden kann, beispielsweise auf der Grundlage einer entsprechenden Schiene, die dem speziellen Fahrzeug zugeordnet ist, so dass daher kurze Zugriffszeiten in Bezug auf die Speicherplätze und die Ladestationen möglich sind. Somit können die Wartezeiten von Substratbehältern, während welchem in konventionellen Strategien die Ladestationen für weitere Aktivitäten blockiert sind, effizient verringert werden, wodurch die Effizienz jeder einzelnen Ladestation verbessert wird, während gleichzeitig die tatsächliche Behälteraustauschzeit in Bezug auf das Transportsystem auf einem Niveau gehalten werden kann, das innerhalb der Möglichkeiten des Transportsystems liegt, ohne dass die Anzahl der Ladestationen zu vergrößern ist. Ferner können die reduzierten Zugriffszeiten zum Bedienen der Speicherplätze des Puffersystems und der Ladestationen der Prozessanlage auf der Grundlage konventioneller Deckentransportkomponenten, etwa Transportfahrzeuge, seitliche Puffer- bzw. Seitenbahnpuffer, bewerkstelligt werden, die mit einem Puffersystem, das hierin offenbart ist, kombiniert werden, und die ohne Verbrauch von Installationsfläche in der Fertigungsumgebung installiert werden können, da alle Komponenten an der Reinraumdecke installiert werden können und teilweise über den jeweiligen Prozessanlagen positioniert sind.
Durch Anwendung der hierin offenbarten Techniken kann somit ein unerwünschter Verlust an Auslastung kostenintensiver Produktionsanlagen, etwa Lithographieanlagen und zugehöriger Prozessanlagen, deutlich verringert oder im Wesentlichen vermieden werden für eine gegebene Geräteausstattung in einer Fertigungsumgebung, wenn die Anzahl der Substrate pro Los verringert wird oder wenn häufig Lose mit geringer Größe gleichzeitig mit einer standardmäßigen Losgröße von beispielsweise 25 Substraten pro Behälter bearbeitet werden. Selbst für sehr anspruchsvolle Produktionsszenarien, wenn beispielsweise lediglich einige wenige Substrate pro Behälter, etwa nur ein Substrat pro Behälter, angenommen wird, kann die Anzahl der pro Anlage erforderlichen Ladestationen auf eine vernünftige Anzahl begrenzt werden auf Grund der verbesserten Flexibilität in der Verfügbarkeit der Ladestationen und deren Auslastung auf der Grundlage der hierin offenbarten lokalen Speichertechnik.
Es sollte beachtet werden, dass die hierin offenbarten anschaulichen Verfahren und Systeme besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit komplexen Fertigungsumgebungen sind, wie sie typischerweise in Fertigungsstätten zur Erzeugung oder Bearbeitung von Mikrostrukturbauelementen angetroffen werden, etwa von integrierten Schaltungen und dergleichen, da in diesem Falle eine Vielzahl unterschiedlicher Produktarten in einer sehr komplexen Sequenz aus Prozessschritten zu bearbeiten sind. Die Prinzipien des hierin offenbarten Gegenstands können jedoch auch auf andere komplexe Fertigungsumgebungen angewendet werden, in denen entsprechende Einheiten zu einer Vielzahl unterschiedlicher Prozessanlagen zuzuführen sind, die eine im Wesentlichen kontinuierliche Zufuhr erfordern, um damit Durchsatzkriterien zu erfüllen. Folglich sollte der Gegenstand dieser Anmeldung nicht als auf Halbleiterfertigungsstätten eingeschränkt erachtet werden, sofern derartige Einschränkungen nicht explizit in der Beschreibung und/oder den angefügten Patentansprüchen dargelegt sind.
Mit Bezug zu den 2a bis 2d und den 3a bis 3e werden nunmehr weitere anschauliche Ausführungsformen detaillierter beschrieben.
Im Allgemeinen werden in typischen Fertigungsumgebungen Werkstücke, die auch im Falle der Halbleiterbearbeitung als Substrate bezeichnet werden, zumindest teilweise in spezielle Einheiten gruppiert, die zumindest für einen Teil des gesamten Prozessablaufs einen oder mehrere Prozessschritte durchlaufen. Die entsprechenden Einheiten oder Gruppen enthalten typischerweise mehrere Substrate, wobei in konventionellen Strategien eine Standardgröße der Gruppe oder des Loses verwendet wird, die 25 Substrate für eine typische Halbleiterfertigungsstätte beträgt, die Substrate mit 200 mm Durchmesser und 300 mm Durchmesser bearbeitet. Wie zuvor erläutert ist, sind die Prozessanlagen und die jeweiligen Disponierschemata, die zum Steuern des Materialaustausches zwischen den Prozessanlagen und dem automatisierten Transportsystem eingesetzt werden, so gestaltet, dass ein gewünschter hoher Durchsatz erreicht wird, was längere Perioden eines kontinuierlichen Betriebs der Prozessanlagen erfordert Wenn die Anzahl der Substrate pro Gruppe oder Los reduziert wird oder wenn eine deutliche Anzahl an Gruppen mit geringerer Größe in der Fertigungsumgebung vorhanden ist, können entsprechende durchsatzbezogene Probleme auf Grund der Verringerung der Behälteraustauschzeit auftreten, die sogar zu einer negativen Behalteraustauschzeit führen können, wie dies zuvor beschrieben ist. Der hierin offenbarte Gegenstand stellt daher Techniken zur Bereitstellung eines geeigneten Materialhantierungskonzepts bereit, um negative Behälteraustauschzeiten für eine Vielzahl von Fertigungsszenarien zu vermeiden, zu denen die Bearbeitung von kleinen Losgrößen für eine vorgegebene Geratekonfiguration der Prozessanlagen in der Fertigungsumgebung gehört Ferner kann für eine Fertigungsumgebung, die neu zu installieren ist, die Gestaltung der zugeordneten Ladestationsschnittstellen auf den hierin offenbarten Techniken beruhen, wodurch ein hohes Maß an Flexibilität bei der Materialhandhabung einschließlich kleiner Losgrößen erreicht wird, wobei dennoch eine geringe Anzahl an Ladestationen im Vergleich zu konventionellen Strategien möglich ist.
2a zeigt schematisch eine Querschnittsansicht einer Fertigungsumgebung 250, die in einer anschaulichen Ausführungsform einen Teil einer Halbleiterfertigungsstätte repräsentiert, die als eine Fertigungsumgebung zu verstehen ist, die zum Bearbeiten oder Herstellen von Mikrostrukturbauelementen, etwa integrierten Schaltungen, mikromechanischen Bauelementen, optoelektronischen Bauelementen, und dergleichen dient. Die Fertigungsumgebung 250 umfasst eine oder mehrere Prozessanlagen 260, wovon einige sehr kostenintensive Prozessanlagen, etwa Lithographieanlagen und dergleichen repräsentieren. Es sollte beachtet werden, dass die Prozessanlage 260 in Form einer Ansammlung mehrerer Prozessanlagen oder Prozessmodule 260a vorgesehen sein kann, die mehrere miteinander in Beziehung stehende Prozessschritte ausführen, wobei die jeweiligen Substrate die diversen Module und Prozessschritte einzeln durchlaufen. Ferner kann die Prozessanlage 260 mit einer Behälteraustauschschnittstelle 261 verknüpft sein, die so gestaltet ist, dass diese Substratbehälter empfängt und bereitstellt, die zum Transportieren eines oder mehrerer Substrate verwendet werden. Beispielsweise werden in Halbleiterfertigungsstätten standardmäßige Transportbehälter oder Substratbehälter verwendet, die auch als vorderseitenöffnende vereinheitlichte Behälter (FOUP) bezeichnet werden, die durch standardmäßige Mechanismen gehandhabt werden können, die der Einfachheit halber in 2a nicht gezeigt sind. Des weiteren umfasst die Fertigungsumgebung 250 ein automatisiertes Deckentransportsystem 270, das ausgebildet ist, Substratbehälter innerhalb der Fertigungsumgebung 250 zu transportieren, beispielsweise durch Aufnehmen eines Transportbehälters von einer Quellenanlage und Transportieren des Behälters zu einer Zielanlage, etwa der Prozessanlage 260. Beispielsweise besitzt das Transportsystem 270 einen Aufbau, wie er zuvor mit Bezug zu den 1a und 1b beschrieben ist. Ferner sind zumindest einige der Prozessanlagen der Fertigungsumgebung 250, etwa die Anlage 260, mit einem Deckenpuffersystem 200 verknüpft, das als eine Schnittstelle dient, um das Transportsystem 270 funktionsmäßig mit der Ladestationsschnittstelle 261 der Anlage 260 zu verbinden. D. h., im Gegensatz zu konventionellen Strategien kann das automatisierte Transportsystem 270 nicht direkt Substratbehälter von den Ladestationen der anlageninternen Schnittstelle 261 aufnehmen oder zuführen, sondern tauscht die Substratbehälter mit dem Puffersystem 200 aus. Das Puffersystem 200 steht andererseits mit der Ladestationsschnittstelle 261 entsprechend einer deutlich geringeren Zugriffszeit im Vergleich zu der entsprechenden Behälteraustauschzeit, die mit dem Transportsystem 270 verknüpft ist, in Wechselwirkung. D. h., das Puffersystem 200 umfasst mehrere Speicherplätzen, die für das Austauschen voller und leerer Substratbehälter mit den Ladestationen der Schnittstelle 261 mit einer geringeren Zugriffszeit und in einer im Wesentlichen unabhängigen Weise in Bezug auf die Transportaktivitäten in dem System 270 vorgesehen sind, das Transportbehälter zu dem Puffersystem 200 zuführen und davon aufnehmen kann entsprechend den Transportfähigkeiten des System 270.
Während des Betriebs der Fertigungsumgebung 250 wird ein geeigneter Betriebsmodus in der Schnittstelle 261 in Verbindung mit dem Puffersystem 200 eingesetzt, um die effektive Wartezeit von leeren Substratbehältern zu reduzieren, die auf jeweiligen Ladestationen der Schnittstelle 261 angeordnet sind, wie dies zuvor erläutert ist. D. h., es wird ein Betriebsmodus ausgewählt, in welchem Substratbehälter durch Austausch mit dem Puffersystem 200 entfernt werden können, nachdem die jeweiligen Substrate in die Prozessanlage 260 eingeladen sind und danach kann der leere Substratbehälter zwischenzeitlich in dem Puffersystem 200 gelagert werden. Gleichzeitig kann das Transportsystem 270 volle Substratbehälter, die Substrate beinhalten, die in der Anlage 260 zu bearbeiten sind, zuführen und kann volle Substratbehälter aufnehmen, die Substrate enthalten, die in der Anlage 260 bearbeitet wurden, wobei das System 270 auf der Grundlage einer geeigneten Behälteraustauschzeit arbeitet, die einen im Wesentlichen kontinuierlichen Betrieb der Anlage 260 ermöglicht. Folglich kann die kontinuierliche Zuführung von Substraten zu der Anlage 260 auf der Grundlage einer geringen Anzahl an Ladestationen in der Schnittstelle 261 erreicht werden, da jede Ladestation für mehr Behälteraustauschereignisse im Vergleich zu konventionellen Strategien, wie sie zuvor beschrieben sind, verfügbar ist.
Ferner kann in einem anderen Betriebsmodus die entsprechende Wartezeit von leeren Substratbehälter reduziert werden, indem zugelassen wird, dass unterschiedliche Substrate in den leeren Behälter zurückkehren, wobei auch in diesem Falle das Puffersystem 200 die Fähigkeit bereitstellt, temporär leere Behälter zu speichern, was notwendig sein kann während gewisser Betriebsphasen in diesem Betriebsmodus. Ähnlich wie zuvor bietet das Puffersystem 200 einen Behälteraustausch mit dem Transportsystem 270 unabhängig von Transportaktivitäten zwischen dem System 200 und der Schnittstelle 261.
2b zeigt schematisch eine Draufsicht der Fertigungsumgebung 250 gemäß einer anschaulichen Ausführungsform, in der die Schnittstelle 261 5 Ladestationen LP1, ..., LP5 aufweisen kann. Ferner kann das Puffersystem 200 einen oder mehrere Speicherplätze 203 aufweisen, die in einer anschaulichen Ausführungsform so gestaltet sind, dass auf dies direkt von dem Transportsystem 270 zugegriffen werden kann. Beispielsweise können der eine oder die mehreren Speicherplätze 203, die auch als Transferplätze zum Austauschen voller Transportbehälter mit dem System 270 bezeichnet werden, in Form von Seitenbahnpuffern bzw. seitlichen Puffern vorgesehen werden, die auf der Grundlage eines geeignet gestalteten Fahrzeugs 272 des Systems 270 be- und entladen werden können. Wie zuvor erläutert ist, kann das Fahrzeug 272 entlang einer Schiene 271 bewegt werden, die sich durch die Fertigungsumgebung 270 in geeigneter Weise erstreckt, um damit eine Verbindung zwischen darin enthaltenen entsprechenden Prozessanlagen herzustellen. Somit enthält während des Betriebs des Systems 270 das Fahrzeug 272 einen Transport- oder Substratbehälter 273, der rieben einem der Speicherplätze 203 positioniert wird, um damit einen Transfer des Behälters 273 in diesen Speicherplatz 203 zu ermöglichen. In ähnlicher Weise kann ein leeres Fahrzeug 272 geeignet neben dem einen oder den mehreren Speicherplätzen 203 positioniert werden, um einen vollen Substratbehälter aus dem System 200 zum Transport zu einem vorbestimmten Ziel innerhalb der Umgebung 250 aufzunehmen.
Ferner kann das Puffersystem 200 einen oder mehrere Speicherplätze 204 aufweisen, die zum zeitweiligen Speichern leerer Substratbehälter verwendet werden. Das Puffersystem 200 umfasst ferner einen Transportmechanismus 210, um die Speicherplätze 203, 204 funktionsmäßig mit den Ladestationen der Schnittstelle 261 unabhängig von Transportaktivitäten des Systems 270 zu verbinden. In einer anschaulichen Ausführungsform ist der Transportmechanismus 210 aus einer Art von Transportkomponenten aufgebaut, wie sie auch in dem System 270 eingesetzt ist, etwa entsprechende Schienen, Fahrzeuge, und dergleichen, wie dies nachfolgend detaillierter mit Bezug zu 2c beschrieben ist. Folglich wird ein hohes Maß an Kompatibilität mit bestehenden Technologiestandards erreicht, wobei dennoch eine deutlich geringere Zugriffszeit für die Ladestationen LP1, ... LP5 zum Zuführen und Entfernen von Substratbehältern erreicht wird. In einer anschaulichen Ausführungsform sind die Pufferplätze 203, d. h. die Transferplätze zum Empfangen und Zuführen voller Substratbehälter und die Speicherplätze 204, d. h. Speicherplätze für leere Substrat behälter, in einer einander gegenüberliegenden Weise um den Transportmechanismus 210 herum angeordnet. Auf diese Weise kann jeder der Transferplätze 203, auf den direkt von dem System 270 zugegriffen werden kann, und jeder der Speicherplätze 204 direkt mit einem Minimum an Transportaktivitäten des Mechanismus 210 angesprochen werden, wenn dieser in Form eines speziellen Deckenfahrzeugs bereitgestellt wird.
2c zeigt schematisch die Fertigungsumgebung 250 mit dem Puffersystem 200 gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen. Wie gezeigt, umfasst das Puffersystem 200 die Transferplätze 203 in Form von Seitenwandspeicherplätzen, die eine direkte Kommunikation mit dem Transportsystem 270 ermöglichen, indem ein geeigneter Behälterhandhabungsmechanismus für das seitliche Übertragen der Behälter 273 von und zu den Transferplätzen 203 verwendet wird. In ähnlicher Weise kann der Transportmechanismus 210 eine zugeordnete Schiene 211 aufweisen, die in der gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen auf dem gleichen Höhenniveau wie die Schiene 271 des Transportsystems 270 positioniert ist, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, mittels eines speziellen Fahrzeugs 212 direkt auf die Transferplätze 203 zuzugreifen, wobei das Fahrzeug die gleiche Konfiguration wie das Fahrzeug 272 aufweisen kann, das in dem Transportsystem 270 verwendet wird. Des weiteren kann das Fahrzeug 212 auch direkt mit den Speicherplätzen 204 „kommunizieren”, die für das temporäre Speichern leerer Behälter verwendet wenden, wie dies zuvor beschrieben ist. Des weiteren können die Speicherplätze 204 über einen Bereich der Prozessanlage 260 angeordnet sein, wodurch der verfügbare Bereich der Decke 251 des entsprechenden Reinraums der Fertigungsumgebung 250 effizient ausgenutzt wird. Folglich kann die Schiene 211 effizient über den jeweiligen Ladestationen 261 positioniert werden, um damit eine vertikale Zufuhr und Aufnahme von Behältern aus den Ladestationen 261 unter Anwendung gut etablierter Mechanismen zum Heraufziehen und Herablassen von Behältern zu ermöglichen.
Während des Betriebs der Fertigungsumgebung 250 bietet das Puffersystem 200 eine verbesserte Verfügbarkeit der Ladestationen auf Grund der geringeren Zugriffszeiten durch das System 200 und der Möglichkeit, temporär volle und leere Substratbehälter zu speichern, wie dies zuvor erläutert ist.
2d zeigt schematisch eine Draufsicht der Fertigungsumgebung 250 gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen. Wie gezeigt, umfasst die Umgebung 250 mehrere Prozessanlagen oder Prozessanlagencluster 260a, ..., 260c, wovon jede eine zugeordnete Schnittstelle oder Ladestationsanordnung 261a, ..., 261c aufweist. Ferner ist jede Stationsanordnungen 261a, ..., 261c einem jeweiligen Puffersystem 200a, ..., 200c zugeordnet, wovon jedes eine Konfiguration aufweist, wie es zuvor mit Bezug zu den 2a bis 2c beschrieben ist. Beispielsweise besitzen in der gezeigten Ausführungsform die Puffersysteme 200a, ..., 200c eine im Wesentlichen identische Konfiguration, die so gestaltet ist, dass diese mit den Betriebseigenschaften der zugeordneten Prozessanlagen 260a, ..., 260c übereinstimmt. In anderen anschaulichen Ausführungsformen sind die Puffersysteme 200a, ..., 200c einzeln im Hinblick auf die individuellen Fähigkeiten der zugeordneten Prozessanlagen 260a, ..., 260c und der entsprechenden Ladestationsanordnungen 261a, ..., 261c dimensioniert. Beispielsweise können sich die Prozessanlagen 260a, ..., 260c in ihrem Durchsatz, der Anzahl der vorgesehenen Ladestationen und dergleichen unterscheiden. Folglich können die Puffersystem 200a, ..., 200c individuell an diese Bedingungen angepasst sein, so dass ein im Wesentlichen kontinuierlicher Betrieb der Anlagen unter einer Vielzahl von Prozessszenarien beibehalten werden kann. In der gezeigten Ausführungsform sind die diversen Puffersystem 200a, ..., 200c mechanisch mit einer Schiene 201 gekoppelt, um damit bei Bedarf eine „Kommunikation” benachbarter Puffersysteme zu ermöglichen, wenn spezielle Betriebsbedingungen es erfordern, die Fähigkeiten eines entsprechenden Puffersystems dynamisch anzupassen.
Z. B. kann die Speicherkapazität eines Puffersystems temporär erhöht werden, wenn ein oder zwei benachbarte Puffersysteme temporär mit einer reduzierten Gesamtspeicherkapazität betrieben werden, ohne dass das Gesamtverhalten dieser Puffersysteme beeinträchtigt wird. In diesem Falle kann die Kapazität der einzelnen Puffersystem dynamisch an eine vorgegeben „Pufferdichte” angepasst werden, die in der Fertigungsumgebung mit den betrachteten Prozessanlagen installiert ist.
In anderen Fällen können zwei oder mehr der Puffersysteme 200a, ..., 200c temporär oder permanent „kombiniert” werden, um ein einzelnes anlagenübergreifendes Puffersystem zu bilden, das auf der Grundlage eines einzelnes zugeordneten Fahrzeuges betrieben werden kann, wenn die Zugriffszeit des Fahrzeuges für jeden der Speicherplätze und Ladestationen der zwei oder mehr Anlagen, die von dem kombinierten System bedient werden, innerhalb eines Bereichs ist, wie er durch die jeweiligen Behältertransaktionen definiert ist, wie dies zuvor beschrieben ist. Wenn beispielsweise in dem Modus mit einer reduzierten Anzahl an Behältertransaktionen gearbeitet wird, d. h. das Verringern der Behälterwartezeit durch Zulassen des Rückkehrens unterschiedlicher Substrate in einen offenen Behälter, der in einem der Ladestationen positioniert ist, kann es geeignet sein, die Ladestationen zweier oder mehrerer Prozessanlagen durch ein einzelnes anlagenüberspannendes Puffersystem zu verbinden. In anderen Ausführungsformen kann der „Bereich” des Puffersystems dynamisch an prozessspezifische Bedingungen angepasst werden, etwa in dem Betriebsmodus im Hinblick auf das Verbessern der Ladestationsverfügbarkeit, wie dies zuvor erläutert ist, der Anzahl der Ladestationen in den betrachteten Anlagen, wobei ein zugeordnetes Fahrzeug die Behältertransaktionsanforderungen für zwei oder mehr Prozessanlagen ausführt.
Ferner kann in der gezeigten Ausführungsform jedes Puffersystem 200a, ..., 200c ein zugeordnetes Fahrzeug aufweisen, wie dies beispielsweise in 2c gezeigt ist, wobei ein einzelnes Fahrzeug für jedes der Puffersysteme 200a, ..., 200c vorgesehen sein kann. Durch geeignetes Variieren des „Bereichs” jedes einzelnen Fahrzeuges kann die Speicherkapazität eines speziellen Puffersystems erhöht werden, indem die Speicherkapazität eines oder zweier benachbarter Puffersysteme verringert wird. Jedoch kann in anderen anschaulichen Ausführmgsformen die Schiene 201 und/oder der verfügbare Bereich jedes Fahrzeuges auf ein einzelnes Puffersystem 200a, ..., 200c beschränkt werden, wodurch ein „maximaler Betriebsbereich” in Bezug auf die Speicherkapazität und damit das Leistungsverhalten jedes einzelnen Puffersystems 200a, ..., 200c festgelegt wird. Beispielsweise kann für aktuell verfügbare Deckentransportkomponenten die Zugriffszeit in den Anordnungen 261a, ..., 261c kleiner als ungefähr eine Minute sein, d. h. die erforderlichen Transportaktivitäten, etwa das Bewegen zu einem speziellen Speicherplatz, das Einladen oder Ausladen eines Substratbehälters, das Bewegen zu einer speziellen Ladestation, das Herunterlassen des Substratbehälters oder das Heraufziehen des Substratbehälters, in weniger als ungefähr 60 Sekunden in Anspruch. Folglich werden innerhalb dieser Zeitdauer Substratbehälter von einem beliebigen der Systeme 200a, ..., 200c zugeführt oder aufgenommen, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, entsprechende Betriebsmodi zum Verbessern der Ladestationseffizienz zu installieren, wie dies zuvor erläutert ist.
Mit Bezug zu den 3a bis 3e und den 2a bis 2d werden diverse Betriebsszenarien der Fertigungsumgebung 250 detaillierter erläutert, wobei auf geeignete Zeitablaufdiagramme Bezug genommen wird. Es sollte beachtet werden, dass dieses Szenerien lediglich anschaulicher Natur sind und auch andere Szenerien durch das lokale Puffersystem 200 unterstützt werden.
In 3a ist ein Zeitablaufdiagramm für einen Betriebsmodus gezeigt, in weichem leere Behälter von entsprechenden Ladestationen entfernt werden, nachdem das letzte Substrat der Prozessanlage 260 zugeführt ist. In diesem Szenario sei ferner angenommen, dass eine kleine Losgröße, in diesem Beispiel 12 Substrate pro Behälter, als eine Standardlosgröße verwendet wird. Ferner bearbeitet in diesem Beispiel die Prozessanlage 260 70 Substrate, bis ein erstes Substrat aus der Prozessanlage ausgegeben wird, ähnlich wie dies mit Bezug zu den 1c bis 1e beschrieben ist, wobei angenommen sei, dass die Anlage 260 einen deutlich höheren Durchsatz von 165 Substraten pro Stunde aufweist. Um ferner die deutlichen Vorteile der hierin offenbarten Techniken zu betonen, soll die Anlage 260 lediglich vier Ladestationen aufweisen, die in dem in 3a gezeigten Fall so gruppiert sein sollen, dass Eingangsladestationen in1 und in2 und Ausgangsladestationen out1 und out2 vorgesehen sind. Es sollte jedoch beachtet werden, dass eine entsprechende Zuordnung der Ladestationen nicht erforderlich ist und dass das Szenario auch effizient funktioniert, wenn alle vier Ladestationen als Eingänge und Ausgänge verwendet werden. Es sei ferner angenommen, dass fünf Speicherplätze SP1, ..., SP5 in dem Puffersystem 200, etwa die Speicherplätze 204, für das temporäre Speichern leerer Substratbehälter vorgesehen sind. Ferner sind drei Transferplätze TP1, ..., TP3, etwa die Transferplätze 203, vorgesehen, um volle Transportbehälter zum Austauschen mit einem Transportsystem 270 aufzunehmen.
Beispielsweise ist in einigen anschaulichen Ausführungsformen das Puffersystem 200 mit der zuvor beschriebenen Gerätekonfiguration vorgesehen oder das Puffersystem 200 kann dynamisch an Prozesssituationen angepasst werden, indem entsprechende Speicherplätze 203 und 204 aus einer größeren Anzahl verfügbarer Speicherplätze zugewiesen werden. Beispielswiese werden in einem der Puffersysteme 200a, ..., 200c der 2d drei Speicherplätze 203 als die Transferplätze 1, 2, 3 der 3a ausgewählt.
Unter den oben spezifizierten Prozessbedingungen treten in den Eingangsladestationen in1 und in2 Zeitintervalle T1, T3 in abwechselnder Weise auf, die dem Zuführen von Substraten aus der Ladestation in ein Prozessmodul der Anlage 260, dem Entfernen eines leeren Behälters und den Erhalten eines vollen Behälters entsprechen. Auf Grund des Durchsatzes der Anlage 260 von 165 Substraten pro Stunde betragen die Zeitintervalle T1, T3 4,4 Minuten für 12 Substrate, woraus sich ein Zeitfenster von 3,4 Minuten zum Entfernen und Erhalten von Behältern in den Ladestationen in1, in2 ergeben. In ähnlicher Weise werden entsprechende Zeitintervalle T1, T3 für die Ausgangsladestationen out1, out2 erhalten. Somit wird nach dem Ausladen der Substrate aus dem vollen Behälter der Anlage 260 während des Zeitintervalls T1 in der Ladestation in1 der leere Behälter von dem Transportsystem 210 des Puffersystems 200 aufgegriffen und in einem der Speicherplätze 203 angeordnet, etwa dem Speicherplatz SP2, wie dies durch den Pfeil 321 angegeben ist. Daraufhin empfängt die Ladestation in1 einen vollen Behälter von einem der Transferplätze 203, etwa dem Transferplatz TP1, wie dies durch den Pfeil 322 angegeben ist. Während des Einladens und Ausladens von Behältern in der Ladestation in1 werden die Substrate des Behälters in der Ladestation in2 der Anlage zugeführt und danach wird der leere Behälter zu einem der Speicherplätze 204 gebracht, etwa dem Speicherplatz SP3, wie dies durch den Pfeil 323 angegeben ist. Als nächstes wird ein voller Behälter der Ladestation in2 von einem der Transferplätze 203 zugeführt, etwa dem Transferplatz TP3, wie dies durch den Pfeil 324 angegeben ist. In ähnlicher Weise werden Substrate von der Anlage 260 in einen entsprechenden Behälter in der Ladestation out1 eingeladen und der volle Behälter wird nachfolgend zu einem der Transferplätze 203, etwa TP2, gebracht, wie dies der Pfeil 325 angibt. Als nächstes wird ein leerer Behälter zur Ladestation out1 von einem der Speicherplätze, die einen leeren Behälter enthalten, etwa SP3 gebracht, wobei der Platz SP3 einen leeren Behälter während eines vorhergehenden Zyklus empfangen haben kann. Der entsprechende Transfer ist durch den Pfeil 326 angegeben. In ähnlicher Weise liefert die Ladestation out2 einen vollen Behälter zu einem der Transferplätze, etwa TP1, wie dies durch den Pfeil 327 gezeigt ist, und kann dann einen leeren Behälter von einem der Speicherplätze, etwa den Speicherplatz SP4, aufnehmen, wie das durch den Pfeil 328 angegeben ist.
Die Sequenz 320 zeigt einen entsprechenden Zyklus von Behältertransportaktivitäten zwischen den Ladestationen in1, in2, out1, out2 und den entsprechenden Speicherplätzen SP1, ..., SP5 und den Transferplätzen TP1, ..., TP3, wie dies durch die Transportaktivitäten 1 bis 8 angegeben ist, woraus sich 1,1 Minuten pro Behältertransaktion in dem Puffersystem ergeben. Wie zuvor erläutert ist, kann die Zugriffszeit, die durch das Puffersystem 200 auf der Grundlage konventioneller Deckentransportkomponenten erreicht wird, kleiner als eine Minute sein, wodurch die Erfordernisse von 1,1 Minuten pro Behältertransaktion effizient erfüllt werden können. Wie ferner in 3a gezeigt ist, kann die Speicherzeit für volle Behälter in den Transferplätzen bis zu ungefähr 5 Minuten für Behälter betragen, die von den Puffersystem 200 bereitgestellt werden, und für Behälter, die von dem Transportsystem 270 bereitgestellt werden, wodurch eine Behälteraustauschzeit von ungefähr 10 Minuten erreicht wird, die innerhalb der Möglichkeiten des Transportsystems 270 liegt. Folglich kann auf Grund des Vorsehens des Puffersystems 200 ein kontinuierlicher Betrieb auf der Grundlage einer Losgröße von 12 Substraten pro Behälter beibehalten werden, wobei selbst der Durchsatz der Prozessanlage 260 höher im Vergleich zu der Prozessanlage 160 ist, wobei der entsprechende kontinuierliche Betrieb für die kleine Losgröße auf der Grundlage einer geringeren Anzahl an Ladestationen erreicht wird, d. h. vier Ladestationen im Vergleich zu acht Ladestationen im konventionellen Falle, wie dies in 1e gezeigt ist.
3b zeigt schematisch ein Zeitablaufdiagramm für ein Betriebsszenario, in welchem die Ladestationsverfügbarkeit und die Effizienz verbessert werden kann, indem ein spezieller Substratbehälter Substrate aus einem anderen Los aufnehmen darf, während er an einer speziellen Ladestation wartet. In diesem Szenario sei ferner angenommen, dass die Prozessanlage 260 einen Durchsatz von 165 Substraten pro Stunde aufweist, während in diesem Falle fünf Ladestationen LP1, ..., LP5 vorgesehen sind. Des weiteren ist das Puffersystem 200, beispielsweise durch dynamische Anpassung oder durch eine entsprechende statische Gerätekonfiguration so vorgesehen, dass es zumindest drei Transferplätze TP1, ..., TP3 aufweist, wobei in der gezeigten Ausführungsform auch ein vierter Transferplatz TP4 vorgesehen ist. Obwohl dies für den speziellen Betrieb, der in 3b gezeigt ist, nicht erforderlich ist, umfasst das Puffersystem 200 mehrere Speicherplätze SP1, ..., SP5 zur Aufnahme leerer Behälter, die während einer Anlaufbedingung der Prozessanlage 260 verwendet werden können, wie nachfolgend mit Bezug zu 3c beschrieben ist. Während beispielsweise Substrate von einem Behälter auf der Ladestation LP1 zu der Anlage 260 zugeführt werden, und Substrate von einem Behälter auf der Ladestation LP4 empfangen werden, kann somit ein leerer Behälter auf der Ladestation 5 ruhen, während die Ladestation LP2 einen vollen Behälter von den Transferplätzen 203 erhält, während ein voller Behälter mit bearbeiteten Substraten von der Ladestation LP3 zu einem der Transferplätze 203 übertragen wird. Somit besitzt ein Behälter, der in einer der Ladestationen LP1, ..., LP5 positioniert ist, ein Zeitintervall T1 von 4,4 Minuten für das Zuführen von Substraten, eine Zeitdauer T2 von 3,9 Minuten, in der der Behälter mit offener Tür in der Ladestation vorhanden ist, ein Zeitintervall T3 zur Aufnahme von Substraten, die nicht die zuvor ausgelieferten Substrate sind, und ein Zeitfenster von 8,8 Minuten für das Abholen des Behälters durch das Puffersystem 200 und das Übertragen des Behälters zu einem der Transferplätze TP1, ..., TP4 und für das Empfangen eines vollen zu bearbeitenden Behälters. Wie gezeigt sind zwei Behältertransaktionen, d. h. Transportaktivitäten zum Übertragen und zum Aufnehmen und Platzieren eines Behälters, innerhalb von 4,4 Minuten erforderlich, woraus sich 2,2 Minuten pro Transaktion ergeben, was deutlich geringer ist im Vergleich zu der mit Bezug zu 3a beschriebenen Situation. Folglich sind in diesem Szenario die Anforderungen im Hinblick auf die Behältertransaktionen deutlich geringer, wobei jedoch eine zusätzliche Ladestation erforderlich ist. Ferner wird durch das Bereitstellen von vier Transferplätzen eine moderat große Behälteraustauschzeit von 13 Minuten von das Austauschen von Behältern mit dem Transportsystem 270 erreicht, wobei eine Verwendung von nur 3 Transferplätzen zu einer Behälteraustauschzeit von ungefähr 8,5 Minuten führt, was ebenfalls noch innerhalb der Möglichkeiten des Transportsystems 270 liegt. Ferner können die Speicherplätze SP1, ..., SP5 während einer Wiederanlaufsituation mit leeren Behältern vorgesehen sein, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, leere Behälter zu jeder der Ladestationen zuzuführen, um damit verarbeitete Substrate aufzunehmen, nachdem 70 Substrate dem Prozessmodul der Prozessanlage 260 zugeführt sind. In ähnlicher Weise können die Speicherplätze 204 ebenfalls verwendet werden, wenn der Behältermodus geändert wird (d. h. die „Farbe” der Behälter wird geändert), da in diesem Falle entsprechende Behälter der neuen Farbe” zuvor den Speicherplätzen 204 zugeführt werden können und dann den geeigneten Ladestationen zugeführt werden, wodurch ein im Wesentlichen nahtloser Übergang von einer „Farbe” zu einer anderen „Farbe” der jeweiligen Substratbehälter durgeführt werden kann.
Es sollte beachtet werden, dass in den mit Bezug zu 3b beschriebenen Funktionsszenario, d. h. das Verringern der Wartezeit leerer Behälter an entsprechenden Ladestationen, eine deutliche Verringerung der Anzahl der erforderlichen Ladestationen im Vergleich zu konventionellen Strategien erreicht werden kann, wie beispielsweise in 1 gezeigt ist, wobei die Prozessanlage 160 sogar noch einen deutlich geringeren kontinuierlichen Durchsatz im Vergleich zur Prozessanlage 260 aufweist.
3c zeigt schematisch die Betriebssituation der 3b, wobei jedoch eine Wiederanlaufsituation dargestellt ist und wobei lediglich drei Transferplätze TP1, ..., TP3 vorgesehen sind. Ferner werden lediglich vier Speicherplätze SP1, ..., SP4 in dieser Situation verwendet. Beispielsweise während einer abschließenden Phase vor dem Neustart der Prozessanlage 260 werden die ersten vier leeren Substratbehälter in jeweiligen Speicherplätzen untergebracht, wie dies durch die Pfeile 331 angegeben ist. Der Substratbehälter, der in der Ladestation LP5 positioniert ist, bleibt offen und wartet auf die Zufuhr von Substraten, nachdem die Prozessanlage 260 wieder angelaufen ist. Nach dem Neustart werden volle Behälter den Transferplätzen TP1, TP3 zugeführt wird, wie dies durch die Pfeile 332 angegeben ist, wobei dies in der gleichen Weise erfolgt, wie dies zuvor mit Bezug zu 3b erläutert ist und wobei in diesem Falle die geringere Anzahl an Transferplätzen zu einer kleineren Behälteraustauschzeit in Bezug auf das Transportsystem 270 führt.
3d zeigt schematisch die Situation, wenn die Bearbeitung in der Prozessanlage 260 angehalten wird, wobei in diesem Falle nach dem Anhalten der Zufuhr von vollen Behältern die Substrate, die noch in den Prozessmodulen in der Anlage 260 bearbeitet werden, ausgeladen werden, indem die leeren Behälter, die zuvor in den Speicherplätzen SP1, ..., SP4 gespeichert werden, den Ladestationen LP1, ..., LP4 zugeführt werden, wie dies durch die Pfeile 333 angegeben ist. Somit erfordert eine Beendigung der Bearbeitung in der Prozessanlage 260 keine zusätzliche Anlieferung von leeren Behältern durch das Transportsystem 270, wodurch nicht in unnötiger Weise Systemressourcen des Transportsystems 270 gebunden werden.
3e zeigt schematisch ein Prozessszenario ähnlich zu jenem, wie es mit Bezug zu den 3a bis 3b beschrieben ist, d. h. die Prozessanlage 260 mit den fünf Ladestationen LP1, ..., LP5 mit leeren Behältern auf entsprechenden Ladestationen empfängt unterschiedliche Substrate. In diesem Szenario wird die Bearbeitung eines Pilotsubstrats beschrieben, wobei in diesem Falle ein zusätzlicher Speicherplatz, etwa der Speicherplatz SP5, vorgesehen wird, um eine nahtlose Funktionswiese sicherzustellen und um auch eine Neustartsituation und eine Situation eines Prozessendes zu berücksichtigen, wie dies mit Bezug zu den 3c und 3d beschrieben ist. Somit kann einer der Transferplätze 203 einen Substratbehälter mit einem Pilotsubstrat erhalten haben, beispielsweise der Transferplatz TP1, wobei der Behälter in einer verfügbaren Ladestation, etwa LP3, positioniert wird, wie dies durch den Pfeil 341 gezeigt ist. Das Pilotsubstrat wird in die Prozessanlage eingeladen und danach wird in einer anschaulichen Ausführungsform der leere Behälter aufgenommen und in dem Speicherplatz SP5 gespeichert, wie dies durch den Pfeil 342 gezeigt ist. Danach wird ein entsprechender Behälter in der Ladestation LP3 von einem der leeren Behälter in den Speicherplätzen SP1, ..., SP4 angeordnet, wie dies durch den Pfeil 343 gezeigt ist. Folglich können Substrate in dem leeren Behälter an der Ladestation LP3 eingeladen werden. Vor dem Ausladen des Pilotsubstrats aus der Prozessanlage 260 wird der entsprechende Behälter in dem Speicherplatz 5 in der geeigneten Ladestation, d. h. in diesem Falle der LP2, positioniert, wie dies durch den Pfeil 344 angegeben ist, wobei ein zuvor geleerter Behälter zu dem verfügbaren Speicherplatz, d. h. SP1, abtransportiert wird, wie dies durch den Pfeil 345 angegeben ist. Obwohl eine gewisse größere Wartezeit von leeren Behältern an den jeweiligen Ladestationen auf Grund des Vorhandenseins des Pilotsubstrats beobachtet werden kann, wird dennoch ein im Wesentlichen kontinuierlicher Betrieb auf der Grundlage der in 3e gezeigten Konfiguration erreicht. D. h., auf der Grundlage von vier Transferplätzen 203 wird eine Behälteraustauschzeit mit dem Transportsystem 270 von mindestens 10 Minuten oder mehr erhalten, während die Speicherplätze SP1, ..., SP5 für eine kontinuierliche Betriebsweise selbst während der Anwesenheit eines Pilotsubstrats sorgen, wobei auch Neustart- und Prozessende-Bedingungen für die Prozessanlage 260 abgedeckt werden, wie dies zuvor beschrieben ist.
Es gilt also: Der hierin offenbarte Gegenstand stellt Verfahren und Systeme bereit, um die Ladestationseffizienz und Verfügbarkeit von Prozessanlagen und insbesondere von Prozessanlagen mit hohem Durchsatz zu verbessern, indem eine Puffersystemschnittstelle mit mehreren Speicherplätzen vorgesehen wird, um damit Substratbehälter mit einem automatisierten Transportsystem in einer im Wesentlichen unabhängigen Weise in Bezug auf Transportaktivitäten auszutauschen, die zum Betreiben der Ladestationsanordnungen der Prozessanlagen mit verbesserter Effizienz erforderlich sind, d. h. entsprechend den Betriebsmodi, die zu einer reduzierten Wartezeit leerer Behälter an jeweiligen Ladestationen führen. Zu diesem Zweck umfasst das Deckenpuffersystem mehrere Speicherplätze zur Aufnahme und zur temporären Speicherung leerer Behälter und umfasst mehrere Transferplätze zum Austauschen von Substratbehältern, die zu bearbeitende Substrate oder Substrate, die in der Prozessanlage bereits bearbeitet sind, enthalten, wobei konventionelle Deckenkomponenten, etwa Schienen, Fahrzeuge und dergleichen für das Transferpuffersystem verwendet werden können. Folglich wird ein erhöhtes Maß an Flexibilität im Hinblick auf die Bearbeitung unterschiedlicher Losgrößen in der Fertigungsumgebung geschaffen, wobei selbst für ein Betriebszenario mit der Bearbeitung kleiner Losgrößen als eine Standardlosgrößen ein kontinuierlicher Betriebsmodus entsprechender Prozessanlagen mit hohem Durchsatz möglich ist, während lediglich eine deutlich geringere Anzahl an Ladestationen im Vergleich zu konventionellen Strategien erforderlich ist, D. h., durch dynamisches oder statisches Anpassen des Puffersystems kann eine große Klasse an Prozessszenarien durch den hierin offenbarten Gegenstand abgedeckt werden. Das Puffersystem kann als ein Deckensystem installiert werden, wodurch kleine zusätzliche Fläche in einer Fertigungsumgebung erforderlich ist, wobei dennoch bei Bedarf vollständige Zugangsmöglichkeiten durch einen Bediener sichergestellt ist. Das hierin offenbarte Puffersystem kann entsprechend den Geräteerfordernissen ausgestattet sein, um damit eine große Bandbreite von Szenarien abzudecken, wobei eine dynamische Anpassung für spezielles Anpassen der Kapazität des Deckenpuffersystems an eine entsprechende Prozesssituation angewendet werden kann.
Weitere Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Offenbarung wurden für den Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist diese Beschreibung als lediglich anschaulich und für die Zwecke gedacht, dem Fachmann die allgemeine Art und Weise des Ausführens der vorliegenden Offenbarung zu vermitteln. Selbstverständlich sind die hierin gezeigten und beschriebenen Formen der Offenbarung als die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zu betrachten.

Claims

Verfahren zum Austauschen von Transportbehältern mit einer Prozessanlage einer Fertigungsumgebung, wobei das Verfahren umfasst: Zuführen eines ersten Transportbehälters zu einem lokalen Deckenpuffersystem für Transportbehälter durch ein erstes Fahrzeug eines Deckentransportsystems; Empfangen des ersten Transportbehälters in einem Transferplatz von mehreren Transferplätzen des Deckenpuffersystems zum Empfangen und Zuführen voller Transportbehälter durch direktes Transferieren des ersten Transportbehälters von dem ersten Fahrzeug zu dem Transferplatz; Transferieren des ersten Transportbehälters von dem Transferplatz zu einem zweiten Fahrzeug, das unabhängig von dem Deckentransportsystems des ersten Fahrzeugs bewegbar ist; Zuführen des ersten Transportbehälters zu einer ersten Ladestation der Prozessanlage durch das zweite Fahrzeug; und Aufnehmen des ersten Transportbehälters durch das zweite Fahrzeug nach dem Zuführen jedes Mitglieds eines ersten Loses aus Substraten, die darin enthalten sind, zu einem Prozessmodul der Prozessanlage über die erste Ladestation und Transferieren des leeren ersten Transportbehälters zu einem Speicherplatz von mehreren Speicherplätzen für leere Transportbehälter des Deckenpuffersystems.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Aufnehmen eines zweiten Transportbehälters von einer zweiten Ladestation der Prozessanlage durch Verwenden des zweiten Fahrzeuges und Transferieren des zweiten Transportbehälters zu einem weiteren Speicherplatz der mehreren Speicherplätze für leere Transportbehälter des Deckenpuffersystems.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst: Transferieren des zweiten Transportbehälters zu einem dritten Fahrzeug und Transportieren des zweiten Transportbehälters zu einem Ziel innerhalb der Fertigungsumgebung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das zweite Fahrzeug entlang einer Schiene verfahrbar ist, wobei die mehreren Transferplätze und die mehreren Speicherplätze für leere Transportbehälter des Deckenpuffersystems an gegenüberliegenden Seiten der Schiene angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Transportieren des ersten Transportbehälters von dem Speicherplatz zu einer Ladestation durch das zweite Fahrzeug, um ein Los von Substraten, die in dem Prozessmodul der Prozessanlage bearbeitet wurden, aufzunehmen.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Los das erste Los ist, das zuvor in dem ersten Transportbehälter enthalten war.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei sich das Los von dem ersten Los unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das zweite Fahrzeug entlang einer zugeordneten Schiene in einer sich hin- und herbewegenden Weise bewegt wird, um damit die mehreren Transferplätze und die mehreren Speicherplätze und mehrere Ladestationen der Prozessanlage einschließlich der ersten Ladestation zu bedienen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Zuführen jedes Elements eines ersten Loses von Substraten, die in dem ersten Transportbehälter enthalten sind, zu einem Prozessmodul der Prozessanlage über die erste Ladestation und Empfangen eines weiteren Loses an Substraten in dem ersten Transportbehälter, wobei die Substrate in dem Prozess bearbeitet wurden.
Verfahren mit: Austauschen eines oder mehrerer Substrate, die als eine oder mehrere Gruppen in einem oder mehreren Substratbehältern enthalten sind, zwischen einem Deckentransportsystem und einem Deckenbehälterpuffersystem einer Fertigungsumgebung, wobei das eine oder die mehreren Substrate zum Bearbeiten in einer spezifizierten Prozessanlage der Fertigungsumgebung vorgesehen sind; Austauschen des einen oder der mehreren Substratbehälter zwischen dem Deckenpuffersystem und Ladestationen der spezifizierten Prozessanlage durch Bewegen eines zugeordneten Fahrzeuges des Deckenpuffersystems in einer hin- und herlaufenden Weise zwischen den Ladestationen, um damit den einen oder die mehreren Substratbehälter zur Bearbeitung in der spezifizierten Prozessanlage zuzuführen und aufzunehmen, wobei das zugeordnete Fahrzeug des Deckenpuffersystems unabhängig von Fahrzeugen, die in dem Deckentransportsystem verwendet sind, verfahrbar ist; und Transferieren eines leeren Substratbehälters der einen oder mehreren Substratbehälter von einer der Ladestationen zu dem Deckenpuffersystem über das zugeordnete Fahrzeug, um den leeren Behälter temporär zu speichern.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das zugeordnete Fahrzeug entlang einer Schiene verfahrbar ist, wobei das Deckenpuffersystem an den gegenüberliegenden Seiten der Schiene angeordnete Speicherplätze aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner umfasst: Transferieren des leeren Substratbehälters zu einer der Ladestationen, um eine oder mehrere Gruppen aus Substraten, die zuvor in dem aktuell leeren Substratbehälter enthalten waren, aufzunehmen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei nach dem Bearbeiten des einen oder der mehreren Substrate in der spezifizierten Prozessanlage mindestens einer der einen oder mehreren Substratbehälter Substrate aufnimmt, die nicht Substrate sind, die anfänglich darin enthalten waren.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der mindestens eine Substratbehälter zeitweilig in dem Deckenpuffersystem zwischen dem Zuführen und dem Empfangen der Substrate gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei Austauschen des einen oder mehreren Substratbehälter zwischen dem Deckentransportsystem und dem Deckenpuffersystem umfasst: direktes Austauschen von Substratbehältern zwischen Transportfahrzeugen des Deckentransportsystems und Speicherplätzen in dem Deckenpuffersystem.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei Austauschen des einen oder der mehreren Substratbehälter zwischen dem Deckenpuffersystem und den Ladestationen umfasst: direktes Empfangen von Substratbehältern durch das zugeordnete Fahrzeug von einem Speicherplatz in dem Deckenpuffersystem, Bewegen des zugeordneten Fahrzeuges an eine Position über einer Zielladestation und direktes Transferieren des Substratbehälters zu der Zielladestation.
Deckenpuffersystem für eine Fertigungsumgebung mit einem automatisierten Deckentransportsystem, das Substratbehälter in der Fertigungsumgebung verteilt, wobei das Deckenpuffersystem umfasst: mehrere Pufferplätze, die zum Aufnehmen mehrerer Substratbehälter ausgebildet sind, wobei die mehreren Pufferplätze einen oder mehrere Transferplätze und einen oder mehrere Speicherplätze zur Aufnahme leerer Substratbehälter umfassen; eine Schiene, die sich entlang mehrerer Ladestationen einer Prozessanlage der Fertigungsumgebung erstreckt, wobei die Transferplätze an einer Seite der Schiene und die Speicherplätze zur Aufnahme leerer Substratbehälter an der gegenüberliegenden Seite der Schiene angeordnet sind; und ein Pufferfahrzeug, das ausgebildet ist, sich lokal entlang der Schiene unabhängig von Transportaktivitäten des Deckentransportsystems zu bewegen.
Deckenpuffersystem nach Anspruch 17, wobei das Pufferfahrzeug das einzige Fahrzeug für die Schiene ist.
Deckenpuffersystem nach Anspruch 17, wobei die Transferplätze so positioniert sind, dass ein Austausch von Substratbehältern mit einem Fahrzeug des automatisierten Deckentransportsystems möglich ist.
Deckenpuffersystem nach Anspruch 19, wobei die Speicherplätze zur Aufnahme leerer Substratbehälter über einem Bereich der Prozessanlage angeordnet ist.
Deckenpuffersystem nach Anspruch 17, wobei die Schiene auf einer Höhe angeordnet ist, die im Wesentlichen einer Höhe einer Schiene des Deckentransportsystems entspricht.
Deckenpuffersystem nach Anspruch 17, wobei die Schiene sich entlang mindestens einer Ladestation mindestens einer weiteren Prozessanlage erstreckt, um Substratbehälter mit den Ladestationen und der mindestens einen weiteren Ladestation mittels des Pufferfahrzeuges auszutauschen.