DE10297744T5

DE10297744T5 - Spezialisierung aktiver Softwaremittel in einer automatisierten Fertigungsumgebung

Info

Publication number: DE10297744T5
Application number: DE10297744T
Authority: DE
Inventors: Gustavo Austin Mata; Steven C. Johnson City Nettles; Larry D. Austin Barto; Yiwei Austin Li
Original assignee: Advanced Micro Devices Inc
Current assignee: GlobalFoundries Inc
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2005-08-11
Also published as: GB2404458A; JP4722479B2; US20030225474A1; CN100403324C; TW200400428A; JP2005528787A; WO2003102771A2; WO2003102771A3; GB0424487D0; GB2404458B; KR20050004902A; AU2002359877A1; CN1628273A; AU2002359877A8; TWI295754B; KR100946397B1

Abstract

Prozessablauf in einer automatisierten Fertigungsumgebung, dadurch gekennzeichnet, dass:
mehrere Fertigungsbereichseinheiten (115, 130, 320, 420); und
Mittel (265) zum Repräsentieren der Fertigungsbereichseinheiten (115, 130, 320, 420) so agieren, um eine erste Teilmenge der Fertigungsbereichseinheiten (115, 130, 320, 420) zum Verbrauchen der Prozessressourcen (420), die von einer zweiten Teilmenge der Fertigungsbereichseinheiten (115, 130, 320, 420) bereitgestellt werden, zu organisieren, wobei die repräsentierenden Mittel durch den Typ der repräsentierten Einheit (115, 130, 320, 420) spezialisiert sind.

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft automatisierte Herstellungs- bzw. Fertigungsumgebungen und betrifft insbesondere die Spezialisierung aktiver Softwaremittel in einer automatisierten Fertigungsumgebung.
Beschreibung des Stands der Technik
Steigende technologische Anforderungen und die weltweite Akzeptanz modernster elektronischer Geräte haben zu einer nicht vorhersagbaren Nachfrage nach komplexen, im großen Maßstab integrierte Schaltungen hervorgerufen. Die Konkurrenzsituation in der Halbleiterindustrie erfordert es, dass Produkte in effizienter Weise entworfen, hergestellt und vermarktet werden. Dies erfordert Verbesserungen in der Herstellungstechnologie, um mit den raschen Verbesserungen in der Elektronikindustrie Schritt zu halten. Das Erfüllen dieser Forderungen bündelt viele technologische Fortschritte hinsichtlich der Materialien und der Verarbeitungsanlagen und vergrößert dabei enorm die Anzahl integrierter Schaltungsentwurfsmöglichkeiten. Diese Verbesserungen erfordern ferner eine effektive Verwendung von Computerressourcen oder anderen äußerst modernen Anlagen, um damit nicht nur das Entwerfen und die Herstellung, sondern auch den zeitlichen Ablauf, die Steuerung und die Automatisierung des Herstellungsprozesses zu unterstützen.
Hinsichtlich der Herstellung integrierter Schaltungen gilt, dass diese oder Mikrochips aus modernen Halbleiterbauelementen aufgebaut sind, die zahlreiche Strukturen oder Strukturelemente enthalten, die typischerweise eine Größe von einigen Mikrometern aufweisen. Die Strukturelemente sind in lokalen Bereichen eines Halbleitersubstrats angeordnet und sind leitend, nicht leitend oder halbleitend (d. h. diese werden in definierten Bereichen durch Dotierstoffe leitend gemacht). Der Herstellungsprozess beinhaltet im Allgemeinen das Verarbeiten einer Reihe von Scheiben mittels einer Reihe von Fertigungsanlagen. Jede Fertigungsanlage führt einen oder mehrere von vier grundlegenden Vorgängen aus, die im Weiteren detaillierter erläutert sind. Die vier grundlegenden Bearbeitungsschritte werden ent sprechend einem Gesamtprozess so durchgeführt, um schließlich die fertigen Halbleiterbauelemente zu erzeugen.
Integrierte Schaltungen werden aus Scheiben aus einem halbleitenden Substratmaterial hergestellt. Es werden Materialschichten hinzugefügt, entfernt und/oder während der Herstellung bearbeitet, um die integrierten elektrischen Schaltungen zu schaffen, die das Bauteil bilden. Die Herstellung umfasst im Wesentlichen die folgenden vier grundlegenden Vorgänge:
Aufbringen oder Hinzufügen dünner Schichten diverser Materialien auf bzw. zu einer Scheibe, aus der ein Halbleiterbauelement hergestellt wird;
Strukturieren oder Entfernen ausgewählter Bereiche der aufgebrachten Schichten;
Dotieren oder Anordnen spezifischer Mengen von Dotierstoffen in ausgewählten Bereichen der Scheibe durch Öffnungen in den hinzugefügten Schichten; und
Wärmebehandeln oder Aufheizen aufgebrachter Materialien, um gewünschte Wirkungen in der verarbeiteten Scheibe zu erzielen.
Obwohl es nur vier grundlegende Vorgänge gibt, können diese in Hunderten von verschiedenen Arten kombiniert werden, abhängig von dem speziellen Fertigungsprozess. Es sei auf Peter van Zant, Mircochipherstellung, „Ein praktischer Führer für die Halbleiterverarbeitung" (3. Ausgabe 1997 McGraw-Hill Companies, Inc.) (ISBN 0-07-067250-4) verwiesen.
Das Steuern einer Halbleiterfabrik ist jedoch eine herausfordernde Aufgabe. Eine Halbleiterfabrik („Fabrik") ist eine komplexe Umgebung, in der zahlreiche Teile, typischerweise 40 000 Scheiben oder mehr, und zahlreiche Bauteilarten, typischerweise 100 Bauteilarten oder mehr, gleichzeitig hergestellt werden. Beim Durchlaufen jeder Scheibe durch die Fabrik kann diese mehr als 300 Prozessschritten unterzogen werden, wobei in vielen die gleichen Anlagen verwendet werden. Eine große Fabrik kann ungefähr 500 computergesteuerte Maschinen enthalten, um diese Scheibenbearbeitung auszuführen. Das gezielte Durchschleusen, der Zeitablauf und das Überwachen der Materialien in einer dieser Fabriken ist eine schwierige und komplizierte Ausgabe, selbst mit der Unterstützung eines computergestützten Fabriksteuerungssystems.
Eine effiziente Verwaltung einer Fabrik zur Herstellung von Produkten, etwa von Halbleiterchips, erfordert das Überwachen diverser Aspekte dese Herstellungsprozesses. Beispielsweise ist es typischerweise wünschenswert, die Menge der verfügbaren Rohmaterialien, den Status aktueller Prozesse und den Status und die Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen in jedem Schritt des Prozesses zu überwachen. Eine wichtige Entscheidung ist das Auswählen, welches Los bzw. Charge auf jeweils welcher Maschine zu einer gegebenen Zeit bearbeitet werden soll. Des weiteren müssen die meisten Maschinen in dem Herstellungsprozess in ihrem Zeitplan routinemäßig vorbeugende Wartungsprozeduren („PM") und Anlagenqualifizierungsprozeduren („Qual") sowie andere diagnostische und Rekonditionierungsprozeduren durchlaufen, die regelmäßig ausgeführt werden müssen, so dass das Betriebsverhalten der Prozeduren sich nicht beeinträchtigend auf den Herstellungsprozess auswirkt.
Eine Lösung für dieses Problem besteht in der Einrichtung eines automatisierten „Manufakturexekutionssystems" („MES") bzw. eines „Fertigungsausführungssystems". Ein automatisiertes MES ermöglicht es einem Anwender, bis zu einem begrenzten Maße den Status von Maschinen und Anlagen oder „Einheiten" in einer Fertigungsumgebung zu beobachten und zu manipulieren. Des weiteren erlaubt es ein MES, Lose oder stattfindende Arbeitsvorgänge über den Herstellungsprozess hinweg zu starten und zu überwachen, so dass Ressourcen in effizientester Weise verwaltet werden können. Insbesondere ergibt in Reaktion auf Anfragen des MES ein Anwender erforderliche Informationen hinsichtlich des aktualisierten Arbeitsablaufes und des Status der Einheit ein. Wenn beispielsweise ein Anwender eine PM (präventive Wartung) an einer speziellen Einheit ausführt, gibt der Wartungstechniker („MT") das Ergebnis der PM (ein „Ereignis") in einen MES-Bildschirm ein, um die in der Datenbank in Bezug auf den Status dieser Einheit gespeicherte Information zu aktualisieren. Wenn alternativ eine Einheit zur Reparatur oder Wartung heruntergefahren werden soll, gibt der MT diese Information in die MES-Datenbank ein, die dann eine Verwendung der Einheit verhindert, bis diese nachfolgend wieder mit einem produktionsbereiten Status angemeldet wird.
Obwohl MES-Systeme ausreichend sind zum Überwachen von Losen und Maschinen, weisen derartige Systeme diverse Nachteile auf, wobei die offensichtlichsten Nachteile ihre passive Natur, das Fehlen einer zeitlichen Vorausplanung und die Unfähigkeit, äußerst automatisierte Fabrikvorgänge zu unterstützen, sind. Aktuelle MES-Systeme hängen stark von dem Betriebspersonal zur Überwachung des Fabrikzustandes und zur Initiierung von Aktivitäten zum richtigen Zeitpunkt ab. Beispielsweise wird nicht mit der Bearbeitung eines Loses begonnen, bis nicht ein Scheibenverarbeitungstechniker („WFT") den entsprechenden MES-Befehl ausgibt. Und vor der Verarbeitung muss ein WFT einen MES-Befehl ausgeben, um das Los aus dem automatisierten Materialhandhabungssystem („AMHS") mit ausreichendem Vorlauf abrufen, so dass das Los an der Maschine verfügbar ist, wenn die Maschine verfügbar ist. Wenn der WFT das Los nicht frühzeitig genug abruft, oder die Verarbeitung zum frühestmöglichen verfügbaren Zeitpunkt durchführt, ist die Maschine ungenutzt und die Produktion wird nachteilig beeinflusst.
Diese Arten der Nachteile in typischen automatisierten MES-Systemen unterstreichen die Wichtigkeit des WFT für eine effiziente Ausführung des Herstellungsprozesses. WFTs führen viele wichtige Funktionen aus. Beispielsweise initiieren WFTs das Ausgeben, den Transport und die Bearbeitung, wobei dies von ihrer Verfügbarkeit und dem Zeitaufwand abhängt. Sie treffen Zeitablaufsentscheidungen, wie etwa eine unvollständige Scheibenansammlung zu verarbeiten, um nicht auf geeignete Lose zu warten, oder das Ausführen eines PM oder von Qualifizierungsprozeduren anstelle der Losbearbeitung. WFTs führen nicht bewertete zusätzliche MES-Transaktionen aus und nutzen konventionelle Fabriksteuerungssysteme, die passiv sind. In diesem Zusammenhang bedeutet der Begriff "passiv", dass Aktivitäten in dem Steuerungssystem durch den WFT initiiert werden müssen im Gegensatz zu sich selbst startenden oder selbst initiierenden Systemen.
Das Vorhandensein von WFTs führt jedoch ebenso unvermeidlich zu gewissen Unzulänglichkeiten. Es besteht typischerweise ein großer Unterschied zwischen dem Verhalten des besten WFT und dem Verhalten des schlechtesten WFT. Ein WFT überwacht typischerweise gleichzeitig die Verarbeitung mehrerer Anlagen und Lose, so dass es schwierig ist, sich auf ein einzelnes Los oder eine Anlage zu konzentrieren. Ferner macht es die Größe und die Komplexität moderner Herstellungsprozessabläufe zunehmend schwierig für den WFT, um Engpässe im Weiteren Prozessablauf vorherzusehen und zu verhindern, die sich aus vorhergehenden Aktivitäten ergeben. Schichtwechsel, Ruhepausen und freie Tage für den WFT führen ebenso zu Mängeln oder Maschinenstillstandzeiten, die den Herstellungsprozessablauf nachteilig beeinflussen. Gerade in dem Maße, wie die Wichtigkeit des WFT sich durch die Unzulänglichkeiten des automatisierten MES vergrößern, so werden auch die Unzulänglichkeiten des WFTs durch seine Wichtigkeit verstärkt.
Somit sind Fabriksteuerungssysteme, die in aktuellen Scheibenfabriken eingesetzt werden, passiv und ermöglichen kein hohes Maß an Automatisierung. Diese Systeme hängen stark von den Techniken der Scheibenfabrik und anderem Fabrikpersonal ab, um den Zustand der Fabrik zu überwachen, um damit ständig auf Änderungen zu reagieren, rasch logistische Entscheidungen zu treffen und um Fabriksteuerungsaktivitäten rechtzeitig zu initiieren und zu koordinieren. Diese Scheibenfabriktechniker sind Mittel bzw. Agenten, die das aktive Element bereitstellen, das den Fabriksteuerungssystemen fehlt. Als Folge davon ist der Fabrikwirkungsgrad in der äußerst konkurrenzbehafteten Halbleiterindustrie sehr stark von der Verfügbarkeit, Produktivität, dem Wissensstand und der Kontinuität dieser menschlichen „Mittel" abhängig. Scheibenfabriktechniker müssen eine Reihe von Anlagen, die in diversen Nischen bzw. Buchten in einer Fabrik angeordnet sind, überwachen und bedienen. Sie müssen zwischen Anlagen, Standorten, Materialhandhabungssystemen und einer Vielzahl von Fabriksteuerungssystemen vermitteln. Wenn die Produktion einer Fabrik ansteigt und komplexere Prozesse eingeführt werden, ist es schwierig, die größere Komplexität und das größere Volumen bereitzustellen, ohne die Belegschaft oder die Systemkapazitäten zu erhöhen. Die Einsicht von Scheibenfabriktechnikern in im Prozessablauf vorhergehende und nachfolgende Operationen, in den Anlagenzustand, in den aktuellen Arbeitsablauf und in die Ressourcenverfügbarkeit ist lediglich beschränkt.
Jedoch beruhen wichtige logistische Entscheidungen häufig auf diesen begrenzten und zeitbezogenen Informationen, die lediglich teilweise von Fabriksteuerungssystemen bereitgestellt werden. Scheibenfabriktechniker verbringen einen wesentlichen Anteil der Zeit mit der Arbeit an Systemen, dem Überwachen von Fabrikereignissen und Zustandsänderungen und dem Ausführen anderer weiterer nicht bewerteter Funktionen, etwa der Dateneingabe in das MES. Schichtwechsel unterbrechen den Betrieb der Fabrik, da die Techniker zeitweilig nicht in der Lage sind, die erforderliche Überwachung und Koordination auszuführen. Trotz der höchsten Anstrengungen der Techniker ist die Anlagenausnutzung beeinträchtigt, wodurch andere wichtige Fabrikmaßgaben, etwa die Durchlaufzeit, der Bestand, der Fabrikausstoß und die Produktpalette nachteilig beeinflusst werden. Mit der Notwendigkeit, die Materialhandhabung zwischen einzelnen Bearbeitungsbuchten durchzuführen, um 12-Zoll-Scheiben in neuen 300 mm Scheibenfabriken zu transportieren, wird zusätzlich eine enorme Komplexität eingeführt. Konventionelle Fabriksteuerungssysteme sind nicht in der Lage, dieses Maß an detaillierter Zeitplanung und Ausführungssteuerung bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf hin, eines oder alle der zuvor erwähnten Probleme zu lösen oder zumindest zu verringern.
Überblick über die Erfindung
Die Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Einrichtung einer automatisierten Bearbeitungsumgebung bereit, in der spezialisierte, autonome aktive Softwaremittel eingesetzt werden. Die Softwaremittel sind durch die Art der Einheit, die sie repräsentieren, und die Funktion, die sie in dem Prozessablauf ausführen, spezialisiert. Die Vorrichtung umfasst einen Prozessablauf mit mehreren Einheit im Fertigungsbereich und mehreren derartigen Softwaremitteln zur Koordinierung einer ersten Teilmenge der Fertigungsbereichseinheiten zum Verbrauch der Prozessressourcen, die von einer zweiten Teilmenge der Fertigungsbereichseinheiten bereitgestellt werden. Das Verfahren umfasst das Instantiieren derartiger Softwaremittel und dann das Zulassen, so dass diese in der programmierten Weise arbeiten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung kann durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und in denen:
1 konzeptionell einen Teil einer speziellen Ausführungsform eines ersten Prozessablaufs zeigt, der entsprechend der vorliegenden Erfindung aufgebaut und ausgeführt wird;
2 konzeptionell in einer Teilblockansicht ausgewählte Bereiche der Hardware- bzw. Softwarearchitektur der Rechnerelemente in 1 zeigt;
3a konzeptionell eine Teilblockansicht der Spezialisierung von Mittel auf einer ersten Ebene zeigt, d. h. als Verbrauchermittel und als Anbietermittel in dem zweiten Prozessablauf aus 1;
3b die Implementierung eines Modells eines schwebenden Marktes für ein Auftragsverhandlungsprotokoll für den Prozessablauf aus 3a;
4 konzeptionell eine Teilblockansicht der Spezialisierung von Mittel hinsichtlich des Typs, der Einheit und der Funktion in dem Prozessablauf aus 1 zeigt;
5a und 5b vererbte Hierarchien für zwei Klassen von Mittel in der objektorientierten Programmierungsumgebung der dargestellten Ausführungsform zeigen; und
6 diverse Klassen von Mitteln in dem AEMS des Prozessablaufs in 1 zeigt.
Obwohl die Erfindung diversen Modifizierungen und alternativen Formen unterliegen kann, sind spezielle Ausführungsformen davon beispielhaft in den Zeichnungen dargestellt und hierin im Detail beschrieben. Es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass die Beschreibung spezieller Ausführungsformen nicht beabsichtigt ist, um die Erfindung auf die speziellen offenbarten Formen einzuschränken, sondern die Erfindung soll vielmehr alle Modifizierungen, Äquivalente und Alternativen abdecken, die innerhalb des Schutzbereiches der angefügten Patentansprüche liegen.
Art bzw. Arten zum Ausführen der Erfindung
Es werden nun anschauliche Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Im Interesse der Einfachheit, werden nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Implementierung in dieser Beschreibung dargestellt. Es sollte jedoch beachtet werden, dass in der Entwicklung einer derartigen tatsächlichen Ausführungsform zahlreiche implementationsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die speziellen Ziele der Entwicklung zu erreichen, etwa die Kompatibilität mit systembezogenen und marktbezogenen Erfordernissen, die sich von einer Implementierung zur anderen unterscheiden können. Ferner ist zu beachten, dass ein derartiger Entwicklungsaufwand, selbst wenn dieser komplex und zeitaufwendig ist, lediglich eine Routinemaßnahme für den Fachmann ist, wenn er in Besitz der vorliegenden Offenbarung ist.
1 zeigt konzeptionell einen Teil einer speziellen Ausführungsform eines Prozessablaufes 100, der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut und abgearbeitet wird. Der Prozessablauf 100 stellt Halbleiterbauelemente her. Jedoch kann die Erfindung auf andere Arten von Fertigungsprozessen angewendet werden. Somit können in dem Prozessablauf 100, der zuvor erläutert ist, die Lose 130 aus Scheiben 125 allgemeiner als „Werkstücke" bezeichnet werden. Die Prozessanlagen 115 und Prozessoperationen, die damit durchgeführt werden, müssen nicht notwendigerweise in allen Ausführungsfonnen mit der Herstellung von Halbleiterbauelementen befasst sein. Jedoch wird der Einfachheit halber und für das weitere Verständnis der Erfindung die Sprache hinsichtlich der Halbleiterherstellung beibehalten werden, wenn die Erfindung im Zusammenhang mit den dargestellten Ausführungsformen beschrieben wird. Daher sollte der Begriff „Los" als breit betrachtet werden, wobei ein beliebiges Werkstück gemeint ist, das in einem Herstellungsprozess bearbeitet werden kann.
Der dargestellte Bereich des Prozessablaufs 100 umfasst zwei Stationen 105, wobei jede Station 105 eine Rechnereinheit 110 enthält, die mit einer Prozessanlage 115 in Verbindung steht. Die Stationen 105 kommunizieren miteinander über Kommunikationsverbindungen 120. In der dargestellten Ausführungsform bilden die Rechnereinheiten 110 und die Kommunikationsverbindungen 120 einen Teil eines größeren Rechnersystems, beispielsweise eines Netzwerks 125. Die Prozessanlagen 115 sind in 1 so gezeigt, dass diese Lose 130 aus Scheiben 125 verarbeiten, die schließlich zu integrierten Schaltungsbauelementen werden.
2 zeigt ausgewählte Bereiche der Hardware- bzw. Softwarearchitektur der Rechnereinheiten 110, die gemäß der vorliegenden Erfindung programmiert sind und so betrieben werden. Einige Aspekte der Hardware- und Softwarearchitektur (beispielsweise die individuellen Daten, das zugrundeliegende Eingabe/Ausgabe-System („BIOS"), (Eingabe/Ausgabe-Treiber, etc.) sind nicht gezeigt. Diese Aspekte sind der Einfachheit halber weggelassen, um damit nicht die vorliegende Erfindung zu verdunkeln. Wie der Fachmann auf diesem Gebiete, der im Besitz der vorliegenden Offenbarung ist, jedoch erkennt, weisen die Software- bzw. Hardwarearchitekturen der Rechnereinheiten 110 viele derartiger routinemäßiger Merkmale auf.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Rechnereinheit 110 ein Arbeitsplatzrechner, in welchem ein Betriebssystem auf Unix-Basis verwendet wird, wobei die Erfindung jedoch nicht darauf eingeschränkt ist. Die Rechnereinheit 110 kann nahezu in jeder Art eines elektronischen Rechnergerätes, etwa einem Laptop-Computer, einem Tischrechner, einem Minicomputer, einem Großrechner oder einem Supercomputer eingerichtet werden. Die Rechnereinheit 110 kann in einigen alternativen Ausführungsformen sogar ein Prozessor oder eine Steuerung sein, die in die Prozessanlage 115 integriert ist. Die Erfindung ist ebenso nicht auf Betriebssysteme auf Unix-Basis eingeschränkt. Es können alternative Betriebssysteme (beispielsweise Windows, Linux, oder ein auf Disketten operierendes System „DOS") angewendet werden. Die Erfindung ist nicht durch die spezielle Ausführung der Rechnereinheit 110 beschränkt.
Die Rechnereinheit 100 umfasst ferner einen Prozessor 205, der mit einem Speicher 210 über ein Bussystem 215 in Verbindung steht. Der Speicher 210 umfasst typischerweise zumindest eine Festplatte und einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff („RAM"). Die Rechnereinheit 110 kann ferner in einigen Ausführungsformen einen nicht fest installierten Speicher, etwa eine optische Diskette 220, oder die elektromagnetische Floppy-Disk 235 oder irgendeine andere Form, etwa ein Magnetband oder eine Zip-Diskette (nicht gezeigt) aufweisen. Der Prozessor 205 kann ein beliebiger geeigneter, bekannter Prozessor sein. Zum Beispiel kann der Prozessor ein Mikroprozessor für allgemeine Verwendungszwecke oder ein digitaler Signalprozessor („DSP") sein. In der dargestellten Ausführungsform ist der Prozessor 205 ein Athlon-Prozessor, der von Advanced Micro Devices, Inc. („AMD") erhältlich ist, wobei die Erfindung nicht darauf eingeschränkt ist. Der 64-Bit UltraSPARC oder der 32-Bit Micro-SPARC von Sun Microsystems, ein Itanium, Pentium oder Alpha-Prozessor von Intel könnte alternativ ebenso verwendet werden. Die Recheneinheit 110 umfasst einen Monitor 240, eine Tastatur 245 und eine Maus 250, die zusammen mit ihrer zugeordneten Anwenderschnittstellensoftware 255 (in 2 gezeigt) eine Anwenderschnittstelle 260 bilden. Die Anwenderschnittstelle in der dargestellten Ausführungsform ist eine graphische Anwenderschnittstelle („GUI"), obwohl dies zum Ausführen der Erfindung nicht erforderlich ist.
2 zeigt ausgewählte Bereiche der Softwarearchitektur der Rechnereinheiten 110. Jede Rechnereinheit 110 umfasst in der dargestellten Ausführungsform ein Softwaremittel 265, das in dem Speicher 210 abgelegt ist. Zu beachten ist, dass die Softwaremittel 265 in dem Prozessablauf 100 an anderen Stellen als in den Rechnereinheiten 110 vorhanden sein können. Die Lage des Softwaremittels 265 ist nicht wesentlich für das Ausführen der Erfindung. Zu beachten ist ferner, da die Lage der Softwaremittel 265 nicht wesentlich ist, dass einige Rechnereinheiten mehrere darin enthaltene Softwaremittel 265 aufweisen können, während andere Rechnereinheiten 110 nicht mit entsprechenden Softwaremittel versehen sind. Teile eines automatisierten MES 270, etwa das Paket Workstream, sind zumindest in einer Rechnereinheit 110 enthalten.
Es sei kurz auf 1 verwiesen; wie zuvor erwähnt wurde, können die Rechnereinheiten 110 auch ein Teil eines größeren Rechnersystems 125 mittels einer Verbindung über die Kommunikationsverbindungen 120 sein. Zu beispielhaften Rechnersystemen in einer derartigen Implementierung gehören Nahbereichsnetzwerke („LAN"), Weitbereichsnetzwerke („WAN"), Systembereichsnetzwerke („SAN"), größere Netzwerke oder selbst das Internet. Das Rechnersystem 125 verwendet eine vernetzte Klienten-Server-Architektur, wobei in alternativen Ausführungsfonnen eine 1 zu 1 – oder andere Arten einer Architektur verwendet werden können. Somit können in einigen Ausführungsformen die Rechnereinheiten 110 direkt miteinander kommunizieren. Die Kommunikationsverbindungen 120 können drahtlos sein, können Koaxialkabel, Glasfaser oder verdrillte Drahtpaare enthalten. Das Rechnersystem 125, wenn dies in gewissen Ausführungsfonnen vorgesehen ist, und die Kommunikationsverbindungen 120 hängen von der spezifischen Implementierung ab und können auf eine beliebige geeignete Weise, die im Stand der Technik bekannt ist, eingerichtet werden. Das Rechnersystem 125 kann ein beliebiges geeignetes Kommunikationsprotokoll, das im Stand der Technik bekannt ist, anwenden, beispielsweise das Übertragungssteuerungsprotokoll/Internetprotokoll („TCP/IP").
Es sei nun auf 1 und 2 verwiesen; die Softwaremittel 265 sind gemeinsam für ein effizientes Koordinieren und Steuern der Lose 130 mit Scheiben 135 durch den Herstellungsprozess verantwortlich. Jede Prozessanlage 115 repräsentiert eine gewisse Ressource, die für diesen Zweck verwendet werden kann. Beispielsweise kann eine Prozessanlage 115 eine Prozessanlage sein, die zum Herstellen eines gewissen Bereichs der Scheiben 135 verwendet wird, d. h. zum Beschichten, Strukturieren, Dotieren oder Wärmebehandeln der Scheiben 135 verwendet wird. Oder eine Prozessanlage 115 kann eine Messanlage sein, die zum Bewerten des Verhaltens diverser Teile des Prozessablaufes 100 verwendet wird. Somit sind die Softwaremittel 265 in der Lage, mehrere Ressourcen für die nachfolgende Bearbeitung der Lose 130 mit Scheiben 135 zu bewerten, die durch die Prozessanlagen 115 repräsentierten Ressourcen zu allokieren und untereinander die Einteilung und Zuordnung dieser Ressourcen für die nachfolgende Bearbeitung des Loses 130 der Scheiben 135 zu verhandeln.
In der dargestellten Ausführungsform sind die Softwaremittel 265 selbst-konfigurierend beim Aufruf, intelligent, zustandsbewusst und auf spezielle Ziele ausgerichtet, um für deren Erreichung autonome Verhaltensweisen initiieren. Die Softwaremittel 265 sind ebenso selbstjustierend, wenn sich ihre Umgebung ändert. Die Softwaremittel 256 sind in der dargestellten Ausführungsform als Objekte in einer objektorientierten Programmier- („OOP") Umgebung eingerichtet, aber die Erfindung kann auch mit Techniken, die nicht objektorientiert sind, verwirklicht werden. Ihr Verhalten ist relativ einfach und ist teilweise durch Skripten und Eigenschaften konfigurierbar. Das Verhalten ist so gestaltet, um ausgewählte Ziele zu erreichen, etwa das Erreichen eines zugeordneten Loszeitpunktes, das Erreichen eines vordefinierten Maßes an Qualität, das Maximieren der Maschinenauslastung und das zeitliche Koordinieren präventiver Wartungsarbeiten. Zusätzlich zu diesen Aufgaben bilden die Softwaremittel 265 eine Schnittstelle zu dem MES 270 und sind in die bestehenden Fabriksteuerungssysteme (nicht gezeigt) integriert. Wie dem Fachmann auf diesem Gebiete beim Vorliegen dieser Offenbarung klar wird, ist die Art und Weise, in der diese Schnittstellenfunktion und die Integration stattfindet, implementationsspezifisch und hängt von der Art des MES 270 und der Fabriksteuerungssysteme ab.
Zusammen koordinieren bzw. planen die Softwaremittel 265 zeitlich für jedes Los 130 im Voraus eine oder mehrere Operationen auf einer spezifizierten qualifizierten Prozessanlage 115, einschließlich des Transports und der erforderlichen Ressourcen, wie dies im Folgenden detaillierter erläutert ist. Dies beinhaltet, Optimierungsentscheidungen zu treffen, etwa das Bearbeiten einer Stapelmenge im Gegensatz zum Warten auf ein eintreffendes Los 130, und das zeitliche Koordinieren geeigneter präventiver Wartungsarbeiten oder Qualifizierungsprozeduren, um die Spezifizierungen zu erfüllen. Die Softwaremittel 265 organisieren zeitlich Aktivitäten und initiieren diese, etwa den Lostransport und die Bearbeitung, führen MES-Transaktionen aus, überwachen Prozess- und Transportvorgänge und reagieren auf nicht geplante Aktivitäten oder Abweichungen von geplanten Aktivitäten. Insbesondere können die Softwaremittel 265 beispielsweise:
das Ausführen von Materialtransport planen und initiieren, der für ein Los 130 erforderlich ist, um den nächsten geplanten Verarbeitungsschritt an einer spezifizierten Anlage 115 auszuführen;
Transportaktivitäten überwachen und auf Abweichungen reagieren;
den Transport zu einem reservierten Maschineneingangsbereich mittels einer spezifizierten verabredeten Startzeit planen und initiieren;
die Trägerbehälterankunft an Maschineneingangsbereichen mittels automatischer Identifizierung und Anlagenereignissen erfassen;
das Prozessrezept Herunterladen und Verarbeiten für eine Prozessanlage 115 mittels einer Anlagenschnittstelle initiieren;
MES-Transaktionen ausführen;
Prozessaktivitäten überwachen und den WFT über Abweichungen in Kenntnis setzen;
die nahezu Beendigung der Bearbeitung mittels eines Anlagenereignisses erfassen und einen Bearbeitungszeitpunkt für einen nächsten Prozess in dem Prozessablauf mit einer zertifizierten Prozessanlage 115 koordinieren;
den Transport zu der nächstgelegenen Aufbewahrungsanlage oder zu einer nahegelegenen Prozessanlage 115 initiieren;
das Verlassen des Trägerbehälters erfassen und den Ausgabe- bzw. Eingabebereich freigeben;
präventive Wartungsprozeduren festsetzen und Wartungstechniker („MT") zu der geeigneten Zeit benachrichtigen;
Qualifizierungsprozeduren planen bzw. festlegen und die WFTs zu der gegebenen Zeit benachrichtigen; und
Ressourcen (beispielsweise Retikel, Ladestationen, Entladestationen, etc.) für die Bearbeitung oder das Ausführen einer PM oder einer Qual festlegen.
Zu beachten ist, dass abhängig von dem Grade der Implementierung eine gegebene Ausführungsform einige oder alle diese Funktionen oder Funktionen, die oben nicht dargestellt sind, aufweisen kann.
Wie im Weiteren genauer erläutert ist, können die Softwaremittel 265 auf diversen unterschiedlichen Ebenen über dieses Verhalten hinaus spezialisiert werden. Eine Ebene bezeichnet den „Typ", d. h., ob die Softwaremittel 265 einen „Verbraucher" oder einen „Service-Anbieter" in dem Prozessablauf 100 repräsentieren. Genauer gesagt, ob die Softwaremittel 265 einen Verbraucher oder einen Anbieter repräsentieren, ist durch die Art der Einheit, die es repräsentiert, und den Zusammenhang, in welchem die Repräsentierung stattfindet, bestimmt. Beispielsweise kann ein Softwaremittel 265 ein Los 130 aus Scheiben 135 (d. h. ein „Los-Mittel"), eine Prozessanlage 115 (d. h. „ein Maschinenmittel"), eine Prozessressource (d. h. ein „Ressourcenmittel"), oder eine PM oder eine Qual (d. h. ein „PM-Mittel") repräsentieren. Zu beachten ist, dass einige Softwaremittel 265 Fertigungsbereichseinheiten repräsentieren, die in einigen Zusammenhängen Verbraucher und in anderen Zusammenhängen Anbieter sind, wie dies im Weiteren näher erläutert ist. Die Softwaremittel 265 sind auch durch die Funktion spezialisiert – d. h., durch die Funktion, die das Softwaremittel 265 in dem Prozessablauf ausführt. Jedes spezialisierte Softwaremittel 265 nimmt eine unterschiedliche Rolle in dem Gesamtverhalten des Prozessablaufs 100, in welchem diese Ausführungsform eingerichtet ist, ein.
Zu beachten ist, dass die Softwaremittel 265 nicht notwendigerweise in einer eins- zu eins-Korrespondenz mit Fertigungsbereichseinheiten, etwa den Losen 130, den Prozessanlagen 115, etc. vorkommen müssen. Stattdessen sind die meisten Bereichseinheiten jeweils durch eine Gruppe aus Mitteln repräsentiert. Wie beispielsweise im Weiteren näher erläutert ist, kann ein Los 130 oder eine Prozessanlage 115 sowohl ein „organisierendes" Mittel bzw. Organisationsmittel und ein „ausführendes" Mittel aufweisen. Dies vereinfacht die Gestaltung der spezialisierten Objekte, die ein spezialisiertes Verhalten aufweisen, um einen einzelnen Aspekt der Funktionalität einer Bereichseinheit zu unterstützen.
Es sei nun wieder auf 3a verwiesen; in einem allgemeinen Sinne können die Softwaremittel 265 in einem beispielhaften Prozessablauf 300 typischerweise als „Verbrauchermittel" 305 und „Anbietermittel" 310 eingestuft werden. Die Verbrauchermittel 305 repräsentieren die Interessen von Verbrauchern 315, beispielsweise die Lose 130 oder PM-Prozessduren 320 beim Weiterführen der Lose 130 durch den Prozessablauf 100 in einer zeitlich abgestimmten und effizienten Weise oder beim Ausführen von PM- oder Qual-Prozeduren innerhalb des zulässigen Fensters. Die Anbietermittel 310 vertreten die Interessen von Anbietern 325, beispielsweise von Maschinen, etwa der Prozessanlage 115, beim Erfüllen der Anforderungen von Verbrauchern zur Verarbeitung von Ressourcen beim Durchlaufen der Lose 130 durch den Prozessablauf 100 in einer zeitlich korrekten und effizienten Weise. Beispielsweise kann ein Softwaremittel 265, das ein Los 130 aus Scheiben 135 repräsentiert, als ein „Verbraucher"-Mittel 305 betrachtet werden, und ein Softwaremittel 265, das eine Prozessanlage 115 repräsentiert, kann als ein „Anbieter"-Mittel betrachtet werden, da die Prozessanlage 115 Prozessdienste „anbietet", die von dem Los 130 „verbraucht" bzw. „konsumiert" werden. Zu beachten ist, dass, wie zuvor erwähnt wurde, und wie es noch weiter im Folgenden erläutert ist, ein Softwaremittel 265 manchmal als ein Anbietermittel 310 in einem Zusammenhang und als ein Verbrauchermittel 305 in einem anderen Zusammenhang auftreten werden kann.
Wie zuvor ausgeführt ist, ist die Unterscheidung zwischen Verbrauchermitteln 305 und Anbietermitteln 310 besonders günstig im Zusammenhang mit der zeitlichen Organisierung bzw. Planung. Das Organisieren von Aktionen, die von den Softwaremitteln 265 in der dargestellten Ausführungsform initiiert werden, drehen sich um Budget, Kosten und Verhältnissen, die mit der Bearbeitung verknüpft sind. Genauer gesagt, um die Einrichtung eines Auftragsverhandlungsprotokolls für die Zuweisung von Ressourcen zu fördern, wird eine Kombination aus Budgets, Kosten und Verhältnissen angewendet, um die Lösung eines Modells mit freiem Markt zu implementieren. Die Kombination ist so strukturiert, um ein „gewünschtes" Verhalten hervorzurufen, beispielsweise das Einhalten von geplanten Zeiten, die effektive Ausnutzung von Maschinen, etc. Genauer gesagt, einem Verbraucher 315 wird ein „Budget" zugeordnet, das das Verbrauchermittel 305 verwendet, um die Prozessdienste der Anbieter 325 zu beziehen. In ähnlicher Weise belastet der Anbieter 325 die Verbraucher 315 für die Bearbeitungsdienste, die er vertritt, beispielsweise die Prozesszeit. Die Größe des Budgets eines Verbrauchers 315, das er auszugeben bereit ist, hängt davon ab, wie stark der Verbraucher 315 die Prozessressourcen benötigt, um im Zeitplan zu bleiben, und der Betrag, der von dem Anbieter 325 gefordert wird, hängt davon ab, wie sehr er seinen Terminplan auffüllen muss. In den hierin dargestellten Ausführungsformen werden die Budgets und Kosten in Dollar ausgedrückt, wobei dies jedoch für die Verwirklichung der Erfindung nicht erforderlich ist. Es kann stattdessen eine beliebige Maßeinheit angewendet werden.
Es sei nun auf die 3b verwiesen, in der ein Verfahren 330 dargestellt ist. Das Verfahren 330 kann in einer Vielzahl von Ausführungsformen und Einrichtungen verwirklicht werden, wobei eine davon im Weiteren offenbart ist. Die Verbrauchersoftwaremittel 305 und die Anwendersoftwaremittel 310 verwenden einen Ansatz mit „Auftragsverhandlungsprotokoll", um die Verbraucher 315 und die Anbieter 320 zu organisieren bzw. zu verplanen. Die Verbrauchermittel 305 verhandeln mit Anbietermitteln 310 über den Zugriff der Verbraucher 315 auf die Dienste der Anwender 325. Dieser Zugriff wird als „Terminvereinbarung" bezeichnet. In dieser speziellen Ausführungsform „verbuchen" sowohl das Verbrauchermittel 305 als auch das Anbietermittel 310 die Terminvereinbarung auf ihren entsprechenden Kalendern.
Das Verfahren 330 beginnt, indem ein Budget für den Verbraucher 315 für eine spezielle Prozessressource, beispielsweise die Prozesszeit auf der Prozessanlage 315, die es als nächstes verbrauchen möchte, bereitgestellt wird, wie dies im Feld 335 dargelegt ist. Der Verbraucher 315 gibt dann mittels seines Verbrauchersoftwaremittels 305 eine Angebotsanforderung für den Verbraucher 315 aus, um die Prozessressource zu akquirieren, wie dies in dem Feld 340 dargelegt ist. In einer Implementierung fordert das Verbrauchersoftwaremittel 305 Angebote von allen in Frage kommenden Anbietern 310 im Namen eines Verbrauchers 315 an. Wenn ein Verbrauchersoftwaremittel 305 ein Angebot anfordert, liefert es den Anbietern 310 diesbezügliche Informationen, etwa: die Kennung des Verbrauchers; die früheste Zeit für den Beginn des Transports; der Bearbeitungsprozess, der zu organisieren ist; die spätest mögliche Abschlusszeit, die für den Verbraucher 315 akzeptabel ist; die Position von der aus der Verbraucher 315 zu dem Anbieter 310 transportiert wird; und der „Budget-Kalkulator" des Verbrauchers.
Der Anbieter 325 gibt dann über sein Anbietersoftwaremittel 310 mindestens ein Gebot in Reaktion auf die Angebotsforderung an den Verbraucher 315 aus, wie dies in dem Feld 345 gezeigt ist. In alternativen Ausführungsformen kann ein Anwendersoftwaremittel 310 unter Umständen keine Angebote abgeben. Wie zuvor dargestellt ist, unterhält das Anbietersoftwaremittel einen Kalender 327, um Terminvereinbarungen zu überwachen. Wenn eine Angebotsanforderung empfangen wird, sucht das Anbietersoftwaremittel 310 den Kalender 327 nach einem Zeitfenster ab, in welchem der Anbieter 305 möglicherweise die angeforderte Dienstleistung anbieten kann. Für jedes mögliche Zeitfenster gibt der Anbieter 305 ein Angebot ab, das aus den Anfangs- und Endzeiten und möglichen Kosten besteht.
Der Verbraucher 315 wählt dann über das Verbrauchersoftwaremittel 305 ein empfangenes Angebot aus, indem die Zeiten und mögliche Kosten berücksichtigt werden. Der Verbraucher 315 vergibt dann einen Auftrag an den Anbieter 325 für das ausgewählte Angebot, wie dies in dem Feld 355 gezeigt ist, mittels des Verbrauchersoftwaremittels 305. Der Anbieter 325 verhandelt jedoch typischerweise ständig mit mehreren Verbrauchern 315. Es ist möglich, dass der Anbieter 325 nachfolgend einen weiteren Verbraucher 315 zeitlich so koordiniert, dass dies mit dem abgegebenen Angebot in Konflikt ist, so dass der Auftrag nicht mehr akzeptiert werden kann. Daher überprüft der Anbieter 325 über sein Anbietersoftwaremittel 310 den Kalender 327, um festzustellen, ob er das Angebot aufrecht erhalten und den Auftrag akzeptieren kann. Wenn das Angebot noch in den Kalender 327 integrierbar ist, bestätigt der Anbieter 325 dann den erteilten Auftrag, wie dies im Feld 360 gezeigt ist, und sowohl der Verbraucher als auch der Anbieter setzen die Terminvereinbarung 362 an ihren entsprechenden Kalendern 323, 327 fest. Eine „Terminvereinbarung" ist eine Zeitdauer in der sich der Anbieter 325 zuverlässig verpflichtet hat, die Aktivität auszuführen.
Somit wird die Entscheidungsfindung in dem Prozessablauf 330 durch die Marktkräfte Angebot und Nachfrage geregelt. Genauer gesagt, die Verbrauchersoftwaremittel 305 sind so gestaltet, um Dienste mehr oder weniger aggressiv in Abhängigkeit von ausgewählten Faktoren, etwa Priorität oder Zeitdruck zu akquirieren. Die Anbietersoftwaremittel 310 sind so gestaltet, um solche Dienste in mehr oder minder aggressiver Weise in Abhängigkeit von einer Reihe von Faktoren, etwa dem Maß an Auslastung ihrer Kalender, anzubieten. Zu beachten ist, dass diese Entscheidungen extern durch konfigurierbare Eigenschaften oder Kurven manipuliert werden können, die Budgets und Kosten beeinflussen können, auf die sich die Entscheidungen gründen. Bei einem derartigen gemeinsamen Arbeitsablauf koope rieren die Verbraucher- und Anbietersoftwaremittel 305, 310 so, um die Bedürfnisse der Verbraucher 305 in zeitlich korrekter und effizienter Weise zu befriedigen.
4 zeigt einen Teil eines Halbleiterherstellungsprozessablaufes 400, in welchem die Softwaremittel 265 aus 2 alle drei Ebenen der Spezialisierung verkörpern. Genauer gesagt, der Prozessablauf 400 umfasst:
ein PM-Organisationsmittel („PMSA") 418, das ein Verbrauchersoftwaremittel ist, das PM- und Qual-Prozeduren für eine Prozessanlage zum Zwecke der Zeitablaufsteuerung repräsentiert;
ein Losorganisationsmittel („LSA") 405, das ein Verbrauchersoftwaremittel ist, das das Los 130 im Hinblick auf zeitliche Organisation bzw. Planung repräsentiert;
ein Maschinenorganisationsmittel („MSA") 410, das sowohl ein Verbraucher- als auch ein Anbietersoftwaremittel ist, abhängig von dem Zusammenhang, in welchem es betrieben wird, das die Prozessanlage 115 im Hinblick auf die zeitliche Planung repräsentiert; und
ein Ressourcenorganisationsmittel (RSA") 415, das ein Anbietersoftwaremittel ist, das das Retikel 410 zum Zwecke der zeitlichen Koordinierung repräsentiert.
Obwohl dis nicht gezeigt ist, besitzen das Los 130, die Prozessanlage 115, die PM- oder Qual-Prozeduren (nicht gezeigt) und das Retikel 420 alle entsprechende „Prozess-" Mittel, an die die Organisationsmittel 405, 410, 415, 418 die Steuerung zum Zeitpunkt des Ausführens der Aktivität übergeben. Zu beachten ist, dass die RSAs 415 andere Arten von Prozessressourcen repräsentieren können, beispielsweise Dummy-Scheiben, leere Kassetten, WFTs, MTs, etc. Der Prozessablauf 400 wendet den Ansatz mit dem Modell des freien Marktes auf das Protokoll mit Auftragsverhandlung, das zuvor mit Bezug zu den 3a und 3b beschrieben ist, an. Das LSA 405 versucht, die Kosten zu minimieren, wobei es innerhalb des Zeitplanes bleibt. Das MSA 410 versucht, die Maschinenauslastung zu optimieren, während der Profit maximiert werden soll.
Das LSA 405 versucht, das Los 130, das es repräsentiert, im Zeitplan zu halten. Das MSA 410 versucht, die Prozessanlage 115, die es repräsentiert, maximal auszulasten. In ähnli cher Weise versucht das RSA 415, die Ressource, die es repräsentiert, d. h. das Retikel 420, maximal auszulasten. Zu beachten ist, dass das RSA 415 andere Arten von Ressourcen, beispielsweise Maschineneinladeressourcen, Dummy-Scheiben, Kassetten, Scheibenfabriktechniker, Wartungstechniker, etc. in anderen Implementierungen repräsentieren kann. Das PMSA 418 versucht, in geeigneter Weise PM-Ereignisse und Qual-Ereignisse u. a. in der Prozessanlage 115 zeitlich festzulegen. Die diversen Mittel 405, 410, 415 und 418 führen dies im Zusammenhang mit dem Verhandeln von Terminvereinbarungen für den Verbrauch von Prozessressourcen aus, indem die von ihnen angebotenen Preise eingestellt werden, oder indem die Budgets für die Bezahlung von Dienstleistungen entsprechend den Terminplänen, die sie erfüllen müssen oder erfüllen wollen, eingestellt werden.
Genauer gesagt, ein Los 130 verhandelt typischerweise mit einer Reihe von Anlagen, beispielsweise Prozessanlagen 115. Das LSE 405 versucht, ein Zeitfenster zu ermitteln, das von einer Prozessanlage angeboten wird, das es dem Los ermöglicht, seinen festgelegten Termin einzuhalten und die nächste Maschinenstation, die eine Engstelle darstellt, zu einer angemessenen Zeit zu beschicken. Gleichzeitig versucht das MSA 410, die Lose 130 für die Bearbeitung in einer Weise zu akquirieren, die die Ausnutzung der Prozessanlage 115 optimiert. Insgesamt sind die Ziele des MSA 410, die Gesamtausnutzung seiner entsprechenden Prozessanlage 115 unter Einbehaltung der relativen Priorität der Lose 130 zu maximieren, Initialisierungen oder Prozessänderungen zu verringern und seine Bearbeitungskapazität zu optimieren. Diese Zusammenarbeit der Interaktion von Mitteln führt zu einer zeitlichen Organisation bzw. Planung eines Loses 130 auf einer speziellen Prozessanlage 115 innerhalb eines spezifizierten Zeitfensters.
Allgemein ausgedrückt, das LSE 405 beginnt die Verhandlung, indem eine „Angebotsanforderungs-" Nachricht 425 an alle MSA 410 gesendet wird, die Prozessanlagen 115 repräsentieren, die in der Lage sind, einen gewünschten Fertigungsvorgang auszuführen. Zu diesem Zeitpunkt fungiert das MSA 410 als ein Anbieter, da die Prozessanlage 115 Verarbeitungsdienste, d. h. Prozesszeit, anbietet. Das MSA 410 für jede geeignete Prozessanlage 115 erkennt beim Empfang der Angebotsanforderungsnachricht 415 ein potentielles Angebot, erkennt, dass es ein qualifiziertes Retikel 420 benötigt, um die Aufgabe auszuführen und sendet sein eigene Angebotsanforderungsnachricht 430 zu den RSAs 415 aller geeigneten Ressourcen, d. h. qualifizierten Retikel 420. Das MSA 410 ist nun von einem Anbieter zu diesem Zeitpunkt zu einem Verbraucher geworden, da es Prozessanlage 115 nunmehr Prozessdienste, d. h. Prozesszeit mit dem Retikel 420 Prozessdienste, d. h. Prozesszeit mit dem Retikel 420 verbraucht. Jedes RSA 415, das ein qualifiziertes Retikel 420 repräsentiert, gibt ein oder mehrere Angebote 435 ab, von welchem das MSA 410 eines zur Aufnahme in seinem eigenen Angebot 460 auswählt. Das MSA 410, das nunmehr die erforderlichen Ressourcen identifiziert hat, kehrt in seine eigene Rolle als ein Anbieter für Prozessdienstleitungen zurück. Wenn ein weiteres potentielles Angebot von dem MSA 410 erkannt wird, fordert es wiederum Angebote von den geeigneten RSAs 415 an.
Jedes MSA 410, das eine geeignete Prozessanlage 115 repräsentiert, gibt ein oder mehrere Angebote 460 an das LSA 405 ab, das die Angebotsanforderungsnachricht 425 ausgesendet hat. Das LSA 405 wählt ein Angebot 460 von all den ausgegebenen Angeboten 460 aller MSAs 410 aus. Das LSA 405 vergibt dann den Auftrag 465 an das MSA 410, das das ausgewählte Angebot 460 ausgibt. Das MSA 410 überprüft seinen Maschinenkalender 470, bestimmt, dass das Angebot immer noch aufrecht erhalten werden kann und vergibt, wenn dieses so ist, den Auftrag 440 an das Retikel 420, das das ausgewählte Angebot 425 ausgebeben hat. Das RSA 415 überprüft einen Ressourcenkalender 445, erkennt, dass das Angebot noch gültig ist und legt die Terminvereinbarung 475a in seinem eigenen Ressourcenkalender 445 fest. Das RSA 415 bestätigt dann den Auftrag mit einer „Angebotsbestätigungs-" Nachricht 455 und das MSA 410 legt eine Terminvereinbarung 475b auf seinem Maschinenkalender 470 fest mit einem Bezug zu dem ersten RSA 415, das das „Ressourcen-" Angebot 435 bereitgestellt hat. Das MSA 410 sendet dann eine „Angebotsbestätigungs-" Nachricht 480 zu dem LSA 405 aus. Das LSA 405 legt dann die entsprechende Terminvereinbarung 475c auf seinem eigenen Loskalender 485 fest. Wenn der Zeitpunkt der Terminvereinbarungen 475a, 475b, 475c für die Ausführung bevorsteht, übergeben die Organisationsmittel 405, 410 und 415 die Steuerung an ihre entsprechende Prozessierungsmittel (nicht gezeigt).
Obwohl die Mittel der gleichen Art typischerweise mit ähnlichem Verhalten programmiert sind, ergibt sich somit eine Unterscheidung, um spezialisierte Mittel zu schaffen. Im Vergleich zu dem Verhalten von dem MSA 410 zu dem LSA 405 und dem RSA 415 in der obigen Erläuterung tritt eine derartige Unterscheidung deutlich auf. Es gibt jedoch auch subtilere Unterscheidungen in der dargestellten Ausführungsform. Beispielsweise gibt es viele Arten von Prozessanlagen 115 und jede Art der Prozessanlage 115 kann unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, für die ein entsprechendes Softwaremittel 265 benötigt wird. Zu beispielhaften Eigenschaften, die sich zur Spezialisierung in Maschinenmitteln in der dargestellten Ausführungsform eignen, gehören:
ob die Prozessanlage 115 einzelne Scheiben, ein Los 130, Stapel von Losen 130 oder Stapel von einzelnen Scheiben verarbeitet;
ob die Prozessanlage 115 Scheiben, Lose 130 oder Stapel seriell bearbeitet (d. h. die Bearbeitung einer ersten Einheit beendet, bevor eine zweite begonnen wird zu bearbeiten) oder sequenziell („kaskadierend", d. h. das Bearbeiten einer zweiten Einheit wird begonnen, bevor die Verarbeitung einer ersten Einheit abgeschlossen ist);
die Anzahl der Eingangs/Ausgangsbereiche für die Prozessanlage 115;
ob die Eingangs/Ausgangsbereiche für die Prozessanlage 115 Eingänge, Ausgänge oder Eingänge/Ausgänge sind;
ob die Kammern für die Prozessanlage 115 der Reihe nach oder parallel verwendet werden;
ob die Prozessanlage 115 PMs aufeinanderfolgend anordnen kann;
die Anzahl der Kammern in der Prozessanlage 115;
ob die Prozessanlage 115 einen internen Aufbewahrungsraum aufweist;
ob die Prozessanlage 115 das Bearbeiten eines Loses 130 oder eines Stapels als Wartschlange anordnen kann, während ein weiteres Los 130 oder ein Stapel verarbeitet wird;
ob die Prozessanlage 115 ein Einladen und/oder Ausladen erfordert;
ob die Prozessanlage 115 Ressourcen erfordert, und wenn dies der Fall ist, ob jene Ressourcen zugeordnete Ressourcen oder gemeinsam benutzte Ressourcen sind.
Es ist jedoch zu beachten, dass die Faktoren, entsprechend denen ein Maschinenmittel oder ein Softwaremittel 265 spezialisiert wird, im hohen Maße implementationsspezifisch ist.
Es sei beispielsweise eine Implementierung betrachtet, in der Maschinenmittel dahingehend spezialisiert sind, ob diese eine Scheibe, ein Los, oder Stapel etc. prozessieren. In einer speziellen Ausführungsform werden die folgenden Maschinenmittel angewendet:
ein Basisprozessmittel;
ein scheibenbasiertes Prozessmittel;
ein scheibenbasiertes sequenzielles Prozessmittel;
ein scheibenbasiertes Prozessmittel mit sequenzieller Stapelverarbeitung;
ein scheibenbasiertes Prozessmittel für Stapelverarbeitung;
ein losbasiertes Prozessmittel;
ein losbasiertes sequenzielles Prozessmittel;
ein losbasiertes Prozessmittel mit Stapelverarbeitung;
ein losbasiertes Prozessmittel mit sequenzieller Stapelverarbeitung; ein Basisorganisationsmittel;
ein scheibenbasiertes Organisationsmittel;
ein scheibenbasiertes sequenzielles Organisationsmittel;
ein scheibenbasiertes Organisationsmittel mit sequenzieller Stapelverarbeitung;
ein scheibenbasiertes Organisationsmittel mit Stapelverarbeitung;
ein losbasiertes Organisationsmittel;
ein losbasiertes sequenzielles Organisationsmittel;
ein losbasiertes Organisationsmittel mit Stapelverarbeitung; und
ein losbasiertes Organisationsmittel mit sequenzieller Stapelverarbeitung.
Diese spezielle Ausführungsform verwendet die Mittel unter Anwendung objektorientierter Programmiertechniken und die Basismittel liefern die Klassendefinition und die anderen Mittel sind Unterklassen dieser Klasse. Die Kalender, beispielsweise der Kalender 327 in 3a, können ebenso spezialisiert werden, wie die Maschinen, denen sie zugeordnet sind. Somit können in der unmittelbar zuvor erwähnten Ausführungsform die folgenden spezialisierten Kalender verwendet werden:
ein scheibenbasierter sequenzieller Kalender;
ein scheibenbasierter serieller Kalender;
ein scheibenbasierter Kalender mit serieller Stapelverarbeitung;
ein scheibenbasierter Kalender mit sequenzieller Stapelverarbeitung;
ein losbasierter serieller Kalender;
ein losbasierter sequenzieller Kalender;
ein losbasierter Kalender mit serieller Stapelverarbeitung; und
ein losbasierter Kalender mit sequenzieller Stapelverarbeitung.
Es ist jedoch zu beachten, dass dies für die Praktizierung der Erfindung nicht erforderlich ist.
Es können auch andere Spezialisierungen für Mittel verwendet werden. PM-Mittel können dahingehend spezialisiert werden, ob die Wartungsprozeduren, die sie ausführen, auf der Zeit, den verarbeiteten Scheiben, den verarbeiteten Losen, den verarbeiteten Stapeln, der Prozesszeit, dem Auftreten eines Ereignisses, etc. beruhen. In einer speziellen Ausführungsform werden die folgenden spezialisierten PM-Mittel verwendet:
scheibenbasierte PM-Organisationsmittel;
zeitbasierte PM-Organisationsmittel;
verarbeitungseinheitsbasierte (beispielsweise Anzahl der prozessierten Lose 130, Anzahl der prozessierten Stapel) PM-Organisationsmittel;
prozesszeitbasierte (beispielsweise integrierte Prozesszeit) PM-Organisationsmittel;
ereignisbasierte PM-Organisationsmittel (z. B. Ende eines Verarbeitungsereignisses); scheibenbasierte PM-Prozessmittel;
zeitbasierte PM-Prozessmittel;
verarbeitungseinheitsbasierte (beispielsweise Anzahl der prozessierten Lose 130, Anzahl der prozessierten Stapel) PM-Prozessmittel;
prozesszeitbasierte (beispielsweise integrierte Prozesszeit) PM-Prozessmittel; und
ereignisbasierte PM-Prozessmittel (beispielsweise Ende eines Prozessvorganges).
Jedes PM-Organisationsmittel enthält ein einzigartiges Verhalten auf Grund der unterschiedlichen Arten von PMs. Beispielsweise organisiert ein zeitbasiertes PM-Organisationsmittel PMs auf der Grundlage der Zeit (beispielsweise 30 Tage-PMs). Das zeitbasierte PM-Organisationsmittel bestimmt die Zeit, an der die PM fällig ist, indem 30 Tage zu dem letzten Auftreten der PM hinzuaddiert werden. Andererseits verhält sich ein ereignisbasiertes PM-Organisationsmittel anders. Das ereignisbasierte PM-Organisationsmittel organisiert PMs auf der Grundlage von Ereignissen, die in der Anlage auftreten (beispielsweise PM nach Ende des Ätzens). Wenn das ereignisbasierte PM-Organisationsmittel das Ereignis des Endes eines Ätzvorganges erkennt, legt es eine PM für diese spezifische Prozessanlage 115 fest.
LSAs können im Hinblick für etwa folgende Gründe spezialisiert sein:
Priorität;
Produkt; und
Produktfamilie.
Somit kann ein LSA ein anderes Verhalten bei der Auswahl eines Angebots auf der Grundlage der Priorität eines Loses, dem Produkt oder der Produktfamilie aufweisen. Beispielsweise wird ein Los mit höherer Priorität ein Angebot auf der Grundlage der Zeit, in der es bearbeitet werden kann, auswählen, während ein Los mit geringerer Priorität ein Angebot auf der Grundlage der Kosten auswählt. Ein Los kann sich auch unterschiedlich auf der Grundlage der Produktfamilie des Loses verhalten. Es sei beispielsweise ein Flash-Prozessor gegenüber einem Mikroprozessorlos betrachtet. Ein Flash-Prozessor könnte beispielsweise das Verhalten aufweisen, das er durch den Prozessablauf so schnell wie möglich durchgeschleust wird. In diesem Falle wird das Los Angebote auf der Grundlage der Zeit auswählen. Andererseits kann ein Mikroprozessor das umgekehrte Verhalten aufweisen und würde Angebote auf der Grundlage der Kosten auswählen.
Ressourcenmittel können ähnlicherweise wie Organisationsmittel oder Prozessmittel spezialisiert werden und können dahingehend spezialisiert werden, dass diese zugeordnete Ressourcen (beispielsweise eine Ressource für das Einladen) oder eine gemeinsame Ressource (beispielsweise ein WFT, ein Retikel, eine Dummy-Scheibe, oder ein leerer Träger) repräsentieren, oder diese können spezialisiert werden durch die spezifische Art der Res source, die sie repräsentieren. Es können jedoch in alternativen Ausführungsformen andere Spezialisierungen verwendet werden.
Die OOP-Umgebung, in der die dargestellte Ausführungsform beschrieben ist, ist für die Spezialisierung auf diese Weise gut geeignet. Wie der Fachmann auf diesem Gebiet erkennt, enthält eine OOP-Umgebung zahlreiche softwareimplementierte Objekte, wovon jedes zu einem Objekttyp oder einer Objektklasse gehört. In der dargestellten Ausführungsform gehören Prozessmittel und Organisationsmittel zu zwei unterschiedlichen Objektklassen. Objekte innerhalb einer Klasse können als eine „vererbte Hierarchie" unterschieden werden, in denen untere Ebenen Eigenschaften höherer Ebenen erben und Attribute oder Eigenschaften enthalten, die sie von den höheren Ebenen unterscheiden.
Es sei die vererbte Hierarchie 500, die in 5a gezeigt ist, für die MSA-Objektklasse betrachtet. Das MSA 502 ist die Basisklasse für MSAs. Das MSA 502 enthält das Verhalten, das alle MSAs gemeinsam aufweisen. Beispielsweise ist das MSA 502 für das Erzeugen von Warnungen für Anfangszeitpunktvereinbarungen und Endzeitpunktvereinbarungen verantwortlich. Das Mittel baut ferner gewisse Helferklassen auf, die beispielsweise Tenninvereinbarungsänderungsankündigungen, Terminvereinbarungsänderungszuhörer, Maschinenstatus, Maschinenzuhörer, Angebotsanforderungsteilnehmer, Frühstarter, Regresskalkulatoren, Konfliktkalkulatoren, Losverschiebekorrekturplaner und Maschinenangebotsanforderer enthalten. Alle diese Konzepte sind im Folgenden detaillierter erläutert. Das MSA 502 ist ferner für die Anforderung eines Anlagenstatus verantwortlich. Die LSAs fordern ferner das MSA 502 auf, Angebote zu erzeugen oder zu bestätigen. Alle diese Verhaltensweisen in dem MSA 502 werden durch die MSAs vererbt. Zu den MSAs gehören ein Los-MSA 504, ein sequenzielles Los-MSA 506, ein Stapel-MSA 508, ein Stapel-Los-MSA 510, ein sequenzielles Stapel- SA 512, ein Stapel-Scheiben-MSA 514, ein sequenzielles Stapel-Scheiben-MSA 516, ein Scheibenmaschinenorganisationsmittel 518 und ein sequenzielles Scheiben-MSA 520.
Zu dem Vererben des grundlegenden Verhaltens enthält jedes spezialisierte MSA ein einzigartiges Verhalten und überschreibt einige vererbte Verhaltensweisen. Der Hauptanteil des einzigartigen Verhaltens beruht in der dargestellten Ausführungsform darauf, wie die mit dem MSA verknüpfte Prozessanlage 115 Lose 130 verarbeitet. Einige der Verhaltensweisen beinhalten die Verarbeitung des Anlagenstatusses, der Prozessanlagenereignisse, das Reagieren auf Änderungen der Terminvereinbarung, das Reagieren auf Änderungen im Fabrikzustand, das Bestimmen der Verbrauchszeit für ein Los oder einen Stapel und das Erzeugen spezialisierter Helferklassen (was im Weiteren näher erläutert wird). Um das unterschiedliche Verhalten zwischen den Organisationsmitteln zu veranschaulichen, wird das Verhalten eines Scheiben- MSA 518 gegenüber einem Stapel-Los- MSA 510 dargestellt und herausgestrichen.
Ein Scheiben- MSA 518 (das beispielsweise eine Plasmaätzanlage repräsentiert) bearbeitet jeweils eine Scheibe zu einer gegebenen Zeit eines gegebenen Loses. Andererseits ein Stapel-Los- MSA 510 (das beispielsweise einen Ofen repräsentiert) verarbeitet einen Stapel diverser Lose zu einem gegebenen Zeitpunkt. Während der Initialisierung erfordern beide Mittel 510, 518 einen Anlagenstatus an. Der von den Mitteln 510, 518 empfangene Anlagenstatus ist einzigartig. Das Scheiben- MSA 518 empfängt einen Anlagenstatus, der Informationen enthält, die auf Scheiben beruhen, während das Stapel-Los- MSA 510 einen Anlagenstatus empfängt, der auf Stapeln von Losen beruht. Jedes Mittel 510, 518 verarbeitet in einzigartiger Weise den Anlagenstatus, um den Status der Maschine zu erkennen. Ein weiterer Unterschied zwischen den Mitteln 510, 518 besteht darin, wie sie diese Anlagenereignisse verarbeiten. Die Ereignisse hängen davon ab, wie die Maschine Lose verarbeitet. Im Falle einer Scheibenmaschine, treten einige Anlagenereignisse in scheibenbezogener Weise auf. In einer Maschine mit der Verarbeitung von Stapeln von Losen treten einige der Anlagenereignisse auf der Grundlage der zeitlichen Abfolge auf. Beispielsweise wird das Ereignis eines nahenden Arbeitsabschlusses ausgelöst, wenn die Prozessanlage 115 nahezu die Bearbeitung des Loses 130 oder eines Stapels abgeschlossen hat. Auf einer scheibenbasierten Maschine wird das Ereignis ausgelöst, wenn noch eine gegebene Anzahl an Scheiben verbleibt. Auf einer Maschine mit Stapelverarbeitung eines Loses wird das Ereignis ausgelöst, wenn die verbleibende Zeit einen gewissen Schwellwert erreicht.
Das Festlegen der Verbraucherzeit für eine neue Terminvereinbarung ist ebenso zwischen dem Scheiben-MSA 518 und dem Stapel-Los-MSA 510 schwierig. Die Anzahl der Scheiben 135, die ein Los 120 enthält, und der Prozessvorgang bestimmen die Verbraucherzeit für eine scheibenbasierte Maschine. Andererseits verwendet ein Stapel-Los-MSA 510 eine Stapel-Verbraucherzeit für den Prozess und den Prozessvorgang. Wenn das Organisationsmittel das Ereignis für das nahende Arbeitsende empfängt, bestimmt das Mittel, ob es die Terminvereinbarung erweitern oder herabsetzen sollte. Im Falle eines Scheiben-MSA 518 bestimmt das Mittel 518 die Anzahl der noch zu verbleibenden und zu bearbeitenden Scheiben. Es bestimmt dann die verbleibende Verbraucherzeit auf der Grundlage der Zahl der restlichen Scheiben. Es verringert oder erweitert die Terminvereinbarung auf der Grundlage der verbleibenden Verbraucherzeit. Das Stapel-Los-MSA 510 empfängt die verbleibende Verbraucherzeit innerhalb des Ereignisses für das anstehende Arbeitsende. Es verringert oder erweitert die Terminvereinbarung auf der Grundlage der verbleibenden Verbraucherzeit.
Alternativ sei die vererbte Hierarchie 550 aus 5b betrachtet. Die RSA-Objektklasse 552 ist die zugrundliegende Klasse bzw. Basisklasse für alle RSAs. Das grundlegende RSA 552 enthält das Verhalten, das alle RSAs gemeinsam aufweisen. Beispielsweise ist das grundlegende RSA 552 für das Erzeugen und Entfernen von Warnungen für Terminvereinbarungsanfangszeiten und Endzeiten verantwortlich. Das grundlegende RSA 552 ist ferner in zwei Unterklassen aufgeteilt: zugeordnete RSAs 554 und gemeinsame RSAs 556. Ein typisches Beispiel einer zugeordneten Ressource ist die Einladeressource, die für das Einladen und Ausladen von Losen 130 auf einer Stapelprozessanlage 115 verantwortlich ist. Eine derartige zugeordnete Ressource wird durch ein zugeordnetes RSA 554, beispielsweise das Einlade-RSA 558 repräsentiert. Typische Beispiele für eine gemeinsame Ressource sind Retikel, leere Kassetten, Dummy-Scheiben, WFTs und MTs. Derartige gemeinsame Ressourcen werden durch gemeinsame RSAs 556 repräsentiert, beispielsweise das Retikelorganisationsmittel 560, das Organisationsmittel für leere Kassetten 562, das Dummy-Scheibenorganisationsmittel 564, das WFT-Organisationsmittel 568, das MT-Organisationsmittel 570.
Eine der spezialisierten Verhaltensweisen eines Einlade-RSAs 558 ist die Optimierung der Einladereihenfolge. Jedes mal, wenn ein Einlade-RSA 558 ein Ereignis der Änderung einer Terminvereinbarung, das mit dem Aktualisieren der frühesten Ankunftszeit eines Loses 130 in Beziehung steht, empfängt, bestimmt es eine optimierte Einladereihenfolge aller Lose 130 in einen Stapel, so dass das Einladen aller Mitglieder des Stapels in der kürzesten Zeit erfolgen kann. Ein weiteres spezialisiertes Verhalten eines Einlade-RSAs 558 ist das Organisieren von Auslade-Terminvereinbarungen, wenn ein Stapelvorgang spät ankommende Lose 130 aufweist.
Andere spezialisierte RSAs zeigen ebenso andere spezialisierte Verhaltensweisen. Die WFT oder MT-Organisationsmittel 568, 570 besitzen jeweils spezialisierte Verhaltensweisen, um die Rahmenbedingungen, die mit der Qualifikation (Fertigkeiten) der Person in Beziehung stehen, Ruhepausenerfordernissen und Einschränkungen hinsichtlich der Arbeitsschicht zu berücksichtigen. Ein Unterschied zwischen WFT und MT liegen darin, dass typischerweise ein MT für die gesamte Dauer einer Reparatur oder einer PM erforderlich ist, während ein WFT lediglich für einen Teil der Zeit erforderlich ist. Beispielsweise kann ein WFT an einer Prozessanlage 115 während des Einladens und Ausladens erforderlich sein, kann aber andere Aufgaben ausführen, während die Anlage 115 arbeitet. Ein Organisationsmittel für leere Kassetten 562 besitzt eine spezialisierte Verhaltensweise, da es dynamisch geschaffen wird und dann nach der Verwendung aufhört zu existieren. Eine leere Kassette hört auf, eine gemeinsame Ressource zu sein, nachdem diese zum Aufnehmen von Scheiben verwendet wird, während eine Kassette, die ein Produktionslos enthält, eine leere Kassette werden kann, wenn die Scheiben aus der Kassette entfernt werden. Dummy-Scheiben-Organisationsmittel 564 besitzen ein spezialisiertes Verhalten, da diese Scheiben ein regelmäßiges Instandsetzen erfordern. Dummy-Scheiben werden verwendet, um leere Schlitze in einigen Stapelverarbeitungsmaschinen zu füllen, die eine minimale Beladung für ein korrektes Arbeiten erfordern. Dummy-Scheiben müssen nach einem gewissen Maß an Benutzung ausgesondert werden und können nicht mehr verwendet werden, bis sie wieder instandgesetzt sind.
Somit umfasst das AEMS 600 der dargestellten Ausführungsform eine Reihe von Softwarekomponenten, die zum Teil die in 6 gezeigten Softwareobjekte mit einschließen. Diese umfassen die folgenden Klassen:
eine Organisationsmittelklasse 610, die ferner enthält:
LSAs 630, die das Bearbeiten und damit verknüpfte Transportterminvereinbarungen für ein spezifiziertes Los 130 festlegen;
MSAs 650, die Terminvereinbarungen mit anderen Organisationsmittel für eine spezifizierte Maschine festlegen;
PM-Organisationsmittel („PSAs") 640, die spezielle PM- und Qual-Terminvereinbarungen für eine spezifizierte Maschine festlegen;
RSAs 660, die die Verwendung sekundärer Ressourcen (beispielsweise Retikal, WFTs, MTs) festlegen;
eine Prozessmittelklasse 620, die ferner enthält:
Losprozessmittel („LPAs") 670, die die Losbearbeitungs- und Transportterminvereinbarungen ausführen;
Maschinenprozessmittel („MPAs") 690, die Initialisierungs-, Losverarbeitungs- oder Stapelverarbeitungs- und PM- und Qual-Terminvereinbarungen ausführen;
PM-Prozessmittel („PPAs") 680, die PM- und Qual-Terminvereinbarungen ausführen; und
Ressourcenprozessmittel („RPAs") 685, die ressourcenspezifische Terminvereinbarungen ausführen (beispielsweise Einlade- und Ausladevorgänge für Maschinenladeressourcen, Ressourcentransport, Ressourcenausnutzung); und
eine Losstartmittelklasse 602, die ferner enthält:
Versorgungsengpassvermeidungslosstartmittel („Salsa") 605, das Lose gerade rechtzeitig freigibt, um eine Nichtauslastung von Engstellen zu vermeiden; und
ein festgelegtes Freigabelosstartmittel („SRLSA") 615, das Lose gemäß einem vorbestimmten Zeitablauf freigibt.
In alternativen Ausführungsformen können noch andere Klassen verwendet werden.
Wie zuvor erwähnt ist, bestimmt das Salsa-Mittel 605, wenn neue Lose 130 in den Prozessablauffabrik eingefädelt werden. Genauer gesagt, das Salsa-Mittel 605 überwacht den aktuellen Arbeitsablauf („WIP") in dem Prozessablauf und identifiziert einen oder mehrere Arbeitsplätze, die Engstellen im Prozessablauf hervorrufen. Das Salsa-Mittel 605 berechnet einen WIP-Wert, der die Arbeitsmenge repräsentiert, die sich jeder Engstelle nähert und bestimmt, ob der WIP-Wert so projektiert ist, um unter einen Steuerungsgrenzwert während einer Evaluierungsperiode zu fallen. Wenn der WIP-Wert so projektiert ist, um unter die Steuerungsgrenze während der Evaluierungsperiode abzusinken, wird eine ausgewählte Menge zusätzlicher Arbeitseinheiten in die Herstellungslinie eingefädelt. In einigen Implementierungen bestimmt das Salsa-Mittel 605 sogar einen oder mehrere Produkttypen für die ausgewählte Menge an zusätzlichen Werkstücken.
Das AEMS 600 umfasst ferner eine Reihe von Softwarekomponenten (nicht gezeigt) in „Helferklassen", die von den Softwaremitteln 625 zum Erreichen Ihrer Funktionen verwendet werden. Diese anderen Komponenten können allgemein wie folgt eingestuft werden:
Kalkulatoren zum Berechnen diverser Quantitäten (beispielsweise Losbudgetkalkulator, Kalkulator für die späteste Beendigungszeit, Angebotskostenkalkulator);
Organisierer für das Planen diverser Ereignisse (beispielsweise Transportplaner);
Zuhörer zum Erfassen und Berichten des Auftretens ausgewählter Ereignisse oder Änderungen im Zustand (beispielsweise Zuhörer für Lose, Zuhörer für Angebote);
eine Alarmuhr die Zeit (Echtzeit oder simulierte Zeit) für Komponenten des AEMS 600 und die Fähigkeit bereit stellt, einen Alarm für eine spezifizierte Zeit oder Zeitdauer und aufzurufende Zuhörer hervorzubringen; und
Adapter, die Schnittstellen zu anderen Aspekten der Fertigungsstätte, beispielsweise das MES, das EI, das AMHS, bereitstellen, etwa:
MES-Adapter, die eine Schnittstelle zu dem MES liefern, um MES-Transaktionen auszuführen, beispielsweise das Überwachen des Loses oder der Maschine, das auf Abruf Halten des Loses, etc.;
EI-Adapter, die Befehle zu Anlagenschnittstellen senden (beispielsweise Rezepte, Herunterladen, den Anlagenstatus anfordern, etc.) und die Ereignisinformation von den Anlagenschnittstellen über Anlagenereignismelder empfangen;
AMHS-Adapter, die Befehle zu dem AMHS senden und Transportstatusaktualisierungen von dem AMHAS empfangen; und
Meldeadapter, die diverse Formen von Meldungen (beispielsweise Bildschirm, Pager, E-Mail, etc.) zum Fabrikpersonal (beispielsweise WFTs) senden.
Die Tabelle 1 listet die Helferklassenkomponenten entsprechend dem Mittel für eine spezielle Ausführungsform der Erfindung auf Tabelle 1 Helferklassenobjekte, die von Softwaremittel aufgerufen werden
In dieser Ausführungsform werden die Softwaremittel unter Anwendung von objektorientierten Programmiertechniken eingerichtet. In der Sprache der objektorientierten Bearbeitung ist ein Software-„Mittel" ein autonomes aktives Objekt. Mit dem gegebenen Satz an Operationen kann ein Softwaremittel eine unabhängige Aktion in Reaktion auf lokale Bedingungen ausführen, wodurch ein adaptives Systemverhalten erzeugt wird. Die vorliegende Erfindung bietet ein durch Softwaremittel verbessertes System, das autonome und mobile „Softwaremittel" definiert, konfiguriert und einsetzt, die die Funktion der „realen Weltmittel" in einer Halbleiterherstellungsfabrik, etwa Fabrikarbeiter, Material, Anlagen, Ressourcen, etc. nachbilden und verbessern. Der Fachmann erkennt, dass ein Mittel oder ein anderes Softwareobjekt ein oder mehrere Softwareobjekte enthalten kann. Im hierin verwendeten Sinne bezeichnet der Begriff „Objekt" ein Softwareobjekt, das wiederum aus anderen Softwareobjekten aufgebaut sein kann. Andererseits erkennt der Fachmann auch, dass die Funktion eines Objekts mit anderen Funktionalitäten vereinigt werden kann. Selbstverständlich können Funktionen, die als mit separaten Objekten verknüpft beschrieben sind, auch in Funktionen integriert sein, die mit einem einzelnen Objekt verknüpft sind.
Einige Teile der detaillierten Beschreibung hierin sind folglich in Hinblick auf einen software-implementierten Prozess dargeboten, der symbolische Darstellungen von Operationen an Datenbits innerhalb eines Speichers in einem Rechnersystem oder einem Rechnergerät beinhaltet. Diese Beschreibungen und Darstellungen sind die vom Fachmann verwendeten Mittel, um in höchst effizienter Weise den Inhalt seiner Arbeit anderen Fachleuten zu vermitteln. Prozesse und die Operation erfordern physikalische Manipulation physikalischer Größen. Üblicherweise, ohne dass dies notwendig ist, nehmen diese Größen die Form elektrischer, magnetischer oder optischer Signale an, die gespeichert, übertragen, kombiniert, verglichen und anderweitig manipuliert werden können. Es hat sich ggf. als bequem erwiesen, insbesondere im Hinblick auf die gemeinsame Nutzung, um diese Signale als Bits, Werte, Elemente, Symbole, Zeichen, Terme, Zahlen oder dergleichen zu bezeichnen.
Es sollte jedoch beachtet werden, dass alle diese und ähnliche Begriffe mit den geeigneten physikalischen Größen zu verknüpfen sind und lediglich bequeme Namen sind, die diesen Größen verliehen werden. Sofern nicht explizit anderweitig dargelegt ist oder ansonsten deutlich wird, betreffen in der vorliegenden Offenbarung diese Beschreibungen die Aktion und die Prozesse eines elektronischen Gerätes, das Daten, die als physikalische (elektronische, magnetische oder optische) Größen innerhalb des Speichers eines elektronisches Bauelements repräsentiert sind, manipuliert und in andere Daten transformiert, die in ähnlicher Weise als physikalische Größen in Speichereinheit oder in Übertragungs- oder Anzeigeeinrichtungen dargestellt sind. Beispiele von Begriffen, die eine derartige Beschreibung bezeichnen, sind, ohne Einschränkung, die Begriffe „Prozessieren", „Berechnen", „Ausrechnen", „Bestimmen", „Anzeigen", und dergleichen.
Zu beachten ist ferner, dass die softwareimplementierten Aspekte der Erfindung typischerweise auf eine gewisse Art eines Programmspeichermediums codiert sind oder über eine gewisse Art eines Übertragungsmediums eingerichtet werden. Das Programmspeichermedium kann magnetisch (beispielsweise eine Flop-Diskette oder eine Festplatte) oder optisch sein (beispielsweise einen Nur-Lesespeicher einer Compact-Disk oder „CD-ROM") und kann ein Nur-lesbares Medium oder ein Medium mit wahlfreiem Zugriff sein. Auch kann das Übertragungsmedium verdrillte Drahtpaare enthalten, ein Koaxialkabel, eine Glasfaser oder ein anderes geeignetes Übertragungsmedium, das im Stand der Technik bekannt ist. Die Erfindung sollte nicht durch diese Aspekte einer gegebenen Implementierung eingeschränkt werden.
Dies beschließt die detaillierte Beschreibung. Die speziellen offenbarten Ausführungsformen sind lediglich anschaulich, da die Erfindung auf unterschiedliche aber äquivalente Weisen, die dem Fachmann im Besitze der Lehren hierin offenkundig sind, modifiziert und ausgeführt werden kann. Ferner sind keine Details im Hinblick auf den Aufbau oder die Gestaltung, wie sie hierin gezeigt sind, beabsichtigt, sofern sie nicht in den folgenden Patentansprüchen beschrieben sind. Es ist daher offensichtlich, dass die speziellen offenbarten Ausführungsformen geändert oder modifiziert werden und dass alle derartigen Variationen als innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Patentansprüche liegend betrachtet werden. Folglich ist der angestrebte Schutzbereich in den folgenden Patenansprüchen festgelegt.
Zusammenfassung
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einrichten einer automatisierten Prozessumgebung ist beschrieben, wobei spezialisierte, autonome, aktive Softwaremittel verwendet werden. Die Softwaremittel sind durch die Art der Einheit, die sie repräsentieren, und die Funktion, die sie in dem Prozessablauf ausführen, spezialisiert. Die Vorrichtung umfasst einen Prozessablauf mit mehreren Fertigungsbereichseinheiten und mehreren derartigen Softwaremitteln zum zeitlichen Organisieren einer ersten Teilmenge der Fertigungsbereichseinheiten zum Verbrauchen der Prozessressourcen, die von einer zweiten Teilmenge der Fertigungsbereichseinheiten bereitgestellt werden. Das Verfahren umfasst das Instantiieren derartiger Softwaremittel und dann das Zulassen, dass diese in der programmierten Weise operieren.

Claims

Prozessablauf in einer automatisierten Fertigungsumgebung, dadurch gekennzeichnet, dass: mehrere Fertigungsbereichseinheiten (115, 130, 320, 420); und Mittel (265) zum Repräsentieren der Fertigungsbereichseinheiten (115, 130, 320, 420) so agieren, um eine erste Teilmenge der Fertigungsbereichseinheiten (115, 130, 320, 420) zum Verbrauchen der Prozessressourcen (420), die von einer zweiten Teilmenge der Fertigungsbereichseinheiten (115, 130, 320, 420) bereitgestellt werden, zu organisieren, wobei die repräsentierenden Mittel durch den Typ der repräsentierten Einheit (115, 130, 320, 420) spezialisiert sind.
Der Prozessablauf nach Anspruch 1, wobei die Fertigungsbereichseinheiten (115, 130, 320, 420) mindestens eines der folgenden Merkmale aufweisen: eine Prozessanlage (115); eine präventive Wartungs/Qualifizierungs-Prozedur (320) für die Prozessanlage (115); eine Prozessressource (420), die von der Prozessanlage (115) verwendet wird; und ein Los (130) zur Bearbeitung in der Prozessanlage (115).
Der Prozessablauf nach Anspruch 1, wobei die repräsentierenden Mittel ein Mittel zur zeitlichen Organisierung anstelle der Fertigungsbereichseinheiten (115, 120, 320, 420) und/oder ein Mittel zur Darstellung der Verarbeitung anstelle der Fertigungsbereichseinheiten (115, 130, 320, 420) umfassen.
Der Prozessablauf nach Anspruch 1, wobei die repräsentierenden Mittel ein Mittel zum Repräsentieren einer Prozessanlage (115) und/oder ein Mittel zum Repräsentieren eines Loses (130) und/oder ein Mittel zum Repräsentieren einer PM-Prozedur (320) und/oder ein Mittel zum Repräsentieren einer Ressource (420) umfassen.
Der Prozessablauf nach Anspruch 1, wobei die repräsentierenden Mittel ferner durch die Eigenschaften der entsprechenden Einheit (115, 120, 320, 420), die sie repräsentieren, spezialisiert sind.
Automatisierte Fertigungsumgebung mit: mehreren Fertigungsbereichseinheiten (115, 120, 320, 420), die umfassen: mehrere Prozessanlagen (115); mehrere präventive Wartungs-/Qualifizierungsprozeduren (320) für die Prozessanlagen (115); mehrere Prozessressourcen (420), die von den Prozessanlagen (115) verwendet werden; und mehrere Lose (130) zur Bearbeitung in den Prozessanlagen (115); und ein Rechnersystem, das umfasst: mehrere Maschinenmittel (650, 690) zum zeitlichen Organisieren und Ausführen von Aktivitäten in den Prozessanlagen (115); mehrere Losmittel (630, 670) zum Organisieren der Lose (120) zur Bearbeitung in den Prozessanlagen (115) und zum Ausführen von Aktionen, um die Bearbeitung der Lose (130) in den Prozessanlagen (115) zu ermöglichen; mehrere Ressourcenmittel (660, 685) zum zeitlichen Organisieren der Nutzung der Prozessressourcen (420) durch die Prozessanlagen (115) und zum Ausführen von Aktionen, um die Verwendung der Prozessressourcen (420) durch die Prozessanlagen (115) zu ermöglichen; und mehrere Vorbeugungswartungsmittel (640, 685) zum zeitlichen Organisieren und Ausführen der präventiven Wartungs-/Qualifizierungsprozeduren (320) an den Prozessanlagen (115).
Die automatisierte Fertigungsumgebung nach Anspruch 6, wobei die Maschinenmittel (650, 690), ein Maschinenorganisationsmittel (650) zum zeitlichen Organisieren von Aktivitäten in den Prozessanlagen (115) und/oder ein Maschinenprozessmittel (690) zum Ausführen geplanter Aktivitäten in den Prozessanlagen (115) umfasst.
Der Prozessablauf nach Anspruch 6, wobei mindestens eines der Maschinenmittel (650, 690) gemäß mindestens einem der folgenden Merkmale spezialisiert ist: ob die Prozessanlage (115) auf der Grundlage einzelner Scheiben (135) auf der Grundlage von Losen (120) auf der Grundlage von Stapeln von Losen (120) oder auf der Grundlage von Stapeln von Scheiben (135) arbeitet; ob die Prozessanlage (115) Scheiben (135), Lose (130) oder Stapel seriell oder sequenziell bearbeitet; die Anzahl der Eingangs/Ausgangsbereiche für die Prozessanlage (115); ob die Eingangs/Ausgangsbereiche für die Prozessanlage (115) Eingänge, Ausgänge oder Eingänge/Ausgänge sind; ob die Kammern für die Prozessanlage (115) seriell oder parallel verwendet werden; ob die Prozessanlage (115) PM-Prozeduren aneinanderreihen kann; die Anzahl der Kammer in der Prozessanlage (115); ob die Prozessanlage (115) einen internen Aufenthaltsbereich aufweist; ob die Prozessanlage (115) die Bearbeitung eines Loses (130) oder eines Stapels in einer Warteschlange anordnen kann, während ein weiteres Los (130) oder ein Stapel bearbeitet wird; ob die Prozessanlage (115) ein Einladen und/oder Ausladen erfordert; und ob die Prozessanlage (115) Ressourcen (420) benötigt, und wenn ja, ob diese Ressourcen (420) zugeordnete Ressourcen oder gemeinsam genutzte Ressourcen sind.
Die automatisierte Fertigungsumgebung nach Anspruch 6, wobei die Losmittel (630, 670) ein Losorganisationsmittel (630) und/oder ein Losprozessmittel (670) aufweisen.
Die automatisierte Fertigungsumgebung nach Anspruch 6, wobei das Losorganisationsmittel (630) und/oder das Losprozessmittel (670) durch die Priorität und/oder die Produkt- oder Produktfamilie des Loses (130), das es repräsentiert, spezialisiert ist.
Die automatisierte Fertigungsumgebung nach Anspruch 6, wobei die Ressourcenmittel (660, 685) die Ressourcenmittel (660, 685) ein Ressourcenorganisationsmittel (660) und/oder ein Ressourcenprozessmittel (685) umfassen.
Die automatisierte Fertigungsumgebung nach Anspruch 6, wobei die Vorbeugungswartungsmittel (640, 680) ein PM-Organisationsmittel (640) und/oder ein PM-Prozessmittel (680) umfassen.
Die automatisierte Fertigungsumgebung nach Anspruch 6, die ferner mehrere Losstartmittel (606, 615) umfasst.
Automatisierte Fertigungsumgebung mit: mehreren Fertigungsbereichseinheiten (115, 130, 320, 420), die umfassen: mehrere Prozessanlagen (115); mehrere präventive Wartungs-/Qualifizierungsprozeduren (320) für die Prozessanlagen (115); mehrere Prozessressourcen (420), die von den Prozessanlagen (115) verwendet werden; und mehrere Lose (130) zur Bearbeitung in den Prozessanlagen (115); und ein Rechnersystem, das umfasst: mehrere Organisationsmittel (610) zur zeitlichen Organisation von Aktivitäten für die präventiven Wartungs-/Qualifizierungsprozeduren (320), Prozessressourcen (420) und die Lose (130) an den Prozessanlagen (115); und mehrere Prozessmittel (620) zum Ausführen der zeitlich organisierten Aktivitäten.
Die automatisierte Fertigungsumgebung nach Anspruch 14, wobei die Organisationsmittel (610) und/oder die Bearbeitungsmittel (620) gemäß der Art der Einheit, die es repräsentiert wird, spezialisiert ist.
Die automatisierte Fertigungsumgebung nach Anspruch 14, wobei die Organisationsmittel (610) mindestens eines der folgenden Merkmale aufweisen: ein Maschinenorganisationsmittel (650) zum Organisieren geplanter Aktivitäten in der Prozessanlage (115); ein Losorganisationsmittel (630) zum Organisieren der Lose (130) zur Verarbeitung in den Prozessanlagen (115); ein Präventivwartungsorganisationsmittel (640) zum Organisieren präventiver Wartungs-/Qualifizierungsprozeduren (320) an den Prozessanlagen (115); und ein Ressourcenorganisationsmittel (660) zum Organisieren der Verwendung der Prozessressourcen (420) durch die Prozessanlagen (115).
Die automatisierte Fertigungsumgebung nach Anspruch 14, wobei die Prozessmittel (620) mindestens eines der folgenden Merkmale aufweisen: ein Maschinenprozessmittel (690) zum Ausführen geplanter Aktivitäten in der Prozessanlage (115); ein Losprozessmittel (670) zum Ausführen von Aktionen, um das Verarbeiten der Lose (130) in den Prozessanlagen (115) zu ermöglichen; ein Ressourcenprozessmittel (685) zum Ausführen von Aktivitäten, um die Verwendung der Prozessressourcen (420) durch die Prozessanlagen (115) zu ermöglichen; und mehrere Präventivwartungsprozessmittel (680) zum Ausführen geplanter präventiver Wartungs-/Qualifizierungsprozeduren (320) an den Prozessanlagen (115).
Die automatisierte Fertigungsumgebung nach Anspruch 14, wobei die Softwaremittel (265) ein Losstartmittel (602) aufweisen.