CN1287437C - 半导体集成电路器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

通过在洁净室的地板上铺设的传送轨道(3)上以高速直线行驶的RGV(轨导向车)，执行洁净室的间隔(设备组)内的晶片的传送。采用一种结构，其中通过分隔间(隔壁)(4)将一个RGV在其上行驶的传送区与人员工作区分开，并且在生产线操作时人员不进入传送区。

Description

半导体集成电路器件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种制造半导体集成电路器件的技术，并且特别涉及一种如果应用于半导体生产线所使用的晶片传送系统时有效的技术。
背景技术
由于半导体产品的多产品形成和循环时间的短暂，半导体生产线要求进一步缩短TAT(周转时间)和缩短工艺处理时间。随着半导体晶片(以下称为晶片)的直径的增加，每个晶片的重量在增加。因此，用机器传送晶片的自动处理就成为操纵具有300mm直径的晶片的自动生产线的必备要求。
在处理300mm晶片的半导体生产线中，一般将各种制造设备分成称为间隔的设备组，间隔又按间隔单元布置在一个洁净室之内。因此，晶片自动传送系统也相应地构成为分成多个单元(部分)，例如间隔到间隔传送、间隔内传送和储料器。
在这些部分中，在间隔到间隔传送中，一般使用一种称为OHS(高架梭车)的吊式传送方法。在间隔内传送中，使用一种称为RGV(轨导向车)的传送车，它在一个导轨上自动地行驶；一种称为AGV(自动导向车)的传送车，它在非导轨上自动地行驶；或与一种吊式传送方法对应的OHT(高架吊起运送)；或其他类似方法。
储料器分别安排在间隔到间隔传送与间隔内传送之间的中转位置。晶片传送装置(晶片运载器)所容纳的各晶片暂时保持在其对应储料器中，之后将它送入间隔。关于300mm晶片传送装置(晶片运载器)，使用一个称为FOUP(FOUP：前开式一体舱)的装置，其中使一个晶片盒和一个舱(箱)成为一体，以使得有可能以密封状态传送多片晶片，或使用一个称为OC(OC：开式盒)的装置，其中使晶片暴露于洁净室中。
顺便地，在1997年12月20日出版的“Monthly SemiconductorWorld”，Press Journal Inc.，pp.131-149，或其他类似文献中，已经描述了处理300mm晶片的半导体生产线的晶片传送系统。
发明内容
按照本发明人的调查，迄今提出的适合半导体生产线的300mm晶片的晶片传送系统，在实现晶片传送时间的缩短和改进生产线使用效率方面遇到困难，并且特别由于以下问题，在缩短传送周期短的各产品的TAT方面产生了瓶颈。
(1)在生产达到200mm晶片的半导体生产线中，一种引入的地面行驶式晶片传送系统需要限制最大行驶速度，并且在传送区中需要采取工业上针对传送车(AGV和RGV)所提供的安全措施，以便允许传送车和人员相互共存。然而，在基于传送车和人员相互共存的假设下，由于安全措施妨碍了传送系统中各辆传送车的行驶速度的增加，所以限制了晶片传送时间的缩短。
(2)一种使用AGV和RGV的地面行驶式晶片传送系统需要执行多个传送车的协同服务，并且需要构成一种实现复杂传送路径的系统(算法)，以便提高各晶片的传送能力。然而，由于在这样的复杂系统中经常出现等待各传送车所需要的时间，所以难以实现生产线使用效率的改进。
本发明的一个目的是提供一种能够缩短晶片传送时间的晶片传送系统。
本发明的另一个目的是提供一种能够改进半导体生产线的使用效率的晶片传送系统。
本发明的又一个目的是提供一种能够缩短晶片处理时间的晶片传送系统。
由本说明书的描述和附图，本发明的以上和其它目的及新颖特点将变得显而易见。
如下将简短地描述本说明书所公开的本发明的代表性方面的概要。
本发明目的在于，在通过使用半导体生产线以及一个包括间隔站的晶片传送系统，在晶片上形成集成电路时，其中将多个单晶片处理式半导体制造设备分隔成多个间隔(设备组)，并且安装在一个洁净室之内，执行间隔到间隔传送和间隔内传送，并且使传送中转，通过RGV执行晶片间隔内传送，各RGV沿一个与人员工作区分开的传送区之内设置的单直线传送轨道，交替地向前和向后移动。
RGV在传送轨道上直线地行驶，这些传送轨道按照各晶片的要求传送量和晶片的传送方式，分别在多个RGV之间共享，并且多个RGV的行驶区分别与其他RGV的行驶区相互分开。
在各晶片密封在FOUP中的状态下，执行各晶片的间隔内传送和其间隔到间隔传送。
通过减少FOUP所容纳的晶片数，使每个晶片的处理时间缩短。
附图说明
图1是表示用于半导体生产线的晶片全自动传送系统的总平面图，说明本发明的一个实施例；
图2是说明图1所示传送系统的一部分的平面图；
图3是描述图1所示传送系统的联锁控制方法的平面图；
图4是画出图1所示半导体生产线的晶片传送区和工作区的平面图；
图5是晶片传送方法的说明图，适用于安装在图1所示的半导体生产线中的各制造设备；
图6是晶片传送方法的说明图，适用于安装在图1所示的半导体生产线中的各制造设备；
图7是晶片传送方法的说明图，适用于安装在图1所示的半导体生产线中的各制造设备；以及
图8是描述本发明的半导体生产线的另一个实施例的视图。
具体实施方式
以下将根据附图详细地描述本发明的实施例。顺便地，在用于描述实施例的所有图中，具有相同功能的部件用同样标号识别，并且将省略它们的重复描述。
图1是表示用于半导体制造或生产线的晶片全自动传送系统的总平面图，它与一种具有300mm直径的晶片相关，以及图2是表示该传送系统的部分(与3个间隔对应的区)的平面图。
将半导体制造中所使用的各种制造设备1，例如热处理设备、离子注入系统、蚀刻系统、淀积设备、清洁设备、光刻胶涂层设备、暴露系统等分成多个间隔(设备组)，并且布置在一个洁净室CR中。位于洁净室CR之内的晶片传送系统与这样的布置相应，并且由间隔站(储料器)BS构成，间隔站BS执行间隔到间隔传送和间隔内传送，并且使传送中转。
间隔到间隔传送通过OHS(高架梭车)执行，以通过安装在洁净室CR内的天花板上的导轨2来传送各晶片。另一方面，间隔内传送通过在洁净室CR的地板上铺设的传送轨道3上行驶的RGV(轨导向车)(晶片传送装置)11来执行。传送轨道3按照各晶片的要求传送量和晶片的传送形式或方式而在多个RGV 11之间共享。各RGV 11能够以等效于非导轨上行驶的AGV(自动导向车)的速度(60m/s)两倍或更大的高速运行或行驶。
按照本实施例的晶片传送系统在于传送轨道3分别沿间隔直线铺设，从而将设备之间移动的RGV 11的行驶设置为简单的直线往返移动。将RGV 11的行驶限制为直线往返移动使得有可能对于各传送区实现空间节省，并且不需要构造一种算法来实现复杂的送给或传送通路或路径。此外，即使以后改变制造设备1的布局，本实施例也能够灵活地处理它。
而且在按照本实施例的晶片传送系统中，各个RGV 11的行驶区分别由分隔间(隔壁)4所分开，并且将一个间隔站BS分配给一个RGV 11。因此，由于对分别共享使用传送轨道3的其他RGV 11无相互干扰，所以不会出现等待其他RGV 11的时间，因此使得有可能提高整个生产线的生产效率。通过将一个间隔站BS分配给一个RGV 11，能将通过OHS传送到间隔站BS的晶片快速地传递到RGV 11。也就是，由于晶片能不用通过供暂时存储晶片的储料器而传递，所以能缩短供给晶片所需要的时间。还能够使间隔站BS的尺寸减小，并且能实现洁净室内的空间节省。
此外，按照本实施例的晶片传送系统采用一种结构，其中铺设传送轨道3的传送区由分隔间(隔壁)5所包围，并且在相邻制造设备1之间分别装设门6，从而将传送区和人员工作区分开，并且防止在生产线操作的人员进入传送区。在设备之间装设的门6分别与一个如图3所示的RGV 11的联锁控制系统连接。当门6打开时，相应RGV11立即停止，以便能确保不注意地进入传送区的人员的安全。当人员在生产线非操作时对制造设备1和RGV 11执行维护或其他类似处理而进入对应传送区时，人员在打开门6之后进入传送区。
因此，由于假定传送区不与人员在其中共存的条件下设计按照本实施例的晶片传送系统，所以能放宽工业提供的针对RGV 11的安全措施(例如安装运行指示灯、安全传感器)。还可能增加各RGV 11的最大行驶速度，从而缩短传送或运载时间。由于RGV 11的行驶限于直线往返移动，所以消除了RGV 11在转弯和分支处减速的因素。因此，能够使各RGV 11在保持最大速度的时候行驶达到预期位置或地点。正是在这点上，能缩短各晶片的传送时间。
由于能够以高速供给晶片，所以就整个生产线的生产率来说使各RGV的等待时间的影响减小。因此，还可行的是为了特别大量传送而使RGV 11等待。能极大地缩短各产品的TAT，其中从接收命令到传送的周期很短。
由于在按照本实施例的晶片传送系统中晶片的传送区和人员工作区相互完全分开，所以如图4所示，在其间设置制造设备1的传送区的相对侧，分别设有将新制造设备1运入洁净室内，以及将折旧制造设备1运出洁净室所经过的路径。由于按照本实施例的晶片传送系统能够实现传送区的空间节省，所以能相应宽广地确保设备的运入/运出路径。而且执行人员也能在这里操作，例如各设备的终端操作、其监视、各设备的维护(室内清洁、部件更换、维修、参数调节)。
在假定晶片处理的所有步骤都由一个单晶片处理系统来处理的条件下，设计按照本实施例的半导体生产线。
在间隔之间和间隔之内的晶片传送时，将晶片盒和舱(箱)集成一体，并且使用一个FOUP(FOUP：前开式一体舱)，它能够以密封状态最大容纳约25片晶片。由于FOUP是一个以密封状态传送各晶片的晶片运载器，所以各晶片的清洁率能保持在Class 1或较小，而不取决于周围环境。因此，由于整个洁净室CR可能不用清洁到Class 1或较小，所以能降低洁净室CR的设备成本，并且能提高设计的自由度。与一个向洁净室CR以打开状态容纳各晶片的开式盒比较，由于FOUP能够可靠地固定各晶片，所以FOUP的耐冲击力高，并且适合高速传送。
通过安装在洁净室CR内的天花板上的OHS，将其中容纳晶片的FOUP供给预定间隔内其对应间隔站BS，在间隔站将FOUP安装在对应RGV 11上，并且传送到间隔内的制造设备1。FOUP在面对制造设备1的前面设有一个门，并且当使门与制造设备1的装载机密切接触的时候，将一个晶片送入设备。各制造设备1设有一个开门器，以打开/关闭FOUP的门。因此，关于制造设备1的各装载锁定室的结构，如图5所示，例如采用一种系统，以通过在多个FOUP 7与装载锁定室8之间设有的个别传送机器人9来传送晶片10，而不采用如现有技术那样的一种系统，其中以传送机器人为中心，在传送机器人周围放射状地安排多个室。可选择地，如图6所示，可以通过在多个FOUP 7与制造设备1之间设有的个别传送机器人9来传送晶片10，或如图7所示，可以通过在一个FOUP 7与多个制造设备1之间设有的传送机器人9来传送晶片10。
装入各制造设备1的晶片经受预定单晶片处理，其后从制造设备1卸下，并且容纳于FOUP。然后将晶片安装在对应RGV 11中，并且传送到另一个制造设备1。完成了预定间隔内的处理的晶片容纳于FOUP，并且传送到间隔站BS，通过OHS进一步供给下一个处理的间隔的间隔站BS，随后经受下一个单晶片处理。
按照如上所述的布置，各产品(晶片)的大量布置能用少数组合来替代，其中将一批例如处理25个或更多晶片的常规分批处理设备用一个单晶片设备来替换，将25片/FOUP变为13片/FOUP。结果，能使每个FOUP的处理时间缩短。通过形成如同1至3片/FOUP的非常少数组合，能极大地缩短传送周期短的各产品的TAT。
虽然已经根据实施例具体地描述了以上由本发明人所研制的本发明，但是本发明不限于这些实施例。不用说在不脱离本发明的实质的范围之内，能对其实现各种各样的改变。
如图8所示，例如除了主生产线之外，设置一个次生产线，它由一组使用频率高的制造设备构成，并且例如用于传送周期短的各产品，从而使得有可能极大地减小TAT。
按照本发明的生产线，在晶片处理的所有步骤由单晶片处理系统所处理的情况下，缩短TAT的效果成为最大。然而，有些循环时间短的制造设备可以用分批式制造设备构成。
在不要求在洁净室内高速传送的各区中，可能不是直线铺设传送轨道。可以组合利用多个RGV的共同入口、转弯运行、分支运行、低速运行等。
分配给一个RGV的间隔站数不限于一个。可以分配多个间隔站。可以部分地布置各备有一个晶片储料器功能的大容量间隔站。
通过使得有可能移动分隔间(隔壁)，以将传送区与工作区分开，同样能自由地改变各人员工作区相对其对应传送区的面积。
即使关于分配给一个RGV的制造设备数，也可以按照制造设备的容量对各个间隔分配不同的数，而不使其数在所有间隔之间相同。还可能提供这样的灵活性，以便能在操作期间容易地改变它们的分配。
如下简短说明本申请所公开的本发明的代表性方面所获得的效果：
由于能缩短晶片传送时间，所以能缩短传送周期短的半导体产品的TAT。
由于能改进半导体生产线的使用效率，所以能缩短传送周期短的半导体产品的TAT。

Claims (4)

1.一种半导体集成电路器件的制造方法，包括用一条半导体生产线在一个或多个晶片上形成集成电路，所述半导体生产线包括以下部分：
(a)多个间隔区，包括安装在一个洁净室之内的多个半导体集成电路制造设备；
(b)多个轨导向车，装设在所述各个间隔区内，所述轨导向车将密封的传送容器内所容纳的一个或多个晶片，传送到属于所述间隔区的所述多个半导体集成电路制造设备，或从所述多个半导体集成电路制造设备送出，并且在地板上铺设的导轨上行驶；
(c)轨导向车行驶区隔壁，装设在所述各个间隔区内，所述轨导向车行驶区隔壁包围所述轨导向车的所述导轨，以将人员工作区分开；
(d)间隔到间隔传送机构，以将所述密封的传送容器内容纳的一个或多个晶片在所述各个间隔之间传送；和
(e)多个间隔站，分别与所述间隔之内的所述多个轨导向车对应设置，以便在所述间隔内和所述间隔到间隔传送机构内的所述轨导向车之间，起中介作用。
2.按照权利要求1的制造方法，其中所述轨导向车的所述导轨沿直线铺设。
3.按照权利要求2的制造方法，其中通过一个安装在所述洁净室内的天花板上的导轨，执行所述晶片的所述间隔到间隔传送。
4.按照权利要求3的制造方法，其中所述晶片的直径大于或等于300mm。
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