JP2003297711A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置の前工程の既存の生産ラインにお
いて、生産装置への自動化対応の改造を最小限にとどめ
て、自動化対応の改造は搬送装置のメーカ１社に集約で
き、生産ラインの自動化（ベイ内搬送自動化）を短時
間、低コストに実現することができる半導体装置の製造
技術を提供する。 【解決手段】 半導体装置の製造における前工程に適用
され、複数の生産装置１、搬送装置２、搬送制御装置
３、生産管理システム４などから構成されるベイ内自動
搬送システムであって、全ての生産装置１のロードポー
ト情報（ローディング準備完了、アンローディング準備
完了）を搬送制御装置３に取り込み、生産管理システム
４を介さずに直接、搬送制御装置３の内部で生産装置１
とのインターロック動作制御を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
技術に関し、特に半導体装置を生産するために、半導体
ウェハに対してウェハ処理プロセス（前工程）を実施す
るベイ内搬送に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明者が検討したところによれば、半
導体装置の製造技術に関しては、以下のような技術が考
えられる。

【０００３】たとえば、半導体装置の前工程におけるベ
イ内搬送は、新規ラインでは生産装置のロードポートや
ウェハキャリアなどが標準化され、自動化しやすい環境
に持っていきやすいが、既存ラインでは前記事項の標準
化がなされていないので、それに対応すべく高機能な搬
送装置を適用して進めてきている。しかし、投資効果の
問題で思うように自動化が進んでいない。

【０００４】一例として、ある既存ラインにおいては、
設備オンラインシステムまで稼働している。すなわち、
ベイ内搬送のみが人手で、その他の部分は上位システム
とオンライン接続・自動化がなされている。このような
既存ラインに対して、市場ニーズに即応すべく、ベイ内
搬送を自動化して、生産ラインの全自動化を実現し、生
産数変動にフレキシブルに対応でき、サイクルタイムの
短い生産ラインを実現するための自動化手段が必要とな
る。

【０００５】そこで、新規ラインに適用した低価格で高
速な搬送装置（ＲＧＶ）をベースとして、既存ラインに
も適用できる機能を付加することが考えられる。たとえ
ば、ベイ内搬送の自動化を行うには、生産装置のプロセ
ス部およびロードポートの状態を把握し、搬送装置と生
産装置との間でインターロック通信を行って安全にウェ
ハキャリアの授受を行う必要がある。この自動化に際し
ては、搬送装置の新規導入と同時に各生産装置メーカに
対して、搬送の自動化に対応するインターロック機能の
追加をそれぞれ実施している。

【０００６】なお、このような半導体装置の製造技術に
おいて、インターロック通信機能に関しては、たとえば
特開２０００−２９９３５６号公報に記載される技術な
どが挙げられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な半導体装置の前工程におけるベイ内搬送について、本
発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとな
った。

【０００８】たとえば、前記のような半導体装置の前工
程におけるベイ内搬送は、図５に一例を示すように、半
導体ウェハに対して各製造プロセスを実施する複数の生
産装置１０１と、各生産装置１０１に対して半導体ウェ
ハを搬送する搬送装置１０２と、この搬送装置１０２を
制御する搬送制御装置１０３と、半導体装置の生産を制
御・管理する生産管理システム１０４などから構成され
る搬送システムにより実現される。

【０００９】このような搬送システムによる生産ライン
において、ベイ内搬送の自動化を行うには、インターロ
ック通信機能、非接触通信器を持つ搬送装置１０２の導
入と、各生産装置１０１にインターロック通信機能のプ
ログラムを追加するとともに、非接触通信器を設けるこ
とが必要となる。

【００１０】すなわち、ベイ内搬送の自動化に際して
は、搬送装置の新規導入と同時に各生産装置に対して搬
送の自動化に対応する機能の追加をそれぞれ実施してい
る。この際に、各生産装置に対しては、各生産装置メー
カ毎に機能追加を実施しているため、メーカの技術レベ
ルがまちまちであり、ラインとしての立ち上げに時間と
費用がかかるという問題点が考えられる。

【００１１】そこで、本発明者は、メーカの技術レベル
に依存する各生産装置への自動化対応の改造を最小限に
とどめることに着目し、搬送装置が受け持つ全ての生産
装置のロードポート情報を搬送制御装置に取り込み、生
産管理システムを介さずに直接、搬送制御装置内部で生
産装置とのインターロック動作制御を実行できるように
することを考え付いた。

【００１２】本発明の目的は、半導体装置の前工程の既
存の生産ラインにおいて、生産装置への自動化対応の改
造を最小限にとどめて、自動化対応の改造は搬送装置の
メーカ１社に集約でき、生産ラインの自動化（ベイ内搬
送自動化）を短時間、低コストに実現することができる
半導体装置の製造技術を提供するものである。

【００１３】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。

【００１５】本発明による半導体装置の製造方法は、各
生産装置のロードポート情報をロードポート状態検知手
段により検知して各生産装置から搬送制御装置に直接取
り込み、各生産装置に対する半導体ウェハ（対象物）の
搬送におけるインターロック動作制御を搬送制御装置か
ら行うものである。また、各生産装置がロードポート状
態検知手段を持たない場合に、各生産装置にロードポー
ト状態検知手段を付加したり、あるいは搬送装置に各生
産装置のロードポート状態検知手段を付加して、同様
に、各生産装置のロードポート情報を搬送制御装置に直
接取り込み、この搬送制御装置からインターロック動作
制御を行うようにしたものである。

【００１６】すなわち、本発明は、既存ラインにおい
て、搬送装置が受け持つ全ての生産装置のロードポート
情報を搬送装置の制御装置に取り込み、生産管理システ
ムを介さずに直接、搬送装置の制御装置内部で生産装置
とのインターロック動作制御を実行できるようにした搬
送装置を用いて、生産ラインの自動化を図るものであ
る。

【００１７】よって、本発明の搬送装置を用いれば、半
導体装置の前工程の既存の生産ラインにおいて、生産装
置への自動化対応の改造を最小限にとどめて、搬送装置
がサービスする全ての生産装置の情報を取り込んで直
接、インターロック動作制御をできるようにしたので、
自動化対応の改造は搬送メーカ１社に集約でき、生産ラ
インの自動化（ベイ内搬送自動化）が、短時間、低コス
トに実現できる。

【００１８】この結果、ベイ内搬送の自動化が比較的容
易に実現でき、既存ラインの生産自動化が可能となり、
サイクルタイムが短く、生産変動にフレキシブルに対応
でき、市場ニーズに即応可能な生産ラインの実現が可能
となる。

【００１９】たとえば、前述した図５に示すように、７
台の生産装置を対象としたラインの場合、本発明の前提
技術では、導入する搬送装置が生産装置のロードポート
に対して製品のウェハカセットの授受を安全に行うため
に欠かせないインターロック動作制御機能を各生産装置
に追加することを実施している。

【００２０】すなわち、各生産装置においては、インタ
ーロック通信用の非接触通信器をカセットサービスを行
うステーション（搬送装置が停止してウェハカセットの
受け渡しを行う位置）毎に装備し、ロードポート状態を
把握して所定のシーケンス（ＳＥＭＩスタンダードで規
定されている）でインターロック動作を行うプログラム
を追加インストールする必要がある。

【００２１】この際に、ラインを構成する生産装置が全
て同じ装置である場合はほとんどなく、メーカが異なっ
たり、装置の機種が異なるので、それぞれの生産装置に
対して通信器の装備とインターロック通信ソフトの作成
が必要である。これは、メーカの技術力などの差により
対応期間、費用などにばらつきがあり、生産ライン全体
の立ち上げに期間と費用がかかっている。

【００２２】しかし、本発明においては、後述する図１
に示すように、各生産装置のロードポート情報、すなわ
ちローディング準備完了／アンローディング準備完了か
どうかの情報を直接、搬送制御装置に取り込めるように
すれば、この情報を元に、生産装置との間において非接
触通信器を介してインターロック通信を行うことなく、
インターロックが取れるので安全に製品のサービスを行
うことができる。しかも、この自動化対応の改造作業は
ほとんど搬送メーカ１社に集約できるので、生産ライン
全体の立ち上げが本発明の前提技術の場合に比べて格段
に期間短縮される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一部材には同一の符号を付
し、その繰り返しの説明は省略する。

【００２４】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１の半導体装置の製造方法を実現するためのベイ内自
動搬送システムを示す構成図、図２は本実施の形態のベ
イ内自動搬送システムにおいて、自動搬送における通信
内容を示す説明図である。

【００２５】まず、図１により、本実施の形態のベイ内
自動搬送システムの構成の一例を説明する。

【００２６】本実施の形態のベイ内自動搬送システム
は、たとえば半導体装置の製造における前工程に適用さ
れ、複数の生産装置１、搬送装置２、搬送制御装置３、
生産管理システム４などから構成され、各生産装置１と
搬送制御装置３と生産管理システム４は信号線５を介し
て接続され、また搬送装置２と搬送制御装置３は無線通
信装置６を介して通信可能となっている。ここでは、生
産装置１が７台、この生産装置１に設けられているロー
ドポート７が１４式の例を示している。

【００２７】各生産装置１は、半導体装置を生産するた
めに、ウェハカセットに収納されて搬送される半導体ウ
ェハに対して、薄膜形成、酸化、ドーピング、アニー
ル、レジスト処理、露光、エッチング、洗浄などのウェ
ハ処理プロセスを実施する各製造装置である。この各生
産装置１には、ローディング、アンローディングの各ロ
ードポート７のロードポート状態検知手段が備えられて
いる。

【００２８】搬送装置２は、各生産装置１に対して、ウ
ェハカセットに収納された半導体ウェハを搬送する装置
である。この搬送装置２には、ベイ内において、床面に
設けた走行軌道８に沿って走行するＲＧＶ（Ｒａｉｌ
Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が用いられる。

【００２９】搬送制御装置３は、搬送装置２を制御する
装置である。この搬送制御装置３には無線通信装置６が
備えられており、この無線通信装置６を通じて搬送装置
２との間で搬送指示・応答およびインターロック通信が
可能となっている。特に、この搬送制御装置３は、各生
産装置１のロードポート情報をロードポート状態検知手
段により検知して各生産装置１から直接取り込み、各生
産装置１に対する半導体ウェハの搬送におけるインター
ロック動作制御を行うことが可能となっている。

【００３０】生産管理システム４は、半導体装置の生産
を制御・管理するシステムである。この生産管理システ
ム４により、ベイ内自動搬送システム全体の制御・管理
が可能となっている。

【００３１】次に、図２により、本実施の形態のベイ内
自動搬送システムにおいて、自動搬送における通信内容
の一例を説明する。

【００３２】（１）各生産装置１は、生産管理システム
４に対して、ローディング準備完了のロードポート情報
を出力する（ステップＳ１）。これと並行して、各生産
装置１は、搬送制御装置３に対しても直接、ローディン
グ準備完了のロードポート情報を出力する（ステップＳ
２）。このロードポート情報は、たとえばロードポート
状態検知手段であるセンサの接点信号などで各生産装置
１から出力される。

【００３３】（２）生産管理システム４は、搬送制御装
置３に対して、複数枚の半導体ウェハが収納されたウェ
ハカセットの製品投入搬送を指示する（ステップＳ
３）。これと並行して、生産管理システム４は、各生産
装置１に対して、ウェハカセットに収納された各半導体
ウェハの製品着工を指示する（ステップＳ４）。

【００３４】（３）搬送制御装置３は、生産管理システ
ム４から製品投入搬送指示を受け取ると、搬送装置２に
対して、ミクロな搬送を指示する（ステップＳ５）。こ
れを受けて、搬送装置２は、生産装置１のローディング
のロードポート７におけるウェハカセットの在荷を確認
する（ステップＳ６）。この在荷の確認により、各生産
装置１において、ウェハカセットに収納された各半導体
ウェハに対してウェハ処理プロセスが実施される。

【００３５】（４）搬送装置２は、搬送制御装置３に対
して、搬送完了を報告する（ステップＳ７）。これを受
けて、搬送制御装置３は、生産管理システム４に対し
て、搬送完了を報告する（ステップＳ８）。そして、各
生産装置１は、ウェハカセットに収納された各半導体ウ
ェハに対するウェハ処理プロセスが終了したら、生産管
理システム４に対して、製品の処理完了を報告する（ス
テップＳ９）。

【００３６】（５）各生産装置１は、搬送制御装置３に
対して直接、アンローディング準備完了のロードポート
情報を出力する（ステップＳ１０）。

【００３７】（６）生産管理システム４は、搬送制御装
置３に対して、処理済みの複数枚の半導体ウェハが収納
されたウェハカセットの製品回収搬送を指示する（ステ
ップＳ１１）。

【００３８】（７）搬送制御装置３は、生産管理システ
ム４から製品回収搬送指示を受け取ると、搬送装置２に
対して、ミクロな搬送を指示する（ステップＳ１２）。
これを受けて、搬送装置２は、生産装置１のアンローデ
ィングのロードポート７におけるウェハカセットの在荷
を確認する（ステップＳ１３）。

【００３９】（８）搬送装置２は、搬送制御装置３に対
して、搬送完了を報告する（ステップＳ１４）。これを
受けて、搬送制御装置３は、生産管理システム４に対し
て、搬送完了を報告する（ステップＳ１５）。

【００４０】以上のように、本実施の形態のベイ内自動
搬送システムにおいては、ベイ内の生産ラインを構成す
る全ての生産装置１の全てのロードポート情報（ローデ
ィング準備完了、アンローディング準備完了）を搬送制
御装置３に直接出力するように制御されている。また、
生産装置１では、上位システムの生産管理システム４か
らの生産指示およびデータを受け、該当のロードポート
７の準備および該当処理を実施する。そして、生産装置
１の状態変化に応じてロードポート情報を出力し、一
方、搬送装置２は上位システムの生産管理システム４か
らの搬送指示を受け、目的の搬送元、搬送先のロードポ
ート情報を直接取り込み、サービス先の生産装置１の状
態を確認し、安全に製品のサービスを実行することがで
きる。

【００４１】従って、本実施の形態によれば、本発明の
前提技術（図５）によるベイ内自動搬送システムの一例
のように、各生産装置毎にインターロック機能の非接触
通信器の装備とインターロック動作制御プログラムの装
備を実施する場合に比べると、生産ライン全体の立ち上
げ期間が大幅に短縮されるとともに、その費用も低減さ
れる。さらに、自動化が遅れていた既存ラインの自動化
が実施しやすくなるという効果もある。

【００４２】（実施の形態２）図３は本発明の実施の形
態２の半導体装置の製造方法を実現するためのベイ内自
動搬送システムを示す構成図である。

【００４３】本実施の形態のベイ内自動搬送システム
は、前記実施の形態１と同様に、たとえば半導体装置の
製造における前工程に適用され、前記実施の形態１との
相違点は、各生産装置がロードポート状態検知手段を備
えていない場合に、あるいは備えているが外部出力する
改造が困難な場合に、各生産装置にロードポート状態検
知手段を付加して同様の処理を行うようにした点であ
る。

【００４４】すなわち、本実施の形態においては、たと
えば図３に一例を示すように、複数の生産装置１ａ、搬
送装置２、搬送制御装置３、生産管理システム４などか
ら構成され、各生産装置１ａにロードポート状態検知手
段としての在荷確認センサ１１を設け、この在荷確認セ
ンサ１１の検知結果をロードポート情報（ローディング
準備完了、アンローディング準備完了）として搬送制御
装置３に信号線１２を介して直接出力するように構成さ
れている。

【００４５】従って、本実施の形態においても、各生産
装置１ａに在荷確認センサ１１を設けることにより、前
記実施の形態１と同様に、生産ライン全体の立ち上げ期
間が大幅に短縮されるとともに、その費用も低減され、
さらに自動化が遅れていた既存ラインの自動化が実施し
やすくなるという効果がある。

【００４６】（実施の形態３）図４は本発明の実施の形
態３の半導体装置の製造方法を実現するためのベイ内自
動搬送システムを示す構成図である。

【００４７】本実施の形態のベイ内自動搬送システム
は、前記実施の形態１と同様に、たとえば半導体装置の
製造における前工程に適用され、前記実施の形態１との
相違点は、各生産装置がロードポート状態検知手段を備
えていない場合に、あるいは備えているが外部出力する
改造が困難な場合に、搬送装置に各生産装置のロードポ
ート状態検知手段を付加して同様の処理を行うようにし
た点である。

【００４８】すなわち、本実施の形態においては、たと
えば図４に一例を示すように、複数の生産装置１ａ、搬
送装置２ａ、搬送制御装置３、生産管理システム４など
から構成され、搬送装置２ａに各生産装置１ａのロード
ポート状態検知手段としての在荷確認センサ２１を設
け、この在荷確認センサ２１の検知結果をロードポート
情報（ローディング準備完了、アンローディング準備完
了）として搬送制御装置３に無線により無線通信装置６
を介して直接出力するように構成されている。

【００４９】従って、本実施の形態においても、搬送装
置２ａに在荷確認センサ２１を設けることにより、前記
実施の形態１と同様に、生産ライン全体の立ち上げ期間
が大幅に短縮されるとともに、その費用も低減され、さ
らに自動化が遅れていた既存ラインの自動化が実施しや
すくなるという効果がある。

【００５０】以上、本発明者によってなされた発明をそ
の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前
記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。

【００５１】たとえば、前記実施の形態においては、半
導体装置の製造における前工程に適用される自動搬送シ
ステムを例に説明したが、半導体装置の製造における後
工程や、その他全ての搬送システムに適用することがで
き、特に既設の生産ラインの自動化技術として良好に適
用することが可能となる。

【００５２】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００５３】（１）全ての生産装置のロードポート情報
を搬送制御装置に取り込み、直接、搬送制御装置内部で
生産装置とのインターロック動作制御を実行すること
で、生産装置への自動化対応の改造を最小限にとどめ
て、自動化対応の改造は搬送装置のメーカ１社に集約す
ることができるので、生産ラインの自動化を短時間、低
コストで実現することが可能となる。

【００５４】（２）前記（１）により、特に、半導体装
置の前工程の既存の生産ラインにおいて、ベイ内搬送の
自動化に適用し、このベイ内搬送の自動化が比較的容易
に実現でき、既存ラインの生産自動化が可能となり、サ
イクルタイムが短く、生産変動にフレキシブルに対応で
き、市場ニーズに即応可能な生産ラインを実現すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法
を実現するためのベイ内自動搬送システムを示す構成図
である。

【図２】本発明の実施の形態１のベイ内自動搬送システ
ムにおいて、自動搬送における通信内容を示す説明図で
ある。

【図３】本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方法
を実現するためのベイ内自動搬送システムを示す構成図
である。

【図４】本発明の実施の形態３の半導体装置の製造方法
を実現するためのベイ内自動搬送システムを示す構成図
である。

【図５】本発明の前提として検討した、半導体装置の製
造方法を実現するためのベイ内自動搬送システムを示す
構成図である。

【符号の説明】

１，１ａ 生産装置 ２，２ａ 搬送装置 ３ 搬送制御装置 ４ 生産管理システム ５ 信号線 ６ 無線通信装置 ７ ロードポート ８ 走行軌道 １１，２１ 在荷確認センサ １２ 信号線 １０１ 生産装置 １０２ 搬送装置 １０３ 搬送制御装置 １０４ 生産管理システム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F031 CA02 DA01 FA03 GA58 GA59 MA23 MA24 MA26 MA27 MA28 MA31 MA32 PA02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体装置を生産するために対象物に対
   して各製造プロセスを実施し、ロードポート状態検知手
   段を持つ複数の生産装置と、前記複数の各生産装置に対
   して前記対象物を搬送する搬送装置と、前記搬送装置を
   制御する搬送制御装置と、前記半導体装置の生産を制御
   ・管理する生産管理システムとを有し、 前記複数の各生産装置のロードポート情報を前記ロード
   ポート状態検知手段により検知して前記各生産装置から
   前記搬送制御装置に直接取り込み、前記各生産装置に対
   する前記対象物の搬送におけるインターロック動作制御
   を前記搬送制御装置から行うことを特徴とする半導体装
   置の製造方法。
2. 【請求項２】 半導体装置を生産するために対象物に対
   して各製造プロセスを実施する複数の生産装置と、前記
   複数の各生産装置に対して前記対象物を搬送する搬送装
   置と、前記搬送装置を制御する搬送制御装置と、前記半
   導体装置の生産を制御・管理する生産管理システムとを
   有し、 前記複数の各生産装置にロードポート状態検知手段を付
   加し、 前記複数の各生産装置のロードポート情報を前記ロード
   ポート状態検知手段により検知して前記各生産装置から
   前記搬送制御装置に直接取り込み、前記各生産装置に対
   する前記対象物の搬送におけるインターロック動作制御
   を前記搬送制御装置から行うことを特徴とする半導体装
   置の製造方法。
3. 【請求項３】 半導体装置を生産するために対象物に対
   して各製造プロセスを実施する複数の生産装置と、前記
   複数の各生産装置に対して前記対象物を搬送する搬送装
   置と、前記搬送装置を制御する搬送制御装置と、前記半
   導体装置の生産を制御・管理する生産管理システムとを
   有し、 前記搬送装置に前記複数の各生産装置のロードポート状
   態検知手段を付加し、 前記複数の各生産装置のロードポート情報を前記ロード
   ポート状態検知手段により検知して前記搬送装置から前
   記搬送制御装置に直接取り込み、前記各生産装置に対す
   る前記対象物の搬送におけるインターロック動作制御を
   前記搬送制御装置から行うことを特徴とする半導体装置
   の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３記載の半導体装置
   の製造方法において、 前記対象物は、半導体ウェハであり、 前記複数の各生産装置は、前記半導体ウェハに対してウ
   ェハ処理プロセスを実施する各製造装置であることを特
   徴とする半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の半導体装置の製造方法に
   おいて、 前記搬送装置は、前記ウェハ処理プロセスを実施する各
   製造装置が配置されたベイ内を搬送する搬送装置である
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。