JP2004356606A - 製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく製造対象物に対して処理を施すことができる製造装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】製造対象物を複数格納可能な収納容器を一単位として、収納容器を工程１００，２００，３００間で搬送する工程間搬送手段５００と、収納容器から製造対象物を取り出して１つの製造対象物を一単位として、製造対象物を各工程１００，２００，３００内で搬送する工程内搬送手段４００と、工程１００，２００，３００内において複数の処理をそれぞれ施す複数の処理手段と、を備え、複数の処理手段は、製造対象物に対して施すべき同種の処理を行う複数の処理手段をまとめて配置する代わりに、ほぼ製造対象物の搬送方向に沿って製造対象物に対して施すべき処理手順に従って配列した構成である。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の処理を施す工程を経て製造対象物を製造する製造装置及び製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶デバイスの基板は、例えば半導体ウェハの製造プロセスを用いて製造されている。一般的な半導体ウェハの製造プロセスは、主としてウェハ製造工程、ウェハ処理工程、組立工程及び検査工程を経て構成されている。このうちウェハ処理工程は、前工程とも呼ばれ、複数の処理が半導体ウェハに対して繰り返し施されている。
【０００３】
従来の前工程では、複数の半導体ウェハをカセットに格納させ、カセットを一単位として搬送する構成となっている。また、従来の前工程では、半導体ウェハに施すべき同種の処理を行う複数の処理装置をまとめて配置させて製造する手法であるいわゆるジョブショップと呼ばれる製造手法に代わり、その一部にいわゆるフローショップと呼ばれる製造手法が採用されている（例えば特許文献１参照。）。
ジョブショップでは、処理装置のメンテナンスや管理を行いやすいという利点がある一方、処理装置間の搬送に時間がかかるという欠点がある。これに対してフローショップでは、半導体ウェハの搬送方向に沿って半導体ウェハに対して施すべき処理手順に従って各処理装置を配列させて製造しているため、搬送時間を短縮できる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１４５０２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のような少品種を大量に製造する時代から他品種を少量製造する時代へと変遷した今日においては、上述のようなフローショップと呼ばれる製造手法を、前工程の一部の処理に適用することができても、全ての処理に適用することは困難である。なぜなら、各工程には処理時間の異なる処理装置が混在しており、全工程をフローショップにした場合、処理速度の遅い処理装置に合わせて工程全体の処理速度が遅くなってしまうという問題と、逆に処理速度の早い処理装置は、ジョブショップであれば例えば１台で良いところを、フローショップにすると複数台必要になってしまう場合があり、投資の増加を招くという問題があるからである。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解消して、効率よく製造対象物に対して処理を施すことができる製造装置及び製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、第１の発明によれば、複数の処理を施す工程を経て製造対象物を製造する製造装置であって、前記製造対象物を複数格納可能な収納容器を一単位として、前記収納容器を前記工程間で搬送する工程間搬送手段と、前記収納容器から前記製造対象物を取り出して１つの前記製造対象物を一単位として、前記製造対象物を各前記工程内で搬送する工程内搬送手段と、前記工程内において前記複数の処理をそれぞれ施す複数の処理手段と、を備え、前記複数の処理手段は、前記製造対象物に対して施すべき同種の処理を行う複数の処理手段をまとめて配置する代わりに、ほぼ前記製造対象物の搬送方向に沿って前記製造対象物に対して施すべき処理手順に従って配置した構成であることを特徴とする製造装置である。
上記構成によれば、製造対象物を複数格納可能な収納容器を一単位として、その収納容器が工程間で搬送され、各工程内では収納容器から製造対象物が取り出される。そして、その製造対象物は、１つの製造対象物を一単位として、各工程内で搬送される。複数の処理手段は、製造対象物に対して施すべき同種の処理を行う複数の処理手段をまとめて配置する代わりに、製造対象物の搬送方向に沿って、ほぼ製造対象物に対して施すべき処理手順に従って配置されている。このため、搬送方向に沿って製造対象物を搬送すると、これら複数の処理手段がそれぞれ効率よく複数の処理を施すことができる。従って、製造対象物は、従来のように工程内を繰り返し循環する必要がなく、例えば１周循環するだけで効率よく一連の連続する処理が施される。また、工程内では、収納容器を一単位として搬送せず１つ１つの製造対象物を搬送しているので、少量多品種の製造対象物を製造することができる。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記工程間搬送手段と前記工程内搬送手段との間に設けられており、受け渡す前記製造対象物を一時的に保管するバッファ機能を有する受渡手段が設けられていることを特徴とする。
上記構成によれば、工程間搬送手段による工程間での製造対象物の搬送状況や、工程内搬送手段による工程内での製造対象物の搬送状況に応じて、製造対象物を一時的に保管することができる。従って、受渡手段は、搬送中の製造対象物の搬送状況に応じて、工程間搬送手段や工程内搬送手段の間で効率よく製造対象物を受け渡すことができる。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明のいずれかの構成において、前記工程間搬送手段は、前記収納容器に収容可能な数量の前記製造対象物を前記収納容器に収容する前であっても前記収納容器を搬送する構成であり、前記工程内搬送手段では、次工程が同一である複数の前記製造対象物が選択され、前記収納容器にまとめて収納して、前記工程間搬送手段に引き渡される構成であることを特徴とする。
上記構成によれば、次工程が同一である複数の製造対象物を同一の収納容器にまとめて収容した状態で工程間搬送するようになるので、次工程がそれぞれ異なる複数の製造対象物を混在して収容した状態で製造対象物を工程間搬送する場合に比べて、より効率よく製造対象物を搬送することができる。また、上記構成によれば、収容容器に収容可能な数量の製造対象物の収容を完了した後に収容容器を一単位として搬送した場合に生じる待ち時間、つまり、収容容器に収容する他の製造対象物の処理完了を待つ時間を無くすことができ、従来に比べてリードタイムを大幅に短縮することができる。
【００１０】
第４の発明は、第１の発明ないし第３の発明のいずれかの構成において、前記製造対象物は、平板状の部材であることを特徴とする。
上記構成によれば、平板状の製造対象物は、従来のように工程内を繰り返し循環する必要がなく、例えば１周循環するだけで効率よく一連の連続する処理が施される。このように平板状の製造対象物の搬送時間が短くなるので、平板状の製造対象物にパーティクルが付着しにくく、また、搬送時間が短くなるので、リードタイムが大幅に短縮される。
【００１１】
第５の発明は、第４の発明の構成において、前記製造対象物は、半導体ウェハであることを特徴とする。
上記構成によれば、半導体ウェハは、従来のように工程内を繰り返し循環する必要がなく、例えば１周循環するだけで効率よく一連の連続する処理が施される。このように半導体ウェハの搬送時間が短くなるので、半導体ウェハにパーティクルが付着しにくく、また、搬送時間が短くなるので、リードタイムが大幅に短縮される。
【００１２】
第６の発明は、第４の発明の構成において、前記製造対象物は、液晶デバイスの基板であることを特徴とする。
上記構成によれば、液晶デバイスの基板は、従来のように工程内を繰り返し循環する必要がなく、例えば１周循環するだけで効率よく一連の連続する処理が施される。このように液晶デバイスの基板の搬送時間が短くなるので、液晶デバイスの基板にパーティクルが付着しにくく、また、搬送時間が短くなるので、リードタイムが大幅に短縮される。
【００１３】
上述の目的は、第７の発明によれば、複数の処理を施す工程を経て製造対象物を製造する製造方法であって、前記製造対象物を複数格納可能な収納容器を一単位として、前記収納容器を前記工程間で搬送する工程間搬送ステップと、前記収納容器から前記製造対象物を取り出して１つの前記製造対象物を一単位として、前記製造対象物を各前記工程内で搬送する工程内搬送ステップと、前記製造対象物に対して施すべき同種の処理を行う複数の処理手段をまとめて配置する代わりに、前記製造対象物の搬送方向に沿って、ほぼ前記製造対象物に対して施すべき処理手順に従って配置した複数の処理手段が、前記工程内において前記複数の処理をそれぞれ施す処理ステップとを有することを特徴とする製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の好ましい実施形態としての製造装置が適用された製造システム１の構成例を示す平面図である。
製造システム１は、複数の処理を施す工程を経て製造対象物を製造する製造設備である。この製造対象物としては、例えば平板状の部材である半導体ウェハを挙げることができる。また、この製造対象物は、例えば液晶デバイスの基板であっても良い。
【００１５】
図示の設備には、例えば露光工程モジュール２００、エッチング・剥離工程モジュール３００及び成膜工程モジュール１００が、工程間搬送システム５００の両側に配置されている。各モジュール２００は、クリーンルーム内に存在し、このクリーンルーム内は、例えばダウンフローにより規定された洗浄度レベル（洗浄度クラス）に管理されている。
【００１６】
ここで、以下の説明において「工程間」とは、これら露光工程モジュール２００、エッチング・剥離工程モジュール３００、成膜工程モジュール１００のような工程の間をいい、「工程内」とは、各露光工程モジュール２００等のような工程の内部というものとする。また、「工程」を「ベイ」とも呼ぶものとする。各モジュール２００等には、それぞれ工程間搬送システム５００から放射状に配置されたベイ内搬送システム４００が設けられている。工程間搬送システム５００は、露光工程モジュール２００等の各工程間、例えばベイ内搬送システム４００を跨いで半導体ウェハを搬送したい場合に利用される搬送システムである。
【００１７】
この工程間搬送システム５００では、例えば複数の半導体ウェハを、収納容器の一例としてのＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）と呼ばれる前開き一体形ポッド（以下「カセット」という）に収納させており、このカセットを、図示しないＡＧＶ（Ａｕｔｏ Ｇｕｉｄｅ Ｖｅｈｉｃｌｅ）と呼ばれる自動搬送ロボットによって搬送している。
【００１８】
この工程間搬送システム５００では、自動搬送ロボットがＲ１方向に循環する構成となっている。尚、カセットは、ＡＧＶのような自動搬送ロボットの代わりに、ＯＨＳ（Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ Ｓｈｕｔｔｌｅ）と呼ばれる天井走行型の自動搬送車によって、またはＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｈｏｉｓｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）と呼ばれる天井釣り下げ型の自動搬送車によって、搬送される構成としても良い。
【００１９】
工程間搬送システム５００及びベイ内搬送システム４００の間には、ローダ７００が設けられている。このローダ７００は、工程間搬送システム５００によって搬送されているカセットを取得し、カセットに収納されている半導体ウェハを１枚ずつ取り出してベイ内搬送システム４００に引き渡すロード機能を有する。また、このローダ７００は、ベイ内搬送システム４００において１枚ずつ搬送されている半導体ウェハを取得し、カセットに収納して工程間搬送システム５００に引き渡すアンロード機能を有する。このようにすると、また、工程内では、ベイ内搬送システム４００によってカセットを一単位として搬送せず１つ１つの半導体ウェハを搬送しているので、少量多品種の半導体ウェハを製造することができる。
【００２０】
また、ローダ７は、工程間と工程内の間でウェハを一時的に保管するためのバッファ機能を備える構成としても良い。このような構成とすると、工程間搬送システム５００による工程間での半導体ウェハの搬送状況や、ベイ内搬送システム４００による工程内での半導体ウェハの搬送状況に応じて、半導体ウェハを一時的に保管することができる。従って、ローダ７は、バッファ機能を用いて、搬送中の製造対象物の搬送状況に応じて、工程間搬送システム５００やベイ内搬送システム４００の間で効率よく半導体ウェハを受け渡すことができる。
【００２１】
ベイ内搬送システム４００の両脇には、各工程において半導体ウェハに対して処理を施す処理装置６００ａ〜６００ｌ（６００）が配列している。これら処理装置６００ａ〜６００ｌは、ベイ内搬送システム４００が半導体ウェハを搬送する搬送方向に沿って配列している。そして、これら処理装置６００ａ〜６００ｌは、それぞれ半導体ウェハに所定の処理を施して回路等を形成するための処理装置である。
【００２２】
本発明の実施形態において特徴的なことは、従来のように製造対象物の一例としての半導体ウェハに施すべき同種の処理を行う処理装置をまとめて配置する代わりに、処理装置６００ａ〜６００ｌをほぼ半導体ウェハの搬送方向Ｒ２に沿って半導体ウェハに対して施すべき処理手順に従って配置した構成であることである。
このような構成とすると、搬送方向に沿って半導体ウェハを搬送すると、これら処理装置６００ａ〜６００ｌがそれぞれ効率よく複数の処理を施すことができる。従って、半導体ウェハは、従来のようにベイ内搬送システム４００によって現工程ベイのローダ７のストッカーへ搬送され、工程間搬送システム５００によって次工程ベイのローダ７のストッカーへ搬送され、次工程ベイのベイ内搬送システム４００によって処理装置６００ａ〜６００ｌへ搬送されることを繰り返す必要がなく、例えば１周循環するだけで効率よく一連の連続する処理が施される。また、このように半導体ウェハの搬送時間が短くなるので、半導体ウェハにパーティクルが付着しにくく、また搬送時間が短くなるので、リードタイム（工間時間）が大幅に短縮される。
【００２３】
図２（Ａ）は、図１のベイ内搬送システム４００の周辺の構成例を示す図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）示すベイ内搬送システム４００の周辺の構成例を示す断面図である。
ベイ内搬送システム４００の両脇には、上述のように半導体ウェハに対して複数の処理をそれぞれ施す処理装置６００ａ〜６００ｌが配列している。
【００２４】
このベイ内搬送システム４００は、クリーントンネル４０９に枚葉搬送コンベア４０３が内蔵された構成となっている。このクリーントンネル４０９内は、クリーンルーム内よりも洗浄度レベルが高く設定されている。このベイ内搬送システム４００は、枚葉搬送コンベア４０３を備えている。以下の説明では、１枚ずつ半導体ウェハを搬送することを「枚葉搬送」と呼ぶ。この枚葉搬送コンベア４０３は、上記図１のローダ７００から引き受けたカセットに収納された半導体ウェハを１枚ずつＲ２方向に枚葉搬送する機能を有する。
【００２５】
一方、図２（Ａ）の処理装置６００ａ〜６００ｌは、それぞれ例えばロードポート４０５、ロボット４０１及びミニバッファ４０７を備えている。ロボット４０１は、各処理装置６００ａ等にそれぞれ設けられており、枚葉搬送コンベア４０３によって１枚ずつ搬送されている半導体ウェハを取得して装置６００ａ〜６００ｌのいずれかに引き渡す。具体的には、このロボット４０１は、例えば半導体ウェハに付された識別子を読み取り、処理を施すべき半導体ウェハを選択して取得する。
【００２６】
また、各ロボット４０１は、処理装置６００ａ〜６００ｌのいずれかから処理済みの半導体ウェハを取得し、枚葉搬送コンベア４０３に１枚ずつ戻す機能を有する。ミニバッファ４０７は、ロボット４０１が枚葉搬送コンベア４０３から半導体ウェハを取得した際に或いは、処理装置６００ａ〜６００ｌのいずれかから半導体ウェハを取得した際に、一端、半導体ウェハを配置する場所である。また、ミニバッファ４０７は、ロボット４０１が一時的に半導体ウェハを配置するバッファ機能を有する。ロードポート４０５は、枚葉搬送コンベア４０３が停止した時、または、各処理装置６００ａ〜６００ｌを単独で動作させる時に、作業者がワークを給材するためのカセット（例えば上記ＦＯＵＰ）のロードポートとしての機能を発揮する。
【００２７】
具体的には、ロボット４０１が処理装置６００ａ等から半導体ウェハを枚葉搬送コンベア４０３に戻そうとした場合に枚葉搬送コンベア４０３に空きがない場合に、ミニバッファ４０７がその半導体ウェハを一端確保する。また逆に、ロボット４０１が枚葉搬送コンベア４０３から取得したものの処理装置６００ａ等で即座に処理できない場合に、ミニバッファ４０７がその半導体ウェハを一端確保する。
【００２８】
製造システム１は以上のような構成であり、次に図１及び図２を参照しつつその動作例としての製造方法の一例について説明する。
図３は、半導体ウェハの製造方法における大工程の手順の一例を示すフローチャートである。つまり、図３は、半導体ウェハのいわゆる前工程の概要を示しており、この大工程は、後工程或いはその他の工程であっても良いことはいうまでもない。
【００２９】
この半導体ウェハの製造における前工程は、例えば成膜工程（ステップＳＴ１００）、露光工程（ステップＳＴ２００）及びエッチング・剥離工程（ステップＳＴ３００）を有する。ステップＳＴ１００の成膜工程は、半導体基板に対して成膜する工程である。ステップＳＴ２００の露光工程は、成膜した半導体基板にレジストを施して露光する工程である。ステップＳＴ３００のエッチング工程は、露光した半導体基板をエッチングする工程である。また、ステップＳＴ３００の剥離工程は、レジストを剥離する工程である。
【００３０】
以下では、エッチング・剥離工程モジュール３００を具体例として挙げつつ説明する。
図４は、エッチング・剥離工程モジュール３００に含まれる処理装置の種類及び台数の一例を示す図であり、図５、図７、図８、図９は、それぞれエッチング・剥離工程モジュール３００における各処理装置の配置例を示す図である。
図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、それぞれエッチング・剥離工程モジュール３００における製造フローの一例を示す図である。
【００３１】
ここで、図４、図５、図７、図８、図９における略称は以下のようである。まず、「ＷｅｔＥＴ」はウェットエッチング処理を示し、「ＤｒｙＥＴ」はドライエッチング処理を示す。尚、「Ａ」等は、同一機能を有する処理装置を区別するための符号である。「Ａｓｈ」はアッシング処理を示し、「洗浄」は、洗浄を行う処理を示す。また、「外観検査」は、外観を検査する処理を示し、「寸法測定」は、寸法を測定する処理を示し、「膜厚測定」は、半導体ウェハに成膜されている膜厚を測定する処理を示す。
【００３２】
図５に示すように、ここでは例えば３通りの製造フローが例示されている。各製造フローでは、それぞれ半導体ウェハの処理に必要な処理装置６００ａ等のいずれか又はこれらいずれかの組み合わせを選択して使用しているため、各製造フローでは使用する処理装置６００ａ等が多少異なっている。本実施形態において特徴的なことは、半導体ウェハが１品種であっても、異なる製造フローで処理され、さらに、類似した製造フローをまとめて１つのベイで処理していることである。
【００３３】
そこで、本実施形態では、エッチング・剥離工程における各処理装置６００ａ〜６００ｌを図５に示すように配置している。具体的には上述のように、従来のように製造対象物の一例としての半導体ウェハに対して同種の処理を行うこれら処理装置をまとめて配置する代わりに、処理装置６００ａ〜６００ｌをほぼ半導体ウェハの搬送方向Ｒ２に沿って配列に対して施すべき処理手順に従って配置している。
【００３４】
まず、半導体ウェハは、例えば図１に示す成膜工程モジュール１００において半導体基板に成膜され、ロード機能及びアンロード機能を有するローダ７００が複数の半導体ウェハをカセットに収納させて工程間搬送システム５００に引き渡す。この工程間搬送システム５００は、カセットを一単位として複数の半導体ウェハをエッチング・剥離工程モジュール３００に一括して搬送する。
【００３５】
エッチング・剥離工程モジュール３００では、図５に示すローダ７００が工程間搬送システム５００からカセットを受け取り、カセットから半導体ウェハを１枚ずつ取得する。そして、ローダ７００は、半導体ウェハをベイ内搬送システム４００に引き渡し、ベイ内搬送システム４００によって処理装置６００ａ等間を枚葉搬送させる。
【００３６】
次に図６（Ａ）に示す第１の製造フローでは、図５に矢印で示すように半導体ウェハが、各処理装置６００ａ、６００ｅ、６００ｈ、６００ｉ、６００ｊ、６００ｋ、６００ｌにおいて処理されることになる。処理対象としての半導体ウェハは、ベイ内搬送システム４００によってＲ２方向に例えば１周循環されることで処理が完了することになる。このように半導体ウェハの搬送時間が短くなるので、半導体ウェハにパーティクルが付着しにくく、また搬送時間が短くなるので、リードタイムが大幅に短縮される。
【００３７】
しかも、ベイ内搬送システム４００では、半導体ウェハが枚葉搬送されているので、従来のようにカセットのような単位でベイ内を搬送する場合に比べて、各処理装置６００ａ等における処理待ちが発生しにくい。しかも、処理装置６００ａ等は、図４に示すような台数しか用意されていなくても、製造する半導体ウェハの製造プロセスに応じて配置することで効率よく利用することができる。
【００３８】
また、図６（Ｂ）における第２の製造フローでは、図７に示すようにベイ内搬送システム４００によって、半導体ウェハが処理装置６００ｂ、６００ｆ、６００ｇ、６００ｉ、６００ｊ、６００ｋの順に一巡し、処理がなされる。尚、図６（Ｂ）における第２の製造フローでは、図８に示すようにベイ内搬送システム４００によって、半導体ウェハが処理装置６００ｃ、６００ｆ、６００ｈ、６００ｉ、６００ｊ、６００ｋの順に一巡し、処理がなされる。
【００３９】
図８に示す処理装置６００ａ等では、ほぼ半導体ウェハの処理手順に従って配列しているので、図７に示す処理装置６００ｂの代わりに同様の処理を行う図８に示す処理装置６００ｃが、及び図７に示す処理装置６００ｇの代わりに同様の処理を行う図８に示す処理装置６００ｈが用いられている。また、図６（Ｃ）に示す第３の製造フローでは、図９に示すようにベイ内搬送システム４００によって、半導体ウェハが処理装置６００ｄ、６００ｆ、６００ｇ、６００ｉ、６００ｊ、６００ｋの順に一巡し、処理がなされる。
【００４０】
本発明の実施形態によれば、ウェハの搬送時間が、従来からのジョブショップによる搬送方式よりも短くなる。また、同一の処理装置６００ａ〜６００ｌを共用している形態であるため、製造する半導体ウェハの処理数が増えても、増やすべき新たな処理装置が少なくて済む。また、上記枚葉搬送と、処理装置６００ａ〜６００ｌを共用するフローショップとを組み合わせると、工程内の全ての処理をフローショップにすることができるのでリードタイムの大幅な短縮を図ることができる。
【００４１】
また、工程内における少ない循環により効率よく製造対象物に対して処理を施すことができる。つまり、半導体ウェハは、従来のように工程内を繰り返し循環する必要がなく、例えば１周循環するだけで効率よく一連の連続する処理が施される。また、工程内では、カセットを一単位として搬送せず１枚１枚の半導体ウェハを枚葉搬送しているので、少量多品種の製造対象物を製造することができる。
【００４２】
また、例えば２０枚の半導体ウェハについて処理を施すことを例示すると、従来は、図１０（Ａ）に示すように例えば１枚の半導体ウェハＷｆ１の処理に２分かかるとして３００工程を経ると、カセットの搬送に１０分かかり、２０枚の半導体ウェハを処理するのに約１０．４日が必要となる。これに対して、本発明の実施形態によれば、図１０（Ｂ）に示すように各半導体ウェハＷｆ１等の搬送に１分かかり処理に２分かかるとして３００工程を経ると、２０枚の半導体ウェハを処理するのに約０．６日とＴＡＴ（Ｔｕｒｎ Ａｒｏｕｎｄ Ｔｉｍｅ）を大幅に短縮することができる。従って、本発明の実施形態によれば、短時間で他品種少量の半導体ウェハの処理を行うことができる。
【００４３】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態としての製造方法及び製造装置では、図１〜図１０において第１実施形態としての製造方法及び製造装置と同一の符号を付した箇所はほぼ同じ構成であるから、同一の構成は図１〜図１０と共通の符号を用いてその説明を省略し、異なる点を中心として説明する。
【００４４】
第２実施形態において特徴的なことは、工程間搬送システム５００は、カセットに収容可能な数量の半導体ウェハをカセットに収容する前であってもカセットを搬送する構成であり、工程内搬送システム４００において、次工程が同一である複数の半導体ウェハが選択され、カセットにまとめて収納して、工程間搬送システム５００に引き渡される構成であってもよい。つまり、次工程が同一である複数の半導体ウェハは、同一のカセットにまとめて収容された状態で工程間搬送されるようになる。
【００４５】
図６を用いて具体的に説明すると、図６（Ａ）に示す第１の製造フローでは、エッチング・剥離工程モジュール３００の次工程が成膜工程モジュール１００となっており、図６（Ｃ）に示す第３製造フローでは、エッチング・剥離工程モジュール３００の次工程が成膜工程モジュール１００となっている。このように第１の製造フロー及び第３製造フローでは、エッチング・剥離工程モジュール３００の次工程が成膜工程モジュール１００である点で共通している。
【００４６】
第２実施形態では、このように次工程が共通している場合に、工程内搬送システム４００において、次工程が同一である複数の半導体ウェハが選択され、カセットにまとめて収納して、工程間搬送システム５００に引き渡されるのである。このとき、工程間搬送システム５００では、例えばカセットに収容可能な数量の半導体ウェハをカセットに収容するロットの概念を採用せず、半導体ウェハをカセットに満載前であってもカセットを搬送する構成でのが望ましい。なぜならば、次工程が同一である複数の半導体ウェハをカセットに満載するまで、工程間搬送システム５００によるカセットの搬送を待たせたのでは、リードタイムが却って長くなってしまうためである。
【００４７】
第２実施形態では、カセット或いはＦＯＵＰ等の搬送容器によるロット単位の搬送を採用せず、前工程全体のリードタイムを短くすることができる。また、第２実施形態では、最近の処理装置の枚葉処理化に対応して、例えば搬送の単位をロット単位とせず、１ロット単位のバッチ処理よりも処理を高速化することができる。これは、ロット内の各ウェハーから見れば、残りのウェハーが処理を終えるまでの時間を無駄に待つ必要が無く、前工程全体では大きな時間のロスを防止することができるためである。
【００４８】
本発明の第２実施形態によれば、第１実施形態とほぼ同様の効果を発揮することができるとともに、これに加えて、次工程がそれぞれ異なる複数の半導体ウェハを混在して収容した状態で半導体ウェハを工程間搬送する場合に比べて、より効率よく半導体ウェハを搬送することができるようになる。また、第２実施形態によれば、カセットに収容可能な数量の半導体ウェハの収容を完了した後にカセットを一単位として搬送した場合に生じる待ち時間、つまり、カセットに収容する他の半導体ウェハの処理完了を待つ時間を無くすことができ、従来に比べてリードタイムを大幅に短縮することができる。
【００４９】
＜増設すべき新規処理装置数の検証＞
次に、本発明の実施形態によれば上述のように製造する半導体ウェハの処理数が増えても増設すべき新たな処理装置が少なくて済むことについての検証を行う。
図１１及び図１２は、それぞれ上記半導体ウェハに対する処理手順の一例を示す図である。尚、この検証では、上記半導体ウェハにＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）アレイを形成する工程を例示している。
【００５０】
図１１は、上記半導体ウェハに対して例えば２１層の膜を形成する工程の処理手順を表しており、図１２は、図１１に示す処理手順を時系列に並べた工程の一例を示す図である。尚、図１１及び図１２においては、それぞれ各処理名を省略して表されている。また、各処理において、同一の処理名に対して付された、例えば「Ａ」、「Ｂ」、・・・、「Ｅ」等は同一の処理名を区別するための識別子である。
半導体ウェハに対しては、第１層を形成するために、例えば洗浄Ａ、スパッタリングＡ、洗浄Ｂ、フォトリソグラフィＡ、検査Ｂ、検査Ｃ、ドライエッチング（ドライ）Ａ、アッシングＡ、剥離Ａ及び検査Ｂが施される。また、第２層に対しては、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）−Ａ、検査Ａ、洗浄Ｂ、アニールＡ及び洗浄Ｃが施される。また同様にして、第３層〜第２１層まで図示のような処理が施される。つまり、半導体ウェハに対しては、例えば図１２に示すように工程Ｎｏ．１〜工程Ｎｏ．１６３の処理が施される。このように、半導体ウェハに対しては、例えば各層ごとに異なる組合せの処理が施される。従って、以下に示すように各処理を施す処理装置の配置が重要となる。
【００５１】
次に、半導体ウェハに対して上述のような各処理を施す場合において、製造する半導体ウェハの数量を変更した時に必要とされる処理装置の台数について検証する。この検証では、半導体ウェハを、例えば１ヶ月あたり２５００枚製造する場合と、例えば１ヶ月あたり１００００枚製造する場合の２つのケースについてを検証する。また、各処理装置の配列としては、上述したジョブショップに従って配列した場合、完全にフローショップに従って配列した場合及び本実施形態に従って配列した場合を例示する。
【００５２】
＜ジョブショップに従って各処理装置を配置した場合＞
図１３及び図１４は、それぞれジョブショップに従って各処理装置をレイアウトした場合の一例を示すレイアウト図である。尚、図１３は、所定の期間内に例えば２５００枚の半導体ウェハを処理する場合を示しており、図１４は、例えば１００００枚の半導体ウェハを処理する場合の一例を示している。
【００５３】
図１３に示すように、ジョブショップに従ってレイアウトした各処理装置は、半導体ウェハに対して施すべき同種の処理を行う複数の処理装置６０７Ａ，６１３Ａ等をまとめて配置している。このジョブショップ形態では、工程間搬送システム５００によって搬送されてきた半導体ウェハを上記ローダを含むストッカー８００によって取得し、ベイ内搬送システム４００によって工程内を搬送する構成となっている。
【００５４】
このベイ内搬送システム４００の外周側には、上述した各処理装置６０５Ａ等がジョブショップレイアウトに従って配列されている。具体的には、このジョブショップレイアウトでは、例えばＣＶＤ装置６０５Ａ，６０５Ｂ，６０５Ｃ，６０５Ｄ，６０５Ｅ、スパッタリング装置６０３Ａ，６０３Ｂ，６０３Ｃ、イオン・インプランテーション装置６２３Ａ、アニール装置６１３Ａ，６１３Ｂ，６１３Ｃ，６１３Ｄ，６１３Ｅ、熱酸化装置６０７Ａが配列した構成となっている。
【００５５】
一方、ジョブショップレイアウトを採用して一定期間内に例えば１００００枚の半導体ウェハを製造する場合においては、図１４に示すような各処理装置のレイアウトとなる。図１４に示すジョブショップレイアウトにおいても、半導体ウェハに対して施すべき同種の処理を行う各処理装置がまとめて配置された構成となっている。
【００５６】
具体的には、このジョブショップレイアウトにおいては、例えば最も左側のベイ内搬送システム４００の周囲に熱酸化装置６０７Ａ，６０７Ａ等、ＣＶＤ装置６０５Ａ，６０５Ａ，６０５Ａ，６０５Ｂ，６０５Ｃ，６０５Ｄ，６０５Ｄ，６０５Ｅ、アニール装置６１３Ｅ，６１３Ｅ，６１３Ｅ，６１３Ｄ、６１３Ｄ，６１３Ｃ，６１３Ｃ，６１３Ｂ，６１３Ｂ，６１３Ａ，６１３Ａが配列した構成となっている。他のベイ内搬送システム４００の周囲においても、図１４に示すように半導体ウェハに対して施すべき同種の処理を行う各処理装置がまとめて配置された構成となっている。
【００５７】
図１５は、図１３及び図１４に示すようにジョブショップに従って、各処理装置をレイアウトした場合に必要とされる各処理装置の台数の一例を示す図である。図１５を参照すると、ジョブショップに従って各処理装置をレイアウトした場合においては、製造する半導体ウェハの枚数に応じて必要な各処理装置の台数が増加することが分かる。
【００５８】
次にフローショップに従って各処理装置を配列した場合について説明する。尚、このフローショップに従って各処理装置を配列した場合においても、所定の期間内に、例えば２５００枚の半導体ウェハを製造する場合及び例えば１００００枚の半導体ウェハを製造する場合を例示する。
【００５９】
図１６は、図１１に示す各処理を、２つのフローショップに分割した場合の一例を示す工程図である。
図１６に示す工程図においては、例えば第１のフローショップＦＳ１及び第２のフローショップＦＳ２を有する。第１のフローショップＦＳ１は、例えば洗浄工程、成膜工程、検査工程、洗浄工程、アニール工程及び洗浄工程を含んでいる。つまり、第１のフローショップＦＳ１では、これらに対応する各処理装置がこの第１のフローショップＦＳ１内において半導体ウェハの搬送方向に沿って半導体ウェハに対して施すべき処理手順に従って各処理装置が配置された構成となっている。一方、第２のフローショップＦＳ２では、フォトリソグラフィ工程、２つの検査工程、イオン・インプランテーション工程、２つのエッチング工程、アッシング工程、剥離工程及び検査工程を含んでいる。つまり、第２のフローショップＦＳ２においては、これらの各処理装置が、ほぼ半導体ウェハの搬送方向に沿って半導体ウェハに対して施すべき処理手順に従って配置した構成となっている。
【００６０】
これら第１のフローショップＦＳ１及び第２のフローショップＦＳ２に従って各処理装置を配置すると、図１７に示すようなレイアウトとなる。図１７に示すレイアウトによれば、各処理装置が、ほぼ半導体ウェハの搬送方向Ｒ２に沿って半導体ウェハに対して施すべき処理手順に従って配置した構成となっている。
つまり、図１７に示すレイアウトによると、半導体ウェハに対して施すべき同種の処理を行う各処理装置がまとめて配置されていないことが分かる。具体的には、図１７の左側に示すベイ内搬送システム４００においては、例えば同種の処理を行う洗浄装置６０１Ａと洗浄装置６０１Ｃがまとめて配置されておらず、半導体ウェハの搬送方向Ｒ２に沿って半導体ウェハに対して施すべき処理手順に従って配置されている。尚、第２のフローショップベイＦＳＢ２においても同様である。
【００６１】
図１７の左側に示す第１のフローショップベイＦＳＢ１において必要な処理装置の台数としては、例えば図１８（Ａ）に示すような台数となる。一方、図１７の右側に示す第２のフローショップベイＦＳＢ２において必要な処理装置の台数としては、図１８（Ｂ）に示すような台数となる。図１８（Ａ）に示す各処理装置の台数は、図１７の左側に示す第１のフローショップベイＦＳＢ１に含まれる各処理装置の台数を合計したものであり、図１８（Ｂ）に示す台数は、図１７の右側に示す第２のフローショップベイＦＳＢ２に含まれる各処理装置を合計したものである。
【００６２】
次に各処理装置をフローショップに従ってレイアウトした場合に、例えば１ヶ月あたり１００００枚の半導体ウェハを製造した場合について説明する。
図１９は、図１１に示す工程図に含まれる各処理を４つに分割したフローショップの一例を示す工程図である。
図１９に示す工程図においては、第１のフローショップＦＳ１、第２のフローショップＦＳ２、第３のフローショップＦＳ３及び第４のフローショップＦＳ４を含んでいる。第１のフローショップＦＳ１は、例えば洗浄工程、成膜工程及び検査工程を含んでいる。第２のフローショップＦＳ２は、例えば洗浄工程、アニール工程及び洗浄工程を含んでいる。第３のフローショップＦＳ３は、例えばフォトリソグラフィ工程、２つの検査工程及びイオン・インプランテーション工程を含んでいる。第４のフローショップＦＳ４は、例えば２つのエッチング工程、アッシング工程、剥離工程及び検査工程を含んでいる。
【００６３】
図１９に示すフローショップ工程に従って各処理装置を配置すると、図２０に示すようなレイアウトとなる。
図２０に示すレイアウトでは、第１のフローショップベイＦＳＢ１、第２のフローショップベイＦＳＢ２、第３のフローショップベイＦＳＢ３及び第４のフローショップベイＦＳＢ４を含んでいる。
【００６４】
図２０に示す第１のフローショップベイＦＳＢ１等は、それぞれ図１９に示す第１のフローショップＦＳ１に対応してレイアウトされた処理装置の配置例である。例えば図２０に示す第１のフローショップベイＦＳＢ１においては、上記同様に各処理装置が、ほぼ半導体ウェハの搬送方向Ｒ２に沿って半導体ウェハに対して施すべき処理手順に従って配置した構成となっている。
【００６５】
これは、第２のフローショップベイＦＳＢ２、第３のフローショップベイＦＳＢ３及び第４のフローショップベイＦＳＢ４においてもそれぞれ同様である。このようにレイアウトされた各フローショップベイにおいて必要な処理装置の台数としては、図２１に示すような台数となる。具体的には、図２０に示す第１のフローショップベイＦＳＢ１等では、それぞれ図２１（Ａ）等に示すような台数の処理装置が必要となる。
【００６６】
次に本実施形態のように必要最小限の各処理装置をレイアウトする代わりに、半導体ウェハに必要とされる全ての処理の手順に従って全ての処理装置をレイアウトした場合について説明する。以下、このように半導体ウェハに必要とされる全ての処理に対応する全ての処理装置を半導体ウェハの搬送方向に沿って半導体ウェハに対して施すべき手順に従って配列することを「完全フローショップ」という。図２２は、完全フローショップに従って各処理装置をレイアウトした場合の一例を示す図である。
【００６７】
図２２に示すレイアウトでは、上述のように半導体ウェハに施すべき処理手順に従って全ての処理装置が配列されており、同様の処理を行う処理装置が重複して配置しなければならない点が特徴である。つまり、図２２に示す完全フローショップに従ってレイアウトされた各処理装置は、半導体ウェハに対して一循環で全ての処理を施すことができる代わりに、同様の処理を行う複数の処理装置を全て配置する必要があるため、処理装置のレイアウトに無駄が生じる欠点がある。
【００６８】
図２２に示す完全フローショップに従ったレイアウトに必要とされる各処理装置の数としては、図２３に示す台数が必要となる。図２３を参照すると分かるように、完全フローショップに従って各処理装置をレイアウトした場合においては、製造する半導体ウェハの枚数に応じて増設する必要のある各処理装置の台数がさほど変わらないものの、製造する半導体ウェハの枚数が少ない場合においてもかなり多くの処理装置が必要となっていることが分かる。
つまり、完全フローショップに従って各処理装置をレイアウトした場合においては、半導体ウェハの製造数量が少ない場合においても各処理装置の台数を多く必要とする欠点がある。
【００６９】
図２４は、上述したジョブショップ、完全フローショップ、本実施形態におけるフローショップに従って半導体ウェハを製造する場合に必要とされる各処理装置の台数の一例を示す図である。尚、図２４の左側に縦方向に示す装置は、半導体ウェハに対して処理を施す各処理装置を表しており、これらの処理装置に対応して、例えば１ヶ月あたり２５００枚の半導体ウェハを小規模に生産する場合及び例えば１００００枚の半導体ウェハを中規模に生産する場合に必要とされる処理装置の台数が表されている。
【００７０】
半導体ウェハに対して効率よく処理を施すという点においては、ジョブショップに従って各処理装置をレイアウトした場合が劣っているものの、図２４を参照すると分かるように、ジョブショップに従って各処理装置をレイアウトした場合には、必要とされる処理装置の数が少なくて済む事が分かる。一方、各処理装置を完全フローショップに従って配列した場合においては、半導体ウェハに対して施すべき処理数に応じて台数が増えるため、非常に多くの処理装置が必要となることが分かる。
【００７１】
一方、本実施形態を採用した場合においては、少ない台数で処理を行うことができるジョブショップとほぼ同様の台数の処理装置を用いて、効率よく半導体ウェハに対して処理を施すことができることが分かる。これは、各処理装置を考慮した場合のみならず、図２４の下側に示す合計台数を参照しても分かる。具体的には、図２４の合計を参照しても分かるように、小規模に生産する場合においては、ジョブショップに従ってレイアウトした場合には、例えば３４台の処理装置が必要となるのに対し、本実施形態に従ってレイアウトした場合においては、例えば３５台の処理装置が必要となることが分かる。
つまり、本実施形態において必要とされる処理装置の台数は、ジョブショップに従ってレイアウトした処理装置の台数とほぼ同様でありながら、完全フローショップと同様に半導体ウェハに対して効率よく処理を施すことができるのである。
【００７２】
また、図２４の右側に示す中規模に生産する場合においても、ジョブショップに従ってレイアウトした場合には、例えば７６台の処理装置が必要となるのに対し、本実施形態に従ってレイアウトした場合においては、例えば７７台の処理装置が必要となることが分かる。
つまり、本実施形態に従って処理装置をレイアウトした場合に必要とされる台数は、ジョブショップに従ってレイアウトした場合に必要とされる処理装置の台数とほぼ同じでありながら、完全フローショップと同様に半導体ウェハの生産数量を増やした場合においても効率よく半導体ウェハに対して処理を施すことができる。
従って、本発明の実施形態によれば、上述のように製造する半導体ウェハの処理枚数が増えても、増設すべき新たな処理装置の台数が少なくて済むようになることが分かる。
本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】製造システムの構成例を示す平面図。
【図２】図１のベイ内搬送システムの周辺の構成例を示す図及び断面図。
【図３】大工程の手順の一例を示すフローチャート。
【図４】処理装置の種類及び台数の一例を示す図。
【図５】各処理装置の配置例を示す図。
【図６】製造フローの一例を示す図。
【図７】各処理装置の配置例を示す図。
【図８】各処理装置の配置例を示す図。
【図９】各処理装置の配置例を示す図。
【図１０】半導体ウェハに対する処理時間の比較例を示す図。
【図１１】半導体ウェハに施すべき処理の一例を図示した工程図。
【図１２】図１１に示す各工程を時系列に並べた一例を示す工程図。
【図１３】ジョブショップに従って各処理装置をレイアウトした構成例を示す図。
【図１４】ジョブショップに従って各処理装置をレイアウトした構成例を示す図。
【図１５】ジョブショップに従って各処理装置をレイアウトした場合に必要となる処理装置の台数の一例を示す図。
【図１６】本実施形態を採用した場合における半導体ウェハに施すべき処理手順の一例を示す工程図。
【図１７】図１６に示すフローショップに従って各処理装置をレイアウトした構成例を示す図。
【図１８】図１７に示すフローショップベイに含まれる処理装置の台数の一例を示す図。
【図１９】本実施形態を採用した場合における半導体ウェハに施すべき処理手順の一例を示す工程図。
【図２０】図１９に示すフローショップに従って各処理装置をレイアウトした構成例を示す図。
【図２１】図１９に示すフローショップに従って各処理装置をレイアウトした構成例を示す図。
【図２２】完全フローショップに従ってレイアウトした各処理装置の配置例を示す図。
【図２３】図２２に示すようにレイアウトされた場合に必要とされる各処理装置の台数の一例を示す図。
【図２４】レイアウトの種類に応じて必要とされる処理装置の台数の比較例を示す図。
【符号の説明】
１ 製造システム（製造装置）、４００ ベイ内搬送システム（工程内搬送手段）、５００ 工程間搬送システム（工程間搬送手段）、６００，６００ａ〜６００ｌ 処理装置（複数の処理手段）、７００ ローダ（受渡手段）、８００ ストッカー

Claims (7)

1. 複数の処理を施す工程を経て製造対象物を製造する製造装置であって、
   前記製造対象物を複数格納可能な収納容器を一単位として、前記収納容器を前記工程間で搬送する工程間搬送手段と、
   前記収納容器から前記製造対象物を取り出して１つの前記製造対象物を一単位として、前記製造対象物を各前記工程内で搬送する工程内搬送手段と、
   前記工程内において前記複数の処理をそれぞれ施す複数の処理手段と、を備え、
   前記複数の処理手段は、前記製造対象物に対して施すべき同種の処理を行う複数の処理手段をまとめて配置する代わりに、ほぼ前記製造対象物の搬送方向に沿って前記製造対象物に対して施すべき処理手順に従って配置した構成である
   ことを特徴とする製造装置。
2. 前記工程間搬送手段と前記工程内搬送手段との間に設けられており、受け渡す前記製造対象物を一時的に保管するバッファ機能を有する受渡手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の製造装置。
3. 前記工程間搬送手段は、前記収納容器に収容可能な数量の前記製造対象物を前記収納容器に収容する前であっても前記収納容器を搬送する構成であり、
   前記工程内搬送手段では、次工程が同一である複数の前記製造対象物が選択され、前記収納容器にまとめて収納して、前記工程間搬送手段に引き渡される構成であることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の製造装置。
4. 前記製造対象物は、平板状の部材であることを特徴する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の製造装置。
5. 前記製造対象物は、半導体ウェハであることを特徴とする請求項４に記載の製造装置。
6. 前記製造対象物は、液晶デバイスの基板であることを特徴とする請求項４に記載の製造装置。
7. 複数の処理を施す工程を経て製造対象物を製造する製造方法であって、
   前記製造対象物を複数格納可能な収納容器を一単位として、前記収納容器を前記工程間で搬送する工程間搬送ステップと、
   前記収納容器から前記製造対象物を取り出して１つの前記製造対象物を一単位として、前記製造対象物を各前記工程内で搬送する工程内搬送ステップと、
   前記製造対象物に対して施すべき同種の処理を行う複数の処理手段をまとめて配置する代わりに、前記製造対象物の搬送方向に沿って、ほぼ前記製造対象物に対して施すべき処理手順に従って配置した複数の処理手段が、前記工程内において前記複数の処理をそれぞれ施す処理ステップと
   を有することを特徴とする製造方法。

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