JP2005175455A - 製造システムおよび製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】広い高清浄度の空間を不要とすることが可能な、枚葉処理、枚葉搬送が主体の半導体製造システム及び製造方法を提供する。
【解決手段】処理装置間搬送装置１０１に接続された複数のプロセス処理装置１０２、１０３、１０４、１０６、１０７を備えた製造装置において、時刻Ｔ₀からＴ₀＋Ｔまでの間は、１群の基板がそれぞれの装置で処理され、他の群の基板は所定のプロセス処理装置１０２，１０３，１０４，１０６，１０７へ搬送される。次の時刻Ｔ₀＋ＴからＴ₀＋２Ｔまでの間は、別の群の基板が処理され、残りの基板が搬送される。
【選択図】図１

Description

本発明は、多品種の半導体装置を短時間で製造できる製造システムおよび製造方法に関する。

自動化された製造工場では、多品種の被処理物が自動化された複数の製造装置により処理されている。このような製造工場では、被処理物の処理完了納期の遵守、処理作業の効率化、処理装置間の仕掛り量の最小化等を考慮して、どの被処理物にいつどの処理を行うかが決定される。自動化された製造工場において上記の処理を円滑に行うためには、各処理装置およびそのシステム管理用計算機の高信頼化が重要である。さらに重要なことは、製造システム全体の管理機能の高度化である。なぜならば、自動化された製造工場では、製造システムの無人運転を行い、製造システムの管理機能にその管理が委ねられるからである。

特に半導体装置の製造工場では、多品種からなる多数の半導体ウェハをそれぞれの品種毎に定められた処理工程、処理条件に従って多数の処理装置を用いて処理している。異なる工程に用いる処理装置が同一の場合も多いため、処理の反復は非常に複雑である。従って半導体装置の製造システムには特に高い管理機能が求められる。半導体装置の製造システムに特有の処理の複雑さの一例を説明する。半導体装置の組立に用いる回路素子は一般に少なくとも一つの半導体小片（チップ）で形成されている。このチップは半導体ウェハに縦横に整列配置形成された回路素子領域をその境界で切断することによって得られるのが一般的である。半導体ウェハに回路素子領域を作るには極めて多くの処理を必要とする。たとえば、半導体ウェハに所望の不純物原子を含む領域を形成する工程についてみても、（１）半導体ウェハを清浄化する工程、（２）半導体ウェハ表面を酸化する熱処理、（３）酸化膜上にホトレジストを塗布しかつ乾燥するレジスト塗布処理、（４）レジストの所望の領域を光線、電子線またはＸ線等のエネルギー粒子線によって感光させる露光処理、（５）レジストの感光部分あるいは非感光部分を選択的に除去する現像処理、（６）酸化膜上に部分的に残存するレジストをマスクとして用いて露出する酸化膜を除去するエッチング処理、（７）酸化膜上に部分的に残存するレジストを除去するレジスト除去処理、（８）酸化膜をマスクとして不純物雰囲気に半導体ウェハを晒すか、ＣＶＤ、蒸着、イオン打ち込み等の方法を用いて不純物原子を半導体ウェハ上に沈着あるいは表層部に浸入させ、熱を加えて所望の深さに不純物を拡散させる不純物導入処理、（９）半導体ウェハ表面の不要な酸化膜等を除去するエッチング工程等がある。

また、（３）のレジスト除去工程から始まり、（５）の現像処理または現像処理の後に必要に応じて加えられるレジストベーク処理までの一連の処理はホトリソグラフィー工程と呼ばれているが、回路素子の形成にはこの工程が繰り返し用いられる。すなわち、不純物導入領域の形成の他、配線層の形成、パッシベーションのための保護膜の形成等にも用いられる。

このように半導体ウェハに施される処理は多種にわたり、しかも上記ホトリソグラフィー工程に含まれる処理のように同一の半導体ウェハに対して二度以上施される処理もある。また、半導体ウェハに施される各種処理の回数、順序は製造される製品の種類によって少なくともその一部が異なるのが一般的である。半導体ウェハの処理では数百種類に達する多種の被処理物に対して数十に及ぶ製法から選択された一つの製法で処理を施す必要がある。しかも同時に処理される半導体ウェハの数は極めて多数である。これを旨く管理して処理することは極めて困難である。その結果工完（工期）が長くなったり、処理装置の稼動率が低下して単位時間当りに完成する製品の個数が少なくなる欠点がある。また、半導体ウェハを処理する清浄空間は常に高い清浄度に保つ必要がある。しかし、多数の作業員が処理装置を配した清浄空間の中を動き回るため、被服や床などに存在する塵埃が飛散して高い清浄度を保つことができない。そのため、これらの塵埃が半導体ウェハに付着し、製品の良品率が低下するという問題が生じる。そこで、特公昭６４―６５４０号公報に記載されているように、被処理物の処理を無人化装置内で行なって半導体ウェハの汚染を防止し、一連の処理を有機的に制御して、多品種多数の半導体ウェハの製品管理を行うことで、製品の工完短縮、良品率向上、作業人員低減を図ることも既に一部で行われている。

上記のように極めて複雑な半導体装置の製造システムを自動化するための従来の管理方式については、例えば、「開発投資を削減、ニーズ多様化にこたえるＬＳＩ生産システム稼働」（日経マイクロデバイス、１９９２年８月号、第６６〜７４頁）に記述されている。自動化製造が開始された当初、最も広く行なわれていた管理方式は、工場内の処理情報を中央の計算機に全て取り込み、この計算機から作業指示を行う集中管理方式である。この方式は、集中管理用計算機が正常に作動している時は、この計算機が製造システム全体の状況を逐一把握しているので、高機能な制御を実現可能である。しかし、集中管理用計算機が故障すると、この計算機が有する機能に代るものが無いために製造システムの制御が全く行えなくなるという欠点がある。また、集中管理用計算機に組み込まれているソフトウェアは、処理装置や搬送装置を含んだモデル体系となっていて、処理装置や搬送装置の特徴に依存したアルゴリズムを組み込んでいる場合が多い。このために、処理装置の更新時には、集中管理用計算機のソフトウェアの大幅な修正が必要となり、その修正、拡張の作業量は膨大となるという問題もある。この点を解決する目的で集中管理用計算機を複数の計算機に置き換えた分散処理方式が現在最も進んだ管理方式とされている。分散処理方式の管理については例えば特開昭６３−２４４７３０号公報に記述がある。しかしながら、いずれの管理方式を採用して製造システムの自動化を進めても工完短縮の効果や処理装置の稼動率を高めたり良品率を向上させて単位時間当りに完成する製品の個数を多くする効果は適時・適量生産にとって十分な水準に達していなかった。

第１の原因は、従来の技術では一般に複数の処理装置間の搬送はロットと呼ばれる複数の半導体ウェハを単位としてバッチ搬送されるためである。半導体ウェハは生産性を向上させる目的で次第に大口径化されつつある。このような半導体ウェハに対してより高精度な処理を施す必要から、各処理装置は従来のバッチ処理から枚葉処理に移行しつつある。しかしながら、たとえ枚葉処理装置であってもロット単位で処理される限り、一つの処理に１ロットの半導体ウェハ枚数分の処理時間を要し、次に続く処理までの待ち時間が長くなる。このため、いかにコンピュータ化による製品管理、工程管理を高度化しても原理的に工完の短縮には限界があった。また、ある特定の継続する２つの処理の間の待ち時間はロット毎に大きく異なり、従って半導体ウェハ毎にも大きく異なっていて、これが良品率の向上を妨げる原因になる場合もあった。

第２の原因は、ロット単位の処理を基本とする環境下では、コンピュータ制御といえども複雑な複数の処理を最適化するのは極めて困難であり、生産性の低下がもたらされるためである。各処理装置での半導体ウェハ一枚当りの処理回数を考慮してスループットから並行して同一の処理が可能な処理装置の数を決めて、各処理装置の処理能力（単位時間当りの処理枚数）を平準化して製造システムを構築しても、製造システム全体としては計算上の処理能力を有さない場合が多い。すなわち、複雑な処理の最適化ができないため各処理装置における処理量のバランスが崩れ、生産量の低下がもたらされるのである。

第３の原因は、バッチ搬送を基本とする製造システムでは、生産量を確保するためには大量の仕掛品（未完製品）を必要とすることで、これもまた工完長期化の一因となっていた。さらに工完が長いと製造システムを収めた清浄空間内での半導体ウェハの滞在時間が長くなるため、良品率の低下を防ぐために清浄空間により高い清浄度が要求される。そもそも、回路素子のパターンの微細化によって要求される清浄度が高くなり、高清浄度の清浄空間の実現は、清浄空間を有する建築物が極めて複雑で高価となる他、その維持に多大のエネルギーを要する等の問題から非常に困難となりつつある。高い清浄度の清浄空間が必要であることもバッチ搬送を基本とする従来の製造システムの問題点である。

これに対して最近になって、例えば特開平４−１３０６１８号公報や特開平４−１９９７０９号公報に記載されているような、複数の連続する処理部門間の搬送を半導体ウェハ一枚単位の枚葉搬送とする製造システムも提案されている。

特開平４−１９９７０９号公報のような従来の製造システムの問題点は、処理装置数の増加である。同一の処理装置で処理可能な場合でも、いくつかの処理からなる工程の順番に従って複数の処理装置を用意する必要があるからである。さもないと半導体ウェハの流れが交錯し、同時には一枚だけのウェハしか製造システム内で処理することができなくなる。前述したように例えばホトリソグラフィー工程は回路素子の形成に繰り返して用いられる工程である。ホトリソグラフィー工程に含まれるレジスト塗布・ベーク処理は同一の半導体ウェハに対して２度以上施される処理である。処理装置数の増加を防止するためには、何度かの工程中で用いられる処理装置を共用する必要がある。レジスト塗布・ベーク処理を共用するためには、その処理装置が必要とされる前後の処理を行なう処理装置全部と他の処理装置を介さずに直接枚葉搬送装置で結ばれている必要がある。例えば成膜処理装置の全てと結ばれていなくてはならない。特開平４−１９９７０９号公報の装置ではそういう構成を実現することは不可能である。

これに対して特開平４−１３０６１８号公報の装置は全ての処理装置が枚葉搬送装置で結合されているため、上記の問題は解決されている。任意の二つの処理装置間で半導体ウェハを枚葉搬送することが可能だからである。このような装置で問題となるのは、処理装置や搬送装置における複数の半導体ウェハの交錯である。枚葉処理装置を枚葉搬送装置で結んだだけでは、多数の半導体ウェハを製造システム内で工程に従って同時に処理する場合の高効率化は達成されない。

まず第一に各処理装置での半導体ウェハ一枚当りの処理回数を考慮してスループットから各処理装置の数を決めて、各処理の処理能力（単位時間当りの処理枚数）を揃える配慮が必要である。特開平４−１３０６１８号公報の装置のように故障頻度、修理時間から各処理装置の数を決めて、一枚のウェハに最初の処理が終わったら次のウェハを最初の処理装置に投入するなどということを行なっては、最も処理能力の低い処理装置にウェハが滞留してしまう。これを避けるためにはその処理装置の能力に合わせて処理量を減らすしかなく、工完が短くなる代償として規模の割には小さな生産量しか得られない製造システムとなる。搬送装置、搬送時間に対する配慮も必要である。枚葉搬送とする場合、搬送単位が従来のロットからウェハ一枚になるため、搬送は従来よりも著しく複雑化する。特開平４−１３０６１８号公報の装置では搬送される半導体ウェハの交錯を避ける工夫が欠けている。一枚ずつのウェハの処理や搬送の制御、管理も複雑になり、非常に困難である。

さらに特開平４−１３０６１８号公報や特開平４−１９９７０９号公報に記載の従来の装置では全ての処理装置を枚葉処理とすることが前提となっているが、現状のスループットを考えると直ちに全ての処理を枚葉処理とすることは生産量の低下をもたらすのみである。上記従来の製造システムではこの点に対する配慮が無く、これも未だにこれらのシステムが広く実用化には至っていない理由の一つである。

管理方式については以下の課題がある。集中管理方式、分散処理方式のいずれの管理方式にせよ、従来の製造システムは、ロットと呼ばれる数枚から２５枚程度のウェハを一単位として管理していた。この場合ロットを構成するウェハはカセット・ケースに収められているため、カセット・ケースに例えばロット毎のＩＣカードを添付すれば、ロット毎の情報管理が可能であった。このような補助的手段が必要な理由は、システム内の管理情報が膨大であることはもちろんであるが、全ての情報管理をシステム全体の情報を管理する計算機のみに依存すると、何らかの原因によって、情報管理用計算機の誤動作やシステムダウンが発生した場合に、その製造システム内に存在する全てのウェハの管理情報が失われてしまい大きな損害を生じる可能性があるためである。上記文献、「開発投資を削減、ニーズ多様化にこたえるLSI生産システム稼働」（日経マイクロデバイス、１９９２年８月号）に紹介されている分散処理方式の製造システムにおいても、ロットに付随するＩＣカードが併用されていた。カセット・ケースの認識記号を利用する方法については、例えば、特開昭６１−１２８５１２号公報に述べられている。ところが、上述したように処理装置はバッチ処理装置から枚葉処理装置への移行が徐々に進んでいる。また処理装置間搬送もバッチ搬送から枚葉搬送に移行しつつある。製造システムに少なくても部分的に導入される処理装置間枚葉搬送の利点を最大限に活かすためには、少なくても部分的に半導体ウェハ一枚毎の枚葉情報管理が不可欠となる。処理装置間搬送が枚葉搬送になって、ウェハを従来のようなカセット・ケースに収めずに搬送するためには、管理すべきウェハ情報を納めるウェハと共に移動するＩＣカードのような補助記憶手段を用いることはできない。また、処理装置が処理のために必要な処理情報を更新する回数はバッチ搬送に比べて格段に多くなるため、ＩＣカードのような補助記憶手段による情報管理は更新頻度が大き過ぎて受け入れがたいという問題もある。これに対して、半導体ウェハ自体に品種や工程の情報を保有させる方法については、特開昭５７−１５７５１８号公報、特開昭５８−５０７２８号公報、特開昭６３−２８８００９号公報、特開平２−２９２８１０号公報等に記載されている。チップに情報を書き込む方法については特開昭６０−１０６４１号公報に記載がある。いずれの従来技術も情報を書き込んだり、読み取ったりする要素技術に留まっており、製造システムの情報管理については考慮されていない。処理装置間搬送装置の搬送の回数もバッチ搬送に比べて格段に多くなるため、処理装置間搬送装置の半導体ウェハの情報管理をいかに行うかという問題もある。このような問題を解決可能な枚葉情報管理に適した半導体装置の製造システムおよび製造方法が望まれていた。さらに、上記の枚葉情報管理の環境下で、コンピュータ制御による複雑な複数の処理を最適化を可能とし、生産性を向上させ、工完を短縮することができる半導体装置の製造システムおよび製造方法が望まれていた。

本発明の目的は、上記従来の問題を解決し、被処理物に施す一連の処理の工完を短縮することが可能で、処理装置を有効活用して生産性を向上させると共に良品率をも向上させて単位時間当りに完成する製品の個数を多くすることが可能で、従来のような広い高清浄度の清浄空間を不要とすることが可能な、特に枚葉処理、枚葉搬送が主体の半導体製造システムおよび製造方法に適した製造システムおよび製造方法を提供することにある。

上記目的は、少なくとも２つの処理装置と、Ｌ組（Ｌ；正の数）の処理装置間搬送装置とを有し、その処理装置のいずれもが、または同一の処理機能を有する複数の処理装置の組が、ある時刻Ｔ₀ からのＴ分間（Ｔ；正の数）に少なくとも１つの被処理物の組を処理装置間搬送装置のいずれか一つから受け入れて保管する手段と、かつこれとは別の、時刻Ｔ₀ 以前に受け入れてあった被処理物に対して処理を施し、時刻Ｔ₀＋Ｎ×Ｔ（Ｎ；正の数）に一組の処理済みの被処理物を処理装置間搬送装置に払い出す手段とを有する製造システムにより達成することができる。

さらに上記目的は、上記処理装置のうちの被処理物の組に継続して処理を施す少なくとも二つの処理装置を結ぶ上記処理装置間搬送装置が、その間を搬送時間Ｌ×Ｔ分間以下で他の処理装置を介さずに被処理物の組を搬送する手段を有することによりより効果的に達成される。

さらに上記目的は、上記処理装置間搬送装置が、時刻Ｔ₀＋Ｎ×Ｔ にある処理装置から払い出し始められた被処理物の組を継続して処理を施す別の処理装置に時刻Ｔ₀＋（Ｎ＋Ｌ）×Ｔ までに搬送して保管させる手段を有することにより達成される。

さらに上記目的は、ｎ番目の被処理物の組に対するｍ番目（ｎ、ｍは正の整数）の処理を、ある時刻Ｔ₀ を基準として（ｎ＋２×ｍ−３）×Ｔ分後から（ｎ＋２×ｍ−２）×Ｔ分後の間、ｍ番目の処理を行った処理装置から（ｍ＋１）番目の処理を行う処理装置への処理装置間搬送装置による搬送を（ｎ＋２×ｍ−２）×Ｔ分後から（ｎ＋２×ｍ−１＋Ｌ）×Ｔ分後の間、ｎ番目の被処理物の組に対する（ｍ＋１）番目の処理を（ｎ＋２×ｍ−１＋Ｌ）×Ｔ分後から（ｎ＋２×ｍ＋Ｌ）×Ｔ分後の間に施すことが可能な製造システムにより達成することができる。さらに上記目的は、複数の被処理物の組への少なくとも二つの処理とその間の処理装置間搬送とが一種のパイプライン処理として施される製造システムによりより効果的に達成される。

さらに上記目的は、被処理物の組に継続的に処理を施す全ての処理装置が処理装置間搬送装置で結ばれていて、複数の被処理物の組への全ての処理がパイプライン処理として施される製造システムによりより効果的に達成される。

さらに上記目的は、処理装置間の搬送が自動化され、被処理物は窒素中もしくは真空中等の局所清浄空間を搬送される製造システムによりより効果的に達成される。

管理方式については以下の通りである。

上記目的は、システム内に収容している半導体ウェハの工程進捗管理情報と処理、搬送のスケジューリングの結果を反映した処理搬送予定情報が複数の計算機により管理される製造システムにより達成される。

さらに上記目的は、上記情報は、製造システムが備える計算機が一括管理し、かつ処理装置、処理装置間搬送装置またはそれらの組に分散配備された計算機が管理することによりより効果的に達成される。

さらに上記目的は、処理、搬送のスケジュールは、上記情報の一括管理を行なう計算機または処理装置、処理装置間搬送装置またはそれらの組に分散配備された計算機により決定することによりより効果的に達成される。

さらに上記目的は、上記工程進捗管理情報や処理搬送予定情報が半導体ウェハ一枚毎の情報であることによりより効果的に達成される。

製造システムのいずれの処理装置もが、ある時刻Ｔ₀からのＴ分間に少なくとも一つの被処理物の組を処理装置間搬送装置から受け入れて保管することが可能であるため、このＬ×Ｔ分間の間に処理装置間搬送装置から各処理装置への被処理物の組の分配が行なわれ、時刻Ｔ₀からＬ×Ｔ分後までには、Ｌ組の搬送装置の一つが完全に空になる。時刻Ｔ₀からＬ×Ｔ分後にはいくつかの処理装置からこの空になったその処理装置間搬送装置に被処理物の組が一斉に払い出し始められ、時刻Ｔ₀から２Ｌ×Ｔ分後までに再び各処理装置に分配される。Ｌ組の処理装置間搬送装置に被処理物の組を順次払い出せば、搬送装置のいずれか一つをＴ分に１度空にすることができる。このようにＴ分に一度、処理装置間搬送装置の一つが空になって、この空の搬送装置に一斉に被処理物の組が払い出されることにより、処理装置と処理装置間搬送装置との間の被処理物の組の受け渡しの、スケジューリング、制御、管理が容易となり、ひいては製造システム内の複数の被処理物の組の搬送のスケジューリング、制御、管理が容易となり、最適化の水準が高まって、生産性が向上する効果がある。各処理装置はＴ分間毎に被処理物の組を処理装置間搬送装置のいずれか一つから受入れ、払い出せればよい。このようにすることにより、処理装置も含めて製造システムが周期Ｔ分で周期的に制御されるため、複数の被処理物の組への処理のスケジューリングが容易となり、生産性が向上する効果がある。すなわち本発明の製造システムによれば、処理、搬送のスケジューリング、制御、管理、さらには生産管理全体が著しく容易となり、最適化の水準が高まって生産性が向上する効果がある。

各処理装置から時刻Ｔ₀からＴ分後にＬ組の搬送装置の一つに払い出し始められる被処理物の組は、時刻Ｔ₀よりもＬ×Ｔ分前から時刻Ｔ₀までに処理装置に分配されストックされ時刻Ｔ₀から時刻Ｔ₀からＴ分後までに処理を施された被処理物の組であるのが工完短縮の観点からは最も望ましい。しかしながら被処理物の組の処理にＴ分以上の時間を要する処理装置では必ずしもそうである必要はなく、時刻Ｔ₀からＬ×Ｔ分前以前に処理装置に分配され、Ｔ分間以上を要する処理を施された被処理物が時刻Ｔ₀からＴ分後に 搬送装置の一つに払い出し始められてもよい。例えばＭ個以上の被処理物の組を一度に処理するバッチ式の処理装置であっても保管機能とかＴ分を周期として処理装置間搬送装置との間でＭ個の被処理物の組の受渡しを行なう機能等を付加させて本発明の処理装置に求められる機能を満足させることが可能である。

さらに、同一の処理機能を有する複数の処理装置の組が、上記の処理装置相当の機能を有してもよい。すなわち例えばＴ分よりも長く２Ｔ分よりは短い時間を要する処理を行なう処理装置２つが、Ｔ分だけ起点をずらして周期２Ｔで周期的に制御されれば、処理装置の組としては、あたかも処理時間がＴ分よりも短い周期Ｔ分で制御される処理装置と同一の機能、すなわち、ある時刻Ｔ₀ からのＴ分間に被処理物の組を処理装置間搬送装置から受け入れてストックすることが可能である機能を有することになる。また、処理装置の組が時刻Ｔ₀ からのＴ分後に少なくとも一つの被処理物の組を処理装置から処理装置間搬送装置に払い出し始めることが可能である機能を有することになる。

複数の被処理物の組への継続的な処理においては、必ずしも全ての処理装置からＴ分毎に被処理物の組が搬送装置に払い出されるわけではなく、例えば処理すべき被処理物の組が分配されなかった処理装置等からは被処理物の組が払い出されないこともある。また、何れか同一の処理機能を有する処理装置の数を上回る処理物の組が、その処理装置での処理に分配されようとして被処理物の組が処理装置数を越えて重複する場合も起こりうる。このような場合に対処するためには、各処理装置にかかる被処理物の組を複数個保管しておく手段を持たせてもよいし、かかる被処理物の組を複数個保管しておく保管装置を別に用意してもよい。
本発明の製造システムには工完短縮の効果もある。生産性の向上による短縮効果の他に、パイプライン処理による短縮効果がある。パイプライン処理は複数の被処理物の組に複数の処理を施すのに適した処理方法である。本発明の製造システムのパイプライン処理は、継続する複数の処理の他にその間の搬送も含めたパイプライン処理である。搬送に処理の丁度Ｌ倍の時間を割り付けた、処理と搬送を融合させたパイプライン処理である。複数の被処理物に対する処理、搬送を単位とするパイプライン処理でも有効であるが、Ｍ＝１、すなわち被処理物１個を１組として扱う場合が最も効果が大きい。前述したように半導体工業における被処理物である半導体ウェハの数は極めて多数であり、半導体ウェハに対する処理は多種にわたり、処理の回数も極めて多いので、被処理物の組の数が増え、処理が増えるほどパイプライン処理化することによる工完短縮の効果は大きい。Ｌ＝１の場合が最も優れていることは言うまでもない。

この本発明のパイプライン処理が、従来のロット単位の処理に比べて工完短縮に有効であることをＬ＝１で被処理物１個を１組として扱う場合について図２６を用いて説明する。図２６は、継続する２つの処理、（ａ）処理と（ｂ）処理を２つの被処理物（Ａ）と（Ｂ）に施す場合を示す図である。パイプライン処理では、被処理物（Ａ）は（ａ）処理を施された後すぐに枚葉搬送され（ｂ）処理を施される。被処理物（Ｂ）は被処理物（Ａ）に対する（ａ）処理が終り次第（ａ）処理を施され、被処理物（Ａ）と同様に枚葉搬送され（ｂ）処理を施される。（ａ）処理、（ｂ）処理、搬送時間とも被処理物一つ当たりＴ分を要するとすると、全ての処理を行い最後に被処理物（Ｂ）を搬送するのに要する時間は５Ｔ分である。ロット単位の処理を行う場合は、被処理物（Ａ）と（Ｂ）に（ａ）処理が施された後、両処理物はまとめて搬送され、（ｂ）処理が施される。ロット単位の搬送もＴ分を要するとすると、全ての処理を行い最後に被処理物（Ａ）と（Ｂ）を搬送するのに要する時間は６Ｔ分である。パイプライン処理の方がＴ分短縮される。被処理物の数が増え、処理が増えるほどこの差は大きくなりパイプライン処理の有効性が顕在化する。

また、本発明の製造システムでは、処理装置間の搬送が自動化され、被処理物は窒素中もしくは真空中等の局所清浄空間内を搬送することも可能なので、従来のような高清浄度の清浄空間を不要とすることができる作用もある。

製造システムが半導体ウェハ一枚毎の工程進捗管理情報の一括管理用のデータベースと共に、それぞれにその一部を収めた複数のデータベースを有することで、一括管理用のデータベースが何らかの原因で破壊されたり誤情報を収めた場合に、他のデータベースのデータを参照して製造を継続することが可能である。逆に、複数のデータベースが何らかの原因で破壊されたり誤情報を収めた場合には、一括管理用データベースのデータを参照して製造を継続することが可能である。上記データベースが処理または搬送の結果を反映した処理搬送結果情報を有していれば、これをフィード・フォワード制御に用いることは高精度な処理に有効となる。上記データベースが処理または搬送のスケジューリングの結果を反映した処理搬送予定情報を有していれば、処理装置、処理装置間搬送装置、またはそれらの組に分散配備された計算機が、これを処理または搬送動作の動作条件の決定に用いることが可能となる。これは高効率な製造に有効である。

本発明を枚葉処理、枚葉搬送を主体とする半導体製造システムおよび製造方法に適用すれば、高信頼度の枚葉情報管理を行うことが可能となり、枚葉搬送の利点を活かした製造システムおよび製造方法を実現可能である。すなわち、半導体ウェハに施す一連の処理の工完を短縮することが可能で、処理装置を有効活用して生産性を向上させると共に良品率をも向上させて単位時間当りに完成する製品の個数を多くすることが可能で、従来のような高清浄度の清浄空間を不要とすることが可能な、半導体製造システムおよび製造方法に適した製造システムおよび製造方法が実現できる。

以上詳細に説明したように、本発明によれば、被処理物に施す一連の処理の工完を短縮することが可能で、処理装置を有効活用して生産性を向上させると共に良品率をも向上させて単位時間当りに完成する製品の個数を多くすることが可能で、従来のような高清浄度の清浄空間を不要とすることが可能な、特に枚葉処理、枚葉搬送が主体の半導体製造システムおよび製造方法に適した製造システムおよび製造方法が実現できる。本発明のウェハ情報管理方法によれば、高信頼の枚葉情報管理が可能で、被処理物に施す一連の処理の工完を短縮することが可能で、従来のような高清浄度の清浄空間を必要としない製造装置が実現可能である。

〈実施例１〉
図１乃至図１２及び表１乃至表３を用いて説明する。図１は本発明の製造システムの一実施例を示す図である。本実施例の製造システムは素子が形成されコンタクト孔が開口された半導体ウェハに配線を形成するための製造システムである。本実施例はこの製造システムを用いて半導体ウェハに１層の配線層とパッシベーションのための保護膜層を形成した実施例である。

環状の処理装置間枚葉搬送装置１０１の周囲にメタル膜成膜処理装置１０２、絶縁膜成膜処理装置１０３、リソグラフィー処理装置１０４、保管装置１０５、メタルドライエッチング処理装置１０６、絶縁膜ドライエッチング処理装置１０７、製造システムに半導体ウェハを投入したり製造システムから半導体ウェハを取り出す機構１０８が結ばれている。６枚の半導体ウェハ（半導体ウェハ１〜６）にメタル膜成膜処理装置１０２における処理に続いて、リソグラフィー処理装置１０４、メタルドライエッチング処理装置１０６、絶縁膜成膜処理装置１０３、リソグラフィー処理装置１０４、絶縁膜ドライエッチング処理装置１０７における継続する処理を施した。

製造システムへの半導体ウェハの払い出しは、投入、取り出し装置１０８から行った。半導体ウェハを６枚まとめて上記装置１０８の有する予備室１０８−１内に設置すると予備室１０８−１内は高純度窒素で置換され、半導体ウェハは高純度窒素で満たされた保管室１０８−２に、保管室１０８−２が有する搬送機構によって運ばれる。保管室１０８−２からは半導体ウェハ１から順番に１枚ずつ、払い出し室１０８−４が有する搬送機構によって、処理装置間枚葉搬送装置１０１に、ある時刻を起点として本実施例のＴである６分間隔で払い出される。半導体ウェハ６枚を予備室１０８−１に設置してから半導体ウェハ１の払い出しが開始されるまでに要する時間は１分である。払い出し室１０８−４は高純度窒素で満たされている。また、処理装置間枚葉搬送装置１０１では半導体ウェハは高純度窒素雰囲気中を搬送される。本実施例の処理装置間枚葉搬送装置１０１はベルトによって一方向に半導体ウェハを移動させる機構であって、４分間で一周する。一周の長さは６０ｍで搬送速度は０．９ｋｍ／ｈであり、従来の搬送技術で実現可能である。処理装置間枚葉搬送装置１０１によって、製造システム内のいずれの２つの処理装置の間も最長４分間で移動可能である。処理装置からのウェハの払い出しに要する時間、処理装置が受け入れるのに要する時間を含めて、本実施例のＴである６分未満で処理装置間の搬送が可能である。

始めに半導体ウェハ１は枚葉搬送装置１０１によってメタル膜成膜処理装置１０２に運ばれる。メタル膜成膜処理装置１０２の構成を図２に示す。同処理装置における処理の内訳を、同処理装置までの搬送の内訳と共に図３に示す。同様に絶縁膜形成処理装置１０３については図５と図６、リソグラフィー処理装置１０４については図７と図８、メタルドライエッチング処理装置１０６については図９と図１０、絶縁膜ドライエッチング処理装置１０７については図１１と図１２にそれぞれの処理装置の構成と、その処理装置における処理と、その処理装置までの搬送の内訳を示す。

処理装置間枚葉搬送装置１０１から半導体ウェハ１を高純度窒素が満たされた保管室１０２−１が有する搬送機構１０２−９が受け取る。次に大気圧の窒素で満たされた予備室１ １０２−２に同室が有する搬送機構１０２−１０によって運ばれた後、予備室１ １０２−２は０．０６Ｐａまで真空排気される。

投入、取り出し装置１０８の払い出し室１０８−４が有する搬送機構による半導体ウェハ１の枚葉搬送装置１０１へ払い出しの開始から、処理装置１０２の予備室１ １０２−２の排気が終了し搬送室１０２−３への転送が可能となるまでの所要時間は６分未満である。６分経過した時刻から処理が開始される。半導体ウェハ１に対するメタル成膜処理装置１０２における処理の開始の時刻を時刻Ｔ₀ とする。搬送室１０２−３への転送が可能となった時刻から、処理の開始までが、処理待ちの時間である。

処理の最初は予備室１０２−２から搬送室１０２−３への半導体ウェハ１の転送である。搬送室１０２−３が有する搬送機構１０２−１１によって行われる。搬送室１０２−３内の圧力は６．５×１０Ｅ（−５）Ｐａである。次いで同搬送機構１０２−１１によって半導体ウェハは前処理室１０２−４に運ばれそこで膜形成の前処理を施される。本実施例の製造システムではＡｒのソフトプラズマによるソフトエッチングでコンタクトホール底のＳｉ基板表面の自然酸化膜等をエッチング除去する方法を用いている。処理時の圧力０．６５Ｐａで、エッチング時間は３０秒である。前処理を終えた半導体ウェハ１は前処理室１０２−４の排気後、再び搬送室１０２−３が有する搬送機構１０２−１１によって搬送室１０２−３を経て今度はスパッタ室１ １０２−５に運ばれる。スパッタ室１ １０２−５ではバリア膜の形成が行われる。本実施例のバリア膜はＴｉＮである。放電ガスにＡｒとＮ₂ を用いた反応性スパッタによって１５０ｎｍの膜が形成される。膜形成時の圧力は０．５Ｐａで、膜形成に要する時間は１分である。バリア膜の形成を終えた半導体ウェハ１は次に搬送機構１０２−１１によって搬送室１０２−３を経てスパッタ室２ １０２−６に移動する。スパッタ室２ １０２−６ではＡｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｃｕ合金膜の形成が行われる。Ａｌ合金膜の厚さは７００ｎｍであり、膜形成時の圧力は０．５Ｐａ、膜形成に要する時間は１分間である。Ａｌ合金膜の形成を終えた半導体ウェハ１は搬送室１０２−３の有する搬送機構１０２−１１によって搬送室１０２−３を経て０．０６Ｐａの予備室２ １０２−７に転送され、予備室２ １０２−７が窒素によって大気圧に戻された後、予備室２ １０２−７が有する搬送機構１０２−１２によって高純度窒素を満たされた払い出し室１０２−８に移動する。予備室１ １０２−２から搬送室１０２−３への転送の開始から、払い出し室１０２−８への移動が終了し、払い出し室１０２−８の有する搬送機構１０２−１３によっていつでも処理装置間枚葉搬送装置１０１への払い出しが可能となるまでの所要時間は６分未満の５．７分である。６分経過した時刻から次の処理装置への搬送が開始される。処理装置間枚葉搬送装置１０１への払い出しが可能となった時刻から、搬送の開始までが、搬送待ちの時間である。

半導体ウェハ１に対するメタル成膜処理装置１０２での処理が始まる時刻がＴ₀である。時刻Ｔ₀から２Ｔ（＝１２）分後までに半導体ウェハ１と半導体ウェハ２が受ける処理、搬送の内容を説明するための図が図４である。 時刻Ｔ₀から時刻Ｔ₀＋ＴまでのＴ（＝６）分間が、メタル成膜処理装置１０２における半導体ウェハ１の処理時間である。時刻Ｔ₀＋Ｔから時刻Ｔ₀＋２ＴまでのＴ分間がメタル成膜処理装置１０２からリソグラフィー処理装置１０４への半導体ウェハ１の搬送時間である。この搬送について説明する。時刻Ｔ₀＋Ｔに まず半導体ウェハ１の枚葉搬送装置１０１への払い出しが開始される。処理装置１０２の払い出し室１０２−８が有する搬送機構１０２−１３（図２）によって搬送装置１０１に払い出された半導体ウェハ１は、枚葉搬送装置１０１によって次の処理を行うリソグラフィー処理装置１０４に運ばれる。同処理装置の保管室１０４−１が有する枚葉搬送装置１０１から処理装置への半導体ウェハの受け入れを行う搬送機構１０４−７によって保管室１０４−１に運ばれる。（図７）保管室１０４−１への移動が完了して搬送機構１０４−８による塗布室１０４−２への搬送に始まるリソグラフィー処理装置１０４における処理開始が可能な状態となる時刻から、時刻Ｔ₀＋２Ｔまでは処理待ちの時間である。

図４には半導体ウェハ２が時刻Ｔ₀から、時刻Ｔ₀＋２Ｔまでに受ける処理、搬送の詳細も併せて示してある。投入、取り出し装置１０８によって製造システムに半導体ウェハ１よりもＴ分遅れて投入された半導体ウェハ２は、ちょうどＴ分遅れで半導体ウェハ１の受けた処理、搬送等を受ける。半導体ウェハ２にとっては、時刻Ｔ₀から時刻Ｔ₀＋ＴまでのＴ分間が前の処理装置、すなわち投入、取り出し装置１０８からメタル膜成膜処理装置１０２への搬送時間である。 時刻Ｔ₀＋Ｔから時刻Ｔ₀＋２ＴまでのＴ分間が メタル膜成膜処理装置における半導体ウェハ２の処理時間である。

次に半導体ウェハ１がリソグラフィー処理装置１０４で受ける処理について図７、図８を用いて詳細に説明する。保管室１０４−１からまず、搬送機構１０４−８によって塗布室１０４−２に運ばれ、ここでレジストを回転塗布される。厚さ１．２μｍのレジストの塗布に要する時間は４０秒であった。図７には示していないが、搬送機構１０４−８等は全て窒素を満たした筐体中に納められていて、この処理装置１０４内で半導体ウェハが大気に晒されることはない。半導体ウェハ１は、次に搬送機構１０４−９によってベーク室１０４−３に移される。ここで１２０℃４０秒間の熱処理が施され、レジストが硬化する。ベーク室１０４−３からは搬送機構１０４−１０によって露光室１０４−４に運ばれ、ここで水銀のｉ線を光源とする露光処理が行なわれる。露光室１０４−４の機能は通常のステッパーと同等である。半導体ウェハ１に対する露光処理に要する時間は２分であった。露光後のウェハ１は搬送機構１０４−１１によって現像室１０４−５に移動する。ここで半導体ウェハ１表面は現像液に晒されて現像処理を施される。現像に要する時間は８０秒であった。現像後のウェハ１は搬送機構１０４−１２によって乾燥室（兼払い出し室）１０４−６に移る。保管室１０４−１から塗布室１０４−２への移動が開始した時刻から、乾燥室１０４−６が有する搬送機構１０４−１３による処理装置間枚葉搬送装置１０１（図１）への払い出しが可能となるまでの時間は本実施例の製造システムのＴ、すなわち６分未満の５．３分である。６分経過する時刻までが搬送待ちの時間である。６分経過した時刻から搬送が開始される。

半導体ウェハ１は、枚葉搬送装置１０１に払い出され、メタルドライエッチング処理装置１０６に運ばれ、同処理装置１０６の保管室１０６−１（図９）が有する搬送機構１０６−９によって窒素が満たされた保管室１０６−１に移動し、さらに搬送機構１０６−１０によって予備室＃１ １０６−２に移る。搬送開始から予備室＃１ １０６−２の０．６５Ｐａまでの真空排気が終了して、いつでも搬送室１０６−３への移動が可能となるまでの時間は本実施例の製造システムのＴ、すなわち６分未満である。６分経過する時刻までが処理待ちの時間である。６分経過した時刻から処理が開始される。

半導体ウェハ１がメタルドライエッチング処理装置１０６で受ける処理を図９、図１０を用いて説明する。予備室＃１ １０６−２の半導体ウェハ１は、搬送室１０６−３が有する搬送機構１０６−１１によって搬送室１０６−３に移され、さらにエッチング室１０６−４に移動する。搬送室１０６−３の圧力は、０．０１Ｐａである。エッチング室１０６−４でＡｌ合金膜／ＴｉＮ膜の積層膜のエッチングが行なわれる。 塩素とＢＣｌ₃の混合ガスを用いた同積層膜のエッチングには４０秒を要した。エッチング時の圧力は０．４Ｐａで、エッチング室１０６−４内を一旦０．０１５Ｐａまで排気した後、エッチング終了後の半導体ウェハ１は搬送機構１０６−１１によって搬送室１０６−３を経て次に防食処理室１０６−５に運ばれ、ここでＡｌ合金膜に対するＣＨＦ₃による防食処理が施される。処理時の圧力は０．６Ｐａ、処理時間は３０秒である。防食処理を終えたウェハ１は搬送機構１０６−１１によって搬送機構１０６−３を経て防食処理室１０６−５からアッシャー室１０６−６に移動する。アッシャー室１０６−６では酸素プラズマによってレジストがアッシング除去される。処理時の圧力は５０Ｐａ，処理時間は３０秒である。レジストを除去された半導体ウェハ１は、搬送機構１０６−１１によって搬送室１０６−３を経て０．６５Ｐａの予備室＃２ １０６−７に移動する。ウェハ１が移動した後、予備室＃２ １０６−７は大気圧の高純度窒素で満たされる。その後、半導体ウェハ１は搬送機構１０６−１２によって高純度窒素が満たされた払い出し室１０６−８に運ばれ、搬送機構１０６−１３による搬送を待つ。処理の開始から搬送可能となるまでの所要時間は５分であり、１分間搬送を待つ。

半導体ウェハ１はメタルドライエッチング処理装置１０６から処理装置間枚葉搬送装置１０１によって絶縁膜形成処理装置１０３に移動する。

絶縁膜形成処理装置１０３での処理を図５、図６を用いて説明する。絶縁膜形成処理装置１０３の有する膜形成室＃１ １０３−４はＴＥＯＳと酸素を原料とするプラズマＣＶＤ（化学気相成長）法による二酸化シリコン膜を形成する形成室である。ここで形成される二酸化シリコン膜は主として配線の層間絶縁膜として用いられる。膜形成室＃２ １０３−５はＳｉＨ₄とＮＨ₃を原料としたプラズマＣＶＤ法による窒化シリコン膜を形成する形成室である。この窒化シリコン膜は主として半導体ウェハの最上層の、パッシベーションのための保護膜として用いられる。今、半導体ウェハ１上に形成されるのはこの窒化膜である。この絶縁膜形成処理装置１０３では主な処理が膜形成のみで時間的に余裕があるため、半導体ウェハ１は保管室１０３−１で処理待ちをする。処理装置間枚葉搬送装置１０１から搬送機構１０３−８によって保管室１０３−１に移動して処理待ちをしていた半導体ウェハ１に対して処理が開始される。

搬送機構１０３−９による保管室１０３−１から予備室＃１ １０３−２への移動の開始が処理の開始である。予備室＃１ １０３−２から搬送機構１０３−１０によって搬送室１０３−３に運ばれ、さらに膜形成室＃２ １０３−５に運ばれる。ここで前述のプラズマＣＶＤ法により、半導体ウェハ１上に厚さ０．５μｍの窒化シリコン膜が形成される。圧力は５０Ｐａ、膜形成に要する時間は１分である。膜形成後のウェハ１は搬送機構１０３−１０によって搬送室１０３−３を経て予備室＃２ １０３−６に移動し、予備室＃２ １０３−６が大気圧の窒素で満たされた後、搬送機構１０３−１１によって窒素が満たされた払い出し室１０３−７に移動し、搬送機構１０３−１２による処理装置間枚葉搬送装置１０１（図１）への払い出しを待つ。処理の開始から払い出し可能となるまでが４分である。従って、２分間搬送を待つことになる。半導体ウェハ１が膜形成室＃２ １０３−５から搬送室１０３−３に移動した後、膜形成室＃２ １０３−５はＮＦ₃ プラズマによってクリーニングされて、次の半導体ウェハの処理に備える。半導体ウェハ１は絶縁膜形成処理装置１０３から再びリソグラフィー処理装置１０４に運ばれ、メタル膜形成後と同様の処理を受ける。露光時のレチクルが異なる等処理条件の違いはあるものの、処理の流れ、所要時間は全く同じである。リソグラフィー処理装置１０４からは絶縁膜ドライエッチング処理装置１０７に移動する。

絶縁膜ドライエッチング処理装置１０７での処理を図１１、図１２を用いて説明する。まず、半導体ウェハ１は処理装置間枚葉搬送装置１０１（図１）から搬送機構１０７−８によって窒素が満たされた保管室１０７−１に運ばれ、さらに搬送機構１０７−９によって予備室＃１ １０７−２に運ばれて、予備室＃１ １０７−２内が排気されて処理を待つ。処理の開始は、搬送室１０７−３への移動である。搬送機構１０７−１０によって予備室＃１ １０７−２から搬送室１０７−３に運ばれ、さらにエッチング室１０７−４に移動する。エッチング室１０７−４では二酸化シリコン膜のドライエッチング処理も可能であるが、半導体ウェハ１に対してはここで窒化シリコン膜のドライエッチング処理が施される。エッチングガスはＣＨＦ₃、圧力は０．７Ｐａ、処理時間は４０秒である。エッチングが終了した半導体ウェハ１は搬送機構１０７−１０によって搬送室１０７−３を経てエッチング室１０７−４からアッシャー室１０７−５に移動する。アッシャー室１０７−５では酸素プラズマによってレジストがアッシング除去される。処理時の圧力は５０Ｐａ、処理時間は３０秒である。レジストが除去された後、搬送機構１０７−１０によって搬送室１０７−３を経て予備室＃２ １０７−６に移動し、さらに搬送機構１０７−１１によって窒素が満たされた払い出し室１０７−７に移動して、搬送機構１０７−１２による払い出しを待つ。処理の開始から払い出し可能となるまでの所要時間は４分であるから２分間搬送を待つ。

メタル膜成膜処理装置１０２、リソグラフィー処理装置１０４、メタルドライエッチング処理装置１０６、絶縁膜成膜処理装置１０３、リソグラフィー処理装置１０４、絶縁膜ドライエッチング処理装置１０７における一連の継続する処理を終えた半導体ウェハ１は、処理装置間枚葉搬送装置１０１によって、投入、取り出し装置１０８に運ばれる。図１に示した、同装置１０８の有する搬送機構１０８−３によって保管室１０８−２に移動した半導体ウェハ１は、後続の半導体ウェハ２〜６と共に窒素が満たされた予備室１０８−１に運ばれて、製造システムからの取り出しを待つ。保管室１０８−２から予備室への搬送には１分を要する。

６枚の半導体ウェハ（半導体ウェハ１〜６）のうち３枚の半導体ウェハ（半導体ウェハ１〜３）が時刻Ｔ₀から、時刻Ｔ₀＋９Ｔまでの各Ｔ分間に受ける処理、搬送をまとめたのが表１乃至表３である。

表１に示したように、半導体ウェハから見ると、継続する処理と処理装置間の搬送が周期Ｔ分で繰り返される、処理と搬送に同等にＴ分間という時間を割り付けたパイプライン処理になっている。本実施例のＴは６分であるが、これは本実施例における各処理装置の、処理済みの半導体ウェハを処理装置間枚葉搬送装置に払い出すことが可能な最小時間間隔の最大、すなわちメタル膜成膜部門の５．７分に、余裕を加えて定めた時間である。本実施例の各処理装置は、処理装置内搬送機構の制御等の制約から後追い処理ができない。すなわち１枚の半導体ウェハを処理している間は次のウェハの処理に入れない。例えば先行するウェハのメタルのエッチングが終了して同ウェハが防食処理室に移っても、後続のウェハに対するエッチングを開始できない。このため、本実施例のＴは６分であるが、後追い処理が可能であればもっと短いＴを設定することも可能となる。

３つの処理装置（処理装置Ａ〜Ｃ）が時刻Ｔ₀から時刻Ｔ₀＋９Ｔまでの各Ｔ分間に半導体ウェハに施す処理をまとめたのが表２である。処理装置から見れば、搬送待ちの時間は除いて６枚の半導体ウェハに間断なく処理が施されている。

表３は処理装置間枚葉搬送装置の３つの部分、ＡからＢ、ＢからＣ、ＣからＤへの搬送を行う部分が、時刻Ｔ₀から時刻Ｔ₀＋９Ｔまでの各Ｔ分間に搬送する半導体ウェハをまとめた図である。処理装置間枚葉搬送装置内には最大３（＝６／２）枚の半導体ウェハしかない。偶数番の半導体ウェハが枚葉搬送装置によって搬送中の時、奇数番の半導体ウェハは処理装置内で処理中である。逆に奇数番の半導体ウェハが枚葉搬送装置によって搬送中の時、偶数番の半導体ウェハは処理装置内で処理中である。搬送にも処理と同等の時間を割り付ける処理と搬送を融合したパイプライン処理では常に製造システム中に存在する半導体ウェハの半分以下しか処理装置間搬送装置内には存在しない。搬送装置が複雑化しない効果がある。本実施例で６枚の半導体ウェハを製造システムに投入してから取り出し可能となるまでの時間は１１０分であった。最初の半導体ウェハ１が取り出し可能となるまでが、６処理７搬送の１３Ｔ（＝７８）分＋２分（投入、取り出しが各１分）の８０分で半導体ウェハ２以降がＴ分ずつ遅れるのでこれに５Ｔ（＝３０）分が加わるためである。

従来のように６枚の半導体ウェハを単位としてロット処理した場合と比較する。各処理装置における半導体ウェハ１枚当りの処理時間はメタル成膜処理装置が５．７分、絶縁膜成膜処理装置が４分、リソグラフィー処理装置が５．３分（２回の処理で１０．６分）、メタルドライエッチング処理装置が５分、絶縁膜ドライエッチング処理装置が４分である。ロット単位の処理では、各処理装置で６枚のウェハを全て処理してから次の処理装置に搬送する。従って、処理時間の総計は各処理装置におけるウェハ１枚当りの処理時間の６倍の総計であり、１７５．８分である。これに搬送時間と投入、取り出しの時間が加わる。搬送が４分、投入、取り出しが各１分で２８（＝４×７）分＋２分の３０分が加わるので、６枚の半導体ウェハを製造システムに投入してから取り出し可能となるまでの時間は２０５．８分である。本実施例の方が工完が約半分に短縮された。

工完の短縮とウェハを窒素中搬送できる処理装置間枚葉搬送装置を備えることによって、本実施例の製造システムは従来のような高清浄度の清浄空間に納める必要はなくなった。また、良品率の向上の効果もあった。処理装置は本実施例と同等の従来の装置を用いた場合、８８％だった良品率は９３％まで向上した。

表２から分かるように、各処理装置に対するウェハの割付け（スケジューリング）は最適化の水準が高い。処理装置は空き時間なく次々にウェハ処理している。これは各処理装置での処理がＴ分に統一されていてタイミングが揃っていることの効果である。また従来のロット単位の処理と比べて割り付けるべき処理の時間が短いので、無駄なく割り付けられる効果もある。処理する半導体ウェハの枚数が多くなればよりこれらの効果は大きくなる。

〈実施例２〉
図１、図２、図７、図９、図１１、図１３乃至図２０を用いて説明する。本実施例は本発明をシリコンのメモリーＬＳＩを製造する製造システムおよび製造方法に適用した実施例であり、２層金属配線を有する相補型ＭＯＳ ＬＳＩの配線工程に係る一連の処理をウェハに施す製造システムおよび製造方法である。

図１３は本実施例の製造システムを示す図である。処理装置２０１、２０２はレジスト塗布処理、レジストベーク処理、水銀のｉ線ランプ光源による露光処理、レジスト現像処理、乾燥処理を含む一連のリソグラフィー工程に関する処理を行うリソグラフィー処理装置である。このように同一の処理を施すことが可能な処理装置を複数個備えることは処理装置の故障等に起因する処理の乱れを抑制するのに有効である。

２つの処理装置２０１、２０２の構成は実施例１のリソグラフィー処理装置１０４（図７）と同様である。但しウェハの処理条件は異なり、より微細なパターンを形成する必要のある本実施例の方がウェハ１枚の処理に要する時間は長い。また、複数のウェハを処理する場合のウェハ処理の流れも大きく異なっている。本実施例のリソグラフィー処理装置２０１、２０２は実施例１のリソグラフィー処理装置１０４とは異なり、処理装置の制御がより洗練されていて、後追い処理が可能である。この後追い処理について図１４を用いて説明する。図１４は半導体ウェハ１〜３に順次処理を施す場合の後追い処理を説明するための図である。リソグラフィー処理装置でウェハに施される処理、処理装置内搬送のうち最も時間がかかるのは露光処理である。本実施例ではこの露光処理に ｔ₁（＝２．８）分間を要する。露光室を最大限に活用するためには図１４のように半導体ウェハ１に対する露光処理が終わったらなるべく早く次の半導体ウェハ２に対する露光処理が行えるように、半導体ウェハ２の処理を進めておくことが有効である。すなわち 時間ｔ₂（＝８．７）分間を要する半導体ウェハ１に対するリソグラフィー処理装置２０１、２０２におけるすべての処理を終えてから半導体ウェハ２に対する処理を開始するのではなく、半導体ウェハ１に対してｔ₃ 分（ｔ₃≧ｔ₁）だけ遅れて半導体ウェハ２の処理を後追いさせる。半導体ウェハ３以降も同様である。このようにすることで、リソグラフィー処理装置２０１、２０２はｔ₃ 分に１枚の半導体ウェハを受入れることが可能で、またｔ₃ 分に１枚の半導体ウェハを払い出すことが可能な処理装置となっている。本実施例のリソグラフィー処理装置２０１、２０２は いずれもｔ₃＝３（分）である。本実施例ではＴ＝３分である。半導体ウェハ１は処理開始からＮ×Ｔ（分）＝３×３（分）＝９（分）で搬送を開始する。８．７分経過時からの０．３分が搬送待ちの時間である。半導体ウェハ２以降に対しても継続的に処理を行なえば、３分に１枚のウェハを継続的に処理装置に受け入れて、これとは異なるウェハを３分に１枚継続的に処理装置から払い出すようになる。なお、本実施例の処理装置間枚葉搬送装置２０８は、２分間で一周する。

配線層のドライエッチングに関する処理を行うメタルドライエッチング処理装置２０３の構成は、実施例１のメタルドライエッチング処理装置１０６（図９）と同様である。但しウェハの処理条件は異なり、より微細なパターンをエッチングする必要のある本実施例の方がウェハ１枚当りの処理に要する時間は長い。メタルドライエッチング処理装置２０３はアルミニウムを主成分とする合金、タングステン、窒化チタン等の金属または金属化合物のドライエッチング処理をウェハに施すことが可能なクラスタツールで、エッチング室２０３−１の他に防食処理をウェハに施す防食処理室２０３−２を有している。さらにこの処理装置２０３にはレジスト除去処理をウェハに施すことが可能なアッシャー室２０３−３も具備されている。レジスト除去に関しては、独立した処理装置としても、本実施例の製造システムのようにその少なくとも一部がドライエッチング処理装置のような他の処理装置の一部に含まれていてもよい。これは洗浄処理、熱処理等についても同様である。これらの処理をウェハに施すことが可能な手段は、本実施例の製造システムに備えられたクラスタツールのような複数処理室を有する処理装置へ付加することが容易だからである。本処理装置２０３も後追い処理が可能である。実施例１で詳細に述べたように搬送室の有する搬送機構（図９の１０６−１１）がいろいろな処理装置内搬送に用いられるため、リソグラフィー処理装置２０１、２０２にはない制約がある。メタルドライエッチング処理装置２０３における後追い処理について図９、図１５を用いて説明する。本処理装置２０３における処理装置内搬送のうち予備室１ １０６−２から搬送室１０６−３、エッチング室１０６−４から防食処理室１０６−５、防食処理室１０６−５からアッシャー室１０６−６、アッシャー室１０６−６から予備室２ １０６−７の搬送に搬送室１０６−３の有する搬送機構１０６−１１が使われる。この搬送機構１０６−１１による複数の半導体ウェハの複数の搬送が重複しないように後追い処理を実現する必要がある。図１５にメタルドライエッチング処理装置２０３における後追い処理を示す。メタルドライエッチング処理装置２０３でウェハに施される処理、処理装置内搬送のうち最も時間がかかるのはエッチング室１０６−４におけるメタルのドライエッチングである。本実施例ではこのエッチングに ｔ₁（＝１．７）分間を要する。搬送の重複を避けるためレジストのアッシング除去後のアッシャー室１０６−６から予備室２ １０６−７の搬送の前に搬送待ちを入れている。この後追い処理によりメタルドライエッチング処理装置２０３はリソグラフィー処理装置２０１、２０２と同様に ３分（図１５のｔ₃）に１枚の半導体ウェハを受入れることが可能で、また、３分に１枚の半導体ウェハを払い出すことが可能な処理装置となっている。半導体ウェハ１枚当りの処理時間（図１５のｔ₂ ）６．４分よりもはるかに短い時間間隔である。半導体ウェハ１は処理開始からＮ×Ｔ（分）＝３×３（分）＝９（分）で搬送を開始する。６．４分経過時からの２．６分が搬送待ちの時間である。半導体ウェハ２以降に対しても継続的に処理を行なえば、３分に１枚のウェハを継続的に処理装置に受け入れて、これとは異なるウェハを３分に１枚継続的に処理装置から払い出すようになる。

層間絶縁膜層のドライエッチングに関する処理を行う絶縁膜ドライエッチング処理装置２０４の構成は、実施例１の絶縁膜ドライエッチング処理装置１０７（図１１）と基本的には同様であるが、エッチング室が１つ多く備えられている。絶縁膜ドライエッチング処理装置２０４は、二酸化シリコンまたは窒化シリコンのドライエッチング処理をウェハに施すことが可能なクラスタツールで、この処理装置にも、二酸化シリコンのエッチング室２０４−１、窒化シリコンのエッチング室２０４−２の他にレジスト除去処理をウェハに施すことが可能なアッシャー室２０４−３が具備されている。本処理装置も後追い処理が可能である。図１６に後追い処理の仕方を示す。絶縁膜ドライエッチング処理装置２０４でウェハに施される処理、処理装置内搬送のうち最も時間がかかるのはエッチング室２０４−１における二酸化シリコンのドライエッチングと、エッチング室２０４−２における窒化シリコンのドライエッチングである。二酸化シリコンのドライエッチングも、窒化シリコンのドライエッチングも処理時間は同じであり、いずれもｔ₁ （＝１．８）分間を要する。図１６に示した後追い処理により絶縁膜ドライエッチング処理装置２０４はリソグラフィー処理装置２０１、２０２と同様に３分（図１６のｔ₃ ）に１枚の半導体ウェハを受入れることが可能で、また、３分に１枚の半導体ウェハを払い出すことが可能な処理装置となっている。半導体ウェハ１枚当りの処理時間（図１６のｔ₂ ）４．７分よりもはるかに短い時間間隔である。処理装置２０４のエッチング室２０４−１はウェハ１枚の処理毎にクリーニングを行なう必要がある。これは次のウェハを予備室１から搬送室に搬送している間の３０秒間に行なわれる。従って、図１６からわかるように、絶縁膜ドライエッチング処理装置２０４の処理済みのウェハを処理装置間枚葉搬送装置２０８（図１３）に払い出すことが可能な最小時間間隔は３分であり、これ以上の短縮は不可能である。半導体ウェハ１は、処理開始からＮ×Ｔ（分）＝２×３（分）＝６（分）で搬送を開始する。４．７分経過時からの１．３分が搬送待ちの時間である。半導体ウェハ２以降に対しても継続的に処理を行なえば、３分に１枚のウェハを継続的に処理装置に受け入れて、これとは異なるウェハを３分に１枚継続的に処理装置から払い出すようになる。

絶縁膜成膜処理装置２０５の構成は図１７に示す。二酸化シリコンまたは窒化シリコンの成膜処理をウェハに施すことが可能なクラスタツールである。膜形成室２０５−１、２０５−２の他、ＳＯＧ（Spin On Glass） の塗布、ベークを行う塗布膜処理室２０５−３も備えている。ＣＶＤ成膜では、二酸化シリコンは膜形成室２０５−１を用いて主としてＴＥＯＳ（Tetra Ethyl Ortho Silicate）と酸素を原料とするプラズマＣＶＤ法で形成し、窒化シリコンは膜形成室２０５−２を用いてモノシランとアンモニアを原料とするプラズマＣＶＤ法で形成する。さらにこの処理装置２０５には必要に応じて熱処理をウェハに施すことが可能な熱処理室２０５−４も具備されている。膜形成室２０５−１で二酸化シリコンの成膜処理を終えた半導体ウェハは、搬送室２０５−６が有する搬送機構２０５−７によって真空中をバッファー室２０５−８に転送される。本処理装置の搬送室２０５−６の搬送機構２０５−７は搬送アームを２本有していて、後追い処理の時の異なるウェハに対する搬送の重なりを許容できる機能を有している。バッファー室が大気圧の窒素で満たされた後、搬送機構２０５−９によって塗布膜処理室２０５−３の搬送機構２０５−１０に移載されたウェハは同搬送機構２０５−１０によってＳＯＧ塗布室２０５−１１に移動する。ここでＳＯＧを回転塗布された半導体ウェハは搬送機構２０５−１２によって次にベーク室２０５−１３に運ばれ、１５０℃の熱処理を施される。さらに搬送機構２０５−１２によってベーク室２０５−１４に運ばれ、４５０℃の熱処理を施される。この後、搬送機構２０５−１０によって大気圧の窒素が満たされたバッファー室２０５−８に移され、バッファー室２０５−８が真空排気されてＳＯＧに関する処理が終わる。ＳＯＧに関する一連の処理に要する時間は３．３分である。絶縁膜成膜処理装置２０５で本実施例のメモリーＬＳＩの層間膜である二酸化シリコン／ＳＯＧ／二酸化シリコンの三層層間膜を形成するには、形成後の熱処理室２０５−４における熱処理も含めて、処理の開始から払い出しが可能となるまで、ウェハ１枚当り５．７分を要するが、処理装置２０３、２０４と同様の後追い処理の導入により、３分に１枚の半導体ウェハを受入れることが可能で、また、３分に１枚の半導体ウェハを払い出すことが可能な処理装置となっている。半導体ウェハ１は処理開始からＮ×Ｔ（分）＝２×３（分）＝６（分）で搬送を開始する。５．７分経過時からの０．３分が搬送待ちの時間である。半導体ウェハ２以降に対しても継続的に処理を行なえば、３分に１枚のウェハを継続的に処理装置に受け入れて、これとは異なるウェハを３分に１枚継続的に処理装置から払い出すようになる。絶縁膜成膜処理装置２０５でシリコンのメモリーＬＳＩのパッシベーションのための保護膜である窒化シリコン膜を形成するには形成には、処理の開始から払い出しが可能となるまで、ウェハ１枚当り２．７分を要する。この場合には、後追い処理を用いなくても、３分に１枚の半導体ウェハを受入れることが可能で、また、３分に１枚の半導体ウェハを払い出すことが可能である。

メタル成膜処理装置２０６はアルミニウムを主成分とする合金、タングステン、窒化チタン等の金属または金属化合物の成膜処理をウェハに施すことが可能なクラスタツールである。その構成は実施例１のメタル成膜処理装置１０２（図２）と同様であるが処理室の数は１つ多く、前処理室１０２−４の機能をスパッタ室１ ２０６−１が有し、処理装置１０２にはないＣＶＤ法による成膜を行なうＣＶＤ室１ ２０６−３とＣＶＤ室２ ２０６−４を具備している。スパッタ法による窒化チタン等の成膜はスパッタ室１ ２０６−１で行なうが、このスパッタ室１ ２０６−１は成膜に先立って必要に応じてウェハにアルゴン等のプラズマを用いたソフトエッチングによる前処理を施すことができる機能も有している。スパッタ法によるアルミニウムを主成分とする合金の成膜はスパッタ室２ ２０６−２で行なう。ＣＶＤ室１ ２０６−３は全面ＣＶＤ法によるブランケットタングステンの成膜に用いる処理室である。ＣＶＤ室２ ２０６−４は選択ＣＶＤ法によるタングステンプラグの形成に用いる処理室である。

図１８にメタル成膜処理装置２０６における後追い処理の例を示す。メタル成膜処理装置２０６で半導体ウェハに施される処理は、シリコンのメモリーＬＳＩの第１層配線膜であるブランケットタングステン／窒化チタンの積層膜の形成と、シリコンのメモリーＬＳＩの第２層配線膜であるアルミニウム合金／タングステンプラグの形成の２種類がある。このため、処理装置２０６における後追い処理は２種類の処理の任意の組み合わせに対応する必要がある。図１８に示した例では、半導体ウェハ１、２、４に対する処理は第１層配線膜であるブランケットタングステン／窒化チタンの積層膜の形成であり、半導体ウェハ３に対する処理は第２層配線膜であるアルミニウム合金／タングステンプラグの形成である。メタル成膜処理装置２０６でウェハに施される処理、処理装置内搬送のうち最も時間がかかるのは、ブランケットタングステン／窒化チタンの積層膜の形成の場合には、ＣＶＤ室１ ２０６−３におけるブランケットタングステン膜の形成であり、アルミニウム合金／タングステンプラグの形成の場合にはスパッタ室２ ２０６−２におけるアルミニウム合金膜の形成である。それぞれの処理に要する時間はｔ₁（＝１）分間、ｔ₁’（＝１．３）分間である。予備室１から搬送室への搬送、搬送室からスパッタ室１への搬送、スパッタ室１からＣＶＤ室１または２への搬送、ＣＶＤ室１から予備室２への搬送、ＣＶＤ室２からスパッタ室２への搬送、スパッタ室２から予備室２への搬送は、全て搬送室が有する処理装置内搬送機構によって行なわれる。図１８に示したように、処理装置２０６での後追い処理は、複数の半導体ウェハの複数の搬送が重複しない後追い処理となっている。

メタル成膜処理装置２０６でシリコンのメモリーＬＳＩの第１層配線膜であるブランケットタングステン／窒化チタンの積層膜を形成するには、スパッタ室１ ２０６−１で施される窒化チタン成膜の前処理も含めて、処理の開始から払い出しが可能となるまで、ウェハ１枚当り５．２分（図１８のｔ₂ ）を要する。メタル成膜処理装置２０６でシリコンのメモリーＬＳＩの第２層配線膜であるアルミニウム合金／タングステンプラグを形成するには、スパッタ室１ ２０６−１で施されるタングステンプラグ形成の前処理も含めて、処理の開始から払い出しが可能となるまで、ウェハ１枚当り ５．７分（図１８のｔ₂’）を要する。いずれの場合も、図１８に示したような後追い処理の導入により、３分（図１８のｔ₃ ）に１枚の半導体ウェハを受入れることが可能で、また、３分に１枚の半導体ウェハを払い出すことが可能な処理装置となっている。半導体ウェハ１は処理開始からＮ×Ｔ（分）＝２×３（分）＝６（分）で搬送を開始する。５．２分経過時からの０．８分または５．７分経過時からの０．３分が搬送待ちの時間である。半導体ウェハ２以降に対しても継続的に処理を行なえば、３分に１枚のウェハを継続的に処理装置に受け入れて、これとは異なるウェハを３分に１枚継続的に処理装置から払い出すようになる。

２つの同一機能の洗浄室２０７−１、２０７−２を有する洗浄処理の処理装置が２０７である。洗浄処理装置２０７ではメタル膜のドライエッチングの後に、アッシングで取りきれずにウェハ上に残存するレジストを含む残渣物を取り除くための有機洗浄が施される。図１９に洗浄処理装置２０７における半導体ウェハ１〜３に対する後追い処理を示す。洗浄処理装置２０７でウェハに施される処理、処理装置内搬送のうち最も時間がかかるのは、洗浄室１または洗浄室２における洗浄である。洗浄に要する処理時間は ｔ₁（＝４．０）分間である。ウェハ１枚の処理に要する時間は ｔ₂（＝５．５）分間である。洗浄処理装置２０７では２つの同一機能の洗浄室２０７−１、２０７−２を交互に用いて、順次ウェハに処理を施す。（Ｑ−１）×Ｔ分間以上で（Ｑ；正の整数）Ｑ×Ｔ分間未満の処理時間を要する処理装置では、処理装置２０７のように同一機能の処理室をＱ個以上具備して、Ｔ分ずつずらして各処理室で順次ウェハに対する処理を行なえば処理装置としては、Ｔ分に１枚のウェハを継続的に処理装置に受け入れて、これとは異なるウェハをＴ分に１枚のウェハを継続的に処理装置から払い出すようになる。処理装置２０７ではＱ＝２であり、Ｔ＝３（分）である。洗浄処理装置２０７は３分（図１９のｔ₃ ）に１枚の半導体ウェハを受入れることが可能で、また、３分に１枚の半導体ウェハを払い出すことが可能な処理装置となっている。処理装置内に同一機能の処理室をＱ個以上具備する代わりに、製造システムに同一機能の処理装置をＱ個以上備えてもよい。その場合には、Ｔ分ずつずらして各処理装置で順次ウェハに対する処理を行なえば処理装置の組としては、Ｔ分に１枚のウェハを継続的に処理装置の組に受け入れて、これとは異なるウェハをＴ分に１枚継続的に処理装置の組から払い出すようになる。

本実施例の製造システムでは処理装置間の搬送は全て枚葉搬送である。処理装置間枚葉搬送装置２０８はループ状の搬送装置であり、ウェハは高純度窒素雰囲気中を搬送される。この処理装置間枚葉搬送装置２０８と各処理装置の間は共通化されたインターフェース２０３−４、２０４−４、２０５−５、２０６−５、２０７−３で結ばれている。これらのインターフェースは実施例１の各処理装置が有する保管室、処理装置内搬送機構を備えた予備室１、処理装置内搬送機構を備えた予備室２、払い出し室を合体したものである。一連のリソグラフィー工程に関する処理を行う複数の処理装置２０１、２０２と枚葉搬送装置２０８との間はウェハを２つの処理装置２０１、２０２に割り振る特別なインターフェース２０９が設けられている。２つの搬送機構を有する１つの保管室に搬送機構をそれぞれ有する予備室が２つ合体されている。保管装置２１０は図１３に示した製造システムが有する保管装置であり、配線工程前までの処理を終えたウェハが常に一定量以上蓄えられていて、いつでも配線工程に着工可能な状態で保管されている。実施例１の投入、取り出し装置（図１の１０８）が有する投入、取り出しの機能をも有している。このように製造システム毎に保管装置を有することは、製造システムでの定常的なウェハ処理を可能とするための一手段となる。

本実施例の製造システムの全ての処理室には、処理室内に設置されたウェハの品種、工程を識別する機構を有している。すなわち全ての処理室にはウェハ裏面に予め刻印されたレーザーマークを読み取る機構が備えられており、ウェハに処理を施す前に処理装置を制御している計算機を介して製造システム全体を制御している管理システムに照合することで、品種と工程を共に識別する。処理すべきウェハであれば、品種、工程に適した処理条件で処理を施す。本実施例の製造システムでは基本的には予め定められたスケジューリングに則って管理システムによって製造が管理されるが、この管理システムの一部に異常が発生した場合、もしくは搬送系の故障等によって管理システムの命じる通りの製造が行なわれない場合に、処理すべきではないウェハが処理装置に受け入れられる場合があり得る。管理システムに照合して、万が一処理すべきでないウェハである場合には処理を中止し、管理システムにその旨を伝え、管理システムからの指示に従って可能な場合は保管装置２０１に収容する。搬送系の故障等で保管装置２０１への収容すら不可能な場合は直ちに全処理装置での処理を停止させる。何れの処置を取るかは管理システムが判断する。管理システムは製造システムの各処理装置２０１乃至２０７、処理装置間枚葉搬送装置２０８等の故障を検知することが可能であるため、その検知結果と照合して処置の方法を判断する。処理装置毎に識別機能をもたせることでもインターロックとして有効ではあるが、処理室毎に識別機能を有する方が、特に本実施例のように複数の工程での異なる複数の処理に用いる処理装置がある場合や複数種の半導体ウェハに異なった工程、異なった条件での処理を行なう場合により安全なインターロックとなる。

表４は本実施例の製造システムを用いて製造する２層金属配線を有する相補型ＭＯＳＬＳＩの配線工程に係る一連の処理と使用する処理装置を示す表である。

本実施例におけるＴの決め方について述べる。本実施例では半導体ウェハ１枚の処理で１つの処理装置当り、リソグラフィー処理装置が２．５（＝５／２）回、絶縁膜ドライエッチング処理装置が３回、メタル膜形成処理装置が２回、メタル膜ドライエッチング処理装置が２回、絶縁膜形成処理装置が２回、洗浄処理装置が２回用いられる。絶縁膜ドライエッチング処理装置の３回が最大である。前述したように絶縁膜ドライエッチング処理装置２０４の処理済みのウェハを処理装置間枚葉搬送装置２０８（図１３）に払い出すことが可能な最小時間間隔は３分であり、これ以上の短縮は不可能であるから、この３分を本実施例の製造システムのＴとして他の処理装置の後追い処理を設定した。本実施例における製造システムへのウェハの投入はＴ＝３（分）で、絶縁膜ドライエッチング処理装置２０４における半導体ウェハ１枚当り、１つの処理装置当りの処理回数３回だから９（＝３×３）（分）の平均間隔とした。これ以上平均投入間隔を短縮すると絶縁膜ドライエッチング処理装置２０４における処理能力を越えてしまい、ウェハが滞留してしまうからである。 ある時刻Ｔ₀からの３分を周期として複数のウェハを処理するにあたり、３分毎にウェハを投入するのではなく、９分毎に投入することでこの条件を実現した。従って２４時間当り１．５時間の定期的な製造システムの保守を行ないながら、本実施例の継続する複数のウェハを処理した場合の生産量は１５０（＝２２．５×６０／９）（枚／日）である。

表４には本実施例と同一の処理装置を有する製造システムによる、ウェハ２５枚を１ロットとしてロット単位の処理を行なった場合の１ロット当りの処理時間を併記してある。継続する処理の間の搬送はいずれの場合も全て３分である。本実施例では、３分で枚葉搬送され、従来のバッチ処理の場合は、３分でロット毎にバッチ搬送される。

図２０は本実施例、すなわち、２層金属配線を有する相補型ＭＯＳＬＳＩの配線工程に係る一連の処理を継続的に複数のウェハに施した場合の配線工程の工完である。本実施例と同一の処理装置を有する製造システムによる、ウェハ２５枚を１ロットとするロット単位の処理によった場合の結果も合わせて示した。本実施例の製造システム、従来の製造システム共、生産量はウェハ枚数を単位として１５０枚／日である。本実施例の製造システムによれば、従来の製造システムに比較して格段に工完が短縮された。これと比較して、従来のロット単位の処理による製造システムを用いた場合には、工完の平均値も長く、またその分布も大きい。従来の製造システムでは、特に急いで製造する必要のあるロットを優先させることも可能である。いわゆる 特急ロット、ホットロット（Hot Lot）とよばれているものがこれである。製造中のロットの一部が特急ロットとして優先処理されると、その代償として他のロットの工完の平均値は長くなり、その分布が大きくなり、生産量が減少することが知られている。これは複数のロットに対する処理の流れが乱され、いくつかの処理装置の稼働率が低下するためである。本実施例の製造システムでは全てのウェハの工完が従来の特急ロットよりも短いため、そもそも特急ロットが不要となる。

工完の短縮と、ウェハを高純度窒素雰囲気中で搬送可能な処理装置間枚葉搬送装置２０８の具備により、本実施例の製造システムは従来のような高清浄度の清浄空間に収める必要がなくなり、従来の清浄空間よりも格段に低クラスの清浄空間で製造を行っても同等以上の良品率が得られる効果もあった。クラス１００００のクリーンルームに設置した本実施例の製造システムを用いるにより、最小設計寸法０．５μｍの２層金属配線を有する相補型ＭＯＳ論理ＬＳＩの良品率は、従来の装置を用いてクラス１００のクリーンルームで製造していた場合の９２％から９６％に向上した。

〈実施例３〉
図２１乃至図２２、表５を用いて説明する。本実施例は本発明をシリコンのメモリーＬＳＩを製造するための製造システムおよび製造方法に適用した実施例であり、２層金属配線を有する相補型ＭＯＳＬＳＩの配線工程に係る一連の処理をウェハに施す製造システムおよび製造方法である。

図２１は本実施例の製造システムを示す図である。処理装置３０１、３０２はレジスト塗布処理、レジストベーク処理、水銀のｉ線ランプ光源による露光処理、レジスト現像処理等を含む一連のリソグラフィー工程に関する処理を行う複数の処理装置である。層間絶縁膜層のドライエッチングに関する処理を行う処理装置３０３は、二酸化シリコンまたは窒化シリコンのドライエッチング処理をウェハに施すことが可能なクラスタツールである。二つのエッチング室３０３−１、３０３−２の他にレジスト除去処理をウェハに施すことが可能なアッシャー室３０３−３が具備されている。二つのエッチング室３０３−１、３０３−２はいずれも二酸化シリコンまたは窒化シリコンのドライエッチング処理が可能である。配線層のドライエッチングに関する処理を行う処理装置３０４は、アルミニウムを主成分とする合金、タングステン、窒化チタン等の金属または金属化合物のドライエッチング処理をウェハに施すことが可能なクラスタツールで、エッチング処理室３０４−１の他にレジスト除去処理をウェハに施すことが可能なアッシャー室３０４−２も具備されている。ウエット洗浄処理の処理装置が３０５である。アッシングによるレジスト除去後に残存するレジストを完全に除去して汚染を取り除くための洗浄を行なう二つの洗浄室３０５−１、３０５−２を有する他、メタル成膜前にシリコン表面の酸化膜を除くために行なうフッ酸系の液によるウエットエッチングのための洗浄室３０５−３を有している。メタル成膜処理装置３０６はアルミニウムを主成分とする合金、タングステン、窒化チタンの成膜処理をウェハに施すことが可能なクラスタツールである。成膜処理装置３０６でウェハに施される成膜処理はスパッタ法によるものとＣＶＤ法によるものがある。スパッタ法による窒化チタン等の成膜は処理室３０６−１で行なう。スパッタ法によるアルミニウムを主成分とする合金の成膜は処理室３０６−２で行なう。処理室３０６−３はＣＶＤ法によるタングステンの成膜に用いる。絶縁膜成膜処理装置３０７は、二酸化シリコンまたは窒化シリコンの成膜処理をウェハに施すことが可能なクラスタツールである。ＣＶＤ法による成膜を行なう二つの処理室３０７−１、３０７−２の他に、ＳＯＧ（Spin On Glass）の塗布、ベークを行う複数の処理室３０７−３も備えている。ＣＶＤ成膜では、二酸化シリコンは処理室３０７−１を用いて主としてＴＥＯＳを原料とするプラズマＣＶＤ法で形成し、窒化シリコンは処理室３０７−２を用いてモノシランとアンモニアを原料とするプラズマＣＶＤ法で形成する。各処理装置内の構成、処理の流れは実施例２の処理装置と同様である。

本実施例の製造システムでは処理装置間の搬送は全て枚葉搬送である。枚葉搬送装置３０８はル−プ状の搬送装置であり、ウェハは１０Ｐａの真空中を搬送される。１０Ｐａはほぼ１００％、高純度窒素の分圧である。この枚葉搬送装置３０８と各処理装置の間は実施例２と同様の共通化されたロ−ドロック室を含むインターフェースで結ばれている。枚葉搬送装置３０８は、磁力で駆動力を伝達する搬送装置で、各処理装置のインターフェースの位置で、ウェハの処理装置への払い出しや処理装置からの受入れのために一時停止をしながら２分３０秒で一周する。すなわち、動作、停止を繰り返しながら、ウェハ搬送する搬送装置である。インターフェースが一定間隔で枚葉搬送装置３０８と結ばれている方が、この制御は容易となる。本実施例でのインターフェースは枚葉搬送装置３０８の一周を５０等分した地点のいずれかに配置されている。従って、枚葉搬送装置３０８は動作、停止を一周で５０回繰り返す。３秒（＝２分３０秒／５０）が１サイクルであるが、１秒が動作時間、２秒が停止時間である。この２秒のうちに各インターフェースが有する搬送機構によって、ウェハの処理装置への払い出しや処理装置からの受入れが行なわれる。インターフェースがより少ない等分点に配されるか、さらには一定間隔で枚葉搬送装置３０８と結ばれていれば枚葉搬送装置３０８の制御はより容易となる。一連のリソグラフィー工程に関する処理を行う複数の処理装置３０１、３０２と枚葉搬送装置３０８との間はウェハを二つの処理装置３０１、３０２に割り振る特別なインターフェース３０９が設けられている。保管装置３１０は図２１に示した製造システムが有する保管装置であり、配線工程前までの処理を終えたウェハが常に一定量以上蓄えられていていつでも配線工程に着工可能な状態で保管されている。

表５は本実施例の製造システムを用いて製造する２層金属配線を有する相補型ＭＯＳ ＬＳＩの配線工程に係る一連の処理と使用する処理装置または処理室を示す表である。

表中には本実施例の装置の処理装置でのウェハ１枚当りの処理時間と、処理室の数が等しい従来の装置によるウェハ２４枚を１ロットとするバッチ処理での１ロット当りの処理時間を併記してある。本実施例の装置では２通りの処理時間がある。全てが３分の工程となっているのは、最も遅い処理装置の処理時間３分に完全に処理時間を統一している場合である。一部に５分の工程が含まれる場合は、本実施例の製造システムは、継続した処理を行なう複数の製造システムから構成されることになる。特に高精度の処理が要求される一部の品種では表中に示した処理が５分となる。継続する処理の間の搬送は処理装置間枚葉搬送装置３０８による場合も、処理装置内枚葉搬送機構による場合も全て３分である。従来のバッチ処理の場合は、３分でバッチ搬送される。本実施例では、後追い処理はリソグラフィー工程のみである。各処理装置における処理が高速化されているためと、処理装置内の処理時間が長い場合は処理室毎に別工程の扱いとしているためである。また、枚葉搬送装置３０８内をウェハが真空中搬送されることにより、各処理装置と枚葉搬送装置３０８との間のウェハのやり取りに要する時間が合計としては減じられた効果もある。

図２２は本実施例の製造システムによる生産量と配線工程の工完を処理にさきだってスケジューリングした結果である。処理室の数が等しい従来の装置による場合の結果も合わせて示す。本実施例の製造システム、従来の製造システム共、生産量はウェハの枚数を単位として１４４枚／日である。本実施例の製造システムでは、処理、搬送のスケジューリングを定め、それに則って処理を施す。スケジューリングの基本原則は製造システムにおいて複数のウェハに処理を施すに際し、ｎ番目のウェハに対するｍ番目（ｎ、ｍは正の整数）の処理を、ある時刻を基準として（ｎ＋２×ｍ−３）×Ｔ分後から（ｎ＋２×ｍ−２）×Ｔ分後の間、ｍ番目の処理を行った処理装置から（ｍ＋１）番目の処理を行う処理装置への処理装置間枚葉搬送装置による搬送を（ｎ＋２×ｍ−２）×Ｔ分後から（ｎ＋２×ｍ−１）×Ｔ分後の間、ｎ番目のウェハに対する（ｍ＋１）番目の処理を（ｎ＋２×ｍ−１）×Ｔ分後から（ｎ＋２×ｍ）×Ｔ分後の間に施すことである。後追い処理はこの限りではない。複数のウェハが同時にいずれかの処理装置の処理を必要とした場合には、第１番目の処理を先に開始したウェハを優先させるが、この処理装置毎の処理順序の優先度付けの他は、ウェハによる処理順序の優先度付けは行なっていない。従来のバッチ処理の製造システムについても同様である。
本実施例の製造システムによれば、従来の製造システムに比較して格段に工完が短縮されることがわかる。本実施例の製造システムで３分／枚の処理時間に統一されている場合が最も優れていて、全てのウェハがほとんど処理待ちなしで処理されている。一部５分／枚の処理を混用しても大きな工完の長期化はもたらされない。これと比較して、従来のバッチ処理による製造システムを用いた場合には、工完の平均値も長く、またその分布も大きい。

実際に本実施例の製造システムで複数の半導体ウェハに継続した処理を施した結果は図２２のスケジューリング結果通りであった。また、実施例１、２の場合と同様に良品率が向上する効果もあった。最小設計寸法が０．３μｍの２層金属配線を有する相補型ＭＯＳＬＳＩの配線工程に係る一連の処理の良品率は８６％から９３％に向上した。

〈実施例４〉
図１９、図２３を用いて説明する。本実施例は本発明をシリコンの論理ＬＳＩを製造するための製造システムおよび製造方法に適用した実施例である。製造する論理ＬＳＩは２層金属配線を有する相補型ＭＯＳＬＳＩである。

図２３は本実施例の製造システムを示す図である。処理装置４０１はレジスト塗布処理、レジストベーク処理、水銀のｉ線ランプ光源による露光処理、レジスト現像処理等を含む一連のリソグラフィー工程に関する処理を行う複数の処理装置である。処理装置４０１は１００枚のウェハを受入れられる保管装置を有していて、同じレチクルで露光処理を行なうウェハが保管装置に１０枚溜ったらその１０枚に継続的に処理を施す。レチクル交換に要する時間をウェハ１枚当り１／１０とするためである。イオン打込み処理装置４０２はイオン打込みによる不純物導入処理とアッシャーによるレジスト除去をウェハに施すことが可能なクラスタツールである。ドライエッチング処理装置４０３は、アルミニウムを主成分とする合金、タングステン、窒化チタン等の金属または金属化合物や、シリコンまたは必要に応じてボロン、リン、砒素等の不純物を導入されたシリコン、二酸化シリコンまたは必要に応じてボロン、リン、砒素、ゲルマニウム等の不純物を導入された二酸化シリコン、窒化シリコン等のシリコンまたはシリコン化合物のドライエッチング処理とアッシャーによるレジスト除去をウェハに施すことが可能なクラスタツールである。成膜処理装置４０４は、シリコンまたは必要に応じてボロン、リン、砒素等の不純物を導入されたシリコン、二酸化シリコンまたは必要に応じてボロン、リン、砒素、ゲルマニウム等の不純物を導入された二酸化シリコン、窒化シリコン等のシリコンまたはシリコン化合物の成膜処理をウェハに施すことが可能なクラスタツールである。成膜処理装置４０５はアルミニウムを主成分とする合金、タングステン、窒化チタン等の金属または金属化合物の成膜処理をウェハに施すことが可能なクラスタツールである。成膜処理装置４０５でウェハに施される成膜処理はスパッタ法によるものとＣＶＤ法によるものがある。
本実施例の製造システムでは、高い清浄度を必要とする洗浄処理、ウェットエッチング処理をウェハに施す処理装置は全て中央の局所的な超清浄空間４０６に収められている。このような配置は、超清浄空間４０６に高い清浄度を要求する処理装置が集約されることで清浄度の維持、管理が容易となる利点がある。本実施例の装置の処理装置はいずれも共用化の度合いが高いので、例えばリソグラフィー処理装置４０１を中央に配して搬送装置への負担を低減するよりも清浄度維持の容易さを優先させて図２３の配置とした。

複数の処理装置間の搬送はリング状搬送装置４０７、４０８及び直線状搬送装置４０９、４１０を介して行われる。リング状搬送装置４０７、４０８には超清浄空間４０６も結合されている。

成膜処理装置４０４は４つの処理室を備えるがこの何れの処理室でもシリコンまたは必要に応じてボロン、リン、砒素等の不純物を導入されたシリコン、二酸化シリコンまたは必要に応じてボロン、リン、砒素、ゲルマニウム等の不純物を導入された二酸化シリコン、窒化シリコン等のシリコンまたはシリコン化合物何れの成膜処理もが可能である。このような処理室の共用化は処理の間のエッチングガスのプラズマ放電によるセルフクリーニングで実現可能となっているが、本実施例の製造システムではこのセルフクリーニングを行なうためのガス供給系、給電系、放電制御系を成膜クラスタツール４０４、４０５で共有している。

本実施例の品種のある工程で必要な成膜処理装置４０４における二酸化シリコンの成膜処理には１０分を要する。二つの処理室を用いれば処理装置４０４としては搬送装置４０８等から５分に１枚のウェハを受入れ、搬送装置４０８等に５分に１枚のウェハを払い出すことができる。これは実施例２の洗浄処理装置（図１９）と同様である。これにより本実施例の製造システムではウェハ１枚に１０分を要する処理があるにもかかわらず、全ての処理装置が搬送装置から５分毎にウェハを１枚受入れ、５分毎に搬送装置にウェハを１枚払い出すことが可能である。このように一定時間間隔毎に搬送装置から受入れるウェハと搬送装置に払い出すウェハが同一でない処理装置があってもそのような処理が比較的少なければ多少の工完の長期化と処理中のウェハ数の増加がもたらされるだけである。この５分が本実施例の処理装置の処理ではもっとも遅い。本実施例ではこの５分をＴとした。本実施例の製造システムでは全ての処理装置は枚葉処理装置であるが必ずしも枚葉処理の装置である必要はなく、バッチ処理の装置であっても保管装置等を処理装置間枚葉搬送装置との間に挿入することによって、一定時間間隔毎にウェハを搬送装置から受入れ、搬送装置に払い出すことは可能である。前述したリソグラフィー処理装置４０１もレチクル交換の制約をつけることによって事実上バッチ処理の処理装置となっているが、保管装置等の機能で、一定時間間隔毎にウェハを搬送装置から受入れ、搬送装置に払い出すことを可能としている。

本実施例の製造システムは各処理装置の共用化が進められているため処理装置数が少ない。したがって単位期間当りの生産量も少ないが、製造システムの単価が安く設置面積が小さい利点があり、製造量が比較的少ない論理ＬＳＩの製造等に特に適している。大量の製品の製造を必要とする場合には本実施例の製造システムを複数個用いればよい。複数の独立制御可能の製造システムを用いることで処理装置や搬送装置の突発的な故障やそれに伴う修理もしくは保守、点検のための製造システムの停止が全体の製造に与える影響を抑制することができる。本実施例では図２３に示した製造システムを４台備え、１週間に１度４台の製造システムを順次停止して保守点検を行なうことにより処理装置や搬送装置の突発的な故障を未然に防止しているが、このような製造システムの管理は複数個の製造システムを備えている方が容易である。

製造システムの一部の故障が装置全体の停止に至らないための予防策としては、予備の処理装置を備えておくことも有効である。実際本実施例の例では、図２３に示した製造システム４個に１台の割合でそれぞれの処理装置の予備を製造システムが設置されているのと同じクリーンルーム内に備えて突発的な故障に対応している。処理装置の交換を容易とするため、製造システムには予めガイド機構が備えられ、ガイド上を移動させて定位置に設置して搬送装置との相互位置関係の調整を不要としている。予め予備の処理装置を製造システム内に備えておくことも可能である。

本実施例の製造システムを用いても実施例１乃至３の場合と同様に良品率向上や工完短縮の効果がもたらされる。本実施例特有の効果の一つは搬送装置の部分的故障への対応が容易な点である。本実施例の製造システムでは任意の二つの処理装置間には少なくとも二つの搬送ルートが存在する。即ち搬送装置の一部が故障した場合、それを回避するルートで搬送をし続けることができ、搬送装置の故障が製造システム全体の停止に至らない点が利点である。

このような二重化された搬送装置は処理装置間のクロスコンタミネーションの防止に活用することもできる。即ち超清浄空間４０６に入っていくウェハと出てくるウェハは別ルートを通らせることができるので、ウェハを介した処理装置間のクロスコンタミネーションが防止できる。特に清浄度の管理を高精度に行なう必要のある製品を製造する場合に有効である。

〈実施例５〉
図２４乃至図２５を用いて説明する。本実施例は本発明をシリコンの論理ＬＳＩを製造するための製造装置および製造方法に適用した実施例である。製造する論理ＬＳＩは２層金属配線を有する相補型ＭＯＳＬＳＩである。

図２４は本実施例の製造システムを示す図である。レジスト塗布処理、レジストベーク処理、水銀のｉ線ランプ光源による露光処理、レジスト現像処理等を含む一連のリソグラフィー工程に関する処理を行う複数の処理装置５０１の周囲に、ウェハを枚葉搬送する機構を具備するリング状搬送装置５０２が備えられている。リング状搬送装置５０２の内部には大気圧以上の圧力の清浄な窒素が満たされている。リソグラフィー工程に関する処理を行う複数の処理装置５０１は微細パターン用とラフパターン用の２系統の一連の処理を別々の半導体ウェハに並行して施せるようになっている。継続する２つの処理を施す処理装置の間は搬送時間３分以内でウェハを大気圧以上の圧力の清浄な窒素中を枚葉搬送する搬送装置で結ばれている。リソグラフィー工程に関する処理を行う複数の処理装置５０１とリング状搬送装置５０２との間は直線状搬送装置５０３ａ、５０３ｂによって結合されている。直線状搬送装置５０３ａ、５０３ｂはともにウェハを窒素中枚葉搬送する機構を備えている。リング状搬送装置５０２には種々の処理装置が実施例１乃至４と同様のロード、アンロード機構を有するインターフェース機構を介して結合されている。本実施例の製造システムではリング状搬送装置５０２と直線状搬送装置５０３ａ、５０３ｂの間にもウェハを移載するインターフェース機構が具備されている。リング状搬送装置５０２と直線状搬送装置５０３ａ、５０３ｂによりウェハは任意の２処理装置間を３分以内で移動可能である。

ドライエッチング処理装置５０４は、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金、タングステンまたはチタンタングステン等のタングステンを主成分とする合金、窒化チタン、もしくはチタンシリサイド、タングステンシリサイド等の金属シリサイド、銅または銅を主成分とする合金等の、ＬＳＩの電極配線層に用いられる種々の金属または金属化合物のドライエッチング処理をウェハに施すことが可能な処理装置である。ドライエッチング処理装置５０４が具備する処理室の数は１つに限定されるものではなく、製造する品種、製造量等によって最適な処理室数とすることができる。本実施例の処理装置５０４は２つの処理室を備えている。

ドライエッチング処理装置５０５は、シリコンまたは必要に応じてボロン、リン、砒素等の不純物を導入されたシリコン、二酸化シリコンまたは必要に応じてボロン、リン、砒素、ゲルマニウム等の不純物を導入された二酸化シリコン、窒化シリコン等の、ＬＳＩの電極配線層、ＭＯＳトランジスタやキャパシタの絶縁膜層、素子分離領域または層間絶縁膜層等に用いられる種々のシリコンまたはシリコン化合物のドライエッチング処理をウェハに施すことが可能な処理装置である。ドライエッチング処理装置５０５が具備する処理室の数は１つに限定されるものではなく、製造する品種、製造量等によって最適な処理室数とすることができる。本実施例の処理装置５０５は２つの処理室を備えている。

成膜処理装置５０６は、シリコンまたは必要に応じてボロン、リン、砒素等の不純物を導入されたシリコン、二酸化シリコンまたは必要に応じてボロン、リン、砒素、ゲルマニウム等の不純物を導入された二酸化シリコン、窒化シリコン等の、ＬＳＩの電極配線層、ＭＯＳトランジスタやキャパシタの絶縁膜層、素子分離領域または層間絶縁膜層等に用いられる種々のシリコンまたはシリコン化合物の成膜処理をウェハに施すことが可能な処理装置である。処理装置５０６でウェハに施される成膜処理はＣＶＤ法によるものでシリコンを含む原料ガスとしてはシラン、ジシラン、ジクロロシラン等の無機化合物が用いられる。成膜処理装置５０６が具備する処理室の数は１つに限定されるものではなく、製造する品種、製造量等によって最適な処理室数とすることができる。本実施例の処理装置５０６は３つの処理室を備えている。

成膜処理装置５０７は、二酸化シリコンまたは必要に応じてボロン、リン、砒素、ゲルマニウム等の不純物を導入された二酸化シリコン、窒化シリコン等の、ＬＳＩの層間絶縁膜層またはパッシベーションのための保護膜層等に用いられるシリコン化合物の成膜処理をウェハに施すことが可能な処理装置である。処理装置５０７でウェハに施される成膜処理はプラズマＣＶＤ法によるものでシリコンを含む原料ガスとしてはシラン、ジシラン、ジクロロシラン等の無機化合物とＴＥＯＳ等の有機化合物が用いられる。成膜処理装置５０７が具備する処理室の数は１つに限定されるものではなく、製造する品種、製造量等によって最適な処理室数とすることができる。本実施例の処理装置５０７は２つの処理室を備えている。

４つの処理装置５０４乃至５０７が有する９つの処理室の排気は共用排気系５０８によって行われる。共用排気系５０８は毎秒１万リットルの窒素排気量を有するターボ分子ポンプを２台備えている。ドライエッチング処理装置５０４、ドライエッチング処理装置５０５の４つの処理室の排気にそのうちの１台を、成膜処理装置５０６、成膜処理装置５０７の５つの処理室の排気にもう１台を用いる。従来個別に処理装置が有していた各処理室の排気ポンプを外して、排気管を共用排気系５０８まで延長した構成となっている。共用排気系５０８は定期的に予備の排気系と交換され、排気系起因の処理装置の故障を未然に防ぐ効果がある。

高い清浄度を必要とする洗浄処理、ウェットエッチング処理をウェハに施す処理装置５０９と酸化のための熱処理をウェハに施す処理装置５１０とは比較的清浄度の低いドライエッチング処理装置５０４、５０５とＣＶＤ法による成膜処理装置５０６、５０７とリソグラフィー工程に関する処理を行なう複数の処理装置５０１を中心としてほぼ対称な位置に配されている。これはリング状搬送装置５０２を介したクロスコンタミネーションの悪影響を抑制するための配慮の１つである。リング状搬送装置５０２にはこの他にクロスコンタミネーションを防止するための機構としてウェハ表面に層流状の窒素ガスを吹き付ける機構が具備されている。搬送装置５０２、５０３ａ、５０３ｂにはウェハの接近または通過を検知するための機構が備えられ、ウェハが有る場合には吹き付ける窒素の流量をウェハが無い場合よりも少量とすることにより気流を制御して、ウェハを介して装置内の局所的なコンタミネーションが装置全体に拡散することを防止している。

成膜処理装置５１１は、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金、タングステンまたはチタンタングステン等のタングステンを主成分とする合金、窒化チタン、チタンシリサイド、タングステンシリサイド等の金属シリサイド、銅または銅を主成分とする合金等の、ＬＳＩの電極配線層に用いられる種々の金属または金属化合物の成膜処理をウェハに施すことが可能な処理装置である。処理装置５１１でウェハに施される成膜処理はスパッタ法によるものである。成膜処理装置５１１が具備する処理室の数は１つに限定されるものではなく、製造する品種、製造量等によって最適な処理室数とすることができる。本実施例の処理装置５１１は４つの処理室を備えていて、必要に応じてＨＦベーパー洗浄処理、ガスクリーニング処理、スパッタクリーニング処理等の成膜処理に先立つ前処理をウェハに施すことが可能で、またチタンもしくはタングステン等を成膜した後にシリサイデーションのためのＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）処理をウェハに施すことも可能な機構を具備している。

成膜処理装置５１２は、アルミニウム、タングステン、銅等のＬＳＩの電極配線層に用いられる種々の金属の成膜処理をウェハに施すことが可能な処理装置である。処理装置５１２でウェハに施される成膜処理はＣＶＤ法によるものである。成膜処理装置５１２が具備する処理室の数は１つに限定されるものではなく、製造する品種、製造量等によって最適な処理室数とすることができる。本実施例の処理装置５１２は２つの処理室を備えている。

洗浄処理、ウェットエッチング処理をウェハに施す処理装置５０９、酸化のための熱処理をウェハに施す処理装置５１０、成膜処理装置５１１、５１２は制御系５１３によって制御されている。制御系５１３は各処理装置５０９、５１０、５１１、５１２の各処理室、ガス供給系、排気系、給電系等の状態を検知する機構を有し、各処理の制御または各処理装置の制御に検知結果をフィードバックする機構を具備している。各処理の制御は予め設定された処理条件に従って、例えばガスの種類、流量、ウェハの温度を設定する。検知結果のフィードバックとは、ある処理装置の複数個ある処理室の１つの排気系に異常がある場合、その処理室を用いないように処理装置に対して指示する等である。

イオン打込みによる不純物導入処理をウェハに施す処理装置５１４、洗浄処理、ウェットエッチング処理をウェハに施す処理装置５１５、レジスト除去処理をウェハに施す処理装置５１６がそれぞれリング状搬送装置５０２に結合されている。処理装置５１６における枚葉アッシャによるレジスト除去処理と処理装置５１５における洗浄により一連のレジスト除去工程に関する全ての処理が可能である。

熱処理をウェハに施す処理装置５１７は窒素、水素、酸素、アルゴン等の雰囲気中でのＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）処理をウェハに施すことが可能な処理装置である。ウェハのロード・アンロード処理装置５１８は本製造システムへのウェハのロード、アンロードを行う処理装置である。ロード・アンロード処理装置５１８は複数のウェハを一度に設置すると１枚ずつ製造システムにロードする機能を有し、逆に製造システムから１枚ずつアンロードして複数のウェハを一度に外部に取り出させる機能も有する。

成膜処理装置５１９は層間絶縁膜平坦化のための塗布膜を形成する処理をウェハに施す処理装置である。処理装置５１９は塗布のみならず必要に応じて塗布膜にベークを施す処理を行うことが可能な機構を具備している。図２４に示した本実施例の製造システムの処理装置は全て枚葉処理装置である。継続する全ての枚葉処理装置の間は搬送時間３分以内でウェハを搬送可能な枚葉搬送装置で結ばれていて、製造システム全体が１つの一連の継続した処理をウェハに施すことが可能なシステムとなっている。各処理装置の構成や処理の流れは、実施例２の場合と同様である。

次に本発明の製造システムによる製造方法について説明する。始めにウェハはロード・アンロード処理装置５１８から製造システムに入る。ロード・アンロード処理装置５１８に一度に２５枚のウェハをまとめて設置すると１枚ずつ適当な間隔をおいて製造システムにロードされる。この間隔は本実施例では平均２４分である。ウェハは次にリング状搬送装置５０２を経由して処理装置５０９に搬送されウエット洗浄を施される。さらに隣接する処理装置５１０で酸化処理を施される。次に再びリング状搬送装置５０２を経由して搬送されたウェハは成膜処理装置５０６でＣＶＤ法によって窒化シリコン膜が形成される。続いてリング状搬送装置５０２、直線状搬送装置５０３ｂを経てリソグラフィー工程に関する処理を行なう複数の処理装置５０１に入ったウェハはレジスト塗布処理、レジストベーク処理、水銀のｉ線ランプ光源による露光処理、レジスト現像処理等を含む一連のリソグラフィー工程に関する処理を施される。この後ウェハは直線状搬送装置５０３ａ、リング状搬送装置５０２を経由してドライエッチング処理装置５０６に搬送され、そこでシリコン窒化膜の一部がレジストをマスクとするドライエッチングによって選択的に除去される。次にウェハはリング状搬送装置５０２を通って処理装置５１４に搬送され、イオン打込み処理を施され、その後処理装置５１６でレジストが除去される。以後同様に、順次複数の半導体ウェハに対して工程に従って継続的な処理を施した。本実施例のＴは３（分）である。実施例２と同様の後追い処理の導入や処理装置への複数の処理室の具備によってこれを実現した。各処理装置間の搬送はいずれも３分である。

本実施例における複数ウェハの処理でも実施例１乃至４と同様に搬送にも処理と同じ時間を割り当てている。このため後追い処理や複数の処理室の活用による処理で加算される分を除けば、概ね製造システム中にあるウェハの内の概ね半数のウェハが処理され、同じに残りのウェハが搬送される。このような方式を採らずにある時間は全ウェハを処理して、次に一斉に全ウェハを搬送させる方式では搬送時間さえ短縮されれば本実施例のように搬送にも一処理分の時間を割り当てる方式よりも工完が短縮される可能性がある。しかしながらそれは少量の処理を行なう場合に限って可能となることであり、通常の生産形態では本実施例の方式が優れている。なぜなら、一斉搬送中はウェハに対する処理が行われないため装置稼動率が低くなるからである。さらに全ウェハを次の処理装置に割り振ることは極めてスケジューリングを困難にし、製造システム全体を効率的に運用することが難しくなる。本実施例の製造システムでは複数のウェハに処理を施すに際し、処理が施される前にｎ番目のウェハに対するｍ番目（ｎ、ｍは正の整数）の処理を、ある時刻を基準として（ｎ＋２×ｍ−３）×Ｔ分後から（ｎ＋２×ｍ−２）×Ｔ分後の間、ｍ番目の処理を行った処理装置から（ｍ＋１）番目の処理を行う処理装置への処理装置間枚葉搬送機構による搬送を（ｎ＋２×ｍ−２）×Ｔ分後から（ｎ＋２×ｍ−１）×Ｔ分後の間、ｎ番目のウェハに対する（ｍ＋１）番目の処理を（ｎ＋２×ｍ−１）×Ｔ分後から（ｎ＋２×ｍ）×Ｔ分後の間に施すことを基本原則として、処理、搬送のスケジューリングを定め、それに則って処理を施す。後追い処理や複数の処理室の活用による長時間処理はこの例外である。

図２５の横軸に（１）〜（５）で示した順序で処理の継続化を進行させ、継続処理化率（＝継続処理する処理数／全処理数）を増加させていった。約１００の処理を必要とする２層金属配線を有する相補型ＭＯＳ ＬＳＩの製造を例に１ロット２５枚の全処理の処理時間を計測した結果である。（１）全てがバッチ搬送の場合、全処理に要する処理時間は約１３５時間であった。（２）レジスト塗布処理、レジストベーク処理、露光処理、レジスト現像処理等を含むリソグラフィー工程に関する一連の処理の最後の処理とドライエッチングまたはウェットエッチング等のエッチング処理、またはイオン打込みによる不純物導入処理とをまず継続処理とし、Ｔ＝３（分）での処理を可能とした。（３）次に、ドライエッチングまたはウェットエッチング等のエッチング処理、またはイオン打込みによる不純物導入処理とレジスト除去処理とを結んで前記の継続処理と一体化した一連の継続処理とし、Ｔ＝３（分）での処理を可能とした。（４）さらに配線層形成工程と層間絶縁膜形成工程とを含む配線形成工程に係わる処理を施す処理も一体化して一つの継続処理とし、配線形成工程に関する処理をＴ＝３（分）での処理とした。（５）このように順次継続処理化を進め、酸化、ＣＶＤ等の残りの全ての処理も継続処理化して全処理を一連の継続処理に含まれるＴ＝３（分）の処理とすると、１ロット２５枚の全処理の処理時間は１０．１時間にまで短縮された。

本実施例の図２４の装置による２層金属配線を有する相補型ＭＯＳＬＳＩの製造については上述したレジスト除去処理以降の処理も全て継続処理に属する処理とされているため、１ロットの処理時間は図２５に示した継続処理化率１００％の１０．１時間である。バッチ搬送でロット単位の処理を行っていた場合の１３５時間と比べて１／１０以下に工完が短縮された。

複数のロットを同一製造システム内で同時に処理して多数のウェハを処理する場合、本実施例の製造システムでは処理装置の共用化が図られているため多少の処理時間低下がもたらされる。最も多く共用化されるリソグラフィー処理装置では微細パターン用とラフパターン用それぞれ６層と８層のパターニングのためのリソグラフィー処理が１枚のウェハに対して施される。すなわち８処理での一処理装置の共用が本実施例の装置による本実施例の２層金属配線を有する相補型ＭＯＳＬＳＩの製造における最大の共有である。他の処理装置の共用化の程度はこれよりも低く抑えているため、処理時間の低下は大きなものではない。３分／枚で８層のパターニングに対応するリソグラフィー処理を行うと２４分／枚で一日２４時間での処理能力は６０枚となる。これが本実施例の製造システムの処理能力を規定する。前述の本製造システムへの半導体ウェハの投入量はこのようにして定めた。これより多くの処理が必要な場合は本実施例の製造システムを複数備えればよい。この６０枚／日（＝１８００枚／月）の処理を行った場合１ロット２５枚の全処理の処理時間の平均は１７時間である。これは高度にコンピュータ化された最適生産管理システムによって全装置が最も効率的に稼働するように管理されているためである。従来のバッチ搬送を基本とした製造システムではいかにコンピュータ化しても６０枚／日の処理を行うと処理時間の平均が約４００時間まで低下していた。各工程の処理時間を３分に統一し、処理と搬送を同等に扱ったパイプライン処理としたことでより完全に近い最適化が可能となったためである。

本実施例の製造システムではリング状搬送装置５０２の内部の製造システムのほぼ中央にリソグラフィー工程に関する処理を行なう複数の処理装置５０１を配置しているが、このように共用の度合いの高い処理装置を中央に配置すると、ウェハが着工から工完までに搬送される総距離を短くすることができる。このような配置にすれば、搬送速度は比較的遅くすることが可能で搬送装置への負担を低減することが可能となる。他にも共用の度合いの高いレジスト除去処理装置やイオン打込み処理装置を中央に配することも搬送距離の短縮には有効である。本実施例の装置でリソグラフィー処理装置５０１を置いた理由は以下の通りである。即ち、リソグラフィー処理装置５０１は高精度の温度制御を必要とする処理装置である。従って従来のようにクリーンルーム中に配置することがほとんど不可欠である。このリソグラフィー処理装置の周囲にリング状搬送装置５０２や直線状搬送装置５０３ａ、５０３ｂを配すればこれらもクリーンルーム内に配することができ、搬送装置自体に複雑な機構を具備させなくても清浄度の維持、管理が容易となる利点があるためである。リング状搬送装置５０２の周囲に配置された処理装置は場合によっては清浄度の低いクリーンルームやクリーンルーム外に配置することもできるため従来に比べて高清浄度を要するクリーンルーム面積を減じることが可能となる大きな利点がある。

工完の短縮と、枚葉搬送装置の具備により、本実施例の製造システムは従来のような高清浄度の清浄空間に収める必要がなくなり、従来の清浄空間よりも格段に低クラスの清浄空間で製造を行っても同等以上の良品率が得られる効果もあった。クラス１００００のクリーンルームに設置した本実施例の製造システムを用いることにより、最小設計寸法０．３μｍの２層金属配線を有する相補型ＭＯＳ論理ＬＳＩの良品率は、従来の装置を用いてクラス１００のクリーンルームで製造していた場合の７８％から９２％に向上した。

本実施例の製造システムではＴ＝３（分）であるが、工完短縮の効果は劣るものの概ね７分以下であれば良品率の向上、高清浄度を要するクリーンルーム面積を減じる効果等から一部の製品の製造において低コスト化の効果がある。５分以下であれば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の大量生産によってコストの大幅低下がもたらされる製品以外の製造において低コスト化が可能である。

さらに、複数の品種を混在させて製造を行う場合に、本実施例の製造システムは従来の製造システムの場合よりも、各処理装置の稼働率低下が小さい効果もある。また従来特に急いで製造する必要のある品種を優先して製造することで、製造システム全体の処理の流れが乱され、各処理装置の稼働率が低下し、生産量が低減し、他の品種の工完が長くなる弊害がもたらされる場合が多かったが、本実施例の製造システムでは全ての品種の工完が短いため、従来のように特定の品種の処理を優先させる必要が無く、上記の弊害がもたらされることもない。従って、本実施例の製造システムは多品種変量生産に好適な製造システムである。

〈実施例６〉
図２７乃至図３９及び表６乃至表８を用いて説明する。図２７は本発明の製造システムの一実施例を示す図である。本実施例の製造システムは素子が形成されコンタクト孔が開口された半導体ウェハに配線を形成するための製造システムである。本実施例はこの製造システムを用いて半導体ウェハに１層の配線層とパッシベーションのための保護膜層を形成した実施例である。

環状の２組の処理装置間搬送装置６０１−１、６０１−２の周囲にメタル膜成膜処理装置６０２、絶縁膜成膜処理装置６０３、リソグラフィー処理装置６０４、保管装置６０５、メタルドライエッチング処理装置６０６、絶縁膜ドライエッチング処理装置６０７、製造システムに半導体ウェハを投入したり製造システムから半導体ウェハを取り出す投入、取り出し装置６０８が結ばれている。本実施例では半導体ウェハは１枚を１組としている。半導体ウェハ６枚（半導体ウェハ１〜６）にメタル膜成膜処理装置６０２における処理に続いて、リソグラフィー処理装置６０４、メタルドライエッチング処理装置６０６、絶縁膜成膜処理装置６０３、リソグラフィー処理装置６０４、絶縁膜ドライエッチング処理装置６０７における継続する処理を施した。

製造システムへの半導体ウェハの払い出しは、投入、取り出し装置６０８から行った。ウェハを６枚まとめて上記装置６０８の有する予備室６０８−１に設置すると予備室６０８−１内は高清浄度大気で置換され、半導体ウェハは高清浄度大気で満たされた保管室６０８−２に、保管室６０８−２が有する搬送機構によって運ばれる。保管室６０８−２からは半導体ウェハ１から順番に１組ずつ、払い出し室６０８−４が有する搬送機構によって、処理装置間搬送装置６０１−１または６０１−２に、ある時刻を起点として本実施例のＴである６分間隔で交互に払い出される。ウェハ６枚を予備室６０８−１に設置してから半導体ウェハ１の払い出しが開始されるまでに要する時間は１分である。払い出し室６０８−４は高清浄度大気で満たされている。また、処理装置間搬送装置６０１−１、６０１−２では半導体ウェハは高清浄度大気中を搬送される。本実施例の処理装置間搬送装置６０１−１、６０１−２はベルトの駆動力により一方向に半導体ウェハを移動させる機構であって、それぞれ９分間で一周する。外側にある搬送系６０１−１の一周の長さは４５ｍで搬送速度は３００ｍ／ｈｒであり、従来の搬送技術で実現可能である。処理装置間搬送装置６０１−１、６０１−２によって、製造システム内のいずれの２つの処理装置の間も最長９分間で移動可能である。処理装置からの半導体ウェハの払い出しに要する時間、処理装置が受け入れるのに要する時間を含めて、本実施例のＴである６分の２倍未満で処理装置間の搬送が可能である。

始めに半導体ウェハ１は搬送装置６０１−１、６０１−２のいずれかによってメタル膜成膜処理装置６０２に運ばれる。メタル膜成膜処理装置６０２の構成を図２８に示す。同処理装置における処理の内訳を、同処理装置までの搬送の内訳と共に図２９に示す。同様に絶縁膜形成処理装置については図３２と図３３、リソグラフィー処理装置については図３４と図３５、メタルドライエッチング処理装置については図３６と図３７、絶縁膜ドライエッチング処理装置については図３８と図３９にそれぞれの処理装置における処理と、それぞれの処理装置までの搬送の内訳を示す。

処理装置間搬送装置６０１−１、６０１−２のいずれかから半導体ウェハ１を高純度窒素が満たされた保管装置室６０２−１が有する搬送機構６０２−９が受け取る。次に大気圧の窒素で満たされた予備室１ ６０２−２に同室が有する搬送機構６０２−１０によって運ばれた後、予備室１ ６０２−２は０．０６Ｐａまで真空排気される。

投入、取り出し装置６０８の払い出し室６０８−４が有する搬送機構による半導体ウェハ１の搬送装置６０１へ払い出しの開始から、処理装置６０２の予備室１ ６０２−２の排気が終了し搬送室６０２−３への転送が可能となるまでの所要時間は１２分未満である。１２分経過した時刻から処理が開始される。半導体ウェハ１に対するメタル成膜処理装置６０２における処理の開始の時刻を時刻Ｔ₀ とする。搬送室６０２−３への転送が可能となった時刻から、処理の開始までが、処理待ちの時間である。

処理の最初は予備室６０２−２から搬送室６０２−３への半導体ウェハ１の搬送である。搬送室６０２−３が有する搬送機構６０２−１１によって行われる。搬送室６０２−３の圧力は６．５×１０Ｅ（−５）Ｐａである。次いで同搬送機構６０２−１１によって半導体ウェハは前処理室６０２−４に運ばれそこで膜形成の前処理を施される。本実施例の製造システムではＡｒのソフトプラズマによるソフトエッチングでコンタクトホール底のＳｉ基板表面の自然酸化膜等をエッチング除去する方法を用いている。処理時の圧力０．６５Ｐａで、エッチング時間は３０秒である。前処理を終えた半導体ウェハ１は前処理室６０２−４の排気後、再び搬送室６０２−３が有する搬送機構６０２−１１によって搬送室６０２−３を経て今度はスパッタ室１ ６０２−５に運ばれる。スパッタ室１ ６０２−５ではバリア膜の形成が行われる。本実施例のバリア膜はＴｉＮである。放電ガスにＡｒとＮ₂ を用いた反応性スパッタによって１５０ｎｍの膜が形成される。膜形成時の圧力は０．５Ｐａで、膜形成に要する時間は１分である。バリア膜の形成を終えた半導体ウェハ１は次に搬送機構６０２−１１によって搬送室６０２−３を経てスパッタ室２ ６０２−６に移動する。スパッタ室２ ６０２−６ではＡｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｃｕ合金膜の形成が行われる。Ａｌ合金膜の厚さは７００ｎｍであり、膜形成時の圧力は０．５Ｐａ、膜形成に要する時間は１分間である。Ａｌ合金膜の形成を終えた半導体ウェハ１は搬送室６０２−３の有する搬送機構６０２−１１によって搬送室６０２−３を経て０．０６Ｐａの予備室２ ６０２−７に転送され、予備室２ ６０２−７が窒素によって大気圧に戻された後、予備室２ ６０２−７が有する搬送機構６０２−１２によって高純度窒素を満たされた払い出し室６０２−８に移動する。予備室１ ６０２−２から搬送室６０２−３への転送の開始から、払い出し室６０２−８への移動が終了し、払い出し室６０２−８の有する搬送機構６０２−１３によっていつでも処理装置間搬送装置６０１への払い出しが可能となるまでの所要時間は６分未満の５．７分である。６分経過した時刻から次の処理装置への搬送が開始される。処理装置間搬送装置６０１−１または６０１−２への払い出しが可能となった時刻から、搬送の開始までが、搬送待ちの時間である。

半導体ウェハ１に対するメタル成膜処理装置６０２での処理が始まる時刻がＴ₀である。時刻Ｔ₀から３Ｔ（＝１８）分後までに半導体ウェハ１と半導体ウェハ２が受ける処理、搬送の内容を説明するための図が図３０である。時刻Ｔ₀ から時刻Ｔ₀＋ＴまでのＴ（＝６）分間が、メタル成膜処理装置６０２における半導体ウェハ１の処理時間である。時刻Ｔ₀＋Ｔから時刻Ｔ₀＋３Ｔまでの２Ｔ分間がメタル成膜処理装置６０２からリソグラフィー処理装置６０４への半導体ウェハ１の搬送時間である。この搬送について説明する。時刻Ｔ₀＋Ｔに まず半導体ウェハ１の処理装置間搬送装置６０１−１または６０１−２への払い出しが開始される。処理装置６０２の払い出し室６０２−８が有する搬送機構６０２−１３（図２８）によって搬送装置６０１−１または６０１−２に払い出された半導体ウェハ１は、搬送装置６０１−１または６０１−２によって次の処理を行うリソグラフィー処理装置６０４に運ばれる。同処理装置の保管室６０４−１が有する搬送装置６０１−１または６０１−２から処理装置への半導体ウェハの受け入れを行う搬送機構６０４−７によって保管室６０４−１に運ばれる（図３３）。保管室６０４−１への移動が完了して搬送機構６０４−８による塗布室６０４−２への搬送に始まるリソグラフィー処理装置６０４における処理開始が可能な状態となる時刻から、時刻Ｔ₀＋３Ｔまでは処理待ちの時間である。図３０には半導体ウェハ２が時刻Ｔ₀から、時刻Ｔ₀＋３Ｔまでに受ける処理、搬送の詳細も併せて示してある。投入、取り出し装置６０８によって製造システムに半導体ウェハ１よりもＴ分遅れて投入された半導体ウェハ２は、ちょうどＴ分遅れで半導体ウェハ１の受けた処理、搬送等を受ける。半導体ウェハ２にとっては、時刻Ｔ₀−Ｔから時刻Ｔ₀＋Ｔまでの２Ｔ分間が 前の処理装置、すなわち投入、取り出し装置６０８からメタル膜成膜処理装置６０２への搬送時間である。時刻Ｔ₀＋Ｔから時刻Ｔ₀＋２ＴまでのＴ分間が メタル膜成膜処理装置における半導体ウェハ２の処理時間である。

時刻Ｔ₀から３Ｔ（＝１８）分後までに 半導体ウェハ３と半導体ウェハ４が受ける処理、搬送の内容を説明するための図が図３１である。投入、取り出し装置６０８によって製造システムに半導体ウェハ１よりも２Ｔ分遅れて投入された半導体ウェハ３は、ちょうど２Ｔ分遅れで半導体ウェハ１の受けた処理、搬送等を受ける。半導体ウェハ３にとっては、時刻Ｔ₀から時刻Ｔ₀＋２Ｔまでの２Ｔ分間が前の処理装置、すなわち投入、取り出し装置６０８からメタル膜成膜処理装置６０２への搬送時間である。時刻Ｔ₀＋２Ｔから時刻Ｔ₀＋３ＴまでのＴ分間がメタル膜成膜処理装置における半導体ウェハ３の処理時間である。半導体ウェハ１よりも３Ｔ分遅れて投入された半導体ウェハ４は、ちょうど３Ｔ分遅れで半導体ウェハ１の受けた処理、搬送等を受ける。半導体ウェハ４にとっては、時刻Ｔ₀＋Ｔから時刻Ｔ₀＋３Ｔまでの２Ｔ分間が 前の処理装置、すなわち投入、取り出し装置６０８からメタル膜成膜処理装置６０２への搬送時間である。

次に半導体ウェハ１がリソグラフィー処理装置６０４で受ける処理について図３４、図３５を用いて詳細に説明する。保管室６０４−１からまず、搬送機構６０４−８によって塗布室６０４−２に運ばれ、ここでレジストを回転塗布される。厚さ１．２μｍのレジストの塗布に要する時間は４０秒であった。図３４には示していないが、搬送機構６０４−８等は全て窒素を満たした筐体中に納められていて、この処理装置６０４内で半導体ウェハが大気に晒されることはない。半導体ウェハ１は、次に搬送機構６０４−９によってベーク室６０４−３に移される。ここで１２０℃４０秒間の熱処理が施され、レジストが硬化する。ベーク室６０４−３からは搬送機構６０４−１０によって露光室６０４−４に運ばれ、ここで水銀のｉ線を光源とする露光処理が行なわれる。露光室６０４−４の機能は通常のステッパーと同等である。半導体ウェハ１に対する露光処理に要する時間は２分であった。露光後のウェハ１は搬送機構６０４−１１によって現像室６０４−５に移動する。ここで半導体ウェハ１表面は現像液に晒されて現像処理を施される。現像に要する時間は８０秒であった。現像後のウェハ１は搬送機構６０４−１２によって乾燥室６０４−６に移る。保管室６０４−１から塗布室６０４−２への移動が開始した時刻から、乾燥室６０４−６が有する搬送機構６０４−１３による処理装置間搬送装置６０１−１または６０１−２（図２７）への払い出しが可能となるまでの時間は、本実施例の製造システムのＴ、すなわち６分未満の５．３分である。６分経過する時刻までが搬送待ちの時間である。６分経過した時刻から搬送が開始される。

半導体ウェハ１は、搬送装置６０１−１、６０１−２のいずれかに払い出され、メタルドライエッチング処理装置６０６に運ばれ、同処理装置６０６の保管室６０６−１（図３６）が有する搬送機構６０６−９によって窒素が満たされた保管室６０６−１に移動し、さらに搬送機構６０６−１０によって予備室１ ６０６−２に移る。搬送開始から予備室１ ６０６−２の０．６５Ｐａまでの真空排気が終了して、いつでも搬送室６０６−３への移動が可能となるまでの時間は本実施例の製造システムのＴである６分の２倍、すなわち１２分未満である。１２分経過する時刻までが処理待ちの時間である。１２分経過した時刻から処理が開始される。

半導体ウェハ１がメタルドライエッチング処理装置６０６で受ける処理を図３６、図３７を用いて説明する。予備室１ ６０６−２の半導体ウェハ１は、搬送室６０６−３が有する搬送機構６０６−１１によって搬送室６０６−３に移され、さらにエッチング室６０６−４に移動する。搬送室６０６−３の圧力は、０．０１Ｐａである。エッチング室６０６−４でＡｌ合金膜／ＴｉＮ膜の積層膜のエッチングが行なわれる。塩素とＢＣｌ₃ の混合ガスを用いた同積層膜のエッチングには４０秒を要した。エッチング時の圧力は０．４Ｐａで、エッチング室６０６−４内を一旦０．０１５Ｐａまで排気した後、エッチング終了後の半導体ウェハ１は搬送機構６０６−１１によって搬送室６０６−３を経て次に防食処理室６０６−５に運ばれ、ここでＡｌ合金膜に対するＣＨＦ₃による防食処理が施され
る。処理時の圧力は０．６Ｐａ、処理時間は３０秒である。防食処理を終えたウェハ１は搬送機構６０６−１１によって搬送機構６０６−３を経て防食処理室６０６−５からアッシャー室６０６−６に移動する。アッシャー室６０６−６では酸素プラズマによってレジストがアッシング除去される。処理時の圧力は５０Ｐａ、処理時間は３０秒である。レジストを除去された半導体ウェハ１は、搬送機構６０６−１１によって搬送室６０６−３を経て０．６５Ｐａの予備室２ ６０６−７に移動する。ウェハ１が移動した後、予備室２ ６０６−７は大気圧の高純度窒素で満たされる。その後、半導体ウェハ１は搬送機構６０６−１２によって高純度窒素が満たされた払い出し室６０６−８に運ばれ、搬送機構６０６−１３による搬送を待つ。処理の開始から搬送可能となるまでの所要時間は５分であり、１分間搬送を待つ。

半導体ウェハ１はメタルドライエッチング処理装置６０６から処理装置間搬送装置６０１−１、６０１−２のいずれかによって絶縁膜形成処理装置６０３に移動する。

絶縁膜形成処理装置６０３での処理を図３２、図３３を用いて説明する。絶縁膜形成処理装置６０３の有する膜形成室１ ６０３−４はＴＥＯＳと酸素を原料とするプラズマＣＶＤ（化学気相成長）法による二酸化シリコン膜を形成する形成室である。ここで形成される二酸化シリコン膜は主として配線の層間絶縁膜として用いられる。膜形成室２ ６０３−５はＳｉＨ₄とＮＨ₃を原料としたプラズマＣＶＤ法による窒化シリコン膜を形成する形成室である。この窒化シリコン膜は主として半導体ウェハの最上層の、パッシベーションのための保護膜として用いられる。今、半導体ウェハ１上に形成されるのはこの窒化膜である。この絶縁膜形成処理装置６０３では主な処理が膜形成のみで時間的に余裕があるため、半導体ウェハ１は保管室６０３−１で処理待ちをする。処理装置間搬送装置６０１−１、６０１−２のいずれかから搬送機構６０３−８によって保管室６０３−１に移動して処理待ちをしていた半導体ウェハ１に対して処理が開始される。

搬送機構６０３−９による保管室６０３−１から予備室１ ６０３−２への移動の開始が処理の開始である。予備室１ ６０３−２から搬送機構６０３−１０によって搬送室６０３−３に運ばれ、さらに膜形成室２ ６０３−５に運ばれる。ここで前述のプラズマＣＶＤ法により、半導体ウェハ１上に厚さ０．５μｍの窒化シリコン膜が形成される。圧力は５０Ｐａ、膜形成に要する時間は１分である。膜形成後のウェハ１は搬送機構６０３−１０によって搬送室６０３−３を経て予備室２ ６０３−６に移動し、予備室２ ６０３−６が大気圧の窒素で満たされた後、搬送機構６０３−１１によって窒素が満たされた払い出し室６０３−７に移動し、搬送機構６０３−１２による処理装置間搬送装置６０１−１または６０１−２（図２７）への払い出しを待つ。処理の開始から払い出し可能となるまでが４分である。従って、２分間搬送を待つことになる。半導体ウェハ１が膜形成室２ ６０３−５から搬送室６０３−３に移動した後、膜形成室２ ６０３−５はＮＦ₃ プラズマによってクリーニングされて、次の半導体ウェハの処理に備える。

半導体ウェハ１は絶縁膜形成処理装置６０３から再びリソグラフィー処理装置６０４に運ばれ、メタル膜形成後と同様の処理を受ける。露光時のレチクルが異なる等処理条件の違いはあるものの、処理の流れ、所要時間は全く同じである。リソグラフィー処理装置６０４からは絶縁膜ドライエッチング処理装置６０７に移動する。

絶縁膜ドライエッチング処理装置６０７での処理を図３８、図３９を用いて説明する。まず、半導体ウェハ１は処理装置間搬送装置６０１−１または６０１−２（図２７）から搬送機構６０７−８によって窒素が満たされた保管室６０７−１に運ばれ、さらに搬送装置６０７−９によって予備室１ ６０７−２に運ばれて、予備室１ ６０７−２内が排気されて処理を待つ。処理の開始は、搬送室６０７−３への移動である。搬送機構６０７−１０によって予備室１ ６０７−２から搬送室６０７−３に運ばれ、さらにエッチング室６０７−４に移動する。エッチング室６０７−４では二酸化シリコン膜のドライエッチング処理も可能であるが、半導体ウェハ１に対してはここで窒化シリコン膜のドライエッチング処理が施される。エッチングガスはＣＨＦ₃、圧力は０．７Ｐａ、処理時間は４０秒である。エッチングが終了した半導体ウェハ１は搬送機構６０７−１０によって搬送室６０７−３を経てエッチング室６０７−４からアッシャー室６０７−５に移動する。アッシャー室６０７−５では酸素プラズマによってレジストがアッシング除去される。処理時の圧力は５０Ｐａ、処理時間は３０秒である。レジストが除去された後、搬送機構６０７−１０によって搬送室６０７−３を経て予備室２ ６０７−６に移動し、さらに搬送機構６０７−１１によって窒素が満たされた払い出し室６０７−７に移動して、搬送機構６０７−１２による払い出しを待つ。処理の開始から払い出し可能となるまでの所要時間は４分であるから２分間搬送を待つ。

メタル膜成膜処理装置６０２、リソグラフィー処理装置６０４、メタルドライエッチング処理装置６０６、絶縁膜成膜処理装置６０３、リソグラフィー処理装置６０４、絶縁膜ドライエッチング処理装置６０７における一連の継続する処理を終えた半導体ウェハ１は、処理装置間搬送装置６０１−１または６０１−２によって、投入、取り出し装置６０８に運ばれる。図２７に示した、同装置６０８の有する搬送機構６０８−３によって保管室６０８−２に移動した半導体ウェハ１は後続の半導体ウェハ２〜６と共に窒素が満たされた予備室６０８−１に運ばれて、製造装置からの取り出しを待つ。保管室６０８−２から予備室への搬送には１分を要する。

６枚の半導体ウェハ（半導体ウェハ１〜６）のうち３枚の半導体ウェハ（半導体ウェハ１〜３）が時刻Ｔ₀から、時刻Ｔ₀＋１３Ｔまでの各Ｔ分間に受ける処理、搬送をまとめたのが表６乃至表８である。

表６に示したように、半導体ウェハから見ると、継続する処理と処理装置間の搬送が処理Ｔ分、搬送２Ｔ分で繰り返される、処理にＴ分間、搬送に２Ｔ分間という時間を割り付けたパイプライン処理になっている。本実施例のＴは６分であるが、これは本実施例における各処理装置の、処理済みの半導体ウェハを処理装置間搬送装置に払い出すことが可能な最小時間間隔の最大、すなわちメタル膜成膜部門の５．７分に余裕を加えて定めた時間である。本実施例の各処理装置は、処理装置内搬送装置の制御等の制約から後追い処理ができない。すなわち１枚の半導体ウェハを処理している間は次のウェハの処理に入れない。例えば先行するウェハのメタルのエッチングが終了して同ウェハが防食処理室に移っても、後続のウェハに対するエッチングを開始できない。このため、本実施例のＴは６分であるが、後追い処理が可能であればもっと短いＴを設定することも可能となる。また本実施例の処理装置間搬送装置は２組であるが、Ｔが短くて搬送速度が不足する場合には組数をさらに増やせばよい。Ｌ組の搬送装置を用いる場合には、Ｌ×Ｔ分間を搬送に割り付ければよい。

３つの処理装置（処理装置Ａ〜Ｃ）が時刻Ｔ₀から時刻Ｔ₀＋１３Ｔまでの各Ｔ分間に半導体ウェハに施す処理をまとめたのが表７である。処理装置から見れば、搬送待ちの時間は除いて６枚の半導体ウェハに間断なく処理が施されている。
表８は処理装置間搬送装置の３つの部分、ＡからＢ、ＢからＣ、ＣからＤへの搬送を行う部分が、時刻Ｔ₀から時刻Ｔ₀＋１３Ｔまでの各Ｔ分間に搬送する半導体ウェハをまとめた図である。

２組の処理装置間搬送装置と処理装置にウェハが割り当てられるため、２組の処理装置間搬送装置内に全ウェハの２／３が存在する。２／３の半導体ウェハが搬送装置によって搬送中の時、１／３の半導体ウェハは処理装置内で処理中である。処理にＴ分間、搬送にＬ×Ｔ分間を割り付ける処理と搬送を融合したパイプライン処理では常に製造装置中に存在する半導体ウェハの１／（Ｌ＋１）しかＬ組の各処理装置間搬送装置内には存在しない。このため搬送装置が複雑化しない効果がある。

本実施例で６枚の半導体ウェハを製造装置に投入してから取り出し可能となるまでの時間は１５２分であった。最初の半導体ウェハ１が取り出し可能となるまでが、６処理７搬送の２０Ｔ（＝１２０）分＋２分（投入、取り出しが各１分）の１２２分で半導体ウェハ２以降がＴ分ずつ遅れるのでこれに５Ｔ（＝３０）分が加わるためである。

従来のように６枚の半導体ウェハを単位としてロット処理した場合と比較する。これは本発明のパイプライ処理によらずに、従来の方法で６枚のウェハを処理するには最も工完が短い方法である。各処理装置における半導体ウェハ１枚当りの処理時間はメタル成膜処理装置が５．７分、絶縁膜成膜処理装置が４分、リソグラフィー処理装置が５．３分（２回の処理で１０．６分）、メタルドライエッチング処理装置が５分、絶縁膜ドライエッチング処理装置が４分である。ロット単位の処理では、各処理装置で６枚のウェハを全て処理してから次の処理装置に搬送する。従って、処理時間の総計は各処理装置におけるウェハ１枚当りの処理時間の６倍の総計であり、１７５．８分である。これに搬送時間と投入、取り出しの時間が加わる。搬送が９分、投入、取り出しが各１分で６３（＝９×７）分＋２分の６５分が加わるので、６枚の半導体ウェハを製造装置に投入してから取り出し可能となるまでの時間は２４０．８分である。本実施例の方が工完が約半分に短縮された。

本実施例では１枚が１組のウェハを単位として扱っているので、従来のロット単位の処理と比べて割り付けるべき処理の時間が短いので、無駄なく割り付けられる効果もある。従来のように何枚かのウェハを１組としても本発明の、処理にＴ分間、搬送にＬ×Ｔ分間を割り当てたパイプライン処理は可能であり、工程短縮の効果がある。

工完の短縮とウェハを高純度大気中搬送できる処理装置間搬送装置を備えることによって、本実施例の製造システムは従来のような高清浄度の清浄空間に納める必要はなくなった。また、良品率の向上の効果もあった。処理装置は本実施例と同等の従来の装置を用いた場合、８８％だった良品率は９３％まで向上した。

表７から分かるように、各処理装置に対するウェハの割付け（スケジューリング）は最適化の水準が高い。処理装置は空き時間なく次々にウェハ処理している。これは各処理装置での処理がＴ分、処理装置間の搬送が２Ｔ分に統一されていてタイミングが揃っていることの効果である。処理する半導体ウェハの枚数が多くなればよりこれらの効果は大きくなる。

〈実施例７〉
図４０乃至図４１、表９を用いて説明する。本実施例は本発明をシリコンのメモリーＬＳＩを製造するための製造システムおよび製造方法に適用した実施例である。本実施例の製造システムは２層金属配線を有する相補型ＭＯＳＬＳＩの配線工程に係る一連の処理をウェハに施す製造システムである。

図４０は本実施例の製造システムを示す図である。処理装置７０１、７０２はレジスト塗布処理、レジストベーク処理、水銀のｉ線ランプ光源による露光処理、レジスト現像処理等を含む一連のリソグラフィー工程に関する処理を行う複数の処理装置である。層間絶縁膜層のドライエッチングに関する処理を行う処理装置７０３は、二酸化シリコンまたは窒化シリコンのドライエッチング処理をウェハに施すことが可能なクラスタツールである。２つのエッチング室７０３−１、７０３−２の他にレジスト除去処理をウェハに施すことが可能なアッシャー室７０３−３が具備されている。２つのエッチング室７０３−１、７０３−２はいずれも二酸化シリコンまたは窒化シリコンのドライエッチング処理が可能である。配線層のドライエッチングに関する処理を行う処理装置７０４は、アルミニウムを主成分とする合金、タングステン、窒化チタン等の金属または金属化合物のドライエッチング処理をウェハに施すことが可能なクラスタツールで、エッチング処理室７０４−１の他にレジスト除去処理をウェハに施すことが可能なアッシャー室７０４−２も具備されている。ウェット洗浄処理の処理装置が７０５である。アッシングによるレジスト除去後に残存するレジストを完全に除去して汚染を取り除くための洗浄を行なう２つの洗浄室７０５−１、７０５−２を有する他、メタル成膜前にシリコン表面の酸化膜を除くため行なうフッ酸系の液によるウェットエッチングのための洗浄室７０５−３を有している。メタル成膜処理装置７０６はアルミニウムを主成分とする合金、タングステン、窒化チタンの成膜処理をウェハに施すことが可能なクラスタツールである。成膜処理装置７０６でウェハに施される成膜処理はスパッタ法によるものとＣＶＤ法によるものがある。スパッタ法による窒化チタン等の成膜は処理室７０６−１で行なう。スパッタ法によるアルミニウムを主成分とする合金の成膜は処理室７０６−２で行なう。処理室７０６−３はＣＶＤ法によるタングステンの成膜に用いる。絶縁膜成膜処理装置７０７は、二酸化シリコンまたは窒化シリコンの成膜処理をウェハに施すことが可能なクラスタツールである。ＣＶＤ法による成膜を行なう２つの処理室７０７−１、７０７−２の他に、ＳＯＧ（Spin On Glass）の塗布、ベークを行う複数の処理室７０７−３も備えている。ＣＶＤ成膜では、二酸化シリコンは処理室７０７−１を用いて主としてＴＥＯＳを原料とするプラズマＣＶＤ法で形成し、窒化シリコンは処理室７０７−２を用いてモノシランとアンモニアを原料とするプラズマＣＶＤ法で形成する。各処理装置内の構成、処理の流れは実施例１の処理装置と同様である。

本実施例は２４枚のウェハを１組（ロット）としている。本実施例の製造システムでは処理装置間の搬送は全てロット単位の搬送である。搬送装置７０８はループ状の搬送装置であり、ウェハは高清浄度大気中を搬送される。この搬送装置７０８と各処理装置の間は他の実施例と同様の共通化されたロードロック室を含むインターフェースで結ばれている。他の実施例の製造システムとの違いは、本実施例の製造システムはロット単位の搬送であるためインターフェースが１ロット分のウェハを纏める機能を有している点である。各インターフェースが有する搬送装置によって、ウェハの組の処理装置への払い出しや処理装置からの受入れが行なわれる。一連のリソグラフィー工程に関する処理を行う複数の処理装置７０１、７０２と搬送装置７０８との間はウェハを２つの処理装置７０１、７０２に割り振る特別なインターフェース７０９が設けられている。保管装置７１０は図４０に示した製造システムが有する保管装置であり、配線工程前までの処理を終えたウェハが常に一定量以上蓄えられていていつでも配線工程に着工可能な状態で保管されている。

表９は本実施例の製造システムを用いて製造する２層金属配線を有する相補型ＭＯＳＬＳＩの配線工程に係る一連の処理と使用する処理装置または処理室を示す表である。

表中には本実施例の製造システムの処理装置でのウェハ２４枚当りの処理時間が記してある。最も長い時間を要する処理装置における処理時間７２分に余裕を加えて、本実施例のＴは８０分とした。搬送にも同じＴ、すなわち８０分を割り当てている。図４１は本実施例の製造システムによる生産量と配線工程の工完を処理にさきだってスケジューリングした結果である。処理と搬送のパイプライン処理を用いない従来の製造方法による場合の結果も合わせて示す。本実施例、従来の製造方法共、生産量はウェハを単位として１４４枚／日である。本実施例では、処理、搬送のスケジューリングを定め、それに則って処理を施す。スケジューリングの基本原則は処理装置群において複数のウェハの組に処理を施すに際し、ｎ番目のウェハの組に対するｍ番目（ｎ、ｍは正の整数）の処理を、ある時刻を基準として（ｎ＋２×ｍ−３）×Ｔ分後から（ｎ＋２×ｍ−２）×Ｔ分後の間、ｍ番目の処理を行った処理装置から（ｍ＋１）番目の処理を行う処理装置への処理装置間搬送装置による搬送を（ｎ＋２×ｍ−２）×Ｔ分後から（ｎ＋２×ｍ−１）×Ｔ分後の間、ｎ番目のウェハの組に対する（ｍ＋１）番目の処理を（ｎ＋２×ｍ−１）×Ｔ分後から（ｎ＋２×ｍ）×Ｔ分後の間に施すことである。複数のウェハの組が同時にいずれかの処理装置の処理を必要とした場合には、第１番目の処理を先に開始したウェハの組を優先させるが、この処理装置毎の処理順序の優先度付けの他は、ウェハの組による処理順序の優先度付けは行なっていない。本実施例の製造システム、製造方法によれば、従来の製造システム、製造方法に比較して格段に工完が短縮されることがわかる。従来の製造システム、製造方法による場合には、工完の平均値も長く、またその分布も大きい。

実際に本実施例の製造システムで複数の半導体ウェハの組に継続した処理を施した結果は図４１のスケジューリング結果通りであった。また、良品率が向上する効果もあった。最小設計寸法が０．３μｍの２層金属配線を有する相補型ＭＯＳ ＬＳＩの配線工程に係る一連の処理の良品率は８６％から９１％に向上した。

〈実施例８〉
図２１、図４２、図４３、図４７、表１０乃至表１３を用いて説明する。本実施例は本発明をシリコンのメモリーＬＳＩの製造システムおよび製造方法に適用した実施例である。本実施例の製造システムは２層金属配線を有する相補型ＭＯＳＬＳＩの配線工程に係る一連の処理をシリコンウェハに施す製造システムである。

図４２は本実施例の製造システムの構成を説明するための図である。リソグラフィー工程に関する処理を行う２組の処理装置８０１ａ、８０１ｂをそれぞれ制御する２台の計算機８０２ａ、８０２ｂ、層間絶縁膜層のドライエッチングに関する処理を行う処理装置８０１ｃを制御する計算機８０２ｃ、配線層のドライエッチングに関する処理を行う処理装置８０１ｄを制御する計算機８０２ｄ、ウエット洗浄に関する処理を行う処理装置８０１ｅを制御する計算機８０２ｅがそれぞれの装置、もしくは複数の装置に対応して分散配備されている。この他に同様に、メタル成膜に関する処理を行う処理装置、絶縁膜成膜に関する処理を行う処理装置、保管装置、処理装置間搬送装置に対してもそれぞれの装置に制御のための計算機が分散配備されている。処理装置８０１ａと計算機８０２ａとの間は通信回線８０７ｃ等で接続されていて制御用のデータを処理装置８０１ａと計算機８０２ａの間で送受信可能である。これは他の処理装置と計算機の間も同様である。複数のデータベースを管理する計算機８０３ａ乃至８０３ｅが通信回線８０７ｄ等により、制御のための計算機８０２ａ乃至８０２ｅに接続されている。データベースを管理する計算機８０３ａ乃至８０３ｅには通信回線８０７ｅ等により、データベースを収めた記憶装置８０４ａ乃至８０４ｅが接続されている。制御のための計算機８０２ａ乃至８０２ｅは通信回線８０７ａ、８０７ｂによってシステム全体の一括管理用データベースを管理する計算機８０５に接続されている。この計算機８０５は一括管理用データベース収めた記憶装置８０６に通信回線８０７ｆによって接続されている。

図２１は本実施例の製造システムの処理装置と搬送装置を示す図で実施例３で示したものと構成は同一である。本実施例の製造システムでは処理装置は全て枚葉処理装置である。処理装置間搬送装置３０８は環状の搬送装置であり、駆動力はベルトで伝達される。ウェハは大気圧の高純度窒素中をケースに収められることなくホルダー上に載せられて搬送される。この処理装置間搬送装置３０８と各処理装置の間は共通化されたロードロック室を含むインターフェースで結ばれている。搬送装置３０８はウェハまたはウェハを載せるためのホルダーが各処理装置のインターフェースの位置に来た時に、ウェハを処理装置に払い出したり処理装置から受入れるために一時停止をしながら４分３０秒で一周する。すなわち、動作、停止を繰り返しながら、ウェハを搬送する搬送装置である。インターフェースが定められた間隔で処理装置間搬送装置３０８と結ばれている方が、この制御は容易となる。本実施例でのインターフェースは搬送装置３０８の一周を５０等分した地点のいずれかに配置されている。搬送装置３０８は動作、停止を一周で５０回繰り返す。５．４秒（＝４分３０秒／５０）が１サイクルであるが、１．９秒が動作時間、３．５秒が停止時間である。この３．５秒のうちに各インターフェースが有する搬送機構によって、処理装置間搬送装置３０８から処理装置へのウェハの払い出しや処理装置からの受入れが行なわれる。一連のリソグラフィー工程に関する処理を行う複数の処理装置３０１、３０２と処理装置間搬送装置３０８との間はウェハを２つの処理装置３０１、３０２に割り振る特別なインターフェース３０９が設けられている。保管装置３１０には、配線工程前までの処理を終えたウェハが常に一定量以上蓄えられていていつでも配線工程に着工可能な状態で保管されている。

表１０は本実施例の製造システムを用いて製造する２層金属配線を有する相補型ＭＯＳＬＳＩの配線工程に係る一連の処理と使用する処理装置または処理室を示す表である。

表中には本実施例の製造システムの処理装置でのウェハ１枚当りの処理時間を併記してある。本実施例の製造システムで、ほとんど全ての処理が５分の工程となっているのは、最も遅い処理装置の処理時間５分に完全に処理時間を統一しているからである。本実施例では、後追い処理はリソグラフィー工程に関する処理を行う二組の処理装置３０１または３０２（図２１）のみで可能である。後追い処理とは、例えば１枚目のウェハが処理装置に含まれるレジスト塗布装置でのレジスト塗布を終えてレジストベーク装置でのベーク処理に移行すると、２枚目のウェハに空いたレジスト塗布装置を用いてレジスト塗布を行なうことが可能となることである。リソグラフィー工程に関する処理を行う二組の処理装置３０１または３０２では、レジスト塗布処理、レジストベーク処理、露光処理、現像処理、ベーク処理の五つの処理からなるリソグラフィー工程に関する処理は、いずれも５分での後追い処理が可能なため、１枚当りの処理には１５分を要するけれども５分ごとに新たなウェハを受け入れることが可能である。ここでは、後追い処理における二組の処理装置３０１または３０２内での搬送時間は処理時間に含めている。

本実施例の製造システムによる第１の製造方法について説明する。図４３は記憶装置８０４ａ乃至８０４ｅ（図４２）に収められたデータベースの一例として、記憶装置８０４ａに収められたリソグラフィー工程に関する処理を行う処理装置群３０１のデータベースの内容を示す。処理搬送結果情報８０８ａ乃至８０８ｅは、ある時刻に処理装置群３０１に収容されている半導体ウェハのそれぞれ一枚毎の処理搬送結果情報である。このうちの処理搬送結果情報８０８ｃをデータベースを管理する計算機８０３によってディスプレイ表示すると、図４３の下部のようになる。この処理搬送結果情報８０８ｃに対応する半導体ウェハの番号は００００２で、品種はＡＢＣＤ、着工日は平成４年５月５日である。本実施例のデータベースは、各ウェハがどの工程まで進んでいるかの工程進捗管理情報の他に、各工程の処理条件や、処理や検査の結果を含む処理搬送結果情報を有する。既に終了している処理については、それぞれの処理によって予め定められた処理条件と一対一に対応可能な情報を有する。処理中に処理のパラメータをモニタリングした場合にはモニタリングの結果またはそれを反映した情報、処理後に検査が行なわれた場合には検査の結果またはそれを反映した情報を有する。例えば膜厚測定が行なわれた場合にはその厚さの情報を含むので、この情報を後のエッチング工程へのフィード・フォワードに用いることが可能である。現在の工程は第８工程の第１層配線ホトであり、品種ＡＢＣＤの第１層配線用に予め定められた条件で露光処理中である。本実施例のデータベースは、上記で説明したように半導体ウェハ一枚毎の情報を処理装置が収容している半導体ウェハ毎に集約して管理している。

表１１、表１２は本実施例の製造システムによる半導体ウェハの処理を処理にさきだってスケジューリングした結果を集約したデータベースの一部の内容をディスプレイ表示した表である。

表１１は処理装置３０１（図２１）に関するスケジューリングの結果の一部であり、ウェハ１乃至５の５枚について抽出してある。表１２は処理装置間搬送装置３０８に関するスケジューリングの結果の一部で、同様にウェハ１乃至５の５枚について抽出してある。本実施例の製造システムのウェハ処理量は１４４枚／日である。本実施例の製造システムでは、処理、搬送のスケジューリングを定め、それに則って処理を施す。スケジューリングの基本原則は処理と搬送を融合したパイプライン方式に則っている。すなわち、本実施例の製造システムにおいて複数のウェハに処理を施すに際し、ｎ番目のウェハに対するｍ番目（ｎ、ｍは正の整数）の処理を、ある時刻を基準として（ｎ＋２×ｍ−３）×５分後から（ｎ＋２×ｍ−２）×５分後の間、ｍ番目の処理を行った処理装置から（ｍ＋１）番目の処理を行う処理装置への処理装置間搬送機構による搬送を（ｎ＋２×ｍ−２）×５分後から（ｎ＋２×ｍ−１）×５分後の間、ｎ番目のウェハに対する（ｍ＋１）番目の処理を（ｎ＋２×ｍ−１）×５分後から（ｎ＋２×ｍ）×５分後の間に施すことである。後追い処理はこの限りではない。複数のウェハが同時にいずれかの処理装置の処理を必要とした場合には、第１番目の処理を先に開始したウェハを優先させ、残りのウェハは一時的に保管装置３１０（図２１）に収容する。

製造システムの処理装置８０１ａ（図４２）に分散配備された、装置が収容しているウェハの処理搬送結果情報を有するデータベースを収めた記憶装置８０４ａは、表１１のようなある時刻に処理装置８０１ａが処理すべきウェハのデータを集約した処理搬送予定情報を有する。本実施例の第１の製造方法では、一括管理用データベースを管理する計算機８０５が、記憶装置８０６に収めた処理搬送結果情報の一括管理用データベースを元に、１時間毎に自動的にスケジューリングを行い、その結果を反映した処理搬送予定情報を少なくともその前にスケジューリングを済ませた時刻が来るよりも先に通信回線８０７ａ乃至８０４ａを介して記憶装置８０４ａに転送している。他の処理装置８０１ｂ等についても、それぞれの装置に対応する表１１のような処理搬送予定情報を、予め記憶装置８０４ｂ等に転送する。表１２に示したのは、処理装置間搬送装置に分散配備された記憶装置が有する、同装置の処理搬送予定情報の一例である。

本実施例の製造システムによる第２の製造方法について説明する。図４４はデータベースを収めた記憶装置８０４ａ乃至８０４ｅ（図４２）に収められたデータベースの一例として、記憶装置８０４ａに収められたリソグラフィー工程に関する処理を行う処理装置群３０１のデータベースの内容を示す。本実施例の第２の製造方法のデータベースは、処理搬送結果情報の他に、スケジューリングの結果を反映した各工程の処理予定装置や、処理予定開始時刻を含む処理搬送結果、処理搬送予定情報である。処理搬送結果、処理搬送予定情報８０９ａ乃至８０９ｅは、ある時刻に処理装置群３０１に収容されている半導体ウェハのそれぞれ一枚毎の処理搬送結果、処理搬送予定情報である。このうちの処理搬送結果、処理搬送予定情報８０９ｃをデータベースを管理する計算機８０３によってディスプレイ表示すると、図４３の下部のようになる。この処理搬送結果、処理搬送予定情報８０９ｃに対応する半導体ウェハの番号は００００２で、品種はＡＢＣＤ、着工日は平成４年５月５日である。スケジューリングで定められた処理開始予定時刻によれば、ほとんどの工程で処理待ちはないが、第２３工程の第２層配線エッチングで２０分、第２８工程の保護膜ホトで１０分の処理待ちとなっている。待ちの間は保管装置３１０（図２１）に収容されている。既に終了している処理については、処理後に検査が行なわれた場合には検査の結果またはそれを反映した情報を有する。この半導体ウェハの例では、第１層配線のスパッタＴｉＮ膜とＣＶＤ−Ｗ膜の実膜厚が、第６、７工程で測定されておりその情報を含むので、この後の第９工程の第１層配線エッチング工程へのフィード・フォワードに用いた。すなわち、実膜厚に合わせてエッチング時間を調整してエッチングを行なった。現在の工程は第１５工程の第１層配線ホトであり、品種ＡＢＣＤの第１層配線用に予め定められた条件で現像処理中である。本実施例のデータベースは、上記で説明したように半導体ウェハ一枚毎の情報を処理装置が収容している半導体ウェハ毎に集約して管理している。

図４５は本実施例における情報管理を説明するための図である。図４５はある時刻における本実施例の製造システムの一部を示す。処理装置８１１内には半導体ウェハ８１７乃至８２１が収容されていて、処理装置８１２内には半導体ウェハ８２２、８２３が収容されている。半導体ウェハは処理装置８１１で処理された後、処理装置８１２で処理される。処理装置間搬送装置８１３によって、半導体ウェハ８２４乃至８２６が搬送中である。半導体ウェハ８１７乃至８２１に対応する処理搬送結果情報のデータベース８２７乃至８３１は、処理装置８１１に分散配備された記憶装置８１４に収められている。半導体ウェハ８２２と８２３に対応する処理搬送結果情報のデータベース８３２と８３３は、処理装置８１２に分散配備された記憶装置８１５に収められている。半導体ウェハ８２４乃至８２６に対応する処理搬送結果情報のデータベース８３４乃至８３６は、処理装置間搬送装置８１３に分散配備された記憶装置８１６に収められている。

図４６はある時刻から定められた時間後に、処理や搬送が終了した半導体ウェハが処理装置８１１、８１２、処理装置間搬送装置８１３間で入れ替わる様子を示す。半導体ウェハ８２４は搬送装置８１３から処理装置８１１に導入される。ウェハ８１７は処理装置８１１での処理を終えて、搬送装置８１３によって搬送される。ウェハ８２５は搬送装置８１３から処理装置８１２に導入される。ウェハ８２２は処理装置８１２での処理を終えて、搬送装置８１３によって搬送される。ウェハ８２６は搬送装置８１３から処理装置に導入される。図４６はある時刻から定められた時間後に、処理や搬送が終了した半導体ウェハについてのデータベースが記憶装置８１４乃至８１６間で入れ替わる様子も併せて示す。半導体ウェハ８２４のデータベース８３４は記憶装置８１６から記憶装置８１４に転送される。ウェハ８１７のデータベース８２７は記憶装置８１４から記憶装置８１６に転送される。ウェハ８２５のデータベース８３５は記憶装置８１６から記憶装置８１５に転送される。ウェハ８２２のデータベース８３２は記憶装置８１５から記憶装置８１６に転送される。ウェハ８２６のデータベース８３６は記憶装置８１６から次の処理装置に分散配備された記憶装置に転送される。

これらの転送を制御するのは図４２に示した、各処理装置や処理装置間搬送装置８０１ａ乃至８０１ｅ等に分散配備された計算機８０３ａ乃至８０３ｅ等、８０２ａ乃至８０２ｅ等であり、転送経路は二つの記憶装置を結ぶ通信回線８０７ａ乃至８０７ｅ等である。転送手順を説明する。各処理装置や処理装置間搬送装置に分散配備された計算機はある半導体ウェハの処理または搬送を終了すると、データベースを更新するために処理搬送終了を知らせるデータをデータベースを管理する計算機８０５にアップロードする。本実施例の第１の製造方法では、さらに処理搬送を終了したデータベースの転送先を定めるためにデータベースを管理する計算機８０５からそれぞれのウェハの次の処理、搬送がどの装置によって行なわれるかの情報をダウンロードする。

表１３は本実施例の製造システムによる半導体ウェハの処理を処理にさきだってスケジューリングした結果を基に作成した各半導体ウェハ毎に集約した処理搬送予定情報のデータベースの一部の内容をディスプレイ表示した表である。

本実施例の第１の製造方法では、このデータベースは一括管理用データベースの一部としてデータベースを管理する計算機８０６が併せて管理しているので、各処理装置や処理装置間搬送装置に分散配備された計算機は一括管理用データベースを管理する計算機１０６からデータベースを転送すべき記憶装置を定めるデータをダウンロードできる。

本実施例の第２の製造方法では、図４４に一部を示したように、データベースが処理搬送予定情報を含むので、上記第１の製造方法とは異なり、各処理装置、処理装置間搬送装置に分散配備された計算機が、処理搬送を終了したウェハのデータベースの転送先を知ることができ、転送すべき記憶装置を定めるために一括管理用データベースからデータをダウンロードするステップは省略可能である。第２の製造方法が可能な製造システムにおいては、第１の製造方法と第２の製造方法を、装置のメンテナンス等による必要に応じて使いわけることも可能である。この場合、製造システムがどの状態にあるかをシステムが表示できることが望ましい。

本実施例の第１、第２の製造方法ではいずれも、一括管理用データベースを管理する計算機が、製造システム全体の工程進捗を管理している。これにより、偶発的な故障等がなければ、予めスケジューリングによって定めた処理搬送予定情報の通りに製造を行なうことが可能である。一括管理用データベースを管理する計算機が故障した場合に、分散配備された計算機の管理によって製造を継続することも可能である。装置のメンテナンス等による必要に応じて使いわけることも可能である。この場合も、製造システムがどの状態にあるかをシステムが表示できることが望ましい。

本実施例、すなわち、２層金属配線を有する相補型ＭＯＳＬＳＩの配線工程に係る一連の処理を継続的に複数のウエハに施した場合の配線工程の工完は、図４７に示すように、従来に比較して格段に短縮された。従来のロット単位の処理による製造システムを用いた場合には、工完の平均値も長く、またその分布も大きい。本実施例の製造システムおよび製造方法では、全てのウェハがほとんど処理待ちなしで処理されるため、それぞれの処理装置の稼働率が向上し、単位時間当りの生産量も増加する。

〈実施例９〉
図２４、図４８、図４９を用いて説明する。本実施例は本発明をシリコンの論理ＬＳＩを製造するための半導体装置の製造システムおよびその製造方法に適用した実施例である。製造する論理ＬＳＩは２層金属配線を有する相補型ＭＯＳＬＳＩである。

図２４は本実施例の製造システムを示す図である。製造システムの構成は、実施例５と同様である。本発明の製造システムによる一連のウェハ処理についても実施例５と同様である。

図４８、図４９は本実施例における情報管理を説明するための図である。図４８はある時刻における本実施例の製造システムの一部を示す。処理装置９０１内には半導体ウェハ９０７乃至９１１が収容されていて、処理装置９０２内には半導体ウェハ９１２、９１３が収容されている。半導体ウェハは処理装置９０１で処理された後、処理装置９０２で処理される。処理装置間搬送装置９０３によって、半導体ウェハ９１４乃至９１６が搬送中である。半導体ウェハ９０７乃至９１１に対応する処理搬送結果情報のデータベース９１７乃至９２１は、処理装置９０１に分散配備された記憶装置９０４に収められている。半導体ウェハ９１２と９１３に対応する処理搬送結果情報のデータベース９２２と９２３は、処理装置９０２に分散配備された記憶装置９０５に収められている。半導体ウェハ９１４乃至９１６に対応する処理搬送結果情報のデータベース９２４乃至９２６は、処理装置間搬送装置９０３に分散配備された記憶装置９０６に収められている。一括管理用データベース９２７内には製造システム内の全ての半導体ウェハに関するデータベースが収められている。データベース９２８乃至９３７は上記で説明した記憶装置９０４乃至９０６内のデータベース９１７乃至９２６と同内容のデータベースである。

図４９はある時刻から定められた時間後に、処理や搬送が終了した半導体ウェハが処理装置９０１、９０２、処理装置間搬送装置９０３間で入れ替わった後の記憶装置９０４乃至９０６の様子を示す。半導体ウェハ９１４は搬送装置９０３から処理装置９０１に導入される。ウェハ９０７は処理装置９０１での処理を終えて、搬送装置９０３によって搬送される。ウェハ９１５は搬送装置９０３から処理装置９０２に導入される。ウェハ９１２は処理装置９０２での処理を終えて、搬送装置９０３によって搬送される。ウェハ９１６は搬送装置９０３から処理装置に導入される。本実施例の製造システムおよび製造方法では、実施例８とは異なり処理装置や処理装置間搬送装置に分散配備された記憶装置間の直接的なデータベース転送は行わない。各記憶装置の内容は全て一括管理用データベースを管理する計算機が管理する。本実施例の計算機等の分散配備の様子は実施例８と同様であり図４２に示した構成である。各処理装置や処理装置間搬送装置に分散配備された計算機はある半導体ウェハの処理または搬送を終了すると、一括管理用データベースを更新するために処理搬送終了を知らせるデータを一括管理用データベースを管理する計算機８０５にアップロードする。本実施例の製造方法では、さらに処理装置、搬送装置のデータベースの内容を工程進捗に併せて更新するために必要なデータを、一括管理用データベースを管理する計算機８０５からダウンロードする。本実施例の製造システムにおいても、実施例８と同様に半導体ウェハの処理を処理にさきだってスケジューリングする。その結果を基に作成した各半導体ウェハ毎に集約した処理搬送予定情報のデータベースは一括管理用データベースの一部として一括管理用データベースを管理する計算機８０６が併せて管理している。

本実施例では、半導体ウェハ一枚毎の工程進捗情報を処理装置や搬送装置に分散配備されたデータベースも有する。これにより一括管理用データベースやデータベースの一部が偶発的な装置故障等に破壊された場合も、修復が可能であり製造を継続することができる。本実施例ではデータベースを記憶装置内に収めたが、半導体ウェハ自体にマークとして記載することも可能である。

〈実施例１０〉
図１３、図５０を用いて説明する。本実施例は本発明をシリコンの論理ＬＳＩを製造するための製造システムに適用した実施例である。

図５０は本実施例の製造システムの継続する二つの処理を施す処理装置９５１、９５２の間を結ぶ直線状枚葉搬送装置を示す図である。直線状搬送装置は四つの部分搬送装置ユニット９５３、９５４、９５５、９５６から構成されている。本実施例の製造システムでは四つの部分搬送装置ユニット９５３、９５４、９５５、９５６は同一であるが、これは必ずしも全て同一である必要はない。部分搬送装置ユニット９５３、９５６はそれぞれ処理装置９５１、９５２に固定されている。処理装置９５１、９５２は製造システムが収められた清浄空間の強固な床に強固に固定された支持材に固定するためほとんど移動することはない。部分搬送装置ユニット９５３、９５４、９５５、９５６はそれぞれ搬送ロボット９５７、９５８、９５９、９６０を具備する。本実施例の製造システムの搬送ロボット９５７、９５８、９５９、９６０は、回転伸縮可能なアームを有し、アームの先端部には部分搬送装置ユニット間または部分搬送装置ユニットと処理装置の間で自在にウェハを受け渡すことができる機構が備えられている。搬送中央部には上下方向の移動を可能とする機構も具備されている。部分搬送装置ユニット間を結ぶ伸縮可能な結合部９６１、９６２、９６３により部分搬送装置ユニット９５４、９５５が多少移動しても、四つの部分搬送装置ユニットで構成されるクリーントンネルの密閉性が保たれる構造となっている。本実施例の製造システムではクリーントンネル内には大気圧以上の圧力の清浄な窒素が満たされているが、清浄な空気を満たしてもよく真空としてもよい。部分搬送装置ユニットに固定されたレーザー９６４から発せられたレーザー光線９６５は四つの部分搬送装置ユニット９５７、９５８、９５９、９６０が正しく直線状に並んでいる場合には部分搬送装置ユニット９５８、９５９に固定された二つの中間モニタ部９６６、９６７に開けられた微細な穴を貫通して部分搬送装置ユニット９５６に固定された最終モニタ部９６８に到達する。最終モニタ部９６８には受光素子が設けられていて、レーザー光の強度を常にモニタリングしている。この強度が低下した場合には部分搬送装置ユニット９５８または９５９が左右もしくは上下方向に移動して二つの中間モニタ部９６６、９６７に開けられた微細な穴を全てのレーザー光線が貫通していないことになり、何らかの原因によって部分搬送装置ユニット９５７、９５８、９５９、９６０が正しく直線状に並んでいないことを意味する。この場合同時に中間モニタ部９６６、９６７に開けられた微細な穴の周囲に配された受光素子により、部分搬送装置ユニット９５８、９５９のいずれがどちらの方向にどれだけずれたかを検知可能である。これらの信号は全て部分搬送装置ユニットの相対的位置関係を管理する専用制御コンピュータに集められてデータ処理される。部分搬送装置ユニット９５８、９５９にはそれぞれ部分搬送装置ユニット９５８、９５９の位置を調整するための位置調整機構９６９、９７０が備えられている。制御コンピュータの指示により位置調整機構９６９、９７０が作動して部分搬送装置ユニット９５８または９５９の位置が適切に調整され四つの部分搬送装置ユニット９５７、９５８、９５９、９６０が正しく直線状に並び直される。調整に用いる駆動力は空気圧であるが他の力、例えば窒素圧、水圧、静電気力、磁力を用いることも可能である。

上記では搬送方向に平行な方向の位置調整についてのみ説明したが、本実施例の製造システムではこれに垂直な二方向の並び方を個別にモニタリングする機構が具備されていて、位置を調整する機構もそれぞれ有している。

本実施例の製造システムでは処理装置に固定された部分搬送装置ユニット９５３、９５６は位置を調整する機能を有さないが、処理装置に結ばれる部分搬送装置ユニットにも位置を調整する機能を備えて、部分搬送装置ユニットと処理装置の間の相互の位置関係を調整してもよい。

図１３は本発明を適用した配線工程に係る一連の処理をウェハに施す製造システムである。製造システムの構成は実施例２と同様である。図１３の製造システムでは処理装置間の搬送は全て枚葉搬送であり、枚葉搬送装置２０８の基本的な構成は図５０の直線状搬送装置と同様であり、複数の部分搬送装置ユニットが結ばれて枚葉搬送装置２０８は構成されている。枚葉搬送装置２０８の一部は曲線であるため、その部分に含まれる部分搬送装置ユニット間相互の位置関係の検出は、製造システムが収められた清浄空間の強固な床に強固に固定された支持材に固定されたレーザーを用いて行なっている。この枚葉搬送装置２０８と各処理装置の間は共通化されたロードロック室を含むインターフェースで結ばれている。一連のリソグラフィー工程に関する処理を行う複数の処理装置２０１、２０２と枚葉搬送装置２０８との間はウェハを二つの処理装置２０１、２０２に割り振る特別なインターフェース２０９が設けられている。

本実施例の製造システムによれば、従来の自走搬送車でロット単位でウェハが搬送される製造システムに比較して格段に工完が短縮された。２層金属配線を有する相補型ＭＯＳＬＳＩの配線工程に係る一連の処理をウェハ１５０枚／日で行なった場合、全てのウェハの配線工程の工完は４時間から４時間３０分の間であった。また。これに対して従来の自走搬送車でロット単位でウェハが搬送される製造システムで同じ処理を同じウェハ１５０枚／日で行なった場合は３３時間から４３時間であった。本実施例の製造システムでは搬送装置の故障の頻度が従来の枚葉搬送装置を備えた製造システムよりも格段に上記のペースでの処理を連続的に実施することができる。

継続する二つの工程間の待ち時間が短く全ての継続する処理の間が清浄な窒素を満たした枚葉搬送装置で結ばれたことによる効果で、従来の製造システムによるよりも良品率が向上した。最少設計寸法０．２５μｍで２層金属配線を有する相補型ＭＯＳメモリーＬＳＩを製造した場合、本実施例の製造システムによると、同クラス清浄度を有するクリーンルームに設置した従来の製造システムで６７％であった配線工程の良品率が８７％まで向上した。

本実施例の製造システムによれば、処理装置間の搬送が自動化され、半導体ウェハは窒素中もしくは真空中等の局所清浄空間を搬送することも可能となるので、従来のような広大な超清浄空間を不要とできる効果もある。半導体ウェハへの塵埃の付着や汚染物質の吸着が防止され、工完を短縮し良品率を向上させることが可能な故障の少ない製造システムが実現された。

本発明に係る半導体装置の製造システムの一例を示す平面図。 本発明に係る製造システムを構成する金属薄膜形成装置の一例を示す平面図。 図２に示した金属薄膜形成装置における半導体ウエハの処理手順を示す図。 本発明に係る製造システムにおける複数の半導体ウエハの処理手順の一例を示す図。 本発明に係る製造システムを構成する絶縁膜形成装置の一例を示す平面図。 図５に示した絶縁膜形成装置における半導体ウエハの処理手順を示す図。 本発明に係る製造システムを構成するリソグラフィ処理装置の一例を示す平面図。 図７に示したリソグラフィ処理装置における半導体ウエハの処理手順を示す図。 本発明に係る製造システムを構成する、金属薄膜をエッチングするためのドライエッチング装置の一例を示す平面図。 図９に示したドライエッチング装置における半導体ウエハの処理手順を示す図。 本発明に係る製造システムを構成する、絶縁膜をエッチングするためのドライエッチング装置の一例を示す平面図。 図１１で示したドライエッチング装置における半導体ウエハの処理手順を示す図。 本発明に係る半導体装置の製造システムの他の例を示す平面図。 リソグラフィー処理装置を用いて複数の半導体ウエハを順次処理する手順を示す図。 金属薄膜をエッチングするためのドライエッチング装置を用いて複数の半導体ウエハを順次処理する手順を示す図。 絶縁膜をエッチングするためのドライエッチング装置を用いて複数の半導体ウエハを順次処理する手順を示す図。 本発明に係る製造システムを構成する絶縁膜形成装置の一例を示す平面図。 金属薄膜形成装置を用いて複数の半導体ウエハを順次処理する手順を示す図。 洗浄処理装置を用いて複数の半導体ウエハを順次処理する手順を示す図。 配線工程の一連の処理時間と生産量との関係を、本発明に係る製造システムを用いた場合と従来の製造システムを用いた場合について示す図。 本発明に係る半導体装置の製造システムの構成の他の例を示す平面図。 配線工程の一連の処理時間と生産量との関係を、本発明に係る製造システムを用いた場合と従来の製造システムを用いた場合について示す図。 本発明に係る半導体装置の製造システムの他の例を示す平面図。 本発明に係る半導体装置の製造システムの他の例を示す鳥観図。 継続処理化の割合と処理時間との関係を示す図。 継続する２つの処理を２つの被処理物に施す場合の処理の流れを、本発明に係る製造システムを用いた場合と従来の製造システムを用いた場合について示す図。 本発明に係る半導体装置の製造システムの他の例を示す平面図。 本発明に係る製造システムを構成する金属薄膜形成装置の一例を示す平面図。 図２８に示した金属薄膜形成装置における半導体ウエハの処理手順を示す図。 本発明に係る製造システムにおける複数の半導体ウエハの処理手順の一例を示す図。 本発明に係る製造システムにおける複数の半導体ウエハの処理手順の他の一例を示す図。 本発明に係る製造システムを構成する絶縁膜形成装置の一例を示す平面図。 図３２に示した絶縁膜形成装置における半導体ウエハの処理手順を示す図。 本発明に係る製造システムを構成するリソグラフィ処理装置の一例を示す平面図。 図３４に示したリソグラフィ処理装置における半導体ウエハの処理手順を示す図。 本発明に係る製造システムを構成する、金属薄膜をエッチングするためのドライエッチング装置の一例を示す平面図。 図３６に示したドライエッチング装置における半導体ウエハの処理手順を示す図。 本発明に係る製造システムを構成する、絶縁膜をエッチングするためのドライエッチング装置の一例を示す図。 図３８に示したドライエッチング装置における半導体ウエハの処理手順を示す図。 本発明に係る半導体装置の製造システムの他の例を示す平面図。 配線工程の一連の処理時間と生産量との関係を、本発明に係る製造システムを用いた場合と従来の製造システムを用いた場合について示す図。 本発明に係る製造システムの構成を示す図。 記憶装置に収められたデータベースの一例を示す図。 記憶装置に収められたデータベースの他の例を示す図。 本発明に係る製造システムとデータベースとの対応関係を説明するための図。 本発明に係る製造システムとデータベースとの対応関係を説明するための図。 配線工程の一連の処理時間と生産量との関係を、本発明に係る製造システムを用いた場合と従来の製造システムを用いた場合について示す図。 本発明に係る製造システムとデータベースとの対応関係を説明するための図。 記憶装置内でのウエハ情報の移り変わりを説明するための図。 本発明に係る処理装置間搬送装置の一例を示す平面図。

符号の説明

１０１…処理装置間枚葉搬送装置、１０２…メタル膜成膜処理装置、１０３…絶縁膜成膜処理装置、１０４…リソグラフィー処理装置、１０５…ストッカー、１０６…メタルドライエッチング処理装置、１０７…絶縁膜ドライエッチング処理装置、１０８…投入取り出し装置、２０１、２０２…リソグラフィー工程に関する処理を行う複数の処理装置、２０３、２０４…ドライエッチング処理装置、２０５、２０６…成膜処理装置、２０７…洗浄処理装置、２０８…ループ状搬送装置、２０９…インターフェース、２１０…保管装置、３０１、３０２…リソグラフィー処理装置、３０３、３０４…ドライエッチング処理装置、３０５…洗浄処理装置、３０６、３０７…成膜処理装置、３０８…ループ状搬送装置、３０９…インターフェース、３１０…保管装置、４０１…リソグラフィー工程に関する処理を行う複数の処理装置、４０２…イオン打ち込み処理装置、４０３…ドライエッチング処理装置、４０４、４０５…成膜処理装置、４０６…超清浄空間、５０１…リソグラフィー工程に関する処理を行う複数の処理装置、５０２…リング状搬送装置、５０３ａ、５０３ｂ…直線状搬送装置、５０４、５０５…ドライエッチング処理装置、５０６、５０７…成膜処理装置、５０８…共用排気系、５０９…洗浄、ウェットエッチング処理装置、５１０…酸化熱処理装置、５１１、５１２…成膜処理装置、５１３…制御系、５１４…イオン打込み処理装置、５１５…ウェットエッチング処理装置、５１６…レジスト除去処理装置、５１７…熱処理装置、５１８…ロード・アンロード処理装置、５１９…塗布膜形成処理装置、６０１−１、６０１−２…処理装置間搬送装置、６０２…メタル膜成膜処理装置
、６０３…絶縁膜成膜処理装置、６０４…リソグラフィー処理装置、６０５…ストッカー、６０６…メタルドライエッチング処理装置、６０７…絶縁膜ドライエッチング処理装置、６０８…投入取り出し機構、７０１、７０２…リソグラフィー処理装置、７０３、７０４…ドライエッチング処理装置、７０５…洗浄処理装置、７０６、７０７…成膜処理装置、７０８…ループ状搬送装置、７０９…インターフェース、７１０…保管装置、８０１ａ〜８０１ｅ…処理装置、８０２ａ〜８０２ｅ…計算機、８０３ａ〜８０３ｅ…データベースを管理する計算機、８０４ａ〜８０４ｅ…データベースを収めた記憶装置、８０５…一括管理用データベースを管理する計算機、８０６…一括管理用データベース、８０８ａ〜８０８ｅ…処理搬送結果情報、８０９ａ〜８０９ｅ…処理搬送結果、予定情報、８１１、８１２…処理装置、８１３…処理装置間搬送装置、８１４〜８１６…記憶装置、８１７〜８２６…半導体ウェハ、８２７〜８３６…処理搬送履歴情報、９０１、９０２…処理装置、９０３…処理装置間搬送装置、９０４〜９０６…記憶装置、９０７〜９１６…半導体ウェハ、９１７〜９２６…処理搬送結果情報、９５１、９５２…継続する二つの処理を施す処理装置、９５３、９５４、９５５、９５６…部分搬送装置ユニット、９５７、９５８、９５９、９６０…搬送ロボット、９６１、９６２、９６３…伸縮可能な結合部、９６４…レーザー、９６５…レーザー光線、９６６、９６７…中間モニタ部、９６８…最終モニタ部、９６９、９７０…位置調整機構。

Claims (12)

1. 複数の製造装置を搬送手段で結び、単一または複数の半導体ウエハをカセットに収納して前記搬送手段によって前記複数の製造装置間を搬送して、前記複数の製造装置によって前記半導体ウエハに繰り返し処理を施す半導体装置の製造方法において、第１の製造装置において処理が成された前記単一または複数の半導体ウエハを収納したカセットを、次工程の処理を施す第２の製造装置へ、前記搬送手段によって途中経路において保管をせずに直接搬送することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記カセットに収納された前記単一または複数の半導体ウエハは、前記複数の製造装置において枚葉単位に処理が施されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記各製造装置には、前記搬送手段より前記カセットを受け取り、先行するカセットの半導体ウエハの処理が終了するまで前記カセットを保管し、前記カセット内の半導体ウエハを製造装置へ投入する保管・投入手段が接続され、前工程から搬送された半導体ウエハが、製造装置へ連続して投入されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記各製造装置には、処理済みの半導体ウエハを製造装置から取り出し、カセットに収納して、前記カセットを前記搬送手段へ払い出す手段が接続され、処理が施された半導体ウエハを、次工程の製造装置に仕掛かっている全ての半導体ウエハの処理が完了する前に、次工程の製造装置へ搬送完了させることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記第２の製造装置において、全ての半導体ウエハの処理を終了する前に、前記第１の製造装置からの半導体ウエハの搬送および受け取りを完了することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記搬送手段は、ループ状の搬送装置であり、前記第１の製造装置から払い出された前記カセットは、ループ状の搬送経路を搬送されて、前記第２の製造装置に接続する地点において受け取られることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記複数の製造装置および前記搬送手段より構成される製造ラインを管理する計算機が、所定時間毎に、前記製造ラインに投入されているカセット内の半導体ウエハの処理搬送予定情報をスケジューリングして作成し、前記複数の製造装置および前記搬送手段が、前記処理搬送予定情報に基き、予定された処理時間内に該当半導体ウエハに処理を施し、及び予定された搬送時間内に該当カセットを搬送することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記半導体ウエハの処理搬送予定情報は、前記製造ライン共通に定めた単位時間の範囲に、前記各製造装置が各単位時間内に処理する予定のウエハを識別する情報、及び前記処理装置間搬送装置が各単位時間内に搬送する予定のウエハを識別する情報を含むことを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
9. 前記半導体ウエハの処理搬送予定情報は、半導体ウエハ一枚毎の情報であることを特徴とする請求項７、または請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
10. 前記製造装置および前記搬送手段にそれぞれ分散配備された記憶装置に記憶された前記処理搬送予定情報に対応して、処理後または搬送後に、処理搬送結果情報が生成され、前記処理搬送結果情報は、前記半導体ウエハの移動に伴い前記製造装置および前記搬送手段にそれぞれ分散配備された記憶装置間を移動することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
11. 前記半導体ウエハの処理搬送結果情報は、半導体ウエハ一枚毎の情報であることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
12. 前記複数の製造装置および前記搬送手段より構成される製造ラインを管理する計算機が、前記半導体ウエハ一枚毎に収集された処理搬送結果情報に基き、前記複数の製造装置および前記搬送手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
    

Images