JP2005223031A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体集積回路装置の製造ラインにおいて、高速・高能力（大量）搬送のロット搬送技術により、ＱＴＡＴラインを実現することができる半導体集積回路装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 種類（装置特性）の異なる複数の搬送装置を用いて搬送システムを構築し、搬送対象ロット１８の属性（生産特性）に対応したサービス（搬送実行）を提供することにより、高速・高能力搬送を行う。搬送対象ロット１８の属性として早期搬送の要求性の高いロット１８は、高速の搬送装置（高速搬送部１３）を用いて搬送し、早期搬送の要求性の低いロット１８は、大量搬送の搬送装置（高能力搬送部１４）を用いて搬送する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、半導体集積回路装置の製造方法に関し、特に半導体集積回路装置の製造ラインにおけるロット（半導体ウエハなどの集合体であり、管理単位または搬送単位を示す）の搬送に適用して有効な技術に関するものである。

ウエハ搬送システム構築における従来方式は、業界標準技術動向に従い、搬送装置を画一選択的に導入していた。すなわち、ベイ（装置群）間搬送もしくはベイ内搬送に対して、搬送方式としては１つの方式を採用していた。たとえば、ベイ間搬送装置としては、ＯＨＳ（Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ Ｓｈｕｔｔｌｅ）方式やコンベア方式、ベイ内搬送装置としては、ＲＧＶ（Ｒａｉｌ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）方式やＯＨＴ（Ｏｖｅｒ−ｈｅａｄ Ｈｏｉｓｔ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）方式などがあり、導入するラインのニーズ・目的を代表させ（唯一化させ）、方式を選択していた。具体的には、ベイ間搬送を構築する場合、ラインとして、高速搬送を重視する場合にはＯＨＳ方式を、高搬送能力を重視する場合にはコンベア方式を導入していた。

さらに、搬送システムは、サービス待ちである搬送対象ロットに対して、同等のサービスすなわち搬送実行を提供している。たとえば、ベイ間搬送の場合、ストッカに入庫された搬送ロットは、画一選択された搬送装置により均等にベイ間搬送車を待ち、その順番に搬送を実行する制御が採用されている。

たとえば、本発明者が検討した技術として、半導体集積回路装置の製造ラインにおける半導体ウエハなどのロットの搬送方法として、以下の技術が挙げられる。

（ａ）製造ライン内のロット搬送において、ベイ間搬送を、クリーンルーム内の天井に設置した軌道を介して搬送するＯＨＳによって行い、ベイ内搬送を、クリーンルームの床に敷設した搬送レール上を高速で直線走行するＲＧＶによって行う搬送方法（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。

（ｂ）ロットの搬送を、コンベアを用いて行い、コンベアと処理装置相互間でロットを移載する方法（たとえば、特許文献３、特許文献４参照）。

（ｃ）クリーンルーム内に設置されたループ式搬送ラインもしくはクリーンルーム天井裏内に設置されたループ式搬送ラインもしくはクリーンルーム床下に設置されたループ式搬送ラインあるいはこれらの組み合わせにより、ロットの搬送を行う方法（たとえば、特許文献５参照）。

（ｄ）ＯＨＴにより、ベイ間とベイ内を相互乗り入れ搬送するダイレクト搬送方法。

（ｅ）コンベアによるベイ間搬送とＯＨＴもしくはＲＧＶによるベイ内搬送を行うストッカレス搬送方法。
特開２００２−３１９６０９号公報 国際公開第０２／０８６９６３号パンフレット 特表２００２−５３２９１５号公報 米国特許第６４３５３３０号明細書 特開平１１−１２１５８３号公報

ところで、前記のようなロットの搬送技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。

たとえば、半導体製品（ウエハ）の多様化対応および受注変動への即応対応を狙いとして、次世代ウエハ生産ラインにおいては、生産期間の短縮（ＱＴＡＴ；Ｑｕｉｃｋ Ｔｕｒｎ Ａｒｏｕｎｄ Ｔｉｍｅ）、生産管理単位の細分化による、いわゆるフレキシビリティの向上が求められている。

ＱＴＡＴ技術およびフレキシビリティ向上技術としては、処理と搬送のためのロットサイズを小さくする（キャリア内ウエハの少数枚化）方法があるが、以下の問題が生じてしまう。すなわち、小ロットサイズ化により、生産ライン内の搬送対象ロット数（キャリア数）が増え、プロセス装置間（工程間）のロット搬送の負荷が増大する問題である。このため、従来方式では、ロット搬送負荷の増大により、全体として搬送対象ロットの搬送時間が長くなり、ＱＴＡＴ性が阻害されていた。

また、生産ライン内のロットに対する生産進行管理に関しては、ある特定ロットはＱＴＡＴ性を重要とし、ある特定ロットはＱＴＡＴ性を重要としないなどのロットへの要求ＴＡＴ（Ｔｕｒｎ Ａｒｏｕｎｄ Ｔｉｍｅ）も多様化し、それへの対応が求められる。このような要求に対しても、従来方式では、区分なく同等のすなわち画一的な搬送がなされており、ＱＴＡＴ性を要求するロットも、特には短縮することがなされないでいた。

そこで、本発明の目的は、半導体集積回路装置の製造ラインにおいて、高速搬送と高能力搬送を同時実現することができるロット搬送技術により、幅の広いＴＡＴの要求を持つ製品を同時に生産することが可能なＱＴＡＴ生産ラインを実現することができる半導体集積回路装置の製造方法を提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、本発明による半導体集積回路装置の製造方法は、種類（装置特性）の異なる複数の搬送装置を用いて搬送システムを構築し、搬送対象ロットの属性（生産特性）に対応したサービス（搬送実行）を提供することにより、高速・高能力搬送を行うものである。

また、搬送対象ロットの属性として、ＱＴＡＴ性が要求され、そのために早期搬送の要求性の高いロットは、高速の搬送装置を用いて搬送する。

また、搬送対象ロットの属性として早期搬送の要求性の低いロットは、大量搬送の搬送装置を用いて搬送する。

上記した高速の搬送とは、ロットの搬送が短時間で終了することを意味し、搬送手段そのものの速度が大きい、あるいはまた、その搬送手段に同時に搬送させるロットの数を、その搬送手段において、交通渋滞が発生しないように、制限した数だけを搬送するように運転するかによって、あるいはその両方で実現されるものである。

また、本発明による半導体集積回路装置の製造方法が適用される製造ラインは、枚葉型ラインであることが好ましい。

また、本発明による半導体集積回路装置の製造方法が適用される製造ラインは、小バッチ型ラインであることが好ましい。

なお、枚葉型ラインとは、ウエハを原則として１枚ずつ処理する枚葉処理型の装置を主とし、複数枚のウエハをまとめて処理するバッチ処理型の装置を従として構成される製造ラインをいう。枚葉型ラインに混在するバッチ処理型の装置としては、たとえば、２５枚バッチ処理を行う拡散装置，低圧ＣＶＤ装置，洗浄装置、７枚バッチ処理を行うイオン注入装置、３枚バッチ処理を行うＣＭＰ装置，常圧ＣＶＤ装置などがあり、膜質などの品質安定化のためにバッチ処理の方が適しているものが該当する。

小バッチ型ラインとは、通常のバッチ処理が５０枚〜１００枚単位の処理であるのに対し、たとえば、２５枚，１２枚，８枚，６枚などのように、まとめて処理されるウエハの枚数が少ない製造ラインをいう。

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

ロットの属性に応じて搬送手段を選択することにより、ロットの高速・高能力搬送が可能となり、半導体集積回路装置の製造ラインのＱＴＡＴ生産が実現できる。

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

図１は本発明の一実施の形態における半導体集積回路装置の製造フローの一部を示すフローチャート、図２は半導体集積回路装置の製造ラインの一部を示す図、図３は搬送システムを示す構成図、図４はストッカ機能を示す構成図、図５はストッカ機能を示す構成図、図６（ａ）（ｂ）は、半導体集積回路装置の製造ラインを示す構成図、図７は図６（ｂ）の半導体集積回路装置の製造ラインの詳細を示す構成図、図８は図７の天井コンベアストッカの詳細を示す構成図、図９（ａ）（ｂ）は図７の天井コンベアストッカ内のコンベアとベイ間アクティブ（ロット移載機構付き）ＯＨＳとの間の移載機構の詳細を示す構成図、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）はコンベアの詳細を示す構成図、図１１は図７および図８の旋回テーブルの詳細を示す構成図、図１２（ａ）（ｂ）は第１搬送手段および第２搬送手段、並びに保管手段の関係を示す説明図、図１３は搬送システムの制御システムを示すブロック図、図１４は搬送システムの制御システムの動作例を説明するための説明図である。図１５は本発明の他の実施の形態における搬送システムを示す構成図、図１６（ａ）（ｂ）は図１５の第２搬送エリアを示す構成図である。図１７は本発明の実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法の作用・効果を説明するための説明図、図１８（ａ）（ｂ）は従来の搬送方式と本発明の実施の形態の搬送方式を比較するための説明図、図１９は要求搬送時間に対する頻度を模擬した図、図２０は要求搬送に対してのＯＨＳとコンベアの特性を表した図、図２１はビークル式搬送の一般負荷を表した図である。

まず、図１により、本発明の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の一例を説明する。本実施の形態の半導体集積回路装置は、たとえば、ウエハ処理工程、検査工程、組立工程などの工程を経て製造される。ウエハ処理工程では、図１に示すように、各処理装置において、洗浄、酸化、低圧ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、リソグラフィ、エッチング、洗浄、イオン打ち込み、アニール、低圧ＣＶＤ、リソグラフィ、エッチングなどの処理（ステップＳ１０１〜Ｓ１１１）が繰り返し行われ、半導体ウエハ上に回路素子が形成される。

ウエハ処理工程において前記のような処理を実施する処理装置には、複数枚のウエハをまとめて処理するバッチ処理型の装置と、原則として１枚ずつ処理する枚葉処理型の装置がある。従来は、標準メモリやマイクロプロセッサのような標準品の半導体集積回路装置を大量に製造するような半導体集積回路装置の製造ラインでは、バッチ処理型の装置が多く使われていた。しかし、大口径ウエハや特定用途向けまたは特定顧客向けの製品などでは、小ロットサイズ化し、枚葉処理型の装置が多く使われるようになってきた。

図２により、バッチ型ラインと枚葉型ラインを説明する。本実施の形態において、バッチ型ラインとは、複数枚のウエハをまとめて処理するバッチ処理型の装置を主とし、ウエハを原則として１枚ずつ処理する枚葉処理型の装置を従として構成されるラインをいう。バッチ処理型の装置は、通常、５０枚〜１００枚単位のウエハをまとめて処理する。また、枚葉型ラインとは、枚葉処理型の装置（以下、「枚葉処理装置」という）を主とし、バッチ処理型の装置（以下、「バッチ処理装置」という）を従として構成される製造ラインをいう。枚葉型ラインに混在するバッチ処理装置としては、たとえば、２５枚バッチ処理を行う拡散装置，低圧ＣＶＤ装置，洗浄装置、７枚バッチ処理を行うイオン注入装置、３枚バッチ処理を行うＣＭＰ装置，常圧ＣＶＤ装置などがある。膜質などの品質安定化のためにバッチ処理の方が向いている場合があるからである。

また、小バッチ型ラインとは、通常のバッチ処理が５０枚〜１００枚単位の処理であるのに対し、たとえば、２５枚，１２枚，８枚，６枚などのように、まとめて処理されるウエハの枚数が少ない製造ラインをいう。本願発明は、枚葉型ラインまたは小バッチ型ラインに適している。

図２は、半導体集積回路装置の製造フローの一部と、バッチ型ラインおよび枚葉型ラインにおいて各処理（たとえば、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４）が行われる処理装置群を示す。図２に示すように、バッチ型ラインでは、着工装置群５２として、バッチ処理装置５０が多く、枚葉処理装置５１がわずかに混在するのみである。また、枚葉型ラインでは、枚葉処理装置５１の方が多く、わずかにバッチ処理装置５０が存在する。枚葉型ラインでは、すべての処理工程を枚葉処理装置５１により実行することも可能である。

バッチ型ラインに枚葉処理装置５１が混在することもあり、たとえば図２に示すように、リソグラフィ（ステップＳ１０４）工程では、枚葉処理装置５１が使用される。また、枚葉型ラインにバッチ処理装置５０が混在することもあり、たとえば図２に示すように、低圧ＣＶＤ（ステップＳ１０３）工程では、バッチ処理装置５０が使用されることもある。

バッチ型ラインのロット１８は通常２５枚のウエハで構成されるが、枚葉型ラインのロット１８は６枚〜２５枚の少数枚のウエハ構成となっている。枚葉型ラインの場合、ＱＴＡＴ生産を実現するため、小ロットサイズ化されているためである。そのため、ロット１８を搬送するキャリアの数が増加し、搬送負荷が増大することが考えられる。

各処理工程において、ＷｉＰ（Ｗｏｒｋ ｉｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ）５３にある仕掛りロット（着工中でないロット、ロードポートに載っていないロット）の中から必要なロット１８を搬送し、着工装置群５２のロードポート５４にロット１８を載せる。そして、バッチ処理装置５０または枚葉処理装置５１において各処理が実行される。処理終了後、ロット１８は次の工程のＷｉＰ５３に搬送される。

次に、図３により、本実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法における搬送システムの構成の一例を説明する。本実施の形態の搬送システムは、たとえば、半導体集積回路装置の製造ラインにおける半導体ウエハなどのロットを高速に搬送するシステムとされ、ベイ間搬送部１１、ストッカ１２などからなり、ベイ間搬送部１１の両側にストッカ１２が配置されている。ベイ間搬送部１１は、ＯＨＳ，ＯＨＴ（最高速度：約１５０ｍ／分）などの高速の搬送装置である高速搬送部１３（第１搬送手段）、コンベア（最高速度：約５０ｍ／分）などの大量搬送可能な高能力搬送部１４（第２搬送手段）などからなり、高速搬送部１３と高能力搬送部１４は併設されている。また、高速搬送部１３では、複数台の台車（ビークル）１５が軌道上を走行する。

ストッカ１２は、保管部１６、移載部１７などから構成されている。移載部１７は、ロット１８を移載するアーム付きのクレーン５５を有する。ストッカ１２は、ストッカの棚の延長で高能力搬送部１４のコンベアと接続されている。ストッカ１２の棚は、コンベアと同等の機構を有する。

次に、図３により、本実施の形態の搬送システムの動作を説明する。本実施の形態の搬送システムは、半導体ウエハなどのロット１８を、ストッカ１２間においてベイ間搬送するものである。ロット１８をベイ間搬送する際、ロット１８の属性に応じて、高速搬送部１３または高能力搬送部１４のいずれかを選択し、搬送を実行する。すなわち、早期搬送の要求性の高いロット１８は、高速搬送部１３を用いて高速搬送し、早期搬送の要求性の低いロット１８は、高能力搬送部１４を用いて高速搬送する。ロット１８は、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）などのウエハキャリアに収容して搬送される。ＦＯＵＰは、ウエハカセットとポッド（箱）とを一体化し、複数枚のウエハを密封状態で搬送できるようにした密閉型容器である。この場合のロット１８はウエハの集合体であり、搬送単位および管理単位を示している。

ロット１８の属性としては、特急品、割付け決定／未決、ロット優先度などがあり、早期搬送の要求性の高いロットには、特急品ロット、割付け決定ロット（着工する装置が決定しているロット）、優先度の高いロット、バッチ編成に必要なロットなどが該当する。すなわち、「割付け決定ロット」は高速搬送部１３などの高速搬送装置を用いて、「割付け未決ロット」は高能力搬送部１４などの中速（ストッカを削減できる連続型）搬送装置を用いて搬送を行う。ロット優先度については、たとえば、全ロットに対して優先度（プライオリティ）を付加し、優先度の高いロットから上位１５％まで抽出し高速搬送装置を用いて搬送する。すなわち、高能力搬送部１４に同時に搬送させるロットの数を、その高能力搬送部１４において 交通渋滞が発生しないように、制限した数だけを搬送するように運転する。

なお、高速搬送部１３の「高速の搬送装置」は、手段である搬送機器の特性であり、高速を実現させる方法としては、渋滞を起こさないように運用・運転する方法もある。具体的には、軌道ループやルートが２以上あり、その片方を少量で、すなわち渋滞を起こさせないように、もう一方を多量で、すなわち渋滞が起こってもかまわないように、制御させる方法である。したがって、複数の搬送装置の少なくとも一つは大量のロットの搬送を同時に行うように運転するものであり、早期搬送の要求性の低いロットは大量搬送を行うように運転したほうの搬送装置（第２搬送手段）を用いて搬送し、且つ、複数の搬送装置の少なくとも一つは少量のロットしか同時には搬送しないように運転するものであり、早期搬送の要求性の高い前記ロットは前記少量のロットの搬送を行うように運転したほうの搬送装置（第１搬送手段）を用いて搬送するようにしてもよい。

図４は、ストッカ機能の他の実施例を示す。本実施例のストッカ機能は、高速搬送部１３としてのＯＨＳの軌道５６上を走行する台車１５と、クレーン５５を有するストッカ１２と、高能力搬送部１４としてのコンベア５７などからなる。コンベア５７は棚の機能も有し、ロット１８を保管する。ストッカ１２は、台車１５とコンベア５７との間でロット１８を収容したキャリアをクレーン５５により移載する機能と、キャリアを棚へ収納する機能と、ベイ内搬送装置と取り合いポートとの間でキャリアを移載する機能とを有する。

図５に、ストッカ機能のさらに他の実施例を示す。図５に示す実施例は、台車１５とコンベア５７との間でロット１８を収容したキャリアを移載する機能を専用機構として分離したものである。本実施例のストッカ機能は、ＯＨＳの軌道５６上を走行する台車１５と、クレーン５５と移載装置５８，５９と取り合いポート６０，６１を有するストッカ１２と、コンベア５７などからなる。移載装置５８は、台車１５と取り合いポート６０との間でキャリアを移載する。移載装置５９は、コンベア５７と取り合いポート６１との間でキャリアを移載する。クレーン５５は、取り合いポート６０と取り合いポート６１との間でキャリアを移載する。

次に、図６により、本実施の形態の搬送システムを適用した半導体集積回路装置の製造ラインの構成の一例を説明する。図６（ａ）は、高速搬送部１３としてのＯＨＳ／ＯＨＴ（第１搬送手段）２２と、高能力搬送部１４としてのコンベア（第２搬送手段）２４をクリーンルーム２３の中央付近に設置したものであり、図６（ｂ）は、ＯＨＳ／ＯＨＴ（第１搬送手段）２２と、コンベア（第２搬送手段）２４をクリーンルーム２３の周辺付近に設置したものである。ＯＨＳ／ＯＨＴ２２とコンベア２４は、複数のベイ２０の間でキャリアを搬送するベイ間搬送装置である。ベイ内搬送はＲＧＶ２１で行う。ＯＨＳ／ＯＨＴ２２とコンベア２４との間には、ベイ２０ごとにストッカ２５がある。なお、ＯＨＳ／ＯＨＴ２２とコンベア２４の設置場所は、これらに限定されず、他の位置であってもよい。

図７により、図６（ｂ）に示した製造ラインの詳細を説明する。図６（ｂ）に示す本実施の形態の半導体集積回路装置の製造ラインは、たとえば、クリーンルーム２３内に設置され、半導体集積回路装置の製造に用いられる熱処理装置，イオン注入装置，エッチング装置，成膜装置，洗浄装置，フォトレジスト塗布装置，露光装置などの各種処理装置１９、複数の処理装置１９から構成される複数のベイ（装置群）２０、ベイ内搬送用のＲＧＶ２１、高速搬送のベイ間アクティブＯＨＳ（またはＯＨＴ）２２、高能力（大量）搬送のベイ間コンベア２４、天井コンベアストッカ２５、昇降機構２６、旋回テーブル２７などからなり、ロットの搬送システムは、これらの配置に対応している。なお、ベイ間アクティブＯＨＳ２２は高速搬送部１３に、ベイ間コンベア２４は高能力搬送部１４に、天井コンベアストッカ２５はストッカ１２にそれぞれ対応する。旋回テーブル２７は、コンベア２４上のロット１８の流れの向きを変更するために１８０度回転するテーブルである。

ベイ間アクティブＯＨＳ２２とベイ間コンベア２４は複数のベイ２０の周辺を並行して走行する。ベイ内搬送用のＲＧＶ２１は、ベイ２０内の各装置１９に沿って走行する。ベイ間アクティブＯＨＳ２２とベイ間コンベア２４によるベイ間搬送と、ＲＧＶ２１によるベイ内搬送を天井コンベアストッカ２５が中継している。また、天井コンベアストッカ２５は、コンベアによるストッカ機能とループ搬送機能を有するストッカであり、昇降機構（エレベータ）２６が付加されている。昇降機構２６は、ベイ内搬送用のＲＧＶ２１との取り合いを行うため、ロット１８を上下移動させるエレベータである。

図８は、図７の天井コンベアストッカ２５の詳細な構成を示す。ロット１８がコンベア２４上を移動し、旋回テーブル２７上に来た時、旋回テーブル２７に回転指示がある場合は、旋回テーブル２７が９０度回転し、天井コンベアストッカ２５内のコンベア２４ａ上をロット１８が流れる。旋回テーブル２７を利用して、天井コンベアストッカ２５内を繰り返しループ移動させることにより、ロット１８を保管することができる。

図９（ａ）（ｂ）は、天井コンベアストッカ２５内のコンベア２４ａと、ベイ間アクティブＯＨＳ２２との間の移載機構の詳細を示す。図９（ａ）は正面図、図９（ｂ）は平面図である。アクティブＯＨＳ２２は、ロット１８を移載するためのアーム２８を有する。アクティブＯＨＳ２２とコンベア２４ａは、天井３５から吊り下がっている。

なお、ベイ間アクティブＯＨＳ２２は、コンベアと移載可能なアーム付き台車（ビークル）であるが、ＯＨＴなどの他のアクティブ型搬送装置でもよい。また、移載機構を用いることで、パッシブ型ＯＨＳとコンベアとの組み合わせでもよい。

また、ベイ間アクティブＯＨＳ２２とベイ間コンベア２４との取り合いに関しては、その取り合い場所を制限させる必要はない。すなわち、パッシブ型ＯＨＳとコンベアが並行して設置している場合には、どこでも（たとえば、ストッカ位置などを意識せずに）移載が可能となる。この応用例としては、大量搬送中にあるロットの属性が変更になった場合、たとえば、そのロットが早期搬送の要求が高くなった場合、いつでも、高速搬送に移行することが可能となる。

搬送装置を分類すると、以下のようになる。ロット搬送方式からの区分けをすると、間欠型搬送方式と連続型搬送方式に分けられる。間欠型搬送方式には、台車を用いるＯＨＳ，ＯＨＴ，ＲＧＶなどがあり、高速であるが能力（搬送量／時間）が低いという特徴がある。連続型搬送方式には、コンベアなどがあり、高能力であり、ストッカのようなロットストック機能を有するが速度が遅いという特徴がある。したがって、高速搬送部１３（２２）には間欠型搬送方式を、高能力搬送部１４（２４）には連続型搬送方式を適用するのが好ましい。高速搬送部１３（２２）に同時に搬送させるロットの数を、その高速搬送部１３（２２）において 交通渋滞が発生しないように、制限した数だけを搬送するように運転する。具体的には、軌道上の走行ビークル台数を設計する際、ビークル間の干渉が生じないように設計する。

また、ロット移載方式からの区分けをすると、アクティブ型とパッシブ型に分けられる。アクティブ型は、搬送装置にアームが付いていて自分すなわち走行ビークルでロットを移載することができるものであり、ＲＧＶ，ＯＨＴなどがある。パッシブ型は、搬送装置にアームが付いていないためロットを載せてもらわなければならないものであり、ＯＨＳ，コンベアなどがある。

図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）は、コンベア２４の詳細構成を示す。図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は正面図、図１０（ｃ）は側面図である。コンベア２４は、ローラ６２，６２ａ、シャフト６３、モータ６４などから構成される。モータ６４は、ローラ６２およびシャフト６３を回転駆動するものである。２本のシャフト６３の間が１ブロックとなっており、ロット１８を搬送する。シャフト６３に接続されていないローラ６２ａは、搬送物をサポートするためのものである。ロット１８の搬送において、常に隣り合う２つのモータ６４が駆動するようになっている。モータ６４の駆動は、ブロックごとに設けられたセンサにより、ロット１８を検知することにより行われる。センサがロット１８の存在を検知するとモータ６４が回転し、検知しなくなった後、所定時間経過後にモータ６４の回転が止まる。また、所々に、キャリアのＩＤを読み取るセンサがあり、搬送コントローラにその情報が伝送される。

図１１は、旋回テーブル２７の詳細構成を示す。旋回テーブル２７は、コンベア２４の１ブロックを垂直方向の中心軸を中心にして水平面上に沿って回転可能にしたものである。コンベア２４上を流れてきて、ロット１８が旋回テーブル２７に到達すると、旋回テーブル２７が回転する。具体的には、旋回テーブル２７にロット１８を検知するためのセンサがあり、センサがオンになると、旋回テーブル２７のモータ６４ａが停止し、旋回テーブル２７を９０度回転させる。回転指示は、搬送コントローラが行う。旋回テーブル２７は、キャリアの流れの向きを変更するだけでなく、分岐させるためにも用いられる。

図１２は、第１搬送手段および第２搬送手段、並びに保管手段の関係を示す説明図である。図１２（ａ）は移載機付きのストッカを使用した場合、図１２（ｂ）はコンベアをストッカ代わりに使用した場合を示す。

図１２（ａ）に示すように、移載機付きのストッカを使用した場合は、第１搬送手段としてＯＨＳなどの高速のビークル（台車）６５を使用し、第２搬送手段として高能力のコンベア６６を使用し、第１保管手段としてストッカ６７の棚６８を使用し、第２保管手段としてコンベア６６を利用する。移載機（クレーン）６９は、ビークル６５およびコンベア６６とのキャリアの移載、棚６８への収納、ＲＧＶなどベイ内搬送手段７０との取り合いポートであるベイ内取合口７１との移載を行う。移載機６９は、キャリアの上下移動が可能なものである。

図１２（ｂ）に示すように、コンベアをストッカ代わりに使用した場合は、第１搬送手段としてアクティブＯＨＳまたはＯＨＴなどの高速のアクティブビークル（台車）６５ａを使用し、第２搬送手段として高能力のコンベア６６ａを使用し、保管手段としてコンベア６６ａを利用する。アクティブビークル６５ａのアームは、アクティブビークル６５ａおよびコンベア６６ａとのキャリアの移載、ＲＧＶなどベイ内搬送手段７０との取り合い用エレベータ７２との移載を行う。アクティブビークル６５ａのアームは上下移動ができないため、エレベータ７２によりキャリアの上下移動を行う。

図１３は、本実施の形態における搬送システムの制御システムを示すブロック図である。本実施の形態の制御システムは、ホストコントローラ７５、搬送コントローラ７３、装置コントローラ７４、ＲＧＶ２１、ストッカ２５（１２）、ＯＨＳ２２、コンベア２４、各種処理装置１９などからなり、搬送コントローラ７３および装置コントローラ７４はホストコントローラ７５に回線接続され、ＲＧＶ２１，ストッカ２５（１２），ＯＨＳ２２およびコンベア２４は搬送コントローラ７３に回線接続され、各種処理装置１９は装置コントローラ７４に回線接続されている。

ホストコントローラ７５は、ロット１８に対して着工装置を決定し、搬送コントローラを通じてロット１８の行き先を指示する。また、搬送コントローラ７３が、ロット１８の属性によりＯＨＳ２２かコンベア２４のいずれかを搬送手段として選択できるように、ホストコントローラ７５が搬送コントローラ７３に対してロット１８の属性を通知する。搬送コントーラ７３は、ロット１８の属性に応じて、第１搬送手段／第２搬送手段、高速搬送手段／高能力搬送手段、ＯＨＳ２２／コンベア２４を選択し、各搬送機器要素に指示を出す。装置コントローラ７４は、各装置１９の状態を監視し、レシピの指示や装置の稼動指示などを行う。

図１４は、本実施の形態における搬送システムの制御システムの動作例を説明するための説明図である。たとえば、ホストコントローラ７５が搬送コントローラ７３に対して「ロットＸをストッカＢへ運べ」と指示したとする。すると、搬送コントローラ７３は、ロット１８の属性に応じてコンベア２４とＯＨＳ２２の内どちらかを選択し、各搬送要素に対して命令を発する。たとえば、搬送コントローラ７３がコンベア２４を選択したとすると、搬送コントローラ７３は各搬送要素に対して「ストッカＣからロットＸをコンベア２４に載せろ」「コンベア（ニ）まで運べ」「ストッカＢへ降ろせ」と指示する。「（ニ）まで運べ」という命令については、さらに噛み砕いて「（イ）で回せ」「（ロ）は通過」「（ハ）で左へ回せ」という指示を旋回テーブル２７に対して行う。そして、（ニ）に到着したら、「到着した」という信号を搬送コントローラ７３に対して送信し、ストッカＢに対して「ロットＸを降ろせ」と指示する。

本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法は、前記実施の形態の搬送システムおよび製造ラインを利用するものであり、半導体集積回路装置の製造過程において、各種処理装置で処理されたロットを次工程の処理装置へ搬送する際、ベイ間搬送とベイ内搬送とストッカとを組み合わせてロットの搬送が実行される。

次に、図１５および図１６により、本発明の他の実施の形態の搬送システムの構成の一例を説明する。本実施の形態の搬送システムは、たとえば、ＯＨＳなどの高速搬送装置からなる第１搬送エリア３１、コンベアなどの大量搬送装置からなる第２搬送エリア３２、ストッカ３３などから構成され、クリーンルーム３４内に第１搬送エリア３１が設けられ、クリーンルーム３４の天井裏または床下に第２搬送エリア３２が設けられている。ストッカ３３は、第１搬送エリア３１と第２搬送エリア３２を中継するため、天井３５または床３６を貫通している。クリーンルーム３４の天井には空気清浄のためフィルタが設けられており、床３６は柱３７によって支えられている。図１５では、下部が本実施の形態の搬送システムであり、比較のため、上部に従来方式を示した。

本実施の形態の搬送システムでは、製品ロットなどの定常ロットを第１搬送エリア３１で搬送し、ダミー，検査用，評価用などの製品外の非定常ロット、すなわち、早期搬送の要求性の低いロットを第２搬送エリア３２で搬送する。

図１６に示すように、第２搬送エリア３２のコンベア４１は、コンベアコントローラ４２により制御され、第２搬送手段として機能して非定常ロットの搬送を行う。また、第２搬送エリア３２のコンベア４１は、第２保管手段としても機能して非定常ロットの保管も行う。定常ロットは、第１搬送エリア３１のＯＨＳなどにより搬送され、ストッカ３３（３３ａ，３３ｂ）において保管される。図１６（ｂ）における矢印は、コンベア４１上でのロットの巡回を表している。左のストッカ３３ａから右のストッカ３３ｂに搬送する手段としてのコンベアにおいて、左のストッカ３３ａで保管したいキャリアがあると仮定する（右ストッカ３３ｂには搬送せず、左ストッカ３３ａ内で運用する非定常ロットを想定）。この場合、コンベア４１はロットをストックする機能もあるので、左ストッカ３３ａがあふれている状態でも、コンベア４１上で巡回させておけば、事実上ストッカの容量を等価的に増やすことができる。

次に、図１７〜図２１により、本実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の作用・効果を説明する。

図１７に示すように、生産ライン内のロットの生産期間（ＴＡＴ）は、以下で表記できる。
ＴＡＴ＝Σ［処理時間］＝Σ［（搬送時間＋割付け待ち時間）＋処理実行時間］
ただし、Σ［処理時間］は全工程の総処理時間である。
搬送時間＝［ベイ間搬送待ち時間＋ベイ間搬送実行時間］＋［ベイ内搬送待ち時間＋ベイ内搬送実行時間］
各要素時間の短縮方法としては以下のようものがある。
（ａ）処理実行時間：枚葉処理装置を用いてロットサイズを小さくする。
（ｂ）割付け待ち時間（狭義の処理待ち時間）：（イ）プロセス処理（サービス）の待ち行列を鑑みると、処理能力の向上、すなわち、プロセス装置台数の増加により、待ち時間は短縮する。（ロ）待ち行列自体を少なくすること、すなわち、ライン内の仕掛り削減により、待ち時間は短縮する。
（ｃ）搬送実行時間：搬送車単体速度の向上を基本とする。
（ｄ）搬送待ち時間：搬送能力の向上、すなわち、搬送台車数／搬送軌道数の増加により、待ち時間は短縮する。

割付けとは、当該着工工程（ｊ）において、仕掛りロットに対する、着工するプロセス装置からみた順位付けと定義する。通常は、１プロセス装置に対して、１ロットを定義し、他のロットはいわゆる処理待ち状態のままである。ＱＴＡＴ性を重要とするロットは、優先的に割付け処理を行う。

搬送対象ロット数の増加に対応させるためには、搬送能力の向上が必要である。基本的には、搬送台車数を増加させて対応させるが、搬送台車間の干渉が生じて、所望の搬送能力が得られない、搬送実行時間が延びる、などが問題となる。軌道上の搬送台車が過密になり、渋滞が顕在化した場合、通常、軌道数を増やす対応を施す。

図１８（ａ）に示すように、従来方式は、全ての搬送対象ロットが、同一の搬送装置を用いて、先入先出的に、次工程プロセス装置に搬送されていた。すなわち、搬送対象ロットからみると、ロットの生産属性（たとえば、次工程プロセス装置の割付けが決定／未決）状態にかかわらず、同じサービス（搬送実行）の実行がなされていた。

属性別の搬送装置への要求事項を以下にまとめる。
（ａ）「次工程プロセス装置の割付けが決定」のロットは、できるだけ短時間に搬送する。
（ｂ）「次工程プロセス装置の割付けが未決」のロットは、低速に搬送してもかまわない。行き先が決定するまでは、ストッカで保管される。

ベイ間搬送に適用した例を以下に示す。ストッカからストッカへの搬送に際して、高速搬送を要求するロットと、要求しないロットとが同一のサービスを受けることになる。

図１８（ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法は、搬送装置の機器特性の異なる２方式の搬送機器を用いてシステムを構築し、ロットの属性（割付け決定／未決）に合わせて搬送方式を選択し、生産特性に応じたサービス（搬送実行）の提供を可能とする。すなわち、高速搬送を必要とするロットのみを高速搬送部（第１搬送手段）にて実行（限定）することにより、渋滞頻度を低減することができ、高速搬送部の高速性を維持すること「高速搬送に使おうとしている搬送機器が、その能力を最大に発揮するように、すなわち、具体的には、渋滞をできるだけ少なくすること。」ができる。また、高能力部（第２搬送手段）に関しては、渋滞により搬送時間が延びても、割付けの観点からは、影響が生じない（ストッカ内または搬送台車上のいずれの搬送状態であっても、処理待ち状態には関与しない）。

図１９は、ある工程から次工程への搬送が発生した場合、各々のロットに対して、「要求搬送時間に対する頻度」を模擬したグラフである。横軸は要求搬送時間ｔ、縦軸は頻度ｎを示す。図７に示すように、装置に対して着工されるロットが搬送対象となり、搬送サービスに対して待ち行列をなし、それは正規分布に近い形状になる。たとえば、割付け順番の早いものは、「要求搬送時間として」短いものとなる。

たとえば、装置に対する仕掛りが８ロット（ロット（１）〜（８））あると仮定する。それらのロットに対して、装置からみて着工する順番の最も早いものをロット（１）、最も遅いものをロット（８）とする。このとき、ロット（１）は、すぐ搬送してもらいたいものであり、要求搬送時間は、平均装置処理時間になる。ロット（２）は、ロット（１）の待ち時間に１ロット処理分の時間を加算した時間が要求搬送時間になる。ロット（３）は、さらに１ロット処理分を加算する。以下、同じにする。

実際には、要求時間をグルーピングすると、すなわち区分すると、３ないし４グループとなる。図１９では、Ｘa，Ｘb，Ｘcの３グループを表しており、Ｘaが高速搬送を要求するグループである。

図２０は、要求搬送に対して、ＯＨＳとコンベアの特性を表すグラフである。横軸は要求搬送量、縦軸は搬送時間を示す。（１）〜（４）のＯＨＳだけでは、Ｘa，Ｘb，Ｘcをまかなうには、４重ループ必要となる。しかし、コンベアは搬送時間がかかるものの搬送能力が高いという特性を持っている。すなわち、Ｘaは高速を必要とするので、ＯＨＳだけでまかないたい。Ｘb，Ｘcは高速性を特に必要としないので、ＯＨＳの（２）〜（４）重ループを構築するのではなく、コンベアでまかなうことができる。なお、図２０において、ＯＨＳとコンベアの特性図の原点をずらしている。また、要求搬送量が増加した時、搬送時間が急激に立ち上がっているのは渋滞により飽和するためである。なお、ＯＨＳの場合、複数走行ビークルの相互干渉いわゆる渋滞現象により、ビークル台数に比例した能力向上とはならない。

図２１は、ビークル式（ＯＨＳなど）搬送の一般負荷を示すグラフである。横軸はビークル台数、縦軸は（１）一台当りの搬送時間（一台に正規化）または（２）搬送量を示す。図２１に示すように、要求搬送量が増加するとビークル台数を増やす必要がある。しかし、複数走行ビークルの相互干渉いわゆる渋滞現象により、台数に比例した能力向上にはならない（（ａ）部）。ビークル台数が増加した時、１台当たりの搬送時間が急激に立ち上がっているのは、ビークル渋滞によるものである。高速に搬送するには、ビークルが少ないのが望ましい（（ｂ）部）。

したがって、ＱＴＡＴ／フレキシビリティ向上対応として、小ロットサイズ化の施策が種々あるが、本実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法を用いることにより、小ロットサイズ化の課題、すなわち、搬送負荷が増大する問題を解消することできる。

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

以上の説明では、主として本発明者によってなされた発明をその属する技術分野である半導体集積回路装置の製造方法に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、たとえば液晶表示パネルなど他の工業製品に適用することも可能である。

以上に述べたように、本願において開示される発明は、半導体集積回路装置などの工業製品の製造ラインについて適用可能であり、枚葉処理型の製造ライン、特に、特急を要求する製品を多く混流生産するライン、ファウンダリ対応ラインにおいては効果が大きい。

製品や顧客の多様化にともない、ホトリソ工程の枚葉化（小ロットサイズ化）ニーズは高く、成膜工程からホトリソ工程への自動搬送への適用は最も効果が大きい。

本発明の一実施の形態における半導体集積回路装置の製造フローの一部を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態における半導体集積回路装置の製造ラインの一部を示す図である。 本発明の一実施の形態における搬送システムを示す構成図である。 本発明の一実施の形態におけるストッカ機能を示す構成図である。 本発明の一実施の形態におけるストッカ機能を示す構成図である。 （ａ）（ｂ）は、本発明の一実施の形態における半導体集積回路装置の製造ラインを示す構成図である。 図６（ｂ）の半導体集積回路装置の製造ラインの詳細を示す構成図である。 図７の天井コンベアストッカの詳細を示す構成図である。 （ａ）（ｂ）は、図７の天井コンベアストッカ内のコンベアとベイ間アクティブＯＨＳとの間の移載機構の詳細を示す構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明の一実施の形態におけるコンベアの詳細を示す構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 図７および図８の旋回テーブルの詳細を示す構成図である。 （ａ）（ｂ）は、本発明の一実施の形態における第１搬送手段および第２搬送手段、並びに保管手段の関係を示す説明図であり、（ａ）は移載機付きのストッカを使用した場合、（ｂ）はコンベアをストッカ代わりに使用した場合を示す。 本発明の一実施の形態における搬送システムの制御システムを示すブロック図である。 本発明の一実施の形態における搬送システムの制御システムの動作例を説明するための説明図である。 本発明の他の実施の形態における搬送システムを示す構成図である。 （ａ）（ｂ）は図３の第２搬送エリアを示す構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法の効果を説明するための説明図である。 （ａ）（ｂ）は従来の搬送方式と本発明の実施の形態の搬送方式を比較するための説明図であり、（ａ）は従来方式、（ｂ）は本実施の形態の方式を示す。 要求搬送時間に対する頻度を模擬した図である。 要求搬送に対してのＯＨＳとコンベアの特性を表した図である。 ビークル式搬送の一般負荷を表した図である。

符号の説明

１１ ベイ間搬送部
１２，２５，３３，３３ａ，３３ｂ，６７ ストッカ
１３ 高速搬送部（第１搬送手段）
１４ 高能力搬送部（第２搬送手段）
１５ 台車（ビークル）
１６ 保管部
１７ 移載部
１８ ロット
１９ 処理装置
２０ ベイ
２１ ＲＧＶ
２２ ＯＨＳ（ＯＨＴ）
２３，３４ クリーンルーム
２４，４１，５７，６６，６６ａ コンベア
２６ 昇降機構（エレベータ）
２７ 旋回テーブル
２８ アーム
３１ 第１搬送エリア
３２ 第２搬送エリア
３５ 天井
３６ 床
３７ 柱
４２ コンベアコントローラ
５０ バッチ処理装置
５１ 枚葉処理装置
５２ 着工装置群
５３ ＷｉＰ（Ｗｏｒｋ ｉｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ）
５４ ロードポート
５５ クレーン
５６ 軌道
５８，５９ 移載装置
６０，６１ 取り合いポート
６２，６２ａ ローラ
６３ シャフト
６４，６４ａ モータ
６５ ビークル
６５ａ アクティブビークル
６８ 棚
６９ 移載機
７０ ベイ内搬送手段
７１ ベイ内取合口
７２ エレベータ
７３ 搬送コントローラ
７４ 装置コントローラ
７５ ホストコントローラ

Claims (7)

1. 以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
   （ａ）半導体集積回路装置の製造ライン内に併設された異なる種類の複数の搬送装置を用いてロットのベイ間搬送を行う工程、
   ここで、前記ロットのベイ間搬送は前記ロットの属性に応じて前記複数の搬送装置のうちの一つの前記搬送装置を選択して行う。
2. 以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
   （ａ）半導体集積回路装置の製造ライン内に併設された異なる種類の複数の搬送装置を用いてロットのベイ間搬送を行う工程、
   ここで、前記異なる種類の複数の搬送装置の一つは高速の搬送装置であり、早期搬送の要求性の高い前記ロットは前記高速の搬送装置を用いて搬送する。
3. 以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
   （ａ）半導体集積回路装置の製造ライン内に併設された異なる種類の複数の搬送装置を用いてロットのベイ間搬送を行う工程、
   ここで、前記異なる種類の複数の搬送装置の一つは大量搬送の搬送装置であり、早期搬送の要求性の低い前記ロットは前記大量搬送の搬送装置を用いて搬送する。
4. 請求項３記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記異なる種類の複数の搬送装置の他の一つは高速の搬送装置であり、早期搬送の要求性の高い前記ロットは前記高速の搬送装置を用いて搬送する。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記半導体集積回路装置の製造ラインは、枚葉型ラインである。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記半導体集積回路装置の製造ラインは、小バッチ型ラインである。
7. 以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
   （ａ）半導体集積回路装置の製造ライン内に併設された複数の搬送装置を用いてロットのベイ間搬送を行う工程、
   ここで、前記複数の搬送装置の少なくとも一つは大量のロットの搬送を同時に行うように運転するものであり、早期搬送の要求性の低い前記ロットは前記大量搬送を行うように運転したほうの搬送装置を用いて搬送し、且つ、前記複数の搬送装置の少なくとも一つは他の搬送手段に比較して少量のロットしか同時には搬送しないように運転するものであり、早期搬送の要求性の高い前記ロットは前記少量のロットの搬送を行うように運転したほうの搬送装置を用いて搬送する。
   
   
   

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