JP2005317653A - 分散制御型枚葉搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】 製造ライン全体での集中管理を不要とする、枚葉搬送システムを分散制御システムで構築する。
【解決手段】 本発明は、１枚の半導体ウエハ１ごとにそれを搭載するウエハキャリア２を設け、ウエハキャリア２に読み書き可能なメモリ付ＩＤタグ４を付与しておき、ウエハキャリア２と共にコンベヤー３上を枚葉搬送し、各製造装置５には半導体ウエハ１の出入を制御するフロントエンドモジュール６（ＥＦＥＭ）を設けて、コンベヤー３上を流れる半導体ウエハ１のメモリ付ＩＤタグ４から当該半導体ウエハ１に関する処理情報を読み出して、自製造装置５による処理の必要性を判断し、必要であれば自製造装置５に当該半導体ウエハを１取りこんで処理すると共に、処理実行後に当該半導体ウエハ１を搭載するウエハキャリア２のメモリ付ＩＤタグ４に自製造装置５での処理情報を前情報に付加して書込み、再びコンベヤー３上に戻して枚葉搬送する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、分散制御型枚葉搬送システムに関する。詳しくは、半導体製造工場等での枚葉生産システムに適用される分散制御型枚葉搬送システムに関する。

図３に従来のシャトル搬送システムの例を示す。半導体製造工場の半導体ウエハ搬送システムは、一般にＦＯＵＰ（密閉ボックス：Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）と呼ばれる例えば２５枚単位ポッド３１を、天井シャトル式搬送装置（ＯＨＳ）３２、天井吊下搬送装置（ＯＨＴ、図示しない）などで各製造装置３３間にバッチ搬送する方式がとられている。図３では、縦型及び横型のＯＨＳ３２でＦＯＵＰ３１が矢印の方向に移送される。ＦＯＵＰ３１は、縦型ＯＨＳ３２から、立体交差点３４、横型ＯＨＳ３２、ＦＯＵＰエレベータ３５を介して各製造装置３３の前のＦＯＵＰストッカー３６に搬送され、そこでＦＯＵＰ３１から半導体ウエハを取り出して各製造装置３３に供給され、また、各製造装置３３で処理後の半導体ウエハがＦＯＵＰ３１に収納される。Ｘ１は処理後の半導体ウエハを収納したＦＯＵＰ３１がＦＯＵＰエレベータ３５でＯＨＳ３２に移送されるところ、Ｘ２は処理前の半導体ウエハを収納したＦＯＵＰ３１がＦＯＵＰエレベータ３５からＦＯＵＰストッカー３６に移送されるところを示す。（例えば非特許文献１〜２参照）

一方、半導体製造分野においては、プロセスの超微細化（サブミクロン）、半導体ウエハの大型化（３００ｍｍ）により、ロット単位の処理が困難になり、ウエハ１枚ごとの枚葉処理に移行しつつある。このように、最近半導体製造工場において、生産システムは、枚葉生産システムにパラダイムシフトしつつある。また、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）製造工場でも同様の傾向にある。

図４は、バッチ処理と枚葉処理のプロセスと所要時間を比較した図である。バッチ処理（図４（ａ）参照）、枚葉処理（図４（ｂ）参照）で、酸化→化学気相成長→→エッチング→化学気相成長→リソグラフィーの工程について、待ち時間と処理時間を含む所要時間を比較している。なお、リソグラフィーとエッチングは両者共枚葉処理である。従って、酸化と化学気相成長がバッチ処理である。バッチ処理では２５枚／ロットで１サイクルタイムに対して、枚葉処理では、２５枚／ロットで約０．５サイクルタイム、１３枚／ロットで約０．３５サイクルタイムと短くなっている。（例えば、非特許文献１参照）

枚葉生産システムは、各製造装置の枚葉処理システムと枚葉搬送システムで構成される。枚葉処理への流れに伴い、半導体ウエハ搬送システムにも、少しずつ枚葉搬送化の要望が高まりつつあり、ミニラインファブ、スケーラブルファブなどと呼ばれる工場の形態で、超ＱＴＡＴ（短納期サービス：Ｑｕｉｃｋ Ｔｕｒｎ Ａｒｏｕｎｄ Ｔｉｍｅ）枚葉生産、フローショップ方式（工程フローにできるだけ沿った製造装置レイアウトをする方式）の搬送技術の導入検討が進んでいる。

図５に枚葉搬送システムの構成例を示す。枚葉搬送システムは、その推進者である林氏によって提案されている。図５の枚葉搬送システム２００において、半導体ウエハ２１は１枚ずつ、クリーントンネル２４内を流れるコンベヤー２３に載せられ、各製造装置２５のウエハ出入口の近傍を図中の矢印の方向に流れる。各製造装置２５のウエハ出入口の近傍にはＥＦＥＭ（フロントエンドモジュール：Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）２６が設けられ、各ＥＦＥＭ２６はウエハＩＤを読み取るリーダ（図示しない）と移送ロボット２９を有し、移送ロボット２９により、自製造装置２５で処理する半導体ウエハ２１をコンベヤー２３からバッファエリア２８に移送し、自製造装置２５で処理後の半導体ウエハ２１をバッファエリア２８からコンベヤー２３に移送する。枚葉搬送システム２００の左側には、枚葉搬送システム２００間の搬送を担う天井シャトル式搬送装置（ＯＨＳ）３２’があり、ＦＯＵＰ３１’を図中の矢印の方向に搬送し、ＦＯＵＰエレベータ３５’とＦＯＵＰストッカー３６’を介して、枚葉搬送システム２００と半導体ウエハ２１の受け渡しをしている。なお、このバッチ搬送の部分を枚葉搬送に変更することも可能である。（例えば、特許文献１参照）

国際公開ＷＯ０３−０００４７２（頁５〜８、第１図〜第１３図） Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｊｏｕｒｎａｌ ２００２年２月号、９５−９９ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＦＰＤ Ｗｏｒｌｄ ２００３年９月号、９６−１０１

しかしながら、半導体ウエハ単体には、洗浄、レジスト塗布、ベーキング、露光、現像等の処理が行われ、半導体ウエハにはウエハＩＤ（識別符号：Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を刻印できる程度で、半導体ウエハが、どの工程にあり、どの製造装置に進み、どの製造装置で異状が発生したかなどの工程管理情報（ウエハ処理情報）を記録したメモリ付ＩＤタグを付与することができないため、従来の枚葉搬送システムでは、製造ライン全体で集中管理する方式がとられている。

また、従来の枚葉搬送システムでは、センター装置による集中制御を行うため、各製造装置の処理能力が変わったとき（例えば製造時間が変わる）や生産ラインで各製造装置の数量が変わったとき、センター装置の制御パラメータをその都度変更する必要があり、製造装置数が増えるとセンター装置の負荷が過大になる問題があった。また、センター装置が故障すると各製造装置の処理が止まり、生産ラインが全く機能しなくなる問題があった。

本来、枚葉生産システムや枚葉搬送システムにはウエハ単位の工程管理が適合しており、さらにウエハ単位の工程管理ができれば、枚葉搬送システムを分散制御システムで構築し、生産処理全体の効率化を図ることも可能である。

本発明は、製造ライン全体での集中管理を不要とし、枚葉搬送システムを分散制御システムで実現することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、半導体ウエハ１枚ごとにそれを搭載するウエハキャリアを設け、そのウエハキャリアに読み書き可能なメモリ付ＩＤタグを付与しておき、半導体ウエハをウエハキャリアと共にコンベヤー上を枚葉搬送し、各製造装置には半導体ウエハの出入を制御するフロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）を設けて、コンベヤー上を流れる半導体ウエハに関するメモリ付ＩＤタグから当該半導体ウエハに関する処理情報を読み出して、自製造装置による処理の必要性を判断し、必要であれば自製造装置に当該半導体ウエハを取得して処理すると共に、処理実行後に当該半導体ウエハを搭載するウエハキャリアのメモリ付ＩＤタグに自製造装置での処理情報を前情報に付加して書込み、再びコンベヤー上に戻して枚葉搬送するものである。

請求項１に記載の分散制御型枚葉搬送システム１００は、例えば図１に示すように、１枚の半導体ウエハ１を搭載でき、半導体ウエハ１に関する処理状況を記録したメモリ付ＩＤタグ４が付加されたウエハキャリア２と、半導体ウエハ１の処理を行う複数の製造装置５の近傍を通るように布設され、半導体ウエハ１を搭載したウエハキャリア２を搬送するコンベヤー３と、各製造装置５への半導体ウエハ１の出入を制御するフロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）６とを備える。

このように構成すると、製造ライン全体での集中管理が不要になり、メモリ付ＩＤタグ４とフロントエンドモジュール６を用いて、枚葉搬送システムを分散制御システムで構築することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の分散制御型枚葉搬送システムにおいて、例えば図１に示すように、フロントエンドモジュール６は、コンベヤー３上を搬送されるウエハキャリア２のメモリ付ＩＤタ４グに記録された半導体ウエハ１に関する処理情報を無線で読み取り、また、製造装置５における処理実行後にメモリ付ＩＤタグ４に実行した処理情報を無線で書込むリーダ・ライター７と、製造装置５での処理前又は処理後の半導体ウエハ１を収納するバッファエリア８と、リーダ・ライター７が読み取った半導体ウエハ１に関する処理情報から、次の処理が当該フロントエンドモジュール６が出入を制御する製造装置５に係る処理であると認識した場合に、半導体ウエハ１をウエハキャリア２ごとコンベヤー３からバッファエリア８に移送し、当該製造装置５における処理実行後に、半導体ウエハ１をウエハキャリア２ごとバッファエリア８からコンベヤー３に移送する移送手段９とを有する。このように構成すると、各フロントエンドモジュール６で自製造装置５での処理が必要な半導体ウエハ１を判別して処理を実行でき、フロントエンドモジュール６毎に独立した分散制御が可能になる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の分散制御型枚葉搬送システムにおいて、例えば図１に示すように、当該システムで処理を行う各半導体ウエハ１に関する処理状況を把握し、処理が終了した半導体ウエハ１をコンベヤー３から除去するウエハ管理装置１０を備える。このように構成すると、個別のフロントエンドモジュール６にアクセスしなくても、１つのウエハ管理装置１０で各半導体ウエハ１に関する処理状況を把握できる。なお、処理を開始する半導体ウエハ１をコンベヤー３に搭載するよう構成しても良い。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の分散制御型枚葉搬送システムにおいて、例えば図１に示すように、メモリ付ＩＤタグ４はウエハキャリア２の定位置に付加され、ウエハキャリア２がコンベヤー３上に搭載されたときに、コンベヤー３に対して定位置にくるように搭載される。このように構成すると、各ＥＦＥＭ６のリーダ・ライター７は定位置で前記メモリ付ＩＤタグ４にアクセスでき、迅速に半導体ウエハ１の処理情報を読み出し、書き込みできる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の分散制御型枚葉搬送システムにおいて、次の処理に係る製造装置の情報は、メモリ付ＩＤタグ４の定位置に記録される。このように構成すると、各フロントエンドモジュール６のリーダ・ライター７は定位置でメモリ付ＩＤタグ４内の次に行われる処理に係る製造装置５の情報に素早くアクセスでき、迅速に各半導体ウエハ１を取り込むべきか否かの判断ができる。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の分散制御型枚葉搬送システムにおいて、リーダ・ライター７は、電波方式認識（ＲＦＩＤ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：）を用いて、メモリ付ＩＤタグ４に給電すると共に、メモリ付ＩＤタグ４に記録された情報を読み取り、また、メモリ付ＩＤタグ４に情報を書込む。このように構成すると、非接触でメモリ付ＩＤタグ４への各半導体ウエハ１の処理情報の読み書きと保存が可能となる。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の分散制御型枚葉搬送システムにおいて、コンベヤー３はウエハキャリア２を介して、メモリ付ＩＤタグ４に給電する。このように構成すると、メモリ付ＩＤタグ４への安定した給電により、各半導体ウエハ１の処理情報の読み書きと保存が可能となる。

また、請求項８に記載のフロントエンドモジュールは、製造装置５への半導体ウエハ１の出入を制御するフロントエンドモジュール６であって、コンベヤー３上を搬送されるウエハキャリア２のメモリ付ＩＤタグ４に記録された半導体ウエハ１に関する処理情報を無線で読み取り、また、製造装置５における処理実行後にメモリ付ＩＤタグ４に実行した処理情報を無線で書込むリーダ・ライター７と、製造装置５での処理前又は処理後の半導体ウエハ１を収納するバッファエリア８と、リーダ・ライター７が読み取った半導体ウエハ１に関する処理情報から、次の処理が当該フロントエンドモジュール６が出入を制御する製造装置５に係る処理であると認識した場合に、半導体ウエハ１をウエハキャリア２ごとコンベヤー３からバッファエリア８に移送し、当該製造装置５における処理実行後に、半導体ウエハ１をウエハキャリア２ごとバッファエリア８からコンベヤー３に移送する移送手段９とを有する。このように構成すると、自製造装置５での処理が必要な半導体ウエハ１を判別して処理を実行でき、それぞれ独立した分散制御を可能とするフロントエンドモジュール６を提供できる。

また、請求項９に記載のウエハ管理装置は、当該システムで処理を行う各半導体ウエハ１に関する処理状況を把握し、処理が終了した半導体ウエハ１をコンベヤー３から除去するウエハ管理装置１０であって、コンベヤー３上を搬送されるウエハキャリア２のメモリ付ＩＤタグ４に記録された半導体ウエハ１に関する処理情報を読み取るリーダ１１と、リーダ１１が読み取った半導体ウエハ１に関する処理情報から、当該半導体ウエハ１の処理が終了したと認識した場合に、当該半導体ウエハ１をウエハキャリア２ごとコンベヤー３から除去する除去手段１２とを有する。このように構成すると、個別のフロントエンドモジュールにアクセスしなくても、各半導体ウエハに関する処理状況を把握できるウエハ管理装置を提供できる。なお、リーダ１１として、リーダ・ライターを使用しても良く、除去手段１２として移送手段を使用し、処理を開始する半導体ウエハ１をコンベヤー３に搭載できるようにしても良い。

また、請求項１０に記載のウエハキャリアは、１枚の半導体ウエハ１を搭載でき、無線で情報の読み書きができ、半導体ウエハ１に関する処理状況を記録したメモリ付ＩＤタグ４が付加されている。このように構成すると、半導体ウエハ１ごとに、処理情報を記録、管理が可能になり、各製造装置５はメモリ付ＩＤタグ４に記録された当該半導体ウエハ１に関する処理情報を読み出して、次に必要な処理を判断し、実行できるので、製造装置５ごとの分散処理が可能になる。

本発明によれば、製造ライン全体での集中管理が不要になり、メモリ付ＩＤタグとフロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）を用いて、枚葉搬送システムを分散制御システムで構築することができる。

以下に図面に基き、本発明の実施の形態について説明する。

図１は本発明の実施の形態における枚葉搬送システムの構成を示す図である。図１において、半導体ウエハ１につき１枚ごとにそれを搭載する専用のウエハキャリア２を設ける。すなわち半導体ウエハ１とウエハキャリア２とは１対１に対応する。対応する半導体ウエハ１を搭載した各ウエハキャリア２はコンベヤー３に例えば適当な間隔で搭載され、半導体ウエハ１と共にコンベヤー３の流れに載って搬送される。コンベヤー３には、適当な間隔でウエハキャリア２を搭載する場所が設けられていることが、整然とした搬送ができるので好ましい。

半導体ウエハ１は、例えば１２インチ径のシリコンウエハなどが使用されるが、最終製品に応じて多種多様のウエハが使用され得るので、寸法、種類等これに限定されず、混在しても良い。これに対してウエハキャリア２は寸法、種類が統一されることが好ましいが、必ずしも統一されなくても良い。

コンベヤー３としてベルトコンベヤーを使用できるが、これに限られず、例えば、レール上に台車を置いて、無線を用いて移動させても良く、磁気浮上を用いて移動させても良い。

各ウエハキャリア２には、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：電波方式認識）などにより、例えば１０ｃｍ程度の距離から無線で情報の読み書きができるメモリ付ＩＤタグ４が付加される。このメモリ付ＩＤタグ４は例えば、リーダ・ライター７からの読み書きに使用する電波（ラジオ波）により給電されて動作する。

リーダ・ライター７として、ＲＦＩＤを使用できるが、これに限られず、ブルートゥース方式、赤外線通信などを使用しても良い。

半導体ウエハ１の製造ラインには多数の製造装置５（例えばスパッタリング装置５−１、高速エッチング装置５−Ｎ等）が用いられ、半導体ウエハ１はコンベヤー３に載って、これら製造装置５の近傍を流れる。例えば数台から数百台の製造装置が配置される。各製造装置５のウエハ出入口の近傍にはＥＦＥＭ（フロントエンドモジュール）６が設置され、各ＥＦＥＭ６は、メモリ付ＩＤタグ４に情報の読み書きができるリーダ・ライター７を有する。各ＥＦＥＭ６のリーダ・ライター７は、例えば１０ｃｍ程度の距離から無線で、コンベヤー３に載って流れてくる各ウエハキャリア２のメモリ付ＩＤタグ４にアクセスする。

メモリ付ＩＤタグ４には、搭載している半導体ウエハ１に関して、予め定められた各工程と今まで実行された各工程の処理情報が記録されており、各ＥＦＥＭ６は、リーダ・ライター７を用いて、メモリ付ＩＤタグ４を読み出し、次の処理が当該ＥＦＥＭ６が出入を制御する製造装置５（以下、自製造装置という）の処理であると認識した場合は、当該半導体ウエハ１をウエハキャリア２ごとコンベヤー３から自製造装置５のバッファエリア８に移送手段９を用いて移送する。

バッファエリア８には、自製造装置５の処理を待つ半導体ウエハ１が移送の順番（すなわち処理の順番）に収納される。自製造装置５は半導体ウエハ１を対応するメモリ付ＩＤタグ４の情報に従って１枚ずつ処理し、予定された処理実行後に、当該半導体ウエハ１をバッファエリア８に待機していた当該半導体ウエハ１専用のウエハキャリア２に搭載する。各ＥＦＥＭ６はリーダ・ライター７を用いて、当該半導体ウエハ１を搭載したウエハキャリア２に付されたメモリ付ＩＤタグ４に自製造装置５での処理情報を前情報に付加して書込む。その後、当該半導体ウエハ１をウエハキャリア２ごとバッファエリア８からコンベヤー３の空きスペースに移送手段９を用いて移送する。半導体ウエハ１はコンベヤー３に載って、再び多数の製造装置５の近傍を流れる。

メモリ付ＩＤタグ４はウエハキャリア２の定位置に付加され、ウエハキャリア２がコンベヤー３上に搭載されたときに、コンベヤー３に対して定位置にくるように搭載されるのが望ましい。例えば、寸法の等しいウエハキャリア２の半径方向に延長した部分を設けて形状に変化をもたせ、この部分に統一してメモリ付きＩＤタグ４を付すものとし、さらにコンベヤー３にこの形状に合致する窪みを等間隔に設けて、その窪みに合わせてウエハキャリア２を置くなどにより（窪みの代わりに複数のガイドピンでウエハキャリア２を置く位置を定めても良い）、ウエハキャリア２の上下左右の位置や回転方向を揃えて、コンベヤーに搭載されるようにすると、メモリ付きＩＤタグ４はウエハキャリア２の定位置に付加され、コンベヤー３の片側に、かつコンベヤー３の中心線から等距離の定位置にくるように搭載される。このようにすると、各ＥＦＥＭ６のリーダ・ライター７は定位置でメモリ付ＩＤタグ４にアクセスできるので、迅速に半導体ウエハ２の処理情報を読み出し、書き込みできる。

また、次の処理に係る製造装置５の情報は、メモリ付ＩＤタグ４の定位置に記録されるのが望ましい。次の処理に係る製造装置５の情報は工程の流れに応じて変化していくのであるが、例えば、処理が終了するたびに、次の処理に係る製造装置５の情報をメモリ付ＩＤタグ４の定位置にコピーしておけば良い。このようにすると、各ＥＦＥＭ６のリーダ・ライター７は定位置でメモリ付ＩＤタグ４内の次に行われる処理に係る製造装置５の情報に素早くアクセスでき、迅速に各半導体ウエハ１を取り込むべきか否かの判断ができる。

また、メモリ付ＩＤタグ４に記録する半導体ウエハ１に関する処理状況は、搭載している半導体ウエハ１について、少なくとも、予め定められた各工程と今まで実行された各工程の処理情報を含む。両者を含むことにより、どこまで処理がされたか、次の処理は何か、異常がなかったかなどを把握できる。例えば、ＣＶＤ装置（化学気相成長装置）による成膜工程であれば、予め定められた各工程に関する情報は、膜の成分と厚さなどである。ガス流量や成膜温度は、膜の成分と厚さなどのデータを取得して製膜装置の制御装置が定める。他方、実行された各工程の処理情報としては、ガス流量、成膜温度などが記録される。また例えば、露光工程であれば、予め定められた各工程に関する情報は、フォトマスクの識別番号などである。最適露光条件は露光装置の制御装置が定める。他方、実行された各工程の処理情報としては、フォトマスクの識別番号、露光条件などが記録される。また例えば、エッチング工程であれば、予め定められた各工程に関する情報は、膜の成分と厚さ及びエッチング液の成分などである。エッチング液の温度、時間などは、膜の成分と厚さのデータを取得してエッチング装置の制御装置が定める。他方、実行された各工程の処理情報としては、エッチング液の成分、温度、時間などが記録される。

バッファエリア８は、ウエハキャリア２に半導体ウエハ１を搭載した状態でコンベヤー３との間で移送しやすいように、また、半導体ウエハ１をウエハキャリア２と製造装置のウエハ出入口との間で移送しやすいように、ウエハキャリア２を平面的に収納できることが好ましいが、上記の移送が可能であれば良い。なお、枚葉搬送システムは処理を待つ時間が少ないというメリットがあるので、システムの規模により異なるが、バッファエリア８内に収納するウエハキャリア２の枚数を少なくでき、例えば数枚で良い。

移送手段９として、移送ロボットを使用できる。本実施の形態では、移送ロボット９は、半導体ウエハ１を搭載したウエハキャリア２をコンベヤー３とバッファエリア８間で移送する作業がプログラム化され、コンピュータ（ここではＥＦＥＭ６）の指令により、プログラムに従って実行される。しかし、移送手段９は移送ロボットに限られず、例えば、オペレータがマニュピュレータを操作して移送しても良い。また、移送ロボット９によるウエハキャリア２の移送は、例えば、ウエハキャリア２の底に窪みを設けておき、コンベヤー３に搭載したときに、ウエハキャリア２とコンベヤー３の間に隙間ができるようにし、移送ロボット９のハンドを、適当なタイミングでその隙間に差込み、掬い上げて移送できるように構成しても良い。なお、移送手段９は半導体ウエハ１を搭載したウエハキャリア２をコンベヤー３とバッファエリア８間で移送できれば良い。バッファエリア８と製造装置５のウエハ出入口間での半導体ウエハ１の移送も行った方が便宜であるが、これを行わずに、製造装置５側の移送手段に委ねても良い。

また、搬送ラインの１箇所にウエハ管理装置１０を配置する。ウエハ管理装置１０は、コンベヤー３上を流れるウエハキャリア２のメモリ付ＩＤタグ情報を順次読み取るリーダ１１を用いて、各半導体ウエハ１の処理状況の情報収集を行う。これにより、各ＥＦＥＭ６に個別にアクセスしなくても各半導体ウエハ１の処理状況、各製造装置５の処理情報や異常情報などを知ることができる。また、ウエハ管理装置１０は、把握した処理情報を参照し、除去手段１２を用いて、処理が終了したと認識した半導体ウエハ１をコンベヤー３から除去する。

除去手段１２に代えて移送手段を用い、上記除去手段１２の機能を兼ねると共に、処理を開始する半導体ウエハ１をコンベヤー３に搭載しても良い。なお、移送手段として、ＥＦＥＭ６の移送ロボット９と同じものを使用できる。また、リーダ１１に代えてリーダ・ライターを用い、上記リーダ１１の機能を兼ねると共に、例えば、処理を開始する半導体ウエハ１に関する処理開始時間をメモリ付ＩＤタグ４に書込むなど、書込み可能に構成しても良い。なお、リーダ・ライターとしてＥＦＥＭ６のリーダ・ライター７と同じものを使用できる。

このように、半導体ウエハ１の生産を、リソグラフィー工程、メタル配線工程も含め、各製造装置５のＥＦＥＭ６により分散制御で進行できるため、センターによる集中管理が不要になる。

図２に本発明の実施の形態における枚葉搬送システムの処理フロー例を示す。
通常は、半導体ウエハ１は１枚ずつウエハキャリア２に搭載され、コンベヤー３に載って、多数の製造装置５のウエハ出入口の近傍を流れている（ステップＳ００１）。

各製造装置５のＥＦＥＭ６は、メモリ付ＩＤタグ４に情報の読み書きができるリーダ・ライター７を有する。各ＥＦＥＭ６のリーダ・ライター７は、例えば１０ｃｍ程度の距離から無線で、コンベヤー３に載って流れてくる各ウエハキャリア２のメモリ付ＩＤタグ４にアクセスする（ステップＳ００２）。

次に、各ＥＦＥＭ６は、リーダ・ライター７を用いて、メモリ付ＩＤタグ４に記録された半導体ウエハの処理状況を読み出し、次の処理が自製造装置５に係る処理であるか否かを判断する（ステップＳ００３）。自製造装置５に係る処理であると認識した場合は、当該半導体ウエハ１をウエハキャリア２ごとコンベヤー３から自製造装置５のバッファエリア８に移送ロボットなどの移送手段９を用いて移送する（ステップＳ００４）。認識しなかった場合はステップＳ００１に戻る。

次に、当該製造装置５は、バッファエリア８のウエハキャリア２から半導体ウエハ１を取得し、半導体ウエハ１を対応するメモリ付ＩＤタグ４の情報に従って１枚ずつ処理する（ステップＳ００５）。予定された処理実行後に、当該製造装置５は、バッファエリア８の対応する（専用の）ウエハキャリア２に半導体ウエハ１を搭載し、各ＥＦＥＭ６はリーダ・ライター７を用いて、当該半導体ウエハ１を搭載するウエハキャリア２に付されたメモリ付ＩＤタグ４に自製造装置５での処理情報を前情報に付加して書込む（ステップＳ００６）。

次に、当該半導体ウエハ１をウエハキャリア２ごとバッファエリアからコンベヤー３の空きスペースに移送ロボットなどの移送手段９を用いて移送する（ステップＳ００７）。ここで、１つの製造装置５に係る処理は終了するが、ステップＳ００１に戻り、半導体ウエハ１はコンベヤー３に載って、再び多数の製造装置５のウエハ出入口の近傍を流れる。次の製造工程があれば、次の処理に係る製造装置５で同様の処理フローで処理され、全ての製造工程が終了すれば、ウエハ管理装置１０によりコンベヤー３から除去される。

以上説明したように、本発明によれば、製造ライン全体での集中管理を不要とし、枚葉搬送システムを分散制御システムで実現できる。

本発明では、各製造装置が、半導体ウエハを搭載するウエハキャリアに付されたＩＤタグ情報に基いて処理を実行し、各製造装置のＥＦＥＭが分散して工程管理を実行するため、各ＥＦＥＭの負荷が軽く、仮にある製造装置やＥＦＥＭが故障しても、同じ処理を行う装置が複数あれば、生産能力の低下はあるものの、全体の生産は進行する。また、半導体ウエハの異常情報などが、ＩＤタグに書込まれて次の工程に進むため、以降の工程で当該半導体ウエハの製造処理を実行しなければ、生産性も向上し、コストダウンにも大きく貢献する。

さらに、ウエハ管理装置で、流れている半導体ウエハのＩＤタグ情報を読み取って各製造装置の稼働率、半導体ウエハの各工程の待ち時間などをカウントして、データを集積し、これらのデータを生産ラインの製造装置の稼働台数や設置台数などにフィードバックをかければ、生産効率の高いシステムを容易に実現できる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態に種々変更を加えられることは明白である。

例えば、本実施の形態では、生産システムも全て枚葉処理であるかのように説明したが、例えば、フィールド酸化、レジスト灰化、洗浄など一部にバッチ処理が入っても、製造装置内での半導体ウエハの取り扱い及びバッファエリアと製造装置間での半導体ウエハの移送の仕方に変更が生じるだけであり、搬送システムはそのまま使用できるので、本発明を適用できる。また、バッファエリアと製造装置間での半導体ウエハの移送が完全に自動化されておらず、一部に人手が介在する場合でも、搬送システムはそのまま使用できるので、本発明を適用できる。

また、ウエハ管理装置は、処理を開始する半導体ウエハをコンベヤーに搭載する機能と、処理が終了した半導体ウエハをコンベヤーから除去する機能を兼用しても良く、ウエハ管理装置が処理が終了した半導体ウエハをコンベヤーから除去し、別の装置が処理を開始する半導体ウエハをコンベヤーに搭載しても良い。

また、同じ製造装置が複数台ずつあっても良い。フォト処理、層間絶縁膜形成、配線形成、イオンインプランテーションなど使用頻度の高い装置は、複数台設置しておけば、いずれかの装置が処理すれば良いので、生産システム全体の効率化が図れる。また、コンベヤーが複数ラインあっても良い。生産システムが大きくなると、１つのコンベヤーラインで全製造装置に搬送するより、複数のコンベヤーラインで分担させた方が効率的な場合もあり得る。この場合には、複数のコンベヤー間で半導体ウエハを搭載したウエハキャリアの移送ができるように、コンベヤー間の移送手段を設ければ良い。

また、本実施の形態では、メモリ付ＩＤタグは、リーダ・ライターからの読み書きに使用する電波（ラジオ波）により給電されて動作する場合を説明したが、コンベヤーからウエハキャリアを介して給電されても良い。この場合、例えば、コンベヤーに給電線が配置され、ウエハキャリアには、裏面に上記給電線と接触するように電極を配置し、この電極からメモリ付ＩＤタグに至る配線を形成しておけば良い。

また、本発明は半導体ウエハの枚葉搬送技術に関するものであるが、ＬＣＤの搬送技術に関しても本発明と類似の枚葉搬送技術を適用可能である。

本発明は、半導体製造工場での枚葉搬送システムなどに利用される。

本発明の実施の形態における枚葉搬送システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態における枚葉搬送システムの処理フロー例を示す図である。 従来のシャトル搬送システムの例を示す図である。 バッチ処理と枚葉処理のプロセスと所要時間を比較した図である。 従来の枚葉搬送システムの構成例を示す図である。

符号の説明

１、２１ 半導体ウエハ
２、２２ ウエハキャリア
３、２３ コンベヤー
４ メモリ付ＩＤタグ
５、２５ 製造装置
６、２６ ＥＦＥＭ（フロントエンドモジュール）
７ リーダ・ライター
８、２８ バッファエリア
９、２９ 移送ロボット（移送手段）
１０ ウエハ管理装置
１１ リーダ
１２ 除去ロボット（除去手段）
２４ クリーントンネル
３１、３１’ ＦＯＵＰ（ポッド）
３２、３２’ 天井シャトル式搬送装置
３３ 製造装置
３４ 立体交差点
３５、３５’ ＦＯＵＰエレベータ
３６、３６’ ＦＯＵＰストッカー
１００ 分散制御型枚葉搬送システム
２００ 枚葉搬送システム

Claims (10)

1. １枚の半導体ウエハを搭載でき、前記半導体ウエハに関する処理状況を記録したメモリ付ＩＤタグが付加されたウエハキャリアと；
   前記半導体ウエハの処理を行う複数の製造装置の近傍を通るように布設され、前記半導体ウエハを搭載した前記ウエハキャリアを搬送するコンベヤーと；
   各製造装置への前記半導体ウエハの出入を制御するフロントエンドモジュールとを備える；
   分散制御型枚葉搬送システム。
2. 前記フロントエンドモジュールは、
   前記コンベヤー上を搬送される前記ウエハキャリアの前記メモリ付ＩＤタグに記録された前記半導体ウエハに関する処理情報を無線で読み取り、また、前記製造装置における処理実行後に前記メモリ付ＩＤタグに実行した処理情報を無線で書込むリーダ・ライターと、
   前記製造装置での処理前又は処理後の半導体ウエハを収納するバッファエリアと、
   前記リーダ・ライターが読み取った前記半導体ウエハに関する処理情報から、次の処理が当該フロントエンドモジュールが出入を制御する製造装置に係る処理であると認識した場合に、前記半導体ウエハを前記ウエハキャリアごと前記コンベヤーから前記バッファエリアに移送し、当該製造装置における処理実行後に、前記半導体ウエハを前記ウエハキャリアごと前記バッファエリアから前記コンベヤーに移送する移送手段とを有する；
   請求項１に記載の分散制御型枚葉搬送システム。
3. 当該システムで処理を行う各半導体ウエハに関する処理状況を把握し、処理が終了した半導体ウエハを前記コンベヤーから除去するウエハ管理装置を備える；
   請求項１又は請求項２に記載の分散制御型枚葉搬送システム。
4. 前記メモリ付ＩＤタグは前記ウエハキャリアの定位置に付加され、前記ウエハキャリアが前記コンベヤー上に搭載されたときに、前記コンベヤーに対して定位置にくるように搭載される；
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の分散制御型枚葉搬送システム。
5. 次の処理に係る製造装置の情報は、前記メモリ付ＩＤタグの定位置に記録される；
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の分散制御型枚葉搬送システム。
6. 前記リーダ・ライターは、電波方式認識を用いて、前記メモリ付ＩＤタグに給電すると共に、前記メモリ付ＩＤタグに記録された情報を読み取り、また、前記メモリ付ＩＤタグに情報を書込む；
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の分散制御型枚葉搬送システム。
7. 前記コンベヤーは前記ウエハキャリアを介して、前記メモリ付ＩＤタグに給電する；
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の分散制御型枚葉搬送システム。
8. 製造装置への半導体ウエハの出入を制御するフロントエンドモジュールであって、
   コンベヤー上を搬送されるウエハキャリアのメモリ付ＩＤタグに記録された前記半導体ウエハに関する処理情報を無線で読み取り、また、前記製造装置における処理実行後に前記メモリ付ＩＤタグに実行した処理情報を無線で書込むリーダ・ライターと、
   前記製造装置での処理前又は処理後の半導体ウエハを収納するバッファエリアと、
   前記リーダ・ライターが読み取った前記半導体ウエハに関する処理情報から、次の処理が当該フロントエンドモジュールが出入を制御する製造装置に係る処理であると認識した場合に、前記半導体ウエハを前記ウエハキャリアごと前記コンベヤーから前記バッファエリアに移送し、当該製造装置における処理実行後に、前記半導体ウエハを前記ウエハキャリアごと前記バッファエリアから前記コンベヤーに移送する移送手段とを有する；
   フロントエンドモジュール。
9. 当該システムで処理を行う各半導体ウエハに関する処理状況を把握し、処理が終了した半導体ウエハをコンベヤーから除去するウエハ管理装置であって、
   前記コンベヤー上を搬送されるウエハキャリアのメモリ付ＩＤタグに記録された前記半導体ウエハに関する処理情報を読み取るリーダと、
   前記リーダが読み取った前記半導体ウエハに関する処理情報から、当該半導体ウエハの処理が終了したと認識した場合に、当該半導体ウエハを前記ウエハキャリアごと前記コンベヤーから除去する除去手段とを有する；
   ウエハ管理装置。
10. １枚の半導体ウエハを搭載でき、無線で情報の読み書きができ、前記半導体ウエハに関する処理状況を記録したメモリ付ＩＤタグが付加された；
    ウエハキャリア。

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