JP3316807B2 - 半導体製造管理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工程の管理
として、特に前工程プロセスにおけるロットの進捗状況
を制御する半導体製造管理システムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的に半導体製造装置に対して容器に
入った半導体ウエハ（ロット）を搬送する場合には、製
造装置の稼働状況に合わせて搬送を行う必要がある。例
えばあまりにも早くロットを供給しても、製造装置側で
ロットを格納する必要が生まれる。このため、製造装置
にロットを格納するスペースを設ける必要が生じ、この
結果、スペースコストが増加する。またロットの不適正
な中間在庫が発生する。一方、あまりにも遅くロットを
供給すると、ロットの進捗速度が遅くなり、スループッ
トが低下する。あるいは、製造装置に無駄な空き時間が
生じる等の問題が生じる。そこで、従来にロット搬送装
置では、搬送開始の時期を、搬送先の製造装置の処理終
了時刻に合わせる制御を行っていた。次に一例として洗
浄工程−酸化工程の場合について、図１０により説明す
る。

【０００３】図に示すように、洗浄・酸化工程を行う領
域１００には、一つの倉庫１１０とと移載ポート１２０
と複数の洗浄機１３０および複数の酸化装置１４０が設
置されている。またこの領域１００には、倉庫１１０と
洗浄機１３０と酸化装置１４０と倉庫１１０との間でロ
ットの搬送を行う搬送装置１５０と、この搬送装置１５
０を制御する搬送コントローラー１６０とが設置されて
いる。上記搬送コントローラー１６０は、倉庫１１０、
各洗浄機１３０，酸化装置１４０，搬送装置１５０等を
相互に連携して制御する。それとともに、倉庫１１０と
洗浄機１３０間、洗浄機１３０と酸化装置１４０間の搬
送時間、倉庫１１０内のロットの工程と、それぞれのロ
ットの工程に応じた洗浄時間、酸化時間等を記憶してい
る。

【０００４】上記洗浄工程−酸化工程では、一般的に酸
化装置１４０で処理すべきロットを倉庫１１０より移載
ポート１２０を介して出庫し、洗浄機１３０のうちの一
つで洗浄処理を行い、酸化装置１４０のうちの一つに投
入して酸化処理を行う。

【０００５】いま、ロットＡが第１の酸化装置（１４０
Ａ）が処理中であるとする。このロットＡの処理時間
は、予め工程に応じて搬送コントローラー１６０に登録
されていて、この所要時間と投入実施時刻とをもって、
処理終了予定時刻が計算される。そして搬送コントロー
ラー１６０に記憶される。

【０００６】一方、上記第１の酸化装置（１４０Ａ）で
次に処理可能なロットＢは倉庫１１０に収納されてい
る。このロットＢの出庫の時刻は、搬送コントローラー
１６０によって、第１の酸化装置（１４０Ａ）の処理終
了予定時刻から、洗浄機１３０でのロットＢの処理時間
および搬送時間を差し引いた値として求められる。そし
てこの求めた時刻に基づいて、搬送コントローラー１６
０は倉庫１１０からロットＢを洗浄機１３０に搬送す
る。やがて、ロットＡの処理終了と同時に次のロットＢ
が第１の酸化装置（１４０Ａ）に到着する。また、次に
第１の酸化装置（１４０Ａ）で処理を行うロットＣが倉
庫１１０の中に収納されていれば、ロットＢの終了予定
時刻を基にして出庫予定時刻を算出し、以下上記説明し
たと同様の制御を行って、ロットＣを第１の酸化装置
（１４０Ａ）に搬送する。

【０００７】以上説明した洗浄−酸化工程の例のような
制御方法がそのほかの洗浄装置を経由するような工程
〔例えば、拡散工程，化学的気相成長法（ＣＶＤ）工
程，スパッタ工程等〕でも同様に実行される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
半導体生産工場では、例えば前洗浄装置やレジスト塗布
装置等のいわゆる準備処理装置群全体における単位時間
当たりの処理能力は、例えば、酸化装置，拡散装置，Ｃ
ＶＤ装置，スパッタ装置等の主処理装置の合計処理能力
と同等になっている。これは生産計画に基づくロット数
を処理するために必要な装置台数以上の装置の設置が、
工場の経費を圧迫するからである。このため、準備処理
装置に不意の故障が起きた場合や、定期的なメンテナン
スを行う場合に、前記した従来の制御方法では、一時的
に準備処理装置群の処理能力が低下するので、その間、
準備処理装置に向かうべきロットが多数待ち状態にな
る。その結果、準備処理工程後の主処理工程を行う装置
群にロット待ち状態の無駄な時間が生じる。

【０００９】一方、上記課題を解決するために、上記説
明した制御方法での「搬送に費やす時間」を実際よりも
見かけ上長く確保して早めに準備処理装置への搬送を開
始する方法も行われている。この方法では、早めに準備
処理工程処理を行って、主処理装置に早めにロットを搬
送しようとするので、主処理装置での空き時間は小さく
なる。しかし、早めに洗浄を行える限度（準備処理のロ
ット放置による浮遊塵埃の付着の影響、ロットの容器よ
り排出される微量の気体による影響）があるために、た
とえ早めに準備処理を行っても、一時的に準備処理装置
の前に準備処理するべきロットが多数滞ることに変わり
はない。したがって、そのとき立ち上がった主処理装置
にすぐに準備処理済のロットを供給できない、また緊急
にロットの準備処理を行うべき主処理装置に対して空き
時間が生じることになる、等の問題が起きる。

【００１０】本発明は、主処理装置に、常にロットが仕
掛かるようにロットを搬送する、ロット搬送性に優れた
半導体製造管理システムを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされた半導体製造管理システムである。
すなわち、例えば酸化装置，拡散装置，化学的気相成長
装置，スパッタ装置等の主処理装置と、例えば前洗浄装
置，レジスト塗布装置等の準備処理装置とが設置されて
いる。さらに工程待ちのロットを保管する倉庫が設置さ
れている。また倉庫と各主処理装置と各準備処理装置と
を接続する搬送路と、当該搬送路に沿って移動してロッ
トを搬送する搬送車とよりなる搬送装置が設置されてい
る。さらに各準備処理装置と倉庫と搬送車と各付加価値
を創出する主処理装置とを制御する搬送装置コントロー
ラが設けられているシステムである。

【００１２】上記システムの搬送コントローラでは、各
ロットについて、主処理装置でロット待ちによる空き時
間が起きない限界の時刻となる最遅出庫予定時刻を計算
して求める。それとともに、準備処理後のロットに品質
劣化が起きない限界の時刻となる最早出庫予定時刻を求
める。そして最早出庫予定時刻から最遅出庫予定時刻ま
での間で、処理可能な準備処理装置の稼働率が現工程の
準備処理装置の稼働率よりも大きい場合には、搬送装置
によって、倉庫よりロットを出庫して準備処理装置に搬
送する。また処理可能な準備処理装置の稼働率が現工程
の準備処理装置の稼働率以下の場合には、処理可能な準
備処理装置の稼働率が現工程の準備処理装置の稼働率よ
りも大きくなるまで、一定間隔で最遅出庫予定時刻まで
準備処理装置の稼働率の計算を繰り返し行う。

【００１３】

【作用】上記半導体製造管理システムでは、搬送コント
ローラによって、各ロットごとに計算して求めた最早出
庫予定時刻から最遅出庫予定時刻までの間で、処理可能
な準備処理装置の稼働率が現工程の準備処理装置の稼働
率よりも大きい場合には、搬送装置によって、倉庫より
ロットを出庫して準備処理装置に搬送する。一方処理可
能な準備処理装置の稼働率が現工程の準備処理装置の稼
働率以下の場合には、処理可能な準備処理装置の稼働率
が現工程の準備処理装置の稼働率よりも大きくなるま
で、一定間隔で最遅出庫予定時刻まで準備処理装置の稼
働率の計算を繰り返し行う。したがって、ロットの出庫
は自動的に調整されるので、ロットは、主処理装置に絶
え間なく搬送されるようになり、かつ準備処理装置で処
理した直後にロットが搬送されるようになる。また準備
処理装置に多量のロットが集中しなくなるので、準備処
理装置に対するロット処理の付加が時間的に分散され
る。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を、図１の半導体製造管理シ
ステム図により説明する。図では、代表して、洗浄−酸
化工程を示す。図１に示すように、半導体製造管理シス
テム１には、半導体生産工場におけるウエハプロセスで
のロットに対して付加価値を創出する処理を行う複数の
主処理装置１１が設置されている。この主処理装置１１
は、例えば酸化装置（３１ａ）〜（３１ｄ）で構成され
ている。主処理装置１１には、酸化装置の他に、例えば
拡散装置，化学的気相成長装置，スパッタ装置，蒸着装
置等がある。各主処理装置１１には、装置コントローラ
２１が設けられている。

【００１５】また上記前記主処理装置１１で処理を行う
前のウエハに準備処理を行う複数の準備処理装置１２が
設置されている。この準備処理装置１２は、例えば前洗
浄を行う洗浄機（３２ａ）〜（３２ｃ）で構成されてい
る。この準備処理装置３２には、上記洗浄機の他に、例
えばレジスト塗布装置等がある。各準備処理装置１２に
は、準備処理装置コントローラ２２が設けられている。

【００１６】さらに工程待ちのロットを保管する倉庫１
３が設けられている。上記倉庫１３には、当該倉庫１３
より後述する搬送路１５にロットを移載するための移載
ポート１４が設けられている。上記倉庫１３には倉庫コ
ントローラ２３が設けられている。また上記移載ポート
１４には移載ポートコントローラ２４が設けられてい
る。上記移載ポート１４と上記各主処理装置１１と上記
各準備処理装置１２とを接続する搬送路１５が設置され
ている。この搬送路１５には、当該搬送路１５に沿って
移動してロットを搬送する複数の搬送車１６が設けられ
ている。上記各搬送車１６には搬送車コントローラ２５
が設けられている。上記搬送路１５と上記各搬送車１６
とによって搬送装置１７が構成されている。

【００１７】また上記各主処理装置コントローラ２１と
上記各準備処理装置コントローラ２２と上記倉庫コント
ローラ２３と上記各搬送車コントローラ２４と移載ポー
トコントローラ２５とに接続する搬送装置コントローラ
２０が接続されている。上記搬送装置コントローラ２０
には端末機２６と表示入力装置２７が接続されている。
上記の如くに、半導体製造管理システム１は構成されて
いる。

【００１８】次に図２の各管理ファイルの構成図および
図３〜図８の各管理ファイルの説明図により、上記搬送
コントローラ２０のシステム構成を説明する。図２に示
すように、搬送コントローラ２０内には、工程情報管理
ファイル２１０，ロット情報管理ファイル２２０，装置
情報管理ファイル２３０，搬送時間管理ファイル２４
０，工程フロー管理ファイル２５０，出庫時刻の再計算
間隔管理ファイル２６０より構成される記憶手段が搭載
されている。これらの記憶手段は、磁気ディスク装置ま
たは半導体メモリ装置等より構成されている。

【００１９】図２と図３に示すように、上記工程情報管
理ファイル２１０には、主処理装置１１及び準備処理装
置１２で実施される工程名２１１，処理可能装置２１
２，処理時間２１３，工程ごとの出庫オフセット時間２
１４および準備処理を行うべきロットに対する出庫許容
準備処理装置の稼働率２１５が関連付けて記憶されてい
る。

【００２０】図２と図４に示すように、上記ロット情報
管理ファイル２２０には、各ロットのロット番号２２
１，現工程名２２２，最早出庫予定時刻２２３，最遅出
庫予定時刻２２４，次出庫予定時刻２２５および主処理
装置および準備処理装置での処理終了予定時刻２２６が
関連付けて記憶されている。

【００２１】また図２と図５に示すように、上記装置情
報管理ファイル２３０には、各装置名２３１，処理中の
ロット名２３２，処理終了予定時刻２３３および各装置
の処理の可否２３４が関連付けて記憶されている。

【００２２】図２と図６に示すように、上記搬送時間管
理ファイル２４０には、搬送区間２４１と搬送に必要な
搬送時間２４２とが記憶されている。また図２と図７に
示すように、上記工程フロー情報管理ファイル２５０に
は、製品の品種名２５１，品種ごとの工程順２５２と工
程名２５３とが記憶されている。さらに図２と図８に示
すように、出庫時刻の再計算間隔情報管理ファイル２６
０には、当該半導体製造管理システム１に固有の出庫時
刻の再計算間隔２６１が記憶されている。

【００２３】次に一例として、洗浄−酸化工程のロット
管理を図９の流れ図により説明する。したがってここで
は、主処理装置（１１）は酸化装置（３１ａ〜３１ｄ）
で構成され、準備処理装置（１２）は洗浄機（３２ａ〜
３２ｃ）で構成される。なお、説明文中に記載した符号
は、前記図１，図２〜図８で説明した符号を用いた。

【００２４】まず例えば第１の酸化装置３１ａで現ロッ
トＰの処理が行われているものとする。まず搬送コント
ローラ２０によって、「酸化装置の処理終了予定時刻の
計算」５１を行う。この計算は、現ロットＰを第１の酸
化装置３１ａに投入した時点で、第１の酸化装置３１ａ
より受信する「投入完了」の信号を受信したときに、搬
送コントローラ２０が現在の時刻に現ロットＰの現工程
の処理時間を加算して行う。この計算結果は、この搬送
コントローラ２０内の装置状態管理ファイル２３０に記
憶される。

【００２５】さて、現ロットＰの次のロットとして、洗
浄前のロットＱが倉庫１３の中に収納されているものと
する。このとき、搬送コントローラ２０は、「ロットＱ
の最遅出庫予定時刻の計算」５２を行う。この計算は、
まず第１の酸化装置３１ａの処理終了予定時刻からロッ
トＱを洗浄する予定の洗浄機３２ａでの予定処理時間と
洗浄機３２ａから酸化装置３１ａまでの搬送時間とを差
し引いて求める。上記求めた時刻が最遅出庫予定時刻に
なる。この最遅出庫予定時刻は、酸化装置３１でロット
待ちによる空き時間が発生しない限界の時刻になる。

【００２６】次に「ロットＱの最早出庫予定時刻の計
算」５３を行う。この計算は、まず、上記最遅出庫予定
時刻から工程情報管理ファイル２１０の出庫オフセット
時間２２４の項目を検索して出庫オフセット時間を求
め、さらに当該最遅出庫予定時刻よりこのオフセット時
間を差し引いて最早出庫予定時刻を求める。上記最早出
庫予定時刻と上記最遅出庫予定時刻とは、それぞれロッ
ト情報管理ファイル２２０内の最早出庫予定時刻２２３
の項目と最遅出庫予定時刻２２４の項目とに記憶され
る。この最早出庫予定時刻は、洗浄処理後のロットに品
質劣化が起きない限界の時刻になる。

【００２７】次いで「最早出庫予定時刻ｔｅと現時刻ｔ
ｐとの比較判別」５４を行う。比較判別の結果、ｔｅ＞
ｔｐの場合には、「次出庫予定時刻に現時刻を登録」５
５を行う。一方ｔｅ≦ｔｐの場合には、「次出庫予定時
刻に最早出庫予定時刻を登録」５６を行う。

【００２８】次に搬送コントローラ２０において、「次
出庫予定時刻ｔｎと最遅出庫予定時刻ｔｌとの比較判
別」５７を行う。この比較判別の結果、ｔｎ≧ｔｌの場
合には、直ちに「ロットの出庫」７１を実行する。一方
ｔｎ＜ｔｌの場合には、「次出庫予定時刻まで待つ」５
８を実行する。

【００２９】さて、搬送コントローラ２０は、次出庫予
定時刻になったとき、ロットＱの出庫後の工程における
装置の稼働状態を確認するために、ロットＱの行き先酸
化工程に対する洗浄機３２の稼働率を検索する「出庫許
容洗浄機の稼働率βの検索」５９を行う。それととも
に、その前洗浄処理が可能な洗浄機３２を検索してその
台数を数えるとともに、処理可能な洗浄機３２のうち、
現在故障あるいはメンテナンスのために処理不能な状態
の洗浄機数を数える、「洗浄処理可能な装置数の計数」
６０を行う。さらに、「処理中の洗浄機の計数」６１を
行って、ロットＱの処理を行っている洗浄機の台数を計
数する。そして、「洗浄機の稼働可能率αの計算」６２
を行う。洗浄機の稼働可能率αは、１００×（本来処理
可能な洗浄機のうちの稼働中の洗浄機数）／（本来処理
可能な洗浄機数）により計算される。

【００３０】次いで、「αとβとの比較判定」６３を行
う。上記比較判定の結果、α≧βの場合には、そのまま
ロットＱを出庫する「ロットの出庫」７１を実行する。
一方α＜βの場合には、ロットＱの出庫を一時見合わせ
る。

【００３１】そして、「出庫予定時刻の再計算」６４を
行う。すなわち、その時点での次出庫予定時刻に出庫時
刻の再計算間隔管理ファイル２６０に登録されている出
庫時刻の再計算間隔２６１に登録されている時間を加算
する。そして、「出庫予定時刻ｔｏと最遅出庫予定時刻
ｔｌとの比較判定」６５を行う。この比較判定の結果、
ｔｏ≦ｔｌに場合には、計算して求めた出庫予定時刻ｔ
ｏをロット情報管理ファイル２２０の次出庫予定時刻２
２５の項目に次出庫予定時刻として新たに登録する、
「次出庫予定時刻に出庫予定時刻を登録」６６を行う。
一方、ｔｏ＞ｔｌに場合には、ロット情報管理ファイル
２２０の最遅出庫予定時刻２２４の項目に出庫予定時刻
ｔｏを登録する、「次出庫予定時刻に最遅出庫予定時刻
を登録」６７を行う。そして、前記「次出庫予定時刻ま
で待つ」５８によって、再度次出庫予定時刻まで出庫判
断を待つ。

【００３２】上記各設定において、出庫オフセット時間
は、各工程ごとに洗浄処理後のウエハに対する品質劣化
が発生しない範囲で設定される。つまり最早出庫予定時
刻は洗浄後の製品の品質劣化が生じない範囲での最も早
い出庫時刻を意味している。一方、最遅出庫予定時刻
は、洗浄後の主処理装置１１に空きが起きない範囲での
最も遅い出庫時刻を意味している。

【００３３】なお上記説明した半導体製造管理システム
１は、例示した半導体生産工程の洗浄−酸化工程に限定
されることはなく、例えば洗浄−化学的気相成長法（Ｃ
ＶＤ）、洗浄−スパッタ、レジスト塗布−露光等の各工
程にも適用することが可能である。

【００３４】上記半導体製造管理システム１では、搬送
コントローラ２０によって、各ロットごとに最遅出庫予
定時刻と最早出庫予定時刻とを求め、最早出庫予定時刻
より最遅出庫予定時刻までの間で、処理可能な準備処理
装置１１の稼働率を見計らいながら倉庫１３よりロット
を出庫して準備処理装置１２に搬送する。このため、自
動的にロットの出庫が調整されるので、ロットは、主処
理装置１１に絶え間なく搬送され、かつ準備処理装置１
２で処理した直後に新たなロットが準備処理装置に搬送
される。また準備処理装置１２に多量のロットが集中す
るのが防げるので、準備処理装置１２に対するロット処
理の付加が時間的に分散される。

【００３５】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、各ロットごとに計算して求めた最早出庫予定時刻か
ら最遅出庫予定時刻までの間で、処理可能な準備処理装
置の稼働率と現工程の準備処理装置の稼働率とを比較判
定する、またはその判定を一定時間の間隔で繰り返し行
うので、ロットの出庫は自動的に調整できる。この結
果、ロットが主処理装置に絶え間なく搬送されるので、
主処理装置はロット待ちによる空き時間がなくなる。ま
た準備処理装置で処理した直後にロットが当該準備処理
装置に搬送されるので、準備処理装置に多量のロットが
集中するのを防ぐことができる。このため、準備処理装
置に対するロット処理の付加が時間的に分散できる。よ
って、ロットの進捗性とともに装置稼働率が高まるの
で、生産効率の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の半導体製造管理システム図である。

【図２】搬送コントローラの制御ブロック図である。

【図３】工程情報管理ファイルの説明図である。

【図４】ロット情報管理ファイルの説明図である。

【図５】装置情報管理ファイルの説明図である。

【図６】搬送時間管理ファイルの説明図である。

【図７】工程フロー管理ファイルの説明図である。

【図８】出庫時刻再計算間隔管理ファイルの説明図であ
る。

【図９】自動出庫処理の流れ図である。

【図１０】従来例の説明図である。

【符号の説明】

１ 半導体製造管理システム １１ 主処理装置 １２ 準備処理装置 １３ 倉庫 １５ 搬送路 １６ 搬送車 １７ 搬送装置 ２０ 搬送装置コントローラ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体生産におけるウエハプロセスでの
   ロットに対して付加価値を創出する処理を行う複数また
   は単数の主処理装置と、 前記主処理装置で処理を行う前のウエハに準備処理を行
   う複数または単数の準備処理装置と、 工程待ちのロットを保管する倉庫と、 前記倉庫と前記各主処理装置と前記各準備処理装置とを
   接続する搬送路と、当該搬送路に沿って移動してロット
   を搬送する複数または単数の搬送車とよりなる搬送装置
   と、 前記各準備処理装置と前記各搬送車と前記各主処理装置
   とを制御する搬送装置コントローラとよりなるものであ
   って、 前記搬送コントローラによって、 各ロットについて、前記主処理装置の処理終了予定時刻
   より準備処理装置の処理時間と搬送時間とから、前記主
   処理装置でロット待ちによる空き時間が起きない限界の
   時刻の最遅出庫予定時刻を求めるとともに、前記主処理
   装置の処理終了予定時刻より前記準備処理装置の処理時
   間と搬送時間と出庫オフセット時間とから最早出庫予定
   時刻を求め、 前記最早出庫予定時刻から前記最遅出庫予定時刻までの
   間で、処理可能な準備処理装置の稼働率が現工程の準備
   処理装置の稼働率よりも大きい場合には、前記搬送装置
   によって、当該ロットを前記倉庫より出庫して前記準備
   処理装置に搬送し、 前記最早出庫予定時刻から前記最遅出庫予定時刻までの
   間で、処理可能な準備処理装置の稼働率が現工程の準備
   処理装置の稼働率以下の場合には、処理可能な準備処理
   装置の稼働率が現工程の準備処理装置の稼働率よりも大
   きくなるまで、最遅出庫予定時刻まで準備処理装置の稼
   働率の計算を繰り返し行うことを特徴とする半導体製造
   管理システム。