JP3953737B2

JP3953737B2 - 電子部品の製造システム

Info

Publication number: JP3953737B2
Application number: JP2001008729A
Authority: JP
Inventors: 康伸田草
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-01-17
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2021-01-17
Also published as: JP2002217265A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＳＩ（Large scale integrated circuit）、あるいは、液晶、プラズマ、ＥＬ(Electro luminescence)、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）等の各種表示機器部品、あるいは、ＣＣＤやイメージセンサ等の各種センサ部品等のクリーン雰囲気中で製造される電子部品の製造システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体や液晶表示装置等の電子部品の製造システムの例を図６に示す。電子部品は多くの工程を経て製造されるので、多数の装置が必要となる。また、リワーク工程の有無を含めて、リワークがない場合でも、同じ装置で繰り返し製造される場合もある。
【０００３】
また、作業性やスペースの点で有利であるので、電子部品は、通常、加工順に装置が並べられたフローショップ型ではなく、工程順に装置が並べられたジョブショップ型の製造ラインで製造される。ジョブショップ型の製造ラインの例を図６に示す。
【０００４】
図６では、やや簡素化しているが、処理工程毎に装置１０１，１０２，１０３，１０４（たとえば成膜ドライエッチング、フォトリソグラフィ、検査、ウェットエッチング洗浄等の処理を行なうための装置群）が、処理能力や製品が造られるまでの工程数に応じて必要な台数が設計され、各台数毎の装置群がブロック的に１つの階のフロアに配置されている。
【０００５】
また、それぞれの装置群あるいは一部の装置群において、その周囲を回周できるように、たとえばカセット毎に数十枚の加工製品を搬送する搬送手段１０５，１０６（通常は床レール式（より詳しくは磁気テープ誘導型）自動搬送台車）が設けられている。
【０００６】
ただし、各工程毎の装置群に占有スペースが異なる、あるいは各工程内での装置により外形寸法が異なること等により、工場の内部に空スペース１０７，１０８ができる等の問題もある。
【０００７】
また、クリーンルーム内の電子部品の製造システムの他の例として、特開平７−１８０８７１号公報に記載のものがある。この文献に記載の例では、多層階に装置を置き、各階の中心を通る昇降手段を備え、各階に昇降手段の周囲に装置を円形または多角形状に配置している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のジョブショップ型の製造ラインには次のような種々の課題がある。
【０００９】
すなわち、無駄なスペースがクリーンルーム内にでき、その活用も困難となる。また、工場が巨大化して、建て屋の敷地面積が広くなり、製品の搬送等の利便のよい場所に工場立地が困難となる。さらに、大面積のフロアに大小形状様々な空スペースがあり、空調しても様々な所に気流の淀みができ、灰塵溜りができ、均一なクリーン雰囲気維持のための空調が困難となり、歩留り不良が生じ易い。
【００１０】
さらに、自動搬送台車が工程中にループを組んで移動するが、メンテナンスやその他の作業で人が台車レールを横切ることがある。また、誘導テープレール軌道に曲線カーブの所がある等の理由で台車スピードを上げることができない（たとえば、４０ｍ／分の速度で実用化されている）。したがって、製造効率が悪くなり、製造リードタイムが悪化する。
【００１１】
また、製品はループ上を左右に様々に移動し、完成まで長距離を移動するので、時には移動先の台車が移動を妨げることがある等によりロスタイムが発生することがあり、さらに生産効率が落ち、製造日数が増す。通常、台車は充電補充による自動自家駆動を行なうが、上記の場合には消費電力が嵩むこととなる。そのため、充電補充が繰り返され、停止台車が増す等さらに生産効率が悪化して生産時間や日数が増す場合がある。
【００１２】
また、特開平７−１８０８７１号公報に記載の例にも、次のような種々の課題がある。
【００１３】
中央に昇降装置が一経路しかなく、停滞する場合があり、結果として多工程の場合には特に生産効率が悪く、かえってリードタイムが増す。また、多工程のラインでは、１階における装置に限りがあることから、あまりに多層階となり工場建設が困難であったり、水や薬液を高部に送る必要がありポンプの消費電力が嵩む。さらに装置は大小様々な形状であり、各階毎に異形状の扱い難い空スペースができる。
【００１４】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、空スペースを低減することができ、高速搬送、歩留りおよび生産効率を向上でき、かつ消費電力をも低減可能な電子部品の製造システムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電子部品の製造システムは、第１の階に設けられ直線状に延び製品を搬送するための第１の搬送経路と、少なくとも第１の搬送経路に沿って直線状に並ぶ第１の製造装置群と、第１の搬送経路内を移動し製品を搬送する第１の搬送手段と、第２の階に設けられ直線状に延び製品を搬送するための第２の搬送経路と、少なくとも第２の搬送経路に沿って直線状に並ぶ第２の製造装置群と、第２の搬送経路内を移動し製品を搬送する第２の搬送手段と、第１および第２の搬送経路を接続し第１および第２の階に跨るループ状の搬送経路を形成するための昇降手段とを備える。なお、上記の製品は、製造途中の製品を含む。
【００１６】
上記のように直線状に延びる第１および第２の搬送経路に沿って第１および第２の製造装置群を配置しているので、空スペースを減じることができ、クリーンルーム面積を最小に抑えることができる。また、ループ状の搬送経路とすることにより各階に装置のバランスを工夫して製造装置を配分することもでき、これによっても同様の効果を期待できる。また、異形状の装置配置や空スペースを少なくすることができるので、気流の淀み域を極力抑制できる。さらに、搬送手段が製造装置の周囲をループ状に移動することがなく、装置の背面側にメンテナンススぺースを設けることができるので、作業者が搬送経路を横切ることなくメンテナンススぺースに行くことができ、作業者の安全性の向上を図れる。また、搬送経路に曲線部分を設けなくて済むので搬送手段のスピード低下を抑制でき、高速搬送を行なえる。
【００１７】
第１および第２の搬送手段は、５０ｍ／分以上の速度で移動することが好ましい。より好ましくは、第１および第２の搬送手段は、８０ｍ／分以上１５０ｍ／分以下の速度で移動する。
【００１８】
直線搬送を行なうことにより、上記のような高速処理が可能となるばかりでなく、ガラス基板等の搬送中のワークの破損を抑制することもでき、また高速搬送による空気の対流に起因する灰塵のまき上がりも少なくすることができ、安定した歩留りを保つことができる。
【００１９】
第１と第２の搬送経路は、第１と第２の製造装置群の設置領域外にまで達し、第１と第２の搬送手段の充電や補修を行なえる領域が設けられた延長部を有する。
【００２０】
それにより、搬送手段として充電補充による自動自家駆動を行なう台車を採用した場合、予備台車や台車のメンテナンスゾーンや充電ゾーンを、上記延長部に設けることができる。その結果、装置領域内での台車の停止を極力低減でき、工程内における効率的な台車の稼動を維持することができる。
【００２１】
延長部の近傍に、製品（仕掛品）を保管するための保管部を設ける。
【００２２】
それにより、装置領域内での稼動を維持したまま、製品（仕掛品）の保管または取出時間を確保できる。また、各階の工程の長さが若干異なっても、階層に跨って一様な位置で保管部を形成することができ、階層に跨る保管が容易となる。
【００２３】
上記保管部は、第１および第２の階に跨って設けられる。それにより、各階で時々刻々と変わる保管量のばらつきを解消して最小の保管スペースを作ることができる。また、複数の階に保管部への受入れ・取出し口を設けることにより、昇降装置のバイパスとして利用することができ、搬送時間の短縮や、昇降装置の台数削減を行なえる。
【００２４】
第１の階は第２の階よりも下層に位置し、第１の製造装置群は、液処理系の装置を含み、第２の製造装置群は、真空装置を含む。
【００２５】
このように比較的大型の真空装置を柱の少ないまたは細い上層階に配置し、液処理系の装置を下層階に配置するので、上層階の広い空間を有効利用しながら液漏れの被害を最小にすることができる。また、液を流すための液圧も保持し易くなり、ポンプの容量を小さくしたり、消費電力を低減できる。
【００２６】
第１および第２の搬送経路は、クリーン雰囲気に保持された第１および第２のクリーントンネルを含む。
【００２７】
このようにクリーントンネル式搬送を採用することにより、局所的に清浄度（クリーン度）を維持すれば良いので、維持費低減が可能となる。また、装置のバックゾーンのメンテナンスについても、たとえば補修具のクリーン出しが不要であったり、ハンドドリル等が使用可能となるので、装置のメンテナンスや改造が容易となり、メンテナンス時間や改造時間を低減可能となる。
【００２８】
第１の搬送手段は、第１の搬送経路に沿って移動し、内部がクリーン雰囲気であり、製品を搬送するための第１のクリーンボックスを含み、第２の搬送手段は、第２の搬送経路に沿って移動し、内部がクリーン雰囲気であり、製品を搬送するための第２のクリーンボックスを含む。このようにクリーンボックス式搬送を採用した場合にも、システム全体の清浄度の維持が容易となり、維持費低減が可能となる。
【００２９】
第１のクリーンボックスは第１の階の天井に設置された第１のレールに沿って移動し、第２のクリーンボックスは第２の階の天井に設置された第２のレールに沿って移動する。
【００３０】
第１および第２のクリーンボックスを天井レール式とすることにより、クリーンボックス下の床上に配管ゾーンや装置を配置することができ、クリーンボックス下の空間を有効利用することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
【００３４】
（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１における電子部品の製造システムの上層階の平面図、図２に下層階の平面図、図３に上層階および下層階に跨る断面図を示す。
【００３５】
図１に示すように、上層階には、クリーントンネル１と、複数台の台車２と、昇降装置３，４と、複数台のドライエッチング装置５と、Ａ検査装置６と、複数台のレジスト塗布露光装置７と、ＣＶＤ装置やスパッタリング装置等の複数台の真空成膜装置８と、バッファ部９と、壁部１０と、保管場所１１と、居室１２とを設置する。
【００３６】
クリーントンネル（第１の搬送経路）１は、直線状に延び、製品（仕掛品）を搬送するためのものである。このようにクリーントンネル１を採用することにより、クリーン管理領域を縮小することができ、維持費低減が可能となる。
【００３７】
また、クリーントンネル１が直線状に延びるので、台車２のスピード低下を抑制でき、製品の高速搬送を行なえる。このとき、直線搬送を行なうことにより、ガラス基板等の搬送中のワークの破損を抑制することができ、また高速搬送による空気の対流に起因する灰塵のまき上がりも少なくすることができ、安定した歩留りを保つことができる。
【００３８】
クリーントンネル１は、両端に延長部１ａを有する。延長部１ａは、各種装置群が存在しない領域にまで延びるクリーントンネル１の両端部のことである。この延長部１ａに、不要台車の待避や、予備台車の待機や、台車２の充電や補修のための領域を設ける。
【００３９】
それにより、装置領域内での台車２の停止を極力低減でき、工程内における効率的な台車２の稼動を維持することができる。
【００４０】
クリーントンネル１内に台車（第１の搬送手段）２が配置され、台車２はクリーントンネル１内を５０ｍ／分以上（好ましくは８０ｍ／分以上１５０ｍ／分以下）の速度で直線的に移動する。たとえば、図示しない２０枚単位の液晶製品となるガラス基板用のカセットを運ぶ４台の台車２がクリーントンネル１内を往復移動する。
【００４１】
昇降装置３，４は、台車２の稼動領域の左右端よりやや内側に配置され、別の階からのカセットを搬入・搬出する。
【００４２】
ドライエッチング装置５と、Ａ検査装置６と、レジスト塗布露光装置７と、真空成膜装置８（第１の製造装置群）は、クリーントンネル１に沿って直線状に並ぶ。
【００４３】
図１に示す例では、クリーントンネル１の片側にのみ第１の製造装置群を配置しているが、クリーントンネル１の両側にそれらを配置しても良い。両側配置の場合には、搬送経路の短縮化を図れ、片側配置の場合には、奇数台の装置でもレイアウト設計が容易となる。
【００４４】
また、直線状に延びるクリーントンネル１に沿って製造装置群を配置しているので空スペースを減じることができ、異形状の装置配置や空スペースを少なくすることができるので気流の淀み域を極力抑制できる。
【００４５】
バッファ部９は、クリーントンネル１の一方の端部近傍に設けられ、上下左右搬送部を内蔵し、複数の階層に跨ってカセットの保管が可能である。
【００４６】
このバッファ部９をクリーントンネル１の延長部１ａの近傍に設けることにより、装置領域内での稼動を維持したまま製品の保管または取出時間を確保でき、各階の工程の長さが若干異なっても階層に跨って一様な位置でバッファ部９を形成することができ、階層に跨る保管が容易となる。
【００４７】
また、バッファ部９を上下の階に跨って設けることにより、各階で時々刻々と変わる保管量のばらつきを解消して最小の保管スペースを作ることができる。さらに、複数の階に保管部への受入れ・取出し口を設けることにより、昇降装置３，４のバイパスとして利用することができ、搬送時間の短縮や、昇降装置３，４の台数削減を行なえる。
【００４８】
図１に示すようにクリーントンネル１の片側に第１の製造装置群を配置しているので、作業者が装置群のバックスペース（台車２が通過する側と反対側のスペース）に搬送経路を横切ることなく安全に、また台車２を停車させることなくロスを低減しながら到達することができる。それにより、装置のメンテナンスなどの作業が容易となるばかりでなく、作業者の安全性の向上および生産効率の向上をも図れる。
【００４９】
また、壁部１０の内側あるいは外側に一定面積のスペースを確保できるので、メンテナンス用部材や消耗品等の保管場所１１や、上層の居室１２を設けることができる。
【００５０】
図２に示す下層階には、クリーントンネル（第２の搬送経路）１３と、複数台の台車（第２の搬送手段）１４と、昇降装置３ａ，４ａと、ウェット処理装置１５と、Ｂ検査装置１６と、洗浄装置１７（第２の製造装置群）と、バッファ受け渡し部１８と、壁部１９と、ガス系の供給管理部２０と、溶剤や液系の供給管理部２１と、居室２２とを設置する。
【００５１】
以上のように上下階層に各種装置を配置することにより、各階に装置のバランスを工夫して製造装置を配分することができ、このことも空スペース低減および気流の淀み域低減に効果的に寄与し得る。
【００５２】
また比較的大型の真空装置を柱の少ないまたは細い上層階に配置し、液処理系の装置を下層階に配置するので、上層階の広い空間を有効利用しながら液漏れの被害を最小にすることができる。また、液を流すための液圧も保持し易くなり、ポンプの容量を小さくしたり、消費電力を低減できる。
【００５３】
図３に示すように、昇降装置３，３ａ，４，４ａは、上下方向あるいは上下いずれかの一方向にカセットを搬送し、上下層階に跨るループ状の搬送経路を形成する。
【００５４】
以上の構成を有する電子部品の製造システムにおいて、製品は、上層階において所定の装置により所定の処理が施された後、台車２でクリーントンネル１内を直線搬送される。そして、上層階での処理が終了すると、昇降装置３あるいは４によって下層階に搬送され、下層階にて所定の処理が施される。
【００５５】
つまり、本発明の製造システムによれば、各階において直線状であり複数の階にまたがるループ状の搬送経路に沿って製品を搬送しながら、当該製品に所定の処理を施すことができる。
【００５６】
図４に、台車２の搬送速度と装置近傍の定点に設置したパーティクルカウンタで測定した、台車２が舞い上げるパーティクル量と台車２の速度との関係についての実験結果を示す。
【００５７】
図４に示すように、台車２の速度が８０ｍ／分を越えるとパーティクル量は微増するが、およそ１５０ｍ／分までは使用可能な領域である。量産時のばらつきや安全性を考慮して、量産条件によっては台車２の速度を８０ｍ／分以下に抑えることが好ましい場合があると考えられるが、従来の工程では４０ｍ／分の台車スピードであったので、それに比べると約２倍以上にスピードアップが可能となる。
【００５８】
なお、台車用レールは通常のレール構造軌道とし、充電式自走台車ではなく、常時給電構造台車とした方が好ましい。本発明のように直線状のクリーントンネル１、１３を採用することにより、常時給電構造台車を使用可能である。
【００５９】
本実施の形態では、クリーントンネル１内でカセット搬送しているので、各装置の外部領域はクリーン度を上げる必要はない。
【００６０】
また、クリーントンネル１内のパーティクルが成膜や露光等のための装置内に持ち込まれないように、装置側からクリーントンネル１側に対しエアを吹出すことが好ましい。台車２の速度が８０ｍ／分から１５０ｍ／分の場合、吹出しエアの風速が約０．３ｍ／秒〜約０．６ｍ／秒以上であれば、装置内へのパーティクルの流入を防ぐことができる。
【００６１】
さらに、昇降装置を２箇所に設けることにより台車２の待避やロスを効果的に低減できるが、製品によっては昇降装置を１箇所あるいは３箇所以上設けてもよい。また、クリーントンネル１、１３間を接続するものであれば、昇降装置の設置位置も任意に選択可能である。
【００６２】
さらに、３階以上の多層階のクリーンルームに対しても、本発明は適用可能である。
【００６３】
なお、クリーントンネルは必ずしも設ける必要はない。また、装置群の一部は搬送経路に垂直方向に並べ、中央の搬送経路と異なる搬送経路を設け、タクトや装置配置の調整を行なってもよい。
【００６４】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について図５を用いて説明する。図５は、本実施の形態２における搬送方式を示す側面図である。
【００６５】
図５に示すように、本実施の形態２では、複数の基板（製品）を収めたカセット２３を、内部を窒素ガス置換等によりクリーン化した密閉式のクリーンボックス２４で搬送する。それにより、工場全体をクリーン化する必要がなくなり、工場全体をクリーン化する場合と比較して、クリーン化維持のための設備や管理を簡素化することができ、たとえば工程内の複雑な空気の流れによりパーティクルの溜まり場ができないように調整・管理することに悩まされることがなくなる。
【００６６】
また、クリーンボックス２４は、各階の天井に設置された天井レール２５に沿って移動する。それにより、クリーンボックス２４下に、ガスや液を装置２６に供給するためのガスや液の供給管２７等の配管ゾーンを配設することができ、クリーンボックス２４下の空間を有効利用することができる。その結果、クリーンルームの床面積を低減することができる。
【００６７】
また、クリーンボックス２４の底面から装置にカセットを受け渡すようにし、クリーンボックス２４下に装置を配置しても良い。それにより、床面積をさらに低減することができる。
【００６８】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、空スペースを減じることができるので、工場の巨大化を抑制し、建て屋の敷地面積も縮小し、製品の搬送等の利便のよい場所を選べる。また、気流の淀み域を極力抑制できるので、均一な清浄度を維持することができ、歩留りを向上することができる。さらに、作業者の安全性の向上を図りながら高搬送処理をも行なえ、生産効率を向上することができる。また、高速搬送が可能となることにより、搬送手段の数を減じることができ、移動中の搬送手段によりそれ以外の搬送手段の移動が妨げられるのを回避することもでき、より一層生産効率を向上することができる。さらに、搬送手段の移動距離をも低減できるので、消費電力の低減も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における電子部品の製造システムの上層階の平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における電子部品の製造システムの下層階の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における電子部品の製造システムの上層階と下層階に跨る断面図である。
【図４】台車速度とパーティクル量との関係についての実験結果を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２における搬送方式を示す側面図である。
【図６】従来のジョブショップ型の製造ラインの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１，１３クリーントンネル、１ａ延長部、２，１４台車、３，３ａ，４，４ａ昇降装置、５ドライエッチング装置、６Ａ検査装置、７レジスト塗布露光装置、８真空成膜装置、９バッファ部、１０，１９壁部、１１保管場所、１２，２２居室、１５ウェット処理装置、１６Ｂ検査装置、１７洗浄装置、１８バッファ受け渡し部、２０ガス系の供給管理部、２１溶剤や液系の供給管理部、２３カセット、２４クリーンボックス、２５天井レール、２６装置、２７ガスや液の供給管。

Claims

第１の階に設けられ、直線状に延び、製品を搬送するための第１の搬送経路と、
少なくとも前記第１の搬送経路に沿って直線状に並ぶ第１の製造装置群と、
前記第１の搬送経路内を移動し、前記製品を搬送する第１の搬送手段と、
第２の階に設けられ、直線状に延び、前記製品を搬送するための第２の搬送経路と、
少なくとも前記第２の搬送経路に沿って直線状に並ぶ第２の製造装置群と、
前記第２の搬送経路内を移動し、前記製品を搬送する第２の搬送手段と、
前記第１および第２の搬送経路を接続し、前記第１および第２の階に跨るループ状の搬送経路を形成するための複数の昇降手段とを備え、
前記第１と第２の搬送経路は、前記第１と第２の製造装置群の設置領域外にまで達し、前記第１と第２の搬送手段の充電や補修を行なえる領域が設けられた延長部を有し、
前記延長部の近傍に、前記製品を保管するための保管部を設け、
前記保管部は、前記第１および第２の階に跨って設けられる、電子部品の製造システム。
前記第１および第２の搬送手段は、５０ｍ／分以上の速度で移動する、請求項１に記載の電子部品の製造システム。
前記第１および第２の搬送手段は、８０ｍ／分以上１５０ｍ／分以下の速度で移動する、請求項２に記載の電子部品の製造システム。
前記第１の階は前記第２の階よりも下層に位置し、
前記第１の製造装置群は、液処理系の装置を含み、
前記第２の製造装置群は、真空装置を含む、請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子部品の製造システム。
前記第１および第２の搬送経路は、クリーン雰囲気に保持された第１および第２のクリーントンネルを含む、請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子部品の製造システム。
前記第１の搬送手段は、前記第１の搬送経路に沿って移動し、内部がクリーン雰囲気であり、製品を搬送するための第１のクリーンボックスを含み、
前記第２の搬送手段は、前記第２の搬送経路に沿って移動し、内部がクリーン雰囲気であり、製品を搬送するための第２のクリーンボックスを含む、請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子部品の製造システム。
前記第１のクリーンボックスは、前記第１の階の天井に設置された第１のレールに沿って移動し、
前記第２のクリーンボックスは、前記第２の階の天井に設置された第２のレールに沿って移動する、請求項６に記載の電子部品の製造システム。