JP4083748B2 - ワーク枚葉処理システム - Google Patents

Description

この発明は、例えば半導体製造工程において、製造装置へのウエハの供給回収を、通常２５枚入りのカセットやＦＯＵＰ（密閉ボックス）を使用して行われていたものを、クリーントンネルによって連結形態の移載設備、即ち、ＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）を構成し、ウエハを枚葉搬送移載する枚葉処理システムにおいて、その具体的な処理手順を明確化するものである。
このシステムにおいては、ワーク（加工対象物）は半導体ウエハに限られるものではなく、ディスプレイ用基板、磁気ハードディスク等も含まれる。

従来から、例えば特開平３−１５４７５１に開示されているように、半導体製造工場前処理工程におけるウエハの搬送の取り扱いは、２５枚入りのカセットやＦＯＵＰ（密閉ボックス）にウエハを入れて、製造装置に供給、回収を行っていた。
このためにＦＯＵＰに入った２５枚のウエハの内、最初に処理が終了した１枚目は、残りの２４枚が処理されるまで、ＦＯＵＰ内などで待たねばならなかった。即ち、全てのウエハはＦＯＵＰ内の他のウエハが処理されるまで待ち続けなければならなくなり、１００台以上、５００ステップ以上にも及ぶ半導体の全製造装置に処理待ちウエハという仕掛品が発生していた。
また製造装置にはＦＯＵＰからウエハを取り出したり、装置での処理の後、再びＦＯＵＰにウエハを入れる機構が必要であった。
また、カセットやＦＯＵＰを自動搬送、自動保管するには、これらの寸法、重量に合わせた大きいスペースと高価な物流システムが必要であった。
一方、生産効率向上のためにウエハ寸法は大口径化しており、この大口径化に対応させるためのカセットやＦＯＵＰの大型化は高額投資を要するクリーンルーム工場建設経費増大要因の一つになっている。
半導体ウエハは２００ｍｍ径から３００ｍｍ径に移行しており、３００ｍｍに対応する製造装置も２００ｍｍ世代のバッチ処理方式から大半が枚葉処理方式に変わっており、製造装置と搬送の枚葉化によって、生産効率を上げることが業界の目標になっている。液晶等のディスプレイ基板においても、その大型化が時代の動向である。
そこで、出願人は、ウエハ等のワークを極小クリーン域で枚葉連続搬送することによって、製造装置間をワーク単体で結びつけるシステムをＰＣＴ／ＪＰ／０５９３９で提供し、従来の技術の欠点を補い、枚葉製造の実現化を提案している。
この提案を具体的に構築するためには、半導体工場等の生産管理を司るＭＥＳ（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）との整合性を図るシステムが必要がある。また、一台のカセットやＦＯＵＰをロット単位とする従来の処理手順をそのまま流用できず、独自に開発が必要な処理手順もある。
そこで、本発明は半導体製造等において連結形態のＥＦＥＭにより、枚葉搬送を実現するに当たり、システムの具体的な処理手順を明確化するものである。

本発明は、ワーク枚葉処理システムを半導体製造工程に代表させて、その構成例を開示するが、上述の通り液晶ディバイス製造工程等においても適用できるシステムである。
本発明は、次の５つの構成要素から成り立っている。
Ａ 工程間搬送手段により搬送されるＦＯＵＰやカセット（以下、ＦＯＵＰに代表させ、また符号は１とする）から半導体ウエハ２を枚葉単位でＢａｙ内に供給したり、処理が終了した枚葉単位のウエハ２をＦＯＵＰ１に詰替えする詰替えステーション（以下、単にステーションという）４と、Ｂ 半導体製造装置５０〜５４の前に設けられた特殊ＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ、以下、単にＥＦＥＭともいう）６と、Ｃ これらのＥＦＥＭ６とステーション４とのクリーン域を共通にするクリーントンネル７と、Ｄ このクリーントンネル７内でウエハ２を連続搬送する枚葉コンベヤ３と、Ｅ 枚葉コンベヤ３、ステーション４、ＥＦＥＭ６を構成する各機器及び製造装置５０〜５４の動作を制御する制御システムＣＳからなっている。
そしてＡ〜Ｄで１つのＢａｙを形成し、ＥＦＥＭ群を連結した形態とした連結形態のＥＦＥＭは前記ステーション４を介して連結形態のＥＦＥＭの外部と接している。
連結形態のＥＦＥＭ内ではウエハ２を枚葉で搬送移載し、連結形態のＥＦＥＭ外部ではウエハ２をＦＯＵＰ単位で搬送移載する。
ウエハ枚葉単位とＦＯＵＰ単位の接点であるステーション４でそのロボット４０によってＦＯＵＰ１内のウエハ２を枚葉にしたり、ＦＯＵＰ１に詰めたりするが、実空ＦＯＵＰを仮収納するバッファーステーション４１が組み込まれており、バッファーステーション４１は小バッチ搬送機８に繋がっている。
ＥＦＥＭ６はウエハ移載用ロボット６０と、バーコード、英数字の読み取り機器６１と、自動運転用バッファーカセット６２と、マニュアル運転用ＦＯＵＰ６３及びＦＯＵＰオープナー６４とを備え、クリーントンネル７でクリーン域を接続している。（第１図斜線部）
ＥＦＥＭ６内のロボット６０は、ウエハ２の外周縁部のみを保持する保持部６０ａを備え、枚葉コンベヤ３と、製造装置５０−５４と、バッファーカセット６２と、ＦＯＵＰ６３との間の移載を行なう。
製造装置５０−５４にウエハ２を掛ける前、即ちＥＦＥＭ６内のロボット６０が枚葉コンベヤ３からウエハ２を掬い取った時点で、ウエハナンバーを読み取って、然るべきウエハであることを制御システムＣＳに報告して、製造装置５０−５４によって決められた装置ステージ６５の位置にウエハ２の向きを合わせて渡すことが最も望ましい。
本仕様を満たすためにロボットハンド６０ｂはウエハ２の外周縁部を保持して、ロボットハンド６０ｂの移載動作中にウエハ２を回転させて、Ｖノッチやオリエンタルフラットを検出して停止させて、所定の位置を出してウエハ２の英数字やバーコードを読み取る機構を備える。
クリーントンネル７は、枚葉コンベヤ３により枚葉のウエハ２を搬送できる、必要最少限のスペースを形成できればよい。クリーントンネル７の内部は、例えば窒素雰囲気下の極めて清浄な状態に維持され、トンネル外部の雰囲気、すなわち作業者エリアの雰囲気とは略完全に遮断されている。
枚葉コンベヤ３はループ状の形状をして、コンベヤベルト３０で駆動する連続走行式であり、ＬＭガイドレール３１上のブロック３２には一定間隔でウエハ２を載せるフィンガー３３を取り付けている。コンベヤベルト３０は一定期間が経過すれば伸びが発生するので、ＬＭガイドレール３１の一部にコンベヤベルト３０を張るためのテークアップ機構３４と調整レール取替え箇所３５を設けている（第３図（ａ）（ｂ）参照）。また、コンベヤベルト３０が延びた際には延びた寸法分を継ぎ足した調整用ＬＭガイドに取り替える。
枚葉コンベヤ３のフィンガー３３にはウエハ２への接触を最小限にするための保持部３３ａを取り付けて、ウエハ２の外周縁部のみを保持する。
枚葉コンベヤ３は、その駆動に伴う発塵がクリーントンネル７内のクリーン度に影響しないように、枚葉コンベヤ３内部を負圧にするための排気ファン３７を取り付けて、排気ダクト３８に繋ぎ、エアーフィルターを介して空気を排出するクリーン対策をしたコンベヤである。
前記制御システムＣＳは、基幹業務システムからの指示に基き、ベイコントローラＣＳ２と連携しながら、ウエハ２をグルーピングパラメータ（品種／工程、ロットＮｏなど）毎に進捗管理したり、リソース（各接続装置、ＦＯＵＰ、オペレータなど）のステータス管理や履歴管理を行ったり、枚葉レベルでのレシピ設定管理を行う枚葉管理コントローラＣＳ１と、上位に前記枚葉管理コントローラＣＳ１が接続され、下位に前記枚葉コンベヤ３、前記ステーション４又はＥＦＥＭ６の各機器、各種処理装置５０−５４の各コントローラＣＳ３〜ＣＳ６が接続されると共に、ウエハ２の適正投入や前記ステーション４へのウエハ２の回収の制御を行い、ウエハ２がＢａｙ内をスムースに流れるように制御するベイコントローラＣＳ２と、このベイコントローラＣＳ２に接続され、且つ、ウエハ２の枚葉コンベヤ３への投入順番と各処理装置５０〜５４での処理順番を決定するスケジューラ／ディスパッチャＣＳ７と、前記ステーション４のステータス管理、履歴管理、ステーション入出庫の材料搬送指示、退避処理などを行うステーションコントローラＣＳ３と、枚葉コンベヤ３のステータス管理、履歴管理、装置５０〜５４−装置５０〜５４間あるいは装置５０〜５４−ステーション４間の材料搬送指示を行う枚葉搬送機コントローラＣＳ４と、ＥＦＥＭ６のステータス管理、履歴管理、ＥＦＥＭ搬入出の材料搬送指示を行うＥＦＥＭコントローラＣＳ５と、各処理装置５０〜５４のステータス管理、履歴管理、ＨＳＭＳ ＳＥＭＩ Ｅ３７、ＧＥＭ ＳＥＭＩ Ｅ３０によるオンラインコントロールを行う装置コントローラＣＳ６を備えている。
半導体ウエハの製造工程は、一般的にウエハ上に配線や絶縁膜等の層を形成する工程、レジストを塗布し、露光、現像してウエハ上にレジストのパターンを形成する工程、ウエハ上の不要な部分をエッチングする工程、ウエハにイオンを打ち込む工程、レジストを除去する工程、各工程間の洗浄工程、検査工程とに分けることができるが、上記ワーク枚葉処理システムは、どの工程においても適用できる。

第１図は連結形態のＥＦＥＭと周辺設備の関係を示す平面図、第２図は連結形態のＥＦＥＭの断面図、第３図は（ａ）枚葉コンベアの要部図、（ｂ）枚葉コンベアの縦断面図、第４図はＥＦＥＭの平面図、第５図はＥＦＥＭの断面図である。
第６図はローラー式枚葉コンベヤと枚葉ロボットの詳細断面図である。
第７図は枚葉コンベヤとロボットの詳細平面図、第８図は枚葉コンベヤとロボットの詳細断面図である。
第９図はロボットのハンド部回転機構と読取り装置の側面図、第１０図はウエハ回転機構タイプＩの平面図、第１１図はウエハ回転機構タイプＩの断面図、第１２図はウエハ回転機構タイプＩＩの平面図、第１３図はウエハ回転機構タイプＩＩの断面図である。
第１４図は複数枚のウエハ搬送、移載を行う多段式コンベヤと多段式枚葉ロボットの断面図である。
第１５図はフロー図、第１６図は在庫金額計算である。
第１７図はシステム構成図、第１８図から第２２図は制御フロー図である。

本発明を詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。
第１図に示したように、本発明に係るワーク枚葉処理システムは、工程間搬送手段としての小バッチ搬送機８により搬送されるＦＯＵＰ１からワークとしてのウエハ２を枚葉単位で枚葉コンベヤ３に供給したり、枚葉単位のウエハ２を枚葉コンベヤ３からＦＯＵＰ１に回収するステーション４と、半導体製造装置５０〜５４の前に設けられたＥＦＥＭ６と、これらのＥＦＥＭ６とステーション４とのクリーン域を共通にするクリーントンネル７と、このクリーントンネル７内でウエハ２を連続搬送する前記枚葉コンベヤ３からなっている。
ステーション４について
前記ステーション４は、Ｂａｙ外とＢａｙ内の間のインターフェイスとなるステーションであって、ロボット４０と、バッファーステーション４１と、ＦＯＵＰオープンナー４２とを備えている。
なお、前記ステーション４の上部から下方に向って、清浄度を保つためにダウン層流が形成されている。
バッファーステーション４１は、小バッチ搬送機８によって搬送されてきたＦＯＵＰ１内のウエハ２の枚葉搬送のタイミングが製造装置５０−５４の処理タイミングと合わない場合に、一旦、ＦＯＵＰ１をストレージするものである。
制御システムＣＳの指示で製造装置５０−５４にとって都合の良い状態になればＦＯＵＰ１はバッファーステーション４１からロードステーション４３に移され、枚葉化されて枚葉コンベヤ３で前記ＥＦＥＭ６に搬送される。
ＥＦＥＭ６について
前記ＥＦＥＭ６は、通常クリーン度クラス１のスーパークリーン域とクラス１０００程度のクリーン域に属しており、クラス１の区域（図１の斜線部）には第２図第４図及び第５図に示したように、移載ロボット６０とバッファーカセット６２と製造装置ステージ６５が、クラス約１０００の区域にはＦＯＵＰ６３及びＦＯＵＰオープンナー６４が備わっている。
前記バッファーカセット６２は、枚葉コンベヤ３に載せられたウエハ２をロボット６０によって、仮置きするもので、製造装置ステージ６５に、直接ウエハ２を受け渡す場合には、使用されない。
前記ＦＯＵＰ６３は、搬送系統に支障がある場合と、半導体製造装置での特別緊急処理のために作業者がＦＯＵＰを人手で搬送するためのものであり、通常の自動運転時に使用することはない。
通常のＥＦＥＭは全てＦＯＵＰ単位で処理されており、本発明のＥＦＥＭ６はバッファーカセット６２とＦＯＵＰ６３の両方に対応する点で通常のＥＦＥＭと異なる。
クリーントンネル７について
クリーントンネル７は、第１図及び第２図に図示されているように、枚葉コンベア３に沿い、且つ、その上方を覆うように設けられている。
このクリーントンネル７の上部には、第２図に図示されているように、ＨＥＰＡフィルター７２が取付けられ、清浄化されたエアーをトンネル７内に供給するようになっている。
また、クリーントンネル７の側部は、前記ステーション４及びＥＦＥＭ６に接続している領域を除き、所定の部材、例えば合成樹脂製シート等により、仕切られている。
さらに、クリーントンネル７の下部は、枚葉コンベア本体３６によって、区間されている。
ＥＦＥＭ６とステーション４はクリーントンネル７と接続してクリーン度クラス１の区域を構成しており、装置ステージ６５を含めてこのクリーン度クラス１の区域内でウエハ２は全て枚葉で搬送移載され、緊急処理の人手操作の場合を除いて、ウエハ２がＦＯＵＰ１に詰替えられるのは、ステーション４を介する場合だけである。
即ち、ウエハ２のＦＯＵＰ化、枚葉化がステーション４の一箇所であるところから、ＥＦＥＭ６を接続した連結ＥＦＥＭの形態を構成している。
枚葉コンベヤ３について
枚葉コンベヤ３は、第１図及び第３図に示したように、エンドレスのループ状の形状のコンベヤベルト３０で駆動する連続走行式である。
この枚葉コンベヤ３は、この連続走行式に限定されるものではなく、どのような構成でもよい。例えば図６に示したように、断面が略口状のコンベア本体３６の内部に、駆動ローラー３０ａと、この駆動ローラー３０ａにより駆動されるパレット３０ｂと、このパレット３０ｂを所定の位置で停止させるリフト式ストッパー３０ｃを備えているものでもよい。
前記パレット３０ｂには、一定間隔でウエハ２を載せるファンガー３３が固定され、このファンガー３３の基端部が、前記コンベア本体３６の上面に形成された走行隙間３６ａに沿って、移動できるようになっている。
前記フィンガー３３にはウエハ２への接触を最小限にするための保持部３３ａを取り付けて、ウエハ２の外周縁部のみを保持する。
枚葉コンベヤ３の駆動に伴う発塵がクリーントンネル７内のクリーン度に影響しないように、コンベヤ本体３６の下面には、枚葉コンベヤ３内部を負圧にするための排気ファン３７を取り付けて、排気ダクト３８に繋ぎ、エアーフィルターを介して空気を排出するクリーン対策を施している。
動作例について
以上のように構成されたワーク枚葉処理システムの動作例を説明する。
ステーション４において、小バッチ搬送機８によって搬送されてきたＦＯＵＰ１内のウエハ２は、ロボット４０により枚葉コンベヤ３に投入される。
枚葉コンベヤ３に載せられたウエハ２は所定の製造装置５０−５４前のＥＦＥＭ６内のロボット６０によって、直接製造装置ステージ６５に供給されるか、バッファーカセット６２に仮置きされる。
製造装置５０−５４で加工が終わったウエハ２はロボット６０によって、枚葉コンベヤ３に載せられて次の装置５０−５４に搬送される。
第７図及び第８図に基き、枚葉コンベヤ３によって搬送されてきたウエハ２が製造装置５０−５４に供給、回収される動作関係を説明する。
枚葉コンベヤ３は、Ａの方向へ駆動する連続走行式コンベヤである。
枚葉コンベヤ３のフィンガー３３の４つの保持部３３ａに載せられたウエハ２が所定の製造装置５０−５４の前にさし掛かった時に、ロボットハンド６０ｂはＡの方向へ進む枚葉コンベヤ３の走行速度に同期しながら、フィンガー３３の下にもぐり込み、ロボットハンド６０ｂのＢ方向の速度とフィンガー３３のＡ方向の速度を等速にして、ロボット本体６０がＣの方向に上昇することによってウエハ２をロボットハンド６０ｂ上の４つの保持部６０ａに載せる。
一方、ウエハ２をコンベヤに載せる時は空のフィンガー３３が製造装置の所定の位置に来れば、ウエハ２を保持部６０ａ上に載せたロボットハンド６０ｂはＡの方向に進むフィンガー３３上を前記フィンガー３３に連動してＢの方向に動き、ＡとＢの動きを等速にしてロボットハンド６０ｂがＤの方向へ下降することによって移載を行なう。
ウエハ２のＶノッチまたはオリエンタルフラットの位置出しと、ウエハ２に刻印されたバーコードや英数字の読み取りは、従来ロボットの近くに設置した回転式ウエハ位置出し専用装置（アライナー）とナンバー読み取り装置とを介して行っていたが、ロボットハンド６０ｂに回転機構を組み込み、移し替えをなくして動作時間を短縮することができる。この場合は枚葉コンベヤ３からウエハ２を掬い取る時と、製造装置５０−５４の加工が終わって枚葉コンベヤ３に載せる時のいずれにおいても、ロボット６０に搭載されたウハエーナンバー読取装置６１（第７図）はウエハ２に刻印された英数字やバーコードを読取ることができる。
ウエハ２の位置出しと読み取りに際してはロボットハンド６０ｂに内蔵されている回転機構を利用する。
またウエハ２の移載はウエハ２に接触する面積が少なく、ウエハ２の欠けが最も少ない方法である枚葉コンベヤフィンガー３３の保持部３３ａとロボットハンドの保持部６０ａを介して、ウエハ２の外周縁部を保持して行われる。
また、上記連続走行式のコンベヤに対して、上述の第６図に示したように、装置ステージ６５の前で一旦コンベヤのフィンガー３３を停止させる方法でもよい。
即ち、ファンガー３３はパレット３０ｂに取り付けられ、駆動ローラー３０ａによって走行する。パレット３０ｂが所定の位置に到達するとリフト式ストッパー３０ｃが上昇することによって、パレット３０ｂは停止する。停止と同時にロボットハンド６０ｂはウエハ２の下にもぐり込み、上昇することによってウエハ２を掬い取る。掬い取った時点でリフト式ストッパー３０ｃは下降するのでパレット３０ｂは駆動ローラー３０ａの働きによって、再び走行する。
フィンガー３３上にウエハ２を置く場合もパレット３０ｂの動きは同様であり、ロボット６０の動きは第７図，第８図の説明と同様である。
このパレット停止方法はアキュームレーション機能付き駆動ローラーを使い、当て止め式ストッパーを働かせることによっても同様の機能が達成できる。
製造装置５０，５１，５２，５３，５４の前で、ウエハ２のバーコードや英数字を読み取り、制御システムへ連絡する場合はロボットハンド６０ｂにウエハ２を回転させる機構を取り付ける。
第９図はロボット６０、ウエハナンバー読取装置６１及びロボットハンド６０ｂの回転機構を示すものである。
ロボット６０はウエハ２を持ったままハンド６０ｂの先端部の回転ハンド６０ｃを回転させるタイプである。
第１０図と第１１図はロボットハンド６０ｂ上のウエハ回転タイプであり、２種類あるが、同じ機能を有する。
第１０図、第１１図のタイプＩは走行する枚葉コンベヤ３のフィンガー３３の速度に同期してロボットハンド６０ｂを動かし、ロボットハンド６０ｂでウエハ２の外周縁部を回転駆動ローラー６０ｄとフリーローラー（６０ｅ，６０ｆ）の傾斜面部で受け、回転駆動ローラー６０ｄを回転させながらＥの方向に移動させ、ウエハ２をフリーローラー（６０ｅ，６０ｆ）の垂直部と回転駆動ローラー６０ｄの垂直部の間に挟み込む。
第１２図、第１３図のタイプＩＩは４つのフリーローラー（６０ｇ〜６０ｊ）でウエハ２の外周縁部を受け、回転駆動ローラー６０ｄをＥの方向に移動させウエハ２をはさみ込む。両タイプともローラー（６０ｄ，６０ｅ〜６０ｊ）が回転しながら挟み込むことによって、ウエハ２は回転しながらローラーの傾斜部を登ることになるので、ウエハ２の擦れが防止できる。また、コンベヤフィンガー３３とロボットハンドのローラー（６０ｄ，６０ｅ〜６０ｊ）間の移載寸法誤差は１，３ｍｍ以内であり、回転駆動ローラー（４０ｄ）のＥ方向へのストロークも小さく、ウエハ２のＶノッチなどの位置出しとバーコードや英数字の読み取り時間も３秒以内である。従来の位置出し専用アライナーを用いたウエハの位置出しと、読み取りをすれば、２０秒以上を要するので、処理時間短縮効果は極めて大きい。
また、ウエハ２をフリーローラー（６０ｅ〜６０ｊ）の垂直部と回転駆動ローラー（６０ｄ）の垂直部の間に挟み込むチャック機構であることから、動いている枚葉コンベヤ３のフィンガー３３からのウエハ２のすくい取りに必要なローラー６０ｄ間にウエハ２＋αの間隔が形成されることになる。
また、このチャック機構により、高速なウエハ２の回転が可能になる。
さらに、このチャック機構により、ロボットハンドが動いていても、ウエハ２の位置出しが可能になる。
第１４図は搬送頻度が高く、単にウエハを搬送だけすれば良い場合の仕様あり、ウエハ２を一枚単位で運んでいては間に合わない場合に、フィンガー３３とロボットアーム６０ｂを複数搬送可能にしたものである。ウエハ２を縦方向に多段の保持部を有するコンベヤフィンガー３３にウエハ２を２段、３段に同時に載せて搬送し、移載の際もロボットハンド６０ｂを縦方向に多段式にして移載することによって搬送能力が増える。ウエハ２を載せる多段式コンベヤフィンガー３３と多段式ロボットハンド６０ｂを２段式にすれば２倍の搬送及び移載ができ、３段式にすれば３倍の能力向上になる。
連結形態のＥＦＥＭは半導体または液晶製造装置を１０台以上と接続することになるので、枚葉コンベヤ３は時間当たり５００から１０００枚程度の搬送能力が必要となるが、本発明の枚葉コンベヤ３はフィンガーピッチ５００ｍｍ、コンベヤ速度が１０ｍ／分の場合で、時間当たり１２００枚の搬送が可能であり、更に能力を上げることもできる。
また、ＥＦＥＭ６からステーション４に送られてきたウエハ２はステーション４でＦＯＵＰ１にウエハ２を詰めて発送するタイミングを任意の小バッチに設定できる。例えば、決められた時間が経過するか、決められた枚数に達すればＦＯＵＰ１の蓋を自動で閉めて小バッチ搬送機９で他の連結形態のＥＦＥＭ等に自動発送する。
連結形態のＥＦＥＭ内を枚葉搬送してウエハ処理の待ち時間をなくしても連結形態のＥＦＥＭ間でバッチ搬送していれば、枚葉搬送の効果が削減されるので、小バッチにするための時間と枚数を設定して、小刻みな搬送を行なう。結果的に、連結形態のＥＦＥＭ間を枚葉コンベヤで搬送すれば毎分１０ｍから１５ｍの速度の場合、１５０ｍ長さの工場の場合で一周に２０分から３０分を要するが、小バッチ搬送機８は毎分１５０ｍの速度が出せるので一周の時間は２分で良く、連結形態のＥＦＥＭ内の枚葉搬送の効果が削減されることはない。全体のフローは第１５図に示す通りである。
制御システムについて
次に、図１７に基いて、前記制御システムの構成例を説明する。
制御システムＣＳは、ＥＲＰ（Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｐｌａｎｎｉｎｇ）等の基幹業務システムからの指示に基き、ベイコントローラＣＳ２と連携しながら、ウエハ２をグルーピングパラメータ（品種／工程、ロットＮｏなど）毎に進捗管理したり、リソース（各接続機器、ＦＯＵＰ、オペレータなど）のステータス管理や履歴管理を行ったり、枚葉レベルでのレシピ設定管理を行う枚葉処理コントローラＣＳ１と、
上位に前記枚葉処理コントローラＣＳ１が接続され、下位に前記枚葉コンベヤ３、ステーション４、ＥＦＥＭ６の各機器及び製造装置５０〜５４のオンライン制御コントローラＣＳ３〜ＣＳ６が接続されると共に、ウエハ２の適正投入や前記ステーション４へのウエハ２の回収の制御を行い、ウエハ２がＢａｙ内をスムースに流れるように制御するベイコントローラＣＳ２と、
このベイコントローラＣＳ２に接続され、且つ、ウエハ２の枚葉コンベヤ３への投入順番と各処理装置での処理順番を決定するスケジューラＣＳ７と
前記ステーション４のステータス管理、履歴管理、ステーション入出庫の材料搬送指示、退避処理などを行うステーションコントローラＣＳ３と
枚葉コンベヤ３のステータス管理、履歴管理、装置５０〜５４−装置５０〜５４間あるいは装置５０〜５４−ステーション３間の材料搬送指示を行う枚葉搬送機コントローラＣＳ４と、
ＥＦＥＭ６のステータス管理、履歴管理、ＥＦＥＭ搬入出の材料搬送指示を行うＥＦＥＭコントローラとＣＳ５と、
装置５０〜５４のステータス管理、履歴管理、ＨＳＭＳ ＳＥＭＩ Ｅ３７、ＧＥＭ ＳＥＭＩ Ｅ３０によるオンラインコントロールを行う装置コントローラＣＳ６を備えている。
前記ＣＳ１〜ＣＳ６には、それぞれＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）、ＲＡＭ（読み書き可能メモリ）、各コントローラ間のインターフェイスとして例えばシリアルインターフェイス、基準クロックパルスを発生するクロックパルス発生回路及び分周器等を備えており、それぞれＲＯＭに記憶されたプログラムに従って、各ＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。
このように構成された制御システムＣＳにおいて、例えば半導体の製造工程の内、例えばパターン形成工程のＢａｙに適用されている場合、他の工程のＢａｙ間との搬送を全般的にコントロールする搬送システムコントローラＣＳ８がこのシステムＣＳに接続され、この搬送システムコントローラＣＳ８を介して工程間搬送機、ステーション、枚葉搬送機、ＥＦＥＭ等が接続されている。
制御システムＣＳによる制御例について
正常処理
次に、制御システムＣＳによる制御例を説明する。
まず、Ｂａｙ内が正常に処理されている場合の各コントローラの制御例を図１８に基いて説明する。
ベイコントローラＣＳ２は、ステーションコントローラＣＳ３から、ＦＯＵＰのステーションの到着信号を受信する（ステップ１）と、ＦＯＵＰステータスを更新し、ウエハ情報取得要求を枚葉管理コントローラＣＳ１に送信する（ステップ２）。
次に、ベイコントローラＣＳ２は枚葉管理コントローラＣＳ１から受信したウエハ情報などを追加、更新し（ステップ３）、スケジューリング実行条件に合致すればスケジューラ／ディスパッチャＣＳ７にスケジューリング実行要求を送信し、その結果を受信する（ステップ４、ステップ５）。
次に、スケジューリング結果を受信したベイコントローラＣＳ２は投入指示を実行する（ステップ６）と、ステーションコントローラＣＳ３は該当ウエハの存在するＦＯＵＰを投入ステージに移動し、ウエハが枚葉コンベア３に移載される。
枚葉コンベア３に搬送されたウエハが、所定のＥＦＥＭ６に移載され、処理装置のミニバッファにロードされると、ベイコントローラＣＳ２は仮想ロードポートをアサインする。
装置コントローラＣＳ６から処理開始を受信した（ステップ７）ベイコントローラＣＳ２は、ウエハステータスや装置ステータスを更新し、枚葉管理コントローラＣＳ１に処理開始トランザクション要求を送信する（ステップ８）。
装置コントローラＣＳ６から処理終了通知を受信すると（ステップ９）、ベイコントローラＣＳ２はウエハや装置ステータスを更新し、スケジューラ／ディスパッチャＣＳ７へディスパッチ起動要求の送信及びその結果の受信（ステップ１０、ステップ１１）を行い、枚葉管理コントローラＣＳ１に処理終了トランザクション要求をそれぞれ送信する（ステップ１２）。
ベイコントローラＣＳ２がミニバッファウエハ搬入通知を受信すると、ウエハステータス更新、回収チェックを実行後、搬送指示を実行する（ステップ１３）。
その後、次工程処理が存在するウエハは次工程処理装置に搬送され、ウエハの装置搬入〜装置搬出のフローを繰り返す。
最終工程の処理が終了したウエハは、ステーションに回収されたのち、次Ｂａｙに搬送される（ステップ１４〜１６）。
代替Ｂａｙ処理
次に、Ｂａｙ内処理装置で異常が発生し、代替Ｂａｙにて処理を続行せざるを得ない場合の、各コントローラ処理手順とコントローラ間の通信手順を図１９に基き説明する。
ウエハがある装置での処理を終了した場合、ベイコントローラＣＳ２は装置コントローラＣＳ６から処理終了通知を受信する（ステップ１０１）。ベイコントローラＣＳ２はウエハや装置ステータスを更新し、スケジューラ／ディスパッチャＣＳ７へディスパッチ起動要求の送信し（ステップ１０２）すると共に、その結果を受信し（ステップ１０３）、枚葉管理コントローラＣＳ１に処理終了トランザクション要求（ステップ１０４）をそれぞれ送信する。
処理終了した後の次装置への搬送（排出）待ちのウエハに対し、次装置が停止した場合（ステップ１０５）、ベイコントローラＣＳ２は装置ステータスを更新し、枚葉管理コントローラＣＳ１に装置状態変更要求を送信（ステップ１０６）する。
また、ベイコントローラＣＳ２は該当ウエハが自Ｂａｙ内の他の装置で処理できるかをチェックする。処理できる装置が存在する場合は、次装置決定ロジックに従って次装置を決定する。他に処理できる装置が自Ｂａｙ内に無い場合には、ステーションへの回収指示を実行（ステップ１０７〜１０９）する。この場合、停止した装置別に回収ＦＯＵＰを用意する。
回収完了通知を受信（ステップ１１０）したベイコントローラＣＳ２は、ウエハステータスを更新し、枚葉管理コントローラ１に回収完了通知を送信する（ステップ１１１）。また代替Ｂａｙへの搬送指示を実行（ステップ１１２）する。
上記Ｂａｙ内の製造装置５０−５４が、例えばフローショップ式に配置されている場合に、ある製造装置が故障した場合でも、他のＢａｙに搬送することで、それ以降の処理が滞ることを避けることができる。
なお、この場合、他のＢａｙは、本発明と同様なシステムでもよいし、ＦＯＵＰ単位で処理するシステムでもよい。
ウエハの高効率回収
次に、回収予定ウエハの遅延を自動認識し、回収未完了ＦＯＵＰの次Ｂａｙ搬送を指示する場合の、各コントローラ処理手順とコントローラ間の通信手順を図２０（Ａ）（Ｂ）に基いて説明する。
回収中のＦＯＵＰにおいて回収予定ウエハの到着が遅れるケースでは、自動的に既回収ウエハを先に次Ｂａｙへ搬送させる。
即ち、図２０（Ａ）に示したように、装置がオンラインの場合、装置停止を自動認識して搬送を開始するもので、ベイコントローラＣＳ２がウエハ回収を指示（ステップ２０１）した後、回収ウエハの存在する装置が停止すると、ベイコントローラＣＳ２は装置コントローラＣＳ６から装置停止報告を受信する（ステップ２０２）。
次に、ベイコントローラＣＳ２は装置ステータスを更新し、枚葉管理コントローラＣＳ１に装置停止報告（ステップ２０３）し、回収予定ウエハの一部回収完了報告（ステップ２０４）を送信し、次Ｂａｙ搬送指示を実行（ステップ２０５）する。
また、回収間隔をタイマ監視して、タイムアウト発生時に搬送を開始する場合には、図２０（Ｂ）に示したように、ベイコントローラＣＳ２はウエハ回収を指示（ステップ２０６）した後、回収間隔をタイマ監視する。回収間隔にタイムアウトが発生すると、枚葉管理コントローラＣＳ１に回収予定ウエハの一部回収完了報告を送信（ステップ２０７）し、次Ｂａｙへの搬送指示を実行（ステップ２０８）する。
以上のような処理により、ステーション４において、ウエハの無駄な待ち時間の発生を防ぐことができる。
仮想ロードポート、仮想ＦＯＵＰを実装
次に、仮想ロードポート、仮想ＦＯＵＰを実装した場合の、各コントローラ処理手順とコントローラ間の通信手順を図２１に基き、説明する。
この処理は、現在のスタンダードとなっているＦＯＵＰ単位の処理手順に枚葉単位の処理を適合させるものである。
ベイコントローラＣＳ２からウエハ搬送指示を受信（ステップ３０１）したＥＦＥＭコントローラＣＳ５は、装置コントローラＣＳ６に対して仮想ロードポート、仮想ＦＯＵＰのアサインを実行（ステップ３０２）する。仮想ロードポート、仮想ＦＯＵＰをアサインされた装置コントローラＣＳ６では、実ＦＯＵＰ無しの操業にも関わらず，ＣＭＳ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）関連のイベント報告をベイコントローラＣＳ２に送信することが可能となる。
また、ＥＦＥＭコントローラＣＳ５は、装置コントローラＣＳ６との間で、ＦＯＵＰ関連動作指示通信等を行い（ステップ３０３）、さらにウエハ搬送指示を受信する（ステップ３０４）。
ステーションのＦＯＵＰへのウエハの一斉回収
次に、一つのグループのウエハの処理が終了するまで、処理済みのウエハを各ＥＦＥＭ６のバッファーカセット６２に貯めておき、各ウエハの最終処理が完了した段階で、一斉に処理済みウエハを枚葉コンベア３に載せて、ステーションの空きＦＯＵＰに回収する場合の、各コントローラ処理手順とコントローラ間の通信手順を図２２に基き説明する。
ＥＦＥＭコントローラＣＳ５は、そのロボット６０に処理済みウエハのバッファーカセット６２への受け渡しを指示する（ステップ４０１）。
各ＥＦＥＭコントローラＣＳ５は、全てのウエハの処理が終了した時点で、ベイコントローラＣＳ２に処理終了通知を送信する（ステップ４０２）と、ベイコントローラＣＳ２はウエハや装置ステータスを更新し、枚葉管理コントローラＣＳ１に処理終了トランザクション要求（ステップ４０２）をそれぞれ送信する。
次に、ベイコントローラＣＳ２から、ウエハの搬送の指示を受信したＥＦＥＭコントローラＣＳ５は、ウエハを一斉に枚葉コンベア３に載せる（ステップ４０３）。
ベイコントローラＣＳ２から回収指示を受けたステーションＣＳ３（ステップ４０４）は、その回収指示を実行する。
その後、上記各処理と同様に、回収完了通知を受信したベイコントローラＣＳ２は、ウエハステータスを更新し、枚葉管理コントローラ１に回収完了通知を送信するし、次Ｂａｙへの搬送指示を実行する。
この処理により、一つのグループのウエハの処理が円滑に行われる。

以上、ワーク枚葉処理システムを半導体製造工程に代表させて、その構成例を開示したが、その他のワーク製造工程、例えば液晶製造工程等においても適用できるシステムである。基板のサイズが大型化してきた第６世代（１５００ｍｍ×１８００ｍｍ）、さらにその上の第７世代（１８００ｍｍ×２０００ｍｍ）においても適用できるシステムである。

Claims (4)

1. 工程間搬送手段により搬送されるＦＯＵＰやカセットからワークを枚葉単位で枚葉コンベヤに供給したり、枚葉単位のワークを枚葉コンベヤからＦＯＵＰやカセットに回収するステーションと、製造装置の前に設けられたＥＦＥＭと、これらのＥＦＥＭとステーションとのクリーン域を共通にするクリーントンネルと、このクリーントンネル内でワークを搬送する前記枚葉コンベヤからなるワーク枚葉処理システムにおいて、
   ベイコントローラと連携しながら、ワークをグルーピングパラメータ毎に進捗管理したり、リソースのステータス管理や履歴管理を行ったり、枚葉レベルでのレシピ設定管理を行う枚葉処理コントローラと、
   上位に前記枚葉処理コントローラが接続され、ワークの適正投入や前記ステーションへのワークの回収の制御を行い、ワークがＢａｙ内をスムースに流れるように制御するベイコントローラと、
   このベイコントローラに接続され、且つ、ワークの枚葉コンベヤへの投入順番と各処理装置での処理順番を決定するスケジューラと、
   前記ベイコントローラの下位に接続され、且つ、前記ステーションのステータス管理、履歴管理、ステーション入出庫の材料搬送指示、退避処理などを行うステーションコントローラと、
   前記ベイコントローラの下位に接続され、且つ、前記枚葉コンベヤのステータス管理、履歴管理、装置−装置間あるいは装置−ステーション間の材料搬送指示を行う枚葉搬送機コントローラと、
   前記ベイコントローラの下位に接続され、且つ、前記ＥＦＥＭのステータス管理、履歴管理、ＥＦＥＭ搬入出の材料搬送指示を行うＥＦＥＭコントローラと、
   前記ベイコントローラの下位に接続され、且つ、前記装置のステータス管理、履歴管理を行う装置コントローラを備えているワーク枚葉処理システムであって、
   処理が終了した後の次装置への搬送待ちのウエハに対し、故障等により、次装置が停止した場合、前記ベイコントローラは、前記ウエハがＢａｙ内の他の装置で処理できるかをチェックすると共に、処理できる装置が存在する場合は、次装置決定ロジックに従って次装置を決定し、他に処理できる装置がＢａｙ内に無い場合には、前記ステーションへの回収指示を実行することを特徴とするワーク枚葉処理システム。
2. 工程間搬送手段により搬送されるＦＯＵＰやカセットからワークを枚葉単位で枚葉コンベヤに供給したり、枚葉単位のワークを枚葉コンベヤからＦＯＵＰやカセットに回収するステーションと、製造装置の前に設けられたＥＦＥＭと、これらのＥＦＥＭとステーションとのクリーン域を共通にするクリーントンネルと、このクリーントンネル内でワークを搬送する前記枚葉コンベヤからなるワーク枚葉処理システムにおいて、
   ベイコントローラと連携しながら、ワークをグルーピングパラメータ毎に進捗管理したり、リソースのステータス管理や履歴管理を行ったり、枚葉レベルでのレシピ設定管理を行う枚葉処理コントローラと、
   上位に前記枚葉処理コントローラが接続され、ワークの適正投入や前記ステーションへのワークの回収の制御を行い、ワークがＢａｙ内をスムースに流れるように制御するベイコントローラと、
   このベイコントローラに接続され、且つ、ワークの枚葉コンベヤへの投入順番と各処理装置での処理順番を決定するスケジューラと、
   前記ベイコントローラの下位に接続され、且つ、前記ステーションのステータス管理、履歴管理、ステーション入出庫の材料搬送指示、退避処理などを行うステーションコントローラと、
   前記ベイコントローラの下位に接続され、且つ、前記枚葉コンベヤのステータス管理、履歴管理、装置−装置間あるいは装置−ステーション間の材料搬送指示を行う枚葉搬送機コントローラと、
   前記ベイコントローラの下位に接続され、且つ、前記ＥＦＥＭのステータス管理、履歴管理、ＥＦＥＭ搬入出の材料搬送指示を行うＥＦＥＭコントローラと、
   前記ベイコントローラの下位に接続され、且つ、前記装置のステータス管理、履歴管理を行う装置コントローラを備えているワーク枚葉処理システムであって、
   前記ベイコントローラはウエハ回収を指示した後、回収間隔をタイマ監視し、回収間隔にタイムアウトが発生すると、枚葉管理コントローラに回収予定ウエハの一部回収完了報告を送信すると共に、次Ｂａｙへの搬送指示を実行することを特徴とするワーク枚葉処理システム。
3. 工程間搬送手段により搬送されるＦＯＵＰやカセットからワークを枚葉単位で枚葉コンベヤに供給したり、枚葉単位のワークを枚葉コンベヤからＦＯＵＰやカセットに回収するステーションと、製造装置の前に設けられたＥＦＥＭと、これらのＥＦＥＭとステーションとのクリーン域を共通にするクリーントンネルと、このクリーントンネル内でワークを搬送する前記枚葉コンベヤからなるワーク枚葉処理システムにおいて、
   ベイコントローラと連携しながら、ワークをグルーピングパラメータ毎に進捗管理したり、リソースのステータス管理や履歴管理を行ったり、枚葉レベルでのレシピ設定管理を行う枚葉処理コントローラと、
   上位に前記枚葉処理コントローラが接続され、ワークの適正投入や前記ステーションへのワークの回収の制御を行い、ワークがＢａｙ内をスムースに流れるように制御するベイコントローラと、
   このベイコントローラに接続され、且つ、ワークの枚葉コンベヤヘの投入順番と各処理装置での処理順番を決定するスケジューラと、
   前記ベイコントローラの下位に接続され、且つ、前記ステーションのステータス管理、履歴管理、ステーション入出庫の材料搬送指示、退避処理などを行うステーションコントローラと、
   前記ベイコントローラの下位に接続され、且つ、前記枚葉コンベヤのステータス管理、履歴管理、装置−装置間あるいは装置−ステーション間の材料搬送指示を行う枚葉搬送機コントローラと、
   前記ベイコントローラの下位に接続され、且つ、前記ＥＦＥＭのステータス管理、履歴管理、ＥＦＥＭ搬入出の材料搬送指示を行うＥＦＥＭコントローラと、
   前記ベイコントローラの下位に接続され、且つ、前記装置のステータス管理、履歴管理を行う装置コントローラを備えているワーク枚葉処理システムであって、
   前記ベイコントローラからウエハ搬送指示を受信したＥＦＥＭコントローラは、装置コントローラに対して仮想ロードポート、仮想ＦＯＵＰのアサインを実行することを特徴とするワーク枚葉処理システム。
4. 工程間搬送手段により搬送されるＦＯＵＰやカセットからワークを枚葉単位で枚葉コンベヤに供給したり、枚葉単位のワークを枚葉コンベヤからＦＯＵＰやカセットに回収するステーションと、製造装置の前に設けられたＥＦＥＭと、これらのＥＦＥＭとステーションとのクリーン域を共通にするクリーントンネルと、このクリーントンネル内でワークを搬送する前記枚葉コンベヤからなるワーク枚葉処理システムにおいて、
   ベイコントローラと連携しながら、ワークをグルーピングパラメータ毎に進捗管理したり、リソースのステータス管理や履歴管理を行ったり、枚葉レベルでのレシピ設定管理を行う枚葉処理コントローラと、
   上位に前記枚葉処理コントローラが接続され、ワークの適正投入や前記ステーションへのワークの回収の制御を行い、ワークがＢａｙ内をスムースに流れるように制御するベイコントローラと、
   このベイコントローラに接続され、且つ、ワークの枚葉コンベヤヘの投入順番と各処理装置での処理順番を決定するスケジューラと、
   前記ベイコントローラの下位に接続され、且つ、前記ステーションのステータス管理、履歴管理、ステーション入出庫の材料搬送指示、退避処理などを行うステーションコントローラと、
   前記ベイコントローラの下位に接続され、且つ、前記枚葉コンベヤのステータス管理、履歴管理、装置−装置間あるいは装置−ステーション間の材料搬送指示を行う枚葉搬送機コントローラと、
   前記ベイコントローラの下位に接続され、且つ、前記ＥＦＥＭのステータス管理、履歴管理、ＥＦＥＭ搬入出の材料搬送指示を行うＥＦＥＭコントローラと、
   前記ベイコントローラの下位に接続され、且つ、前記装置のステータス管理、履歴管理を行う装置コントローラを備えているワーク枚葉処理システムであって、
   一つのグループのウエハの処理が終了するまで、各ＥＦＥＭコントローラは、そのバッファーカセットに処理済みのウエハを貯留し、各ウエハの最終処理が完了した段階で、前記ベイコントローラからの指示に基き、一斉に処理済みウエハを枚葉コンベアに載せて、ステーションの空きＦＯＵＰに回収することを特徴とするワーク枚葉処理システム。

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