JP5075835B2

JP5075835B2 - 半導体製造システム

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Publication number: JP5075835B2
Application number: JP2008545273A
Authority: JP
Inventors: 立志飯森
Original assignee: 株式会社システムブイマネジメント
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2026-11-21
Also published as: WO2008062515A1; JPWO2008062515A1

Description

本発明は、フローショップ方式における半導体製造施設において半導体を製造する際に、短ＴＡＴ（Turn-around Time）を実現するための、半導体製造システムに関する。

半導体を製造するには、半導体製造施設のクリーンルームにおいて、各種の処理工程を実行することで製造される。このクリーンルームにおける各処理工程には、各処理を実現する半導体製造装置が用いられる。従来は、各工程を実行する半導体製造装置をジョブショップ方式により所要数ずつ纏めて設置している。つまり従来の半導体製造施設では、各工程を実行する半導体製造装置をジョブショップ方式により所要数ずつ纏めたベイと呼ばれるユニットを複数備え、そのベイ間を搬送ロボットやベルトコンベアで搬送することによって、製造を行っている。

ところがこのジョブショップ方式の場合、複数の似たような処理工程を繰り返す場合には、ベイ内での搬送やベイ間での搬送、待機などの時間が多くなることが知られており、生産性の低下が問題となっている。そこで、従来のジョブショップ方式に変えて、各半導体製造装置を処理工程の順番に設置するフローショップ方式による半導体製造システムが提案されており、その一例が下記特許文献１乃至特許文献６に開示されている。

特開２００２−２６１０６号公報特開２００５−１９７５２１号公報特開２００５−１９７５００号公報特開２００１−１４３９７９号公報特開平１１−１４５０２２号公報特開平７−２３７０９５号公報

上記特許文献に開示の発明ではフローショップ方式による半導体製造システムが開示されており、これを用いることによって、従来のジョブショップ方式により発生する問題点は解決することが出来る。ところがこれらの各発明を用いたとしても、ＳＯＣなどの小ロット多品種且つ短ＴＡＴが要求される半導体製造ラインにおいては、まだ十分な短ＴＡＴを実現できているとまでは言えない。それは上記特許文献に記載の発明においても、各半導体製造装置からの要求に基づくイベントによって、次の処理工程が開始されるため、搬送効率が悪い点にある。

即ち、処理時間（ＴＡＴ）は、装置における処理時間と、次の処理工程を行う半導体製造装置への搬送時間とによって決定される。装置における処理時間は半導体製造装置のスペックに依存しているのでその半導体製造装置が改善されない限り、処理時間は短くならない。しかし搬送時間については、改良することが出来る。この点、従来は上述のように半導体製造装置からの要求に基づくイベント型の処理構造を持っているので、ある半導体製造装置からの搭載／取出要求がトリガとなることによって、搬送が開始されることとなる。その為、搬送時間にまだ無駄が発生していることとなる。

そこで本願発明者は上記問題点に鑑み、フローショップ方式による半導体製造システムにおいて、短ＴＡＴを実現するために、従来のようなイベント型の処理ではなく、スケジューリングにより搬送を行わせることで、半導体製造装置ですぐに次の処理工程が開始できるように構成した半導体製造システムを発明した。

また上述のようなスケジューリングにおいて、半導体製造システムにおける半導体製造装置の全てが同じ処理能力を備えていれば、半導体製造装置の待機時間を０にする（半導体製造装置において、あるキャリアの処理が終了した後、すぐに次のキャリアの処理を開始できる）ことも可能となるが、実際の半導体製造装置には各々の差があるので、完全に待機時間を０にすることは難しい。そこで、本願発明においては、半導体製造システムにおける半導体製造装置のうち、高価であるリソグラフィ装置の稼働率をもっとも向上させた状態でスケジューリングを行うことを更に特徴とする。

第１の発明は、フローショップ方式による半導体製造システムであって、前記半導体製造システムは、複数の半導体製造装置と、該半導体製造装置の間でキャリアの搬送を実行するベイ内搬送装置とを備える複数のベイと、前記ベイ間のキャリアの搬送を実行するベイ間搬送装置と、を有しており、前記半導体製造システムは、前記ベイとベイ間搬送のスケジューリングを少なくとも実行するスケジューラを有するフローショップコントローラを備えており、前記ベイは、該ベイ内の前記半導体製造装置とベイ内搬送装置のスケジューリングを少なくとも実行するスケジューラを有するベイコントローラを備えており、前記フローショップコントローラは、前記スケジューラにおけるスケジューリングに基づいて前記ベイと前記ベイ間搬送装置に対して制御指示を送出し、前記ベイコントローラは、前記スケジューラにおけるスケジューリングに基づいて前記半導体製造装置と前記ベイ内搬送装置に対して制御指示を送出し、前記スケジューリングは、前記半導体製造装置のうち、リソグラフィ装置の稼働率を基準として、前記半導体製造装置毎の設置台数、フローステップ数が算出され、前記算出された設置台数、フローステップ数に基づいて設定されており、前記フローショップコントローラー、前記ベイコントローラーは、前記半導体製造装置、前記ベイ内搬送装置、前記ベイ、前記ベイ間搬送装置のいずれか一以上から障害情報、復旧情報、処理の残り時間情報のうち一以上の情報を受け取り、前記フローショップコントローラーは、前記フローショップの入り口にアクセスするタイミングで再スケジューリングを行い、前記ベイコントローラーは、前記ベイの入り口にアクセスするタイミングで再スケジューリングを行う、半導体製造システムである。

本発明のように構成することで、半導体製造システムをスケジューリングを基本としたシステムとすることが出来る。これによって、従来のようなイベント型よりも短ＴＡＴを実現することが出来る。またこのスケジューリングの際に、リソグラフィ装置を基準として設置台数、フローステップ数などを算出しているので、高価でスループットの高いリソグラフィ装置を最大限に生かすことが可能となる。
また本発明では、一度スケジューリングを行った後、各スケジューラは所定のタイミングで再スケジューリングを実行する。これによってリアルタイムで各種の情報を受け取ることが出来、半導体製造装置の障害などにも柔軟に対応することが可能となる。

本発明のフローショップ方式による半導体製造システムにおいて、従来のようなイベント型ではなく、スケジューリングを行う方式を用いることによって、より短ＴＡＴが実現された半導体製造システムが可能となる。またスケジューリングを行っているので、無駄なＷｉＰ(Work in Progress）が発生しない。

更にフローショップコントローラー、ベイコントローラーでは、各タイミングで再スケジューリングを行うことで、リアルタイム処理が可能となる。そしてリアルタイム処理なので、割り込み処理についても効率がよい状態で実現することが出来る。つまり、最短のＨｏｔＬｏｔが実現できる。

本発明の半導体製造システムの一例を模式的に示す図である。ベイ間搬送装置としてベルトコンベアを用いた場合の半導体製造システムの一例を模式的に示す図である。ベイ間バッファーを用いた場合の半導体製造システムの一例を模式的に示す図である。本発明のフローショップコントローラ、ベイコントローラ、ベイ間搬送コントローラ、装置コントローラ、ベイコントローラの階層関係を模式的に示す図である。半導体製造装置毎のスループットを模式的に示す図である。処理工程順の半導体製造装置を模式的に示す図である。半導体製造装置毎の想定稼働率を設定した場合を模式的に示す図である。半導体製造装置毎の処理枚数比を設定した場合を模式的に示す図である。半導体製造装置毎の見かけ上のスループットを算出した場合を模式的に示す図である。処理工程順の半導体製造装置の必要設置台数を算出した場合を模式的に示す図である。半導体製造装置のスループットが同じ場合の搬送時間の隠蔽化を模式的に示す図である。半導体製造装置のスループットが異なる場合の搬送時間の隠蔽化を模式的に示す図である。半導体製造装置のレシピにより処理時間が異なる場合のロードポート待ちの解消を模式的に示す図である。半導体製造装置の障害により処理時間が長くなる場合のロードポート待ちの解消を模式的に示す図である。

符号の説明

１：半導体製造システム
２：ベイ
３：ベイ間搬送装置
４：ベイ間バッファー
２１：半導体製造装置
２２：ベイ内搬送装置

半導体製造施設において半導体を製造する工程は、配線工程とトランジスタ生成工程に大別される。本願発明の半導体製造システム１は、そのうち配線工程において用いることが好適である。この配線工程における半導体製造システム１の一例を図１に示す。

半導体製造システム１は、複数のベイ２と、そのベイ間の搬送を行うベイ間搬送装置３とを有している。またベイ２には、半導体製造の配線工程における各工程の処理を行う少なくとも一以上の半導体製造装置２１と、そのベイ２内において各半導体製造装置２１間の搬送を行うベイ内搬送装置２２とを有している。半導体製造システム１にはベイ２とベイ間搬送について制御を行うフローショップコントローラと呼ばれるコンピュータシステムを備えており、フローショップコントローラには、ベイ２とベイ間搬送のスケジューリングを行うスケジューラが備えられている。また各ベイ２には、そのベイ２内における半導体製造装置２１とベイ内搬送装置２２について制御を行うベイコントローラと呼ばれるコンピュータシステムを備えており、ベイコントローラには、そのベイ２内における半導体製造装置２１とベイ内搬送装置２２のスケジューリングを行うスケジューラが備えられている。

フローショップコントローラのスケジューラ、ベイコントローラのスケジューラは予め定められたスケジュールに基づいて、ベイ間搬送、ベイ２内における半導体製造装置２１への搭載／取り出し、ベイ２内搬送を実現する。このようなスケジューラを用いることで、各半導体製造装置２１やベイ間における搬送時間の隠蔽、つまり待機時間の低減を実現することが出来る。スケジューリングについては後述する。なお一度設定されたスケジューリングは予め定められたタイミングで再スケジューリングされる。フローショップコントローラのスケジューラの場合は、ベイ間搬送装置３がフローショップの入り口にアクセスするタイミングで再スケジューリングを行う。またベイコントローラのスケジューラの場合は、ベイ内搬送装置２２がベイ２の入り口にアクセスするタイミングで再スケジューリングを行う。

ベイ２における半導体製造装置２１にはその装置の制御を行う装置コントローラ、ベイ内搬送装置２２にはその装置の制御を行うベイ内搬送コントローラ、ベイ間搬送装置３にはその装置の制御を行うベイ間搬送コントローラと呼ばれるコンピュータシステムが備えられており、各装置の制御を行っている。装置コントローラ、ベイ内搬送コントローラはベイコントローラからの指示に基づいてその装置制御を実現する。またベイ間搬送コントローラはフローショップコントローラからの指示に基づいてその装置制御を実現する。図４に、フローショップコントローラ、ベイコントローラ、ベイ間搬送コントローラ、装置コントローラ、ベイ内搬送コントローラの制御階層図を示す。

フローショップコントローラとベイ間搬送コントローラとの間では所定のデータ通信が可能であって、フローショップコントローラからベイ間搬送コントローラへの搬送指令、ベイ間搬送コントローラからフローショップコントローラへの搬送応答、ベイ間搬送コントローラからフローショップコントローラへのベイ間搬送装置３の搬送ロボットの位置情報の報告などが行われる。

ベイコントローラとベイ内搬送コントローラとの間では所定のデータ通信が可能であって、ベイコントローラからベイ内搬送コントローラへの搬送指令、ベイ内搬送コントローラからベイコントローラへの搬送応答、ベイ内搬送コントローラからベイコントローラへのベイ内搬送装置２２の搬送ロボットの位置情報報告などが行われる。

またその他にも、ベイコントローラと半導体製造装置２１、フローショップコントローラと各ベイコントローラとの間でもその処理状況の情報、障害情報、復旧情報、処理の残り時間の情報などが通信されている。

図１の半導体製造システム１においては、各ベイ間の搬送についてベイ間バッファー４が設けられている。ベイ間バッファー４は、ベイ２における処理の終了後、ベイ間搬送装置３がキャリアをほかのベイ２へ搬送するために到着し、キャリアの搬送を開始するまでの間、一時的に待機させるための装置である。

上述したように、各ベイ２には半導体製造装置２１とベイ内搬送装置２２とを備えているが、半導体製造装置２１には様々な半導体製造装置２１を用いることが出来る。例えばリソグラフィ装置（図１では「リソ」）、エッチング装置（図１では「エッチ」）、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置（図１では「ＣＶＤ」）、検査装置（図１では「検査」）、洗浄装置（図１では「洗浄」）、アニール装置（図１では「アニール」）、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）装置（図１では「ＰＶＤ」）、メッキ装置（図１では「メッキ」）、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polising）装置（図１では「ＣＭＰ」）などがあるがこれ以外に適宜の半導体製造装置２１を半導体製造装置２１として用いることが出来る。

各半導体製造装置２１には、ベイ内搬送装置２２との間でキャリアの搭載／取り出しを行うためのロードポートを少なくとも一以上備える。またベイ内搬送装置２２は、ベイ間バッファー４、半導体製造装置２１のロードポートでキャリアの搭載／取り出しを連続して行うことが出来る機構を備えている。例えば、ベイ内搬送装置２２のアームを２本とし、一本のアームで処理終了したキャリアを半導体製造装置２１から取り出し（受け取り）、他方のアームで搬送してきたキャリアを搭載する（渡す）機構がある。あるいは、アームが一本の場合、ベイ内搬送装置２２に２つのステージを備え、空いている一つのステージに、処理が終了して半導体製造装置２１から取り出したキャリアを置いた後、搭載すべきキャリアを載せたステージから、当該キャリアを半導体製造装置２１に搭載する機構などもある。

ベイ間搬送装置３についても、ベイ内搬送装置２２と同様に、キャリアの搭載／取り出しを連続して行う機構を備える。

図１の半導体製造システム１では各ベイ間の搬送を行うベイ間搬送装置３について、搬送ロボットを用いた場合を示しているが、図２に示すようにベイ間搬送装置３をベルトコンベア上の搬送装置にしてもよい。この場合には、ベルトコンベア自体がベイ間バッファー４と同様の機能を果たすことから、ベイ間バッファー４は不要となる。また図３に示すように、ベイ間の搬送はベイ間バッファー４に処理済みのキャリアを待機させ、ベイ内搬送装置２２がベイ間バッファー４から次に処理を行うキャリアを搭載することによって、実質的にベイ間搬送を実現するように構成することも出来る。

なお本明細書では説明の便宜上、図１の半導体製造システム１の場合を用いて説明するが、図２及び図３、あるいはほかの半導体製造システム１であっても同様に処理を実現することは可能である。

次にフローショップコントローラのスケジューラ、ベイコントローラのスケジューラでスケジューリングを行う際に必要となる、半導体製造システム１において各半導体製造装置２１の設置台数、一台のベイ内搬送装置２２が対象とする装置台数（これを「フローステップ数」と呼ぶ）や装置レイアウトを決定するための処理フローを説明する。これは、フローショップコントローラ、ベイコントローラなどの任意のコンピュータシステムで実行することが出来る。

なお本明細書の半導体製造システム１において実行する配線工程の半導体製造装置２１として、リソグラフィ装置、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、アニール装置、洗浄装置、エッチング装置、ＣＭＰ装置、メッキ装置、検査装置（検査１〜検査４）の場合を説明する（図５）。また配線工程の処理フローとして図６の順であるとする。図５及び図６において、各半導体製造装置２１のあとのカッコ書きは、同一の処理について同様の処理工程を施すことを意味しており、例えばリソグラフィ（１）、リソグラフィ（２）は、リソグラフィ装置における１回目の処理工程、２回目の処理工程を意味している。

まず各半導体製造装置２１の設置台数を決定する処理を説明する。

半導体製造システム１における半導体製造装置２１の中では、リソグラフィ工程で用いるリソグラフィ装置がもっとも高価であり、またスループットもほかの半導体製造装置２１よりも高い。そこで投資効率を踏まえて、リソグラフィ装置の装置稼働率をもっとも高くするように設定する必要がある。ここで、一般的な配線工程では、図６に示すように、リソグラフィ工程が２回あるので、リソグラフィ装置は２台必要となる。

次に各半導体製造装置２１における装置稼働率を設定する。この装置稼働率の一例は図７に示す。この装置稼働率は過去の経験などを踏まえて、任意に設定することが好ましい。

次に各半導体製造装置２１において、搭載されたキャリアのうち実際にどれだけの枚数を処理するかを示す、処理枚数比を設定する。これは配線工程における一般的な処理工程では全てのキャリアを処理するが、検査工程などでは、全てのキャリアを検査するわけではないので、その処理枚数比を設定することとなる。これが設定された状態を図８に示す。図８では２５枚あたりの処理枚数比を設定した場合を示している。これは１つのキャリアが２５枚で構成されていることが多いためである。

このように各半導体製造装置２１あたりの想定稼働率、処理枚数比を設定すると、下記の数１を用いることにより、各半導体製造装置２１あたりの見かけ上のスループットを算出する。
（数１）
見かけ上のスループット＝スループット×（想定稼働率÷１００）×（１÷処理枚数比）

半導体製造装置２１あたりの見かけ上のスループットが設定された状態が図９である。

以上のようにして各半導体製造装置２１の見かけ上のスループットを算出すると、各半導体製造装置２１の必要設置台数については、数２を充足する設置台数として算出することが出来る。
（数２）
見かけ上のスループット×設置台数≧リソグラフィ装置の見かけ上スループット

処理工程毎に用いる半導体製造装置２１の必要設置台数を示したのが図１０である。以上のような処理を行うことで各半導体製造装置２１の必要設置台数が算出できる。

次にフローステップ数を決定する処理を説明する。

まずベイ内搬送装置２２による装置間搬送時間の最大値をｔとする（ｔには半導体製造装置２１とのキャリア搭載／取り出し時間も含む）。そして各半導体製造装置２１のスループットをＰ（Ｗｐｈ）とすると、１枚あたりの処理時間は３６００／Ｐ（秒）となる。上述の各半導体製造装置２１の必要設置台数の決定処理において、リソグラフィ装置以外の機種がリソグラフィ装置より大きなスループットとなるように設定されているので（数２より）、最小スループットの半導体製造装置２１は、リソグラフィ装置となる。

搬送時間を隠蔽するためには、数３を充足するようなフローステップ数を決定する。
（数３）
（ｔ×搬送対象フローステップ数）≦１枚あたりの処理時間

例えば装置間搬送時間が１０秒であり、ＣＶＤ装置、リソグラフィ装置、アニール装置、ＣＭＰ装置、洗浄装置、エッチング装置、検査装置（検査１）の順で各処理工程を実行する場合、そのスループットは、図９などのスループットの値から、６０Ｗｐｈとなる。つまり１枚あたりの処理時間は６０秒となる。そうなると、数３よりフローステップ数は６であることが算出できる。つまり、この各処理工程では、６台の半導体製造装置２１を１台のベイ内搬送装置２２で搬送するように構築することが出来る。これを模式的に示すのが図１１である。

フローステップ数が決定すれば、必然的に１台のベイ内搬送装置２２で搬送を担当する半導体製造装置２１数が決定されるので、各ベイ２に何台の半導体製造装置２１が設置できるか、即ちレイアウトが決定される。

このようにしてフローステップ数を決定すると、搬送時間を隠蔽するための方法を設定することとなる。まずベイ内搬送装置２２は予め設定されたスケジュールに基づいて各半導体製造装置２１へ順次キャリアの取り出し／搭載を行うタイミングを上述のｔ時間ずらして行い、各半導体製造装置２１の処理開始もｔ時間ずらして行う。これによって、連続して処理されるキャリアがある場合、先行キャリアの処理終了のタイミングで後続キャリアを受け渡すことが出来、見かけ上の搬送時間は最初のキャリアが各半導体製造装置２１に渡されるまでの時間と、最後のキャリアが戻される搬送時間を除き、ほぼ隠蔽化されることとなる。

以上のようにしてスケジューリングの基本となる情報が設定される。この設定された情報に基づいて、搬送時間が隠蔽されるようにスケジューリングがフローショップコントローラのスケジューラ、ベイコントローラのスケジューラで設定される。そしてフローショップコントローラのスケジューラに基づいて各ベイ２での制御処理に係る指示、ベイ間搬送装置３の制御処理にかかる指示をフローショップコントローラが、ベイコントローラ、ベイ間搬送コントローラに送出し、その指示に基づいてベイコントローラがベイ２を制御し、ベイ間搬送コントローラがベイ間搬送装置３を制御する。またベイコントローラのスケジューラに基づいてベイ２内における半導体製造装置２１での制御処理に係る指示、ベイ内搬送装置２２の制御処理に係る指示をベイコントローラが、装置コントローラ、ベイ内搬送コントローラに送出し、その指示に基づいて装置コントローラが半導体製造装置２１を制御し、ベイ内搬送コントローラがベイ内搬送装置２２を制御する。なおベイコントローラ、フローショップコントローラにおけるスケジューリングは同一のアルゴリズムを、異なる階層で動かしているだけであるので、ベイ間搬送装置３における処理の場合には、上述のベイ内搬送装置２２における処理について、ベイ内搬送装置２２をベイ間搬送装置３、半導体製造装置２１をベイ２と読み替えて同様に設定可能である。

以上のように設定されたスケジューラを用いて半導体製造システム１を稼動させることで、従来のイベント型の半導体製造システム１よりも短ＴＡＴ化された半導体製造システム１を実現することが出来る。

なお上述のフローステップ数の決定処理の方法では、各半導体製造装置２１のスループットが同じである場合を説明したが、半導体製造装置２１によってはそのスループットが異なる場合もあり得る。この場合には、半導体製造装置２１で処理が終了したキャリアが、半導体製造装置２１のロードポートで滞留することとなる。以下にこのようなロードポート待ちを解消する処理を説明する。このロードポート待ちは、ベイ間搬送装置３、ベイ内搬送装置２２における搬送を、フローショップコントローラにおける適切なスケジューリング、ベイコントローラにおける適切なスケジューリングをすることで解消できる。この場合を模式的に示す図を図１２に示す。

図１２の場合では、ＣＭＰ装置のみスループットが３０Ｗｐｈであり、それ以外の半導体製造装置２１は６０Ｗｐｈである。そうするとまず処理時間の平坦化を行う必要がある。処理時間の平坦化は、上述のように各半導体製造装置２１毎の必要代数の決定処理と同様の方法で決定することが出来、図１２の例では、ＣＭＰ装置のスループットだけがほかの装置の半分なので、当該ＣＭＰ装置を２台設置すれば処理時間を平坦化することが出来る。同様にスループットが１／３の時には当該半導体製造装置２１を３台、スループットが１／４の時には当該半導体製造装置２１を４台設置すればよい。

次にスケジューリングによるロードポート待ち解消の処理を説明する。まず複数台設置した半導体製造装置２１については、順にベイ内搬送装置２２がキャリアを搬送することとなる。図１２の場合では、ＣＭＰ装置を２台設置しているので、ベイ内搬送装置２２はキャリアをこの２台の搬送装置に交互に搬送することとなる。なお３台設置した場合にはその３台に交互に、４台設置した場合にはその４台に搬送することによって、処理終了後の半導体製造装置２１におけるロードポート上の待ち時間を解消することが出来る。

更に、上述のスケジューリングは、所定のタイミングで再スケジューリングが行われるが、再スケジューリングにおいて、レシピによる処理時間が異なる場合にも、半導体製造装置２１で処理が終了したキャリアが、半導体製造装置２１のロードポートで滞留する場合があり得る。その場合の再スケジューリングを説明する。

例えばリソグラフィ装置におけるレシピ処理時間が６０秒から８０秒のように長くなる場合、そのまま続けて搬送すると、半導体製造装置２１間の待ち時間がばらつき、ロードポートで滞留することがあり得る。一つの解決方法としては、次のようなものがある。処理プロセス上、搬送対象となる全ての半導体製造装置２１間において、半導体製造装置２１のロードポート上で滞留しないことが求められる場合においては、先行するキャリアがベイ２内における全半導体製造装置２１の処理を終えてから、後述するキャリアの処理を開始する必要があるが、通常の処理プロセスにおいて、全工程についてこのような要求がされることは少なく、ある工程間について要求されることが想定される。この場合、上述のように、先行キャリアが全ての半導体製造装置２１の処理を終了するのを待機すると、トータル・スループットが非常に悪くなってしまう。

そこで上述の場合にも上記とは異なる方法でスケジューリングをすることが求められる。以下にこのようなロードポート待ちを解消する処理を説明する。この場合の処理を図１３に模式的に示す。

上述のような場合には、先行するキャリアが当該工程の半導体製造装置２１に搭載された時点で、当該半導体製造装置２１の処理開始時間を調整するスケジューリングを行うことで、処理終了後の待機状態を解消する。例えば図１３に示した場合では、先行するキャリア２より後続するキャリア３の方がリソグラフィ装置の処理時間が２０秒長い場合において、アニール装置からＣＭＰ装置間の時間を一定（即ちアニール装置での処理終了後のロードポート上の処理待ち時間をなくす）にする場合を示している。

この場合、処理時間の長い後続するキャリアがリソグラフィ装置に搭載されるサイクルで、アニール装置に搭載された処理時間の短い先行キャリアがアニール装置に搭載される時点において、処理開始を２０秒遅延させるスケジューリングを行う。これによって次の搬送サイクルでのリソグラフィ装置でのキャリア受け取りが２０秒遅延するものの、アニール装置では処理終了タイミングでキャリアの取り出しが可能となり、結果としてロードポート待ちが解消されることとなる。

更に再スケジューリングにおいて、各半導体製造装置２１に発生した障害により処理時間が長くなる場合のロードポート待ちを解消する処理プロセスを以下に説明する。これを模式的に示す図が図１４である。

図１４では、各半導体製造装置２１からベイコントローラに対して、各処理の処理残り時間の情報を報告し、この時間の情報を用いてベイ内搬送装置２２の搬送スケジューリングを行うことで、半導体製造装置２１に障害が発生した場合にもロードポート上で滞留しない処理方法を説明する。

上述のように、ベイコントローラと半導体製造装置２１の間では予め定められた規格（例えばSEMIのStandardで定義されたＧＥＭ３００）により情報通信が行われているが、更に、そこに各半導体製造装置２１からベイコントローラに対して、各処理の処理残り時間の情報を報告するように構成する。

ベイコントローラは各半導体製造装置２１における処理残り時間を監視し、半導体製造装置２１のロードポート上で滞留してはならない半導体製造装置２１において搬送が間に合うか否かの判定を行い、間に合わないと判定された場合には、スケジューリングを変更する処理を行う。この際の変更したスケジューリングでは、滞留してはならない半導体製造装置２１における搬送を優先させる処理を行うことで、ロードポート上での滞留を解消させる。

但し、ベイコントローラが間に合わないと判定するタイミングにおいて、ベイ内搬送装置２２が既にほかの半導体製造装置２１に搬送すべきキャリアを持っていると、優先する搬送が行えない。そこでベイ内搬送装置２２がベイ間バッファー４にアクセスするタイミング以前に間に合わないと判定された場合は、ベイ間バッファー４からキャリアをとらないように設定する。しかし既にベイ２入り口を通過していた場合においては、ベイ内搬送装置２２がこの場合はベイ間バッファー４にいったんこのキャリアを置く必要がある。従って、判定するタイミングはこの時間も織り込んだ時間とする。図１４の場合では、リソグラフィ装置に障害が発生しても、アニール装置からＣＭＰ装置間の時間を一定にする場合を示している。

以上のように半導体製造システム１を構成することで、従来のイベント型の半導体製造システム１よりも短ＴＡＴで処理が可能なフローショップ方式における半導体製造システム１が可能となる。

本発明のフローショップ方式による半導体製造システム１において、従来のようなイベント型ではなく、スケジューリングを行う方式を用いることによって、より短ＴＡＴが実現された半導体製造システム１が可能となる。またスケジューリングを行っているので、無駄なＷｉＰ(Work in Progress）が発生しない。

更にフローショップコントローラ、ベイコントローラでは、各タイミングで再スケジューリングを行うことで、リアルタイム処理が可能となる。そしてリアルタイム処理なので、割り込み処理についても効率がよい状態で実現することが出来る。つまり、最短のＨｏｔＬｏｔが実現できる。

Claims

フローショップ方式による半導体製造システムであって、
前記半導体製造システムは、
複数の半導体製造装置と、該半導体製造装置の間でキャリアの搬送を実行するベイ内搬送装置とを備える複数のベイと、
前記ベイ間のキャリアの搬送を実行するベイ間搬送装置と、を有しており、
前記半導体製造システムは、前記ベイとベイ間搬送のスケジューリングを少なくとも実行するスケジューラを有するフローショップコントローラを備えており、
前記ベイは、該ベイ内の前記半導体製造装置とベイ内搬送装置のスケジューリングを少なくとも実行するスケジューラを有するベイコントローラを備えており、
前記フローショップコントローラは、前記スケジューラにおけるスケジューリングに基づいて前記ベイと前記ベイ間搬送装置に対して制御指示を送出し、
前記ベイコントローラは、前記スケジューラにおけるスケジューリングに基づいて前記半導体製造装置と前記ベイ内搬送装置に対して制御指示を送出し、
前記スケジューリングは、
前記半導体製造装置のうち、リソグラフィ装置の稼働率を基準として、前記半導体製造装置毎の設置台数、フローステップ数が算出され、前記算出された設置台数、フローステップ数に基づいて設定されており、
前記フローショップコントローラー、前記ベイコントローラーは、
前記半導体製造装置、前記ベイ内搬送装置、前記ベイ、前記ベイ間搬送装置のいずれか一以上から障害情報、復旧情報、処理の残り時間情報のうち一以上の情報を受け取り、
前記フローショップコントローラーは、前記フローショップの入り口にアクセスするタイミングで再スケジューリングを行い、
前記ベイコントローラーは、前記ベイの入り口にアクセスするタイミングで再スケジューリングを行う、
ことを特徴とする半導体製造システム。