JPH06260545A - 半導体ウェーハの生産管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ウェーハに対する損傷や塵埃付着を防止し、ロ
ット間の混合を防止しながら効率的にウェーハを搬送
し、工程内の無人化（完全自動化）を図る。 【構成】半導体ウェーハＷを所定のロット毎に区分した
状態で目的とする加工工程Ｋに搬送するにあたり、生産
計画に基づく各半導体ウェーハの加工進捗状況や在庫状
況などの各種生産管理項目を管理する半導体ウェーハの
生産管理システムである。半導体ウェーハＷを収納する
カセットＣおよびこれらのカセットＣを格納するカセッ
トマガジンＭと、カセットマガジン毎に設けられ半導体
ウェーハに関する仕様情報が書き込まれたバーコードマ
ーク６と、カセットマガジンを保管する立体ストッカ５
０と、立体ストッカ５０に保管されたカセットマガジン
を目的とする加工工程Ｋに搬送する無人搬送車５１ｂ
と、立体ストッカ５０、無人搬送車５１ｂ、および各加
工工程Ｋにおける半導体ウェーハＷの加工進捗状況や在
庫状況などの各種生産管理項目をバーコードマーク６の
情報に基づいて記憶および処理するホストコンピュータ
５２ａとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェーハの工程
間搬送、加工装置への着脱、工程管理、仕掛かり管理な
ど一連の生産管理を自動化する半導体ウェーハの生産管
理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの基板として用いられる
半導体ウェーハは、例えばシリコン等の単結晶インゴッ
ドをその棒軸の面直方向にスライスし、スライスして得
られたものに対して面取り、ラッピング、エッチング、
ポリッシング等の処理を順次施すことにより鏡面ウェー
ハを得る。

【０００３】このような各種の加工を行う場合、シリコ
ンウェーハは、タイプ別、インゴッド別、抵抗別、酸素
濃度別など各種の目的に応じて分類された上で、約２５
０枚程度のロット毎に加工が施される。

【０００４】かかるロット毎に区分けした状態で加工を
行うのは、各種目的に応じた加工仕様が相違するからで
あり、また、半導体デバイスに不具合が生じたときに、
もし、その原因がウェーハに存在した場合には、そのウ
ェーハを製造したときの工程条件等を検証し、原因解析
および工程条件等へのフィードバックに供するためであ
る。

【０００５】したがって、ウェーハをロット毎に区分け
しておくことは勿論のこと、引上時における熱履歴等の
工程条件の検証に重要となるため、スライスされた順序
も何らかの方法で管理しておく必要がある。

【０００６】そのため、従来より、カセットと称される
ウェーハの収容治具が採用され、このカセットに対して
ウェーハを順番に収容し、かつ、ロット毎にカセットを
区分けして加工工程内を搬送していた。

【０００７】ただし、かかるカセットは、通常２５枚程
度のウェーハを収容することができるものの、一ロット
は多い場合で２５０枚程度の数量となるため、約１０個
のカセットを一単位として加工工程内を搬送する必要が
あった。そこで、異なるロットのカセットが混入するの
を防止するために、同一ロットのカセットをさらにコン
テナと称される箱に収容し、このコンテナを単位として
工程内を搬送するようにしていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のカセ
ットおよびコンテナを用いたウェーハの搬送方法では、
以下のような種々の問題を含んでいた。

【０００９】まず、約２５枚のウェーハが収容されたカ
セットは、一ロットのウェーハ数が約２５０枚であれば
約１０個のカセットを一単位として工程内を取り廻され
るが、一つのコンテナに一ロット全てのカセットを収容
することができない場合もあり、結局、一ロットのウェ
ーハが数箱のコンテナにわたってしまうことが少なくな
かった。

【００１０】逆に、場合によっては一ロットのウェーハ
数が少ないこともあり、例えば一ロットのウェーハ数が
カセット一つで足りる場合においても、他のロットのカ
セットが混入しないように、この一つのカセットのみを
一つのコンテナに収容して工程内を取り廻していた。

【００１１】つまり、一つのコンテナの中には必ず同一
ロットのカセットが収容されるようにし、しかも、一つ
のロットを単位として手押し台車に一つまたは複数のコ
ンテナを搭載し搬送し、半導体ウェーハを人手によって
加工装置に着脱していた。

【００１２】このようにロット間の混合を回避するため
にカセットとコンテナの取り回しを考慮すると、特に一
ロットのウェーハ数が少ない場合などには手押し台車に
よる搬送に無駄が生じることになる。

【００１３】一方において、加工工程によっては異種ロ
ットのウェーハをまとめて加工する場合があり、このよ
うなときには、ラインサイドに異種ロットのコンテナを
重ねて積み上げることがあった。そのため、加工順序に
よっては、積み上げられたコンテナ（いわゆる仕掛かり
在庫）のうち下方のものを取り出さなければならないこ
ともあり、希望するコンテナを抜き出す作業がきわめて
煩雑であり、しかも、コンテナの積み上げ順序を変える
際にウェーハに損傷を与えるおそれもあった。

【００１４】これらの問題に加えて、従来のウェーハカ
セットは、全て手作業によって各加工装置に受け渡され
ていたため、受渡しの度にウェーハに損傷を与えたり、
塵埃が付着したりするおそれが十分に考えられた。

【００１５】このように、半導体ウェーハを取り廻すに
あたっては、各ウェーハの製造履歴等の検証や、所望に
区分けしたロット間の混入の防止を行うことができ、し
かも、ウェーハへの損傷防止や塵埃付着防止などの品質
面における本来的な要求も満足できるという、製造品質
・生産技術・生産管理の全てを兼ね備えた総合的な流動
管理システムの開発が希求されていた。

【００１６】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、ウェーハに対する損傷や塵
埃付着を防止し、かつロット間の混合を防止しながら効
率的にウェーハを搬送することができ、ひいては工程内
の無人化（完全自動化）につながる半導体ウェーハの生
産管理システムを提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体ウェーハの生産管理システムは、半
導体ウェーハを所定のロット毎に区分した状態で目的と
する加工工程に搬送するにあたり、生産計画に基づく各
半導体ウェーハの加工進捗状況や在庫状況などの各種生
産管理項目を管理する半導体ウェーハの生産管理システ
ムにおいて、前記半導体ウェーハを収納するカセットお
よびこれらのカセットを格納するカセットマガジンから
なるウェーハ格納手段と、 前記ウェーハ格納手段毎に
設けられ、当該ウェーハ格納手段に収納された半導体ウ
ェーハに関する仕様情報が書き込まれた識別手段と、
前記ウェーハ格納手段を保管する立体ストッカと、前記
立体ストッカに保管された前記ウェーハ格納手段を目的
とする加工工程に搬送するとともに、前記加工工程から
前記ウェーハ格納手段を前記立体ストッカに戻す搬送手
段と、 生産計画および前記各加工工程からの要求に応
じて前記立体ストッカと前記搬送手段を制御するととも
に、前記立体ストッカ、前記搬送手段、および前記各加
工工程における半導体ウェーハの加工進捗状況や在庫状
況などの各種生産管理項目を前記ウェーハ格納手段に設
けられた識別手段の情報に基づいて記憶および処理する
中央生産管理手段とを備えたことを特徴としている。

【００１８】

【作用】複数の半導体ウェーハをカセットに収納し、こ
のカセットをさらにカセットマガジンに格納して、半導
体ウェーハを所定のロット毎に区分した状態で目的とす
る加工工程に搬送する。

【００１９】このとき、カセットおよびカセットマガジ
ンからなるウェーハ格納手段を加工工程のラインサイド
に仕掛かり在庫として置かずに一括して立体ストッカに
保管しておく。立体ストッカに保管されたウェーハ格納
手段は、それぞれに設けられた識別手段によって各半導
体ウェーハの仕様情報とともに保管場所を記憶してお
く。

【００２０】各加工工程から要求があったときは、該当
するウェーハ格納手段が保管された場所を検索し、搬送
手段を用いて目的とする加工工程にそのウェーハ格納手
段を搬送する。その加工工程においては、ウェーハ格納
手段から半導体ウェーハを取り出したのち、空になった
ウェーハ格納手段を搬送手段を用いて立体ストッカに戻
す。このときも、空になったウェーハ格納手段の保管場
所を記憶しておく。

【００２１】加工工程における処理を終了すると、立体
ストッカから空のウェーハ格納手段をその加工工程まで
搬送手段によって搬送し、処理を終えた半導体ウェーハ
をウェーハ格納手段に収納したのち、再び立体ストッカ
に保管する。このとき、その半導体ウェーハの処理情報
を書き換えるとともに、ウェーハ格納手段の保管場所を
記憶する。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。半導体ウェーハの加工工程および立体ストッカ、搬送手
段 まず最初に、本発明の半導体ウェーハの生産管理システ
ムを適用した半導体ウェーハの加工工程の一例を説明す
る。図１０は本発明の半導体ウェーハの生産管理システ
ムを適用するウェーハ加工工程の一例を示す工程図であ
る。

【００２３】図示するＫ₀₁〜Ｋ₁₃は、半導体ウェーハの
加工装置であり、面取り、前処理、ラッピング、エッチ
ング、ポリッシング等の各種処理を行う装置である。こ
れらの各加工装置の出入口には、後述するマガジンスタ
ンドＳが設置されており、無人搬送車５１ｂに搭載され
てきたカセットマガジンＭから直接半導体ウェーハＷを
受渡ししたり、あるいは、作業者がカセットＣを受け渡
したりする。

【００２４】工程スペースの一角には、カセットマガジ
ンＭを保管するための倉庫である立体ストッカ５０が設
置されており、各加工工程Ｋのラインサイドに仕掛かり
在庫を置かずに、仕掛かり在庫や空カセットマガジンは
一括してこの立体ストッカ５０に保管される。

【００２５】立体ストッカ５０の具体的構造は特に限定
されないが、例えばカセットマガジンＭを効率よく格納
するためのマガジン棚５０ａと、このマガジン棚５０ａ
から目的とするカセットマガジンＭを取り出したり、搬
入されてきたカセットマガジンＭをマガジン棚５０ａに
格納するためのリフタ５０ｂと、リフタ５０ｂにより排
出されたカセットマガジンＭを無人搬送車５１ｂに搭載
したり、無人搬送車５１ｂで搬送されてきたカセットマ
ガジンＭをリフタ５０ｂに移載するための移載機５０ｃ
とを備えていることが好ましい。

【００２６】リフタ５０ｂはマガジン棚５０ａに沿って
往復移動可能に、かつマガジン棚５０ａの上下方向に昇
降可能に設けられており、立体ストッカ制御部５０ｄ
（図１参照）からの指令によって目的とするマガジン棚
５０ａに格納されたカセットマガジンＭを取り出すこと
ができるようになっている。なお、立体ストッカ５０へ
のカセットマガジンＭの出し入れ作業を円滑に行うため
に、本実施例の立体ストッカでは搬入用移載機と搬出用
移載機がそれぞれ専用に設けられている。

【００２７】本発明の搬送手段である無人搬送車５１ｂ
は、工程スペースの床面に埋設された磁気テープからな
る走行路５１ａに沿って移動する。各加工装置Ｋのカセ
ットマガジン受渡し位置に対応した走行路５１ａには、
停止位置５１ｃ（図１０中「○」で示す）が設けられ、
それぞれの位置に応じた特有の磁気情報が書き込まれて
いる。

【００２８】したがって、無人搬送車５１ｂが無人搬送
車制御部５１ｄ（図１参照）から指令を受けて目的とす
る位置に走行する場合には、現在の停止位置と目的とす
る停止位置とを判断し、予め教示された経路に基づいて
磁気テープを検知しながら目的位置に至ることになる。
なお、加工装置ＫによってはカセットマガジンＭの搬入
位置と搬出位置とが同じ位置であったり、異なったりす
ることもある。

【００２９】本実施例の無人搬送車５１ｂは、カセット
マガジンＭの搬送を効率的に行うために、立体ストッカ
５０から加工工程Ｋへの搬送車と、加工工程Ｋから立体
ストッカ５０への搬送車の２台の搬送車５１ｂが配備さ
れている。そして、一方の搬送車が立体ストッカから取
り出されたカセットマガジンを目的の工程に搬送してい
る間に、他方の搬送車がその工程で処理を終了した半導
体ウェーハを引き取りに空カセットマガジンを搬送する
ようになっている。

【００３０】なお、図１０に示す加工工程はあくまで本
発明の生産管理システムを説明するための一具体例であ
り、加工装置の種類や数量、立体ストッカの構成、搬送
車や走行路の具体的構成は何ら本実施例に限定されるこ
とはない。

【００３１】ウェーハ格納手段 次に、本発明の半導体ウェーハの生産管理システムを適
用するにあたり、半導体ウェーハの搬送および加工装置
への受渡しに用いて好ましいカセットマガジンとマガジ
ンスタンド（ウェーハ格納手段）の一例について説明す
る。図５は本発明の一実施例に係るカセットマガジンを
示す斜視図、図６（ａ）は同実施例のカセットマガジン
を示す平面図、図６（ｂ）は同じく側面図、図７（ａ）
は図６（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、図７（ｂ）は図
６（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図８は本発明の一実
施例に係るマガジンスタンドを示す平面図、図９は図８
のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【００３２】カセットマガジン 本実施例のカセットマガジンＭは、ポリ塩化ビニルなど
の合成樹脂製のベースプレート１を有しており、図７
（ａ）に示すように回転テーブル２が嵌合されて載置さ
れる凹部５が形成されている。

【００３３】また、ベースプレート１の裏面にはバーコ
ードなどの識別ラベル６が貼着されており、各カセット
Ｃに付された識別ラベル（不図示）と照合できるように
なっている。例えば、ある特定の半導体ウェーハＷを収
納したカセットＣがどのカセットマガジンＭに格納され
ているかどうか、さらには、そのカセットマガジンＭの
どのカセット棚３に格納されているかどうかをホストコ
ンピュータなどを用いて記憶および検索が可能となって
いる。このベースプレート１の裏面に貼着されたバーコ
ードラベル６は、各工程などに配置されたバーコードリ
ーダ（不図示）によってその情報が読み取られ、ホスト
コンピュータ等に出力される。

【００３４】なお、ベースプレート１を構成する材質は
合成樹脂にのみ限定されずアルミニウムなどの軽量金属
を用いることもできる。また、回転テーブル２を回転可
能に載置するための構造は、ベースプレート１に形成さ
れた凹部６による嵌合構造の他にも、ベースプレート１
に凸部を形成し、回転テーブル２側に凹部を形成した嵌
合構造でもよい。ただし、後述するように、本実施例で
は、ベースプレート１をポリ塩化ビニルにより形成し、
回転テーブル２はアルミニウムにより形成しているた
め、両者の加工性を考慮して図７（ａ）に示す構造を採
用している。

【００３５】回転テーブル２は、アルミニウム製であ
り、既述したようにベースプレート１に形成された凹部
６に嵌合しているが、ベースプレート１に対しては回転
可能に設けられている。これは、回転テーブル２上に等
配に取り付けられたカセット棚３から半導体ウェーハＷ
を順次取り出したり、戻したりする際に、ベースプレー
ト１をコンベアなどに固定した状態であっても、カセッ
ト棚３の方向を順に変えてゆくためである。

【００３６】ベースプレート１に対して回転テーブル２
を回転させる具体的構造は、以下のようになっている。
すなわち、図６（ａ）および図７（ａ）に示すように、
まずベースプレート１には、４つの貫通孔７が穿設され
ており、この４つの貫通孔７にマガジンスタンドＳのボ
ール軸受８が貫通して回転テーブル２を押し上げ、これ
により回転テーブル２がベースプレート１から浮き上が
る。また、回転軸９が貫通する貫通孔１０がベースプレ
ート１の中央に穿設されており、さらに回転テーブル２
の裏面には回転軸９の先端に形成されたピン１１に係合
する係合孔１２が形成されている。

【００３７】そして、上述したボール軸受８の上昇にと
もなって回転軸９も上昇し、貫通孔１０を通過してピン
１１が係合孔１２に係合したのち、回転軸９を所定角度
だけ回転させることにより、ボール軸受８に支持された
回転テーブル２が円滑に回転することになる。回転テー
ブル２を所定の角度だけ回転させると、ボール軸受８お
よび回転軸９を下降させて再び回転テーブル２をベース
プレートに載置する。なお、以上説明したボール軸受８
による回転テーブル２の支持構造や、回転軸９による回
転テーブル２の回転構造などは一具体例であって、本発
明のカセットマガジンＭでは他の手段を採用してもよ
い。

【００３８】回転テーブル２上には、複数の半導体ウェ
ーハＷを収納したカセットＣがさらに複数個格納できる
カセット棚３が形成されている。例えば、図５および図
６に示す実施例では、６インチのウェーハであれば１２
カセット（＝３００枚のウェーハ）、８インチのウェー
ハであれば８カセット（＝２００枚のウェーハ）が格納
できるように、回転テーブル２上に４等配（すなわち９
０゜間隔）で各カセット棚３が形成されており、６イン
チ用のカセットの場合は、一つのカセット棚３に３つの
カセットＣ（８インチの場合は２つのカセット）を積み
上げることができるようになっている。

【００３９】本実施例では特に、各カセットＣにおける
半導体ウェーハＷの基準位置を一定にして、例えば図７
（ｂ）に示すｈ₁ ，ｈ₂ をウェーハＷやカセットＣの仕
様に拘らず一定にして、ハンドリングロボットＲによる
半導体ウェーハＷの把持作業を精度良く行えるようにし
ている。

【００４０】ただし、６インチウェーハと８インチウェ
ーハのように、カセットＣへのウェーハＷの収納ピッチ
が相違する場合は、カセットマガジンＭあるいはカセッ
トＣのバーコード情報をハンドリングロボットＲに出力
することにより、ハンドリングロボットＲの動作軌跡モ
ードを変更することにより対処している。

【００４１】カセット棚３は、構造的には、図６（ａ）
（ｂ）および図７（ｂ）に示すように、該カセット棚３
の骨組を構成するサイドフレーム１３とカセットＣを載
置するための載置プレート１４からなり、これらを回転
テーブル２上に固定したブラケット１５に回転自在に枢
着している。

【００４２】本実施例で用いられる半導体ウェーハのカ
セットＣは、図５に示すように各半導体ウェーハＷが所
定ピッチで水平に差し込まれて収納される構造であるた
め、水平のまま搬送すると、搬送時の振動などによって
半導体ウェーハが脱落するおそれがある。そのため、回
転テーブル２上にカセット棚３を取り付けるにあたり、
該カセット棚３を傾動可能に設け、特に図７（ｂ）の実
線で示すようにカセット棚３が後ろ下がりになるように
すれば、搬送時における半導体ウェーハの脱落を防止す
ることができる。

【００４３】ただし、搬送時においてはカセット棚３を
後ろ下がりに傾けておくことが好ましいといえるが、半
導体ウェーハＷを加工装置などに受け渡す場合にはカセ
ット棚３が水平である方が半導体ウェーハＷへの傷付き
などの点からみて適切なことがある。そこで、本実施例
では、マガジンスタンドＳから上昇する押上ピン１７が
貫通する貫通孔１６をベースプレート１と回転テーブル
２とに穿設し、図７（ｂ）に示すように押上ピン１７が
貫通孔１６を貫通してカセット棚３を水平に押し上げ、
半導体ウェーハＷを受け渡す場合にはこの姿勢を維持す
るようになっている。

【００４４】本実施例のカセットマガジンＭは、図５お
よび図６に示すような筒状の防塵カバー４を有してお
り、カセット棚３に格納された各カセットＣを覆うよう
にセットされる。なお、防塵カバー４の側面および天井
面はポリカーボネイトなどの透明の合成樹脂により形成
されており、下端縁には補強およびマガジンスタンドに
よるカバーの開閉のための鍔部４ａが形成されている。
この鍔部４ａは、加工装置に対する半導体ウェーハの受
渡しに支障がない位置に形成され、さらに、マガジンス
タンドＳに設けられた開閉機構のピン１９が挿入される
孔１８が穿設されている。

【００４５】マガジンスタンド 本実施例に係るマガジンスタンドＳは、カセットマガジ
ンＭを搬送車から受け渡すためのベルトコンベア２０
と、カセットマガジンＭの回転テーブル２を回転させる
ための回転機構と、カセットマガジンＭのカセット棚３
を水平に維持するための水平維持機構と、カセットマガ
ジンＭの防塵カバー４を開閉するための開閉機構と、半
導体ウェーハＷをカセットＣから出し入れするためのハ
ンドリングロボットＲとを備えている。

【００４６】ベルトコンベア ベルトコンベア２０は、複数の回転ローラ２１に架設さ
れ、図示しない駆動モータにより回動する一対のベルト
２２を有し、ベースプレート１を図９の矢印方向に搬入
および搬出する。ベースプレート１の停止端には、図９
に示すように位置調節が自在なストッパピン２３が設け
られており、このストッパピン２３によって移動方向の
位置出しが行われる。

【００４７】また、図８に示すように搬送されてきたベ
ースプレート１の両側には、位置出しローラ２４を備え
た位置決め板２５が設けられており、少なくとも何れか
一方の位置出しローラ２４（および／または位置決め板
２５）が可動に設けられて、左右方向の位置出しが行わ
れるようになっている。

【００４８】なお、ベースプレート１の下方に設けられ
た光電センサ２６（図９参照）によりカセットマガジン
Ｍの有無が検出され、カセットマガジンＭが定位置にま
で搬送されるとベルトコンベア２０は停止する。また、
ベルトコンベア２０はカセットマガジンＭの搬入を終了
すると、ガイドピン４３およびブッシュ４４による支持
によって、および一つの流体シリンダ４２を作動するこ
とによって全体が下降し、ベースプレート１に接触しな
い位置で対するようになっている。

【００４９】回転テーブルの回転機構 マガジンスタンドＳのフレーム２７に対して固定された
上プレート２８と下プレート２９との間には２本のガイ
ドポール３０が架設されており、このガイドポール３０
のそれぞれに対してガイドブッシュ３１が摺動可能に嵌
挿されている。また、これらのガイドブッシュ３１には
可動プレート３２が固定されており、下プレート２９に
取り付けられた流体シリンダ３３のロッド３４の先端が
可動プレート３２に固定されている。

【００５０】したがって、流体シリンダ３３を駆動して
ロッド３４を上昇させると、ガイドブッシュ３１がガイ
ドポール３０に沿って摺動しながら可動プレート３２が
上昇することになる。

【００５１】この可動プレート３２には、図示しない回
動モータの出力軸に連結された減速機３５が固定されて
おり、この減速機３５を介して、回転軸９が上プレート
２８に固定された軸受ブッシュ３６を貫通して設けら
れ、これによって回転軸９は上プレート２８に対して上
下移動および回動可能になっている。また、減速機３５
に固定されたプレート３７には、先端にボール８ａを有
する４本のボール軸受８が固定されており、可動プレー
ト３２の上昇にともない回転軸９とともに上昇する。

【００５２】カセット棚の水平維持機構 上プレート２８には、流体シリンダ３８が固定されてお
り、ロッド先端の押上ピン１７がカセットマガジンＭの
ベースプレート１と回転テーブル２とに穿設された貫通
孔１６を貫通してカセット棚３の底部を押し上げ、該カ
セット棚３を水平に維持するようになっている。

【００５３】なお、この流体シリンダ３８によるカセッ
ト棚３の水平維持機構は、特に半導体ウェーハＷをカセ
ットＣから出し入れするときにのみ必要であることか
ら、例えばハンドリングロボットＲが設置される位置
（図８参照）にのみ設けておけばよい。

【００５４】防塵カバーの開閉機構 本実施例のマガジンスタンドＳは、図６（ａ）に示す防
塵カバー４の孔１８に対してピン１９を挿入し、該防塵
カバー４を押し上げる防塵カバーの開閉機構を有してお
り、防塵カバー４を押し上げることにより、半導体ウェ
ーハＷの出し入れを行う一方で、半導体ウェーハＷとの
アクセスが終了すると再び防塵カバー４を取り付けて半
導体ウェーハＷに塵埃等が付着するのを防止する。

【００５５】具体的には、図９に示すように、上プレー
ト２８に孔１８の数に相当するラックアンドピニオンの
ギヤボックス３９がそれぞれ固定され、ラックが形成さ
れたピン１９をラックアンドピニオン機構によって上昇
および下降させる。このとき、各ピン１９の上昇および
下降速度を等しくして該ピン１９に支持された防塵カバ
ー４の傾きを抑制するために、ギヤボックス３９内のピ
ニオンを駆動するモータは一つとし、各ギヤボックス３
９は図示しない回転伝達部材により同期するように連結
されている。

【００５６】なお、ピン１９の上昇限および下降限、す
なわち、防塵カバー４の上昇位置（開放位置）と下降位
置（カセットマガジンへのセット位置）の位置出しは、
ピン１９の所定位置を近接スイッチなどによって検出す
ることにより行う。

【００５７】ハンドリングロボット 図８に示すように、本実施例に係るマガジンスタンドＳ
には、面取り、ラッピング、エッチング、ポリッシング
等の加工装置に対して、カセットＣに収納された半導体
ウェーハＷを出し入れするために、ハンドリングロボッ
トＲが設けられており、半導体ウェーハＷを把持するハ
ンドやその他各加工工程の要求に応じた多軸アームを備
えている。

【００５８】なお、図９において「４０」はカセットＣ
における半導体ウェーハＷの有無を検出するための光電
センサであって、カセットマガジンＭのベースプレート
１と回転テーブル２とに穿設された貫通孔４１（図６
（ａ）参照）を通ってカセットＣに収納された半導体ウ
ェーハＷに検出光が照射される。したがって、仮にカセ
ットＣに半導体ウェーハＷが一枚も収納されていない場
合には、該光電センサ４０に反射光が返らないので、こ
の結果をハンドリングロボットＲに出力することにより
無駄な作業を予め防止することができる。

【００５９】中央生産管理手段 次に本発明の半導体ウェーハの生産管理システムの構成
について説明する。図１は本発明の一実施例に係る半導
体ウェーハの生産管理システムを示すブロック図であ
る。

【００６０】本実施例の生産管理システムは、（１）生
産計画および各加工工程からの要求に応じて、上述した
立体ストッカと無人搬送車とを制御して目的とする加工
工程に該当するカセットマガジンを搬送したり、加工工
程から空カセットマガジンを立体ストッカに保管する機
能と、（２）立体ストッカ内に保管されたカセットマガ
ジンの状態、無人搬送車で搬送されているカセットマガ
ジンの仕様、あるいは各加工工程における半導体ウェー
ハの加工進捗状況などの各種生産管理項目をカセットマ
ガジンおよびカセットに設けられたバーコードマーク
（識別手段）６の情報に基づいて、一括管理する機能と
を備えた中央生産管理手段５２を有している。

【００６１】中央生産管理手段５２の具体的構成は、図
１に示すように、カセットマガジンＭおよびカセットＣ
に設けられたバーコードマーク（識別手段）６の情報に
基づいて、各種生産管理項目を一括管理するホストコン
ピュータ（上記（１）の機能）５２ａと、立体ストッカ
と無人搬送車とを制御するマスタコントローラ（上記
（２）の機能）５２ｃとを備え、さらに、各加工装置毎
に端末部５２ｂが接続されている。

【００６２】ホストコンピュータ５２ａでは、各端末部
５２ｂからの情報が集約され、後述する処理手順にした
がって処理された結果を、端末部５２ｂを介してマスタ
コントローラ５２ｃに出力する。この処理結果を受け取
ったマスタコントローラ５２ｄは、立体ストッカ５０の
リフタ５０ｂおよび移載機５０ｃを制御する立体ストッ
カ制御部５０ｄと、無人搬送車５１ｂの行き先指示を出
力する無人搬送車制御部５１ｄとに指令信号を出力す
る。

【００６３】なお、本発明の中央生産管理手段５２の具
体的構成は、図１に示す実施例にのみ限定されることな
く種々に改変することは可能である。例えば、ホストコ
ンピュータ５２ａとマスタコントローラ５２ｃとを一つ
のコンピュータで構成し、このコンピュータに各加工工
程Ｋの各端末部５２ｂを接続してもよい。

【００６４】次に、図２〜図４に示すフローチャートを
参照しながら、本発明の中央生産管理手段における情報
処理手順について説明する。図２は本発明の半導体ウェ
ーハの生産管理システムの処理手順を示すフローチャー
ト、図３は図２のステップ２のサブルーチンを示すフロ
ーチャート、図４は図２のステップ３のサブルーチンを
示すフローチャートである。

【００６５】まず、単結晶インゴッドをその棒軸の面直
方向にスライスし、得られた複数の半導体ウェーハＷを
決められたロットに区分けしたのち、スライスした順に
カセットＣに収納する。そして、同じロットのカセット
Ｃは、一つのカセットマガジンＭに搭載する。

【００６６】本実施例では、通常一ロットの半導体ウェ
ーハの枚数が約２５０〜３００枚であることに鑑み、６
インチのウェーハであれば１２カセット（＝３００枚の
ウェーハ）、８インチのウェーハであれば８カセット
（＝２００枚のウェーハ）というように設定しているの
で、６インチのウェーハであれば最大１つのカセットマ
ガジン、８インチのウェーハであっても最大１つのカセ
ットマガジンで足りることになる。

【００６７】特に、異なるロットの半導体ウェーハが工
程内で混入するのを防止する意味で、一つのカセットマ
ガジンＭに格納するカセットＣは、全て同一ロットのカ
セットＣとしておくことが好ましい。

【００６８】このとき、カセットＣおよびカセットマガ
ジンＭからなるウェーハ格納手段を加工工程Ｋのライン
サイドに仕掛かり在庫として置かずに一括して立体スト
ッカ５０のマガジン棚５０ａに保管しておく。

【００６９】立体ストッカ５０にカセットマガジンＭを
保管する際は、それぞれに設けられたバーコードマーク
６をバーコードリーダで読み取ることにより、各半導体
ウェーハＷの仕様情報とともに保管場所（マガジン棚の
番号、以下ストッカＮｏともいう）がホストコンピュー
タ５２ａに記憶される。つまり、どのカセットマガジン
Ｍにどのロットの半導体ウェーハＷが収納され、かつそ
のカセットマガジンＭがどのマガジン棚５０ａに保管さ
れているかを一括してホストコンピュータ５２ａで記憶
管理している。

【００７０】そして、各加工工程Ｋから要求があったと
きは（ステップ１）、該当するカセットマガジンＭが保
管されたマガジン棚５０ａの場所を検索し、無人搬送車
５１ｂを用いて目的とする加工工程Ｋにそのカセットマ
ガジンＭを搬送する（ステップ３）。

【００７１】このとき、その加工工程Ｋで処理を終了し
た半導体ウェーハＷが存在する場合には、それらの半導
体ウェーハＷを収納する空カセットマガジンを先に搬送
する（ステップ２）。すなわち、図３に示すように、ま
ず空カセットマガジンを検索するにあたり、マガジン棚
５０ａに保管されている空カセットマガジンのうち、使
用頻度が最少のカセットマガジンを検索する（ステップ
２ａ〜２ｂ）。これは、空カセットマガジンを立体スト
ッカから搬出する際にその都度使用頻度を書き換えてお
くことによりホストコンピュータで管理し、常に最少使
用頻度のカセットマガジンを使用することにより、カセ
ットマガジンの洗浄、補修、交換などのメインテナンス
頻度を均等化するためである。

【００７２】最少使用頻度のカセットマガジンＭを検索
すると、立体ストッカ５０のリフタ５０ｂと移載機５０
ｃを用いて該当するカセットマガジンＭを無人搬送車５
１ｂに搭載する（ステップ２ｃ）。これと同時に、その
カセットマガジンＭに付されたバーコードマーク６を読
み取り、使用頻度を書き換えるとともに、それまで保管
されていたマガジン棚５０ａの保管位置に関する情報を
書き換える（ステップ２ｅ）。この書換えによって、そ
れまでそのカセットマガジンＭが保管されていた保管位
置は、次にその位置にカセットマガジンが保管されるま
で「空」として扱われることになる。

【００７３】無人搬送車５１ｂに要求された空カセット
マガジンが搭載されると、無人搬送車制御部５２ｄに指
令信号を出力して目的とする加工工程Ｋまでそのカセッ
トマガジンＭを搬送する（ステップ２ｆ）。そして、こ
のカセットマガジンＭをマガジンスタンドＳに移載し
て、後述するカセットマガジンとマガジンスタンドの機
能によって処理を終了した半導体ウェーハＷをそのカセ
ットマガジンＭに収納し、さらに、このカセットマガジ
ンＭを再び無人搬送車５１ｂに搭載する（ステップ２
ｈ）。

【００７４】このとき、加工工程Ｋに設けられたバーコ
ードリーダでカセットマガジンＭに付されたバーコード
マーク６を読み取り、その加工工程Ｋの処理が終了した
ことをホストコンピュータ５２ａに出力する（ステップ
２ｈ）。ホストコンピュータ５２ａでは、該当するロッ
トのデータを書換え、その後の管理データとして使用す
る。

【００７５】処理を終了した半導体ウェーハＷが収納さ
れたカセットマガジンＭを無人搬送車５１ｂに搭載した
のち、一旦このカセットマガジンＭを立体ストッカ５０
まで搬送して保管する（ステップ２ｉ）。また、このカ
セットマガジン５０を立体ストッカ５０に移載するとき
に、カセットマガジンＭに付されたバーコードマーク６
を読み取って、そこに書き込まれた情報、すなわち半導
体ウェーハのロットＮｏ、カセットマガジンＮｏ、およ
び立体ストッカの保管場所Ｎｏをホストコンピュータ５
２ａに出力し、該当する情報を書き換える（ステップ２
ｊ）。

【００７６】これにより、いま保管されたカセットマガ
ジンＭには、どのロットの半導体ウェーハＷであって、
どの加工工程Ｋまでの処理を終了したものが収納され、
かつこのカセットマガジンＭがどのマガジン棚５０ａに
保管されているかがホストコンピュータ５２ａで管理さ
れることになる。

【００７７】一方、このようにして加工工程Ｋから処理
を終了した半導体ウェーハＷを搬出したのち、あるいは
これと同時に、次に処理を行う半導体ウェーハＷを収納
したカセットマガジンＭを立体ストッカ５０からその加
工工程Ｋに搬送する。

【００７８】つまり、加工工程Ｋから要求があったカセ
ットマガジンＭをホストコンピュータ５２ａで検索し
（ステップ３ａ）、まず、その半導体ウェーハＷの生産
順序（生産の優先順位）を判定する（ステップ３ｂ，３
ｃ）。例えば、ある加工工程から要求があった半導体ウ
ェーハを検索したにも拘らず、その半導体ウェーハより
も先に生産すべき半導体ウェーハが存在する場合には、
その優先する半導体ウェーハのほうを搬出する（ステッ
プ３ｄ）。なお、このような優先順位の判定基準は、予
めロットＮｏ別にホストコンピュータ５２ａに入力して
おく。

【００７９】優先順位が優位となるカセットマガジンＭ
が検索されると、立体ストッカ制御部５０ｄに指令信号
を出力してリフタ５０ｂおよび移載機５０ｃを作動させ
ることにより、該当するカセットマガジンＭを無人搬送
車５１ｂに移載する（ステップ３ｅ）。

【００８０】このとき、そのカセットマガジンＭに付さ
れたバーコードマーク６を読み取り（ステップ３ｆ）、
それまで保管されていたマガジン棚５０ａの保管位置に
関する情報を書き換える（ステップ３ｇ）。この書換え
によって、それまでそのカセットマガジンが保管されて
いた保管位置は、次にカセットマガジンが保管されるま
で「空」として扱われることになる。

【００８１】ついで、無人搬送車５１ｂを作動させて要
求工程ＫまでカセットマガジンＭを搬送し（ステップ３
ｈ）、該当カセットマガジンＭをマガジンスタンドＳに
移載する。そして、マガジンスタンドＳの機能にしたが
って、半導体ウェーハＷを工程内に投入し（ステップ３
ｉ）、その加工工程における処理を開始する。

【００８２】また、このカセットマガジンＭを搬入する
際に、その加工工程Ｋでバーコードマーク６を読み取
り、作業中のカセットマガジンＮｏをホストコンピュー
タ５２ａで書換え、記憶しておく（ステップ３ｊ）。

【００８３】工程内に半導体ウェーハＷが投入され、空
となったカセットマガジンＭは、そのまま無人搬送車５
１ｂに搭載されたのち、一旦立体ストッカ５０まで搬送
されて保管される（ステップ３ｋ，３ｌ）。保管される
際には、カセットマガジンＭに付されたバーコードマー
ク６が読み取られ（ステップ３ｋ）、そこに書き込まれ
た情報、すなわちカセットマガジンＮｏおよびマガジン
棚５０ａの保管場所Ｎｏがホストコンピュータ５２ａに
出力されて、該当する情報が書き換えられる（ステップ
３ｍ）。これにより、いま保管されたカセットマガジン
Ｍは、空カセットマガジンであって、このカセットマガ
ジンＭがどのマガジン棚に保管されているかがホストコ
ンピュータで管理されることになる。

【００８４】以上のような手順を繰り返すことにより、
ホストコンピュータ５２ａによる総括的な生産管理を行
う。特に、半導体ウェーハの加工工程Ｋでは、工程内の
塵埃や半導体ウェーハを取り扱い際の損傷などが特有の
問題となることから、本実施例の生産管理システムを用
いれば、これらの問題を総合的に解消することが可能と
なる。

【００８５】ちなみに、上述したウェーハ格納手段であ
るカセットマガジンＭとマガジンスタンドＳは、搬送中
および各加工工程Ｋにおいて以下のように機能する。ま
ず、回転テーブル２上に設けられるカセット棚３は、半
導体ウェーハＷの収納方向Ｘに傾動自在に設けられてい
るため、搬送中においてはカセットＣが後ろ下がりに傾
き、搬送中の振動などによって半導体ウェーハＷがカセ
ットＣから飛び出すのを防止することができる。

【００８６】このようにしてカセット棚３にカセットＣ
を格納したのち、カセットマガジンＭは自動搬送車など
を用いて目的とする加工工程に搬送されるが、各加工工
程の出入口には上述したマガジンスタンドＳが配設され
ている。そして、自動搬送車から移載されたカセットマ
ガジンＭは、位置出し用のストッパピン２３に突き当た
るまでベルトコンベア２０によって送られ、位置出しロ
ーラ２４によって左右の位置決めが行われる。

【００８７】このカセットマガジンＭの受渡しを行うと
きに、ベースプレート１の裏面に貼着されたバーコード
マーク６の読み取りが実施され、システム端末部を介し
てホストコンピュータに加工工程に搬入された半導体ウ
ェーハＷに関する情報が送られる。

【００８８】カセットマガジンＭの位置出しが終了する
とベルトコンベア２０は停止し、半導体ウェーハＷの取
り出し作業を開始する。この場合、まず最初に防塵カバ
ー４を押し上げて、半導体ウェーハに対するハンドリン
グロボットＲのアクセスを可能にする。

【００８９】すなわち、図示しないモータを作動してラ
ックアンドピニオンのギヤボックス３９を介して各ピン
１９を同期して上昇させる。このピン１９の上昇にとも
ない、各ピン先が防塵カバー４の鍔部４ａに形成された
孔１８に嵌合し、さらにピン１９が上昇することにより
防塵カバー４は上昇を始める。防塵カバー４の上昇限
は、ピン１９の所定位置を近接センサなどで検出するこ
とにより検知され、これをモータに出力することにより
モータが停止する。このようにして、防塵カバー４は開
かれ、カセットＣに収納した半導体ウェーハＷに対して
ハンドリングロボットＲの作業が開始する。

【００９０】ハンドリングロボットＲによる半導体ウェ
ーハＷの出し入れ作業を行うにあたり、目的とするカセ
ットＣが格納されたカセット棚３がハンドリングロボッ
トＲに対向する位置にくるように回転テーブル２を回転
させる。

【００９１】すなわち、まず流体シリンダ３３を作動さ
せる。これにより、可動プレート３２、減速機３５、回
転軸９、およびボール軸受８が一体的に上昇し、回転軸
９がベースプレート１の貫通孔１０を通過して、先端が
回転テーブル２の係合孔１２に係合する。

【００９２】これと相前後して、ボール軸受８がベース
プレート１の貫通孔７を通過して回転テーブル２の裏面
を押し上げ、回転テーブル２をベースプレート１から僅
かに浮上させる。この状態から回動モータを作動させ、
減速機３５を介して回転軸９を所定角度だけ回動させた
のち、流体シリンダ３３のロッド３４を下降させて再び
回転テーブル２をベースプレート１に載置する。これに
より、目的とするカセット棚３がハンドリングロボット
Ｒの対向位置まで回転することになる。

【００９３】ついで、上プレート２８に取り付けられた
流体シリンダ３８を作動させて押上ピン１７を上昇させ
る。これにより、押上ピン１７の先端はベースプレート
１および回転テーブル２の貫通孔１６を通過してカセッ
ト棚３の底面を押し上げることになる。押上ピン１７の
ストロークは、カセット棚３が水平になるように設定さ
れているため、ハンドリングロボットＲがアクセスする
カセット棚３のカセットＣに収納された半導体ウェーハ
Ｗは、ハンドリング操作が円滑に行えるように、作業
中、水平に維持されることになる。

【００９４】ハンドリングロボットＲによる半導体ウェ
ーハＷの出し入れを終了すると、次のカセット棚Ｃをハ
ンドリングロボットＲの対向位置に回転させる。このと
き、押上ピン１７は一旦下降させておく。回転テーブル
２上の全てのカセットＣに対する作業を終了すると、ピ
ン１９を下降させて防塵カバー４を閉じ、ベルトコンベ
ア２０を逆方向（搬出方向）に作動させてカセットマガ
ジンＭを排出する。

【００９５】ちなみに、加工工程によっては上述したマ
ガジンスタンドのハンドリングロボットを省略して、カ
セットマガジンから手作業によりカセットを取り出した
り、あるいは戻したりする場合もある。しかしながら、
このような工程においても、本発明のカセットマガジン
はロット間の混入防止や効率的な搬送を行う点で有効に
機能する。

【００９６】なお、以上説明した実施例は、本発明の理
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上述した実施例に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。

【００９７】例えば、図２〜図４に示す処理手順は、本
発明のシステムにおける一例であるため、その他の処理
や取り回しを採用してもよい。

【００９８】また、本発明で用いられるカセットマガジ
ンやマガジンスタンドの構成は、図４および図５に示す
実施例にのみ限定されることはなく、少なくとも回転テ
ーブルの回転機構、カセット棚の水平維持機構を備えて
いればよく、目的とする加工工程に応じて適宜変更する
ことが可能である。

【００９９】さらに、本発明における加工工程は、上述
した半導体ウェーハの面取り、ラッピング、エッチン
グ、ポリッシング等の工程にのみ限定されることはな
く、これらより後工程であっても半導体ウェーハを取り
扱う工程であれば適用することができる。

【０１００】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ロッ
ト毎に区分けされた半導体ウェーハを加工工程からの要
求に応じて逐次搬送し、処理を終えた半導体ウェーハを
一旦立体ストッカに保管するため、半導体ウェーハの仕
掛かり在庫をラインサイドにもつことがなく、半導体ウ
ェーハに対する損傷を防止し、かつロット間の混合を防
止しながら効率的に半導体ウェーハを搬送することがで
きる。また、このような半導体ウェーハの受渡し作業の
自動化を達成することができるので、半導体ウェーハに
不利となる塵埃や損傷の抑制が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体ウェーハの生産管理システムを
示すブロック図である。

【図２】本発明の半導体ウェーハの生産管理システムの
処理手順を示すフローチャートである。

【図３】図２のステップ２のサブルーチンを示すフロー
チャートである。

【図４】図２のステップ３のサブルーチンを示すフロー
チャートである。

【図５】本発明の一実施例に係るカセットマガジンを示
す斜視図である。

【図６】（ａ）は同実施例のカセットマガジンを示す平
面図、（ｂ）は同じく側面図である。

【図７】（ａ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、
（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図８】本発明の一実施例に係るマガジンスタンドを示
す平面図である。

【図９】図８のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図１０】本発明の半導体ウェーハの生産管理システム
を適用するウェーハ加工工程の一例を示す工程図であ
る。

【符号の説明】

１…ベースプレート ２…回転テーブル ３…カセット棚 ４…防塵カバー ８…ボール軸受 ９…回転軸 １７…押上ピン １９…ピン ２０…ベルトコンベア ５０…立体ストッカ ５０ａ…マガジン棚 ５０ｂ…リフタ ５０ｃ…移載機 ５０ｄ…立体ストッカ制御部 ５１…搬送手段 ５１ａ…走路 ５１ｂ…無人搬送車 ５１ｃ…停止位置 ５１ｄ…無人搬送車制御部 ５２…中央生産管理手段 ５２ａ…ホストコンピュータ ５２ｂ…端末部 ５２ｃ…マスタコントローラ Ｗ…半導体ウェーハ Ｃ…カセット Ｍ…カセットマガジン Ｓ…マガジンスタンド Ｒ…ハンドリングロボット Ｘ…半導体ウェーハの収納方向 Ｋ（Ｋ₀₁〜Ｋ₁₃）…加工工程

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体ウェーハ（Ｗ）を所定のロット毎に
   区分した状態で目的とする加工工程（Ｋ）に搬送するに
   あたり、生産計画に基づく各半導体ウェーハの加工進捗
   状況や在庫状況などの各種生産管理項目を管理する半導
   体ウェーハの生産管理システムにおいて、 前記半導体ウェーハ（Ｗ）を収納するカセット（Ｃ）お
   よびこれらのカセット（Ｃ）を格納するカセットマガジ
   ン（Ｍ）からなるウェーハ格納手段と、 前記ウェーハ格納手段（Ｃ，Ｍ）毎に設けられ、当該ウ
   ェーハ格納手段に収納された前記半導体ウェーハ（Ｗ）
   に関する仕様情報が書き込まれた識別手段（６）と、 前記ウェーハ格納手段（Ｃ，Ｍ）を保管する立体ストッ
   カ（５０）と、 前記立体ストッカ（５０）に保管された前記ウェーハ格
   納手段（Ｃ，Ｍ）を目的とする加工工程（Ｋ）に搬送す
   るとともに、前記加工工程（Ｋ）から前記ウェーハ格納
   手段（Ｃ，Ｍ）を前記立体ストッカ（５０）に戻す搬送
   手段（５１）と、 生産計画および前記各加工工程（Ｋ）からの要求に応じ
   て前記立体ストッカ（５０）と前記搬送手段（５１）を
   制御するとともに、前記立体ストッカ（５０）、前記搬
   送手段（５１）、および前記各加工工程（Ｋ）における
   半導体ウェーハ（Ｗ）の加工進捗状況や在庫状況などの
   各種生産管理項目を前記ウェーハ格納手段（Ｃ，Ｍ）に
   設けられた識別手段（６）の情報に基づいて記憶および
   処理する中央生産管理手段（５２）と、を備えたことを
   特徴とする半導体ウェーハの生産管理システム。