JPH07237095A

JPH07237095A - 多品種連続生産方法及び装置

Info

Publication number: JPH07237095A
Application number: JP32221494A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Tamoto; 洋一郎田本; Sadao Shimosha; 貞夫下社; Hiroyasu Sasaki; 博康佐々木; Takemasa Iwasaki; 武正岩崎; Masao Sakata; 正雄坂田; Tomoyuki Masui; 知幸増井; Hiroyoshi Matsumura; 宏善松村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1995-09-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】半導体製造方法において各処理装置間の製品
の移動をあたかもいくつかのフローショップがあるよう
に移動し、各工程間の手間の削減、安定供給による高信
頼化および多品種製造の対応を計る。【構成】各作業エリア６は、エリア内搬送系２で結ば
れる同種類の処理装置３を複数台備える。エリア内搬送
系２は、通信ケーブル８を介して作業エリア内コントロ
ーラ７ａに連続される。作業エリア６内には、ＩＤ読み
取り機１１が備えられ、作業エリア６内に搬入される製
品（半導体ウエーハ、又はウエーハを搬送するカセッ
ト）に付けられているコードを読み取り、作業エリア内
コントローラ７ａに通知する。各作業エリア６は、製品
の作業エリアへの搬入、搬出を行う搬送系間継ぎ装置４
を備え、搬送系間継ぎ装置４は、作業エリア間搬送系５
で結ばれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は生産、製造システムに係
り、特に、作業工程が長工程で、繰り返し工程のある多
品種変量生産ラインの好適な生産システムを実現するた
めの、多品種連続生産方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体や薄膜プロセス製品の製造
ラインは、例えば、特開昭５６ー１９６３５号公報にみ
られるように、被加工物（ウェーハ）を処理、搬送及び
保管するための処理装置等を設置している清浄な雰囲気
を必要とする作業エリアと付帯設備やユーティリティを
設置している高い清浄度を必要としない保全エリアに分
離されていた。そのため、これらを効率的に配置するた
め、中央通路を挟んだ両側に作業エリア（ベイ）と保全
エリアを交互に設けたベイ方式と呼ばれる構造をとって
いた。処理装置の配置は、１つのベイ内に同種の処理を
行う装置を配置した、いわゆるジョブショップ方式であ
った。

【０００３】また、ベイ方式では、当該工程の処理を終
了したウェーハの、次工程の処理装置への搬送は、ベイ
内搬送とベイ間搬送とにより行い、その接続点であるベ
イの出入口にウェーハを収納したカセットを収容するス
トッカを設けていた。即ち、ベイ内搬送は、ベイの入口
に設けられたストッカと処理装置の間をカセットを搬送
するものであり、ベイ間搬送は各ベイのストッカから他
のベイのストッカへカセットを搬送するものである。一
般に処理装置から処理装置へのウエハの搬送はベイ内の
搬送車→ストッカ→ベイ間の搬送車→ストッカ→ベイ内
の搬送車というような経路で行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、これらの従
来の生産方式では次に示す課題があった。まず、半導体
の製造プロセスは処理工程数が多く、さらに、同じ工程
の繰り返しが多いため、従来のようなベイ方式ではベイ
間の搬送経路が複雑になり、搬送に時間を費やすことに
なる。また、前の工程の装置や後の工程の装置が状態が
分からないため、装置間の処理の同期がとりにくくな
る。そのため、各ベイで仕掛かり量が増え、その結果、
工完（製品が完成するまでの時間）が長くなる問題があ
る。

【０００５】これを解決するために、文献（電気学会
編：電気工学ハンドブック新版（昭和６３年）、１６６
６ページ）に記載のような、製造ラインを、工程順に処
理装置を並べて配置し、一定の時間間隔（タクト）で製
品を供給、加工し、一連の流れ作業で生産を行ういわゆ
るフローショップ方式とすることも考えられる。フロー
ショップ方式の場合には製品の品種ごとに工程フローが
異なるため、それぞれの工程フローに対応して処理装置
を並べたラインを各々設ける必要があり、多品種生産に
は対応が困難である。

【０００６】また、半導体製品などの加工では、処理工
程により処理に要する時間が大幅に異なる。例えば、ウ
ェーハ内のイオン濃度分布を均一にするための熱処理等
は数時間を要するが、ウェーハ内にイオンを打ち込む工
程は数分程度である。フローラインではタクトを同一に
するため、このように各工程での処理時間が大幅に異な
る場合には、処理時間の短い処理装置の遊び時間が増大
し、稼働率が大幅に低減してしまう。さらに、１つの装
置で複数の工程の処理が可能な場合においても、工程順
に装置を並べるため、工程数分の台数の装置が必要で、
ライン全体の装置台数が増大する問題もある。

【０００７】さらに、多品種生産に対応して、文献（日
刊工業新聞社：多品種少量生産システム（昭和４５
年）、７１〜８６ページ）に記載のように、類似の品種
を集約加工するために、類似の加工順序をもつ品種を集
約し、これに対応した処理装置をグループ化してライン
を構成する、グループテクノロジーの手法による生産方
式がある。これにより、グループ化を行うと半導体の場
合工程数が多く、品種ごとに工程順序も異なるため、グ
ループ数が膨大となる。本発明は、各品種の製品を効率
よく生産する方法及び装置を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明では、半導体をフローラインの如く生産す
る方法を考えた。ここで１）流れの整流化、２）モジュ
ール作成、３）モジュールグループ化、４）設備の配置
方法、５）搬送方式と６）制御の六つの手段について説
明する。

【０００９】流れの整流化：半導体製造に代表されるよ
うに同じ種類の処理を同装置にて繰り返す処理の流れの
特殊性に注目した（図１２参照）。半導体は、薄膜を何
層も作り重ねて製造されており、各層は成膜（拡散工
程、デポ工程）→回路作成（ホトリソ工程）→除去工程
（エッチング工程）の順（これを１サイクルと呼ぶ）に
作られ、このサイクルを繰り返すことで次々と薄膜の層
を重ねてゆく。この工程の流れを以下の手順で整流化す
る。

【００１０】（１）サイクル単位に必ず各工程（拡散工
程、ホトリソ工程、エッチング工程等）があると想定
し、同じ流れを流れると仮定し、図１３に示す分類を行
う。この場合、無い工程は通過工程とする。各層は洗浄
・拡散・低圧ＣＶＤ・ＣＶＤ・ホトリソ（塗布・感光・
現像）・インプラ・洗浄・エッチング・除去の１１の工
程からなるとする。ところで、層８のように洗浄・拡散
・ＣＶＤ・エッチングが工程フロー（図１２）に無い場
合は、それらの無い工程は通過するとする。

【００１１】（２）さらに、各層単位毎に設備があると
仮定し、ロットが錯綜しない流れがつくり出す。この
（１）、（２）の手順により図１４に示すように一つの
後戻りの無い流れで工程の整流化を行う。モジュール作成：各層のサイクル単位をモジュールと定
義する。モジュールのグループ化：ここで工程の流れが同じでか
つ工程内で使用の装置が同じものを一つのグループにす
る。この場合、１５モジュールは４グループできる。

【００１２】設備の配置：従来のジョブショップ方式の
様に同種類の装置をまとめて置く方法（図１、図２の
例）とモジュールグループ毎に分類して配置する方法
（図５の例）がある。また、あるモジュールはジョブシ
ョップ方式を採用し、あるモジュールはモジュール毎方
式を使用するという組合せの配置方法（図７の例）でも
よい。

【００１３】搬送手段：モジュールグループ毎に専用搬
送系を設ける（図１、２、５の例）。但し、モジュール
グループが類似している場合は搬送系を兼用（共有）し
てもよい（図４、６、７の例）。搬送系を共有して利用
した場合、各モジュールグループの専用搬送系が存在す
るの如く制御を行う。モジュールグループの類似とは以
下のような例が上げられる。・モジュールグループを構成する工程が同じであるが使
用設備が違う時・一つのモジュールグループを構成する工程が他のモジ
ュールグループを構成する工程が含まれているとき

【００１４】制御手段：次の主な３つの手段により構成
されている。１）モジュール間決定手段、２）モジュー
ル内タクト搬送手段、３）処理装置選択手段モジュール間決定手段：製品（半導体）がもつ特有の処
理（フロー）を元に、どのモジュールを使用するか、ま
たどのモジュールの順番で行うかを決定する。モジュール内タクト搬送手段：各モジュール毎に製品タ
クト内で搬送する手段。処理装置選択手段：搬送された製品をどの装置を利用す
るか選択する。製品の簡単な流れを図１５に示す。

【００１５】

【作用】以下、本発明の作用を説明する。製造工程をフ
ローの流れかによって切断を行いサイクルを作成する。
ここで類似のサイクルを一つに纏めてモジュールを作成
する。これにより従来の錯綜としていたラインの流れを
整流化し、流れを制御的に把握しやすくなる。また、各
モジュールにバッファを設けてタクトにてものが流れる
ため、搬送系は全体のプロセスの順序を管理することな
く、ただ次工程へ搬送すればよいので制御も容易にな
る。ある工程の製品の処理が完了すると、その処理を行
った処理エリアから、次の処理を行うエリアへ、工程順
に製品を搬送する専用搬送系により搬送されて次の処理
が行われる。専用搬送路は、一定の時間間隔（タクト）
で処理を完了した製品を、順次続く工程へ供給するの
で、各エリアには製品が滞ることなく供給され、各処理
エリアでは、同じ生産速度で製品を処理することが出来
る。

【００１６】図１６に従来（ジョブショップ方式）と今
回の発明の例（モジュール装置分類方式・バーチャルモ
ジュール方式）の比較を示す。本発明の方式では従来と
比べて短くできかつ生産のバラツキが少ない。これはモ
ジュールのフロー化によるものです。モジュール装置分
類する方式では、図１８の例で見るように３工程を一台
ずつ直列に行うのでライン故障により止まらない確立は
３４．３％。これに対してバーチャルモジュール方式で
は装置を並列に使用できるため、装置故障によるライン
停止を回避することができる。この場合３工程を三台ず
つで行えば信頼度は９２．１％と伸びる。この根拠を図
１７に示す。

【００１７】

【実施例】

〔実施例１〕図１は例えば半導体の製造装置のレイアウ
トを示す。各作業エリア６は、同種類の処理装置３を複
数台備え、各処理装置３は作業エリア内搬送系２で結ば
れる。作業エリア内搬送系２は、通信ケーブル８を介し
て作業エリア内コントローラ７ａに連続される。作業エ
リア６内には、ＩＤ読み取り機１１が備えられ、作業エ
リア６内に搬入される製品（半導体ウエーハ、又はウエ
ーハを搬送するカセット）に付けられているコードを読
み取り、作業エリア内コントローラ７ａに通知する。

【００１８】図１の実施例にあっては、作業エリア６が
７ヵ所用意されている例を示している。各作業エリア６
は、製品の作業エリアへの搬入、搬出を行う搬送系間継
ぎ装置４を備え、搬送系間継ぎ装置４は、作業エリア間
搬送系５で結ばれる。本発明にあっては、この作業エリ
ア間搬送系５は、固定されたものではなく、製品の処理
形態に応じて、最も効率の高い専用の搬送系が構築され
る。図１の実施例にあっては、この作業エリア間搬送系
５として、搬送系Ａから搬送系Ｆに示す６種類の搬送系
が用意されていることを示す。ホストコンピュータ１
は、作業エリア間搬送系コントローラ７ｄを介して、各
搬送系を制御する。

【００１９】次に、本装置の作用を説明する。本装置
は、大きく２つの機能からなる。１つは、ライン設計時
に、フローを部分フローに切断し、切断された部分フロ
ーをまとめて、このまとめた単位にモジュールと呼ばれ
るフローラインを作成する処理である。もう１つは、実
際の生産の際に、モジュール毎の製品の進度を管理し、
搬送をコントロールすることで、タクトで生産を行える
ようにする処理である。まず、ライン設計時の手順につ
いて説明する。模式化した半導体の製造手順（フロー）
を図１２に示す。ここでは、１５層からなる半導体を示
しており、第１層にあたる「層１」では、洗浄、拡散、
低圧ＣＶＤ（化学気層成膜）、ホトリソ（露光）、エッ
チング、除去（レジスト除去）の６工程からなってい
る。このような層の形成が１５回繰り返されて、１つの
半導体が完成する。

【００２０】次に、このフロー（図１２）をホトリソ工
程に着目してサイクル（１つの層を形成する単位）に分
割する。分割のためのルールを以下に示す。（１）ホトリソ工程を基準に分割する。（２）洗浄、拡散等の工程の順番が逆転しないようにフ
ローを部分フローに分割する。

【００２１】その結果を図１３に示す。工程の順序は１
番上に記載されているように、洗浄（拡散用）、拡散、
低圧ＣＶＤ、ホトリソ、インプラ（イオン注入）、洗浄
（エッチング用）、エッチング、除去の順になる。そこ
で、ホトリソ工程だけに着目すると、第１のサイクル
は、第１層目と第２層目（ホトリソ工程がないため）が
１つのサイクルになる。ところが、このようなフローの
切断をすると「層１除去」のあとに「層２洗浄」がきて
しまい、洗浄工程（拡散用）が重複してしまう。このよ
うな、工程の重複があると、この第１サイクルは、フロ
ーラインにならない。そこで、先の分割ルール（２）を
用いて、第２層目を第２サイクルに分割する。その結果
が図１３に示すようになる。つまり、第１層目は先にも
述べたように洗浄、拡散、低圧ＣＶＤ、ホトリソ、エッ
チング、除去の６工程になり、第２層目は洗浄、拡散、
インプラの３工程になる。同様に工程フローを切断し、
第１〜１５のサイクルに分割する。この分割された結果
は、モジュール定義ファイルに格納される。

【００２２】次に、各層に出てくる工程（洗浄、拡散、
ホトリソ等）に着目し、類似のサイクルをまとめて、モ
ジュールにする。例えば、今回は以下のルールでモジュ
ールにまとめる。このモジュールまとめの方法について
は、計算機を利用し、膨大組合せの中から設備台数が最
少になるような組合せを探索しても良い。（１）インプラ工程に着目し、インプラ工程のあるモジ
ュールと、ないモジュールに分割する。（２）拡散、低圧ＣＶＤ工程に着目し、拡散工程のみあ
るモジュール、低圧ＣＶＤ工程のみあるモジュール、拡
散工程と低圧ＣＶＤ工程の両方のあるモジュールに分割
する。この２つのルールでサイクルを分類すると、図１
３の下に示す４つのモジュール（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に分
類できる。例えば、サイクル１、３、７、１２は、洗
浄、拡散、低圧ＣＶＤ、ホトリソ、エッチング、除去か
らなるモジュールＣに分類できる。同様に各サイクル毎
のモジュール名を図１３の上段の表に示す。このサイク
ルの分類の結果についても、モジュール定義ファイルに
格納する。

【００２３】次にモジュール内の各工程の設備台数とバ
ッファ容量の求め方について述べる。ここでは、モジュ
ールＣの整備台数とバッファ容量について説明する。ま
ず目標生産数量を与える。これは、この生産ラインで生
産した生産量を事前に決めて、目標生産量とする。

【００２４】〈目標生産量〉２５０枚／日（２５枚／ロット）＝１０ロット／日先に述べたようにモジュールＣでは、４つのサイクルを
処理する。〈サイクル数〉４サイクル（サイクル１、３、７、１２）ゆえに、〈目標タクト〉２４Ｈｒ×６０分／１０ロット／４サイクル＝３６分また各工程の処理時間、処理ロット数は以下の通りとす
る。〈洗浄〉処理時間：７７分処理ロット数：１ロット〈拡散〉処理時間：３６０分処理ロット数：６ロット〈低圧ＣＶＤ〉処理時間：３６０分処理ロット数：６ロット

【００２５】〈ホトリソ〉処理時間：５５分処理ロット数：１ロット〈エッチング〉処理時間：７０分処理ロット数：１ロット〈除去〉処理時間：７７分処理ロット数：１ロット

【００２６】そこで、各工程の設備台数は、以下の式で
求められる。〈各工程の設備台数〉設備台数＝［処理時間］÷［目標タクト］÷［処理ロッ
ト数］例えば、洗浄工程では、７７÷３６÷１＝２．１４台ということで、３台必要となる。同様に拡散工程では、３６０÷３６÷６＝１．６７台ということで、２台必要となる。以上の手順で求めた設
備台数をモジュール定義ファイルに格納する。

【００２７】次に、求めた設備の台数をもとに、このモ
ジュールの生産状況をガントチャートという図表で表現
したものが図１９である。この図は、横軸に時間（今の
場合は１目盛り１タクトである３６分を表している）、
縦軸に工程の並びと、各工程の設備を表している。例え
ば、最初のロットは、洗浄１の設備で７７分間処理さ
れ、次にバッファに貯められる。ここでは、洗浄工程が
１ロット単位の処理であるのに対し、拡散工程が６ロッ
ト単位の処理にあるので、洗浄工程と拡散工程の間にバ
ッファを設けてロットを一時保管する。このバッファに
６ロットたまった時点で拡散工程に６ロットが送られ
る。しかし、見方を変えると、バッファは拡散工程にあ
って、洗浄工程から３６分おきにロットが次の工程に送
られていると考えられる。それは、洗浄工程と拡散工程
がフローラインとして動作していることになる。このよ
うに、各工程間でタクトの時間通りにロットが払い出さ
れて行けば、工程間に仕掛りが発生せず、フローライン
のように生産できる。

【００２８】しかし、拡散工程と低圧ＣＶＤ工程は、バ
ッチ処理工程であるため、タクト時間通りにロットが送
られて行かない。しかしながら、６タクト（２１６分
間）でならして考えれば、６タクトの間に６ロットが次
の工程に送られるので、見かけ上はフローラインになっ
ている。また、低圧ＣＶＤ工程とホトリソ工程の間にバ
ッファを設けることで、低圧ＣＶＤ工程からまとめて出
てきた６ロットを分割して、なおかつタイミングを図る
ことで、あたかもタクト時間毎にロットが低圧ＣＶＤの
工程から払い出されているかのように生産される。この
ようにモジュール内の生産を行うことで、１つのモジュ
ールをフローラインとして運用できる。以上のように求
めたバッファの大きさをモジュール定義ファイルに格納
する。

【００２９】本装置の２つの大きな機能のうち、２つの
機能は、生産ラインを運用するときの手順を決めた運用
である。この手順は以下の通りである。（１）作業実績更新：各工程の設備でロットの処理が完
成した際に、完成方向を作業エリア内コントローラ経由
でホストコンピュータ内の進度管理システムに伝える。
進度管理システムでは、当該ロットのロット状態を処理
中から搬送中に変える。（２）搬送先算出：次に進度管理システムで、モジュー
ル定義ファイルから搬送先の工程を求め、次に当該工程
に対応する設備を洗い出す。（３）搬送指示：搬送先算出で決められた設備へ当該ロ
ットを搬送するように、進度管理システムから搬送制御
システムに指示を出す。この指示に従って、搬送系で搬
送する。（４）着工指示：当該ロットが搬送先の装置に到着した
ら、当該ロットの着工指示をホストコンピュータから作
業エリア内コントローラに指示を出す。以上のような手
順で、モジュール内の生産および物流の制御ができる。

【００３０】半導体製造に於いては一連の処理作業が全
体の製造工程で何回か行われる。例として次の一連の処
理作業があげられる（洗浄→拡散→レジスト塗布→露光
→現像）。ある一連の処理を図１にある処理装置（工程
（ホ）、工程（ヘ）、工程（イ）、工程（ロ）、工程
（ハ））からなるとしたとき、これらを結ぶ専用作業エ
リア間搬送系５を設ける（ここでは搬送系５ａ）。製品
は一連の処理を定められた順序にて作業エリア間搬送系
５ａを介して次の処理へと移る。作業エリア間搬送系５
ａは定められたタクトで製品を搬送する。この時、各処
理装置３にての製品の作業エリア間搬送系５ａへの受け
渡しが搬送系間継ぎ装置４を介して、定められたタクト
で行えるようになっている。具体的な流れを図９にそっ
て説明する。

【００３１】各製品は他の製品と識別できるようにコー
ドがウェーハ又はウェーハを搬送するカセットにつけら
れている。製品処理が完了すると、処理装置は作業エリ
ア内コントローラ７ａへその旨を知らせる（Step１）。
作業エリア内コントローラ７ａは作業エリア内搬送系２
へ製品を移載可能か聞く（Step２）。作業エリア内搬送
系２より「否」の回答の場合、製品は処理装置３内に待
機している。作業エリア内搬送系２より「可」の信号を
得た時、作業エリア内コントローラ７ａは処理装置３と
作業エリア内搬送系２に製品を作業エリア内搬送系２へ
移載するように命令する（Step４）。製品が作業エリア
内搬送系２に移載された事を作業エリア内コントローラ
７ａが確認すると（Step５）、製品を搬送系間継ぎ装置
４へ運ぶように作業エリア内搬送系２へ命令する（Step
６）。Step７でそれを実行する。

【００３２】作業エリア内コントローラ７ａとホストコ
ンピュータ１は搬送系間継ぎ装置４より移載完了の信号
を受け取る（Step８）。Step９でホストコンピュータ１
は次作業エリア６とそこへ運ぶ作業エリア間搬送系５を
決定し、Step１０でそこへ搬送するように作業エリア内
コントローラ７ａと作業エリア間搬送系コントローラ７
ｄに指示する。搬送系間継ぎ装置コントローラ７ｃは作
業エリア間搬送系５が製品を移載可能か作業エリア間搬
送系コントローラ７ｄに聞く（Step１１）。作業エリア
間搬送系コントローラ７ｄの返事が「否」なら製品を搬
送系間継ぎ装置４に待機させ「可」なら作業エリア間搬
送系５へ移載する（Step１２）（Step１３）。移載が完
了したら次のエリアまで搬送する（Step１４〜Step２
０）。

【００３３】次の作業エリアの搬送系間継ぎ装置４へ製
品が移載されたら、再度ウェーハの確認（識別コードの
チェック）をする（Step２１）。もし間違ったものであ
れば搬送系間継ぎ装置コントローラ７ｃは製品を搬送系
間継ぎ装置４に待機させ、その旨を作業エリア内コント
ローラ７ａを介してホストコンピュータ１に知らせ、ホ
ストコンピュータ１は外部（作業員）に知らせる（Step
２２）。製品が正しいものであれば、次の作業エリア内
コントローラ７ａに製品の到着およびＩＤとタクトを示
し、処理の依頼をする（Step２３）。

【００３４】作業エリア内コントローラ７ａは処理装置
３へ製品の受け入れが「可」か聞く（Step２４）。どの
処理装置３も受け入れが「否」の場合製品を搬送系間継
ぎ装置４に待機され、「可」ならその処理装置３へ製品
を送るように作業エリア内コントローラ７ａは作業エリ
ア内搬送系２に命令する（Step２５〜Step３４）。移載
を完了したら作業エリア内コントローラ７ａは処理装置
３に処理するように指示する（Step３５）。

【００３５】この一連の処理作業をいくつか設け、それ
ぞれ専用の作業エリア間搬送系５を設ける（図１では搬
送系５ａ〜５ｆ）。各作業エリア間搬送系５ａ〜５ｆは
それぞれのタクトで運用するように制御されている。一
連の処理が終了したら次の一連の処理に入る（例えば搬
送系５ａ→搬送系５ｂ）。ホストコンピュータ１は搬送
系５ａの作業エリア内搬送系コントローラ７から一連の
処理を終了したことをうけ、搬送系５ｂの状態を搬送系
５ｂの作業エリア内搬送系コントローラ７より確かめ、
移載可能であれば製品を移載させ、不可なら搬送系Ｂの
空くまで待機させる。製品は次々と作業エリア間搬送系
５を変え、すなわち次から次へと一連の処理を行い完成
となる。

【００３６】ここで具体的なタクトの設定方法を示す。
ある製品の製造において前述の一連の作業は例えば５ａ
→５ｂ→５ｃ→５ｄ→５ｂ→５ｃ→５ａからなるとす
る。一日に製造する生産量は生産計画で定められ、ここ
ではウェーハ９００枚／日とする。半導体は通常ウェー
ハ２５枚を一単位（ロット）としてまとめ、搬送用のカ
セットに収納されて搬送される。即ち、生産数は３６ロ
ット／日となる。一日２４時間稼働とすると、ラインに
投入してから払出まで１．５ロット／ｈの生産速度で生
産を行わなければならない。該一連作業５ａ→５ｂ→５
ｃ→５ｄ→５ｂ→５ｃ→５ａでは各搬送系の搬送タクト
は搬送系５ａでは0.75ロット/h、搬送系５ｂでは0.75ロ
ット/h、搬送系５ｃでは0.5ロット/h、搬送系５ｄでは
1.5ロット/hとなる。

【００３７】次にエリアの処理機能について説明する。
例として搬送系５ｃを取り上げる。搬送系５ｃは工程
（イ）、工程（ロ）、工程（ハ）、工程（チ）、工程
（ト）、工程（ヘ）の作業エリアからなる。この一連の
動作が定められたタクトで行われるようにハード面でタ
クトに合わせるように処理装置の数をも設定する。

【００３８】処理装置３の処理速度がタクトより早い場
合、製品は搬送系間継ぎ装置４で待機し、タクトに合う
ように搬送系間継ぎ装置４は作業エリア間搬送系５ａへ
移載する。この時搬送系間継ぎ装置４にて待機してから
処理するか、処理を終わらせてから待機するかは各製品
によって異なる。また、逆に処理装置３の処理速度がが
タクトより遅い場合、作業エリア６内の処理装置３を増
設し、見かけの処理時間を短縮し（例えばある処理装置
はタクトの２倍かかるとすれば、処理装置を１台でなく
２台にする）タクトに合うようにする。尚、一つの作業
エリアをいくつもの搬送系が使用する場合、各搬送系の
製品が一度に到着したときにも対応できるように処理装
置３の数を設定する。

【００３９】〔実施例２〕別の実施例を図２に示す。作
業エリア６の配置方法において、ある一連の処理の順に
作業エリア６を配置し、該作業エリアを接続する作業エ
リア間搬送系を直線にし、製品を循環でなく往復運動さ
せて移動する。搬送系間継ぎ装置４で製品は次の一連の
処理に入る。例えば実施例１に示した搬送系５ａにより
実現される搬送では、工程（ホ）→工程（ヘ）→工程
（イ）→工程（ロ）→工程（ハ）を順番にならびさせ、
作業エリア間搬送系５ａを引く。製品は往復運動で搬送
され、一連処理が完了した製品は搬送系間継ぎ装置４上
で次の一連の処理（例えば搬送系５ａ→搬送系５ｂ）へ
移載される。

【００４０】〔実施例３〕別の実施例を図３に示す。作
業エリア間搬送系５は作業エリア６間を他の作業エリア
６間と任意に継ぐ作業エリア間搬送系５を設ける。ある
一連の処理は必要な工程へ該搬送系を選択して順番にま
わる。例えば実施例１に示した搬送系５ａにより実現さ
れる搬送では、工程（ホ）と工程（ヘ）、工程（ヘ）と
工程（イ）、工程（イ）と工程（ロ）、工程（ロ）と工
程（ハ）を繋ぐ搬送系を選択することで工程順に製品を
流す。

【００４１】〔実施例４〕別の実施例を図４に示す。作
業エリア間搬送系を、物理的でなく仮想的に設け、作業
エリア間搬送系５を一本のみ設ける。この搬送系で任意
のエリア間の搬送が行える。ホストコンピュータ１は専
用作業エリア間搬送系５があたかもあるように制御す
る。

【００４２】制御方法の一例として以下に示す。作業エ
リア間搬送系５はいくつかの搬送台車によって構成され
ており、一つの搬送台車は一単位のウェーハしか乗せる
ことができない。この一単位ウェーハとは一枚単位でも
ロット単位のケースのいずれでもかまわない。処理を完
了した製品は、その作業エリアの搬送系間継ぎ装置４を
介して作業エリア間搬送系５の搬送台車に乗せられ次の
作業エリアに搬送される。このとき、搬送系間継ぎ装置
４はこの製品の識別を読みとり、そのデータをホストコ
ンピュータ１へ送る。ホストコンピュータ１はこの製品
はどの一連の処理の製品か（実施例１でいう、どの作業
エリア間搬送系５の製品か）認識し、次へ送る作業エリ
ア６にこの製品の直前に処理終了した製品Ｘ（ｉ）をす
でに搬送系５から次に送る作業エリア６の搬送系間継ぎ
装置４へ受け取ったかを次の作業エリア内コントローラ
７ａ及び搬送系間継ぎ装置コントローラ７ｃに聞く。

【００４３】「受け取った」という信号が帰ってきた
ら、ホストコンピュータ１は搬送系間継ぎ装置４に作業
エリア間搬送系５へ処理済み製品Ｘｉを流すことを許可
し、「未受け取り」の信号なら搬送系間継ぎ装置４に待
機させる。このとき同じエリア内で、他の一連の処理の
製品Ｙ（ｊ）が製品Ｘ（ｉ）の後から処理完了しても、
その一連の処理作業において次の作業エリアで直前に処
理終了した製品Ｙ（ｊ−１）を受け取っているならば、
先に作業エリア間搬送系５に流すものとする。例えば、
実施例１に示した作業エリア間搬送系５ａ〜５ｆを本実
施例に仮想的に存在するとする。搬送系５ａと搬送系５
ｂは同じ作業エリア工程（ホ）を使用する。

【００４４】搬送系５ａ用の製品は処理済みになり次の
工程（ヘ）へ搬送すべきものであるが、工程（ヘ）の作
業エリア内コントローラ７ａから前処理製品を受け取っ
た信号がなければ製品は搬送系間継ぎ装置４に待機す
る。この搬送系５ａ用の製品の後に搬送系５ｂ用の製品
の処理が終了し、次の作業エリア工程（イ）からは前処
理製品を受け取ったという信号がすでにあれば、搬送系
間継ぎ装置４は先に搬送系５ｂの製品を作業エリア間搬
送系５に流す。このようにしていくつかの搬送系があた
かも存在するの如く、製品を流す。

【００４５】〔実施例５〕別の実施例を図５に示す。前
実施例の作業エリア６は任意の連続する複数の一連の工
程（Ａ，Ｂ，Ｃ）を順次連続して処理する設備を集めて
構成する。例えば、半導体製造において同種の繰り替え
し工程（洗浄→拡散→レジスト塗布→露光→現像）の装
置を一つの作業エリア６で配置する。この５種類の装置
を直接継ぎフロー化する搬送系を設ける。この搬送系は
製品を、洗浄→拡散→レジスト塗布→露光→現像へ移載
することだけを命令されている。この洗浄→拡散→レジ
スト塗布→露光→現像を見かけ上一つの連続した装置と
して処理が行われる。

【００４６】〔実施例６〕別の実施例を図６に示す。前
実施例の該見かけ上一つの連続した装置（すなわち作業
エリア内）の装置配置方法において、前実施例に示す一
貫化して配置するのではなく、一連の処理に必要とする
処理装置を集め、これらの処理装置３と一つの共有する
搬送系間継ぎ装置４と、該搬送系間継ぎ装置４作業とい
くつかの処理装置３を繋ぐ作業エリア内搬送系２からな
る。作業エリア内搬送系２を搬送系間継ぎ装置４に対し
て放射状に設置し、各搬送系間継ぎ装置４に処理装置３
を継ぐ。一連の処理最中の製品はこの共有搬送系間継ぎ
装置４をかいして次の処理装置３へ移載される。また、
一連の処理を完了した製品はこの共有搬送系間継ぎ装置
４をかいして他の作業エリア６へ移載される。

【００４７】逆に、本作業エリア６での一連の処理を必
要とする製品は作業エリア間搬送系５から搬送系間継ぎ
装置４を得て、本作業エリアに入る。この放射状に装置
を配置することにより、配置使用スペースの効率を上げ
ることができる。また、前実施例では処理装置３の故障
時では製品は該作業エリア６内で停止するが、本方式で
は共有搬送系間継ぎ装置４は使用可の処理装置３へ移載
する事ができ作業エリア内で停止することはない。ま
た、処理装置の故障時に備えてバッファ等を設ける方法
もあるが、前実施例では各装置毎にバッファを必要とす
るが、本実施例ではバッファは搬送系間継ぎ装置４が行
い、バッファのコストとスペースを節約できる。

【００４８】図７は本発明のさらに別の実施例を示す。
本装置にあっては、処理の異なる作業エリア６をグルー
プ化して見かけ上一つの連続した処理が実行される作業
エリア９を形成する。本実施例では、９ａ〜９ｆの６個
の作業エリアが形成される。そして、これらの作業エリ
アを図４の実施例で示したのと同様の一本の作業エリア
間搬送系で連結するものである。搬送系の制御方法は図
４の実施例と同様である。

【００４９】

【発明の効果】本発明においては、品種によって専用の
生産ライン設けることなく、ラインレイアウトを変更せ
ずに、仕掛り量が少なく、工完の短いラインを簡素な搬
送系で実現できる。本発明の１つの効果を図８に示す。
図８は生産規模がウェーハ枚数６８０枚／日の生産を行
う半導体生産ラインを、ジョブショップ、フローショッ
プ、本発明で実現した場合の工完と装置台数を示したも
のである。工完に関しては、ジョブショップの場合に
は、製品の流し方について特に考慮していないため工程
毎に待ちが発生し、大幅に工完が長期化する。これに対
し、本発明では、タクトで製品が流れるため、工完は大
幅に短縮される効果がある。またフローショップの場合
には、１つの装置で複数の工程の処理が可能であって
も、工程数分の装置台数が必要であるのに対し、本発明
では、１つのエリア内で処理が可能なため、１つの装置
で該複数工程を処理できるため、装置台数の増加がない
効果がある。

【００５０】本発明の別な効果としては、エリア内にお
いてひとつの処理装置が故障しても、他の処理装置が代
用できるため、全体の処理は停止する事はない。また、
各製品に対応する一連の処理はソフト上で解決でき、装
置の並べ替え、搬送路の変更する必要が無いため多品種
製造に即対応できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体構成図。

【図２】作業エリアが処理順に並ぶライン構成を示す
図。

【図３】任意の組み合わせの搬送路によるライン構成を
示す図。

【図４】一つの搬送路によるライン構成を示す図。

【図５】エリア内で連続処理するライン構成を示す図。

【図６】エリアの一部を単一処理とするライン構成を示
す図。

【図７】一つの搬送路によるライン構成を示す図。

【図８】工程と設備台数の関係を示す図。

【図９】作業手順を示す図。

【図１０】通信形態図。

【図１１】処理の動線を示す図。

【図１２】処理のフローを示す表。

【図１３】工程フローの流れに従った分類の表。

【図１４】工程の整流化を示す図。

【図１５】処理のフロー図。

【図１６】各方式の概要を示す図。

【図１７】工程の信頼度を示す図。

【図１８】設備台数と工程数と信頼関係を示す表。

【図１９】ガントチャート図。

【符号の説明】

１ホストコンピュータ２作業エリア内搬送系３処理装置４搬送系間継ぎ装置５ａ〜５ｈ作業エリア間搬送系６作業エリア７ａ作業エリア内搬送系コントローラ７ｂ処理装置コントローラ７ｃ搬送系間継ぎ装置コントローラ７ｄ作業エリア間搬送系コントローラ８通信ケーブル９ａ〜９ｆ見かけ上一つの連続した装置作業エリア１０作業エリア間搬送装置１１ＩＤ読み取り機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩崎武正神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者坂田正雄神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者増井知幸神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者松村宏善神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続して作業を施す生産工程に於いて、
同じ処理機能を持つ設備を集めて、作業エリアをいくつ
か作り、該エリア間をいくつかの搬送系で結び、該搬送
系に結ばれた作業エリア間を同じ生産速度で製品を供給
・生産することを特徴とする生産方式。
【請求項２】作業エリア間と他の作業エリア間とを任
意に継ぐ搬送系を設け、作業を施す製品の種類により、
生産速度を同じとする作業エリアの組み合わせを行い、
あたかも専用搬送系があるよう製品の搬送を制御し、組
み合わせたエリアを同じ生産速度で製品を供給・生産す
ることを特徴とする生産方式。
【請求項３】請求項２の搬送系が一つの搬送系であ
り、任意の一連作業をあたかも専用搬送系があるよう
に、搬送系の制御を同時に行うことを特徴とする生産方
式。
【請求項４】請求項１の作業エリアにおいて、作業エ
リア内は、任意の連続する複数の一連の工程を順次連続
して処理する設備を集めて構成したことを特徴とする生
産方式。
【請求項５】請求項４の作業エリアは同種の繰り返し
工程の設備群で構成されることを特徴とする生産方式。
【請求項６】同種類の処理を行う装置を複数台まとめ
て構成される複数の作業エリアと、作業エリア内で各処
理装置に対する製品の搬送を行う作業エリア内搬送系
と、作業エリア内の制御を行う作業エリア内コントロー
ラと、作業エリア間で製品を搬送する作業エリア間搬送
系と、作業エリア間搬送系と作業エリア内搬送系の間を
継ぐ搬送間継ぎ装置と、搬送系間継ぎ装置のコントロー
ラと、作業エリア間搬送系のコントローラと、生産装置
の全体を制御するホストコンピュータとを備えてなる多
品種連続生産装置。
【請求項７】作業エリア間搬送系は、各作業エリアを
継ぐ専用の搬送系であって、製品は一連の処理工程に応
じて専用の搬送系により順次各作業エリアに搬送される
ことを特徴とする請求項６記載の多品種連続生産装置。
【請求項８】作業エリア間搬送系は、各作業エリア間
を直線で継ぐ搬送系であって、製品は一連の処理工程に
応じて搬送系を往復運動で搬送されることを特徴とする
請求項６記載の多品種連続生産装置。
【請求項９】作業エリア間搬送系は、各作業エリア間
を任意に継ぐ搬送系であって、製品は一連の処理工程に
応じて任意の経路によって搬送されることを特徴とする
請求項６記載の多品種連続生産装置。
【請求項１０】作業エリア間搬送系は、各作業エリア
を仮想的に継ぐ搬送系であって、製品は一連の処理工程
に応じてホストコンピュータにより構築される仮想の搬
送系路によって搬送されることを特徴とする請求項６記
載の多品種連続生産装置。
【請求項１１】作業エリアは任意の連続する複数の一
連の処理工程を順次連続して処理する複数の装置を集め
て構成され、作業エリア内搬送系は各装置を直接に継ぐ
搬送装置であることを特徴とする請求項６記載の多品種
連続生産装置。
【請求項１２】作業エリアは一連の処理に必要とする
処理装置を集めて形成され、作業エリアに設けられる１
つの搬送間継ぎ装置に対して作業エリア内搬送系が放射
状に連結されることを特徴とする請求項６記載の多品種
連続生産装置。
【請求項１３】作業エリアは、処理の異なる作業エリ
アをグループ化して見かけ上一つの連続した処理が実行
される作業エリアであって、作業エリア間搬送系は見か
け上の作業エリアを仮想的に継ぐ搬送系であることを特
徴とする請求項６記載の多品種連続生産装置。