JPS646540B2

JPS646540B2 -

Info

Publication number: JPS646540B2
Application number: JP54095004A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Nagatomo; Hiroshi Maejima; Jun Suzuki; Yoshuki Fujikawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-07-27
Filing date: 1979-07-27
Publication date: 1989-02-03
Also published as: US4544318A; GB2056169B; DE3028283A1; MY8500667A; HK35985A; DE3028283C2; JPS5619635A; SG41484G; GB2056169A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は多品種の製品群を製造するにあたつて
数工程に亘る各処理作業にそれぞれ対応する処理
装置群（Job―Shop―Type）および各処理装置
群にワーク（被処理物）を搬送する搬送機（搬送
装置）を配し、多品種のワークの処理順序、処理
条件等を入力情報から自動的に求めて前記搬送
機、処理装置群等を制御し、効率よく有機的にこ
れらを稼動（Flow―Shop―Type）させ製品管
理、工程管理の最適化を図つた自動化された製造
装置、特に、半導体工業におけるウエハ（半導体
薄板）の処理加工装置に関する。

半導体装置、IC（集積回路）、LSI（大規模集積
回路）等の組立に用いる回路素子は一般に半導体
小片（ペレツト）で形成されている。このペレツ
トは薄い半導体板（ウエハ）に縦横に整列配置形
成された回路素子領域をその境で分断することに
よつて得られる。ウエハに回路素子領域を作るに
は極めて多くの製造工程を必要とする。たとえ
ば、シリコンウエハに所望の不純物原子を含む領
域を形成する工程についてみても、(1)ウエハを洗
浄して清浄化する洗浄工程、(2)ウエハを熱処理し
て表面に酸化膜（SiO₂）を形成する酸化膜形成
工程、(3)酸化膜上にレジスト（フオトレジスト）
を塗布しかつ乾燥するレジスト塗布工程、(4)レジ
ストを部分感光させる露光工程、(5)感光レジスト
あるいは非感光レジストを部分的に除去するレジ
スト部分除去（エツチング）工程、(6)酸化膜上に
部分的に残留するレジストをマスクとして用いて
露出する酸化膜を除去する酸化膜部分除去（エツ
チング）工程、(7)酸化膜上の残留するレジストを
除去するレジスト除去（エツチング）工程、(8)酸
化膜をマスクとして不純物雰囲気中にシリコンウ
エハを置くとか、CVD（気相化学成長）、蒸着、
イオン打ち込み等の技術で不純物原子を露出する
シリコン上に沈着あるいは素層部に浸入させ、再
び熱を加えて所望の深さに不純物を拡散させる拡
散工程、(9)ウエハ表面の不要酸化膜等を除去する
除去（エツチング）工程等がある。また、前記レ
ジスト塗布工程から始まり、(7)のレジスト除去工
程で終る技術は一般に写真蝕刻技術と呼ばれてい
るが、回路素子の形成にはこの技術が繰り返して
使用される。すなわち、不純物拡散以外の配線層
の形成、パツシベーシヨンのための保護膜形成等
にも用いられる。

このようにウエハに各種処理を施こすウエハ処
理における工程順路は各製品毎によつて異なる。
最も効率のよい作業形態として工程順に沿つて作
業装置設備を配置するいわゆるフロ・シヨツプ型
（Flow―Shop―Type）を採用すれば、スムース
にワークが流れる。しかし、各製品は独自に設備
配置を持つに足るようには大量に生産できないの
が一般である。仮りに、そのような大量生産がで
きる製品が存在しても、半導体工業の発展は著し
く、製品の移り変わりは激しい。このため、その
設備配置はすぐに陳腐化して使えなくなる危険が
ある。そこで、従来は第１図に示すように、共通
的な作業をする設備群をまとめる配置、いわゆる
ジヨブ・シヨツプ型（Job―Shop―Type）｛同図
において、複数の拡散装置１を配置した拡散室
２、複数のイオン打込み装置３を配置したイオン
打込み室４、複数のフオトエツチング装置５およ
び露装置６を配置したフオトレジスト室７、複数
の蒸着装置８等を配置したCVD蒸着室９、複数
の検査装置（プローバ）１０を配置した検査室１
１等を配設むる。｝を採用し、各装置群で一度に
多数多品種のワークを処理する方法をとらざるを
得ない。しかし、ウエハ処理では製法（数十方
法）の異なる多種（数百種類）のワークを大量
（数万個）に同時に流すので、これを旨く管理し
て流すことは難しい。その結果、工完（工期）は
長くなり、かつ多数の作業員を必要とする欠点が
ある。また、ウエハを処理する作業空間は常に清
浄に保つ必要があるが、多勢の作業員が処理室内
を動き回るため、被服に付着したごみや床等に付
着するごみが舞い上がつたりして飛散し、ウエハ
が汚染され、歩留が低下する。特に回路素子のパ
ターンが微細化するにつれて高い清浄度の作業空
間が要求される。

一方、人間は本質的に最も効率の良い状態を永
続することは難しく、工完長期化の原因ともなつ
ている。

そこで、従来ウエハ処理工程の細部の個々の自
動化を図ることによつて、各工程での作業の効率
化、清浄作業空間の維持による歩留の向上を図つ
ている。また、工程の進行管理情報処理をコンピ
ユータ化することも一部では行なわれている。

しかし、これらの装置では単一工程の自動化、
コンピユータ制御化であつて、単一製品の製造経
路からみた場合、製品管理が充分とは言えない。
また、ウエハは各自動機関あるいは処理空間を作
業者によつて選ばれることから、ウエハの汚染防
止は充分とは言えない。特にウエハの移動経路中
に作業者が存在することが汚染を充分に防げない
致命的な原因となつている。

したがつて、本発明の目的はウエハ処理等のワ
ークの処理を無人化装置内で処理することによつ
てワークの汚染を防止するとともに、ワークの一
連の作業を有機的に制御して、多品種多数のワー
クの製品管理を行なうことによつて、製品の工完
短縮、歩留向上、作業人員低減を図ることにあ
る。

また、本発明の他の目的は各処理装置群を集約
することによつて設備の据付けに必要な敷地を小
さくすることにある。

本願発明の製造装置は、直線状に延在する通路
と、前記通路に沿つて延在する搬送路と、それぞ
れがロード位置およびアンロード位置を有し、少
なくとも互いに異なつた処理を被処理物に施すこ
とができる処理部門を含む複数の処理部門と、前
記複数の処理部門のそれぞれのロード位置とアン
ロード位置における被処理物を前記搬送路に沿つ
て移動させるための搬送装置とを有し、前記各処
理部門はその一端が前記通路に面するように前記
通路からその通路の延在方向と直角の方向に延在
し、かつ互いに離間してなり、前記複数の処理部
門および前記通路は空気清浄度の高いクリーン領
域からなり、前記複数の処理部門を互いに離間す
る領域を含む前記クリーン領域を取り囲む領域で
前記クリーン領域に隣接するように配置された、
空気清浄度が前記クリーン領域より低い、前記処
理部門の保全作業をするための保全領域とからな
ることを特徴とする。

つぎに、第２図〜第９図に示す図面を参照しな
がら本発明について説明する。第２図〜第８図は
本発明の一実施例を示す。第２図は本発明による
製造装置、特にウエハ処理装置の概略平面図を示
す。このウエハ処理装置は建屋全体あるいは一部
が一つの装置となつていて、その中には多くの装
置類が配置されている。すなわち、建屋の中央に
はその長手方向に沿つて搬送路１２が配設されて
いる。また、この搬送路１２はいくつも停止箇所
（図示〇印で示す。）１３を有している。また、搬
送路１２の両側にはそれぞれ複数の処理装置から
なる処理部門が複数配設されている。すなわち、
搬送路１２の一側には２台の自動化されたCVD
装置１４からなるCVD処理部門１５、４台の自
動化された拡散装置１６からなる拡散処理部門１
７、４台の自動化されたフオトレジスト感光装置
１８からなる感光処理部門（露光処理部門）１
９、２台の自動化されたフオトエツチング装置２
０からなるエツチング処理部門２１、２台の自動
化されたイオン打込装置２２からなるイオン打込
処理部門２３がそれぞれ並べて配設されている。
また、搬送路１２の他側には２台の自動化された
蒸着装置２４からなる蒸着処理部門２５、３台の
自動化された検査装置２６からなる検査処理部門
２７、自動化されたストツカ２８が配設されてい
る。また、ストツカ２８の背面には、中央制御装
置２９（コンピユータ）を配したガラス張りの室
からなる中央情報処理室３０が配設されている。
また、ストツカ２８および中央情報処理室３０の
側方には空気調和除塵（空調除塵）機械室３１が
広く設けられている。この空調除塵機械室３１に
は空気を清浄化する図示しない装置が配設され、
この装置で建屋内全体の空気の清浄化を図つてい
る。特に図でハツチングを施こさない領域（ハツ
チング領域は各処理装置を修理調整する保全室と
なつている。）すなわち、搬送路１２を設けた領
域、ストツカ２８を設けた領域、各処理装置およ
び各処理装置の前面および搬送路１２に対面する
それぞれの領域、すなわちクリーン室は一段と高
い空気清浄度に維持されている。なお、図中３２
は扉を示す。

前記各処理部門１７の各処理装置の数は同一の
処理でも工程によつてはたとえば処理雰囲気が異
なつたり、オートドーピングを防いだりすること
から同一装置を使用できないことによつて増加す
るとともに、建屋内全体のワークの流れを円滑に
行なわせるように各装置のバランスを考慮して決
定される。

また、搬送路１２における停止箇所に対応する
各処理装置の一端にはワークを搬出入するローデ
イングステーシヨン（ローデイング位置）および
アンローデイングステーシヨン（アンローデイン
グ位置）がそれぞれ配設されている。そして、ロ
ーデイングステーシヨンに供給（搬入）されたワ
ークはそれぞれ鎖線矢印で示すように各処理装置
の処理部に自動的に運び込まれて所定の処理を施
こされた後、アンローデイングステーシヨンに戻
される。また停止箇所１３はストツカ２８にも対
面している。

一方、前記搬送路１２上にはワーク（この場合
はウエハを収容したカートリツジ、たとえばウエ
ハを25枚並列に収容する公知の運搬用カートリツ
ジ）を複数保持して搬送する搬送装置（搬送機）
２３が配設されている。この搬送装置３３はたと
えば４台配設されて、個々は前記中央制御装置２
９に制御されて搬送路１２上を移動する。また、
搬送路１２の両端部には搬送装置待機ステーシヨ
ン３４が設けられ、使用されない搬送装置３３が
待機するようになつている。搬送装置３３は第５
図〜第７図で示すように、台座３５の下部に車輪
３６を有し、無線によつて制御されて移動する。
また、台座３５上の機機体３７からは側方にワー
ク受けアーム３８が設けられ、第５図で示すよう
に、ストツカ２８から運び出されたワーク３９を
載置支持し、第６図で示すように処理装置のロー
デイングステーシヨン４０に移し変えるようにな
つている。（アンローデイングステーシヨンにあ
つてはワークを受け取る。なお、これら授受装置
は一般公知の装置、機構でよく、たとえば各処理
装置側に設ける。）。したがつて、ワーク受けアー
ム３８は台座３５上を回動するようにもなつてい
る。また、搬送装置３３は搬送路１２に沿つて移
動するが、搬送路１２に沿つて張り付けられた光
学的・磁気的・機械的等に検出可能なテープを検
出しながら進み、たとえば、搬送路１２の停止箇
所１３をカウントして目的位置に進むようになつ
ている。

ストツカ２８は第３図、第４図に示すように、
ワーク３９を収容する複数の収容部４１を有する
棚４２と、この棚４２の前面において昇降、左右
動自在なトランスフア機４３とからなつている。
そして、トランスフア機４３は中央制御装置２９
の指令によつて、棚４２の所定位置にあるワーク
３９を取り出して搬送装置３３に供給したり、あ
るいは搬送装置３３に保持されているワーク３９
を保持して棚の空収容部４１に収容する。なお、
棚におけるワーク３９の情報は全て中央制御装置
２９で制御される。

つぎに、第８図のフローチヤートを参照しなが
らウエハ処理作業を説明する。まず、ストツカに
収容されているワーク（処理品種やロツト）全体
の確認を行なう（製品管理）。品種（製品）を確
認すれば、工程フローは決定しているので、つぎ
はどの処理を行なえばよいか判明する。また、各
処理部門における各処理装置の現在の作業状態を
確認して、その余裕度、仕掛状態を調べる。さら
に、各製品（ロツト）の優先順位を決定する。こ
れらの各作業は中央制御装置に記憶されている情
報に基づいて行なわれる。その後、空きライン
（各処理装置）の有無をチエツクし、このライン
を使用することのできるワーク（ロツト）がある
か否かをチエツクする。さらに、このワーク（ロ
ツト）は優先順位を結果的に損わないか否かをチ
エツクし、損わない場合には搬送装置およびトラ
ンスフア機を駆動させて、所定の処理装置にワー
クを運ぶ用意をさせる。

一方、これと併行して、完成したロツトがある
か否かをチエツクし、有る場合には搬送装置およ
びトランフア機を駆動させてワークを空収容部４
１に収容する。そして、全ラインのチエツクを完
了した後は、各処理装置、搬送装置、トランスフ
ア機を、常に作業進行予測を行ないながら動作さ
せる。

前記中央制御装置はワーク（ロツト）の工程管
理、製品管理ばかりでなく、各処理装置のプロセ
ス条件管理、プロセスデータ収集、さらには処理
装置のシーケンス制御群管理をも行なう。なお、
中央制御装置で全ての管理を行なうと、情報記憶
装置、計算量等が多くなり、装置が大型化するこ
とから、各処理装置、搬送装置、ストツカ等にも
小型の制御装置を内蔵させ、中央制御装置との間
で記憶、計算、制御等の各作業を分担させるよう
にしてもよい。

このような実施例によれば、つぎのような効果
が生じる。

(1) ワークに対して同一系統の作業は同一処理部
門の処理装置で行ない、各処理部門間は搬送装
置を用いて行なう、いわゆるフロウ・シヨツ
プ・タイプとし、これらを製品管理、工程管理
をも考慮して自動的に制御装置で管理するた
め、各処理装置は効率よく稼動し、かつロツト
も希望するロツトから順次ウエハ作業が完了す
ることになるので、作業性が極めて高くなる。
また、プロセス条件、プロセスモニタ等もコン
ピユータによつて制御されるため、高品質で安
定した処理が成される。

(2) この装置はジヨブ・シヨツプ・タイプをも一
部で採用したフロー・シヨツプ・タイプである
ことから敷地面積を従来に較べて狭くすること
ができる。

(3) ウエハの移動域には原則的には作業者は立ち
入らない。このため、従来多量の塵埃の発生源
である作業者がいないことによつてウエハの汚
染は減少し、歩留が向上する。

(4) 各処理装置は第２図のハツチング領域である
背面から修理調整されるため、高い清浄度空間
が狭くなり空気清浄化装置が従来に較べて小型
化できる。

従つて、空気清浄化装置を安価に設置するこ
とができるとともに、空気清浄化装置の運転に
要する費用を経済的にすることができる。

(5) この装置では全ての作業は自動化されている
ので、作業人員を低減できる。

(6) 本発明は処理部門のロード位置およびアンロ
ード位置が、CVD装置，拡散装置，フオトレ
ジスト感光装置などの処理装置自体のロード位
置およびアンロード位置となつており、被処理
ウエハの処理管理が処理装置ごとに可能とな
る。これによつて、被処理ウエハの管理が容易
となる。また、処理装置の変更が容易にでき
る。

なお、本発明は前記実施例に限定されない。す
なわち、処理部門はさらに多数であつてもよく、
各処理部門の処理装置数は実施例の数と異なつて
もよい。また、実施例では搬送装置は建屋内だけ
を移動するようにしてあるが、他の作業との連結
を考え、隣接する建屋に直接出入するようにして
もよい。また、各処理装置のローデイング位置お
よびアンローデイング位置は実施例では同一端に
設け、一つの移換装置を共用するようにしている
が、このローデイング位置およびアンローデイン
グ位置を自動化された処理装置をそれぞれ一端に
分けて配置するようにしてもよい。また、移換装
置には搬送装置の位置決め機構やワークの授受確
認機構を設ける。また、位置決めされた際、搬送
装置と処理装置がドツキングし、この状態で両者
間の情報の交換が行なわれるようにしてもよい。
また、移換装置はローラコンベア方式やプツシヤ
方式等があつてもよい。また、搬送装置は有線方
式でコントロールするようにしてもよい。また、
搬送装置は床上を走るタイプ以外であつてもよ
い。また、第９図に示すように、中央にストツカ
２８を配し、その囲りを搬送装置３３を回動さ
せ、各処理部門４４にワークを搬送するようにし
てもよい。また、本発明はウエハ処理以外の技術
に適用できる。

以上のように、本発明の製造装置によれば、全
てコンピユータによつて製品管理、工程管理、処
理搬送管理等が行なわれるので、各処理部門は有
機的に制御されワークの流れがスムースになり、
所望のロツトから効率よく順次処理が行なわれ
る。このため、処理コストの低減が図れる。

また、本発明によれば、作業スペースと保全ス
ペースを分離させ、高清浄度ルームとしての作業
スペースを従来に較べて狭くすることができたこ
とから、空調除塵装置の小型化を図ることがで
き、設備費を軽減することができた。

また、本発明によれば、作業スペースには作業
者が立ち居らないことと、各処理装置の処理条件
等はコンピユータによつて適格に制御されること
から、微細処理も正確確実に行なえ、歩留も向上
する。

また、本発明によれば、処理装置の配置をジヨ
ブ・シヨツプ・タイプとフロー・タイプとを連結
した構成となつていることから、各ワークを効率
的に流せる。特に、このフロー・シヨツプ・タイ
プによれば、新製品系列でもコンピユータ内にデ
ータを追加するだけで旧来の製品と同様に合理化
されたラインとして流すことができる。また、新
プロセスを導入する場合でも、追加設備群として
取り扱えばスムースにラインに入れることができ
る。また、フロー・シヨツプ・タイプにすること
によつて、必要な敷地を狭くすることができる等
多くの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のウエハ処理室を示すレイアウ
ト、第２図は本発明の製造装置の一実施例を示す
平面図、第３図は同じくストツカの正面図、第４
図は同じくストツカの側断面図、第５図は同じく
ストツカと搬送機を示す正面図、第６図は同じく
搬送機と処理装置群を示す正面図、第７図は同じ
く搬送機の側面図、第８図は同じく処理工程進行
制御フローチヤート、第９図は本発明の他の実施
例を示す平面図である。１……拡散装置、２……拡散室、３……イオン
打込み装置、４……イオン打込み室、５……フオ
トエツチング装置、６……露光装置、７……フオ
トレジスト室、８……蒸着装置、９……CVD…
蒸着室、１０……検査装置、１１……検査室、１
２……搬送路、１３……停止箇所、１４……
CVD装置、１５……CVD処理部門、１６……拡
散装置、１７……拡散処理部門、１８……フオト
レジスト感光装置、１９……感光処理部門、２０
……フオトエツチング装置、２１……エツチング
処理部門、２２……イオン打込装置、２３……イ
オン打込処理部門、２４……蒸着装置、２５……
蒸着処理部門、２６……検査装置、２７……検査
処理部門、２８……ストツカ、２９……中央制御
装置、３０……中央情報処理室、３１……空調除
塵機械室、３２……扉、３３……搬送装置、３４
……搬送装置待期ステーシヨン、３５……台座、
３６……車輪、３７……機体、３８……ワーク受
けアーム、３９……ワーク、４０……ローデイン
グステーシヨン、４１……収容部、４２……棚、
４３……トランスフア機、４４……処理部門。

Claims

【特許請求の範囲】１直線状に延在する通路と、前記通路に沿つて延在する搬送路と、それぞれがロード位置およびアンロード位置を
有し、少なくとも互いに異なつた処理を被処理物
に施すことができる処理部門を含む複数の処理部
門と、前記複数の処理部門のそれぞれのロード位置と
アンロード位置における被処理物を前記搬送路に
沿つて移動させるための搬送装置とを有し、前記各処理部門はその一端が前記通路に面する
ように前記通路からその通路の延在方向と直角の
方向に延在し、かつ互いに離間してなり、前記複数の処理部門および前記通路は空気清浄
度の高いクリーン領域からなり、前記複数の処理部門を互いに離間する領域を含
む前記クリーン領域を取り囲む領域で前記クリー
ン領域に隣接するように配置された、空気清浄度
が前記クリーン領域より低い、前記処理部門の保
全作業をするための保全領域とからなることを特
徴とする製造装置。２前記複数の処理部門のあるものは互いに前記
通路を挾んで相対向する方向に延在してなること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造装
置。３前記搬送装置は前記通路の床上を走るもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の製造装置。４前記各処理部門はその延在方向に沿つて中央
に延びる作業スペースと、その作業スペースを挾
むようにその両側に配置された処理装置とを含ん
でなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の製造装置。５前記被処理物は半導体ウエハであつて、前記
複数の処理部門は、CVD処理、拡散処理、露光
処理、エツチング処理、およびイオン打込み処理
をそれぞれ行なうものであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項、第２項、第３項あるいは第
４項いずれか記載の製造装置。