TWI285400B - Method of fabrication of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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TWI285400B TW091105894A TW91105894A TWI285400B TW I285400 B TWI285400 B TW I285400B TW 091105894 A TW091105894 A TW 091105894A TW 91105894 A TW91105894 A TW 91105894A TW I285400 B TWI285400 B TW I285400B
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Description

1285400 A7 B7 五、發明説明（i ) 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種半導體積體電路裝置之製造技術，尤 其係關於一種非常適合用在半導體製造線之晶圓輸送系統 的技術。 【習知技術】 隨著半導體產品的多品種化、週期時間的短壽命化，在 半導體製造線當中，逐漸要求TAT (Turn Around Time ·· — 貫製程所需時間）之更為縮短、以及作業處理時間之縮短。 而且，隨著半導體晶圓（以下稱為晶圓）的大口徑化，每一 片晶圓之重量不斷增加，因此在處理直徑300 mm之晶圓的 半導體製造線當中，就必須利用晶圓輸送機械來實現自動 處理化。 一般來說，300 mm晶圓的半導體製造線係將各種製造裝 置分成所謂塢（bay)區的裝置群，並且以塢區單位配置在潔 淨室内。因此，晶圓自動輸送系統之構造也是因應於此， 分成塢間輸送、塢内輸送、及暫存盒（Stocker)等要素（構 件）。 這些構件當中，塢間輸送一般係採用所謂OHS (Over Head Shuttle :架空輸送工具）的懸吊輸送方式。塢内輸送則係採 用自動行走在軌道上之所謂RGV (Rail Guided Vehicle)的輸送車 、自動行走在無軌道上之所謂AGV(Automatic Guided Vehicle : 自動導引地面運輸工具）的輸送車、或是懸吊輸送方式之一 的 OHT (Over-head Hoist transport :架空運輸工具）等。 f存盒係配置在塢間輸送與塢内輸送之間的中繼場所， ___ _ - 4 ·_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 1285400 A7 B7 五、發明説明（2 ) 收容於晶圓輸送機構（晶圓搬運機）的晶圓在此經過暫時保 管之後會被輸送至塢區内。而且，300 mm晶圓的輸送機構 (晶圓搬運機）係採用使晶圓匣盒與密閉莢式容器（箱）一體 化，而且能以密封狀態輸送複數片晶圓的前面開口式統一 容器（FOUP : Front Opening Unified Pod)、或是使晶圓露出 在潔淨室的開放式匣盒（Open Cassette ; 0C)。 另外，有關於300 mm晶圓之半導體製造線的晶圓輸送系 統，在株式會社press journal社於平成9年12月20日發行的 ”半導體世界月刊”當中的第131頁至第149頁等有詳細記 載。 【發明所欲解決之課題】 根據本案發明者群的檢討，過去所提倡的300 mm晶圓之 半導體製造線當中的晶圓輸送系統由於具有以下問題點， 因此不易實現晶圓輸送時間之縮短及製造線啟動率之提 升，更妨礙了交貨期間較短的產品之TAT縮短。 (1) 200 mm晶圓時代前的半導體製造線所導入的地上行走 型晶圓輸送系統，必須限制其最高行走速度，並且對於輸 送車施以業界規定的安全對策，以在輸送區域内實現輸送 車（AGV、RGV)與人之共存。但是，以輸送車與人之共存 為前提而研發的輸送系統當中，安全對策會妨礙輸送車之 行走速度的提升，因此晶圓輸送時間之縮短會受到限制。 (2) 使用AGV、RGV的地上行走型晶圓輸送系統當中，為 了提升晶圓的輸送能力，必須構築一種可實現複數台輸送 車之共同運行、或複雜之輸送規則的系統（算法）。然而， 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1285400 A7
中會經常發生輸送車的等待時間，因 此不易提升製造線之啟動率。 本發月之目的在於提供一種可縮短晶圓輸送時間的晶圓 輸送系統。 本發明之另-目的在於提供—種可提升半導體製造線之 啟動率的晶圓輸送系統。 本發月之另一目的在於提供一種可縮短晶圓處理時間的 晶圓輸送系統。 本發月之别述及其他目的以及新穎特徵應可由本說明書 之记載及所附圖面而明白。 【解決課題之手段】 本案所揭示的發明當中，#要說明代表性之概要則如以 下所述。 本發明係在利用將複數個單片晶圓式半導體製造裝置區 分成複數個塢區（裝置群）而設置在潔淨室内的半導體製造 線’以及包含塢間輸送、塢内輸送及中繼這些之塢區中繼 站的晶圓輸送系統，於晶圓形成積體電路時，藉由在與人 之作業區域分開的輸送區域内之單一直線輸送執道上往來 移動的RGV進行晶圓之塢内輸送。 而且’ RGV所直線行走的前述輸送軌道係因應所要求的 晶圓之輸送量及輸送形態而由複麩台RGV所共用，而且前 $複數台RGV各自的行走區域係與其他RGV之行走區域相 互隔開。 而且’晶圓之塢内輸送及塢間輸送係密封在前面開口式 $本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1285400 A7 ____ B7____ 五、發明説明（4 ) 統一容器（FOUP)來進行。 - 而且，係藉由減少上述前面開口式統一容器所收容的晶 圓片數來縮短每一片晶圓之處理時間。 【圖面之簡單說明】 圖1係本發明一實施形態之半導體製造線之晶圓全自動輸 送系統的全體俯視圖。 圖2係圖1所示之輸送系統的一部分俯視圖。 圖3係說明圖1所示之輸送系統之連鎖控制方式的俯視 圖。 圖4係圖1所示之半導體製造線之晶圓輸送區域及人之作 業區域的俯視圖。 圖5係設置在圖1所示之半導體製造線的製造裝置之晶圓 移載方法的說明圖。 圖6係設置在圖1所示之半導體製造線的製造裝置之晶圓 移載方法的說明圖。 圖7係設置在圖1所示之半導體製造線的製造裝置之晶圓 移載方法的說明圖。 圖8係本發明半導體製造線之其他實施形態的說明圖。 【發明之實施形態】 以下，根據圖面來詳細說明本發明之實施形態。此外， 用來說明實施形態的所有圖面當中，於具有同一功能的構 件附上同一符號，並且省略其重複說明。 圖1係直徑300 mm之晶圓的半導體製造線之晶圓全自動輸 送系統的全體俯視圖，圖2係此輸送系統之一部分（3個塢區 293本紙張尺度適用中@ Η家標準(CNS) A视格(210X297公釐y 1285400 A7 B7 五、發明説明（5 ) 域）的俯視圖。 製造半導體時所使用的熱處理裝置、離子佈植裝置、飪 刻裝置、成膜裝置、清淨裝置、光阻劑塗布裝置、曝光裝 置等各種製造裝置1係分成複數個塢區（裝置群）而配置在潔 淨室CR内。而且，潔淨室CR内的晶圓輸送系統係對應於 此配置，由塢間輸送、塢内輸送以及中繼這些之塢區中繼 站（暫存盒）BS所構成。 塢間輸送係利用介由設置在潔淨室CR内之天花板的執道 2輸送晶圓的OHS(Over Head Shuttle)來進行。另一方面，塢 内輸送係利用在潔淨室CR之地板上所鋪設之輸送軌道3上 行走的RGV(Rail Guided Vehicle)(晶圓輸送機構）1 1來進 行。此輸送執道3係因應所要求的晶圓之輸送量及輸送形態 而由複數台RGV11所共用。RGV11比起在無執道上行走的 AGV (Automatic Guided Vehicle)之速度（60 m/s)可實現兩倍 以上的高速行走。 本實施形態之晶圓輸送系統係沿著塢區筆直鋪設上述輸 送執道3，藉此使在裝置間移動的RGV11之行走成為單純的 直線往來運動。將RGV11之行走限定為直線的往來運動， 可實現輸送區域之省空間化，而且也不再需要構築為了實 現複雜之輸送路徑的算法。再者，即使從後方改變製造裝 置1的配置，也可靈活地對應。 此外，本實施形態之晶圓輸送系統係利用間隔板（分隔 板）4隔開各RGV11之行走區域，而且在每一台RGV11分配 有1台塢區中繼站BS。如此，便不會與共用輸送執道3的其 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1285400 A7 B7 五、發明説明（6 )
他RGV11相互干擾，所以不會產生對於其他RGVi 1的等待 時間，而可提升製造線全體的生產效率。而且，藉由在每1 台RGV11分配1台塢區中繼站BS，即可將經由OHS運送至 塢區中繼站BS的晶圓快速地交付給RGV11。亦即，不需要 透過以暫時保管晶圓為目的的暫存盒即可進行晶圓之收 受，因此可縮短晶圓輸送時間。還可實現塢區中繼站B s之 小型化，以實現潔淨室之省空間化。 裝 訂
另外，本實施形態之晶圓輸送系統係利用間隔板（分隔 板）5將鋪設有輸送執道3的輸送區域包圍住，並且在製造裝 置1與製造裝置1之間設置門扇6，藉此將輸送區域與人之 作業區域分開’以免人在製造線啟動時進入輸送區域的構 造。裝置間的門扇6係連接在圖3所示之RGV11的聯鎖控制 系統，當門扇6開啟時，RGV11就會立刻停止，因此可;保 不小心進入輸送區域的人身安全。在製造線之非啟動期 間，有人為了進行製造裝置iSRGVU之維修作業等要進入 輸送區域時係解開門扇6的鎖而進入。 如上所述，本實施形態的晶圓輸送系統之輸送區域内係 不以與人之共存為目而設計，因此可緩和業界規定對於 RGV 11的安全對策（例如行走顯示燈或安全感測器之設置 等），且可提升RGV11之行走最高速度，以縮短輸送時間。 而且，將RGV11之行走限定為直線的往來運動，便沒有因 為轉彎或分歧等以致RGV11速度減緩的主要因素，因此到 目的地為止皆可維持最高速度來行走，在這點也可縮短晶 圓的輸送時間。
1285400 A7 B7 五、發明説明（7 ) 此外，由於可實現晶圓的高速輸送，因此可減少RGV11 之等待時間對於製造線全體之生產性所帶來的影響。所 以，例如亦可使RGV11待機以進行特定批量的輸送，而可 大幅縮短接獲訂單至出貨為止之期間較短的產品之TAT。 本實施形態之晶圓輸送系統係將晶圓之輸送區域與人之 作業區域完全分開，因此將新的製造裝置1搬入潔淨室i 内，或是將已折舊的製造裝置1搬出潔淨室外時的路徑係如 圖4所示，夾住製造裝置！而設置在輸送區域的相反側。本 實施形的晶圓輸送系統由於可謀求輸送區域的省空間 化’因此可確保較大的裝置之搬入/搬出路徑。另外，裝置 之終端操作、監控、裝置之維修（作用室清洗、零件更換、 修理、參數之調整）等有關人的作業也可在此進行。 此外’本實施形態之半導體製造線係為了以單片晶圓方 式處理晶圓塢之所有步驟而設計。 塢間以及塢内之晶圓輸送係採用使晶圓匣盒與密閉莢式 容器（箱）一體化，而且能以密封狀態收容最多25片左右之 晶圓的前面開口式統一容器（F〇UP : Front 〇pening Unified Pod)。前面開口式統一容器係在密封狀態下輸送晶圓的晶 圓輸送機構，因此不會受到周圍環境的影響，而可使晶圓 之潔淨度保持在等級1以下。所以，不需要使潔淨室C R全 體清淨化至等級1以下，故可降低潔淨室CR之設備成本， 或提升設計自由度。而且，前面開口式統一容器比起相對 於潔淨室CR以開放狀態收容晶圓的開放式匣盒，更可確實 固定晶圓，因此耐衝擊性高，而適合高速輸送。 —___- 10 - 296本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐Γ------
訂
1285400
裝
1285400五、發明説明H A7 B7
(晶圓）之批量構成從25片/前面開口式統一容器改成13片〆 前面開口式統一容器的少數組成。結果便可縮短每一個前 面開口式統一容器的處理時間。而且，藉由形成丨至3片/前 面開口式統一容器的極少數組成，可大幅縮短交貨期間較 短的產品之TAT。 以上，已根據前述實施形態具體說明本案發明者群所研 創的發明，但是本發明並不限於前述實施形態，當然可在 不脫離其要旨的範圍内進行各種變更。 例如圖8所示，藉由在主製造線之外，設置使用頻率高之 製造裝置群所構成的副製造線，並且將此製造線用來製造 例如父貨期間較短的產品，即可大幅縮短T at。 本發明之製造線在以單片晶圓方式處理晶圓塢之所有步 驟的情況下，TAT縮短效果為最大，而有關於週期時間較 短的一部分製造裝置亦可由批次式製造裝置構成。 在潔淨室内不要求高速輸送的區域，亦可不將輸送執道 鋪設成直線狀，而可並用複數台RGV之相互進入、轉弯行 走、分歧支流行走、低速行走等。 … 1台RGV所分配的塢區中繼站的數量並不限定於1台，亦 可分配複數台《而且，亦可部份設置具有晶圓暫存盒功能 的大容量塢區中繼站。 使用來分開輸送區域與人之作業區域的間隔板（分隔板） 形成可移動構造，亦可自由變更輸送區域與人之作業區域 的相對面積。 關於1台RGV所分配的製造裝置之數量，亦可所有塢區 -12 - 2本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
裝 訂
1285400 A7 B7 « 五、發明説明（10 ) 並不相同，而係因應製造裝置之能力於每一塢區分配不同 台數。而且，亦可使其在運用中具有可簡單變更分配的可 變性。 【發明之效果】 本案所揭示之發明當中，若要簡單說明代表性發明所獲 得的效果則如以下所述。 由於可縮短晶圓輸送時間，因此可縮短交貨期間較短的 半導體產品之TAT。 由於可提升半導體製造線之啟動率，因此可縮短交貨期 間較短的半導體產品之TAT。 -13 - 299本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

12854糾911〇5894號專利申請案 。。 中文申請專利範圍替換本(95年&月）g中"年（月0日修(^)正本 六、申請專利範園 1·、一種半導體積體電路裝置之製造方法，係以半導體 U線將一片或複數片的晶圓形成積體電路者，其 導體製造線之構成包含： 八牛 (a) 複數個塢區，係包含設置在潔淨室内之複數個半導 體積體電路製造裝置者； (b) 行走於舖設在地板之軌道上的複數個rgv，其係 設置在前述各塢區，將收放在密封輸送容器内的前 述=片或複數片晶圓輸送到屬於前述塢區之複數個 半導積體電路製造裝置，或是從前述之複數個半 導體積體電路製造裝置搬離； 裝 (c ) R G V行走區域間隔板，係設置於前述各塢區，包 圍住前述RGV之軌道，以使其與人之作業區域分 開； (d)塢間輸送機構，係將收放在密封輸送容器内的前述 一片或複數片晶圓於前述各塢區間輸送； m (e )设置於各鴣區内之複數個塢區中繼站，係介在前述 各塢區内之前述RGV與塢間輸送機構之間傳達， 分別對應前述之複數個r G V。 2 ·如申请專利範圍第1項之半導體積體電路之製造方 法’其中前述R G V軌道之舖設係近乎直線。 3 ·如申请專利範圍第2項之半導體積體電路之製造方 法，其中前述晶圓之塢間輸送係介由設置在前述潔淨 室内之天花板的軌道而進行。 4·如申請專利範圍第3項之半導體積體電路之製造方 法’其中前述晶圓之直徑為300nim以上。 77307-950713.doc 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公楚）
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