WO2000063953A1 - Procede de production d'un dispositif a semi-conducteur et sa ligne de production - Google Patents

Description

明 細 書

半導体装置の製造方法及びその製造ラ イ ン

技術分野

本発明は、 半導体基板上に形成する構成部位の最小加工寸 法が主と して ◦ . 以下を実現する、 成膜 ' エ ッチング 等を行 う プ ロ セ ス装置を用いて、 半導体ウ ェハ上に半導体集 積回路を コ ス ト 効率よ く 製造する 半導体装置の製造方法及び その製造ラ イ ンに関する。

背景技術

近年、 半導体メ モ リ は、 ウ ェハサイ ズが 8 イ ンチ （ 2 0 0 ± 4 m m : S E A J 規格） で 6 4 M D R A MZ 0 . 2 5 μ m (最小加工線幅） が量産展開 してお り 、 新たに 2 5 6 M D R A M / 0 . 1 8 〜 0 . 2 5 μ πιの開発が進め られている。 こ れまでの技術開発では、 約 3 年間隔毎に記憶容量が約 4倍増 加する と レヽ ぅ傾向にあった。

これまでデザイ ンルールのシュ リ ンク （最小加工線幅の縮 小） と ゥ ュハサイ ズの大 口径化 と を同時に行な う と ウ ェハー 枚当た り の収量が 4倍になる と い う 一般則に基づき 、 収益力 が向上されていた。

しか し、 微細化 と ウ ェハサイ ズの大 口径化の同時進行は、 設備投資金額の増大、 開発期間の長期化な どの問題を発生さ せ、 特に 8 イ ンチカゝ ら 3 0 0 m mへの変換時期が き て、 記憶 容量について も 1 G D R A Mの製造がその視野に入っ てき て お り 、 現状では大き な問題と なっている。

ウ ェハサイ ズを 8 イ ンチカゝ ら 3 0 0 m mに移行する 場合 に、 一貫ラ イ ンを構築 した時には、 設備投資金額が約 2 0 0 0億円 を超える予想があ り 、 開発期間 も従来の 2 倍以上が予 想さ れている。 その結果と して、 設備投資金額の増加が減価 償却費の増加を招 く と 共に、 開発期問の長期化は固定費の増 加を招き 、 結果 と して半導体デバイ ス メ ーカ の収益力の低下 を引 き起こすこ と と な る。 これを改善する為に、 設備価格上 昇の抑制、 C 0 0 低減、 装置ス ループッ ト 向上な どが必要と なっている。

また従来、 デザィ ンルールのシュ リ ンク と ウ ェハサイ ズの 大 口径化を実施 した場合、 製造装置の コ ス トゃウ ェハを含む 原材料の コ ス ト が上がるため、 少品種、 多量生産を行 う 製造 ライ ンを構築 していた。

しか し、 需要傾向においては、 例えば、 アナロ グ回路 とデ ジタ ル回路から なる複数の構成部位を 1 つの基板上に形成す る混載 L S I 等のよ う に多様性を有するプ ロ セ ス技術が要求 され、 多品種、 少量生産と なってき ている。

従来の製造ラ イ ンは、 元々製造する 半導体装置の品種を限 定 している ため、 D R A M等の大量生産に適 している が、 設 定されたプロ セス工程と 大幅に異なる

プロセス工程には対応でき なかっ た り 、 そのプロ セス工程の 変更のために大幅な配置変更や改造が必要 と な り 、 変更にか かる作業時間やその費用については、 膨大な もの と なっ てお り 、 投資金額の増大に見合 う 収益が得 られな く なって き てい る。

発明の開示 本発明は、 半導体基板上に形成する構成部位の最小加工寸 法が 0 . 3 / m以下の集積回路を半導体ウ ェハ上に低コ ス ト で形成 し、 プ ロ セ ス工程の変更に容易且つ柔軟に対応でき、 複数の ウ ェハサイ ズに も対応可能な半導体装置の製造方法及 びその製造ライ ンを提供する こ と を 目 的とする。

本発明は、 前記 目 的を達成する ために半導体基板上に形成 する構成部位の最小加工寸法が 0 . 3 μ m以下である加工ェ 程を含む半導体装置の製造方法において、

上記半導体基板に 6 イ ンチ （ 1 5 0 ± 3 m m : S E A J 規 格） ） 以下の直径を有する 半導体ウ ェハを用いる 半導体装置 の製造方法を提供する。

また、 半導体基板に一連の処理を施 し前記半導体基板上に 集積回路を形成する 半導体装置の製造ラ イ ンであ っ て、 前記 製造ラ イ ンは同一仕様である 2 つのサブラ イ ン と 、 前記サブ ライ ンの各々 は、 成膜装置 と パタ ーン露光装置 と エ ッチング 装置 と テ ス ト装置を含む一連の処理装置に よ り 構成さ れ、 少 な く と も 1 つのパタ ーン露光装置及び、 1 つのエ ッチング装 置においては、 0 . 3 μ m以下の微細加工が可能であ る 、 さ ら に前記 2 つのサブラ イ ンの間で処理途中の半導体基板を相 互に搬送する手段を有する製造ライ ンを提供する。

本発明においては、 半導体基板上に形成する構成部位の最 小加工寸法が 0 . 3 μ ιη以下であ る加工工程を含む半導体装 置の製造方法において、 半導体基板に直径 6 ィ ンチ以下の半 導体ウ ェハを用いて、 コ ス ト低減及び収量の増量を図る。 ま た製造ラ イ ンに配置 さ れる処理装置若 し く は処理チ ャ ンバを 搬送系にプラ グイ ン接続 して着脱自在に接続 し、 処理装置の 交換、 追加若 し く は取 り 外 しが容易にな り 、 搬送系を任意に 環状接続やパス ラ イ ンを介在させた並列接続する こ と に よ つ て、 製造ラ イ ンにおけ る処理装置の兼用を代替えを行 う 製造 ライ ンである。

本発明を実施する にあたっ て、 問題を解決する ための概略に ついて説明する。

「表 1 」 は、 各ウ ェハ 口径における投資金額と メ モ リ 容量 の相対的な関係を示 してお り 、 図 1 1 はそれをグラ フ化 した ものである。

表 1

8 (イ ンチ） / 0 . 2 5 μ m ( 6 4 M D R A M) の一貫ラ イ ンに対する投資金額を " 1 " (相対値） と して、 各 ウ ェハ 口径におけ る メ モ リ 容量に対する投資金額の関係を示 してい る。

こ の表力 ら明 らかな よ う に、 8 イ ンチ力 ら 3 0 O m mへ移 行する時の変化率が他に比べて著 し く 、 3 0 O m mへの移行 に対する投資金額の増大が顕著である。

また、 「表 2 」 には、 ウ ェハ 口径 （集積回路形成領域の面 積） と 半導体装置の収量と の関係を示 してお り 、 図 1 2 はそ れをグラ フ化 したものである。

表 2

こ の表に示 さ れる よ う に、 収量 （歩留ま り を 1 0 0 % と し た場合の ウ ェハ 1 枚あた り から収穫でき る チ ッ プ数） はゥェ ハ 口径に比例 してお り 、 同一数量を製造する為には、 以下の 製造ラ イ ン数が必要と なる と想定される。

- 3 0 0 m m \ / 2 . 2 1 = 0 . 4 5 1 2 ラ イ ン

• 8 イ ンチ 1 1 = 1 1 ラ イ ン

• 6 イ ンチ 1 / 0 . 5 6 = 1 , 7 6 2 ラ イ ン

• 5 イ ンチ 1 0 . 3 8 = 2 , 6 3 3 ラ イ ン ( 1 2 5 ± 2 m m ： S E A J 規格）

• 4 イ ンチ 1 0 . 2 4 = 4 ， 1 7 5 ラ イ ン ( 1 0 0 ± 2 m m : S E A J 規格）

「表 3 j に各 ウ ェハ 口径に対する投資金額相対値と 収量相 対値の関係を示 してお り 、 図 1 3 はそれをグラ フ化 した もの である。

表 3

こ の表において、 同一の製造プロセスで製造する もの と し て、 投資金額の相対値よ り 収量相対値が多い と収益性が良い もの と判断すれば、 投資金額に対する収益改善が期待でき る のは、 3 0 0 m mへの大口径化若 し く は、 6 イ ンチ以下の小 口径化である。 さ ら に、 これら を実際に同一製造プロ セスで 実施する と 仮定 して、 ウ ェハサイ ズ毎に投資金額の相対値と 生産量 （収量） の関係を示すと 、 「表 4 」 と なる。 図 1 4 は それをグラ フ化 したものである。

表 4

こ の表力ゝ ら、 ウ エノ、サイ ズを 3 0 O m mの大口径化する よ り も、 6 イ ンチ、 5 イ ンチ と いっ た小 口径化の方が投資効率 がよレ、こ と が理解出来る。

ま た、 8 イ ンチ以上の ウェハサイ ズを用いた場合、 プロセ ス の ミ スや搬送エラー等に よ っ て、 破損 した場合には、 1 枚 当た り の収量が大き いため、 歩留ま り を著 し く 下げる こ と に も な る。 こ の場合において も、 1 枚当 た り に収量が少ない小 口径サイ ズの ウェハの方が歩留ま り に影響が少な く なる。

図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明に よ る第 1 の実施形態に係る半導体装置の 製造方法に用いる 半導体製造装置の概念的な構成例を示す図 である。

図 2 は、 第 1 の実施形態におけ る半導体装置の製造方法に 用レ、 られる フォ ト リ ソ グラ フ ィ ー技術によ る レジス ト 処理 ' 露光装置の概念的な構成を示す図である。

図 3 は、 第 1 の実施形態の半導体製造方法に用い られる検 査装置の概念的な構成を示す図である。

図 4 は第 2 の実施形態に係る製造ラ イ ン （サブラ イ ン） の 概念的な構成例を示す図である。

図 5 は、 第 2 の実施形態におけ る プラ グイ ン構成について 説明するための図である。

図 6 は、 第 3 実施形態に係る製造ラ イ ンの概念的な構成例 を示す図である。

図 7 は、 第 3 の実施形態におけ るプラ グィ ン構成について 説明するための図である。 図 8 は、 第 4 実施形態に係る プラ グイ ン構成された独立 し た 2 つのサブラ イ ンを有する製造ラ イ ンの概念的な構成例を 示す図である。

図 9 は、 第 5 実施形態に係る相互接続さ れた 2 つのサブラ ィ ンを有する製造ラ イ ンの概念的な構成例を示す図である。

図 1 0 は、 第 5 の実施形態における プラ グイ ン構成につい て説明するための図である。

図 1 1 は、 ウ ェハ 口径におけ る投資金額 と メ モ リ 容量の相 対的な関係を示す図である。

図 1 2 は、 ウ ェハ 口径 （集積回路形成領域の面積） と 半導 体装置の収量と の関係を示す図である。

図 1 3 は、 各 ウ ェハ 口径に対する投資金額相対値と 収量相 対値の関係を示す図である。

図 1 4 は、 ウ ェ ハサイ ズ毎に投資金額の相対値 と 生産量 (収量） の関係を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明によ る実施形態について詳細に説明する。 図 1 には、 本発明に よ る 半導体装置の製造方法に用いる半 導体製造装置の概念的な構成例を示 し説明する。

本実施形態で用いる 半導体製造装置は、 加工工程で量小加 ェ寸法が 0 . 3 m以下の加工が可能であ り 、 ウ ェハ直径が 6 イ ンチ以下の半導体基板 （ウ ェハ） に後述する プロ セス処 理を行 う 装置である。

こ の半導体装置は、 全体を制御す る 制御部 1 を 中心 と し て、 ウェハ 3 を収納可能なキャ リ アカセ ッ ト 2 を装填 し、 枚 葉式に ウ ェハ 3 の搬入 · 搬出を行 う ロ ーダ 4 及びア ン ロ ーダ 5 と 、 ウ ェハ 3 の位置合わせを行 う ァ ラ イ メ ン ト機構 5 を備 える ァ ラ イ メ ン ト チャ ンバ 6 と 、 排気系 7 び搬送機構 8 を備 える 口 一 ド ロ ツ ク チャ ン ノ 9 , 1 0 と 、 排気系 1 1 を備え ゥ ェハ 3 を所定処理する プロ セスチャ ンバ 1 2 と 、 処理された ウ エ ノ、 3 を一時的にス ト ツ クするノく ッ フ ァ チ ャ ンノく 1 3 と 、 チャ ンバ間の ウ エノ、の受け渡 しを行 う ための X — Y— Z — 0 方向に駆動する アーム 1 4 等を有する搬送機構 1 5 ， 1 6 で 構成されている。

プロセスチャ ンノく 1 2 と 各口 一 ドロ ツ ク チャ ン ノく 9 ， 1 0 の間、 ロ ー ドロ ツ ク チャ ンバ 9 と ァ ラ イ メ ン ト チャ ンノく 6 と の間及び、 ロ ー ドロ ッ ク チャ ンノく 1 0 と バ ッ フ ァ チャ ンノく 1 3 と の間には、 チ ャ ンバ内の真空が維持さ れる よ う に気密保 持可能なゲー ト バルブ 1 7 がそれぞれに設け られている。 ま た、 制御部 1 には電源供給を行 う 電源も含むもの と する。 上 記 ウ エノヽ 3 は、 図示 さ れ る 矢印方向 に搬送 さ れ る も の と す る。

上記プロ セスチャ ンバ 1 2 が行 う ウ ェハ処理と しては、 薄 膜形成処理、 エ ッチング処理、 不純物導入処理及び、 メ タル 成膜を行 う。

上記薄膜形成処理と しては、 常圧 C V D ( C h e m i c a 1 V a p o r d e p o s i t i o n ) 、 減圧 C V D、 拡 散炉、 R P T ( R a p p i d T h e r m a l P r o c e s s i n g ) 等の熱処理、 プラ ズマ C V D若 し く は、 ァニ ー ル処理の う ちのいずれかを行 う 処理機構が設け られている。 上記エ ッチング処理と しては、 P o 1 y — S 〖 エ ッチング、 酸化膜エ ッ チング、 メ タ ノレエ ッチングの う ちのいずれかを行 う 処理機構が設け ら れて い る。 上記不純物注入処理 と して は、 イ オン注入処理若 し く は熱拡散処理の う ちのいずれかを 行 う 処理機構が設け られている。 上記メ タル成膜処理と して は、 熱 C V D、 プラ ズマ C V D 、 ス ノヽ ° ッ タ リ ング処理 （ P V D ) 若 し く は、 熱処理の う ちのいずれかを行 う 処理機構が設 け られてレ、る。

こ のよ う に構成さ れた半導体製造装置において、 ロ ーダ 4 に複数枚の ウ ェハ 3 を収納 した キ ヤ リ ァ カ セ ッ ト 2 を装填 し、 アンローダ 5 には空のキャ リ アカセ ッ ト 2 を装填する。 次に ロ ーダ 4 のキャ リ アカセ ッ ト 2 から搬送機構 1 4 によ り ウ エ ノ、 3 を取 り 出 し、 ァ ライ メ ン ト チャ ンノく 6 内のァ ライ メ ン ト機構 5 に受け渡 し、 プロ セスチャ ンバ 1 2 内の処理機 構 （図示せず） の所定位置にセ ッ ト でき る よ う に ウ ェハ 3 の 位置合わせを行 う 。 位置合わせ さ れた ウ ェハ 3 は、 口 一 ドロ ツ ク チャ ン ノ 9 に搬入 される。 ロ ー ドロ ツ ク チャ ン ノ 9 は、 プロセスチャ ンバ 1 2 と 同等の圧力ま で排気系 7 によ り 減圧 された後、 チェ ンバ内に備え られた搬送機構 8 に よ り 、 ゥ ェ ハ 3 をプロセスチャ ンバ 1 2 内の処理機構に受け渡す。

そ して、 プロ セスチャ ンバ 1 2 で処理された ウ エノヽ 3 は、 ロー ドロ ッ ク チャ ンノく 1 0 を経て、 ノく ッ フ ァ チャ ンノく 1 3 に 一時的に収納する。 バ ッ フ ァチャ ンバ 1 3 に所定枚数若 し く はキャ リ ア収納分の ウ エノ、 3 がス ト ツ ク さ れたな ら ば、 これ らの ウ エノ、 3 は、 搬送機構 1 4 に よ り ア ンロ ーダ 5 に装填さ れた空のキヤ リ ァカセ ッ ト 2 に収納される。

次に図 2 には、 本実施形態における半導体装置の製造方法 に用 い られ る フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 一技術に よ る レ ジ ス ト 処 理 。 露光装置の概念的な構成を示 し説明する。

本実施形態の露光装置では、 ウ ェハ直径が 6 イ ンチ以下の 半導体基板 （ ウ ェハ） に対 して、 パター ンの量小線幅が 0 . 3 μ m以下が形成可能であ り 、 後述するプ ロ セ ス処理を行 う 装置である。

こ の レ ジス ト処理 · 露光装置は、 制御部 2 1 に よ り 全体の 制御が行われてお り、 ウ エノ、 3 を収納可能なキヤ リ ァカセ ッ ト 2 を装填 し、 枚葉式に ウ ェハ 3 の搬入 . 搬出可能な ロ ーダ 2 2 及びア ンロ ーダ 2 3 と 、 レ ジス ト を ウ エ ノ、 3 に塗布する ス ピ ンコータ等力 ら な る レ ジス ト 塗布チャ ンノ 2 4 と 、 レジ ス ト が塗布 された ウ ェハ 3 をべ一キング処理する加熱処理チ ヤ ンノく 2 5， 2 6， 2 7 と 、 K r Fエキシマ レーザや A r F エキシマ レーザ等を光源と して露光を行 う パター ン露光チヤ ンバ 2 8 と 、 ベーキング処理さ れた ウ ェハ 3 をパター ン露光 チャ ンバ 2 8 に搬入 · 搬出 を行 う 搬送機構 2 9 を備え る露光 チャ ンバイ ンタ ー フ ェ ース 3 0 , 3 1 と 、 露光 さ れた ウ ェハ 3 を回転させつつ現像 （ス ピ ンデベ ロ ツ バ処理） してマス ク パタ ー ンを形成する 現像処理チ ャ ンバ 3 2 と 、 パター ン露光 チャ ンバ 2 8 を除く それぞれのチャ ンバ間で ウ ェハを搬送す る搬送機構 3 3， 3 4 と で構成される。

但 し、 こ の図 2 において、 制御部 2 1 はパターン露光チヤ ンバ 2 8 にのみ接続 して全体の構成部位を制御 している よ う に説明 している が、 これは概念的に示 した も のであ り 、 実際 に本装置を構成する場合には、 それぞれのチ ャ ンバにおいて 制御部を設けて、 これ らの制御部に統括的な指示を送る ホス ト的な制御部を設ける よ う な設計を して も よい。

こ の処理装置に よ る処理は、 まずロ ーダ 2 2 に複数の ゥェ ハ 3 を収納 したキ ャ リ アカセ ッ ト 2 を装填 して、 搬送機構 3 3 に よ り レ ジス ト 塗布チャ ンバ 2 4 に搬入 し、 レ ジス ト を ゥ ェハ 3 に塗布する。 その後、 搬送機構 3 3 に よ り レジス ト 力 塗布 された ウ エ ノ、 3 を熱処理チ ャ ンバ 2 5 内のホ ッ ト プレー ト （図示せず） に載置 して、 ウ ェハ 3 に露光前のプ リ べ一キ ング処理を施す。

次に、 露光チ ャ ンバイ ン タ ー フ ェ ー ス 2 9 の搬送機構によ り べ一キ ン グ処理さ れた ウ エ ノヽ 3 をノヽ。 タ ー ン露光チ ャ ンバ 2 8 内の ウ ェハステージ （図示せず） に載置 して、 ァ ラ イ メ ン トマーク に よ る位置合わせを行っ た後、 露光する。 露光 され た ウ エノ、 3 は、 露光チ ャ ンバイ ン タ ー フ ェ ー ス 3 1 を経て、 搬送機構 3 4 に よ り 熱処理チャ ンバ 2 6 内のホ ッ ト プレー ト (図示せず） に載置 して現像前のベーキング処理を施す。 そ の後、 現像処理チ ャ ンバ 3 2 に搬入 して、 露光 さ れた ウ ェハ 3 を回転させつつ現像 してマス ク パターンを形成する。

さ ら に熱処理チャ ンバ 2 7 において、 ボス トベーキング処 理を施す。 こ の熱処理 された ウ ェハ 3 は、 搬送機構 3 4 によ り ア ンロ ーダ 2 3 に装填された空のキ ャ リ アカセ ッ ト に収納 される。

次に図 3 には、 本実施形態の半導体製造方法に用 い られ る、 光学的若 し く は電気的検査を行 う 検査装置の概念的な構 成を示 し説明する。

本実施形態では、 チャ ンバ内に、 ウ ェハサイ ズが 6 イ ンチ 以下の ウ ェハ上に最小加工寸法が 0 . 3 μ m以下で形成 され た レ ジス ト パタ ー ンや配線等の形状を光学的に検査する顕微 鏡や電子顕微鏡等か ら なる光学検査機構、 回路パター ン （配 線や電極） や集積回路素子等の電気的特性を検査する テ ステ イ ング機構、 バーンイ ン検査を行 う エージング機構のいずれ かが備え られている。

こ の検査装置は、 制御部 4 1 に よ り 全体の制御が行われて お り 、 ウェハ 3 を収納可能なキャ リ アカセ ッ ト 2 を装填 し、 枚葉式に ウ ェハ 3 の搬入 · 搬出可能な ロ ーダ ア ンロ ーダ 4 2 と 、 ウ エ ノ、 3 の検査のための位置合わせを行 う ァ ラ イ メ ン ト機構 4 3 を備える ァ ラ イ メ ン ト チ ャ ンバ 4 4 と 、 前述 した 種々 の検査を行 う 検查機構を収納する検査チ ャ ンバ 4 5 と 、 X — Y — Z — 0 方向に駆動する ス テージ 4 6 と ウ ェ ハの電極 等に触針を接触 させて電気的な接続を行 う プロ一バー （図示 せず） と 光学的な検査を行 う ための光源及び検出部 （図示せ ず） 等が配置され、 チ ャ ンバ間で ウ ェハ 3 の搬送を行 う 搬送 機構 4 7 が配置 さ れた ス テージチ ャ ンバ 4 8 と で構成 さ れ る。 検査チ ャ ンバ 4 5 及びス テージチ ャ ンバ 4 8 において、 光学的若し く は電気的検査を行われる。

この図 3 において、 制御部 4 1 は検査チャ ンバ 4 5 にのみ 接続 して、 全体の構成部位を制御 している よ う に説明 してい るが、 これは概念的に示 した も の であ り 、 実際に本装置を構 成する場合には、 それぞれのチ ャ ンバにおいて制御部を設け て、 これ ら の制御部に統括的な指示を送る ホス ト 的な制御部 を設ける よ う な設計を して も よい。

以上説明 した第 1 の実施形態におけ る半導体製造装置、 レ ジス ト処理 · 露光装置及び、 検査装置 （以下、 これ ら を処理 装置 と称する） の処理対象 と な る 半導体ウ ェハの ウ ェハサイ ズは、 6 イ ンチ以下の ウ エ ノ、、 例えば、 2 , 3， 4 , 5， 6 イ ンチが考え られる。 これ らの ウ ェハに対 して、 ウ ェハ上に 形成する配線パタ ー ンや回路素子例えば ト ラ ンジス タ のゲ一 ト電極のゲー ト長が、 0 . 3 m以下の微細加工を施す。

こ の処理装置は、 6 イ ンチ以下の ウ エ ノ、の 1 サイ ズの ゥ ェ ハに対応する搬送系を配置 し、 プ ロ セ ス チ ャ ンバは成膜、 ェ ツチング等のプ ロ セ ス工程に応 じて、 選択 して構成が可能で ある。

次に図 4 には、 第 2 の実施形態 と して、 前述 した処理装置 を用いた製造ラ イ ン （サブラ イ ン） の概念的な構成を示 し説 明する。

こ の製造ライ ンは、 前述 した薄膜形成装置 5 1 、 レジス ト 処理装置 5 2 、 パタ ー ン露光装置 5 3 、 エ ッ チ ン グ装置 5 4 、 メ タル成膜装置 5 5 、 不純物導入装置 5 6 、 検査装置 5 7 及び、 ロ ーダ Zア ン ロ ーダ 5 8 、 カ セ ッ ト ス テー シ ョ ン 5 9 を 1 つの搬送系 6 0 に連結 してプラ グイ ン構成 と し、 構成 装置全体を制御する制御部 6 1 を設けた製造ラ イ ンの構成例 である。 こ こ でい う プラ グイ ン構成 と は、 各装置が搬送系 6 0 に対 して、 容易に着脱でき る よ う に接続さ れている構成を い う 。 ま た、 好ま しい形態においては、 装置 と搬送系の接続 部のイ ンタ 一フ ェース が統一 されてお り 、 装置の配置変更が き わめて容易になる。

こ の製造ラ イ ンは、 ウ ェハサイ ズが同一の ウ エノヽを処理対 象 と してお り 、 プロ セス工程の変更、 製造品種の変更若 し く は生産量の変動に応 じて、 処理装置の追加や削除が可能な様 に処理装置を最小数に した構成であ り 、 少な く と も各種工程 毎に 1 台の処理装置が搬送系 6 0 にそれぞれ着脱 自 在な状態 で接続されている。

こ の構成においては、 図 5 に示すよ う に、 搬送系 6 0 に対 してそれぞれの処理装置は独立 してお り 、 ラ イ ンへの組み入 れ · 取 り 外 しは 自在である。 例えば、 プロ セス工程の変更に よ り 、 薄膜形成の追加やエ ッチングを行 う 工程が増えた場合 には、 薄膜形成装置 6 2 やエ ッチング装置 6 3 を装置単位で 追加する こ と ができ る。 ま た、 処理装置単位の追加だけでな く 、 新たに各ライ ン単位の追加、 削除も可能である。

こ のプラ グィ ン構成においては、 各処理装置の ロ ーダ Zァ ンロ ーダは、 同一の ウ ェハサイ ズのみに対応する よ う に構成 されてお り 、 搬送形態は枚葉式である が、 キャ リ アカセ ッ ト の収納枚数の単位や設定された ロ ッ ト枚数単位で ウ ェハを搬 送する。 但 し、 搬送形式が枚葉式に限定 さ れる も のではな く 、 キャ リ アカセ ッ ト 毎に搬送する カセ ッ ト搬送方式であつ て も何ら問題はない。 各処理装置は、 搬送系 6 0 に接続され てな く て も よい。 処理装置の ロ ーダ Zアンロ ーダが搬送系 6 0 の搬送機構によ り ア ク セス可能な位置に配置 されていれば よい。

本実施形態では、 元々仕様の異なる 処理装置であって も、 口 一ダ ア ンロ ーダを共通化する こ と に よ り 、 プラ グイ ン構 成する こ と ができ 、 既存の処理装置を利用 して製造ライ ンを 構築する こ と ができ る。

次に図 6 は、 第 3 実施形態と して、 プラ グイ ン構成 された 製造ライ ンの変形 した例を示す。

前述 した製造ラ イ ンは、 処理装置単位で構成 さ れていた が、 本実施形態では、 チャ ンバ単位で搬送系に連結 してブラ グィ ン構成 さ れる も のであ る 。 処理装置単位の プラ グイ ン は、 既存の装置を利用でき るが、 それぞれに ロ ー ド ア ン口 ー ドが必要 と な り 、 装置面積が大き く なる ばか り か、 制御関 係を統一させる点においても難 しい点がある。

そ こで本実施形態では、 統一的な若 し く は同等な搬送系に 対して、 各種処理チャ ンバを接続させて構成する。

図 6 に示す構成においては、 各種プ ロ セ ス 工程毎にプロ ッ ク構成されてお り 、 前処理ブロ ッ ク 7 1 、 レジス トノ、。ターン 形成ブロ ッ ク 7 2 、 薄膜形成ブロ ッ ク 7 3 及び検査ブロ ッ ク 7 4 に大別 され、 さ ら に ウ ェ ハの供給及び回収を行 う ウ エ ノ、 供給 · 回収ブロ ッ ク 7 5 が配置されている。

前処理ブロ ッ ク 7 1 は、 R T P 等の熱処理やウ ェハ上に形 成された 自 然酸化膜等の不要な も のを表面か ら除去する ク リ 一ユ ング処理を行 う も のである。 例えば、 プロ セスチャ ンバ

7 6 , 7 7 が、 熱処理チャ ンバ と エ ッチングチャ ンノくか らな り 、 大気圧の搬送系 7 8 に接続されて構成される。 また、 ウ エ ノ、供給 ' 回収ブロ ッ ク 7 5 は、 ロ ーダ/ア ン 口 — ダ 7 9 と カセ ッ ト ス テ一 シ ョ ン 8 0 と で構成され、 上記搬 送系 7 8 に接続される。

次に、 レ ジス ト ノ タ ー ン形成ブロ ッ ク 7 2 は、 フ ォ ト リ ソ グラ フ ィ 技術を用いて、 ウ ェハ上に回路パタ ー ンや回路素子 を形成する ための レ ジス ト ノ ター ンを形成する も のであ り 、 レ ジス ト 処理部 と パター ン露光部 と カゝ らな る。 例えば、 レジ ス ト 処理部は、 ス ピ ン コ ー タ等カゝ ら な る レ ジス ト塗布チ ャ ン バ 8 1 と 、 ベーキングを行 う 熱処理チ ャ ンバ 8 2 と 、 現像処 理チャ ンバ 8 3 と が搬送系 8 4 に接続され構成される。 また パタ ー ン露光部は、 露光チ ャ ンバ 8 5 と 、 ウ ェハを一時的に ス ト ツ ク するノく ッ フ ァ チ ャ ンノく 8 6 と が搬送系 8 7 に接続さ れる。 レ ジス ト 処理部 と パター ン露光部 と は、 搬送系 8 4 と 搬送系 8 7 と がバ ッ フ ァ チャ ンバ 8 6 を介 して接続される。

上記薄膜形成ブロ ッ ク 7 3 は、 例えば 4 つのプ ロ セ ス チヤ ンバ 8 8 〜 9 1 が搬送系 9 2 ， 9 3 と それぞれゲー ト バルブ

9 4 〜 9 7 を介 して接続さ れてレヽる。 これ ら の搬送系 9 3 と 搬送系 9 4 は、 ノく ッ フ ァ チャ ンバ 1 0 0 を介 して接続さ れて お り 、 共にその他端側に も、 ゲー トバルブ 9 8 ， 9 9 を介 し て、 ロ ー ド ロ ッ ク チ ャ ンバ と して も機能する ノ ッ フ ァ チ ャ ン バ 1 0 1 ， 1 0 2 が接続さ れる。 上記ノく ッ フ ァ チ ャ ンノ 1 0 1 は、 ゲー トバルブ 1 0 3 を介 して、 搬送系 8 4 に連結 し、 ウ ェ ハの受け渡 しを行 う こ と ができ 、 またノく ッ フ ァチャ ンバ

1 0 2 は、 ゲー トバルブ 1 0 4 を介 して、 後述する検査ブロ ッ ク 7 4 のカセ ッ ト メ ッ フ ァ チャ ンノく 1 0 6 に連結される。 さ ら に、 これ らの各チャ ンバ及び搬送系には、 排気系が接 続さ れ、 真空引 き が可能と なっ ている。 こ の構成に よ り 、 ノ ッ フ ァ チャ ンバ及び搬送系は、 真空状態に維持する こ と がで き る

上記検査プロ ッ ク 7 4 は、 搬送系 1 0 5 の両端側にカセ ッ トバ ッ フ ァ チャ ンノく 1 0 6 , 1 0 7 を接続する。 また、 搬送 系 1 0 5 には、 ステージチャ ンバ 1 0 8 と 検査チャ ンバ 1 0 9 か ら な る検査部が連結されてレヽる。 そ して、 カセ ッ ト ノく ッ フ ァ チャ ンノく 1 0 6 は、 ゲ一 ト バノレブ 1 0 4 を介 して、 ノく ッ フ ァ チャ ンノ 8 6 に接続 し、 カセ ッ ト ノく ッ フ ァチャ ンノく 1 0 7 は、 ノく ッ フ ァ チャ ンバ 1 0 2 に接続する。 また、 全体を制 御する制御部 1 1 0 が設け られている。

こ の構成は、 搬送系に注 目 すれば、 その一部がループを形 成 している。 すなわち、 こ のシステムは、 少な く と も 1 つの 処理装置が接統 された第 1 の搬送手段 と 、 別の処理装置が接 続さ れる と と も に、 前記第 1 の搬送手段に直交 して接続され た第 2 の搬送手段と 、 さ ら に別の処理装置が接続される と と もに、 前記第 2 の搬送手段に直交 して接続さ れた第 3 の搬送 手段 と 、 さ ら に別の処理装置が接続される と と も に、 前記第 1 の搬送手段および第 3 の搬送手段 と に直交 して接続された 第 4 の搬送手段と を有 している。

このプラ グイ ン構成 された製造ラ イ ンは、 図 7 に示すよ う にプロセス工程の変更や製造品種の変化に応 じて、 例えば、 プロセスチャ ンバ 1 1 1 ， 1 1 2 を追加する こ と も容易にで き る。 つま り 、 チャ ンバ単位で交換、 追加、 若 し く は取 り 外 しが容易にでき 、 製造品種の変更や生産量の変動に柔軟に対 応する こ と ができ る。 勿論ブロ ッ ク 単位で も 同様に交換、 追 加若 しく は、 取 り 外しが容易にでき る。

ま た、 搬送系において も 自在に連結ができ る ため、 直線型 の搬送系 と 0 字型の搬送系が構築でき 、 ラ イ ン途中か ら搬送 系、 チャ ンバ及びバ ッ フ ァ をプラ グイ ンに よ り 脱着が可能で あ り 、 各ラ イ ン間で処理途中の ウ ェハを相互に搬送する こ と ができ る。

ま た本実施形態の薄膜形成プロ ッ ク 7 3 では、 搬送系の両 端に ロ ー ドロ ッ ク （真空予備室） と して機能するバ ッ フ ァ チ ヤ ンバを配置 し、 搬送系に排気系 を設けて真空状態に して真 空搬送を行っている。 これは、 積層膜を形成する場合な どプ ロ セ ス途中の ウ ェハへの外気か ら の影響を防止する と 共に、 ブロ ッ ク 内の ウ ェハ搬送効率を高める ものである。 し力 し、 こ のブ ロ ッ ク 内に真空を用いないプ ロ セ ス チ ャ ンバ等を数多 く 接続 さ せた場合な ど構成に よ っ て は、 搬送系 を大気 と し て 、 真空状態が必要なプ ロ セ ス チ ャ ンバには、 ロ ー ド ロ ッ ク チャ ンバを設けて搬送系 と 接続させて も よ く 、 適宜、 製造効 率や搬送効率を考慮して好適な接続形態を実施すればよい。

次に図 8 は、 第 4 実施形態 と して、 プラ グイ ン構成に よ る ウ ェハサイ ズが異な る ウ ェハを処理する製造ラ イ ンについて 説明する。

こ の製造ラ イ ンの構成は、 搬送する ウ ェハサイ ズが異なる 複数の搬送系 （サブラ イ ン） のそれぞれに、 集積回路を形成 する ための一連の処理を行 う 処理装置群 1 2 3 ， 1 2 4 を連 結 したものである。

例えば、 搬送する ウ ェハサイ ズが 8 イ ンチ若 し く はそれ以 上の ウ エ ノ、サイ ズと 6 イ ンチ以下の ウ エ ノ、サイ ズのイ ンチが 異な る 2 種類の ウェハを搬送する搬送系 1 2 1 ， 1 2 2 に対 して、 それぞれの搬送系のサイ ズに対応する 、 レジス ト処理 及びパタ ー ン露光装置 1 2 5 ， 1 2 9 と 、 エ ッチング装置 1 2 6 ， 1 3 0 と 、 薄膜形成装置 1 2 7 , 1 3 1 と 、 検査装置 1 2 8 , 1 3 2 と が接続さ れる。 また、 それぞれの搬送系 1 2 1 ， 1 2 2 には、 ロ ーダ Zア ン ロ ーダ 1 3 3 , 1 3 4 が設 け られ、 全体を制御する制御部 1 3 5 が設け られている。

こ の構成においては、 レ ジス ト処理及びパター ン露光装置 1 2 5 ， 1 2 9 と 、 エ ッチング装置 1 2 6 ， 1 3 0 において は、 最小加工線幅が 0 . 3 μ m以下の集積回路形成に対応す る こ と ができ る処理装置である。 勿論、 必ず し も この よ う な 高微細化が必要ではな く 、 いずれか一方のサブラ イ ンの最小 加工線幅が ◦ . 3 μ m以下に対応できれば、 十分である。

上記のラ イ ンにおいては、 2 種類の異な る サイ ズの ウ エノ、 を処理する こ と ができ る。 第 1 のサイ ズの ウ ェハでは第 1 の チ ッ プサイ ズの集積回路を形成 し、 第 2 のサイ ズの ウ ェハで は第 2 のチ ッ プサイ ズの集積回路を形成する こ と もでき る。 集積回路のチッ プサイ ズが異なれば、 収量 · 歩留ま り · ス ル —プッ ト を トータル と して考慮 した場合、 最適な ウ ェハサイ ズが異なる場合がある。

このよ う な場合に、 それぞれ最適な ウ ェハサイ ズの半導体 基板を使って、 2 種類以上の集積回路を製造でき る本システ ムおよび方法は有益である。

ま た、 本実施形態では一方のサブラ イ ンを 8 ィ ンチ以上と し、 他方を 6 イ ンチ以下と したが、 これに限定される もので はな く 、 必要であれば共に 6 イ ンチ以下の異なるサイ ズの ゥ ェ ハ、 例えば 5 イ ンチ と 2 イ ンチを組み合わせた仕様でも よ レヽ

ま た、 それぞれのサブラ イ ンに接続する処理装置は、 ブラ グィ ン構成であ るため、 搬送系や処理装置が容易に交換、 追 加若 し く は取 り 外 しができ 、 さ ら に、 装置単位に限 らず、 一 連の処理装置が接続された ライ ン単位で追加や取 り 外 しが容 易にでき る。

以上の よ う に本実施形態は、 サイ ズが異な る ウ ェハに対 し て、 同等のプ ロ セ ス工程仕様に処理装置を配置すれば、 生産 数量 （収量） の変動に対 して、 生産効率を大き く 変えずに対 応する こ と ができ る。 また、 一方のサブラ イ ンを高微細化対 応にする仕様で、 他方をその微細化以下の仕様で処理装置を 配置すれば、 それぞれの集積回路のプ ロ セ ス に適応 して製造 する こ と も で き 、 処理装置の コ ス ト も 低減す る こ と がで き る。

次に図 9 には、 第 5 実施形態 と して、 プラ グイ ン構成によ る同一サイ ズの ウェハを処理する製造ライ ンについて説明す る。

本実施形態は、 同一サイ ズの ウ ェハを搬送する複数の搬送 系 （サブラ イ ン） が相互搬送でき る よ う に数ケ所でパス ライ ン 1 4 0 で連結され、 そのサイ ズの ウ ェハに集積回路等を形 成する一連の複数の処理装置が該搬送系に連結されて構成す る製造ライ ンである。

図 9 に示すよ う に、 本実施形態の製造ラ イ ンは、 2 つのサ ブラ イ ンカ、 ら な り 、 複数のノく ッ フ ァ チャ ンノく 1 4 1 を介在さ せた搬送系から なる 2 つのサブラ イ ン 1 4 2 ， 1 4 3 に ゥェ ハ上に集積回路等を形成する ための一連の処理を施す処理装 置群 1 4 4 , 1 4 5 を連結 して構成される。 これ らの搬送系 途中の 3 ケ所に ラ イ ン間で ウ ェ ハの受け渡 しを行 う ためのパ ス ラ イ ン 1 4 0 を設ける。

処理装置群 1 4 4 ， 1 4 5 は、 レジス ト 処理及びパタ ー ン 露光装置 1 4 6 , 1 5 0 と 、 エ ッチング装置 1 4 7 ， 1 5 1 と 、 薄膜形成装置 1 4 8 ， 1 5 2 と 、 検査装置 1 4 9 ， 1 5 3 と がプラ グイ ンに よ り 接続さ れる。 また、 それぞれのサブ ラ イ ン （搬送系） 1 4 2 ， 1 4 3 には、 ロ ーダ ア ン ロ ーダ 1 5 4 ， 1 5 5 、 及び全体を制御する制御部 1 5 6 が設け ら れている。

尚、 本実施形態における搬送系は、 ウ ェハを一枚ずつ搬送 する枚葉式を採用する が、 処理装置の処理能力が大き く 異な る場合には、 配置する 際にバ ッ フ ァ チ ャ ンバの収納能力を変 えた り 、 パス ラ イ ンの搬送を枚葉式に限定する のではな く 、 カセ ッ ト に ウ ェハを収納 して、 カセ ッ ト毎搬送する方式であ つても よい。

また、 処理装置の う ち、 例えば C V D装置や熱酸化膜形成 装置の様に複数の枚数の ウ ェハを縦積みやボー ト に収納 して 一度に多量の ウ ェハを処理する装置を採用する場合には、 バ ッ フ ァチャ ンバで対応でき る よ う な仕様にする。

こ の よ う に構成された製造ラ イ ンにおいて は、 パス ラ イ ン を利用する こ と に よ り ウ ェハをサブラ イ ン間で行き来させる こ と に よ り 、 異な る仕様の処理装置を利用する こ と ができ る。 例えば、 酸化膜と メ タ ルのエ ッチングの よ う に仕様の異 なる エ ッチング装置である場合に、 各サブラ イ ンに 1 種類づ つ 2 台のエ ッチング装置を配置 しな く と も 、 一方のサブライ ンに酸化膜エ ッチング装置、 他方のサブラ イ ンに メ タルエ ツ チング装置を配置 して、 パス ラ イ ンを通 じて処理を行えば、 効率的に処理を行 う こ と ができ る。

同様に図 1 0 に示すよ う に、 例えば、 1 台の熱処理装置 1 5 7 をプラ グイ ン接続で追加する こ と で、 2 つのサブラ イ ン で処理される全ウェハに対 して利用する こ と ができ る。 こ の 場合には、 未使用な搬送系、 バ ッ フ ァ チ ャ ンバが無ければ、 搬送系、 バ ッ フ ァチ ャ ンバ及び熱処理チャ ンバ 1 5 7 を組に して追加する。

さ ら に、 隣接する 同一サイ ズの ウ ェハを処理するサブライ ン （図示せず） を ノ ス ラ イ ン 1 5 8 で連結 さ せ る こ と に よ り 、 他のサブラ イ ンに配置 された処理装置を も利用する こ と ができ る。

以上説明 した よ う に本実施形態においては、 複数のサブラ イ ン間をパス ラ イ ンで連結する こ と に よ り 、 効率的な処理装 置の稼動が実現でき る。

また、 こ れ ら のパス ラ イ ンの連結に よ り 、 生産品種の変更 があ り 、 プ ロ セ ス工程に変更があっ た場合には、 ノ、。ス ラ イ ン を通 じて、 該当する処理装置が配置されているサブライ ンに 搬送 して処理を行 う こ と に よ り 、 従来のよ う に製造ラ イ ンの 稼動を停止 して、 処理装置の交換や追加を行わな く と も、 短 時間で柔軟に対応する こ と ができ 、 製造効率の低下や余分な 処理装置を準備する こ と な く 、 制御系の変更だけで容易に対 応する こ と ができ る。

特に、 複数のサブラ イ ンか ら な る製造ラ イ ン において、 種々 のプ ロ セ ス 工程に対応 して搬送及び処理が行え る よ う に、 予めプロ グラ ム を作成 しておけば、 プロ グラ ムの指定や プ ロ セ ス条件の設定だけで簡単且つ柔軟にプ ロ セ ス工程の変 更に対応する こ と ができ る。

また本発明の製造ラ イ ンにおいて、 直径が 6 イ ンチ以下の ウ ェハを用いた際に、 0 . 3 μ π 以下のゲー ト長を有する ト ラ ン ジス タ を含む集積回路を形成する場合、 その ウ ェハ 1 枚 あた り に形成する集積回路は、 4 個以下にする。 また、 直径 が約 2 イ ンチ以下の ウ ェ ハの場合には、 集積回路の製造個数 を 1 個にする。

こ の よ う に ウ エ ノ、 1 枚あた り の集積回路数を少な く す る と 、 多品種少量生産の要求に容易に答える こ と ができ る。 ゥ ェハの全面に多数のチ ッ プを形成 して も、 周縁部に近い領域 では所望の加工精度が達成できずに歩留ま り が低下 し、 結果 的には少数の良品 しか得られないこ と が多い。

従って、 本発明では、 集積回路を形成する領域を、 所望の 加工精度が期待でき る領域に限定する。 た と えばウ ェハ表面 の中央部または中央部 と周縁部 と の中間部分な どの領域のみ に集積回路を形成 し、 高い歩留ま り を達成する も のである。 高い歩留ま り を期待でき る領域にのみ集積回路を形成する こ と は、 露光工程のス ループッ ト 向上に もつながる。 上記の状 況か ら、 6 イ ンチ以下の ウ ェハにおいては 1 枚あた り 4 個あ る いは 4 個未満、 2 イ ンチ ウ エ ノ、においては 1 枚あた り 1 個 の集積回路を形成する方法が ト ー タ ル と しては好ま しい場合 力 Sある。

最近、 いわゆる シス テ ム オンチ ップな どの よ う に、 従来無 かっ た よ う な大き なサイ ズの集積回路を形成する要求が増加 してお り 、 上記の方法が有効 と な る ケース も増加する こ と が 期待でき る。

さ ら に製造ラ イ ンにおいて エ ッチング工程の少な く と も 1 つで、 0 . 3 /i m以下の微細カ卩ェがな される と と も に、 ゥ ェハは 1 枚あた り の集積回路の収穫可能数が 3 0 0個未満と なる直径の ゥュハを処理対象とする。

本明細書の他の部分でも述べたよ う に、 最小加工寸法が 0 . 3 /i m以下のプ ロ セ ス で集積回路を製造する にあたって は、 よ り 大 口径の半導体 （シ リ コ ン） 基板を用いる よ り は、 逆に 6 ィ ンチ以下の直径の半導体基板を用いる ほ う が、 有利 である。 その場合、 ウ ェハ 1 枚あた り に形成する集積回路の 数は 3 0 0 未満と なる こ と が多い。

尚、 図 4 乃至図 1 0 で説明 した製造ラ イ ンにおいては、 ラ ィ ン全体の処理装置や処理チヤ ンバの構成部位を 1 つの制御 部で制御 している よ う に説明 した ものであ る。 勿論 1 つの制 御部で全体を制御 して も よ いが、 これは説明 を容易にするた めに概念的に示 した も のであ り 、 実際に こ の製造ラ イ ンを構 築する場合には、 各処理装置や各処理チ ヤ ンバ毎に制御部を 設けて、 それ ら の制御に統括的な指示を送る ホス ト 的な制御 部を設ける よ う な設計を して も よい。

前述 した第 1 の実施形態においては、 処理対象の ウ ェハサ ィ ズを直径 6 イ ンチ以下の ウ ェハ と したのは、 以下の条件を 満た した場合に、 3 0 O m m及び 8 イ ンチ ウ エノヽよ り も 6 ィ ンチウェハの収量が多く なる。 以下、 詳細に説明する。

[ 1 ] 半導体装置の収量は、 ウ ェハ 1 枚当 た り で考える と 以下の条件を満足すれば良い。

ウ ェ ハ の有効面積 Zチ ッ プサイ ズ = ウ ェ ハ 当 た り の収量

(収量≥ 1 ) 有効面積 = (ウェハの半径一 2 m m ) ² π こ こで、 2 m m減ずる のは、 ウ ェハ周縁部の 2 m mの領域に は事実上、 集積回路を形成する こ と ができ ないためである。

[ 2 ] 小 口径 （ 6 イ ンチ以下） ウ ェハの処理装置の採用条 件以下の条件が満足 した時は採用可能であ る。 但 し、 前提条 件と して、 同一歩留ま り と仮定する。

( 1 ) 投資金額ベース について

8 ィ ンチ ウ ェハの半導体製造ラ イ ンの構築に必要な投資 金額 - A

小口径 ウ ェハの半導体製造ラ イ ンの構築に必要な投資金 額 = B

n X A≥ B ( n ≤ 0 . 6 )

6 イ ンチ ウ エ ノヽの収量は、 8 イ ンチ ウ エ ノ、の収量の約 0 . 6倍である から、 小 口径ウ ェハの半導体製造ラ イ ンの投資金 額と しては 8 イ ンチ ウ ェハ と比較 して 0 . 6 倍以下でなけれ ばメ リ ッ 卜が無レヽこ と になる。

( 2 ) 使用エネルギーべ一ス

8 ィ ンチ ウ ェハの半導体製造ラ イ ンで使用する使用エネル ギ一の総額 （総量） = C

小 口径 ウ ェハの半導体製造ラ イ ンで使用する使用エネルギ —の総額 （総量） = D

n X C ≥ D ( n ≤ 0 . 6 )

( 1 ) と 同 じ根拠で、 小 口径ウ ェ ハの半導体製造ラ イ ンの 使用エネルギー と しては 8 イ ンチ ウ エ ノ、 と 比較 して 0 . 6 倍 以下でなければメ リ ッ トが無レヽこ と になる。

( 3 ) ス ノレ一プッ トベー ス

8 ィ ンチウ ェハの半導体製造ラ イ ンの処理装置ス ループ ッ 卜 ·· E

小口径 ウ ェハの半導体製造ライ ンの処理装置ス ループッ ト = F

m X E ≤ F ( m≥ 1 . 1 )

小 口径 ウ エ ノ、のほ う が搬送ス ト ロ ーク が小 さ いため、 6 ィ ンチ ウェハ用装置のス ループッ ト は、 8 イ ンチ ウ ェハ用装置 の約 1 . 1 倍と なる はずである。 した力 Sつ て小 口径ウ エノヽの 半導体製造ラ イ ンの ス ループッ ト は 8 イ ンチ ウ ェハ と 比較 し て約 1 . 1 倍以上が期待でき る。

( 4 ) フ ッ ト スペースベース

8 イ ンチウェハの処理装置のフ ッ ト スペース = G

小口径ウェハの処理装置のフ ッ ト スペース = H n X G≥ H ( n ≤ 0 . 7 )

小 口径 ウ ェハのほ う が装置の小型化ができ る ので、 6 イ ン チウ ェハ用装置のス ループッ ト は、 8 イ ンチ ウ ェハ用装置の 約 0 . 7 倍 と な る はずである。 したがって小 口径 ウ ェハの処 理装置のフ ッ ト スペース （占有面積） は 8 イ ンチ ウ ェハの処 理装置と比較 して約 0 . 7倍以下が期待でき る。

産業上の利用可能性

本発明 の処理装置及びサブラ イ ン の設定を行 う こ と に よ り 、 同 じ コ ス ト で 3 0 O m m ウ エ ノヽに よ る収量よ り も小 口径 ウ ェハに よ る投資効率がよ く な り 、 また、 処理装置や製造ラ イ ンの工場内におけ る 専有面積も減少でき 、 原材料コ ス トゃ 装置コ ス ト だけでな く 、 工場のク リ ー ンルー ム建設コ ス トゃ その維持コ ス ト について も減少させる こ と ができ る。

本発明に よれば、 以上詳述 した よ う に本発明に よれば、 半 導体基板上に形成する構成部位の最小加工寸法が 0 . 3 μ m 以下の集積回路を半導体ウ ェハ上に低コ ス ト で形成 し、 プロ セ ス工程の変更に容易且つ柔軟に対応でき 、 複数の ゥ ニハサ ィ ズに も対応可能な半導体装置の製造方法及びその製造ライ ンが提供される。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 半導体基板上に形成する構成部位の最小加工寸法が 0 . 3 μ πΐ以下であ る加工工程を含む半導体装置の製造方法 において、

上記半導体基板に 6 ィ ンチ以下の直径を有する半導体ゥ ハを用いる こ と を特徴とする半導体装置の製造方法。

2 . 半導体基板上に形成する構成部位の最小加工寸法が 0 . 3 μ πι以下であ る加工工程を含む半導体装置の製造方法 において、

専ら 6 ィ ンチ以下の直径を有する半導体 ウ ェハを処理対象 と する複数のプロ セ ス装置及び搬送機構が連結 して配置 さ れ、 上記半導体 ウ ェハに種々 の成膜 · 加工の処理を連続的に 施 し、 所望する構成部位を半導体ウ ェハ上に形成する製造ラ イ ンを用いる こ と を特徴とする半導体装置の製造方法。

3 . 少な く と も複数の成膜工程と 複数のエ ッチング工程 と を含み、 前記エ ッ チング工程の少な く と も 1 つの工程にお ける最小加工寸法が 0 . 3 ； u m以下の微細加工がな さ れる半 導体装置の製造方法において、

半導体装置が形成 さ れる基板 と して直径が 6 イ ンチ以下の 基板を用いる こ と を特徴とする半導体装置の製造方法。

4 . 半導体基板上に複数の成膜工程と複数のエ ッチング 工程によ り 集積回路素子を形成する 半導体装置の製造方法に おいて、

前記エ ッチング工程の う ちの少な く と も 1 工程では、 最小 加工寸法が 0 . 3 m以下の微細加工がな さ れる と と も に、 前記半導体基板は直径が 6 ィ ンチ以下である こ と を特徴 と す る半導体装置の製造方法。

5 . 0 . 3 μ ηι以下のゲー ト長を有する ト ラ ンジス タ を 含む集積回路を形成する半導体装置の製造方法において、 直径が 6 イ ンチ以下の半導体基板を用いる こ と を特徴とす る半導体装置の製造方法。

6 . 0 . 以下のゲー ト長を有する ト ラ ンジス タ を 含む集積回路を搭載する半導体装置の製造方法において、 直径が 6 イ ンチ以下の半導体基板を用いる と と もに、 前記 半導体基板 1 枚あた り の前記集積回路を搭載する 半導体装置 の製造個数を 4 個以下に した こ と を特徴と する集積回路の製 造方法。

7 . 0 . 3 μ ιη以下のゲー ト長を有する ト ラ ンジス タ を 含む集積回路を形成する半導体装置の製造方法において、 直径が約 2 イ ンチ以下の半導体基板を用いる と と も に、 前 記半導体基板 1 枚あた り の前記集積回路の製造個数を 1 個に したこ と を特徴とする半導体装置の製造方法。

8 . 半導体基板上に複数の成膜工程と複数のエ ッチング 工程によ り 集積回路を形成する 半導体装置の製造方法におい て、

前記エ ッチング工程の少な く と も 1 つでは 0 . 3 m以下 の微細加工がな される と と も に、 前記半導体基板は、 1 枚あ た り の集積回路の収穫可能数が 3 0 0 個未満 と なる 直径の も のを用いる こ と を特徴とする半導体装置の製造方法。

9 . 半導体基板に一連の処理を施 し、 該半導体基板上に 集積回路を形成する半導体装置の製造ライ ンであって、 少な く と も成膜装置 と エ ッチング装置を含む一連の処理装 置に よ り 構成 され、 少な く と も 1 つのエ ッチング装置におい ては、 0 . 3 μ πι以下の微細加工が可能であ り 、 前記一連の 処理装置は、 実質的に直径 6 ィ ンチ以下の半導体基板のみを 処理対象とする こ と を特徴とする製造ラ イ ン。

1 0 . 半導体基板に一連の処理を施 し前記半導体基板上に 集積回路を形成する半導体装置の製造ライ ンであって、

少な く と も成膜装置 と エ ッチング装置を含む一連の処理装 置に よ り 構成 さ れ、 少な く と も 1 つのエ ッ チング装置におい ては、 0 . 3 以下の微細加工が可能であ り 、

前記一連の処理装置は、 直径 6 ィ ンチ以下の半導体基板に 対応する仕様である こ と を特徴とする製造ライ ン。

1 1 . 半導体基板に一連の処理を施 し前記半導体基板上に 集積回路を形成する半導体装置の製造ライ ンであって、

成膜装置 と パターン露光装置 と エ ッ チング装置 と テ ス ト装 置を含む一連の処理装置に よ り 構成 さ れ、 少な く と も 1 つの パタ ー ン露光装置及び 1 つのエ ッ チン グ装置において は、 0 . 3 μ πι以下の微細加工が可能であ り 、 前記一連の処理装 置は直径 6 ィ ンチ以下の半導体基板に対応する仕様である こ と を特徴とする製造ラ イ ン。

1 2 . 半導体基板に一連の処理を施 し前記半導体基板上に 集積回路を形成する半導体装置の製造ライ ンであって、

前記製造ラ イ ンは 2 つのサブラ イ ンを含み、 前記サブライ ンの各々 は、 成膜装置 と パターン露光装置 と エ ッ チング装置 と テス ト装置を含む一連の処理装置によ り 構成され、

少な く と も 1 つのパターン露光装置及び 1 つのエ ッ チング 装置においては、 0 . 3 μ πι以下の微細加工が可能であ り 、 前記サブラ イ ンの 1 つにおいては、 一連の処理装置は、 直 径 6 ィ ンチ以下の半導体基板に対応する仕様であ り 、 他方の サブライ ンにおいては、 一連の処理装置は直径 8 ィ ンチ以上 の半導体基板に対応する仕様であ る こ と を特徴と する製造ラ ィ ン。

1 3 . 半導体基板に一連の処理を施 し、 前記半導体基板上 にいずれ も その最小加工線幅が 0 . 3 μ m以下であ り 、 チ ッ プサイ ズが異な る 2 種類以上の集積回路を形成する 半導体装 置の製造方法において、

第 1 の種類の集積回路は第 1 の直径の半導体基板を用いて 製造 し、 第 2 の種類の集積回路は前記第 1 の直径と 異な る第 2 の直径の半導体基板を用いて半導体装置を製造する こ と を 特徴とする半導体装置の製造方法。

1 4 . 半導体基板に一連の処理を施 し、 前記半導体基板上 に、 いずれもその最小加工線幅が 0 . 3 μ m以下であ り 、 チ ップサイ ズが異なる 2 種類以上の集積回路を形成する ための 集積回路の製造方法において、

第 1 の種類の集積回路は、 直径 6 イ ンチ以下の半導体基板 を処理する仕様であ る一連の処理装置によ り 形成 し、 第 2 の 種類の集積回路は、 実質的に直径 8 イ ンチ以上の半導体基板 を処理する仕様であ る一連の処理装置によ り 形成する こ と を 特徵とする集積回路の製造方法。

1 5 . 半導体基板に一連の処理を施 し前記半導体基板上に 集積回路を形成する半導体装置の製造ライ ンであって、

前記製造ラ イ ンは 2 つのサブラ イ ンを含み、 前記サブライ ンの各々 は、 成膜装置 と パターン露光装置 と エ ッチング装置 と テ ス ト 装置を含む一連の処理装置に よ り 構成 され、 少な く と も 1 つのパタ ーン露光装置及び 1 つのエ ッチング装置にお いては、 0 . 3 μ m以下の微細加工が可能であ り 、

前記サブ ラ イ ンは同一であ る こ と を特徴 と す る製造ラ イ ン。

1 6 . 半導体基板に一連の処理を施 し前記半導体基板上に 集積回路を形成する半導体装置の製造ライ ンであって、

前記製造ライ ンは同一仕様である 2 つのサブライ ンと 、 前記サブライ ンの各々 は、 成膜装置 と パタ ー ン露光装置と エ ッチング装置 と テ ス ト装置を含む一連の処理装置に よ り 構 成され、 少な く と も 1 つのパタ ー ン露光装置及び、 1 つのェ ツチング装置においては、 0 . 3 μ m以下の微細加工が可能 であ る、 さ ら に前記 2 つのサブラ イ ンの間で処理途中の半導 体基板を相互に搬送する手段を有する こ と を特徴と する製造 ラ イ ン。

1 7 . 半導体基板上に形成する構成部位の最小加工寸法が 0 . 3 μ m以下である加工工程を含む半導体装置の製造方法 において、

処理対象を直径が 6 ィ ンチ以下の ウ エノ、 とするために、 第 1 に、 製造ラ イ ンを構築する コ ス ト について、 6 イ ンチ を越える ウ ェハの半導体製造ラ イ ンの構築に必要な投資金額 = A と し、 6 イ ンチ以下の ウ ェハの半導体製造ラ イ ンの構築 に必要な投資金額 = B と する と 、 n X A ≥ B ( n ≤ 0 . 6 ) を満足 し、

且つ、 第 2 に製造にかかるエネルギーコ ス ト において、 6 ィ ンチを越える ウェハの半導体製造ラ イ ンで使用する使用ェ ネノレギ一の総額 （総量） = C と し、 6 イ ンチ以下の ウ ェハの 半導体製造ラ イ ンで使用する使用エネルギーの総額 （総量） = D と した時に、 n X C ≥ D ( n ≤ 0 . 6 ) を満足 し、

且つ、 第 3 にスループッ トべ一ス と して、 6 イ ンチを越え る ウ ェハの半導体製造ラ イ ンの処理装置ス ループ ッ = _E と し、 6 イ ンチ以下の ウ ェハの半導体製造ラ イ ンの処理装置ス ループッ ト - F と する と 、 m X E F ( m≥ 1 . 1 ) を満足 し、

且つ、 第 4 にフ ッ ト スペースべ一ス と して、 6 イ ンチを越 える ウ エノ、の処理装置のフ ッ ト スペース = G と して、 6 イ ン チ以下の ウ ェハの処理装置のフ ッ ト スペース = H と する と 、 n X G ≥ H ( n ≤ 0 . 7 ) を満足する こ と に よ り 、 直径が 6 イ ンチを越える ウ ェハよ り も 6 ィ ンチ以下の ウ ェ ハの製造収 量及びその製造収量に係る コ ス ト が 6 イ ンチを越える ウ ェハ に係る コ ス 卜 よ り も低減する半導体製造装置の製造方法を特 徴とする半導体装置の製造方法。

1 8 . 1 サイ ズの半導体ウ ェハ上に集積回路を形成するた めの一連の処理を施すための複数の処理装置が 1 ラ イ ンの搬 送系に配置された製造ライ ンにおいて、

外部か ら所定の半導体ウ ェハを搬入 し、 若 し く は搬出する 半導体ウ ェハ搬入搬出装置と 、

上記半導体ウ ェハ上に回路素子を形成する ためのク リ 一二 ングを行 う 第 1 の処理装置と 、

上記半導体基板上に金属膜若 し く は絶縁膜を形成する ため の第 2 の処理装置と 、

上記薄膜成形された半導体ウ ェハ上に回路素子や配線を形 成する た め の レ ジ ス ト パ タ ー ン を形成する 第 3 の処理装置 と、

上記 レジス ト パタ ーンが形成 さ れる半導体 ウ ェハの不要な 金属膜部分若 し く は絶縁膜部分を除去する 第 4 の処理装置 と 、

上記半導体ウ ェハ上に形成された集積回路素子を光学的及 び電気的に検査する第 5 の処理装置と 、 を具備 し、

上記各々 の処理装置が上記搬送系にプラ グィ ンによ り 、 着 脱自在に連結されている こ と を特徴とする製造ラ イ ン。

1 9 . 1 サイ ズの半導体ウェハ上に集積回路を形成する た めの一連の処理を施すための複数の処理装置が搬送系に配置 された製造ライ ンにおいて、

第 1 の搬送系部分に上記半導体 ウ ェハ上に回路素子を形成 するためのク リ 一二ングを行 う 処理装置が接続された前処理 のブロ ッ ク と 、

第 2 の搬送系部分に上記半導体基板上に金属膜若 し く は絶 緣膜を形成する ため の処理装置が接続された薄膜形成のプロ ッ ク と 、

第 3 の搬送系部分に接続された薄膜成形 さ れた半導体ゥニ ハ上に回路素子や配線を形成する ため の レ ジス ト パター ンを 形成する ノ、。ターニ ングのブ口 ッ ク と 、

第 4 の搬送系部分に接続された上記 レジス トパタ ーンが形 成さ れる半導体ウ ェハの不要な金属膜部分若 し く は絶縁膜部 分を除去するエ ッチングのブロ ッ ク と 、

第 5 の搬送系部分に接続された上記半導体 ウ ェハ上に形成 された集積回路素子を光学的及び電気的に検査する検査のブ ロ ッ ク と 、

を具備 し、

上記第 1 乃至第 5 の搬送系が任意に直列的な連結、 若 し く は環状に連結されて、 上記半導体 ウ ェハが所望する上記各ブ 口 ッ ク に搬送される こ と を特徴とする製造ラ イ ン。

2 0 . 上記製造ラ イ ンのパタ ーニ ン グのブ ロ ッ ク 及びエ ツ チングのブ口 ッ ク に配置 された処理装置が、 上記半導体基板 に形成す る レ ジス ト パタ ー ン 、 回路素子の構成部位若 し く は、 配線パタ ー ンの最小加工寸法を 0 . 3 μ m以下に加工す る こ と を特徴とする請求項 1 9 に記載の製造ラ イ ン。

2 1 . 異なるサイ ズの半導体ウ ェハ上に集積回路を形成す るための一連の処理を施すための複数の処理装置が搬送系に 配置された複数の製造ライ ンにおいて、

それぞれの製造ライ ンが

外部か ら所定の半導体ウ ェハを搬入 し、 若 し く は搬出する 半導体ウェハ搬入搬出装置と 、

上記半導体ウ ェハ上に回路素子を形成する ため のク リ 一二 ングを行 う 第 1 の処理装置と 、 上記半導体基板上に金属膜若 し く は絶縁膜を形成する ため の第 2 の処理装置と 、

上記薄膜成形 された半導体ウ ェハ上に回路素子や配線を形 成す る た め の レ ジ ス ト パ タ ー ンを形成する 第 3 の処理装置 と 、

上記レジス ト パタ ーンが形成される 半導体 ウ ェハの不要な 金属膜部分若 し く は絶縁膜部分を除去す る 第 4 の処理装置 と 、

上記半導体ウ ェハ上に形成された集積回路素子を光学的及 び電気的に検査する第 5 の処理装置と 、 を具備 し、

上記各々 の処理装置が各搬送系にプラ グイ ンに よ り 、 着脱 自在に連結されている こ と を特徴とする製造ラ イ ン。

2 2 . 同一サイ ズの半導体ウ ェハ上に集積回路を形成する ための一連の処理を施すための複数の処理装置が配置 され、 上記処理装置のそれぞれに半導体ウ ェハを装填及び収納する 機能を有する複数の搬送系が、 それぞれに上記半導体ウ ェハ を一時的に収納するバ ッ フ ァ を介在 させて連結する製造ライ ンが複数配列 し、

隣接する 上記製造ラ イ ンの搬送系 ど う しが上記半導体 ゥ ェ ハを受け渡 しするパス ラ イ ンで結合され、 配列する製造ライ ン上の任意の処理装置に半導体ウ ェハを搬送 し、 処理を行 う こ と を特徴とする製造ラ イ ン。

2 3 . 少な く と も 1 つの処理装置が接続さ れた第 1 の搬送 手段と、

別の処理装置が接続される と と も に、 前記第 1 の搬送手段 に接続された第 2 の搬送手段と 、

さ ら に別の処理装置が接続さ れる と と も に、 前記第 2 の搬 送手段に接続さ れた第 3 の搬送手段と 、 さ ら に別の処理装置 が接続さ れる と と も に、 前記第 1 の搬送手段および第 3 の搬 送手段と に接続された第 4 の搬送手段 と を有する半導体装置 製造ライ ン。