JPH04115513A

JPH04115513A - 半導体製造ラインの構成方法

Info

Publication number: JPH04115513A
Application number: JP23324190A
Authority: JP
Inventors: Takemasa Iwasaki; 岩崎　武正; Sadao Shimosha; 下社　貞夫; Hiroyuki Kawamichi; 川路　博之
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-09-05
Filing date: 1990-09-05
Publication date: 1992-04-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は繰返し作業のある微細加工職場を対象とする量
産ラインの構成方法にかかり、特に、短納期（Ｑｕｉｃ
ｋ　Ｔｕｒｎ　Ａｒｏｕｎｄ　Ｔｉｍｅ：ＱＴＡＴ）生
産を可能にすることのできる半導体製造ラインの構成方
法に関す〔従来の技術〕半導体製造の量産ラインの構成については、これまで、
例えば“ウェハ自動搬送システム″　（ファクトリ・オ
ートメーション”８６．２）の第２図に記載のように、
同一処理を行う設備をまとめて配置するいわゆるジョブ
ショップ方式が採られているが、この方式の場合、設備
稼動率は高いが、製作期間が長くなるという傾向があっ
た。また、“半導体層ＬＳＩ工場ＦＡ化への挑戦パ（月
刊Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｗｏｒｌｄ　１９８６
．６）の第２図に記載のように、自動化のすすんだＩＭ
ＤＲＡＭ等を製造するラインにおいても、同様に、ジョ
ブショップ方式が採用されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ジョブショップ方式の場合には、上記し
たように、製作期間が長くなるという傾向を有すると同
時に、設備稼動率を優先した管理方式が採られているた
め、例えば短納期の要請があった場合に即応した対応が
できず、長網期化する傾向にあった。

本発明の目的は、上記従来技術の有していた課題を解決
しで、短納期生産を可能にすることのできる半導体製造
ラインの構成方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、製品処理の基本的な流れに沿って、処理内
容の異なる種類の設備をメカニカルハンドリング等の手
段によって結合した一貫した流れを有するモジュールを
構成し、生産規模に応じて該モジュールを必要な数だけ
設置して、擬似フローショップ化した半導体製造ライン
の構成とすることによって達成することができる。

〔作用〕

上記のようにして擬似フローショップ化した半導体製造
ライン構成とすることによって、生産規模に応じて必要
数のモジュールで量産ラインを構成することができるの
で、ジョブショップ方式に比べて大幅な工程短縮が可能
となり、短納期生産を達成することができる。

〔実施例〕

以下、本発明半導体製造ラインの構成方法について実施
例によって具体的に説明する。

第１図は半導体製造の基本的な流れに沿って構成しメカ
ニカルシングルモジュール構成の例を示した図で、被加
工物投入ユニット１．処理設備（Ａ）２、処理設備（Ｂ
）３．処理設備（Ｃ）　４　、処理設備（Ｄ）５、各処
理設備間を連結するメカニカルハンドリングユニット６
および被加工物払出ユニット７からなることを示す。こ
こで、上記処理設備（Ａ）、　（Ｂ）（Ｃ）、　（Ｄ）
としては、例えば、それぞれ酸化・拡散処理設備、ホト
レジスト処理設備、エツチングおよび／あるいはレジス
ト除去処理設備、イオン打ち込みおよび／あるいはオゾ
ン除去処理設備などを挙げることができる。被加工物の
投入は被加工物投入ユニット１から行い、該ユニットが
内蔵するメカニカルハンドリングユニットおよびストッ
カによりバッファリングし、要求に応じて被加工物を処
理段＠（Ａ）に送る。処理を終った被加工物はメカニカ
ルハンドリングユニット６を介して次の処理設備（Ｂ）
に送られる。同様にして、被加工物はさらに処理設備（
Ｃ）、（Ｄ）で処理され、最後に被加工物払出ユニット
から、必要があればバッファリングして、次のモジュー
ルに移送される。

このような構成の場合、処理設備の処理枚数や処理速度
の相違によって、各処理設備間の能力バランスが維持で
きなくなる可能性がある。その場合、各処理設備間に多
少のバッファを持たせるとか、処理速度をモジュールを
構成する処理設備の内の最も遅い設備の処理速度に合わ
せることになり、同一規模の生産においてはジョブショ
ップ方式に比較して設備台数を多くしなければならない
ことになる。また、モジュールを構成する設備の内−台
でもトラブルが発生するとモジュール全体が停止してし
まう可能性がある。これに対処する方法として、同種設
備を２台並列で構成することによってモジュール全体の
停止を少なくするという方法もある。

第２図はメカニカルダブルモジュール構成を示した図で
ある。この場合は、処理設備が複数台あるだめに、ダブ
ルモジュール投入ユニット８．ダブルモジュール用メカ
ニカルハンドリングユニット９．ダブルモジュール用払
出ユニット１０は前後の処理設備の状況を判断して、被
加工物をバッファリングしたり移送させたりすることが
肝要である。

第３図はメカニカルハンドリング等の手段を搬送系に応
用したシングルモジュールの構成の例を示した図で、処
理設備３，４．５等、および、被加工物の受入れやバッ
ファリングの機能のほかに要求に応じて被加工物を送り
出す機能を有する受払ユニットＩＩ、搬送系１２．中間
バッファユニット１３からなっていることを示す。この
構成においては、受払ユニットＩＩから送り出された被
加工物は直線式の搬送系１２によって処理順序に従って
各処理設備に搬送される。また、それぞれの処理を終っ
た段階では、各処理設備の処理枚数や処理速度のバラン
スをとり、さらに搬送系を効率良く活用するために、中
間バッファユニット１３を利用する。

全ての処理を終了した段階で、被加工物を再び受払ユニ
ット１１に戻し、次のモジュールに移送する。

第４図は搬送系を応用したダブルモジュール構成を示し
た図で、同種の処理設備を対で配置し又あり、各処理設
備間をループ式搬送系１４を用いて連結した構成からな
ることを示す。

第５図は搬送系応用ダブルモジュールを利用した量産ラ
イン構成の一例を示した図で、この場合、複数の搬送系
応用ダブルモジュールと、被加工物をラインに投入する
被加工物投入ユニット１５、被加工物を工程順序に従っ
て各モジュールまで搬送するモジュール間搬送系１６、
処理完了被加工物をラインの外に送出する被加工物払出
ユニット１７とから構成されていることを示す。ここで
、各モジュール内では後戻りしない一方向の流れが確保
されるが、モジュール間については、モジュールの配置
によって、戻り発生の回数を少なくすることができる。

このようにしてモジュール内、モジュール間の擬似フロ
ーショップ化を図ることによって大幅な工程短縮が可能
となる。

なお、このモジュールを有効に運用するためには、被加
工物のリアルタイムの追尾が可能であり、また処理設備
・搬送系の状態を監視しながら物の流れを確保すること
ができるような管理方式を採ることが有効である。

次に、モジュールを構成する各処理設備間のつなぎとモ
ジュ・−ル管理システムとについて第６図〜第１０図に
よって説明する。

第６図は、処理設備２と処理設備３とのつなぎに伸縮ア
ーム式ユニット１８を用いた場合の例を示した図である
。該伸縮アーム式ユニツ［・１８は、同図（ｂ）に示す
ように、回転可能な専用ロボット１９を中心に、屈折式
アーム２０．真空吸着チャック２１を設けたもので、必
要に応じて屈折式アーム２０を伸縮しながら真空チャッ
ク２１を処理設備の所定の位置に移動させて、被加工物
（ウェハ）２２を把持して次工程設備に供給する。この
場合、各処理設備毎に伸縮式アーム１８を設けることも
できる。

第７図は、処理設備間のつなぎに回転アーム式ユニット
２３を用いた場合の例を示した図である。

この場合は、同図（ｂ）に示すように゛、例えば処理設
備３に設けたウェハ移動ユニット・２４によってウェハ
２２を所定の位置まで移動させた後、専用ロボット１９
上に設けたメカニカルチャック付きアーム２５によって
ウェハ２２を把持、回転して次の所定の位置、例えば処
理設備２、に移動させる。

第８図は、処理設備間のつなぎをループ式搬送系ハンド
リングで構成した場合の例を示した図である。この場合
は、同図（ａ）に示すように、処理設備２，３の間にル
ープ式搬送路２６を設け、該搬送路２６を移動できるル
ープ搬送ユニット２７を用いてウェハを所定の位置に移
動させる。すなわち、同図（ｂ）（拡大図）に示すよう
に、ループ搬送ユニット２７が所定の位置に達したとこ
ろで、伸縮アーム式ユニット１８によりウェハを把持、
回転してユニット２７の台上に載せ、搬送路２６上を移
動し、次の所定位置に達したところで、伸縮式アームに
より台上からウェハを取り上げ次の処理設備に供給する
。

第９丙は、処理設備間のつなぎを２段屈折アーム式ユニ
ット２８で構成した場合の例を示した図である。ここで
、該アームユニット２８は、同図（ｂ）に示すように、
全体を支えるユニット支柱３１を中心に回転しながら所
定の処理設備間をつなぐ方式であり、さらに詳しくは、
同図（Ｃ）（拡大図）に示すように、搬送用エア排出口
２９から搬送用エア吸引１コ３０に向けて気流が形成さ
れており、ウェハ２２はその気流上をアームには非接触
の状態で移送される。

以上第６図から第８図までの構成は処理設備が各１台の
場合でも複数台の場合でも適用することができ、また、
伸縮アーム式ユニット１８９回転アーム式ユニ・ン）−
２３，ルーフ搬送ユニッｌ−２７．２段屈折アーム式ユ
ニット２８等は複数で構成することもできる。

また、搬送対象物は原則的にばウェハであるが、ウェハ
を収納したカートリッジｍＷに搬送することもできる。

また、物量が多い場合の搬送にはコンベア等の連続搬送
システムを用いることもできる。さらに、第８図のルー
プ搬送ユニット２７と伸縮アーム式ユニット１８を一体
化した自走式ロボットをループ式搬送路２６上を移動さ
せる方法もあり、固定したループ式搬送路２６上を光学
式あるいは磁気式の自動ガイドウェイビークル（Ａｕｔ
ｏｍａｔｉｃＧｕｉｄｅｗａｙ　Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＡＧ
Ｖ）を走行させることもできる。

第１Ｏ図はモジュール構成した製造ラインの管理システ
ムを示した図で、特に、モジュールを構成する設備管理
とモジュール内搬送管理についてはリアルタイムのタイ
ミング制御が重要となる。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、半導体製造ラインの構成方法を
本発明の構成方法とすることによって、従来技術の有し
ていた課題を解決して、工程短縮。

短納期生産を可能にすることのできる半導体製造ライン
の構成方法を提供することができた。

また、工程短縮が実現できることによって製品品質への
フィードバックが速くなるので、歩留向上を期待するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はメカニカルシングルモジュール構成の例を示し
た図、第２図はメカニカルダブルモジュール構成の例を
示した図、第３図は搬送系応用シングルモジュール構成
の例を示した図、第４図は搬送系ダブルモジュール構成
の例を示した図、第５図は搬送系応用ダブルモジュール
を用いた量産ライン構成の例を示した図、第６図は伸縮
アーム式ハンドリング構成の例を示す図、第７図は固定
アーム式ハンドリング構成の例を示す図、第８図はルー
プ式搬送系ハンドリング構成の例を示す図、第９図は２
段屈折アーム式ハンドリング構成の例を示す図、第１０
図はモジュール構成した製造ラインの管理システムを示
す図である。ｌ・・・被加工物投入ユニット２．２′・・・処理設備（Ａ）３．３′・・・処理設備（Ｂ）４．４′・・・処理設備（Ｃ）５．５′・・・処理設備（Ｄ）６・・・メカニカルハイドリングユニット７・・・被加
工物払出ユニット８・・・ダブルモジュール投入ユニット９・・・ダブル
モジュール用メカニカルユニット１０・・・ダブルモジ
ュール払出ユニット１１・・・受払ユニット　　１２・
・・直線式搬送系１３・・・中間バッファユニット１４・・・ループ式搬送系　１５・・・ライン投入ユニ
ット１６・・・モジュール間搬送系１７・・・ライン払出ユニット１８・・・伸縮アーム式ユニット１９・・・専用ロボット　　２０・・・屈折式アーム２
１・・・真空吸着チャック２２・・・ウェハ２３・・・回転アーム式ユニット２４・・・ウェハ移動ユニット２５・・・メカニカルチャック式アーム２６・・・ルー
プ式搬送路　２７・・・ループ搬送ユニット２８・・・
２段屈折アーム式ユニット２９・・・搬送用エア排出口３０・・・搬送用エア吸引口 η１図ｆｆ１２図閉４図凭ｊ図幣５図寵６図（α）（Ｉ））第６図（Ｑ−）（ｂ）凭７図（α）（ｂ）凭○図（ｂ）（Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】

１、繰返し作業のある微細加工職場を対象とする量産ラ
インの構成方法で、製品処理の基本的な流れに沿って、
処理内容の異なる種類の設備をメカニカルハンドリング
等の手段により結合した一貫した流れを有するモジュー
ルを構成し、生産規模に応じて該モジュールを必要な数
だけ設置して、擬似フローショップ化することによつて
短納期（Ｑｕｉｃｋ　Ｔｕｒｎ　Ａｒｏｕｎｄ　Ｔｉｍ
ｅ：ＱＴＡＴ）生産を可能にしたことを特徴とする半導
体製造ラインの構成方法。