JPH10116875A - 半導体製造システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロットのストッカでの待機時間を有効利用し
て半導体製造に要する期間を短縮可能な半導体製造シス
テムを提供する。 【解決手段】 複数の半導体ウェハを含むロット５がス
トッカ４に保管されている間に、測定装置２ａ〜２ｃ、
検査装置３ａ〜３ｃおよび異物除去装置６ａ、６ｂなど
の非加工処理装置によりロット５内の半導体ウェハの非
加工処理を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体製造シス
テムに関し、より特定的には、複数枚の半導体ウェハか
らなる１ロットごとにその半導体ウェハを加工する半導
体製造システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、従来の半導体製造ラインの構
成を示した概略図である。図１１を参照して、従来の半
導体製造ラインでは、処理装置１ａ〜１ｇ、測定装置２
ａ〜２ｃ、検査装置３ａおよびストッカ４が個別に配置
されている。通常、半導体製造ラインにおいては、２４
枚程度の半導体ウェハを１つのロット５として、このロ
ット５ごとに各処理装置１ａ〜１ｇ、測定装置２ａ〜２
ｃおよび検査装置３ａにおいて処理を行なう。各ロット
５は処理装置１ａ〜１ｇ、測定装置２ａ〜２ｃおよび検
査装置３ａで処理されていない間は、ストッカ４内にス
トックされている。

【０００３】図１２は、従来の半導体製造ラインの製造
フローの一例を示した概略図である。図１２を参照し
て、この製造フローでは、ロット５（図１１参照）は処
理装置１ａによって処理された後ストッカ４に搬送され
てストッカ４内で待機する。ストッカ４での待機後その
ロット５は処理装置１ｂによって処理され、続けて測定
装置２ａによってロット５の測定が行なわれた後ストッ
カ４内で待機する。ストッカ４での待機後、ロット５は
処理装置１ｃによって処理され、その後再びストッカ４
内で待機する。ストッカ４内での待機後、ストッカ４の
外部に搬出されたロット５は検査装置３ａによって検査
される。従来ではこのように、処理装置、測定装置およ
び検査装置によってロット５が処理されている間以外
は、ロット５はストッカ４内に保管されていた。

【０００４】図１３は、従来の一般的な分離酸化膜を形
成する製造フローの処理条件を示した概略図である。図
１３を参照して、この製造フローでは、まずレシピ（処
理条件）１に従って酸化膜が２００Åの厚みで形成され
る。その後、その形成された酸化膜の膜厚測定がレシピ
１の条件１で行なわれる。その後、窒化膜がレシピ１に
従って１０００Åの厚みで形成された後、その窒化膜の
膜厚測定がレシピ２の条件２で行なわれる。続いて、写
真製版工程がレシピ１の条件１で行なわれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体製造ライ
ンでは、図１４に示すように、半導体装置が完成するま
での製造時間のうち、３０％は実際の製造工程に要した
時間であるが、６０％はロット５がストッカ４内に放置
されている時間である。この場合、以下のような問題が
生じる。

【０００６】半導体製造ラインにおけるクリーンルーム
は維持費にコストがかかるため、未加工のウェハがデバ
イスとして完成するまでのクリーンルーム滞在時間を短
縮することが必要である。しかし、上記のように従来の
半導体製造ラインでは、半導体装置が完成するまでにか
かる時間のうち６０％の時間はロット５は実際に製造さ
れずにストッカに保管された状態である。このため、ロ
ットのクリーンルーム滞在時間を有効に短縮するのが困
難であり、この結果クリーンルームの維持費を低減する
のが困難であるという問題点があった。

【０００７】また、デバイスの歩留り（良品率）を向上
させるためには検査や測定工程が欠かせないことは明白
である。これにもかかわらず、検査工程や測定工程には
時間がかかるとともに上記のようにストッカ内の待機時
間が多いため、実際の量産時には検査工程や測定工程を
省略または少なくせざるを得ないというのが現状であ
る。このため、デバイスの歩留りをさらに向上するのは
困難であるという問題点もあった。その一方、デバイス
の歩留りを向上させるために検査工程や測定工程を設け
る場合には、検査工程や測定工程の時間を短縮する必要
がある。この時間を短縮するためには、たとえば検査装
置に最高速度の画像処理システムとロボットを具備する
必要があり、その結果検査装置に要する費用が上昇する
という不都合が生じる。このように設備の費用が上昇す
ると結果として半導体デバイスの価格が上昇するという
問題点があった。

【０００８】また、ウェハを加工した後のウェハの表裏
面、特に裏面には加工による副生成物などの異物が大量
に付着することが知られている。製造フロー中で、次工
程の前処理としてウエット洗浄をウェハに対してバッチ
処理で行う際に、隣接するウェハ表面に上記の異物が転
写する。このような状態を防止するためには異物除去工
程が必要であるが、従来では上記のように製造時間全体
の短縮が必要なために製品の歩留りを犠牲にして異物除
去工程を省略せざるを得ない場合があった。このため、
製品の歩留りを上昇させるのが困難であるという問題点
もあった。

【０００９】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、この発明の１つの目的は、
半導体装置の製造時間の短縮を図ることが可能な半導体
製造システムを提供することである。

【００１０】この発明のもう１つの目的は、半導体装置
の製造時間を短縮させながら歩留り向上に必要な検査工
程や測定工程を設けることが可能な半導体製造システム
を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１における半導体
製造システムは、複数枚の半導体ウェハを含むロットご
とに半導体ウェハを加工する半導体製造システムであっ
て、複数の加工処理装置と、ストッカと、複数の非加工
処理装置とを備えている。各処理装置は、ロット内の半
導体ウェハの加工を行なうものである。ストッカは、加
工処理装置によるロット内の半導体ウェハの加工処理中
以外の間、半導体ウェハを保管しておくためのものであ
る。非加工処理装置は、ストッカと連携して設けられて
おり、ロット内の半導体ウェハの加工以外の検査、測定
および異物除去のいずれかを行なう。そして、ロットが
ストッカに保管されている間に、非加工処理装置により
ロット内の半導体ウェハの非加工処理を行なう。このよ
うに請求項１に記載の発明ではロットがストッカに保管
されている間に検査、測定および異物除去のいずれかを
行なう非加工処理装置によってロット内の半導体ウェハ
の非加工処理を行なうことにより、ロットがストッカに
保管されている時間を有効に利用して検査および測定な
どが行なわれる。これにより、ストッカ内での待機時間
とは別に検査工程および測定工程のための時間をとる場
合に比べてその検査工程および測定工程の時間分だけ半
導体製造時間を短縮することが可能となる。また、この
ようにストッカの待機時間内で検査、測定および異物除
去などを行なうことによって、ストッカの待機時間内で
あれば検査、測定および異物除去を可能な限り行なうこ
とができ、これにより、製造時間を短縮しながらデバイ
スの歩留りを向上させることができる。

【００１２】請求項２における発明では、上記請求項１
の構成において、ストッカは、ロットを保管する保管領
域と、少なくとも１つの非加工処理装置を収納する付加
機能領域とを含むように構成する。このように構成すれ
ば、ストッカ内でのロットの待機時に容易にそのロット
の検査や測定などを行うことができる。

【００１３】請求項３における発明では、上記請求項１
または２の構成において、加工処理装置および非加工処
理装置に接続され、その加工処理装置および非加工処理
装置の情報を管理するための情報管理手段をさらに備え
るように構成する。情報管理手段としては、たとえばス
トッカ内に設置したコンピュータやストッカの外部に設
置されたホストコンピュータなどが考えられる。このよ
うな情報管理手段を用いれば、加工処理装置および非加
工処理装置の仕掛状況などを容易に把握することができ
る。

【００１４】請求項４における発明は、請求項１の構成
において、記憶媒体と、情報を読出す手段と、制御する
手段とをさらに備えるように構成する。記憶媒体は、ロ
ットごとに設けられており、その処理工程の前後の処理
工程の内容を記憶する。読出手段は、記憶媒体に蓄積さ
れた情報を読出す。制御する手段は、記憶媒体に蓄積さ
れた情報に基づいてロットの移動を制御する。このよう
に、１ロットごとに記憶媒体を設けてその記憶媒体に蓄
積された情報に基づいてロットの移動を制御することに
よって、各製造装置の仕掛状況などを考慮した効率のよ
い半導体装置の製造が行なわれる。

【００１５】請求項５の発明では、上記請求項１の構成
において、検査、測定および異物除去のいずれかを行う
各非加工処理工程間の優先度を設定する手段をさらに備
えるように構成する。そしてその優先度設定手段の設定
内容に基づいてロット内の半導体ウェハの非加工処理を
行なう。このように構成すれば、ストッカ内でのロット
の待機時に歩留り向上に寄与する度合い（優先度）の高
い工程から順番にそのロットの待機時間の範囲内で検査
等の非加工処理を行うことができる。

【００１６】請求項６の発明では、上記請求項１の構成
において、調査手段と、待機時間算出手段と、処理順序
決定手段とをさらに備えるように構成する。調査手段
は、非加工処理工程の後工程の稼動状況を調べるもので
ある。待機時間算出手段は、調査手段による調査結果に
基づいてストッカ内での待機時間を計算するものであ
る。処理順序決定手段は、上記算出された待機時間に基
づいて非加工処理の処理順序を決定するものである。こ
のように構成すれば、ストッカ内での待機時間に応じて
適切な非加工処理が行なわれる。

【００１７】請求項７における発明は、上記請求項１の
構成において、良品率算出手段と処理内容決定手段とを
さらに備える。良品率算出手段はロットの非加工処理に
よる検査・測定結果に基づきロットの良品率を算出する
ものである。処理内容決定手段は良品率算出手段の算出
結果に基づいてロットのその後の処理を決定するもので
ある。このようにロットの製造途中で良品率を選出して
その結果に基づいてロットのその後の処理を決定するこ
とにより、たとえば良品率が低い場合にはそのロットの
処理を中断することも可能となり、これにより、不必要
な製造を減少させることができ、製造効率を向上させる
ことが可能となる。

【００１８】請求項８における発明は、請求項１の構成
において、処理条件決定手段と変更手段とをさらに備え
るように構成する。処理条件決定手段は、非加工処理に
よる検査・測定結果に基づき、非加工処理工程の後の工
程の処理条件を決定する。変更手段は、上記処理条件決
定手段による結果に基づき処理条件データの変更を行な
う。このように、検査や測定などの非加工処理の結果に
基づいてそのロットの後の工程の処理条件を決定するこ
とにより、たとえばロットの優先順位を変更したりする
ことができ、より効率的な製造を行なうことができる。

【００１９】請求項９における発明は、請求項１の構成
において、ストッカにロットが待機している間に加工処
理装置および非加工処理装置の処理結果データをロット
の記憶媒体に書込む手段をさらに備えるように構成す
る。このように構成することによって、長時間を要する
記憶媒体への書込作業を効率的に行なうことが可能とな
る。

【００２０】請求項１０における発明は、上記請求項１
の構成において、検出手段と表示手段とをさらに備え
る。検出手段は、非加工処理による検査・測定結果に基
づきロットごとのデバイス特性の時系列的な変動を検出
する。表示手段では、検出手段による結果を表示する。
このようにロットごとのデバイス特性の時系列的な変動
を表示手段によって表示させることにより、製造工程管
理者が容易に各製造工程の状態を把握することが可能と
なる。

【００２１】請求項１１における発明は、請求項１０の
構成において、さらに、異常判断手段と、発信する手段
とを備える。異常判断手段は、上記検出手段による結果
に基づき加工処理装置が異常かどうかを判断する。発信
する手段は、異常判断手段により異常と判断された場合
に加工処理装置に警告信号を発信する。このように警告
信号を発信する手段を設けることによって、異常が発生
した加工処理装置に容易にフィードバックすることが可
能となる。

【００２２】請求項１２における発明は、請求項１の構
成において、さらに、ケースと、気体注入部と、置換す
る手段とを備えている。ケースは、１ロット分の半導体
ウェハを収納するものであり、気体注入部はケースに設
けられている。置換する手段は、ストッカに設けられて
おり、ロットを収納するケースがストッカに待機してい
る間にケースの気体注入部から清浄な気体を注入してケ
ースの内部の雰囲気を置換するものである。このように
ストッカに待機している間にロットの雰囲気を置換する
手段を設けることによって、製造時間を短縮し、かつ、
より良好な雰囲気中で製造を行なうことが可能となり、
その結果、製造期間を短縮しながら歩留りを向上するこ
とができる。

【００２３】請求項１３における発明は、請求項１の構
成において、さらに、半導体ウェハを保管するストッカ
中に、不純物を含まない清浄な気体を供給してストッカ
内部を清浄な雰囲気に置換する手段を備えている。この
ようにすれば請求項１２と同様、製造時間を短縮しなが
ら良好な雰囲気中で半導体ウェハの製造を行なうことが
できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２５】［実施の形態１］本発明の実施の形態１に
よる半導体製造システムでは、図１に示すように、従来
と同様ロット５内の半導体ウェハに対して加工を行なう
処理装置１ａ〜１ｇと、半導体ウェハの測定を行なう測
定装置２ａ〜２ｃと、半導体ウェハの検査を行なう検査
装置３ａ〜３ｃとが設けられている。この実施の形態１
では、ストッカ４が各ロット５を保管するための保管エ
リア４ａと各ロットの検査および測定を行なうための付
加機能エリア４ｂとを含んでいる。付加機能エリア４ｂ
には、測定装置２ａ〜２ｃと検査装置３ｂおよび３ｃ
と、異物除去装置６ａおよび６ｂとが設置されている。
付加機能エリア４ｂは、図１に示すようにストッカ４の
内部に設けてもよいし、ストッカ４の真横に設置する密
着設置型を採用してもよいし、近傍に設置する近傍設置
型をとってもよい。また場合によってはこれら３種類が
混在してもよい。

【００２６】ストッカ４にはその内部に情報管理手段と
してのコンピュータ７ａが設置されている。そしてコン
ピュータ７ａはネットワーク２０によって各装置（１ａ
〜１ｇ、２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃ、６ａ、６ｂ）と接続
されており、これらの各装置とデータのやり取りを行な
う。また、１ロット分のウェハが保持されるカセットを
収納するためのケース１０には、各々記憶媒体１７が設
けられており、各装置（１ａ〜１ｇ、２ａ〜２ｃ、３ａ
〜３ｃ、６ａ、６ｂ）に対応して、記憶媒体１７の情報
を読取るとともに記憶媒体１７に情報を書込むためのデ
ータリーダライタ１１が設けられている。データリーダ
ライタ１１はネットワーク２０に接続されている。ま
た、ストッカ４内の保管エリア４ａには、保管エリア４
ａに保管されているロット５の記憶媒体１７の情報を読
みだすとともに記憶媒体１７に対して情報を書き込むた
めのデータリーダライタ１１ａが設けられている。デー
タリーダライタ１１ａはコンピュータ７ａに接続されて
いる。

【００２７】ウェハが保持されるカセット８が収納され
るケース１０と記憶媒体１７とが図２に示されている。
図２を参照して、この例では、１ロット分のウェハ９は
カセット８に保持されており、カセット８を覆うように
ケース１０が設けられている。記憶媒体１７はケース１
０の外部に設けられている。記憶媒体１７はカード式ま
たはそれに類するものを用い、前後の単数もしくは複数
の工程が記憶されている。図３に示した例では、ケース
１０が設けられておらず、カセット８に直接記憶媒体１
７が取付けられている。データリーダライタ１１は図３
に示すような非接触型のものを用いてもよいし、図１に
示したような接触型のものを用いてもよい。

【００２８】図１に示した実施の形態１ではロット５が
ストッカ４内に待機している間にロット５に対して測定
装置２ａ〜２ｃ、検査装置３ａ〜３ｃ、異物除去装置６
ａおよび６ｂを用いて加工処理以外の測定、検査および
異物除去などの非加工処理を行なう。このように構成す
ることによって、図１４に示したような全製造時間の６
割を占めるストック時間を有効に利用して測定、検査な
どの非加工処理を行なうことができる。この結果、スト
ッカ４での待機時間とは別に測定および検査などの非加
工処理を行なっていた従来に比べて製造時間を短縮する
ことができる。また、このように製造時間全体を短縮す
ることができるので、従来省略せざるを得なかった検査
工程や測定工程をも設けることができ、それにより製品
の歩留りを有効に向上することができる。以下に、その
動作の詳細について説明する。

【００２９】図１を参照して、まずロット５は処理装置
１ａにより加工処理が施され、その後ストッカ４に送ら
れる。そして、ロット５はストッカ４内の保管エリア４
ａに保管される。この際、ケース１０に保持された記憶
媒体１７に書込まれている次工程をデータリーダライタ
１１ａを用いて確認する。この次工程の確認の際にさら
に続く後の工程を確認してもよい。

【００３０】次工程が確認された時点で次工程処理可能
な処理装置１ａ〜１ｇの稼動状況や仕掛状況をストッカ
４内のコンピュータ７ａで確認する。次工程がすぐ処理
可能であれば、処理装置１ｂにそのロット５が送られて
処理される。データリーダライタ１１が処理装置１ａの
直後にあるような場合には、場合によってはロット５は
直接処理装置１ｂに送られることもある。

【００３１】ロット５は処理装置１ｂで処理された後、
ストッカ４に再び送られる。次に、同様に次工程を確認
した際、十分な待機時間が確保されていた場合は、記憶
媒体１７などに指定されている非加工処理工程たとえば
検査工程に送られる。ストッカ４の付加機能エリア４ｂ
には検査装置３ａ〜３ｃが設けられているので、その中
から仕掛等を考慮して最も適当な検査装置を選択して検
査を行なう。この場合、どの工程や装置を選択するかの
手法について以下に述べる。

【００３２】本実施の形態では、ストッカ４内の次工程
までの待機時間に行なう測定工程や検査工程などの非加
工処理について優先順位を予め決定しておく。この優先
順位は、たとえば、ａ：必ず処理を行なう、ｂ：待機時
間が設定時間内であれば処理を行なう、ｃ：ストッカに
仕掛かったとき処理装置が空いていれば処理を行なうと
いうように設定する。この優先度を予め決定した例を図
４に示す。また従来の図１２に示したフロー図に対応す
る実施の形態１のフロー図を図５に示す。

【００３３】図４を参照して、ここでは、測定工程や検
査工程が優先順位をつけて書込まれており、プロセス制
御に必須なものはａ、歩留り向上のためにあった方がよ
り望ましいものはｂ、歩留り向上のためにあった方が望
ましいものはｃと位置付けられている。このため、図１
３に示した従来の製造フローにあった工程は優先度ａと
おくことにより、必ず処理が行なわれる。

【００３４】さらに、窒化膜成膜時には発塵が多い場合
があり、その結果、歩留りが低下したり写真製版時にプ
ロセス異常の原因となったりする場合が多い。そこで、
本実施の形態の場合、図４に示すように、窒化膜の堆積
に続く膜厚測定の後、異物除去の工程をたとえば手法を
変えて、物理的および化学的に２回行なう。これらは、
異物除去工程のレシピ１条件１、レシピ２条件２によっ
て行なわれる。また、写真製版後には、正確に写真製版
されていて欠陥がないかどうかの検査もレシピ１条件１
により行なう。この異物除去工程および検査工程の設定
時間は、たとえば一律に４５分としてもよいし、異物除
去レシピ１に対して３０分、レシピ２に対して４５分、
検査工程に対して９０分のように個別に予め設定しても
よい。また、独立して記憶媒体１７に各工程の時間設定
をする欄を設けてもよい。

【００３５】図４に示した製造フローでは、歩留り向上
のために追加した異物除去レシピ１、レシピ２と写真製
版後の検査工程との優先順位を順にｂ、ｃ、ｂとおき、
ストッカ４に格納されるロット５のストッカ４内での待
機時間に基づいて処理される。

【００３６】具体的には、酸化膜堆積を行なった後、ス
トッカ待機時に膜厚測定を行なう。そして窒化膜を堆積
した後、ストッカ待機時にその窒化膜の膜厚測定を行な
う。

【００３７】各処理工程の前後では、記憶媒体１７に前
後の単数もしくは複数の工程を記憶させるために、記憶
媒体１７を各処理装置に対応して設けられたカードリー
ダライタ１１の前を通過させる。このとき、ロット５の
位置をコンピュータ７ａに伝達し、同時に後に続くプロ
セス工程に適用する装置の仕掛状況などを確認する。

【００３８】本実施の形態では、膜厚測定はレシピ１お
よび２とも優先度ａに設定されているので、無条件に膜
厚測定器で測定を行なう。次に続く異物除去のレシピ１
は、優先順位ｂに設定されているので、写真製版処理ま
での待機時間がたとえば４５分以上ある場合は、異物除
去装置でレシピ１の処理を行なう。次に続く異物除去の
レシピ２は優先順位ｃであるので、異物レシピ２を適用
可能な装置が空いていれば、追加の異物除去処理である
レシピ２に基づく処理が行なわれた後次工程に流れるこ
とになるが、空いていない場合はストッカ内でその次工
程である写真製版処理を待つ。写真製版処理が完了した
後ロット５はストッカ４に送られる。この場合、次に記
憶された検査工程は優先順位ｂに設定されているので、
上記した異物除去のレシピ１と同様、ストッカ４内の待
機時間に基づいて処理が行なわれるかどうかが判断され
る。

【００３９】［実施の形態２］実施の形態１ではデータ
のアップロードやダウンロードは各加工処理工程の前後
で行なわれる。この場合、工程全体のデータに書換が及
んだ場合などは１０分以上かかる。そのため、円滑なロ
ット運営を妨げ、全処理時間が長引く原因となる。この
ことは、ウェハのクリーンルーム滞在時間が長いという
ことを意味し、これはチップコストを押し上げる大きな
要因となる。

【００４０】この実施の形態２では、ストッカ４内にコ
ンピュータ７ａを具備させているため、ストッカ４内に
配置したデータリーダライタ１１ａを用いて、次工程ま
での待機時間中にデータのアップロードおよびダウンロ
ードまたは工程用の書換を行なうことが可能となる。こ
れにより、デバイス製造時間が短縮され、その結果チッ
プのコストを低減することが可能となる。

【００４１】［実施の形態３］図１に示した実施の形態
１では、ストッカ４内にコンピュータ７ａを設置してネ
ットワーク２０を組んだ例を示したが、この実施の形態
３では、図６に示すように、ストッカ４の外部に情報管
理手段としてのホストコンピュータ７ｂを設けてネット
ワーク２０を組む。ホストコンピュータ７ｂはストッカ
４とそれに関連する装置だけでなく、製造ラインの作業
者の状況などを把握している場合が通常であるので、本
実施の形態の場合、より広範囲の情報を管理することが
できる。その結果、製造ラインをあたかも１つの装置で
あるかのように制御することが可能となる。

【００４２】［実施の形態４］この実施の形態４では、
ストッカ４内でのロット５の移動をスムーズに行なわせ
る製造システムの例である。また、ストッカ待機時を利
用してロット５に付属する記憶媒体１７にプロセス結果
などのデータをダウンロードする例を述べる。

【００４３】具体的には、図７に示すように、ストッカ
４内にストッカターンテーブル２１ａを設ける。そして
そのストッカターンテーブル２１ａ上にはストックロッ
ト５００が保持される。ストッカターンテーブル２１ａ
と対向するようにデータリーダライタ１１ｂが設けられ
ており、そのデータリーダライタ１１ｂはストッカ４の
外部に設けられたホストコンピュータ７ｂと接続されて
いる。また、ストッカ４の保管エリア４ａは、測定工程
対応ゾーン４ａａと、検査工程対応ゾーン４ａｂおよび
異物除去工程対応ゾーン４ａｃとに区分されている。ま
た、処理装置１ａ〜１ｃとホストコンピュータ７ｂとに
はそれぞれ表示装置２２が設けられている。また、スト
ッカ４内には、ストッカ内コンベア２１ｂおよび２１ｃ
が設けられている。

【００４４】図７に示す構成を有する半導体製造システ
ムの動作について以下に説明する。ストッカターンテー
ブル２１ａを回転させ、データリーダライタ１１ｂの前
に所定のストックロット５００を配置させる。データリ
ーダライタ１１ｂを用いて記憶媒体１７とホストコンピ
ュータ７ｂとの通信用ネットワーク２０を経由して行な
う。この際、ホストコンピュータ７ｂに蓄えられた製造
ラインなどに関するデータを記憶媒体１７に読込み、記
憶媒体１７に書込まれたデータをホストコンピュータ７
ｂに書込む。ホストコンピュータ７ｂに書込まれたデー
タは、ネットワーク２０を通じて各装置（１ａ〜１ｃ、
２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、６ａ、６ｂ）に反映される。
同時に、ホストコンピュータ７ｂや各装置のデータをデ
ータリードライト中のロット５０１に反映する。このよ
うにして、ストッカ４に蓄えられたストックロット５０
０には、順々に空き時間を利用して纏めてデータがダウ
ンロードされる。同時に、次工程、次装置および次ロッ
トを調査し、次に処理される装置の仕掛状況を調査す
る。

【００４５】図７に示した例では、処理装置１ａはロッ
ト５１０ａを処理している。ストックロット５００のう
ち、次工程を処理装置１ａで行なうべきロットを、スト
ッカターンテーブル２１ａとデータリーダライタ１１ｂ
とネットワーク２０とホストコンピュータ７ｂとを用い
て判断する。そして、そのロット５００をストッカ内コ
ンベア２１ｂと２１ｃとを用いてストッカ４内の処理装
置１ａに最も近い位置または処理装置１ａの前の位置に
搬送する。

【００４６】このような作業を他の装置（１ｂ、１ｃ、
２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、６ａ、６ｂ）についても同様
に行なう。図７に示した場合、検査装置の仕掛待ちのロ
ット５３１ａを保管している検査工程対応ゾーン４ａｂ
のスペースが空いているので、ストックロット５００の
中で次工程処理が検査となるものをホストコンピュータ
７ｂによって見つけ出す。そして、ストッカターンテー
ブル２１ａを回転させてストッカ内コンベア２１ｂを用
いてその該当するロット５００を検査工程対応ゾーン４
ａｂの空きスペースに搬送する。このように運用するこ
とによって、ストッカ４内での検査工程や測定工程を行
なうための移動をスムーズに行うことができる。つま
り、図７に示すように、ストッカ４内の保管エリア４ａ
を測定工程対応ゾーン４ａａ、検査工程対応ゾーン４ａ
ｂ、異物除去工程対応ゾーン４ａｃに区分けしてストッ
カターンテーブル２１ａに保持されたストックロット５
００を順次上記のゾーン４ａａ、４ａｂ、および４ａｃ
に搬送することにより、ストックロット５００はストッ
カ４内での処理を澱みなく行なうことが可能となる。こ
れは、ストッカ４の外の処理装置（１ａ，１ｂ，１ｃ）
に仕掛けるストックロット５００を分類する場合も同様
である。

【００４７】なお、処理装置１ａ、１ｂおよび１ｃには
それぞれ処理中のロット５１０ａ、５１０ｂおよび５１
０ｃが近接して設置されており、ストッカ内コンベア２
１ｃ上には処理装置１ａ、１ｂおよび１ｃに対応する位
置にそれぞれ処理待ちのロット５１１ａ、５１１ｂおよ
び５１１ｃが待機している。ストッカ４内の測定装置２
ａおよび２ｂには処理中のロット５２０ａおよび５２０
ｂがそれぞれ仕掛かった状態である。測定工程対応ゾー
ン４ａａは、処理待ちのロット５２１ａおよび５２２ａ
が待機している。検査装置３ａおよび３ｂには処理中の
ロット５３０ａおよび５３０ｂが仕掛かった状態であ
り、検査工程対応ゾーン４ａｂには処理待ちのロット５
３１ａが待機している。また、異物除去装置６ａおよび
６ｂには処理中のロット５６０ａおよび５６０ｂが仕掛
かった状態であり、異物除去工程対応ゾーン４ａｃには
ロット５６１ａおよび５６２ａが異物除去工程のために
待機している。なお、表示装置２２は装置やプロセスの
状態などを表示する。

【００４８】［実施の形態５］この実施の形態５は、検
査結果や測定結果に基づきロットの歩留り（良品率）や
性状を把握することにより、優先順位を変更したり、ロ
ットアウトなどのその後の処理を決定する半導体製造シ
ステムの例である。図８はこの実施の形態５によるデバ
イスを作製する製造フローの一部を示した概略図であ
り、図９は図８に示した製造フローのフローチャートで
ある。

【００４９】図８および図９を参照して、この実施の形
態５では、まず酸化膜がレシピ１に従って２００Åの膜
厚を有するように堆積される。このときの堆積時間の規
格は１２００±６０秒であり、酸化膜の堆積時間がこれ
を満たしているかどうかをステップ１（Ｓ１）により判
断する。

【００５０】満たしている場合には次工程にロットを進
める。規格外であった場合、装置異常の有無をＳ７によ
り確認する。装置が異常であった場合は、Ｓ１０によ
り、ホストコンピュータへその情報を伝達し、通常のプ
ロセスパラメータ変動や過去の異常事例と比較する。そ
してＳ１１により必要な場合は装置アラーム（異常信
号）を出す。さらにＳ１２により装置のプロセスパラメ
ータ（製造条件）をフィードバック補正する。

【００５１】このとき同時にＳ１３によりウェハまたは
ロットの歩留りを計算する。そして、Ｓ１４によりコス
ト的に見合うかどうかを判断する。コスト的に見合わな
いと判断された場合にはＳ１５によりウェハを抜き取る
かまたはロットアウト（製造中止）とする。ウェハで歩
留りを計算するかまたはロットで歩留りを計算するか
は、枚葉処理かバッチ処理かによって決定する。なお、
Ｓ１４で歩留りがコスト的に見合うかどうかについて判
断する式について以下に説明する。デバイス製造工程中
のある工程でウェハがある一定以上の欠陥を持っている
ときの、ウェハ当りのチップの良品率は算出できる。こ
の場合、後工程で救済措置を施さない限り良品率は向上
しない。

【００５２】ｎ番目の工程まで処理したとき、ウェハ当
りのチップ数をＮ、販売価格をＰ、ｎ番目の工程までの
良品率をＹｎ、各工程のコストをＣｐとすると、以下の
式（１）が成り立たないと、ｎ＋１番目以降の工程を行
なっても利益のある製品とはいえない。したがって、そ
の場合には処理はその段階でストップするべきである。

【００５３】Ｎ×Ｐ＞Ｎ×Ｙ×ΣＣｐ…（１） このような判断を待機時間中に可能な限り行なうことに
より損益の出る製造を止めることが可能となる。さら
に、本実施の形態のように各工程の良品率をより正確に
把握することによって、製造ラインへのロット投入計
画、すなわち、どれだけの量のロットを投入すべきかの
計画を最適化することができる。

【００５４】一方、図９に示すＳ７において装置異常が
出ていないと判断された場合、Ｓ８によりＮＧウェハが
存在するかどうか確認する。ＮＧウェハの基準は工程ご
とに異なり、たとえばウェハを目視確認するなどの方法
がある。ＮＧウェハがない場合には、Ｓ９によりロット
を次工程に進める。ＮＧウェハがある場合には、Ｓ１０
に戻り、その情報をホストコンピュータへ通信しホスト
コンピュータの判断を仰ぐ。

【００５５】上記と同様に、順次、堆積膜厚（Ｓ２）、
堆積時間（Ｓ３）、堆積膜厚（Ｓ４）および異物除去時
間（Ｓ５）についてもＳ１と同様の判断を行なう。ま
た、Ｓ６の検査工程は、１ウェハ当りの異物数が３０よ
り少ないかどうかを判断し、少ない場合には次工程（写
真製版処理）に進み、多い場合にはＳ１６により異物測
定機が異常でないかどうかを判断する。異物測定機が異
常である場合にはＳ１２によって装置のプロセスパラメ
ータをフィードバック補正する。異物測定機が正常であ
る場合には、Ｓ１４によって歩留りがコスト的に見合う
かどうかを判断し、見合わない場合にはＳ１５によりウ
ェハを抜き取るかまたはロットアウトにする。

【００５６】一般にデバイス製造ラインでは、歩留りの
高いと予想されるロットを優先して処理する方が効率が
よい。つまり、歩留りが高いと予想されるロットは優先
順位が高い。また、歩留りとは関係なく顧客の必要性で
優先順位が決定される場合もある。従来ではロットの優
先順位をロットの投入時に決定しておき、そのロットの
工程が完了するまで優先順位は固定したままであった。
この場合、ロットが早い製造段階でプロセスミスや異常
によってダメージを受け、その結果歩留りが０％と確定
する場合もある。そのような場合でも従来では優先的に
処理を行なっていたため、製造ライン運営上もコストの
面からも非常に無駄が多かった。

【００５７】本実施の形態では、工程間のストッカ待機
時に歩留りに関する情報が得られるので、各工程の処理
に要する時間を無駄にすることなく工程ごとにロットの
優先度を変更することができる。これらの歩留りや装置
およびプロセスの状態をホストコンピュータ７ｂで分析
した後、ネットワーク２０を通じて図７に示す表示シス
テム２２で表示する。この表示システム２２はＣＲＴの
ものを図示しているが、ＰＤＰ（Plasma Display Pane
l）やＬＤ（Liquid Display）を用いてもよい。

【００５８】［実施の形態６］本実施の形態は、ストッ
カ内の空き時間にデータをやり取りし、そのデータに基
づき歩留りを計算する。そして、その歩留りに基づきラ
インの投入計画などを調整する。上記した実施の形態５
ではｎ番目の工程までの良品率Ｙｎはホストコンピュー
タ７ａによって保持される。そのデバイスがｍ工程で仕
上がり完了するとすれば、全工程数はｍ工程であり、ｎ
番目の工程に仕掛かっているとする。ここで、全工程数
ｍのロットがｎ番目の工程に仕掛かっているときのその
工程の歩留りの実測値を統計的に処理した平均値をＹ
（ｍ，ｎ）とする。また、全工程数ｍのロットがｎ番目
の工程に仕掛かっているときのｎ番目までの工程を終了
した際の歩留りの実測値をＹｎ（ｍ，ｎ）とし、全工程
数ｍのロットがｎ番目の工程に仕掛かっているとき、ｎ
番目までの工程を終了した際の歩留り実測値Ｙｎ（ｍ，
ｎ）と残りの工程の歩留りの値から計算した最終歩留り
予想値をＹｍ（ｍ，ｎ）とする。残りの工程の歩留りの
値はホストコンピュータにアップロードされた各装置の
状態から算出する。上記のＹｎ（ｍ，ｎ）、Ｙｎ（ｍ，
ｎ）を用いてｍ工程目が完了して仕上がったときのある
ロットの予測歩留りは以下の式（２）により表わされ
る。

【００５９】

【数１】

【００６０】製造ラインに流れるある種のデバイスのロ
ット数がｌ_a （小文字エルａ）とすると、ロット数に１
番からｌ_a 番まで番号をつけ、それぞれのロット番号を
ｌ（小文字エル）番とする。この場合の個別のロットの
歩留りは、以下の式（３）によって表わされる。

【００６１】

【数２】

【００６２】目標期日までに必要な良品チップ数をＮｎ
とし、ロット当りの全チップ数をＮｌとすれば、以下の
式（４）が成り立つことが利潤を上げるために必須とな
る。

【００６３】

【数３】

【００６４】図１０を用いて式（４）を用いた判断のフ
ローについて説明する。Ｓ１７において式（４）により
必要な良品チップ数Ｎｎよりも多いと判断された場合に
は、Ｓ２０によって良好という判断がなされる。良品数
がＮｎよりも少ないと判断された場合には、Ｓ１８によ
り、プロセス改善により個別のロットの歩留りＹｍ（，
ｎ）ｌが向上可能かどうかが判断され、向上可能な場合
にはＳ２１によりプロセス改善が行なわれる。Ｙｍ
（ｍ，ｎ）ｌが向上不可能と判断された場合にはＳ１９
によってロット投入数が増加可能かどうかが判断され、
増加可能な場合にはＳ２２により投入ロット数を増加さ
せて全チップ数Ｎｌを増加させる。投入ロット数が増加
不可能と判断された場合には、Ｓ２３によりロット投入
計画が再検討される。

【００６５】［実施の形態７］この実施の形態７では、
ストッカ４内で待機中のロットのウェハ表面を清浄にす
る例について図２と図７を用いて説明する。図２に示す
ようにウェハ９を保持するカセット８を包囲するケース
１０に清浄な窒素や乾燥空気を注入するためのパージプ
ラグ２４を設ける。そして図７に示すようにストッカ４
に清浄な窒素や乾燥空気を導入するためのパージライン
２３を設ける。図７の例では、ターンテーブル２１ａの
近傍にパージライン２３を設けている。具体的な動作と
しては、ターンテーブル２１ａを回転させてロット５０
０をストッカ４に付属のデータリーダライタ１１ｂの近
傍に持っていく。そしてホストコンピュータ７ｂへのデ
ータ通信を行なう際に、同時にパージライン２３をケー
ス１０のパージプラグ２４に接続する。そして、パージ
ライン２３からパージプラグ２４を介してケース１０内
に清浄な窒素や乾燥空気を送ってそれによりケース１０
内を置換する。これにより、ケース１０内のカセット８
に保持されているウェハの周りの雰囲気を清浄に保つこ
とができ、その結果ウェハ表面の自然酸化膜の成長、ウ
ェハ表面への１機物の付着および汚染物の付着を防止す
ることができる。その結果、そのケース１０内の雰囲気
が置換されたロット５がストッカ４から搬出されて次工
程で処理される際に、従来より清浄なウェハ表面を持っ
た状態で処理される。これにより、直接コンタクト抵抗
を低減できるなどのデバイス特性の向上を図ることがで
きるとともに、膜剥がれを防止することができる結果歩
留りを向上することも可能となる。なお、ウェハ９を保
持するカセット８がケース１０に覆われていないタイプ
のものでは、カセット８がストッカ４内に収納されたと
きに、ストッカ４の内部に不純物を含まない気体をパー
ジライン２３などを用いて供給する。これにより、スト
ッカ４の内部を清浄な雰囲気に置換してストッカ４内の
カセット８に保持されているウェハ９の表面を清浄にす
ることができる。

【００６６】なお、今回開示された実施の形態はすべて
の点で例示であって制限的なものでないと考えられるべ
きである。すなわち、本発明の範囲は上記した実施の形
態の説明ではなく特許請求の範囲のよって示され、さら
に特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべて
の変更が含まれる。

【００６７】

【発明の効果】請求項１〜１３に記載の発明によれば、
半導体ウェハがストッカに保管されている間に検査、測
定および異物除去のいずれかを行なう非加工処理装置に
より半導体ウェハの非加工処理を行なうことによって、
ストッカに保管されている期間以外に非加工処理を行な
う場合に比べてその非加工処理に要する時間だけ製造期
間を短縮することができる。通常製造期間の６０％を占
めるストッカでの保管期間を有効利用することによっ
て、半導体製造の効率を著しく向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１による半導体製造シス
テムを示した概略図である。

【図２】 図１に示した半導体ウェハを収納するための
ケースと記憶媒体とを示した部分拡大図である。

【図３】 半導体ウェハを保持するカセットに直接記憶
媒体が取付けられる場合の構成を示した概略図である。

【図４】 実施の形態１による製造フローの条件を示し
た図である。

【図５】 図１２に示した従来の製造フローに対応する
実施の形態１による製造フローを示した図である。

【図６】 本発明の実施の形態３による半導体製造シス
テムを示した概略図である。

【図７】 本発明の実施の形態４による半導体製造シス
テムを示した概略図である。

【図８】 本発明の実施の形態５による半導体製造シス
テムの製造手順を示した図である。

【図９】 図８に対応したフローチャートである。

【図１０】 本発明の実施の形態６による半導体製造シ
ステムの制御を説明するためのフローチャートである。

【図１１】 従来の半導体製造システムを示した概略図
である。

【図１２】 図１１に示した従来の半導体製造システム
を用いた製造フローを示した図である。

【図１３】 従来の一般的な分離酸化膜を形成する際の
製造手順を示した図である。

【図１４】 従来の半導体製造期間の内訳を説明するた
めのグラフである。

【符号の説明】

１ａ〜１ｇ 処理装置、２ａ〜２ｃ 測定装置、３ａ〜
３ｃ 検査装置、４ストッカ、４ａ 保管エリア、４ｂ
付加機能エリア、５ ロット、６ａ，６ｂ異物除去装
置、７ａ ストッカに備えられたコンピュータ、７ｂ
ホストコンピュータ、１１，１１ａ，１１ｂ データリ
ーダライタ、１７ 記憶媒体、２０ネットワーク、２２
表示システム、２３ パージライン、２４ パージプ
ラグ。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚の半導体ウェハを含むロットごと
   に前記半導体ウェハを加工する半導体製造システムであ
   って、 前記ロット内の半導体ウェハの加工を行なう複数の加工
   処理装置と、 前記加工処理装置による前記ロットの加工処理中以外の
   間、前記ロットを保管しておくためのストッカと、 前記ストッカと連携して設けられ、前記ロット内の半導
   体ウェハの加工以外の検査、測定および異物除去のいず
   れかを行なう複数の非加工処理装置とを備え、 前記ロットが前記ストッカに保管されている間に、前記
   非加工処理装置により前記ロット内の半導体ウェハの非
   加工処理を行なう、半導体製造システム。
2. 【請求項２】 前記ストッカは、前記ロットを保管する
   保管領域と、前記少なくとも１つの非加工処理装置を収
   納する付加機能領域とを含む、請求項１に記載の半導体
   製造システム。
3. 【請求項３】 前記加工処理装置および非加工処理装置
   に接続され、前記加工処理装置および非加工処理装置の
   情報を管理するための情報管理手段をさらに備える、請
   求項１または２に記載の半導体製造システム。
4. 【請求項４】 前記ロットごとに設けられ、その処理工
   程の前後の処理工程の内容を記憶するための記憶媒体
   と、 前記記憶媒体に蓄積された情報を読出す手段と、 前記記憶媒体から読み出された情報に基づいて前記ロッ
   トの移動を制御する手段とをさらに備える、請求項１に
   記載の半導体製造システム。
5. 【請求項５】 前記検査、測定および異物除去のいずれ
   かを行う各非加工処理工程間の優先度を設定する手段を
   さらに備え、 前記優先度設定手段の設定内容に基づいて前記ロット内
   の半導体ウェハの非加工処理を行なう、請求項１に記載
   の半導体製造システム。
6. 【請求項６】 前記非加工処理工程の後工程の稼動状況
   を調べる調査手段と、 前記後工程の稼働状況に基づいて前記ロットの前記スト
   ッカ内での待機時間を計算する待機時間算出手段と、 前記算出された待機時間に基づいて前記非加工処理の処
   理順序を決定する処理順序決定手段とをさらに備えた、
   請求項１に記載の半導体製造システム。
7. 【請求項７】 前記ロットの非加工処理による検査・測
   定結果に基づき前記ロットの良品率を計算する良品率算
   出手段と、 前記算出された良品率に基づいて前記ロットのその後の
   処理を決定する処理内容決定手段とをさらに備える、請
   求項１に記載の半導体製造システム。
8. 【請求項８】 前記ロットの非加工処理による検査・測
   定結果に基づき、後の工程の処理条件を決定する処理条
   件決定手段と、 前記決定された処理条件に基づき、前記後の工程の処理
   条件データの変更を行なう変更手段とをさらに備える、
   請求項１に記載の半導体製造システム。
9. 【請求項９】 前記ストッカに前記ロットが待機してい
   る間に前記加工処理装置および非加工処理装置の処理結
   果データを前記ロットの記憶媒体に書込む手段をさらに
   備える、請求項１に記載の半導体製造システム。
10. 【請求項１０】 前記ロットの非加工処理による検査・
    測定結果に基づき、前記ロットごとのデバイス特性の時
    系列的な変動を検出する検出手段と、 前記検出手段による結果を表示する表示手段とをさらに
    備えた、請求項１に記載の半導体製造システム。
11. 【請求項１１】 前記検出手段による結果に基づき、前
    記加工処理装置が異常かどうかを判断する異常判断手段
    と、 前記異常判断手段により異常と判断された場合に前記加
    工処理装置に警告信号を発信する手段とをさらに備え
    た、請求項１０に記載の半導体製造システム。
12. 【請求項１２】 前記１ロット分の半導体ウェハを収納
    するケースと、 前記ケースに設けられた気体注入部と、 前記ストッカに設けられ、前記半導体ウェハを収納する
    ケースが前記ストッカに待機している間に前記ケースの
    気体注入部から清浄な気体を注入して前記ケースの内部
    の雰囲気を置換する手段とをさらに備えた、請求項１に
    記載の半導体製造システム。
13. 【請求項１３】 前記半導体ウェハを保管する前記スト
    ッカ中に不純物を含まない清浄な気体を供給して前記ス
    トッカ内部を清浄な雰囲気に置換する手段をさらに備え
    た、請求項１に記載の半導体製造システム。