JP2523607B2 - 半導体生産進捗支援装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体製品の生産工程を管理する機構に係
り、加工処理用の機器の作動状態が良好で安定している
ときは、自動的に検査工程の一部を省略して生産性を高
め得るように改良した支援装置に関するものである。

〔従来技術〕

ウエハ処理の方式として、例えば、実公昭60−176547
号公報（ウエハ処理装置）に示されたように、リング状
搬送路を中心としてウエハプロセスにおける複数の処理
装置を放射状に配置し、ウエハリング状搬送路と各処理
装置との搬入搬出をできるようにしたウエハ処理装置が
公知である。しかしながら、上記方法は、放射状に配置
された処理装置へ製品を送る場合、製品の流れをコント
ロールする機構や生産性を向上させるための機構につい
ては配慮されていなかった。

ウエハ搬送制御方法として、例えば、特開昭60−2293
47号公報（搬送システム）に示されたように、搬送中の
キャリアボックスに付着する塵埃の量を軽減する為、上
部空間に搬送路を設ける方法や、特開昭60−229348公報
（ウエハ搬送制御方法）に示されたように、ウエハ処理
部に搬送するウエハの枚数を、平均処理時間を考慮して
決定する方法がある。しかしながら、これらの方法は、
全体の流れを考慮した量産ライン化する機構がなかっ
た。

ライン化の方式として、例えば、特開昭60−231334
（半導体連続組立装置）に示されたように、組立に必要
な処理装置に部品や製品を供給、排出する装置を具備さ
せて、処理装置とストッカとを搬送路に並設し、更に、
搬入搬出を行なう移動ロボットを設けることにより、各
装置の処理能力を平均化させて同一ラインで連続して組
立てる方法がある。しかしながら、上記方法は、製品を
救済する機構については考慮されていなかった。

物を送る方式として、例えば、特開昭58−15989号公
報（データ伝送方式）、特開昭58−15990号公報（時分
割多重装置のための信号の標本化方式）の一部に示され
たように、通信路の設定と通信文の分割を経済的、効率
的に行なう為、通信要求の発生時、あらかじめ通信路・
通信文を規定する方法がある。しかしながら、上記方法
は、通信速度は通信の生産ラインと異なって桁違いに早
く、一定のスピードで流れを維持しコントロールすると
いう点については考慮されていなかった。

上記従来技術は、製品の流れをコントロールする機構
や生産性を向上させるための機構については考慮してお
らず、生産現場においては、搬送系や製品の送り方によ
って、生産ライン全体の効率に結びつく訳ではなかっ
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

およそ流れ作業の生産ラインを構成している多数の加
工処理装置は、それぞれ不良率０を目標に改善され管理
されている。

しかし乍ら、これら加工処理装置は必ずしも常に最良
の状態で稼働するとは限らないので、最悪の状態を想定
しても不良品がラインオフされないよう、流れ工程の途
中に複数の検査機器が配置される。

こうした全体構成から容易に理解し得る如く、加工処
理装置が良好にかつ安定して稼働しているときは、複数
の検査機器の内の１部の検査工程を省略しても、製品の
品質を充分に保証し得る。

而して、検査工程の省略は、生産性向上にとってプラ
スすることは自明である。もちろん、検査工程の一部省
略は、加工処理装置の稼働状態が良好である場合に限ら
れる。

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、製品で
ある半導体の品質を保証し得る範囲内において、自動的
に検査工程を省略して生産性を高めることが出来、併せ
て生産ラインを合理化するに有効な、半導体生産進捗支
援装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、発明の支援装置は、半導
体生産用の素材に対して同様の処理を繰返し施工する生
産設備を支援する装置に適用され、 ａ）該生産設備を構成する複数の処理装置それぞれの状
態を表わす特性を検出して送信する機器と、 ｂ）上記の特性に基づいて生産の進行状態が正常である
か否かを判定するコントローラと、 ｃ）上記コントローラから作業指示を受けて検査し行う
機器と、 ｄ）前記処理装置及び検査機器を結ぶ搬送手段とを備
え、かつ、 ｅ）前記のコントローラが、生産の進行状態が正常であ
ると判断したときは、予め定められた基準に基づき、該
コントローラは検査工程の少なくとも１部を省略するよ
うに、検査機器及び搬送手段を制御するように構成した
ことを特徴とする。

〔作用〕

上記の構成によれば、処理装置の状態が良好であると
きは、コントローラがこれを判断して検査工程の１部を
省略するように制御するので生産性が向上する。

更に、上記コントローラによって搬送手段を制御せし
めることにより、流れ生産工程の合理化を可能ならしめ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を説明する。

第１図に、本発明の構成の１例を示す。本実施例の装
置は、複数の同種類の処理設備２、洗浄設備３、検査設
備４、各処理対象（ロット）を授受し物流を制御するマ
ルチステーション５、各設備にロットを搬送する複数の
コンベア７、その分岐・合流設備６とから成る複数（本
例では４個）の職場（群）１と、搬送設備８と、各職場
の処理設備の状態監視システム11と、製品の処理状況を
抜取り評価する検査設備９と、評価結果により該ロット
の再生処理を行なう製品救済設備10とからなる。例え
ば、第２図に示したロットａを処理する場合、予め決め
られている品種別工程A,B,Cの順序で処理する。従っ
て、工程Ａの処理を完了したロットは、搬送設備８を経
由して予め決められた工程に該当する職場のマルチステ
ーション５に送られる。そして、分岐・合流設備６、コ
ンベア７を経由して、第２図の工程に従って、該当する
洗浄設備３、処理設備２、検査設備４へと振り分けられ
る。該ロットの処理結果の適否は、処理中の設備の状態
をモニタする監視システム11（第１図）で判断する。こ
の結果、該ロットの処理結果や該設備の状態が正常でな
いと認定された時は、該設備の状態を正常に戻す対策を
行なうとともに、ロットの処理状態を評価し正常な状態
に更正させる為の検査設備９に送る。この検査設備９の
結果を利用して該ロットを更正されるか否か判断し、更
正する場合は製品救済設備10において処理する。処理し
た該ロットは、再び、検査設備９で評価する。評価した
結果、正常な製品として利用できないと判断した時は、
更正前に不適と判断したロットと同様に廃棄する。正常
な製品に更正したロットは、搬送設備８を経由して、第
２図に示した該ロットの工程順序に従って、次工程に該
当する職場へ送られる。そして、第２図に示したロット
ａ、ロットｂのように、順次に処理をする。

第３図は、本発明において、物（ロット）の流れをラ
イン化する原理を示したものである。例えば、第２図で
表わした品種別処理順序が工程Ａ、工程Ｂ、工程Ｃの繰
り返しの場合について示したのが第３図の現状の流れで
ある。このように、工程A,B,Cを繰り返して、第１回目
の処理を、第２回目の処理をで表示している。（例
えば、図のＢ工程のは、工程Ｂにおける２回目の処理
を示す）従来の方法では、工程単位にロットを保管する
為に、流れが混乱していた。例えば工程Ａにおいて、
に該当する複数のロットが仕掛っているので作業の
優先順序を自由に決めることが可能である。この結果、
従来技術においては、工程Ａの作業効率を重視した処理
順序が支配的となっていた。そこで、本発明では、工程
別に繰り返し回数単位に保管することによって、物の流
れを作ることにした。更に、後工程の仕掛りで動く第３
図では、「Ｂ工程のロットはＣ工程のの作業が無く
なると該ロットを動かせるよう」にしてライン化した。
このような方法により、従来の工程の機能別配置のまま
でライン化が可能となる。第３図は、その原理を示した
もので、各工程の前に繰り返し回数分のステーションを
設置して仮想の流れを想定する。これを実現する為に、
マルチステーションを創作した。このマルチステーショ
ンでは、後工程の仕掛り量によって流れをコントロール
する。この方式をサークルライン方式と呼ぶことにす
る。又、この方式は、多品種に対しては類似工程のもの
をまとめてラインバラスンを図ることによって対応でき
る。次に、サークルライン方式の１実現形態を示す。

第４図は、第１図に示したマルチステーション４の構
成の詳細を表わしたものである。前の工程で処理を完了
したロットは、搬送設備4bを経由して、該当する職場に
運ばれて来る。ロットの届いたことを検知したセンサ4c
は、ロットに関する情報をコントローラ4fへ送り、どの
工程の何回目の処理かを確認して、該当するマルチステ
ーションへ分岐・合流設備4eを利用して該ロットを例え
ばNo iのステーション4aに移動させる。ロットを受け取
ったNo iのステーション4aでは、職場の処理設備を選択
し、コンベア4dを利用してロットを該処理設備へ移動さ
せる。処理に完了したロットは、元のNo iステーション
4aに返送されて、次工程の作業量（仕掛り量）によって
次の職場のマルチステーションへと移動する。この場
合、処理中のロットがNo iのステーション4aを離れてい
る間は、他のロットの利用は不可となる。例えば、この
マルチステーションのステーションの数は、品種別工程
の繰り返し数の最大値でも良い。このような構成によ
り、以下の特徴を有する。ロットの自動認識機構を組み
込むことにより搬送設備が１本のコンベアのような簡便
なもので実現できる。又、このラインの流れに対して例
えば、垂直方向に流れを変更するような分岐・合流設備
を設けることにより、ロットの追い越しや通過が可能と
なる。この結果、多品種への対応ができる。

第５図は、各職場の設備の状態をリアルタイムで監視
する機構である。これは、処理設備51、洗浄設備52、検
査設備53と、これらの設備群と状態監視用計算機（コン
トローラ）55とを結ぶローカルエリアネットワーク54と
から構成する。処理設備51の処理時間などの実績値や、
洗浄設備52の汚染度合・濃度などの実績値や、検査設備
53の膜厚・含有量などの製品や設備の状態を的確を示す
実績値をオンラインで収集する。そして、各設備の特性
を表わす実績値により設備状態を第５図で示したような
管理図を用いて自動的に管理し、異常発生やその傾向を
迅速に把握する。設備状態の変化を認めた時は、該設備
の正常状態への回復対策（指示）や該ロットの詳細な検
査を促す。その結果第６図に示す如く、従来の品種別工
程順序のうち常に実施していた検査工程の省略が可能と
なり、ロット処理時間の短縮が当然に期待される。これ
に伴って設備の管理所要工数が低減され、コストダウン
に貢献して生産性を向上せしめる。

この監視システムにより設備状態の変化が製品に悪影
響を与えたと判断できる場合、該ロットを第１図に示し
た検査設備９を利用して、その救済方法を調べる。そし
て、例えば第７図（Ａ）で示した異物付着の例のように
救済（この場合、異物を製品上から除去）できると判断
した場合、該ロットの再生処理を行なう製品救済設備10
（第１図）に送って処理する。処理完了後、再び検査設
備９で良否を判定する。判定した結果、製品として再利
用できる場合は該ロットの次工程に搬送し、そうでない
場合は、救済できないと判断した場合と同様に該ロット
を廃棄する。但し、この製品救済設備10は、第７図
（Ｂ）のように、工程の途中において必要となる処理は
各職場に設置しておき、処理途中のロットを救済する為
の設備は第１図のように集中して配置する。このため、
各職場１で発生するスロット異常に対して、均一なサー
ビスが行なえるように、製品救済設備の多機能化が必要
となる。この結果、洗浄工程の省略によるロット処理時
間の短縮の他に、異常と判断できるロットの救済ができ
る為、生産性の向上も期待できる。

第８図は、本実施例における搬送係に品種別の搬送席
を設けたサークルライン管理用搬送装置を示す。これ
は、例えば本第８図に示すように、ロット37の品種
を専用に搬送する席35を品種の投入量比に応じ
て繰り返して設備した循環できるコンベア式の搬送路34
と、その搬送席５に搬送するロットを出し入れするロッ
ト情報読み取り機能付分岐・合流設備33と同種設備群か
らなる職場31（例えば、成膜処理など）の作業量を一定
に保つための仕掛り制御用マルチステーション32から構
成される。ロット37は、品種だけの識別により該
当する品種別搬送棚35に移載すれば、次の職場へ搬送で
きる。次の職場の識別と搬送先の指示は、分岐・合流設
備33で品種を識別次第、予め準備しているロット別の進
行管理用テーブルを用い、ロットの進捗度を追跡してい
るコントローラ36によって行なう。又、品種専用の搬送
席35の品種識別もコントローラによって管理し、職場31
の専用の分岐・合流設備33からロット37（例えば、品種
）に該当する品種の空搬送席35へ送る。通常、職場
31で行なわれている品種の第ｉ番目の工程に該当する
ロット37は、該工程の処理終了後、職場31と搬送路34と
の間のマルチステーション32に運ばれる。例えば、この
マルチステーション32は、該職場31の設備数に対応した
保管用エリアの数が準備されている。このマルチステー
ション32に保管、又は、設備に仕掛中のロット37に対応
するエリア（例えば、第４図のNo iのステーション）が
満杯の時は、この職場31で処理するロット37の直前の職
場（直前の工程に対応）において、分岐・合流設備33で
の該ロットの移動を禁止している。マルチステーション
32に移動したロット37は、分岐・合流設備33において品
種を識別した後に該品種の搬送席へ移載される。そし
て、ロットの進行速度を確保するため一定のスピードで
搬送する。次工程の職場に送られてきたロット37は、そ
の職場の分岐・合流設備によって空のマルチステーショ
ンのエリアに送られる。このマルチステーションにおい
て、該ロットの品種・工程別の作業内容に応じた設備操
作条件をコントローラ36から探索入手し、該設備へ払い
出す。この場合、設備の処理速度／ロットを搬送路34の
搬送速度と同じにすれば、コンベアによる流れ生産のよ
うなライン化が可能となる。又、この職場に仕掛るロッ
ト数を制御することにより、製作期間や仕掛り量を小さ
くすることも可能となる。

一方、第８図の品種別の搬送席を、マルチステーショ
ン別の搬送指定席とする場合について述べる。この場
合、ロットの送り先である職場のマルチステーションｊ
のステーション（エリア）数Sjを、第４図で述べたよう
に、品種ｉのマルチステーションｊでの繰り返し処理の
必要な回数Nijの最大値と仮定する。

マルチステーションｊの搬送用の指定席数Ljは以下の
式で表現できる。

Lj＝ΣNij/ΣΣNij×Ｚ ここで、Ｚは全職場の最適仕掛り量である。そして、
各職場別に均等に指定席を設ける。この方法により、無
駄のない指定席が搬送路34上に設計できる。

第９図に、行き先職場別に搬送路を設けたサークライ
ン管理装置を示す。

これは、第８図の実施例の品種別搬送席を繰り返して
設置した搬送路の構成が、同種設備群のある職場の種類
（例えば、イ，ロ，ハ，ニの４種類）別の循環できるコ
ンベア式搬送路44に代替したものである。

ロット46（例えば、品種）の処理が終了してイの職
場41aの分岐・合流設備43から職場別の搬送路に移す場
合、予め準備されている該ロットの進行管理テーブルか
ら次工程の職場（例えば、ロの職場41b）を探索する。

そして、該当する職場ロ41bの搬送路44にロットを移
し、ロの職場41bへ搬送する。このように、ロット46
は、次工程の職場の識別により該当する職場行き先別搬
送路44に移載するだけで、次の職場へ搬送できる。

この場合、職場搬送路44がロットの保管機能として利
用できるので、マルチステーションは三つのエリア（受
けエリア、払い出しエリア、予備エリア）でも運用でき
る。又、職場別の設備処理速度／ロットに対応した搬送
路の搬送速度が確保できるので、処理単位の異なる職場
の生産性効上が確保できる。第10図に、品種別に搬送路
を設けたサークルライン管理装置を示す。

これは、第８図の実施例の品種別搬送席を繰り返して
設置した搬送路の構成が、品種別の（例えば、，，
の３種類）専用で、しかも循環できるコンベア式の搬
送路64に代替したものである。

ロット46（例えば、品種）の処理が終了して職場31
の分岐・合流装置43から該当する品種の専用搬送路に移
載する場合、ロットの品種を識別するだけで選択でき
る。そして、ロットの通行管理テーブルから次工程の職
場を探索し、該ロットを搬送する。このようにロットの
品種を識別し、該品種専用搬送路にロットを移載するだ
けで、次の職場へ移動できる。

又、品種別に各職場の設備処理速度／ロットが極端に
異なる場合、職場内を品種別設備群に分類することによ
り品種別の流れ生産のライン化が可能となる。この場
合、マルチステーション42は品種別に管理しても良い。

第11図に、左回り循環搬送路と右回り循環搬送路とを
設けたサークルライン管理装置を示す。

これは、第８図の実施例の品種別搬送席を繰り返て設
置した搬送路の構成が、右回りの左回りとに循環できる
コンベア方式で、しかも独立した２つの搬送路74,75で
代替したものである。

ロット37の処理が終了して当該職場31の分岐・合流装
置33から搬送路74,75に移す場合、該ロットの進行管理
テーブルから次工程の職場を探索する。そして、次工程
の職場に最も早く到達できる搬送路を選択し、該ロット
を次の職場へ搬送する。このように、本例は、第１図の
搬送路に比べて比較的簡単な機構であって、多品種の製
品を対象とする場合に好適である。

第12図に、ロット進行管理情報読み取り機能付搬送手
段を設けたサークルライン管理装置を示す。

これは、第８図の実施例の品種別搬送席を繰り返して
設置した搬送路の構成が、搬送対象ロットの進行管理情
報読み取り機能付の有軌道式搬送台車や循環できるコン
ベアなどのような搬送路84で代替したものである。従っ
て、マルチステーション32から搬送路84にロットを分岐
させる合流設備33では、ロットの有無を識別できる機能
だけで良い。

ロット86の処理が終了すると、該ロットに添付してい
るロット進行管理情報を記録する媒体（例えば、ICカー
ドなど）に該工程の処理完了情報を添加する。そして、
該ロットとそのロット進行記録媒体とともに、マルチス
テーション32を経由して移載装置33に運ぶ。この移載装
置では、次工程に搬送すべきロットの有無を識別し、搬
送路84を管理しているコントローラ36にその情報を送
る。搬送要求情報を受けたコントローラ36は、搬送路
に、該ロットの受け取りを指示し、ロットの次工程を識
別する。そして、搬送先の工程の職場31に、該ロットを
搬送する。

このように、ロット進行管理情報読み取り機能付搬送
路と、各ロットに進行管理情報を記録する媒体とを添付
することにより、複雑に錯綜する工程を流れ生産にライ
ン化することを可能とする。この場合、品種の工程順序
を短期間に変更・追加・削除したり、多品種製品を対象
としたりする場合に好適である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の支援装置を適用する
と、半導体製品の品質を保証し得る範囲内において、自
動的に検査工程を省略して生産性を高めることが出来、
併せて生産ラインを合理化を図り得るという優れた実用
的効果を奏し、半導体産業の発展に貢献するところ多大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る支援装置の１実施例を模式的に描
いた説明図、第２図は上記実施例の工程図、第３図はラ
イン化の原理を説明する為の図、第４図は前記実施例に
おけるマルチステーションの詳細な説明図、第５図は同
じく、設備・プロセスの状態監視機構の説明図、第６図
は前記実施例の作用、効果を説明する為の図、第７図は
同じく効果の１例の説明図である。第８図乃至第12図は
それぞれ前記と異なる実施例の説明図である。 1,1a,1b,1c,1d……職場、２……処理設備、３……洗浄
設備、４……検査設備、4a……ステーション、4b……搬
送設備、4c……センサー、4d……コンベア、4f……コン
トローラ、５……マルチステーション、６……分岐・合
流設備、７……コンベア、９……検査設備、10……製品
救済設備、11……状態監視機構、31……職場、51……処
理設備、52……洗浄設備、54……ローカルエリアネット
ワーク、55……コントローラ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体製品となすべき素材に対して同様の
   処理を繰返し施工する生産設備を支援する装置であっ
   て、 ａ）該生産設備を構成する複数の処理装置それぞれの状
   態を表わす特性を検出して送信する機器と、 ｂ）上記の特性に基づいて生産の進行状態が正常である
   か否かを判定するコントローラと、 ｃ）上記コントローラから作業指示を受けて検査を行う
   機器と、 ｄ）前記処理装置及び検査機器を結ぶ搬送手段とを備
   え、かつ、 ｅ）前記のコントローラが、生産の進行状態が正常であ
   ると判断したときは、予め定められた基準に基づき、該
   コントローラは検査工程の少なくとも１部を省略するよ
   うに、検査機器及び搬送手段を制御するように構成した
   ことを特徴とする半導体生産進捗支援装置。