JPH11224894A

JPH11224894A - 半導体デバイスの製造装置

Info

Publication number: JPH11224894A
Application number: JP10185567A
Authority: JP
Inventors: Minoru Yoshida; 稔吉田; Takeshi Doi; 猛土肥
Original assignee: INNOTECH CORP
Current assignee: INNOTECH CORP
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 1999-08-17
Anticipated expiration: 2018-06-16
Also published as: EP0905745A3; EP0905745A2; CA2248524A1; ID20245A; AU8306298A; KR19990029921A; JP2974069B2; AU707688B2; SG102529A1; CN1214531A; TW421812B

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体デバイスの製造装置におけるウエハ基
盤の搬送経路を簡略化して、半導体デバイスの生産効率
を高めることである。さらに、大掛かりなクリーンルー
ムを不要にした装置を提供すること。【解決手段】ウエハ基盤の個々の層を形成する工程に
おける洗浄や膜形成等の複数の処理機構で単位工程グル
ープを構成し、これら複数の単位工程グループをウエハ
基盤を搬送するメイン経路７に沿って直列に配置した単
位工程グループ群を備えた。また、ウエハ基盤を搬送す
るメイン経路に接続した単位工程グループを備えるとと
もに、この単位工程グループは、ウエハ基盤の個々の層
を形成する工程における洗浄や膜形成等の複数の処理機
構をウエハ基盤を処理する順序で直列に配置した。

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、半導体デバイス
の製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体デバイスの製造装置を図９
〜図１２を用いて説明する。この製造装置は、ベイ方式
と呼ばれるもので、同一種類の処理機構を複数設置した
工程ベイにより、構成されている。図９に示すように、
処理工程の種類に対応した複数の工程ベイ１１〜１８を
クリーンルーム４０内に設けている。次に、各工程ベイ
１１〜１８に設置した処理機構と、そこでの処理につい
て説明する。洗浄工程ベイ１１には、ウエハ基盤表面を
洗浄するための洗浄機構３１を設置している。

【０００３】酸化膜形成工程ベイ１２には、酸化膜形成
機構３２を設置し、ここでウエハ基盤の表面に酸化膜を
形成して、これを保護膜とする。また、感光剤塗布工程
ベイ１３と現像工程ベイ１４は、写真処理を行なう工程
ベイで、工程ベイ１３には感光剤塗布機構３３を、工程
ベイ１４には現像機構３４を設置している。そして、現
像工程ベイ１４では、感光剤上に必要なパターンに応じ
たマスクを載せて露光し、感光しなかった部分の感光剤
を取り除く処理を行う。薬品処理工程ベイ１５では、ウ
エハ基盤表面の不必要な物質、例えば、酸化膜の一部分
などを取り除く薬品処理を行なう。その処理に必要な薬
品処理機構３５を設置している。

【０００４】不純物拡散工程ベイ１６では、ウエハ基盤
内に不純物を拡散させる不純物拡散処理機構３６を設置
している。この不純物拡散処理機構３６には、形成する
層に応じて、必要な種類の不純物ガスを導入する。ま
た、スパッタ工程ベイ１７には、薄膜を形成するための
スパッタ機構３７を、検査工程ベイ１８には、ウエハ基
盤の検査機構３８を設置している。上記各工程ベイ間に
は、これらをつなぐモノレール１９を設置している。こ
のモノレール１９上を、処理すべきウエハ基盤を搭載し
た図示しない搬送ボックスが移動し、それぞれの工程ベ
イ１１〜１８にウエハ基盤を搬送する。

【０００５】また、各工程ベイ１１〜１８内には、工程
ベイ内専用の自動搬送装置を設けている。この自動搬送
装置によって、モノレール１９の搬送ボックスからウエ
ハ基盤を降ろすとともに、それを工程ベイ内で搬送し、
そこでの必要な処理を施す。その処理がすんだら、再び
搬送ボックスに戻すようにしている。なお、各工程ベイ
内には、同じ処理機構を複数設置して、一度に運びこま
れた複数枚のウエハ基盤を同時に処理できるようにして
いる。そして、ひとつの半導体デバイスを製造するため
に必要な処理工程数や順序は、品種によっても異なるの
で、制御用のＣＰＵが搬送経路を選択して、ウエハ基盤
を搬送するようにしている。

【０００６】このようなベイ方式の製造装置において、
半導体デバイスである図１２に示すトランジスタを製造
する方法を、図１０のフローチャートに従って説明す
る。なお、このトランジスタは、Ｎ型層１、３間に、Ｐ
型層２を挟んだ形で、表面には、電極４、５を露出さ
せ、他の部分を酸化膜２０で保護したものである。ま
ず、Ｎ型シリコンウエハ基盤をモノレール１９上の搬送
ボックスに載せ、工程ベイ１１へ搬送する。ステップ１
では、工程ベイ１１内で、ウエハ基盤を洗浄する。洗浄
後、ウエハ基盤は、モノレール１９で工程ベイ１２へ移
動し、ステップ２へ進む。ステップ２では、ウエハ基盤
表面に酸化膜２０を形成し（図１１（ａ）参照）、その
後ウエハ基盤を工程ベイ１３へ搬送する。ステップ３で
は、酸化膜２０上全面に感光剤を塗布する。そして、工
程ベイ１４におけるステップ４の現像工程では、図１１
（ｂ）のように、感光剤２１上にＰ型層２に対応するマ
スク２２を載せて露光し、感光しなかった部分、つま
り、マスク２２の部分の感光剤２１を除去する（図１１
（ｃ）参照）。

【０００７】次に、ウエハ基盤を工程ベイ１５へ搬送
し、ステップ５の薬品処理工程によって、感光剤２１が
ない部分の酸化膜を取り除く。すると、図１１（ｄ）に
示すように、Ｎ型層１がむき出しになった部分ができ
る。この状態で、ウエハ基盤を工程ベイ１６へ搬送し、
ステップ６に進む。ステップ６では、工程ベイ１６の不
純物拡散処理機構３６により、Ｐ型不純物を拡散させ
る。この拡散処理によって、ウエハ基盤内部には、図１
１（ｅ）のようにＰ型層２が形成される。ステップ７で
は、再度、ウエハ基盤を工程ベイ１１に搬送し、洗浄に
よって、表面に残った感光剤２１を除去する。ウエハ基
盤を工程ベイ１２へ搬送し、ステップ８で、酸化膜２０
を形成すると、図１１（ｆ）のように、Ｐ型層２の表面
も酸化膜２０で保護される。

【０００８】この状態から、以下の、ステップ９〜ステ
ップ１２では、上記ステップ３〜６と同様に感光剤塗布
工程→現像工程→薬品処理工程→不純物拡散工程を経
て、Ｎ型層３を形成する。ただし、ステップ１０の現像
工程では、Ｎ型層３の形状に対応させたマスク２２を載
せて露光する。次に、ウエハ基盤を工程ベイ１１に搬送
し、ステップ１３では、洗浄により、不要な感光剤２１
を除去し、工程ベイ１２へ搬送する。ステップ１４で
は、もう一度、酸化膜２０を形成する。これにより、図
１１（ｇ）に示すように、ウエハ基盤の全表面が酸化膜
２０で覆われる。

【０００９】以降、ステップ１５〜２２の工程により、
図１２におけるAl（アルミ）電極４、５を形成する。そ
のために、ステップ１５〜１８で、酸化膜２０に窓を開
ける。この窓は、Ｐ型層２とＮ型層３の表面に直接Al電
極を取り付けるために、酸化膜２０を取り除く部分に対
応している。まず、ステップ１５では、工程ベイ１３
で、図１１（ｇ）の酸化膜２０の上に感光剤２１を塗布
する。ステップ１６では、ウエハ基盤を工程ベイ１４に
搬送し、図１１（ｈ）のように上記窓に対応したマスク
２２を載せて現像する。ステップ１７では、薬品処理を
して、上記窓、すなわち、電極に対応する部分の酸化膜
２０を除去し、上記窓を形成する。さらに、工程ベイ１
１で洗浄して、残りの感光剤２１を除去する（ステップ
１８）。

【００１０】その上に電極用のAl膜２３を形成するため
に、ウエハ基盤を、スパッタ工程ベイ１７に搬送する。
ここで、Al膜２３を形成する（ステップ１９）。ここで
は、図１１（ｉ）のように、Al膜２３を全面に形成する
が、先に形成した窓に対応してＰ型層２と、Ｎ型層３に
それぞれAl膜２３と直接接触した部分があり、そこが電
極４、５になる。ステップ２０では、再度、工程ベイ１
３で、Al膜２３の上に感光剤２１を塗布する（図１１
（ｊ））。ステップ２１の現像工程では、図１１（ｊ）
のように、表面に露出する電極の形状を残すようにした
マスク２２を載せて現像する。そして、ステップ２２の
薬品処理工程によって、感光していない部分の感光剤２
１と、その下のAl膜２３を除去する。これで、Ｐ電極４
とＮ電極５ができる。さらに、ステップ２３で、洗浄し
て残りの感光剤２１を除去すれば、トランジスタができ
あがる。このようにしてできたトランジスタを工程ベイ
１８へ搬送し、検査する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにして、半
導体デバイスであるトランジスタを製造する場合、ウエ
ハ基盤に対して、図９の８個の工程ベイ１１〜１８で、
図１０のフローチャートの２４ステップの処理を行なっ
ている。このように、工程ベイの数より、処理ステップ
数の方が多いということは、ひとつの工程ベイで何回も
の処理を行なっているということである。つまり、ウエ
ハ基盤を載せた搬送ボックスは、モノレール１９上の同
じ経路を何回も通過し、ひとつのウエハ基盤を同じ工程
ベイに何回も搬送していることになる。例えば、上記の
工程で、モノレール１９はウエハ基盤を、洗浄工程ベイ
１１へ５回、酸化膜形成工程ベイ１２へ３回、感光剤塗
布工程ベイ１３と、現像工程ベイ１４、薬品処理工程ベ
イ１５へは各４回づつ、不純物拡散工程ベイ１６へ２
回、スパッタ工程ベイ１７と、検査工程ベイ１８へは１
回づつ、搬送している。

【００１２】そして、これらの工程ベイへウエハ基盤が
搬送される順序は、各工程ベイに付けた符号で示すと以
下のようになる。１１→１２→１３→１４→１５→１６
→１１→１２→１３→１４→１５→１６→１１→１２→
１３→１４→１５→１１→１７→１３→１４→１５→１
１→１８である。このように、１個の搬送ボックスが、
ひとつの工程ベイに何回も搬送されるような経路をとる
と、複数の搬送ボックスを搬送しようとするとき、その
経路が他の搬送ボックスの経路と交錯してしまう。その
ために、一方の搬送ボックスが、他方の搬送ボックスに
その経路を譲らなければならないようなことが起こる。
また、同じ処理機構を使用する工程が重なってしまった
場合、同時にひとつの工程ベイで処理することができな
いので、一方が待機しなければならない。

【００１３】特に、全工程数が多くなり、その中で、同
じ処理機構すなわち同じ工程ベイを利用する工程数が増
えれば増えるほど、搬送経路が長くなり、生産性が落ち
る。１個の搬送ボックスの経路が長くなるだけで、生産
効率は落ちるが、他の搬送ボックスの経路と交錯して、
待機時間が長くなると、さらに生産効率が落ちる。ま
た、この従来の装置では、全ての処理機構と搬送経路と
を設置できる大きなクリーンルームを必要としていた。
そこで、この発明の目的は、半導体デバイスの製造装置
におけるウエハ基盤の搬送経路を簡略化して、半導体デ
バイスの生産効率を高めることである。さらに、大掛か
りなクリーンルームを不要にした装置を提供することで
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明の半導体デバ
イスの製造装置は、ウエハ基盤の個々の層を形成する工
程における洗浄や膜形成等の複数の処理機構で単位工程
グループを構成し、これら複数の単位工程グループをウ
エハ基盤を搬送するメイン経路に沿って直列に配置した
単位工程グループ群を備えたことを特徴とする。第２の
発明は、ウエハ基盤を搬送するメイン経路に接続した単
位工程グループを備えるとともに、この単位工程グルー
プは、ウエハ基盤の個々の層を形成する工程における洗
浄や膜形成等の複数の処理機構をウエハ基盤を処理する
順序で直列に配置したことを特徴とする。第３の発明
は、第１の発明を前提とし、単位工程グループ群が、複
数の処理機構をウエハ基盤を処理する順序で直列に配置
して構成した単位工程グループを含むことを特徴とす
る。第４の発明は、第２の発明を前提とし、複数の単位
工程グループをウエハ基盤を搬送するメイン経路に沿っ
て直列に配置したことを特徴とする。

【００１５】第５の発明は、メイン経路から分岐したブ
ランチ経路を設けるとともに、全処理機構の中から特定
の処理機構をブランチ経路上に設置することを特徴とす
る。第６の発明は、ウエハ基盤を搬送する搬送経路上に
所定の間隔を保ってクリーンベンチを設け、このクリー
ンベンチが、上記搬送経路に向かってクリーンエアを噴
出し、上記経路とクリーンベンチ間にクリーン空間を形
成することを特徴とする。第７の発明は、ウエハ基盤の
搬送経路方向に沿ったクリーンベンチの端部に、下方に
向かうエアガイドを設けたことを特徴とする。第８の発
明は、クリーンベンチと搬送経路との間に渡し、クリー
ン空間を囲む囲いを設けたことを特徴とする。第９の発
明は、クリーン空間の下方に、排風口を設けたことを特
徴とする。

【００１６】第１０の発明は、メイン経路およびブラン
チ経路の一方または両方からなる搬送経路と、ウエハ基
盤を載せて上記搬送経路上を移動する搬送体とからなる
搬送機構と、この搬送機構が備えた上記搬送体の位置を
検出する位置検出機構と、この位置検出機構からの検出
信号に応じて、上記搬送体を移動または停止させる制御
ＣＰＵを備えたことを特徴とする。第１１の発明は、位
置検出機構が、搬送経路に沿って設けた位置を表わす番
地ＩＤと、搬送体に設けた上記番地ＩＤを読み込むＩＤ
センサとからなり、ＩＤセンサは移動中に読み込んだ番
地ＩＤを制御ＣＰＵへ送信し、制御ＣＰＵは送信された
番地ＩＤに基づいて上記搬送体の移動を制御することを
特徴とする。第１２の発明は、あらゆる品種に対応する
単位工程グループをウエハ基盤の搬送経路に沿って設
け、制御ＣＰＵが、搬送体の移動過程で必要な単位工程
グループだけを選択することを特徴とする。

【００１７】第１３の発明は、搬送経路に沿って設けた
他の処理機構と比べて処理能力の低い同種の処理機構を
複数連続した処理機構群と、上記搬送経路に沿って上記
処理機構群に対応する部分に設けた退避所とを備え、制
御ＣＰＵは、搬送経路上を移動する複数の搬送体を制御
するとともに、上記処理機構群にウエハ基盤を搬送する
搬送体を上記退避所で停止させて、この停止中の搬送体
を後続の搬送体に追い越し可能にしたことを特徴とす
る。第１４の発明は、ベイ方式など処理機構の配置がラ
ンダムであるランダム単位工程グループを備えたことを
特徴とする。なお、この発明でいう半導体デバイスの製
造装置は、半導体デバイスを製造する全工程を備えてい
る必要はなく、必要な工程を部分的にでも備えたものを
含む概念として用いている。また、単位工程グループを
ウエハ基盤の搬送経路に沿って直列に配置するとは、半
導体デバイスの製造工程順に、単位工程グループを並べ
ることである。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１〜図３に示す第１実施例は、
複数の工程ボックスＰ（１）、Ｐ（２）・・・をこの発
明のメイン経路である搬送路７に沿って、横一列に並べ
た製造装置である。この搬送路７上には、図示しない密
閉型クリーンボックスを載せた自動搬送車８を走らせ、
クリーンボックスに入れたウエハ基盤を搬送する。ま
た、搬送路７の上にはクリーンベンチ６を備えている。
このクリーンベンチ６は、下方の上記搬送路７に向かっ
て、クリーンエアを噴出するもので、このクリーンベン
チ６と搬送路７との間に、一点鎖線で囲んだクリーン空
間３９を形成する。なお、クリーンベンチ６の端部には
下方に下がったエアガイド６ａを設け、クリーンエアの
下向きの流れを整えることができる。このエアガイド６
ａに沿った流れは、エアカーテンとして機能する。した
がって、クリーン空間３９に噴出したクリーンエアが、
クリーン空間３９から流出しなくなる。したがって、搬
送路７を走行するクリーンボックスは、常に清浄な雰囲
気の中を搬送されることになる。

【００１９】上記工程ボックスＰ（１）、Ｐ（２）・・
・内には、ウエハ基盤の個々の層を形成する工程に必要
な数種の処理機構をひとまとめとして、ひとつの単位工
程グループを構成している。そして、これらの単位工程
グループは搬送路７に沿って直列に配置され、この発明
の単位工程グループ群を構成している。そして、上記単
位工程グループ、すなわち、工程ボックスの並び順に従
って、処理を行なうものである。ここでは、従来例で説
明した図１２に示すトランジスタを製造する工程につい
て説明する。この製造工程は、図１０に示すフローチャ
ートと同じである。つまり、図１０のフローを行なう全
処理機能を、各工程ボックスＰ（１）、Ｐ（２）・・・
内の単位工程グループによって、実現している。この発
明の製造装置を構成する上記各工程グループが、どの処
理機構によって構成されているのか、以下に説明する。
各単位工程グループは、図１０に示す全工程のステップ
１〜２４に対応する２４の処理機能を、５個のグループ
に分けて構成したものである。このようにした各単位工
程グループ内での処理機能の順序は、図１０のフローと
同じである。なお、このグループ分けは、工程の機能を
考慮して行われるが、絶対的なものではない。ウエハ基
盤の個々の層を形成する一連の工程として考えられる複
数のステップを、まとめて同一のグループに入れる。

【００２０】したがって、第１実施例では、図１０のフ
ローチャートのステップ１〜ステップ２４を、図２に示
すように５個の工程グループ１０１〜１０５からなるフ
ローに対応させている。第１工程グループ１０１は、ス
テップ１〜６に対応し、トランジスタのＰ型層２を形成
する工程、第２工程グループ１０２は、ステップ７〜１
２に対応し、Ｎ型層３を形成する工程である。また、第
３工程グループ１０３は、ステップ１３〜１５に対応
し、電極を設ける位置を決める工程、第４工程グループ
１０４は、Al電極を形成する工程で、第５工程グループ
１０５は、検査工程である。なお、ここでは、Al電極を
形成する工程を、電極と半導体が接触する面側で、酸化
膜に窓を開けて電極位置を決める第３工程グループ１０
３と、外部へ露出する側の形状を形成する第４工程グル
ープとの２グループで、構成している。

【００２１】各工程ボックスＰ（１）〜Ｐ（５）には、
図３に示すように、各工程に必要な処理機構を設置して
いる。ここで、各工程ボックスＰ（１）〜Ｐ（５）に設
置した処理機構は、従来例の工程ベイ１１〜１８内に設
置していたものと同じ種類のものである。そして、同種
の処理機構には同符号を付けている。上記第１工程グル
ープの工程ボックスＰ（１）には、Ｐ型層２を形成する
のに必要な処理機構を設置している。すなわち、洗浄機
構３１、酸化膜形成機構３２、感光剤塗布機構３３、現
像機構３４、薬品処理機構３５、不純物拡散処理機構３
６を設置している。第２工程グループの工程ボックスＰ
（２）には、Ｎ型層３を形成するのに必要な処理機構と
して、上記第１工程グループの工程ボックスＰ（１）と
同種類の処理機構を設置している。ただし、第２工程グ
ループで、現像時に使用するマスクパターンと、不純物
拡散処理機構３６に導入するガスの種類が、第１工程グ
ループのものとは、異なる。

【００２２】第３工程グループの工程ボックスＰ（３）
には、電極を設ける場所を確保するために、酸化膜に窓
を開ける工程に必要な処理機構として、洗浄機構３１、
酸化膜形成機構３２、感光剤塗布機構３３、現像機構３
４、薬品処理機構３５を設置している。第４工程グルー
プは、Al電極を形成する工程で、工程ボックスＰ（４）
には、洗浄機構３１、感光剤塗布機構３３、現像機構３
４、薬品処理機構３５の他に、スパッタ機構３７を設置
している。最後の工程ボックスＰ（５）内には、洗浄機
構３１と検査機構３８とを設置している。

【００２３】上記５個の工程ボックスＰ（１）〜Ｐ
（５）は、クリーンボックスを搬送する自動搬送車８の
搬送路７に沿って、一列に設置している。また、各工程
ボックスＰ（１）〜Ｐ（５）には、クリーンボックスを
出し入れする出入り口９を形成している。なお、各工程
ボックスＰ（１）〜Ｐ（５）内には、上記処理機構の他
に、図示しないウエハ基盤搬送機構が設けられている。
このウエハ基盤搬送機構は、出入り口９からクリーンボ
ックスを取り込んで、各処理機構まで搬送するものであ
る。そして、クリーンボックス内のウエハ基盤を外気に
さらさずに、各処理機構にセットできる従来からある機
構を備えている。このような製造装置において、図１２
のようなトランジスタを製造する方法を説明する。

【００２４】ウエハ基盤を収納した密閉型のクリーンボ
ックスを載せた自動搬送車８は、図１、図３の矢印Ｘの
方向にのみ移動し、工程ボックスＰ（１）〜Ｐ（５）
へ、順番に、クリーンボックスを搬送する。初めに、ク
リーンボックスは、工程ボックスＰ（１）の出入り口９
から工程ボックスＰ（１）内に入る。工程ボックスＰ
（１）内では、搬入したウエハ基盤に、Ｐ型層２を形成
する処理を行なう。この処理がすんだウエハ基盤をクリ
ーンボックスに戻し、クリーンボックスは自動搬送車８
によって、隣の工程ボックスＰ（２）へ移動する。工程
ボックスＰ（２）内でも、必要な工程を行い、出てきた
クリーンボックスは、隣の工程ボックスＰ（３）へ移動
する。以下、同様に、工程ボックスＰ（４）→Ｐ（５）
での工程を行い、製品が完成する。

【００２５】このように、自動搬送車８が、一方向に移
動するだけで、全処理工程が行われるので、必要な処理
機構を求めて、自動搬送車８が搬送路７上を行ったり来
たりする必要がない。つまり、無駄な搬送経路を通るこ
となく工程を終えることができる。それだけ、生産効率
が良い。また、適当な間隔を保てば、複数の自動搬送車
８を、同時に搬送路７上に走らせても、自動搬送車８の
経路が交錯することがない。さらに、従来例のように、
異なるステップの処理のために、同じ工程ボックスを使
用することがないので、複数のクリーンボックスが同じ
工程ボックスに集まって、順番待ちをするようなことも
起こらない。したがって、待機時間が発生せず、効率の
よい生産ができる。

【００２６】第１実施例では、説明を簡単にするため
に、図１２に示すような単純なトランジスタを製造する
製造装置を例としたが、品種によって、工程ステップが
多くなれば、必要な単位工程グループを構成し、それに
したがって、工程ボックスを設置すれば良い。もちろ
ん、単位工程グループを減らすこともできる。なお、上
記単位工程グループの区切り方は、この第１実施例のも
のだけではないが、上記工程ボックスＰ（１）とＰ
（２）のように、全く同じ処理機構によって複数の工程
ボックスが構成されるようにすると、設備コストを低く
できる。また、この第１実施例では、ウエハ基盤を収納
したクリーンボックスの搬送路７上にクリーンベンチ６
を備え、搬送路７とクリーンベンチ６との間にクリーン
空間３９を形成することによって、従来のようなクリー
ンルームがいらなくなる。すなわち、従来は、全ての処
理機構と搬送路とを設置できる大きなクリーンルームを
必要としていたが、この実施例によれば、そのような大
きなクリーンルームがいらなくなる。

【００２７】上記のようにクリーンベンチ６を利用した
クリーン空間３９を、さらに効率的に形成するために
は、クリーンベンチ６からのクリーンエアの流れを、下
方向に揃えることが有効である。そのために、この実施
例では、搬送路７に沿ったクリーンベンチ６の端部にエ
アガイド６ａを設けている。このエアガイド６ａは、下
方に向かって長さを長くしたり、クリーンベンチ６と搬
送路７との間に、壁やドアのような囲いを設けたりし
て、クリーン空間３９の外へ逃げるエア流を少なくする
ことも考えられる。このようにすれば、クリーン空間３
９内の効率的な清浄化が可能になる。

【００２８】なお、クリーン空間３９の下方に排風口を
設ければ、クリーンエアの流れを整えるのに役立つ。例
えば、クリーン空間３９を完全に囲ってしまった場合に
は、その囲いの下部に孔を開けたり、搬送路７面にパン
チ孔を形成したりすることによって、クリーンエアの流
れを整えることができる。また、このような排風口に、
強制排気手段を設ければ、さらに、クリーンエアの流れ
方向を整えられる。そして、クリーンエアが無駄なく、
搬送経路面へ向けば、それだけ、クリーンベンチからの
クリーンエア流量を少なくすることができ、クリーンベ
ンチを小型化することもできる。

【００２９】なお、この第１実施例では、クリーンベン
チ６を用いているが、クリーンルーム内に搬送路７や単
位工程グループを設置すれば、クリーンベンチ６がいら
なくなる。ただし、クリーンボックス内のウエハ基盤
を、外気にさらさずに、各処理機構にセットできる機構
を備えているので、この製造装置を設置するクリーンル
ームのクリーン度は、それほど高くする必要はない。従
来例の図９に示すような半導体製造装置は、クラス１以
上のクリーンルームに設置しなければならないが、この
装置を設置するクリーンルームのクリーン度は、クラス
１０００程度でかまわない。

【００３０】また、上記第１実施例においては、各単位
工程グループ１０１〜１０５を構成する処理機構を、ウ
エハ基盤の処理工程順に直列に配置している。そのた
め、各単位工程グループ１０１〜１０５に対応した工程
ボックスＰ（１）〜Ｐ（５）内でも、ウエハ基盤は、一
方向に移動するだけで良く、複雑な搬送経路を通る必要
が無い。ただし、各単位工程グループ内の処理機構は、
必ずしも全てを処理工程順に配置しなくてもかまわな
い。一部の単位工程グループだけが、処理機構を処理工
程順に配置したものであっても、従来例と比べて、ウエ
ハ基盤の搬送経路が単純化でき、生産効率が上がる。こ
の場合、他の単位工程グループは、各処理機構を処理順
ではなく、ランダムに配置したものでも良い。

【００３１】上記のような処理機構をランダムに配置し
たランダム単位工程グループを備えた製造装置として示
したのが、図４の第２実施例のものである。この第２実
施例では、図３に示す第１実施例の工程ボックスＰ
（１）、Ｐ（２）の代わりに、ランダム単位工程グルー
プである工程ボックスＰ（６）を設置している。そし
て、搬送路７に沿って設置した工程ボックスＰ（６）、
Ｐ（３）、Ｐ（４）、Ｐ（５）によって、単位工程グル
ープ群を構成するとともに、これらを直列に配置してい
る。この工程ボックスＰ（６）は、ベイ方式を採用し、
内部には、図３の工程ボックスＰ（１）に設置したのと
同様の処理機構を設置している。そして、この工程ボッ
クスＰ（６）内では、第１実施例の第１工程グループ１
０１と、第２工程グループ１０２の工程処理を行なう。
つまり、トランジスタのＰ型層２とＮ型層３（図１２参
照）とを形成する工程を、ひとつの単位工程グループと
し、この単位工程グループの処理をひとつのベイ方式の
装置によって実現するようにしている。

【００３２】このような製造装置を用いて、図１２に示
したトランジスタを製造する方法を説明する。まず、搬
送路７上を搬送されてきたクリーンボックスを工程ボッ
クスＰ（６）内に取り込んで、この工程ボックスＰ
（６）内で、ウエハ基盤にＰ型層２とＮ型層３（図１２
参照）とを形成する。ここで、Ｐ型層２とＮ型層３とを
形成する方法は、従来例と同じである。この処理がすん
だウエハ基盤を、クリーンボックスに戻し、クリーンボ
ックスは搬送路７上の自動搬送車８によって、隣の工程
ボックスＰ（３）へ移動する。以降、ウエハ基盤は、自
動搬送車８によって搬送路７上を移動し、工程ボックス
Ｐ（３）〜Ｐ（５）で、第１実施例と同様に処理して、
製品が完成する。

【００３３】このように、単位工程グループが搬送路７
に沿って直列に配置されていれば、自動搬送車８が、搬
送路７上を行ったり来たりすることがなく、半導体デバ
イスを効率良く製造できる。この第２実施例のように、
工程ボックスＰ（６）で、ベイ方式の装置を構成する
と、工程ボックスＰ（６）内で、ウエハ基盤が処理機構
間を行ったり来たりすることになるが、従来例のように
全工程の処理を行なうのではないので、ウエハ基盤の移
動経路は、それほど複雑にならない。また、工程ボック
スＰ（６）内の各処理機構は、第１工程グループ１０１
と、第２工程グループ１０２の工程処理だけを行なうも
のなので、従来例の処理機構より小型化できる。従来例
では、全工程の処理に用いるため、処理能力の大きな処
理機構を備える必要があった。そのために、処理機構が
大型化し、その結果、大掛かりなクリーンルームを必要
としていた。

【００３４】さらに、この実施例では、ひとつの工程ボ
ックスＰ（６）で、第１実施例の２個の単位工程グルー
プ１０１と１０２の処理を行なうようにしたので、第１
実施例のように、全く同じ構成の工程ボックスＰ
（１）、Ｐ（２）を並べるよりも搬送路７を短くするこ
ともできる。また、品種や工程によっては、処理順に処
理機構を配列することが難しい場合や、処理機構間を行
ったりきたりして処理を行なった方が都合が良い場合も
ある。例えば、同様の処理機構を短時間のあいだに繰り
返して使用するような工程では、ひとつの単位工程グル
ープ内に同じ処理機構を何台も並べるよりも、１台を繰
り返し使用した方が効率が良い。また、ある工程の処理
条件や手順が確立していなくて、試行錯誤を繰り返さな
ければならないような場合には、全処理機構が処理順で
直列に配置されていたのでは、手順が変わるたびに処理
機構の配置を変更しなければならない。このような場合
には、ランダム単位工程グループを備えていた方が便利
である。なお、ウエハ基盤の処理工程のうち、どの部分
の工程を上記工程ボックスＰ（６）のようなランダム単
位工程グループにするかは任意である。

【００３５】図５に示す第３実施例は、メイン経路であ
る搬送路７から分岐するブランチ経路２４を設けた製造
装置である。そして、このブランチ経路２４には、不純
物拡散処理機構３６を設置している。また、上記ブラン
チ経路２４上にも、搬送路７上と同様に、クリーンベン
チ６が設置され、このブランチ経路２４上を清浄に保っ
ている。そして、クリーンボックスを載せた自動搬送車
８は、ブランチ経路２４上を、矢印方向に移動できる。
この装置における第１工程グループ１０１’は、第１実
施例の第１工程グループ１０１から不純物拡散処理工程
を除いたもの、第２工程グループ１０２’は、第１実施
例の第２工程グループ１０２から不純物拡散処理工程を
除いたものである。つまり、図５の第１工程ボックスＰ
（１）とＰ（２）には、不純物拡散処理機構３６を設置
していない。そして、上記工程ボックスＰ（１）〜Ｐ
（５）に対応する単位工程グループが、この発明の単位
工程グループ群を構成している。その他、工程ボックス
内でのウエハ基盤の処理方法や、搬送方法等は、第１実
施例と同様である。また、第１実施例と同様の処理機構
には、同じ符号をつけている。

【００３６】次に、この第３実施例の製造装置で、図１
２に示すトランジスタを製造する場合を説明する。クリ
ーンボックスを載せた自動搬送車８が、ウエハ基盤を第
１工程ボックスＰ（１）に搬送して、第１工程グループ
１０１’の処理が終わると、ウエハ基盤はクリーンボッ
クスへ戻される。クリーンボックスを載せた自動搬送車
８は、メイン経路である搬送路７の分岐点Ａから、ブラ
ンチ経路２４へ入る。そして、ブランチ経路２４に設置
した不純物拡散処理機構３６へウエハ基盤を搬送する。
ここで、Ｐ型層２（図１２参照）を形成する不純物拡散
処理を行なう。この処理がすんだら、ウエハ基盤を収納
したクリーンボックスは、再び搬送路７の分岐点Ａに戻
る。自動搬送車８は、搬送路７上を矢印Ｘ方向へ進み、
隣の第２工程ボックスＰ（２）へウエハ基盤を搬送す
る。

【００３７】第２工程ボックスＰ（２）で、第２工程グ
ループ１０２’の処理を行なう。その後、クリーンボッ
クスを載せた自動搬送車８は、搬送路７の分岐点Ｂか
ら、ブランチ経路２４へ入る。そして、不純物拡散処理
機構３６へウエハ基盤を搬送し、ここで、Ｎ型層３（図
１２参照）を形成する不純物拡散処理を行なう。この処
理がすんだら、自動搬送車８は、再び搬送路７の分岐点
Ｂに戻り、搬送路７上を矢印Ｘ方向へ進む。以降、第３
工程ボックスＰ（３）→第４工程ボックスＰ（４）→第
５工程ボックスＰ（５）へ、順次ウエハ基盤を搬送し
て、半導体デバイスを形成する。この工程は、第１実施
例と全く同じなので、ここでは、説明を省略する。

【００３８】この第３実施例において、ブランチ経路２
４を設け、不純物拡散処理機構３６を各工程ボックスか
ら外に出して、ブランチ経路２４に設置したのは、以下
の理由による。不純物拡散方法には、イオン注入法や、
ガス拡散法などがあるが、これらの処理を行なうイオン
注入装置や、ガス拡散炉は、比較的規模が大きく、一度
にたくさんの基盤を処理することができるのが一般的で
ある。このように、処理能力の高い処理機構を、他の処
理能力の低い処理機構と一緒に、一列に並べて使用した
場合、その処理機構の処理は、早くすんでしまって、処
理機構が休んでいる時間が多くなってしまう。これで
は、処理機構の高処理能力を充分に利用できないことに
なってしまう。しかし、メインの搬送路７とは別にブラ
ンチ経路２４を設けて、そこに、特に処理能力の高い処
理機構を設置しておけば、複数の工程でその処理機構を
使用することができる。

【００３９】例えば、この第３実施例の場合、第１工程
グループ１０１’の処理の次に、不純物拡散処理機構３
６で処理を行なうと、この処理は、不純物拡散処理機構
３６の処理能力が高いため短時間ですむ。そのため、空
いた不純物拡散処理機構３６を、第２工程グループ１０
２’の処理を行なった別のウエハ基盤の処理に利用する
ことができる。このようにすれば、処理能力の高い処理
機構を無駄なく利用できる。なお、第３実施例では、高
処理能力を有する不純物拡散処理機構３６をブランチ経
路２４に設置したが、ブランチ経路２４に設置する処理
機構は、どの処理機構であってもかまわないし、高処理
能力をもつ処理機構にも限らない。他の処理機構と異質
の特定の処理機構を、他の処理機構から分離して、ブラ
ンチ経路に設置することで、効率的な処理ができれば、
その処理機構の機能は問わない。また、第３実施例で
は、ブランチ経路２４に不純物拡散処理機構３６を一つ
だけ、設置しているが、ブランチ経路２４には、必要に
応じて、複数の種類の処理機構を設置することができ
る。

【００４０】図６に示す第４実施例は、単位工程グルー
プを構成する複数の処理機構を工程ボックス内に設置せ
ずに、各処理機構を直接、搬送路７に沿って設置した例
である。搬送路７に沿って設置した処理機構は、上記第
１〜第３実施例で用いたものと同種の処理機構である。
これらの処理機構は、半導体デバイスの製造工程順に並
んでいる。そして、搬送路７上には、ウエハ基盤を各処
理機構へ搬送する搬送手段として、矢印Ｘ方向へ移動す
る基盤搬送車２５を設けている。この基盤搬送車２５
は、上記搬送路７とともにこの発明の搬送手段を構成
し、図示しない制御ＣＰＵの指令によって移動、停止す
るようにしている。

【００４１】また、各処理機構には、その位置を特定す
るための番地が決められていて、番地ＩＤ２６が、搬送
路７に沿って取り付けられている。この番地ＩＤ２６と
は、その番地を表示する標識のようなものである。一
方、上記基盤搬送車２５は、図示していないが、番地Ｉ
Ｄ２６を読み取るＩＤセンサを備えている。上記番地Ｉ
Ｄ２６は、搬送路７上を移動する基盤搬送車２５が認識
できるようなもの、例えば、バーコードなどで構成され
ている。そこで、ウエハ基盤を載せた基盤搬送車２５
は、ＩＤセンサによって番地ＩＤ２６を読み取り、自身
の位置を検出する。そして、基盤搬送車２５は、この検
出信号を制御ＣＰＵへ送信しながら、搬送路７上を移動
する。

【００４２】このように、上記制御ＣＰＵは、基盤搬送
車２５からの番地ＩＤ２６の検出信号によって、基盤搬
送車２５の位置を確認することができる。すなわち、こ
の第４実施例では、上記番地ＩＤ２６とＩＤセンサとに
よって、この発明の位置検出手段を構成している。ま
た、上記制御ＣＰＵは、製造する半導体デバイスの品種
に応じて、必要な処理機構の番地を記憶している。そし
て、基盤搬送車２５が、必要な処理機構の番地にきた
ら、その位置で停止するように指令を出す。

【００４３】この第４実施例の製造装置によって、第１
実施例と同様の半導体デバイスを製造する方法を説明す
る。基盤搬送車２５は、搬送路７上を左から矢印Ｘ方向
へ移動する。そして、搬送路７に沿って設けられた各番
地ＩＤ２６を読み込みながら進み、制御ＣＰＵの指令に
したがって、必要な処理機構の前で停止する。各処理機
構は、停止している基盤搬送車２５から、ウエハ基盤を
取り込んで必要な処理を施し、基盤搬送車２５へ戻す。
これを繰り返し、全工程を終えると、半導体デバイスを
製造することができる。このように、番地によって基盤
搬送車２５の位置を特定し、制御ＣＰＵが基盤搬送車２
５を必要な処理機構の前で、確実に停止させることがで
きる。

【００４４】番地によって、処理に必要な処理機構を特
定することができるということは、反対に不要な処理機
構も特定できるということである。つまり、不要な処理
機構が搬送路７に沿って並んでいても、それを飛ばし
て、ウエハ基盤を搬送することができる。例えば、あら
ゆる品種を製造するために必要な工程に合わせた処理機
構を配置して製造装置を構成する。そして、特定の品種
を製造する場合には、制御ＣＰＵが、その品種に必要な
処理機構だけを選択して、基盤搬送車２５に番地に基づ
く指令を与えれば、必要な処理機構だけに、基盤搬送車
２５がウエハ基盤を搬送することができる。このように
すれば、ひとつの製造装置で、いろいろな品種に対応す
ることができ、製造装置の汎用性が高まる。

【００４５】図７に示す第５実施例は、他の処理機構と
比べて、処理能力が低い処理機構を複数連続して並べ
て、この処理機構を並列的に運転して、その処理能力を
上げようとするものである。この第５実施例では、電極
処理工程で金属膜を形成するスパッタ機構が、他の処理
機構と比べて処理能力が低い場合、単位工程グループ１
０４’に、金属膜を形成する３台のスパッタ機構３７
ａ、３７ｂ、３７ｃを並べて設置している。また、これ
らのスパッタ機構に対応する位置には、退避所２７を設
け、退避所２７には、そこの番地ＩＤ２８を設けてい
る。さらに、搬送路７上には、複数の基盤搬送車２５を
載せている。その他は、第３実施例と同じである。上記
３台のスパッタ機構３７ａ、３７ｂ、３７ｃが、この発
明の処理機構群を構成している。

【００４６】そして、制御ＣＰＵ番地に基づく制御によ
って、上記基盤搬送車２５ａ、２５ｂ、・・・が、ウエ
ハ基盤を搬送する。まず、先頭の基盤搬送車２５ａが、
洗浄機構３１の処理を終えたウエハ基盤を載せたら、３
台のスパッタ機構３７ａ、３７ｂ、３７ｃのうちの１
台、例えば、進行方向最前のスパッタ機構３７ａまで移
動する。このスパッタ機構３７ａでは、他の実施例と同
様にウエハ基盤にスパッタ処理を施す。

【００４７】次の基盤搬送車２５ｂは、洗浄機構３１の
処理を終えたウエハ基盤を載せて、処理機構群のうち
の、空いているスパッタ機構、例えば移動方向２番目の
スパッタ機構３７ｂへ、ウエハ基盤を搬送する。ウエハ
基盤が、スパッタ機構３７ｂへ取り込まれたら、基盤搬
送車２５ｂは、退避所２７に退避して、スパッタ処理が
終わるのを待つ。もし、上記スパッタ機構３７ａ、３７
ｂが処理中でも、３番目のスパッタ機構３７ｃは空いて
いるので、３番目の基盤搬送車２５ｃは、ウエハ基盤を
スパッタ機構３７ｃに搬送し、退避所２７で処理が終わ
るのを待つ。

【００４８】そして、次の基盤搬送車２５ｄのウエハ基
盤が、上記洗浄機構３１の処理を終えるころには、最初
のスパッタ機構３７ａでの処理が終わるようなタイミン
グにしておけば、基盤搬送車２５ｄは、上記スパッタ機
構３７ａへ、ウエハ基盤を搬送できる。このとき、上記
基盤搬送車２５ｂと２５ｃは、退避所２７に退避してい
る。そこで、基盤搬送車２５ｄは、退避所２７に停止し
ている上記基盤搬送車２５ｂと２５ｃとを追い越して、
スパッタ機構３７ａへウエハ基盤を搬送することができ
る。そして、この基盤搬送車２５ｄも、退避所２７に退
避する。これは、スパッタ機構３７ａでスパッタ処理を
行なっている間に、スパッタ機構３７ｂ、３７ｃでの処
理が終わったウエハ基盤を運ぶ基盤搬送車が、基盤搬送
車２５ｄを追い越せるようにするためである。

【００４９】このようにすれば、複数の基盤搬送車２５
が、次々にウエハ基盤を搬送する場合にも、他の処理機
構より処理能力の低い処理機構の手前で、後から来た基
盤搬送車２５が、その処理機構が空くのを待たなければ
ならないということがない。処理機構群のうち、空いて
いる処理機構を選んで、基盤搬送車がウエハ基盤を搬送
することができるからである。また、処理能力の低い処
理機構の後に配置した処理能力の高い処理機構へも、次
々にウエハ基盤を搬送できるので、処理能力の高い処理
機構も休ませずに運転することができる。したがって、
全体の処理能力を上げることができる。なお、処理機構
群は、スパッタ機構に限らず、他の処理機構より処理能
力の低い処理機構を複数並べて構成することができる。
そして、この処理機構群も一ヶ所だけでなく、複数、設
置することもできる。その場合も、それぞれに対応する
退避所は、番地によって特定できるので、制御ＣＰＵ
が、適当な退避所に基盤搬送車２５を退避させることが
できる。

【００５０】なお、単位工程グループに付ける番地およ
び番地ＩＤは、各処理機構毎に付けてもよいし、工程ボ
ックス毎に付けてもよい。また、それ以外の位置に付け
てもかまわない。要するに、ウエハ基盤の位置が検出で
きて、搬送手段の停止すべき位置を確実に特定できれば
よい。また、第４、第５実施例では、基盤搬送車２５が
ＩＤセンサを備え、このセンサで検出した検出信号を送
信することで、制御ＣＰＵが基盤搬送車２５の位置を確
認するようにしている。しかし、基盤搬送車２５の位置
検出手段は、これに限らない。例えば、搬送経路上に所
定の間隔でセンサを設け、基盤搬送車２５の通過を検知
するようにして位置を確認することもできる。ただし、
センサは、搬送手段側に設けた方が、搬送経路上に設け
るよりも、その数を少なくできるので、経済的である。

【００５１】上記第１〜第５実施例は、複数の単位工程
グループを配置して、半導体デバイスを製造する全工程
を備えた製造装置を構成している。しかし、この発明の
半導体デバイスの製造装置には、半導体デバイスの特定
の部分だけを形成する単位工程グループからなる製造装
置も含まれる。

【００５２】図８は、ある処理工程だけを備えた第６実
施例の半導体デバイスの製造装置に、この装置とは別の
処理工程を組み合わせて半導体デバイス全体を形成す
る、上記製造装置の利用形態を示したものである。第６
実施例の製造装置は、図２に示すような半導体デバイス
の製造フローのうち、電極位置決定工程以降のステップ
に対応する工程グループ１０３〜１０５だけを備えてい
る。これらの単位工程グループ１０３〜１０５は、図６
に示す第４実施例の第３〜第５工程グループと同じで、
各単位工程グループを搬送路７に沿って直列に配置し
て、この実施例の製造装置を構成している。また、各単
位工程グループを構成する処理機構も、処理順に並べて
いる。そして、搬送路７上を基盤搬送車２５が、搬送路
７に設けられた各番地ＩＤ２６を読みながら進み、ウエ
ハ基盤に、次々と必要な処理を施す点は、第４実施例と
同じである。

【００５３】この第６実施例の製造装置を用いると、搬
送路７上を搬送されるウエハ基盤上に、配線層を形成す
ることができる。ウエハ基盤を処理する処理機構を搬送
路７に沿って処理順に直列に配置することによって、配
線層形成工程でのウエハ基盤の搬送経路を簡略化して、
半導体デバイスの生産効率を高めることができる。ま
た、図８に示すように、上記製造装置とは別に、処理工
程２０１、２０２、２０３を備えることができる。

【００５４】この処理工程２０１〜２０３は、Ｐ型層や
Ｎ型層を形成する工程である。つまり、図２のフローの
うち１０１、１０２に対応する部分の処理を行なう工程
である。そして、これら処理工程２０１〜２０３の構成
は、どんなものでもかまわない。例えば、図６に示す第
１、第２工程グループ１０１、１０２のように、各処理
機構を処理順に直列に並べたものであってもよいし、従
来例のようなベイ方式の装置であってもよい。また、こ
れらを組合せたような工程でもかまわない。要するに、
上記処理工程２０１、２０２、２０３によって、ウエハ
基盤上にＰ型層やＮ型層を形成できれば良い。そして、
これら処理工程２０１、２０２、２０３は、それぞれ異
なる品種に対応したＰ型層やＮ型層などを形成する工程
である。

【００５５】このように異なる品種に対応した処理工程
２０１〜２０３を上記搬送路７に並列に配置して、図１
２に示すトランジスタを形成する方法を説明する。上記
処理工程２０１、２０２、２０３で、ウエハ基盤にＰ型
層やＮ型層などを形成したら、これを搬送路７上の基盤
搬送車２５に載せる。基盤搬送車２５に載せられたウエ
ハ基盤は、単位工程グループ１０３〜１０５で、配線層
を形成され、検査される。このように、異なる処理工程
２０１〜２０３によって、さまざまな品種に対応した層
を形成した場合にも、ひとつの第６実施例の製造装置を
用いて、配線層を形成することができる。なお、上記処
理工程２０１〜２０３を別のクリーンルームなどに設け
て、そこで処理を施すこともできる。処理が済んだウエ
ハ基盤を、図示していないウエハストッカーに一旦スト
ックしておいてから、取り出して、搬送路７の基盤搬送
車２５に載せることもできる。

【００５６】この第６実施例では、配線層の形成のよう
に、各品種に共通に利用できる工程部分では、処理機構
あるいは単位工程グループを搬送路７に沿って配置し
て、製造装置を構成しているが、この製造装置に組合せ
る他の処理工程では、処理機構の配置がどのようになっ
ていてもかまわない。各品種に対応するのに都合の良い
構成の処理工程を用いて、複数の品種を効率良く製造す
ることができる。また、この発明の単位工程グループに
よって構成する製造装置は、半導体デバイスを製造する
どの工程部分に対応するものであっても良い。この第６
実施例の製造装置は、半導体デバイスの配線層を形成す
る装置であるが、上記処理工程２０１〜２０３を、搬送
路７と接続して、ひとつの製造装置とすることもでき
る。この場合、処理済みのウエハ基盤を自動的に、基盤
搬送車２５に載せて、搬送することもできる。

【００５７】

【発明の効果】第１の発明の半導体デバイスの製造装置
は、単位工程グループを直列に配置し、ウエハ基盤の搬
送方向を一方向にしているので、ウエハ基板の搬送経路
を単純にすることができる。そのため、搬送経路が必要
最低限となる。また、複数のウエハ基板の搬送経路が交
錯することが無いので、待機時間も発生しない。したが
って、従来の装置と比べて、無駄な経路や待機時間が無
く、生産効率が向上する。第２の発明では、ウエハ基盤
を処理する順序で直列に配置した処理機能によって構成
したグループを備えているので、その部分での無駄な経
路や待機時間が無く、生産効率が向上する。

【００５８】第３、第４の発明によれば、単位工程グル
ープ間のウエハ基盤搬送経路とともに、単位工程グルー
プ内でのウエハ基盤の搬送路も単純化され、より効率の
よい製造ができる。第５の発明によれば、特定の処理機
能を単位工程グループ内の他の処理機能から分離して、
ブランチ経路に設置することができるので、例えば、高
処理能力の処理機構を休めることなく有効に利用でき
る。また、大型の処理機構をブランチ経路に設置すれ
ば、その大型装置を個々の単位処理工程グループに個別
に設けなくてもよい。したがって、装置全体も小型化で
きる。

【００５９】第６〜第９の発明によれば、ウエハ基板の
搬送経路上にクリーンベンチを設けてクリーン空間を形
成しているので、搬送経路を設置するクリーンルームを
必要としない。したがって、その分、設備コストを低く
できる。特に、第７〜第９の発明では、クリーンエアの
流れ方向を搬送経路へ向かうように整えることができる
ので、クリーンベンチから噴出するクリーンエアの流量
を減らし、クリーンベンチを小型化できる。

【００６０】第１０〜第１３の発明によれば、位置検出
機構によって、搬送中のウエハ基盤の位置を確認し、制
御ＣＰＵが必要な位置にウエハ基盤の搬送手段を止める
ことができる。したがって、搬送経路に沿って設置し
た、処理機構のなかから必要な処理機構を選択して、処
理を施すことができる。特に、第１１の発明では、搬送
手段に番地を検出するセンサを設けているので、搬送経
路側に設けるよりも、センサの数を少なくでき、経済的
である。また、第１２の発明によれば、製造装置の汎用
性を高めることができる。さらに、第１３の発明によれ
ば、全体の処理能力を上げることができる。第１４の発
明によれば、処理機構を処理順に直列に並べにくい単位
工程グループも、製造装置に組み込んで、生産効率を上
げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の製造装置の概略立体図である。

【図２】第１実施例の単位工程グループのフローチャー
トである。

【図３】第１実施例の単位工程グループの構成を表わす
ブロック図である。

【図４】第２実施例の製造装置の概略を表わすブロック
図である。

【図５】第３実施例の製造装置の概略を表わすブロック
図である。

【図６】第４実施例の製造装置の概略を表わすブロック
図である。

【図７】第５実施例の製造装置の概略を表わすブロック
図である。

【図８】第６実施例の製造装置の概略を表わすブロック
図である。

【図９】従来例の製造装置の概略図である。

【図１０】従来例のトランジスタ製造のフローチャート
である。

【図１１】トランジスタの製造手順を説明する図で、
（ａ）〜（ｊ）は、製造途中の状態を順番に示す図であ
る。

【図１２】トランジスタの断面図である。

【符号の説明】

６クリーンベンチ６ａエアガイド７搬送路２４ブランチ経路Ｐ（１）〜Ｐ（６）工程ボックス２５基盤搬送車２６、２８番地ＩＤ２７退避所３１洗浄機構３２酸化膜形成機構３３感光剤塗布機構３４現像機構３５薬品処理機構３６不純物拡散処理機構３７スパッタ機構３７ａ、３７ｂ、３７ｃスパッタ機構３８検査機構３９クリーン空間１０１〜１０５単位工程グループ１０１’、１０２’ 単位工程グループ１０４’ 単位工程グループ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】半導体デバイスの製造装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体デバイスの製造装置を、図
３〜図７を用いて説明する。この製造装置は、複数の工
程ボックスＰ（１）、Ｐ（２）・・・を搬送路７に沿っ
て、横一列に並べた製造装置である。この搬送路７上に
は、図示しない密閉型クリーンボックスを載せた自動搬
送車８を走らせ、クリーンボックスに入れたウエハ基盤
を搬送する。

【０００３】上記工程ボックスＰ（１）、Ｐ（２）・・
・内には、ウエハ基盤の個々の層を形成する工程に必要
な数種の処理機構をひとまとめとして、ひとつの単位工
程グループを構成している。そして、これらの単位工程
グループは搬送路７に沿って直列に配置され、単位工程
グループ群を構成している。そして、上記単位工程グル
ープ、すなわち、工程ボックスの並び順に従って、処理
を行なうものである。次に、各ボックスＰ（１）、Ｐ
（２）・・・内に設置した処理機構と、そこでの処理に
ついて説明する。各工程ボックスＰ（１）〜Ｐ（５）内
には、洗浄機構３１、酸化膜形成機構３２、感光剤塗布
機構３３、現像機構３４、薬品処理機構３５、不純物拡
散処理機構３６、スパッタ機構３７、検査機構３８のう
ち、各単位工程の処理に必要な処理機構が、処理工程順
に設置されている。

【０００４】各処理機構３１〜３８の処理機能は以下の
通りである。上記洗浄機構３１は、ウエハ基板の表面を
洗浄するための処理機構である。酸化膜形成機構３２
は、ウエハ基盤の表面に酸化膜を形成するもので、この
酸化膜が保護膜となる。また、感光剤塗布機構３３、基
盤表面に感光剤を塗布し、現像機構３４では、感光剤上
に必要なパターンに応じたマスクを載せて露光し、感光
しなかった部分の感光剤を取り除く処理を行う。薬品処
理機構３５は、ウエハ基盤表面の不必要な物質、例え
ば、酸化膜の一部分などを取り除く薬品処理を行なう。

【０００５】さらに、不純物拡散処理機構３６は、ウエ
ハ基盤内に不純物を拡散させる。この不純物拡散処理機
構３６には、形成する層に応じて、必要な種類の不純物
ガスを導入する。また、スパッタ機構３７は、基盤表面
に薄膜を形成し、検査機構３８は、ウエハ基盤の検査を
行うものである。このような製造装置において、半導体
デバイスである図７に示すトランジスタを製造する方法
を説明する。なお、このトランジスタは、Ｎ型層１、３
間に、Ｐ型層２を挟んだ形で、表面には、電極４、５を
露出させ、他の部分を酸化膜２０で保護したものであ
る。

【０００６】このトランジスタの製造工程は、図４に示
すフローチャートで表される。そして、図４のフローを
行う全処理機能を、各工程ボックスＰ（１）、Ｐ（２）
・・・内の単位工程グループ１０１〜１０５によって、
実現している。まず、上記各単位工程グループが、どの
処理機構によって構成されているのかを、説明する。各
単位工程グループは、図４に示す全工程のステップ１〜
２４に対応する２４の処理機能を、５個のグループに分
けて構成したものである。なお、ウエハ基盤の個々の層
を形成する一連の工程として考えられる複数のステップ
を、まとめて同一のグループに入れる。

【０００７】したがって、この製造装置では、図４のフ
ローチャートのステップ１〜ステップ２４を、図５に示
すように５個の工程グループ１０１〜１０５からなるフ
ローに対応させている。第１工程グループ１０１は、ス
テップ１〜６に対応し、トランジスタのＰ型層２を形成
する工程、第２工程グループ１０２は、ステップ７〜１
２に対応し、Ｎ型層３を形成する工程である。また、第
３工程グループ１０３は、ステップ１３〜１５に対応
し、電極を設ける位置を決める工程、第４工程グループ
１０４は、Al電極を形成する工程で、第５工程グループ
１０５は、検査工程である。なお、ここでは、Al電極を
形成する工程を、電極と半導体が接触する面側で、酸化
膜に窓を開けて電極位置を決める第３工程グループ１０
３と、外部へ露出する側の形状を形成する第４工程グル
ープ１０４の２グループで、構成している。

【０００８】各工程ボックスＰ（１）〜Ｐ（５）には、
図３に示すように、各工程に必要な処理機構を、図４の
フローに対応させた順序で並べている。上記第１工程グ
ループ１０１の工程ボックスＰ（１）には、Ｐ型層２を
形成するのに必要な処理機構を設置している。すなわ
ち、洗浄機構３１、酸化膜形成機構３２、感光剤塗布機
構３３、現像機構３４、薬品処理機構３５、不純物拡散
処理機構３６を設置している。第２工程グループ１０２
の工程ボックスＰ（２）には、Ｎ型層３を形成するのに
必要な処理機構として、上記第１工程グループの工程ボ
ックスＰ（１）と同種類の処理機構を設置している。た
だし、第２工程グループで、現像時に使用するマスクパ
ターンと、不純物拡散処理機構３６に導入するガスの種
類が、第１工程グループ１０１のものとは、異なる。

【０００９】第３工程グループ１０３の工程ボックスＰ
（３）には、電極を設ける場所を確保するために、酸化
膜に窓を開ける工程に必要な処理機構として、洗浄機構
３１、酸化膜形成機構３２、感光剤塗布機構３３、現像
機構３４、薬品処理機構３５を設置している。第４工程
グループ１０４は、Al電極を形成する工程で、工程ボッ
クスＰ（４）には、洗浄機構３１、感光剤塗布機構３
３、現像機構３４、薬品処理機構３５の他に、スパッタ
機構３７を設置している。最後の工程ボックスＰ（５）
内には、洗浄機構３１と検査機構３８とを設置してい
る。

【００１０】上記５個の工程ボックスＰ（１）〜Ｐ
（５）は、クリーンボックスを搬送する自動搬送車８の
搬送路７に沿って、一列に設置されている。また、各工
程ボックスＰ（１）〜Ｐ（５）には、クリーンボックス
を出し入れする出入り口を形成している。なお、各工程
ボックスＰ（１）〜Ｐ（５）内には、上記処理機構の他
に、図示しないウエハ基盤搬送機構が設けられている。
このウエハ基盤搬送機構は、出入り口からクリーンボッ
クスを取り込んで、各処理機構まで搬送するものであ
る。そして、クリーンボックス内のウエハ基盤を外気に
さらさずに、各処理機構にセットできる従来からある機
構を備えている。このような製造装置において、図７の
トランジスタを製造する方法を、図４のフローチャート
にしたがって説明する。

【００１１】なお、Ｎ型シリコンのウエハ基盤を収納し
た密閉型のクリーンボックスを載せた自動搬送車８は、
図４の矢印Ｘの方向にのみ移動し、工程ボックスＰ
（１）〜Ｐ（５）へ、順番に、クリーンボックスを搬送
する。初めに、クリーンボックスは、工程ボックスＰ
（１）の出入り口から工程ボックスＰ（１）内に入る。
工程ボックスＰ（１）内では、搬入したウエハ基盤に、
Ｐ型層２を形成する処理を行なう。この処理は、図４の
フローチャートのステップ１〜６である。

【００１２】すなわち、図４のステップ１では、工程ボ
ックスＰ（１）内の洗浄機構３１ウエハ基盤を洗浄す
る。洗浄後、ウエハ基盤は、隣の酸化膜形成機構３２へ
移動し、ステップ２へ進む。ステップ２では、ウエハ基
盤表面に酸化膜２０を形成し（図６（ａ）参照）、その
後、ウエハ基盤を感光剤塗布機構３３へ移動させる。ス
テップ３では、酸化膜２０上全面に感光剤を塗布する。
そして、ステップ４の現像工程では、現像機構３４によ
り、図６（ｂ）のように、感光剤２１上にＰ型層２に対
応するマスク２２を載せて露光し、感光しなかった部
分、つまり、マスク２２の部分の感光剤２１を除去する
（図６（ｃ）参照）。

【００１３】次に、ステップ５の薬品処理工程によっ
て、薬品処理機構３５を用いて感光剤２１がない部分の
酸化膜を取り除く。すると、図６（ｄ）に示すように、
Ｎ型層１がむき出しになった部分ができる。この状態
で、ウエハ基盤を不純物拡散処理機構３６へ搬送し、ス
テップ６に進む。ステップ６では、不純物拡散処理機構
３６によって、Ｐ型不純物を拡散させる。この拡散処理
によって、ウエハ基盤内部には、図６（ｅ）のようにＰ
型層２が形成される。これで、第１工程グループ１０１
の処理が終わる。この処理がすんだウエハ基盤をクリー
ンボックスに戻し、クリーンボックスは自動搬送車８に
よって、隣の工程ボックスＰ（２）へ移動する。

【００１４】工程ボックスＰ（２）内でも、必要な工
程、すなわち、第２工程グループ１０２の処理を行う。
上記工程ボックスＰ（２）内では、図４のステップ７〜
ステップ１２を行う。ステップ７では、ステップ８で、
酸化膜形成機構３２によって、酸化膜２０を形成する
と、図６（ｆ）のように、Ｐ型層２の表面も酸化膜２０
で保護される。この状態から、以下の、ステップ９〜ス
テップ１２では、上記ステップ３〜６と同様に感光剤塗
布工程→現像工程→薬品処理工程→不純物拡散工程を経
て、Ｎ型層３を形成する。ただし、ステップ１０の現像
工程では、Ｎ型層３の形状に対応させたマスク２２を載
せて露光する。これで、第２工程グループ１０２の処理
が終わる。

【００１５】工程ボックスＰ（２）から出てきたクリー
ンボックスは、隣の工程ボックスＰ（３）に搬送され
る。工程ボックスＰ（３）では、図４のステップ１３〜
１７の処理が行われる。ステップ１３では、洗浄によ
り、不要な感光剤２１を除去し、ステップ１４では、も
う一度、酸化膜２０を形成する。これにより、図６
（ｇ）に示すように、ウエハ基盤の全表面が酸化膜２０
で覆われる。以降、ステップ１５〜２２の工程により、
図７におけるAl（アルミ）電極４、５を形成する。ただ
し、ステップ１８〜２２の電極形成は、工程ボックスＰ
（３）内で行われる。

【００１６】電極位置を決定するため、工程ボックスＰ
（２）内では、テップ１５〜１８で、酸化膜２０に窓を
開ける。この窓は、Ｐ型層２とＮ型層３の表面に直接Al
電極を取り付けるために、酸化膜２０を取り除く部分に
対応している。まず、ステップ１５では、工程ベイ１３
で、図６（ｇ）の酸化膜２０の上に感光剤２１を塗布す
る。ステップ１６では、ウエハ基盤を工程ベイ１４に搬
送し、図６（ｈ）のように上記窓に対応したマスク２２
を載せて現像する。ステップ１７では、薬品処理をし
て、上記窓、すなわち、電極に対応する部分の酸化膜２
０を除去し、上記窓を形成する。これで、電極位置が決
定する。

【００１７】次に、工程ボックスＰ（４）内で、図４の
ステップ１８〜２２の処理を行う。ステップ１８で、洗
浄機構３１で、ウエハ基盤表面を洗浄して、残りの感光
剤２１を除去する。ステップ１９で、スパッタ機構３７
により、Al膜２３を形成する。ここでは、図６（ｉ）の
ように、Al膜２３を全面に形成するが、先に形成した窓
に対応してＰ型層２と、Ｎ型層３にそれぞれAl膜２３と
直接接触した部分があり、そこが電極４、５になる。

【００１８】ステップ２０では、感光剤塗布機構３３に
よって、Al膜２３の上に感光剤２１を塗布する（図６
（ｊ））。ステップ２１の現像工程では、図６（ｊ）の
ように、表面に露出する電極の形状を残すようにしたマ
スク２２を載せて現像する。そして、ステップ２２で
は、薬品処理機構３５によって、感光していない部分の
感光剤２１と、その下のAl膜２３を除去する。これで、
Ｐ電極４とＮ電極５ができる。

【００１９】上記のように、電極ができあがったウエハ
基盤を、工程ボックスＰ（４）から、工程ボックスＰ
（５）に搬送する。工程ボックスＰ（５）では、ステッ
プ２３で、洗浄して残りの感光剤２１を除去する。これ
で、トランジスタができあがる。このようにしてできた
トランジスタを検査機構３８で、検査する。以上のよう
に、上記製造装置では、自動搬送車８は、一方向に移動
するだけで、全処理工程が行われる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上記の製造装置では、
各処理機構が、ウエハ基盤の処理工程順に、搬送経路に
沿って並んでいるため、全処理機構の中に、処理能力の
異なるものが含まれていた場合、次のような不都合が起
こる。例えば、処理能力の高い処理機構を、他の処理能
力の低い処理機構と一緒に、一列に並べて使用した場
合、高い処理能力の処理機構の処理は、早くすんでしま
うが、その前の工程の、低い処理能力の処理がすむまで
は、高い処理能力の処理機構へは、処理すべきウエハ基
盤が搬送されて来ない。そのため、処理能力の高い処理
機構は、処理を停止している時間が多くなってしまう。
これでは、せっかくの高処理能力を充分に利用できない
という問題があった。

【００２１】反対に、特に処理能力の低い処理機構が含
まれる場合には、他の処理機構が、高速処理ができるも
のであっても、処理能力の低い処理機構の処理が済まな
ければ、次の処理を行うことができないので、全体の処
理速度が遅くなってしまうという問題もあった。そこ
で、この発明の目的は、他の処理機構より、処理能力の
高い処理機構や、処理能力の低い処理機構を含む場合に
も、効率の良い処理ができるようにすることである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】第１の発明の、半導体デ
バイスの製造装置は、ウエハ基盤の個々の層を形成する
工程における洗浄や膜形成等の複数の処理機構で単位工
程グループを構成し、これら複数の単位工程グループ
を、ウエハ基盤を搬送するメイン経路に沿って直列に配
置した単位工程グループ群を備えた半導体デバイスの製
造装置を前提とする。そして、メイン経路から分岐した
ブランチ経路を設け、このブランチ経路上には、全処理
機構の中から特定の処理機構を設置した点に特徴を有す
る。第２の発明は、ウエハ基盤を搬送するメイン経路に
接続した単位工程グループを備え、この単位工程グルー
プが、ウエハ基盤の個々の層を形成する工程における洗
浄や膜形成等の複数の処理機構を、ウエハ基盤を処理す
る順序でメイン経路に沿って直列に配置した半導体デバ
イスの製造装置を前提とする。そして、メイン経路から
分岐したブランチ経路を設け、このブランチ経路上に
は、全処理機構の中から特定の処理機構を設置した点に
特徴を有する。第３の発明は、ブランチ経路上に、全処
理機構の中から処理能力の高い特定の処理機構を設置し
た点に特徴を有する。

【００２３】第４の発明は、ウエハ基盤の個々の層を形
成する工程における洗浄や膜形成等の複数の処理機構で
単位工程グループを構成し、これら複数の単位工程グル
ープを、ウエハ基盤を搬送するメイン経路に沿って直列
に配置した単位工程グループ群を備えた半導体デバイス
の製造装置を前提とする。上記製造装置を前提とし、ウ
エハ基盤を載せて上記搬送経路上を移動する搬送体とか
らなる搬送機構と、この搬送機構が備えた上記搬送体の
位置を検出する位置検出機構と、この位置検出機構から
の検出信号に応じて、上記搬送体を移動または停止させ
る制御ＣＰＵと、上記搬送経路に沿って設けた他の処理
機構と比べて処理能力の低い同種の処理機構を複数連続
した処理機構群と、上記搬送経路に沿って上記処理機構
群に対応する部分に設けた退避所とを備え、制御ＣＰＵ
は、搬送経路上を移動する複数の搬送体を制御するとと
もに、上記処理機構群にウエハ基盤を搬送する搬送体を
上記退避所で停止させて、この停止中の搬送体を後続の
搬送体に追い越し可能にした点に特徴を有する。

【００２４】第５の発明は、位置検出機構が、搬送経路
に沿って設けた位置を表わす番地ＩＤと、搬送体に設け
た上記番地ＩＤを読み込むＩＤセンサとからなり、ＩＤ
センサは移動中に読み込んだ番地ＩＤを制御ＣＰＵへ送
信し、制御ＣＰＵは送信された番地ＩＤに基づいて上記
搬送体の移動を制御する点に特徴を有する。第６の発明
は、上記第４、第５の発明を前提とし、あらゆる品種に
対応する単位工程グループをウエハ基盤の搬送経路に沿
って設け、制御ＣＰＵが、搬送体の移動過程で必要な単
位工程グループだけを選択する点に特徴を有する。第７
の発明は、上記第４〜第６の発明を前提とし、搬送経路
をメイン経路と、このメイン経路から分岐したブランチ
経路とで構成し、上記ブランチ経路上には、全処理機構
の中から特定の処理機構を設置した点に特徴を有する。
第８の発明は、上記発明を前提とし、ベイ方式など処理
機構の配置がランダムであるランダム単位工程グループ
を備えた点に特徴を有する。

【００２５】なお、この発明でいう半導体デバイスの製
造装置は、半導体デバイスを製造する全工程を備えてい
る必要はなく、必要な工程を部分的にでも備えたものを
含む概念として用いている。また、単位工程グループを
ウエハ基盤の搬送経路に沿って直列に配置するとは、半
導体デバイスの製造工程順に、単位工程グループを並べ
ることである。

【００２６】

【発明の実施の形態】図1に示す第１実施例は、メイン
経路である搬送路７から分岐するブランチ経路２４を設
けた製造装置である。そして、このブランチ経路２４に
は、不純物拡散処理機構３６を設置している。そして、
クリーンボックスを載せた自動搬送車８は、ブランチ経
路２４上を、矢印方向に移動できる。

【００２７】この装置における第１工程グループ１０
１’は、従来例の第１工程グループ１０１から不純物拡
散処理工程を除いたもの、第２工程グループ１０２’
は、第１実施例の第２工程グループ１０２から不純物拡
散処理工程を除いたものである。つまり、図1の第１工
程ボックスＰ（１）とＰ（２）には、不純物拡散処理機
構３６を設置していない。そして、上記工程ボックスＰ
（１）〜Ｐ（５）に対応する単位工程グループが、この
発明の単位工程グループ群を構成している。その他、工
程ボックス内でのウエハ基盤の処理方法や、搬送方法等
は、従来例と同様である。また、従来例と同様の処理機
構には、同じ符号をつけている。

【００２８】次に、この第１実施例の製造装置で、図７
に示すトランジスタを製造する場合を説明する。クリー
ンボックスを載せた自動搬送車８が、ウエハ基盤を第１
工程ボックスＰ（１）に搬送して、第１工程グループ１
０１’の処理が終わると、ウエハ基盤はクリーンボック
スへ戻される。クリーンボックスを載せた自動搬送車８
は、メイン経路である搬送路７の分岐点Ａから、ブラン
チ経路２４へ入る。そして、ブランチ経路２４に設置し
た不純物拡散処理機構３６へウエハ基盤を搬送する。こ
こで、Ｐ型層２（図７参照）を形成する不純物拡散処理
を行なう。この処理がすんだら、ウエハ基盤を収納した
クリーンボックスは、再び搬送路７の分岐点Ａに戻る。
自動搬送車８は、搬送路７上を矢印Ｘ方向へ進み、隣の
第２工程ボックスＰ（２）へウエハ基盤を搬送する。

【００２９】第２工程ボックスＰ（２）で、第２工程グ
ループ１０２’の処理を行なう。その後、クリーンボッ
クスを載せた自動搬送車８は、搬送路７の分岐点Ｂか
ら、ブランチ経路２４へ入る。そして、不純物拡散処理
機構３６へウエハ基盤を搬送し、ここで、Ｎ型層３（図
７参照）を形成する不純物拡散処理を行なう。この処理
がすんだら、自動搬送車８は、再び搬送路７の分岐点Ｂ
に戻り、搬送路７上を矢印Ｘ方向へ進む。以降、第３工
程ボックスＰ（３）→第４工程ボックスＰ（４）→第５
工程ボックスＰ（５）へ、順次ウエハ基盤を搬送して、
半導体デバイスを形成する。この工程は、従来例と全く
同じなので、ここでは、説明を省略する。

【００３０】この第１実施例において、ブランチ経路２
４を設け、不純物拡散処理機構３６を各工程ボックスか
ら外に出して、ブランチ経路２４に設置したのは、以下
の理由による。不純物拡散方法には、イオン注入法や、
ガス拡散法などがあるが、これらの処理を行なうイオン
注入装置や、ガス拡散炉は、比較的規模が大きく、一度
にたくさんの基盤を処理することができるのが一般的で
ある。このように、処理能力の高い処理機構を、他の処
理能力の低い処理機構と一緒に、一列に並べて使用した
場合、その処理機構の処理は、早くすんでしまって、処
理機構が休んでいる時間が多くなってしまう。これで
は、処理機構の高処理能力を充分に利用できないことに
なってしまう。しかし、メインの搬送路７とは別にブラ
ンチ経路２４を設けて、そこに、特に処理能力の高い処
理機構を設置しておけば、複数の工程でその処理機構を
使用することができる。

【００３１】例えば、この第１実施例の場合、第１工程
グループ１０１’の処理の次に、不純物拡散処理機構３
６で処理を行なうと、この処理は、不純物拡散処理機構
３６の処理能力が高いため短時間ですむ。そのため、空
いた不純物拡散処理機構３６を、第２工程グループ１０
２’の処理を行なった別のウエハ基盤の処理に利用する
ことができる。このようにすれば、処理能力の高い処理
機構を無駄なく利用できる。なお、第１実施例では、高
処理能力を有する不純物拡散処理機構３６をブランチ経
路２４に設置したが、ブランチ経路２４に設置する処理
機構は、どの処理機構であってもかまわないし、高処理
能力をもつ処理機構にも限らない。他の処理機構と異質
の特定の処理機構を、他の処理機構から分離して、ブラ
ンチ経路に設置することで、効率的な処理ができれば、
その処理機構の機能は問わない。

【００３２】また、第１実施例では、ブランチ経路２４
に不純物拡散処理機構３６を一つだけ、設置している
が、ブランチ経路２４には、必要に応じて、複数の種類
の処理機構を設置することができる。要するに、ブラン
チ経路２４を設けることにより、能力の異なる装置を、
メインの搬送経路７とは別のルートに設置して、処理機
構の処理能力を効率的に活用できる。

【００３３】図２に示す第２実施例は、他の処理機構と
比べて、処理能力が低い処理機構を複数連続して並べ
て、この処理機構を並列的に運転して、その処理能力を
上げようとするものである。この第２実施例では、電極
処理工程で金属膜を形成するスパッタ機構が、他の処理
機構と比べて処理能力が低い場合、単位工程グループ１
０４’に、金属膜を形成する３台のスパッタ機構３７
ａ、３７ｂ、３７ｃを並べて設置している。また、これ
らのスパッタ機構に対応する位置には、退避所２７を設
け、退避所２７には、そこの番地ＩＤ２８を設けてい
る。さらに、搬送路７上には、複数の基盤搬送車２５を
載せている。上記３台のスパッタ機構３７ａ、３７ｂ、
３７ｃが、この発明の処理機構群を構成している。

【００３４】また、この第２実施例では、単位工程グル
ープを構成する複数の処理機構を工程ボックス内に設置
せずに、各処理機構を直接、搬送路７に沿って設置して
いる。各処理機構は、第１実施例と同じで、同種のもの
には、同じ符号を付けている。そして、搬送路７上に
は、ウエハ基盤を各処理機構へ搬送する搬送手段とし
て、矢印Ｘ方向へ移動する基盤搬送車２５を設けてい
る。この基盤搬送車２５は、上記搬送路７とともにこの
発明の搬送手段を構成し、図示しない制御ＣＰＵの指令
によって移動、停止するようにしている。

【００３５】さらに、各処理機構には、その位置を特定
するための番地が決められていて、番地ＩＤ２６が、搬
送路７に沿って取り付けられている。この番地ＩＤ２６
とは、その番地を表示する標識のようなものである。一
方、上記基盤搬送車２５は、図示していないが、番地Ｉ
Ｄ２６を読み取るＩＤセンサを備えている。上記番地Ｉ
Ｄ２６は、搬送路７上を移動する基盤搬送車２５が認識
できるようなもの、例えば、バーコードなどで構成され
ている。そこで、ウエハ基盤を載せた基盤搬送車２５
は、ＩＤセンサによって番地ＩＤ２６を読み取り、自身
の位置を検出する。そして、基盤搬送車２５は、この検
出信号を制御ＣＰＵへ送信しながら、搬送路７上を移動
する。

【００３６】このように、上記制御ＣＰＵは、基盤搬送
車２５からの番地ＩＤ２６の検出信号によって、基盤搬
送車２５の位置を確認することができる。すなわち、こ
の第３実施例では、上記番地ＩＤ２６とＩＤセンサとに
よって、この発明の位置検出手段を構成している。ま
た、上記制御ＣＰＵは、製造する半導体デバイスの品種
に応じて、必要な処理機構の番地を記憶している。そし
て、基盤搬送車２５が、必要な処理機構の番地にきた
ら、その位置で停止するように指令を出す。

【００３７】基盤搬送車２５は、搬送路７上を、搬送路
７に沿って設けられた各番地ＩＤ２６を読み込みながら
進む。制御ＣＰＵの指令にしたがって、必要な処理機構
の前で停止する。各処理機構は、停止している基盤搬送
車２５から、ウエハ基盤を取り込んで必要な処理を施
し、基盤搬送車２５へ戻す。これを繰り返し、全工程を
終えると、半導体デバイスを製造することができる。

【００３８】以下に、複数の基盤搬送車２５ａ、２５
ｂ、・・・が、上記制御ＣＰＵ番地に基づく制御によっ
て、ウエハ基盤を搬送し、半導体デバイスを製造する工
程を、具体的に説明する。まず、先頭の基盤搬送車２５
ａが、洗浄機構３１の処理を終えたウエハ基盤を載せた
ら、３台のスパッタ機構３７ａ、３７ｂ、３７ｃのうち
の１台、例えば、進行方向最前のスパッタ機構３７ａま
で移動する。このスパッタ機構３７ａでは、他の実施例
と同様にウエハ基盤にスパッタ処理を施す。

【００３９】次の基盤搬送車２５ｂは、洗浄機構３１の
処理を終えたウエハ基盤を載せて、処理機構群のうち
の、空いているスパッタ機構、例えば移動方向２番目の
スパッタ機構３７ｂへ、ウエハ基盤を搬送する。ウエハ
基盤が、スパッタ機構３７ｂへ取り込まれたら、基盤搬
送車２５ｂは、退避所２７に退避して、スパッタ処理が
終わるのを待つ。もし、上記スパッタ機構３７ａ、３７
ｂが処理中でも、３番目のスパッタ機構３７ｃは空いて
いるので、３番目の基盤搬送車２５ｃは、ウエハ基盤を
スパッタ機構３７ｃに搬送し、退避所２７で処理が終わ
るのを待つ。

【００４０】そして、次の基盤搬送車２５ｄのウエハ基
盤が、上記洗浄機構３１の処理を終えるころには、最初
のスパッタ機構３７ａでの処理が終わるようなタイミン
グにしておけば、基盤搬送車２５ｄは、上記スパッタ機
構３７ａへ、ウエハ基盤を搬送できる。このとき、上記
基盤搬送車２５ｂと２５ｃは、退避所２７に退避してい
る。そこで、基盤搬送車２５ｄは、退避所２７に停止し
ている上記基盤搬送車２５ｂと２５ｃとを追い越して、
スパッタ機構３７ａへウエハ基盤を搬送することができ
る。そして、この基盤搬送車２５ｄも、退避所２７に退
避する。

【００４１】これは、スパッタ機構３７ａでスパッタ処
理を行なっている間に、スパッタ機構３７ｂ、３７ｃで
の処理が終わったウエハ基盤を運ぶ基盤搬送車が、基盤
搬送車２５ｄを追い越せるようにするためである。この
ようにすれば、複数の基盤搬送車２５が、次々にウエハ
基盤を搬送する場合にも、他の処理機構より処理能力の
低い処理機構の手前で、後から来た基盤搬送車２５が、
その処理機構が空くのを待たなければならないというこ
とがない。処理機構群のうち、空いている処理機構を選
んで、基盤搬送車がウエハ基盤を搬送することができる
からである。

【００４２】また、処理能力の低い処理機構の後に配置
した処理能力の高い処理機構へも、次々にウエハ基盤を
搬送できるので、処理能力の高い処理機構も休ませずに
運転することができる。したがって、全体の処理能力を
上げることができる。上記処理機構群は、スパッタ機構
に限らず、他の処理機構より処理能力の低い処理機構を
複数並べて構成することができる。そして、この処理機
構群も一ヶ所だけでなく、複数、設置することもでき
る。その場合も、それぞれに対応する退避所は、番地に
よって特定できるので、制御ＣＰＵが、適当な退避所に
基盤搬送車２５を退避させることができる。

【００４３】なお、単位工程グループに付ける番地およ
び番地ＩＤは、各処理機構毎に付けてもよいし、工程ボ
ックス毎に付けてもよい。また、それ以外の位置に付け
てもかまわない。要するに、ウエハ基盤の位置が検出で
きて、搬送手段の停止すべき位置を確実に特定できれば
よい。上記第２実施例では、基盤搬送車２５がＩＤセン
サを備え、このセンサで検出した検出信号を送信するこ
とで、制御ＣＰＵが基盤搬送車２５の位置を確認するよ
うにしている。しかし、基盤搬送車２５の位置検出手段
は、これに限らない。例えば、搬送経路上に所定の間隔
でセンサを設け、基盤搬送車２５の通過を検知するよう
にして位置を確認することもできる。ただし、センサ
は、搬送手段側に設けた方が、搬送経路上に設けるより
も、その数を少なくできるので、経済的である。

【００４４】さらに、番地によって、処理に必要な処理
機構を特定することができるということは、反対に不要
な処理機構も特定できるということである。つまり、不
要な処理機構が搬送路７に沿って並んでいても、それを
飛ばして、ウエハ基盤を搬送することができる。例え
ば、あらゆる品種を製造するために必要な工程に合わせ
た処理機構を配置して製造装置を構成する。そして、特
定の品種を製造する場合には、制御ＣＰＵが、その品種
に必要な処理機構だけを選択して、基盤搬送車２５に番
地に基づく指令を与えれば、必要な処理機構だけに、基
盤搬送車２５がウエハ基盤を搬送することができる。こ
のようにすれば、ひとつの製造装置で、いろいろな品種
に対応することができ、製造装置の汎用性が高まる。

【００４５】なお、上記第１、第２実施例においては、
各単位工程グループを構成する処理機構を、ウエハ基盤
の処理工程順に直列に配置しているが、各単位工程グル
ープ内の処理機構は、必ずしも全てを処理工程順に配置
しなくてもかまわない。一部の単位工程グループだけ
が、処理機構を処理工程順に配置したものであっても良
い。例えば、各処理機構を処理順ではなく、ランダムに
配置したランダム行程グループを備えたものでも良い。

【００４６】例えば、第１実施例のように、搬送路７に
沿った工程ボックスの中に、ベイ方式を採用した工程ボ
ックスを備えることができる。一方、品種や工程によっ
ては、処理順に処理機構を配列することが難しい場合
や、処理機構間を行ったりきたりして処理を行なった方
が、都合が良い場合もある。例えば、ある工程の処理条
件や手順が確立していなくて、試行錯誤を繰り返さなけ
ればならない場合には、処理機構が処理順で直列に配置
されていたのでは、手順が変わるたびに処理機構の配置
を変更しなければならない。このような場合には、ラン
ダム単位工程グループを備えていた方が便利である。な
お、ウエハ基盤の処理工程のうち、どの部分の工程をラ
ンダム単位工程グループにするかは任意である。

【００４７】また、上記第１〜第２実施例は、複数の単
位工程グループを配置して、半導体デバイスを製造する
全工程を備えた製造装置を構成している。しかし、この
発明の半導体デバイスの製造装置には、半導体デバイス
の特定の部分だけを形成する単位工程グループからなる
製造装置も含まれる。ある処理工程だけを備えた半導体
デバイスの製造装置に、この装置とは別の処理工程を組
み合わせて半導体デバイス全体を形成することができ
る。

【００４８】要するに、この発明の製造装置の前後に他
の処理工程を接続することができる。そして、他の処理
工程が、それぞれ異なる品種に対応した複数の工程であ
れば、様々な品種に対応した処理を並列に行うこともで
きる。この場合、この発明の製造装置は、半導体デバイ
スを製造するどの工程部分に対応するものであっても良
い。

【００４９】

【発明の効果】第１〜第３の発明によれば、特定の処理
機能を単位工程グループ内の他の処理機能から分離し
て、ブランチ経路に設置することができるので、処理工
程に必要な各処理機構の処理能力が異なる場合にも、各
処理機構の能力に応じて、特定の処理機構を選択し、効
率の良い生産ができる。また、大型の処理機構をブラン
チ経路に設置すれば、その大型装置を個々の単位処理工
程グループに個別に設けなくてもよい。したがって、装
置全体も小型化できる。第２の発明では、ウエハ基盤を
処理する順序で直列に配置した処理機能によって構成し
たグループを備えているので、このグループ内での無駄
な経路や待機時間が無く、さらに、生産効率が向上す
る。

【００５０】第３の発明によれば、特に、高処理能力の
処理機構を休めることなく有効に利用できる。第４〜第
７の発明によれば、処理能力の低い同種の処理機構から
なる処理機構群に待避所を対応させることにより、全体
の処理能力を上げることができる。また、位置検出機構
によって、搬送中のウエハ基盤の位置を確認し、制御Ｃ
ＰＵが必要な位置にウエハ基盤の搬送手段を止めること
ができる。したがって、搬送経路に沿って設置した、処
理機構のなかから必要な処理機構を選択して、処理を施
すことができる。

【００５１】特に、第５の発明では、搬送手段に番地を
検出するセンサを設けているので、搬送経路側に設ける
よりも、センサの数を少なくでき、経済的である。ま
た、第６の発明によれば、製造装置の汎用性を高めるこ
とができる。さらに、第７の発明によれば、ブランチ経
路の設定により、より効率的な生産ができる。第８の発
明によれば、処理機構を処理順に直列に並べにくい単位
工程グループも、製造装置に組み込んで、生産効率を上
げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】第１実施例の製造装置の概略を表わすブロック
図である。

【図２】第２実施例の製造装置の概略を表わすブロック
図である。

【図３】従来例の製造装置の概略図である。

【図４】従来例のトランジスタ製造のフローチャートで
ある。

【図５】従来例の単位工程グループのフローチャートで
ある。

【図６】トランジスタの製造手順を説明する図で、
（ａ）〜（ｊ）は、製造途中の状態を順番に示す図であ
る。

【図７】トランジスタの断面図である。

【符号の説明】７搬送路２４ブランチ経路Ｐ（１）〜Ｐ（５）工程ボックス２５基盤搬送車２６、２８番地ＩＤ２７退避所３１洗浄機構３２酸化膜形成機構３３感光剤塗布機構３４現像機構３５薬品処理機構３６不純物拡散処理機構３７スパッタ機構３７ａ、３７ｂ、３７ｃスパッタ機構３８検査機構１０１〜１０５単位工程グループ１０１’、１０２' 単位工程グループ１０４’ 単位工程グループ

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図７】

【図６】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウエハ基盤の個々の層を形成する工程に
おける洗浄や膜形成等の複数の処理機構で単位工程グル
ープを構成し、これら複数の単位工程グループをウエハ
基盤を搬送するメイン経路に沿って直列に配置した単位
工程グループ群を備えたことを特徴とする半導体デバイ
スの製造装置。
【請求項２】ウエハ基盤を搬送するメイン経路に接続
した単位工程グループを備えるとともに、この単位工程
グループは、ウエハ基盤の個々の層を形成する工程にお
ける洗浄や膜形成等の複数の処理機構をウエハ基盤を処
理する順序で直列に配置したことを特徴とする半導体デ
バイスの製造装置。
【請求項３】単位工程グループ群が、複数の処理機構
をウエハ基盤を処理する順序で直列に配置して構成した
単位工程グループを含むことを特徴とする請求項１に記
載の半導体デバイスの製造装置。
【請求項４】複数の単位工程グループをウエハ基盤を
搬送するメイン経路に沿って直列に配置したことを特徴
とする請求項２に記載の半導体デバイスの製造装置。
【請求項５】メイン経路から分岐したブランチ経路を
設けるとともに、全処理機構の中から特定の処理機構を
ブランチ経路上に設置することを特徴とする請求項１〜
４のいずれか１に記載の半導体デバイスの製造装置。
【請求項６】ウエハ基盤を搬送する搬送経路上に所定
の間隔を保ってクリーンベンチを設け、このクリーンベ
ンチが、上記搬送経路に向かってクリーンエアを噴出
し、上記経路とクリーンベンチ間にクリーン空間を形成
することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載
の半導体デバイスの製造装置。
【請求項７】ウエハ基盤の搬送経路方向に沿ったクリ
ーンベンチの端部に、下方に向かうエアガイドを設けた
ことを特徴とする請求項６に記載の半導体デバイスの製
造装置。
【請求項８】クリーンベンチと搬送経路との間に渡
し、クリーン空間を囲む囲いを設けたことを特徴とする
請求項６または７に記載の半導体デバイスの製造装置。
【請求項９】クリーン空間の下方に、排風口を設けた
ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１に記載の半
導体デバイスの製造装置。
【請求項１０】メイン経路およびブランチ経路の一方
または両方からなる搬送経路と、ウエハ基盤を載せて上
記搬送経路上を移動する搬送体とからなる搬送機構と、
この搬送機構が備えた上記搬送体の位置を検出する位置
検出機構と、この位置検出機構からの検出信号に応じ
て、上記搬送体を移動または停止させる制御ＣＰＵを備
えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１に記載
の半導体デバイスの製造装置。
【請求項１１】位置検出機構が、搬送経路に沿って設
けた位置を表わす番地ＩＤと、搬送体に設けた上記番地
ＩＤを読み込むＩＤセンサとからなり、ＩＤセンサは移
動中に読み込んだ番地ＩＤを制御ＣＰＵへ送信し、制御
ＣＰＵは送信された番地ＩＤに基づいて上記搬送体の移
動を制御することを特徴とする請求項１０に記載の半導
体デバイスの製造装置。
【請求項１２】あらゆる品種に対応する単位工程グル
ープをウエハ基盤の搬送経路に沿って設け、制御ＣＰＵ
が、搬送体の移動過程で必要な単位工程グループだけを
選択することを特徴とする請求項１０または１１に記載
の半導体デバイスの製造装置。
【請求項１３】搬送経路に沿って設けた他の処理機構
と比べて処理能力の低い同種の処理機構を複数連続した
処理機構群と、上記搬送経路に沿って上記処理機構群に
対応する部分に設けた退避所とを備え、制御ＣＰＵは、
搬送経路上を移動する複数の搬送体を制御するととも
に、上記処理機構群にウエハ基盤を搬送する搬送体を上
記退避所で停止させて、この停止中の搬送体を後続の搬
送体に追い越し可能にしたことを特徴とする請求項１０
〜１２のいずれか１に記載の半導体デバイスの製造装
置。
【請求項１４】ベイ方式など処理機構の配置がランダ
ムであるランダム単位工程グループを備えたことを特徴
とする請求項１〜１３のいずれか１に記載の半導体デバ
イスの製造装置。