[发明专利]器件制造装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及适于半导体器件等的变种变量生产的器件制造装置及方法。

背景技术

近年来，半导体器件的制造生产线在宽大的清洁室内具备多个集中相同功能的处理装置的称作货舱的单元，并将该货舱之间由搬运机器人和传送带连接，采用上述车间作业方式的布局已成为主流。

另外，由上述制造生产线处理的工件使用12英寸等大口径的晶片，并使用由一张晶片制造出数千个半导体晶片的生产系统。

然而，在该车间作业方式中，在重复多个类似的处理工艺的情况下，在货舱内的搬运和在货舱之间的搬运距离大幅度延长，并且等待时间也增加，因此制造时间增加，成为导致未完成产品的增多等成本升高的重要因素，作为大量处理工件的制造生产线，有时成为生产性低的问题。

因此，代替现有的车间作业方式的制造生产线，还提出有基于将半导体处理装置按照处理工艺的顺序配置的流水车间方式的制造生产线。

另一方面，基于上述流水车间方式的制造生产线对于大量制造单一的产品的情况是最优选的，而在通过改变制造品而不得不改变制造顺序(方法)的情况下，需要将在制造生产线的各半导体处理装置的配置排序为按照工件的处理流水的顺序。然而，考虑到用于再配置的麻烦和时间，每次产品改变而进行上述的排序并不现实。尤其是对于在清洁室这样的关闭空间内固定配置有巨大的半导体处理装置的现状，对该半导体处理装置每次进行再配置在现实中是不可能的。

另外，在现有的半导体制造系统中，作为用于将制造成本降到极小的因素最重视而同时生产性(每单位时间内的生产量)，因此工件尺寸(硅晶片尺寸)的大口径化和制造单位数(相对于一个产品的订购数)的增大优先，应称作巨型厂，并面向巨大化的制造系统。

在上述巨大的制造系统中，工序数也超过数百，货舱数和装置数也随之大幅度地增加。

因此，作为制造生产线整体的总处理能力虽提高，但构建上述巨型厂需要数千亿日元的设备投资，总投资额巨额化。

另外，如上所述，伴随着制造系统巨大化，装置控制复杂化，在搬运系统的搬运时间和等待时间显著增大，因此在制造生产线内滞留的未完成晶片数也随之显著增加。由于在此使用的大口径的晶片的单价非常高，因此若未完成张数增大则导致成本上升。

由此，包括设备投资在内的总计的生产性与使用口径比现在小的晶片的规模适中的制造生产线相比，现状可以说是已经转向减少的方向了。

图7示出基于上述巨型厂的半导体制造系统的尺寸效果。

在将晶片尺寸设为12英寸的现状的最先进的半导体工厂(巨型厂)的情况下，装置数为300台，滞留在系统内的未完成晶片数为17000张，使用的掩膜数为34张，占地面积为20000平米，设备投资额为约3000亿日元。

在该情况下，月产性能以1cm芯片换算为年产1亿4千万个，而晶片运转率不足1％，资源利用效率不足0.1％。但是，前提条件设为：在各工序的所需时间(周期时间)为1分钟/wafer，工序数在金属8层半导体的情况下为500道工序，设计标准为90nm。

另一方面，也存在工程样本和无处不在传感器用等的制造单位数为数个～数百个的超少量的半导体进行制造的需求。

若是上述巨大的制造系统，该超少量生产虽并不那么牺牲成本性能也能够进行，但对于上述巨大的制造系统来说，将该超少量生产在制造生产线上流动是成本性能极端变差，因此与此同时不得不使其他品种在该制造生产线上流动。

然而，若如上所述将多品种同时投入而进行混流生产，则制造生产线的生产性随着品种数的增大而进一步降低，因此其结果是，在上述巨大的制造系统中，无法适当地应对超少量生产和多品种生产。

至此，在采用流水车间方式和车间作业方式的器件制造系统中，提出应对以各自的方式的运转率的降低的各种方法(专利文献1或专利文献2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-197500号公报

专利文献2：日本特开2008-227086号公报

发明概要

发明要解决的课题

专利文献1及专利文献2所记载的发明虽实现了流水车间方式和车间作业方式中的效率化，但在多品种的超少量生产及单品种的大量生产中的任一种生产中，无法充分地确保品质且使成本性能优良。换句话说，无法充分地与变种变量生产弹性对应。

另外，研究开发的成果通过组装于实际的制造系统而证实，最初还原到社会。这在半导体领域中也是相同的。