器件制造系统技术方案

本发明专利技术的课题在于与器件制造的变种变量生产弹性对应。本发明专利技术的器件制造系统具有：能够移动的多个单位处理装置，其担任器件制造工艺中的规定的处理工艺且具有密闭型的工艺处理部；密闭型的搬运容器，其收纳晶片；密闭型的晶片进出前室，其安装在各个所述单位处理装置的相同位置，在所述工艺处理部与所述搬运容器之间交接所述晶片，所述器件制造系统的特征在于，所述单位处理装置分别具有相同的外形形状，并且所述晶片进出前室分别具有相同的晶片交接机构和外形形状。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】器件制造系统本申请是申请日为2011年8月30日、申请号为2011800419359、专利技术名称为“器件制造装置及方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术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。
技术介绍
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号公报专利技术概要专利技术要解决的课题专利文献1及专利文献2所记载的专利技术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。然而，在巨型厂那样的巨大的器件制造系统组装研究开发的成果不得不以将其组装于大规模的器件制造装置的方式构建为生产技术，进而需要投入大量的时间和经营资源。这是研究开发与市场之间迫在眼前的称作所谓的“死之谷”，在现状的器件制造系统中，即使是优秀的研究开发成果，也具有尽管是煞费苦心的研究开发也无法充分地还原到社会这样的课题。进而，在现有的巨大的半导体制造系统中，各个制造装置巨大且置于工厂内不能容易地移动。因此，装置的移动困难，不能以缩短制造物的搬运路线的方式配置变更，另外，具有如下的困难:维护和修理不能返送回装置制造工厂，必须在其场所进行，因此需要额外的出差人工费并且需要大量的时间。该装置的巨大是使装置价格和制造物制造成本变得巨大的较大重要因素。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述实际情况而完成，其目的在于提供一种能够与半导体等器件制造的变种变量生产弹性对应的器件制造装置及器件制造方法。另外，提供一种能够将与半导体等器件制造相关的研究开发的成果尽早并容易地组装于实际的制造生产线上的器件制造装置及器件制造方法。此外，提供一种能够大幅降低装置价格和制造物制造成本、或维护成本的器件制造装置及器件制造方法。解决方案为了实现上述目的，本专利技术是一种器件制造装置，其具有:密闭型的多个单位处理装置，它们对器件制造工艺中的单一的处理工艺进行处理；密闭搬运容器，其收纳一张工件对象的晶片；晶片进出前室，其按照各所述单位处理装置设置，并在所述单位处理装置与所述密闭搬运容器之间交接所述晶片；搬运机构，其在所述晶片进出前室之间搬运所述密闭搬运容器，所述器件制造装置的特征在于，收纳在所述密闭搬运容器的所述晶片为制作极小单位的器件的晶片尺寸，所述多个单位处理装置为可搬式，所述多个单位处理装置以与该器件的处理工艺的顺序对应配置的流水车间方式配置，而在该器件的制造单位数与所述单位处理装置的数量相等的情况下，将该单位处理装置以按照处理工艺的顺序的大分类而分类配置的分类车间方式配置，另外在制造单位数低于所述单位处理装置的数量的情况下，将该单位处理装置以多单元车间方式配置，该多单元车间方式是按照一个工艺种类而将一台左右的单位处理装置配置在一个单元内且由多个所述单元构成的方式。在此，“单一的处理工艺”是指能够收纳在一个具有可搬性的容器容量内的工艺单位，除了表示现有的器件处理工艺中的一个处理工艺之外，也包含尽量收纳在该容器容量内的多个现有的处理工艺或者将以往由一个处理工艺进行的分割成多个处理工艺。根据以上述方式构成的本专利技术，将各单位处理装置设为对单一的处理工艺进行处理的工艺处理装置且为可搬式，因此通过将工件对象的晶片设为制作极小单位的器件的晶片尺寸且设定为对每一张进行处理的单晶片式处理方式，能够将多个单位处理装置与制造工序的变更和制造单位数对应而可挠性地进行布局变更，作为器件制造装置能够提高总处理能力的生产效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种器件制造系统，其具有：能够移动的多个单位处理装置，其担任器件制造工艺中的规定的处理工艺且具有密闭型的工艺处理部；密闭型的搬运容器，其收纳晶片；密闭型的晶片进出前室，其安装在各个所述单位处理装置的相同位置，在所述工艺处理部与所述搬运容器之间交接所述晶片，所述器件制造系统的特征在于，所述单位处理装置分别具有相同的外形形状，并且所述晶片进出前室分别具有相同的晶片交接机构和外形形状。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：原史朗，原市聪，石桥晃，
申请(专利权)人：独立行政法人产业技术综合研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP