(57)【要約】  フローショップ方式における半導体製造施設において半導体を製造する際に用いる半導体製造システムを提供することを目的とする。  複数の半導体製造装置とベイ内搬送装置とを備える複数のベイと、ベイ間のキャリアの搬送を実行するベイ間搬送装置と、フローショップコントローラと、を有しており、半導体製造装置は、少なくとも一以上のＩＯ装置を備えるサブシステムにより構成されているモジュールを、一以上備えることにより構成されており、ベイ、半導体製造装置、モジュール、サブシステム、ＩＯ装置の各々にコントローラを備えており、各コントローラには、共通の制御方式により各機能を実現するコントローラフレームワークが備えられている、半導体製造システムである。
2008075404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フローショップ方式における半導体製造システムであって、
前記半導体製造システムは、
複数の半導体製造装置と、前記半導体製造装置の間でキャリアの搬送を実行するベイ内搬送装置とを備える複数のベイと、
前記ベイ間のキャリアの搬送を実行するベイ間搬送装置と、
フローショップコントローラと、を有しており、
前記半導体製造装置は、少なくとも一以上のＩＯ装置を備えるサブシステムにより構成されているモジュールを、一以上備えることにより構成されており、
前記ベイにはベイコントローラを、前記半導体製造装置には装置コントローラを、前記モジュールにはモジュールコントローラを、前記サブシステムにはサブシステムコントローラを、前記ＩＯ装置にはＩＯコントローラを、各々備えており、
前記フローショップコントローラ、ベイコントローラ、装置コントローラ、モジュールコントローラ、サブシステムコントローラ、ＩＯコントローラには、共通の制御方式により各機能を実現するコントローラフレームワークが備えられている、
ことを特徴とする半導体製造システム。
【請求項２】
各制御階層のコントローラフレームワークには、少なくとも通信機能プログラムと時刻調整機能プログラムとを備えており、
前記通信機能プログラムは、
上位の制御階層及び／又は下位の制御階層のコントローラフレームワークとの通信制御を行い、
前記時刻調整機能プログラムは、
各コントローラフレームワークで同一時刻またはほぼ同一時刻とする時刻制御を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体製造システム。
【請求項３】
前記装置コントローラに備えるコントローラフレームワークには、更にＥＥＳ機能プログラムを備えており、
前記ＥＥＳ機能プログラムは、
前記半導体製造装置からソフトウェア、ハードウェアのイベントデータやアナログデータ、アラートデータを取得し、それらを所定のインデックスと紐づけることにより装置詳細データとし、
前記装置詳細データを前記通信機能プログラムを介して、上位の制御階層のコントローラフレームワークに送信する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体製造システム。
【請求項４】
前記ベイコントローラ、前記フローショップコントローラに備える各コントローラフレームワークには、更にＥＥＳ機能プログラムを備えており、
前記ＥＥＳ機能プログラムは、
前記下位の制御階層から前記通信機能プログラムを介して受け取った装置詳細データについて、上位の制御階層のコントローラフレームワークに、前記通信機能プログラムを介して送信する、
ことを特徴とする請求項３に記載の半導体製造システム。
【請求項５】
フローショップ方式による半導体製造システムであって、
前記半導体製造システムは、
複数の半導体製造装置と、該半導体製造装置の間でキャリアの搬送を実行するベイ内搬送装置とを備える複数のベイと、
前記ベイ間のキャリアの搬送を実行するベイ間搬送装置と、
フローショップコントローラと、を有しており、
前記ベイにはベイコントローラを、前記半導体製造装置には装置コントローラを、各々備えており、
前記フローショップコントローラ、前記ベイコントローラ、前記装置コントローラには、共通の制御方式により各機能を実現するコントローラフレームワークが備えられており、
前記各コントローラフレームワークは、少なくとも通信機能プログラムとスケジューラ機能プログラムとを有しており、
前記フローショップコントローラは、前記スケジューラ機能プログラムにおける前記ベイとベイ間搬送とのスケジューリングに基づいて、前記ベイと前記ベイ間搬送装置に対して制御指示を前記通信機能プログラムにより送出し、
前記ベイコントローラは、前記スケジューラ機能プログラムにおける前記半導体製造装置と前記ベイ内搬送とのスケジューリングに基づいて、前記半導体製造装置と前記ベイ内搬送装置に対して制御指示を前記通信機能プログラムにより送出し、
前記装置コントローラは、前記スケジューラ機能プログラムにおける前記モジュールとモジュール間搬送とのスケジューリングに基づいて、前記モジュールと前記モジュール間搬送装置に対して制御指示を前記通信機能プログラムにより送出し、
前記スケジューリングは、
前記半導体製造装置のうち、リソグラフィ装置の稼働率を基準として、前記半導体製造装置毎の設置台数、フローステップ数が算出され、前記算出された設置台数、フローステップ数に基づいて設定されている、
ことを特徴とする半導体製造システム。
【請求項６】
前記フローショップコントローラ、前記ベイコントローラ、前記装置コントローラにおける各コントローラフレームワークは、
前記半導体製造装置、前記ベイ内搬送装置、前記ベイ、前記ベイ間搬送装置のいずれか一以上から障害情報、復旧情報、処理の残り時間情報のうち一以上の情報を各通信機能プログラムにより受け取り、
前記フローショップコントローラにおけるスケジューラ機能プログラムは、前記フローショップの入り口にアクセスするタイミングで再スケジューリングを行い、
前記ベイコントローラにおけるスケジューラ機能プログラムは、前記ベイの入り口にアクセスするタイミングで再スケジューリングを行う、
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体製造システム。
【請求項７】
前記各コントローラフレームワークには、更に、ＥＥＳ機能プログラムを備えており、
前記装置コントローラにおける前記ＥＥＳ機能プログラムは、
前記半導体製造装置からソフトウェア、ハードウェアのイベントデータやアナログデータ、アラートデータを取得し、それらを所定のインデックスと紐づけることにより装置詳細データとし、
前記装置詳細データを前記通信機能プログラムを介して、上位階層のコントローラフレームワークに送信し、
前記ベイコントローラ、前記フローショップコントローラにおける前記ＥＥＳ機能プログラムは、
前記下位階層から前記通信機能プログラムを介して受け取った装置詳細データについて、上位階層のコントローラフレームワークに、前記通信機能プログラムを介して送信し、
各コントローラフレームワークにおけるスケジューラ機能プログラムは、
前記装置詳細データに基づいて、スケジューリングまたは再スケジューリングを行う、
ことを特徴とする請求項６に記載の半導体製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フローショップ方式における半導体製造施設において半導体を製造する際に用いる半導体製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体を製造するには、半導体製造施設のクリーンルームにおいて、各種の処理工程を実行することで製造される。このクリーンルームにおける各処理工程には、各処理を実現する半導体製造装置をジョブショップ方式により所要数ずつ纏めて設置している。つまり従来の半導体製造施設では、各工程を実行する半導体製造装置をジョブショップ方式により所要数ずつ纏めたベイと呼ばれるユニットを複数備え、そのベイ間を搬送ロボットやベルトコンベアで搬送することによって、製造を行っている。【０００３】
ところがこのジョブショップ方式では、複数の似たような処理工程を繰り返す場合には、ベイ内での搬送やベイ間での搬送、待機などの時間が多くなることが知られており、生産性の低下が問題となっている。そこで、従来のジョブショップ方式に代えて、各半導体製造装置を処理工程の順番に設置するフローショップ方式による半導体製造ラインが提案されている。【０００４】
ところがフローショップ方式による半導体製造ラインを半導体製造施設に設けたとしても、常に生産性が向上するわけではない。なぜならば半導体製造ラインで用いられる各半導体製造装置の稼働率は、平均的に高くないからである。従って、半導体製造の生産性を向上させるためには、半導体製造装置やベイなどにおいて適切な管理やスケジューリングが行われる必要がある。そこで、下記特許文献１乃至特許文献３が開示されている。【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４９６４４号公報
【特許文献２】特開２００５−１９７５００号公報
【特許文献３】特開２００１−１４３９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の各発明を用いることで、工場側視点からの半導体製造装置やベイなどの監視を行うことは出来る。しかし半導体製造装置自体の信頼性を向上させるために処理を行うことは出来ない。なぜならば、そもそも現在の半導体製造装置は装置メーカーが製造しているが、その中身はブラックボックス状態となっており、半導体製造装置からの詳細なデータ、特に半導体製造装置自体の信頼性を向上させることに繋がるデータを出力させることが出来ないからである。またデータを出力させることは出来たとしても、それが半導体製造施設全体に亘って、そのデータが上位階層に渡すような仕組みを備えていない。【０００７】
つまりフローショップ方式による半導体製造ラインの生産性を向上させるためには、工場側の視点からのみならず、半導体製造装置側の稼働率も考慮して、その生産性を向上させるようなスケジューリングなどを行うことが求められるが、それを行うことは出来ない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は上記問題点に鑑み、フローショップ方式による半導体製造ラインの生産性を向上させるべく、工場側及び半導体製造装置の稼働率も考慮して生産性の向上を行わせる半導体製造システムを発明した。【０００９】
請求項１の発明は、フローショップ方式における半導体製造システムであって、前記半導体製造システムは、複数の半導体製造装置と、前記半導体製造装置の間でキャリアの搬送を実行するベイ内搬送装置とを備える複数のベイと、前記ベイ間のキャリアの搬送を実行するベイ間搬送装置と、フローショップコントローラと、を有しており、前記半導体製造装置は、少なくとも一以上のＩＯ装置を備えるサブシステムにより構成されているモジュールを、一以上備えることにより構成されており、前記ベイにはベイコントローラを、前記半導体製造装置には装置コントローラを、前記モジュールにはモジュールコントローラを、前記サブシステムにはサブシステムコントローラを、前記ＩＯ装置にはＩＯコントローラを、各々備えており、前記フローショップコントローラ、ベイコントローラ、装置コントローラ、モジュールコントローラ、サブシステムコントローラ、ＩＯコントローラには、共通の制御方式により各機能を実現するコントローラフレームワークが備えられている、半導体製造システムである。【００１０】
本発明のように、各制御階層に制御方式を共通化するコントローラフレームワークを、フローショップコントローラ以下の制御階層に備えることによって、半導体製造システム全体で、各制御階層のコントローラを共通化できる。【００１１】
請求項２の発明において、各制御階層のコントローラフレームワークには、少なくとも通信機能プログラムと時刻調整機能プログラムとを備えており、前記通信機能プログラムは、上位の制御階層及び／又は下位の制御階層のコントローラフレームワークとの通信制御を行い、前記時刻調整機能プログラムは、各コントローラフレームワークで同一時刻またはほぼ同一時刻とする時刻制御を行う、半導体製造システムである。【００１２】
このように通信機能プログラムと時刻調整機能プログラムをコントローラフレームワークに備えることによって、各制御階層で必要なデータを同一のフォーマットで通信可能とせしめると共に、各制御階層のコントローラにおける時刻を同一またはほぼ同一とすることが出来る。【００１３】
請求項３の発明において、前記装置コントローラに備えるコントローラフレームワークには、更にＥＥＳ機能プログラムを備えており、前記ＥＥＳ機能プログラムは、前記半導体製造装置からソフトウェア、ハードウェアのイベントデータやアナログデータ、アラートデータを取得し、それらを所定のインデックスと紐づけることにより装置詳細データとし、前記装置詳細データを前記通信機能プログラムを介して、上位の制御階層のコントローラフレームワークに送信する、半導体製造システムである。【００１４】
請求項４の発明において、前記ベイコントローラ、前記フローショップコントローラに備える各コントローラフレームワークには、更にＥＥＳ機能プログラムを備えており、前記ＥＥＳ機能プログラムは、前記下位の制御階層から前記通信機能プログラムを介して受け取った装置詳細データについて、上位の制御階層のコントローラフレームワークに、前記通信機能プログラムを介して送信する、半導体製造システムである。【００１５】
従来の半導体製造装置では上述のような装置詳細データを取得することが出来なかった。あるいは装置詳細データを取得できたとしても、半導体製造装置の中で使用されているだけであって、上位の制御階層には渡されていなかった。しかし本発明のように構成することで、装置詳細データを上位の制御階層に送信することが可能になると共に、各制御階層におけるコントローラフレームワークが共通化されているので、装置詳細データについて、共通のプラットフォームで処理させることが可能となる。【００１６】
請求項５の発明は、フローショップ方式による半導体製造システムであって、前記半導体製造システムは、複数の半導体製造装置と、該半導体製造装置の間でキャリアの搬送を実行するベイ内搬送装置とを備える複数のベイと、前記ベイ間のキャリアの搬送を実行するベイ間搬送装置と、フローショップコントローラと、を有しており、前記ベイにはベイコントローラを、前記半導体製造装置には装置コントローラを、各々備えており、前記フローショップコントローラ、前記ベイコントローラ、前記装置コントローラには、共通の制御方式により各機能を実現するコントローラフレームワークが備えられており、前記各コントローラフレームワークは、少なくとも通信機能プログラムとスケジューラ機能プログラムとを有しており、前記フローショップコントローラは、前記スケジューラ機能プログラムにおける前記ベイとベイ間搬送とのスケジューリングに基づいて、前記ベイと前記ベイ間搬送装置に対して制御指示を前記通信機能プログラムにより送出し、前記ベイコントローラは、前記スケジューラ機能プログラムにおける前記半導体製造装置と前記ベイ内搬送とのスケジューリングに基づいて、前記半導体製造装置と前記ベイ内搬送装置に対して制御指示を前記通信機能プログラムにより送出し、前記装置コントローラは、前記スケジューラ機能プログラムにおける前記モジュールとモジュール間搬送とのスケジューリングに基づいて、前記モジュールと前記モジュール間搬送装置に対して制御指示を前記通信機能プログラムにより送出し、前記スケジューリングは、前記半導体製造装置のうち、リソグラフィ装置の稼働率を基準として、前記半導体製造装置毎の設置台数、フローステップ数が算出され、前記算出された設置台数、フローステップ数に基づいて設定されている、半導体製造システムである。【００１７】
本発明のように、各制御階層に制御方式を共通化するコントローラフレームワークを備えることで、半導体製造システム全体で、各制御階層のコントローラを共通化できる。これによって、工場側のシステムと半導体製造システム側の制御を共通化することが出来る。また共通化されたコントローラフレームワークにおけるスケジューラ機能プログラムにより、各制御階層についてスケジューリングを基本とした制御が可能となる。【００１８】
つまり処理時間（ＴＡＴ）は、装置における処理時間と、次の処理工程を行う半導体製造装置への搬送時間とによって決定される。そして半導体製造装置における処理時間は半導体製造装置のスペックに依存しているのでその半導体製造装置が改善されない限り、処理時間は短くならないが、搬送時間の改良は行える。ところが従来は、半導体製造装置からの要求に基づくイベント型の処理構造を持っているので、ある半導体製造装置からの搭載／取り出し要求がトリガとなることによって各搬送装置における搬送が開始される構成となっていた。しかし本発明のようなスケジューラ機能プログラムによるスケジューリングによって、従来のようなイベント型よりも短ＴＡＴを実現することが出来る。またこのスケジューリングの際には、リソグラフィ装置を基準として設置台数、フローステップ数などを算出しているので、高価でスループットの高いリソグラフィ装置を最大限に生かすことが出来る。【００１９】
請求項６の発明において、前記フローショップコントローラ、前記ベイコントローラ、前記装置コントローラにおける各コントローラフレームワークは、前記半導体製造装置、前記ベイ内搬送装置、前記ベイ、前記ベイ間搬送装置のいずれか一以上から障害情報、復旧情報、処理の残り時間情報のうち一以上の情報を各通信機能プログラムにより受け取り、前記フローショップコントローラにおけるスケジューラ機能プログラムは、前記フローショップの入り口にアクセスするタイミングで再スケジューリングを行い、前記ベイコントローラにおけるスケジューラ機能プログラムは、前記ベイの入り口にアクセスするタイミングで再スケジューリングを行う、半導体製造システムである。【００２０】
一度スケジューリングを行った後、各スケジューラ機能プログラムは、所定のタイミングで再スケジューリングを実行する。これによってリアルタイムで各種の情報を受け取ることが出来、半導体製造装置の障害などにも柔軟に対応することが可能となる。【００２１】
請求項７の発明において、前記各コントローラフレームワークには、更に、ＥＥＳ機能プログラムを備えており、前記装置コントローラにおける前記ＥＥＳ機能プログラムは、前記半導体製造装置からソフトウェア、ハードウェアのイベントデータやアナログデータ、アラートデータを取得し、それらを所定のインデックスと紐づけることにより装置詳細データとし、前記装置詳細データを前記通信機能プログラムを介して、上位階層のコントローラフレームワークに送信し、前記ベイコントローラ、前記フローショップコントローラにおける前記ＥＥＳ機能プログラムは、前記下位階層から前記通信機能プログラムを介して受け取った装置詳細データについて、上位階層のコントローラフレームワークに、前記通信機能プログラムを介して送信し、各コントローラフレームワークにおけるスケジューラ機能プログラムは、前記装置詳細データに基づいて、スケジューリングまたは再スケジューリングを行う、半導体製造システムである。【００２２】
スケジューリングや再スケジューリングを行う場合には、ＥＥＳ機能プログラムによって取得した装置詳細データに基づいて行うことが良い。装置詳細データには様々な半導体製造装置のデータが含まれているので、それを用いてスケジューリング、再スケジューリングを行うことで、より短ＴＡＴ化を図ることが出来る。
【発明の効果】
【００２３】
上述の各発明のように、半導体製造システムにおける各制御階層のコントローラにコントローラフレームワークを備えることによって、配線工程における半導体製造システムの制御を共通化させることが出来る。そしてＭＥＳにもコントローラフレームワークを備えた場合には、工場側システムの最上位であるＭＥＳと、フローショップ方式における半導体製造システムとの制御を共通化させることが出来る。これによって、工場単位での共通化した制御が可能になると共に、各半導体製造装置などからのデータを受け取ることが出来るので、その稼働率などをフローショップコントローラやＭＥＳで管理することが出来、それに併せた生産計画を立案することが可能となる。その結果として全体の生産性の向上にも繋がることとなる。【００２４】
またコントローラフレームワークに、ＥＥＳ機能を実現するプログラムをプラグインさせることによって、各階層のコントローラフレームワークで、装置信頼性向上のための詳細データが工場側のシステムに容易にあがる仕組みが構築され、工場側及び半導体製造装置の稼働率の双方を考慮して生産性の向上に繋げることが出来る。【００２５】
更にコントローラフレームワークにおけるＥＥＳ機能プログラムにより取得された装置詳細データに基づいて、フローショップコントローラ、ベイコントローラ、装置コントローラの各コントローラフレームワークにおけるスケジューラ機能プログラムでスケジューリング、再スケジューリングを行っているので、より生産性が向上し、短ＴＡＴ化が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】半導体製造システムの一例を模式的に示す図である。
【図２】半導体製造システムの他の例を模式的に示す図である。
【図３】半導体製造システムの他の例を模式的に示す図である。
【図４】半導体製造装置の一例を模式的に示す図である。
【図５】モジュールの一例を模式的に示す図である。
【図６】半導体製造システムにおける制御階層を示す図である。
【図７】コントローラフレームワークを模式的に示す図である。
【図８】コントローラフレームワークの継承関係を模式的に示す図である。
【図９】通信機能プログラムの継承関係を模式的に示す図である。
【図１０】ＥＥＳ機能プログラムの継承関係を模式的に示す図である。
【図１１】半導体製造装置毎のスループットを模式的に示す図である。
【図１２】処理工程順の半導体製造装置を模式的に示す図である。
【図１３】半導体製造装置毎の想定稼働率を設定した場合を模式的に示す図である。
【図１４】半導体製造装置毎の処理枚数比を設定した場合を模式的に示す図である。
【図１５】半導体製造装置毎の見かけ上のスループットを算出した場合を模式的に示す図である。
【図１６】処理工程順の半導体製造装置の必要設置台数を算出した場合を模式的に示す図である。
【図１７】半導体製造装置のスループットが同じ場合の搬送時間の隠蔽化を模式的に示す図である。
【図１８】半導体製造装置のスループットが異なる場合の搬送時間の隠蔽化を模式的に示す図である。
【図１９】半導体製造装置のレシピにより処理時間が異なる場合のロードポート待ちの解消を模式的に示す図である。
【図２０】半導体製造装置の障害により処理時間が長くなる場合のロードポート待ちの解消を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１：半導体製造システム
２：ベイ
３：ベイ間搬送装置
４：ベイ間バッファー
５：半導体製造装置
６：ベイ内搬送装置
７：モジュール
８：モジュール間搬送装置
９：サブシステム
１０：ＩＯ装置
２０：ＭＥＳ
２１：フローショップコントローラ
２２：ベイ間搬送コントローラ
２３：ベイコントローラ
２４：ベイ内搬送コントローラ
２５：装置コントローラ
２６：モジュール間搬送コントローラ
２７：モジュールコントローラ
２８：サブシステムコントローラ
２９：ＩＯコントローラ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
半導体製造施設において半導体を製造する工程は、配線工程とトランジスタ生成工程とに大別される。本願発明の半導体製造システム１は、そのうち配線工程において用いることが好適である。図１に、配線工程における半導体製造システム１（以下、「半導体製造システム１」という）の一例を示す。【００２９】
半導体製造施設における全体を制御するＭＥＳ２０（Manufacturing Execution System）（図示せず）が配線工程とトランジスタ生成工程の双方の工程を制御している。また配線工程においては、半導体製造システム１における、ＭＥＳ２０の下位の制御階層に、複数のベイ２と、そのベイ間の搬送を行うベイ間搬送装置３とを有している。またベイ２には、半導体製造の配線工程における各工程の処理を行う少なくとも一以上の半導体製造装置５と、そのベイ内において各半導体製造装置間の搬送を行うベイ内搬送装置６とを有している。そして半導体製造装置５は、少なくとも一以上のモジュール７と、その半導体製造装置内において各モジュール間の搬送を行うモジュール間搬送装置８とを有している。更に、モジュール７は、少なくとも一以上のサブシステム９を有している。加えて、サブシステム９は、少なくとも一以上のＩＯ装置１０を有している。【００３０】
図４に半導体製造装置５の一例を示す。図５にモジュール７の一例を示す。【００３１】
図１の半導体製造システム１においては、各ベイ間の搬送について、ベイ間バッファー４が設けられている。ベイ間バッファー４は、ベイ２における処理の終了後、ベイ間搬送装置３がキャリアをほかのベイ２へ搬送するために到着し、キャリアの搭載を開始するまでの間、一時的に待機させるための装置である。【００３２】
上述したように、各ベイ２には半導体製造装置５とベイ内搬送装置６とを備えているが、半導体製造装置５には様々な装置を用いることが出来る。例えばリソグラフィ装置（図１では「リソ」、エッチング装置（図１では「エッチ」）、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置（図１では「ＣＶＤ」）、検査装置（図１では「検査」）、洗浄装置（図１では「洗浄」）、アニール装置（図１では「アニール」）、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）装置（図１では「ＰＶＤ」）、メッキ装置（図１では「メッキ」）、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置（図１では「ＣＭＰ」）などがあるが、これ以外に適宜の半導体製造装置５を用いることが出来る。また図４及び図５に示すように、これらの半導体製造装置５は、複数のモジュール７から構成されていても良い。そして更にその各モジュール７は、複数のサブシステム９から構成されており、サブシステム９は更に、複数のＩＯ装置１０、例えばＭＦＣ、バルブ、ポンプなどから構成されていても良い。【００３３】
各半導体製造装置５には、ベイ内搬送装置６との間でキャリアの搭載／取り出しを行うためのロードポートを少なくとも一以上備える。またベイ内搬送装置６は、ベイ間バッファー４、半導体製造装置５のロードポートでキャリアの搭載／取り出しを連続して行うことが出来る機構を備えている。例えば、ベイ内搬送装置６のアームを２本とし、１本のアームで処理したキャリアを半導体製造装置５から取り出し（受け取り）、他方のアームで搬送してきたキャリアを搭載する（渡す）、機構がある。あるいは、アームが１本の場合には、ベイ内搬送装置６に２つのステージを備え、空いている一つのステージに、処理が終了して半導体製造装置５から取り出したキャリアを置いた後、搭載すべきキャリアを載せたステージから、当該キャリアを半導体製造装置５に搭載する機構などもある。【００３４】
ベイ間搬送装置３、モジュール間搬送装置８についても、ベイ内搬送装置６と同様に、キャリアの搭載／取り出しを連続して行う機構を備えていると好ましい。【００３５】
図１の半導体製造システム１では各ベイ間の搬送を行うベイ間搬送装置３について、搬送ロボットを用いた場合を示しているが、図２に示すようにベイ間搬送装置３をベルトコンベア上の搬送装置にしても良い。この場合にはベルトコンベア自体がベイ間バッファー４と同様の機能を果たすことから、ベイ間バッファー４は不要となる。またベイ間の搬送はベイ間バッファー４に処理済みのキャリアを待機させ、ベイ内搬送装置６がベイ間バッファー４から次に処理を行うキャリアを搭載することによって、実質的にベイ間搬送を実現するように構成することも出来る。【００３６】
また図３に示すように、ベイ間搬送装置３及びベイ内搬送装置６について、一つのベルトコンベア上の搬送装置にしても良い。【００３７】
なお本明細書では説明の便宜上、図１の半導体製造システム１の場合を説明するが、図２及び図３、あるいは他の半導体製造システム１であっても同様に実現できる。【００３８】
半導体製造における配線工程では、ＭＥＳ２０の下位の制御階層として、当該フローショップ全体を制御し、各ベイ２とベイ間搬送装置３について制御するフローショップコントローラ２１と呼ばれるコンピュータシステムを備えている。また各ベイ２には、フローショップコントローラ２１からの指示に基づいて当該ベイ全体を制御し、そのベイ内における半導体製造装置５とベイ内搬送装置６について制御を行うベイコントローラ２３と呼ばれるコンピュータシステムを備えている。また各半導体製造装置５には、ベイコントローラ２３からの指示に基づいて当該半導体装置を制御し、その半導体製造装置５を構成するモジュール７とモジュール間搬送装置８について制御を行う装置コントローラ２５と呼ばれるコンピュータシステムを備えており、モジュール７には、装置コントローラ２５からの指示に基づいて当該モジュール自体を制御し、モジュール７を構成する各サブシステム９を制御するモジュールコントローラ２７と呼ばれるコンピュータシステムを備えている。またサブシステム９には、モジュールコントローラ２７からの指示に基づいて当該サブシステム自体を制御し、サブシステム９を構成する各ＩＯ装置１０を制御するサブシステムコントローラ２８と呼ばれるコンピュータシステムを備えており、ＩＯ装置１０には、サブシステムコントローラ２８からの指示に基づいて該ＩＯ装置自体を制御するＩＯコントローラ２９と呼ばれるコンピュータシステムを備えている。【００３９】
更に、ベイ間搬送装置３にはベイ間搬送コントローラ２２、ベイ内搬送装置６にはベイ内搬送コントローラ２４、モジュール間搬送装置８にはモジュール間搬送コントローラ２６と呼ばれる各コンピュータシステムが備えられており、それぞれの搬送装置の制御を行っている。ベイ間搬送コントローラ２２はフローショップコントローラ２１から、ベイ内搬送コントローラ２４はベイコントローラ２３から、モジュール間搬送コントローラ２６は装置コントローラ２５からの各指示に基づいてその装置制御を実現する。【００４０】
図６に、ＭＥＳ２０、フローショップコントローラ２１、ベイコントローラ２３、ベイ間搬送コントローラ２２、装置コントローラ２５、ベイ内搬送コントローラ２４、モジュールコントローラ２７、モジュール間搬送コントローラ２６、サブシステムコントローラ２８、ＩＯコントローラ２９の制御階層図を示す。【００４１】
これらの各コントローラには、コントローラフレームワークと呼ばれる、いわば組込型ＯＳ（Embeded OS）である制御プログラムが設けられている。なお上述の通り、各コントローラにコントローラフレームワークが備えられるほか、ＭＥＳ２０にもコントローラフレームワークが備えられても良い。この場合には、工場全体での制御方式の共通化を図ることが出来る。ＭＥＳ２０に備えられたコントローラフレームワークは、ＭＥＳ２０が本来備えているＯＳ（またはEmbeded OS）上で機能するように構成されていることが好ましい。またＭＥＳ２０にはコントローラフレームワークを設けずに、フローショップコントローラ２１以下の制御階層のみにコントローラフレームワークを備えるようにしても良いことは言うまでもない。この場合には、少なくとも配線工程における制御方式の共通化を図ることが出来る。【００４２】
コントローラフレームワークは、複数の各機能プログラムをプラグインできるフレームワーク構造による制御プログラムであり、各階層のコントローラにおける制御方式を共通化させるプログラムである。例えば、ＭＬＣ管理機能プログラム、スケジューラ機能プログラム、通信機能プログラム、ＥＥＳ機能プログラム、時刻調整機能プログラム、レシピ管理機能プログラム、診断機能プログラム、ＩＯ装置制御機能プログラム、ＭＭＩ機能プログラム、ＧＥＭ３００機能プログラムなどを備えている。コントローラフレームワークの概念図を図７に示す。【００４３】
このコントローラフレームワークは各階層のコントローラに備えられるが、必要な機能プログラムは適宜、コントローラフレームワークに追加したり、不要な機能プログラムは適宜、コントローラフレームワークから削除することが好ましい。また各階層に備えられていることから、各コントローラは、コントローラフレームワークを継承する関係となる。これを図８に示す。【００４４】
ＭＬＣ管理機能プログラムは、各階層のコントローラに備えられており、各階層のコントローラの管理プログラムである。【００４５】
スケジューラ機能プログラムは、モジュールコントローラ２７、サブシステムコントローラ２８、ＩＯコントローラ２９以外の、搬送機器が接続されている階層のコントローラ、即ち、装置コントローラ２５、ベイコントローラ２３、フローショップコントローラ２１に備えられており、最適な搬送を実現する機能プログラムである。【００４６】
フローショップコントローラ２１、ベイコントローラ２３、装置コントローラ２５のコントローラフレームワークにおけるスケジューラ機能プログラムは、所謂スケジューラであり、予め定められたスケジュールに基づいて、ベイ間搬送、ベイ内における半導体製造装置５への搭載／取り出し、ベイ内搬送、半導体製造装置内における各モジュール７への搭載／取り出し、モジュール間搬送のスケジューリングを行う。このようなスケジューラを用いることで、各モジュール７、各半導体製造装置５、ベイ間における搬送時間の隠蔽、つまり待機時間の低減を実現することが出来る。一度設定されたスケジューリングは予め定められたタイミングで再スケジューリングされる。フローショップコントローラ２１の場合には、ベイ間搬送装置３がフローショップの入り口にアクセスするタイミングで再スケジューリングを行う。またベイコントローラ２３の場合には、ベイ内搬送装置６がベイ２の入り口にアクセスするタイミングで再スケジューリングを行い、装置コントローラ２５の場合には、モジュール間搬送装置８が半導体製造装置５の入り口にアクセスするタイミングで再スケジューリングを行う。【００４７】
なおスケジューラ機能プログラムにおけるスケジューリングについては後述する。【００４８】
通信機能プログラムは、各階層のコントローラフレームワークに備えられており、上位階層のコントローラ、下位階層のコントローラとの通信、当該コントローラ内のプロセス間通信、当該コントローラを備えた装置などに接続される外部測定器などとの通信機能を実現する機能プログラムである。通信機能プログラムは、図９に示すように、複数の機能プログラムから構成されており、例えば上位通信機能プログラム、下位通信機能プログラム、外部機器通信機能プログラム、内部通信機能プログラムなどから構成されている。上位通信機能プログラムは、上位階層のコントローラとの通信を制御する機能プログラムであり、下位通信機能プログラムは、下位階層のコントローラとの通信を制御する機能プログラムである。また外部通信機能プログラムは、外部測定器などの外部機器との通信を制御する機能プログラムであり、内部通信機能プログラムは、コントローラ内のプロセス間通信を制御する機能プログラムである。【００４９】
ＥＥＳ機能プログラムは、フローショップコントローラ２１、ベイコントローラ２３、装置コントローラ２５に備えられており、半導体製造装置５及び各搬送装置の信頼性向上を実現する機能プログラムである。ＥＥＳ機能プログラムは、図１０に示すように、複数の機能プログラムから構成されており、ＴＤＩ機能プログラム、ＥＥＱＡ機能プログラム、装置ＦＤ／ＦＰ機能プログラム、詳細データ収集機能プログラム、ＡＰＣ／ＡＥＣ機能プログラムなどから構成されている。ＴＤＩ機能プログラムは、業界団体であるＳｅｌｅｔｅにより定義されている機能を実装する機能プログラムである。ＥＥＱＡ機能プログラムは、品質保証を行うプログラムであって、半導体製造装置５から受け取った装置詳細データが上限値、下限値に入っているかを判定し、それを保証するプログラムである。装置ＦＤ／ＦＰ機能プログラムは、半導体製造装置５、ベイ２などのエラー検知やエラー予知を行うプログラムである。これは半導体製造装置５から受け取った装置詳細データの上昇傾向、下降傾向などの統計的な分析を行い、エラーが起こりえるか判定を行うことによりエラー予知を行う。【００５０】
また、詳細データ収集機能プログラムは、ＥＥＳ機能プログラムを備えたコントローラフレームワークが半導体製造装置５の装置コントローラ２５に備えられている場合には、当該半導体製造装置５から装置詳細データを取得し、それを上位階層であるベイコントローラ２３に通信機能プログラムにより送信する機能プログラムである。またＥＥＳ機能プログラムを備えたコントローラフレームワークが半導体製造装置５の上位階層であるベイ２のベイコントローラ２３、フローショップコントローラ２１、ＭＥＳ２０などに備えられている場合には、下位階層から通信機能プログラムにより装置詳細データを受け取り、上位階層へ装置詳細データを当該通信機能プログラムにより送信する。ここで装置詳細データとしては、ソフトウェアやハードウェアのイベントデータやアナログデータ、アラーム（警告）データなどが該当する。そしてこれらのイベントデータ、アナログデータ、アラームデータはインデックス、例えば処理が行われた時刻、どのベイ２、半導体製造装置５、モジュール７、ＩＯ装置１０で処理が行われたか、どういった処理を行ったか、などを示す情報と紐づけられて、装置詳細データとして取り扱われる。【００５１】
このような装置詳細データについては、従来は半導体製造装置自体では制御していたとしても、それを上位階層のコントローラに送信するような構造とはなっていないが、ＥＥＳ機能プログラムにおける詳細データ収集機能プログラムや、通信機能プログラムを用いることで、それが可能となる。またＥＥＳ機能プログラムにおけるＥＥＱＡ機能プログラムを併用することで、装置詳細データが上限値、下限値に入っていることが品質保証されるので、更に好ましい。【００５２】
ＡＰＣ／ＡＥＣ機能プログラムは、ＡＰＣ（Advanced Process Control）、ＡＥＣ（Advanced Equipment Control）に関する機能を実現する機能プログラムである。【００５３】
時刻調整機能プログラムは、各階層のコントローラのコントローラフレームワークに備えられており、各コントローラ間の時刻調整を行う機能プログラムである。時刻調整機能プログラムは、各コントローラにおける時刻が同一時刻となるような調整を行うが、これはＥＥＳ機能プログラムを備えていることにもよる。つまり、ＥＥＳ機能を実現するためには、上述のように装置詳細データとして、様々なデータを紐づける必要があるが、これを正確に行うためには、各半導体製造装置５からあがってきた装置詳細データにおける時刻に基づいて行われる。しかしその時刻が半導体製造装置毎に異なると、紐付が正確に行えない。そこでコントローラフレームワークの時刻調整機能プログラムが、フローショップコントローラ２１、ベイコントローラ２３、装置コントローラ２５などに備えられている場合には、半導体製造施設内あるいは所定場所に設置されているタイムサーバから時刻情報（または日時情報）を取得すると共に、下位階層のコントローラに対して、取得した時刻情報（または日時情報）を通信機能プログラムを用いて送信する。またモジュールコントローラ２７、サブシステムコントローラ２８、ＩＯコントローラ２９など、タイムサーバに直接アクセスできないコントローラは、タイムサーバにアクセスした上位階層のコントローラから当該取得した時刻情報（または日時情報）を通信機能プログラムを用いて受け取る。このようにして各階層におけるコントローラの時刻が同一時刻に調整される。【００５４】
レシピ管理機能プログラムは、ＩＯコントローラ２９以外の各階層のコントローラフレームワークに備えられており、処理レシピを管理する機能プログラムである。【００５５】
診断機能プログラムは、各階層のコントローラフレームワークに備えられており、通信状態、ＣＰＵ，ディスクなどのコンピュータリソースや、ＩＯの動作状態などを自己診断する機能プログラムである。【００５６】
ＩＯ装置制御機能プログラムは、図６に示すようなモーターやバルブ、あるいはセンサーなどのＩＯ装置１０を制御する機能プログラムである。ＩＯ装置機能制御プログラムは、通常はＩＯコントローラ２９のコントローラフレームワークに備えられるが、サブシステム９やモジュール７にＩＯ装置１０が接続される場合には、それらのコントローラフレームワークにも備えても良い。【００５７】
ＭＭＩ機能プログラムは、マンマシン（Man-Machine）とのインターフェイスを実現する機能プログラムである。フローショップコントローラ２１、ベイコントローラ２３、装置コントローラ２５のコントローラフレームワークに備えられるが、それ以外の階層であっても、インターフェイスを備えている場合にはこの機能プログラムが備えられても良い。【００５８】
ＧＥＭ３００機能プログラムは、フローショップコントローラ２１、ベイコントローラ２３、装置コントローラ２５のコントローラフレームワークに備えられ、３００ｍｍ半導体製造ライン向けに定義された、Ｓｅｍｉ規格を実装した機能プログラムである。【００５９】
上位階層と下位階層の各コントローラでは、コントローラフレームワークの通信機能プログラムにより、所定のデータ通信が可能であって、例えば、フローショップコントローラ２１からベイ間搬送コントローラ２２への搬送指令、ベイ間搬送コントローラ２２からフローショップコントローラ２１への搬送応答、ベイ間搬送コントローラ２２からフローショップコントローラ２１へのベイ間搬送装置３の搬送ロボットの位置情報の報告などが行われる。他にも、ベイコントローラ２３からベイ内搬送コントローラ２４への搬送指令、ベイ内搬送コントローラ２４からベイコントローラ２３への搬送応答、ベイ内搬送コントローラ２４からベイコントローラ２３へのベイ内搬送装置６の搬送ロボットの位置情報の報告などが行われ、更に、装置コントローラ２５からモジュール間搬送コントローラ２６への搬送指令、モジュール間搬送コントローラ２６から装置コントローラ２５への搬送応答、モジュール間搬送コントローラ２６から装置コントローラ２５へのモジュール間搬送装置８の搬送ロボットの位置情報の報告などが行われる。また、フローショップコントローラ２１と各ベイコントローラ２３、ベイコントローラ２３と装置コントローラ２５、装置コントローラ２５とモジュールコントローラ２７、モジュールコントローラ２７とサブシステムコントローラ２８、サブシステムコントローラ２８とＩＯコントローラ２９との間でもその処理状況の情報、障害情報、復旧情報、処理の残り時間の情報などが通信されている。【００６０】
上述のように各階層のコントローラにはコントローラフレームワークが備えられ、各階層においてコントローラフレームワークを構成する各機能プログラムが実行される。特に装置コントローラ２５においては、所定のタイミングでＥＥＳ機能プログラムが当該半導体製造装置５から装置詳細データを取得し、それをベイコントローラ２３に通信機能プログラムを用いて送信する。ベイコントローラ２３のコントローラフレームワークにおけるＥＥＳ機能プログラムで装置詳細データを通信機能プログラムを介して取得すると、そのベイ２における各半導体製造装置５から取得した装置詳細データについて、更にフローショップコントローラ２１に通信機能プログラムを用いて送信する。この際に、ベイコントローラ２３のＥＥＳ機能プログラムは各半導体製造装置５から取得した装置詳細データに、更に当該ベイコントローラ２３で取得したことを示す情報、時刻情報とを付加した上で、フローショップコントローラ２１に送信することが好ましい。【００６１】
フローショップコントローラ２１のコントローラフレームワークにおけるＥＥＳ機能プログラムで装置詳細データをベイコントローラ２３から通信機能プログラムを介して取得すると、そのフローショップコントローラ２１における各ベイ２から取得した装置詳細データについて、更にＭＥＳ２０に通信機能プログラムを用いて送信する。この際に、フローショップコントローラ２１のＥＥＳ機能プログラムは各ベイ２から取得した装置詳細データに、更に当該フローショップコントローラ２１で取得したことを示す情報、時刻情報とを付加した上で、ＭＥＳ２０に送信することが好ましい。【００６２】
次にスケジューラ機能プログラムにおけるスケジューリングについて詳述する。【００６３】
まずフローショップコントローラ２１のスケジューラ機能プログラム、ベイコントローラ２３のスケジューラ機能プログラム、でスケジューリングを行う際に必要となる、半導体製造システム１において各半導体製造装置５の設置台数、一台のベイ内搬送装置６が対象とする装置台数（これを「フローステップ数」と呼ぶ）や装置レイアウトを決定するための処理フローを説明する。これは、フローショップコントローラ２１、ベイコントローラ２３などの任意のコンピュータシステムで実行することが出来る。【００６４】
なお本明細書の半導体製造システム１において実行する配線工程の半導体製造装置５として、リソグラフィ装置、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、アニール装置、洗浄装置、エッチング装置、ＣＭＰ装置、メッキ装置、検査装置（検査１〜検査４）の場合を説明する（図１１）。また配線工程の処理フローとして図１２の順であるとする。図１１及び図１２において、各半導体製造装置５のあとのカッコ書きは、同一の処理について同様の処理工程を施すことを意味しており、例えばリソグラフィ（１）、リソグラフィ（２）は、リソグラフィ装置における１回目の処理工程、２回目の処理工程を意味している。【００６５】
まず各半導体製造装置５の設置台数を決定する処理を説明する。【００６６】
半導体製造システム１における半導体製造装置５の中では、リソグラフィ工程で用いるリソグラフィ装置がもっとも高価であり、またスループットもほかの半導体製造装置５よりも高い。そこで投資効率を踏まえて、リソグラフィ装置の装置稼働率をもっとも高くするように設定する必要がある。ここで、一般的な配線工程では、図１２に示すように、リソグラフィ工程が２回あるので、リソグラフィ装置は２台必要となる。【００６７】
次に各半導体製造装置５における装置稼働率を設定する。この装置稼働率の一例は図１３に示す。この装置稼働率は過去の経験などを踏まえて、任意に設定しても良いし、各階層のコントローラフレームワークのＥＥＳ機能プログラムから受け取っている装置詳細データに基づいて、装置稼働率を設定しても良い。例えば装置詳細データにおける、ソフトウェアやハードウェアのイベントデータ、アナログデータ、アラームデータなどに基づいて、各装置毎の稼動状態、停止状態を判定し、その時間を算出することで、装置稼働率の算出が行える。なお各装置を識別する情報は、装置詳細データにおいて、上記イベントデータ、アナログデータ、アラームデータに紐づけられた各装置を識別する情報に基づいて、どの装置の情報であるのか、が判別可能である。【００６８】
次に各半導体製造装置５において、搭載されたキャリアのうち実際にどれだけの枚数を処理するかを示す、処理枚数比を設定する。これは配線工程における一般的な処理工程では全てのキャリアを処理するが、検査工程などでは、全てのキャリアを検査するわけではないので、その処理枚数比を設定することとなる。これが設定された状態を図１４に示す。図１４では２５枚あたりの処理枚数比を設定した場合を示している。これは１つのキャリアが２５枚で構成されていることが多いためである。【００６９】
このように各半導体製造装置５あたりの想定稼働率、処理枚数比を設定すると、下記の数１を用いることにより、各半導体製造装置５あたりの見かけ上のスループットを算出する。
（数１）
見かけ上のスループット＝スループット×（想定稼働率÷１００）×（１÷処理枚数比）【００７０】
半導体製造装置５あたりの見かけ上のスループットが設定された状態が図１５である。【００７１】
以上のようにして各半導体製造装置５の見かけ上のスループットを算出すると、各半導体製造装置５の必要設置台数については、数２を充足する設置台数として算出することが出来る。
（数２）
見かけ上のスループット×設置台数≧リソグラフィ装置の見かけ上スループット【００７２】
処理工程毎に用いる半導体製造装置５の必要設置台数を示したのが図１６である。以上のような処理を行うことで各半導体製造装置５の必要設置台数が算出できる。【００７３】
次にフローステップ数を決定する処理を説明する。【００７４】
まずベイ内搬送装置６による装置間搬送時間の最大値をｔとする（ｔには半導体製造装置５とのキャリア搭載／取り出し時間も含む）。そして各半導体製造装置５のスループットをＰ（Ｗｐｈ）とすると、１枚あたりの処理時間は３６００／Ｐ（秒）となる。上述の各半導体製造装置５の必要設置台数の決定処理において、リソグラフィ装置以外の機種がリソグラフィ装置より大きなスループットとなるように設定されているので（数２より）、最小スループットの半導体製造装置５は、リソグラフィ装置となる。【００７５】
搬送時間を隠蔽するためには、数３を充足するようなフローステップ数を決定する。
（数３）
（ｔ×搬送対象フローステップ数）≦１枚あたりの処理時間【００７６】
例えば装置間搬送時間が１０秒であり、ＣＶＤ装置、リソグラフィ装置、アニール装置、ＣＭＰ装置、洗浄装置、エッチング装置、検査装置（検査１）の順で各処理工程を実行する場合、そのスループットは、図１５などのスループットの値から、６０Ｗｐｈとなる。つまり１枚あたりの処理時間は６０秒となる。そうなると、数３よりフローステップ数は６であることが算出できる。つまり、この各処理工程では、６台の半導体製造装置５を１台のベイ内搬送装置６で搬送するように構築することが出来る。これを模式的に示すのが図１７である。【００７７】
フローステップ数が決定すれば、必然的に１台のベイ内搬送装置６で搬送を担当する半導体製造装置５数が決定されるので、各ベイ２に何台の半導体製造装置５が設置できるか、即ちレイアウトが決定される。【００７８】
このようにしてフローステップ数を決定すると、搬送時間を隠蔽するための方法を設定することとなる。まずベイ内搬送装置６は予め設定されたスケジュールに基づいて各半導体製造装置５へ順次キャリアの取り出し／搭載を行うタイミングを上述のｔ時間ずらして行い、各半導体製造装置５の処理開始もｔ時間ずらして行う。これによって、連続して処理されるキャリアがある場合、先行キャリアの処理終了のタイミングで後続キャリアを受け渡すことが出来、見かけ上の搬送時間は最初のキャリアが各半導体製造装置５に渡されるまでの時間と、最後のキャリアが戻される搬送時間を除き、ほぼ隠蔽化されることとなる。【００７９】
以上のようにしてスケジューリングの基本となる情報が設定される。この設定された情報に基づいて、搬送時間が隠蔽されるようなスケジューリングがフローショップコントローラ２１のコントローラフレームワークにおけるスケジューラ機能プログラム、ベイコントローラ２３のコントローラフレームワークにおけるスケジューラ機能プログラムで設定される。そしてフローショップコントローラ２１のスケジューラ機能プログラムに基づいて、各ベイ２での制御処理に係る指示、ベイ間搬送装置３の制御処理にかかる指示をフローショップコントローラ２１のコントローラフレームワークが、ベイコントローラ２３、ベイ間搬送コントローラ２２の各コントローラフレームワークに送出し、その指示に基づいてベイコントローラ２３がベイ２を制御し、ベイ間搬送コントローラ２２がベイ間搬送装置３を制御する。またベイコントローラ２３のスケジューラ機能プログラムに基づいてベイ２内における半導体製造装置５での制御処理に係る指示、ベイ内搬送装置６の制御処理に係る指示をベイコントローラ２３のコントローラフレームワークが、装置コントローラ２５、ベイ内搬送コントローラ２４の各コントローラフレームワークに送出し、その指示に基づいて装置コントローラ２５が半導体製造装置５を制御し、ベイ内搬送コントローラ２４がベイ内搬送装置６を制御する。なおベイコントローラ２３、フローショップコントローラ２１におけるスケジューリングは同一のアルゴリズムを、異なる階層で動かしているだけであるので、ベイ間搬送装置３における処理の場合には、上述のベイ内搬送装置６における処理について、ベイ内搬送装置６をベイ間搬送装置３、半導体製造装置５をベイ２と読み替えて同様に設定可能である。【００８０】
また、上述と同様に、半導体製造装置５内におけるスケジューリングも行える。つまり、半導体製造装置５における装置コントローラ２５のコントローラフレームワークにおけるスケジューラ機能プログラムについても、上述と同様に処理可能である。即ち、ベイ間搬送装置３における処理の場合には、上述のモジュール間搬送装置８における処理について、モジュール間搬送装置８をベイ間搬送装置３、モジュール７をベイ２と読み替えて同様に設定可能である。【００８１】
このようにコントローラフレームワークにおけるスケジューラ機能プログラムでは、同様の制御方式で共通化されているので、階層が変わって処理を行う場合であっても、その装置を引数として渡す際に、装置名等が変更されるだけで、その処理内容は同様に実現できる利便性がある。【００８２】
また、以上のように設定されたスケジューラ機能プログラムを用いて半導体製造システム１を稼動させることで、従来のイベント型の半導体製造システム１よりも短ＴＡＴ（Turn-Around Time）化された半導体製造システム１を実現することが出来る。【００８３】
なお上述のフローステップ数の決定処理の方法では、各半導体製造装置５のスループットが同じである場合を説明したが、半導体製造装置５によってはそのスループットが異なる場合もあり得る。この場合には、半導体製造装置５で処理が終了したキャリアが、半導体製造装置５のロードポートで滞留することとなる。以下にこのようなロードポート待ちを解消する処理を説明する。このロードポート待ちは、ベイ間搬送装置３、ベイ内搬送装置６における搬送を、フローショップコントローラ２１、ベイコントローラ２３、装置コントローラ２５のコントローラフレームワークのスケジューラ機能プログラムにおける適切なスケジューリングを行うことで解消できる。この場合を模式的に示す図を図１８に示す。【００８４】
図１８の場合では、ＣＭＰ装置のみスループットが３０Ｗｐｈであり、それ以外の半導体製造装置５は６０Ｗｐｈである。そうするとまず処理時間の平坦化を行う必要がある。処理時間の平坦化は、上述のように各半導体製造装置５毎の必要台数の決定処理と同様の方法で決定することが出来、図１８の例では、ＣＭＰ装置のスループットだけがほかの装置の半分なので、当該ＣＭＰ装置を２台設置すれば処理時間を平坦化することが出来る。同様にスループットが１／３の時には当該半導体製造装置５を３台、スループットが１／４の時には当該半導体製造装置５を４台設置すればよい。【００８５】
次にスケジューリングによるロードポート待ち解消の処理を説明する。まず複数台設置した半導体製造装置５については、順にベイ内搬送装置６がキャリアを搬送することとなる。図１８の場合では、ＣＭＰ装置を２台設置しているので、ベイ内搬送装置６はキャリアをこの２台の搬送装置に交互に搬送することとなる。なお３台設置した場合にはその３台に交互に、４台設置した場合にはその４台に搬送することによって、処理終了後の半導体製造装置５におけるロードポート上の待ち時間を解消することが出来る。【００８６】
更に、上述のスケジューリングは、所定のタイミングで再スケジューリングが行われるが、再スケジューリングにおいて、レシピによる処理時間が異なる場合にも、半導体製造装置５で処理が終了したキャリアが、半導体製造装置５のロードポートで滞留する場合があり得る。その場合の再スケジューリングを説明する。【００８７】
例えばリソグラフィ装置におけるレシピ処理時間が６０秒から８０秒のように長くなる場合、そのまま続けて搬送すると、半導体製造装置間の待ち時間がばらつき、ロードポートで滞留することがあり得る。一つの解決方法としては、次のようなものがある。処理プロセス上、搬送対象となる全ての半導体製造装置間において、半導体製造装置５のロードポート上で滞留しないことが求められる場合においては、先行するキャリアがベイ２内における全半導体製造装置５の処理を終えてから、後述するキャリアの処理を開始する必要があるが、通常の処理プロセスにおいて、全工程についてこのような要求がされることは少なく、ある工程間について要求されることが想定される。この場合、上述のように、先行キャリアが全ての半導体製造装置５の処理を終了するのを待機すると、トータル・スループットが非常に悪くなってしまう。【００８８】
そこで上述の場合にも上記とは異なる方法でスケジューリングをすることが求められる。以下にこのようなロードポート待ちを解消する処理を説明する。この場合の処理を図１９に模式的に示す。【００８９】
上述のような場合には、先行するキャリアが当該工程の半導体製造装置５に搭載された時点で、当該半導体製造装置５の処理開始時間を調整するスケジューリングを行うことで、処理終了後の待機状態を解消する。例えば図１９に示した場合では、先行するキャリア２より後続するキャリア３の方がリソグラフィ装置の処理時間が２０秒長い場合において、アニール装置からＣＭＰ装置間の時間を一定（即ちアニール装置での処理終了後のロードポート上の処理待ち時間をなくす）にする場合を示している。【００９０】
この場合、処理時間の長い後続するキャリアがリソグラフィ装置に搭載されるサイクルで、アニール装置に搭載された処理時間の短い先行キャリアがアニール装置に搭載される時点において、処理開始を２０秒遅延させるスケジューリングを行う。これによって次の搬送サイクルでのリソグラフィ装置でのキャリア受け取りが２０秒遅延するものの、アニール装置では処理終了タイミングでキャリアの取り出しが可能となり、結果としてロードポート待ちが解消されることとなる。【００９１】
更に再スケジューリングにおいて、各半導体製造装置５に発生した障害により処理時間が長くなる場合のロードポート待ちを解消する処理プロセスを以下に説明する。これを模式的に示す図が図２０である。【００９２】
図２０では、各半導体製造装置５の装置コントローラ２５におけるコントローラフレームワークにより、ベイコントローラ２３におけるコントローラフレームワークに対して、各処理の処理残り時間の情報を通信機能プログラムを介して報告する。そしてこの時間の情報を用いてベイ内搬送装置６の搬送スケジューリングをスケジューラ機能プログラムで行うことで、半導体製造装置５に障害が発生した場合にもロードポート上で滞留しない処理方法を説明する。【００９３】
上述のように、ベイコントローラ２３と半導体製造装置５の間では予め定められた規格（例えばSEMIのStandardで定義されたＧＥＭ３００）により情報通信が行われているが、更に、そこに各半導体製造装置５の装置コントローラ２５におけるコントローラフレームワークからベイコントローラ２３のコントローラフレームワークに対して、通信機能プログラムを介して各処理の処理残り時間の情報を報告するように構成する。【００９４】
ベイコントローラ２３のスケジューラ機能プログラムは各半導体製造装置５における処理残り時間を監視し、半導体製造装置５のロードポート上で滞留してはならない半導体製造装置５において搬送が間に合うか否かの判定を行い、間に合わないと判定された場合には、スケジューリングを変更する処理を行う。この際の変更したスケジューリングでは、滞留してはならない半導体製造装置５における搬送を優先させる処理を行うことで、ロードポート上での滞留を解消させる。【００９５】
但し、ベイコントローラ２３のスケジューラ機能プログラムが間に合わないと判定するタイミングにおいて、ベイ内搬送装置６が既にほかの半導体製造装置５に搬送すべきキャリアを持っていると、優先する搬送が行えない。そこでベイ内搬送装置６がベイ間バッファー４にアクセスするタイミング以前に間に合わないと判定された場合は、ベイ間バッファー４からキャリアをとらないように設定する。しかし既にベイ入り口を通過していた場合においては、ベイ内搬送装置６がこの場合はベイ間バッファー４にいったんこのキャリアを置く必要がある。従って、判定するタイミングはこの時間も織り込んだ時間とする。図２０の場合では、リソグラフィ装置に障害が発生しても、アニール装置からＣＭＰ装置間の時間を一定にする場合を示している。【００９６】
以上のように半導体製造システム１を構成することで、従来のイベント型の半導体製造システム１よりも短ＴＡＴで処理が可能なフローショップ方式における半導体製造システム１が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
以上のように、各階層のコントローラにコントローラフレームワークを備えることによって、配線工程における半導体製造システム１の制御を共通化させることが出来る。そしてＭＥＳ２０にもコントローラフレームワークを備えた場合には、工場側システムの最上位であるＭＥＳ２０と、フローショップ方式における半導体製造システム１との制御を共通化させることが出来る。これによって、工場単位での共通化した制御が可能になると共に、各半導体製造装置５などからのデータを受け取ることが出来るので、その稼働率などをフローショップコントローラ２１やＭＥＳ２０で管理することが出来、それに併せた生産計画を立案することが可能となる。その結果として全体の生産性の向上にも繋がることとなる。【００９８】
またコントローラフレームワークにおけるＥＥＳ機能プログラムにより取得された装置詳細データに基づいて、フローショップコントローラ２１、ベイコントローラ２３、装置コントローラ２５の各コントローラフレームワークにおけるスケジューラ機能プログラムでスケジューリング、再スケジューリングを行っているので、より生産性が向上し、短ＴＡＴ化が実現可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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