(57)【要約】【課題】  半導体装置をセル生産方式によって低コストで、かつ高品質に量産する。【解決手段】  生産技術設計部４によって開発された半導体装置製造の生産技術を用いて、有人エリア５で半導体装置の試作生産が行われる。生産技術設計部４は、有人エリア５の試作結果から、生産技術における問題点の改善などを行い、有人エリア５における生産技術を製造手法データとして数値化する。無人エリア６では製造手法データを用いて生産ロボットによって半導体装置の試作生産を行う。無人エリア６において問題が出た場合にはデータの改良など行い、最終的に製造手法データをネットワークＮｔを介して無人化量産ファブ３1 〜３N に配信する。無人化量産ファブ３1 〜３N では、配信された製造手法データを用いてコピーエグザクトリーに半導体装置を製造することが可能となり、高品質な半導体装置を低コストで量産することができる。【選択図】  図１
2006261511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル生産方式の生産技術を用いて生産技術開発者および作業者が半導体装置の試作生産を行う第１のファブにおいて試作生産された生産技術を製造手法データとしてデータ化する工程と、
前記第１のファブの作業者と同じ配置構成の生産ロボットが備えられ、前記第１のファブに近接して配置された第２のファブにおいて、前記第１のファブが生成した製造手法データに基づいて前記生産ロボットが前記半導体装置を試作生産する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１のファブは、
前記第１のファブに近接して配置される半導体装置製造における生産技術開発を行う生産技術開発部が開発した生産技術に基づいて前記半導体装置の試作生産を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２のファブは、
前記第２のファブと略同一の構成、および配置からなる生産ロボットが備えられた第３のファブに前記製造手法データを出力し、
前記第３のファブは、
受け取った前記製造手法データに基づいて前記半導体装置を量産することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２のファブと前記第３のファブとは、
通信回線により相互に接続されており、前記第２のファブは、前記通信回線を介して前記第３のファブに前記製造手法データを配信することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１のファブは、
気温、気圧等の環境情報を観測する手段を有し、
その観測結果に基づき、前記半導体装置の製造工程の微調整を行う生産技術を製造手法データとしてデータ化する工程を有し、
前記第２および第３のファブは、
前記第１のファブと略同一の構成、および配置からなる気温、気圧等の環境情報を観測する手段を有し、その観測結果および前記第１のファブにてあらかじめ製造手法データ化された生産技術に基づいて前記半導体装置を製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１のファブは、
原材料の色や温度、組成や濃度等の情報を観測する手段を有し、
その観測結果に基づき、前記半導体装置の製造工程の微調整を行う生産技術を製造手法データとしてデータ化する工程を有し、
前記第２および第３のファブは、
前記第１のファブと略同一の構成、および配置からなる原材料の色や温度、組成や濃度等の情報を観測する手段を有し、その観測結果および前記第１のファブにてあらかじめ製造手法データ化された生産技術に基づいて前記半導体装置を製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１のファブは、
気温、気圧等の環境情報および原材料の色や温度、組成や濃度等の情報を観測する手段を有し、
その観測結果に基づき、前記半導体装置の製造工程の微調整を行う生産技術を製造手法データとしてデータ化する工程を有し、
前記第２および第３のファブは、
前記第１のファブと略同一の構成、および配置からなる気温、気圧等の環境情報および原材料の色や温度、組成や濃度等の情報を観測する手段を有し、その観測結果および前記第１のファブにてあらかじめ製造手法データ化された生産技術に基づいて前記半導体装置を製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
セル生産方式の生産技術を用いて生産技術開発者および作業者が組立型製品の試作生産を行う第１のファブにおいて試作生産された生産技術を製造手法データとしてデータ化する工程と、
前記第１のファブの作業者と同じ配置構成の生産ロボットが備えられ、前記第１のファブに近接して配置された第２のファブにおいて、前記第１のファブが生成した製造手法データに基づいて前記生産ロボットが前記組立型製品を試作生産する工程とを有することを特徴とする組立型製品の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の組立型製品の製造方法において、
前記第１のファブは、
前記第１のファブに近接して配置される組立型製品製造における生産技術開発を行う生産技術開発部が開発した生産技術に基づいて前記組立型製品の試作生産を行うことを特徴とする組立型製品の製造方法。
【請求項１０】
請求項８または９記載の組立型製品の製造方法において、
前記第２のファブは、
前記第２のファブと略同一の構成、および配置からなる生産ロボットが備えられた第３のファブに前記製造手法データを出力し、
前記第３のファブは、
受け取った前記製造手法データに基づいて前記組立型製品を量産することを特徴とする組立型製品の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の組立型製品の製造方法において、
前記第２のファブと前記第３のファブとは、
通信回線により相互に接続されており、前記第２のファブは、前記通信回線を介して前記第３のファブに前記製造手法データを配信することを特徴とする組立型製品の製造方法。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか１項に記載の組立型製品の製造方法において、
前記第１のファブは、
気温、気圧等の環境情報を観測する手段を有し、
その観測結果に基づき、前記組立型製品の製造工程の微調整を行う生産技術を製造手法データとしてデータ化する工程を有し、
前記第２および第３のファブは、
前記第１のファブと略同一の構成、および配置からなる気温、気圧等の環境情報を観測する手段を有し、その観測結果および前記第１のファブにてあらかじめ製造手法データ化された生産技術に基づいて前記組立型製品を製造することを特徴とする組立型製品の製造方法。
【請求項１３】
請求項８〜１１のいずれか１項に記載の組立型製品の製造方法において、
前記第１のファブは、
原材料の色や温度、組成や濃度等の情報を観測する手段を有し、
その観測結果に基づき、前記組立型製品の製造工程の微調整を行う生産技術を製造手法データとしてデータ化する工程を有し、
前記第２および第３のファブは、
前記第１のファブと略同一の構成、および配置からなる原材料の色や温度、組成や濃度等の情報を観測する手段を有し、その観測結果および前記第１のファブにてあらかじめ製造手法データ化された生産技術に基づいて前記組立型製品を製造することを特徴とする組立型製品の製造方法。
【請求項１４】
請求項８〜１１のいずれか１項に記載の組立型製品の製造方法において、
前記第１のファブは、
気温、気圧等の環境情報および原材料の色や温度、組成や濃度等の情報を観測する手段を有し、
その観測結果に基づき、前記組立型製品の製造工程の微調整を行う生産技術を製造手法データとしてデータ化する工程を有し、
前記第２および第３のファブは、
前記第１のファブと略同一の構成、および配置からなる気温、気圧等の環境情報および原材料の色や温度、組成や濃度等の情報を観測する手段を有し、その観測結果および前記第１のファブにてあらかじめ製造手法データ化された生産技術に基づいて前記組立型製品を製造することを特徴とする組立型製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の生産技術に関し、特に、セル生産方式を用いた半導体装置を効率的に、かつ低コストに量産する有効な技術に関する。
【０００２】
また、本発明は、組み立て型製品の生産技術に関し、特に、セル生産方式を用いた組み立て型製品を効率的に、かつ低コストに量産する有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
コンベア生産方式にかわる新しい生産方式として、たとえば、セル生産方式が広く知られている。このセル生産方式は、ベルトコンベアと単機能工／単機能ロボットで行う少品種大量生産とは異なり、セルと呼ばれるエリアで１人から数人のチームが多様な生産工程をこなしている。
【０００４】
この方式により、部品箱の入れ替えやセルでの作業員の作業順序を変えるだけで、生産品目を容易に変更することが可能となり、多品種少量生産にフレキシブルに対応することができる。また、生産量の調整も、セル内人数の調整やセル数の増減によって容易に対応することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記のようなセル生産方式による生産技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。
【０００６】
前述したように、１人から数人のチームが多様な生産工程をこなさなければならず、作業効率が作業者のスキルなどに依存してしまうことになる。よって、作業員に高いスキルが求められることになるが、国内においては、少子化、高齢化などが進んでおり、高いスキルを有した作業員の確保が困難である。
【０００７】
また、作業員の育成なども多くのコストや時間がかかってしまうことになる。
【０００８】
一方、コストを低くするために海外の安い労働力を活用する場合、高いスキルを有する作業者の確保などから生産拠点展開の制約などが生じてしまうことになる。特に、海外生産では、生産ノウハウの流出などが問題となってしまう恐れがある。
【０００９】
また、気温や気圧、原材料の色や温度、組成や濃度等の変動に応じて、生産技術を微調整することで、歩留り向上や生産性向上を図ることも重要な目的となる。
【００１０】
本発明の目的は、セル生産方式によって低コストで、かつ高品質な半導体装置を生産する技術を提供することにある。
【００１１】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１３】
本発明による半導体装置の製造方法は、セル生産方式の生産技術を用いて作業者が半導体装置の試作生産を行う第１のファブにおいて試作生産された生産技術を製造手法データまたは製造工程データとしてデータ化する工程と、該第１のファブの作業者と同じ配置構成の生産ロボットが備えられ、該第１のファブに近接して配置された第２のファブにおいて、該第１のファブが生成した製造手法データに基づいて生産ロボットが半導体装置を試作生産する工程とを有するものである。
【００１４】
また、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。
【００１５】
本発明による半導体装置の製造方法は、前記第１のファブが、該第１のファブに近接して配置される半導体装置製造における生産技術開発を行う生産技術開発部が開発した生産技術に基づいて半導体装置の試作生産を行うものである。
【００１６】
また、本発明による半導体装置の製造方法は、前記第２のファブが、該第２のファブと略同一の構成、および配置からなる生産ロボットが備えられた第３のファブに製造手法データを出力し、第３のファブは、受け取った製造手法データに基づいて半導体装置を量産するものである。
【００１７】
さらに、本発明による半導体装置の製造方法は、前記第２のファブと前記第３のファブとが通信回線により相互に接続されており、第２のファブは、通信回線を介して第３のファブに製造手法データを配信するものである。
【００１８】
また、前記第１および前記第２のファブにおいて、気温や気圧、原材料の色や温度、組成や濃度などの変動に応じて変動する最適な生産技術の微調整の手法をあらかじめ数値化し、自動的に生産工程の微調整を行うものである。
【発明の効果】
【００１９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２０】
（１）半導体装置の生産技術開発から実際の量産開始までの期間を大幅に短縮することができる。
【００２１】
（２）また、生産データを短時間で第３のファブにコピーエグザクトリーすることが可能となるので、高品質の半導体装置を低コストで提供することができる。
【００２２】
（３）さらに、生産データを通信回線を介して第３のファブに配信することにより、ノウハウの流出などを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施の形態による半導体装置製造システムの構成例を示す説明図、図２は、図１の半導体装置製造システムに設けられたマザーファブにおける有人エリア、および無人エリアの構成例を示した説明図、図３は、図１の半導体装置製造システムに設けられたマザーファブにおける生産技術設計部、および有人エリアの構成例を示した説明図、図４は、図１の半導体装置製造システムに設けられたマザーファブにおける無人エリア、および無人化量産ファブにおける構成例を示した説明図である。
【００２５】
本実施の形態において、セル生産方式による半導体装置生産システム１は、図１に示すように、マザーファブ２、および無人化量産ファブ（第３のファブ）３1 〜３N から構成されている。これらマザーファブ２と無人化量産ファブ３1 〜３N とは、たとえば、ＬＡＮなどのネットワーク（通信回線）Ｎｔにより、相互に接続されている。
【００２６】
マザーファブ２は、生産技術設計部（生産技術開発部）４、有人エリア（第１のファブ）５、ならびに無人エリア（第２のファブ）６から構成されており、これら生産技術設計部４、有人エリア５、および無人エリア６は、それぞれ近接して配置されている。
【００２７】
生産技術設計部４は、半導体装置製造における生産技術開発を行うチームよりなる。有人エリア５は、有人のファブ（生産工場／拠点）からなり、生産技術設計部４によって開発された生産技術を用いて作業者が半導体装置を生産するセル方式の試作工場である。
【００２８】
無人エリア６は、有人エリア５の作業者と同じ配置構成の生産ロボットが備えられたファブからなり、有人エリア５によって試作された生産技術を数値化し、その数値化した製造手法データに基づいて該生産ロボットが半導体装置の試作を行う。このように、マザーファブ２は、量産を求めず、規模を小さく抑えるとともに設置費用などが最小限となるよう構成されている。
【００２９】
これにより、マザーファブ２は、たとえば、優秀な人材確保を考慮した立地、関連企業の集積地での立地、海外を含めたマーケット情報の集積に有利な立地などの生産に必要な条件を考慮した最適なエリアに配置することができる。
【００３０】
無人化量産ファブ３1 〜３N は、複数のセルＳからそれぞれ構成される。無人化量産ファブ３1 〜３N におけるセルＳは、無人エリア６と同じ生産ロボットが備えらており、短時間で容易に無人エリア６における生産技術を転送し、コピーエグザクトリーに半導体装置を製造することが可能となっている。
【００３１】
次に、本実施の形態による半導体装置製造システムの生産工程について説明する。
【００３２】
まず、生産技術設計部４によって半導体装置製造における生産技術が開発される。そして、生産技術設計部４が開発した生産技術を用いて、有人エリア５において、半導体装置の試作生産が行われる。
【００３３】
生産技術設計部４は、有人エリア５による試作結果から、生産技術における問題のピックアップやその改善などを行い、量産に適した生産技術をさらに開発する。また、有人エリアでの作業者からも、生産技術における問題のピックアップやその改善などを行う。
【００３４】
そして、生産技術の改良が終了すると、有人エリア５における生産技術を数値化し、その数値化した製造手法データを用いて無人エリア６の生産ロボットによって半導体装置の試作生産を行う。なお、この生産技術の数値化は、特に限定されるものではないが、倣い制御や数値制御といった手法により行われる。
【００３５】
作業者から生産ロボットに置き換えた際に、無人エリア６において問題が出た場合には、作業の改良などを行い、製造手法データの改良など行う。そして、最終的に問題がなくなると、その最終的な製造手法データをネットワークＮｔを介して無人化量産ファブ３1 〜３N に配信する。
【００３６】
生産技術は数値化されているため、無人化量産ファブ３1 〜３N では、配信された製造手法データを受け取るだけで、短時間にコピーエグザクトリーで半導体装置を量産することが可能となり、該無人化量産ファブ３1 〜３N において高品質な半導体装置を低コストで量産することができる。
【００３７】
図２は、マザーファブ２における有人エリア５、および無人エリア６の構成例を示した説明図である。
【００３８】
有人エリア５、ならびに無人エリア６は、セル方式によってそれぞれ構成されている。この場合、前述したように有人エリア５では作業者による試作が行われ、無人エリア６ではロボットによる試作が行われる。有人エリア５と無人エリア６との違いは、作業者とロボットとの違いのみであり、その他は、すべて同じ配置、および構成となっている。
【００３９】
これによって、開発した生産技術をそのままロボットに移植することが可能となる。また、有人エリア５では、試作のみで量産を行わないことによって、引退していた老齢の熟練工などを採用することが可能となり、低コストで、該熟練工などのノウハウを活用することができるので半導体装置の生産品質を向上させることができる。また、熟練工などが有する生産ノウハウの電子データ化がきわめて容易となる。
【００４０】
さらに、有人エリア５とに無人エリア６とが近接（隣接、あるいは同一の建物内など）して配置されているので、生産技術における問題のピックアップや生産技術の改良などを容易に行うことができる。
【００４１】
図３は、マザーファブ２における生産技術設計部４、および有人エリア５の構成例を示した説明図である。
【００４２】
生産技術開発を行う生産技術設計部４と作業者が半導体装置を試作する有人エリア５とを近接（隣接、あるいは同一の建物内など）させることにより、ロボットによる生産における生産技術の問題のピックアップやその改善などを常に行い、量産に適した生産技術を常に開発／改良しながらの生産を可能にすることができる。
【００４３】
図４は、マザーファブ２における無人エリア６、および無人化量産ファブ３1 （〜３N ）における構成例を示した説明図である。
【００４４】
無人化量産ファブ３1 （〜３N ）は、前述したように複数のセルＳから構成されており、これらセルＳは、無人エリア６を構成するセルとまったく同一の構造、配置によって構成されている。
【００４５】
これにより、無人エリア６における数値化した生産ノウハウなどを含んだ製造手法データをネットワークＮｔを介して配信することによって、マザーファブ２において立ち上げた生産手法を、短時間でかつ正確に量産工場となる無人化量産ファブ３1 （〜３N ）に伝達、ならびに移植することができる。
【００４６】
また、無人エリア６における製造手法データがネットワークなどを介して配信されるので技術的ノウハウや作業者の制約などを考慮する必要がなくなり、無人化量産ファブ３1 （〜３N ）を部品供給、地価／インフラなどのコスト、製造設備関連企業の立地、および物流などの条件を考慮してフレキシブルに最適配置することができる。
【００４７】
さらに、図には明示していないが、製品設計を行う製品設計部を、生産技術開発を行う生産技術設計部４と作業者が半導体装置を試作する有人エリア５に近接（隣接、あるいは同一の建物内など）させることにより、企画／上流設計工程までを含めてＤＦＭ（Ｄｅｓｉｇｎ  Ｆｏｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）などを充分に考慮した設計／開発を可能にすることもできる。
【００４８】
それにより、本実施の形態によれば、半導体装置の生産技術開発から実際の量産開始までの期間を大幅に短縮することができる。
【００４９】
また、生産ノウハウを含んだ製造手法データを短時間で無人化量産ファブ３1 〜３N に転送し、コピーエグザクトリーに半導体装置を量産することが可能となるので、高品質の半導体装置を低コストで提供することが可能となる。
【００５０】
さらに、生産ノウハウを含んだ製造手法データをネットワークＮｔを介して無人化量産ファブ３1 〜３N に配信することにより、ノウハウの流出などを防止することができる。
【００５１】
図５および図６は、気温や気圧といった環境変動により、製造工程の微調整を行うための数値データベースを示した説明図である。
【００５２】
マザーファブ２および無人化量産ファブ３１〜３Ｎは、該数値データベースに従い、製造工程を微調整しながら、最適な製造条件で半導体装置の製造を行う。
【００５３】
図７は、原材料の組成変動等に対応した、製造工程の微調整を行うための数値データベースを示した説明図である。
【００５４】
マザーファブ２および無人化量産ファブ３１〜３Ｎは、該数値データベースに従い、製造工程を微調整しながら、最適な製造条件で半導体装置の製造を行う。
【００５５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００５６】
たとえば、前記実施の形態では、半導体装置を生産する半導体装置生産システムとして記載したが、生産する製品は半導体装置以外であっても同様の構成からなる生産システムを用いることによって、様々な製品に応用することが可能であり、高品質で低コストな製品を生産することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、セル生産方式を用いた半導体装置の生産技術に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施の形態による半導体装置製造システムの構成例を示す説明図である。
【図２】図１の半導体装置製造システムに設けられたマザーファブにおける有人エリア、および無人エリアの構成例を示した説明図である。
【図３】図１の半導体装置製造システムに設けられたマザーファブにおける生産技術設計部、および有人エリアの構成例を示した説明図である。
【図４】図１の半導体装置製造システムに設けられたマザーファブにおける無人エリア、および無人化量産ファブにおける構成例を示した説明図である。
【図５】気温という環境変動により、製造工程の微調整を行うための数値データベースを示した説明図である。
【図６】気圧という環境変動により、製造工程の微調整を行うための数値データベースを示した説明図である。
【図７】原材料の組成変動等に対応した、製造工程の微調整を行うための数値データベースを示した説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  半導体装置製造システム
２  マザーファブ
３1 〜３N   無人化量産ファブ（第３のファブ）
４  生産技術設計部（生産開発部）
５  有人エリア（第１のファブ）
６  無人エリア（第２のファブ）
Ｓ  セル
Ｎｔ  ネットワーク（通信回線）
【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】
2006261511.tif 000008
【図７】
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