(57)【要約】      （修正有）【課題】小ロットサイズのリソグラフィーベイを提供する。【解決手段】小ロットサイズのリソグラフィーベイ３００は、（１）複数のリソグラフィーツール３１４〜３２８と、（２）小ロットサイズの基板キャリアをリソグラフィーツール３１４〜３２８へ搬送するように適応された小ロットサイズの搬送システム３３０とを備えている。各小ロットサイズの基板キャリアは、１３個より少数の基板を保持するように適応される。多数の他の態様も提供される。【選択図】図３
2006041485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々１３個未満の基板を保持するように適応された複数の小ロットサイズ基板キャリアに基板を保管するステップと、
半導体デバイス製造施設のリソグラフィーベイ内で上記小ロットサイズ基板キャリアの少なくとも１つを搬送するステップと、
を備えた方法。
【請求項２】
複数の小ロットサイズ基板キャリアに基板を保管する上記ステップは、２５個までの基板を保持するように適応された基板キャリアから複数の小ロットサイズ基板キャリアへ基板を移送する工程を備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各々１３個未満の基板を保持するように適応された複数の小ロットサイズ基板キャリアに基板を保管する上記ステップは、
（ａ）１３個より多い基板を保管するように適応された大ロットサイズ基板キャリアを大ロットサイズ搬送システムから受け取る工程と、
（ｂ）上記大ロットサイズ基板キャリアから複数の小ロットサイズ基板キャリアへ基板を移送する工程と、
を備えた請求項１に記載の方法。
【請求項４】
上記工程（ａ）及び（ｂ）をストッカーにおいて実行する工程を更に備えた、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
上記複数の小ロットサイズ基板キャリアを上記ストッカーに保管する工程を更に備えた、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
上記複数の小ロットサイズ基板キャリアは、各々、６個以下の基板を保持するように適応される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
上記複数の小ロットサイズ基板キャリアは、各々、５個以下の基板を保持するように適応される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
上記複数の小ロットサイズ基板キャリアは、各々、４個以下の基板を保持するように適応される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
上記複数の小ロットサイズ基板キャリアは、各々、３個以下の基板を保持するように適応される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
上記複数の小ロットサイズ基板キャリアは、各々、２個以下の基板を保持するように適応される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
上記複数の小ロットサイズ基板キャリアは、各々、１個の基板を保持するように適応される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
半導体デバイス製造施設のリソグラフィーベイ内で上記小ロットサイズ基板キャリアの少なくとも１つを搬送する上記ステップは、小ロットサイズ基板キャリアをパターン化ツールへ移送する工程を備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
上記パターン化ツールを使用して上記小ロットサイズ基板キャリアからの基板をパターン化する工程を更に備えた、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
計測及び検査の少なくとも１つを実行するように適応されるツールへ上記小ロットサイズ基板キャリアを移送する工程を更に備えた、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
上記小ロットサイズ基板キャリアからの基板に対して計測及び検査の少なくとも１つを実行する工程を更に備えた、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
計測及び検査の少なくとも１つを実行した結果に基づいて上記小ロットサイズ基板キャリアを１つ以上の再加工ツールへ移送する工程を更に備えた、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
上記小ロットサイズ基板キャリアからの基板を再加工する工程を更に備えた、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
基板を再加工する上記工程は、基板の湿式清掃及び乾式剥離の少なくとも一方を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
複数の小ロットサイズ基板キャリアをパターン化ツールへ並列に搬送するステップを更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
複数の小ロットサイズ基板キャリアを異なる計測ツールへ並列に搬送するステップを更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
半導体デバイス製造施設のリソグラフィーベイ内で上記小ロットサイズ基板キャリアの少なくとも１つを搬送する上記ステップは、連続的に移動するコンベヤを使用して、上記リソグラフィーベイ内で上記少なくとも１つの小ロットサイズ基板キャリアを搬送する工程を備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
複数のリソグラフィーツールと、
小ロットサイズの基板キャリアを上記リソグラフィーツールへ搬送するように適応された小ロットサイズ搬送システムと、
を備え、各小ロットサイズの基板キャリアが１３個より少数の基板を保持するように適応されたリソグラフィーベイ。
【請求項２３】
上記リソグラフィールールは、パターン化ツールと、計測及び検査ツールの少なくとも一方とを備えた、請求項２２に記載のリソグラフィーベイ。
【請求項２４】
上記リソグラフィーツールは、少なくとも１つの再加工ツールを備えた、請求項２２に記載のリソグラフィーベイ。
【請求項２５】
上記少なくとも１つの再加工ツールは、他のリソグラフィーツールとインラインである、請求項２４に記載のリソグラフィーベイ。
【請求項２６】
上記少なくとも１つの再加工ツールは、湿式清掃ツール及び乾式剥離ツールを備えた、請求項２４に記載のリソグラフィーベイ。
【請求項２７】
（ａ）１３個より多い基板を保管するように適応された大ロットサイズ基板キャリアを大ロットサイズ搬送システムから受け取り、
（ｂ）上記大ロットサイズ基板キャリアから複数の小ロットサイズ基板キャリアへ基板を移送する、
というように適応されたストッカーを更に備えた、請求項２２に記載のリソグラフィーベイ。
【請求項２８】
上記ストッカーは、大ロットサイズ及び小ロットサイズ基板キャリアの少なくとも一方を保管するように適応される、請求項２７に記載のリソグラフィーベイ。
【請求項２９】
上記小ロットサイズ搬送システムは、小ロットサイズ基板キャリアを上記ストッカーへ搬送するように適応される、請求項２７に記載のリソグラフィーベイ。
【請求項３０】
上記小ロットサイズ基板キャリアは、各々、６個以下の基板を保管するように適応される、請求項２２に記載のリソグラフィーベイ。
【請求項３１】
上記小ロットサイズ基板キャリアは、各々、５個以下の基板を保管するように適応される、請求項２２に記載のリソグラフィーベイ。
【請求項３２】
上記小ロットサイズ基板キャリアは、各々、４個以下の基板を保管するように適応される、請求項２２に記載のリソグラフィーベイ。
【請求項３３】
上記小ロットサイズ基板キャリアは、各々、３個以下の基板を保管するように適応される、請求項２２に記載のリソグラフィーベイ。
【請求項３４】
上記小ロットサイズ基板キャリアは、各々、２個以下の基板を保管するように適応される、請求項２２に記載のリソグラフィーベイ。
【請求項３５】
上記小ロットサイズ基板キャリアは、各々、１個の基板を保管するように適応される、請求項２２に記載のリソグラフィーベイ。
【発明の詳細な説明】
【発明の相互参照】
【０００１】
本出願は、２００４年６月１０日に出願された米国プロビジョナル特許出願第６０／５７８，７９２号の優先権を請求する。又、本出願は、２００４年１月２６日に出願された米国特許出願第１０／７６４，６２０号の一部継続出願で、その優先権も請求し、該特許出願は、２００３年１月２７日に出願された米国プロビジョナル特許出願第６０／４４３，００１号の優先権を請求する。これら特許出願各々の内容は、参考としてその全体をここに援用する。
【発明の分野】
【０００２】
本発明は、一般に、半導体デバイス製造システムに係り、より詳細には、小ロットサイズのリソグラフィーベイに関する。
【関連出願へのクロスレファレンス】
【０００３】
本出願は、参考としてその全体をここに各々援用する以下の共通に譲渡された出願中の米国特許出願に関連している。
【０００４】
２００３年８月２８日に出願された「SystemsFor Transporting Substrate Carriers」と題する米国特許出願第１０／６５０，３１０号（代理人ドケット第６９００号）；
２００３年８月２８日に出願された「Methodand Apparatus for Using Substrate Carrier Movement to Actuate Substrate CarrierDoor Opening/Closing」と題する米国特許出願第１０／６５０，３１２号（代理人ドケット第６９７６号）；
２００３年８月２８日に出願された「Methodand Apparatus for Unloading Substrate Carriers from Substrate Carrier TransportSystems」と題する米国特許出願第１０／６５０，４８１号（代理人ドケット第７０２４号）；
２００３年８月２８日に出願された「Methodand Apparatus for Supplying Substrate to Processing Tool」と題する米国特許出願第１０／６５０，４７９号（代理人ドケット第７０９６号）；
２００２年８月３１日に出願された「EndEffector Having Mechanism For Reorienting A Wafer Carrier Between Vertical AndHorizontal Orientations」と題する米国特許出願第６０／４０７，４５２号（代理人ドケット第７０９７／Ｌ号）；
２００２年８月３１日に出願された「WaferLoading Station with Docking Grippers at Docking Stations」と題する米国特許出願第６０／４０７，３３７号（代理人ドケット第７０９９／Ｌ号）；
２００３年８月２８日に出願された「SubstrateCarrier Door having Door Latching and Substrate Clamping Mechanism」と題する米国特許出願第１０／６５０，３１１号（代理人ドケット第７１５６号）；
２００３年８月２８日に出願された「SubstrateCarrier Handler That Unloads Substrate Carriers Directly From a Moving Conveyor」と題する米国特許出願第１０／６５０，４８０号（代理人ドケット第７６７６号）；
２００４年１月２６日に出願された「Methodand Apparatus for Transporting Substrate Carriers」と題する米国特許出願第１０／７６４，９８２号（代理人ドケット第７１６３号）；
２００４年１月２６日に出願された「OverheadTransfer Flange and Support for Suspending Substrate Carrier」と題する米国特許出願第１０／７６４，８２０号（代理人ドケット第８０９２号）；
２００３年１月２７日に出願された「Apparatusand Method for Storing and Loading Wafer Carriers」と題する米国特許出願第６０／４４３，１１５号（代理人ドケット第８２０２号）；
２００４年１１月１２日に出願された「Calibrationof High Speed Loader to Substrate Transport System」と題する米国特許出願第１０／９８７，９５６号（ドケット第８１５８号）；及び
２００３年１１月１３日に出願された「Apparatusand Method for Transporting Substrate Carriers Between Conveyors」と題する米国特許出願第６０／５２０，０３５号（ドケット第８１９５／Ｌ号）。
【発明の背景】
【０００５】
半導体デバイスの製造は、通常、シリコン基板、ガラス基板等の基板に対して一連の手順を実行することを含む。これらのステップは、研磨、堆積、エッチング、ホトリソグラフィー、熱処理、等々を含み得る。通常、複数の処理チャンバーを含む単一の処理システム又は「ツール」において多数の異なる処理ステップを実行することができる。しかしながら、製造施設内の他の処理位置では他のプロセスの実行が要求されるケースが一般的であり、従って、製造施設内で１つの処理位置から別の処理位置へ基板を搬送することが必要となる。製造されるべき半導体デバイスの形式に基づいて、比較的多数の処理ステップを、製造施設内の多数の異なる処理位置で実行することが必要となる。
【０００６】
密封型ポッド、カセット、コンテナ等の基板キャリア内で１つの処理位置から別の処理位置へ基板を搬送することが従来行われている。又、自動誘導ビヒクル、オーバーヘッド搬送システム、基板キャリア取り扱いロボット等の自動基板キャリア搬送装置を使用して、基板キャリアを製造施設内の位置から位置へ移動したり、又は基板キャリアを基板キャリア搬送装置から又は基板キャリア搬送装置へ移送したりすることも従来行われている。
【０００７】
個々の基板に対して、バージン基板の形成又は受け入れから、出来上がった基板から半導体デバイスを切断するまでの全製造プロセスは、週又は月数で測定される経過時間を必要とすることがある。従って、典型的な製造施設では、いかなる所与の時間にも、非常に多数の基板が「進行中ワーク」（ＷＩＰ）として存在し得る。製造施設にＷＩＰとして存在する基板は、運転資本の非常に大きな投資を表し、基板当りの製造コストを高める傾向がある。
【０００８】
製造施設がフル稼働であるときには、ＷＩＰが減少すると、資本及び製造コストが低下する。ＷＩＰの減少は、例えば、製造施設内で各基板を処理するための平均全経過時間を減少することで達成できる。
【０００９】
前記で組み入れた２００３年８月２８日出願の「Systemfor Transporting Semiconductor Substrate Carriers」と題する米国特許出願第１０／６５０，３１０号（代理人ドケット第６９００号）は、基板キャリア搬送システムであって、これがサービスする製造施設の運転中に常時移動するように意図された基板キャリアのためのコンベアを備えた基板キャリア搬送システムを開示している。この常時移動するコンベアは、製造施設内の基板の搬送を容易にし、製造施設における各基板の全「ドエル」又は「サイクル」時間を減少することが意図される。従って、同じ工場生産高を得るのに必要なＷＩＰが少なくなるので、ＷＩＰ減少を達成することができる。
【発明の概要】
【００１０】
本発明の第１の態様においては、（１）各々１３個未満の基板を保持するように適応された複数の小ロットサイズ基板キャリアに基板を保管するステップと、（２）半導体デバイス製造施設のリソグラフィーベイ内で小ロットサイズ基板キャリアの少なくとも１つを搬送するステップと、を備えた方法が提供される。
【００１１】
本発明の第２の態様においては、小ロットサイズのリソグラフィーベイが提供される。この小ロットサイズのリソグラフィーベイは、（１）複数のリソグラフィーツールと、（２）小ロットサイズの基板キャリアをリソグラフィーツールへ搬送するように適応された小ロットサイズの搬送システムとを備えている。各小ロットサイズの基板キャリアは、１３個より少数の基板を保持するように適応される。他の多数の態様も提供される。
【００１２】
本発明の他の特徴及び態様は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、及び添付図面から更に完全に明らかとなろう。
【詳細な説明】
【００１３】
本発明は、半導体デバイス製造施設、例えば、半導体デバイス製造施設のリソグラフィー部分（ベイ）におけるサイクル時間を減少することに係る。サイクル時間は、ロットサイズを減少するか、及び／又は高速搬送システムを使用して、小ロットサイズの基板キャリアを、リソグラフィーベイの処理、計測及び／又は検査ツール間で搬送することにより、減少される。
【００１４】
ここで使用する「小ロット」サイズの基板キャリアとは、通常１３個又は２５の基板を保持する従来の「大ロット」サイズの基板キャリアより著しく少数の基板しか保持しないように適応される基板キャリアを指す。一例として、一実施形態では、小ロットサイズのキャリアは、５個以下の基板を保持するように適応される。他の小ロットサイズの基板キャリアを使用してもよい（例えば、１、２、３、４、５、６、７又はそれ以上の基板を保持するが、大ロットサイズの基板キャリアより著しく少ない基板を保持する小ロットサイズのキャリア）。例えば、一実施形態では、各小ロットサイズの基板キャリアは、半導体デバイス製造施設内で基板キャリアを人間が搬送することもあり得るように著しく少数の基板を保持してもよい。
【００１５】
サイクル時間の減少
従来の半導体デバイス製造施設では、基板が、通常、キャリア当たり２５個の基板を保持する基板キャリアで搬送される。このようなケースでは、製造施設は、基板２５個のロットサイズを使用すると言える。
【００１６】
基板ロットを処理するためのサイクル時間（ＣＴ）は、次の式を使用して決定することができる。
【００１７】
ＣＴ＝ロット処理時間＋通過時間＋ツール待機時間
ロット処理時間（ＬＰＴ）は、１つのロット内の各基板（例えば、標準的なロットサイズについては２５個の基板）を処理するのに必要な時間である。ロット処理時間は、例えば、各基板をその基板キャリアから処理ツールの処理チャンバーへ移送し、基板を処理し、次いで、基板をその基板キャリアへ戻すのに必要な時間を含む。通過時間（ＴＴ）とは、１つのロット（例えば、基板キャリア）を１つの処理ツールから別の処理ツールへ移送するのに必要な時間（例えば、基板キャリアが第１のツールで閉じたときと、第２のツールで開いたときとの間の時間）を指す。
【００１８】
ツール待機時間（ＴＷＴ）とは、ロットの基板がツールで処理されるまでロットが処理ツールで待機しなければならない時間を指す。各ロットが各処理ツールに到着した直後に処理されると仮定すれば、ツール待機時間はゼロであり、最小サイクル時間（ＣＴＭＩＮ）は、次のようになる。
【００１９】
ＣＴＭＩＮ＝ロット処理時間＋通過時間
前記式から、固定の通過時間に対して、サイクル時間は、ロットサイズと共に長くなることが明らかである（ロット内の各基板は、一般に、そのロットを次の処理ツールへ移送できるまでに、そのロット内の他の全ての基板が処理されるのを待機しなければならないからである）。従って、小さなロットサイズ（例えば、少数の基板しか保持しない基板キャリア）を使用することにより、通過時間が著しく増加しない限り、サイクル時間を減少することができる。通過時間を増加せずに、１基板のロットサイズ（例えば、１個の基板しか保持しない基板キャリア）を使用することにより、サイクル時間を最小にすることができる。というのは、次の処理ステップのための新たな処理ツールへ搬送されるまで他の基板の処理を待機しなければならない基板がないからである。
【００２０】
一例として、１３０ナノメーターロジックに対して、処理時間が２日で、通過時間が２日であると仮定する。更に、この例として、２５基板のロットサイズに対し、各基板が、そのロット内の他の基板の処理を待機しなければならない時間が１０日であると仮定する。２５基板ロットに対する最小サイクル時間（ＣＴＭＩＮ２５）は、次のようになる。
【００２１】
ＣＴＭＩＮ２５＝処理時間＋ロット待機時間＋通過時間
＝２日＋１０日＋２日
＝１４日
しかしながら、単一基板ロットサイズを使用し且つ通過時間を固定に保つと仮定すれば、１基板ロットに対する最小サイクル時間（ＣＴＭＩＮ１）は、次のようになる。
【００２２】
ＣＴＭＩＮ１＝処理時間＋ロット待機時間＋通過時間
＝２日＋０日＋２日
＝４日
従って、単一基板ロットサイズを使用することで、最小サイクル時間は、７３％減少される。
【００２３】
サイクル時間の観点から、単一基板キャリアの使用が好ましいと思われる。しかしながら、各処理ツールに充分な蓄積を与え、ロットをスケジューリングし、プロセス制御戦略を練り、等々の他の問題が、１基板より大きなロットサイズの使用を望ましいものにすることがある。例えば、２、３、４、５、６又はそれ以上の基板を有する小ロットサイズを使用するのが望ましいことがある。このような小ロットサイズの使用でも、従来の大ロットサイズに比してサイクル時間の著しい減少を与えることに注意されたい。
【００２４】
サイクル時間と、製造施設に対するその影響とを、図１及び２を参照して以下に説明する。より詳細には、図１及び２は、ホットロットを使用することにより進行中ワーク（ＷＩＰ）及びサイクル時間を管理することを示している。小ロットサイズのリソグラフィーベイ内でのサイクル時間の操作は、図３及び４を参照して以下に説明する。
【００２５】
製造施設におけるサイクル時間対ＷＩＰ
上述したように、フル稼働の製造施設については、ＷＩＰを減少すると、資本及び製造コストが下がる。しかしながら、ＷＩＰの減少は、半導体デバイス製造設備にリスクを課することもある。例えば、製造ライン内の処理ツールが非稼動になると（例えば、装置の故障や、定期的な保守又は清掃等により「ゴー・ダウン」すると）、ＷＩＰは、非稼動ツールが稼動状態になる（例えば、「バックオンライン」にもっていかれる）まで、継続工場生産高を許すに充分な基板一時収納作用を与えることができる。一方、不充分なＷＩＰは、製造ラインをアイドル状態に入れてしまうことがある。
【００２６】
一般に、基板当りの平均サイクル時間が半導体デバイス製造施設内で減少されると、平均で、より多くの基板が施設を通して移動できることになるので、進行中ワークの対応的な減少（例えば、同様の、比例的な又はその他の関係の減少）が実現される。本発明の少なくとも１つの実施形態によれば、基板当りの平均サイクル時間は、プライオリティの低い基板のサイクル時間を増加する一方、プライオリティの高い基板のサイクル時間を減少することにより、ほぼ一定に維持することができる。（プライオリティの低い基板及び高い基板は、プライオリティ１からプライオリティ１００までといったある範囲のプライオリティ値にわたり、或いは他の適当なプライオリティ範囲にわたり、分布されてもよいことに注意されたい。）このようにして、本発明を使用する半導体デバイス製造施設内では、プライオリティの高い基板のサイクル時間と進行中ワークとの間の関係をデカップル（例えば、弱めるか又は排除）して、プライオリティの高い基板のサイクル時間の減少が、進行中ワークに対応的な減少を生じさせないようにする。
【００２７】
本発明により平均サイクル時間を減少するために、「小ロット」サイズ基板キャリアが、高速基板キャリア搬送システムと共に使用される。この高速基板キャリア搬送システムは、半導体デバイス製造施設内で、従来の搬送システムより著しく高い速度で基板キャリアを搬送することができる（以下に述べるように）。従って、いかなる所与の基板キャリアも、施設を通してより速くルーティングすることができる。
【００２８】
半導体デバイス製造中の小ロットサイズの使用
図１は、大及び小ロットサイズの基板キャリアに対し半導体デバイス製造施設（ＦＡＢ）のサイクル時間又はＷＩＰ・対・施設の生産高を例示するグラフである。図１を参照すれば、曲線１００は、大ロットサイズの基板キャリアを搬送するように構成された典型的な半導体デバイス製造施設に対するサイクル時間又はＷＩＰ・対・施設の生産高を示す。曲線１０２は、本発明により小ロットサイズの基板キャリアを搬送するように構成された半導体デバイス製造施設に対するサイクル時間又はＷＩＰ・対・施設の生産高を示す。
【００２９】
曲線１００は、施設の生産高がＷＩＰと共にいかに増加するかを示す。ＷＩＰが増加し続けるにつれて、施設の生産高も増加する。比較的小さな生産高利得に対して最終的に大きなＷＩＰ増加が要求される。従って、施設の生産高を予想できるようにするために、大ロットサイズの施設は、通常、曲線１００の膝（参照番号１０４で示す）の付近で稼動する。このような位置では、施設の生産高がその最大値付近であり、サイクル時間又はＷＩＰが僅かに増加又は減少しても施設の生産高にはあまり影響しない。
【００３０】
曲線１０２は、小ロットサイズの基板キャリアを高速基板キャリア搬送システム（以下に述べる）と共にいかに使用すれば、ＷＩＰ及び／又は施設の生産高に影響を及ぼし得るかを示す。例えば、図１に示すように、曲線１０２は、曲線１００に対して右下にシフトされている。このようなシフトは、同じレベルの施設の生産高を、少ないＷＩＰで維持できることを示している（参照番号１０６で示すように）。或いは又、曲線１００で支配された大ロットサイズの施設に存在するのと同じレベルのＷＩＰが、小ロットサイズの施設内で望まれる場合には、小ロットサイズの施設内の生産高を高めることができる（参照番号１０８で示すように）。本発明の少なくとも１つの実施形態では、工場生産高は、例えば、参照番号１１０で示すように、ＷＩＰを若干下げることで増加される。又、曲線１０２に沿った他の稼動ポイントを使用してもよい。
【００３１】
曲線１０２における「最適な」稼動ポイントの選択は、多数のファクタに依存する。例えば、ある製品は、長い製品寿命サイクルと比較的安定した価格とを有する（例えば、工業用装置内に使用されるデバイスのような埋め込み用途のデバイス、又は他の長製品寿命用途のデバイス）。これらの製品に使用されるデバイスは、これを製造して、ほとんど金融リスクのない状態で後日販売するように在庫保管することができる。このようなデバイスの基板は、低プライオリティとして分類され、製造施設の容量を満たすために使用されてもよい。在庫が欠乏するにつれて、これら基板のプライオリティを必要に応じて上げて、約束した取引上の手配（例えば、リードタイム、ストックレベル、等）を満足することができる。
【００３２】
３年から４年は市場に存在するＤＲＡＭ製品のような成熟した取引対象製品に使用されるデバイスのための基板も、低プライオリティ基板の候補である。これらデバイスの収率は一般的に高いものであり、これらデバイスを使用する製品の取引対象性は、市場の存在を確保する。従って、在庫が時代遅れとなることは起こり難いが、利益の潜在性は、比較的低い。しかしながら、このような基板は、装置を連続的に活用して収入を生み出す製品を作成するよう確保するために、容量を埋めることができる。
【００３３】
新規の製品は、その特徴として、高い粗利益を与える。このような製品に使用されるデバイスの基板には、高いプライオリティが与えられてもよい。このように、製造施設は、粗利益の高い製品に生産を偏らせることで基板当りの利益を高めることができる。新規な製品は、低価格化を推し進めて市場浸透性を拡張する競争及び市場戦略のために急速な販売衰退をしばしば経験する。これらの製品により高いプライオリティを置いて、製造サイクル時間を選択的に減少すると、より高い粗利益で販売できる製品量を増加することができる。又、短い寿命サイクルの製品に使用されるデバイスの基板にも、高いプライオリティを与えることができる。短い寿命サイクルの製品は、例えば、消費者向け電子装置のための特注デバイス、例えば、デジタルカメラ、ビデオゲームコントローラ、セルラー電話コンポーネント等のための特殊メモリを含むことができる。これら形式のデバイスの在庫を形成するときには、それらが時代遅れになりつつあるときに価格が急激に暴落することがあるので、より大きなリスクが存在する。
【００３４】
変更を受けたり又は特殊な品質テストを受けたりする特別注文のデバイス又は開発中のデバイスは、製造施設において特別な取り扱いをしばしば受け、このようなデバイスの製造に使用される基板は、「ホットロット(hot lots)」又は「スーパーホットロット(superhot lots)」としばしば称される。ホットロットは、各プロセスステップに対して待ち行列の前部へ移動されるようにしばしばプライオリティが与えられる。スーパーホットロットには、より高いプライオリティを与えることができ、スーパーホットロット基板の到着を待機するように装置を予約し又はアイドル状態に保つことができる。ロット当り１３又は２５個の基板を使用する従来の製造施設では、ホットロット及びスーパーホットロットを使用すると、プロセスの流れに著しい混乱が生じることがある。しかしながら、以下に詳細に述べるように、本発明により設けられる小ロットサイズの製造施設では、特注及び他の同様のデバイスを、ツール利用ロスがほとんどない状態で、既存の生産流に織り交ぜることができる。このようなデバイスの製造に使用される基板には、製造施設内で最も高いプライオリティを与えることができる。
【００３５】
小ロットサイズ半導体デバイス製造施設の実施例
図２は、本発明により設けられた小ロットサイズ（ＳＬＳ）半導体デバイス製造施設２００を例示する概略図である。図２を参照すれば、ＳＬＳ施設２００は、小ロットサイズ基板キャリアを複数の処理ツール２０４へ配送するように適応される高速基板キャリア搬送システム２０２を備えている。ＷＩＰをローカル蓄積するために各処理ツール２０４又はその付近にはローカル蓄積部又は一時収納部２０６が設けられている。又、付加的なボリューム蓄積部又は一時収納部２０８が設けられてもよい（例えば、製造中に生じるＷＩＰのピークを受け入れると共にＷＩＰを長期間蓄積するためのボリュームストック部）。
【００３６】
各処理ツール２０４にはキャリア開放装置２１０が設けられていて、小ロットサイズの基板キャリアを開放し、そこに収容された基板を、そこから抽出し、処理し及び／又はそこに戻すことができる。以下に詳細に述べるように、小ロットサイズの基板キャリアを、高速搬送システム２０２から各処理ツール２０４のキャリア開放装置２１０へ移送するためのメカニズム（個別に図示せず）が設けられている。
【００３７】
製造施設２００の運転を制御するために自動通信及び／又はソフトウェアシステム２１２が設けられ、これは、例えば、製造実行システム（ＭＥＳ）、材料制御システム（ＭＣＳ）、スケジューラ、等を含むことができる。又、図２には、処理ツール２０４への小ロットサイズ基板キャリアの配送を制御するための個別の配送システムコントローラ２１４が示されている。この配送システムコントローラ２１４は、自動通信及び／又はソフトウェアシステム２１２の一部分でもよく、及び／又は個別のＭＥＳ、ＭＣＳ又はスケジューラが使用されてもよいことが明らかであろう。
【００３８】
ほとんどの処理ツールは、（例えば、処理チャンバー当り一度に１個又は２個の基板を処理することにより）大ロットサイズの製造施設においても、基板を小さなバッチで処理する。しかしながら、炉又は湿式処理ツールのような幾つかの処理ツールは、基板を大きなバッチサイズ（例えば、バッチ当り約２５から２００個の基板）で処理する。従って、小ロットサイズの製造施設２００は、大バッチサイズの処理ツールの配送、蓄積及び運転要求を受け入れるように適応されてもよい。１つのこのような大バッチサイズの処理ツールが図２に参照番号２１６で一例として示されている。
【００３９】
多くの大バッチサイズの処理ツールは、個別に図示されていない装置フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）を使用して、大ロットサイズキャリアからロボットブレードで基板を直接取り出す（例えば、一度に１つの基板）。次いで、個々の基板は、処理のための必要な大きさのバッチを形成するように必要に応じて処理ツールにより処理チャンバーへ移送される。このような処理ツールに小ロットサイズ基板キャリアのローカル蓄積部を設けることにより、小ロットサイズの製造施設２００内に大バッチサイズ処理ツールの装置フロントエンドモジュールを使用して大きな基板バッチを形成することができる。
【００４０】
他の大バッチサイズ処理ツールは、完全な大ロットサイズキャリアを内部の一時収納部へ引っ張るか、又は多数の基板を大ロットサイズ基板キャリアから内部の一時収納部へ同時に引っ張る。このようなツールの場合に、基板を小ロットサイズ基板キャリアから大ロットサイズ基板キャリアへ移動するソーターモジュール２１８を、小ロットサイズの製造施設２００内に使用してもよい。
【００４１】
上述したように、高速搬送システム２０２は、小ロットサイズ基板キャリアを複数の処理ツール２０４へ配送するように適応される。このようなシステムは、（例えば、通常の生産中に生じる移動レート要求のピークに応答できるように）通常生産容量に必要とされる平均レートの少なくとも２倍の移動レート容量を有するのが好ましい。更に、このシステムは、工場の異常、偏位及び／又は製造処理の変更（例えば、予定外の保守、プライオリティの変更、製造収率の問題、等）に応答して基板を異なる処理ツールへ向け直し、リルートし又は再移動するための能力を有するのが好ましい。
【００４２】
２００３年８月２８日に出願された米国特許出願第１０／６５０，３１０号（‘３１０出願）は、小ロットサイズ基板キャリア搬送システム２０２として使用できる基板キャリア搬送システム（例えば、コンベア）を開示している。この‘３１０出願の搬送システムは、基板キャリアのアンロード及びロード運転中に移動し続ける。ロード／アンロードメカニズムは、各処理ツール又は処理ツールのグループに関連付けられて、搬送システムが移動している間に基板キャリアを搬送システムにロードし及び／又はそこからアンロードするように動作できる。各ロード／アンロードメカニズムは、搬送システムが基板キャリアを運搬する速度に実質的に一致するようにロード又はアンロード運転中に移動されるロード／アンロード部材を含むことができる。従って、このロード及び／又はアンロード部材は、基板／基板キャリアの穏やかな取り扱いを確保するように適応される。‘３１０出願の搬送システムは、従来の大ロットサイズ搬送システムより著しく高い速度で運転できると共に、工場の異常、偏位及び／又は製造処理の変更に応答して基板を異なる処理ツールへ向け直し、リルートし及び／又は再移動するのを容易に受け入れることができる。他の基板キャリア搬送システムを同様に使用してもよい。
【００４３】
適当な高速搬送システムの１つの特定の実施形態が、２００４年１月２６日に出願された米国特許出願第１０／７６４，９８２号（‘９８２出願）に説明されている。この‘９８２出願は、半導体デバイス製造施設の少なくとも一部分内に閉ループを形成すると共にその中で基板キャリアを搬送するステンレススチール又は同様の材料のリボンを含んでもよいコンベアシステムを説明している。リボンの厚い部分が垂直平面内に存在し且つリボンの薄い部分が水平平面内に存在するようにリボンを方向付けすることにより、リボンは、水平平面内で柔軟で且つ垂直平面内で堅牢になる。このような構成では、この発明のコンベアを安価に製作し実施することが許容される。例えば、リボンは、その形成にあまり材料を必要とせず、製造が容易であり、且つ垂直方向に堅牢性／強度があるために、補足的な支持構造（例えば、従来の水平に向けられたベルト型コンベアシステムに使用されるローラ又は他の同様のメカニズム）を伴わずに多数の基板キャリアの重量を支持することができる。更に、コンベアシステムは、注文に応じて如何ようにも作成可能である。というのは、リボンが、その横方向の柔軟性のために、曲げ、かがめ、又は他のやり方で多数の構成へと整形できるからである。
【００４４】
図２に示すように、ＳＬＳ製造施設２００は、参照番号２０２’及び２０２”で示された付加的な高速搬送システムを含むことができる。このような搬送システムは、３つより少数又は多数を使用してもよい。例えば、付加的な高速搬送システムを使用して、小ロットサイズの基板キャリアを製造施設の他の部分、例えば、大ロットサイズの基板キャリアに蓄積された基板を処理する装置、製造施設の異なる物理的エリア（施設の拡張エリアのような）、等々へ移送することができる。又、１つ以上の移送メカニズム２２０を使用して、基板キャリアを高速搬送システム２０２、２０２’及び２０２”の間で移送し、及び／又は付加的な基板キャリア蓄積を行うことができる。本発明の少なくとも１つの実施形態では、１つ以上の基板キャリアハンドラー及びロータリー基板キャリアステージを使用して、基板キャリアを第１の高速搬送システム（例えば、図２の高速搬送システム２０２）から取り出して、その基板キャリアを第２の高速搬送システム（例えば、図２の高速搬送システム２０２’）へ移送したり、又はそれと逆の動作を行ったりすることができる。このようなシステム及び方法は、２００３年１１月１３日に出願された米国プロビジョナル特許出願第６０／５２０，０３５号（ドケット第８１９５／Ｌ号）に説明されている。
【００４５】
高速搬送システム２０２からの基板キャリアの欠乏を回避するために、（上述したように）各処理ツール２０４は、ＷＩＰを保管又は一時収納するためのローカル蓄積部を含むことができる。従って、基板をツールへ配送するための高速搬送システム２０２を必要としない処理ツールのスタンドアローン動作を与えることができる。多くの従来の処理ツールは、少なくとも２つの大ロットサイズ（例えば、２５個）の基板キャリアを受け入れるので、本発明の少なくとも１つの実施形態では、各処理ツール２０４又はその付近のローカル蓄積部は、各処理ツール又はその付近に多数の小ロットサイズの基板キャリア（例えば、一実施形態では、約５０個又はそれ以上の小ロットサイズキャリア）を保管することにより、同様の数の基板を保管するように適応される。又、各処理ツール２０４又はその付近には、他の又は異なる数の基板キャリアを保管することもできる（例えば、５０個より少数、５０個より多数、等）。
【００４６】
２００３年１月２７日に出願された米国プロビジョナル特許出願第６０／４４３，１１５号は、高速ベイ分散型ストッカー（ＨＳＢＤＳ）であって、これが作用する高速搬送システムの移動方向に、従来のベイ分散型ストッカーに比して著しく長いシャーシーを有するようなＨＳＢＤＳを開示している。このＨＳＢＤＳは、基板キャリアを高速搬送システムにロードしたりそこからアンロードしたりするように適応された高速基板キャリアハンドラーを特徴とする。又、ＨＳＢＤＳは、基板の付加的な一時収納を与えるために基板キャリア蓄積シェルフの付加的なカラムも備えている。ローカル蓄積を与える他のシステムを使用することもできる（例えば、分散型ストッカー、フィールドストッカー、頭上／天井取り付けテーブル又はシェルフ、等）。
【００４７】
ボリューム蓄積部又は一時収納部２０８は、製造中に生じるＷＩＰのピークを受け入れると共にＷＩＰを長期間蓄積するためのボリュームストック部を形成することができる。例えば、保留状態とされた注文、非製品基板、等をボリューム蓄積部又は一時収納部に入れることができる。このようなボリューム蓄積部又は一時収納部の容量の選択は、製造施設の要件により推進される。ボリューム蓄積部又は一時収納部２０８は、例えば、高速搬送ループに沿った小ロットサイズのストッカー、高速搬送経路上の又は低速搬送経路（図示せず）に沿った大ロットサイズのストッカー、別の形式の高密度蓄積部、分散型ストッカー、フィールドストッカー、頭上及び／又は天井取り付けテーブル又はシェルフ、等を含むことができる。小ロットサイズの基板キャリアに蓄積される基板は、ソーターを経て大ロットサイズのキャリアへ移送され、その後、高密度蓄積位置へ入れられてもよい。
【００４８】
本発明の少なくとも１つの実施形態では、使用頻度の少ない進行中ワーク（例えば、工学的保留状態に入れられた基板、テスト基板、非生産基板、長期間保留用に作られた基板、等の不活性ＷＩＰ）は、（このような高密度キャリア内に基板を蓄積するコストは、一般に、小ロットサイズのキャリア蓄積部を使用する場合より安価であるので）大きな蓄積容量を有する大ロットサイズ基板キャリアに蓄積することができる。例えば、低使用頻度のＷＩＰは、小ロットサイズキャリアから大ロットサイズキャリアへ移送され（例えば、ソーターを経て）、次いで、ボリュームストッカーに蓄積することができる。低使用頻度のＷＩＰが、所定期間（例えば、５日間又は他の期間）内に処理されない場合には、ＷＩＰを小ロットサイズキャリアから大ロットサイズキャリア（例えば、１３又は２５個の基板を保管するキャリア）へ移送し、次いで、製造施設２００内の別の位置へ移送することができる。例えば、ボリューム蓄積部２０８’は、製造施設２００の主処理エリアから離れた位置に低使用頻度のＷＩＰを保管するように適応される大ロットサイズのボリュームストッカーを含むことができる。
【００４９】
処理ツール２０４に基板キャリアをロードしたりアンロードしたりする間に、処理ツール２０４と製造設備２００との間の通信で、ロット識別情報、処理パラメータ、ツール運転パラメータ、処理命令等を与えることができる。自動通信及び／又はソフトウェアシステム２１２は、この通信及び他の通信を取り扱うように設計される。このような通信は、基板の処理を遅延しないように充分迅速であるのが好ましい。例えば、処理ツールの工場インターフェイスに基板キャリアをロードするための通常の要件は、約２００秒未満であり、又、あるケースでは、３０秒未満のこともある。
【００５０】
本発明の少なくとも１つの実施形態では、自動通信及び／又はソフトウェアシステム２１２は、基板レベルの追跡（大ロットサイズ環境に通常使用されるキャリアレベル追跡ではなく）を実行するように適応され、必要に応じて、ロットとしてグループ編成された基板を参照してもよい。このような基板ベースの解決策は、製造施設２００の性能を高めると共に、ソフトウェア上の制約が小ロットサイズ製造の利益を無効にするのを防止できる。
【００５１】
各処理ツール２０４におけるキャリア開放装置２１０（小ロットサイズの基板キャリアを開放して、そこに含まれた基板を、そこから取り出し、処理し、及び／又はそこに戻せるようにする）は、工業規格インターフェイス（例えば、ＳＥＭＩ規格）を使用して、施設規模の実施コストを最小にするのが好ましい。別のキャリア開放メカニズムを使用してもよい。例えば、２００３年８月２８日に出願された米国特許出願第１０／６５０，３１１号は、基板キャリアのドアラッチメカニズムであって、このラッチメカニズムと基板移送位置のアクチュエータメカニズム（例えば、半導体デバイス製造中に使用できる処理ツールの）との相互作用により自動的にアンラッチされるドアラッチメカニズムを開示している。又、この同じアクチュエータメカニズムは、基板キャリアの一部分でよい（例えば、且つ搬送中に基板キャリアにより蓄積された基板を固定する）基板クランプメカニズムを解除することもできる。同様に、２００３年８月２８日に出願された米国特許出願第１０／６５０，３１２号は、基板移送位置のポートに向かう基板キャリアの移動を使用して基板キャリアのドアを開放させることを説明している。基板移送位置のポートから離れる基板キャリアの移動は、基板キャリアのドアを閉止させる。他のキャリア開放方法及び装置を使用してもよい。
【００５２】
大ロットサイズの製造施設内では比較的低い移動レートが使用されるので、人間のオペレータが、必要なときに（例えば、自動搬送システムが故障したときに）処理ツール間でロットを移動することができる。小ロットサイズの製造の場合には、人間のオペレータの使用が通常不可能なほど、必要な移動レートが大きいものである。その結果、適切な施設運転を確保するために冗長システム（人間のオペレータ以外の）が使用されてもよい。このような冗長システムは、例えば、付加的な制御システムコンピュータ、ソフトウェアデータベース、自動搬送システム等（個別に図示しない）を含むことができる。
【００５３】
本発明の少なくとも１つの実施形態では、小ロットサイズの製造施設２００は、例えば、高速搬送システム２０２が運転している間に（例えば、移動中で及び／又は他のツールにサービスしている間に）新たな処理ツールをインストールして設定する能力を含むことができる。２００４年１１月１２日に出願された米国特許出願第１０／９８７，９５６号（８１５８）は、高速基板キャリア移送ステーション（基板キャリアを高速基板キャリア搬送システムにロードすると共にそこから取り出すための）を、高速基板キャリア搬送システムが移動している間に該搬送システムに対して整列させ且つ校正できるようにする方法を説明している。次いで、移送ステーションの基板キャリアハンドオフ機能をテストして、高速移送ステーションをサービス状態に入れることができる。又、他の方法／システムを使用することもできる。
【００５４】
図２を参照して上述したような小ロットサイズの製造施設の使用は、従来の大ロットサイズ製造施設に勝る多数の効果を発揮する。例えば、小ロットサイズの製造施設は、大きな多様性を与えることができる。図１を参照して述べたように、処理ツールの同等のセットに対して、小ロットサイズの製造施設は、（１）同等の出力で、サイクル時間を減少して、（２）同等のサイクル時間で、大きな工場生産高で、又は（２）それらの間のあるポイントで、運転することができる。施設の運転条件（対・大ロットサイズの基線）は、サイクル時間の減少又は容量の増加のいずれかにプライオリティを与えるように、ビジネスのニーズ又は他の条件に基づいて同調することができる。更に、高速基板キャリア搬送システムの使用により、特注及び他の同様のデバイスを、ツール利用ロスがほとんどない状態で、既存の生産流に織り交ぜることができる。ホットロット及び／又はスーパーホットロットは、通常、製造施設の生産高レートにほとんど影響なく、小ロットサイズ製造施設内で処理することができる。従って、ホットロット及び／又はスーパーホットロットを処理するのに、余計な容量が必要となることはほとんどない。
【００５５】
以上の説明は、本発明の実施形態のみを開示したものである。前記で開示した装置及び方法の、本発明の範囲内に入る変更が、当業者であれば容易に明らかであろう。例えば、小ロットサイズの製造施設に対する他の構成、例えば、異なる処理ツール、蓄積装置及び／又は搬送システムレイアウト及び／又は形式、より多数又は少数の処理ツール、蓄積装置及び／又は搬送システム、等を使用することができる。少なくとも１つの実施形態では、小ロットサイズの基板キャリアを清掃するために基板キャリアクリーナー２２２を設けることができる。このように、基板キャリアを清掃して、非適合プロセスの交配汚染を防止することができる。図２に示すような小ロットサイズ半導体デバイス製造施設は、より大きな半導体デバイス製造施設（例えば、１つ以上の他の小ロットサイズ半導体デバイス製造施設及び／又は１つ以上の大ロットサイズ半導体デバイス製造施設を含み得る）の一部分又はサブセットを形成してもよい。例えば、小ロットサイズ半導体デバイス製造施設は、装置生産の相互接続部形成工程の全部又は一部分のサイクル時間を減少するのに使用できる。即ち、本発明により設けられた小ロットサイズ半導体デバイス製造施設は、デバイス処理時間の一部分を選択的に加速するのに使用できる。別の例として、リソグラフィーベイにおいて、小ロットサイズの製造モジュールを使用して、計測、基板再加工、等のサイクル時間を改善することができる。
【００５６】
自動通信及び／又はソフトウェアシステム２１２、配送システムコントローラ２１４、及び／又は他の何らかのコントローラは、多数のＷＩＰ管理機能を実行するようにプログラムすることもできるし、又は他の仕方で構成することもできる。例えば、本発明の少なくとも１つの実施形態では、このようなシステム及び／又はコントローラは、小ロットサイズ半導体デバイス製造施設２００内に所定の進行中ワークレベルを維持するように構成することができ、これは、（１）小ロットサイズ半導体デバイス製造施設２００内の低プライオリティ基板の平均サイクル時間を増加し、且つ（２）小ロットサイズ半導体デバイス製造施設２００内の高プライオリティ基板の平均サイクル時間を減少して、小ロットサイズ半導体デバイス製造施設２００内に所定の進行中ワークレベルをほぼ維持することにより行われる。本発明の別の実施形態では、システム及び／又はコントローラは、（１）１つ以上の処理ツール２０４の小ロットサイズ基板キャリア蓄積位置内に低プライオリティ基板を含む小ロットサイズ基板キャリアを保管し、且つ（２）１つ以上の処理ツール２０４に得られる高プライオリティ基板を、その保管された低プライオリティ基板に先立って処理して、高プライオリティ基板のサイクル時間を減少し、しかも、小ロットサイズ半導体デバイス製造施設２００内の進行中ワークを対応的に減少しないように、構成することができる。
【００５７】
本発明の更に別の実施形態では、このようなシステム及び／又はコントローラは、（１）１つ以上の処理ツール２０４の小ロットサイズ基板キャリア蓄積位置内に低プライオリティ基板を含む小ロットサイズ基板キャリア及び高プライオリティ基板を含む小ロットサイズ基板キャリアを保管し、且つ（２）１つ以上の処理ツール２０４内で処理を行う前に、高プライオリティ基板を、低プライオリティ基板より平均で短い時間周期中保管して、高プライオリティ基板のサイクル時間を減少し、しかも、小ロットサイズ半導体デバイス製造施設２００内の進行中ワークを対応的に減少しないように、構成することができる。
【００５８】
本発明の更に別の実施形態では、このようなシステム及び／又はコントローラは、小ロットサイズ半導体デバイス製造施設２００内で高及び低プライオリティ基板を異なるサイクル時間で処理する一方、平均サイクル時間及び進行中ワークを、大ロットサイズ半導体デバイス製造施設の平均サイクル時間及び進行中ワークとほぼ同じレベルに保持するように、構成することができる。
【００５９】
本発明の別の実施形態では、このようなシステム及び／又はコントローラは、小ロットサイズ半導体デバイス製造施設２００内で基板を、大ロットサイズ半導体デバイス製造施設より短い平均サイクル時間で処理する一方、大ロットサイズ半導体デバイス製造施設とほぼ同じ全体的生産高を維持するように、構成することができる。
【００６０】
本発明の更に別の実施形態では、このようなシステム及び／又はコントローラは、小ロットサイズ半導体デバイス製造施設２００内で基板を、大ロットサイズ半導体デバイス製造施設とほぼ同じ平均サイクル時間及び進行中ワークで処理する一方、大ロットサイズ半導体デバイス製造施設に対して小ロットサイズ半導体デバイス製造施設２００の生産高を増加するように、構成することができる。
【００６１】
本発明の更に別の実施形態では、このようなシステム及び／又はコントローラは、（１）所定の時間周期内に処理されるべきでない進行中ワークを識別し、（２）その識別された進行中ワークを小ロットサイズ基板キャリアから大ロットサイズ基板キャリアへ移送し、且つその大ロットサイズ基板キャリアをボリューム蓄積部に保管するように、構成することができる。
【００６２】
小ロットサイズのリソグラフィーベイ
減少されたサイクル時間は、半導体デバイス製造施設のリソグラフィー部分（ベイ）にとって特に効果的である。図３は、本発明により設けられた小ロットサイズリソグラフィーベイ３００を例示する上面図である。図３を参照すれば、リソグラフィーベイ３００は、湿式清掃処理ツール３０２と、乾式剥離処理ツール３０４と、複数の計測及び検査ツール３０６−３１２と、複数のパターン化ツール３１４−３２８とを備えている。他の個数及び／又は形式の湿式清掃、乾式剥離、計測及び検査、及び／又はパターン化ツールが使用されてもよいことに注意されたい。例えば、個別の計測及び検査ツールが使用されてもよい。
【００６３】
湿式清掃処理ツール３０２及び乾式剥離処理ツール３０４は、従来のホトレジスト又は他のマスク除去プロセス、或いはリソグラフィー中に不適切に処理された基板を再加工する他の従来プロセスを実行するように適応された「再加工」ツールである。例えば、湿式清掃処理ツール３０２は、ホトレジスト剥離剤又は他の湿式化学バスを基板に適用させるようにしてもよい。同様に、乾式剥離処理ツール３０４は、プラズマ処理（例えば、アッシング）を使用して基板を再加工してもよい。他の再加工処理及び／又はツールを、他のツール３０６−３２８とインラインで（図示されたように）、或いは他の仕方で配置して、リソグラフィーベイ３００内に使用してもよい。
【００６４】
計測及び検査ツール３０６−３１２は、例えば、リソグラフィー処理された基板の臨界寸法、オーバーレイ精度、欠陥レベル及び／又は欠陥形式等を決定するための従来の計測及び検査ツールで構成される。少なくとも１つの実施形態では、計測及び検査ツール３０６−３１２は、単一基板用のスタンドアローンツールを含むが、バッチ用及び／又は一体型の計測及び検査ツールが使用されてもよい。
【００６５】
パターン化ツール３１４−３２８は、レジスト処理、露出、刻印等の１つ以上及び／又はその組合せを実行する従来のリソグラフィーツールを含むことができる。例えば、パターン化ツールは、スタンドアローンレジスト処理ツール、スタンドアローン露出ツール、スタンドアローン刻印ツール、一体型レジスト処理・露出ツール、一体型レジスト処理・刻印ツール、等を含むことができる。少なくとも１つの実施形態では、レジスト処理ツールは、露出ツールと一体化するか、さもなければ、それに接続して、（１）基板キャリアをレジスト処理ツールに配送し、（２）１つ又は複数の基板を基板キャリアから取り出して、レジスト処理ツールを使用してレジスト（例えば、ホトレジスト）をその１つ又は複数の基板に塗布し、（３）１つ又は複数の基板を露出ツールへ移送して露出を行い、（４）１つ及び／又は複数の基板をレジスト処理ツールへ戻して、塗布したレジストを現像し、次いで、（５）１つ又は複数の基板を基板キャリアへ戻す、ということができる。
【００６６】
パターン化ツール３１４−３２８は、単一基板用又はバッチ用ツールでよい。上述したように、他の個数及び／又は形式の湿式清掃、乾式剥離、計測及び検査、並びにパターン化ツールを使用してもよい。１つ以上の実施形態において、使用される露出ツールは、可視光線又は紫外線を使用して、回路パターンをマスクからレジスト層へ転写することができる。同様に、直接転写の極紫外線、電子ビーム又はＸ線リソグラフィーツールが使用されてもよい。
【００６７】
図３の実施形態では、小ロットサイズの搬送システム３３０を使用して、小ロットサイズ基板キャリアをツール３０２−３２８間で搬送する。小ロットサイズの搬送システム３３０は、図２を参照して既に述べた高速搬送システム２０２と同様でもよいし、或いは別の適当な搬送システムが使用されてもよい。２つ以上の小ロットサイズの搬送システムを使用して、キャリアをツール３０２−３２８間で移送することができる。
【００６８】
図３に更に示すように、小ロットサイズのリソグラフィーベイ３００は、１つ以上の基板キャリアストッカー又は同様の装置３３２−３３６を備えている。これらストッカー３３２−３３６を使用して、従来の大ロットサイズ基板キャリア搬送システム３３８（２５個の基板を保持する基板キャリアを搬送する従来の頭上搬送システムのような）から大ロットサイズの基板キャリアを受け取ることができる。図示された実施形態では、ストッカー３３２−３３６は、搬送システム３３８から大ロットサイズの基板キャリアを受け取り、各大ロットサイズの基板キャリア内の基板を、小ロットサイズの基板キャリアへ移送するように適応される。例えば、１個の２５基板の基板キャリアからの基板を取り出して、２５個の１基板の基板キャリア、１３個の２基板の基板キャリア、９個の３基板の基板キャリア、７個の４基板の基板キャリア、５個の５基板の基板キャリア、４個の７基板の基板キャリア、等々に入れることができる。又、各ストッカー３３２−３３６は、大及び／又は小ロットサイズの基板キャリアのためのローカル蓄積部も形成できる。より少数又は多数のストッカー３３２−３３６が使用されてもよい。更に、小ロットサイズのリソグラフィーベイ３００は、製造施設の別の小ロットサイズベイから（大ロットサイズの搬送システムからではなく）小ロットサイズキャリアを直接受け取るように適応されてもよい。
【００６９】
小ロットサイズリソグラフィーベイの動作
図４は、小ロットサイズリソグラフィーベイ３００を動作する方法４００を例示するフローチャートである。図４を参照すれば、ステップ４０１において、基板が大ロットサイズ搬送システム３３８を経て小ロットサイズリソグラフィーベイ３００へ配送される。例えば、大ロットサイズ搬送システム３３８は、２５個の基板を各々保持する基板キャリアをストッカー３３２−３３４へ配送することができる。次いで、ストッカー３３２−３３４は、大ロットサイズのキャリアから小ロットサイズのキャリアへ（例えば、２５個の基板を保持するキャリアから、１個、２個、３個、４個、５個、６個、等々の基板を保持するキャリアへ）基板を移送することができる。
【００７０】
その後、ステップ４０２において、第１の小ロットサイズキャリアが、小ロットサイズの搬送システム３３０を経てパターン化ツール３１４−３２８の１つに搬送される。付加的な小ロットサイズのキャリアをパターン化ツール３１４−３２８へ（順次に又は並列に）移送することができる。
【００７１】
ステップ４０３において、第１の小ロットサイズキャリアに収容された１つ又は複数の基板が処理される。その後、ステップ４０４において、第１キャリアの１つ又は複数の基板がパターン化ツールにおいて処理された後に、第１の小ロットサイズのキャリアは、小ロットサイズの搬送システム３３０を経て計測及び検査ツール３０６−３１２の１つへ搬送することができる。
【００７２】
ステップ４０５において、第１の小ロットサイズキャリア内の１つ又は複数の基板の計測及び／又は検査を実行することができる（例えば、臨界寸法又はオーバーレイ精度、検出レベル又は形式、等を決定するために）。
【００７３】
ステップ４０６において、非常に多数の欠陥の存在、不適切なパターン化、等のエラー状態が基板において検出されるかどうか決定される。エラー状態が検出された場合には、ステップ４０７において、第１の小ロットサイズ基板キャリア及びその中身を湿式清掃ツール３０２及び／又は乾式剥離ツール３０４へ送給させて、再加工（例えば、１つ以上のパターン化ツール３１４−３２８内で処理するために剥離、清掃及び準備）することができる。第１の小ロットサイズキャリア内で１つ又は複数の基板においてエラー状態が見つからない場合には、ステップ４０８において、第１の小ロットサイズの搬送システム３３０は、小ロットサイズリソグラフィーベイ３００内で更に処理するためにパターン化ツール３１４−３２８へキャリアを戻すか、或いはストッカー３３２−３３８へキャリアを戻すことができる。ストッカー３３２−３３８において、基板を蓄積することもできるし、及び／又は小ロットサイズキャリアから大ロットサイズキャリアへ移送し、次いで、大ロットサイズ搬送システム３３８を経て全製造施設（図示せず）の別のベイへ搬送することもできる。方法４００は、これで終了となる。
【００７４】
計測及び検査ツール３０６−３１２からのデータは、プロセス性能を改善するためにパターン化ツール３１４−３２８へフィードバックすることができる（図４のステップ４０９により仮想線で示すように）。例えば、特徴部の（例えば、レジスト層の）臨界寸法（ＣＤ）が小さ過ぎるか又は大き過ぎる場合には、処理結果を改善するように露出時間及び／又はレジスト処理条件を変更することができる。他のプロセスパラメータも同様に操作することができる。小ロットサイズを使用することにより、大ロットサイズを使用するときよりも短い時間遅延でフィードバックデータをパターン化ツールへ与えることができる。フィードバックデータが速いほど、処理結果をより迅速に改善することができ、誤った処理により生じるスクラップを減少することができる。この利益は、最も困難で及び／又は最も肝要なリソグラフィー層にとって特に重要である。これらの層に対し、プロセス仕様を満足するためには、処理された基板からのフィードバックデータに基づいてプロセスパラメータを調整することが必要となろう。
【００７５】
小ロットサイズリソグラフィーベイ３００は、（例えば、再加工ツール３０２−３０４、計測及び検査ツール３０６−３１２、パターン化ツール３１４−３２８、搬送システム３３０及び／又はストッカー３３２−３３８の１つ以上にインターフェイスし及び／又はそれを制御することにより）上述したようにこのリソグラフィーベイ３００の動作を制御するように適応されるコントローラ３４０（図３）を含むことができる。例えば、コントローラ３４０は、少なくとも、上述した方法４００の１つ以上のステップを開始し及び／又は実行するように適応することができる。コントローラ３４０は、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ及び／又はマイクロコントローラ、専用ハードウェア、それらの組合せ、等でよく、又、リソグラフィーベイ３００の動作を制御するための適当なコンピュータプログラムコードを含んでもよい。
【００７６】
コントローラ３４０は、小ロットサイズリソグラフィーベイ３００の動作を制御するために設けられた自動通信及び／又はソフトウェアシステムの一部分を形成してもよく、且つ例えば、製造実行システム（ＭＥＳ）、材料制御システム（ＭＣＳ）、スケジューラ、等を含んでもよい。処理ツール３０２−３２８への小ロットサイズ基板キャリアの配送を制御するための個別の配送システムコントローラ（図示せず）が使用されてもよい。この配送システムコントローラは、上述した自動通信及び／又はソフトウェアシステムの一部分でもよいし、及び／又は個別のＭＥＳ、ＭＣＳ又はスケジューラが使用されてもよいことが明らかであろう。
【００７７】
リソグラフィーベイ３００内に小ロットサイズのキャリアを使用することにより、基板を、従来の大ロットサイズリソグラフィーベイより相当に速く、パターン化ツール３１４−３２８内で処理して、計測及び検査ツール３０６−３１２へ送給することができる。基板は、遅延（例えば、キャリア内の他の基板が処理されることによる）がほとんど又は全くない（単一の基板キャリアの場合に）状態で計測及び／又は検査へ送出することができる。例えば、一実施形態では、計測遅延を、２００プラス基板から２０未満の基板へ減少することができる。更に、小ロットサイズキャリアの使用により、基板を並列に異なる計測ツールへ移送することができる。例えば、単一基板キャリアが使用される場合には、第１の基板を臨界寸法計測ツールへ送給し、第２の基板をオーバーレイ計測ツールへ送給し、第３の基板を欠陥計測ツールへ送給し、等々を並列に行うことができる。２つ以上の基板を含む小ロットサイズキャリアでも、大ロットサイズキャリアに関連した大きな待機時間遅延を伴わずに、同様の並列動作を実行することができる。
【００７８】
別の例として、新たなマスク設定を使用すべき場合には、（例えば、設定に不備があった場合に非常に多数の基板を再処理しなければならなくなるのを回避するために）そのマスク設定で多数の基板を処理する前に設定を照合しなければならない。設定の照合を実行するために、多数の基板を処理して計測へ送出することができる。上述したように、小ロットサイズを使用することで、基板の計測及び／又は検査結果を受け取るのに必要な時間が著しく短縮される。従って、マスク設定照合時間が短縮される。別の解決策として、新たなマスク設定が有効であると仮定し、その設定を使用して基板を処理することができる。処理された基板に対する計測に続いて、設定のエラーが検出される。この場合も、小ロットサイズの使用により、計測及び／又は検査からの情報がより迅速に与えられ、再加工しなければならない不備な基板（もしあれば）の数が減少される。異なる測定（例えば、臨界寸法、オーバーレイ、欠陥）を実行する計測及び／又は検査ツールからの素早い並列な情報フィードバックは、処理状態の迅速な、多数の及び／又はほぼ同時の指示を与えることができる（例えば、設定を確認し、生産処理を監視し、処理偏差を検出し、等々のために）。
【００７９】
又、小ロットサイズリソグラフィーベイ３００及びそれに関連した減少されたサイクル時間を使用することで、ロット及び基板の織り交ぜも許される。例えば、パイプラインを中断せずにモニタ及び／又は小ロットを織り交ぜることができる（例えば、プロセスツール内における基板の連続シーケンス）。ツール内の基板の連続シーケンスにおけるスペース又はギャップ等により基板のパイプラインが中断した場合には、ツールの効率が失われ、正味の有効利用が低下することがある。更に、監視を増加すると共に、利用損失を伴わずにサンプリングを改善することができる。単一（又は小ロットサイズ）基板再加工をリソグラフィーベイ３００に含ませることができる。
【００８０】
本発明の少なくとも１つの実施形態では、基板がパターン化ツール３１４−３２８内で露出及び／又はパターン化された後に、それができるだけ素早く計測へと移動される（例えば、２５個の基板を保持する基板キャリアを使用してリソグラフィーベイ内で基板を搬送する場合のように著しく多数の基板が処理されるのを待機することなく）。又、小ロットサイズの基板キャリア（例えば、単一基板キャリア）を異なる計測ツールへ並列に送出することもできる。
【００８１】
スタンドアローン計測が使用されてもよいことに注意されたい。又、ある実施形態では、問題が発見されたときに高速サイクル時間の再加工を与えるために、乾式剥離及び湿式清掃ツールがラインに含まれてもよい（図示せず）。ここに説明したもの以外の小ロットサイズ基板キャリア配送システム、装置及び／又は方法が使用されてもよい。
【００８２】
以上、本発明をその実施形態について開示したが、他の実施形態も、特許請求の範囲で定義される本発明の精神及び範囲内に入ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】大及び小ロットサイズの基板キャリアに対し半導体デバイス製造施設（ＦＡＢ）のサイクル時間又はＷＩＰ・対・施設の生産高を例示するグラフである。
【図２】本発明により設けられた小ロットサイズ（ＳＬＳ）半導体デバイス製造施設を例示する概略図である。
【図３】本発明により設けられた小ロットサイズリソグラフィーベイを例示する上面図である。
【図４】図３の小ロットサイズリソグラフィーベイを動作する方法を例示するフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
２００・・・小ロットサイズ（ＳＬＳ）半導体デバイス製造施設、２０２・・・高速基板キャリア搬送システム、２０４・・・処理ツール、２０６・・・ローカル蓄積部又は一時収納部、２０８・・・ボリューム蓄積部又は一時収納部、２１０・・・キャリア開放装置、２１２・・・自動通信及び／又はソフトウェアシステム、２１４・・・配送システムコントローラ、２１６・・・大バッチサイズ処理ツール、２２０・・・移送メカニズム、３００・・・小ロットサイズリソグラフィーベイ、３０２・・・湿式清掃処理ツール、３０４・・・乾式剥離処理ツール、３０６−３１２・・・計測及び検査ツール、３１４−３２８・・・パターン化ツール、３３０・・・小ロットサイズ搬送システム、３３２−３３６・・・基板キャリアストッカー、３３８・・・従来の大ロットサイズ基板キャリア搬送システム
【図１】
2006041485.tif 000003
【図２】
2006041485.tif 000004
【図３】
2006041485.tif 000005
【図４】
2006041485.tif 000006
【外国語明細書】
2006041485000001.pdf