DE2708954A1 - Rechnergesteuertes system fuer die herstellung von integrierten schaltungen - Google Patents

Rechnergesteuertes system fuer die herstellung von integrierten schaltungen

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DE2708954A1 DE19772708954 DE2708954A DE2708954A1 DE 2708954 A1 DE2708954 A1 DE 2708954A1 DE 19772708954 DE19772708954 DE 19772708954 DE 2708954 A DE2708954 A DE 2708954A DE 2708954 A1 DE2708954 A1 DE 2708954A1
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Description

Böblingen, 1. März 1977 heb-pi
Anmelderin:
International Business Machines: Corporation, Armonk, N.Y. 1O5O4J
Amtliches Aktenzeichen:
Neuanmeldung
Aktenzeichen d. Anmelderin:
FI 975 027
Vertreter:
Patentanwalt
Dipl.-Ing.
H. E. Böhmer
7030 Böblingen
Bezeichnung:
Rechnergesteuertes System für die Herstellung von integrier- I ten Schaltungen
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Die Erfindung betrifft ein neuartiges Rechner- oder durch Datenverarbeitungsanlagen gesteuertere System für die Herstellung von integrierten Schaltungen. In der Bauelementeindustrie werden integrierte Schaltungen und ähnliche Vorrichtungen in Form von Scheibchen oder Plättchen aus Halbleitermaterial, wie z.B. Silizium oder Germanium oder dgl. gefertigt. Jedes der Scheibchen oder Plättchen enthält eine große Anzahl von !Schaltkreisen. Die integrierten Schaltungen können bekanntlich auf dem Halbleiterplättchen so angeordnet oder aufgebaut sein, daß damit das anschließende Zerschneiden oder Zerteilen des Halbleiterplättchens in eine beträchtliche Anzahl von mit integrieten Schaltungen versehenen Halbleiterchips erleichtert wird.
Bisher hat man bei der Herstellung von integrierten Schaltungen auf Halbleiterscheiben Stapelverfahren benutzt. Derartige Stapelverfahren haben zahlreiche Nachteile. Nicht der geringste Nachteil besteht in dem gesamten Zeitaufwand, der fUr die Herstellung einer fertigen Halbleiterscheibe erforderlich ist. Lange Zykluszeiten erhöhen die Herstellkosten. Wenn beispielsweise die Zykluszeit für ein Herstellungsverfahren länger ist als der Auftragsbestand für durch das Verfahren hergestellte Erzeugnisse, dann müssen für diese Erzeugnisse Vorausschätzungen der benötigten Auftragsmengen erstellt und die Produktion integrierter Schaltungen darauf aufgebaut werden. Wenn diese Voraussage und der Produktionsablauf nicht ausreichend übereinstimmen, dann können entweder die Lieferfristen nicht eingehalten werden, was zur Verärgerung beim IKunden führen kann, oder es wird in kostspieliger Weise auf {vorrat produziert. Aus verschiedenen bekannten Gründen sind außerdem lange Zykluszeiten unerwünscht. In einem Stape!herstellungsverfahren kann es vorkommen, daß eine beträchtliche j Menge von schlechten, fehlerhaften oder unbrauchbaren, voll- ; ständig oder teilweise fertig gestellten Erzeugnissen zwi- ί sehen dem Auftreten eines Fehlers und einer wirksamen Korrek- <
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tür dieses Fehlers hergestellt werden. Eine weitere Schwierigkeit, die sich aus Stapelverarbeitungsverfahren ergibt, besteht darin, daß die Qualität der Halbleiterscheibchen während des Herstellungsverfahrens sich verschlechtert. Diese Verschlechterung der Qualität der Halbleiterscheibchen ist größtenteils auf die wiederholte von Hand oder maschinell erfolgende Behandlung der Scheibchen, die zeitliche Dauer für das vollständige Herstellverfahren und die praktisch unlösbare Aufgabe zurückzuführen, die Halbleiterscheibchen in allen Verfahrensschritten des Systems mit der gleichen Geschwindigkeit zu verarbeiten. Insbesondere die Ansammlung von Halbleiterscheibchen zwischen schneller arbeitenden und langsamer arbeitenden Stationen eines mit Stapelbetrieb arbeitenden Herstellungssystems und die verschiedenen Zeiten zwischen einer solchen Ansammlung können häufig dazu führen, daß die elektrischen Eigenschaften der Erzeugnisse nicht so gleichförmig sind, wie gewünscht.
Um diese Schwierigkeiten bei der Stapelverarbeitung im Herstellungsverfahren zu umgehen, um dabei mit hohem Wirkungsgrad integrierte Schaltungen hoher Schaltungsdichte zu erzeugen, ist man dazu übergegangen, die Herstellung von integrierten Schaltungen vollständig zu automatisieren.
Hierbei sei zunächst auf die US-Patentschrift 3 76 5 763 mit i dem Titel "Automatic Slice Processing" vom 16. Oktober 1963 verwiesen, in der ein elektronisches Fertigungssystem offenbart ist, in dem die einzelnen Halbleiterscheiben hintereinander zwischen eine.: Anzahl von Bearbeitungsstationen trans- j portiert werden. Während die Scheiben sich durch das System | hindurch bewegen, wird an jeder Bearbeitungsstation an jeder Halbleiterscheibe ein Verfahrensschritt durchgeführt. | Diese Verfahrensschritte werden in unmittelbarer Aufeinander- j !folge und innerhalb des gleichen Zeitintervalls durchgeführt, j iso daß die Scheiben rasch bearbeitet werden und zwischen den !
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einzelnen BearbeltungsStationen sich nicht ansammeln. Die Reihenfolge der Scheiben bleibt dabei durch das ganze System hindurch erhalten, so daß sich die Arbeltswelse des Systems leicht steuern läßt.
In der US-Patentschrift 3 765 763 wird das System zur Herstellung von integrierten Schaltungen durch eine Datenverarbeitungsanlage gesteuert» die Halbleiterscheiben sind numeriert und werden aufeinanderfolgend durch das System hindurch bearbeitet. An jeder Arbeitsstation des Systems wird die entsprechende Bearbeitungsoperation innerhalb eines optimalen Zeitabschnittes durchgeführt, so daß sich an keiner Stelle des Systems die Scheiben ansammeln.
In den US-Patentschriften 3 845 286 mit dem Titel "Manufacturing Control System For Processing Work Pieces" vom 29. Oktober 1974 und 3 889 355 mit dem Titel "Continuous Processing System" vom 17. Juni 1975 sind ein Fertigungssystem und ein Steuersystem für die Fertigungsanlage offenbart. Dabei wird in dem Fertigungssystem eine Anzahl von funktionellen Bearbeitungsstationen oder Sektoren benutzt, die je für sich alleine arbeiten können. Die einzelnen BearbeitungsStationen für die Halbleiterplattchen sind miteinander durch Fördereinrichtungen verbunden, die in Abhängigkeit von dem 'Steuersystem die einzelnen Halbleiterplättchen von einem Ferjtigungssektor zum nächsten transportieren, so daß die einzelinen Halbleiterplättchen nacheinander eine den Bearbeitungsi
jerfordernissen für die Halbleiterplättchen entsprechenden vorgeschriebene Folge von Sektoren durchlaufen.
Ferner sei auf die US-Patentschrift 3 850 105 mit dem Titel "Apparatus for Transferring Articles Through Various Processing Sectors of a Manufacturing System" vom 26. November 1974 verwiesen» in welcher Fördereinrichtungen und Bear-
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beitungsvorrIchtungen offenbart sind, die sich mit besonderem Vorteil in einem Fertigungssystem derart einsetzen lassen, wie es in der US-Patentschrift 3 889 355 offenbart ist.
Im IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 15, Nr. 6 vom ; November 1972 ist auf den Seiten 1763 und 1764 ein Aufsatz ! mit dem Titel "Pneumatic Distribution and Control System" er- i schienen, in dem eine Fertigungssteuerung besprochen wird, j die sich für die Herstellung von hochintegrierten Schaltungen eignet. Dabei wird ein rechnergesteuertes pneumatisches Trans- : portsystem benutzt, mit dessen Hilfe der Durchlauf von Halb- : leiterscheiben bei einem Herstellungsverfahren gesteuert werden kann. Dabei wird durch eine Steuerung durch eine Datenverarbeitungsanlage ein optimaler Durchlauf des Erzeugnisses erzielt. Die einzelnen Scheiben werden dabei in mit Kapseln ausgerüstete Zylinder geladen, die über pneumatisch betätigte Transportrohrleitungen nach den verschiedenen Abschnitten des Fertigungsverfahrens gerichtet werden. Die Außenseite der Zylinder weist einen magnetisierbaren Überzug auf, auf den Information für die Produktsteuerung oder Fertigungssteuerung wie z.B. Verfahrensschritte und Fertigungsdaten aufgezeichnet werden können. Das zu bearbeitende Werkstück läuft dabei gleichmäßig weiter unter Verwendung von neuen rotierenden Speichervorrichtungen.
!Die nachfolgenden Veröffentlichungen und Patente seien stellvertretend dafür genannt, daß es bekannt ist, eine laufende !Nummer oder andere Kennzeichen auf einem Halbleiterplattchen zu verwenden.
IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 14, Nr. 4 vom September 1971, Seiten 1023 bis 1025 mit dem Titel "Decoding and Encoding for Product Identification", IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 15, Nr. 7, vom Dezember 1972, Seiten
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2773 und 2774 mit dem Titel "Identification of Wafers by Marginal Binary Notching and Template"; US-Patentschrift 3 597 045 vom 3. August 1971 mit dem Titel "Automatic Wafer Identification System and Method"; US-Patentschrift 3 558 vom 26. Januar 1971 mit dem Titel "System and Method for Using Numerically Coded Etched Inidicia for Identification of Pieces of Semiconductor Material" und US-Patentschrift 3 562 536 vom 9. Februar 1971 mit dem Titel "Radiation Sensitive Semiconductor Wafer Identification System".
Ferner sei auf die US-Patentanmeldung (Aktenzeichen der Anmelderin BU 975 002) Nr. 618 654 vom 1. Oktober 1975 mit dem Titel "Transport System for Semiconductor Wafer Multiprocessing Station System" der Anmelderin hingewiesen.
Diese Patentanmeldung offenbart ein in zwei Richtungen wirksames, mit Luftlagerung arbeitendes, zweigleisiges Transportsystem mit automatischer Zentrierung für den Transport von Halbleiterplättchen oder Scheiben oder geometrisch ähnlicher Teile in einem Bearbeitungsverfahren von und nach Bearbeitungsstationen in beliebiger Weise, unter Verwendung entsprechender Steuerungen, mit deren Hilfe behandelte Scheiben identifiziert und zu einzelnen Gruppen zusammengefaßt werden können. Das abgeschlossene System steht dabei unter einem leichten überdruck, um damit eine Verunreinigung durch die Atmosphäre zu vermeiden. In dem umschlossenen Transportsystem :sind ferner Mittel für eine kombinierte Steuerung durch eine Datenverarbeitungsanlage vorgesehen, durch welche die einzelne !Halbleiterscheibe in dem System weitergeleitet werden kann, •während gleichzeitig die Feuchtigkeit, Temperatur und der Gehalt des innerhalb des Transportsystems vorhandenen und für !den Transport benutzten Fluidums überwacht wird, während gleichzeitig Halbleiterscheiben an Verarbeitungsstationen abgegeben und von diesen aufgenommen werden, welche ganz unterschiedliche atmosphäre Bedingungen aufweisen können. Ferner
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enthält dieses Transportsystem neben anderen Merkmalen Einrichtungen für eine Förderung in zwei Richtungen mit Kreuzungen, einer Richtungssteuerung, mit Pufferabschnitten und einer gerichteten Fluidumsströmung von einem unteren Vorratsbehälter, so daß die Halbleiterscheiben auf einem FluidumpoIster zentriert gehalten sind, um damit zu vermeiden, daß ; die Plättchen oder Scheiben mit ihren Kanten an irgendeinem Teil der Vorrichtung anstoßen, während gleichzeitig eine Berührung der Rückseite der Scheibe mit der Spurmembran möglichst klein gehalten wird. Das System enthält ferner Mittel, um Scheiben in das System einzuführen und um bearbeitete Werkstücke in geeigneten Behältern oder in beliebiger Form zu entnehmen.
Ferner sei auf die US-Patentanmeldung (Aktenzeichen der Anmelderin BU 975 001) mit dem Aktenzeichen 618 675 und dem Titel "Fluidic Transport Intersection" vom 1. Oktober 1975 hingewiesen. In dieser Patentanmeldung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Herstellung von vollautomatischen oder halbautomatischen Verbindungen und Kreuzungen in einem mit einem Fluidum arbeitenden Transportsystem offenbart. Insbesondere bezieht sich die Offenbarung dieser Patentanmeldung auf den Transport von HalLleiterplättchen oder Scheiben zwischen Verarbeitungsstationen mit zwei parallelen Transportbahnen unter Verwendung eines Fluidpolsters, so daß die Halbleiterscheiben in beliebiger Folge bearbeitet und in einer genau überwachten Umgebung transportiert werden können, die sich von der Bearbeitungsumgebung unterscheidet. Die Transportbahn und das System läßt sich jedoch in einer Vielfalt von Anordnungen aufbauen und ist nicht beschränkt lauf ein System mit einer doppelten oder einfachen Spur. '
Die nachfolgenden Veröffentlichungen und Patente seien stellvertretend für den Stand der Technik genannt, der sich mit dem
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Befördern» Transportieren» kurzfristigen Zwischenlagern oder Speichern» Einstellen, Verarbeiten usw. von Halbleiterscheiben befaßt.
Die US-Patentschrift 3 850 105 vom 26. November 1974 mit dem Titel "Apparatus for Transferring Articles Through Various Processing Sectors of A Manufacturing System", US-Patent- schrift 3 588 176 vom 28. Juni 1971 mit dem Titel "Article Transport System and Method", US-Patentschrift 3 603 646 vom 7. September 1971 mit dem Titel "Semiconductor Wafer Air Slide with Controlled Wafer Motion", US-Patentschrlft 3 649 081 vom 14. März 1972 mit dem Titel "Fluid Vibration Transport System", US-Patentschrift 3 625 384 vom 7. Dezember 1971 mit dem Titel "Article Handling Device", US-Patentschrift 3 631 vom 4. Januar 1972 mit dem Titel "Process for Grooving Fluid- Bearing Bars, and Resulting Articles", US-Patentschrift 3 645 581 vom 29. Februar 1972 mit dem Titel "Apparatus and Method for Handling and Treating Articles", US-Patentschrift 3 675 563 vom 11. Juli 1972 mit dem Titel "Semiconductor Processing Apparatus", US-Patentschrift 3 706 475 vom 19. Dezember 1972 mit dem Titel "Air Slides", US-Patentschrift 3 707 944 vom 2. Januar 1973 mit dem Titel "Automatic Photoresist Apply and Dry Apparatus", US-Patentschrift 3 718 371 vom 27. Februar 1973 mit dem Titel "Fluid Bearing j
Track Structure and Components Thereof", US-Patentschrift 3 731 823 vom 8. Mai 1973 mit dem Titel "Wafer Transport i System", US-Patentschrift 747 753 vom 24. Juli 1973 mit dem Titel "Fluid Bearing Apparatus and Method for Handling and | Gaging Articles", US-Patentschrift 3 785 027 vom 15. Januar j
;1974 mit dem Titel "Method of Producing Fluid Bearing Track ι Structure", US-Patentschrift 3 853 313 vom 10. Dezember 1974 mit dem Titel "Wafer Interlocking Transport", US-Patentschrift I3 272 350 vom 13. September 1966 mit dem Titel "Method and Apparatus for Semiconductor Wafer Handling", IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 10, Nr. 3 vom August 1967, Seiten
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198, 199, mit dem Titel "Transport of Substrates for Multilayer Deposition in a Vacuum", IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 16, Nr. 9, vom Februar 1974, Seiten 2910 und 2911, mit dem Titel "Precision Wafer Orientation and Transfer System", US-Patentschrift 3 730 595 vom 1. Mai 1973 mit dem Titel "Linear Carrier Sender and Receiver".
IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 16, Nr. 12 vom Mai
1974, Seiten 3917 und 3918 mit dem Titel "Vertical Wafer Storage System".
IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 17, Nr. 10, März
1975, Seiten 29Ob und 29Ο9, mit dem Titel "WaferLoader/Unloader".
IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 9, Nr. 7, Dezember 1966, Seiten 953 und 954, mit dem Titel "Article Handling System".
IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 14, Nr. 4, vom Dezember 1971, Seite 1198, mit dem Titel "Automatic Loading of Oxidation Boats".
IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 16, Nr. 2, vom Juli 1973, Seiten 469 und 470, mit dem Titel "Air Track Buffer".
Weitere bekannte Haltevorrichtungen für Halbleiterscheiben
US-Patentschrift 3 766 046 vom 16. Oktober 1973, mit dem Titel "Jig Holder for Clamping Articles in Place During Treatment Thereof".
IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 10, Nr. 6, vom November 1967, Seiten 828 und 829, mit dem Titel "Semiconductor Wafer Alignment Fixture".
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IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 14, Nr. 1, Juni
1971, Seite 88, mit dem Titel "Foam Pad Shock Absorber".
IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 14, Nr. 10, vom März
1972, Seite 2908, mit dem Titel "Etch Boat for Wafers".
üS-Patenschrift 3 923 342 vom 2. Dezember 1975, mit dem Titel "Apparatus and Method for Handling Frangible Objects".
Weiterhin sei auf IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 15, Nr. 10 vom März 1973, Seiten 3064 und 3OG5 mit dem Titel "Photomask Input/Output System" verwiesen.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein erfindungsgemäß aufgebauter Pufferspeicher für Halbleiterscheiben stellt ein automatisches Produktionssteuersystem für die Behandlung, für das Sortieren und Speichern von Halbleiterscheiben dar. Dieser Pufferspeicher kann als Teil oder Sektor in einer aus vielen Sektoren bestehenden, vollautomatischen Fertigungsanlage für Halbleiterscheiben benutzt werden. Vollautomatische Fertigungssysteme für Halbleiterscheiben sind bekannt. Ein automatisches Fertigungssystem für Halbleiterscheiben kann beispielsweise so aufgebaut sein, wir es in den US-Patentschriften 3 765 763, 3 845 286 und 3 889 355 beschrieben ist.
Dementsprechend kann der Pufferspeicher für Halbleiterscheiben für sich alleine, beispielsweise außerhalb der Fortigur.gslinie, in einem Produktionssteuerungs- oder Prüfbereich eingns^tzt werden.
Ein computergesteuertes Fertigungssystem für die Herstellung von Halbleiterscheiben zu hochint«<jrierten Schaltungen, b-i welchem auf J2d3r Halt lsi terscheiba einr bestimmte U~nn.:~ich-
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nung, wie z.B. eine maschinenlesbare laufende Nummer aufgezeichnet ist, kann dabei folgende Teils aufweisen: Eine Anzahl computergesteuerter, gleichzeitig betätigbarer Verarbeitungsstationen für Halbleiterscheiben, wobei jedo diaser Stationen so aufgebaut ist, daß sie, computergesteuert, mindestens einen Herstellungsverfahrensschritt durchzuführen vermag, ein Pufferspeicher mit wahlfreiem Zugriff mit η Speicherzellen, wobei in jeder dieser η Speicherzellen mindestens eine Halbleiterscheibe eingespeichert werden kann, und jedn der η Speicherzellen des Pufferspeichers mit wahlfreiem Zugriff einzeln und beliebig, computergesteuert, ansteuerbar und adressierbar ist, um damit in jeder vorbestimmten der η Speicherzellen eine Halbleiterscheibe aufzunahmen oder ab^r aus dem Pufferspeicher aus jeder vorbestimmten der η Speicherzellen eine Halbleiterscheibe abzugeben, mit einem Leser zum Lesen der Kennzeichnungen auf den Halbleiterscheiben, computergesteuerte Fördervorrichtungen, die die verschiedenen gleichzeitig betätigbaren computergesteuerten Verarbeitungsstationen für die Halbleiterscheiben und den Pufferspeicher mit wahlweisem Zugriff miteinander verbinden, wobei diese Fördereinrichtungen so aufgebaut sind, daß sie vorbestiirante Scheiben von und nach dem Pufferspeicher für wahlfreien Zugriff und von und nach ausgewählten Bearbeitungsstationen fördern, sov/ie mit einer digitalen programmgesteuerten Datenverarbeitungsanlage, die mit dan einzelnen Verarbeitungs- oder Bearbeitungsstationen und dem Pufferspeicher für wahlfreien Zugriff, dem Leser und den Fördereinrichtungen verbunden ist und diese steuert, so daß unter Computersteuerung ausgewählte der Halbleiterscheiben, die in beliebiger Reihenfolge in dem Pufferspeicher für wahlfreien Zugriff abgespeichert sind, ausgewählt und zu einer hochintegrierten Schaltung einer ersten Teilenununer bearbeitet werden können, während ausgewählte zweite der in dem Pufferspeicher für wahlfreien Zugriff abgespeicherten Halbleiterscheiben ausgewählt und zu hoch integrierten Schaltungen einer zweiten Tailenuiuiuer verarbeitet werden können, wobei die ernte und zweite Teilr.nuniner
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nicht miteinander identisch sind.
Durch die Erfindung soll also ein vollautomatisches Produktionssteuersystem für die Bearbeitung, Sortierung und Speicherung von Halbleiterscheiben geschaffen werden im Zusammenhang mit der Herstellung und Fertigung von hochintegrierten Schaltungen auf solchen Halbleiterscheiben. Zu diesem Zweck soll insbesondere eine Speicher- oder Zwischenspeichermöglichkeit für wahlfreien Zugriff mit einer großen Anzahl von Speicherzellen geschaffen werden, wobei jede der Speicherzellen mindestens eine Halbleiterscheibe zu speichern vermag und jede dieser Speicherzellen, durch eine Datenverarbeitungsanlage angesteuertf einzeln adressierbar ist. Die gesamte Verarbeitung soll dabei unter Echtzeitsteuerung durch eine Datenverarbeitungsanlage laufen. Dies soll insbesondere durch einen gesteuerten Pufferspeicher für Halbleiterscheiben erreicht werden» die in einem aus vielen Sektoren bestehenden, durch eine Datenverarbeitungsanlage gesteuerten Fertigungssystem für integrierte Schaltungen eingesetzt ist. Auf diese Weise soll dann erreicht werden, daß das Aussortieren von Teilenummern, auch nach Güte der einzelnen Teile, innerhalb einer jeden Teilenummer wesentlich verbessert wird.
Zu diesem Zweck sollen dann Kassetten für die Spricherung von mindestens 50 Halbleiterscheiben benutzt v/erden, wobei jede Kassette eine maschinenlesbare und durch das menschlich« Auge erkennbare Kennziffer trägt.
Die Lrfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben, üie unter Schutz zu stellenden Merkmale der Erfindung sind den ebenfalls beigefügten Patentansprüchen im einzelnen zu antnehmen.
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In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 schematisch in Draufsicht ein computergesteuer
tes Fertigungssystem gemäß der Erfindung für eine Fertigung von hochintegrierten Schaltungen aus Halbleiterscheiben,
Fig. 2 schematisch eine Darstellung eines Pufferspeichers für Halbleiterscheiben, gemäß der Erfindung, zum Einsatz in einer vollautomatischen Fertigungsanlage für integrierte Schaltungen auf Halbleiterscheiben,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines unabhängigen Einsatzes des Pufferspeichers für Halbleiterscheiben gemäß der Erfindung und
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung für den Transport und die Behandlung von Halbleiterscheiben, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 3 730 59 5 offenbar ist und wie sie im Zusammenhang mit der Erfindung eingesetzt werden kann.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
In Fig. 1 ist schematisch ein Fertigungssystem gemäß der Erfindung zur Fertigung elektronischer Bauelemente dargestellt. Das Fertigungssystem enthält Bearbeitungsstationen oder Sektoren 1A bis 1F, wie sie ganz allgemein in der US-Patentschrift 3 889 355 offenbart sind. Jeder dieser Sektoren umfaßt eine Gruppe von Verfahrens- und Behandlungsschritten an der Halbleiterscheibe oder dem Halbleiterplättchen, wobei die HaIb-
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leiterscheibe vor und nach dieser Behandlung für einige Zelt, ohne Schaden zu nehmen, zwischengelagert werden kann. Die Sektoren 1A bis 1F sind tatsächlich Teile eines Fertigungsbetriebs zur Durchführung von Verfahrensschritten, an deren ausgabeseitigem Ende ein Zwischenspeicher oder Zwischenlager für die zeitweilige Speicherung eines Zwischenprodukts oder Endprodukts liegen kann. Obgleich nur sechs Bearbeitungssektoren zusätzlich zu dem Pufferspeicher im Sektor 1G für Halbleiterscheiben mit beliebigem Zugriff dargestellt sind, können in Wirklichkeit so viele Bearbeitungssektoren für Halbleiterscheiben vorgesehen sein, als erforderlich sind.
In dem in Fig. 1 dargestellten Fertigungssystem weist jede Halbleiterscheibe an der Kante oder dem Rand der Halbleiterscheibe oder des Halbleiterplättchens eine darauf angebrachte codierte laufende Nummer auf. Das Fertigungssystem enthält eine Anzahl von Lesevorrichtungen, die, über das ganze System verteilt, an geeigneten Orten angeordnet sind, um die laufende Nummer der Halbleiterscheibe zu lesen und diese Nummer an ein Datenverarbeitungssystem zu übertragen, das das Fertigungssystem steuert. Verfahren zum Aufbringen von laufenden Nummern oder ähnlichen Kennzeichnungen auf Halbleiterscheiben sowie die dafür erforderlichen Lesevorrichtungen und die übertragung einer so gelesenen Kennzeichnung oder laufenden Nummer an die Datenverarbeitungsanlage sind allgemein bekannt, so daß eine ins einzelne gehende Beschreibung hier nicht erforderlich erscheint.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bei einem Fertigungssystem für Bauelemente gemäß Fig. 1 dient die Speichereinheit für Halbleiterscheiben mit beliebigem Zugriff (ein nach Art eines Auftragsbuchs organisierten Pufferspeichers) 1G der Speicherung einer großen Anzahl von Halbleiterscheiben. Die laufende Nummer, bzw. das Kennzeichen, die physikalischen Parameter, die Verfahrensdaten, Prüfdaten usw. sind für jede
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in diesem Zwischenspeicher oder Pufferspeicher 1G abgespeicherte Halbleiterscheibe im Speicher der Datenverarbeitungsanlage enthalten. Die tatsächliche Adresse oder der Ort einer jeden Halbleiterscheibe in dem Pufferspeicher 1G ist außerdem im Speicher der Datenverarbeitungsanlage abgespeichert. Somit unterhält also die Datenverarbeitungsanlage für jede in dem Fertigungsystem befindliche Halbleiterscheibe eine auf dem neuesten Stand befindliche Aufzeichnung über die bisherige Bearbeitung der Halbleiterscheibe, über Prüfdaten und den tatsächlichen Ort der Halbleiterscheibe innerhalb des Systems.
Somit können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Halbleiterscheibe oder Halbleiterscheiben mit einer ganz bestimmten Verarbeitungsstufe oder mit Prüfdaten bestimmter Art, gesteuert durch die Datenverarbeitungsanlage für eine weitere Bearbeitung in jeder beliebigen vorbestimmten Folge durch eine oder mehrere Bearbeitungsstationen 1A bis 1F ausgewählt werden. Offensichtlich können so ausgewählte Halbleiterscheiben zum Zeitpunkt dieser Auswahl physisch irgendwo innerhalb des Fertigungssystems, selbstverständlich auch innerhalb des Pufferspeichers 1G liegen.
Das Fertigungssystem wird vollständig durch die Datenverarbeitungsanlage gesteuert. Der Computer ist daher mit der Fördereinrichtung des Systems verbunden und steuert damit die Bewegung der einzelnen Halbleiterscheiben von und nach den Bearbeitungsstationen des Systems. Die Bearbeitunysstationen in den verschiedenen Sektoren werden ebenfalls in unterschiedlicher Weise, durch die Datenverarbeitungsanlage gesteuert, betätigt, so daß an jeder Bearbeitunysstation im gesamten System eine optimale Bearbeitung der Halbleiterscheiben erfolgt. Im Betrieb, wie es im einzelnen in der US-Patentschrift 3 889 355 offenbart ist, werden die Halbleiterscheiben durch die zentrale Transporteinrichtung 2 nach der Eingabeposition eines jeden Sektors gefördert. Wach Abfühlen der Anwesenheit einer HaIb-
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leiterscheibe an einer Eingabeposition bewirken die Steuerschaltungen dieses Bearbeitungssektors, daß die Halbleiterscheibe durch die ganze Folge von Verfahrensschritten in diesem bestimmten Sektor hindurch bearbeitet wird, und nach Durchlaufen der Bearbeitungsoperation dieses Sektors werden die Halbleiterscheiben nach der Ausgabeposition dieses Sektors gefördert, dort durch die zentrale Fördereinrichtung erfaßt und gemäß einer vorgeschriebenen Folge von Bearbeitungssektoren entsprechend einer die Bewegung der Transporteinrichtung regelnden Steuereinheit nach dem nächsten Sektor gefördert und übertragen. Eine ausgewählte Scheibe oder ausgewählte Scheiben können, durch die Datenverarbeitungsanlage der zentralen Fördereinrichtung 2 gesteuert sowie der Scheibenfördereinrichtung des Pufferspeichers 1G nach und von einem adressierbaren Speicherort in dem Pufferspeicher des Sektors 1G mit wahlfreiem Zugriff gefördert werden. Die der Bearbeitung einer Halbleiterscheibe dienenden BearbeitungsSektoren 1A, 1B, 1C, 1D, IE und 1F und die diese verbindende zentrale Transporteinrichtung 2 in Fig. 1 sind einzeln und in Kombination in der US-Patentschrift 3 889 355 beschrieben. Die Bearbeitungsstation IG gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie sie hier beschrieben ist, kann in einem vollautomatischen Fertigungssystem für Halbleiterscheiben oder aber für sich allein verwendet werden.
Es leuchtet ohne weiteres ein, daß die Anwendung dieser Erfindung nicht auf ein automatisches Fertigungssystem beschränkt ist, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 3 889 beschrieben ist. Aus der Beschreibung und der Erläuterung der Arbeitsweise der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erkennt man sofort, daß die Erfindung nicht auf eine bestimmte Anordnung oder Systemkonfiguration beschränkt ist. Wie man aus der relativ umfangreichen Aufzählung von Patenten und Veröffentlichungen zum Stande der Technik bei der Behandlung von Halbleiterscheiben bei deren Beförderung, Speicherung usw.
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klar wird/ sind zahlreiche konstruktive Lösungen dafür bekannt, bei denen sich die Erfindung einsetzen läßt.
Der nach Art eines Auftragsbuches organisierte Pufferspeicher für Halbleiterscheiben mit wahlfreiem Zugriff, in Fig. 1 mit 1G bezeichnet, ist in Fig. 2 schematisch in einer bevor- ; zugten Ausführungsform als Segment oder Sektor eines vollständig automatisierten Fertigungssystems für Halbleiter-
scheiben dargestellt, während in Fig. 3 eine bevorzugte AusfUhrungsform der Erfindung, die unabhängig von einem automa- j tischen Fertigungsystem aufgestellt werden kann, gezeigt ist.
Der in Fig. 2 gezeigte Pufferspeicher arbeitet dabei in folgend der Weise. Halbleiterscheiben mit unterschiedlichen Teilenummern werden geordnet und in jeweils 50 Halbleiterscheiben fassende tragbare Kassetten geladen und dann in eine Vorrichtung 2CX)A für eine Speicherung, Transport und Bearbeitung von Halbleiterscheiben eingesetzt. Die Vorrichtung 20OA kann von beliebiger bekannter Konstruktion sein, wie dies beispielsweise in der US-Patentschrift 3 730 595 beschrieben und in Fig. 4 der Zeichnungen dargestellt ist. Die in der 50 Positionen für Halbleiterscheiben aufweisenden Kassette liegenden Halbleiterscheiben in der Transportvorrichtung 2OOA stehen damit unter Steuerung der Datenverarbeitungsanlage und werden entsprechend ' der Teilenummer der Art usw. in einem vorbestimmten der drei Pufferspeicher 200B, 200C und 2O0D abgelegt. Selbstverständlich können in Fig. 2A mehr als eine Eingabekassette 200A vorgesehen sein, und der Speicher ist nicht auf die drei Pufferspeicher 200B, 2OOC und 200D beschränkt.
Die Pufferspeicher 200B, 200C und 200D können von an sich bekannter Bauart sein und können beispielsweise genau gleichartig aufgebaut sein. Insbesondere können die Pufferspeicher 200B, 200C und 2OOD so aufgebaut sein, wie dies in der US-Patentschrift 3 730 595 bzw. in Fig. 4 der vorliegenden Anmeldung ;
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dargestellt ist. Andererseits können auch die Pufferspeicher 2OOB, 2OOC und 200D so aufgebaut sein, wie dies beispielsweise in der US-Patentschrift 3 731 823, im IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 16, Nr. 2, vom Juli 1973, Seiten 464 und 470, mit dem Titel "Air Track Buffer" gezeigt ist oder wie dies in den zuvor erwähnten US-Patentanmeldungen 618 654 und 618 (Aktenzeichen der Anmelderin BU 975 OO2 bzw. BU 975 001) gezeigt ist.
Wie oben bereits erwähnt, werden die in der Kassette in der Vorrichtung 200A enthaltenden Halbleiterscheiben, durch eine Datenverarbeitungsanlage gesteuert, entsprechend ihrer Teilenummer und/oder den jeder Halbleiterscheibe entsprechenden Daten nach einem der Pufferspeicher 200A, 200B und 200C transportiert. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß bei der gesamten Beschreibung der Arbeitsweise dieses Pufferspeichers in Fig. 2 zu allen Zeiten die Datenverarbeitungsanlage jegliche Bewegung der Halbleiterscheiben innerhalb des Pufferspeichers der Fig. 2 steuert und dabei gemäß der laufenden Nummer oder einer ähnlichen Kennzeichnung für jede Halbleiterscheibe die auf dem neuesten Stand befindliche Information eingespeichert hält. Diese auf dem neuesten Stand befindliche Aufzeichnung stellt dabei auf Echtzeitbasis eine Aufzeichnung des tatsächlichen Ortes dar, an den sich die Halbleiterscheibe innerhalb des Pufferspeichers der Fig. 2 oder innerhalb des automatischen Fertigungssystems befindet.
Obgleich in Fig. 2 nur ein Leser zum Lesen der auf der Halbleiterscheibe angebrachten laufenden Nummer oder Kennzeichnung vorgesehen ist, so leuchtet doch ohne weiteres ein, daß mehrere Lesestationen eingesetzt sein können. In Fig. 2 ist außerdem eine Station für die Scheibeneingabe von Hand und eine Station für eine Entnahme von Hand vorgesehen.
An diesen Stationen können Halbleiterscheiben von Hand einge-FI 975 O27
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geben und entnommen werden.
In Fig. 3 ist eine Speichervorrichtung für Halbleiterscheiben für einen unabhängigen Betrieb dargestellt. Man sieht, daß der konstruktive Aufbau der Fig. 3 dem der Fig. 2 ähnlich ist. Man sieht in Fig. 3, daß der Pufferspeicher eine Transport und Bearbeitungsvorrichtung 3OOA für eine. Eingabe und eine Transport- und Bearbeitungsvorrichtung 300E für eine Ausgabe von Halbleiterscheiben enthält. Die Vorrichtung 30OA und die Vorrichtung 300E enthalten jeweils eine transportable, 50 Positionen für Halbleiterscheiben aufweisende, lösbare Kassette. Die Vorrichtungen 300A bzw. 300E können so aufgebaut sein, wie dies in der US-Patentschrift 3 730 595 oder in Fig. 4 der vorliegenden Anmeldung dargestellt ist. Die Pufferspeicher 300B, 300C und 300D können beispielsweise so aufgebaut sein, wie dies in der US-Patentschrift 3 731 82 3 und in IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 16, Nr. 2 vom Juli 1973, Seiten 469 und 470 mit dem Titel "Air Track Buffer" dargestellt und beschrieben und wie dies beispielsweise in in den US-Patentanmeldungen 610 655 bzw. 618 654 (Aktenzeichen der Anmelderin BU 975 001 bzw. BU 975 002) gezeigt ist. Ferner können selbstverständlich auch noch weitere Pufferspeicher der bei 30OD bis 300D dargestellten Art in Fig. 3 eingesetzt werden.
In Fig. 3 werden die Halbleiterscheiben, durch dia Datenverarbeitungsanlage gesteuert, aus der Kassette in der Transportvorrichtung 300A entnommen und entsprechend der Teilenummer und/oder der Daten einer jeden Halbleiterscheibe nach einem der Pufferspeicher 300B, 300C und 300D befördert und abgelegt. Ebenso können, durch die Datenverarbeitungsanlage gesteuert, ausgewählte Halbleiterscheiben aus den Pufferspeichern 300A, 300B, 300C und 30OD ausgangsseitig in einsr Kassette im Pufferspeicher 300E abgelegt werden. Ls sei hier ausdrücklich bemerkt, daß die gesamte Arbeitsweise dieses Puffer-
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Speichers gemäß Fig. 3 ständig durch eine Datenverarbeitungsanlage gesteuert wird, die die Bewegung der Halbleiterscheiben innerhalb des Pufferspeichers gemäß Fig. 3 steuert und überwacht und dabei für jede Halbleiterscheibe eine auf den neuesten Stand befindliche Aufzeichnung über die laufende Nummer oder ähnliche Kennzeichnungen gespeichert hält. Diese auf Echtzeitbasis erstellte Aufzeichnung gibt ständig darüber Auskunft, wo sich die Halbleiterscheibe tatsächlich innerhalb des Pufferspeichers von Fig. 3 befindet.
In Fig. 4 ist schematisch eine Transportvorrichtung dargestellt, mit deren Hilfe Halbleiterscheiben zwischen einem Magazin und Luftgleitbahn mit zwei Bewegungsrichtungen befördert werden können. Die in zwei Richtungen wirkende Luftgleitbahn 10 ist dabei auf einer Grundplatte 12 angebracht und befördert die einzelnen Halbleiterscheiben von einer Bearbeitungsstation (nicht gezeigt) nach einem schrittweise fortschaltenden Träger oder Magazin 30. Die in zwei Richtungen wirksame Luftgleitbahn 10 besteht dabei aus einer Zufuhr-Luftgleitbahn 14, die der Beförderung von dem Magazin 30 entnommenen Halbleiterscheiben dient, sowie einer Rücklauf-Luftgleitbahn 16, durch die die Halbleiterscheiben 4 von einer Bearbeitungsstation kommend, wieder dem Magazin 30 zugeführt werden. Verschiedene Abschirmungen sind vorgesehen, um das Eindringen von Licht abzufiltern, das die Halbleiterscheiben beschädigen könnte.
Die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung ist in allen Einzelheiten in der US-Patentschrift 3 730 595 vom 1. Mai 1973 dargestellt und beschrieben. '
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Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Rechnergesteuertes System für die Herstellung von integrierten Schaltungen mit einer eine Anzahl computergesteuerter, gleichzeitig betätigbarer Verarbeitungsstationen für Halbleiterscheiben, wobei jede dieser Stationen so aufgebaut ist, daß sie, computergesteuert, mindestens einen Herstellungsverfahrensschritt durchzuführen vermag, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pufferspeicher (1G) mit wahlfreiem Zugriff mit η Speicherzellen vorgesehen ist, wobei in jeder dieser η Speicherzellen mindestens eine Halbleiterscheibe eingespeichert werden kann, und jede der η Speicherzellen des Pufferspeichers mit wahlfreiem Zugriff einzeln und beliebig, computergesteuert, ansteuerbar und adressierbar ist, um damit in jeder vorbestimmten der η Speicherzellen eine Halbleiterscheibe aufzunehmen oder aber aus dem Pufferspeicher aus jeder vorbestimmten der η Speicherzellen eine Halbleiterscheibe abzugeben, mit einem Leser zum Lesen der Kennzeichnungen auf den Halbleiterscheiben, computergesteuerte Fördervorrichtungen (2% 10), die die verschiedenen gleichzeitig betätigbaren computergesteuerten Verarbeitungsstationen (1A, 1B, 1C, 1D, 1E) für die Halbleiterscheiben und den Pufferspeicher mit wahlweisem Zugriff miteinander verbinden, wobei diese Fördereinrichtungen so aufgebaut sind, daß sie vorbestimmte Scheiben von und nach dem Pufferspeicher für wahlfreien Zugriff und von und nach ausgewählten Bearbeitungsstationen fördern, sowie mit einer digitalen programmgesteuerten Datenverarbeitungsanlage, die mit den einzelnen Verarbeitungs- oder Bearbeitungsstationen und dem Pufferspeicher für wahlfreien Zugriff, dem Leser und den Fördereinrichtungen verbunden ist und diese steuert, so daß unter Computersteuerung ausgewählte der HaIb-
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    ORlGtNAL INSPECTED
    leiterscheiben, die in beliebiger Reihenfolge in dem Pufferspeicher für wahlfreien Zugriff abgespeichert sind, ausgewählt und zu einer hochintegrierten Schaltung einer ersten Teilenummer bearbeitet werden können, während ausgewählte zweite der in dem Pufferspeicher für wahlfreien Zugriff abgespeicherten Halbleiterscheiben ausgewählt und zu hochintegrierten Schaltungen einer zweiten Teilenummer verarbeitet werden können, wobei die erste und zweite Teilenummer nicht miteinander identisch sind.
  2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferspeicher für die zeitweilige Speicherung von m Halbleiterscheiben eingerichtet ist, wobei m eine Zahl größer als 10 ist.
  3. 3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der m Speicherzellen für die Speicherung einer Halbleiterscheibe eingerichtet ist, und daß eine Halbleiterscheibe rechnergesteuert von einer Eingabestation nach jeder vorbestimmten der m Speicherzellen und von jeder dieser η Speicherzellen nach jeder beliebigen anderen der m Speicherzellen oder nach einer Ausgabestation beförderbar ist, so daß die Halbleiterscheiben nach einem oder mehreren Sortiermerkmal(en) sortierbar sind.
  4. 4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferspeicher (1G) ein im Echtzeitbetrieb arbeitender Sektor in dem aus mehreren Sektoren (1A, 1B,
    j I
    1C,1D,1E,1F) bestehenden rechnergesteuerten Fertigungssystem darstellt. !
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  5. 5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferspeicher (1G) mindestens eine lösbare und transportierbare, mehrere Speicherpositionen enthaltende Kassette (200A, 200B, 200C, 200D) für Halbleiterscheiben besitzt.
  6. FI 975 027
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