(57)【要約】      （修正有）【課題】  インライン型半導体製造装置を採用して、基板処理室内の基板滞留を防止しつつ、高スループット化を図る。【解決手段】  インライン型半導体製造装置は、真空ロボットＶＲを有する複数の基板処理モジュールＭＤと、１台の大気ロボットＡＲを有する大気ローダＬＭとを備える。基板処理モジュールは、プロセスチャンバＰＭとバキュームロックチャンバＶＬとからなる。制御手段ＣＮＴは、チャンバＰＭからチャンバＶＬに処理済みウェハが搬出されたら、チャンバＶＬが真空圧から大気圧に戻される工程と並行して、ロードポートＬＰから未処理ウェハを大気ローダＬＭに搬出させ、アライナユニットＡＵでアライメントを行わせ、チャンバＶＬの前で待機させる。処理済みウェハが冷却完了したら、待機させていた未処理ウェハをチャンバＶＬに搬入させ、処理済みウェハをロードポートＬＰに搬出させるよう制御する。【選択図】  図１
2006005086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気搬送室と、前記大気搬送室の一側に並列接続される真空気密可能な基板処理モジュールであって前記大気搬送室の一側に連通する前室及び該前室と連通する基板処理室から構成される複数の基板処理モジュールと、前記大気搬送室の他側に接続され、複数枚の基板を保持する基板収納部と、前記大気搬送室に備えられ大気搬送室を介して前記基処理モジュール又は前記基板収納部に対して基板の搬送を行なう１台の第１の基板搬送装置と、前記複数の基板処理モジュールを構成する複数の前室にそれぞれ備えられ、前室と基板処理室との間で基板を搬送する第２の基板搬送装置と、前記第１の基板搬送装置、第２の基板搬送装置、及び前記前室の圧力を制御する制御手段とを備えた半導体製造装置において、
前記制御手段は、
複数の基板処理モジュールの中で、基板処理室での処理が済んだ基板処理モジュールの該基板処理室から前記前室に処理済みの基板を搬送するよう前記第２の基板搬送装置を制御し、
前記処理済みの基板が前記前室に搬送されたことを検知すると、前記処理済みの基板が搬送された前室を真空圧から大気圧に復帰させるよう前記前室の圧力を制御するとともに、前記大気圧復帰制御と並行して、前記処理済み基板の搬送された前記基板処理モジュールに対して前記未処理基板を搬送するために、前記基板収納部から次の未処理基板を前記大気搬送室に搬送して待機させるよう前記第１の基板搬送装置を制御するものである
ことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記大気搬送室には基板位置補正装置が設けられており、この基板位置補正装置により前記未処理基板の位置補正をしてから、前記処理済み基板の搬送された前記前室を構成する前記基板処理モジュールに対して、前記未処理基板を搬送するために待機させるよう前記第１の基板搬送装置を制御するようにした請求項１に記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空気密可能な複数の基板処理モジュールと大気搬送室とを備える半導体製造装置に係り、特に大気搬送室に設けた１台の基板搬送装置を使って基板搬送を有効に制御するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体製造装置は、チャンバ配列によって、２つのタイプに分類することができる。１つは、複数のチャンバが搬送室の回りに星状に配列されたクラスタ型半導体製造装置である。他の１つは、チャンバと搬送室とが一直線に配列されているインライン型半導体製造装置である。
【０００３】
図１０にクラスタ型半導体製造装置の構成例を示す。
クラスタ型半導体製造装置は、真空側と大気側とに分れる。真空側には、中央の真空搬送室ＴＭと、その外周に星型に配置された複数のチャンバ（バキュームロックチャンバ（ロードロックチャンバ）ＶＬ１，ＶＬ２、冷却チャンバＣＳ１，ＣＳ２、プロセスチャンバＰＭ１〜ＰＭ４）とが設けられる。真空搬送室ＴＭには１台の真空ロボットＶＲが設けられ、各チャンバ間でウェハＷの搬送を行なうことが可能になっている。大気側には、チャンバＶＬ１，ＶＬ２に接続された大気搬送室（大気ローダ）ＬＭと、この大気ローダＬＭに接続された複数台のロードポートＬＰ１〜ＬＰ３とが設けられる。大気ローダＬＭには１台の大気ロボットＡＲが設けられ、チャンバＶＬ１，ＶＬ２とロードポートＬＰ１〜ＬＰ３との間でウェハＷの搬送を行うことが可能になっている。
【０００４】
真空搬送室ＴＭ内の真空ロボットＶＲによりウェハＷをバキュームロックチャンバＶＬ１から受け取り、プロセスチャンバＰＭ１〜ＰＭ４のいずれかに搬入して、ウェハＷの処理を行う。ウェハＷの処理が完了すると、真空ロボットＶＲにより処理済みウェハＷを受け取り、クーリングチャンバ（クーリングステージ）ＣＳ１又はＣＳ２のいずれかに保持して、ウェハＷを冷却する。冷却後、真空ロボットＶＲによりウェハＷをクーリングチャンバＣＳ１又はＣＳ２から取り出し、バキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２のいずれかに搬入する。大気ロボットＡＲによりバキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２から冷却済みウェハＷを取り出し、大気ローダＬＭを介してロードポートＬＰ１〜ＬＰ３のいずれかに払い出す。
そして、ロードポートＬＰ１〜ＬＰ３のいずれかから、未処理のウェハＷを大気ロボットＡＲによりバキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２のいずれかに搬入して、上述した処理を繰り返す。
【０００５】
図１２にインライン型半導体製造装置の構成例を示す。インライン型半導体製造装置も、真空側と大気側とに分れる。真空側には、複数のラインを構成する基板処理モジュールＭＤ１，ＭＤ２が設けられる。基板処理モジュールＭＤ１，ＭＤ２は、それぞれインライン接続されたプロセスチャンバＰＭ１，ＰＭ２とバキュームロックチャンバ（真空搬送室）ＶＬ１，ＶＬ２とが設けられる。各バキュームロックチャンバＶＬ１，ＶＬ２には、それぞれ１台の真空ロボットＶＲ１，ＶＲ２が設けられ、プロセスチャンバＰＭ１とバキュームロックチャンバＶＬ１、又はプロセスチャンバＰＭ２とバキュームロックチャンバＶＬ２間でウェハＷの搬送を独立して行なうことが可能になっている。大気側には、基板処理モジュールＭＤ１，ＭＤ２を構成するチャンバＶＬ１，ＶＬ２に接続された大気ローダＬＭと、この大気ローダＬＭに接続された２台のロードポートＬＰ１，ＬＰ２とが設けられる。大気ローダＬＭには１台の大気ロボットＡＲが設けられ、チャンバＶＬ１，ＶＬ２とロードポートＬＰ１，ＬＰ２との間でウェハＷの搬送を行うことが可能になっている。
【０００６】
各基板処理モジュールＭＤ１、ＭＤ２では搬送が独立に行なわれる。真空ロボットＶＲ１又はＶＲ２により、ウェハＷをバキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２内のウェハ保持部ＨＬ１又はＨＬ２から受け取り、プロセスチャンバＰＭ１又はＰＭ２に搬入して、ウェハＷの処理を行う。ウェハＷの処理が完了すると、真空ロボットＶＲ１又はＶＲ２により処理済みウェハＷを受け取り、ウェハ保持部ＨＬ１又はＨＬ２に保持して、ウェハＷを冷却する。バキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２を大気圧に復帰させ、大気ロボットＡＲによりバキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２から冷却済みウェハＷを取り出し、大気ローダＬＭを介してロードポートＬＰ１又はＬＰ２に払い出す。
払出し後、ロードポートＬＰ１又はＬＰ２から、未処理のウェハＷを大気ロボットＡＲによりバキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２に搬入して、上述した処理を繰り返す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来のクラスタ型半導体製造装置、及びインライン型半導体製造装置では、つぎのような問題点があった。
【０００８】
（１）クラスタ型半導体製造装置
複数のプロセスチャンバで同一プロセス処理を行なう場合、プロセス終了後ウェハを直ちに搬出するために、一定タクト時間で搬送タイミングが重ならないようにスケジュール通りに運用しなければならない。
この点で、従来のクラスタ型半導体製造装置では、真空搬送室内に設けられる真空ロボットが複数のプロセスチャンバに対して１台しかないため、プロセス完了直後、真空ロボットが他のプロセスチャンバや、バキュームロックチャンバへの搬送を行っていた場合や、搬送予約がされていた場合、ウェハをプロセスチャンバから搬出することができず、ウェハがチャンバ内に滞留することがある。ウェハがプロセスチャンバ内に滞留すると、ＣＶＤなどの成膜を行うプロセスの場合、残留ガスや温度の影響でウェハの膜質、膜厚に悪影響を及ぼすことがある。
【０００９】
これを回避する手段として、図１１に示すような搬送スケジュールを運用前に組立てることで、１台しかない真空ロボットによる搬送時間を考慮した１つのプロセスの搬送タイミング（図中破線を入れた真空搬送部分）が、他のプロセスの搬送タイミングと重ならないようにして、滞留を防ぐことは可能である。
しかし、プロセス搬送タイミングが互いに重ならないように処理プログラムを組むにはプログラムが煩雑となる。また、タクト時間が長くなるため、スループットが低下する。また、プロセス遅延により運用スケジュールが破綻する場合がある。例えば、プロセス終了時刻が設定温度待ちなどにより遅延した場合、タクト時間が守れなくなり、スケジュール運用が破綻する。スケジュール運用が破綻すると、運用を中止せざるを得ない状態となる。
【００１０】
（２）インライン型半導体製造装置
従来のインライン型半導体製造装置は、各プロセスチャンバが真空ロボットを占有しているので、クラスタ型のようにプログラムの煩雑化、スループットの低下、運用スケジュールの破綻というような問題がない点で優れている。
しかし、大気搬送室では、大気ロボットを共有しているため、双方のライン（プロセスモジュールとバキュームロックチャンバからなる基板処理モジュール）を並行して使用する運用の場合、各処理時間の違いによっては大気ロボットが競合してしまい、片方のラインの処理が待たされることになる。これによりプロセス処理時間が短い運用の場合は、ラインの処理待ちが搬送律速となり、高スループット化が図れないという問題があった。
【００１１】
特に、バキュームロックチャンバを大気圧に復帰させ、処理済みウェハＷを取り出してロードポートに払い出してから、次の未処理のウェハをロードポートからバキュームロックチャンバに搬入するようにしているため、ラインの処理待ちが長くなり、高スループット化が図れなかった。
【００１２】
本発明の課題は、基板搬送装置を独立に有する複数の基板処理モジュールを備えるタイプを採用することによって、上述した従来技術の問題点を解消して、基板処理室内の基板滞留を防止しつつ、高スループット化を図ることが可能な半導体製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の発明は、大気搬送室と、前記大気搬送室の一側に並列接続される真空気密可能な基板処理モジュールであって前記大気搬送室の一側に連通する前室及び該前室と連通する基板処理室から構成される複数の基板処理モジュールと、前記大気搬送室の他側に接続され、複数枚の基板を保持する基板収納部と、前記大気搬送室に備えられ大気搬送室を介して前記基処理モジュール又は前記基板収納部に対して基板の搬送を行なう１台の第１の基板搬送装置と、前記複数の基板処理モジュールを構成する複数の前室にそれぞれ備えられ、前室と基板処理室との間で基板を搬送する第２の基板搬送装置と、前記第１の基板搬送装置、第２の基板搬送装置、及び前記前室の圧力を制御する制御手段とを備えた半導体製造装置において、前記制御手段は、複数の基板処理モジュールの中で、基板処理室での処理が済んだ基板処理モジュールの該基板処理室から前記前室に処理済みの基板を搬送するよう前記第２の基板搬送装置を制御し、前記処理済みの基板が前記前室に搬送されたことを検知すると、前記処理済みの基板が搬送された前室を真空圧から大気圧に復帰させるよう前記前室の圧力を制御するとともに、前記大気圧復帰制御と並行して、前記処理済み基板の搬送された前記基板処理モジュールに対して前記未処理基板を搬送するために、前記基板収納部から次の未処理基板を前記大気搬送室に搬送して待機させるよう前記第１の基板搬送装置を制御するものであることを特徴とする半導体製造装置である。
【００１４】
複数の基板処理モジュールを構成する各基板処理室で基板処理が行なわれる。制御装置は、第２の基板搬送装置を制御して、各基板処理室の中で処理が済んだ基板処理室からその前室に処理済みの基板を搬送する。その際、制御装置は、第２の基板搬送装置により、処理済みの基板が前室に搬送されたことを検知すると、処理済み基板の搬送された基板処理モジュールに対して未処理基板を搬送するために、第１の基板搬送装置を制御して、前室で真空圧から大気圧に復帰されている工程と並行して、基板収納部から次の未処理基板を大気搬送室に搬送して待機させる。
【００１５】
このように、第２の基板搬送装置を複数の基板処理モジュールのそれぞれに独立して設けるタイプの半導体製造装置を採用することにより、基板処理室内の処理済み基板の滞留を防止することができる。また、大気搬送室に第１の基板搬送装置が１台しかなくても、基板処理モジュールから処理済み基板を大気搬送室に搬送する前に、当該基板処理モジュールに対する次の未処理基板を待機させて、処理済み基板と未処理基板との交換を素早く行なうようにしたことにより、スループットを向上することができる。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、大気搬送室には基板位置補正装置が設けられており、この基板位置補正装置により前記未処理基板の位置補正をしてから、前記処理済み基板の搬送された前記前室を構成する前記基板処理モジュールに対して、前記未処理基板を搬送するために待機させるよう前記第１の基板搬送装置を制御するようにした半導体製造装置である。
位置補正をしてから、基板処理モジュールに対して未処理基板を待機させるようしたので、スループットをより向上することができる。
【００１７】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記処理済みの基板が前記前室に搬送されたことを検知する手段は、第２の基板搬送装置の基板載置部に処理済み基板が載置され、かつ前記第２の基板搬送装置の基板載置部が前室内にあることを検知するセンサで構成されているか、又は前室に設けられた基板保持部に保持される処理済み基板を検知するセンサで構成されている半導体製造装置である。
処理済みの基板の前記前室への搬送を検知する手段は、第２の基板搬送装置に載置される基板の有無で検知するようにしても、又は前室に設けられた基板保持部に保持される基板の有無で検知するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基板処理室内の基板滞留を防止しつつ、高スループット化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に本発明の実施の形態を説明する。実施の形態の半導体製造装置は、インライン型半導体製造装置であって、プロセスチャンバとバキュームロックチャンバとからなる基板処理モジュールが、２つ並列に大気搬送室に接続されたものである。このインライン型半導体製造装置を説明する前に、基板処理モジュールを構成するプロセスチャンバについて、予め説明しておく。
【００２０】
プロセスチャンバは、例えばプラズマ処理炉で構成されている。このプラズマ処理炉は、電界と磁界により高密度プラズマを生成できる変形マグネトロン型プラズマ源（Modified Magnetron Typed Plasma Source）を用いてウエハ等の基板をプラズマ処理する基板処理炉（以下、ＭＭＴ装置と称する）である。このＭＭＴ装置は、真空気密性を確保した処理室に基板を設置し、シャワープレートを介して反応ガスを処理室に導入し、処理室をある一定の圧力に保ち、放電用電極に高周波電力を供給して電界を形成するとともに磁界をかけてマグネトロン放電を起こす。放電用電極から放出された電子がドリフトしながらサイクロイド運動を続けて周回することにより長寿命となって電離生成率を高めるので高密度プラズマを生成できる。このように反応ガスを励起分解させて基板表面を酸化または窒化等の拡散処理、または基板表面に薄膜を形成する、または基板表面をエッチングする等、基板へ各種のプラズマ処理を施すことができる。
【００２１】
図９に、このようなＭＭＴ装置の概略構成図を示す。ＭＭＴ装置は、第２の容器である下側容器２１１と、該下側容器２１１の上に被せられる第１の容器である上側容器２１０とから処理室２０１が形成されている。上側容器２１０はドーム型の酸化アルミニウム又は石英で形成されており、下側容器２１１はアルミニウムで形成されている。また後述するヒータ一体型の基板保持手段であるサセプタ２１７を窒化アルミニウムや、セラミックス又は石英で構成することによって、処理の際に膜中に取り込まれる金属汚染を低減している。
【００２２】
上側容器２１０の上部にはガス分散空間であるバッファ室２３７を形成するシャワーヘッド２３６が設けられ、シャワーヘッド上壁にはガス導入用の導入口であるガス導入口２３４が設けられ、下壁はガスを噴出する噴出孔であるガス噴出孔２３４aを有するシャワープレート２４０からなっており、前記ガス導入口２３４は、ガスを供給する供給管であるガス供給管２３２により開閉弁であるバルブ２４３a流量制御手段であるマスフローコントローラ２４１を介して図中省略の反応ガス２３０のガスボンベに繋がっている。シャワーヘッド２３６から反応ガス２３０が処理室２０１に供給され、また、サセプタ２１７の周囲から処理室２０１の底方向へ基板処理後のガスが流れるように下側容器２１１の側壁にガスを排気する排気口であるガス排気口２３５が設けられている。ガス排気口２３５はガスを排気する排気管であるガス排気管２３１により圧力調整器であるＡＰＣ２４２、開閉弁であるバルブ２４３ｂを介して排気装置である真空ポンプ２４６に接続されている。
【００２３】
供給される反応ガス２３０を励起させる放電手段として断面が筒状であり、好適には円筒状の第１の電極である筒状電極２１５が設けられる。筒状電極２１５は処理室２０１の外周に設置されて処理室２０１内のプラズマ生成領域２２４を囲んでいる。筒状電極２１５にはインピーダンスの整合を行う整合器２７２を介して高周波電力印加する高周波電源２７３が接続されている。
【００２４】
また、断面が筒状であり、好適には円筒状の磁界形成手段である筒状磁石２１６は筒状の永久磁石となっている。筒状磁石２１６は、筒状電極２１５の外表面の上下端近傍に配置される。上下の筒状磁石２１６、２１６は、処理室２０１の半径方向に沿った両端（内周端と外周端）に磁極を持ち、上下の筒状磁石２１６、２１６の磁極の向きが逆向きに設定されている。従って、内周部の磁極同士が異極となっており、これにより、筒状電極２１５の内周面に沿って円筒軸方向に磁力線を形成するようになっている。
【００２５】
処理室２０１の底側中央には、基板であるウエハ２００を保持するための基板保持手段としてサセプタ２１７が配置されている。サセプタ２１７はウエハ２００を加熱できるようになっている。サセプタ２１７は、例えば窒化アルミニウムで構成され、内部に加熱手段としてのヒータ（図中省略）が一体的に埋め込まれている。ヒータは高周波電力が印加されてウエハ２００を５００℃程度にまで加熱できるようになっている。
【００２６】
また、サセプタ２１７の内部には、さらにインピーダンスを可変するための電極である第２の電極も装備されており、この第２の電極がインピーダンス可変機構２７４を介して接地されている。インピーダンス可変機構２７４は、コイルや可変コンデンサから構成され、コイルのパターン数や可変コンデンサの容量値を制御することによって、上記電極及びサセプタ２１７を介してウエハ２００の電位を制御できるようになっている。
【００２７】
ウエハ２００をマグネトロン型プラズマ源でのマグネトロン放電により処理するための処理炉２０２は、少なくとも前記処理室２０１、サセプタ２１７、筒状電極２１５、筒状磁石２１６、シャワーヘッド２３６、及び排気口２３５から構成されており、処理室２０１でウエハ２００をプラズマ処理することが可能となっている。
【００２８】
筒状電極２１５及び筒状磁石２１６の周囲には、この筒状電極２１５及び筒状磁石２１６で形成される電界や磁界を外部環境や他処理炉等の装置に悪影響を及ぼさないように、電界や磁界を有効に遮蔽する遮蔽板２２３が設けられている。
【００２９】
サセプタ２１７は下側容器２１１と絶縁され、サセプタ２１７を昇降させる昇降手段であるサセプタ昇降機構２６８が設けられている。またサセプタ２１７には貫通孔２１７ａを有し、下側容器２１１底面にはウエハ２００を突上げるための基板突上手段であるウエハ突上げピン２６６が少なくとも３箇所に設けられている。そして、サセプタ昇降機構２６８によりサセプタ２１７が下降させられた時にはウエハ突上げピン２６６がサセプタ２１７と非接触な状態で貫通孔２１７ａを突き抜けるような位置関係となるよう、貫通孔２１７ａ及びウエハ突上げピン２６６が設けられる。
【００３０】
また、下側容器２１１の側壁には仕切弁となるゲートバルブ２４４が設けられ、開いている時には図中省略の搬送手段により処理室２０１へウエハ２００が搬入、または搬出され、閉まっている時には処理室２０１を気密に閉じることができる。
【００３１】
また、制御手段であるコントローラ１２１は高周波電源２７３、整合器２７２、バルブ２４３ａ、マスフローコントローラ２４１、ＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂ、真空ポンプ２４６、サセプタ昇降機構２６８、ゲートバルブ２４４、サセプタに埋め込まれたヒータに高周波電力を印加する高周波電源と接続し、それぞれを制御している。
【００３２】
上記のような構成において、ウエハ２００表面を、又はウエハ２００上に形成された下地膜の表面を所定のプラズマ処理を施す方法について説明する。
【００３３】
ウエハ２００は処理炉２０２を構成する処理室２０１の外部からウエハを搬送する図中省略の搬送手段によって処理室２０１に搬入され、サセプタ２１７上に搬送される。この搬送動作の詳細は、まずサセプタ２１７が下った状態になっており、ウエハ突上げピン２６６の先端がサセプタ２１７の貫通孔２１７ａを通過してサセプタ２１７表面よりも所定の高さ分だけ突き出された状態で、下側容器２１１に設けられたゲートバルブ２４４が開き、図中省略の搬送手段によってウエハ２００をウエハ突上げピンの先端に載置し、搬送手段は処理室２０１外へ退避すると、ゲートバルブ２４４が閉まり、サセプタ２１７がサセプタ昇降機構２６８により上昇すると、サセプタ２１７上面にウエハ２００を載置することができ、更にウエハ２００を処理する位置まで上昇する。
【００３４】
サセプタ２１７に埋め込まれたヒータは予め加熱されており、搬入されたウエハ２００を室温〜５００℃の範囲内でウエハ処理温度に加熱する。真空ポンプ２４６、及びＡＰＣ２４２を用いて処理室２０１の圧力を０．１〜１００Ｐａの範囲内に維持する。
【００３５】
ウエハ２００を処理温度に加熱したら、ガス導入口２３４からシャワープレート２４０のガス噴出孔２３４ａを介して、反応ガスを処理室２０１に配置されているウエハ２００の上面（処理面）に向けてシャワー状に導入する。同時に筒状電極２１５に高周波電源２７３から整合器２７２を介して高周波電力を印加する。このときインピーダンス可変機構２７４は予め所望のインピーダンス値に制御しておく。
【００３６】
筒状磁石２１６、２１６の磁界の影響を受けてマグネトロン放電が発生し、ウエハ２００の上方空間に電荷をトラップしてプラズマ生成領域２２４に高密度プラズマが生成される。そして、生成された高密度プラズマにより、サセプタ２１７上のウエハ２００の表面にプラズマ処理が施される。表面処理が終わったウエハ２００は、図示略の搬送手段を用いて、基板搬入と逆の手順で処理室２０１外へ搬送される。
【００３７】
なお、コントローラ１２１により高周波電源２７３の電力ＯＮ・ＯＦＦ、整合器２７２の調整、バルブ２４３ａの開閉、マスフローコントローラ２４１の流量、ＡＰＣ２４２の弁開度、バルブ２４３ｂの開閉、真空ポンプ２４６の起動・停止、サセプタ昇降機構２６８の昇降動作、ゲートバルブ２４４の開閉、サセプタに埋め込まれたヒータに高周波電力を印加する高周波電源への電力ＯＮ・ＯＦＦをそれぞれを制御している。
【００３８】
さて、図１に、上述したプロセスチャンバを備えた実施の形態によるインライン型半導体製造装置の構成例を示す。インライン型半導体製造装置は、真空側と大気側とに分れる。
【００３９】
真空側には、２つの基板処理モジュールＭＤ１，ＭＤ２が並列に設けられる。基板処理モジュールＭＤ１は、インライン接続された真空気密可能な基板処理室としてのプロセスチャンバＰＭ１と、この前段に設けられた前室としての真空気密可能なバキュームロックチャンバＶＬ１とから構成されている。基板処理モジュールＭＤ２は、インライン接続された真空気密可能な基板処理室としてのプロセスチャンバＰＭ２と、この前段に設けられた前室としての真空気密可能なバキュームロックチャンバＶＬ２とから構成されている。プロセスチャンバＰＭ１とバキュームロックチャンバＶＬ１とはゲートバルブＧ１で接続されている。プロセスチャンバＰＭ２とバキュームロックチャンバＶＬ２とはゲートバルブＧ２で接続されている。
【００４０】
プロセスチャンバＰＭ１，ＰＭ２は、前述したように化学反応（ＣＶＤ）による成膜など、ウェハに付加価値を与える機能をもっている。また、ガス導入・排気機構、および温度制御・プラズマ放電機構など成膜方式に合せた機構をもっている。
【００４１】
バキュームロックチャンバＶＬ１，ＶＬ２は、真空又は大気圧のチャンバ内圧力を制御可能に構成されている。また、バキュームロックチャンバＶＬ１，ＶＬ２には、第２の基板搬送装置としての真空ロボットＶＲ１，ＶＲ２が１台ずつ独立して設けられ、プロセスチャンバＰＭ１とバキュームロックチャンバＶＬ１間、又はプロセスチャンバＰＭ２とバキュームロックチャンバＶＬ２間とでウェハＷを搬送することが可能になっている。また、バキュームロックチャンバＶＬ１，ＶＬ２は、ウェハＷを保持することができる多段型ステージ、例えば上下２段のステージを有する。上段のバッファステージＬＳ１，ＬＳ２ではウェハＷを保持し、下段のクーリングステージＣＳ１，ＣＳ２ではウェハＷを冷却する機構をもっている。
【００４２】
大気側には、基板処理モジュールＭＤ１，ＭＤ２を構成するバキュームロックチャンバＶＬ１，ＶＬ２に接続された大気搬送室としての大気ローダＬＭと、この大気ローダＬＭに接続された基板収納部としての２台のロードポートＬＰ１，ＬＰ２とが設けられる。
大気ローダＬＭとバキュームロックチャンバＶＬ１とはロードドアＧ３（ゲートバルブ）で接続されている。大気ローダＬＭとバキュームロックチャンバＶＬ２とはロードドアＧ４（ゲートバルブ）で接続されている。大気ローダＬＭには、１台の大気ロボットＡＲが設けられ、チャンバＶＬ１，ＶＬ２とロードポートＬＰ１，ＬＰ２との間でウェハＷを搬送することが可能になっている。また、大気ローダＬＭには、基板位置補正装置としてのアライナユニットＡＵが設けられ、搬送時のウェハＷのずれを補正やウェハＷのノッチを一定方向に合せるノッチ合わせ（以下、アライメントという）を行なうことが可能になっている。
また、ロードポートＬＰ１，ＬＰ２は、複数枚のウェハＷが保持可能なキャリアＣＲ１，ＣＲ２を、半導体製造装置外部と受渡し可能に構成されている。
【００４３】
上述した真空ロボットＶＲ１，ＶＲ２，大気ロボットＡＲ、ゲートバルブＧ１，Ｇ２、ロードドアＧ３，Ｇ４、およびプロセスチャンバＰＭ１，ＰＭ２のガス導入・排気機構、および温度制御・プラズマ放電機構や、バキュームロックチャンバＶＬ１，ＶＬ２の冷却機構等は、制御手段ＣＮＴにより制御するようになっている。
【００４４】
また、制御手段ＣＮＴは、２つの基板処理モジュールＭＤ１，ＭＤ２の中で、プロセスチャンバＰＭ１，ＰＭ２での処理が早く済んだ基板処理モジュールＭＤ１，ＭＤ２のプロセスチャンバＰＭ１，ＰＭ２からバキュームロックチャンバＶＬ１，ＶＬ２に処理済みのウェハＷを搬送するよう大気ロボットＡＲを制御する。また、処理済みのウェハＷがバキュームロックチャンバＶＬ１，ＶＬ２に搬送されたことを検知すると、バキュームロックチャンバＶＬ１，ＶＬ２を真空圧から大気圧に復帰するよう制御するとともに、処理済みウェハＷの搬送された基板処理モジュールＭＤ１，ＭＤ２に対して未処理ウェハＷを搬送するために、この大気圧復帰制御と並行して、ロードポートＬＰ１，ＬＰ２から次の未処理ウェハＷを大気ローダＬＭに搬送して待機させるよう真空ロボットＶＲ１，ＶＲ２を制御するようになっている。
【００４５】
処理済みのウェハＷがバキュームロックチャンバＶＬ１，ＶＬ２に搬送されたことを検知する手段は、真空ロボットＶＲ１，ＶＲ２の基板載置部に処理済みウェハＷが載置され、かつ真空ロボットＶＲ１，ＶＲ２の基板載置部がバキュームロックチャンバＶＬ１，ＶＬ２内にあることを検知するセンサで構成したり、又はバキュームロックチャンバＶＬ１，ＶＬ２に設けられた基板保持部に保持される処理済みウェハを検知するセンサで構成したりすることができる。
【００４６】
上記センサは、バキュームロックチャンバＶＬの所定の箇所に取り付けることができる。図２は、そのようなバキュームロックチャンバＶＬの説明図である。図２（ａ）は蓋ＶＬ０を外したバキュームロックチャンバの斜視図、図２（ｂ）はバッファステージの平面図、図２（ｃ）はバッファステージ及びクーリングステージの側面図である。バキュームロックチャンバＶＬは、その内部に、アームを有する真空ロボットＶＲを備える（図２（ａ））。また、上段のバッファステージＬＳは、ウェハＷを３点支持可能な３本のピンＰ１〜Ｐ３で構成される（図２（ｂ））。下段のクーリングステージＣＳは、ウェハＷを面接触支持可能なプレートＰＬで構成される（図２（ｃ））。
【００４７】
センサは、バキュームロックチャンバＶＬの蓋ＶＬ０に設けられる。例えば、ステージＬＳ，ＣＳ上のウェハ有無を検知するセンサＳ１は、プレートＰＬ上の所定の部位に対応した蓋ＶＬ０側に設けられる。プロセスチャンバＰＭの搬入出の際に、真空ロボットＶＲ上のウェハ有無を検知するセンサＳ２は、プロセスチャンバＰＭ側に通じる開口ＡＰの手前の所定の部位に対応した蓋ＶＬ０側に設けられる。センサＳ１，Ｓ２としては例えば受発光ダイオードからなる光学的センサを挙げることができる。センサＳ１よりも、プロセスチャンバＰＭ寄りに設けたセンサＳ２の方が、処理済みのウェハがバキュームロックチャンバＶＬに搬送されたことをより早く検出することができる。なお、以降の説明では、センサＳ１の場合を説明する。
【００４８】
ここで図１に戻る。各基板処理モジュールＭＤ１、ＭＤ２ではウェハ搬送が独立に行なわれる。真空ロボットＶＲ１又はＶＲ２により、ウェハＷをバキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２内のバッファステージＬＳ１又はＬＳ２から受け取り、プロセスチャンバＰＭ１又はＰＭ２に搬入して、ウェハＷの処理、例えばプラズマ処理を行う。ウェハＷの処理が完了すると、真空ロボットＶＲ１又はＶＲ２により処理済みウェハＷを受け取り、バキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２内のクーリングステージＣＳ１又はＣＳ２に保持して、ウェハＷを冷却する。
【００４９】
バキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２を大気圧に復帰させる。バキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２を大気圧に復帰させるのと並行して、ロードポートＬＰ１又はＬＰ２のキャリアＣＲ１又はＣＲ２から未処理のウェハを、大気ロボットＡＲにより大気ローダＬＭに取り出し、アライナユニットＡＵを経由させてアライメントを行ない、バキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２が大気圧に復帰するまで、バキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２の前で待機させる（後述する先行動作制御方式）。
【００５０】
大気圧復帰後、待機させていたアライメント済みのウェハＷを、大気ロボットＡＲにより大気ローダＬＭからバキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２のバッファステージＬＳ１又はＬＳ２に搬入する。他方、大気ロボットＡＲによりバキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２から冷却済みウェハＷを取り出し、大気ローダＬＭを介してロードポートＬＰ１又はＬＰ２のキャリアＣＲ１又はＣＲ２に払い出す。上述した一連の処理を繰り返す。
【００５１】
ここで、上述した半導体製造装置を制御する制御手段ＣＮＴについて具体的に説明する。制御手段ＣＮＴは、制御用コントローラとして半導体製造装置に接続されており、制御用コントローラは搬送制御、プロセス制御を行う手段を持つように構成される。図８にそのような制御用コントローラの構成を示す。
【００５２】
制御用コントローラは、操作部１００、統括制御コントローラ９０、プロセスチャンバコントローラＰＭＣ１，ＰＭＣ２が、ＬＡＮ回路８０で接続されている。操作部１００では、システム制御コマンドの指示、モニタ表示、ロギングデータ、アラーム解析、パラメータ編集などの画面、機能をもつように構成される。
ここで、制御用コントローラは図１の制御手段ＣＮＴに相当する。またプロセスチャンバコントローラＰＭＣ１，ＰＭＣ２は、図９のコントローラ１２１に相当する。
【００５３】
統括制御コントローラ９０では、システム全体の運用制御、真空ロボットコントローラ９１、大気ロボットコントローラ９２、ＶＬ排気系（ＭＦＣ９３やバルブ，ポンプ等）などの制御を行なう。
【００５４】
プロセスチャンバコントローラＰＣＭ１，ＰＣＭ２では、各プロセスチャンバを個別に制御するために、それぞれ、ガスの流量を制御するマスフローコントローラＭＦＣ１１、プロセスチャンバ内の圧力を制御するオートプレッシャコントローラＡＰＣ１２、チャンバ内の温度を制御する温度調整器１３、ガス、排気用のバルブのオン／オフを制御するための入出力バルブＩ／Ｏ１４などが接続されている。
【００５５】
この制御用コントローラの運用例としては、操作部１００からのコマンド指示を受けた統括制御コントローラ９０が、ウェハ搬送指示を大気ロボットコントローラ９２に指示する。該当ウェハがキャリアＣＲからバキュームロックチャンバＶＬのバッファステージＬＳへ搬送されてから、バキュームロックチャンバＶＬの真空排気制御（ポンプ、バルブの制御）を実施する。バキュームロックチャンバＶＬが所定の真空圧力に達したところで、該当プロセスチャンバＰＭ１，ＰＭ２へウェハを搬送することを、真空ロボットＶＲに指示する。搬送が完了しゲートバルブＧ１，Ｇ２を閉じたところで、該当プロセスチャンバコントローラＰＭＣ１，ＰＭＣ２に対してプロセスレシピの実行指示を行なう。
【００５６】
ところで、上述したインライン型半導体製造装置の運用方式には、構成例のように、２つの基板処理モジュール（（ＰＭ＋ＶＬ）×２）を有する場合、１キャリアＣＲ１を交互に振分けて処理する振分け運用と、キャリアＣＲ１，ＣＲ２とプロセスチャンバＰＭ１，ＰＭ２が１対１の関係となるように処理する並列運用とがある。これらの一般的な運用制御方式は、次の通りである。
【００５７】
（１）振分け運用（図３）
振分け運用は、同一プロセス（同一膜種）を行う場合に採用される。図３は振分け運用制御方式を示した説明図である。振分け運用では、同一条件でのプロセス（成膜など）を目的としており、ウェハ搬送ルートＬ１，Ｌ２で示すように、キャリアＣＲ１内のウェハＷはどちらのプロセスチャンバＰＭ１，ＰＭ２で処理されても良い。
２つの基板処理モジュールＭＤ１（ＰＭ１＋ＶＬ１），ＭＤ２（ＰＭ２＋ＶＬ２）を交互に使用する固定運用とした場合、２つのライン（ＭＤ１，ＭＤ２）の一方で温度設定値待ちなどプロセス条件が整うまで待つことにより遅延が発生すると、効率良くウェハ搬送できない。この場合、どちらか一方のバキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２のクーリングステージＣＳ１又はＣＳ２上に処理済みウェハが載った時点で、該当基板処理モジュールＭＤ１又はＭＤ２が空くと判断して、空きラインにウェハを搬送することで、大気ロボットＡＲ及びラインを効率良く使用することができる。
【００５８】
（２）並列運用（図４）
並列運用は、異なるプロセス（不同膜種）を行う場合に採用される。図４は並列運用制御方式を示した説明図である。並列運用では、異なるプロセス条件で処理した場合、一方のロードポートＬＰ１又はＬＰ２内の１キャリアＣＲ１又はＣＲ２のウェハＷは、すべて指定のプロセスチャンバＰＭ１又はＰＭ２に搬送され処理される。同時に他方のＬＰ１又はＬＰ２、ＰＭ１又はＰＭ２も並行して処理可能である。ウェハ搬送ルートを矢印Ｌ１，Ｌ２で示す。
【００５９】
（３）ウェハ交換手順（図５）
上述した振り分け運用にせよ、並列運用にせよ、ウェハを処理していくためには、未処理ウェハと処理済みウェハとを交換していく必要がある。そのウェハ交換手順を図５に示す。
まず、プロセスチャンバＰＭ１，ＰＭ２からクーリングステージＣＳ１，ＣＳ２に処理済みウェハＷ２を搬送した時点で、次の未処理ウェハＷ１がある場合、ロードポートＬＰ１，ＬＰ２のキャリアＣＲ１，ＣＲ２からアライナユニットＡＵへ未処理ウェハＷ１の搬送を開始する（ｅ１）。次に、バキュームロックチャンバＶＬ１，ＶＬ２のベント（大気圧状態にする）と、クーリングステージＣＳ１，ＣＳ２でのウェハ冷却が完了した時点で、該当バキュームロックチャンバＶＬ１，ＶＬ２のバッファステージＬＳ１，ＬＳ２へアライナの終了した未処理ウェハＷ１を搬入する（ｅ２）。最後に、クーリングステージＣＳ１，ＣＳ２のウェハを取り出し、該当ロードポートＬＰ１，ＬＰ２の該当キャリアＣＲ１，ＣＲ２のスロットへ戻す（ｅ３）。
【００６０】
ところで、上述したような一般的な運用制御方式では、半導体製造装置のスループットが上がらない。すなわち、インライン型半導体製造装置の構成例のように、２ラインの基板処理モジュールに対して、大気ロボットが１台しかないため、バキュームロックチャンバＶＬ１，ＶＬ２からの処理済みウェハＷがキャリアＣＲ１，ＣＲ２に戻る準備（冷却完了、かつＶＬ大気圧状態）ができたところで、キャリアＣＲ１，ＣＲ２から未処理ウェハＷの搬送を開始していたのでは、処理済みウェハと未処理ウェハとの交換に時間がかかり半導体製造装置のスループットが上がらない。また、未処理ウェハをバキュームロックチャンバに搬入する前に、アライメントを行なう必要があるため時間がかかり、このアライメント時間がスループットに影響する。
【００６１】
これを解決するためには、実施の形態では、次に処理する未処理ウェハを、予めアライメントを済ませて、該当するバキュームロックチャンバＶＬ１，ＶＬ２の前まで搬送しておき、処理済みウェハが戻る準備ができたところで、未処理ウェハをバッファステージＬＳ１，ＬＳ２に搬入する一方、処理済みウェハをキャリアＣＲ１，ＣＲ２に搬出するように制御するのがよい。このような制御方式を先行動作制御方式という。この先行動作制御方式の採用により、最短時間でウェハを交換することができ、装置全体のスループットを向上することができる。
【００６２】
次に、ロードポートＬＰ１を共通にした振分け運用の場合を例にとって、上述した先行動作制御方式を説明する。図６はその運用タイムチャートである。
【００６３】
（１）大気ロボットＡＲにより未処理ウェハ＃１をロードポートＬＰ１から取り出し、大気ローダＬＭに搬入する。大気ロボットＡＲのアームによる先行動作により、アライメントを行なう。アライメントを行った未処理ウェハ＃１を、大気ロボットＡＲにより大気ローダＬＭからバキュームロックチャンバＶＬ１の前まで運んでいき、バキュームロックチャンバＶＬ１に搬入する（矢印ｍ１）。搬入した未処理ウェハ＃１は上段の未処理基板載置部としてのバッファステージＬＳ１に載置する。ロードドアＧ３を閉めてバキュームロックチャンバＶＬ１を真空排気（Ｅｖａｃ１）する。この間に、大気ロボットＡＲにより未処理ウェハ＃２をロードポートＬＰ１から取り出し、大気ローダＬＭに搬入して、アライナユニットＡＵでアライメントを行う。ゲートバルブＧ１を開けて真空ロボットＶＲ１によりバキュームロックチャンバＶＬ１の上段のバッファステージＬＳ１からプロセスチャンバＰＭ１に未処理ウェハ＃１を搬入する（ａ）。ゲートバルブＧ１を閉める。プロセスチャンバＰＭ１で未処理ウェハ＃１の成膜処理を先行で開始する（＃１：プロセス）。
【００６４】
（２）大気ロボットＡＲにより未処理ウェハ＃２をロードポートＬＰ１から取り出し、大気ローダＬＭに搬入する。大気ロボットＡＲのアームによる先行動作により、アライナユニットＡＵでアライメントを行なう。アライメントを行った未処理ウェハ＃２を、大気ロボットＡＲにより大気ローダＬＭからバキュームロックチャンバＶＬ２の前まで運んでいき、バキュームロックチャンバＶＬ２に搬入する（矢印ｍ２）。搬入した未処理ウェハ＃２は上段のバッファステージＬＳ２に載置する。ロードドアＧ４を閉めてバキュームロックチャンバＶＬ２を真空排気（Ｅｖａｃ２）する。ゲートバルブＧ２を開けて真空ロボットＶＲ２によりバキュームロックチャンバＶＬ２の上段のバッファステージＬＳ２からプロセスチャンバＰＭ２に未処理ウェハ＃２を搬入する（ｂ）。ゲートバルブＧ２を閉める。プロセスチャンバＰＭ２で未処理ウェハ＃２の成膜処理を後で開始する（＃２：プロセス）。
【００６５】
（３）大気ロボットＡＲにより未処理ウェハ＃３をロードポートＬＰ１から取り出し、大気ローダＬＭに搬入する。大気ロボットＡＲのアームによる先行動作により、アライナユニットＡＵでアライメントを行なう。アライメントを行った未処理ウェハ＃３を、大気ロボットＡＲにより大気ローダＬＭからバキュームロックチャンバＶＬ１の前まで運んでいく。ロードドアＧ３を開ける前に、不活性ガスＮ2を導入し、バキュームロックチャンバＶＬ１内を大気圧状態にする（Ｖｅｎｔ１）。Ｖｅｎｔ１が完了したと同時に、ロードドアＧ３を開けて、未処理ウェハ＃３をバキュームロックチャンバＶＬ１に搬入する（矢印ｍ３）。搬入した未処理ウェハ＃３は上段のバッファステージＬＳ１に載置する。ロードドアＧ３を閉めてバキュームロックチャンバＶＬ１を真空排気（Ｅｖａｃ３）する。
【００６６】
（４）大気ロボットＡＲにより未処理ウェハ＃４をロードポートＬＰ１から取り出し、大気ローダＬＭに搬入する。大気ロボットＡＲのアームによる先行動作により、アライナユニットＡＵでアライメントを行なう。アライメントを行った未処理ウェハ＃４を、大気ロボットＡＲにより大気ローダＬＭからバキュームロックチャンバＶＬ２の前まで運んでいく。ロードドアＧ４を開ける前に、不活性ガスＮ2を導入し、バキュームロックチャンバＶＬ２内を大気圧状態にする（Ｖｅｎｔ２）。Ｖｅｎｔ２が完了したと同時にロードドアＧ４を開けて、未処理ウェハ＃４をバキュームロックチャンバＶＬ２に搬入する（矢印ｍ４）。搬入した未処理ウェハ＃４は上段のバッファステージＬＳ２に載置する。ロードドアＧ４を閉めてバキュームロックチャンバＶＬ２を真空排気（Ｅｖａｃ４）する。
【００６７】
（５）先行開始したプロセスチャンバＰＭ１でのウェハ＃１の成膜処理が終了したら、直ちにプロセスチャンバＰＭ１のゲートバルブＧ１を開け、真空ロボットＶＲ１によりプロセスチャンバＰＭ１からバキュームロックチャンバＶＬ１に処理済みウェハ＃１を搬出する（ｃ）。搬出した処理済みウェハ＃１は、バキュームロックチャンバＶＬ１の下段のクーリングステージＣＳ１に載置して冷却する。このクーリングステージＣＳ１への載置により、センサＳ１は、処理済みのウェハ＃１がバキュームロックチャンバＶＬ１に搬送されたことを検知する。
（６）真空ロボットＶＲ１によりバキュームロックチャンバＶＬ１の上段のバッファステージＬＳ１からプロセスチャンバＰＭ１に未処理ウェハ＃３を搬入する（ｄ）。ゲートバルブＧ１を閉める。プロセスチャンバＰＭ１で未処理ウェハ＃３の成膜処理を開始する（＃３：プロセス）。
【００６８】
（７）センサＳ１により、処理済みのウェハ＃１がバキュームロックチャンバＶＬ１に搬送されたことを検知すると、大気ロボットＡＲにより未処理ウェハ＃５をロードポートＬＰ１から取り出し、大気ローダＬＭに搬入する。大気ロボットＡＲのアームによる先行動作により、アライナユニットＡＵでアライメントを行なう。アライメントを行った未処理ウェハ＃５を、大気ロボットＡＲにより大気ローダＬＭからバキュームロックチャンバＶＬ１の前まで運んでいく。
【００６９】
また、センサＳ１により、処理済みのウェハ＃１がバキュームロックチャンバＶＬ１に搬送されたことを検知すると、ロードドアＧ３を開ける前に、不活性ガスＮ2を導入し、バキュームロックチャンバＶＬ１内をＶｅｎｔ３する。バキュームロックチャンバＶＬ１内のＶｅｎｔ３が完了したと同時に、ロードドアＧ３を開けて、未処理ウェハ＃５をバキュームロックチャンバＶＬ１に搬入する（矢印ｍ５）。搬入した未処理ウェハ＃５は上段のバッファステージＬＳ１に載置する。この段階で、バキュームロックチャンバＶＬ１の上段のバッファステージＬＳ１に未処理ウェハ＃５が、下段のクーリングステージＣＳ１に処理済みウェハ＃１が載置されている。
【００７０】
（８）この間に、後で開始したプロセスチャンバＰＭ２でのウェハ＃２の成膜処理が終了したら、直ちにゲートバルブＧ２を開け、真空ロボットＶＲ２によりプロセスチャンバＰＭ２からバキュームロックチャンバＶＬ２に処理済みウェハ＃２を搬出する（ｅ）。搬出した処理済みウェハ＃２は、バキュームロックチャンバＶＬ２の下段のクーリングステージＣＳ２に載置して冷却する。このクーリングステージＣＳ２への載置により、センサＳ１は、処理済みのウェハ＃２がバキュームロックチャンバＶＬ２に搬送されたことを検知する。
（９）真空ロボットＶＲ２によりバキュームロックチャンバＶＬ２の上段のバッファステージＬＳ２からプロセスチャンバＰＭ２に未処理ウェハ＃４を搬入する（ｆ）。ゲートバルブＧ２を閉める。プロセスチャンバＰＭ２で未処理ウェハ＃４の成膜処理を開始する（＃４：プロセス）。
（１０）その後、大気ロボットＡＲによりバキュームロックチャンバＶＬ１のクーリングステージＣＳ１上の冷却済みのウェハ＃１を取り出し、ロードポートＬＰ１へ搬出する（Ｍ１（＃１払出し））。ロードドアＧ３を閉めてバキュームロックチャンバＶＬ１を真空排気（Ｅｖａｃ５）する。
【００７１】
（１１）センサＳ１により、処理済みのウェハ＃２がバキュームロックチャンバＶＬ２に搬送されたことを検知すると、大気ロボットＡＲにより未処理ウェハ＃６をロードポートＬＰ１から取り出し、大気ローダＬＭに搬入する。大気ロボットＡＲのアームで先行動作によりアライメントを実施した後、さらにそのウェハ＃６を大気ロボットＡＲでバキュームロックチャンバＶＬ２の前まで運んでいく。
また、センサＳ１により、処理済みのウェハ＃２がバキュームロックチャンバＶＬ２に搬送されたことを検知すると、ロードドアＧ４を開ける前に、不活性ガスＮ2を導入し、バキュームロックチャンバＶＬ２内をＶｅｎｔ４する。Ｖｅｎｔ４が完了したと同時に未処理ウェハ＃６をバキュームロックチャンバＶＬ２に入れる（矢印ｍ６）。搬入した未処理ウェハ＃６は上段のバッファステージＬＳ２に載置する。この段階で、バキュームロックチャンバＶＬ２の上段のバッファステージＬＳ１に未処理ウェハ＃６が、下段のクーリングステージＣＳ１に処理済みウェハ＃２が載置されている。
【００７２】
（１２）その後、クーリングステージＣＳ２上の冷却済みのウェハ＃２を大気ロボットＡＲのアームでロードポートＬＰ１へ搬出する（Ｍ２（＃２払出し））。また、ロードドアＧ４を閉めてバキュームロックチャンバＶＬ２を真空排気（Ｅｖａｃ６）する。
（１３）プロセスチャンバＰＭ１でのウェハ＃３の成膜処理が終了したら、直ちにゲートバルブＧ１を開け、真空ロボットＶＲ１によりプロセスチャンバＰＭ１からバキュームロックチャンバＶＬ１に処理済みウェハ＃３を搬出する（ｇ）。搬出した処理済みウェハ＃３は、バキュームロックチャンバＶＬ１の下段のクーリングステージＣＳ１に載置して冷却する。このクーリングステージＣＳ１への載置により、センサＳ１は、処理済みのウェハ＃３がバキュームロックチャンバＶＬ１に搬送されたことを検知する。
【００７３】
（１４）真空ロボットＶＲ１によりバキュームロックチャンバＶＬ１の上段のバッファステージＬＳ１からプロセスチャンバＰＭ１に未処理ウェハ＃５を搬入する（ｈ）。ゲートバルブＧ１を閉める。プロセスチャンバＰＭ１で未処理ウェハ＃５の成膜処理を開始する（＃５：プロセス）。
【００７４】
（１６）また、センサＳ１により、処理済みのウェハ＃３がバキュームロックチャンバＶＬ１に搬送されたことを検知すると、大気ロボットＡＲにより未処理ウェハ＃７をロードポートＬＰ１から取り出し、大気ローダＬＭに搬入する。大気ロボットＡＲのアームによる先行動作により、アライナユニットＡＵでアライメントを行なう。アライメントを行った未処理ウェハ＃７を、大気ロボットＡＲにより大気ローダＬＭからバキュームロックチャンバＶＬ１の前まで運んでいく。ロードドアＧ３を開ける前に、不活性ガスＮ2を導入し、バキュームロックチャンバＶＬ１内をＶｅｎｔ５する。Ｖｅｎｔ５が完了したと同時に、ロードドアＧ３を開けて、未処理ウェハ＃７をバキュームロックチャンバＶＬ１に搬入する（矢印ｍ７）。搬入した未処理ウェハ＃７は上段のバッファステージＬＳ１に載置する。この段階で、バキュームロックチャンバＶＬ１の上段のバッファステージＬＳ１に未処理ウェハ＃７が、下段のクーリングステージＣＳ１に処理済みウェハ＃３が載置されている。
（１７）その後、クーリングステージＣＳ２上の冷却済みのウェハ＃３を大気ロボットＡＲのアームでロードポートＬＰ１へ搬出する（Ｍ３（＃３払出し））。
【００７５】
（１８）この間に、プロセスチャンバＰＭ２でのウェハ＃４の成膜処理が終了したら、直ちにゲートバルブＧ２を開け、真空ロボットＶＲ２によりプロセスチャンバＰＭ２からバキュームロックチャンバＶＬ２に処理済みウェハ＃４を搬出する（ｉ）。搬出した処理済みウェハ＃４は、バキュームロックチャンバＶＬ２の下段のクーリングステージＣＳ２に載置して冷却する。このクーリングステージＣＳ２への載置により、センサＳ１は、処理済みのウェハ＃４がバキュームロックチャンバＶＬ１に搬送されたことを検知する。
（１９）真空ロボットＶＲ２によりバキュームロックチャンバＶＬ２の上段のバッファステージＬＳ２からプロセスチャンバＰＭ２に未処理ウェハ＃６を搬入する（ｊ）。ゲートバルブＧ２を閉める。プロセスチャンバＰＭ２で未処理ウェハ＃６の成膜処理を開始する（＃６：プロセス）。
【００７６】
（２０）センサＳ１により、処理済みのウェハ＃４がバキュームロックチャンバＶＬ１に搬送されたことを検知すると、大気ロボットＡＲにより未処理ウェハ＃８をロードポートＬＰ１から取り出し、大気ローダＬＭに搬入する。大気ロボットＡＲのアームで先行動作によりアライメントを実施した後、さらにそのウェハ＃８を大気ロボットＡＲでバキュームロックチャンバＶＬ２の前まで運んでいく。
また、センサＳ１により、処理済みのウェハ＃４がバキュームロックチャンバＶＬ１に搬送されたことを検知すると、ロードドアＧ４を開ける前に、不活性ガスＮ2を導入し、バキュームロックチャンバＶＬ２内をＶｅｎｔ６する。Ｖｅｎｔ６が完了したと同時に未処理ウェハ＃８をバキュームロックチャンバＶＬ２に入れる（矢印ｍ８）。搬入した未処理ウェハ＃８は上段のバッファステージＬＳ２に載置する。この段階で、バキュームロックチャンバＶＬ２の上段のバッファステージＬＳ１に未処理ウェハ＃８が、下段のクーリングステージＣＳ１に処理済みウェハ＃４が載置されている。
（２１）この間に、ロードドアＧ３を閉めてバキュームロックチャンバＶＬ１を真空排気（Ｅｖａｃ７）する。
（２２）その後、クーリングステージＣＳ２上の冷却済みのウェハ＃４を大気ロボットＡＲのアームでロードポートＬＰ１へ搬出する（Ｍ４（＃４払出し））。また、ロードドアＧ４を閉めてバキュームロックチャンバＶＬ２を真空排気（Ｅｖａｃ８）する。
【００７７】
このようにプロセスチャンバＰＭ１でのプロセスと、プロセスチャンバＰＭ２とのプロセスを交互に繰り返して行く。
【００７８】
上述したように、実施の形態の先行動作制御方式によれば、大気ロボットＡＲのアームで先行動作によりアライナユニットＡＵに搬送してアライメント動作を実施した後、更にそのウェハＷを大気ロボットＡＲのアームで該当のバキュームロックチャンバＶＬ１又はＶＬ２の前まで運んでいき（ＶＬへの搬入動作準備）、Ｖｅｎｔが完了したと同時に未処理ウェハをバキュームロックチャンバのバッファステージＬＳ１又はＬＳ２に入れている。すなわち、ＶＬへの搬入動作準備を、Ｖｅｎｔが終了する前に先行動作させている。したがって、アライナユニットＡＵとバキュームロックチャンバＶＬ前までの搬送時間を短縮することができる。
【００７９】
このことは、図６による実施の形態の運用タイムチャートを、図７に示す従来の運用タイムチャートと比較することによって、明確になる。図７に示す従来例のものが図６と異なる点は、実施の形態のようにバキュームロックチャンバＶＬへの搬入動作準備をバキュームロックチャンバＶＬのＶｅｎｔ開始と同時（点線矢印で示す先行動作時搬送開始タイミング）に行なわず、Ｖｅｎｔ後（実線矢印で示す搬送開始タイミング）に行なっている点である。このように従来のものでは、ＶＬへの搬入動作準備をＶｅｎｔ後に行なっているため、ウェハ搬送タイミング（ｍ３，ｍ４，ｍ５…）が、図６と比較して、少しずつ遅れ、そのために各プロセスチャンバＰＭ１，ＰＭ２でプロセスが終わっても、ウェハＷを取り出すための待ち時間ＷＴ１，ＷＴ２，ＷＴ３…が発生し、スループットが低下する。また、待ち時間の間、ウェハＷがチャンバＰＭ１，ＰＭ２内に滞留するので、ＣＶＤなどの成膜を行うプロセスの場合、残留ガスや温度の影響でウェハの膜質、膜厚に悪影響を及ぼすことがある。この点で、実施の形態のものでは、そのようなことがなく、スループットが向上する。
【００８０】
なお、実施の形態では、センサ信号を待ってからアライナを行なうようにしたが、振分け運用の場合には、使用するロードポートＬＰ１又はＬＰ２が決まっているので、ウェハ載置信号を待ってからアライナを行なうのではなく、予めアライナユニットＡＵでのアライナを済ませておき、上記空き基板処理モジュールＭＤ１又はＭＤ２からのウェハ載置信号を待つようにしても良い。
また、本発明は、振分け運用に限定されず、並列運用制御方式においても先行動作制御の適用が可能である。すなわち、装置構成例のようなインライン型の装置において、振分け、並列運用制御方式と先行動作制御を実施することで、チャンバ内のウェハ滞留を防止し、高スループットの性能を確保できる。
【００８１】
また、実施の形態では、処理済みウェハがバキュームロックチャンバに搬送されたことを検知する検出手段として、バキュームロックチャンバに設けられたステージに保持される処理済みウェハを検知するセンサで構成したが、これに限定されない。例えば、真空ロボットの基板載置部であるアームのツィーザに処理済みウェハが載置され、かつ真空ロボットのツィーザがバキュームロックチャンバ内にあることを検知するセンサで構成されていてもよい。このような検知は、ツィーザにウェハ載置有無を検出するセンサを設け、このセンサからのウェハ載置信号と、真空ロボットコントローラ９１を制御する統括制御コントローラ９０からの真空ロボット制御位置信号とに基づいて容易に行うことができる。
【００８２】
ところで、インライン型半導体製造装置の基本的な運用では、プロセス処理し、処理済みウェハをクーリングステージＣＳへ搬送し、バキュームロックチャンバＶＬを大気開放した後、ウェハが搬出されてくるようになっている。実施の形態では、このうちのＣＳ搬送完了の時点で、未処理ウェハを該当ＶＬの前まで搬送していくように先行動作制御している。この場合において、ＣＳ搬送完了を待つのではなく、プロセス処理の残り時間から、処理ケースに応じて、搬送タイミングをその都度算出し、算出結果を残り時間とを比較して、未処理ウェハを対象バキュームロックチャンバＶＬに搬入することも考えられる。しかし、先行動作制御する場合、できるだけ判断するタイミングを遅くすることで、より障害を避けて正常に動作することができると考える。つまり、プロセス残時間→ＣＳ搬送→ＶＬ大気開放とするよりも、実施の形態のように、ＣＳ搬送完了後にＶＬ大気開放とした方が、障害発生確率が低く、障害発生時の無駄な動きのリスクが少なくなると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施の形態によるインライン型半導体製造装置の構成を示す平面図である。
【図２】実施の形態によるバキュームロックチャンバの説明図である。
【図３】実施の形態によるインライン型半導体製造装置の振分け運用の説明図である。
【図４】実施の形態によるインライン型半導体製造装置の並列運用の説明図である。
【図５】実施の形態によるインライン型半導体製造装置のウェハ交換手順の説明図である。
【図６】実施の形態によるインライン型半導体製造装置の運用タイムチャートである。
【図７】従来例によるインライン型半導体製造装置の運用タイムチャートである。
【図８】実施の形態によるインライン型半導体製造装置の制御用コントローラの構成図である。
【図９】実施の形態によるインライン型半導体製造装置を構成するプロセスチャンバとしてのＭＭＴ装置の概略構成図である。
【図１０】従来例によるクラスタ型半導体製造装置の構成を示す平面図である。
【図１１】従来例によるクラスタ型半導体製造装置の運用タイムチャートである。
【図１２】従来例によるインライン型半導体製造装置の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００８４】
ＬＭ    大気ローダ（大気搬送室）
ＭＤ１，ＭＤ２    基板処理モジュール
ＶＬ１，ＶＬ２    バキュームロックチャンバ（前室）
ＰＭ１，ＰＭ２    プロセスチャンバ（基板処理室）
ＬＰ１，ＬＰ２    ロードポート（基板収納部）
ＡＲ    大気ロボット（第１の基板搬送装置）
ＶＲ    真空ロボット（第２の基板搬送装置）
ＣＮＴ  制御手段
【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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