(57)【要約】  工場インターフェースロボットを有するシステム内で、少なくとも１つのＦＯＵＰと、寄生デバイスに結合されたバッファと、処理ツールに結合されたインバウンド及びアウトバウンド移送ステーションとの間で基板を移送する方法が提供される。１つの実施形態では、基板を移送する方法は、ロボットのエンドエフェクタにて第１の基板をＦＯＵＰから寄生デバイスのために働くバッファステーションへ移送し、上記基板を上記バッファステーションから上記寄生デバイスへ移動し、上記エンドエフェクタにて第２の基板をピックアップし、上記寄生デバイスにおける上記第１の基板の滞留時間を補償し、寄生デバイスへの上記第２の基板を上記エンドエフェクタから上記寄生デバイスのために働くバッファステーションへ移送し、上記第１の基板を上記バッファステーションからピックアップすることを含む。【選択図】      図４
2008526020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工場インターフェースロボットを有するシステム内で、少なくとも１つのＦＯＵＰと、寄生デバイスに結合されたバッファと、処理ツールに結合されたインバウンド及びアウトバウンド移送ステーションとの間で基板を移送する方法において、
ＦＯＵＰから寄生デバイスのために働くバッファステーションへとロボットのエンドエフェクタにて第１の基板を移送するステップと、
上記基板を上記バッファステーションから上記寄生デバイスへ移動させるステップと、
上記処理ツールの上記アウトバウンド移送ステーションから上記エンドエフェクタにて第２の基板をピックアップするステップと、
上記寄生デバイスにおける上記第１の基板の滞留時間を補償するステップと、
寄生デバイスへの上記第２の基板を上記エンドエフェクタから上記寄生デバイスのために働く上記バッファステーションへ移送するステップと、
上記バッファステーションから上記第１の基板をピックアップするステップと、
を備えた方法。
【請求項２】
上記補償するステップは、更に、上記第２の基板が上記エンドエフェクタに配置されている状態で、上記第２の基板を移動させるのを待つ段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記待つ段階は、更に、上記第２の基板を上記バッファに隣接する位置へと移動し、それから、上記寄生デバイスが上記第２の基板を受け入れる用意ができるのを待つことを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
上記待つ段階は、更に、上記寄生デバイスが上記第２の基板を受け入れる用意ができるのを待ち、それから、上記第２の基板を上記バッファに隣接する位置へと移動させることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
上記補償するステップは、更に、エンドエフェクタの移動速度を遅くする段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
上記補償するステップは、更に、上記ロボットの移動を上記寄生デバイスでの処理の完了と同期させる段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
上記寄生デバイスにおいて上記基板に堆積された層の厚さを測定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８】
上記寄生デバイスにおいて上記基板に画成された特徴の微小寸法を測定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９】
上記寄生デバイスにおいて基板配向、熱処理、光学度量衡、微小寸法測定又は膜厚さプロフィールのうちの少なくとも１つを測定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１０】
上記第１の基板を上記処理ツールの上記インバウンド移送ステーションへ移送するステップと、
上記処理ツールにおいて上記基板を平坦化するステップと、
上記第２の基板を上記ＦＯＵＰへ移送するステップと、
を更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
工場インターフェースロボットを有するシステム内で、少なくとも１つのＦＯＵＰと、寄生デバイスに結合されたバッファと、処理ツールに結合されたインバウンド及びアウトバウンド移送ステーションとの間で基板を移送する方法において、
（ａ）第１のインバウンド基板を上記ロボットから上記バッファへ入れるステップと、
（ｂ）上記ロボットで第１のアウトバウンド基板を上記バッファから取り出すステップと、
（ｃ）上記第１のアウトバウンド基板を上記ロボットから上記ＦＯＵＰへ入れるステップと、
（ｄ）上記ロボットで第２のアウトバウンド基板を上記アウトバウンド移送ステーションから取り出すステップと、
（ｅ）上記第２のアウトバウンド基板の上記バッファへの到着時間を、上記寄生デバイスによる上記第１のインバウンド基板の上記バッファへのローディングの完了と同期させるステップと、
（ｆ）上記第２の基板を上記ロボットから上記バッファへ入れ、上記ロボットで上記第１のインバウンド基板を上記バッファから取り出すステップと、
（ｇ）上記第１のインバウンド基板を上記ロボットから上記インバウンド移送ステーションへ入れるステップと、
（ｈ）上記ロボットで第２のインバウンド基板を上記ＦＯＵＰから取り出すステップと、
（ｉ）上記第２のインバウンド基板の上記バッファへの到着時間を、上記寄生デバイスによる上記第２のアウトバウンド基板の上記バッファへのローディングの完了と同期させるステップと、
を備えた方法。
【請求項１２】
上記最後のステップの後に上記ステップを繰り返すステップを更に備えた、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
上記同期させるステップ（ｅ）は、更に、上記ロボットによって上記第２のアウトバウンド基板を保持した状態で待つ段階又は上記ステップ（ｄ）と上記ステップ（ｆ）との間で上記ロボットの速度を調整する段階のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
上記同期させるステップ（ｉ）は、更に、上記ロボットによって上記第２のインバウンド基板を保持した状態で待つ段階又は上記ステップ（ｈ）と上記ステップ（ａ）の繰り返しとの間で上記ロボットの速度を調整する段階のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
上記寄生処理時間は、上記第１のアウトバウンド基板を持った状態で上記ロボットを上記バッファから上記ＦＯＵＰへ移動し、上記第１のアウトバウンド基板を上記ＦＯＵＰへ入れ、上記ロボットを上記ＦＯＵＰから上記アウトバウンド移送ステーションへ移動し、上記第２のアウトバウンド基板を上記アウトバウンド移送ステーションから取り出し、上記ロボットを上記アウトバウンド移送ステーションから上記バッファへ移動させるのに必要とされる時間より長い、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
上記寄生処理時間は、上記第１のインバウンド基板を持った状態で上記ロボットを上記バッファから上記インバウンド移送ステーションへ移動し、上記第１のインバウンド基板を上記インバウンド移送ステーションへ入れ、上記ロボットを上記インバウンド移送ステーションから上記ＦＯＵＰへ移動し、上記第２のインバウンド基板を上記ＦＯＵＰから取り出し、上記ロボットを上記ＦＯＵＰから上記バッファへ移動させるのに必要とされる時間より長い、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
工場インターフェースロボットを有するシステム内で、少なくとも１つのＦＯＵＰと、寄生デバイスに結合されたバッファと、処理ツールに結合されたインバウンド及びアウトバウンド移送ステーションとの間で基板を移送する方法において、
（ａ）第１のインバウンド基板を上記ロボットから上記バッファへ入れるステップと、
（ｂ）上記ロボットで上記バッファから第１のアウトバウンド基板を取り出すステップと、
（ｃ）上記第１のアウトバウンド基板を上記ロボットから上記ＦＯＵＰへ入れるステップと、
（ｄ）上記ロボットで第２のアウトバウンド基板を上記アウトバウンド移送ステーションから取り出すステップと、
（ｅ）上記ロボットで上記第２のアウトバウンド基板を上記バッファへ移動させるステップと、
（ｆ）上記バッファで上記ロボットにより上記第２のアウトバウンド基板を保持した状態で、上記寄生デバイスが上記第１のインバウンド基板の処理を完了し上記第１のインバウンド基板を上記バッファへローディングするのを待つステップと、
（ｇ）上記第２のアウトバウンド基板を上記ロボットから上記バッファへ入れ、上記ロボットで上記第１のインバウンド基板を上記バッファから取り出すステップと、
（ｈ）上記第１のインバウンド基板を上記ロボットから上記インバウンド移送ステーションへ入れるステップと、
（ｉ）上記ロボットで第２のインバウンド基板を上記ＦＯＵＰから取り出すステップと、
（ｊ）上記ロボットで上記第２のインバウンド基板を上記バッファへ移動させるステップと、
（ｋ）上記バッファで上記ロボットにより上記第２のインバウンド基板を保持した状態で、上記寄生デバイスが処理を完了し、上記第２のアウトバウンド基板を上記バッファへローディングするのを待つステップと、
を備えた方法。
【請求項１８】
上記最後のステップの後に上記ステップを繰り返すステップを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
上記寄生処理時間は、上記第１のアウトバウンド基板を持った状態で上記ロボットを上記バッファから上記ＦＯＵＰへ移動し、上記第１のアウトバウンド基板を上記ＦＯＵＰへ入れ、上記ロボットを上記ＦＯＵＰから上記アウトバウンド移送ステーションへ移動し、上記第２のアウトバウンド基板を上記アウトバウンド移送ステーションから取り出し、上記ロボットを上記アウトバウンド移送ステーションから上記バッファへ移動させるのに必要とされる時間より長い、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
上記寄生処理時間は、上記第１のインバウンド基板を持った状態で上記ロボットを上記バッファから上記インバウンド移送ステーションへ移動し、上記第１のインバウンド基板を上記インバウンド移送ステーションへ入れ、上記ロボットを上記インバウンド移送ステーションから上記ＦＯＵＰへ移動し、上記第２のインバウンド基板を上記ＦＯＵＰから取り出し、上記ロボットを上記ＦＯＵＰから上記バッファへ移動させるのに必要とされる時間より長い、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明は、一般的に、半導体基板処理システムに関する。より詳細には、本発明の実施形態は、半導体基板処理システムにおける基板スループットを改善するように工場インターフェースにおいて基板を取り扱う方法に関する。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]集積回路及びその他の電子デバイスの製造においては、その製造プロセス中において、導体、半導体及び絶縁体物質の複数の層を、基板上に堆積させたり、基板から取り除いたりする。高い形状（topography）部分、表面欠陥、スクラッチ又はエンベデッド粒子を除去するため基板の表面を研磨する必要がしばしばある。このような研磨処理は、しばしば、化学機械研磨（ＣＭＰ）と称され、基板上に形成された電子デバイスの品質及び信頼性を改善するのに使用される。
【０００３】
[0003]一般に、この研磨処理は、スラリー又は他の流体媒体を介在させた状態において制御された圧力及び温度の下で研磨パッドに対して基板を接触保持することを含む。典型的には、研磨処理は、除去割合及び選択性をより高めるために研磨処理中に基板表面上の膜の間に化学スラリーを導入することを含む。ＣＭＰを行うのに使用される１つの研磨システムは、アプライドマテリアルズ社から手に入るＭIＲＲ（登録名）ＣＭＰシステムであり、これは、「Continuous Processing System for Chemical Mechanical Polishing」と題する米国特許第５，７３８，５７４号に開示されている。
【０００４】
[0004]研磨処理の１つの課題は、基板の表面から膜を均一に除去することである。除去割合は、基板上への下方圧力、研磨パッドの回転速度、粒子密度及びサイズを含むスラリー組成、及び基板表面と研磨パッドとの間の実効接触面積に関連付けられている。除去割合は、また、基板の中心と対向する基板の縁部ほど高くなりがちである。
【０００５】
[0005]ＣＭＰにおける別の課題は、基板上に堆積された不均一な層を効率的に除去することである。基板上に電子デバイスを製造する間に、基板上の特定の領域に層が堆積又は成長させられ、その結果として、基板の表面に亘って一様でない形状部分が生ずることがある。このような基板上の望ましくない非平面形状部分を除去するのに、ＣＭＰ処理を使用することができる。基板上に堆積された膜の厚さは、非常に薄い（０．５ミクロンから５．０ミクロンの程度）ことがあるので、不均一除去に対する許容度はわずかしかない場合がある。従って、ＣＭＰ処理は、研磨結果を確実に許容できるものとするために、厳密に制御されねばならない。
【０００６】
[0006]電子デバイスの製造を監視するため、特に、研磨処理の結果を監視するため、ＣＭＰシステムには前及び後処理基板監視システムが使用されている。膜厚さを決定するのに使用されるこの種の１つの監視システムは、イスラエルに所在するNova Measuring Instruments Ltd.（また、カリフォルニア州サニーベールに所在するNova Measuring Instruments, Inc.）からNovaScan 420として販売されている。このNovaScan 420は、ＭIＲＲ（登録名）ＣＭＰシステムにおいて有効に使用され、処理に続いて基板を検査するためのウエット基板検査プロセスを行うことができる。
【０００７】
[0007]利用できる監視システムの１つの欠点は、それらの能力が単一基板しか処理できないということである。その結果として、そのスループット、即ち、単位時間当たり処理できる基板の数が、望まれるよりも少ないものとなってしまう。これらの利用できる監視システムは、処理のため単一の基板を受け入れる単一基板サポートを有している。その結果、ロボット移送システムは、評価された基板をシステム内の貯蔵場所へ移送し、それから別の基板を取り出して監視システムに配置するため数多くの移動を行わせなければならない。ロボット移送システムに必要とされるこのような付加的な移動のため、監視システムの遊び時間が増大し、基板取り扱いのために必要とされる時間量が増大され、それにより、ＣＭＰシステムにおける基板のスループットが減少してしまう。
【０００８】
[0008]従って、ＣＭＰツールのスループットを増大するように基板を取り扱うための改善された方法が必要とされている。
【発明の概要】
【０００９】
[0009]本発明は、一般的には、工場インターフェースロボットを有するシステムにおいて、少なくとも１つのＦＯＵＰ、寄生（parasitic）デバイスに結合されたバッファ及び処理ツールに結合されたインバウンド及びアウトバウンド移送ステーションの間で基板を移送する方法を提供する。１つの実施形態では、基板を移送する方法は、ロボットのエンドエフェクタにて第１の基板をＦＯＵＰから寄生デバイスのために働くバッファステーションへと移送し、上記バッファステーションから上記寄生デバイスへ上記基板を移動させ、上記エンドエフェクタにて第２の基板をピックアップし、上記寄生デバイスにおける上記第１の基板の滞留時間を補償し、寄生デバイスへの上記第２の基板を上記エンドエフェクタから上記寄生デバイスのために働く上記バッファステーションへと移送し、上記第１の基板を上記バッファステーションからピックアップすることを含む。
【００１０】
[0010]別の実施形態では、基板を移送する方法は、第１のインバウンド基板を上記ロボットから上記バッファへと入れ、第１のアウトバウンド基板を上記ロボットで上記バッファから取り出すことを含む。上記第１のインバウンド基板は、上記寄生デバイスから上記バッファへと移送される。それから、上記第１のアウトバウンド基板は、上記ロボットから上記ＦＯＵＰへと移送され、第２のアウトバウンド基板が、上記ロボットで上記アウトバウンド移送ステーションから得られる。そのとき、上記第２のアウトバウンド基板の上記バッファへの到着時間は、上記第２のアウトバウンド基板を上記ロボットから上記バッファへと入れ且つ上記第１のインバウンド基板を上記ロボットで上記バッファから取り出す前に、上記寄生デバイスから上記バッファへの上記第１のインバウンド基板のローディングの完了と同期される。それから、上記第１のインバウンド基板は、上記ロボットから上記インバウンド移送ステーションへと移送され、第２のインバウンド基板が、上記ロボットで上記ＦＯＵＰから得られる。そのとき、上記第２のインバウンド基板の上記バッファへの到着時間は、上記寄生デバイスによる上記バッファへの上記第２のアウトバウンド基板のローディングの完了と同期される。
【００１１】
[0011]本発明の前述したような特徴を詳細に理解できるように、以上に概要した本発明について、その幾つかを添付図面に例示した実施形態に関して、以下、より特定して説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを例示するものであり、従って、本発明の範囲を限定するものでなく、本発明は、その他の同様の効果を発揮する実施形態を含みうるものであることに注意されたい。
【詳細な説明】
【００１２】
[0016]理解を容易とするため、添付図面において共通な同一の要素を示すのに、可能な限り、同一の参照符号を使用している。１つの実施形態の要素及び特徴は、更に詳述せずとも他の実施形態においても有効に組み入れられるものであると考えられたい。
【００１３】
[0017]本発明は、増大した基板スループット割合にて工場インターフェースロボットを有する処理システムにおいて基板を移送する方法を提供する。特に、本方法は、処理システムにおいて、少なくとも１つの前面開口部統合ポッド（ＦＯＵＰ）、寄生デバイス（一実施例では、とりわけ、ノバ（Nova）、ナノメトリクス（Nanometrics）、アプライドマテリアルズ社（Applied Materials, inc.）から手に入るような厚さ測定装置）に結合されたバッファ及び処理ツールに結合されたインバウンド及びアウトバウンド移送ステーションの間で基板を移送するためのシーケンスを与える。ここで使用される用語「寄生デバイス」は、自動化されていようと手動であろうと、処理サイクル内において基板を取り扱い、それにより、基板を処理するのに必要とされる全処理時間を増大するような付加的デバイス又は処理ステップを意味している。このような寄生デバイスは、寄生デバイスへ基板を導入する前にその寄生デバイスが使用できるようになるのを工場インターフェースロボット（又は他のロボット）が待たねばならないような（しばしば、そのロボットのブレードに基板を置いた状態で）寄生処理時間を有する場合がある（例えば、寄生デバイスが１つの基板によって占められていてその基板を処理している間、ロボットは、その寄生デバイスが処理を完了するまでもう１つ別の基板を有した状態で待っている）。寄生デバイスの実施例としては、これに限定されるのではないが、アライナー、熱処理ステーション、基板フリッパー、スピンすすぎ洗乾燥ステーション、度量衡ステーション（光学測定ステーションの如き）等がある。
【００１４】
[0018]図１は、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から手に入るＲＥＦＬＥＸＩＯＮ（登録名）ＬＫ  ＣＭＰシステムの如き半導体基板研磨システム１００を示している。本発明の方法に使用するに適した他の実施例としては、これらも又、アプライドマテリアルズ社から手に入るＲＥＦＬＥＸＩＯＮ  ＬＫ  Ｅｃｍｐ（商標名）システム、ＣＥＮＴＵＲＡ（登録名）、ＥＮＤＵＲＡ（登録名）及びＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録名）処理システムがある。その他のポリッシャー、クラスタツール又は他の基板処理ツールが使用されることも考えられる。
【００１５】
[0019]システム１００は、ポリッシャー１０２、ウエットロボット１０４、クリーナー１０６、工場インターフェースモジュール１０８及び１つ又はそれ以上の前面開口部統合ポッド（ＦＯＵＰ）１１０を備える。ポリッシャー１０２は、複数の研磨ステーション１１２、ロボット１１４、ロボットインターフェース１１６及び移送ステーション１１８を有する。研磨ステーション１１２のいずれにおいても化学機械研磨処理を行うことができる。ロボット１１４は、ポリッシャー１０２内の中心に配設されており、基板を研磨ステーション１１２及びロボットインターフェース１１６へ移動させることができる。ロボットインターフェース１１６は、基板が移送ステーション１１８とロボット１１４との間で往復移送させられるようにする。
【００１６】
[0020]クリーナー１０６は、ポリッシャー１０２に近接配置されている。基板をクリーナーへ出し入れ移送するため１つ又はそれ以上の移送ステーションが設けられている。図１に示す実施形態では、インバウンド移送ステーション１２０Ａ及びアウトバウンド移送ステーション１２０Ｂが、クリーナー１０６の対向端に配設されている。クリーナー１０６は、ポリッシャー１０２から出された後の基板に残留している異物を、例えば、その基板へ洗浄流体を吹き付けることにより、洗い落とすように作動する。基板は、付加的にスクラブされ、メガソニック洗浄されることもある。適当なクリーナー１０６の一実施例は、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から手に入るＤＥＳＩＣＡ（登録名）クリーナーである。
【００１７】
[0021]ウエットロボット１０４は、クリーナー１０６の移送ステーション１２０Ａとポリッシャー１０２の移送ステーション１１８との間で基板を移送する。ウエットロボット１０４は、移送ステーション１２０Ａから基板を取り出し、その基板を特徴側を下にして水平に配向させ、その基板を移送ステーション１１８に置く。基板をポリッシャー１０２から取り外すには、このプロセスが反対に繰り返される。
【００１８】
[0022]工場インターフェースモジュール１０８は、実質的に方形形状であり、一般的には、クリーナー１０８とＦＯＵＰ１１０との間に配設される。工場インターフェースロボット１２２が、この工場インターフェースモジュール１０８内に設けられている。工場インターフェースロボット１２２は、矢印１２４で示されるように、ロボット１２２の横方向移動を行わせるようなレール（図示せず）又は他の機構に取り付けられる。この工場インターフェースロボット１２２は、例えば、ピーアールアイオートメーション（PRI Automation）によって製造されているモデルEquipe４０７Ｂ又は本発明の動作を首尾良く行うに必要とされる運動範囲を与えることのできるような同様のロボットでよい。
【００１９】
[0023]システム１００の前述したような構成要素に加えて、寄生デバイス１２６が、システム１００に取り付けられることもある。１つの実施形態では、この寄生デバイスは、渦電流及び／又は光学度量衡技法を利用していることのある膜厚さ及び／又は微小寸法測定装置である。この寄生デバイス１２６は、基板配向、熱処理、光学度量衡、微小寸法測定、膜厚さプロフィール又は他の度量衡プロセス等の如き基板に対する所望の付加的なプロセスを行う。例えば、前述したような処理システムにおいてよく使用される１つの寄生デバイス１２６は、厚さプロファイラである。工場インターフェースロボット１２２と寄生デバイス１２６の内部ロボット１３０との間で基板ハンドオフを行うことにより基板スループットを増大させるため、寄生デバイス１２６にバッファ１２８が結合される。１つの実施形態では、図３においてより詳細に説明されるように、そのバッファ１２８は、取付けブラケット３０２によって寄生デバイス１２６に取り付けられる。対向する支持アーム３０４の対がブラケット３０２から延長している。垂直に重ね合わされた１対の基板ホルダー３０６Ａ、３０６Ｂが、支持アーム３０２に取り付けられていて、各基板ホルダーに単一の基板を保持するように配置されている。これらホルダー３０６Ａ、３０６Ｂの垂直配向により工場インターフェースモジュール１０８に貴重なスペースが残されるので、工場インターフェースのためのＳＥＭＩ仕様をなおも満たしつつ寄生デバイス１２６をモジュール１０８内へ組み入れることができる。
【００２０】
[0024]支持アーム３０４は、ブラケット３０２に対して移動して、基板ホルダー３０６Ａ、３０６Ｂを開状態及び閉状態とすることができる。基板ホルダー３０６Ａ、３０６Ｂが開状態にある場合には、それらホルダーの間のスペースを通して基板が垂直に通過でき（内部ロボット１３０にて寄生デバイス１２６へ入ったり寄生デバイス１２６から出たり）、基板ホルダー３０６Ａ、３０６Ｂが閉状態にある場合には、（寄生デバイス１２６より上方の位置において）基板がそれらホルダー３０６Ａ、３０６Ｂによって支持される。このような１つの適当なバッファは、Pinson氏等に対して２００１年６月１２日付けで発行された米国特許第６，２４４，９３１号により詳細に開示されている。
【００２１】
[0025]この１対の基板ホルダー３０６Ａ、３０６Ｂが縦列移動させるときは、支持アームは、基板がそれらホルダー３０６Ａ、３０６Ｂのうちの一方に存在しているときはいつでも、その基板が落下しないようにするため閉じたままでなければならない。従って、工場インターフェースロボット１２２が基板を寄生デバイス１２６へとローディングする用意ができており、そして別の基板が寄生デバイス１２６に存在しているときにはいつでも、その工場インターフェースロボット１２２は、バッファ１２８の他の空のホルダー３０６Ａ又は３０６Ｂへ基板を置く前に、その寄生デバイス１２６が処理を完了しその処理された基板がバッファ１２８のそれらホルダー３０６Ａ、３０６Ｂの一方へ置かれるまで待たなければならない。基板がロボット１２２によってホルダー３０６Ａ又は３０６Ｂに置かれるとき、その処理された基板は、ロボット１２２によってバッファ１２８から取り出され、寄生デバイス１２６は、バッファから未処理の基板をローディングすることができる。このような寄生デバイス１２６及びバッファ１２８の特定の配向は、本発明を限定するものではなく、バッファ１２８及び寄生デバイス１２８のその他の構成を使用することができ、寄生デバイスに統合バッファを設けることも、又は、非垂直重ね合わせバッファを設けることも考えられる。
【００２２】
[0026]寄生デバイス１２６が基板をローディングし、処理し、アンローディングするのに必要な時間量のため、システム１００においては、バッファ１２８を使用しても、基板スループットが減少してしまう。基板貯蔵装置、基板バッファを有する寄生デバイス及びあるツールを有するシステムにおいて工場インターフェースロボットで基板をシーケンシングする以下に述べるような方法は、システム１００による基板スループットを増大するのに効果的に使用できる。図１に関して説明したＣＭＰシステム１００について説明するのであるが、工場インターフェースモジュール内で基板をシーケンシングするこの方法は、以下に更に説明するような工場インターフェースモジュールを有するその他のシステムにおいても効果のあるものである。
【００２３】
[0027]このような方法４００（図４に示す）の１つの実施形態を、図１の研磨システムに関して以下説明する。この方法４００は、始動状態又は運転停止状態とは違って、基板がツールへ入れられたりツールから取り出されたりしている定常状態動作について説明される。参照を明瞭且つ容易とするため、この基板シーケンシング方法４００のためのサイクルは、インバウンド基板が寄生デバイス１２８のバッファ１２８へ置かれるすぐ前で、そのインバウンド基板が工場インターフェースロボット１２２にある状態で開始されるものとして説明される。アウトバウンド基板は、寄生デバイス１２６のバッファ１２８にあり、その寄生デバイス１２６により測定されている。この実施例では、寄生デバイス１２６は、厚さ測定装置である。
【００２４】
[0028]ここで使用されるように、用語「インバウンド基板」は、ツール、例えば、ポリッシャー１０２において処理されるべき基板を意味している。同様に、用語「アウトバウンド基板」は、そのツールによって既に処理された基板を意味している。この方法４００は、基板シーケンシングサイクルの任意の点で開始することができると考えられている。用語「ＦＯＵＰ１１０」は、工場インターフェースモジュール１０８に結合される任意のＦＯＵＰを意味している。
【００２５】
[0029]このシーケンシング方法４００は、ステップ４０２で開始され、このステップ４０２において、工場インターフェースロボット１２２は、初期厚さプロフィールを得るため、インバウンド基板を厚さプロファイラの如き寄生デバイス１２６のバッファ１２８のホルダー３０６Ａ、３０６Ｂのうちの１つに置く。次に、ステップ４０４にて、工場インターフェースロボット１２２は、寄生デバイス１２６のバッファ１２８から測定されたアウトバウンド基板を取り出す。測定されたアウトバウンド基板がバッファ１２８から取り出されたとき、インバウンド基板が、寄生デバイスの内部ロボット１３０によってバッファ１２８から寄生デバイスへとローディングされうる。アウトバウンド基板の測定されたプロフィールが満足のできるもの（例えば、所定の許容差内）である場合には、工場インターフェースロボット１２２は、それから、ステップ４０５にてその測定されたアウトバウンド基板をＦＯＵＰ１１０の空の場所へと移動させ、その基板をＦＯＵＰ１１０へとローディングする。
【００２６】
[0030]次に、ステップ４０８にて、工場インターフェースロボット１２２は、ポリッシャー１０２からアウトバウンド基板を取り出すため、移送ステーション１２０Ｂへと移動させる。ステップ４１０にて、工場インターフェースロボット１２２は、（例えば、デバイス１２６による最終厚さプロフィールを得るため）アウトバウンド基板を移送ステーション１２０Ｂから寄生デバイス１２８のバッファステーション１２８へと移動させる。
【００２７】
[0031]前述したように、寄生デバイス１２６は、工場インターフェースロボット１２２で基板を交換する前に、インバウンド基板の処理を完了し、測定されたインバウンド基板をバッファ１２８へ入れて置かなければならない。従って、基板処理及びロボット移動のタイミングが、寄生デバイス１２６による処理の完了前に工場インターフェースロボット１２２をバッファ１２８の所に到着させておくべきようなものであったならば、従来のように異なるシーケンスが使用されるであろう。これは、当業分野において一般的な従来の考え方によるものであり、基板の待機により常に時間が浪費されてしまい、基板スループットに悪影響が及んでしまうものであった。特に、処理システム内の複数の場所の間で基板の移送シーケンスを決定するとき、従来の考え方では、基板を可能な場合にはいつでも所望の場所の間で移動させてしまおうということになってしまう。処理装置のコストは高く、また、このような装置を動作させるためのコストは高いため、基板を搬送するロボットを待機させたり又はアイドリングさせたりすると、基板スループットが減少させられてしまい、従って、基板当たりの製造コストが増大させられてしまうと考えられる。その上、ロボットのブレード上に基板を置いた状態でアイドリングすると、その基板の不整列や損傷の危険が増大することが考えられ、ロボットで基板を保持した状態でのアイドリングをしようとはしないと考えられる。
【００２８】
[0032]しかしながら、ここに説明する方法の実施形態において、寄生デバイスのバッファへローディングされるべき基板を有するロボットの到着時間を、その寄生デバイスにおける基板の処理の完了と同期させて寄生処理時間を補償することにより、システム基板スループットを増大させることができることが、予期せずに見出されたのである。例えば、基板を保持しながら工場インターフェースロボット１２２が待機（即ち、アイドリング）するようなことがないようにシーケンスを変更するのでなく、工場インターフェースロボット１２２は、寄生デバイス１２６へ移送するための基板を保持しながら待機することができるのである。ロボット１２２は、このロボット１２２のブレード上に基板を保持した状態でバッファ１２８の所で待機することができ、また、ロボット１２２は、寄生デバイス１２６へ向けられる基板をピックアップするすぐ前又はすぐ後の如き前のステージで待機することもできる。別の仕方として、ロボット１２２の速度を、少なくとも一時的に調整して、ロボット１２２のバッファ１２８への到着時間を同期させることもできる。
【００２９】
[0033]１つの実施形態では、工場インターフェースロボット１２２は、ステップ４１２にてアウトバウンド基板を有した状態でバッファ１２８の所で、寄生デバイス１２６が処理を完了して測定されたインバウンド基板をバッファ１２８へ入れるのを待つ。別の仕方として、工場インターフェースロボット１２２は、移送ステーション１２０Ａからアウトバウンド基板を初期的にピックアップするときに待機することができ、及び／又は工場インターフェースロボット１２２の速度を調整して、その工場インターフェースロボット１２２によって搬送される基板のバッファ１２８への到着時間を、寄生デバイス１２６から出される測定された基板のバッファ１２８への挿入と同期させるようにすることができる。図１に示したシステム１００では、工場インターフェースロボット１２２がバッファでの基板の交換のために待機しなければならない、寄生デバイス１２２内の基板の限界滞留時間は、約１０−２５秒である。他のシステムは、異なる限界滞留時間を有していると考えられる。
【００３０】
[0034]インバウンド基板が内部ロボット１３０によってバッファ１２８に置かれた後、工場インターフェースロボット１２２は、ステップ４１４にて、アウトバウンド基板をバッファ１２８へ入れてインバウンド基板をバッファ１２８からピックアップする。ステップ４１６にて、工場インターフェースロボット１２２は、移送ステーション１２０Ａへ移動して、そのインバウンド基板を移送ステーション１２０Ａへ置き、そのインバウンド基板が処理のためのツールへ移送されるようにする。それから、工場インターフェースロボット１２２は、ＦＯＵＰ１１０へ移動して、ステップ４１８にて、新しいインバウンド基板を取り出す。
【００３１】
[0035]ステップ４２０にて、工場インターフェースロボット１２２は、そのインバウンド基板を寄生デバイス１２６のバッファ１２８まで移動させる。ステップ４２２にて、同期ルーチンが前述したように行われる。例えば、工場インターフェースロボット１２２は、その新しいインバウンド基板を寄生デバイス１２６のバッファ１２８へ入れる前に、寄生デバイスにおいて処理が完了し、測定された基板がバッファ１２８に置かれるのを待つ。ステップ４１２に関して前述したように、ロボット１２２は、別の仕方として、他の場所で待機することもできるし、又は、ロボット１２２の速度を調整して、寄生デバイス１２６のバッファ１２８での基板の交換を同期させることもできる。
【００３２】
[0036]シーケンスの出発点としては、この点で１つのサイクルが完了する。定常状態と仮定すると、このサイクルが、基板の処理を継続する必要に応じて連続して繰り返される。基板を移送するための前述したようなシーケンスは、寄生処理時間（例えば、基板がロボット１２２によってバッファ１２８へ初期的に置かれる時と、その後に同じ基板が処理の後に寄生デバイス１２６によってバッファ１２８に置かれる時との間の経過時間）が前述したようなシステムにおいて他の個々の基板を移送するに必要とされる時間よりも長い場合に、使用することができる。このような状況において本発明の方法を使用すると、時間当たり約５５個の基板又はそれ以上のレベルのシステム基板スループットを得ることができ、これに比べて、バッファを有さないシステムでは、時間当たり約２０―２５個の基板というようなスループットである（厚み測定のために９−１３個のポイントをサンプリングするに典型的に必要とされる寄生デバイス内の１０−２５秒の滞留時間に基づいている）。
【００３３】
[0037]例えば、前述した実施形態では、寄生処理時間は、第１のアウトバウンド基板を持った状態でロボットをバッファからＦＯＵＰへと移動させ、その第１の基板をＦＯＵＰへ入れ、ロボットをＦＯＵＰからアウトバウンド移送ステーションへと移動させ、そのアウトバウンド移送ステーションから第２のアウトバウンド基板を取り出し、ロボットをアウトバウンド移送ステーションからバッファへ移動させるに必要とされる時間よりも長い。
【００３４】
[0038]別の実施例とし、前述の実施形態において、寄生処理時間は、第１のインバウンド基板を持った状態でロボットをバッファからインバウンド移送ステーションへと移動させ、その第１のインバウンド基板をそのインバウンド移送ステーションへ入れ、ロボットをインバウンド移送ステーションからＦＯＵＰへ移動させ、ＦＯＵＰから第２のインバウンド基板を取り出し、ロボットをＦＯＵＰからバッファへと移動させるに必要とされる時間よりも長い。
【００３５】
[0039]別の仕方として、前述したような方法は、基板が基板貯蔵装置、基板バッファを有する寄生デバイス及びあるツールの間で移送されるような他の処理システムにおいても使用することができる。例えば、図２は、本発明を効果的に使用することができるような半導体処理のための典型的クラスタツールの概略平面図である。このクラスタツール２００は、一般的には、複数の処理チャンバ２１４を周りに取り付けた中央真空移送チャンバ２１０を備える。これら処理チャンバ２１４は、半導体基板に対する所望の特定の処理、例えば、基板上への物質の堆積又は基板上の物質のエッチングを行うために選択される。冷却又は脱気チャンバの如き付加的なチャンバ２１６を、移送チャンバ２１０に取り付けることもできる。
【００３６】
[0040]基板を移送チャンバ２１０に対して入れたり出したりするために、インバウンドロードロック２２０Ａ及びアウトバウンドロードロック２２０Ｂが設けられ、これらは、システム２００内にて実施されるとき方法４００についての移送ステーション１２０Ａ、１２０Ｂと同様のものである。ロボット２０４は、典型的には、移送チャンバ２１０内に配設され、処理チャンバ２１４とロードロック２２０Ａ及び２２０Ｂとの間の基板の移送を行う。工場インターフェースモジュール１０８は、処理中に、工場インターフェースロボット１２２が基板をロードロック２２０Ａ、２２０ＢとＦＯＵＰ１１０との間に移送できるように、ロードロック２２０Ａ及び２２０Ｂに隣接させられている。移送チャンバ１１０に対する出し入れの両方を行うのに、複数の基板を取り扱うことのできる単一のロードロックを使用することも考えられる。
【００３７】
[0041]例えば、ここに説明した方法を効果的に使用するのに適したプラットフォームとしては、ＣＥＮＴＵＲＡ（登録名）、ＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録名）、ＥＮＤＵＲＡ（登録名）処理プラットフォームがあり、これらは、共に、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から手に入れることができるものであり、同様に、他の製造者から手に入れることのできるその他のシステムもある。このような１つのステージド真空基板処理システムについて、１９９３年２月１６日付けで発行されたTepman氏等の「Staged-Vacuum Substrate Processing System and Method」と題する米国特許第５，１８６，７１８号に詳細に開示されている。その他のクラスタツール及び処理システムも、ここに説明した本発明を適用して効果のあるものであると考えられる。
【００３８】
[0042]本発明の実施形態について前述したのであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに本発明のその他の及び更に別の実施形態を考えることができるのであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に使用するに適した処理システムの１つの実施形態の概略平面図である。
【図２】本発明に使用するに適した処理システムの別の実施形態の概略平面図である。
【図３】基板バッファの１つの実施形態の斜視図である。
【図４】基板を移送するためのシーケンスの１つの実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１００…システム、１０２…ポリッシャー、１０４…ウエットロボット、１０６…クリーナー、１０８…工場インターフェースモジュール、１１０…前面開口部統合ポッド（ＦＯＵＰ）、１１２…研磨ステーション、１１４…ロボット、１１６…ロボットインターフェース、１１８…移送ステーション、１２０Ａ…インバウンド移送ステーション、１２０Ｂ…アウトバウンド移送ステーション、１２２…工場インターフェースロボット、１２６…寄生デバイス、１２８…バッファステーション、１３０…内部ロボット、２００…システム、２０４…ロボット、２１０…移送チャンバ、２１４…処理チャンバ、２１６…付加的なチャンバ、２２０Ａ…インバウンドロードロック、２２０Ｂ…アウトバウンドロードロック、３０２…取付けブラケット、３０４…支持アーム、３０６Ａ…基板ホルダー、３０６Ｂ…基板ホルダー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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