(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体に対して第１の処理を行う１個以上の第１の処理装置と、
被処理体に対して第２の処理を行う１個以上の第２の処理装置と、
被処理体を搬入出する搬入出部と、
これら第１の処理装置、第２の処理装置および搬入出部に対して被処理体の搬入出を行う共通の搬送装置と、
前記搬送装置を制御する制御機構と
を具備し、
前記第１の処理装置のいずれかで前記第１の処理を行った後、連続して前記第２の処理装置のいずれかで前記第２の処理を行う一連の処理を、複数の被処理体について連続的に行う処理システムであって、
前記第１の処理装置の数が前記第２の処理装置の数よりも多く、
前記制御機構は、前記第２の処理装置をｎ個とし、かつ前記第１の処理装置に搬送しようとする被処理体のｎ枚前の被処理体が第１の処理装置での処理が終了した時点から、そのｎ枚前の被処理体が第２の処理装置へ搬送され第２の処理を終了し、当該第２の処理装置から搬出され前記搬入出部へ搬送されて前記搬送装置が空くまでの時間をＸとした場合に、このＸを予め決定し、前記ｎ枚前の被処理体を前記第１の処理装置へ搬入するための搬送が開始されてからＸ経過後に当該被処理体の前記第１の処理装置への搬入を許可することを特徴とする処理システム。
【請求項２】
前記搬送装置が収容された搬送室をさらに具備し、前記第１の処理装置、第２の処理装置および搬入出部は、前記搬送室に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の処理システム。
【請求項３】
被処理体に対して第１の処理を行う１個以上の第１の処理装置と、被処理体に対して第２の処理を行う１個以上の第２の処理装置と、被処理体を搬入出する搬入出部と、これら第１の処理装置、第２の処理装置および搬入出部に対して被処理体の搬入出を行う共通の搬送装置とを具備する処理システムを用いて、前記第１の処理装置のいずれかで前記第１の処理を行った後、連続して前記第２の処理装置のいずれかで前記第２の処理を行う一連の処理を、複数の被処理体について連続的に行う処理方法であって、
前記第１の処理装置の数が前記第２の処理装置の数よりも多く、
前記第２の処理装置をｎ個とし、かつ前記第１の処理装置に搬送しようとする被処理体のｎ枚前の被処理体が第１の処理装置での処理が終了した時点から、そのｎ枚前の被処理体が第２の処理装置へ搬送され第２の処理を終了し、当該第２の処理装置から搬出され前記搬入出部へ搬送されて前記搬送装置が空くまでの時間をＸとした場合に、このＸを予め決定し、前記ｎ枚前の被処理体を前記第１の処理装置へ搬入するための搬送が開始されてからＸ経過後に当該被処理体の前記第１の処理装置への搬入を許可することを特徴とする処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の処理を行う１個以上の第１の処理装置と、第２の処理を行う１個以上の第２の処理装置と、共通の搬送装置とを備えた処理システムおよび処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程においては、例えば、メタル配線やキャパシタ等の絶縁膜を形成するための成膜処理を行うシステムとして、複数の処理装置を備えたいわゆるクラスターツール型のものが知られている。このクラスターツール型の成膜システムにおいては、搬送機構を有する多角形の搬送室の周囲にゲートバルブを介して、例えば、半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）を収容するカセットが配置された搬入用および搬出用の２つのカセット室、３つの成膜処理装置、および２つの冷却処理装置が接続されており、ウエハは搬送室内の搬送機構により搬入用カセット室→成膜処理装置→冷却処理装置→搬出用カセット室の順で搬送され、ウエハに対して連続して成膜処理および冷却処理が行われる。そして、このような処理はカセットに収容された例えば２５枚のウエハについて連続的に行われる。
【０００３】
このような複数の処理装置を備えたクラスターツール型の成膜システムにおいては、搬送室に設けられた共通の搬送機構により各処理装置に対する搬入出を行うため、処理レシピが処理時間を考慮したものであっても、ロット開始時にウエハを３つの成膜処理装置へ順次搬送していくと、あるウエハを成膜処理装置から冷却処理装置に搬送しようとする際に搬送機構が空いていない場合があったり、２つしかない冷却処理装置が空いていない場合があり、その場合にはそのウエハを成膜処理装置内に待機させる必要がある。特に、このように最初の成膜処理を行う成膜処理装置の数よりも次の冷却処理を行う冷却処理装置の数が少ない場合には、このような成膜装置内での待機が多くならざるを得ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近時、デバイスの微細化が益々進み、各工程における処理について一層厳密な管理が要求されるようになっており、上述のように被処理体を処理装置内で待機させると、従来は問題にされなかったような歩留まりのばらつき等の不都合が生じるおそれがある。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、処理装置での被処理体の待機を生じさせずに被処理体に対して処理を行うことができる処理システムおよび処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、被処理体に対して第１の処理を行う１個以上の第１の処理装置と、被処理体に対して第２の処理を行う１個以上の第２の処理装置と、被処理体を搬入出する搬入出部と、これら第１の処理装置、第２の処理装置および搬入出部に対して被処理体の搬入出を行う共通の搬送装置と、前記搬送装置を制御する制御機構とを具備し、前記第１の処理装置のいずれかで前記第１の処理を行った後、連続して前記第２の処理装置のいずれかで前記第２の処理を行う一連の処理を、複数の被処理体について連続的に行う処理システムであって、前記第１の処理装置の数が前記第２の処理装置の数よりも多く、前記制御機構は、前記第２の処理装置をｎ個とし、かつ前記第１の処理装置に搬送しようとする被処理体のｎ枚前の被処理体が第１の処理装置での処理が終了した時点から、そのｎ枚前の被処理体が第２の処理装置へ搬送され第２の処理を終了し、当該第２の処理装置から搬出され前記搬入出部へ搬送されて前記搬送装置が空くまでの時間をＸとした場合に、このＸを予め決定し、前記ｎ枚前の被処理体を前記第１の処理装置へ搬入するための搬送が開始されてからＸ経過後に当該被処理体の前記第１の処理装置への搬入を許可することを特徴とする処理システムを提供する。
【０００７】
上記処理システムにおいて、前記第１の処理装置の数が前記第２の処理装置の数よりも多く構成することができる。また、被処理体を搬入出する搬入出部をさらに具備し、前記Ｘは、前記第１の処理装置に搬送しようとする被処理体のｎ枚前の被処理体が第１の処理装置での処理が終了した時点から、そのｎ枚前の被処理体が第２の処理装置へ搬送され第２の処理を終了し、当該第２の処理装置から搬出され前記搬入出部へ搬送されて前記搬送機構が空くまでの時間とすることができる。さらに、前記搬送装置が収容された搬送室をさらに具備し、前記第１の処理装置および第２の処理装置は、前記搬送室に接続されている構成とすることができる。
【０００８】
また、本発明は、被処理体に対して第１の処理を行う１個以上の第１の処理装置と、被処理体に対して第２の処理を行う１個以上の第２の処理装置と、被処理体を搬入出する搬入出部と、これら第１の処理装置、第２の処理装置および搬入出部に対して被処理体の搬入出を行う共通の搬送装置とを具備する処理システムを用いて、前記第１の処理装置のいずれかで前記第１の処理を行った後、連続して前記第２の処理装置のいずれかで前記第２の処理を行う一連の処理を、複数の被処理体について連続的に行う処理方法であって、前記第１の処理装置の数が前記第２の処理装置の数よりも多く、前記第２の処理装置をｎ個とし、かつ前記第１の処理装置に搬送しようとする被処理体のｎ枚前の被処理体が第１の処理装置での処理が終了した時点から、そのｎ枚前の被処理体が第２の処理装置へ搬送され第２の処理を終了し、当該第２の処理装置から搬出され前記搬入出部へ搬送されて前記搬送装置が空くまでの時間をＸとした場合に、このＸを予め決定し、前記ｎ枚前の被処理体を前記第１の処理装置へ搬入するための搬送が開始されてからＸ経過後に当該被処理体の前記第１の処理装置への搬入を許可することを特徴とする処理方法を提供する。
【０００９】
本発明によれば、前記第２の処理装置をｎ個とし、前記第１の処理装置に搬送しようとする被処理体のｎ枚前の被処理体が第１の処理装置での処理が終了した時点から、そのｎ枚前の被処理体が第２の処理装置へ搬送され第２の処理を終了し、当該第２の処理装置から搬出され前記搬送機構が空くまでの時間をＸとした場合に、そのＸを予め決定し、前記ｎ枚前の被処理体を前記第１の処理装置へ搬入するための搬送が開始されてから少なくともＸ経過後に当該被処理体を前記第１の処理装置へ搬入するようにしたので、ｎ枚前の被処理体と同じ第２の処理装置を使用することとなる当該被処理体が第１の処理を終了して第２の処理装置へ搬入する際には、ｎ枚前の被処理体の搬送動作は終了しており、当該第２の処理装置は確実に空いていることとなる。したがって、当該被処理体を第２の処理装置に搬送する際に第１の処理装置での待機時間を実質的になくすことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る処理システムを概略的に示す水平断面図である。この処理システムは、クラスターツール型の成膜処理システムであり、所定の真空下で被処理体としてのウエハに対して成膜処理、例えばチタン（Ｔｉ）やタングステン（Ｗ）のようなメタルや、酸化タンタル（Ｔ２Ｏ５）のような絶縁膜を例えば化学蒸着（ＣＶＤ）により成膜するものである。
【００１１】
図１に示すように、この成膜処理システム１００は、同じ成膜処理を行う３つの成膜処理装置ＴＦ１，ＴＦ２，ＴＦ３を有しており、これら成膜処理装置ＴＦ１，ＴＦ２，ＴＦ３は、七角形をなすウエハ搬送室１の隣接する３つの辺にそれぞれ対応して設けられている。また、ウエハ搬送室１の成膜処理装置ＴＦ１，ＴＦ３にそれぞれ隣接する２つの辺には成膜処理後のウエハを冷却する２つの冷却処理装置ＣＬ１，ＣＬ２が設けられている。ウエハ搬送室１の他の２つの辺には、ウエハＷを収容するカセットＣが配置される２つのカセット室２，３が設けられており、例えばカセット室２が搬入用に用いられ、カセット室３が搬出用に用いられる。
【００１２】
上記成膜処理装置ＴＦ１，ＴＦ２，ＴＦ３、冷却処理装置ＣＬ１，ＣＬ２、およびカセット室２，３は、同図に示すように、ウエハ搬送室１の各辺にそれぞれゲートバルブＧを介して接続され、これらは各ゲートバルブＧを開放することによりウエハ搬送室１と連通され、各ゲートバルブを閉じることによりウエハ搬送室１から遮断される。
【００１３】
上記成膜処理装置ＴＦ１，ＴＦ２，ＴＦ３には、図示しない排気機構が接続されており、その中が所定の圧力まで真空排気されるとともに、その中に図示しないガス供給系から成膜ガスが供給されて、真空雰囲気でウエハＷに対して所定の成膜処理が施されるようになっている。
【００１４】
ウエハ搬送室１内には、カセット室２からのウエハＷの取り出し、成膜処理装置ＴＦ１，ＴＦ２，ＴＦ３および冷却処理装置ＣＬ１，ＣＬ２に対するウエハＷの搬入出、カセット室３へのウエハの搬出を行うウエハ搬送装置１０が設けられている。このウエハ搬送装置１０は、ウエハ搬送室１の略中央に配設され、多関節アーム構造を有するアーム部１１と、ウエハ搬送室１の下方に設けられアーム部１１を駆動する駆動部１２とを有している。そして、アーム部１１は、その先端にウエハＷを保持するウエハハンド１３を有し、このウエハハンド１３にウエハＷを載せてその搬送を行う。なお、ウエハ搬送室１内は所定の真空度に保持される。
【００１５】
前記ウエハ搬送装置１０の駆動部１２には、搬送コントローラ２０が接続されており、この搬送コントローラ２０には、レシピ情報や設定情報等が記憶されるメモリ２１が接続されている。また、搬送コントローラ２０との間で信号の授受を行う上位コントローラ２２が設けられており、搬送コントローラ２０は、上位コントローラ２２からの指令により所定のレシピおよび設定情報等に基づいて、ウエハ搬送装置１０を制御するようになっている。
【００１６】
次に、このように構成された成膜処理システムのウエハＷの搬送動作シーケンスの一実施形態について図２のフローチャートに基づいて説明する。この際の搬送動作は、１枚のウエハに着目すると、ウエハＷがカセット室２から取り出された後、成膜処理装置ＴＦ１，ＴＦ２，ＴＦ３のいずれかに搬入されて成膜処理が施され、連続して冷却処理装置ＣＬ１，ＣＬ２のいずれかに搬入されて冷却処理が施され、カセット室３に収容されるが、実際には複数のウエハが同時に処理されるため、以下に示すようになる。
【００１７】
まず、カセット室２から１枚目のウエハＷ１をウエハ搬送装置１０により取り出し、成膜処理装置ＴＦ１へ搬入する（ＳＴＥＰ１）。続いて、カセット室２から２枚目のウエハＷ２をウエハ搬送装置１０により取り出し、成膜処理装置ＴＦ２へ搬入する（ＳＴＥＰ２）。
【００１８】
その後、３枚目のウエハＷ３をカセット室２から取り出して成膜処理装置ＴＦ３へ搬入するのであるが、３枚目のウエハＷの成膜処理後の冷却処理は、冷却処理装置が２個であることから、１枚目のウエハＷ１と同様の冷却処理装置ＣＬ１で行われることとなる。ここで、３枚目のウエハＷ３を冷却処理装置ＣＬ１に搬入する際に１枚目のウエハＷ１の処理の全てが終了していない場合には、搬送装置１０が空いていなかったり、冷却処理装置ＣＬ１が空いていないことがあるため、３枚目のウエハＷを成膜処理装置ＴＦ３で待機させることとなってしまう。これに対して、本実施形態では、１枚目のウエハＷ１、すなわち今搬入しようとしているウエハＷ３よりも冷却装置の個数である２つ前のウエハについて成膜処理装置ＴＦ１での処理が終了した時点から、１枚目のウエハＷ１が冷却処理装置ＣＬ１へ搬送され冷却処理を終了し、冷却処理装置ＣＬ１からカセット室３へ搬送されウエハ搬送装置１０が空くまでの時間をＸｓｅｃとした場合に、このＸｓｅｃを予め決定し、搬送コントローラ２０が、１枚目のウエハＷを成膜処理装置ＴＦ１に搬入するための搬送が開始されてからＸｓｅｃ経過したか否かを判断し（ＳＴＥＰ３）、Ｘｓｅｃ経過したと判断した際に３枚目のウエハＷの成膜処理装置ＴＦ３への搬入を許可し、ウエハ搬送装置１０により３枚目のウエハを成膜処理装置ＴＦ３へ搬入する（ＳＴＥＰ４）。ここで、このように成膜処理装置ＴＦ３への搬入を許可してからウエハＷを実際に搬入するためには、例えば、搬入しようとする成膜処理装置ＴＦ３が空いているか等、他の条件も判断しなければならない。これら他の条件が満足されていれば、搬入を許可されたウエハＷはすぐに成膜処理装置ＴＦ３に搬入される。しかし、これら条件が満足されていない場合は、これら条件が満足されるまで、搬入許可されたウエハＷは成膜処理装置ＴＦ３への搬入を待つこととなる。
【００１９】
このように、今搬入しようとしている３枚目のウエハＷ３よりも冷却装置の個数である２つ前のウエハＷ１が成膜処理装置ＴＦ１に搬入されてから少なくともＸｓｅｃ経過してから３枚目のウエハＷ３を成膜処理装置ＴＦ３に搬入するようにすれば、３枚目のウエハＷ３を冷却処理装置ＣＬ１に搬入しようとしたときには、確実にウエハＷ３を冷却処理装置ＣＬ１へ搬入し得る状態とすることができる。したがって、３枚目のウエハＷ３を成膜処理装置ＴＦ３に待機させる必要がない。
【００２０】
その後、４枚目のウエハＷ４、５枚目のウエハＷ５……というように順次、所定の成膜処理装置に搬入していくが、その度毎に、同じ冷却処理装置に搬入されることとなる２つ前のウエハが所定の成膜処理装置に搬入されるための搬送を開始してから少なくとも上記Ｘｓｅｃに相当する時間経過後にウエハを搬入するように搬送コントローラ２０によりウエハ搬送装置１０を制御する。これにより、いずれのウエハも成膜処理装置で待機することなく冷却処理装置へ搬送されることが可能となり、成膜処理を終了した後のウエハを成膜処理装置に待機させることによる不都合を解消することができる。
【００２１】
このようにして各ウエハＷに対して成膜処理および冷却処理を連続的に行い、これらの処理が終了したウエハＷは搬出用のカセット室３のカセットＣに順次収容される。そして、このような処理が例えば１カセット分の２５枚のウエハについて終了した時点で１回の処理が終了する。
【００２２】
なお、各ウエハに上記Ｘｓｅｃに相当する時間が存在するが、Ｘｓｅｃはウエハ毎に固定的な値ではなく、各処理装置への搬送時間や各処理装置の処理時間等に応じて変化する値であってよい。すなわち、例えば、冷却処理装置ＣＬ１とＣＬ２とは処理時間が必ずしも同じではなく、また成膜処理装置ＴＦ１から冷却処理装置ＣＬ１への搬送時間と成膜処理装置ＴＦ３から冷却処理装置ＣＬ１への搬送時間も異なるため、Ｘｓｅｃは処理しようとするウエハの処理ルート毎に適宜決定される。ここで、処理ルートとは、第１の処理装置である３つの成膜処理装置ＴＦ１，ＴＦ２，ＴＦ３のいずれかから、第２の処理装置である２つの冷却処理装置ＣＬ１，ＣＬ２のいずれかを経て搬出用のカセット室３に搬送されるまでの各ウエハの流れる経路を意味し、本実施形態の場合では、処理ルートは６あることとなる。
【００２３】
また、Ｘｓｅｃは、ウエハに応じて変化せず、固定的な値であってもよい。この場合、固定値は例えば６ルートそれぞれに存在するＸｓｅｃのうちの最大値に設定される。
【００２４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では成膜処理装置と冷却処理装置が搭載された成膜システムについて示したが、成膜処理装置および冷却処理装置の組み合わせに限定されるものではなく、少なくとも２種類の処理装置が搭載された処理システムであれば適用可能である。また、上記実施形態では、搬入用カセット、搬出用カセットが別々に設けられていたが、搬出入を兼ねるカセットがカセット室２，３に設置されていてもよい。
【００２５】
さらに、上記実施の形態では、最初に処理を行う成膜処理装置が３個、次に処理を行う冷却処理装置を２個設けており、最初に処理を行う第１の処理装置の数が次に処理を行う第２の処理装置の数よりも多い例を示したが、第１の処理装置の数が第２の処理装置の数と同じでも少なくてもよい。つまり、処理装置内でウエハ等の被処理体の待機が生じるという問題は、典型的には第１の処理装置の数よりも第２の処理装置の数のほうが少ない場合に生じるが、第２の処理装置での処理時間が長い場合等には第１の処理装置の数が第２の処理装置の数と同じ場合や少ない場合でも本発明が有効である。処理装置の数についても特に限定されず、最初に処理を行う第１の処理装置および次に処理を行う第２の処理装置のいずれも１個以上であればよい。そして、上記実施形態では第２の処理装置である冷却処理装置が２個であったから、２枚前のウエハを第１の処理装置である成膜装置に搬入してからＸｓｅｃ後にそのウエハを搬入するように制御したが、第２の処理装置が３個の場合には３枚前のウエハ、４個の場合には４枚前のウエハというように第２の処理装置の個数前のウエハを第１の処理装置に搬入してから少なくともＸｓｅｃ後にそのウエハを搬入するようにすればよい。
【００２６】
さらにまた、上記実施形態では被処理体として半導体ウエハを用いた場合について示したが、これに限らず、ＬＣＤ基板等、他の被処理体であってもよいことはいうまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第２の処理装置をｎ個とし、かつ第１の処理装置に搬送しようとする被処理体のｎ枚前の被処理体が第１の処理装置での処理が終了した時点から、そのｎ枚前の被処理体が第２の処理装置へ搬送され第２の処理を終了し、当該第２の処理装置から搬出され前記搬送機構が空くまでの時間をＸとした場合に、そのＸを予め決定し、ｎ枚前の被処理体を第１の処理装置に搬入するための搬送が開始されてから少なくともＸ経過後に当該被処理体を第１の処理装置へ搬入するようにしたので、ｎ枚前の被処理体と同じ第２の処理装置を使用することとなる当該被処理体が第１の処理を終了して第２の処理装置へ搬入する際に、当該第２の処理装置は確実に空いていることとなり、当該被処理体の第１の処理装置での待機時間を実質的になくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る処理システムを概略的に示す水平断面図。
【図２】図１の処理システムにおけるウエハの搬送動作の一実施形態のシーケンスの一部を示すフローチャート。
【符号の説明】
ＴＦ１，ＴＦ２，ＴＦ３……成膜処理装置（第１の処理装置）
ＣＬ１，ＣＬ２……冷却処理装置（第２の処理装置）
１……ウエハ搬送室
２，３……カセット室
１０……ウエハ搬送装置（搬送装置）
２０……搬送コントローラ（制御機構）
１００……成膜処理システム（処理システム）
Ｗ……半導体ウエハ（基板）
【図１】
0004657528.tif 000002
【図２】
0004657528.tif 000003