(57)【要約】【課題】キャリアカセット内のウエハの処理の終了時点を正確に予測して、キャリアカセット交換を迅速に行うことのできる真空処理装置を提供する。【解決手段】キャリアカセット１１〜１３に収納されたウエハを大気搬送装置２３を介してロードロック室３０１に搬送し、真空搬送装置２０２によりロードロック室から処理室１０１〜１０４に搬送し、搬送された処理室内で処理を施されたウエハを真空搬送装置によりアンロードロック室３０２に搬送し、更に大気搬送装置により元のキャリアカセットに戻す真空処理装置において、制御コントローラ３０１は、前記ウエハの種類毎の処理条件および複数の処理室における処理状況をもとに前記キャリアカセット内に収納された全てのウエハの処理が終了する時点を予測する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種のウエハをそれぞれ複数種のロットとして収納したキャリアカセットを載置するカセット台、複数の真空処理室、大気搬送装置、真空搬送装置、およびこれらの装置を制御する制御コントローラを備え、前記キャリアカセットに収納されたウエハを大気搬送装置を介してロードロック室に搬送し、真空搬送装置によりロードロック室から処理室に搬送し、搬送された処理室内で処理を施されたウエハを真空搬送装置によりアンロードロック室に搬送し、更に大気搬送装置により元のキャリアカセットに戻す真空処理装置において、
前記制御コントローラは、前記ウエハの種類毎の処理条件および複数の処理室における処理状況をもとに前記キャリアカセット内に収納された全てのウエハの処理が終了する時点を予測することを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
複数種のウエハをそれぞれ複数種のロットとして収納したキャリアカセットを載置するカセット台、複数の真空処理室、大気搬送装置、真空搬送装置、およびこれらの装置を制御する制御コントローラを備え、前記キャリアカセットに収納されたウエハを大気搬送装置を介してロードロック室に搬送し、真空搬送装置によりロードロック室から処理室に搬送し、搬送された処理室内で処理を施されたウエハを真空搬送装置によりアンロードロック室に搬送し、更に大気搬送装置により元のキャリアカセットに戻す真空処理装置において、
前記制御コントローラは、前記ウエハの種類毎の処理条件および複数の処理室における処理状況をもとに前記キャリアカセット内に収納された全てのウエハの処理が終了する時点を予測するとともに、各ロットにおける最終ウエハを搬出する時点で再予測することを特徴とする真空処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の真空処理装置において、真空搬送装置は、各処理室の処理残り時間を常に計測することで最初にウエハの終了する処理室を判定し、その処理室を使用するロットのウエハを優先して処理室に搬送し、または処理時間の長いロットのウエハを優先して処理室に搬送することを特徴とする真空処理装置。
【請求項４】
請求項３記載の真空処理装置において、
前記キャリアカセットから各ロットの最終ウエハを搬出する時点において、処理の完了していないロットの終了時点を修正予測することを特徴とする真空処理装置。
【請求項５】
複数種のウエハをそれぞれ複数種のロットとして収納したキャリアカセットを載置するカセット台、複数の真空処理室、大気搬送装置、真空搬送装置、およびこれらの装置を制御する制御コントローラを備え、前記キャリアカセットに収納されたウエハを大気搬送装置を介してロードロック室に搬送し、真空搬送装置によりロードロック室から処理室に搬送し、搬送された処理室内で処理を施されたウエハを真空搬送装置によりアンロードロック室に搬送し、更に大気搬送装置により元のキャリアカセットに戻す真空処理方法において、
前記制御コントローラは、複数種のロットを構成するウエハを単一の処理室にシーズニング期間を挟んで順次搬送するとともに、前記ロット毎の処理条件、シーズニング条件、複数の処理室における処理状況、および大気搬送装置に付属するウエハ収納室の収納状況をもとに前記キャリアカセット内に収納された全てのウエハの処理が終了する時点を予測することを特徴とする真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空処理装置に係り、特に複数の真空処理室を用いて、キャリアカセットに収納された複数種のウエハを処理する真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空処理装置では、該処理装置に装着されたキャリアカセットに収納されたウエハを大気搬送装置を介してロードロック室に搬送し、真空搬送装置により前記ロードロック室から真空処理室に搬送し、搬送された前記真空処理室内で処理を施されたウエハを大気搬送装置によりアンロードロック室に搬送し、更に大気搬送装置により元のキャリアカセットに戻す処理が継続して行われる。
【０００３】
前記装着されたキャリアカセット内の全てのウエハの処理が終了すると、キャリアカセット内に戻されたウエハをキャリアカセットごと搬出し、代わりに未処理のウエハを収納したキャリアカセットを装着する。
【０００４】
このような真空処理装置では、処理の効率を向上させるため、キャリアカセット内のウエハの処理が終了して、全てのウエハがキャリアカセット内に戻された際には、できるだけ早く未処理ウエハを収納したキャリアカセットと交換して処理を再開することが要求される。
【０００５】
キャリアカセットの搬送に際しては、クリーンルームを備えた建屋に配置されたキャリアカセット搬送用のロボットを、専用の制御装置からの指令で動作させる。このため、キャリアカセットの交換を速やかに実行するには、キャリアカセット内のウエハの処理終了時点（終了時刻または残り時間）を処理の終了前に、前記制御装置に報知することが必要となる。すなわち前記処理の終了時点を正確かつ迅速に求めることが必要となる。
【０００６】
このような、処理の終了時点を求める技術は例えば特許文献１，２等に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２０９４２１号公報
【特許文献２】特開２００４−３１０１７９号公報
【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、前記従来技術では、１つのキャリアカセット内にそれぞれ異なる処理条件で処理されるウエハが存在する場合、すなわち複数ロットのウエハが含まれる場合において、これらを複数の処理室で処理しようとする場合（例えばキャリアカセット内の第１ロットに属するウエハの処理を第１の真空処理室に割り当て、第２ロットに属するウエハの処理を第２の真空処理室に割り当てて処理しようとする場合）、搬送装置（搬送ロボット）の搬送待ち時間、ロット間クリーニングあるいはシーズニング等のロットを跨ぐ処理に要する処理時間等を正確に予測することが困難となる。このため、キャリアカセットのウエハの処理終了時点を正確に予測することができず、適切なタイミングでキャリアカセットを搬入、搬出することができなくなり、装置の効率が低下する。
【０００８】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、キャリアカセット内のウエハの処理の終了時点を正確に予測して、キャリアカセット交換を迅速に行うことのできる真空処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。
【００１０】
キャリアカセットに収納されたウエハを大気搬送装置を介してロードロック室に搬送し、真空搬送装置によりロードロック室から処理室に搬送し、搬送された処理室内で処理を施されたウエハを真空搬送装置によりアンロードロック室に搬送し、更に大気搬送装置により元のキャリアカセットに戻す真空処理装置において、制御コントローラは、前記ウエハの種類毎の処理条件および複数の処理室における処理状況をもとに前記キャリアカセット内に収納された全てのウエハの処理が終了する時点を予測する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以上の構成を備えるため、キャリアカセット内のウエハの処理の終了時点を正確に予測して、キャリアカセット交換を迅速に行うことのできる真空処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態にかかる真空処理装置の構成を説明する図である。
【００１３】
本実施形態の真空処理装置は、クリーンルーム等の雰囲気が調節された建屋内に列をなして複数配置されるものであり、いわゆる半導体の製造ラインを構成するものである。
【００１４】
真空処理装置は、減圧状態でウエハ等の試料を処理する真空処理部１００、大気圧状態で真空処理部にウエハを搬送するための大気処理部２０、およびウエハが収納されたキャリアカセットを大気処理部２０に搭載するための該大気処理部２０に対して脱着可能なキャリアカセット搬入出処理部１０を有している。
【００１５】
真空処理部１００は、ウエハを処理するための処理室１０１ないし１０４、真空状態に保たれた真空搬送室２０１、真空搬送室２０１内でウエハを搬送するための真空搬送ロボット２０２、大気処理部２０にあるウエハを真空処理室へ搬送するため大気圧状態と真空状態を切り替えて搬送を行うロードロック室３０１、アンロードロック室３０２を備えている。
【００１６】
大気処理部２０は、大気圧状態に保たれた大気搬送室２１、大気搬送室２１内でウエハを搬送するための大気搬送ロボット２３、ウエハの位置合わせを行うアライメントユニット２２、ウエハを収納していたキャリアカセットとは別に一時的に収納し待機させることができるウエハ収納室２４を備えている。
【００１７】
キャリアカセット搬入出処理部１０は、真空処理装置の前面側に位置して、オペレータあるいはキャリアカセットを搬送するためのキャリアカセット搬送ロボットの稼動エリア４０１と隣接し、搬送されたキャリアカセットを設置または回収を行うためのキャリアカセット供給ポート１１ないし１３を備えている。
【００１８】
真空処理装置は、前記の各処理部を制御する制御コントローラ３０１、および操作入力あるいは装置の状態を表示するためのマンマシン・インターフェイス３０２を備えており、制御コントローラ３０１は前記真空処理部１００、大気処理部２０、キャリアカセット搬入出処理部１０の制御および情報収集を常に行っている。
【００１９】
制御コントローラ３０１は、製造ラインの動作の全体を検出してウエハが収納されたキャリアカセットの搬送を調節する。また、生産管理システム３０３は、真空処理装置に対するキャリアカセットの搬送をコントロールする生産管理システム（ホストコンピュータ）３０３と接続され、制御コントローラ３０１は生産管理システム３０３からの指示および指定された処理条件（キャリアカセットに収納されたそれぞれのウエハに対するレシピ）にしたがってキャリアカセット内のウエハの処理を行う。
【００２０】
大気搬送ロボット２３によりキャリアカセットから取り出したウエハは、アライメントユニット２２を経由してロードロック室３０１へ搬送し、１つの真空搬送ロボット２０２によりロードロック室３１から処理室１０１ないし１０４のいずれかの処理室へ搬送され、その処理室でウエハに処理を施す。処理が完了すると真空搬送ロボット２０２によりアンロードロック室３０２へ搬送し、大気搬送ロボット２３により元のキャリアカセットに戻す。
【００２１】
処理する条件によっては、処理が完了した（あるいは処理前の）ウエハをウエハ収納室２４へ搬送し、特定の条件のタイミングでウエハ収納室２４からキャリアカセットへ戻すことがある。
【００２２】
本実施形態の真空搬送ロボット２０２は、少なくともウエハをその上に載せて、回転および伸縮するアーム部を少なくとも２つ備える。これらのアームは真空搬送室２０１内部に配置した回転軸に連結されて前記回転軸の周りを回転移動するものであり、それぞれが独立して異なる位置に搬送できるものではなく、この意味で１つのロボットとみなしている。
【００２３】
前記制御コントローラ３０１は、キャリアカセットに対する処理条件（レシピ）と、前記真空処理部１００、大気処理部２０、キャリアカセット搬入出処理部１０の処理状態をもとに、後述するキャリアカセットの終了予測時点（終了予測時刻または残り時間）を常時予測し、予測時点の情報を生産管理システム３０３に報告する。なお、生産管理システム３０３から任意のタイミングで制御コントローラ３０１に問い合わせすることことにより、その情報を取得することができる。
【００２４】
生産管理システム３０３は、制御コントローラ３０１から得られるキャリアカセット終了予測時点の情報を用いて、キャリアカセットの交換を行うためにキャリアカセットの搬送指令を行う。
【００２５】
図２は、大気搬送室２１および大気搬送室２１のキャリアカセット供給ポート１１に複数枚のウエハ２を収納したキャリアカセット１を装着した状態を示す図である。この図の例では、１つのキャリアカセット内に処理条件の異なるウエハ（ロット）が混在している。  すなわち、１つのキャリアカセット１内には、それぞれの処理条件の異なるウエハの一連の群がロットａ、ロットｂ、ロットｃとして格納されている。各ロットを構成する少なくとも１つのウエハは、例えば処理に使用するガス種、機器出力設定値、および処理時間等の処理条件（レシピ）が異なる。また、ウエハを処理する処理室が異なる場合もある。なお、それぞれのロットに属するウエハの構成、膜構造、種類等は同一と見なせる程度に等しくされている。  
例えば、ロットａは図１の処理室１０２、ロットｂは図１の処理室１０３、ロットｃは図１の処理室１０４でそれぞれ処理される。
【００２６】
このように、ロット毎に異なる処理室を使用し、更に処理室毎に異なる処理時間で処理を行う場合においても、搬送に際しては、１つの真空搬送ロボットで全てのロットのウエハを搬送することになる。このため、単純に１ロットずつ順（例えばロットａ→ロットｂ→ロットｃの順）に搬送を行うと、後続ロットのウエハの処理室への搬送に待ち時間が発生することがある。
【００２７】
装置の稼働率の面からは、搬送待ち時間は短縮することが望ましい。この搬送待ち時間を短縮するためには、装置の運用に応じた最適な搬送シーケンスを用いなければならない。例えば、複数のロットを連続して１つの処理室で処理する場合と、それぞれのウエハを別々の処理室で平行して処理する場合とでは、それぞれ異なる搬送シーケンスが用いられる。
【００２８】
最適な搬送シーケンスとしては、既に処理が進行中の処理室の処理状態（例えば処理の経過時間）をもとに、次のウエハをキャリアカセットから搬出するタイミングを決定することが望ましく、本実施形態では、次の２つの例を示す。
【００２９】
１つは、各処理室の処理残り時間を常に計測することで最初に終了する処理室を判定し、その処理室を使用するロットのウエハを優先的に搬送するものである。もう１つは、処理時間の長いロットのウエハを優先して搬送することにより、処理時間の短いロットのウエハ交換待ちによる処理時間の長いロットへの影響を少なくするものである。
【００３０】
図３は、最初に終了する処理室を判定し、その処理室を使用するロットのウエハを優先的に搬送する動作を説明する図である。
【００３１】
図３に示すように、ロットａのウエハ（ａ−１)を、大気搬送ロボットおよび真空搬送ロボットを介して時刻ｔ１において処理室１に搬送した後、搬送したウエハの前記処理室１における処理終了時刻を予測し、予測した処理終了時刻（ｔ２）をもとに、次のウエハ（ａ−２）の搬出時刻を定めている。
【００３２】
なお、ロットａのウエハが処理中のときにロットｂのウエハの処理の開始が指示さた場合、例えばロットａのウエハが処理室で処理をしている間に、ロットｂのウエハの処理の開始が指示さた場合、ロットａのウエハの処理終了時刻を予測し、予測した処理終了時刻をもとに、ロットｂのウエハを処理室に搬送する搬送時刻を定めることができる。
【００３３】
このように、処理室の処理終了時刻（処理残り時間）の予測値をもとに、次に搬送するウエハおよび該ウエハの搬送時刻を定めることにより、ロットａおよびロットｂのウエハの処理を並行して行うことができる。
【００３４】
この実施例によると、あるロットが処理中に、異なる処理室を使用するロットが途中から処理に参入する場合でも、処理中のロットと並行して処理することができる。
【００３５】
図４は、処理時間の長いロットのウエハを優先して搬送することにより、処理時間の短いロットのウエハの交換待ちによる処理時間の長いロットへの影響を少なくする例を説明する図である。この例では、ロット間の処理時間が大幅に異なる場合、処理時間の短いロットのウエハ交換待ちによる処理時間の長いロットへの影響を少なくすることができる。
【００３６】
図４（ａ）に示すように、処理室１で処理されるロットａと処理室２で処理されるロットｂがあり、ロットａのウエハの処理室１での処理時間Ｔａが、ロットｂのウエハが処理室２で処理される時間Ｔｂよりも長く、そして１つのロットのみ処理したときのロット全体の処理時間がロットｂよりもロットａの方が長いとする。
【００３７】
処理室２の処理は、処理室１の処理よりも先に終了するが、処理時間の長いロット（ロットａ）のウエハを優先して搬送するため、処理室２で処理する次のウエハが処理室１のウエハ交換のために待ち時間Ｔδが発生する。このため、ロットｂの処理時間はロットｂ単独で処理する場合の処理時間よりもＴδの発生回数に相当する分だけ処理時間が長くなる。
【００３８】
キャリアカセットに収容された全てのウエハの終了時刻は、最後のロットが終了する時刻である。また、図４（ｂ）に示すように同一キャリアカセットにあるロットａのウエハの方がロットｂのウエハ処理時間より長い。このため、この例によれば、ロットａのウエハ交換によるロットｂのウエハの交換待ちが多少発生したとしても、キャリアカセット処理時間を短くすることができる。
【００３９】
図５は、３つ以上のロットを備えるキャリアカセットの処理終了時刻を予測する場合の動作を説明する図である。図５の例では、３つの処理室（処理室１，２，３）を備え、キャリアカセット内には３つのロット（ロットａ，ｂ，ｃ）が収容されている。
【００４０】
図に示すように、各ロットの処理時間（各ロットに属する全てのウエハの処理が終了するに要する時間）は ロットｂ ＜ ロットｃ ＜ ロットａ の関係にある。この場合、ロットｂの最終ウエハを搬出した時点ｔｂで、処理が未了のロットａ、およびロットｂのロット終了時刻を前記搬送シーケンスにしたがって予測する。
【００４１】
また、ロットｃの最終ウエハを搬出した時点ｔｃで、処理が未了のロットａのロット終了時点ｔａを再度予測する。このように処理が未了のロットの処理が終了、もしくは終了時刻が確定した時点で、後続する処理が未了のロットの処理が終了する時点を再度予測することにより、キャリアカセットの処理が終了する時点をより正確に予測することができる。
【００４２】
図６は、３つ以上のロットを備えるキャリアカセットの処理終了時刻を予測する他の例を説明する図である。図６の例では、２つの処理室（処理室１，２）を備え、キャリアカセット内には３つのロット（ロットａ，ｂ，ｃ）が収容されている。
【００４３】
ロットａに属するウエハは処理室２を用いて処理し、ロットｂおよびロットｃに属するウエハは処理室１を用いて処理する。キャリアカセットの処理時間の算出に際しては、まずロットｂとロットｃの処理時間の和と、ロットａの処理時間とを比較して、処理時間が長い方をキャリアカセットの処理時間とする。
【００４４】
しかし、処理室１では処理条件が異なるロットｂとロットｃに属するウエハを処理することになる。このため、先行するロットｂの処理から後続するロットｃの処理に移行する際、ロットｂを処理した雰囲気を除去するためのクリーニング処理あるいはロットｃを処理するための前準備の処理としてシーズニング処理等を施す場合があり、これらの処理に要する処理時間を前記ロットｂおよびとロットｃの処理時間に加算することが必要となる。
【００４５】
図６の例では、ロットｂとロットｃの処理の間に、ロットｃのためののシーズニング処理時間ＴＳ１が存在し、ロットｂとロットｃの処理時間に前記処理時間ＴＳ１を加えた処理時間Ｔ１は、ロットａの処理時間Ｔ２よりも長い。このため、処理時間Ｔ１をキャリアカセットの処理時間とする。
【００４６】
したがって、この例の場合は、先行して終了するロットであるロットａの最終ウエハを搬出した時点ｔａで、処理が未了のロットｃのロット終了時点ｔｃを予測する
なお、処理前および処理後のウエハを図１に示すウエハ収納室２４に搬送する条件が含まれる場合がある。例えば、ロットａのウエハが処理室で処理した後、該ウエハを一旦ウエハ収納室２４に搬送しておき、キャリアカセット内の全てのウエハを処理室で処理し、処理済みのウエハをキャリアカセットに戻した後に、前記ウエハ収納室２４に収納しておいたウエハをキャリアカセットのロットａに割り当てられた部分に搬送する（戻す）。
【００４７】
前記ウエハをウエハ収納室２４からウエハをキャリアカセットに搬送する（戻す）処理は、ロットｃの処理が終了した後である。このため、キャリアカセットの処理時間は、前記ウエハ収納室２４に収納しておいたウエハをキャリアカセットに戻すに要する時間をＴＳ２とするとＴ１＋ＴＳ２となる。なお、この場合は、処理が未了のロット（ロットｃ）の処理が終了した時点で、後続する処理が未了のロットａの処理が終了する時点ｔａ’を再度予測することにより、キャリアカセットの処理が終了する時点をより正確に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態にかかる真空処理装置の構成を説明する図である。
【図２】大気搬送室のキャリアカセット供給ポートにキャリアカセットを装着した状態を示す図である。
【図３】最初に終了する処理室を使用するロットのウエハを優先的に搬送する方法を説明する図である。
【図４】処理時間の長いロットのウエハを優先して搬送する処理を説明する図である。
【図５】キャリアカセットの処理終了時刻を予測する方法を説明する図である。
【図６】キャリアカセットの処理終了時刻を予測する他の方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  キャリアカセット
２  ウエハ
３  ロット
１０  キャリア搬入出処理部
１１，１２，１３  キャリア供給ポート
２０  大気処理部
２１  大気搬送室
２２  ウエハアライメントユニット
２３  大気搬送ロボット
２４  ウエハ収納室
１００  真空処理部
１０１，１０２，１０３，１０４  処理室
２０１  真空搬送室
２０２  真空搬送ロボット
３０１  制御コントローラ
３０２  インタフェース
３０３  生産管理システム
【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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