JP2002280279A - 半導体製造装置、クラスタツール、半導体製造装置の制御方法およびクラスタツールのメンテナンス方法 - Google Patents
半導体製造装置、クラスタツール、半導体製造装置の制御方法およびクラスタツールのメンテナンス方法Info
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Abstract
ることなく、プロセスシップおよびローダモジュールの
動作確認を行う。 【解決手段】 プロセスシップPS1、PS2で行われ
る動作を制御するPS制御部MC1、MC2をそれぞれ
独自に設けるとともに、ローダモジュールLMで行われ
る動作を制御するLM制御部MC3を独自に設ける。
Description
クラスタツール、半導体製造装置の制御方法およびクラ
スタツールのメンテナンス方法に関する。
ロセス処理や待機を行うための複数のプロセスシップ
を、ウェハの収容や搬送などを行うためのローダモジュ
ールに連結した状態で、半導体装置の製造を行うものが
あり、このようなタイプの半導体製造装置では、プロセ
スシップの増設が可能となっている。
プロセスシップの動作確認を行うために、増設対象とな
るプロセスシップをローダモジュールに連結し、装置全
体を動かすことが行われていた。また、プロセスシップ
のメンテナンスを行う場合、装置全体の電断を行い、装
置全体を停止させることが行われていた。
スシップの動作確認を行うために、装置全体を動かす方
法では、全モジュールおよびパーツを揃え、これらを正
常に接続する必要があるため、装置の立ち上げまでに時
間がかかるという問題があった。
ュール(ダミーモジュール)を接続する方法もあるが、
この方法では、リードタイムを短縮するために、装置の
生産台数に合わせて治具モジュールも増産する必要があ
り、コスト増になるという問題があった。
う場合に、装置全体を停止させる方法では、他のプロセ
スシップも稼働できなくなり、生産効率が悪化するとい
う問題があった。
部を独立に制御することが可能な半導体製造装置および
その制御方法を提供することである。
停止させることなく、装置の一部をメンテナンスするこ
とが可能なクラスタツールおよびそのメンテナンス方法
を提供することである。
ために、請求項1記載の発明によれば、互いに連結され
たプロセス室とロードロック室とを有するプロセスシッ
プと、前記プロセスシップをローダモジュールと連結す
ることなく、前記プロセスシップの動作を行わせる独立
制御手段とを備えることを特徴とする。
させることが可能となり、プロセスシップの動作確認を
行うために、クラスタツール全体を動作させる必要がな
くなることから、プロセスシップの立ち上げを効率よく
行うことが可能となる。
対象の収容、位置合わせおよび搬送を行うローダモジュ
ールと、前記ローダモジュールをプロセスシップと連結
することなく、前記ローダモジュールの動作を行わせる
独立制御手段とを備えることを特徴とする。
作させることが可能となり、ローダモジュールの動作確
認を行うために、クラスタツール全体を動作させる必要
がなくなることから、ローダモジュールの立ち上げを効
率よく行うことが可能となる。
対象のプロセス処理を行う複数のプロセス室と、前記プ
ロセス室にそれぞれ連結され、前記プロセス室に前記処
理対象を搬送するロードロック室と、前記ロードロック
室に連結され、前記ロードロック室に前記処理対象を搬
送するローダモジュールと、メンテナンス対象となるユ
ニットをそれぞれ独立して制御する独立制御手段とを備
えることを特徴とする。
ットを動作させたまま、メンテナンス対象となるユニッ
トを停止させることが可能となり、メンテナンス対象以
外のユニットを用いて生産を続けながら、メンテナンス
を行うことが可能となるため、生産効率を向上させるこ
とができる。
スタツールの増設対象となるユニットを連結することな
く、各ユニットを独立させて搬送制御することを特徴と
する。
モジュールの動作確認をそれぞれ別個に行うことが可能
となり、プロセスシップの増設を行うために、装置全体
を動作させる必要がなくなることから、装置の立ち上げ
を効率よく行うことができる。
ダモジュールに複数のプロセスシップが連結されるクラ
スタツールのメンテナンス方法において、メンテナンス
対象となるユニットのみを停止させてメンテナンスを行
うことを特徴とする。
ットを用いて生産を続けながら、それ以外のユニットの
メンテナンスを行うことができ、生産効率を向上させる
ことができる。
クラスタツールについて図面を参照しながら説明する。
スタツールおよび制御系の概略構成を示すブロック図で
ある。図1において、ローダモジュールLMには、ロー
ドポートLP1〜LP3、搬送室TRおよびオリエンタ
ORが設けられ、このローダモジュールLMには、ロー
ドロックドアLD1、LD2を介してプロセスシップP
S1、PS2が連結されている。搬送室TRには、オリ
エンタORが連結されるとともに、ロードポートドアC
D1〜CD3を介してロードポートLP1〜LP3が連
結され、ロードポートLP1〜LP3には、未処理のウ
ェハWおよび処理済みのウェハWを収容するカセットC
S1〜CS3が設置される。
LA1、LA2が設けられ、このローダアームLA1、
LA2は、ロードポートLP1〜LP3とロードロック
室LL1、LL2との間でのウェハWの搬送を行う。こ
こで、ローダアームLA1、LA2を2段構成とするこ
とにより、一方のローダアームLA1、LA2でウェハ
Wの搬入を行いつつ、他方のローダアームLA1、LA
2でウェハWの搬出を行うことが可能となり、ウェハW
の入れ替えを効率よく行うことが可能となる。
ドロック室LL1、LL2およびプロセス室PM1、P
M2が設けられ、ロードロック室LL1、LL2とプロ
セス室PM1、PM2は、プロセスゲートPG1、PG
2を介して互いに連結されている。ロードロック室LL
1、LL2には、ウェハ載置台B11、B12、B2
1、B22およびロードロックアームLR1、LR2が
それぞれ設けられ、ウェハ載置台B12、B22には、
ローダモジュールLMから搬入されたウェハWが載置さ
れるとともに、ロードロック室LL1、LL2から搬出
されるウェハWが載置される。また、ウェハ載置台B1
1、B21には、プロセス室PM1、PM2に搬入され
るウェハWが載置される。また、ロードロックアームL
R1、LR2は、ロードロック室LL1、LL2とプロ
セス室PM1、PM2との間でのウェハWの搬送を行
う。ここで、ロードロック室LL1、LL2は大気開放
されるとともに、コンタミネーションを防止するため、
プロセス室PM1、PM2は所定の真空度に維持され
る。このため、ロードロック室LL1、LL2では、搬
送室TRとの間での搬送、またはプロセス室PM1、P
M2との間での搬送の際に、それぞれの真空度に対応す
るように給排気が行われる。
プロセスシップPS1、PS2のハードウェアを独自に
制御するためのPS制御部(プロセスシップマシンコン
トローラ)MC1、MC2が設けられるとともに、ロー
ダモジュールLMには、ローダモジュールLMのハード
ウェアを独自に制御するためのLM制御部(ローダモジ
ュールマシンコントローラ)MC3が設けられている。
そして、これらのPS制御部MC1、MC2およびLM
制御部MC3は、データやアドレスの入出力を行うI/
OボードIO1〜IO3を介して、各プロセスシップP
S1、PS2およびローダモジュールLMに接続されて
いる。
M制御部MC3は、ハブHB1を介して統括制御部(イ
クイップメントコントローラ)ECに接続されるととも
に、、統括制御部ECは表示部D1に接続されている。
ここで、統括制御部ECは、プロセスシップPS1、P
S2およびローダモジュールLMが協調して動作するよ
うに、プロセスシップPS1、PS2およびローダモジ
ュールLMを制御する。そして、表示部D1から統括制
御部ECに指示を与えることにより、装置全体を協調さ
せて動作させることができる。
体のインターロックを管理するシステムインターロック
ボードSLが設けられ、インターロック信号を受信する
と、装置全体の動作を停止させる。
M制御部MC3は、例えば、CPU、調整値やパラメー
タを格納するSRAM、CPUを動作させるためのプロ
グラムを格納するメモリなどからなるコントローラで構
成することができる。そして、プロセスシップPS1、
PS2およびローダモジュールLMを制御するプログラ
ムを、各PS制御部MC1、MC2およびLM制御部M
C3に設けられたメモリにそれぞれインストールするこ
とにより、プロセスシップPS1、PS2およびローダ
モジュールLMの各ハードウェアをそれぞれ独自に動作
させることができる。
ントローラ、またはパソコンで構成することができ、装
置全体の制御を行うプログラムをパソコンにインストー
ルすることにより、装置全体の制御を行うことができ
る。
スタツールの電源系の概略構成を示すブロック図であ
る。図2において、電力ラインL4からの電力を各プロ
セスシップPS1、PS2およびローダモジュールLM
に供給する共通電源CBが設けられている。ここで、プ
ロセスシップPS1、PS2およびローダモジュールL
Mに電力を供給する電力ラインL1〜L3には、電力を
遮断するブレーカB1〜B3がそれぞれ別個に設けら
れ、プロセスシップPS1、PS2およびローダモジュ
ールLMの給電をそれぞれ独立して行うことができる。
また、プロセスシップPS1、PS2およびローダモジ
ュールLMには、ハードワイヤインターロック機構が設
けられ、プロセスシップPS1、PS2およびローダモ
ジュールLMの非連結状態では、端子T1〜T3を開と
して、ハードワイヤインターロックをかけることができ
る。すなわち、電力ラインL4には、ブレーカB4が設
けられ、マグネットコンダクタMCが、ハードワイヤイ
ンターロック信号を受信すると、ブレーカB4をオフに
し、プロセスシップPS1、PS2およびローダモジュ
ールLMへの給電を遮断する。このため、装置稼働中
に、プロセスシップPS1、PS2の取り外しまたは結
合が行われた場合、装置全体の電断を発生させることが
できる。
スタツールの動作モードの遷移方法を示すブロック図で
ある。図3において、プロセスシップPS1、PS2お
よびローダモジュールLMが結合した状態で装置全体を
動作させる通常モードM1と、プロセスシップPS1、
PS2およびローダモジュールLMが結合されていない
状態でプロセスシップPS1、PS2およびローダモジ
ュールLMそれぞれ独立して動作させる独立モードM4
が設けられ、通常モードM1および独立モードM4に
は、通常搬送モードM2、M5およびメンテナンスモー
ドM3、M6がそれぞれ設けられている。
ドM4のいずれの場合においても、通常搬送およびメン
テナンスを同等の操作で行うことができ、プロセスシッ
プPS1、PS2およびローダモジュールLMの独立制
御を行う場合においても、独立制御を意識することなく
操作を行うことが可能となる。
全体を停止させることなく、装置の一部のみを独立して
メンテナンスすることができる独立メンテナンスモード
M7が設けられ、この独立メンテナンスモードM7に
は、グループパワーオフモードGPおよびモジュールパ
ワーオフモードMPが設けられている。ここで、グルー
プパワーオフモードGPでは、指定されたグループ(プ
ロセスシップPS1、PS2またはローダモジュールL
M)に関する全ての電源をオフ可能な状態にすることが
できる。これにより、装置全体の稼働中に、プロセスシ
ップPS1、PS2の一方のみを停止させることがで
き、残りのプロセスシップPS1、PS2およびローダ
モジュールLMを稼働させたまま、プロセスシップPS
1、PS2のメンテナンスを行うことが可能となる。
定されたモジュールに関する電源のみをオフ可能な状態
にすることができる。これにより、例えば、I/Oボー
ドIO1〜IO3に接続される通信回線を物理的/電気
的に遮断して、I/OボードIO1〜IO3の部品を交
換でき、取り付けの後の動的な再接続を行うことができ
る。
セスシップの独立制御の構成を示すブロック図である。
図4において、例えば、プロセスシップPS1を単体で
動作させる場合、図1のクラスタツールの全パワーオフ
時に、図1のクラスタツールからプロセスシップPS1
を物理的に取り外す。そして、GUI(グラフカルユー
ザインターフェース)機能を提供し、搬送手順の指示な
どを行うパソコンPC1または装置コントローラを、ハ
ブHB2を介してPS制御部MC1に接続する。また、
プロセスシップPS1に電力を供給するためのPS1用
電源を接続するとともに、プロセスシップPS1を独立
して動作させるために解除が必要となるインターロック
をエミュレートする治具I/LボードJLを取り付け
る。さらに、危険防止用の治具カバーCV1を取り付け
るとともに、「空気」および「N2」用の擬似的なプレ
ッシャースイッチSWを介して、「空気」および
「N2」を供給する。そして、プロセスシップPS1か
ら出力される緊急停止信号およびハードワイヤインター
ロック信号を、治具I/LボードJLに供給するととも
に、治具カバーCV1から出力されるドア開閉禁止信号
を供給し、さらに、プレッシャースイッチSWから出力
されるガスバルブ閉信号およびソレノイドバルブ電源オ
フ信号を供給する。
ックアームLR1を動かしたり、バルブを開閉したりす
るなどのプロセスシップPS1をハード的に動作させる
ための全ての機能が備わっている。このため、パソコン
PC1が、PS制御部MC1に搬送手順を指示すること
により、プロセスシップPS1があたかもローダモジュ
ールLMに連結されているかのような状態で、プロセス
シップPS1を単独で動作させることが可能となり、オ
ペレータは独立制御を意識することなく、プロセスシッ
プPS1を操作することが可能となる。
パソコンPC1に指示を与えることにより、プロセスシ
ップPS1単体での動作確認および調整(ロードロック
アームLR1のティーチングなど)が可能となるととも
に、プロセス評価を行うことが可能となり、リードタイ
ム(装置発注から納入までの時間)を短縮することがで
きる。
ダモジュールの独立制御の構成を示すブロック図であ
る。図5において、ローダモジュールLMを単体で動作
させる場合、図1のクラスタツールの全パワーオフ時
に、図1のクラスタツールからローダモジュールLMを
物理的に取り外す。そして、GUI(グラフカルユーザ
インターフェース)機能を提供し、搬送手順の指示など
を行うパソコンPC2または装置コントローラを、ハブ
HB3を介してLM制御部MC3に接続する。また、ロ
ーダモジュールLMに電力を供給するためのLM用電源
をブレーカB5を介して接続するとともに、ローダアー
ムLA1、LA2がウェハを一時的に置くことのできる
機能を持った治具カバーCV2、CV3を取り付け、プ
ロセスシップPS1、PS2から来るインターロック要
因を全てチェックすることができるファシリティチェッ
ク治具FCを取り付ける。そして、ファシリティチェッ
ク治具FCから出力されるインターロック信号を、シス
テムインターロックボードSLに供給するとともに、治
具カバーCV2、CV3から出力されるロードロック室
ドア非開信号、およびローダアームLA1、LA2がロ
ードロック室LL1、LL2伸びることを禁止するイン
ターロックを解除する信号を供給する。
ームLA1、LA2を動かしたり、バルブを開閉したり
するなどのローダモジュールLMをハード的に動作させ
るための全ての機能が備わっている。このため、パソコ
ンPC2が、LM制御部MC3に搬送手順を指示するこ
とにより、ローダモジュールLMにプロセスシップPS
1があたかも連結されているかのような状態で、ローダ
モジュールLMを単独で動作させることが可能となり、
オペレータは独立制御を意識することなく、ローダモジ
ュールLMを操作することが可能となる。
立メンテナンス方法を示すフローチャートである。な
お、この第1実施形態は、図3のグループパワーオフモ
ードGPで独立メンテナンスを行うようにしたものであ
る。このグループパワーオフモードGPでは、指定され
たグループに関する全ての電源をオフ可能な状態とする
ことができる。また、そのグループに供給されている全
ての用力(水・空気など)も遮断可能となるとともに、
そのグループのCPUも電断可能となる。
部D1の画面上で、メンテナンスするグループのメンテ
ナンス画面に移行し(S1)、グループパワーオフモー
ドGPの実行要求を行う(S2)。ここで、メンテナン
スするグループとしては、例えば、プロセスシップPS
1、PS2またはローダモジュールLMを指定すること
ができる。
が行われると、i)該当グループのI/OボードIO1
〜IO3の初期化が行われ、ii)該当グループのPS制
御部MC1、MC2またはLM制御部MC3と、統括制
御部ECとのイーサネット(登録商標)回線の遮断が行
われる(S3)。これにより、例えば、該当グループと
してプロセスシップPS1が選択された場合には、その
プロセスシップPS1のみのCPUを含む全ハードウェ
アに対するアクセスを停止した状態とすることができ、
プロセスシップPS2およびローダモジュールLMを動
作させたまま、プロセスシップPS1に関する全ての用
力電断とCPU電断が可能となる。
完了すると、この移行完了メッセージが表示部D1に表
示される(S4)。そして、オペレータは、グループパ
ワーオフモードGPへの移行を確認すると、該当グルー
プのブレーカB1〜B3を落とすことにより、PS制御
部MC1、MC2またはLM制御部MC3の電源をオフ
し(S5)、該当グループのメンテナンス作業を行うこ
とができる(S6)。このメンテナンス作業により、正
常なプロセスシップPS1、PS2を用いて生産を続行
しながら、異常なプロセスシップPS1、PS2のパー
ツ交換や改造などを行うことができ、装置全体のダウン
時間を短縮することができる。
タは、該当グループのI/OボードIO1〜IO3や電
源などのハードウェアを正常に接続し(S7)、該当グ
ループのPS制御部MC1、MC2またはLM制御部M
C3の電源をオンする(S8)。
リンクが確立され、ii)PS制御部MC1、MC2また
はLM制御部MC3を制御するためのプログラムが該当
グループにダウンロードされ、iii)該当グループのP
S制御部MC1、MC2またはLM制御部MC3に格納
されているデータと、統括制御部ECのデータとの整合
が図られ、iv)I/Oの自己診断が行われ、v)該当グ
ループのPS制御部MC1、MC2またはLM制御部M
C3から各I/Oに対し、使用/不使用の設定が行わ
れ、vi)I/Oの初期化が行われ、vii)該当グループ
がメンテナンス状態で起動されることにより、該当グル
ープの復帰が行われる(S9)。そして、該当グループ
の復帰が完了すると、この復帰完了メッセージを表示部
D1に表示される(S10)。
立メンテナンス方法を示すフローチャートである。な
お、この第2実施形態は、図3のモジュールパワーオフ
モードMPで独立メンテナンスを行うようにしたもので
ある。このモジュールパワーオフモードMPでは、指定
されたモジュールに関する電源だけをオフ可能な状態と
することができ、PS制御部MC1、MC2またはLM
制御部MC3のCPUは電断の対象とはならない。この
ため、メンテナンス作業後にプログラムのダウンロード
などのソフトウェアの再起動が不要となり、メンテナン
ス作業後の装置の復帰時間をより短縮することができ
る。
部D1の画面上で、メンテナンスするモジュールのメン
テナンス画面に移行し(S21)、モジュールパワーオ
フモードMPの実行要求を行う(S22)。ここで、メ
ンテナンスするモジュールとしては、例えば、I/Oボ
ードIO1〜IO3などを指定することができる。
求が行われると、i)該当グループのI/OボードIO
1〜IO3が初期化され、ii)全ての入出力データDI
Oおよび入出力アドレスAIOのアクセスが停止され、
iii)該当グループのPS制御部MC1、MC2または
LM制御部MC3と、外部機器との通信が停止され、i
v)該当グループのPS制御部MC1、MC2またはL
M制御部MC3と、I/OボードIO1〜IO3との通
信回線が遮断される(S23)。これにより、PS制御
部MC1、MC2またはLM制御部MC3のCPUを除
いたハードウェアに対するアクセスを停止した状態とす
ることができ、必要最小限の部分的な電断を行うだけ
で、I/OボードIO1〜IO3の交換など行うことが
可能となる。
が完了すると、この移行完了メッセージが表示部D1に
表示される(S24)。そして、オペレータは、モジュ
ールパワーオフモードMPへの移行を確認すると、メン
テナンス対象となるI/OボードIO1〜IO3の電断
が可能となり(S25)、該当モジュールのメンテナン
ス作業を行うことができる(S26)。このメンテナン
ス作業により、PS制御部MC1、MC2またはLM制
御部MC3のCPUを動作させたまま、I/OボードI
O1〜IO3の交換などを行うことができ、メンテナン
ス作業後の装置の復帰時間を短縮することができる。
タは、該当グループのI/OボードIO1〜IO3や電
源などのハードウェアを正常に接続し(S27)、表示
部D1の画面上で該当モジュールの復帰要求を行う(S
28)。
i)統括制御部ECとI/OボードIO1〜IO3間の
イーサネット回線が接続され、ii)該当グループのPS
制御部MC1、MC2またはLM制御部MC3と、外部
機器との通信が開始され、iii)I/Oの自己診断が行
われ、iv)I/OボードIO1〜IO3の初期化が行わ
れ、v)全ての入出力データDIOおよび入出力アドレ
スAIOのアクセスが開始され、vi)該当グループがメ
ンテナンス状態で起動されることにより、該当グループ
の復帰が行われる(S29)。そして、該当モジュール
の復帰が完了すると、この復帰完了メッセージを表示部
D1に表示される(S30)。
ップPS1、PS2が2台、ロードポートLP1〜LP
3が3台、オリエンタが1台だけ設けられている場合に
ついて説明したが、プロセスシップPS1、PS2は2
台以上ならば何台でもよく、ロードポートLP1〜LP
3は1台以上あれば何台でもよく、オリエンタは搬送室
TRの両側に2台設けるようにしてもよい。また、各ロ
ードロック室LL1、LL2には、ウェハ載置台B1
1、B12、B21、B22が2台づつ設けられている
場合について説明したが、ウェハ載置台は1台づつ設け
てもよい。また、ローダアームLA1、LA2は2段構
成の場合について説明したが、1段でもよい。
ば、プロセスシップをローダモジュールに連結すること
なく、プロセスシップおよびローダモジュールの動作確
認を行うことが可能となる。
止させることなく、任意のプロセスシップのメンテナン
スを行うことが可能となる。
電源系の概略構成を示すブロック図である。
動作モードの遷移方法を示すブロック図である。
よび制御系の概略構成を示すブロック図である。
独立制御の構成を示すブロック図である。
の独立制御の構成を示すブロック図である。
ス方法を示すフローチャートである。
ス方法を示すフローチャートである。
Claims (5)
- 【請求項1】 互いに連結されたプロセス室とロードロ
ック室とを有するプロセスシップと、 前記プロセスシップをローダモジュールと連結すること
なく、前記プロセスシップの動作を行わせる独立制御手
段とを備えることを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項2】 処理対象の収容、位置合わせおよび搬送
を行うローダモジュールと、 前記ローダモジュールをプロセスシップと連結すること
なく、前記ローダモジュールの動作を行わせる独立制御
手段とを備えることを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項3】 処理対象のプロセス処理を行う複数のプ
ロセス室と、 前記プロセス室にそれぞれ連結され、前記プロセス室に
前記処理対象を搬送するロードロック室と、 前記ロードロック室に連結され、前記ロードロック室に
前記処理対象を搬送するローダモジュールと、 メンテナンス対象となるユニットをそれぞれ独立して制
御する独立制御手段とを備えることを特徴とするクラス
タツール。 - 【請求項4】 クラスタツールの増設対象となるユニッ
トを連結することなく、各ユニットを独立させて搬送制
御することを特徴とする半導体製造装置の制御方法。 - 【請求項5】 ローダモジュールに複数のプロセスシッ
プが連結されるクラスタツールのメンテナンス方法にお
いて、 メンテナンス対象となるユニットのみを停止させてメン
テナンスを行うことを特徴とするクラスタツールのメン
テナンス方法。
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