JP2006339662A - 半導体製造装置の障害対処システム - Google Patents

Abstract

【課題】 一部のプロセス系で障害が生じた場合には、残余の正常なプロセス系で基板処理を続行し、総じて生産効率を向上させる。
【解決手段】 基板を複数のプロセス系（ＰＭ１、ＰＭ２とＰＭ４、ＰＭ３）で分散して処理する半導体製造装置において、一方のプロセス系（ＰＭ１、ＰＭ２）で障害が発生した場合に、統合制御コントローラＧＣがこの障害の発生を検知して、障害が発生したプロセス系で処理する予定の基板を、他方の正常なプロセス系（ＰＭ４、ＰＭ３）へ振り替え、これら基板の処理を続行させる。このように基板処理を続行することで、全ての処理を中断する場合に比べて総じて生産効率を高めることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数のプロセスモジュールによって複数のプロセス系を構成し、処理対象の基板を各プロセス系で分散処理する半導体製造装置に関し、特に、いずれかのプロセス系に障害が発生した場合に統合制御コントローラにより残余のプロセス系で基板処理を続行させる障害対処システムに関する。

シリコンウエハ等といった処理対象の基板に、エッチング、アッシング、成膜等といったプロセス処理を施す半導体製造装置には、基板を搬入や搬出のために収容するモジュール、基板を搬送するモジュール、基板に所定の処理を施すモジュールをゲートバルブを介して連接し、上記の処理並びに基板の搬送を自動的に連続して行うものが知られている。

図１には、このような半導体製造装置の一例として枚葉式クラスタ型半導体製造装置の構成例を示してある。
この半導体製造装置は、４つのプロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ４と、２つのカセットモジュールＣＭ１及びＣＭ２と、トランスポートモジュールＴＭと、を備えており、トランスポートモジュールＴＭにプロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ４及びカセットモジュールＣＭ１、ＣＭ２をそれぞれゲートバルブ（図示せず）を介して気密に接続して構成されている。

プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ４はそれぞれ処理対象のウエハに所定の処理を施すモジュールであり、この例では、これらプロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ４を２つの系に分割してウエハを分散処理している。
すなわち、プロセスモジュールＰＭ１とＰＭ４と、そして、プロセスモジュールＰＭ２とＰＭ３とは同一のウエハ処理を実行し、プロセスモジュールＰＭ１とＰＭ２とから成るプロセス系と、プロセスモジュールＰＭ４とＰＭ３とから成るプロセス系とによって、ウエハに一連の処理を施すようになっている。

また、カセットモジュールＣＭ１とＣＭ２は複数（例えば、１０枚）のウエハを収容するモジュールであり、この例では、カセットモジュールＣＭ１は未処理のウエハを収容する搬入モジュール（ロードモジュール）に設定され、カセットモジュールＣＭ２はプロセス系で処理されたウエハを収容する搬出モジュール（アンロードモジュール）に設定されている。
また、トランスポートモジュールＴＭはウエハを搬送するためのロボットアームＲを収容しており、カセットモジュールＣＭ１とプロセスモジュールＰＭ１及びＰＭ４の間、プロセスモジュールＰＭ１とＰＭ２並びにＰＭ４とＰＭ３との間、及び、プロセスモジュールＰＭ２及びＰＭ３とカセットモジュールＣＭ２との間でウエハを搬送する。なお、このウエハ搬送に際して、各モジュール間の通口を閉止しているゲートバルブが開閉操作される。

プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ４、カセットモジュールＣＭ１及びＣＭ２、トランスポートモジュールＴＭによる動作は、それぞれのモジュールに付設されたコントローラＰＣ１〜ＰＣ４、ＣＣ１、ＣＣ２、ＴＣによって直接的に制御される。そして、図２に示すように、これらコントローラＰＣ１〜ＰＣ４、ＣＣ１、ＣＣ２、ＴＣは、ＬＡＮ等のネットワークＮを介して統合制御コントローラＧＣに接続されており、各コントローラＰＣ１〜ＰＣ４、ＣＣ１、ＣＣ２、ＴＣによる各モジュールＰＭ１〜ＰＭ４、ＣＭ１、ＣＭ２、ＴＭの制御を統合制御コントローラＧＣが統括して制御する。

統合制御コントローラＧＣには図３に示すような内容のウエハ搬送テーブルＴが設けられており、統合制御コントローラＧＣがテーブルＴの内容に従って制御を行うことにより、ウエハが２つのプロセス系ＰＭ１及びＰＭ２とＰＭ４及びＰＭ３へ分散して搬送され、それぞれの系でプロセス処理が実施される。
図３に示す例では、カセットモジュールＣＭ１に収容されているウエハを奇数枚目と偶数枚目とに分けて、奇数枚目のウエハは各モジュールＣＭ１、ＰＭ１、ＰＭ２、ＣＭ２から成る経路で、偶数枚目のウエハは各モジュールＣＭ１、ＰＭ４、ＰＭ３、ＣＭ２から成る経路で分散して処理する。

すなわち、図４に示すように、１枚目のウエハはカセットモジュールＣＭ１からプロセスモジュールＰＭ１へ搬送されて処理がなされ、更にプロセスモジュールＰＭ２へ搬送されて処理がなされた後に、カセットモジュールＣＭ２へ搬送される。また、２枚目のウエハは、１台のロボットアームＲで搬送処理を行うために１枚目と若干の待ち時間をもって、カセットモジュールＣＭ１からプロセスモジュールＰＭ４へ搬送されて処理がなされ、更にプロセスモジュールＰＭ３へ搬送されて処理がなされた後に、カセットモジュールＣＭ２へ搬送される。
なお、３枚目及び４枚目以降のウエハについては、先のウエハについての処理が終了した後に同様に処理される。

ここで、半導体製造においては、例えば、外因によってプロセスモジュールでのプロセス条件が変動する、各モジュールのコントローラで処理エラーが発生する等といった、種々な障害が発生する場合がある。
このような障害に発生に対して、上記した従来の半導体製造装置にあっては、障害箇所が一部のプロセス系であっても、統合制御コントローラが全ての処理動作を中断させていた。したがって、未処理のウエハが僅かであるような場合でも、これらウエハの処理が続行されないため、結果として、ウエハ処理が大幅に遅延してしまう事態が生じていた。

本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、一部のプロセス系で障害が生じた場合には、残余の正常なプロセス系で基板（ウエハ）処理を続行し、総じて生産効率を向上させる半導体製造装置の障害対処システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る半導体製造装置の障害対処システムは、処理対象の基板を複数枚収容する搬入モジュールと、前記基板に所定の処理を施すプロセスモジュールと、処理がなされた基板を収容する搬出モジュールとを、基板を各モジュール間で搬送するトランスポートモジュールを介して連接した半導体製造装置において、前記プロセスモジュールを複数設けるとともに、トランスポートモジュールで搬入モジュールからの基板を各プロセスモジュールに分散させて搬送し、各複数のプロセス系で基板を分散処理させ、各モジュールを統括して制御する統合制御コントローラが、いずれかのプロセス系で発生した障害を検知し、各モジュールを制御して当該障害の発生した系を除く残余のプロセス系で基板処理を続行させることを特徴とする。

本発明では、基板を複数のプロセス系で分散して処理している状態において、いずれかのプロセス系で障害が発生すると、統合制御コントローラがこの障害の発生を検知する。そして、統合制御コントローラが障害が発生したプロセス系で処理する予定の基板を残余の正常なプロセス系へ振り替え、これら基板の処理を続行させる。
したがって、障害が発生したプロセス系の分、処理が遅延するものの、基板処理を続行することで、全ての処理を中断する場合に比べて総じて生産効率を高めることができる。

以上説明したように、本発明に係る障害対処システムによれば、基板を複数のプロセス系で分散して処理する半導体製造装置において、いずれかのプロセス系で障害が発生した場合に、統合制御コントローラが障害が発生したプロセス系で処理する予定の基板を残余の正常なプロセス系へ振り替えて処理を続行させるようにしたため、最小限の遅延によって、処理予定の基板の所定の処理を施すことができ、従来に比して半導体製造の効率を高めることができる。

本発明の一実施例に係る半導体製造装置の障害対処システムを図面を参照して説明する。なお、本実施例は図１及び図２に示した半導体製造装置に本発明を適用したものであり、既に説明した部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
プロセスモジュールＰＭ１とＰＭ２とから成るプロセス系と、プロセスモジュールＰＭ４とＰＭ３とから成るプロセス系とのいずれにも障害がなく正常に稼働している状態では、本実施例においても、統合制御コントローラＧＣが図３に示したテーブル内容に従って各コントローラＰＣ１〜ＰＣ４、ＣＣ１、ＣＣ２、ＴＣを統括して制御し、図４に示したようにウエハを奇数枚目と偶数枚目に分けてそれぞれのプロセス系で分散処理させる。

本実施例の統合制御コントローラＧＣは、各プロセスモジュールコントローラＰＣ１〜ＰＣ４からのエラー信号を受けて、各プロセスモジュールコントローラＰＣ１〜ＰＣ４及び各プロセスモジュールＰＣ１〜ＰＣ４での障害発生を検知する手段を有しており、システム稼働中はこの障害発生検知を常時行っている。
また、本実施例の統合制御コントローラＧＣは、ウエハ搬送テーブルＴの内容を書き換える手段を有しており、障害発生を検知したときには、この書換手段によってテーブルＴの内容を書き換え、障害が発生したプロセス系で処理する予定のウエハを残余の正常なプロセス系へ振り替えて処理を続行する縮退運用を実施する。なお、本実施例では、統合制御コントローラＧＣの操作パネルを操作して、作業者が縮退運用を実施するか否かを選択指示することができ、当該指示がなされている場合にのみ、統合制御コントローラＧＣが縮退運用を実施する。

次に、各プロセス系を成すプロセスモジュールコントローラＰＣ１〜ＰＣ４及びプロセスモジュールＰＣ１〜ＰＣ４で障害が発生した場合における、本実施例のシステムの動作を図５〜図７を参照して説明する。
まず、システムが起動されると統合制御コントローラＧＣが各プロセスモジュールコントローラＰＣ１〜ＰＣ４からのエラー信号の監視を開始し（ステップＳＳ１）、プロセスモジュールコントローラＰＣ１〜ＰＣ４或いはプロセスモジュールＰＣ１〜ＰＣ４のいずれかで障害が発生して、統合制御コントローラＧＣが当該障害に係るプロセスモジュールコントローラＰＣ１〜ＰＣ４からのエラー信号を受信すると、縮退運用を実施する指示がなされていか否かを判断する（ステップＳ２）。

この結果、縮退運用の実施が指示されていない場合には、従来と同様に全てのプロセス系の処理を中断させる（ステップＳ３）。なお、本実施例では、統合制御コントローラＧＣの操作パネルを操作して、縮退運用をすることなく、正常なプロセス系のみをそのまま稼動させるように選択指示することもでき、この指示がなされている場合には、正常なプロセス系は図３に示した内容のままのテーブエルＴに従って自己が処理すべきウエハのみの処理を続行する（ステップＳ３）。
一方、上記の判断の結果、縮退運用実施の指示がなされている場合には、エラー信号及び図３のテーブル内容に基づいて、障害が発生したプロセス系が奇数枚目のウエハを処理する系であるかを統合制御コントローラＧＣが判断する（ステップＳ４）。

この結果、奇数枚目のウエハを処理する系（すなわち、ＰＭ１及びＰＭ２の系）で障害が発生している場合にはウエハ搬送テーブルＴの奇数枚目のウエハに関するスケジュールを書き換える一方（ステップＳ５）、偶数枚目のウエハを処理する系（すなわち、ＰＭ４及びＰＭ３の系）で障害が発生している場合にはウエハ搬送テーブルＴの偶数枚目のウエハに関するスケジュールを書き換える（ステップＳ６）。

この書き換え処理は統合制御コントローラＧＣの書換手段でなされ、例えば、図３中及び図５図中に×印で示すように、１枚目（奇数枚目）のウエハのプロセス処理中に障害が発生した場合には、図６に＊印で示すように、ウエハ搬送テーブルＴの当該ウエハ以降の奇数枚目に係るスケジュールが書き換えられる。すなわち、３枚目、５枚目、７枚目、９枚目のウエハは、正常な処理においてはプロセスモジュールＰＭ１及びＰＭ２から成るプロセス系で処理されるようにスケジュールされているが（図３参照）、このプロセス系に障害が発生したことにより、プロセスモジュールＰＭ４及びＰＭ３から成る正常なプロセス系で処理されるように書き換えられる。

このようにテーブルＴの書き換えがなされた後、このテーブルＴの内容に従って統合制御コントローラＧＣが制御を行う（ステップＳ７）。この結果、図５に示すように、プロセスモジュールＰＭ４及びＰＭ３から成る正常なプロセス系において、後続する（３枚目以降の）ウエハが処理される。したがって、障害が生じたプロセス系で処理する予定のウエハについても処理が続行され、ウエハに薄膜形成等の所定の処理が施される。

なお、この縮退運用による処理においては、プロセス系が減少することによってウエハ搬送の重複が減少することから、統合制御コントローラＧＣは図５に示すように３枚目以降のウエハについての待ち時間を調整し、２経路で処理していたものを１経路で処理するように制御を行う。このため、プロセス系に障害が生じても装置を停止することなく、全てのウエハを処理することができる。

なお、上記の実施例では、統合制御コントローラＧＣはコントローラＰＣ１〜ＰＣ４からのエラー信号で障害発生を検知するようにしたが、各コントローラＰＣ１〜ＰＣ４や各プロセスモジュールＰＣ１〜ＰＣ４を直接監視して、障害発生を検知するようにしてもよい。
また、上記実施例の半導体製造装置では、搬入用と搬出用のカセットモジュールＣＭ１、ＣＭ２をそれぞれ設けたが、１つのカセットモジュールで搬入と搬出とを兼用させることも可能である。

また、本発明においては、半導体製造装置のプロセス系は２つ以上あればよく、また、各プロセス系は１つ以上のプロセスモジュールで構成されていればよい。
また、本発明はクラスタ型以外の半導体製造装置にも適用することが可能であり、要は、２つ以上のプロセス系で処理対象の基板を分散処理する半導体製造装置であれば本発明を適用することができる。

本発明の一実施例に係る半導体製造装置の構成例を示す平面図である。 本発明の一実施例に係る制御系を示す構成図である。 ウエハ搬送テーブルの正常時における内容を示す説明図である。 半導体製造装置の正常時における処理のタイムチャートである。 半導体製造装置の障害発生時における処理のタイムチャートである。 ウエハ搬送テーブルの障害発生時における内容を示す説明図である。 半導体製造装置の障害発生時における対処処理のフローチャートである。

符号の説明

ＰＭ１、ＰＭ２、ＰＭ３、ＰＭ４ プロセスモジュール、
ＣＭ１、ＣＭ２ カセットモジュール、
ＴＭ トランスポートモジュール、
ＧＣ 統合制御コントローラ、
ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３、ＰＣ４ プロセスモジュールコントローラ、
ＣＣ１、ＣＣ２ カセットモジュールコントローラ、
ＴＣ トランスポートモジュールコントローラ、

Claims (1)

1. 処理対象の基板を複数枚収容する搬入モジュールと、前記基板に所定の処理を施す複数のプロセスモジュールと、処理がなされた基板を収容する搬出モジュールとを、基板を各モジュール間で搬送するトランスポートモジュールを介して連接し、
   前記トランスポートモジュールを介して前記搬入モジュールからの基板を各プロセスモジュールに分散させて搬送し、複数のプロセス系で基板を分散処理させ、各モジュールを統括して制御する統合制御コントローラを有する半導体製造装置において、
   前記統合制御コントローラは、障害の発生したプロセス系を除く残余のプロセス系で基板処理を続行させる縮退運用を実施するか否かを作業者により選択指示する選択手段を有し、
   前記選択手段は、前記統合制御コントローラの操作パネルで操作されるものであることを特徴とする半導体製造装置。

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