JP2007242854A - 基板処理装置の制御装置および基板処理装置の制御方法 - Google Patents

基板処理装置の制御装置および基板処理装置の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】コンディションを整え,消費エネルギーを低減するように基板処理装置を制御する制御装置を提供する。
【解決手段】データベース250は,通常モードから省エネモード(節約モード,休眠モード,冬眠モード)への移行時間A,省エネモードから通常モードへの復旧時間BをPM400に設けられたユニット毎に予め記憶している。管理部270は,記憶された各ユニットの省エネ移行時間Aおよび省エネ復旧時間Bに基づき,省エネ開始タイマ285a,省エネ終了タイマ285bを用いて,ユニット毎の省エネモードへの移行開始時刻,省エネモードからの復旧開始時刻を管理する。ユニット制御部260は,移行開始時刻および復旧開始時刻に応じて各ユニットを通常モードから省エネモードまで移行させ,省エネモードから通常モードまで復旧させるように各ユニットを独立してそれぞれ制御する。
【選択図】図13

Description

本発明は,基板処理装置にて消費されるエネルギーを低減しながら,被処理基板の処理を制御する制御装置およびその制御方法に関する。
近年,地球温暖化の問題に対して,京都議定書に基づき温暖化係数の高い二酸化炭素(CO)等の排出量を削減する要求が各国に課されている。日本の各企業としても,国際的協調と競合とのバランスのもと,環境マネージメントに立脚した視点で戦略的に消費エネルギーを削減し,これにより温暖化係数の高い物質の排出を長期的に削減する方法を模索している。特に,半導体工場は24時間連続稼働し,稼働中は常にガスや電力などのエネルギーを大量に使用するため,半導体製造メーカでは,工場内で生じる熱エネルギーを他のエネルギーに再利用することによりエネルギーを有効利用しようという種々の試みがなされている。その一つとしては,工場内で蒸気吸収式冷凍機を運転し,その蒸気吸収式冷凍機をベースとして,ターボ冷凍機,LPG焚き吸収式冷凍機,灯油焚き教習冷凍機を適宜運転することによって回収した排熱を工場内の空調熱源に利用し,これによりクリーンルームを維持管理しながら半導体工場全体を常に高い効率で運転するシステムが構築されている。
このような工場全体における消費エネルギーの削減のみならず,工場内の半導体製造設備においても,消費エネルギーの削減を目的とした機器の選定や,消費エネルギーを削減するようにそれらの機器を制御する方法が提案されている(たとえば,特許文献1を参照。)。
特許文献1では,基板処理装置に設けられた複数のユニットを制御するモードとして,通常モードと省エネモードとが設けられている。そのうち,省エネモードが選択されると,被処理基板を処理するために最小限必要なユニットのみを起動した状態で被処理基板が処理され,さらに処理効率を高める必要があれば,追加ユニットを起動した状態で被処理基板が処理される。また,待機時には,最小限必要なユニットのみを起動して他のユニットを停止することや全ユニットを停止することができる。これによれば,被処理基板を処理する際,スループットをある程度維持しつつ,基板処理装置にて消費されるエネルギーを低減することができる。
特開2004−200485号公報
しかし,上述した技術は,各ユニットを再起動すれば,処理室内のコンディションが瞬時に復旧する装置(たとえば,大気系の基板処理装置)の省エネのために提案されていて,省エネモードから通常モードまで復旧するのにある程度の時間を要する基板処理装置(たとえば,真空系の基板処理装置)を制御することは考えられていない。このため,主に各ユニットの停止/再起動のみを制御している従来技術では,省エネモードから通常モードへ復旧する際,処理室内のコンディションを精密に調整することはできなかった。
実際,被処理基板を精度よく処理するためには,省エネモードから通常モードへ復旧させる際に処理室内のコンディションを安定状態に保つための制御が非常に大切であり,このような制御には,省エネを図りながら処理室内のコンディションをタイミングよく整えるための過去の蓄積データおよび各制御を実行するタイミングの管理が不可欠である。
そこで,本発明は,処理室内のコンディションを整えつつ消費エネルギーを低減しながら基板処理装置を制御する制御装置およびその制御方法を提供する。
すなわち,上記課題を解決するために,本発明のある観点によれば,被処理基板を処理する処理室と上記処理室内の状態を整えるために設けられた複数のユニットとを備えた基板処理装置を制御する制御装置が提供される。この制御装置は,上記各ユニットの状態が,エネルギーの消費を抑えた省エネモードから被処理基板の処理が可能な通常モードまで復旧するために必要な時間を復旧時間として上記ユニット毎に記憶する記憶部と,上記記憶部に記憶された各ユニットの復旧時間に基づき,省エネモードから通常モードまで復旧するために要する時間を見込んで省エネモードにあるユニットの復旧を開始する時刻をユニット毎に求める管理部と,上記管理部により求められたユニット毎の復旧開始時刻に応じて省エネモードにあるユニットを通常モードまで復旧させるように各ユニットを独立してそれぞれ制御するユニット制御部と,を備えている。
高周波電力を用いてガスを電離および解離させることによりプラズマを発生させ,そのプラズマにより被処理基板をプラズマ処理する真空系の基板処理装置では,プラズマ中の電子,イオン,ラジカルの挙動を精度よく制御することにより被処理基板に所望の処理を施すことができる。そして,プラズマ中の電子,イオン,ラジカルの挙動を精度よく制御するためには,省エネモードから通常モードへ復旧させる際の時間の管理および復旧完了時の処理室内のコンディションが非常に大切である。
この点を考慮して,本発明では,省エネを図りながら処理室内のコンディションをタイミングよく整えるための過去の蓄積データを記憶部に記憶しておき,さらに,各種タイマを用いて精密な時間管理を行う。これにより,従来,アイドル時に無駄に消費されていたエネルギーを低減しつつ,復旧後の処理室内のコンディションを精密に調整することができる。
これにより,省エネモードから通常モードまで復旧するのにある程度の時間を要し,かつ,処理室内のコンディションを安定化させるために多くのノウハウを必要とする真空系の基板処理装置であっても,省エネを図りながら復旧後の処理室内のコンディションを精密に調整することができる。
そして,このように処理室内のコンディションを精密な時間管理により制御することにより,本発明にかかる基板処理システムでは,基板処理装置にインパクトを与える程度の省エネモードにも対応することができる。
すなわち,上記ユニット制御部は,上記処理室内の状態に影響を与えない範囲でエネルギーの消費を抑えながら各ユニットを制御する第1の省エネモード,上記処理室内の状態に影響を与える範囲でエネルギーの消費を抑えながら各ユニットを制御する第2の省エネモードおよび全ユニットを停止する第3の省エネモードのうち,ユーザの選択または自動選択により指定されたいずれかの省エネモードになるように各ユニットをそれぞれ制御することができる。
上記ユニット制御部は,上記管理部により求められた復旧開始時刻に応じて各ユニットを制御する代わりに,指定された復旧終了時間までに上記省エネモードからの復旧を完了するように各ユニットをそれぞれ制御するようにしてもよい。
これによれば,実際の省エネ時間のみならず,省エネモードからの復旧時間を管理して,各ユニットができるだけ長く省エネ状態を維持するようにそれぞれ制御される。これにより,復旧後の処理室内のコンディションを精密に調整しながら,各ユニットの消費エネルギーを非常に効率よく低減することができる。
上記ユニット制御部は,各ユニットが上記省エネモードの状態に安定する時間の長さに基づいて,第1,第2および第3の省エネモードのうち,いずれかの省エネモードを自動選択してもよい。
具体的には,たとえば,記憶部は,各ユニットが上記省エネモードの状態に安定する時間の長さに基づいて,各ユニットを節約モード(第1の省エネモード),休眠モード(第2の省エネモード)および冬眠モード(第3の省エネモード)のいずれかに属するように分類し,その分類情報を予め登録しておき,ユニット選択部は,指定された省エネモードに属するユニットを自動選択するようにしてもよい。
上記記憶部は,上記各ユニットの状態が,通常モードから省エネモードまで移行するために必要な時間を移行時間として上記ユニット毎に記憶し,上記管理部は,通常モードから省エネモードへの移行を開始した後,省エネモードから通常モードへの復旧を完了するまでの時間と,上記記憶部に記憶された移行時間および復旧時間と,から各ユニットが省エネモードの状態に安定している時間を求め,上記ユニット制御部は,上記管理部により求められた省エネモードの安定時間が所定時間以下の場合または省エネモードの安定時間によっては各ユニットの省エネ効果が得られないと判断した場合の少なくともいずれかの場合には,該当ユニットを指定された省エネモードに制御することなく通常モードのまま制御するようにしてもよい。
これによれば,省エネの効果があるユニットは,指定された省エネモードに移行するように制御され,省エネの効果がないユニットは,通常モードのまま制御される。このようにして省エネの効果があるユニットのみを適切に制御し,省エネの効果がないユニットを通常モードのまま制御することにより,より効果的に消費エネルギーを低減することができるとともに,処理室内のコンディションをむやみに変動させないようにすることができる。処理室内のコンディションをむやみに変動させないことは,省エネモードに移行したユニットの復旧時間を短縮するという相乗効果もあり,これにより,なお一掃消費エネルギーを低減することができる。
さらに,通常モードから省エネモードへの移行開始前および省エネモードから通常モードへの復旧完了後に,上記基板処理装置を自動的にセットアップするセットアップ実行部を備えていてもよい。
これによれば,基板処理装置内を自動的にクリーニングし,基板処理装置の動作検証などのセットアップが自動的に実行される。これにより,基板処理装置内のコンディションの崩れが少なくなるため,各ユニットをよりスムーズに省エネモードへ移行させ,よりスムーズに省エネモードから復旧させることができる。
ここで,上記第1の省エネモードが選択された場合,上記ユニット制御部は,排気系ユニットの回転数の制御,ガス供給ユニットから排気系ユニットへ供給するパージガスの供給制御,冷却ユニットから供給される媒質の流量制御,の少なくともいずれかを制御するようにしてもよい。
これによれば,省エネ移行時間および省エネ復旧時間が比較的短いユニットのみが省エネの制御対象となる。この結果,処理室内の状態に影響を与えない範囲でエネルギーの消費を抑えながら各ユニットを制御することができる。
一方,上記第2の省エネモードが選択された場合,上記ユニット制御部は,上記第1の省エネモードが選択された場合に制御可能な上記ユニットの制御に加え,温度調整ユニットの温度制御,ガス供給ユニットから基板処理装置内へ供給するパージガスの供給制御,排気系ユニットの回転停止および再起動制御,の少なくともいずれかを制御するようにしてもよい。
これによれば,第1の省エネモードが選択された場合に比べて省エネ移行時間および省エネ復旧時間が比較的長いユニットも制御対象となる。この結果,処理室内の状態に影響を与える範囲ではあるが,より多くのエネルギーの消費を抑えながら各ユニットを制御することができる。
さらに,上記第3の省エネモードが選択された場合,上記ユニット制御部は,基板処理装置の電源ユニットの切断および投入を制御するようにしてもよい。これによれば,基板処理装置の電源を切断することにより,従来,長期間稼働しない基板処理装置であってもアイドル状態を保つために消費していたエネルギーを費やすことなく温存することができる。
上記制御装置は,複数の基板処理装置を制御し,上記ユニット制御部は,基板処理装置毎に設けられた複数のユニットを,ユーザの選択または自動選択により基板処理装置単位でそれぞれ指定された省エネモードになるように,基板処理装置毎にそれぞれ制御するようにしてもよい。これによれば,複数の基板処理装置を別々のレベルの省エネモードに制御することができる。
上記基板処理装置は,上記処理室に連設される気密室の状態を整えるために設けられた複数のユニットを備え,上記制御装置のユニット制御部は,上記処理室に設けられた複数のユニットとともに上記気密室に設けられた複数のユニットを制御するようにしてもよい。
これによれば,基板処理装置の処理室に設けられた複数のユニットとともに,処理室に連設された気密室(たとえば,ロードロック室)に設けられた複数のユニットも制御される。これにより,気密室にて無駄に消費されていたエネルギーも低減することができる。
また,上記課題を解決するために,本発明の別の観点によれば,被処理基板を処理する処理室と上記処理室内の状態を整えるために設けられた複数のユニットとを備えた基板処理装置を制御する制御方法が提供される。この制御方法では,各ユニットの状態が,エネルギーの消費を抑えた省エネモードから被処理基板の処理が可能な通常モードまで移行するために必要な時間を復旧時間として上記ユニット毎に記憶部に記憶し,上記記憶部に記憶された各ユニットの復旧時間に基づき,省エネモードから通常モードまで復旧するために要する時間を見込んで省エネモードにあるユニットの復旧を開始する時刻をユニット毎に求め,上記求められたユニット毎の復旧開始時刻に応じて省エネモードにあるユニットを通常モードまで復旧させるように各ユニットを独立してそれぞれ制御する。
これによれば,省エネを図りながら処理室内のコンディションをタイミングよく整えるための過去の蓄積データを記憶部に記憶しておき,さらに,各種タイマを用いて精密な時間管理が行われる。これにより,従来,アイドル時に無駄に消費されていたエネルギーを低減しつつ,復旧後の処理室内のコンディションを精密に調整することができる。
また,上記求められた復旧開始時刻に応じて各ユニットの制御をそれぞれ開始する代わりに,指定された復旧終了時間までに上記省エネモードからの復旧を完了するように各ユニットをそれぞれ制御してもよい。
また,上記各ユニットの状態が,通常モードから省エネモードまで移行するために必要な時間を移行時間として上記ユニット毎に上記記憶部に記憶し,通常モードから省エネモードへの移行を開始した後,省エネモードから通常モードへの復旧を完了するまでの時間と,上記記憶部に記憶された移行時間および復旧時間と,から各ユニットが省エネモードの状態に安定している時間を求め,上記求められた省エネモードの安定時間が所定時間以下の場合または省エネモードの安定時間によっては各ユニットの省エネ効果が得られないと判断した場合の少なくともいずれかの場合には,該当ユニットを指定された省エネモードに制御することなく通常モードのまま制御するようにしてもよい。
以上説明したように,本発明にかかる基板処理装置の制御装置およびその制御方法よれば,処理室内のコンディションを整えつつ消費エネルギーを低減することができる。
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお,以下の説明及び添付図面において,同一の構成及び機能を有する構成要素については,同一符号を付することにより,重複説明を省略する。
(第1実施形態)
まず,本発明の第1実施形態にかかる制御装置を用いた基板処理システムについて,図1を参照しながら説明する。なお,本実施形態では,本システムを用いた処理の一例として成膜処理およびエッチング処理を例に挙げて説明する。
(基板処理システム)
まず,基板処理システムの全体構成について,図1を参照しながら説明する。
基板処理システム10は,MES(Manufacturing Execution System)100,EC(Equipment Controller)200,スイッチングハブ650,n個のMC(Module Controller)300a〜300n,DIST(Distribution)ボード750およびPM(Process Module)400a〜400nを有している。
MES100は,PC(Personal Computer)などの情報処理装置から構成されていて,複数のPM400が設置された工場全体の製造工程を管理するとともに,必要な情報を図示しない基幹システムに送受信する。MES100は,LAN(Local Area Network)などのネットワーク600によりEC200と接続されている。
EC200は,スイッチングハブ650を通じて接続された複数のMC300を制御することにより,複数のPM400にて実行されるプロセスを統括的に制御する。具体的には,EC200は,処理対象のウエハWの処理方法を示したレシピに基づいて,任意のタイミングに各MC300に制御信号を送信する。スイッチングハブ650は,EC200から送信された制御信号の送信先をMC300a〜MC300nのいずれかに切り替える。各MC300は,送信された制御信号に基づいてPM内に搬入されたウエハWに所望の処理を施すように制御する。ここでは,EC200がマスタ側の機器として機能し,MC300がスレーブ側の機器として機能する。なお,EC200は,プロセスを実施していないアイドル時においてPM400の状態を通常モードから省エネモードに制御する機能も有するが,これについては後述する。
MC300は,DISTボード750によってGHOST(General High-Speed Optimum Scalable Transceiver)ネットワーク700を介して各PM400に備えられた複数のI/Oポート(400a1〜400a3,400b1〜400b3,・・・,400n1〜400n3)にそれぞれ接続されている。GHOSTネットワーク700は,MC300のMCボードに搭載されたLSI(GHOSTと称される。)により制御されるネットワークである。ここでは,MC300がマスタ側の機器として機能し,I/Oポートがスレーブ側の機器として機能する。MC300は,EC200から送信された制御信号に対応するアクチュエータ駆動信号をいずれかのI/Oポートに送出する。
I/Oポートは,MC300から送信されたアクチュエータ駆動信号を各PM400に設けられた該当ユニットに伝達することにより各ユニットをEC200からの指令に従って駆動するとともに,該当ユニットから出力された信号をMC300に伝達する。
つぎに,EC200およびPM400のハードウエア構成について,図2,3を参照しながらそれぞれ説明する。なお,MES100およびMC300のハードウエア構成については図示していないが,EC200と同様な構成である。
(ECのハードウエア構成)
図2に示したように,EC200は,ROM205,RAM210,CPU215,バス220,内部インタフェース(内部I/F)225および外部インタフェース(外部I/F)230を有している。
ROM205には,EC200にて実行される基本的なプログラムや,異常時に起動するプログラム等が記録されている。RAM210には,各種プログラムやデータが蓄積されている。ROM205およびRAM210は,記憶装置の一例であり,EEPROM,光ディスク,光磁気ディスク,ハードディスクなどの記憶装置であってもよい。
CPU215は,PM400を通常モードまたは省エネモードに制御するとともに成膜処理やエッチング処理を制御する。バス220は,各デバイス間で情報をやりとりする経路である。
内部インタフェース225は,オペレータの操作によりキーボード705やタッチパネル710から必要なパラメータ(データ)を入力するとともに,必要な情報をモニタ715やスピーカ720に出力するようになっている。外部インタフェース230は,MES100やMC300とデータを送受信するようになっている。
(PMのハードウエア構成)
図3に示したように,PM400(基板処理装置に相当)は,ウエハWを搬入出させる搬送システムHとウエハWに対して成膜処理またはエッチング処理を行う処理システムSとを有している。搬送システムHと処理システムSとは,ロードロック室405(LLM(Load Lock Module)405a,405b)を介して連結されている。
搬送システムHは,カセットステージ410と搬送ステージ420を有している。カセットステージ410には,容器載置台410aが設けられていて,容器載置台410aには,3つのカセット容器410b1〜410b3が載置されている。各カセット容器410bは,たとえば,最大で25枚のウエハWを多段に収容することができる。
搬送ステージ420には,その中心にて搬送方向に沿って延びる案内レール420aが設けられている。案内レール420aには,ウエハWを搬送する2本の搬送アーム420b1,420b2が,磁気駆動により案内レール420aをスライド移動するように支持されている。搬送アーム420b1,420b2は,屈伸および旋回可能な多関節状の搬送アーム本体420b11,420b21と搬送アーム本体420b1の先端に取り付けたフォーク420b12,420b22とをそれぞれ有しており,フォーク420b12,420b22上にウエハWを保持するようになっている。
搬送ステージ420の一端には,ウエハWの位置決めを行う位置合わせ機構420cが設けられている。位置合わせ機構420cは,ウエハWを載置した状態で回転台420c1を回転させながら,光学センサ420c2によりウエハWの周縁部の状態を検出することにより,ウエハWの位置を合わせるようになっている。
LLM405a,405bには,その内部にてウエハWを載置する載置台405a1,405b1がそれぞれ設けられているとともに,その両端にて気密に開閉可能なゲートバルブ405a2,405a3,405b2,405b3がそれぞれ設けられている。かかる構成により,搬送システムは,ウエハWを,カセット容器410b1〜410b3とロードロック室405a,405bと位置合わせ機構420cとの間で搬送するようになっている。
一方,処理システムSには,移載室430および4つのプロセスモジュールPM1〜PM4が設けられている。移載室430は,気密に開閉可能なゲートバルブ440a〜440dを介してPM1〜PM4とそれぞれ接合されている。移載室430には,屈伸および旋回可能なアーム430aが設けられている。
PM1〜PM4には,ウエハを載置するサセプタ450a〜450dが設けられている。かかる構成により,処理システムは,アーム430aを用いてウエハWをLLM405から移載室430を経由してPM1〜PM4に搬入し,各サセプタ450に載置された状態で成膜処理した後,再び,移載室430を経由してLLM405へ搬出するようになっている。また,PM1〜PM4には,PM1〜PM4の電源をオン/オフするスイッチがそれぞれ設けられている。
つぎに,LLM405の内部構成および機能について,図4に模式的に示したLLMの縦断面図を参照しながら説明する。
(LLMの内部構成および機能)
図4に示したLLM405aは,移載室430およびPM1〜PM4を大気に開放しないことを目的として気密に構成された略円筒状のチャンバCLを有していて,チャンバCLには,ウエハWを載置するステージ405a1およびウエハWを搬入,搬出するために開閉するゲートバルブ405a2,405a3が備えられている。ステージ405a1には,その内部にてヒータ405a11が埋設されている。ヒータ405a11には,チャンバCLの外部にて交流電源505が接続され,交流電源505から供給される交流電圧によりウエハWを所定の温度に保持するようになっている。
LLM405aの底部には,ドライポンプ510が配設されている。ドライポンプ510には,交流電源505が接続されるとともにとともに,ガスライン515を介してNガス供給源520が接続されている。図示しないインバータにより交流電源505の周波数を適宜変換させてモータ510aを駆動することにより,ドライポンプ510の回転速度(回転数)や回転の停止,再起動が制御される。また,Nガス供給源520は,バルブ522の開閉およびマスフローコントローラ524による流量制御により,適宜,パージガスをドライポンプ510に供給する。これにより,ドライポンプ510は,耐蝕対策を図りながら,LLM405a内を所望の程度まで減圧するようになっている。
(PMの内部構成および機能:成膜処理)
つぎに,成膜処理を実行する場合のPMの内部構成および機能について,図5に模式的に示したPMの縦断面図を参照しながら説明する。
PMは,気密に構成された略円筒状のチャンバCPを備えており,チャンバCPの内部には,前述したようにウエハWを載置するサセプタ450が設けられている。チャンバCP内には,ウエハWを処理する処理室Uが形成されている。サセプタ450は,円筒状の支持部材451により支持されている。サセプタ450には,その外縁部にてウエハWをガイドするとともにプラズマをフォーカシングするガイドリング452が設けられ,その内部にてステージヒータ454が埋め込まれている。
チャンバCPには,排気機構として,APC(自動圧力調整器:Automatic Pressure Control)530,TMP(Turbo Molecular Pump)535およびドライポンプ540が設けられていて,これらの排気機構により,チャンバCP内は所定の真空度まで減圧される。
APC530の内部には,APCのヒータ530aが埋め込まれている。ステージに設けられたヒータ454,APCのヒータ530a,TMP535およびドライポンプ540には,チャンバCPの外部にて交流電源525が接続されている。これらのヒータ454,530aは,交流電源525から出力される交流電圧により,ウエハWおよびAPC540内を所定の温度にそれぞれ保持する。また,図示しないインバータによって交流電源525の周波数を適宜変換させて各モータ535a,540aをそれぞれ駆動させることにより,TMP535およびドライポンプ540は,所望の回転速度(回転数)に制御されるとともに回転の停止や再起動が制御される。
チャンバCPの天井壁部458aには,絶縁部材459を介してシャワーヘッド460が設けられている。このシャワーヘッド460は,上段ブロック体460a,中段ブロック体460bおよび下段ブロック体460cから構成されている。各ブロック体460に形成された2系統のガス通路(ガス通路460a1およびガス通路460a2)は,下段ブロック460cに交互に形成された噴射孔460c1および噴射孔460c2とそれぞれ連通している。
ガス供給機構470は,ガス供給源470a〜470e,複数のバルブ472および複数のマスフローコントローラ474から構成されている。各バルブ472は,その開閉を制御することにより,各ガス供給源からガスを選択的にチャンバCP内に供給する。また,各マスフローコントローラ474は,ガスの流量を制御することによりガスを所望の濃度に調整する。
ガス供給源のうち,Nガス供給源470a,TiClガス供給源470bおよびAr供給源470cは,ガスライン465aによりシャワーヘッド460と接続され,H供給源470dおよびNガス供給源470eは,ガスライン465bによりシャワーヘッド460と接続されている。さらに,Nガス供給源470eは,ガスライン465cによりTMP535,ドライポンプ540と接続されている。Nガス供給源470a,470eは,パージガスをチャンバCP内や各ポンプに供給し,TiClガス供給源470b,Ar供給源470c,H供給源470dは,Ti膜形成のための処理ガスであるTiClガス,プラズマ励起ガスであるArガス,還元ガスであるHガスをチャンバCP内に供給する。また,Nガス供給源470eは,バルブ476,478の開閉を制御することにより,適宜,パージガスをTMP535,ドライポンプ540にそれぞれ供給する。これにより,TMP535,ドライポンプ540は,耐蝕対策を図りながら,CP内を所定の真空度まで減圧するようになっている。
シャワーヘッド460には,整合器490を介して高周波電源545が接続されている。一方,サセプタ450には,シャワーヘッド460の対向電極として電極494が埋設されている。電極494には,整合器496を介して高周波電極550が接続されていて,高周波電源550から電極494に高周波電力が供給されることによりバイアス電圧が生成される。
かかる構成により,高周波電源545からシャワーヘッド460に供給された高周波電力によって,ガス供給機構470からシャワーヘッド460を介してチャンバCPに供給されたガスがプラズマ化され,そのプラズマによりウエハWにTi膜が形成される。
(PMの内部構成および機能:エッチング処理)
つぎに,エッチング処理を実行したウエハWに対してCOR(Chemical Oxide Removal)処理およびPHT(Post Heat Treatment)処理を行う場合のPMの内部構成および機能について,図6,図7に模式的に示したPMの縦断面図を参照しながら説明する。COR処理は,ウエハWをエッチング処理後にエッチングした凹部の内面に付着した自然酸化膜(SiO膜)と処理ガスのガス分子とを化学反応させ,反応生成物を生成させる処理であり,PHT処理は,COR処理後のウエハWを加熱して,COR処理を示す。
図6は,ウエハWに対してPHT処理を施すPM(PHT処理装置)を模式的に示した縦断面図であり,図7は,PM(PHT処理装置)に隣接させて設けられ,ウエハWに対してCOR処理を施すPM(COR処理装置)を模式的に示した縦断面図である。
PHT処理装置は,気密なチャンバCPを備えており,その内部は,サセプタ450に載置されたウエハWを処理する処理室Uとなっている。チャンバCPには,排気ポンプ560(たとえば,ドライポンプ)が設けられていて,交流電源525の周波数を適宜変換させてモータ560aを駆動させることにより,排気ポンプ560の回転速度(回転数)や回転の停止,再起動が制御される。また,PHT処理装置には,ガスライン465によりNガス供給源470aが接続されていて,バルブ472,478の開閉を制御することにより,適宜,パージガスをチャンバCPおよび排気ポンプ560にそれぞれ供給する。これにより,排気ポンプ560は,耐蝕対策を図りながらCP内を所定の真空度にまで減圧するようになっている。
図7のCOR処理装置も同様に,気密なチャンバCPを備えており,その内部は,サセプタ450に載置されたウエハWを処理する処理室Uとなっている。チャンバCPには,排気機構(APC530,TMP535,ドライポンプ540)が設けられていて,交流電源525の交流電圧を用いて所定の周波数でモータ535a,540aを駆動させることにより,各ポンプの回転速度(回転数)や回転の停止,再起動が制御される。これにより,排気ポンプ560は,CP内を所定の真空度にまで減圧するようになっている。
ガス供給源470a,NH3ガス供給源470f,Arガス供給源470cおよびHFガス供給源470gには,ガスライン465d〜465gを介してシャワーヘッド460が接続されていて,バルブ472,MFC474により制御された所望の流量のガスをシャワーヘッド460に設けられた複数の噴射孔460cから選択的にチャンバCP内に供給するとともに,適宜,Nガス供給源470aから供給されたパージガスを図示しないガスラインを介してTMP535,ドライポンプ540にそれぞれ供給する。
サセプタ450の内部には,温度調節器455が設けられている。温度調節器455には,管路570aを経由して冷却供給源570が接続されている。サセプタ450の温度は,冷却供給源570から供給され,管路570aを循環する温調用の液体(たとえば,水)との熱交換により調節され,この結果,ウエハWの温度が所望の温度に保持される。
チャンバCPの側壁およびシャワーヘッド(上部電極)460には,ヒータ580a,580b,580cがそれぞれ設けられている。ヒータ580a〜580cおよびAPC530内のヒータ530aには,交流電源525が接続されていて,交流電源525から供給された交流電圧により,シャワーヘッド460,チャンバCPの側壁およびAPC530は,所望の温度にそれぞれ保持される。
(ECの機能構成)
つぎに,EC200の各機能について,各機能をブロックにて示した図8を参照しながら説明する。EC200は,データベース250,入力部255,ユニット制御部260,ユニット選択部265,管理部270,セットアップ実行部275,基板処理制御部280,省エネ開始タイマ285a,省エネ終了タイマ285b,通信部290および出力部295の各ブロックにより示される機能を有している。
図9に示したように,データベース250(記憶部に相当)には,過去の蓄積データから算出された各ユニットの省エネ移行時間Aおよび省エネ復旧時間Bがユニット毎に記憶されている。具体的には,省エネ移行時間Aおよび省エネ復旧時間Bは,前回のロットの実績時間であってもよいし,前回までのロットの実績時間の平均値であってもよい。また,省エネ移行時間Aおよび省エネ復旧時間Bが各ユニットやプロセス条件によって異なる時間となることを考慮して,今回の省エネ移行時間Aおよび省エネ復旧時間Bは,データベース250に記憶された省エネ移行時間Aおよび省エネ復旧時間Bを利用して算出するようにしてもよい。
省エネ移行時間Aは,各ユニットがウエハWの処理が可能な通常モードからエネルギーの消費を抑えた省エネモードまで移行するために必要な時間である。省エネ復旧時間Bは,各ユニットが省エネモードから通常モードまで復旧するために必要な時間である。
データベース250の温度制御ユニットには,省エネ移行時間Aおよび省エネ復旧時間Bのデータを更新したときに設定された省エネ設定温度Taおよび復旧後に使用するレシピに設定された温度(復旧設定温度Tb)が記憶されている。たとえば,PM400の上部および下部電極および側壁に設けられたヒータ温度は,省エネ設定温度Taが40℃,復旧設定温度Tbが60℃となっている。
入力部255は,たとえば,パラメータ選択画面からオペレータにより選択された省エネ対象のユニットに関する情報や省エネモードのレベルに関する情報を入力する。省エネモードのレベルとしては,節約モード(第1の省エネモード),休眠モード(第2の省エネモード)および冬眠モード(第3の省エネモード)がある。省エネモードは,PM毎に別々に異なるモードを1つずつ指定することができる。
節約モードは,処理室U内の状態に影響を与えない範囲でエネルギーの消費を抑えながら各ユニットを制御するモードである。節約モードに適したユニットとしては,今回のロット終了時から次回のロット処理開始時までの時間が短く,復旧も短時間しかかからないユニットが挙げられる。具体的には,図9に示したユニットのうち,省エネ移行時間Aおよび省エネ復旧時間Bが4,5秒までのユニットが,節約モードに適したユニットである。
休眠モードは,処理室U内の状態に影響を与えてもよい範囲でエネルギーの消費を抑えながら各ユニットを制御するモードである。休眠モードに適したユニットとしては,今回のロット終了時から次回のロット処理開始時までの時間が,たとえば,節約モードより長く,復旧も節約モードより長時間必要なユニットが挙げられる。具体的には,省エネ移行時間Aおよび省エネ復旧時間Bが10分〜20分程度の温度制御ユニット,PMおよびLLMの処理室UへN2パージガスの供給を制御するユニット,ドライポンプの停止および再起動を制御するユニットが,休眠モードに適したユニットである。
温度制御ユニットが休眠モードに適したユニットであるのは,ヒータ温度を設定温度に制御してから処理室U内がその温度に安定するまでにはある程度の時間がかかるため,処理室U内の状態に影響を与えると考えられるからである。また,N2パージガス供給制御ユニットが休眠モードに適したユニットであるのは,処理室UへN2ガスをパージしてから処理室U内の圧力が所望の圧力に調整されるまでにはある程度の時間がかかるため,処理室U内の状態に影響を与えると考えられるからである。同様に,ドライポンプ停止/再起動制御ユニットが休眠モードに適したユニットであるのは,ドライポンプを停止しその後再起動した場合,処理室U内の圧力が所望の圧力に調整されるまでにある程度の時間がかかるため,処理室U内の状態に影響を与えると考えられるからである。
冬眠モードは,システムの稼働を一時停止したり,PMを洗浄するなどのメンテナンスの場合など,次回のロット開始までの時間が長時間の場合に各ユニットを制御するモードである。冬眠モードに適したユニットとしては,今回のロット終了時から次回のロット処理開始時までの時間が,たとえば,数十分から数時間以上と休眠モードより長いユニットであって,具体的には,PMの電源の切断および投入を制御するPM電源ユニットが挙げられる。
ユニット制御部260は,LLMユニット制御部260aおよびPMユニット制御部260bを含んで構成されている。LLMユニット制御部260aは,ドライポンプ制御部260a1,Nパージ制御部260a2およびヒータ温度制御部260a3を有している。PMユニット制御部260bは,ドライポンプ制御部260b1,Nパージ制御部260b2,ヒータ温度制御部260b3,チラー流量制御部260b4およびPM電源制御部260b5を有している。
ここで,ユニットとは,各ユニット制御部260により送信される図1の各I/Oポートを介してMC300から送信されたアクチュエータ駆動信号にしたがって別個独立して動作する単位部分をいう。すなわち,ユニット制御部260は,対象ユニットを所定のタイミングに別個独立に制御する。
図9に示したように,PMおよびLLMのドライポンプ,TMPは,排気系ユニットである。また,Nガス供給源は,ガス供給ユニットである。冷却供給源570は,冷却ユニットである。チャンバCPの側壁およびシャワーヘッド(上部電極)460のヒータ580a,580b,580c,APCのヒータ530a,サセプタのヒータ454は,温度調整ユニットである。PM毎に設けられた電源SW500は,PMの電源ユニットである。
たとえば,ドライポンプ制御部260a1から送信された制御信号に応じたアクチュエータ駆動信号がI/Oポートを介して図4の交流電源505に伝送されると,このアクチュエータ駆動信号にしたがい交流電源505から所望の交流電圧が出力され,これにより,モータ510aの図示しないロータの回転数が制御される。このようにして,ドライポンプ制御部260a1は,ドライポンプ510の回転数,回転停止および再起動を制御するようになっている。
また,Nパージ制御部260a2から送信された制御信号に応じたアクチュエータ駆動信号がI/Oポートを介してバルブ522に伝送されると,このアクチュエータ駆動信号にしたがいバルブ522が開かれ,これにより,Nガス供給源520からドライポンプ510へNパージガスが供給される。このようにして,Nパージ制御部260a2は,ドライポンプ510へ供給するNパージガスを制御するようになっている。
また,ヒータ温度制御部260a3から送信された制御信号に応じたアクチュエータ駆動信号がI/Oポートを介して交流電源505に伝送されると,このアクチュエータ駆動信号にしたがい交流電源505から所望の交流電圧が出力され,これにより,サセプタ405a1に埋設されたヒータ405a11の温度が制御される。このようにして,ヒータ温度制御部260a3は,ヒータ405a11の温度を制御するようになっている。
また,ドライポンプ制御部260b1から送信された制御信号に応じたアクチュエータ駆動信号がI/Oポートを介して図5の交流電源525に伝送されると,このアクチュエータ駆動信号にしたがい交流電源525から所望の交流電圧が出力され,これにより,ドライポンプ540(水素防爆仕様のドライポンプも含む)のモータ540aの図示しないロータの回転数が制御される。これにより,ドライポンプ制御部260b1は,ドライポンプ540の回転数,回転停止および再起動を制御するようになっている。
なお,水素防爆仕様のドライポンプは,可燃物質である水素が漏洩等により爆発する危険性を回避するために設けられていて,水素が処理室U内に供給されているときに駆動する。この水素防爆仕様のドライポンプは,ドライポンプ540と別に設けられていても,同一物であってもよい。
また,Nパージ制御部260b2から送信された制御信号に応じたアクチュエータ駆動信号がI/Oポートを介してバルブ476またはバルブ478の少なくともいずれかに伝送されると,このアクチュエータ駆動信号にしたがいバルブ476,バルブ478が開かれ,これにより,Nガス供給源470eからTMP535またはドライポンプ540へNパージガスが供給される。このようにして,Nパージ制御部260b2は,TMP535またはドライポンプ540へ供給するNパージガスを制御するようになっている。
また,ヒータ温度制御部260b3から送信された制御信号に応じたアクチュエータ駆動信号が,I/Oポートを介して図5または図7の交流電源525に伝送されると,このアクチュエータ駆動信号にしたがい交流電源525から所望の交流電圧が出力され,これにより,図7の側壁およびシャワーヘッド460(上部電極)にそれぞれ設けられたヒータ580a,580b,580c,図5のサセプタ450(下部電極)に設けられたヒータ454,およびAPC530に設けられたヒータ530aの温度がそれぞれ制御される。このようにして,ヒータ温度制御部260b3は,各ヒータの温度を制御するようになっている。
また,チラー流量制御部260b4から送信された制御信号に応じたアクチュエータ駆動信号が,I/Oポートを介して図7の冷却供給源570に伝送されると,このアクチュエータ駆動信号にしたがい冷却供給源570から供給された所定量の媒質が管路570aを循環し,これにより,サセプタ450内部に設けられた温度調節器455の温度および上部電極の温度が制御される。このようにして,チラー流量制御部260b4は,温度調節器455の温度および上部電極の温度を制御するようになっている。
また,PM電源制御部260b5から送信された制御信号に応じたアクチュエータ駆動信号が,I/Oポートを介して図3のPM毎に設けられた電源SW500に伝送されると,このアクチュエータ駆動信号にしたがい電源SW500がオン/オフされ,これにより,各PM(PM1〜4)の主電源が投入/切断される。このようにして,PM電源制御部260b5は,電源SW500を制御するようになっている。
ユニット選択部265は,指定されたユニットを指定された省エネモードに制御するようにユニット制御部260に指示する。たとえば,オペレータの操作に応じて,入力部255が冷却供給源570のチラーの流量を節約モードにて制御する情報を入力した場合,ユニット選択部265は,チラー流量制御部260b4を選択し,省エネモードに制御するようにユニット制御部260に指示する。なお,ユニット選択部265は,オペレータ(ユーザ)の指示に応じていずれかのユニット制御を選択する代わりに,ユニットを自動選択し,選択されたユニットを指定された省エネモードに制御するようにユニット制御部260に指示してもよい。
この場合,たとえば,各ユニットが上記省エネモードの状態に安定する時間の長さに基づいて,各ユニットを節約モード(第1の省エネモード),休眠モード(第2の省エネモード)および冬眠モード(第3の省エネモード)のいずれかに属するように分類し,その分類情報をデータベース250に予め登録しておき,ユニット選択部265は,その分類情報から指定された省エネモードに属するユニットを自動選択するようにしてもよい。
たとえば,節約モードが選択された場合,データベース250に記憶された分類情報に基づき,ユニット制御部260は,排気系ユニットの回転数の制御,ガス供給ユニットから排気系ユニットへ供給するパージガスの供給制御,冷却ユニットから供給される媒質の流量制御,の少なくともいずれかを制御するようにしてもよい。
また,休眠モードが選択された場合,データベース250に記憶された分類情報に基づき,ユニット制御部260は,節約モードが選択された場合に制御可能なユニットの制御に加え,温度調整ユニットの温度制御,ガス供給ユニットから基板処理装置内へ供給するパージガスの供給制御,排気系ユニットの回転停止および再起動制御,の少なくともいずれかを制御するようにしてもよい。
さらに,冬眠モードが選択された場合,データベース250に記憶された分類情報に基づき,ユニット制御部260は,該当PMの電源ユニットの切断および投入を制御してもよい。
省エネ開始タイマ285aは,省エネ処理開始時(現時点)から省エネモードへの移行を開始するまでの時間(省エネモード移行時間Ts)をカウントする。よって,省エネモード移行時間Tsに「0」が設定されている場合には,即時,省エネモードへ移行することとなる。
省エネ終了タイマ285bは,省エネモードへ移行してから省エネモードからの復旧を開始するまでの時間(省エネモード復旧時間Te),すなわち,省エネを実施している時間をカウントする。
管理部270は,データベース250に記憶された省エネ移行時間Aおよび省エネ復旧時間Bに基づき,省エネ開始タイマ285aを用いて,ユニット選択部265により選択されたユニット制御部260が通常モードから省エネモードへの移行を開始する時刻を管理するとともに,省エネ終了タイマ285bを用いて省エネモードから通常モードへの復旧を開始する時刻を管理する。
セットアップ実行部275は,通常モードから省エネモードへの移行を開始する前および省エネモードから通常モードへの復旧を完了した後に,PM内の動作検証などのセットアップ処理を自動的に行う。このセットアップの処理中には,省エネモードに移行するため準備処理も含まれる。基板処理制御部280は,プロセスレシピにしたがって,PM内に搬入されたウエハWに成膜処理やエッチング処理を施すための制御を行う。
通信部290は,ユニット制御部260から指令を受けると,これに応じて選択されたユニットを省エネモードに移行するための制御信号をMC300に送信し,さらに省エネモードから復旧するための制御信号をMC300に送信する。これにより,PMおよびLLMは,管理部270により管理された所定時間,消費エネルギーを抑えた省エネ状態となる。
また,通信部290は,セットアップ実行部275から指令を受けると,これに応じてPM内のセットアップを実行するための制御信号をMC300に送信する。これにより,たとえば,PM,LLM内を手作業にてクリーニングした後や,PM,LLM内のコンディションに影響を与えてもよい範囲で各ユニットを省エネモードに制御した後であっても,一連の処理がプログラム化されたレシピにしたがってPM内の各ユニットの動作検証やダミーウエハによるプロセス検証が自動化され,この結果,PM内のコンディションが自動的に整えられる。
さらに,通信部290は,基板処理制御部280から指令を受けると,これに応じてPM400を制御するための制御信号をMC300に送信する。これにより,PM400内において,ウエハWが,プロセスレシピにしたがい基板処理される。出力部295は,各処理中に不具合が生じたとき,その不具合をモニタ715に表示するなどしてオペレータに警告したり,必要な情報を出力する。
なお,以上に説明したEC200の各機能は,実際には,CPU215がこれらの機能を実現する処理手順を記述したプログラムを実行することにより,または,各機能を実現するための図示しないIC等を制御することにより達成される。たとえば,本実施形態では,ユニット選択部265,管理部270,セットアップ実行部275,基板処理制御部280の各機能は,CPU215がこれらの機能を実現する処理手順を記述したプログラムやレシピを実行することにより達成される。
(ECの動作)
つぎに,EC200の動作について,図10〜図12を参照しながら説明する。図10は,EC200が実行する省エネ処理(メインルーチン)を示したフローチャートである。図11は,図10のメインルーチンにて呼び出される省エネモード移行処理(節約モード移行処理,休眠モード移行処理,冬眠モード移行処理)を示したフローチャートである。図12は,図10のメインルーチンにて呼び出される省エネモード復旧処理(節約モード復旧処理,休眠モード復旧処理,冬眠モード復旧処理)を示したフローチャートである。
なお,省エネ処理を開始する前に,省エネ処理開始時(現時点)から省エネモードへ移行するまでの時間Tsおよび省エネモードから通常モードへ復旧を開始するまでの時間(省エネモード復旧時間Te)が予め設定されている。また,省エネモードは,節約モードが「1」,休眠モードが「2」,冬眠モードが「3」として指定される。
(省エネ処理)
オペレータが省エネスタートボタンを「ON」すると(または,ロット処理終了後,自動的に),図10のステップ1000から省エネ処理が開始され,ステップ1005に進んで,管理部270は,省エネ開始タイマ285aに「0」を設定する。
つぎに,ステップ1010に進んで,管理部270は,指定された省エネモードが「1」〜「3」のいずれかであるかを判定し,省エネモードが「1」の場合にはステップ1015の節約モード移行処理に進み,省エネモードが「2」の場合にはステップ1020の休眠モード移行処理に進み,省エネモードが「3」の場合にはステップ1025の冬眠モード移行処理に進む。
(省エネ移行処理)
各移行処理は,図11のステップ1100から処理が開始され,ステップ1105に進むと,管理部270は,オートセットアップ処理を実行するか否かを判定する。オートセットアップ処理の実行が指定されている場合,セットアップ実行部275は,ステップ1110に進み,一連のセットアップ用レシピにしたがって,オートセットアップ処理を実行した後,ステップ1115に進む。一方,オートセットアップ処理の実行が指定されていない場合,管理部270は,直ちにステップ1115に進む。
管理部270は,ステップ1115にて,省エネ開始タイマ285aが省エネモード移行時間Ts以上であるか否かを判定し,省エネモード移行時間Tsを経過したら(図13参照),ステップ1120に進んで省エネ終了タイマ285bに「0」を設定し,ステップ1125に進む。
ステップ1125にて,ユニット選択部265は,オペレータまたは自動により選択されたユニット制御部260を選択し,選択されたユニット制御部260は,指定されたユニットを指定された省エネモードに制御し,ステップ1195にて本処理を終了する。
省エネ移行処理が終了すると,図10のステップ1030に進んで,管理部270は,省エネモードに移行したか否かを確認する。この時点では,省エネモードに移行しているので,「YES」と判定して,省エネモードが「1」の場合にはステップ1035の節約モード復旧処理に進み,省エネモードが「2」の場合にはステップ1040の休眠モード復旧処理に進み,省エネモードが「3」の場合にはステップ1045の冬眠モード復旧処理に進む。
(省エネ復旧処理)
各復旧処理は,図12のステップ1200から処理が開始され,ステップ1205に進むと,管理部270は,省エネ終了タイマ285bが省エネモード復旧時間Te以上であるか否かを判定し,省エネモード復旧時間Teを経過したら,ステップ1210に進む。ユニット選択部265は,ステップ1210にて,指定されたユニットを指定された省エネモードから復旧するように制御し,ステップ1215に進む。
管理部270は,ステップ1215にて,オートセットアップ処理を実行するか否かを判定する。オートセットアップ処理の実行が指定されている場合,セットアップ実行部275は,ステップ1220に進み,一連のレシピにしたがってオートセットアップ処理を実行した後,ステップ1295に進んで省エネ復旧処理を終了する。一方,オートセットアップ処理の実行が指定されていない場合,直ちにステップ1295に進んで省エネ復旧処理を終了し,これにより,図10のステップ1095にて省エネ処理が終了する。
本実施形態にかかる省エネ処理によれば,図13に示したように,たとえば,省エネモード移行時間Tsが30分,省エネモード復旧時間Teが2時間の場合,省エネ処理開始時から30分間は,PM内はアイドル状態が維持され,その後,自動的に省エネモードへの移行を開始し,各ユニットの省エネモード移行時間A終了後,PM内は所定時間Cの間省エネ中となり,省エネモード移行開始時から2時間後に自動的に省エネモードからの復旧を開始し,各ユニットの省エネモード復旧時間B終了後,PM内はアイドル状態に戻る。
これによれば,省エネモードから通常モードまで復旧するのにある程度の時間を要する場合であっても,省エネモードから通常モード(アイドル状態)へ復旧する際,処理室U内のコンディションを精密に調整することができる。
特に,高周波電力を用いてガスを電離および解離させることによりプラズマを発生させ,そのプラズマによりウエハWを処理する真空系のPMでは,プラズマ中の電子,イオン,ラジカルの挙動を精度よく制御することによりウエハWに所望の処理を施すことができる。このプラズマ中の電子,イオン,ラジカルの挙動を精度よく制御するためには,省エネモードから通常モードへ復旧させる際,復旧時の処理室内のコンディションおよび復旧までの時間の管理が非常に大切である。
この点を考慮して,本実施形態では,省エネを図りながら処理室内のコンディションをタイミングよく整えるための過去の蓄積データをデータベース250に予め記憶しておき,さらに,各種タイマを用いて精密な時間管理を行う。これにより,従来,PMのアイドル時に無駄に消費されていたエネルギーを低減しつつ,ウエハ処理時の処理室U内のコンディションをプロセス条件に合わせて精密に調整することができる。
(第2実施形態)
つぎに,第2実施形態にかかる基板処理システム10について説明する。第2実施形態にかかる基板処理システム10では,省エネモードへ移行してから省エネモードからの復旧が「終了」するまでの時間を管理する点において,省エネモードへ移行してから省エネモードからの復旧を「開始」するまでの時間を管理する第1実施形態にかかる基板処理システム10と動作上相異する。よって,この相違点を中心に本実施形態にかかる基板処理システム10のEC200の動作について,図14を参照しながら説明する。
(ECの動作)
図14は,図10の省エネ処理(メインルーチン)のステップ1035,1040,1045にて呼び出される本実施形態の省エネモード復旧処理(節約モード復旧処理,休眠モード復旧処理,冬眠モード復旧処理)を示したフローチャートである。
なお,省エネ処理を開始する前に,省エネモード移行時間Tsおよび省エネモードへ移行してから省エネモードからの復旧が完了するまでの時間Thが予め設定されている。
(省エネ処理)
オペレータが省エネスタートボタンを「ON」すると(または,ロット処理終了後,自動的に),図10のステップ1000から省エネ処理が開始され,ステップ1005,1010に続くステップ1015,1020,1025にて図11の省エネ移行処理が実行され,ステップ1030にて「YES」と判定して,ステップ1035,1040,1045にて省エネ復旧処理が実行される。
(省エネ復旧処理)
各復旧処理は,図14のステップ1400から処理が開始され,ステップ1405に進んで,管理部270は,データベース250に記憶された省エネ復旧時間Bのうち,ユニット選択部265により選択された各ユニットの省エネ復旧時間Bの最大値をThmaxに設定して(図15参照),ステップ1410に進む。
つぎに,管理部270は,ステップ1410にて省エネ終了タイマ285bが,Th−Thmax以上であるか否かを判定する。管理部270は,省エネ終了タイマ285bが,Th−Thmax以上になったと判定したら,ステップ1210に進んで,ユニット選択部265により選択された各ユニットのユニット制御部260は,各ユニットを指定された省エネモードから復旧するように制御し,ステップ1215に進む。
このとき,各ユニット制御部260は,アイドル状態への復旧のタイミングを,各ユニットができるだけ省エネ状態を長く保つことができるように制御する。たとえば,ユニット選択部265により選択されたユニットが,図8のドライポンプ制御部260b1,Nパージ制御部260b2,チラー流量制御部260b4の場合,図9に示したように,ドライポンプ制御部260b1によるドライポンプの再起動制御,Nパージ制御部260b2による希釈Nパージガスの再起動制御,チラー流量制御部260b4による冷却供給源のチラー流量制御の省エネ復旧時間Bは,10秒,1〜2秒,4〜5秒である。よって,ステップ1405にてThmaxには「10(秒)」が設定される。そして,図15に示したように,ユニットa(すなわち,ドライポンプ制御部260b1によるドライポンプの再起動制御)は,省エネモードからの復旧終了10秒前に復旧動作を開始する。その後,ユニットb(すなわち,チラー流量制御部260b4による冷却供給源のチラー流量制御)は,省エネモードからの復旧終了5秒前に復旧動作を開始し,ユニットc(すなわち,Nパージ制御部260b2による希釈Nパージガスの再起動制御)は,省エネモードからの復旧終了2秒前に復旧動作を開始する。
なお,このような復旧処理を始めて実行する場合には,データベース250に実績値が記憶されていないので,ユニット制御部260は,予め指定されたタイミングに復旧を開始する。
ついで,ステップ1215に進んで,管理部270は,オートセットアップ処理を実行するか否かを判定し,ステップ1220にてオートセットアップ処理を実行した後(または,ステップ1220のオートセットアップ処理を実行せずに),ステップ1495に進んで省エネ復旧処理を終了し,これにより,図10のステップ1095にて省エネ処理が終了する。
本実施形態にかかる省エネ処理によれば,実際の省エネモード処理中の時間のみならず,省エネモードからの復旧時間を考慮して,選択された各ユニットができるだけ長く省エネ状態を維持するようにそれぞれ制御される。これにより,処理室U内のコンディションを精密に調整しながら,各ユニットの消費エネルギーを最も効率よく低減することができる。
(第3実施形態)
つぎに,第3実施形態にかかる基板処理システム10について説明する。第3実施形態にかかる基板処理システム10では,所定の条件を満たす場合,選択された各ユニットに対して省エネ処理を実行しない点において,選択された各ユニットに対して必ず省エネ処理を実行する第2実施形態にかかる基板処理システム10と動作上相異する。よって,この相違点を中心に本実施形態にかかる基板処理システム10のEC200の動作について,図16を参照しながら説明する。
(ECの動作)
図16は,図10の省エネ処理(メインルーチン)にて呼び出される省エネモード移行処理(節約モード移行処理,休眠モード移行処理,冬眠モード移行処理)を示したフローチャートである。
なお,第2実施形態と同様に,省エネ処理を開始する前に,省エネモード移行時間Tsおよび省エネモード復旧完了時間Thが予め設定されている。
(省エネ処理)
オペレータが省エネスタートボタンを「ON」すると(または,ロット処理終了後,自動的に),図10のステップ1000から省エネ処理が開始され,ステップ1005,1010に続くステップ1015,1020,1025にて図16の省エネ移行処理が実行される。
(省エネ移行処理)
各移行処理は,図16のステップ1600から処理が開始され,ステップ1105,1110にてオートセットアップ処理が実行され,ステップ1405にて,管理部270は,データベース250に記憶された省エネ復旧時間Bのうち,ユニット選択部265により選択された各ユニットの省エネ復旧時間Bの最大値をThmaxに設定してステップ1605に進む。
つぎに,管理部270は,データベース250に記憶された省エネ移行時間Aのうち,ユニット選択部265により選択された各ユニットの省エネ移行時間Aの最大値をTimaxに設定して,ステップ1610に進む。ここで,省エネモード復旧完了時間Thから省エネ復旧時間Bの最大値Thmaxと省エネ移行時間Aの最大値Timaxとを減算した値が「0」以下であれば,図15に示した省エネ安定時間Cが存在しない(図15参照)。そこで,この場合,管理部270は,省エネモードに移行しても省エネ効果を充分に得ることはできないと判断して,ステップ1610にて「NO」と判定して,省エネ移行処理を実行することなく直ちにステップ1695に進んで,図10のステップ1030に戻る。さらに,この場合には,省エネモードに移行していないので,ステップ1030にて「NO」と判定し,省エネ移行処理を実行することなく直ちにステップ1695に進んで省エネ処理が終了される。
一方,省エネモード復旧完了時間Thから省エネ復旧時間Bの最大値Thmaxと省エネ移行時間Aの最大値Timaxとを減算した値が「0」より大きければ,図15に示した省エネ安定時間Cが存在する。そこで,この場合,管理部270は,ステップ1610にて「YES」と判定してステップ1615に進み,ユニット制御部260は,選択された各ユニットを省エネの効果があるか否かを判定する。
省エネの効果があるか否かの判定には,図示していないが,予め,データベース250やRAM210などの記憶領域に登録された各ユニットの再起動時の電力消費量が用いられる。すなわち,ユニット制御部260は,各ユニットの再起動時の電力消費量と算出された省エネ安定時間Cとの関係から,選択された各ユニットについて省エネモードに移行すべきか否かをそれぞれ判定する。これは,起動時に各ユニットが消費する消費電力(消費エネルギー)と,各ユニットを省エネ安定時間Cだけ省エネ安定状態にすることにより節約できる消費エネルギーと,を比較することにより,消費するエネルギーより節約するエネルギーが大きい場合のみ,省エネモードへ移行しようとするものである。
このようにして,ユニット制御部260が省エネの効果があると判定した場合,ユニット制御部260は,ステップ1115に進み,省エネ開始タイマ285aが省エネモード移行時間Ts以上になったとき,ステップ1120に続くステップ1125にて,ユニット制御部260は,選択された各ユニットを指定された省エネモードに制御し,ステップ1695にて本処理を終了し,図10のステップ1030に戻る。
一方,ユニット制御部260が省エネの効果がないと判定した場合,ユニット制御部260は,ステップ1615にて「NO」と判定して直ちにステップ1695に進んで省エネ移行処理を終了し,図10のステップ1030に戻る。
管理部270は,省エネモードに移行した場合のみ,ステップ1030にて「YES」と判定し,ステップ1035〜1045のいずれかにて省エネ復旧処理を実行してステップ1095に進み,一方,省エネモードに移行していない場合,直ちにステップ1095に進み省エネ処理が終了される。
本実施形態にかかる省エネ処理によれば,各ユニットの再起動時の電力消費量と算出された省エネ安定時間Cとの関係から,選択された各ユニットについて省エネモードに移行すべきか否かがそれぞれ判定される。この結果,省エネの効果があるユニットは,指定された省エネモードに移行するように制御され,省エネの効果がないユニットは,通常モードのまま制御される。これにより,省エネの効果があるユニットのみを適切に制御することにより,より効果的に消費エネルギーを低減することができるとともに,省エネの効果がないユニットを通常モードのまま制御することにより,PM400内のコンディションをむやみに変動させないようにすることができる。PM400内のコンディションをむやみに変動させないことは,省エネモードに移行したユニットの復旧時間を短縮するという相乗効果もあり,これにより,なお一掃消費エネルギーを低減することができる。
なお,省エネの効果があるか否かの判定には,各ユニットの再起動時の電力消費量と算出された省エネ安定時間Cとの関係が用いられた。しかし,図9の上部/下部電極および側壁のヒータ温度制御,APCのヒータ温度制御,サセプタのヒータ温度制御では,省エネ移行時間Aおよび省エネ復旧時間Bに基づき算出される省エネ安定時間Cの他,データ更新時(省エネ移行時間Aおよび省エネ復旧時間Bの更新時)の省エネ設定温度Taおよびデータ更新時の復旧後のプロセスレシピに設定された設定温度Tbも考慮する必要がある。たとえば,上部/下部電極および側壁のヒータ温度制御に対しては,データ更新時の省エネ設定温度Taおよびデータ更新時の復旧設定温度Tbの差が20℃であるから,復旧後の処理室U内の温度を所定の設定温度(ここでは,60℃)に安定するために,通常の復旧時間Bに比べて,復旧により時間がかかることが想定される。そこで,ユニット制御部260は,温度に関する制御を行うユニットに関しては,各ユニットの再起動時の電力消費量,算出された省エネ安定時間Cに加え,上記設定温度の差を考慮して省エネの効果があるか否かを判定するようにしてもよい。
また,ステップ1610では,省エネモードの安定時間が「0」以下の場合,選択されたユニットを指定された省エネモードに制御することなく移行処理を終了したが,これに限られず,省エネモードの安定時間が予め定められた所定時間以下であればよい。
また,上記各実施形態の移行処理では,オートセットアップ処理実行後,省エネ開始タイマ285aが省エネモード移行時間Ts以上であるか否かを判定し,省エネモード移行時間Tsを経過したら,省エネモード移行処理を実行していた(図11,図16参照)。しかし,各実施形態の移行処理は,これに限られず,省エネ開始タイマ285aが省エネモード移行時間Ts以上であるか否かを判定し,省エネモード移行時間Tsを経過したら,オートセットアップ処理を実行し,その後,省エネモード移行処理を実行してもよい。
また,オートセットアップ処理では,オペレータの選択によりその内容を変更することができる。よって,省エネ移行処理および省エネ復旧処理をそれぞれ別内容に設定することも可能である。このため,セットアップ実行部275は,オートセットアップ処理の経過時間をカウントしておき,省エネ復旧時間を調整するためにこの経過時間を使用するようにしてもよい。
上記実施形態において,各部の動作はお互いに関連しており,互いの関連を考慮しながら,一連の動作として置き換えることができる。そして,このように置き換えることにより,基板処理装置(PM)を制御する制御装置の実施形態を,基板処理装置を制御する制御方法の実施形態とすることができる。
また,上記各部の動作を,各部の処理と置き換えることにより,プログラムの実施形態とすることができる。また,プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶させることにより,プログラムの実施形態をプログラムに記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施形態とすることができる。
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
たとえば,本発明にかかる基板処理装置の種類は問わず,容量結合型プラズマ処理装置であっても,誘導結合型プラズマ処理装置であっても,マイクロ波プラズマ処理装置であってもよい。また,本発明にかかる基板処理装置は,大型のガラス基板を処理する装置であっても,通常のウエハサイズの基板を処理する装置であってもよい。
また,本発明にかかる基板処理装置では,成膜処理またはエッチング処理に限られず,熱拡散処理,アッシング処理,スパッタリング処理等のあらゆる基板処理を行うことができる。
また,本発明に係る制御装置の機能は,EC200またはMC300の少なくともいずれかにより達成されることができる。
本発明の各実施形態にかかる基板処理システムを示す図である。 各実施形態にかかるECのハードウエア構成図である。 各実施形態にかかるPMのハードウエア構成図である。 各実施形態にかかるLLMの縦断面図である。 各実施形態にかかるPM(成膜装置)の縦断面図である。 各実施形態にかかるPM(PHT処理装置)の縦断面図である。 各実施形態にかかるPM(COR処理装置)の縦断面図である。 各実施形態にかかるECの機能構成図である。 データベースに記憶されたデータを例示した図である。 各実施形態にて実行される省エネ処理ルーチンを示したフローチャートである。 第1,第2実施形態にて実行される省エネ移行処理ルーチンを示したフローチャートである。 第1,第3実施形態にて実行される省エネ復旧処理ルーチンを示したフローチャートである。 第1実施形態における省エネ状態の一例を説明するための図である。 第2実施形態にて実行される省エネ復旧処理ルーチンを示したフローチャートである。 第2,第3実施形態における省エネ状態の一例を説明するための図である。 第3実施形態にて実行される省エネ移行処理ルーチンを示したフローチャートである。
符号の説明
100 MES
200 EC
250 データベース
260 ユニット制御部
260a LLMユニット制御部
260a1 ドライポンプ制御部
260a2 Nパージ制御部
260a3 ヒータ温度制御部
260b PMユニット制御部
260b1 ドライポンプ制御部
260b2 Nパージ制御部
260b3 ヒータ温度制御部
260b4 チラー流量制御部
260b5 PM電源制御部
265 ユニット選択部
270 管理部
275 セットアップ実行部
280 基板処理制御部
285a 省エネ開始タイマ
285b 省エネ終了タイマ
290 通信部

Claims (15)

  1. 被処理基板を処理する処理室と前記処理室内の状態を整えるために設けられた複数のユニットとを備えた基板処理装置を制御する制御装置であって,
    各ユニットの状態が,エネルギーの消費を抑えた省エネモードから被処理基板の処理が可能な通常モードまで復旧するために必要な時間を復旧時間として前記ユニット毎に記憶する記憶部と,
    前記記憶部に記憶された各ユニットの復旧時間に基づき,省エネモードから通常モードまで復旧するために要する時間を見込んで省エネモードにあるユニットの復旧を開始する時刻をユニット毎に求める管理部と,
    前記管理部により求められたユニット毎の復旧開始時刻に応じて省エネモードにあるユニットを通常モードまで復旧させるように各ユニットを独立してそれぞれ制御するユニット制御部と,を備える基板処理装置の制御装置。
  2. 前記ユニット制御部は,
    前記管理部により求められた復旧開始時刻に応じて各ユニットを制御する代わりに,指定された復旧終了時間までに前記省エネモードからの復旧を完了するように各ユニットをそれぞれ制御する請求項1に記載された基板処理装置の制御装置。
  3. 前記ユニット制御部は,
    前記処理室内の状態に影響を与えない範囲でエネルギーの消費を抑えながら各ユニットを制御する第1の省エネモード,前記処理室内の状態に影響を与える範囲でエネルギーの消費を抑えながら各ユニットを制御する第2の省エネモードおよび全ユニットを停止する第3の省エネモードのうち,ユーザの選択または自動選択により指定されたいずれかの省エネモードになるように各ユニットをそれぞれ制御する請求項1または請求項2のいずれかに記載された基板処理装置の制御装置。
  4. 前記ユニット制御部は,
    各ユニットが前記省エネモードの状態に安定する時間の長さに基づいて,第1,第2および第3の省エネモードのうち,いずれかの省エネモードを自動選択する請求項3に記載された基板処理装置の制御装置。
  5. 前記記憶部は,
    前記各ユニットの状態が,通常モードから省エネモードまで移行するために必要な時間を移行時間として前記ユニット毎に記憶し,
    前記管理部は,
    通常モードから省エネモードへの移行を開始した後,省エネモードから通常モードへの復旧を完了するまでの時間と,前記記憶部に記憶された移行時間および復旧時間と,から各ユニットが省エネモードの状態に安定している時間を求め,
    前記ユニット制御部は,
    前記管理部により求められた省エネモードの安定時間が所定時間以下の場合または前記省エネモードの安定時間によっては各ユニットの省エネ効果が得られないと判断した場合の少なくともいずれかの場合には,該当ユニットを指定された省エネモードに制御することなく通常モードのまま制御する請求項3または請求項4のいずれかに記載された基板処理装置の制御装置。
  6. さらに,通常モードから省エネモードへの移行開始前および省エネモードから通常モードへの復旧完了後に,前記基板処理装置を自動的にセットアップするセットアップ実行部を備える請求項5に記載された基板処理装置の制御装置。
  7. 前記ユニット制御部は,
    前記第1の省エネモードが選択された場合,排気系ユニットの回転数の制御,ガス供給ユニットから排気系ユニットへ供給するパージガスの供給制御,冷却ユニットから供給される媒質の流量制御,の少なくともいずれかを制御する請求項3〜請求項6のいずれかに記載された基板処理装置の制御装置。
  8. 前記ユニット制御部は,
    前記第2の省エネモードが選択された場合,前記第1の省エネモードが選択された場合に制御可能な前記ユニットの制御に加え,温度調整ユニットの温度制御,ガス供給ユニットから基板処理装置内へ供給するパージガスの供給制御,排気系ユニットの回転停止および再起動制御,の少なくともいずれかを制御する請求項7に記載された基板処理装置の制御装置。
  9. 前記ユニット制御部は,
    前記第3の省エネモードが選択された場合,基板処理装置の電源ユニットの切断および投入を制御する請求項3〜請求項8のいずれかに記載された基板処理装置の制御装置。
  10. 前記制御装置は,
    複数の基板処理装置を制御し,
    前記ユニット制御部は,
    基板処理装置毎に設けられた複数のユニットを,ユーザの選択または自動選択により基板処理装置単位でそれぞれ指定された省エネモードになるように,基板処理装置毎にそれぞれ制御する請求項3〜請求項9のいずれかに記載された基板処理装置の制御装置。
  11. 前記基板処理装置は,
    前記処理室に連設される気密室の状態を整えるために設けられた複数のユニットを備え,
    前記制御装置のユニット制御部は,
    前記処理室に設けられた複数のユニットとともに前記気密室に設けられた複数のユニットを制御する請求項1〜10のいずれかに記載された基板処理装置の制御装置。
  12. 前記基板処理装置は,
    真空系の基板処理装置である請求項1〜11のいずれかに記載された基板処理装置の制御装置。
  13. 被処理基板を処理する処理室と前記処理室内の状態を整えるために設けられた複数のユニットとを備えた基板処理装置を制御する制御方法であって,
    各ユニットの状態が,エネルギーの消費を抑えた省エネモードから被処理基板の処理が可能な通常モードまで移行するために必要な時間を復旧時間として前記ユニット毎に記憶部に記憶し,
    前記記憶部に記憶された各ユニットの復旧時間に基づき,省エネモードから通常モードまで復旧するために要する時間を見込んで省エネモードにあるユニットの復旧を開始する時刻をユニット毎に求め,
    前記求められたユニット毎の復旧開始時刻に応じて省エネモードにあるユニットを通常モードまで復旧させるように各ユニットを独立してそれぞれ制御する基板処理装置の制御方法。
  14. 前記求められた復旧開始時刻に応じて各ユニットの制御をそれぞれ開始する代わりに,指定された復旧終了時間までに前記省エネモードからの復旧を完了するように各ユニットをそれぞれ制御する請求項13に記載された基板処理装置の制御方法。
  15. 前記各ユニットの状態が,通常モードから省エネモードまで移行するために必要な時間を移行時間として前記ユニット毎に前記記憶部に記憶し,
    通常モードから省エネモードへの移行を開始した後,省エネモードから通常モードへの復旧を完了するまでの時間と,前記記憶部に記憶された移行時間および復旧時間と,から各ユニットが省エネモードの状態に安定している時間を求め,
    前記求められた省エネモードの安定時間が所定時間以下の場合または省エネモードの安定時間によっては各ユニットの省エネ効果が得られないと判断した場合の少なくともいずれかの場合には,該当ユニットを指定された省エネモードに制御することなく通常モードのまま制御する請求項13または請求項14のいずれかに記載された基板処理装置の制御方法。
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