JP2008193115A - 固体デバイス製造装置および固体デバイスの製造方法 - Google Patents

固体デバイス製造装置および固体デバイスの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 固体デバイスの製造効率を高めることができるようにする。
【解決手段】処理すべき基板を取り出すカセット室を指定する取出カセット室指定手段と、処理すべき基板の取出スロット番号や処理の終了した基板の回収スロット番号を指定するスロット番号指定手段と、基版毎に複数のプロセス室に搬送順序を指定する搬送順序指定手段と、指定搬送順序に従って基板を複数のプロセス室に搬送する基板搬送手段と、基板毎の複数のプロセス室で実行するプロセスを指定するプロセス指定手段と、指定されたプロセスを複数のプロセス室で実行するプロセス実行手段と、処理の終了した基板を回収するカセット室を指定する回収カセット室指定手段と、表示部と、取出カセット室指定手段とスロット番号指定手段と搬送順序指定手段とプロセス指定手段と回収カセット室指定手段とを有する運転レシピ作成画面を表示部の画面上に表示する制御部とを備える。
【選択図】 図1

Description

本発明は、複数のプロセス室を有し、この複数のプロセス室を使って異なる複数のプロセスを実行することにより、固体デバイスを製造する固体デバイス製造装置に関する。
一般に、枚葉式の半導体デバイス製造装置では、1台で異なる複数のプロセス(例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)、ドライエッチング、スパッタリング、熱処理等
)を実行するマルチプロセス方式の装置が提案されている。
このマルチプロセス方式の半導体デバイス製造装置は、通常、複数のプロセス室を有し、各プロセス室で異なるプロセスを実行することにより、1台で異なる複数のプロセスを実行するようになっている。
従来のマルチプロセス方式の半導体デバイス製造装置では、あるプロセス室でのプロセスが終了すると、作業者の操作によって処理の終了したウェーハを次のプロセス室に搬送し、この搬送が終了すると、作業者の操作によって搬送先でのプロセスを開始するようになっていた。
しかしながら、このような構成では、複数のプロセス室があるにもかかわらず、これら複数のプロセス室で異なる複数のプロセスを同時に実行することができないため、半導体デバイスの製造効率が悪いという問題があった。
そこで、本発明は、固体デバイスの製造効率を高めることができるマルチプロセス方式の固体デバイス製造装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明の固体デバイス製造装置は、各基板ごとに複数のプロセス室に対する搬送順序を指定することができるようにするとともに、複数のプロセス室で実行するプロセスを指定することができるようにしたものである。
すなわち、固体デバイス製造装置は、複数のプロセス室を有し、この複数のプロセス室を使って異なる複数のプロセスを実行することにより、固体デバイスを製造する装置において、各基板ごとに複数のプロセス室に対する搬送順序を指定するための搬送順序指定手段と、この搬送順序指定手段によって指定された搬送順序に従って基板を複数のプロセス室に順次に搬送する基板搬送手段と、各基板ごとに複数のプロセス室で実行するプロセスを指定するためのプロセス指定手段と、このプロセス指定手段によって指定されたプロセスを前記複数のプロセス室で実行するプロセス実行手段とを備えたことを特徴とする。
上記構成においては、予め、作業者によって、搬送順序指定手段を使って、複数のプロセス室に対する基板の搬送順序が各基板ごとに指定されるとともに、プロセス指定手段を使って、複数のプロセス室で実行するプロセスが各基板ごとに指定される。そして、固体デバイスの製造時は、これら指定手段を使って指定された搬送順序やプロセスに従って基板に所定の処理が施される。これにより、複数のプロセス室で異なる複数のプロセスを同時に実行することができるので、固体デバイスの製造効率を高めることができる。
以上詳述したように請求項1記載の固体デバイス製造装置によれば、各基板ごとに、これを複数のプロセス室に搬送する順序を指定することができるようにするとともに、各基板ごとに、複数のプロセス室で実行するプロセスを指定することができるようにしたので、複数のプロセス室に複数の基板を搬送し、異なる複数のプロセスを同時に実行することができる。これにより、固体デバイスの製造効率を高めることができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1、図2は、本発明の一実施の形態の構成を示す図である。なお、以下の説明では、本発明を、ウェーハ搬送室用のチャンバの周囲に複数のプロセス室用のチャンバの配置したマルチチャンバ方式の半導体デバイス製造装置に適用した場合を代表として説明する。また、以下の説明では、本発明を、各プロセス室用チャンバで一度に処理するウェーハの枚数が1枚である枚葉式の半導体デバイス製造装置に適用した場合を代表として説明する。
図3は、上述した半導体デバイス製造装置の一例の内部構成を示す平面図である。
図示の半導体デバイス製造装置は、ウェーハ搬送室Rを形成するための六角形のチャンバ11を有する。このウェーハ搬送室用チャンバ11の内部には、ウェーハWを搬送するためのウェーハ搬送用ロボット12が収容されている。また、このウェーハ搬送室用チャンバ11の周囲には、六角形の各辺ごとに、6つのチャンバ13,14,15,16,17,18が配設されている。
ここで、隣接する2つのチャンバ13,14は、カセット室CM(1),CM(2)を形成するためのチャンバである。また、残りの4つのチャンバ15,16,17,18は、プロセス室PM(1),PM(2),PM(3),PM(4)を形成するためのチャンバである。これらのチャンバ13,14,15,16,17,18は、ゲートバルブ19,20,21,22,23,24を介してウェーハ搬送室用チャンバ11に接続されている。
なお、各プロセス室PM(m)(m=1,2,3,4)では、プロセスとして、CVD、ドライエッチング、スパッタリング、熱処理等の他、冷却処理も行われる。
図4は、図3に示す半導体デバイス製造装置の正面の外観構成を示す図である。図示のごとく、図3に示す半導体デバイス製造装置は、筐体31の正面には、2つのカセット搬入搬出口32,33が設けられている。このカセット搬入搬出口32,33は、それぞれ図3に示すカセット室用チャンバ13,14の内部に通じている。また、この筐体31の正面には、作業者が装置を操作するための操作画面や作業者が運転レシピを作成するための運転レシピ作成画面等を表示するための表示部34が設けられている。
上記構成において、半導体デバイスを製造する場合の動作を説明する。
この場合、処理すべきウェーハWが収容されたカセットが作業者または図示しないカセット搬送車を介してカセット室CM(1),CM(2)に収容される。この収容が終了すると、カセット室CM(1)またはCM(2)のカセットに収容されているウェーハWがウェーハ搬送ロボット12により4つのプロセス室PM1,PM2,PM3,PM4に搬送され、所定の処理を受ける。この処理が終了すると、ウェーハWは、カセット室CM(1)またはCM(2)のカセットに戻される。
以上の処理がすべてのウェーハWについて終了すると、処理の終了したウェーハWが収容されているカセットが作業者またはカセット搬送車によりカセット室CM(1),CM(2)から搬出される。
以上が、本発明の一実施の形態が適用されるマルチチャンバ方式の半導体デバイス製造装置の構成の一例である。
次に、本発明の特徴とする構成を説明する。
本実施の形態は、4つのプロセス室PM(1),PM(2),PM(3),PM(4)に対するウェーハWの搬送順序と、4つのプロセス室PM(1),PM(2),PM(3),PM(4)で実行するプロセスとを各ウェーハごとに示すレシピ(以下、「運転レシピ」という。)を作成し、この運転レシピに基づいて、装置を稼働するようになっている。
この運転レシピは、例えば、グラフィカルユーザインタフェース(以下、「GUI」という。)による運転レシピ作成画面を使って作業者により作成される。この運転レシピ作成画面は、表示部34に表示される。
図1は、この運転レシピ作成画面を示す図である。図示の運転レシピ作成画面は、運転レシピの名称を表示するための運転レシピ名表示部(File Name)41と、日時を表示する
ための日時表示部(Date)42とを有する。
また、この運転レシピ作成画面は、処理すべきウェーハWを取り出すカセット室CM(1),CM(2)を指定するための取出しカセット室指定部(Load Module)43を有する
。取出しカセット室の指定は、予めカセット室CM(1),CM(2)に付与された名称や番号を選択、または、記述することにより行われる。図には、カセット室CM(1)が指定された場合を示す。
また、この運転レシピ作成画面は、各ウェーハWごとに、4つのプロセス室PM(1),PM(2),PM(3),PM(4)に対するウェーハWの搬送順序と4つのプロセス室PM(1),PM(2),PM(3),PM(4)で実行するプロセスとを指定する搬送順序・プロセス指定部44を有する。この搬送順序・プロセス指定部44は、1枚分のウェーハの搬送順序とプロセスとを指定するための16個のウェーハ単位指定部44(1),44(2),…,44(16)を有する。
各ウェーハ単位指定部44(n)(n=1,2,…,16)は、スロット番号指定部(Slot No.)441(n)を有する。このスロット番号指定部441(n)は、処理すべきウェーハWの取出しスロットの番号を指定するための取出しスロット番号指定部a1(n)と、処理の終了したウェーハWの回収スロットの番号を指定するための回収スロット番号指定部a2(n)とを有する。
このスロット番号指定部a1(n),a2(n)を設けることにより、各ウェーハWごとに4つのプロセス室PM(1),PM(2),PM(3),PM(4)に対するウェーハWの搬送順序と4つのカセット室PM(1),PM(2),PM(3),PM(4)でのプロセスとを指定可能である。
また、各ウェーハ単位指定部44(n)は、プロセス室単位指定部442(n),443(n),444(n),445(n)を有する。各プロセス室単位指定部44q(n)
(q=2,3,4,5)は、対応するプロセス室PM(m)に対するウェーハWの搬送順位を指定するための搬送順位指定部b1(n),c1(n),d1(n),e1(n)と、このプロセス室PM(m)で実行するプロセスを指定するためのプロセス指定部b2(n),c2(n),d2(n),e2(n)とを有する。これにより、本実施の形態では、搬送順序指定機能をプロセス指定機能とのスケジューリングが可能である。
なお、本実施の形態では、プロセスとして、ウェーハWを何もしないで放置する単純放置や冷却しながら放置する冷却放置も含まれる。この場合、冷却室は、搬送順位指定部b1(n),c1(n),d1(n),e1(n)で指定される。また、冷却時間は、プロセス指定部b2(n),c2(n),d2(n),e2(n)で指定される。
また、各ウェーハ単位指定部44(n)は、処理の終了したウェーハWを回収するカセット室を指定するための回収カセット室指定部(Unload Module)446(1),446(
2),446,…,446(16)を有する。回収カセット室の指定は、カセット室CM1,CM2の名称や番号を選択、または記述することにより行われる。図には、すべてのウェーハ単位指定部44(1),44(2),…,44(16)でカセット室CM1を指定した場合を示す。
また、図1に示す運転レシピ作成画面は、タクト制御時間を指定するためのタクト制御時間指定部(Tact time)45を有する。ここで、タクト制御時間とは、プロセス室PM(
1),PM(2),PM(3),PM(4)での処理が終了した後、このプロセス室PM(1),PM(2),PM(3),PM(4)にウェーハWが長時間放置されてしまうことを防止するための時間である。このタクト制御時間を設定可能とすることにより、プロセス室PM(1),PM(2),PM(3),PM(4)にウェーハが放置されることが防止される。これにより、装置の稼働率を高めることができる。
また、図4に示す運転レシピ作成画面は、作成した運転レシピをハードディスクやフロッピィディスクにダウンロードしたり、これらからアップロードするための入出力釦(Files)46を有する。この入出力釦46を設けることにより、装置のメンテナンスや保守性
を高めることができる。
また、図4に示す運転レシピ作成画面は、作成した運転レシピを各プロセス室PM(m)ごとに設けられるコントローラのプロセスレシピ群として選択または登録するためのプロセスレシピ群選択/登録釦を有する。このプロセスレシピ群選択/登録釦は、ウェーハ単位指定部44(n)と兼用される。
また、図4に示す運転レシピ作成画面は、作成した運転レシピを各プロセス室PM(m)ごとに設けられるコントローラにダウンロードしたり、これらからアップロードするための転送釦を有する。この転送釦は、入出力釦46と兼用される。
図2は、本実施の形態の全体的な構成を示すブロック図である。
図示のごとく、本実施の形態の半導体デバイス製造装置は、2つのカセット収容部51,52と、4つのプロセス実行部53,54,55,56と、1つのウェーハ搬送部57と、入出力部58と、ハードディスク駆動部59と、フロッピィディスク駆動部60と、制御部61と、運転レシピ記憶部62とを有する。
カセット収容部51,52は、それぞれ図3に示すカセット室用チャンバ13,14を有し、作業者またはカセット搬送車との間でカセットの受け渡しを行う機能を有する。プロセス実行部53,54,55,56は、それぞれ図3に示すプロセス室用チャンバ15
,16,17,18を有し、制御部61により指定されたプロセスを実行する機能を有する。ウェーハ搬送部57は、図3に示すウェーハ搬送室用チャンバ11を有し、カセット収容部51,52とプロセス実行部53,54,55,56との間及び各プロセス実行部53,54,55,56間でウェーハWを搬送する機能を有する。
入出力部58は、図4に示す表示部34を有し、この表示部34を使って情報を入出力する機能を有する。ハードディスク駆動部59は、ハードディスクを駆動する機能を有する。フロッピィディスク駆動部60は、フロッピィディスクを駆動する機能を有する。
制御部61は、カセット収容部51,52の動作と、プロセス実行部53,54,55,56の動作と、ウェーハ搬送部57の動作と、入出力部58の動作と、ハードディスク駆動部59の動作と、フロッピィディスク駆動部60の動作とを制御する機能を有する。運転レシピ記憶部62は、作成された運転レシピを記憶する機能を有する。
なお、図2において、実線は、ウェーハWの流れを示し、破線は、データの流れを示す。
上記構成において、動作を説明する。まず、図5を参照しながら、運転レシピを作成する場合の動作を説明する。図5は、この場合の制御部61の処理を示すフローチャートである。
この動作は、作業者が制御部61に運転レシピの作成を要求することによって開始される。この作成要求は、例えば、制御部61によって表示部34に表示された操作画面を使って行われる。制御部61は、運転レシピの作成要求を受けると、表示部34に図1に示す運転レシピ作成画面を表示する(ステップS11)。
作業者は、表示部34に運転レシピ作成画面が表示されると、この運転レシピ作成画面を使って希望する運転レシピを作成する。この作成が終了すると、作業者は、制御部61に作成した運転レシピの登録を要求する。この登録要求は、例えば、運転レシピ作成画面を使って行われる。
制御部61は、運転レシピ作成画面の表示が終了すると、作業者から運転レシピの登録要求を受けたか否かを監視する(ステップS12)。この登録要求を受けると、制御部61は、作成された運転レシピにおいて、ウェーハW間の整合がとれているか否かを判定する(ステップS13)。これは、運転レシピの内容(プロセスの内容とその時間設定及びウェーハWの搬送順序)によっては、同一プロセス室PM(m)への複数のウェーハWの搬送が同時刻に発生する危険性があるからである。
ウェーハW間の整合がとれていないと、制御部61は、整合性の判定結果を作業者に報告する(ステップS14)。この報告は、例えば、運転レシピ作成画面を使って行われる。このあと、制御部61は、ステップS12に戻り、再び、運転レシピの登録要求を受けたか否かを監視する。
作業者は、この報告を受けると、この報告に基づいて、整合がとれるように運転レシピの内容を修正した後、再び、運転レシピの登録操作を行う。以下、同様に、ウェーハW間の整合がとれるまで、上述した処理が実行される。
これに対し、ウェーハWの整合がとれていれば、制御部61は、作成された運転レシピを運転レシピ記憶部62に書き込む(ステップS15)。これにより、作成された運転レシピが登録されたことになる。
以上が運転レシピを作成するための動作である。次に、図6を参照しながら、作成された運転レシピを実行する場合の動作を説明する。図6は、この場合の制御部61の動作を示すフローチャートである。
この動作は、例えば、作業者によって運転レシピの実行を開始するための操作が実行されることにより開始される。この操作は、例えば、表示部34に表示された操作画面を使って行われる。
この動作においては、制御部61は、運転レシピ記憶部62から運転レシピを読み出し、この運転レシピに基づいて、ウェーハ搬送部57の動作やプロセス実行部53,54,55,56の動作を制御する(ステップS21)。
これにより、運転レシピによって指定されるカセット室CM1またはCM2(取出しカセット室)のカセットに収容されている複数のウェーハWのうち、運転レシピに基づいて選択された4枚のウェーハWがそれぞれ運転レシピによって指定されるプロセス室PM(1),PM(2),PM(3),PM(4)に搬送される。プロセス処理室PM(1),PM(2),PM(3),PM(4)に搬送されたウェーハWは、それぞれ運転レシピによって指定されるプロセスによる処理を受けた後、運転レシピによって指定されるカセット室CM1またはCM2(回収カセット室)のカセットに回収される。
以上が、運転レシピを実行する場合の動作である。次に、図7参照しながら、運転レシピ記憶部62に登録されている運転レシピをハードディスクやフロッピィディスクにダウンロードしたり、これらからアップロードする動作を説明する。ここで、図7は、この場合の制御部61の処理を示すフローチャートである。
この動作は、例えば、作業者によって図1に示す入出力釦46が操作されることにより開始される。この動作においては、制御部61は、まず、転送要求がダウンロード要求かアップロード要求かを判定する(ステップS31)。
ダウンロード要求である場合は、制御部61は、運転レシピ記憶部62から運転レシピを読み出し、ハードディスク駆動部59やフロッピィディスク駆動部60に供給する(ステップS32)。これにより、ハードディスクやフロッピィディスクに運転レシピが書き込まれる。これに対し、アップロード要求である場合は、制御部61は、ハードディスク駆動部59やフロッピィディスク駆動部60から運転レシピを受け取り、運転レシピ記憶部62に書き込む(ステップS33)。
以上詳述した本実施の形態によれば、次のような効果を得ることができる。
(1)まず、本実施の形態によれば、各ウェーハWごとに、これを4つのプロセス室PM(1),PM(2),PM(3),PM(4)に搬送する順序を指定することができるようにするとともに、各ウェーハWごとに4つのプロセス室PM(1),PM(2),PM(3),PM(4)におけるプロセスを指定することができるようにしたので、4つのプロセス室PM(1),PM(2),PM(3),PM(4)に4枚のウェーハWを搬送し、異なる4つのプロセスを同時に実行することができる。これにより、半導体デバイスの製造効率を高めることができる。
(2)また、本実施の形態によれば、タクト制御時間を設定することができるようにしたので、ウェーハWの放置を防止し、装置を効率的に稼働することができる。
(3)また、本実施の形態によれば、運転レシピ記憶部62とハードディスクやフロッピィディスクとの間で運転レシピを転送することができるようにしたので、装置のメンテナンス効率や保守効率を高めることができる。
(4)また、本実施の形態によれば、運転レシピに基づいて、装置を自動的に稼働することができるので、終夜運転等において人手を介することなく、装置を稼働することができる。これにより、半導体デバイスの製造経費を低減することができる。
(5)また、本実施の形態によれば、運転レシピを作成する場合、GUIを用いて作成することができるため、簡単に作成することができる。
(6)また、本実施の形態では、作成された運転レシピについて、ウェーハW間の整合性をチェックするようにしたので、同一プロセス室PM(m)への複数のウェーハの同時搬送を防止することができる。これにより、ウェーハW間の不整合による誤動作を防止することができる。
以上、本発明の一実施の形態を詳細に説明したが、本発明は、上述したような実施の形態に限定されるものではない。
(1)例えば、先の実施の形態では、本発明を、ウェーハ搬送室用チャンバ11の周囲に複数のプロセス室用チャンバ15,16,17,18を配設することにより、1台で異なる複数の異なるプロセスを実行する半導体デバイス製造装置に適用する場合を説明した。
しかしながら、本発明は、複数のプロセス室を有する半導体デバイス製造装置一般に適用することができる。例えば、本発明は、ウェーハ搬送室用チャンバの周囲に、複数の半導体デバイス製造装置を配設した構成のマルチプロセス方式の半導体デバイス製造装置にも適用することができる。この複数の装置を配設する構成の装置に適用した場合は、プロセスの前処理や、より付加価値の高いウェーハを提供することができる。
(2)また、先の実施の形態では、本発明を、枚葉式の半導体デバイス製造装置に適用した場合を説明した。しかしながら、本発明は、バッチ式の半導体デバイス製造装置にも適用することができる。
(3)また、先の実施の形態では、本発明を半導体デバイス製造装置に適用する場合を説明した。しかしながら、本発明は、基板に対して所定の処理を施すことにより固体デバイスを製造する固体デバイス製造装置一般に適用することができる。例えば、本発明は、ガラス基板等に対して所定の処理を施すことにより液晶表示デバイスを製造する液晶表示デバイス製造装置にも適用することができる。
(4)このほかにも、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々様々変形実施可能なことは勿論である。
本発明の一実施の形態の要部の構成を示す図である。 本発明の一実施の形態の全体的な構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態が適用される半導体デバイス製造装置の一例の内部構成を示す平面図である。 本発明の一実施の形態が適用される半導体デバイス製造装置の一例の正面構成を示す正面図である。 本発明の一実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
符号の説明
11…ウェーハ搬送室用チャンバ、12…ウェーハ搬送用ロボット、13,14…カセット室用チャンバ、15,16,17,18…プロセス室用チャンバ、19,20,21,22,23,24…ゲートバルブ、CM(1),CM(2)…カセット室、PM(1),PM(2),PM(3),PM(4)…プロセス室、31…筐体、32,33…カセット搬入搬出口、34…表示部、41…運転レシピ名表示部、42…日時表示部42、43…取出しカセット室指定部、44…搬送順序・プロセス指定部、44(1),44(2),…,44(16)…ウェーハ単位指定部、441(1)〜441(16)…スロット番号指定部、a1(1)〜a1(16)…取出しスロット番号指定部、a2(1)〜a2(16)…回収スロット番号指定部、442(1)〜442(16),443(1)〜443(16),444(1)〜444(16),445(1)〜445(16)…プロセス室単位指定部、b1(1)〜b1(16),c1(1)〜c1(16),d1(1)〜d1(16),e1(1)〜e1(16)…搬送順位指定部、b2(1)〜b2(16),c2(1)〜c2(16),d2(1)〜d2(16),e2(1)〜e2(16)…プロセス指定部、446(1)〜446(16)…回収カセット指定部、45…タクト制御時間指定部、46…入出力釦、46,47…プロセスレシピ群選択/登録釦、48…転送釦、51,52…カセット収容部、53,54,55,56…プロセス処理部、57…ウェーハ搬送部、58…入出力部、59…ハードディスク駆動部、60…フロッピィディスク駆動部、61…制御部、62…運転レシピ記憶部。

Claims (2)

  1. 処理すべき基板を取り出すカセット室を指定する取出しカセット室指定手段と、
    前記処理すべき基板の取出しスロット番号や処理の終了した基板の回収スロット番号を指定するスロット番号指定手段と、
    基版ごとに複数のプロセス室に対する搬送順序を指定するための搬送順序指定手段と、
    この搬送順序指定手段によって指定された搬送順序に従って前記基板を前記複数のプロセス室に順次に搬送する基板搬送手段と、
    基板ごとに前記複数のプロセス室で実行するプロセスを指定するためのプロセス指定手段と、
    このプロセス指定手段によって指定されたプロセスを前記複数のプロセス室で実行するプロセス実行手段と、
    前記処理の終了した基板を回収するカセット室を指定する回収カセット室指定手段と、
    表示部と、
    前記取出しカセット室指定手段と前記スロット番号指定手段と前記搬送順序指定手段と前記プロセス指定手段と前記回収カセット室指定手段とを有する運転レシピ作成画面を前記表示部の画面上にそれぞれ表示する制御部とを備えたことを特徴とする固体デバイス製造装置。
  2. 取出しカセット室指定手段とスロット番号指定手段と搬送順序指定手段とプロセス指定手段と回収カセット室指定手段とを有する運転レシピ作成画面を表示し、該画面上で、各基板が取出されるカセット室や回収される力セット室を指定し、
    処理すべき基板の取出しスロット番号や処理の終了した基板の回収スロット番号を指定し、
    基板ごとに複数のプロセス室に対する搬送順序やプロセスを指定して前記運転レシピを作成し、該作成された運転レシピを実行することを特徴とする固体デバイスの製造方法。
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