JP2009206345A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送の効率を向上してスループットを向上した真空処理装置を提供する。
【解決手段】複数のキャリアカセットが装着される大気搬送室３１、複数の真空処理室７１〜７４、大気搬送装置３２、複数のロック室５１，５２、真空搬送装置６２、およびこれらを制御する制御装置１０１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複数のロック室と、前記処理室間とを搬送し、更に前記キャリアカセットに戻す真空処理装置において、前記制御装置は、処理済みの試料を前記ロック室を介して大気側に搬出する順番を定めた搬出順番テーブルおよび未処理の試料を前記ロック室を介して真空側に搬入する順番を定めた搬入順番テーブルを備え、搬出予約されていないロック室がある場合、搬出順番テーブルで最先の搬出順番待ちとなっているウエハを搬出する処理を、未処理の試料を前記ロック室を介して真空側に搬入する処理に優先して実施する。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空容器の内部で半導体ウエハ等の基板状の試料を処理する真空処理装置に関する。

真空処理装置は、半導体ウエハ等の試料を真空容器内部の処理室内に配置して、真空容器内に形成したプラズマを用いて試料を処理して、半導体デバイスや液晶等の装置を製造していた。このような真空処理装置では、生産効率を向上してそのコストを低減するために、単位時間当たりの処理枚数をより大きくすることが求められてきた。

このため、真空処理装置に複数の真空容器を連結して、これらの真空容器内の各処理室で複数の試料を並行して処理したり、試料を一旦大気側に取り出すことなく異なる処理を試料に連続的に施したりすることが行われている。

また、このような真空処理装置には、複数の真空容器と、大気圧下で試料を収納するカセットとの間で試料をやりとりするため、真空圧と大気圧との間で内部の圧力を調節可能なロック室が少なくとも１つ配置されている。ロック室は、試料が搬入、搬出される開口（ゲート）を２つ備えており、内部に試料が収納されて保持された状態で内部と外部との間がゲートにより封止されて圧力が増減される空間が形成される。

単位時間当たりの処理の効率を向上させる上では、処理室とカセットとの間の試料の搬送に要する時間を低減することが重要であり、このために従来より、ロック室を複数備えたものが知られている。また、このように複数の処理室（真空容器）とロック室とを備えた真空処理装置においても、試料の搬送の時間を低減して単位時間当たりの処理枚数（スループット）を向上することが行われてきた。

例えば、特許文献１には、複数の処理容器（プロセスモジュール）とこれに連結された搬送機構とを備えた真空処理装置において、搬送機構が試料に対し複数の処理容器で順次行われる処理に応じて試料を各処理容器に搬入出していく際、処理前の試料と処理後の試料とを入れ換えていくことで、全体の搬送効率を向上するものが開示されている。

特許文献２には、複数の処理容器（プロセスモジュール）とこれに連結された搬送機構とを備えた真空処理装置において、カセットと複数の処理容器間の試料を搬送する所定の搬送路上の処理容器の処理が完了した時点で該当の搬送路上の試料の搬送を開始し、全体の効率を向上するものが開示されている
特開２００６−１９０８９４号公報 特開２００７−１２９１７１号公報

前記従来技術によれば、大気圧下においてカセットとロック室との間で試料を搬送するためのアームを備えたロボット等の搬送装置と、ロック室と処理容器との間の真空条件下で試料を搬送する搬送装置とは、各々独立に動作が調節されいる。このような場合には、処理容器内での処理が終了して搬出を要する試料を真空側の搬送装置が搬出する際にロック室のいずれもが内部に処理前の試料が配置されていたり、内部が大気圧の条件にされて大気側から処理前の試料が搬入されるのを待機している状態となったりしていて、前記処理後の試料はロック室内から処理前の試料が搬出されるまで待機しなければならなくなる場合が生じる。

このような場合、搬出が可能になった処理後の試料が搬出されるまで待機する待時間が生じるばかりでなく、特定の処理、例えば腐食性のガスを用いて試料表面をエッチングする処理した後にこのようなガスが未だ滞留している処理室内に試料が配置され続けることになると、試料に汚染が生じることがある。また、クリーニング等の処理前あるいは後に要する所定の処理を施すことができなくなり処理の効率が低下することがある。

また、大気側ではカセットから取り出して位置合わせ等の所定の作業を行った後ロック室へ向けて搬送されている場合において、ロック室の何れもが内部に処理後で大気側へ搬出されるべき試料を有している場合には、大気側の試料はロック室への搬送ができず搬送機構は搬送を停止しなければならない。

このように、真空側への処理前の試料の搬入と大気側への処理後の試料の搬出とがロック室を挟んで競合して、所謂デッドロックが生じてしまい、搬送の効率が損なわれることがある。

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたもので、搬送の効率を向上してスループットを向上した真空処理装置を提供するものである。

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。

複数のキャリアカセットが装着される大気搬送室、複数の真空処理室、大気搬送装置、複数のロック室、真空搬送装置、およびこれらを制御する制御装置を備え、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複数のロック室のいずれか搬送し、真空搬送装置により前記ロック室から前記処理室に搬送し、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複数のロック室のいずれかに搬送し、更に大気搬送装置により前記キャリアカセットに戻す真空処理装置において、前記制御装置は、処理済みの試料を前記ロック室を介して大気側に搬出する順番を定めた搬出順番テーブルおよび未処理の試料を前記ロック室を介して真空側に搬入する順番を定めた搬入順番テーブルを備え、搬出予約されていないロック室がある場合、搬出順番テーブルで最先の搬出順番待ちとなっているウエハを搬出する処理を、未処理の試料を前記ロック室を介して真空側に搬入する処理に優先して実施する。

本発明は、以上の構成を備えるため、真空処理装置における搬送の効率を向上してスループットを向上することができる。

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、本発明が適用される真空処理装置を説明する図である。

図１に示す真空処理装置は、装置前面にウエハが収納されたキャリアを装置に搭載するため脱着可能なキャリア搬入出部２１〜２３と、大気圧状態で真空搬送室へウエハを搬送するための大気搬送室３１と、真空状態または大気圧より低い状態でウエハを処理する真空搬送室６１を有している。

大気搬送室３１と隣接してキャリア搬入出部２１〜２３とアライメントユニット４０が設けられている。キャリア搬入出部２１〜２３は、ウエハが収納されたキャリアの投入、払出しに用いられる。アライメントユニット４０ではウエハの所定の位置および向きを合わせるために用いられる。

大気搬送室３１に設けられている大気搬送ロボット３２は、伸縮可能な搬送アームを２つ有することで２つのウエハを積込むことが可能であり、水平方向に移動するとともに、昇降、旋回可能であり、大気搬送用コントローラ１１０の下で動作し、キャリア搬入出部２１〜３１に設置されたキャリアとアライメントユニット４０および２つのロック室５１、５２の間を行き来してウエハを１枚または２枚単位で搬送する。

ロック室５１、５２は、大気圧状態と真空状態を切替えることにより、大気圧状態の大気搬送室３１と真空状態に排気されている真空搬送室６１を連結することができる。

真空搬送室６１には、旋回および伸縮可能な一対の搬送アームを有する真空搬送ロボット６２が設けられており、軸の両端にウエハ搬送機能が付いており、２枚のウエハを搬送することが可能である。この搬送ロボットは、真空搬送用コントローラ１１１の下で動作し、２つのロック室５１、５２および周囲の各処理室７１〜７４との間でウエハの受け渡しを行う。搬送アームの何れか一方を選択し挿入または引き抜いてウエハの搬入／搬出を行うことができる。

装置には、前記の各処理部を制御する処理制御コントローラ１０１と大気ロボット３２を制御する大気搬送用コントローラ１１０と真空ロボットを制御する真空搬送用コントローラ１１１、および操作入力や装置の状態を表示する上位操作パソコン１０２を備えており、処理制御コントローラ１０１では、上位操作パソコン１０２の操作内容を記憶し、保持された各種データと真空装置の状態を検知する各種センサー等により、前記真空処理部６１と大気処理部３１の制御及び各動作の開始から終了を監視し情報収集を常に行う。また、装置状態及び結果情報を上位操作パソコン１０２にも報告する。

上位操作パソコン１０２の搬送手順に従い、各キャリアに入っている未処理ウエハは、大気ロボット３２により取り出され、アライメントユニット４０を経てロック室５１、５２のいずれかを大気圧復帰し、ロック室へ搬送後真空引きする。真空ロボット６１は真空引きされたロック室から処理室７１〜７４のいずれかの処理室へ搬送され、その処理室でプロセス処理を行う。処理が終了すると処理済ウエハは真空ロボット６１により真空引きされたいずれかのロック室５１、５２に搬送され、ロック室は大気圧復帰する。大気ロボット３２は大気圧復帰されたロック室から処理済ウエハを元のキャリアに戻す。

図２〜図１２は、本発明に関する真空側からのロック室の搬出予約処理及び大気側からのロック室の搬入予約処理を示すフローチャートである。

図２は、真空側からロック室でのウエハの搬出要求と大気側からのウエハの搬入要求に伴うロック室の処理を説明する図である。真空側と大気側では非同期により処理が進行するため、真空側の搬出を優先しつつ大気側のウエハの搬入も行う。

ここでは、処理室７１で処理を終了したウエハと、アライメントユニット４０に到着したウエハに対してのロック室の予約処理を例にして説明する。

真空側から大気側への搬出では、処理室７１が処理終了（２００）するまで監視し、処理が終了すれば処理室７１に処理済ウエハが存在（２０１）する場合、次の搬送がロック室であるかを判断（２０２）し、次の搬送場所がロック室５１、５２であれば、ロック室の搬送を行うため、搬出順番テーブルに処理室７１のウエハが搬出待ちであることを登録する。

大気側から真空側への搬入では、搬送中の未処理ウエハがアライメントユニット４０に到着（２１０）すれば、ロック室の搬送を行うために、搬入順番テーブルにアライメントユニット４０のウエハが搬入待ちであることを登録する。

この搬出順番テーブル及び搬入順番テーブルは、ロック室での搬入出を制御するためにどの処理が待ち状態となっているかを認識するものである。

ロック室への真空側から搬出及び大気側からの搬入に際しては、一定間隔時間で監視しロック室の搬入出を抑制しながら、そのときの最適なウエハを搬送するために、真空側の処理済ウエハを早く出し次の処理であるウエハ無しクリーニングの開始を早めることで、処理室へのウエハの搬入待ち時間を少なくする。

一定時間が経過すれば、ロック室の真空側からの搬出ができるか判断するため、ロック室の搬出場所（搬出予約されていないロック室があるか）に空きがあるか判断（２２０）し、ロック室への搬出の空きがあると判断すれば、搬出順番テーブルで搬出待ちとなっているウエハがあるか（２２１）を判断する。搬出待ちのウエハがあれば、ロック室の搬出予約処理（２２２）を実施する（この搬出予約方法については、図３〜図６を用いて後述する）。

ロック室の搬出予約処理（２２２）で、処理室７１〜７４からいずれかのロック室へ搬出できると判断すれば、他からのアクセスを抑制するため、搬出予約なるものを登録する。他にもロック室が空いており、搬出待ちのウエハがあれば、一定時間が経過後に再度ロック室の搬出予約の判断（２２０）から実施する。

上記でロック室の搬出予約ができないと判断すれば、次に大気側からのウエハの搬入を行うために、大気側の搬入待ちウエハがロック室から搬入できるかを判断する。ロック室の搬入場所（搬入予約されていないロック室があるか）に空きがあるか判断（２２３）し、ロック室への搬入の空き場所があると判断すれば、搬入順番テーブルで搬入待ちとなっているウエハがあるか判断（２２４）し、搬入待ちのウエハがあれば、ロック室の搬入予約処理（２２５）を実施する（この搬入予約方法については、図７〜図１２を用いて後述する）。

ロック室の搬入予約処理（２２５）で、アライメントユニット４０からロック室へ搬入可能か動作中の装置情報から搬入できるか否かを判断し、搬入できるロック室があれば、他のアクセスを抑制するために搬入予約なるものを登録する。搬入予約に関しては、予約有無に関係なく、搬入予約に関する処理が終了したら、一定時間が経過後に再度ロック室の搬出予約の判断（２２０）から実施する。

図３〜図６は、処理室７１が処理終了し、ロック室へ搬送待ちとなっているときのロック室のウエハの搬入出パターン毎の搬出予約処理について説明する図である。

搬出予約に関しては、次の搬出先のロック室を決定した時点で登録し、ロック室にウエハを搬送後、ロック室のベント処理が実施され、大気圧状態後、大気側の大気ロボットによりウエハを取り出すことで搬出予約を削除する。

図３において、処理室７１が処理終了（３００）し、ウエハ搬出待ちの処理済ウエハをロック室へ搬出できるかを決定する。ロック室では、真空状態と大気状態を切替えながら動作させることで、それぞれの搬送処理部３１、６１へウエハの搬送が可能となる。真空側から大気側への搬出では、真空圧状態となっているロック室に搬送する方が早くできることから、搬出の決定は、真空圧状態、排気中（真空状態に移行中）の順に搬出できるかを判断する。真空側からの搬出を優先して行うことを考慮し、大気側で搬入出の作業がない場合は、必ずロック室を真空圧状態で保持する。

両方のロック室にウエハ無し（予約されていない）の場合（３０１）での真空処理室７１からの搬出について説明する。ロック室５１とロック室５２がウエハ無し（予約されていない）場合（３０１）では、どちらも、搬出可能であるが真空圧状態となっているロック室に決定した方が効率的に良い。ロック室５１が真空圧状態（３０２）であれば、ロック室５１を次の搬出先と決定し搬出予約に登録（３０３）し、処理室７１で搬出待ちとなっているウエハの次の行き先をロック室５１に変更（３０４）し、搬出順番テーブルから処理室７１の情報を削除（３０５）する。搬出順番テーブルから処理室７１のウエハ待ち情報を削除することで、次のウエハ待ち情報を抽出することが可能となる。

その後、真空搬送用コントローラ１１１に処理室７１のウエハの積込み要求（３０６）を実施する。真空搬送用コントローラ１１１で搬送可能と判断すれば、真空ロボット６２により、積込み要求順にウエハを積込み、指定の場所へと搬送する。

ここで上記ロボット動作について簡単に説明する。真空ロボット６２で、処理室７１のウエハを積込み、ロック室５１へウエハを降ろす。この場合の真空ロボット６２はアーム上に別のウエハを積込んでいてもロック室が空いているため、片方のアームを使用して搬送することも可能である。ロック室５１へウエハが降ろされた後、ロック室５１のベント処理（大気圧状態に移行）が開始され、大気圧状態となった後、大気搬送用コントローラ１１０の指示の下に大気ロボット３２により、ロック室５１からウエハが取り出され、元のキャリアに戻る。

ロック室５１からウエハが取り出されることで、搬出予約のウエハ情報を削除し、搬入予約が登録されていれば、ロック室５１はそのまま大気圧状態で待たせるが、搬入予約が登録されていなければ、ロック室５１は排気処理を開始する。

ロック室５１が真空圧状態（３０２）でない場合は、ロック室５２が真空圧状態（３０７）か判断し、真空圧状態であれば、ロック室５２を次の搬出先と決定し搬出予約に登録（３０８）し、処理室７１で搬出待ちとなっているウエハの次の行き先をロック室５２に変更（３０９）する。その後、搬出順番テーブルから処理室７１の情報を削除（３０５）し、真空搬送用コントローラ１１１に処理室７１のウエハの積込み要求（３０６）を実施し、処理室７１からの搬出待ちとする。

ロック室５１及びロック室５２が真空でないと判断（３０７）した場合、ロック室５１が排気中か判断（３１０）する。ロック室５１が排気中（３１０）の場合、ロック室５２の状態も判断（３１１）し、ロック室５１及びロック室５２ともに排気中であれば、ロック室５１の排気に要する時間とロック室５２の排気に要する時間を処理制御用コントローラ１０１より求め、早く排気が終了するロック室を次のロック室とする。ロック室５１の排気が早く終了すると判断（３１２）すれば、ロック室５１を次の搬出先と決定し、ロック室５２の排気が早く終了すると判断すれば、ロック室５２を次の搬出先と決定する。

ロック室５２が真空でなく、ロック室５１が排気中でない場合、ロック室５２が排気中（３１３）であれば、ロック室５２を次の搬出先と決定する。ロック室５１が真空でなく、ロック室５２が排気中でない場合、ロック室５１、５２は大気圧状態もしくはベント中（大気圧復帰中）なので、次のロック室の状態変化により処理を決定する。

図４では、ロック室５１は大気側からの未処理ウエハがあるが、または搬入中（搬入予約有り）で、ロック室５２はウエハなし（予約されていない）の場合（３２０）での処理室７１のウエハ搬出について説明する図である。この場合、ロック室５２が空いていることから、ロック室５２が真空圧状態（３２１）であれば、ロック室５２を次の搬出先と決定し搬出予約に登録（３２２）し、処理室７１で搬出待ちとなっているウエハの次の行き先をロック室５２に変更（３２３）する。その後、搬出順番テーブルから処理室７１の情報を削除（３２５）し、真空搬送用コントローラ１１１に処理室７１のウエハの積込み要求（３２５）を実施し、処理室７１からの搬出待ちとする。

ロック室５２が真空状態でない（３２１）場合、処理室７１で搬出を待っているウエハとロック室５１に搬入予定のウエハの処理室への搬送経路が同じか否かを判断（３２６）する。処理室への搬送経路が違うと判断（３２６）した場合は、空いているロック室５２を次の搬送先と決定（３２２からの処理を行う）する。

処理室７１で待っているウエハとロック室５１に搬入予定のウエハの処理室への搬送経路が同じと判断（３２６）した場合は、真空搬送内でウエハの入替えが可能となるが、ロック室５１のウエハの搬送先の処理室が処理中で、すぐに搬送できない場合もあるため、どちらのロック室を選択した方が早く搬送できるかを以降の処理にて決定する。

ロック室５１の次処理室の残り時間（Tc1）を処理制御用コントローラ１０１より抽出（３２７）し、次処理の残り時間（Tc1）とロック室５１の排気に要する時間の合計とロック室５２の排気に要する時間でどちらが早く終了するかを判断（３２８）する。ロック室５２の排気が早いと判断した場合は、ロック室５２を次の搬出先と決定し搬出予約に登録（３２２）し、処理室７１で搬出待ちとなっているウエハの次の行き先をロック室５２に変更（３２３）する。ロック室５２の排気が遅いと判断した場合は、ロック室５１を次の搬出先と決定し搬出予約に登録（３２９）し、処理室７１で搬出待ちとなっているウエハの次の行き先をロック室５１に変更（３３０）する。その後、搬出順番テーブルから処理室７１の情報を削除（３２４）し、真空搬送用コントローラ１１１に処理室７１のウエハの積込み要求（３２５）を実施し、処理室７１からの搬出待ちとする。

図５は、図４でのロック室状態が入れ替わった場合である。ロック室５１はウエハなし（予約されていない）で、ロック室５２は大気側から未処理ウエハがあるまたは搬入中（搬入予約有り）の場合（３４０）での処理室７１のウエハ搬出について説明する。この場合、ロック室５１が空いていることから、ロック室５１が真空圧状態（３４１）であれば、ロック室５１を次の搬出先と決定し搬出予約に登録（３４２）し、処理室７１で搬出待ちとなっているウエハの次の行き先をロック室５２に変更（３４３）する。その後、搬出順番テーブルから処理室７１の情報を削除（３４４）し、真空搬送用コントローラ１１１に処理室７１のウエハの積込み要求（３４５）を実施し、処理室７１からの搬出待ちとする。

ロック室５１が真空状態でない（３２１）場合、処理室７１で待っているウエハとロック室５２に搬入予定のウエハの処理室への搬送経路が同じか否かを判断（３４６）する。処理室への搬送経路が違うと判断（３４６）した場合は、空いているロック室５１を次の搬送先と決定（３４２からの処理を行う）する。

処理室７１で待っているウエハとロック室５２に搬入予定のウエハの処理室への搬送経路が同じと判断（３４６）した場合は、真空搬送内でウエハの入替えが可能となるが、ロック室５２のウエハの搬送先の処理室が処理中で、すぐに搬送できない場合もあるため、どちらのロック室を選択した方が早く搬送できるかを以降の処理にて決定する。

ロック室５２の次処理室の残り時間（Tc1）を処理制御用コントローラ１０１より抽出（３４７）し、次処理の残り時間（Tc1）とロック室５２の排気に要する時間の合計とロック室５１の排気に要する時間でどちらが早く終了するかを判断（３４８）する。ロック室５１の排気が早いと判断した場合は、ロック室５１を次の搬出先と決定し搬出予約に登録（３４２）し、処理室７１で搬出待ちとなっているウエハの次の行き先をロック室５１に変更（３４３）する。ロック室５１の排気が遅いと判断した場合は、ロック室５２を次の搬出先と決定し搬出予約に登録（３４９）し、処理室７１で搬出待ちとなっているウエハの次の行き先をロック室５２に変更（３５０）する。その後、搬出順番テーブルから処理室７１の情報を削除（３４４）し、真空搬送用コントローラ１１１に処理室７１のウエハの積込み要求（３４５）を実施し、処理室７１からの搬出待ちとする。

図６で、片方のロック室に処理済ウエハありまたは処理済ウエハを処理室から搬出中で、もう一方のロック室はウエハなし（予約されていない）場合での処理室７１のウエハ搬出処理を説明する。ロック室５１に処理済ウエハありまたは処理済ウエハを処理室から搬出中で、ロック室５２はウエハなし（予約されていない）場合（３６０）では、ロック室５１は既に搬出予約されており、ロック室５２は空いているので、ロック室５２を次の搬出先と決定し搬出予約に登録（３６１）し、処理室７１で搬出待ちとなっているウエハの次の行き先をロック室５２に変更（３６２）する。

上記のロック室の状態が入れ替わった場合（３６５）では、ロック室５２は既に搬出予約されており、ロック室５１は空いているので、ロック室５２を次の搬出先と決定し搬出予約を登録（３６６）し、ウエハの次の行き先をロック室５２に変更（３６７）する。その後、搬出順番テーブルから処理室７１の情報を削除（３６３）し、真空搬送用コントローラ１１１に処理室７１のウエハの積込み要求（３６４）を実施し、処理室７１からの搬出待ちとする。

両方のロック室に真空側に搬送中の未処理ウエハがある（搬入予約あり）場合（３６８）について説明する。両方のロック室に未処理ウエハがある場合は、ロック室に搬入された順が次の処理室の処理順であるため、ロック室に早く搬送された方（３６９）とする。ロック室５１に早く未処理ウエハが搬送された場合は、ロック室５１を次の搬送先のロック室と決定（３６６からの処理を行う）する。ロック室５２に早く未処理ウエハが搬送された場合は、ロック室５２を次の搬送先のロック室と決定（３６１からの処理を行う）する。この場合の真空ロボットの動作は、処理室から搬送した処理済ウエハと未処理ウエハをロック室で入れ替えることになる。

以上のロック室の状態以外は、ロック室の状態が変化したことにより、再度、搬出予約処理を新たに行うことで、最適な搬出方法を決定する。

次に、図７〜図１２でアライメントユニット４０からのロック室の搬入に関してロック室のウエハ搬入出パターン毎の搬入予約処理について説明する。

搬入予約に関しては、次の搬入先のロック室を決定した時点で登録し、ロック室にウエハを搬送後、ロック室の排気処理が実施され、真空圧状態後、真空側の真空ロボットによりウエハを取り出すことで搬入予約を削除する。

先に述べたようにロック室では、真空圧状態と大気圧状態とを切替ながら動作させている。大気側からの搬入も真空側からのウエハの搬出状態を確認しながら真空側からの搬出ウエハを優先的に搬送することで、真空内の搬送処理を効率よく行えるようにする。大気側から真空への搬送は、大気圧状態となっているロック室に搬送する方が効率がよいことから、ロック室が大気圧状態、ベント中（大気状態に移行中）、真空圧状態の順番に搬入できるかを判断する。

図７でアライメントユニット４０にウエハが到着（４００）し、次の搬送場所のロック室へ搬入する処理を説明する。

両方のロック室から真空側のウエハが搬出中の場合について説明する。両方のロック室から真空側のウエハが搬出中（４０１）の場合は、処理済ウエハを搬出後、両方のロック室は空きとなるため、ロック室が早く大気圧状態なるロック室と決定した方が早く真空側へ搬送できる。そこで、ロック室に早く搬出した方のロック室（４０２）を次の搬送先とする。ロック室５１の搬出が早い場合は、ロック室５１を次の搬入先と決定し搬入予約に登録（４０３）し、アライメントユニット４０で搬送待ちとなっているウエハの行き先をロック室５１に変更（４０４）する。また、ロック室５２の搬出が早い場合は、ロック室５２を次の搬送先と決定し搬入予約に登録（４０７）し、アライメントユニット４０で搬送待ちとなっているウエハの行き先をロック室５２に変更（４０８）する。その後、搬入順番テーブルからアライメントユニット４０の情報を削除（４０５）し、大気搬送用コントローラ１１０にアライメントユニット４０のウエハの積込み要求（４０６）を実施する。大気搬送用コントローラ１１０で搬送可能と判断すれば、大気ロボット３２により、積込み要求順にウエハを積込み指定の場所へと搬送する。

ここでロボット動作について簡単に説明する。大気搬送用コントローラ１１０は、アライメントユニット４０は、ウエハが搬入されるロック室の位置に対応する位置にウエハを合わせて配置し、大気ロボット３２は、搬送アーム上にアライメントユニット４０のウエハを積込み、空いている片方の搬送アームで処理済ウエハを取り出し搬出予約を削除する。そして、アライメントユニット４０から積込んだウエハを搬入先のロック室へ降ろす。その後、ロック室のベント処理を実施し、真空圧状態で処理室へ搬送されるのを待つ。真空側では、真空搬送用コントローラ１１１によって、ロック室からウエハを積込む。ここで処理室のウエハ無しの処理があれば、処理室の処理の終了をまった後、指定の処理室へ降ろし処理室での処理を開始する。真空ロボットによりロック室のウエハが取り出されたことで、ロック室の搬入予約を削除する。

図８では、ロック室５１は処理済ウエハがあるまたは処理済ウエハが搬入中（搬出予約あり）で、ロック室５２はウエハ無し（予約されていない）の場合（４１０）について説明する。ロック室が２つとも未処理ウエハが搬入されていない場合は、片方のロック室に未処理ウエハを搬入して処理室への搬入待ちとする。ここでは、未処理ウエハがないため（搬入予約がない）、両方とも搬入可能であるが、ロック室５１が既に真空側から搬出中であるので、ロック室５１を次の搬入先と決定し搬入予約に登録（４１１）し、アライメントユニット４０で搬送待ちとなっているウエハの行き先をロック室５１に変更（４１２）する。その後、搬入順番テーブルからアライメントユニット４０の情報を削除（４１３）し、大気搬送用コントローラ１１０にアライメントユニット４０のウエハの積込み要求（４１４）を実施し、アライメントユニット４０からの搬入を待つ。

上記のロック室状態が入れ替わった場合（４１５）では、ロック室５２が既に真空側から搬出中であるので、ロック室５２を次の搬入先と決定し搬入予約に登録（４１６）し、アライメントユニット４０で搬送待ちとなっているウエハの行き先をロック室５２に変更（４１７）する。その後、搬入順番テーブルからアライメントユニット４０の情報を削除（４１３）し、大気搬送用コントローラ１１０にアライメントユニット４０のウエハの積込み要求（４１４）を実施し、アライメントユニット４０からの搬入を待つ。

図９、図１０、図１１では、片方のロック室に未処理ウエハを搬入している場合にもう一方のロック室へ搬入するか否かを制御する処理について説明する。

既に片方のロック室は未処理ウエハが搬入されて、処理室への搬送待ちとなっている状態で、その搬入しているウエハの次の処理室の処理時間が長く、他の処理室で処理終了しロック室へ搬出したいウエハがある場合に、何も制御せずに次の処理の未処理ウエハを搬入すれば、真空側からの搬出口がなくなってしまい、ウエハ無しクリーニング処理の開始時間を遅らせ、次のウエハも処理待ちとなり搬送効率が低下する。そこで、大気側からのロック室への搬入を処理室の状態により待たせる（図１０の５１０以降）ことで、処理室からロック室への搬出を先に行うことで、真空処理室６１内のウエハの搬送をスムーズに行えるように改善する。

図９で、ロック室５１は処理済ウエハがあるまたは処理済ウエハが搬入中（搬出予約あり）で、ロック室５２は既に未処理ウエハがある（搬入予約あり）の場合（４２０）について説明する。ロック室５１が大気側に搬送中であるため、アライメントユニット４０とのウエハをと入替えによる搬送が考えられる。しかし、既にロック室５２は未処理ウエハが搬入され処理室への搬送待ちとなっているため、ロック室５１へ搬入するか否かを判断（４２１）する。

アライメントユニット４０の未処理ウエハが次に搬送する処理室を見付け、処理の残り時間（Tca）（５１０）を処理制御用コントローラ１０１にて抽出する。次に、アライメントユニット４０から真空搬送に要する時間（Taa）（５１１）を抽出する。更に、ロック室に搬送される最終処理で一番早く処理が終了するウエハの処理の残り時間（Tce）（５１２）を抽出する。

動作中の各処理時間をもとに、次処理室の残り時間（Tca）が真空搬送に要する時間（Tca）より早く終了する場合（５１３）もしくは、真空搬送に要する時間（Tca）の方が早く終了する場合でも、真空搬送に要する時間（Tca)が最終処理室の残り時間（Tce）と排気時間とベント時間とを足した時間より早く終了すると判断した（５１４）場合は、ロック室５１を次の搬入先と決定し搬入予約に登録（４２２）し、アライメントユニット４０で搬送待ちとなっているウエハの行き先をロック室５１に変更（４２３）する。その後。搬入順番テーブルからアライメントユニット４０の情報を削除（４２４）し、大気搬送用コントローラ１１０にアライメントユニット４０のウエハの積込み要求（４２５）を実施し、アライメントユニット４０からのウエハ搬入を待つ。

上記のロック室状態が入れ替わった場合（４２６）について説明する。ロック室５２が大気側に搬送中であるため、アライメントユニット４０とのウエハをと入替えによる搬送が考えられる。しかし、既にロック室５１は未処理ウエハが搬入されて、処理室への搬送待ちとなっているため、ロック室５２へ搬入するか否かを判断（４２７）する。

アライメントユニット４０の未処理ウエハが次に搬送する処理室を見付け、処理の残り時間（Tca）（５１０）を処理制御用コントローラ１０１にて抽出する。次に、アライメントユニット４０から真空搬送に要する時間（Taa）（５１１）を抽出する。更に、ロック室に搬送される最終処理で一番早く処理が終了するウエハの処理の残り時間（Tce）（５１２）を抽出する。

動作中の各処理時間をもとに、次処理室の残り時間（Tca）が真空搬送に要する時間（Tca）より早く終了する場合（５１３）もしくは、真空搬送に要する時間（Tca）の方が早く終了する場合でも、真空搬送に要する時間（Tca)が最終処理室の残り時間（Tce）と排気時間とベント時間とを足した時間より早く終了すると判断した（５１４）場合は、ロック室５２を次の搬入先と決定し搬入予約に登録（４２７）し、アライメントユニット４０で搬送待ちとなっているウエハの行き先をロック室５２に変更（４２８）する。その後、搬入順番テーブルからアライメントユニット４０の情報を削除（４２４）し、大気搬送用コントローラ１１０にアライメントユニット４０のウエハの積込み要求（４２５）を実施し、アライメントユニット４０からのウエハ搬入を待つ。

図１１では、ロック室５１はウエハ無し（予約無し）で、ロック室５２は既に未処理ウエハがある（搬入予約あり）場合（４３０）について説明する。既にロック室５２は未処理ウエハが搬入されて、処理室への搬送待ちとなっているため、ロック室５１へ搬入するか否かを判断（４３１）する。

アライメントユニット４０の未処理ウエハが次に搬送する処理室を見付け、処理の残り時間（Tca）（５１０）を処理制御用コントローラ１０１にて抽出する。次に、アライメントユニット４０から真空搬送に要する時間（Taa）（５１１）を抽出する。更に、ロック室に搬送される最終処理で一番早く処理が終了するウエハの処理の残り時間（Tce）（５１２）を抽出する。

動作中の各処理時間をもとに、次処理室の残り時間（Tca）が真空搬送に要する時間（Tca）より早く終了する場合（５１３）もしくは、真空搬送に要する時間（Tca）の方が早く終了する場合でも、真空搬送に要する時間（Tca)が最終処理室の残り時間（Tce）と排気時間とベント時間とを足した時間より早く終了すると判断した（５１４）場合は、ロック室５１を次の搬入先と決定し搬入予約に登録（４３２）し、アライメントユニット４０で搬送待ちとなっているウエハの行き先をロック室５１に変更（４３３）し、真空側になっているロック室５１を大気圧復帰させるため、ロック室５１のベント処理（大気圧状態に移行）を開始（４３４）する。その後、搬入順番テーブルからアライメントユニット４０の情報を削除（４３５）し、大気搬送用コントローラ１１０にアライメントユニット４０のウエハの積込み要求（４３６）を実施し、アライメントユニット４０からのウエハ搬入を待つ。

上記のロック室状態が入れ替わった場合（４３７）では、既にロック室５１は未処理ウエハが搬入されて、処理室への搬送待ちとなっているため、ロック室５２へ搬入するか否かを判断（４３８）する。

アライメントユニット４０の未処理ウエハが次に搬送する処理室を見付け処理の残り時間（Tca）（５１０）を処理制御用コントローラ１０１にて抽出する。次に、アライメントユニット４０から真空搬送に要する時間（Taa）（５１１）を抽出する。更に、ロック室に搬送される最終処理で一番早く処理が終了するウエハの処理の残り時間（Tce）（５１２）を抽出する。

今現在の各処理時間をもとに、次処理室の残り時間（Tca）が真空搬送に要する時間（Tca）より早く終了する場合（５１３）もしくは、真空搬送に要する時間（Tca）の方が早く終了する場合でも、真空搬送に要する時間（Tca)が最終処理室の残り時間（Tce）と排気時間とベント時間とを足した時間より早く終了すると判断した（５１４）場合は、ロック室５２を次の搬入先と決定し搬入予約に登録（４３９）し、アライメントユニット４０で搬送待ちとなっているウエハの行き先をロック室５２に変更（４４０）し、真空側になっているロック室５２を大気圧復帰させるため、ロック室５２のベント処理（大気圧状態に移行）を開始（４４１）する。その後、搬入順番テーブルからアライメントユニット４０の情報を削除（４３５）し、大気搬送用コントローラ１１０にアライメントユニット４０のウエハの積込み要求（４３６）を実施し、アライメントユニット４０からのウエハ搬入を待つ。

図１２では、両方のロック室にウエハが無い場合（４５０）について説明する。この場合、ロック室へはまだ、真空側からも大気側からも搬送されるウエハはないため、どちらのロック室も搬入可能である。大気側からの搬入は、ロック室の状態が、大気圧状態、ベント中（大気圧状態に移行中）、真空圧状態の順番に搬入を決定した方が効率よく搬送できる。

両方のロック室にウエハが無い（予約なし）（４５０）場合は、ロック室５１が大気圧状態（４５１）の場合は、ロック室５１を次の搬入先と決定し搬入予約に登録（４５１）し、アライメントユニット４０で搬送待ちとなっているウエハの行き先をロック室５１に変更（４５３）する。既にロック室５１は大気圧状態（４５４）のため、ベント処理は行わず、搬入順番テーブルからアライメントユニット４０の情報を削除（４５６）し、大気搬送用コントローラ１１０にアライメントユニット４０のウエハの積込み要求（４５７）を実施し、アライメントユニット４０からのウエハ搬入を待つ。

ロック室５１が大気圧状態でなく、ロック室５２が大気圧状態（４５８）の場合は、ロック室５２を次の搬入先と決定し搬入予約に登録（４５９）し、アライメントユニット４０で搬送待ちとなっているウエハの行き先をロック室５２に変更（４６０）する。既にロック室５２は大気圧状態（４６１）のため、ベント処理は行わず、搬入順番テーブルからアライメントユニット４０の情報を削除（４５６）し、大気搬送用コントローラ１１０にアライメントユニット４０のウエハの積込み要求（４５７）を実施し、アライメントユニット４０からのウエハ搬入を待つ。

ロック室５２も大気圧状態でなく、ロック室５１がベント処理中（４６３）の場合は、ロック室５１が次の搬入先と決定し、アライメントユニット４０で搬送待ちとなっているウエハの行き先をロック室５１に変更（４５３）する。ロック室５１は大気圧復帰（４５４）のため、ベント処理は行わず、搬入順番テーブルからアライメントユニット４０の情報を削除（４５６）し、大気搬送用コントローラ１１０にアライメントユニット４０のウエハの積込み要求（４５７）を実施し、アライメントユニット４０からのウエハ搬入を待つ。

ロック室５１が大気圧状態またはベント処理中でなく、ロック室５２がベント処理中（４６４）の場合は、ロック室５２を次の搬入先と決定し搬入予約に登録（４５９）し、アライメントユニット４０で搬送待ちとなっているウエハの行き先をロック室５２に変更（４６０）する。ロック室５２は大気圧復帰（４６１）のため、ベント処理は行わず、搬入順番テーブルからアライメントユニット４０の情報を削除（４５６）し、大気搬送用コントローラ１１０にアライメントユニット４０のウエハの積込み要求（４５７）を実施し、アライメントユニット４０からのウエハ搬入を待つ。

ロック室５２が大気圧状態またはベント処理中でなく、ロック室５１が真空圧状態（４６５）の場合は、ロック室５１が次の搬入先と決定し搬入予約に登録（４５３）し、アライメントユニット４０で搬送待ちとなっているウエハの行き先をロック室５１に変更（４５３）する。ロック室５１は真空状態（４５４）のため、ベント処理を開始（４５５）する。その後、搬入順番テーブルからアライメントユニット４０の情報を削除（４５６）し、大気搬送用コントローラ１１０にアライメントユニット４０のウエハの積込み要求（４５７）を実施し、アライメントユニット４０からのウエハ搬入を待つ。

ロック室５１が真空圧状態でなく、ロック室５２が真空圧状態（４６６）の場合は、ロック室５２が次の搬入先と決定し搬入予約に登録（４５９）し、アライメントユニット４０で搬送待ちとなっているウエハの行き先をロック室５２に変更（４６０）する。ロック室５２は真空状態（４６１）のため、ベント処理を開始（４６２）する。その後、搬入順番テーブルからアライメントユニット４０の情報を削除（４５６）し、大気搬送用コントローラ１１０にアライメントユニット４０のウエハの積込み要求（４５７）を実施し、アライメントユニット４０からのウエハ搬入を待つ。

以上のロック室の状態以外は、ロック室の状態が変化したことにより、再度、搬入予約を新たに行うことで、最適な搬入方法を決定する。

以上説明したように、本実施形態によれば、真空側への処理前の試料の搬入と大気側への処理後の試料の搬出とがロック室を挟んで競合することを抑制することができるので搬送の効率を向上してスループットを向上した真空処理装置を提供することができる。

本発明が適用される真空処理装置を説明する図である。 真空側からロック室でのウエハの搬出要求と大気側からのウエハの搬入要求に伴うロック室の処理を説明する図である。 真空側からロック室への搬出制御を説明する図である（両方のロック室に予約なし）。 真空側からロック室への搬出制御を説明する図である（一方にみに搬入予約）。 真空側からロック室への搬出制御を説明する図である（一方にみに搬入予約）。 真空側からロック室への搬出制御を説明する図である（一方のみに搬出予約）。 大気側からロック室への搬入制御を説明する図である（両方のロック室に搬出予約）。 大気側からロック室への搬入制御を説明する図である（一方のみに搬出予約）。 大気側からロック室への搬入制御を説明する図である（一方に搬入予約、他方に搬出予約）。 大気側からロック室への搬入制御を説明する図である（搬入制限処理）。 大気側からロック室への搬入制御を説明する図である（一方のみに搬入予約）。 大気側からロック室への搬入制御を説明する図である（両方のロック室に予約なし）。

符号の説明

２１，２２，２３ キャリア搬入出部
３１ 大気搬送室
３２ 大気ロボット
５１，５２ ロック室
６１ 真空搬送室
６２ 真空搬送ロボット
７１，７２，７３，７４ 処理室
１０１ 処理制御用コントローラ
１０２ 上位操作パソコン
１１０ 大気搬送用コントローラ
１１１ 真空搬送用コントローラ

Claims (5)

1. 複数のキャリアカセットが装着される大気搬送室、複数の真空処理室、大気搬送装置、複数のロック室、真空搬送装置、およびこれらを制御する制御装置を備え、
   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複数のロック室のいずれか搬送し、真空搬送装置により前記ロック室から前記処理室に搬送し、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複数のロック室のいずれかに搬送し、更に大気搬送装置により前記キャリアカセットに戻す真空処理装置において、
   前記制御装置は、処理済みの試料を前記ロック室を介して大気側に搬出する順番を定めた搬出順番テーブルおよび未処理の試料を前記ロック室を介して真空側に搬入する順番を定めた搬入順番テーブルを備え、搬出予約されていないロック室がある場合、搬出順番テーブルで最先の搬出順番待ちとなっているウエハを搬出する処理を、未処理の試料を前記ロック室を介して真空側に搬入する処理に優先して実施することを特徴とする真空処理装置。
2. 請求項１記載の真空処理装置において、
   前記制御装置は、複数のロック室のうち、ウエハの大気側への搬出のためのロック室の真空排気に要する時間が最短となるロック室を選択して使用することを特徴とする真空処理装置。
3. 請求項１記載の真空処理装置において、
   ロック室内を大気圧にしてウエハを大気側に搬出した後に、未処理のウエハを搬入しない場合、ロック室内を減圧して待機することを特徴とする真空処理装置。
4. 請求項１記載の真空処理装置において、
   ウエハを大気側から真空側へ搬送する場合、使用するロック室は、その状態が大気圧状態、大気圧に移行中、および真空状態の順に選択することを特徴とする真空処理装置。
5. 請求項１記載の真空処理装置において、
   ２つのロック室を有し、一方のロック室に未処理のウエハが搬入されて処理室への搬入待ちとなってる状態で、他方のロック室へ搬出できる処理済みウエハの発生が予測される場合、大気側からの他方のロック室へのウエハの搬入を抑止することを特徴とする真空処理装置。

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