JP2022076547A - 基板処理システム、基板処理方法、および制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】スループット低下を十分に抑制しつつ、複数の基板に対してより均一性の高い処理を行うことができる技術を提供する。【解決手段】複数の基板に対して処理を行う基板処理システムは、それぞれ所定の処理を行う複数の処理モジュールを有する処理部と、複数の処理モジュールのそれぞれに対して基板を搬送する搬送装置を有する搬送部と、複数の基板を保持し、処理部に対し基板を搬出入する搬出入部と、処理部、搬出入部および搬送部を制御する制御部とを具備し、制御部は、搬出入部から処理部へ順次搬入された複数の基板が、複数の処理モジュールに対して、順次シリアルに搬送されるように搬送部を制御し、かつ、処理モジュールに対し、その処理の内容に応じて適切なタイミングで基板の待機期間を設定可能な待機モード設定部を有する。【選択図】図4
Description
本開示は、基板処理システム、基板処理方法、および制御プログラムに関する。
複数の基板に対して処理を行う基板処理システムとして、それぞれ所定の処理を行う複数の処理モジュールと、これら複数の処理モジュールに対して基板を搬送する搬送機構とを有し、複数の処理モジュールに対して、基板を順次シリアルに搬送するように制御するものが提案されている(例えば特許文献1)。また、特許文献2には、このようなシリアル搬送の基板処理システムにおいて、基板を搬出入する搬出入部から複数の処理モジュールを有する処理部へ基板を搬出する際のインターバルを設定し、スループットの低下を抑制しつつ、基板による処理結果の不均一を抑制することが提案されている。
本開示は、スループット低下を十分に抑制しつつ、複数の基板に対してより均一性の高い処理を行うことができる技術を提供する。
本開示の一実施形態に係る基板処理システムは、複数の基板に対して処理を行う基板処理システムであって、それぞれ所定の処理を行う複数の処理モジュールを有する処理部と、前記複数の処理モジュールのそれぞれに対して基板を搬送する搬送装置を有する搬送部と、複数の基板を保持し、前記処理部に対し基板を搬出入する搬出入部と、前記処理部、前記搬出入部および前記搬送部を制御する制御部と、を具備し、前記制御部は、前記搬出入部から前記処理部へ順次搬入された複数の基板が、前記複数の処理モジュールに対して、順次シリアルに搬送されるように前記搬送部を制御し、かつ、前記処理モジュールに対し、その処理の内容に応じて適切なタイミングで基板の待機期間を設定可能な待機モード設定部を有する。
本開示によれば、スループット低下を十分に抑制しつつ、複数の基板に対してより均一性の高い処理を行うことができる技術が提供される。
以下、添付図面を参照して実施形態について説明する。
図1は一実施形態に係る基板処理システムを示す概略断面図である。
この基板処理システム1は、基板Wに対して複数の処理を施すものであり、処理部2と、搬送部3と、搬出入部4と、制御部5とを有する。基板は特に限定されないが、例えば半導体ウエハである。
この基板処理システム1は、基板Wに対して複数の処理を施すものであり、処理部2と、搬送部3と、搬出入部4と、制御部5とを有する。基板は特に限定されないが、例えば半導体ウエハである。
処理部2は、基板Wに対して真空処理を施す複数(本例では10個)の処理モジュールPM1~PM10を有する。
搬送部3は、複数の処理モジュールPM1~PM10に対して基板Wを順次搬送する。搬送部3は複数の搬送モジュールTM1~TM5を有する。搬送モジュールTM1~TM5は、それぞれ真空に保持される平面形状が六角状の容器30a、30b、30c、30d、30eと、各容器内に設けられた多関節構造の搬送装置31a、31b、31c、31d、31eとを有する。搬送モジュールTM1~TM5の搬送装置の間には、それぞれ搬送バッファとしての受け渡し部41、42、43、44が設けられている。搬送モジュールTM1~TM5の容器30a、30b、30c、30d、30eは連通して一つの搬送室12を構成する。搬送室12は図中Y方向に延びており、処理モジュールPM1~PM10は、開閉可能なゲートバルブGを介して搬送室12の両側に5個ずつ接続されている。処理モジュールPM1~PM10のゲートバルブGは、処理モジュールに搬送モジュールがアクセスする際には開かれ、処理を行っている際には閉じられる。
搬出入部4は、処理部2の一端側に接続されている。搬出入部4は、大気搬送室(EFEM)21と、大気搬送室21に接続された、3つのロードポート22、アライナーモジュール23、ならびに2つのロードロックモジュールLLM1およびLLM2と、大気搬送室21内に設けられた大気搬送装置24とを有する。
大気搬送室21は、図中X方向を長手方向とする直方体状をなしている。3つのロードポート22は、大気搬送室21の処理部2とは反対側の長辺壁部に設けられている。各ロードポート22は載置台25と搬送口26とを有し、載置台25に複数の基板を収容する基板収容容器であるFOUP20が載置され、載置台25上のFOUP20は、搬送口26を介して大気搬送室21に密閉した状態で接続される。
アライナーモジュール23は、大気搬送室21の一方の短辺壁部に接続されている。アライナーモジュール23において、基板Wのアライメントが行われる。
2つのロードロックモジュールLLM1およびLLM2は、大気圧である大気搬送室21と真空雰囲気である搬送室12との間で基板Wの搬送を可能にするためのものであり、大気圧と搬送室12と同程度の真空との間で圧力可変となっている。2つのロードロックモジュールLLM1およびLLM2は、それぞれ2つの搬送口を有しており、一方の搬送口が大気搬送室21の処理部2側の長辺壁部にゲートバルブG2を介して接続され、他方の搬送口がゲートバルブG1を介して処理部2の搬送室12に接続されている。ロードロックモジュールLLM1は基板Wを搬出入部4から処理部2に搬送する際に用いられ、ロードロックモジュールLLM2は基板Wを処理部2から搬出入部4に搬送する際に用いられる。なお、ロードロックモジュールLLM1およびLLM2で、デガス処理等の処理を行うようにしてもよい。
大気搬送室21内の大気搬送装置24は、多関節構造を有しており、ロードポート22上のFOUP20、アライナーモジュール23、ロードロックモジュールLLM1およびLLM2に対する基板Wの搬送を行う。具体的には、大気搬送装置24は、ロードポート22のFOUP20から未処理の基板Wを取り出し、アライナーモジュール23へ搬送し、アライナーモジュール23からロードロックモジュールLLM1へ基板Wを搬送する。また、大気搬送装置24は、処理部2からロードロックモジュールLLM2に搬送された処理後の基板Wを受け取り、ロードポート22のFOUP20へ基板Wを搬送する。なお、図1では、大気搬送装置24の基板Wを受け取るピックが1本の例を示しているが、ピックが2本であってもよい。
上記処理部2においては、搬送室12の一方側に、ロードロックモジュールLLM1側から順に、処理モジュールPM1、PM3、PM5、PM7、PM9が配置され、搬送室12の他方側に、ロードロックモジュールLLM2側から順に、処理モジュールPM2、PM4、PM6、PM8、PM10が配置されている。また、搬送部3においては、ロードロックモジュールLLM1およびLLM2側から順に搬送モジュールTM1、TM2、TM3、TM4、TM5が配置されている。
搬送モジュールTM1の搬送機構31aは、ロードロックモジュールLLM1およびLLM2、処理モジュールPM1およびPM2、ならびに受け渡し部41にアクセス可能である。搬送モジュールTM2の搬送機構31bは、処理モジュールPM1、PM2、PM3、およびPM4、ならびに受け渡し部41および42にアクセス可能である。搬送モジュールTM3の搬送機構31cは、処理モジュールPM3、PM4、PM5、およびPM6、ならびに受け渡し部42および43にアクセス可能である。搬送モジュールTM4の搬送機構31dは、処理モジュールPM5、PM6、PM7、およびPM8、ならびに受け渡し部43および44にアクセス可能である。搬送モジュールTM5の搬送機構31eは、処理モジュールPM7、PM8、PM9、およびPM10、ならびに受け渡し部44にアクセス可能である。
搬送部3の搬送モジュールTM1~TM5および大気搬送装置24が上記のように構成されているため、図2に示すように、FOUP20から取り出された基板Wは、処理部2において略U字状の経路Pに沿って一方向にシリアルに搬送されて各処理モジュールで処理され、FOUP20に戻される。すなわち、基板Wは、処理モジュールPM1、PM3、PM5、PM7、PM9、PM10、PM8、PM6、PM4、PM2の順に搬送されてそれぞれの処理モジュールで所定の処理がなされる。
基板処理システム1は、例えば、MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)に用いられる積層膜(MTJ膜)の製造に用いることができる。MTJ膜の製造には、前洗浄処理、成膜処理、酸化処理、加熱処理、冷却処理等の複数の処理が存在し、これら処理のそれぞれを、処理モジュールPM1~PM10で行う。
制御部5は、基板処理システム1の各構成部、例えば、搬送部3の搬送モジュールTM1~TM5(搬送装置31a~31e)、および大気搬送装置24、処理モジュールPM1~PM10、ロードロックモジュールLLM1およびLLM2、搬送室12、ゲートバルブG、G1、G2等を制御する。制御部5は、典型的にはコンピュータである。図3に制御部5のハードウェア構成の一例を示す。制御部5は、主制御部101と、キーボード、マウス等の入力装置102と、プリンタ等の出力装置103と、表示装置104と、記憶装置105と、外部インターフェース106と、これらを互いに接続するバス107とを備えている。主制御部101は、CPU(中央処理装置)111、RAM112およびROM113を有している。記憶装置105は、制御に必要な情報の記録および読み取りを行うようになっている。記憶装置105には、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を有しており、記憶媒体には、基板Wに対する処理の処理レシピ等が記憶されている。
制御部5では、CPU111が、RAM112を作業領域として用いて、ROM113または記憶装置105の記憶媒体に格納されたプログラムを実行することにより、基板処理システム1において基板Wの処理を実行させる。
図4は、制御部5の機能ブロック図である。制御部5は、搬送制御部121と、プロセス制御部122と、搬送関連設定部123と、待機モード設定部124と、待機時間設定部125と、誤差時間検出・補正部126とを有する。搬送関連設定部123は搬送制御部121に接続され、待機モード設定部124と、待機時間設定部125と、誤差時間検出・補正部126とはプロセス制御部122に接続されている。なお、制御部5は、これ以外の機能部も有しているが、ここでは説明を省略する。
搬送制御部121は、搬送モジュールTM1~TM5(搬送装置31a~31e)、および大気搬送装置24を制御する。具体的には、基板WがFOUP20から搬出され、アライナーモジュール23、ロードロックモジュールLLM1を経て処理部2に至り、各処理モジュールに順次搬送され、ロードロックモジュールLLM2を経てFOUP20に戻るように制御する。なお、全ての処理モジュールを経た搬送経路にする必要はなく、搬送モードが途中の処理モジュールからU字搬送する等の異なる搬送経路になるように制御してもよい。搬送制御部121は、タイマーを内蔵している。
搬送制御部121は、記憶装置105に記憶された過去のプロセス時間と搬送時間の実績時間を搬送開始時のスケジュール予測に使用し、搬送スケジュールを作成する。このとき、各搬送モジュールの搬送装置は複数の処理モジュールに対応しているため、搬送装置が複数の処理モジュールで取り合いにならないように(競合しないように)搬送スケジュールを作成する。
本実施形態では、このような搬送制御手法として、例えば、処理モジュールPM1~PM10に対する複数の基板Wの一連の搬送を、一まとまりの搬送単位である複数の搬送フェーズに分け、搬送フェーズごとに搬送タイミングをずらすように制御するものを用いる。このような搬送を、以下、タイミングシフト搬送と呼ぶ。具体的には、例えば、図5に示すように、右列、列間(PM9からPM10への搬送)、左列の3つ搬送フェーズに分け、最初にフェーズ1の右列の基板搬送を行い、次にフェーズ2の列間を行い、次にフェーズ3の左列の搬送を行うように搬送を制御する。図5では、処理部2の一部を示している。このとき、フェーズ1およびフェーズ3では、複数の搬送装置を同期して基板搬送を行うことが好ましい。なお、搬送フェーズの分け方および搬送フェーズの数は上記例に限るものではない。タイミングシフト搬送を実施するためには、後述するように、各処理モジュールの基板Wの滞在時間が適切に制御されていることが好ましい。
搬送関連設定部123は、搬送制御部121に対し、搬送経路等の搬送のモードの設定や、搬送フェーズの設定、さらには大気搬送装置24による基板搬出のインターバルの設定等、搬送関連の設定を行えるように構成されている。
プロセス制御部122は、記憶装置105の記憶媒体に記憶された処理レシピに基づいて、処理モジュールPM1~PM10の処理を制御する。処理モジュールPM1~PM10は、それぞれ個別のコントローラを有しており、プロセス制御部122は、これらのコントローラを介して処理モジュールPM1~PM10を制御する。また、プロセス制御部122は、各処理モジュールの処理時間の長さの違い等による次の処理までの待ち時間のばらつきを抑制するように、各処理モジュール内で基板Wを待機可能に制御する。プロセス制御部122もタイマーを内蔵している。
待機モード設定部124は、各処理モジュールに対し、その処理の内容に応じて適切なタイミングで基板Wの待機期間を設定可能である。具体的には、待機モード設定部124は、処理モジュールの処理の内容に応じて適切なタイミングで待機期間が設定された複数の待機モードのいずれかを選択できるように構成されている。待機期間のタイミングが設定された待機モードとしては、「処理後待機モード」、「処理前待機モード」、「即搬出モード(待機なしモード)」がある。
「処理後待機モード」は、処理を行った後にその処理モジュールで基板Wを待機させるモードである。この待機モードは、処理後の基板の待機が処理に影響しない処理モジュールに適用される。「処理後待機モード」の具体的なタイムチャートは図6のようになる。Aは対応する処理モジュールの全体の時間であるサイクルタイムであり、搬入時間B、処理時間C、待機時間D1、搬出時間Eの順で進行する。
「処理前待機モード」は、処理を行う前にその処理モジュールで基板Wを待機させるモードである。この待機モードは、加熱処理や冷却処理のような温度依存処理のような、処理終了後に待機すれば処理に影響するが、処理開始前の基板の待機が処理に影響しない処理モジュールに適用される。「処理前待機モード」の具体的なタイムチャートは図7のようになる。Aは対応する処理モジュールの全体の時間であるサイクルタイムであり、搬入時間B、待機時間D2、処理時間C、搬出時間Eの順で進行する。
「即搬出モード」は、基板Wの待機を行わないモードである。この待機モードは、酸化プロセスのように、基板Wがその処理モジュールに滞在するだけでプロセス特性が変わってしまう処理モジュールに適用される。「即搬出モード」の具体的なタイムチャートは図8のようになる。Aは対応する処理モジュールにおける基板滞在時間であるサイクルタイムであり、搬入時間B、処理時間C、搬出時間Eの順で進行する。
待機時間設定部125は、待機モード設定部124で設定される待機モードが「処理後待機モード」、「処理前待機モード」の場合に、待機時間を設定するものである。待機時間設定部125は、各処理モジュールについて、各処理モジュールの基板Wの滞在時間であるサイクルタイムが最適になるように待機時間を設定する。待機時間は搬送制御部121で自動設定するようにしてもよい。「処理後待機モード」、「処理前待機モード」の処理モジュールについて、サイクルタイムが一定になるように待機時間を設定することができる。これにより、上述したような搬送フェーズごとに搬送タイミングをずらすタイミングシフト搬送を行いやすくなり、搬送装置の取り合いを有効に防止することができる。この場合は、処理モジュールのサイクルタイムは、処理時間が最も長い処理モジュールのサイクルタイムに合わせることが好ましい。
また、図5に示すように、右列、列間、左列の3つ搬送フェーズに分けてタイミングシフト搬送する場合は、搬送が折り返される搬送モジュールTM5に隣接する処理モジュールPM9、PM10においては、搬送時間分(搬送シフト分)だけサイクルタイムを短くすることが好ましい。
「即搬出モード」の処理モジュールは基板Wの待機時間を持てないため、待機時間の調整を行えないが、基板Wを搬出した搬送装置上での待機時間、次の処理モジュールでの待機時間を調整することにより、基板搬送の最適化を図ることができる。
誤差時間検出・補正部126は、各処理モジュールにおいて発生する基板Wの処理および/または搬送のスケジュールに対する誤差時間(「ずれ」)を検出し、誤差時間を補正する機能を有する。実際の基板Wの搬送では、プラズマ処理におけるプラズマ着火リトライ等による処理時間のばらつきや搬送誤差等により、最初に作成したスケジュールからの誤差時間が発生することがある。このような誤差時間が発生すると所望の基板Wの搬送が行えなくなる。このような誤差時間に対しては、誤差時間検出・補正部126により、処理モジュールにおいて基板に発生した誤差時間を検出し、誤差時間を補正する信号を搬送制御部121に送信し、誤差を補正することができる。誤差時間を検出するタイミングは、処理モジュールへの搬入完了後、処理モジュールでの処理完了後、処理モジュールからの搬出完了後とすることができる。
「処理後待機モード」の処理モジュールにおいて、誤差時間の補正は、誤差時間に応じて基板Wの待機時間を短縮または延長することにより行うことができる。例えば、処理時間が処理レシピの予定時間よりも長くなった場合、図9に示すように、長くなった時間C1だけ待機時間D1を短縮するように補正することができる。逆に処理時間が処理レシピの予定時間よりも短くなった場合、図10に示すように、処理時間が短くなった時間C2だけ待機時間を延長するように補正することができる。処理時間の延長分が待機時間より長くなった場合は、次の補正のタイミング(基板を搬出する搬送モジュールまたは次の処理モジュールでの補正タイミング)で補正することができる。
「処理前待機モード」の処理モジュールの場合、処理時間が短縮または延長した際には、基板の待機時間の調整で補正することはできないが、次の補正のタイミング(基板を搬出する搬送モジュールまたは次の処理モジュールでの補正タイミング)で補正することができる。
搬入時間終了が想定より早い場合、待機モードに関係なく、図11のように処理前に待機時間Fを入れることにより補正することができる。搬入時間終了が想定より遅い場合、「処理前待機モード」では、図12に示すように、遅くなった時間B1だけ処理前待機時間を短縮する。遅くなった分が処理前待機時間を超えた場合、超えた分を次の補正タイミングで補正することができる。「処理後待機モード」で搬入時間終了が想定より遅い場合は、次の補正タイミングで補正することができる。
搬出時間終了が想定より早い場合、図13に示すように、早かった分だけ搬送モジュールで待ち時間Gを入れる。搬出時間終了が想定より遅い場合、次の補正タイミングで補正することができる。
「即搬出モード」の処理モジュールの場合は、処理モジュール内に待機時間がないため、その処理モジュールでは時間補正ができない。この場合は、それより後の処理モジュールの待機時間を使って補正することができる。
しかし、「即搬出モード」の処理モジュールにおいて「ある基板」について処理が遅れた場合、すぐに「次の基板」をその処理モジュールに搬送すると、その処理モジュールでの「次の基板」の処理が終わった時点で次の処理モジュールが空いておらず「次の基板」を搬出できない事態が生じる場合がある。例えば、処理モジュールPM1→搬送モジュールTM2(搬送装置31b)→処理モジュールPM3→搬送モジュールTM3(搬送装置31c)→処理モジュールPM5という搬送経路で基板Wを搬送し、処理モジュールPM3が「即搬出モード」の場合を想定する。処理モジュールPM3の処理レシピ上の処理時間を200秒、処理モジュールPM3の開始時に、処理モジュールPM5で処理レシピが進んでいるべき時間を50秒とする。この条件で、例えば処理モジュールPM3の処理時間が50秒遅れた場合、「次の基板」をすぐに処理モジュールPM1から処理モジュールPM3に搬送してしまうと、250秒経過しないと処理モジュールPM5が空かない。このため、「次の基板」を処理モジュールPM5に搬出できなくなる。このような場合は、「次の基板」を処理モジュールPM1または搬送モジュールTM2で待機させ、処理モジュールPM5の処理レシピが所期の期間進んでいると判断された時点で「次の基板」を処理モジュールPM3に搬送する。
なお、このような前の処理モジュールによる待機時間調整は、上述したようにタイミングシフト搬送を行う場合に基板の滞在時間(サイクルタイム)を短くする処理モジュールPM9やPM10でも採用することができる。
次に、以上のように構成された基板処理システム1における処理動作について説明する。以下の処理動作は制御部5による制御の下に実行される。
まず、大気搬送装置24によりロードポート22上のFOUP20から基板Wが取り出され、アライナーモジュール23に搬送される。アライナーモジュール23で基板Wがアライメントされた後、基板Wは、大気搬送装置24により取り出され、ロードロックモジュールLLM1に搬送される。このときロードロックモジュールLLM1は大気圧であり、基板Wを受け取った後、真空排気される。
その後、搬送部3における搬送モジュールTM1の搬送機構31aにより、基板WがロードロックモジュールLLM1内から取り出され、処理モジュールPM1に搬送される。そして、処理モジュールPM1で基板Wに対して所定の処理が実行される。その後、基板Wは、搬送モジュールTM1~TM5の搬送機構31a~31eにより、処理モジュールPM3、PM5、PM7、PM9、PM10、PM8、PM6、PM4、PM2に順次搬送され、これら処理モジュールで順次所定の処理が行われる。基板Wは、処理モジュールPM2での処理が終了した後、搬送モジュールTM1の搬送機構31aによりロードロックモジュールLLM2に搬送される。このときロードロックモジュールLLM2は真空であり、基板Wを受け取った後、大気開放される。
その後、ロードロックモジュールLLM2内の基板Wは、大気搬送装置24によりロードポート22のFOUP20内に搬送される。
以上のような一連の処理を、複数枚の基板Wに対して繰り返し行う。
従来、この種の基板処理システムにおける搬送系は、搬送効率を重視し、トリガー搬送により複数の基板を最短の時間で連続的に搬送するように制御されていた。
しかし、各処理モジュールの処理時間は一定ではなく、1枚目の基板は待ち時間なく搬送できたとしても、2枚目以降の基板は、レシピ時間の長い処理モジュールより前の処理モジュールで待機せざるを得ず、これにより、プロセス結果が異なることがある。
例えば、MRAMのMTJ膜の製造の場合には、前洗浄処理、成膜処理、酸化処理、加熱処理、冷却処理等の複数の処理が存在する。したがって、2枚目以降の基板は、処理モジュールPM7での先行基板の処理が終了するまで処理モジュールPM1、PM3、PM5で待機することになる。
このとき、待機する処理モジュールPM1、PM3、PM5で基板に対して行われる処理が、酸化処理や冷却処理等の、待機中に基板の状態を変化させる可能性がある処理の場合、1枚目の基板と2枚目以降の基板とで熱履歴が異なるため、プロセス結果が異なることがある。
特許文献2には、このような問題を、スループットを低下させずに解決する技術として搬出入部から基板を搬出した後、次の基板を搬出するまでの間に所望の期間インターバルを設定する技術が提案されている。
しかし、特許文献2の技術では、処理モジュールにおける調整は行わないため、一連の処理を行っている際に、処理モジュールにおいてエラーや突発的な遅れが生じた場合、予期せぬ基板待機が生じて、処理の不均一を十分に抑制することが困難になる場合がある。また、このように処理モジュールにおいてエラーや突発的な遅れが生じ基板の搬送が乱れた場合、搬送装置が複数の処理装置で取り合いとなることがあり、これによっても基板待機が生じ、処理の均一性やスループットが十分でない場合が生じる。
そこで、本実施形態では、制御部5が、各処理モジュールに対し、その処理の内容に応じて、待機モード設定部124に適切なタイミングで基板Wの待機期間を設定できる機能を持たせる。具体的には、待機モード設定部124を、処理モジュールの処理の内容に応じて適切なタイミングで待機期間が設定された複数の待機モードを有し、いずれかの待機モードを選択できるようにする。待機モードとして、「処理後待機モード」、「処理前待機モード」、「即搬出モード(待機なしモード)」を設定し、いずれかの待機モードを選択できるようにする。
これにより、各処理モジュールで基板Wの処理に影響を与えずに基板搬送のバッファを得ることができ、処理時間の長い処理モジュールの前で基板が滞留することを抑制することができる。このため、スループットを高く維持したまま基板処理の不均一を効果的に抑制することができる。そして、酸化プロセスのように、基板Wがその処理モジュールに滞在するだけでプロセス特性が変わってしまう処理モジュールについては、基板の待機を行わない「即搬出モード」に設定することにより、基板処理の不均一を抑制することができる。
この場合に、待機時間設定部125により処理モジュールでの基板待機時間を設定できるので、各処理モジュールでの基板滞在時間であるサイクルタイムを最適にすることができ、複数の処理モジュールについてサイクルタイムを一定にすることもできる。
また、誤差時間検出・補正部126により、処理モジュールにおいて発生するスケジュールに対する誤差時間(「ずれ」)を検出し、誤差時間を補正することができるので、処理モジュールにおいて誤差時間が生じた場合でも基板Wの滞留を極めて効果的に抑制できる。「即搬出モード」の処理モジュールの場合は、処理モジュール内に待機時間がないため、その処理モジュールでは時間補正ができないが、それよりも後の搬送モジュールや処理モジュールの待機時間を使うことにより補正することができる。また、「ある基板」について「即搬出モード」の処理モジュールにおいて処理が遅れた場合、「次の基板」の処理において、当該処理モジュールより前の処理モジュールへの搬入を、遅れた時間に応じて遅らせることにより、次の基板の滞留を抑制することができる。
本実施形態では、また、上記問題に対し、搬送装置31a~31eによる処理モジュールPM1~PM10に対する複数の基板Wの一連の搬送を、一まとまりの搬送単位である複数の搬送フェーズに分け、搬送フェーズごとに搬送タイミングをずらすタイミングシフト搬送を行う。例えば、図5に示すように、右列、列間(PM9からPM10への搬送)、左列の3つ搬送フェーズに分け、最初にフェーズ1の右列の基板搬送を行い、次にフェーズ2の列間を行い、次にフェーズ3の左列の搬送を行うように搬送を制御することができる。
これにより、搬送装置が複数の処理モジュールに対し異なるタイミングでアクセスできるので、複数の処理モジュールで取り合いになることを効果的に抑制することができる。
この場合は、待機時間設定部125による基板待機時間の設定により各処理モジュールでの基板滞在時間であるサイクルタイムを最適化して、各搬送フェーズにおいて搬送タイミングが揃うようにすることが好ましい。特に、複数の処理モジュールのサイクルタイムを一定にすることにより、各搬送フェーズにおける搬送タイミングを容易に揃えることができる。ただし、搬送が折り返される搬送モジュールTM5に隣接する処理モジュールPM9、PM10においては、タイミングシフト搬送を行うために、搬送時間のシフト分だけサイクルタイムを短くすることが好ましい。また、「即搬出モード」の処理モジュールについては、待機時間を設けることができないが、基板Wを搬出した搬送装置上での待機時間、次の処理モジュールでの待機時間を調整することにより、シフト搬送に対応することができる。
「即搬出モード」の処理モジュールや、タイミングシフト搬送を行うためにサイクルタイムを短くする処理モジュールでは、当該処理モジュールでの基板の処理が遅れた場合、「次の基板」を前の処理モジュールまたは前の搬送モジュールで待機させることが好ましい。これにより、当該処理モジュールでの処理が遅れた場合、「次の基板」を当該処理モジュールにすぐ搬送することによる、当該処理モジュールで処理が終了した時点で次の処理モジュールが空いていない事態が生じることを防止することができる。
以上のように、本実施形態によれば、各処理モジュールに対し、その処理の内容に応じて、待機モード設定部124に適切なタイミングで基板Wの待機期間を設定できる機能を持たせる。これにより、各処理モジュールで基板Wの処理に影響を与えずに、処理時間の長い処理モジュールの前で基板が滞留することを抑制することができ、スループットを高く維持したまま基板処理の不均一を効果的に抑制することができる。また、搬送装置による複数の処理モジュールに対する複数の基板の一連の搬送を、一まとまりの搬送単位である複数の搬送フェーズに分け、搬送フェーズごとに搬送タイミングをずらすようなタイミングシフト搬送を行う。これにより、搬送装置が複数の処理モジュールに対し異なるタイミングでアクセスできるので、複数の処理モジュールで取り合いになることを抑制することができる。
以上、実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
例えば、実施形態の基板処理システム1は例示に過ぎず、複数の処理モジュールに対して基板を順次シリアルに搬送して処理するものであればよい。また、処理の例として、MRAMのMTJ膜の製造を挙げたが、これに限るものではない。
1;基板処理システム
2;処理部
3;搬送部
4;搬出入部
5;制御部
12;搬送室
20;FOUP
22;ロードポート
23;アライナーモジュール
24;大気搬送装置
31a~31e;搬送装置
121;搬送制御部
122;プロセス制御部
123;搬送関連設定部
124;待機モード設定部
125;待機時間設定部
126;誤差時間検出・補正部
LLM1,LLM2;ロードロックモジュール
PM1~PM10;処理モジュール
TM1~TM5;搬送モジュール
W;基板
2;処理部
3;搬送部
4;搬出入部
5;制御部
12;搬送室
20;FOUP
22;ロードポート
23;アライナーモジュール
24;大気搬送装置
31a~31e;搬送装置
121;搬送制御部
122;プロセス制御部
123;搬送関連設定部
124;待機モード設定部
125;待機時間設定部
126;誤差時間検出・補正部
LLM1,LLM2;ロードロックモジュール
PM1~PM10;処理モジュール
TM1~TM5;搬送モジュール
W;基板
Claims (15)
- 複数の基板に対して処理を行う基板処理システムであって、
それぞれ所定の処理を行う複数の処理モジュールを有する処理部と、
前記複数の処理モジュールのそれぞれに対して基板を搬送する搬送装置を有する搬送部と、
複数の基板を保持し、前記処理部に対し基板を搬出入する搬出入部と、
前記処理部、前記搬出入部および前記搬送部を制御する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、前記搬出入部から前記処理部へ順次搬入された複数の基板が、前記複数の処理モジュールに対して、順次シリアルに搬送されるように前記搬送部を制御し、かつ、前記処理モジュールに対し、その処理の内容に応じて適切なタイミングで基板の待機期間を設定可能な待機モード設定部を有する、基板処理システム。 - 前記待機モード設定部は、処理モジュールの処理の内容に応じて適切なタイミングで待機期間が設定された複数の待機モードのいずれかを選択できるように構成されている、請求項1に記載の基板処理システム。
- 前記複数の待機モードは、前記処理モジュールで基板の処理を行った後に当該処理モジュールで基板を待機させる処理後待機モード、前記処理モジュールで基板の処理を行う前に当該処理モジュールで基板を待機させる処理前待機モード、前記処理モジュールで基板を待機させない待機なしモードを有する、請求項2に記載の基板処理システム。
- 前記制御部は、前記各処理モジュールについて、待機時間を設定する待機時間設定部を有する、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の基板処理システム。
- 前記待機時間設定部は、前記処理モジュールにおける基板の滞在時間が複数の前記処理モジュールで一定になるように前記待機時間を設定する、請求項4に記載の基板処理システム。
- 前記制御部は、前記各処理モジュールにおいて発生する基板の処理および/または搬送のスケジュールに対する誤差時間を検出し、誤差時間を補正する機能を有する誤差時間検出・補正部を有する、請求項4または請求項5に記載の基板処理システム。
- 前記誤差時間検出・補正部は、前記処理モジュールにおいて、前記誤差時間に応じて前記待機時間を短縮または延長することにより前記誤差時間を補正する、請求項6に記載の基板処理システム。
- 前記誤差時間検出・補正部は、前記処理モジュールにおいて誤差時間を補正できない場合に、当該処理モジュールから基板を搬出する搬送装置または次の処理モジュールで前記誤差時間を補正する、請求項6に記載の基板処理システム。
- 前記誤差時間検出・補正部は、前記処理モジュールが、処理時間の誤差補正ができないものであり、ある基板における処理時間が長くなった場合、次の基板が当該処理モジュールに搬入される際に、前記次の基板を前記処理時間の延長分に対応する時間待機させる、請求項6に記載の基板処理システム。
- 複数の基板に対して処理を行う基板処理システムであって、
それぞれ所定の処理を行う複数の処理モジュールを有する処理部と、
前記複数の処理モジュールのそれぞれに対して基板を搬送する搬送部と、
複数の基板を保持し、前記処理部に対し基板を搬出入する搬出入部と、
前記処理部および前記搬送部を制御する制御部と、
を具備し、
前記搬送部は、搬送室と、搬送室内に一列に配列された複数の搬送装置とを有し、
前記複数の処理モジュールは、前記搬送室の両側に接続されており、
前記制御部は、前記搬出入部から前記処理部へ搬出された複数の基板が、前記複数の処理モジュールに対して、順次シリアルに搬送されるように前記搬送部を制御し、かつ、複数の処理モジュールに対する複数の基板の一連の搬送を、一まとまりの搬送単位である複数の搬送フェーズに分け、搬送フェーズごとに搬送タイミングをずらすように前記搬送部を制御する、基板処理システム。 - 前記制御部は、前記複数の処理モジュールのそれぞれに対し、その処理の内容に応じて適切なタイミングで基板の待機期間を設定可能な待機モード設定部と、待機時間を設定する待機時間設定部とを有し、前記待機時間設定部は、前記処理モジュールにおける基板の滞在時間が複数の前記処理モジュールで一定になるように前記待機時間を設定する、請求項10に記載の基板処理システム。
- 前記制御部は、前記搬出入部から前記処理部へ搬入された基板を、前記搬送室の一方側の一端の処理モジュールから前記搬送室の他方側の一端の処理モジュールへU字状に基板が搬送されるように前記搬送部を制御し、かつ、複数の搬送フェーズとして、前記搬送室の一方側の処理モジュールの列、前記搬送室の他方側の処理モジュールの列、およびこれらの列の間の列間の3つを設定する、請求項10に記載の基板処理システム。
- 前記制御部は、前記複数の処理モジュールのそれぞれに対し、その処理の内容に応じて適切なタイミングで基板の待機期間を設定可能な待機モード設定部と、待機時間を設定する待機時間設定部とを有し、
前記待機時間設定部は、前記列間に対応する処理モジュール以外の前記処理モジュールにおける基板の滞在時間が一定になるように、かつ、前記列間に対応する処理モジュールにおける基板の滞在時間がそれ以外の前記処理モジュールの滞在時間よりも搬送シフト分だけ短くなるように、前記待機時間を設定する、請求項12に記載の基板処理システム。 - それぞれ所定の処理を行う複数の処理モジュールを有する処理部と、前記複数の処理モジュールのそれぞれに対して基板を搬送する搬送装置を有する搬送部と、複数の基板を保持し、前記処理部に対し基板を搬出入する搬出入部と、を有する基板処理システムにおいて基板を処理する基板処理方法であって、
前記処理モジュールに対し、その処理の内容に応じて適切なタイミングで基板の待機期間を設定することと、
前記搬出入部から前記処理部へ複数の基板を順次搬入することと、
前記処理部へ順次搬入された複数の基板を、前記複数の処理モジュールに対して、順次シリアルに搬送し、基板を処理することと、
を有する、基板処理方法。 - コンピュータ上で動作し、それぞれ所定の処理を行う複数の処理モジュールを有する処理部と、前記複数の処理モジュールのそれぞれに対して基板を搬送する搬送装置を有する搬送部と、複数の基板を保持し、前記処理部に対し基板を搬出入する搬出入部と、を有する基板処理システムにおいて基板の処理を制御する制御プログラムであって、
前記制御プログラムは、実行時に、
前記処理モジュールに対し、その処理の内容に応じて適切なタイミングで基板の待機期間を設定することと、
前記搬出入部から前記処理部へ複数の基板を順次搬入することと、
前記処理部へ順次搬入された複数の基板を、前記複数の処理モジュールに対して、順次シリアルに搬送し、基板を処理することと、
が実行されるように、コンピュータに前記基板処理システムを制御させる、制御プログラム。
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