JP3128854B2 - 半導体製造装置制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＣＶＤなどのプロセスに
よって半導体の成膜を行う半導体製造装置を制御するシ
ステムに関する。なお以下各図において同一の符号は同
一もしくは相当部分を示す。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の半導体製造装置は、そ
の装置が持っている反応室の数は一定であり、かつその
構成要素を制御するプログラムも、その装置と１対１に
対応している。この種の半導体製造装置は、反応室を
構成する要素（成膜原理を実現するもの）あるいは供給
されるガスの種類等により、生成できる膜の種類が限定
される（例えば酸化膜とか窒化膜等）。従って、複数の
反応室を持つ装置ではオペレータは今から生成しようと
いている膜がどの種類に属する膜なのかを判断し、どの
反応室で成膜すれば良いのかを指示している。この種
の半導体製造装置は数百以上の工程の中の１〜２工程を
サポートするものであり、１台で全ての処理ができるわ
けでは無い。また、１工程が完了した半導体ウェハを次
の工程に持っていく場合に、ウェハを装置外に出し大気
中に曝すことになる。しかしこのことは、プロセス過程
においては様々な問題を招く。例えば大気に曝すことに
よりウェハ表面が冷えて水分を吸収してしまったり、ウ
ェハ表面にパーティクル（ゴミ）が付着する。以上のこ
とにより、装置１台で複数の工程をサポートする装置、
すなわち複数の反応室を持ち、かつその真空装置内で連
続して複数のプロセスを実行する事が要求されている。
従来の装置では、ある連続プロセスを専用に行う固定の
手順をサポートする方法で行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで稼動可能な反
応室の数は反応室のメンテナンスや故障等によって変動
する。また半導体製造装置の高稼動率を維持しながら各
種の半導体の成膜要求を満たすためには反応室で行う成
膜の種類や、成膜工程の順序等を適宜変更することが望
まれる。しかしながらこのためには従来の半導体製造装
置の制御プログラムは前記のように構成されているの
で装置を構成する反応室の数の増減に対しては、プログ
ラムを作り変える必要がある。また上述の要望を満たす
ためには従来の半導体製造装置の場合、前記に述べた
ようにオペレータがどの反応室でどのような成膜をすれ
ばよいかの指示を頻繁に発しなければならない。このた
め煩雑さにより、判断ミスあるいは操作ミスを引き起こ
す問題を抱えている。また従来の半導体製造装置は前記
で述べたように固定の連続プロセス手順をサポートし
ているだけであるため、今までと違うマルチプロセスを
行う場合には、そのプロセス専用に別の装置を用意する
必要がある。そこで本発明は上記問題点を解消できる半
導体製造装置制御システムを提供することを目的として
いる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１の制御システムでは、成膜処理用の増減
可能な複数の反応室（２１など）、この反応室等の（真
空装置６などの）真空排気の制御を分担する真空排気制
御手段（真空ＰＣ２など）、（大気ロボット２６，受渡
し容器２３，装置内ロボット２２などを介する）この半
導体製造装置の外側と前記反応室との間、および（装置
内ロボット２２などを介する）前記反応室相互間のウェ
ハ搬送の制御を分担する搬送制御手段（搬送ＰＣ３な
ど）、前記反応室毎に設けられ当該の反応室の成膜プロ
セス機器（プロセス装置８など）の制御を分担する反応
室制御手段（反応室ＰＣ４など）、前記の各制御手段と
共通の通信回線（５など）で結合され、各種の成膜プロ
セス毎に成膜処理過程の順番（３１など、以下プロセス
番号という）別の保持時間（３２など）を定めた成膜レ
シピ（レシピデータＲＤなど）と、このプロセス番号別
の前記成膜プロセス機器のあるべきオン，オフ状態を定
めたプロセスデータ（ＰＤなど）とを設定されて（補助
記憶装置１１などに）記憶し、（ＣＲＴ・キーボード９
などを介し）指定された前記成膜レシピによる成膜を前
記の各制御手段を介して実行するコンピュータ（１な
ど）、を備えた半導体製造装置において、 前記コンピ
ュータおよび各制御手段は夫々自領域（ｍ１，ｍ２，…
など）を割付られた同一構造の通信データメモリ（通信
データ領域Ｍ１，Ｍ２，…など）を備え、同一の通信デ
ータを自身内の前記通信データメモリ内の自領域内およ
び前記通信回線を介し他の全ての通信データメモリ内の
自領域内の同一アドレス領域へ書込むことによって、送
信相手の前記コンピュータまたは各制御手段への前記通
信データの送信を行えるようにし、前記コンピュータの
自領域内には少なくとも前記の反応室制御手段の各々に
対して、かつ該制御手段の増加に対応し得るように割付
けた、前記プロセスデータを送信するための部分領域
（以下第１の部分領域という）を設け、前記の各反応室
制御手段の自領域内には夫々少なくとも前記搬送制御手
段に対して割付けた、ウェハの移動要求（搬入要求Ｌ、
搬出要求ＵＬなど）を送信するための部分領域（以下第
２の部分領域という）を設け、前記搬送制御手段の自領
域内には少なくとも前記の反応室制御手段の各々に対し
て、かつ該制御手段の増加に対応し得るように割付け
た、前記移動要求に対する応答（搬入完了，搬出完了な
ど）を送信するための部分領域（以下第３の部分領域と
いう）を設けるようにし、

【０００５】請求項２の制御システムでは、請求項１に
記載の制御システムにおいて、前記コンピュータは（Ｃ
ＲＴ・キーボード９，反応室別の有無，膜種記憶手段１
Ａなどを介する）前記反応室ごとの有無、および前記反
応室ごとの成膜の種別としての膜種の登録に基づいて、
指定された前記成膜レシピに関わる前記反応室を決定
し、該反応室に関わる前記反応室制御手段に対応する第
１の部分領域へ該成膜レシピに関わるプロセスデータを
書込むようにし、これに応じて該当する前記反応室制御
手段および搬送制御手段は夫々前記第２，第３の部分領
域を用いて互に前記の送信を行うようにし、

【０００６】請求項３の制御システムでは、請求項２に
記載の制御システムにおいて、前記コンピュータは指定
された前記成膜レシピの名前からこの成膜レシピに関わ
る反応室を決定し得るようにし、

【０００７】請求項４の制御システムでは、請求項２ま
たは３に記載の制御システムにおいて、前記コンピュー
タは、単一の前記成膜レシピを指定され、かつこのレシ
ピに関わる前記反応室が複数あるときは、該反応室に対
応する各前記反応室制御手段の第１の部分領域へ指定さ
れた前記成膜レシピに関わるプロセスデータを夫々成膜
を施すべきウェハの枚数毎に振り分けて書込むように
し、また

【０００８】請求項５の制御システムでは、請求項３に
記載の制御システムにおいて、前記コンピュータの自領
域内に前記反応室の別に、かつ該反応室の増加に対応し
得るように割付けた、前記搬送制御手段に送信すべき成
膜順序属性（ＳＡＴなど）を書込むための部分領域（以
下第４の部分領域という）を設け、前記コンピュータ
は、同一のウェハに施すべき複数の夫々異なる前記膜種
の成膜レシピをその実行の順番と共に指定されたとき
は、指定された前記成膜レシピに関わる前記反応室制御
手段に対応する前記第１の部分領域へ該当する前記プロ
セスデータを書込むと共に、当該の反応室に対応する前
記第４の部分領域へ当該の成膜に対応する前記成膜順序
属性を書込むようにし、前記搬送制御手段はこの成膜順
序属性と当該の前記反応室制御手段から送信される前記
移動要求とから当該の反応室に搬入するウェハの取出元
と該反応室からの格納先とを判別するようにするものと
する。

【０００９】

【作 用】（１）請求項１，２に関わる発明について：
コンピュータと各ＰＣ（専用コントローラ）とを高速の
通信回線で接続し、この回線を介してコンピュータ，真
空ＰＣ，搬送ＰＣおよびＮ個の反応室ＰＣが通信データ
メモリの内容をやりとりするようにし、コンピュータに
は反応室の有無および数を判断して、該当する反応室Ｐ
Ｃに実行を指定された成膜レシピに対応したプロセスデ
ータを転送する手段を設け、各反応室ＰＣには搬送ＰＣ
にウェハの移動要求を出力する手段を設け、また搬送Ｐ
Ｃには、その要求がどの反応室ＰＣからのものかを判断
して該当する反応室ＰＣに対し応答する手段を設けるこ
とにより、反応室の増減・有無を意識することなくプロ
グラムが再利用できるようにする。

【００１０】（２）請求項３，４に関わる発明につい
て：コンピュータに複数ある各反応室別に生成できる膜
の種類を登録する手段と、その登録したデータとオペレ
ータが指示する成膜レシピの名前とから現在生成すべき
膜種を判断し、成膜を行う反応室を自動的に判定し、該
当する反応室ＰＣにプロセスデータを転送する手段とを
持たせることにより、指定された反応室へ自動的にウェ
ハを振り分けて膜を生成をすることを可能とする。

【００１１】（３）請求項５に関わる発明について：コ
ンピュータには前記反応室ＰＣに対して、成膜を実行す
る為に必要なプロセスデータと同時にその反応室で行う
成膜の順番が複数プロセスの先頭，中間，最終の何れか
に当たるかを識別できる順序属性情報を一緒に転送する
手段を設け、また搬送ＰＣにはこの順序属性情報と反応
室ＰＣからのウェハ移動要求とからウェハの取出元およ
び格納先を判断する手段を設けることにより、１枚のウ
ェハに対して可変の複数種類の膜を可変の順番で生成す
るマルチプロセスを実行できるようにする。

【００１２】

【実施例】以下図１ないし図１５を用いて本発明の実施
例を説明する。図１は本発明の一実施例としての半導体
製造装置の制御システムの構成図である。同図において
１はこのシステムを総括制御するコンピュータであり、
このコンピュータ１にはキーボードと組合されたグラフ
ィックＣＲＴとしてのＣＲＴ・キーボード９，プリンタ
１０，補助記憶装置１１が接続されている。６は図２で
述べるようにこの半導体製造装置中の各種の真空装置を
総括してなる真空装置、７は同じくこの半導体製造装置
中の各種の搬送装置を総括してなる搬送装置、８（８−
１，〜，８ｎ）は夫々、この半導体製造装置中の＃１〜
＃ｎのｎ個（この例では３個）の反応室に関わる各種の
プロセス装置（例えばマイクロ波発生装置，各種のガス
の流量制御弁，ヒータ，モータ，計測器等）を総括して
なるプロセス装置である。そして２と３は夫々真空装置
６と搬送装置７を制御する専用コントローラとしての真
空ＰＣと搬送ＰＣであり、４（４−１，〜，４−ｎ）は
夫々プロセス装置８−１，〜，８−ｎを制御する専用コ
ントローラとしての＃１反応室ＰＣ〜＃ｎ反応室ＰＣで
ある。これらの専用コントローラ２〜４は高速の共通の
通信回線５にコンピュータ１と共に接続され、お互いに
データの授受を行っている。なおコンピュータ１内の反
応室別の有無，膜種記憶手段１Ａはコンピュータ１の本
発明に基づく主要な部分機能部の１つである。

【００１３】図２は図１の制御システムを除く半導体製
造装置の要部のハード構成を示す。図２において２１
（２１−１，〜，２１−ｎ）は夫々＃１〜＃ｎの反応
室、２７はこの＃１〜＃ｎの各反応室間に設けられた連
絡用の真空室、２２はこの連絡用真空室内に設けられた
ウェハ搬送用のロボット（便宜上装置内ロボットとい
う）、２３はウェハを大気中から連絡用真空室２７内へ
またはその逆の経路に運ぶための受渡し容器であり、大
気・真空を繰り返し行っている部屋である。２４は各部
屋を仕切るバルブ（仕切弁）、２５は大気中にある複数
のウェハを格納するカセット、２６はカセット２５から
受渡し容器２３の部屋まで、またはその逆の経路にウェ
ハを搬送する大気ロボットである。成膜を開始しようと
するときはこの大気ロボット２６がカセット２５からウ
ェハを取り出し、大気状態の受渡し容器２３にそのウェ
ハを格納する。次に受渡し容器２３の部屋を真空状態に
し、装置内ロボット２２が受渡し容器２３からウェハを
取り出し、該当する反応室２１に取り出したウェハを格
納する。そこで仕切弁４を閉じ、反応室２１内で実際の
膜付けが行われる。成膜が終わったウェハは逆の手順で
カセット２５まで搬送される。 なお図１の真空装置６
は図２の＃１〜＃ｎの各反応室２１−１，〜，２１−ｎ
および連絡用真空室２７を真空にする装置、並びに受渡
し容器２３を真空引きしたり、大気圧に戻したりする装
置等からなる。また図１の搬送装置７は図２における装
置内ロボット２２，受渡し容器２３，仕切弁２４，カセ
ット２５，大気ロボット２６を含んでいる。

【００１４】次に実際の成膜の過程を説明する。コンピ
ュータ１はどのような成膜を行うかの処方箋としてのレ
シピデータと、このレシピデータ中の成膜処理の過程の
順番（プロセスＮＯ．という）別のプロセスデータとを
持っており、この両者（レシピデータおよびプロセスデ
ータ）の関係を図３に示す。即ち図３においてＲＤがレ
シピデータ、ＰＤがプロセスデータであり、レシピデー
タＲＤはプロセスＮＯ．３１とその保持時間３２との組
からなるデータが複数工程分、順番に配列されて構成さ
れる。そしてプロセスデータＰＤはレシビデータＲＤの
各プロセスＮＯ．３１に対応して設けられている。この
プロセスデータＰＤは当該のプロセス装置８を構成する
機器＃１〜＃Ｎ（但し図３では＃の字が省略されてい
る。例えばマイクロ波発生装置，各種の弁，ヒータ，モ
ータ等）のこの工程においてあるべきＯＮまたはＯＦＦ
状態を定めたデータである。このようにプロセスデータ
ＰＤはプロセス装置の状態を定義したデータであり、そ
のプロセスデータＰＤをその保持時間３２毎に切り換え
てプロセス装置を制御する。

【００１５】図４，図５はこの制御の説明図である。こ
こでは＃１反応室２１−１で成膜が行われる例を示して
いる。この両図において（Ａ）はウェハの搬送経路を、
（Ｂ）はレシピデータＲＤをそれぞれ示し、また（Ｃ）
はこのときのコンピュータ１、＃１反応室ＰＣ４−１、
搬送ＰＣ３の動作および相互間の信号のやりとり等を示
している。即ち図４ではコンピュータ１は通信回線５を
介して、このプロセスデータＰＤとこのデータに対応す
る保持時間３２を＃１反応室ＰＣ４−１に転送する。＃
１反応室ＰＣ４−１は、受け取ったデータから、そのプ
ロセス属性ＡＴを判断し、搬送ＰＣ３，真空ＰＣ２に指
令を出す。このプロセス属性ＡＴには、図（Ｂ）に示す
ように前処理Ｐ・ウェハ処理Ｗ・後処理Ｅがある。前処
理Ｐとは、ウェハを反応室２１に入れる前に、反応室２
１の中を成膜できる状態にする前準備を行うプロセスで
ある。ウェハ処理Ｗは反応室２１に入ったウェハに実際
に成膜するプロセスであり、後処理Ｅは成膜が終わった
ウェハを取り出した後に反応室２１の中を掃除するプロ
セスである。従って前処理Ｐにおいてはコンピュータ１
からのプロセスＮＯ．１データＰＤに基づく＃１反応室
ＰＣ４−１のウェハ搬送開始要求により、搬送ＰＣ３は
ウェハをカセット２５から連絡用真空室２７内へ搬入し
（図４（Ａ）の経路→）、＃１反応室２１−１の前
で待機させる（図４（Ａ）の位置）。

【００１６】一方、＃反応室ＰＣ４−１は前処理Ｐの最
後のプロセス（ＮＯ．ｍ）の保持時間３２がタイムアッ
プしたタイミングで搬送ＰＣ３に対して、ウェハを＃１
反応室２１−１に入れてもらうための要求を行う。搬送
ＰＣ３はウェハ＃１反応室２１−１に入れ終わったタイ
ミング（図４（Ａ）の位置）で＃１反応室ＰＣ４−１
に搬送終了を告げ、そこで＃１反応室ＰＣ４−１はさら
にコンピュータ１へプロセスＮＯ．ｍが完了したことを
連絡する。これによりコンピュータ１は前処理Ｐからウ
ェハ処理Ｗに関わるプロセスデータＰＤの送出へ切り換
える。

【００１７】また図５では同様に、＃１反応室ＰＣ４−
１はウェハ処理Ｗの最後のプロセス（ＮＯ．ｋ）の保持
時間３２がタイムアップしたタイミングで搬送ＰＣ３に
対してウェハの搬出要求をだす。これにより搬送ＰＣ３
はウェハを＃１反応室２１−１から連絡用真空室２７へ
取り出し、この取り出しが終わったタイミング（図５
（Ａ）の位置）で＃１反応室ＰＣ４−１にウェハ取出
終了を告げ、そこで＃１反応室ＰＣ４−１はさらにコン
ピュータ１へプロセスＮＯ．ｋの完了を連絡する。これ
によりコンピュータ１はウェハ処理Ｗから後処理Ｅのプ
ロセスデータＰＤの送出へ切換える。

【００１８】図６はコンピュータ１および各ＰＣ２〜４
が夫々、自身内に共有の形で持つ通信データの格納領域
（通信データ領域という）の構成を示す。即ちＭ１はコ
ンピュータ１が持つ通信データ領域であり、同様にＭ２
は真空ＰＣ２が、Ｍ３は搬送ＰＣ３が、Ｍ４−１は＃１
反応室ＰＣ４−１が、またＭ４−ｎは＃ｎ反応室ＰＣ４
−ｎが夫々持つ通信データ領域で、これらの領域Ｍ１〜
Ｍ４−ｎは何れも同一の構成を持っている。そしてこの
各通信データ領域Ｍ１〜Ｍ４−ｎ中においてｍ１はコン
ピュータ１の自領域（斜線部）、同様にｍ２は真空ＰＣ
２の自領域、ｍ３は搬送ＰＣ３の自領域、ｍ４−１は＃
１反応室ＰＣ４−１の自領域、またｍ４−ｎは＃ｎ反応
室ＰＣ４−ｎの自領域である。コンピュータ１および各
ＰＣ２，〜，４−ｎは夫々、自身の自領域への書込みは
できるが、それ以外の領域については読込ができるだけ
である。この各自領域への書込は通信回線５によって各
通信データ領域Ｍ１〜Ｍ４−ｎへ一斉に行われ、これに
より自身外のコンピュータ１またはＰＣ２，〜，４への
データ送信が行われることになる。

【００１９】ところで本発明では図４，５で述べたよう
に各反応室ＰＣ４と搬送ＰＣ３の処理の過程を定義し、
またコンピュータ１および各ＰＣ２，〜，４−ｎが持つ
通信データ領域Ｍ１〜Ｍ４−ｎ内においては、図７に示
すように＃１反応室ＰＣ４−１〜＃ｎ反応室ＰＣ４−ｎ
の夫々の自領域ｍ４−１，〜，ｍ４−ｎ内の所定アドレ
ス位置に搬送ＰＣ３に対するウェハ搬送要求（搬入要求
および搬出要求）を書込むように、また搬送ＰＣ３の自
領域ｍ３の所定アドレス位置に、各反応室ＰＣ４−１，
〜，４−ｎへの前記搬入要求に対す応答（搬入完了およ
び搬出完了）を書込むように予め定めて置く。そして各
反応室ＰＣ４−１，〜，４−ｎは搬送ＰＣ３の自領域ｍ
３中の自身に対する応答データの書込位置を記憶してお
くように、また搬送ＰＣ３は各反応室ＰＣ４の自領域ｍ
４−１，〜，ｍ４−ｎ中の搬送要求データの書込位置を
記憶しておくようにする。同様にコンピュータ１の自領
域ｍ１中には、後述の図１３に示すように各反応室ＰＣ
４−１，〜，４−ｎに夫々与えるプロセスデータＰＤの
書込のアドレス位置を予め定めて置き、各反応室ＰＣ４
−１，〜，４−ｎは夫々自身に与えられるこのプロセス
データＰＤの書込位置を記憶して置くようにする。これ
により、反応室２１の増加に対しては反応室ＰＣ４を追
加してやればよく、既存のプログラムの変更を殆ど必要
としない。

【００２０】次に、複数ある反応室２１は、そこへ流す
ガスの種類によって成膜する膜の種類が異なってくるた
め、予め反応室の膜種を定義しておく。これを行うため
の信号をコンピュータ１のキーから入力できるようにし
ておき、後述の図１０に示すようにコンピュータ１の内
部の反応室定義テーブル４１に反応室の番号と膜種の関
係を登録しておく。図８はこの定義を行う際におけるＣ
ＲＴ・キーボード９の画面例を示す。この場合、＃１反
応室２１−１，＃２反応室２１−２，＃３反応室２１−
３の夫々の有無（つまり使用可否）および膜種がＳＩＮ
（窒化膜）であるかＳＩＯ（酸化膜）であるかの別を登
録している。

【００２１】次に、この半導体製造装置の実際の成膜運
転の場合、オペレータはコンピュータ１の画面上から、
どのような成膜を行うかを予約（指示）する。この時、
オペレータはレシピデータ名と処理枚数を入力する。図
９はこの成膜予約時の画面例を示す。ここではこの処理
対象のウェハの枚数と、この夫々のウェハに＃１レシピ
〜＃３レシピの３つのレシピデータＲＤで規定される成
膜処理を施すことを予約している。

【００２２】本発明ではこのレシピデータ名に膜種を定
義する機能を持たせ、コンピュータ１はこの名前と前記
反応室定義テーブル４１とからこの成膜をどの反応室で
処理すべきかを判断し、該当する反応室ＰＣにプロセス
データＰＤを転送することを決める。例えば、窒化膜の
場合には名前の前３文字を“ＳＩＮ”、酸化膜の場合に
は“ＳＩＯ”と先頭３文字から判断するようにする。

【００２３】ここで図１０を用い、反応室２１の数を３
室として具体的な説明を行う。３つの反応室２１が共に
窒化膜“ＳＩＮ”処理を行う場合に、レシピ名“ＳＩＮ
Ｏ１”、処理枚数１０枚と予約を行い、運転をしたとす
ると１枚目のウェハは＃１反応室で処理され、２枚目は
＃２反応室で、３枚目は＃３反応室でそれぞれ処理され
る。これは、コンピュータ１が１枚目の処理を判断する
場合、まずレシピ名の先頭３文字を読み出し、反応室定
義テーブル４１内のＳＩＮの反応室にマッチする反応室
の番号を割出しプロセスデータＰＤを＃１反応室のプロ
セスＰＣとしての＃１反応室ＰＣ４−１に転送する。＃
１反応室ＰＣ４−１は１枚目のウェハを＃１反応室に入
れてもらうように搬送ＰＣ３に要求をだす。入れ終わっ
た（＃１反応室の前処理プロセスが終了し、ウェハ処理
に切り換わった）ならばコンピュータ１は２枚目のウェ
ハの処理に移行する。この時、２枚目も同様に窒化膜な
のでテーブル４１を参照し、該当する＃２反応室のプロ
セスＰＣとしての＃２反応室ＰＣ４−２にプロセスデー
タを転送する。同様に３枚目以降も処理される。

【００２４】次に図１１を用い、３つある反応室２１の
内、＃１反応室２１−１のみが窒化膜“ＳＩＮ”の処理
を行う場合に、上記と同様の運転をする場合について説
明する。この時、反応室定義テーブル４１は同図のよう
になっている。ここで、１枚目のウェハに対し、プロセ
スデータＰＤを＃１反応室ＰＣ４−１に転送する。この
＃１反応室ＰＣ４−１は１枚目のウェハを＃１反応室２
１−１に入れてもらうように搬送ＰＣ３に要求をだす。
入れ終わった（＃１反応室の前処理プロセスが終了し、
ウェハ処理に切り換わった）ならばコンピュータ１は２
枚目のウェハの処理に移行する。この時、２枚目も同様
に窒化膜なので反応室定義テーブル４１を参照し、該当
する反応室が１枚目の処理に使用されているため、１枚
目のウェハの処理が終わり、カセット２５に格納される
まで待ち、その格納のタイミングで次のウェハ搬送とプ
ロセスデータＰＤの授受を開始する。このように、コン
ピュータ１が運転する順番とその膜種を判断して、処理
できる反応室２１を自動的に割出して成膜を行うことが
できる。

【００２５】次に図１２を用い１枚のウェハに対して、
複数の反応室２１を介して複数膜を成膜する場合の対応
の仕方を説明する。この例では図１２（Ａ）に示すよう
に膜種として前述した窒化膜“ＳＩＮ”、酸化膜“ＳＩ
Ｏ”のほかに燐シリコンガラス膜“ＰＳＧ”の３種が存
在し、＃１反応室では“ＳＩＯ”，＃２反応室では“Ｐ
ＳＧ”，＃３反応室では“ＳＩＮ”の成膜を行うことが
定義されている。オペレータは複数膜の連続処理を予約
する場合には、図１２（Ｂ）のように、第１レシピ，第
２レシピ，第３レシピの名前と処理枚数を入力する。こ
こでは先頭の成膜がレシピＰＳＧ０４、２番目の成膜が
レシピＳＩＯ０２、最後の成膜がレシピＳＩＮ０１で行
われるべきことを表している。また反応室の膜種も図１
２（Ａ）に対応する反応室定義テーブル４１のようにな
っているので、どのレシピがどの反応室で処理されるか
が判る。すなわち、この予約で成膜をすると１枚のウェ
ハに対して、＃２反応室２１−２で最初の成膜を、＃１
反応室２１−１で２番目の成膜を、＃３反応室２１−３
で３番目の成膜を夫々行い、この一連の処理を１０枚の
ウェハに夫々実施することを意味する。

【００２６】このような１枚のウェハに対する複数膜の
連続処理を行うためには、コンピュータ１は図６で述べ
た自身内の通信データ領域Ｍ１の自領域ｍ１内の所定の
アドレス位置に、図１３に示すように、今まで説明して
きたプロセスデータＰＤ以外に、当該成膜の順序属性を
定義する情報（成膜順序属性という）ＳＡＴを各反応室
２１−１，〜，２１−ｎの別に書込み、この情報ＳＡＴ
を搬送ＰＣ３へ送信するようにする。成膜順序属性ＳＡ
Ｔとは１，２，３の３つの値を持ち、それぞれ先頭プロ
セス，中間プロセス，最終プロセスを意味する。ここで
先頭プロセスは、先頭レシピ（図１２の例では第１レシ
ピ）の処理を行うプロセスを意味し、このとき処理する
ウェハの搬送元（ウェハをどこから持ってくるか）がカ
セット２５であり、搬送先（処理後のウェハをどこへ持
っていくか）は当該の反応室とは別の反応室であること
をも示している。中間プロセスは、中間レシピ（図１２
の例では第２レシピ）の処理を行うプロセスを意味し、
このときウェハの搬送元と搬送先がともに当該の反応室
とは別の反応室であることも示す。また最終プロセスは
最終レシピ（図１２の例では第３レシピ）の処理を行う
プロセスを意味し、このときウェハの搬送元が当該プロ
セスとは別の反応室であり、搬送先がカセット２５であ
ることも示す。

【００２７】次に、この成膜順序属性情報ＳＡＴを元に
して実際の成膜をする過程を図１４および図１５（Ａ）
のタイミングチャートを用いて説明する。なおこの両図
１４および図１５（Ａ）において（１）〜（９）の各タ
イムチャートは夫々対応しており、また時間の経過は図
１４から図１５（Ａ）に向かって時点ｔ１〜ｔ１６の順
に流れるものとする。また図１５（Ｂ）はこの一連のタ
イムチャートに対応するウェハの搬送経路〜を示す
図である。ここで（１），（３），（５）の各タイムチ
ャートは夫々＃１反応室ＰＣ４−１，＃２反応室ＰＣ４
−２，＃３反応室ＰＣ４−３が発するプロセス処理（前
処理Ｐ，ウェハ処理Ｗ，後処理Ｅ）についての制御出力
のタイミングを示している。またタイムチャート
（２），（４），（６）はコンピュータ１が＃１反応室
２１−１，＃２反応室２１−２，＃３反応室２１−３の
夫々についての図１３で述べた成膜順序属性ＳＡＴを有
効化する（セットする）タイミングを示し、またタイム
チャート（７），（８），（９）は夫々＃１反応室ＰＣ
４−１，＃２反応室ＰＣ４−２，＃３反応室ＰＣ４−３
か搬送ＰＣに対して発するウェハ搬入要求Ｌ，ウェハ搬
出要求ＵＬの夫々の出力期間を示す。

【００２８】即ちコンピュータ１は予約された情報から
まず、時点ｔ１に＃２反応室において、ＰＳＧ０４の第
１レシピを実行するためのプロセスデータＰＤを図１３
に示した構成のコンピュータの通信用自領域ｍ１を用
い、通信回線５を介し＃２反応室ＰＣ４−２に順次（プ
ロセスＮＯ．順に）、転送開始する。同時にコンピュー
タ１は搬送ＰＣ３に対し、このレシピが先頭であること
を示す情報、つまり＃２反応室の成膜順序属性ＳＡＴ
（値“１”）を同様に転送する。従って、搬送ＰＣ３は
時点ｔ２からｔ３の間にカセット２５からウェハを取り
出し、＃２反応室にウェハを搬入する（図１５（Ｂ）の
経路）。ウェハが＃２反応室に搬入された（＃２反応
室の処理が前処理Ｐからウェハ処理Ｗに切り換わった）
時点ｔ３で、コンピュータ１は２番目の第２レシピを見
てそれに該当する＃１反応室２１−１のＰＣ４−１に対
しにレシピ“ＳＩＯ０２”のプロセスデータＰＤの転送
を開始する。同時に、搬送ＰＣ３にはこのレシピが中間
レシピであることを示す情報、つまり＃１反応室の成膜
順序属性（値“２”）を転送する。そこで、＃１反応室
ＰＣ４−１は当該の前処理Ｐの最後のプロセスがタイム
アップしたタイミングｔ４で搬送ＰＣ３に搬入要求を出
力する。このとき搬送ＰＣ３は＃１反応室ＰＣ４−１が
中間プロセスを処理中なので、搬送元は別の反応室であ
ると判断し、＃２反応室ＰＣ４−２のウェハ処理が終わ
る時点ｔ５まで待ち、次に時点ｔ６にかけて＃２反応室
ＰＣ４−２の搬出要求ＵＬによって＃２反応室からウェ
ハを搬出し、さらに時点ｔ７にかけてそのウェハを＃１
反応室２１−１に搬入する（図１５（Ｂ）の経路）。
ここで＃１反応室へ搬入し終わったタイミングｔ７で＃
１反応室ＰＣ４−１の制御動作は前処理Ｐからウェハ処
理Ｗに切り換わる。

【００２９】この時点でコンピュータ１は第３レシピ
“ＳＩＮ０１”の処理を行う＃３反応室ＰＣ４−３へプ
ロセスデータＰＤの転送を開始すると共に、搬送ＰＣ３
へ＃３反応室の成膜順序属性ＳＡＴ（値“３”）を転送
する。これにより＃３反応室ＰＣ４−３は＃２反応室Ｐ
Ｃ４−２の前処理Ｐが終わる時点ｔ９まで待って、搬送
ＰＣ３へ搬入要求Ｌを発する。搬送ＰＣ３は＃３反応室
ＰＣ４−３が最終プロセスを処理中であるので、ウェハ
の搬送元は別の反応室であると判断し、＃１反応室ＰＣ
４−１のウェハ処理Ｗの終了する時点ｔ１０まで待ち、
次の時点ｔ１１にかけて＃１反応室ＰＣ４−１の搬出要
求ＵＬによってウェハを＃１反応室から搬出し、さらに
時点ｔ１２へかけてそのウェハを＃３反応室２１−３に
搬入する（図１５（Ｂ）の経路）。

【００３０】この搬入完了時点ｔ１２から＃３反応室Ｐ
Ｃ４−３はウェハ処理Ｗを開始する。この最終レシピの
ウェハ処理Ｗを終了したタイミングｔ１４で、＃３反応
室ＰＣ４−３は搬送ＰＣ３に搬出要求ＵＬを出力し、搬
送ＰＣ３はウェハを＃３反応室から搬出し、さらにカセ
ット２５へ搬送する（図１５（Ｂ）の経路）。これに
より、１枚のウェハに対して３種の複合プロセスが完了
する。また、最終レシピ“ＳＩＮ０１”が＃３反応室で
前処理Ｐを終了したタイミングで、コンピュータ１は次
のウェハに対して先頭レシピの処理を開始する（＃２反
応室ＰＣに対してＰＳＧ０４のプロセスデータの転送を
開始する。）

【００３１】ここでレシピの順番情報（成膜順序属性）
ＳＡＴは先に述べた単一成膜の場合や２種の成膜の場合
でも付けられる。単一成膜の場合にはレシピは先頭でか
つ最終と定義（つまり同一反応室の属性ＳＡＴの設定領
域に値“１”および“３”をセット）し、２種成膜の場
合には先頭レシピと最終レシピで対応が可能である。

【００３２】

【発明の効果】請求項１に関わる発明によれば、成膜処
理用の増減可能な複数の反応室（２１）、この反応室等
の（真空装置６の）真空排気の制御を分担する真空排気
制御手段（真空ＰＣ２）、（大気ロボット２６，受渡し
容器２３，装置内ロボット２２などを介する）この半導
体製造装置の外側と前記反応室との間、および（装置内
ロボット２２などを介する）前記反応室相互間のウェハ
搬送の制御を分担する搬送制御手段（搬送ＰＣ３）、前
記反応室毎に設けられ当該の反応室の成膜プロセス機器
（プロセス装置８）の制御を分担する反応室制御手段
（反応室ＰＣ４）、前記の各制御手段と共通の通信回線
（５）で結合され、各種の成膜プロセス毎に成膜処理過
程の順番（３１、以下プロセス番号という）別の保持時
間（３２）を定めた成膜レシピ（レシピデータＲＤ）
と、このプロセス番号別の前記成膜プロセス機器のある
べきオン，オフ状態を定めたプロセスデータ（ＰＤ）と
を設定されて（補助記憶装置１１などに）記憶し、（Ｃ
ＲＴ・キーボード９を介し）指定された前記成膜レシピ
による成膜を前記の各制御手段を介して実行するコンピ
ュータ（１）、を備えた半導体製造装置において、前記
コンピュータおよび各制御手段は夫々自領域（ｍ１，ｍ
２，…）を割付られた同一構造の通信データメモリ（通
信データ領域Ｍ１，Ｍ２，…）を備え、同一の通信デー
タを自身内の前記通信データメモリ内の自領域内および
前記通信回線を介し他の全ての通信データメモリ内の自
領域内の同一アドレス領域へ書込むことによって、送信
相手の前記コンピュータまたは各制御手段への前記通信
データの送信を行えるようにし、前記コンピュータの自
領域内には少なくとも前記の反応室制御手段の各々に対
して、かつ該制御手段の増加に対応し得るように割付け
た、前記プロセスデータを送信するための部分領域（以
下第１の部分領域という）を設け、前記の各反応室制御
手段の自領域内には夫々少なくとも前記搬送制御手段に
対して割付けた、ウェハの移動要求（搬入要求Ｌ、搬出
要求ＵＬ）を送信するための部分領域（以下第２の部分
領域という）を設け、前記搬送制御手段の自領域内には
少なくとも前記の反応室制御手段の各々に対して、かつ
該制御手段の増加に対応し得るように割付けた、前記移
動要求に対する応答（搬入完了，搬出完了）を送信する
ための部分領域（以下第３の部分領域という）を設ける
ようにし、

【００３３】請求項２に関わる発明によれば、請求項１
に記載の制御システムにおいて、前記コンピュータは
（ＣＲＴ・キーボード９，反応室別の有無，膜種記憶手
段１Ａなどを介する）前記反応室ごとの有無、および前
記反応室ごとの成膜の種別としての膜種の登録に基づい
て、指定された前記成膜レシピに関わる前記反応室を決
定し、該反応室に関わる前記反応室制御手段に対応する
第１の部分領域へ該成膜レシピに関わるプロセスデータ
を書込むようにし、これに応じて該当する前記反応室制
御手段および搬送制御手段は夫々前記第２，第３の部分
領域を用いて互に前記の送信を行うようにし、

【００３４】請求項３に関わる発明によれば、請求項２
に記載の制御システムにおいて、前記コンピュータは指
定された前記成膜レシピの名前からこの成膜レシピに関
わる反応室を決定し得るようにし、

【００３５】請求項４に関わる発明によれば、請求項２
または３に記載の制御システムにおいて、前記コンピュ
ータは、単一の前記成膜レシピを指定され、かつこのレ
シピに関わる前記反応室が複数あるときは、該反応室に
対応する各前記反応室制御手段の第１の部分領域へ指定
された前記成膜レシピに関わるプロセスデータを夫々成
膜を施すべきウェハの枚数毎に振り分けて書込むように
し、

【００３６】請求項５に関わる発明によれば、請求項３
に記載の制御システムにおいて、前記コンピュータの自
領域内に前記反応室の別に、かつ該反応室の増加に対応
し得るように割付けた、前記搬送制御手段に送信すべき
成膜順序属性（ＳＡＴ）を書込むための部分領域（以下
第４の部分領域という）を設け、前記コンピュータは、
同一のウェハに施すべき複数の夫々異なる前記膜種の成
膜レシピをその実行の順番と共に指定されたときは、指
定された前記成膜レシピに関わる前記反応室制御手段に
対応する前記第１の部分領域へ該当する前記プロセスデ
ータを書込むと共に、当該の反応室に対応する前記第４
の部分領域へ当該の成膜に対応する前記成膜順序属性を
書込むようにし、前記搬送制御手段はこの成膜順序属性
と当該の前記反応室制御手段から送信される前記移動要
求とから当該の反応室に搬入するウェハの取出元と該反
応室からの格納先とを判別するようにしたので、

【００３７】複数反応室で構成される半導体製造装置に
おいて、その反応室の増減に対して、装置を制御するプ
ログラムの変更が容易に行なえる。また、オペレータが
意識することなく成膜しようとするウェハを自動的に該
当する反応室に割り振りができるために、操作上のミ
ス、人的ミスを防止できる。更には、多品種少量生産な
どで成膜の順番を、従来では装置を個別に持って組換え
ていたが、本発明では同じ装置内で、かつオペレータの
指示に従って自由に組み換えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例としての制御システムの構成図

【図２】同じく装置のハードの要部構成図

【図３】同じく装置運転用データの構成の説明図

【図４】同じく前処理からウェハ処理への切り替わりと
ウェハの搬送の説明図

【図５】同じくウェハ処理から後処理への切り替わりと
ウェハの搬送の説明図

【図６】同じく通信用データ領域の構成図

【図７】同じく通信用データ領域の搬送ＰＣと反応室Ｐ
Ｃ間の情報受渡し領域の説明図

【図８】同じく反応室の有無および膜種を定義する画面
を示す図

【図９】同じく成膜予約を行う画面を示す図

【図１０】同じく反応室３室で同一の単一成膜を行う場
合の設定入力画面を示す図

【図１１】同じく単一反応室で単一の成膜を行う場合の
設定入力画面を示す図

【図１２】同じく同一ウェハに複数反応室で一室づつ順
番に異なる成膜を施す複合プロセスの場合の設定入力画
面を示す図

【図１３】同じく複合プロセスにおける成膜順序属性の
説明図

【図１４】同じく図１２の設定に対応する複合プロセス
のタイムチャート

【図１５】図１４に続くタイムチャート

【符号の説明】

１ コンピュータ １Ａ 反応室別の有無，膜種記憶手段 ２ 真空ＰＣ ３ 搬送ＰＣ ４（４−１，〜，４−ｎ） 反応室ＰＣ ４−１ ＃１反応室ＰＣ ４−ｎ ＃ｎ反応室ＰＣ ５ 通信回線 ６ 真空装置 ７ 搬送装置 ８（８−１，〜，８−ｎ） プロセス装置 ９ ＣＲＴ・キーボード ２１（２１−１，〜，２１−３） 反応室 ２２ 装置内ロボット ２３ 受渡し容器 ２４ 仕切弁 ２５ カセット ２６ 大気ロボット ２７ 連絡用真空室 ＲＤ レシピデータ ＰＤ プロセスデータ ３１ プロセスＮＯ． ３２ 保持時間 ＡＴ プロセス属性 Ｐ 前処理 Ｗ ウェハ処理 Ｅ 後処理 Ｍ１〜Ｍ４−ｎ 通信データ領域 ｍ１ コンピュータ自領域 ｍ２ 真空ＰＣ自領域 ｍ３ 搬送ＰＣ自領域 ｍ４−１ ＃１反応室ＰＣ自領域 ｍ４−ｎ ＃ｎ反応室ＰＣ自領域 ４１ 反応室定義テーブル ＳＡＴ 成膜順序属性

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/02 H01L 21/20

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】成膜処理用の増減可能な複数の反応室、こ
   の反応室等の真空排気の制御を分担する真空排気制御手
   段、この半導体製造装置の外側と前記反応室との間、お
   よび前記反応室相互間のウェハ搬送の制御を分担する搬
   送制御手段、前記反応室毎に設けられた当該の反応室の
   成膜プロセス機器の制御を分担する反応室制御手段、前
   記の各制御手段と共通の通信回線で結合され、各種の成
   膜プロセス毎に成膜処理過程の順番（以下プロセス番号
   という）別の保持時間を定めた成膜レシピと、このプロ
   セス番号別の前記成膜プロセス機器のあるべきオン，オ
   フ状態を定めたプロセスデータとを設定されて記憶し、
   指定された前記成膜レシピによる成膜を前記の各制御手
   段を介して実行するコンピュータ、を備えた半導体製造
   装置において、前記コンピュータおよび各制御手段は夫
   々自領域を割付けられた同一構造の通信データメモリを
   備え、同一の通信データを自身内の前記通信データメモ
   リ内の自領域内および前記通信回線を介し他の全ての通
   信データメモリ内の自領域内の同一アドレス領域へ書込
   むことによって、送信相手の前記コンピュータまたは各
   制御手段への前記通信データの送信を行えるようにし、
   前記コンピュータの自領域内には少なくとも前記の反応
   室制御手段の各々に対して、かつ該制御手段の増加に対
   応し得るように割付けた、前記プロセスデータを送信す
   るための部分領域（以下第１の部分領域という）を設
   け、前記の各反応室制御手段の自領域内には夫々少なく
   とも前記搬送制御手段に対して割付けた、ウェハの移動
   要求を送信するための部分領域（以下第２の部分領域と
   いう）を設け、前記搬送制御手段の自領域内には少なく
   とも前記の反応室制御手段の各々に対して、かつ該制御
   手段の増加に対応し得るように割付けた、前記移動要求
   に対する応答を送信するための部分領域（以下第３の部
   分領域という）を設けるようにしたことを特徴とする半
   導体製造装置制御システム。
2. 【請求項２】請求項１に記載の制御システムにおいて、
   前記コンピュータは前記反応室ごとの有無、および前記
   反応室ごとの成膜の種別としての膜種の登録に基づい
   て、指定された前記成膜レシピに関わる前記反応室を決
   定し、該反応室に関わる前記反応室制御手段に対応する
   第１の部分領域へ該成膜レシピに関わるプロセスデータ
   を書込むようにし、これに応じて該当する前記反応室制
   御手段および搬送制御手段は夫々前記第２，第３の部分
   領域を用いて互に前記の送信を行うようにしたことを特
   徴とする半導体製造装置制御システム。
3. 【請求項３】請求項２に記載の制御システムにおいて、
   前記コンピュータは指定された前記成膜レシピの名前か
   らこの成膜レシピに関わる反応室を決定し得るようにし
   たことを特徴とする半導体製造装置制御システム。
4. 【請求項４】請求項２または３に記載の制御システムに
   おいて、前記コンピュータは、単一の前記成膜レシピを
   指定され、かつこのレシピに関わる前記反応室が複数あ
   るときは、該反応室に対応する各前記反応室制御手段の
   第１の部分領域へ指定された前記成膜レシピに関わるプ
   ロセスデータを夫々成膜を施すべきウェハの枚数毎に振
   り分けて書込むようにしたことを特徴とする半導体製造
   装置制御システム。
5. 【請求項５】請求項３に記載の制御システムにおいて、
   前記コンピュータの自領域内に前記反応室の別に、かつ
   該反応室の増加に対応し得るように割付けた、前記搬送
   制御手段に送信すべき成膜順序属性を書込むための部分
   領域（以下第４の部分領域という）を設け、前記コンピ
   ュータは、同一のウェハに施すべき複数の夫々異なる前
   記膜種の成膜レシピをその実行の順番と共に指定された
   ときは、指定された前記成膜レシピに関わる前記反応室
   制御手段に対応する前記第１の部分領域へ該当する前記
   プロセスデータを書込むと共に、当該の反応室に対応す
   る前記第４の部分領域へ当該の成膜に対応する前記成膜
   順序属性を書込むようにし、前記搬送制御手段はこの成
   膜順序属性と当該の前記反応室制御手段から送信される
   前記移動要求とから当該の反応室に搬入するウェハの取
   出元と該反応室からの格納先とを判別するようにしたこ
   とを特徴とする半導体製造装置制御システム。