JP4506050B2 - 処理システム及び被処理体の管理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の処理システム及び被処理体の管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体集積回路を製造するためには、シリコン基板等よりなる半導体ウエハに対して、成膜処理、エッチング処理、酸化拡散処理、改質処理等の各種の処理が行われる。
この種の処理を行う処理システムの一例として、例えば一度に多数枚の半導体ウエハを熱処理する、いわゆるバッチ式の処理システムを例にとって説明すると、複数枚、例えば１０〜２５枚程度の半導体ウエハを収容するカセットを処理システム内に取り込み、これをカセットエレベータで一時的にストッカに貯留する。そして、処理の順番が到来したならば、このストッカから所定のカセットを取り出して、この中の半導体ウエハを、ウエハ移載機構を用いてウエハボートに移載し、次に、このウエハボートを、ボートエレベータにより上昇してこれを処理容器内へロードし、半導体ウエハを処理容器内に収容する。そして、処理容器内にて半導体ウエハを所定の温度に昇温維持しつつ、この容器内に処理ガスを供給すると共に容器内の雰囲気を真空引きして所定の圧力を維持し、所定の熱処理を行うことになる。
【０００３】
このような処理システムにおいて、処理時の各種のプロセス条件等は、ホストコンピュータ等に予め組み込まれてプログラム（レシピ）によって自動的に行われ、また、処理システム内のカセットの搬出入や半導体ウエハの移載等も全てコンピュータ制御によって自動的に行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えばシリコン基板等よりなる半導体ウエハの表面や各種の処理工程にて形成された薄膜などは、非常に活性な状態になっているので、大気中の空気や水分と接触すると容易に反応して自然酸化膜を形成する傾向にある。このような自然酸化膜は、過度の厚さに形成されると半導体集積回路の諸特性に悪影響を及ぼすので、例えば上述のように処理の順番を待ってストッカに待機している半導体ウエハは可及的に速やかに次の処理に付するようにし、ストッカでの半導体ウエハの滞留時間をできるだけ短くするのが望ましい。
この場合、従来にあっては、処理の種別毎に滞留時間の上限を設定しておき、最初にストッカに投入されたカセットのみを時間管理するようにしていた。
【０００５】
この場合、カセットは常に連続的にストッカへ待機のために投入されるとは限らず、カセット毎に滞留時間に大きな差が生ずる場合があり、全てのウエハのストッカにおける滞留時間を適切に管理するのは困難であった。このため、自然酸化膜が予測以上に過度に形成された状態で、次の処理を行ってしまう、といった問題もあった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、容器貯留部（ストッカ）における被処理体の滞留時間を被処理体容器（カセット）毎に管理して適切な警報を発することが可能な処理システム及び被処理体の管理方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に規定する発明は、清浄空気の雰囲気になされて複数の被処理体を収容した複数の被処理体容器を一時的に貯留する容器貯留部を有する第１の搬送エリアと、前記第１の搬送エリアと分離区画壁により分離区画されると共に不活性ガス雰囲気になされて前記被処理体容器内の前記被処理体を搬送するための第２の搬送エリアと、前記分離区画壁に設けられて開閉ドアにより開閉可能になされた開口と、前記第２の搬送エリアに設けられて、前記開口を介して前記被処理体容器と複数の被処理体を保持できる被処理体保持具との間で前記被処理体の移載を行なう被処理体搬送機構と、前記被処理体保持具に保持された前記複数の被処理体に対して所定の処理を施す処理ユニットと、前記被処理体容器が前記容器貯留部に貯留されている滞留時間を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された滞留時間が予め設定された所定の時間内の時には前記被処理体容器内の前記被処理体の前記所定の処理を許容し、前記計測された滞留時間が予め設定された所定の時間を経過した時には前記被処理体容器内の前記被処理体の前記所定の処理を中止するように制御する判断手段と、を備えたことを特徴とする処理システムである。
このように、容器貯留部に貯留されている被処理体の滞留時間を被処理体容器毎に計測手段により計測し、その滞留時間を判断手段にて判断することができる。この結果、過度に自然酸化膜が表面に形成された被処理体の処理を自動的に中止させることができる。
【０００７】
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記判断手段の結果を操作者に知らしめる警報手段を有する。これによれば、前記滞留時間に応じた適切な警報を発するようにしたので、操作者は被処理体の滞留時間を被処理体容器毎に適切に管理することが可能となる。
また例えば請求項３に規定するように、前記判断手段は、前記計測された滞留時間が、前記中止のために予め設定された時間よりも短い予め設定された時間範囲内に達した時には前記警報手段に対して警告を発するように指示する。
これにより、操作者は、被処理体の処理の中止指示を受ける前に、警告指示を受けることになり、結果的に、この警告された被処理体を優先的に処理させることにより、過度に自然酸化膜が被処理体の表面に形成されることを阻止することが可能となる。
ここで、請求項４に規定するように、前記計測手段は、ソフトウエア的に前記滞留時間を計測する。
または、請求項５に規定するように、前記計測手段は、前記容器貯留部に設けられて前記被処理体容器の有無を検出するスイッチ部と、前記スイッチ部に連動するタイマ手段よりなる。
【０００８】
また、例えば請求項６に規定するように、前記被処理体容器内に収容されている前記被処理体の表面の態様に応じて前記被処理体容器毎に前記予め設定された所定の時間は異なっている。
また、例えば請求項７に規定するように、前記計測手段は、処理済みの前記被処理体が収容された前記被処理体容器の滞留時間を計測する。
これによれば、処理済みの被処理体の滞留時間も管理することが可能となる。
また、請求項８に規定する発明は、清浄空気の雰囲気になされて複数の被処理体を収容した複数の被処理体容器を一時的に貯留する容器貯留部を有する第１の搬送エリアと、前記第１の搬送エリアと分離区画壁により分離区画されると共に不活性ガス雰囲気になされて前記被処理体容器内の前記被処理体を搬送するための第２の搬送エリアと、前記分離区画壁に設けられて開閉ドアにより開閉可能になされた開口と、前記第２の搬送エリアに設けられて、前記開口を介して前記被処理体容器と複数の被処理体を保持できる被処理体保持具との間で前記被処理体の移載を行なう被処理体搬送機構と、前記被処理体保持具に保持された前記複数の被処理体に対して所定の処理を施す処理ユニットとを有する処理システムにおける被処理体の管理方法において、前記被処理体容器が前記容器貯留部に貯留されている滞留時間を計測する計測工程と、前記計測手段により計測された滞留時間が予め設定された所定の時間内の時には前記被処理体容器内の前記被処理体の前記所定の処理を許容し、前記計測された滞留時間が予め設定された所定の時間を経過した時には前記被処理体容器内の前記被処理体の前記所定の処理を中止するように制御する判断工程と、を有することを特徴とする被処理体の管理方法である。
また、例えば請求項９に規定するように、前記判断する工程の判断結果に応じて所定の警報を発する工程を有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る処理システム及び被処理体の管理方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明の処理システムを示す概略構成図、図２は容器貯留部（ストッカ）に収容されている被処理体容器（カセット）の一例を示す斜視図、図３は警報手段に表示されている表示態様の一例を示す図である。
【００１０】
まず、図１に示すように、この処理システム２は、全体が例えばステンレス等よりなる筐体４に囲まれており、この内部は被処理体容器としてのカセットＣを搬送するためのカセット搬送エリア６と被処理体である半導体ウエハＷを搬送するウエハ搬送エリア８とに分離区画壁１０により２分されている。このカセットＣ内には、ウエハＷが複数枚、例えば１０〜２５枚程度収容可能になされ、カセットＣ自体は開放されてオープン状態になっている。上記カセット搬送エリア６内には清浄空気が流され、上記ウエハ搬送エリア８内にはＮ2 ガス等の不活性ガス雰囲気になされている。このカセット搬送エリア６には、カセットＣをシステム２内に対して搬入搬出させるための搬出入ポート１２と、このカセットＣを一時的に貯留するための容器貯留部であるストッカ１４と、カセット昇降機構１６とが設けられる。
【００１１】
上記搬出入ポート１２の外側には、外部より搬送してきたカセットＣを載置するための外側載置台１８が設けられると共に、この搬出入ポート１２の内側には、上記外側載置台１８よりスライド移動されてくるカセットＣをその上に載置するための内側載置台２０が設置されている。
また、ここではストッカ１４は図２にも示すように２個のカセットＣを直接的に載置する複数段になった棚部１４Ａを有しており、全体で２列４段（図１参照）となるように設定され、このストッカ１４間に上記カセット昇降機構１６を起立させて設けている。このカセット昇降機構１６には、水平方向に延びて旋回及び屈伸可能になされたカセット搬送アーム２２が設けられている。従って、このカセット搬送アーム２２を屈伸及び昇降させることにより、カセットＣをカセット搬送アーム２２で保持し、搬出入ポート１２とスットカ１４との間で搬送できるようになっている。ここで、上記カセット昇降機構１６は例えばボールネジ２４を有し、これを昇降用モータ（図示せず）で旋回駆動して上記カセット搬送アーム２２を昇降させる。
【００１２】
上記区画壁１０には、開閉ドア２６で開閉される開口２８が設けられ、このカセット搬送エリア６側にカセットＣを載置する移載台３０が設けられる。そして、この開口２８に臨ませて、ウエハ搬送エリア８内には、ボールネジよりなるウエハ移載機構３２が設けられ、このウエハ移載機構３２に屈曲及び旋回可能になされた移載アーム３４が昇降可能に取り付けられる。そして、このウエハ移載機構３２及び移載アーム３４を駆動することにより、カセットＣとボートステージ３６上の被処理体保持具であるウエハボート３８との間でウエハＷの移載を行うようになっている。上述したカセット昇降機構１６と同様に、このウエハ移載機構３２側にも、図示しない昇降用モータ等が設けられている。
【００１３】
上記ウエハ搬送エリア８の奥側の上方には、半導体ウエハＷに対して実際に熱処理を行う処理ユニット４０が設けられており、この下方には、上記ウエハボート３８を上記処理ユニット４０の縦型の処理容器４２内へその下方よりロード・アンロードする例えばボールネジよりなるボート昇降機構４４が設けられており、このボート昇降機構４４にはウエハボート３８を昇降させるボートアーム４６が螺合されている。
そして、このボートアーム４６の先端に処理容器４２の下端を密閉するキャップ４８が取り付けられている。また、上記ボート昇降機構４４と上記ボートステージ３６との間には、ウエハボート３８を移載するために旋回及び屈曲可能になされたボート移載アーム５０が設けられている。ここで、上記ボート移載アーム５０及びボート昇降機構４４も図示しない駆動モータ等を有している。
【００１４】
そして、この処理システムの各種の駆動系、例えばカセット昇降機構１６、ウエハ搬送機構３２、ボート移載アーム５０、ボート昇降機構４４等は、例えばマイクロコンピュータ等よりなる制御本体５２によりその動作が制御される。また、この制御本体５２は、図示されないが、処理容器４２の加熱系、必要なガスの供給系、容器内のガスの排気系の他に、この処理システムの動作全体を予め設定されたプログラムによって制御している。
そして、ここでは本発明の特徴として、上記カセットＣがストッカ１４に貯留されている滞留時間を計測する計測手段としてのタイマ部５４、このタイマ部５４の計測結果に基づいて滞留時間の適否を判断する判断手段５６及びこの判断手段５６の結果を操作者に知らしめる警報手段５８がそれぞれ設けられている。
【００１５】
具体的には、上記タイマ部５４としては、例えばマイクロコンピュータよりなる制御本体５２に内蔵するタイマを用いてもよいし、或いは外付けで別途タイマを設けるようにしてもよく、カセット昇降機構１６のカセット搬送アーム２２がカセットＣをストッカ１４の棚部１４Ａ上に実際に載置した時点を、滞留時間の計測の開始点とし、逆に、カセット搬送アーム２２がカセットＣを棚部１４Ａから取り上げて搬出した時点を滞留時間の計測の終点とする。このような、計測の開始点と終点は、プログラムの各タスクの終了点等をソフトウエア的に検出することにより、ソフトウエア的に認識することができる。このようなカセットＣの滞留時間の計測は、各カセット毎に行い、その管理を行うようになっている。
【００１６】
また、上記判断手段５６は、例えばマイクロコンピュータ等よりなり、上記タイマ部５４の計測結果に基づいて滞留時間の適否をカセット毎に判断し得るようになっている。この場合、各カセット毎のウエハに関して、前段での処理が同じ場合、或いは異なる場合、すなわちウエハ表面の態様に違いがあるので、それに対応して許容される滞留時間、換言すれば許容される自然酸化膜の厚さが異なる。例えば、前段での処理の後に本発明の処理システム２の処理ユニット４０にて処理を行なうまでに許容される滞留時間が、ウエハ表面の態様に応じて、２時間の場合もあるし、２．５時間の場合もあるし、更には３時間の場合等も種々存在する。
【００１７】
このような、カセット毎に許容されている滞留時間に関する情報等は、どのような表面態様のウエハを収容したカセットＣがストッカ１４のどの位置に収容されたか、という点について管理している制御本体５２により提供されることになる。そして、滞留時間が許容される時間以上になった時には、処理の中止を発する判断をするようになっている。この場合、前記警報手段５８に向けて単に中止の警報を発するように指令を出すようにしてもよいし、これと共に上記制御本体５２に向けて中止指令を発して当該カセット内のウエハの処理を自動的に中止させるようにしてもよい。
また、この判断手段５６では、上記中止判断を行う前に、警告を発するための所定の時間範囲を予め定めており、この時間範囲内に滞留時間が達したならば、警告を発する判断をするようになっている。
【００１８】
また、この判断手段５６では、未処理ウエハの滞留時間のみならず、処理ユニット４０にて処理済みのウエハを収容するカセットの払い出しまでの滞留時間も計測し、必要な場合には警告を行う指令を発するようになっている。
また、上記警報手段５８は、ここでは液晶表示パネル等よりなる表示部６０と警報ランプ６２よりなる。尚、警報ランプ６２に替えて、或いはこれと共に警報ブザー等の鳴動機器を設けてもよい。
上記警報ランプ６２は、例えば警告状態を示す黄色灯６２Ａと中止状態を示す赤色灯６２Ｂよりなり、各状態に応じて点滅し得るようになっている。また、上記表示部６０の表示態様の一例は図３に示されており、各カセット毎の滞留時間、警告時間、中止時間、プロセス制限の有無等を表示できるようになっている。
【００１９】
ここで前述のように、図３中のカセットの表示は、未処理のウエハを収容するカセット（図３中の上段）と処理済みのウエハを収容するカセット（図３中の下段）とに分かれている。
また、滞留時間は、各カセットがストッカ１４に収容されている時間（待機時間）を示し、警告時間は当該カセットに対して警告を発するための予め設定された時間範囲を示している。また、中止時間は当該カセットに対して処理の中止を発するまでの許容された時間を示しており、警告時間の範囲を経過すると直ちに処理の中止を発するようになっている。更に、プロセス制御の”する”、”しない”は、処理の中止が発せられたカセットのウエハの当該処理を自動的に中止するか否かを示すものであり、”する”の場合には自動的に当該処理が中止され、”しない”の場合には、中止警告を認識した操作者がマニュアルにより当該処理を中止させることになる。
【００２０】
次に、以上のように構成された処理システム２の動作について説明する。
まず、ウエハ搬送エリア８内は、ウエハ表面への自然酸化膜の付着を防止するために不活性ガス、例えばＮ2 ガス雰囲気になされ、これに対して、カセット搬送エリア６内は、清浄空気の雰囲気に維持されている。従って、カセット搬送エリア６内ではウエハに自然酸化膜が付着することを防止するために、このエリア８内におけるウエハの滞留時間はできるだけ少ない方がよく、本発明方法により、この時間管理が行われる。
最初に、半導体ウエハＷの全体的な流れについて説明すると、外部より搬送されてきたカセットＣは、搬出入ポート１２の外側載置台１８上に載置され、このカセットＣは内側載置台２０上へスライド移動される。
【００２１】
次に、カセット搬送アーム２２を駆動することにより、内側載置台２０上に設置されているカセットＣを取りに行ってこれを保持し、更にカセット昇降機構１６を駆動することによって、このカセットＣをストッカ１４の棚部１４Ａの所定の位置まで搬送して設置し、これを一時的に保管する。尚、このカセットＣを棚部１４Ａに設置した時に、当該カセットの滞留時間の計測が開始される。これと同時に、すでにストッカ１４に一時貯留されており、処理対象となったウエハを収容するカセットＣをこのカセット搬送アーム２２により取りに行き、棚部１４ＡからカセットＣを持ち上げ、更に上述のようにカセット昇降機構１６を駆動してこれを降下させて、カセットＣを移載台３０上に移載する。尚、このカセットＣを棚部１４Ａより持ち上げた時に当該カセットの滞留時間の計測を終了する。
【００２２】
この状態で開閉ドア２６をスライド移動させることにより、開口２８が開かれる。ここで、移載アーム３４及びウエハ移載機構３２を駆動することにより、カセットＣ内に収容されていたウエハＷを例えば一枚ずつ、或いは複数枚ずつ取り出し、これをボートステージ３６上に設置されているウエハボート３８に移載する。ウエハボート３８へのウエハＷの移載が完了したならば、次に、ボート移載アーム５０を駆動して、ボートステージ３６上のウエハボート３８を最下端へ降下されているキャップ４８上に載置する。そして、このウエハボート３８の移載が完了したならば、ボート昇降機構４４を駆動させて、ウエハボート３８の載置されたキャップ４８を上昇させ、このボート３８を処理ユニット４０の処理容器４２の下端開口部より処理容器４２内へ導入してロードする。そして、このキャップ４８によって処理容器４２の下端開口部を密閉し、この状態で処理ユニット４０内でウエハＷに対して所定の処理、例えば成膜処理や酸化拡散処理等を行なう。
【００２３】
このようにして、所定の熱処理が終了したならば、前述したと逆の操作を行なって、処理済みのウエハＷを取り出す。すなわち、ウエハボート３８を処理容器４２内から降下させてアンロードし、更に、これをボートステージ３６上に移載する。そして、移載アーム３４を用いて処理済みのウエハＷをボート３８から載置台３０上の空のカセットＣ内に移載する。このカセットＣ内への処理済みウエハＷの移載が完了したならば、カセット搬送アーム２２を駆動し、このカセットＣを一時的にストッカ１４の棚部１４Ａへ貯留して待機させる。この時、処理済みのウエハを収容したカセットＣの滞留時間の計測が開始される。そして、搬出払い出しの時間がきたならば、カセット搬送アーム２２でカセットを棚部１４Ａより取り上げ、搬出入ポート１２を介して処理システム２外へ搬送することになる。そして、カセットを棚部１４Ａより取り上げた時に滞留時間の計測を終了する。尚、上記したカセットＣの流れは単に一例を示したに過ぎず、これに限定されないのは勿論である。
【００２４】
上述のように、未処理のウエハ、或いは処理済みのウエハを収容したカセットＣが、上記ストッカ１４の棚部１４Ａに載置されて待機状態になっている間の滞留時間が各カセット毎にタイマ部５４において計測され、そして、その滞留時間の適否が判断手段５６にて判断される。この判断の結果、適切でない場合には操作者にその旨を知らしむべく警報手段５８に対して所定の警報動作を行うように指令を発する。また、必要な場合には、当該カセット内の半導体ウエハの処理を自動的に中止させることになる。
このような、ウエハ滞留時間の管理方法について、未処理のウエハを例にとって、図３及び図４を参照して具体的に説明する。
図４は未処理ウエハを収容するカセットの管理方法を示すフローである。尚、これ以降、図４及び図５を参照して説明するフローの各ステップは例えば制御本体５２等より出力される基準クロックに基づいて高速に実行される。
【００２５】
前述したように、未処理のウエハを収容するカセットは図３に示す場合には、カセット１〜カセットｎまでｎ個ストッカに待機しており、各カセットの滞留時間が表示されている。更に、各カセットに対応する予め設定された、警告指令を発するための警告時間の範囲、及び予め設定された、中止指令を発するための最低時間がそれぞれ表示されている。また、最後の表示欄には、中止指令が発せられた時に、当該ウエハに対してプロセス（処理）を施すことを自動的に制限するか否かの設定を表示するプロセス制限の表示欄が設けられている。
上記滞留時間は、当然のこととしてカセットがストッカ１４に載置された時間に応じて、ストッカ毎に異なっている。また、警告時間及び中止時間も、各ウエハの前段以前の処理形態に応じてストッカ毎に異なっている場合もあるし、同じ場合もある。
【００２６】
まず、制御本体２５では、この処理システム２の全体の動作を管理しており、そして、当然のこととしてカセット搬送アーム２２やカセット昇降機構１６の動作の各タスクを予め設定されたプログラムに基づいて制御し、且つその進捗状況もソフトウエア的に管理している。
従って、カセットＣがストッカ１４の棚部１４Ａに載置された時、及び棚部１４Ａから取り上げる時をソフトウエア的に正確に認識することができる。
まず、未処理のウエハを収容したカセットＣがストッカ１４の棚部１４Ａに載置されると（Ｓ１）、制御本体５２はタイマ部５４を駆動させてそのカセットの滞留時間の計測を開始させる（Ｓ２）。この滞留時間の長さは、図３に示すように各カセット毎にリアルタイムで表示されている。
【００２７】
次に、上記したような未処理のウエハを収容したカセットＣが、上記ストッカ１４の棚部１４Ａから取り上げて搬送されたか否かが判断されており、ＹＥＳの場合には今まで計測した当該カセットの滞留時間をストップする（Ｓ４）。すなわち、この場合には、当該カセットのウエハに対して警報を発するまでもなく短時間の待機後に処理ユニット４０側へ搬送されたことになる。
ここで上記ステップＳ４にてＮＯの場合には、当該カセットの滞留時間がそのカセット（具体的にはウエハ）に対して予め設定された警告時間の範囲に達したか否かを判断手段５６にて判断する（Ｓ５）。ここでＮＯの場合、すなわち滞留時間が警告時間に達していない場合には、ステップＳ３へ戻る。そして、滞留時間の計測を継続する。また、ＹＥＳの場合、すなわち、滞留時間が警告時間の範囲内に達したならば、警告を発すべくその旨を警報手段５８に向けて警告指令を出す。すると、警報手段５８は、警告表示を行い、操作者に対して警告が発せられたことを認識させる（Ｓ６）。ここで警告の方法としては、例えば警報ランプ６２の黄色灯６２Ａ（図１参照）を点滅させたり、図３に示すように表示部６０の警告時間の表示部分を点滅させたりして、操作者に注意を促す。
【００２８】
図３に示す場合には、カセット２の滞留時間が１時間４０分（１Ｈ４０Ｍ）になっており、そして、警告時間は１時間から２時間（１−２Ｈ）の範囲に設定されているので、従って、滞留時間がすでに警告時間の範囲内に入っていることから、警告時間である”１−２Ｈ”の表示が点滅して警告を行っている。尚、この報告表示を認識した操作者は、可能ならば他の待機中のウエハに先立ってこの警告が発せられたカセットのウエハを処理する指令を出すことになる。
そして、当該カセットがストッカ１４から搬送されたか否かが判断され（Ｓ７）、ＹＥＳの場合にはステップＳ４へ戻ってそのカセットの滞留時間をストップする。これに対して、ＮＯの場合には、滞留時間の計測は継続されて、次に、この滞留時間が中止時間に達したか否かが判断される（Ｓ８）。このステップＳ８にてＮＯの場合には、ステップＳ６に戻って先の警告表示を続行することになる。
【００２９】
これに対して、ステップＳ８にてＹＥＳの場合には、滞留時間が長過ぎて中止時間に達してしまっているので、判断手段５６は処理の中止を警報すべく警報手段５８に対して中止表示を行うように指令を発する。これにより、警報手段５８は中止表示を行う（Ｓ９）。この中止表示としては、例えば警報ランプ６２の赤色灯６２Ｂ（図１参照）を点滅させたり、図３に示すように表示部６０の中止時間の表示部分を点滅させたりして、操作者に注意を促す。
図３に示す場合には、カセット４の滞留時間が３時間２０分（３Ｈ２０Ｍ）であって、これが中止時間である３時間（３Ｈ）よりも長くなっているので、表示欄の”３Ｈ以上”が点滅して中止表示を行っている。
【００３０】
このように、処理の中止が判断された場合には、このカセット４に対してはプロセス制限を”する”の設定がなされているので、制御手段５６はその旨を制御本体５２に連絡して、カセット４のウエハの処理を中止するように指令を出す。これにより、カセット４内のウエハの処理は、自動的に中止されることになる（Ｓ１０）。これに対して、プロセス制限を”しない”の設定がなされている場合、例えばカセット２の場合には、上述のような中止表示がなされても、これを認識した操作者がマニュアルで当該カセット内のウエハ処理の中止指令を入力しない限り、順番に従って当該カセット内のウエハの処理は行われることになる。
このようにして、ストッカ１４内のカセットの滞留時間をカセット毎に管理することができ、しかも適切な警報を発することが可能となる。
また、操作者は、上記発せられた警報に従って、当該カセット内のウエハに対して適切な対処を行うことが可能となる。
【００３１】
ここでは、未処理のウエハの滞留時間の管理について説明したが、同様にして処理済みウエハのストッカからの払い出しまでの滞留時間も管理することができる。
図３中の下段は、処理済みウエハを収容するカセットの滞留時間の管理表示を示し、図５は処理済みウエハを収容するカセットの管理方法を示すフローである。図３においてはｍ個の処理済みカセットが滞留時間の計測の対象となっている場合を示している。
この場合の管理方法は処理の中止の警報をなくした点以外は、図４に示した未処理ウエハの管理方法と基本的に同じである。
【００３２】
すなわち、まず、処理済みのウエハを収容したカセットＣがストッカ１４の棚部１４Ａに載置されると（Ｓ１１）、制御本体５２はタイマ部５４を駆動させてそのカセットの滞留時間の計測を開始させる（Ｓ１２）。この滞留時間の長さは、図３に示すように各カセット毎にリアルタイムで表示されている。
【００３３】
次に、上記したような処理済みのウエハを収容したカセットＣが、上記ストッカ１４の棚部１４Ａから取り上げて外側載置台１８へ搬出されたか否かが判断されており、ＹＥＳの場合には今まで計測した当該カセットの滞留時間をストップする（Ｓ１４）。すなわち、この場合には、当該カセットのウエハに対して警報を発するまでもなく短時間の待機後にこの処理システム２の外側へ搬出されたことになる。
ここで上記ステップＳ１４にてＮＯの場合には、当該カセットの滞留時間がそのカセット（具体的にはウエハ）に対して予め設定された警告時間の範囲に達したか否かを判断手段５６にて判断する（Ｓ１５）。ここでＮＯの場合、すなわち滞留時間が警告時間に達していない場合には、ステップＳ１３へ戻る。そして、滞留時間の計測を継続する。また、ＹＥＳの場合、すなわち、滞留時間が警告時間の範囲内に達したならば、警告を発すべくその旨を警報手段５８に向けて警告指令を出す。すると、警報手段５８は、警告表示を行い、操作者に対して警告が発せられたことを認識させる（Ｓ１６）。ここで警告の方法としては、先に説明した未処理ウエハの場合と同様に、例えば警報ランプ６２の黄色灯６２Ａ（図１参照）を点滅させたり、図３に示すように表示部６０の警告時間の表示部分を点滅させたりして、操作者に注意を促す。
【００３４】
図３に示す場合には、処理済カセット３の滞留時間が２時間（２Ｈ）になっており、そして、警告時間は１時間３０分以上（１．５Ｈ以上）の範囲に設定されているので、従って、滞留時間がすでに警告時間の範囲内に入っていることから、警告時間である”１．５Ｈ以上”の表示が点滅して警告を行っている。尚、この報告表示を認識した操作者は、可能ならば他の待機中のウエハに先立ってこの警告が発せられた処理済カセットのウエハを処理システム２から搬出する指令を出すことになる。
【００３５】
当然のこととして、この処理済みのウエハに関しては、すでに処理ユニット４０における処理が完了しているので、処理の中止指令を発することはない。
これによれば、処理済み後のウエハの滞留時間も管理することができ、これにより、処理済み後のウエハに過度の自然酸化膜が付着することを防止することが可能となる。
また、上記実施例では、計測手段５４としては、タイマ部を単独で用いて、制御本体５２のプログラムのタスクの完了時点を、カセットの滞留時間の計測の開始点、或いは終点としたが、これに限定されず、カセットの存否を例えばスイッチ部を用いて検出し、これに基づいて滞留時間を計測するようにしてもよい。
図６はこのような本発明の処理システムの制御系の一部を示すブロック図である。尚、図１に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００３６】
ここでは、ストッカ１４の各棚部１４Ａの上面にスイッチ部として例えばリミットスイッチ７０を設けており、これによりカセットＣの有無を検出できるようになっている。そして、この検出結果を上記制御本体５２へ入力し、タイマ部５４の計測の開始及び終了を制御するようになっている。また、スイッチ部としては、このようなリミットスイッチ７０に替えて、例えばレーザ光線等の検出光を発する発光素子と受光素子とにより、カセットＣの有無を検出できるようにした光学センサ等を用いてもよく、その種類及び構成は問わない。
また、ここでは処理ユニット４０として縦型のバッチ式の処理容器を用いた処理システムを例にとって説明したが、これに限定されず、横型の処理容器、或いは枚葉式の処理容器の場合等、ストッカを有する全ての処理システムに本発明を適用することができる。
【００３７】
更に、半導体ウエハのサイズには限定されず、８インチサイズ、３００ｍｍサイズのウエハに対しても本発明は、同様に適用することができる。また、カセットのストッカへの設置位置によらず、カセット自体に識別符号を付して、これに基づいて滞留時間を管理するようにしてもよい。
更には、ここでは製品の半導体ウエハに対して滞留時間を管理する場合を例にとって説明したが、ウエハボートには製品ウエハの他に、各種のモニタウエハやダミーウエハも保持されて処理されるので、これらのモニタウエハやダミーウエハも上述したと同様に管理するようにしてもよい。
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板等にも本発明を適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の処理システム及び被処理体の管理方法によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１及びこれを引用する請求項に係る発明によれば、容器貯留部に貯留されている被処理体の滞留時間を被処理体容器毎に計測手段により計測し、その滞留時間を判断手段にて判断することができる。この結果、過度に自然酸化膜が表面に形成された被処理体の処理を自動的に中止させることができる。
特に請求項２及びこれを引用する請求項に係る発明によれば、滞留時間に応じた適切な警報を発するようにしたので、操作者は被処理体の滞留時間を被処理体容器毎に適切に管理することができる。
また特に請求項３及びこれを引用する請求項に係る発明によれば、操作者は、被処理体の処理の中止指示を受ける前に、警告指示を受けることになり、結果的に、この警告された被処理体を優先的に処理させることにより、過度に自然酸化膜が被処理体の表面に形成されることを阻止することができる。
特に請求項７に係る発明によれば、処理済みの被処理体の滞留時間も管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理システムを示す概略構成図である。
【図２】容器貯留部（ストッカ）に収容されている被処理体容器（カセット）の一例を示す斜視図である。
【図３】警報手段に表示されている表示態様の一例を示す図である。
【図４】未処理ウエハを収容するカセットの管理方法を示すフローである。
【図５】処理済みウエハを収容するカセットの管理方法を示すフローである。
【図６】本発明の処理システムの制御系の一部を示すブロック図である。
【符号の説明】
２ 処理システム
６ カセット搬送エリア
８ ウエハ搬送エリア
１４ ストッカ（容器貯留部）
１４Ａ 棚部
１６ カセット昇降機構
１８ 外側載置台
２２ カセット搬送アーム
３２ ウエハ移載機構
３８ ウエハボート
４０ 処理ユニット
４２ 処理容器
４４ ボート昇降機構
５２ 制御本体
５４ タイマ部（計測手段）
５６ 判断手段
５８ 警報手段
６０ 表示部
６２ 警報ランプ
６２Ａ 黄色灯
６２Ｂ 赤色灯
７０ リミットスイッチ（スイッチ部）
Ｃ カセット（被処理体容器）
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の処理システム及び被処理体の管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体集積回路を製造するためには、シリコン基板等よりなる半導体ウエハに対して、成膜処理、エッチング処理、酸化拡散処理、改質処理等の各種の処理が行われる。
この種の処理を行う処理システムの一例として、例えば一度に多数枚の半導体ウエハを熱処理する、いわゆるバッチ式の処理システムを例にとって説明すると、複数枚、例えば１０〜２５枚程度の半導体ウエハを収容するカセットを処理システム内に取り込み、これをカセットエレベータで一時的にストッカに貯留する。そして、処理の順番が到来したならば、このストッカから所定のカセットを取り出して、この中の半導体ウエハを、ウエハ移載機構を用いてウエハボートに移載し、次に、このウエハボートを、ボートエレベータにより上昇してこれを処理容器内へロードし、半導体ウエハを処理容器内に収容する。そして、処理容器内にて半導体ウエハを所定の温度に昇温維持しつつ、この容器内に処理ガスを供給すると共に容器内の雰囲気を真空引きして所定の圧力を維持し、所定の熱処理を行うことになる。
【０００３】
このような処理システムにおいて、処理時の各種のプロセス条件等は、ホストコンピュータ等に予め組み込まれてプログラム（レシピ）によって自動的に行われ、また、処理システム内のカセットの搬出入や半導体ウエハの移載等も全てコンピュータ制御によって自動的に行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えばシリコン基板等よりなる半導体ウエハの表面や各種の処理工程にて形成された薄膜などは、非常に活性な状態になっているので、大気中の空気や水分と接触すると容易に反応して自然酸化膜を形成する傾向にある。このような自然酸化膜は、過度の厚さに形成されると半導体集積回路の諸特性に悪影響を及ぼすので、例えば上述のように処理の順番を待ってストッカに待機している半導体ウエハは可及的に速やかに次の処理に付するようにし、ストッカでの半導体ウエハの滞留時間をできるだけ短くするのが望ましい。
この場合、従来にあっては、処理の種別毎に滞留時間の上限を設定しておき、最初にストッカに投入されたカセットのみを時間管理するようにしていた。
【０００５】
この場合、カセットは常に連続的にストッカへ待機のために投入されるとは限らず、カセット毎に滞留時間に大きな差が生ずる場合があり、全てのウエハのストッカにおける滞留時間を適切に管理するのは困難であった。このため、自然酸化膜が予測以上に過度に形成された状態で、次の処理を行ってしまう、といった問題もあった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、容器貯留部（ストッカ）における被処理体の滞留時間を被処理体容器（カセット）毎に管理して適切な警報を発することが可能な処理システム及び被処理体の管理方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に規定する発明は、清浄空気の雰囲気になされて複数の被処理体を収容した複数の被処理体容器を一時的に貯留する容器貯留部を有する第１の搬送エリアと、前記第１の搬送エリアと分離区画壁により分離区画されると共に不活性ガス雰囲気になされて前記被処理体容器内の前記被処理体を搬送するための第２の搬送エリアと、前記分離区画壁に設けられて開閉ドアにより開閉可能になされた開口と、前記第２の搬送エリアに設けられて、前記開口を介して前記被処理体容器と複数の被処理体を保持できる被処理体保持具との間で前記被処理体の移載を行なう被処理体搬送機構と、前記被処理体保持具に保持された前記複数の被処理体に対して所定の処理を施す処理ユニットと、前記被処理体容器が前記容器貯留部に貯留されている滞留時間を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された滞留時間が予め設定された所定の時間内の時には前記被処理体容器内の前記被処理体の前記所定の処理を許容し、前記計測された滞留時間が予め設定された所定の時間を経過した時には前記被処理体容器内の前記被処理体の前記所定の処理を中止するように制御する判断手段と、を備えたことを特徴とする処理システムである。
このように、容器貯留部に貯留されている被処理体の滞留時間を被処理体容器毎に計測手段により計測し、その滞留時間を判断手段にて判断することができる。この結果、過度に自然酸化膜が表面に形成された被処理体の処理を自動的に中止させることができる。
【０００７】
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記判断手段の結果を操作者に知らしめる警報手段を有する。これによれば、前記滞留時間に応じた適切な警報を発するようにしたので、操作者は被処理体の滞留時間を被処理体容器毎に適切に管理することが可能となる。
また例えば請求項３に規定するように、前記判断手段は、前記計測された滞留時間が、前記中止のために予め設定された時間よりも短い予め設定された時間範囲内に達した時には前記警報手段に対して警告を発するように指示する。
これにより、操作者は、被処理体の処理の中止指示を受ける前に、警告指示を受けることになり、結果的に、この警告された被処理体を優先的に処理させることにより、過度に自然酸化膜が被処理体の表面に形成されることを阻止することが可能となる。
ここで、請求項４に規定するように、前記計測手段は、ソフトウエア的に前記滞留時間を計測する。
または、請求項５に規定するように、前記計測手段は、前記容器貯留部に設けられて前記被処理体容器の有無を検出するスイッチ部と、前記スイッチ部に連動するタイマ手段よりなる。
【０００８】
また、例えば請求項６に規定するように、前記被処理体容器内に収容されている前記被処理体の表面の態様に応じて前記被処理体容器毎に前記予め設定された所定の時間は異なっている。
また、例えば請求項７に規定するように、前記計測手段は、処理済みの前記被処理体が収容された前記被処理体容器の滞留時間を計測する。
これによれば、処理済みの被処理体の滞留時間も管理することが可能となる。
また、請求項８に規定する発明は、清浄空気の雰囲気になされて複数の被処理体を収容した複数の被処理体容器を一時的に貯留する容器貯留部を有する第１の搬送エリアと、前記第１の搬送エリアと分離区画壁により分離区画されると共に不活性ガス雰囲気になされて前記被処理体容器内の前記被処理体を搬送するための第２の搬送エリアと、前記分離区画壁に設けられて開閉ドアにより開閉可能になされた開口と、前記第２の搬送エリアに設けられて、前記開口を介して前記被処理体容器と複数の被処理体を保持できる被処理体保持具との間で前記被処理体の移載を行なう被処理体搬送機構と、前記被処理体保持具に保持された前記複数の被処理体に対して所定の処理を施す処理ユニットとを有する処理システムにおける被処理体の管理方法において、前記被処理体容器が前記容器貯留部に貯留されている滞留時間を計測する計測工程と、前記計測手段により計測された滞留時間が予め設定された所定の時間内の時には前記被処理体容器内の前記被処理体の前記所定の処理を許容し、前記計測された滞留時間が予め設定された所定の時間を経過した時には前記被処理体容器内の前記被処理体の前記所定の処理を中止するように制御する判断工程と、を有することを特徴とする被処理体の管理方法である。
また、例えば請求項９に規定するように、前記判断する工程の判断結果に応じて所定の警報を発する工程を有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る処理システム及び被処理体の管理方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明の処理システムを示す概略構成図、図２は容器貯留部（ストッカ）に収容されている被処理体容器（カセット）の一例を示す斜視図、図３は警報手段に表示されている表示態様の一例を示す図である。
【００１０】
まず、図１に示すように、この処理システム２は、全体が例えばステンレス等よりなる筐体４に囲まれており、この内部は被処理体容器としてのカセットＣを搬送するためのカセット搬送エリア６と被処理体である半導体ウエハＷを搬送するウエハ搬送エリア８とに分離区画壁１０により２分されている。このカセットＣ内には、ウエハＷが複数枚、例えば１０〜２５枚程度収容可能になされ、カセットＣ自体は開放されてオープン状態になっている。上記カセット搬送エリア６内には清浄空気が流され、上記ウエハ搬送エリア８内にはＮ2 ガス等の不活性ガス雰囲気になされている。このカセット搬送エリア６には、カセットＣをシステム２内に対して搬入搬出させるための搬出入ポート１２と、このカセットＣを一時的に貯留するための容器貯留部であるストッカ１４と、カセット昇降機構１６とが設けられる。
【００１１】
上記搬出入ポート１２の外側には、外部より搬送してきたカセットＣを載置するための外側載置台１８が設けられると共に、この搬出入ポート１２の内側には、上記外側載置台１８よりスライド移動されてくるカセットＣをその上に載置するための内側載置台２０が設置されている。
また、ここではストッカ１４は図２にも示すように２個のカセットＣを直接的に載置する複数段になった棚部１４Ａを有しており、全体で２列４段（図１参照）となるように設定され、このストッカ１４間に上記カセット昇降機構１６を起立させて設けている。このカセット昇降機構１６には、水平方向に延びて旋回及び屈伸可能になされたカセット搬送アーム２２が設けられている。従って、このカセット搬送アーム２２を屈伸及び昇降させることにより、カセットＣをカセット搬送アーム２２で保持し、搬出入ポート１２とスットカ１４との間で搬送できるようになっている。ここで、上記カセット昇降機構１６は例えばボールネジ２４を有し、これを昇降用モータ（図示せず）で旋回駆動して上記カセット搬送アーム２２を昇降させる。
【００１２】
上記区画壁１０には、開閉ドア２６で開閉される開口２８が設けられ、このカセット搬送エリア６側にカセットＣを載置する移載台３０が設けられる。そして、この開口２８に臨ませて、ウエハ搬送エリア８内には、ボールネジよりなるウエハ移載機構３２が設けられ、このウエハ移載機構３２に屈曲及び旋回可能になされた移載アーム３４が昇降可能に取り付けられる。そして、このウエハ移載機構３２及び移載アーム３４を駆動することにより、カセットＣとボートステージ３６上の被処理体保持具であるウエハボート３８との間でウエハＷの移載を行うようになっている。上述したカセット昇降機構１６と同様に、このウエハ移載機構３２側にも、図示しない昇降用モータ等が設けられている。
【００１３】
上記ウエハ搬送エリア８の奥側の上方には、半導体ウエハＷに対して実際に熱処理を行う処理ユニット４０が設けられており、この下方には、上記ウエハボート３８を上記処理ユニット４０の縦型の処理容器４２内へその下方よりロード・アンロードする例えばボールネジよりなるボート昇降機構４４が設けられており、このボート昇降機構４４にはウエハボート３８を昇降させるボートアーム４６が螺合されている。
そして、このボートアーム４６の先端に処理容器４２の下端を密閉するキャップ４８が取り付けられている。また、上記ボート昇降機構４４と上記ボートステージ３６との間には、ウエハボート３８を移載するために旋回及び屈曲可能になされたボート移載アーム５０が設けられている。ここで、上記ボート移載アーム５０及びボート昇降機構４４も図示しない駆動モータ等を有している。
【００１４】
そして、この処理システムの各種の駆動系、例えばカセット昇降機構１６、ウエハ搬送機構３２、ボート移載アーム５０、ボート昇降機構４４等は、例えばマイクロコンピュータ等よりなる制御本体５２によりその動作が制御される。また、この制御本体５２は、図示されないが、処理容器４２の加熱系、必要なガスの供給系、容器内のガスの排気系の他に、この処理システムの動作全体を予め設定されたプログラムによって制御している。
そして、ここでは本発明の特徴として、上記カセットＣがストッカ１４に貯留されている滞留時間を計測する計測手段としてのタイマ部５４、このタイマ部５４の計測結果に基づいて滞留時間の適否を判断する判断手段５６及びこの判断手段５６の結果を操作者に知らしめる警報手段５８がそれぞれ設けられている。
【００１５】
具体的には、上記タイマ部５４としては、例えばマイクロコンピュータよりなる制御本体５２に内蔵するタイマを用いてもよいし、或いは外付けで別途タイマを設けるようにしてもよく、カセット昇降機構１６のカセット搬送アーム２２がカセットＣをストッカ１４の棚部１４Ａ上に実際に載置した時点を、滞留時間の計測の開始点とし、逆に、カセット搬送アーム２２がカセットＣを棚部１４Ａから取り上げて搬出した時点を滞留時間の計測の終点とする。このような、計測の開始点と終点は、プログラムの各タスクの終了点等をソフトウエア的に検出することにより、ソフトウエア的に認識することができる。このようなカセットＣの滞留時間の計測は、各カセット毎に行い、その管理を行うようになっている。
【００１６】
また、上記判断手段５６は、例えばマイクロコンピュータ等よりなり、上記タイマ部５４の計測結果に基づいて滞留時間の適否をカセット毎に判断し得るようになっている。この場合、各カセット毎のウエハに関して、前段での処理が同じ場合、或いは異なる場合、すなわちウエハ表面の態様に違いがあるので、それに対応して許容される滞留時間、換言すれば許容される自然酸化膜の厚さが異なる。例えば、前段での処理の後に本発明の処理システム２の処理ユニット４０にて処理を行なうまでに許容される滞留時間が、ウエハ表面の態様に応じて、２時間の場合もあるし、２．５時間の場合もあるし、更には３時間の場合等も種々存在する。
【００１７】
このような、カセット毎に許容されている滞留時間に関する情報等は、どのような表面態様のウエハを収容したカセットＣがストッカ１４のどの位置に収容されたか、という点について管理している制御本体５２により提供されることになる。そして、滞留時間が許容される時間以上になった時には、処理の中止を発する判断をするようになっている。この場合、前記警報手段５８に向けて単に中止の警報を発するように指令を出すようにしてもよいし、これと共に上記制御本体５２に向けて中止指令を発して当該カセット内のウエハの処理を自動的に中止させるようにしてもよい。
また、この判断手段５６では、上記中止判断を行う前に、警告を発するための所定の時間範囲を予め定めており、この時間範囲内に滞留時間が達したならば、警告を発する判断をするようになっている。
【００１８】
また、この判断手段５６では、未処理ウエハの滞留時間のみならず、処理ユニット４０にて処理済みのウエハを収容するカセットの払い出しまでの滞留時間も計測し、必要な場合には警告を行う指令を発するようになっている。
また、上記警報手段５８は、ここでは液晶表示パネル等よりなる表示部６０と警報ランプ６２よりなる。尚、警報ランプ６２に替えて、或いはこれと共に警報ブザー等の鳴動機器を設けてもよい。
上記警報ランプ６２は、例えば警告状態を示す黄色灯６２Ａと中止状態を示す赤色灯６２Ｂよりなり、各状態に応じて点滅し得るようになっている。また、上記表示部６０の表示態様の一例は図３に示されており、各カセット毎の滞留時間、警告時間、中止時間、プロセス制限の有無等を表示できるようになっている。
【００１９】
ここで前述のように、図３中のカセットの表示は、未処理のウエハを収容するカセット（図３中の上段）と処理済みのウエハを収容するカセット（図３中の下段）とに分かれている。
また、滞留時間は、各カセットがストッカ１４に収容されている時間（待機時間）を示し、警告時間は当該カセットに対して警告を発するための予め設定された時間範囲を示している。また、中止時間は当該カセットに対して処理の中止を発するまでの許容された時間を示しており、警告時間の範囲を経過すると直ちに処理の中止を発するようになっている。更に、プロセス制御の”する”、”しない”は、処理の中止が発せられたカセットのウエハの当該処理を自動的に中止するか否かを示すものであり、”する”の場合には自動的に当該処理が中止され、”しない”の場合には、中止警告を認識した操作者がマニュアルにより当該処理を中止させることになる。
【００２０】
次に、以上のように構成された処理システム２の動作について説明する。
まず、ウエハ搬送エリア８内は、ウエハ表面への自然酸化膜の付着を防止するために不活性ガス、例えばＮ2 ガス雰囲気になされ、これに対して、カセット搬送エリア６内は、清浄空気の雰囲気に維持されている。従って、カセット搬送エリア６内ではウエハに自然酸化膜が付着することを防止するために、このエリア８内におけるウエハの滞留時間はできるだけ少ない方がよく、本発明方法により、この時間管理が行われる。
最初に、半導体ウエハＷの全体的な流れについて説明すると、外部より搬送されてきたカセットＣは、搬出入ポート１２の外側載置台１８上に載置され、このカセットＣは内側載置台２０上へスライド移動される。
【００２１】
次に、カセット搬送アーム２２を駆動することにより、内側載置台２０上に設置されているカセットＣを取りに行ってこれを保持し、更にカセット昇降機構１６を駆動することによって、このカセットＣをストッカ１４の棚部１４Ａの所定の位置まで搬送して設置し、これを一時的に保管する。尚、このカセットＣを棚部１４Ａに設置した時に、当該カセットの滞留時間の計測が開始される。これと同時に、すでにストッカ１４に一時貯留されており、処理対象となったウエハを収容するカセットＣをこのカセット搬送アーム２２により取りに行き、棚部１４ＡからカセットＣを持ち上げ、更に上述のようにカセット昇降機構１６を駆動してこれを降下させて、カセットＣを移載台３０上に移載する。尚、このカセットＣを棚部１４Ａより持ち上げた時に当該カセットの滞留時間の計測を終了する。
【００２２】
この状態で開閉ドア２６をスライド移動させることにより、開口２８が開かれる。ここで、移載アーム３４及びウエハ移載機構３２を駆動することにより、カセットＣ内に収容されていたウエハＷを例えば一枚ずつ、或いは複数枚ずつ取り出し、これをボートステージ３６上に設置されているウエハボート３８に移載する。ウエハボート３８へのウエハＷの移載が完了したならば、次に、ボート移載アーム５０を駆動して、ボートステージ３６上のウエハボート３８を最下端へ降下されているキャップ４８上に載置する。そして、このウエハボート３８の移載が完了したならば、ボート昇降機構４４を駆動させて、ウエハボート３８の載置されたキャップ４８を上昇させ、このボート３８を処理ユニット４０の処理容器４２の下端開口部より処理容器４２内へ導入してロードする。そして、このキャップ４８によって処理容器４２の下端開口部を密閉し、この状態で処理ユニット４０内でウエハＷに対して所定の処理、例えば成膜処理や酸化拡散処理等を行なう。
【００２３】
このようにして、所定の熱処理が終了したならば、前述したと逆の操作を行なって、処理済みのウエハＷを取り出す。すなわち、ウエハボート３８を処理容器４２内から降下させてアンロードし、更に、これをボートステージ３６上に移載する。そして、移載アーム３４を用いて処理済みのウエハＷをボート３８から載置台３０上の空のカセットＣ内に移載する。このカセットＣ内への処理済みウエハＷの移載が完了したならば、カセット搬送アーム２２を駆動し、このカセットＣを一時的にストッカ１４の棚部１４Ａへ貯留して待機させる。この時、処理済みのウエハを収容したカセットＣの滞留時間の計測が開始される。そして、搬出払い出しの時間がきたならば、カセット搬送アーム２２でカセットを棚部１４Ａより取り上げ、搬出入ポート１２を介して処理システム２外へ搬送することになる。そして、カセットを棚部１４Ａより取り上げた時に滞留時間の計測を終了する。尚、上記したカセットＣの流れは単に一例を示したに過ぎず、これに限定されないのは勿論である。
【００２４】
上述のように、未処理のウエハ、或いは処理済みのウエハを収容したカセットＣが、上記ストッカ１４の棚部１４Ａに載置されて待機状態になっている間の滞留時間が各カセット毎にタイマ部５４において計測され、そして、その滞留時間の適否が判断手段５６にて判断される。この判断の結果、適切でない場合には操作者にその旨を知らしむべく警報手段５８に対して所定の警報動作を行うように指令を発する。また、必要な場合には、当該カセット内の半導体ウエハの処理を自動的に中止させることになる。
このような、ウエハ滞留時間の管理方法について、未処理のウエハを例にとって、図３及び図４を参照して具体的に説明する。
図４は未処理ウエハを収容するカセットの管理方法を示すフローである。尚、これ以降、図４及び図５を参照して説明するフローの各ステップは例えば制御本体５２等より出力される基準クロックに基づいて高速に実行される。
【００２５】
前述したように、未処理のウエハを収容するカセットは図３に示す場合には、カセット１〜カセットｎまでｎ個ストッカに待機しており、各カセットの滞留時間が表示されている。更に、各カセットに対応する予め設定された、警告指令を発するための警告時間の範囲、及び予め設定された、中止指令を発するための最低時間がそれぞれ表示されている。また、最後の表示欄には、中止指令が発せられた時に、当該ウエハに対してプロセス（処理）を施すことを自動的に制限するか否かの設定を表示するプロセス制限の表示欄が設けられている。
上記滞留時間は、当然のこととしてカセットがストッカ１４に載置された時間に応じて、ストッカ毎に異なっている。また、警告時間及び中止時間も、各ウエハの前段以前の処理形態に応じてストッカ毎に異なっている場合もあるし、同じ場合もある。
【００２６】
まず、制御本体２５では、この処理システム２の全体の動作を管理しており、そして、当然のこととしてカセット搬送アーム２２やカセット昇降機構１６の動作の各タスクを予め設定されたプログラムに基づいて制御し、且つその進捗状況もソフトウエア的に管理している。
従って、カセットＣがストッカ１４の棚部１４Ａに載置された時、及び棚部１４Ａから取り上げる時をソフトウエア的に正確に認識することができる。
まず、未処理のウエハを収容したカセットＣがストッカ１４の棚部１４Ａに載置されると（Ｓ１）、制御本体５２はタイマ部５４を駆動させてそのカセットの滞留時間の計測を開始させる（Ｓ２）。この滞留時間の長さは、図３に示すように各カセット毎にリアルタイムで表示されている。
【００２７】
次に、上記したような未処理のウエハを収容したカセットＣが、上記ストッカ１４の棚部１４Ａから取り上げて搬送されたか否かが判断されており、ＹＥＳの場合には今まで計測した当該カセットの滞留時間をストップする（Ｓ４）。すなわち、この場合には、当該カセットのウエハに対して警報を発するまでもなく短時間の待機後に処理ユニット４０側へ搬送されたことになる。
ここで上記ステップＳ４にてＮＯの場合には、当該カセットの滞留時間がそのカセット（具体的にはウエハ）に対して予め設定された警告時間の範囲に達したか否かを判断手段５６にて判断する（Ｓ５）。ここでＮＯの場合、すなわち滞留時間が警告時間に達していない場合には、ステップＳ３へ戻る。そして、滞留時間の計測を継続する。また、ＹＥＳの場合、すなわち、滞留時間が警告時間の範囲内に達したならば、警告を発すべくその旨を警報手段５８に向けて警告指令を出す。すると、警報手段５８は、警告表示を行い、操作者に対して警告が発せられたことを認識させる（Ｓ６）。ここで警告の方法としては、例えば警報ランプ６２の黄色灯６２Ａ（図１参照）を点滅させたり、図３に示すように表示部６０の警告時間の表示部分を点滅させたりして、操作者に注意を促す。
【００２８】
図３に示す場合には、カセット２の滞留時間が１時間４０分（１Ｈ４０Ｍ）になっており、そして、警告時間は１時間から２時間（１−２Ｈ）の範囲に設定されているので、従って、滞留時間がすでに警告時間の範囲内に入っていることから、警告時間である”１−２Ｈ”の表示が点滅して警告を行っている。尚、この報告表示を認識した操作者は、可能ならば他の待機中のウエハに先立ってこの警告が発せられたカセットのウエハを処理する指令を出すことになる。
そして、当該カセットがストッカ１４から搬送されたか否かが判断され（Ｓ７）、ＹＥＳの場合にはステップＳ４へ戻ってそのカセットの滞留時間をストップする。これに対して、ＮＯの場合には、滞留時間の計測は継続されて、次に、この滞留時間が中止時間に達したか否かが判断される（Ｓ８）。このステップＳ８にてＮＯの場合には、ステップＳ６に戻って先の警告表示を続行することになる。
【００２９】
これに対して、ステップＳ８にてＹＥＳの場合には、滞留時間が長過ぎて中止時間に達してしまっているので、判断手段５６は処理の中止を警報すべく警報手段５８に対して中止表示を行うように指令を発する。これにより、警報手段５８は中止表示を行う（Ｓ９）。この中止表示としては、例えば警報ランプ６２の赤色灯６２Ｂ（図１参照）を点滅させたり、図３に示すように表示部６０の中止時間の表示部分を点滅させたりして、操作者に注意を促す。
図３に示す場合には、カセット４の滞留時間が３時間２０分（３Ｈ２０Ｍ）であって、これが中止時間である３時間（３Ｈ）よりも長くなっているので、表示欄の”３Ｈ以上”が点滅して中止表示を行っている。
【００３０】
このように、処理の中止が判断された場合には、このカセット４に対してはプロセス制限を”する”の設定がなされているので、制御手段５６はその旨を制御本体５２に連絡して、カセット４のウエハの処理を中止するように指令を出す。これにより、カセット４内のウエハの処理は、自動的に中止されることになる（Ｓ１０）。これに対して、プロセス制限を”しない”の設定がなされている場合、例えばカセット２の場合には、上述のような中止表示がなされても、これを認識した操作者がマニュアルで当該カセット内のウエハ処理の中止指令を入力しない限り、順番に従って当該カセット内のウエハの処理は行われることになる。
このようにして、ストッカ１４内のカセットの滞留時間をカセット毎に管理することができ、しかも適切な警報を発することが可能となる。
また、操作者は、上記発せられた警報に従って、当該カセット内のウエハに対して適切な対処を行うことが可能となる。
【００３１】
ここでは、未処理のウエハの滞留時間の管理について説明したが、同様にして処理済みウエハのストッカからの払い出しまでの滞留時間も管理することができる。
図３中の下段は、処理済みウエハを収容するカセットの滞留時間の管理表示を示し、図５は処理済みウエハを収容するカセットの管理方法を示すフローである。図３においてはｍ個の処理済みカセットが滞留時間の計測の対象となっている場合を示している。
この場合の管理方法は処理の中止の警報をなくした点以外は、図４に示した未処理ウエハの管理方法と基本的に同じである。
【００３２】
すなわち、まず、処理済みのウエハを収容したカセットＣがストッカ１４の棚部１４Ａに載置されると（Ｓ１１）、制御本体５２はタイマ部５４を駆動させてそのカセットの滞留時間の計測を開始させる（Ｓ１２）。この滞留時間の長さは、図３に示すように各カセット毎にリアルタイムで表示されている。
【００３３】
次に、上記したような処理済みのウエハを収容したカセットＣが、上記ストッカ１４の棚部１４Ａから取り上げて外側載置台１８へ搬出されたか否かが判断されており、ＹＥＳの場合には今まで計測した当該カセットの滞留時間をストップする（Ｓ１４）。すなわち、この場合には、当該カセットのウエハに対して警報を発するまでもなく短時間の待機後にこの処理システム２の外側へ搬出されたことになる。
ここで上記ステップＳ１４にてＮＯの場合には、当該カセットの滞留時間がそのカセット（具体的にはウエハ）に対して予め設定された警告時間の範囲に達したか否かを判断手段５６にて判断する（Ｓ１５）。ここでＮＯの場合、すなわち滞留時間が警告時間に達していない場合には、ステップＳ１３へ戻る。そして、滞留時間の計測を継続する。また、ＹＥＳの場合、すなわち、滞留時間が警告時間の範囲内に達したならば、警告を発すべくその旨を警報手段５８に向けて警告指令を出す。すると、警報手段５８は、警告表示を行い、操作者に対して警告が発せられたことを認識させる（Ｓ１６）。ここで警告の方法としては、先に説明した未処理ウエハの場合と同様に、例えば警報ランプ６２の黄色灯６２Ａ（図１参照）を点滅させたり、図３に示すように表示部６０の警告時間の表示部分を点滅させたりして、操作者に注意を促す。
【００３４】
図３に示す場合には、処理済カセット３の滞留時間が２時間（２Ｈ）になっており、そして、警告時間は１時間３０分以上（１．５Ｈ以上）の範囲に設定されているので、従って、滞留時間がすでに警告時間の範囲内に入っていることから、警告時間である”１．５Ｈ以上”の表示が点滅して警告を行っている。尚、この報告表示を認識した操作者は、可能ならば他の待機中のウエハに先立ってこの警告が発せられた処理済カセットのウエハを処理システム２から搬出する指令を出すことになる。
【００３５】
当然のこととして、この処理済みのウエハに関しては、すでに処理ユニット４０における処理が完了しているので、処理の中止指令を発することはない。
これによれば、処理済み後のウエハの滞留時間も管理することができ、これにより、処理済み後のウエハに過度の自然酸化膜が付着することを防止することが可能となる。
また、上記実施例では、計測手段５４としては、タイマ部を単独で用いて、制御本体５２のプログラムのタスクの完了時点を、カセットの滞留時間の計測の開始点、或いは終点としたが、これに限定されず、カセットの存否を例えばスイッチ部を用いて検出し、これに基づいて滞留時間を計測するようにしてもよい。
図６はこのような本発明の処理システムの制御系の一部を示すブロック図である。尚、図１に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００３６】
ここでは、ストッカ１４の各棚部１４Ａの上面にスイッチ部として例えばリミットスイッチ７０を設けており、これによりカセットＣの有無を検出できるようになっている。そして、この検出結果を上記制御本体５２へ入力し、タイマ部５４の計測の開始及び終了を制御するようになっている。また、スイッチ部としては、このようなリミットスイッチ７０に替えて、例えばレーザ光線等の検出光を発する発光素子と受光素子とにより、カセットＣの有無を検出できるようにした光学センサ等を用いてもよく、その種類及び構成は問わない。
また、ここでは処理ユニット４０として縦型のバッチ式の処理容器を用いた処理システムを例にとって説明したが、これに限定されず、横型の処理容器、或いは枚葉式の処理容器の場合等、ストッカを有する全ての処理システムに本発明を適用することができる。
【００３７】
更に、半導体ウエハのサイズには限定されず、８インチサイズ、３００ｍｍサイズのウエハに対しても本発明は、同様に適用することができる。また、カセットのストッカへの設置位置によらず、カセット自体に識別符号を付して、これに基づいて滞留時間を管理するようにしてもよい。
更には、ここでは製品の半導体ウエハに対して滞留時間を管理する場合を例にとって説明したが、ウエハボートには製品ウエハの他に、各種のモニタウエハやダミーウエハも保持されて処理されるので、これらのモニタウエハやダミーウエハも上述したと同様に管理するようにしてもよい。
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板等にも本発明を適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の処理システム及び被処理体の管理方法によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１及びこれを引用する請求項に係る発明によれば、容器貯留部に貯留されている被処理体の滞留時間を被処理体容器毎に計測手段により計測し、その滞留時間を判断手段にて判断することができる。この結果、過度に自然酸化膜が表面に形成された被処理体の処理を自動的に中止させることができる。
特に請求項２及びこれを引用する請求項に係る発明によれば、滞留時間に応じた適切な警報を発するようにしたので、操作者は被処理体の滞留時間を被処理体容器毎に適切に管理することができる。
また特に請求項３及びこれを引用する請求項に係る発明によれば、操作者は、被処理体の処理の中止指示を受ける前に、警告指示を受けることになり、結果的に、この警告された被処理体を優先的に処理させることにより、過度に自然酸化膜が被処理体の表面に形成されることを阻止することができる。
特に請求項７に係る発明によれば、処理済みの被処理体の滞留時間も管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理システムを示す概略構成図である。
【図２】容器貯留部（ストッカ）に収容されている被処理体容器（カセット）の一例を示す斜視図である。
【図３】警報手段に表示されている表示態様の一例を示す図である。
【図４】未処理ウエハを収容するカセットの管理方法を示すフローである。
【図５】処理済みウエハを収容するカセットの管理方法を示すフローである。
【図６】本発明の処理システムの制御系の一部を示すブロック図である。
【符号の説明】
２ 処理システム
６ カセット搬送エリア
８ ウエハ搬送エリア
１４ ストッカ（容器貯留部）
１４Ａ 棚部
１６ カセット昇降機構
１８ 外側載置台
２２ カセット搬送アーム
３２ ウエハ移載機構
３８ ウエハボート
４０ 処理ユニット
４２ 処理容器
４４ ボート昇降機構
５２ 制御本体
５４ タイマ部（計測手段）
５６ 判断手段
５８ 警報手段
６０ 表示部
６２ 警報ランプ
６２Ａ 黄色灯
６２Ｂ 赤色灯
７０ リミットスイッチ（スイッチ部）
Ｃ カセット（被処理体容器）
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
Claims (9)
- 清浄空気の雰囲気になされて複数の被処理体を収容した複数の被処理体容器を一時的に貯留する容器貯留部を有する第１の搬送エリアと、
前記第１の搬送エリアと分離区画壁により分離区画されると共に不活性ガス雰囲気になされて前記被処理体容器内の前記被処理体を搬送するための第２の搬送エリアと、
前記分離区画壁に設けられて開閉ドアにより開閉可能になされた開口と、
前記第２の搬送エリアに設けられて、前記開口を介して前記被処理体容器と複数の被処理体を保持できる被処理体保持具との間で前記被処理体の移載を行なう被処理体搬送機構と、
前記被処理体保持具に保持された前記複数の被処理体に対して所定の処理を施す処理ユニットと、
前記被処理体容器が前記容器貯留部に貯留されている滞留時間を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された滞留時間が予め設定された所定の時間内の時には前記被処理体容器内の前記被処理体の前記所定の処理を許容し、前記計測された滞留時間が予め設定された所定の時間を経過した時には前記被処理体容器内の前記被処理体の前記所定の処理を中止するように制御する判断手段と、
を備えたことを特徴とする処理システム。 - 前記判断手段の結果を操作者に知らしめる警報手段を有することを特徴とする請求項１記載の処理システム。
- 前記判断手段は、前記計測された滞留時間が、前記中止のために予め設定された時間よりも短い予め設定された時間範囲内に達した時には前記警報手段に対して警告を発するように指示することを特徴とする請求項２記載の処理システム。
- 前記計測手段は、ソフトウエア的に前記滞留時間を計測することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の処理システム。
- 前記計測手段は、前記容器貯留部に設けられて前記被処理体容器の有無を検出するスイッチ部と、前記スイッチ部に連動するタイマ手段よりなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の処理システム。
- 前記被処理体容器内に収容されている前記被処理体の表面の態様に応じて前記被処理体容器毎に前記予め設定された所定の時間は異なっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の処理システム。
- 前記計測手段は、処理済みの前記被処理体が収容された前記被処理体容器の滞留時間を計測することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の処理システム。
- 清浄空気の雰囲気になされて複数の被処理体を収容した複数の被処理体容器を一時的に貯留する容器貯留部を有する第１の搬送エリアと、
前記第１の搬送エリアと分離区画壁により分離区画されると共に不活性ガス雰囲気になされて前記被処理体容器内の前記被処理体を搬送するための第２の搬送エリアと、
前記分離区画壁に設けられて開閉ドアにより開閉可能になされた開口と、
前記第２の搬送エリアに設けられて、前記開口を介して前記被処理体容器と複数の被処理体を保持できる被処理体保持具との間で前記被処理体の移載を行なう被処理体搬送機構と、
前記被処理体保持具に保持された前記複数の被処理体に対して所定の処理を施す処理ユニットとを有する処理システムにおける被処理体の管理方法において、
前記被処理体容器が前記容器貯留部に貯留されている滞留時間を計測する計測工程と、
前記計測手段により計測された滞留時間が予め設定された所定の時間内の時には前記被処理体容器内の前記被処理体の前記所定の処理を許容し、前記計測された滞留時間が予め設定された所定の時間を経過した時には前記被処理体容器内の前記被処理体の前記所定の処理を中止するように制御する判断工程と、
を有することを特徴とする被処理体の管理方法。 - 前記判断する工程の判断結果に応じて所定の警報を発する工程を有することを特徴とする請求項８記載の被処理体の管理方法。
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