JP5282021B2 - 半導体処理システム及び半導体処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造分野における処理システムに係わり、特に、線形ツールの処理システムに関する。

半導体の処理システムにおいては、クラスタツールと呼ばれる構造の処理システムが広く普及している。このクラスタツールは、処理システムを設置するに当たり大きな空間を必要とし、ウェハの大口径化に伴い、必要とする空間がますます大きくなるという問題を抱えている。そこで、小さい空間でも設置することができる線形ツールと呼ばれる構造の処理システムが登場した（特許文献１）。

クラスタツールと線形ツールの違いは、処理モジュールへのウェハの搬入、及び処理モジュールからのウェハの搬出を行う内部搬送部位の構造である。クラスタツールでは、内部搬送部位において、ウェハを搬送する搬送ロボットは通常一つであり、内部搬送部位への搬入口及び搬出口であるロードロックと処理モジュール間のウェハの搬送を一つの搬送ロボットが行う。一方、線形ツールでは、内部搬送部位に複数の搬送ロボットを配し、複数の搬送ロボット間でウェハの受渡しを行い、ロードロックと処理モジュール間の搬送を行う。但し、搬送先の処理モジュールの位置によって、搬送に係わる搬送ロボットが異なる。処理モジュールの位置によっては、一つの搬送ロボットだけで搬送できる場合もあれば、複数の搬送ロボットを介さないと、搬送できない場合もある。

又、半導体の処理システムにおいては、スループットの向上も重要である。一般的な処理システムは、複数の処理モジュールを有しており、複数のウェハが平行して処理される。この時、搬送ロボットが、複数のウェハを順序よく搬送しなければ、スループットは低下してしまう。そこで、スループットを向上させる方法として、スケジューリングによる方法が知られている。スケジューリングによる方法とは、搬送ロボットの動作の制約を考慮しつつ、スループットが高くなるよう各ウェハの搬送や処理のタイミングを算出し、算出したタイミングに沿って搬送を行うというものである（特許文献２）。

このスケジューリングによる方法は、ある搬送ルートが与えられた時に、その搬送ルートにおいてスループットを向上させる搬送や処理のタイミングを算出するものである。ここで、搬送ルートとは、処理対象のウェハが、処理システム内に搬入されてから、処理モジュールにて処理を行い、処理システム外に搬出されるまでに通過する道順である。これは、搬入口、搬送先の処理モジュール、搬出口が決まると決定されるものである。特に処理モジュールが複数ある処理システムの場合、搬送するウェハ毎に搬送先の処理モジュールを決定しないと、搬送ルートは決まらず、スケジューリングを行うことができない。そこで、搬送先の処理モジュールを決定する方法として、これから搬送するウェハに対し、処理完了時間の早い処理モジュールから順に割り当てていくという方法が知られている（特許文献３）。

特表２００７−５１１１０４号公報 特表２００２−５１１１９３号公報 特開平１０−１８９６８７号公報

クラスタツールにおいては、従来の搬送ルートを決定する方法で、最も高いスループットを得ることができた。それは、内部搬送部位において搬送を行う搬送ロボットが一つであるため、搬送ルートが違っても、搬送に係わる搬送ロボットは同じになり、搬送に要する時間や搬送に係わる制約事項も同じになるからである。故に、搬送ルートの違いがスループットに影響を与えないため、処理モジュールの処理時間のみを考慮した搬送ルートの決定方法で十分であった。

しかし、線形ツールおいては、内部搬送部位での搬送に係わる搬送ロボットが、搬送先の処理モジュールの位置によって異なるため、搬送ルートが違えば、搬送に要する時間や搬送に係わる制約が異なり、スループットも違ってくる。よって、従来の搬送ルートを決定する方法では、最も高いスループットを得られない可能性が高い。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、線形ツールにおいて、最も高いスループットが得られる搬送ルートを決定することである。

本発明の代表的な実施の形態による半導体処理システムは、搬入された被処理体を搬送する搬送ロボットを有する複数の搬送モジュールと、被処理体に処理を施す複数の処理モジュールと、搬送モジュール及び処理モジュールの動作を制御する動作制御部と、を備え、処理モジュールは搬送モジュールのいづれかに接続され、かつ、搬送モジュール同士が接続される構成を有する半導体処理システムにおいて、動作制御部は、搬入される複数の被処理体について、搬送モジュールにおいて搬送動作に要する時間及び処理モジュールにおいて処理に要する時間に基づいて、それぞれの被処理体の搬送ルートを決定することを特徴とする。

又、本発明の実施の形態による半導体処理方法は、被処理体を搬送する搬送ロボットを有する複数の搬送モジュールと、被処理体に処理を施す複数の処理モジュールとを備え、処理モジュールは搬送モジュールのいづれかに接続され、かつ、搬送モジュール同士が接続される構成を有する半導体処理装置において被処理体の搬送ルートを決定する方法であって、搬入される被処理体について、搬送モジュールにおいて搬送動作に要する時間及び処理モジュールにおいて処理に要する時間を入力し、
入力された搬送動作に要する時間及び処理に要する時間に基づいて、搬入される複数の被処理体のそれぞれの搬送ルートを決定することを特徴とする。

本発明によれば、線形ツールの処理システムにおいて、スループットを向上させることができる。

半導体処理システムの構成を説明した図である。 半導体処理システムの構成のバリエーションを説明した図である。 半導体処理システム制御に要する情報の授受関係を示す図である。 搬送ルートを決定する処理のフローを説明した図である。 搬送ルートの候補を算出する処理と入出力データを説明した図である。 スループットを算出する処理と入出力データを説明した図である。 搬送ルートを選択する処理と入出力データを説明した図である。 ある搬送ルート候補における搬送順序を説明した図である。 処理対象ウェハ情報の具体例を示した図である。 処理工程情報の具体例を示した図である。 処理モジュール情報の具体例を示した図である。 利用可能処理モジュール情報の具体例を示した図である。 搬送先候補情報の具体例を示した図である。 装置構造情報の具体例を示した図である。 搬送ルート候補情報の具体例を示した図である。 動作時間情報の具体例を示した図である。 スループット情報の具体例を示した図である。

本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

以下に述べる本発明になる線形ツールは、図１に示すように、内部搬送部位１０２に複数の搬送ロボット（１０５〜１０６）を配し、複数の搬送ロボット間でウェハの受渡しを行い、ロードロック１０３と処理モジュール（１０７〜１１０）間の搬送を行う。ところで、クラスタツールは、内部搬送部位において、ウェハを搬送する搬送ロボットは通常一つであるが、線形ツールは、複数の搬送ロボットを有する点がクラスタツールと大きく異なる点である。

図１は、本発明の半導体処理システムの構成を説明した図である。処理システムは、物理的な搬送動作を行う外部搬送部位１０１と内部搬送部位１０２、その動作を制御する動作制御部１１３から成っている。多くの半導体処理システムにおいては、外部搬送部位１０１の内部は大気圧状態、内部搬送部位１０２の内部は真空状態に保たれている。又、処理システム１２４は、ネットワーク１２３を介してホストコンピュータ１２２と接続されており、ホストコンピュータ１２２から必要に応じて情報を取得することが出来る。以下、各部位について説明する。

外部搬送部位１０１は、処理システムの外にある処理対象のウェハを処理システム内に搬入及び搬出を行い、更に、内部搬送部位１０２に接続しているロードロック１０３へのウェハの搬入及び搬出を行う。このロードロック１０３は、減圧及び加圧を行うことができ、外部搬送部位１０１よりウェハを搬入した後、減圧し、内部搬送部位１０２と同じ真空状態にすることで、ウェハを内部搬送部位１０２へと送り出すことができる。逆に、内部搬送部位１０２よりウェハを搬入した後、加圧し、大気圧状態にすることでウェハを外部搬送部位１０１へと送り出すことができる。

内部搬送部位１０２は、搬送モジュール１０５、１０６と複数の搬送モジュールの間に設置される待機スペース１０４と処理モジュール１０７、１０８、１０９、１１０より構成される。搬送モジュール１０５には搬送ロボット１１１、搬送モジュール１０６には搬送ロボット１１２が配されており、搬送モジュールに隣接する処理モジュール、ロードロック、待機スペースでのウェハの搬入及び搬出や、それらの処理モジュール、ロードロック、待機スペース間のウェハの移動を行う。

処理モジュールは、ウェハに対してエッチングなどの処理を施す機能を有している。この処理モジュールのウェハ搬出入口には、ゲートバルブが設置されており、処理を行う時には閉じられ、ウェハの搬入及び搬出時には開かれる。

待機スペースには、ウェハを置くスペースがあり、隣接する搬送モジュールの各々の搬送ロボットがウェハの搬入及び搬出を行うことが可能である。そのため、片方の搬送ロボットが待機スペースにウェハを搬入し、その動作が終わった後、もう片方の搬送ロボットが待機スペースからウェハを搬出することで搬送モジュールの間で受渡しを行うことができる。

動作制御部１１３は、マイクロプロセッサ、メモリなどによって構成されるコンピュータであり、搬送ルート決定演算部１１４、動作指示演算部１１５、記憶部１１６を有している。搬送ルート決定演算部１１４は、本発明の搬送ルートの決定に関わる処理を行う。

動作指示演算部１１５は、搬送ルート決定演算部１１４によって決定された搬送ルートに基づいて、搬送ロボットによるウェハの搬出入や移動、ロードロックの減圧や加圧、処理モジュールの処理やゲートバルブの開閉など、個々の動作の制御を行う。記憶部１１６には、演算処理に必要な情報である、処理対象ウェハ情報１１７、動作時間情報１１８、処理工程情報１１９、装置構造情報１２０、処理モジュール情報１２１が保持されている。このうち処理モジュール情報１２１は、処理モジュール１０７、１０８、１０９、１１０にあるセンサーにより生成され、随時、動作制御部１１３に伝送される。

一方、処理対象ウェハ情報１１７、動作時間情報１１８、処理工程情報１１９、装置構造情報１２０は、半導体処理システムとネットワーク１２３で接続されているホストコンピュータ１２２の中に管理されており、必要に応じてホストコンピュータ１２２より動作制御部１１３に伝送される。

以上で説明した内部搬送部位１０２、動作制御部１１３、ホストコンピュータ１２２などで構成されるものを、ここでは半導体処理システム１２４と称することにする。

この半導体処理システム１２４は、内部搬送部位１０２の構造を変更することが可能である。図２ａ）、ｂ）に例示するように、処理モジュール（２０７〜２１２または２０７’〜２１２’）、搬送モジュール（２１３〜２１５または２１３’〜２１５’）、待機スペース（２０２〜２０３または２０２’〜２０３’）の配置を自由に変更することが出来る。配置の条件としては、処理モジュールと待機スペースは、必ず搬送モジュールに隣接することである。本実施形態の説明においては、図１に示す内部搬送部位の配置を前提として説明するが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。

次に、半導体処理システム１２４の動作制御について説明する。まず、処理対象の各ウェハに対して搬送ルートを決定する。ここで、本実施例中で用いる搬送ルートとは、特に断りがない限り、処理対象のウェハが、処理システム内に搬入されてから、処理モジュールにて処理を行い、処理システム外に搬出されるまでに通過する道順を指すものとする。搬送ルートそして、その搬送ルートをもとに、搬送ロボットによるウェハの搬出入や移動、ロードロックの減圧や加圧、処理モジュールの処理やゲートバルブの開閉など、個々の動作が行われる。この個々の動作を決める方式として以下に挙げる方式がある。
（１）スケジュール方式
スケジュール方式は、処理対象の各ウェハを決定された搬送ルートで搬送するために必要な個々の動作を事前に計算して、予め個々の動作を決めておき、それに従って個々の動作を行うものである。この個々の動作を計算するロジックは、目的に応じて様々なバリエーションがある。目的とは、処理モジュールの稼動率を最大化するといったものや、スループットを最大化するといったものなどがある。
（２）ディスパッチ方式
ディスパッチ方式は、搬送ロボットによるウェハの搬出入や移動、ロードロックの減圧や加圧、処理モジュールの処理やゲートバルブの開閉など、個々の動作について、動作を開始する条件を設定しておき、その条件が揃ったら動作が行われるようにする方式である。例えば、ある処理モジュールのゲートバルブが開くという動作の条件として、「搬送ロボットがその処理モジュールに搬入するウェハを保持している」「その処理モジュールで他のウェハに対して処理が行われていないこと」「他の処理モジュールのゲートバルブが閉じていること」といった条件をルールとして設定しておき、その条件が揃ったらゲートバルブが開くという動作が行われるというものである。

このような動作条件のルールを個々の動作それぞれについて設定する。又、複数の動作について、動作開始の条件が揃うこともあり得る。そういった場合、どの動作を優先するかという優先ルールも設定する。その優先ルールの一例として、一番早く動作開始条件が揃った動作を行うというものがある。

このように動作制御にはいくつかの方式があり、その詳細な計算ロジックや条件には様々なバリエーションがある。本実施形態の説明においては、ディスパッチ方式で、動作開始条件が同時に揃った場合の優先ルールとして、一番早く動作開始条件が揃った動作を優先するという動作制御が行われている半導体処理システムを前提として説明するが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。

次に、処理対象の一枚のウェハに対する処理システム１２４の一連の動作について説明する。以下、図１を用いて、順番に動作の説明を列挙する。なお、図３には、半導体処理システム３０１の制御に要する情報の授受関係を示し、図１と対応する符号は、以下に[ ]で示した。
・ホストコンピュータ１２２[３０２]より、処理対象ウェハが到着する前に処理対象ウェハ情報１１７[３０５]、動作時間情報１１８[３０６]、処理工程情報１１９[３０７]、装置構造情報１２０[３０８]が動作制御部１１３[３０３]に伝送される。
・処理モジュール情報１２１は、処理モジュール１０７〜１１０から随時動作制御部に伝送されている。
・処理対象のウェハが到着すると、外部搬送部位１０１が、対象ウェハの識別情報を読み取り、動作制御部１１３にその情報を伝送する。
・動作制御部１１３では対象ウェハに応じた処理工程や処理モジュール１０７〜１１０の状態のデータは予め保持しているので、そのデータと対象ウェハのデータを元に、動作制御部１０３が、搬送ルートを決定する。

仮に、処理モジュール１０９が搬送先の処理モジュールになったとする。
・外部搬送部位１０１が、ウェハをロードロック１０３に搬入する。
・ロードロック１０３の外部搬送部位１０１側にあるゲートバルブが閉じた後、ロードロック１０３にて減圧が行われ、ロードロック１０３内を真空状態にする。
・内部搬送部位１０３側のゲートバルブが開き、搬送ロボット１１１が、ロードロック１０３からウェハを搬出する。
・搬送ロボット１１１はウェハを保持したまま、待機スペースの方を向くまで旋回した後、待機スペース１０４にウェハを置く。
・もう一方の搬送ロボット１１２が待機スペース１０４よりウェハを取り出す。
・搬送ロボット１１２はウェハを保持したまま、処理モジュール１０９の方を向くまで旋回した後、処理モジュール１０９のゲートバルブが開き、搬送ロボット１１２が処理モジュール１０９にウェハを搬入する。
・処理モジュール１０９にて処理が行われる。
・処理完了後、処理モジュール１０９のゲートバルブが開き、搬送ロボット１１２が処理モジュール１０９からウェハを搬出する。
・搬送ロボット１１２はウェハを保持したまま、待機スペース１０４の方を向くまで旋回した後、待機スペース１０４にウェハを置く。
・もう一方の搬送ロボット１１１が待機スペース１０４よりウェハを取り出す。
・搬送ロボット１１１はウェハを保持したまま、ロードロック１０３の方を向くまで旋回した後、ロードロック１０３のゲートバルブが開き、搬送ロボット１１１がロードロック１０３にウェハを搬入する。
・ロードロック１０３の内部搬送部位１０２側にあるゲートバルブが閉じた後、ロードロック１０３にて加圧が行われ、ロードロック１０３内を大気圧状態にする。
・ロードロック１０３の外部搬送部位１０１側のゲートバルブが開き、外部搬送部位１０１がロードロック１０３からウェハを搬出する。
外部搬送部位１０１がウェハを半導体処理システム１２４[３０１]外のウェハ格納場所に格納する。

なお、図３で示すように、ホストコンピュータ３０２からの制御信号は、ネットワーク３００を介して半導体処理システム３０１へ伝送される。

ここで説明した一連の動作は、一枚のウェハに対するものであるが、本半導体処理システム１２４は、複数のウェハを同時に扱うことが出来るものである。複数のウェハを搭載したロットケースが半導体処理システム１２４[３０１]に到着し、それぞれのウェハに対して上記動作を行う。又、複数のロットケースを同時に対象とすることも可能である。このように複数のウェハに対して同時に搬送及び処理を行う場合、搬送ロボットやゲートバルブの開閉など個々の動作の開始条件が同時に満たされる場合があるので、その場合、動作の優先ルールに基づいて順番に行われる。

次に、本発明の搬送ルート決定処理の概要ついて、図４を用いて説明する。まず、搬送ルート候補算出４０１を行う。搬送ルート候補算出処理４０１では、処理対象ウェハに対して、そのウェハの種類に応じた処理工程と処理モジュールの状態から利用可能な処理モジュール候補を算出し、それをもとに搬送ルート候補を算出する。処理の詳細については後述する。

次に、処理４０１で算出した搬送ルート候補毎に、スループットを算出４０２する。スループット算出処理４０２では、与えられた搬送ルートを元にスケジューリングを行い、その搬送ルートにおける搬送順序を算出し、それを元に単位時間あたりの搬送ウェハ枚数であるスループットを算出する。処理の詳細については後述する。この処理４０２を全ての搬送ルートについて完了するまで繰り返し、全ての搬送ルートについて処理４０２が完了したら、最良の搬送ルートの選択を行う。搬送ルート選択処理４０３では、処理４０２で算出した各搬送ルート候補のスループットを比較し、最良のスループットとなる搬送ルートを選択する。処理の詳細ついては後述する。以上より、最良の搬送ルートが決定される。

次に、搬送ルート候補算出処理の詳細について、図５を用いて説明する。まず、利用可能処理モジュール抽出ステップ５０１で、処理対象ウェハ情報３０５と処理工程情報３０７と処理モジュール情報３０９を入力し、利用可能処理モジュール情報５０２を生成５０３する。処理対象ウェハ情報３０５とは、図９に例示するような処理対象ウェハの識別番号であるウェハ番号と、各々のウェハに対して施す処理工程を表した情報である。処理工程情報３０７とは、図１０に例示するような処理工程と、その処理工程が含む工程順序と、その工程順序において処理を施す処理モジュールの条件と、その処理での処理時間を表した情報である。例えば、処理工程１において、工程順序１で処理モジュール条件Ａ、処理時間２０、工程順序２で処理モジュール条件Ｂ、処理時間２０というのは、処理工程１を持つウェハに対して、処理モジュール条件Ａを満たす処理モジュールにて、２０の処理時間にて処理を行い、次に処理モジュール条件Ｂを満たす処理モジュールにて、２０の処理時間にて処理を行うということを意味している。処理モジュール情報３０９とは、図１１に例示するような各処理モジュール、その処理モジュールの条件を表した情報である。以上の情報を組み合わせることで、図１２に例示するような、各々のウェハの各工程順序において、利用可能な処理モジュールと処理時間の情報を得る。あるウェハのある工程順序において、利用可能な処理モジュールが複数ある場合は、その全ての処理モジュールが利用可能処理モジュールとなる。

次に、利用処理モジュール候補生成ステップ５０３で、利用可能処理モジュール情報５０２を入力し、搬送先候補情報５０４を生成する。このステップでは、各ウェハの各工程順序において、利用する処理モジュールを一つ選択し、それを搬送先候補の一つとする。次に、あるウェハのある工程順序において、選択されている処理モジュールを別な利用可能処理モジュールに変更したものを別な搬送先候補とする。以上の手順を、各ウェハの各工程順序において、全ての利用可能処理モジュールが選択されるまで繰り返し、搬送先候補を網羅的に抽出する。これにより、図１３に例示するような搬送先情報が生成される。

次に、搬送ルート候補生成ステップ５０３で、搬送先候補情報５０４と装置構造情報３０８を入力し、搬送ルート候補を生成する。装置構造情報３０８とは、図１４に例示するような装置のモジュールとそれに接続している搬送ロボットを表した情報である。ここで、図１４中で用いる記号について、図１との対応関係を纏めておく。以下に、簡単のために、符号は数字で示し、各符号は図１中で記載のものを示す。すなわち、ＬＬ：１０３、ＶＲ１〜ＶＲ２：１１１〜１１２、ＷＳ１：１０４、ＰＭ１〜ＰＭ４：１０７〜１１０なる対応関係にある。

例えば、図１４のＬＬとはロードロック１０３を表し、そのロードロックは搬送ロボットＶＲ１（１１１）に接続しているということを示している。同様にＰＭ１、ＰＭ２、ＰＭ３、ＰＭ４はそれぞれ処理モジュールを、ＷＳ１は待機スペースを表し、それぞれ搬送ロボットＶＲ１及びＶＲ２と接続している。このステップでは、搬送先候補情報５０４の、ある搬送先候補のあるウェハに対して、設定されている工程順序の順に利用処理モジュールを通過する搬送ルートを、装置構造情報を元に抽出する。

ウェハの搬送は、ロードロック（ＬＬ）からスタートし、接続する搬送ロボットによって搬送され、各処理モジュールで処理が行われ、搬送ロボットによってロードロックまで搬送される。例えば、図１３に示すように、搬送先候補番号２、ウェハ番号Ｗ１においては、工程順序１では処理モジュールＰＭ１、工程順序２では処理モジュールＰＭ３で処理が行われる。この場合、図１４に示すように、まずＬＬからＰＭ１に搬送するにあたり、ＬＬとＰＭ１の両方にＶＲ１が接続しているので、ＶＲ１によって、ＬＬからＰＭ１へ搬送される。この搬送動作をＬＬ→ＰＭ１と記述することにする（図１５参照）。

次に、ＰＭ１からＰＭ３へ搬送するにあたり、ＰＭ１はＶＲ１と、ＰＭ３はＶＲ２と接続しており、ＶＲ１とＶＲ２はＷＳ１に接続しているので、ＶＲ１とＶＲ２がＷＳ１でウェハの受渡しを行う。そこで、ＶＲ１によって、ＰＭ１から待機スペースＷＳ１へ搬送される。この搬送動作をＰＭ１→ＷＳ１と記述する（図１５参照）。

次に、ＶＲ２によって、ＷＳ１からＰＭ３へ搬送される。この搬送動作を、ＷＳ１→ＰＭ３と記述する。同様にして、ＰＭ３よりＬＬに搬送するにあたり、ＰＭ３→ＷＳ１、ＷＳ１→ＬＬという搬送動作が行われる（図１５参照）。この搬送動作の順序を搬送順序とし、ある搬送先候補の各ウェハについて、この搬送動作と搬送順序及び搬送ロボットを抽出したものを搬送ルート候補とする。この搬送ルート候補の抽出を、全ての搬送先候補について行う。その結果が図１５に例示するような搬送ルート候補情報である。

次に、スループット算出処理の詳細について図６を用いて説明する。スループット算出処理６０１は、搬送先候補情報５０４と搬送ルート候補情報５０６と動作時間情報３０６を入力し、スループット情報６０２を生成する。このステップでは、まず、ある搬送ルート候補について、搬送ルート候補情報５０６から搬送順序と搬送動作と搬送ロボットの情報と、搬送先候補情報５０４から該当する搬送先候補番号の搬送先処理モジュールでの処理時間の情報と、動作時間情報３０６から該当する搬送ロボットと搬送動作の動作時間の情報を抽出する。それら抽出した情報を入力とし、シミュレーションを行う。シミュレーションは、動作制御として設定されている方式に従って行う。

本実施形態の説明では、ディスパッチ方式で、動作開始条件が同時に揃った場合の優先ルールとして、一番早く動作開始条件が揃った動作を優先するという動作制御を前提とした場合のシミュレーションについて説明する。

シミュレーションとは、時刻を進めながら動作を並べていく計算手順である。シミュレーションの計算例として、図１５に例示した搬送先候補番号１について説明する。条件として、ウェハ番号Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を搭載したロットが到着した時に、既に別ロットが処理されており、その別ロットのウェハ番号Ｗ０がＰＭ４で処理中で残り処理時間３５という状態で、シミュレーションを行うものとする。又、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の順で投入されるルールであるとする。なおこの一例の説明では説明を簡単するため、外部搬送部位の動作やゲートバルブの動作は割愛し、搬送ロボットと処理モジュールの動作のみシミュレーションする。

以下に図８を参照しながら、動作シミュレーションを説明する。
まず、時刻０において、ＬＬにはＷ１が格納、ＰＭ１、ＰＭ２にはウェハは格納されておらず、ＰＭ４にはＷ０が格納さており処理中という状態からスタートする。この場合、ＶＲ１がＷ１をＬＬから搬出し、ＰＭ１へ搬入する動作開始条件が満たされている。そこでその動作を図中に示すように並べる。次に、いずれかの動作が完了し、動作開始条件に変化のある可能性のある時刻まで時刻を進める。この例の場合、図１６で示す条件より、ＶＲ１によるＬＬ→ＰＭ１（Ｗ１）の動作は所要時間１０である。そこで、時刻を１０まで進める。ここで、動作開始条件が満たされている動作の有無をチェックする。ＰＭ１にＷ１が搬入されたので、ＰＭ１の処理の動作開始条件が満たされる。そこで、ＰＭ１でのＷ１に対する処理の動作を、時刻１０を始点として並べる。

次に、図１６で示す条件より、ＰＭ１でのＷ１に対する処理時間が２０であるので、時刻を３０まで時刻を進める。ここで、ＶＲ１によるＰＭ１→ＰＭ２（Ｗ１）の動作が動作開始条件と、ＰＭ４でのＷ０に対する処理が完了し、ＶＲ２によるＰＭ４→ＷＳ１（Ｗ０）の動作開始条件が満たされるので、時刻３０を始点として並べる。

次に、時刻３５まで進めると、ＶＲ２によるＰＭ４→ＷＳ１（Ｗ０）の動作が完了する。ここで、動作開始条件が揃う動作は無いが、ＶＲ１によるＷＳ１→ＬＬ（Ｗ０）の動作開始条件の一つであるＷＳ１に処理済みウェハがあるという状態となり、ＶＲ１がウェハを保持していないという状態になるのを待つことなる。ここで、時刻４０において、外部搬送部位によって、Ｗ２がＬＬに格納されるとする。そこで、時刻４０まで進めると、ＶＲ１がウェハを保持してない状態となり、ＶＲ１によるＷＳ１→ＬＬ（Ｗ０）と、ＶＲ１によるＬＬ→ＰＭ１（Ｗ２）と、ＰＭ２でＷ１の処理の動作開始条件がそれぞれ満たされる。ここで、ＶＲ１によるＷＳ１→ＬＬ（Ｗ０）と、ＶＲ１によるＬＬ→ＰＭ１（Ｗ２）は、ともにＶＲ１の動作であり、同時に行えない。そこで、一番早く動作開始条件が揃った動作を優先するという優先ルールに従い、この例では、ＶＲ１によるＷＳ１→ＬＬ（Ｗ０）が時刻３５の時点からＶＲ１がウェハを保持していない状態を待っていたので、この動作を優先する。又、ＰＭ２でＷ１の処理は平行して動作できるので、結局、ＶＲ１によるＷＳ１→ＬＬ（Ｗ０）とＰＭ２でＷ１の処理が、時刻４０を始点として並べられる。

次に、時刻４５まで進むと、ＶＲ１によるＬＬ→ＰＭ１（Ｗ２）の動作開始条件が満たされるので、時刻４５を始点として並べる。このように時刻を進めながら動作を並べる処理を、全ての処理対象ウェハに対して、処理を終えて、外部に搬出されるまでの全ての動作が並べ終わるまで繰り返す。この例では、ＶＲ１がウェハＷ３をＰＭ２→ＬＬへ搬送する動作を並べることで、全ての動作が並べ終わる。

このシミュレーションの結果から、全ての動作のうち、完了時刻が一番遅い動作の完了時刻を得ることが出来る。この時刻が搬送及び処理に要した所要時間であるので、処理したウェハ枚数をこの所要時間で割ることで、単位時間当たりの処理ウェハ枚数であるスループットを算出できる。例えば、図８の例の場合、ＶＲ１によるＰＭ２→ＬＬ（Ｗ３）が最後の動作となり、その時刻は１６５である。よって、搬送ルート候補番号１の場合のスループットは、３／１６５≒０．０１８となる。このようなシミュレーションとスループット算出の計算を、全ての搬送ルート候補について行うことで、図１７に例示するような各搬送ルート候補についてのスループット情報を得る。

次に、搬送ルート選択処理について図７を用いて説明する。搬送ルート選択処理７０１は、スループット情報６０２を入力し、搬送ルート情報７０２を生成する。搬送ルート情報７０２とは、実際に搬送を行う搬送ルートであり、この情報を元に搬送動作を制御することになる。このステップでは、スループット算出処理にて算出した各搬送ルート候補のスループット情報を元に、スループットを比較し、最もスループットが高い搬送ルート候補を搬送ルートとして決定する。この例では、図１７に示すように、搬送ルート候補１は、０．０１８であり、搬送ルート候補２は、０．０１９であるので、搬送ルート候補２の搬送ルートが最もスループットが高い搬送ルートとして決定される。

本発明の別な実施の形態としては、搬送ルート候補算出処理の替わりに、複数の搬送ルートを、別のシステムより与える形態や、人によって入力される形態としても良い。

本発明の別な実施の形態としては、スループット算出処理の替わりに、各々の搬送ルートに対し別途用意されたスループット情報からスループットを得る形態としても良い。

１０１：外部搬送部位、
１０２：内部搬送部位、
１０３：ロードロック、
１０４：待機スペース、
１０５,１０６：搬送モジュール、
１０７,１０８,１０９,１１０：処理モジュール、
１１１,１１２：搬送ロボット、
１１３：動作制御部、
１１４：搬送ルート決定演算、
１１５：動作指示演算部、
１１６：記憶部、
１１７：処理対象ウェハ情報、
１１８：動作時間情報、
１１９：処理工程情報、
１２０：装置構造情報、
１２１：処理モジュール情報、
１２２,３０２：ホストコンピュータ、
１２３,３００：ネットワーク、
１２４,３０１：半導体処理システム、
４０１：搬送ルート候補算出処理、
４０２：スループット算出処理、
４０３：搬送ルート選択処理。

Claims (18)

1. 搬入された被処理体を搬送する搬送ロボットを有する複数の搬送モジュールと、
   前記被処理体に処理を施す複数の処理モジュールと、
   前記搬送モジュール及び前記処理モジュールの動作を制御する動作制御部と、を備え、
   前記処理モジュールは前記搬送モジュールのいづれかに接続され、かつ、前記搬送モジュール同士が接続される構成を有する半導体処理システムにおいて、
   前記動作制御部は、搬入される複数の被処理体について、前記被処理体の搬送ルートを複数生成し、前記搬送モジュールにおいて搬送動作に要する時間及び前記処理モジュールにおいて処理に要する時間に基づいて、それぞれの搬送ルートのスループットを算出することにより、前記複数の搬送ルートから１つの搬送ルートを決定することを特徴とする半導体処理システム。
2. 前記搬送モジュールにおいて搬送動作に要する時間は、前記被処理体が搬送されるルートにおける搬送動作毎に定められることを特徴とする請求項１に記載の半導体処理システム。
3. 前記処理モジュールにおいて処理に要する時間は、搬入される被処理体毎に定められることを特徴とする請求項１に記載の半導体処理システム。
4. 請求項１記載の半導体処理システムにおいて、
   前記動作制御部は、前記被処理体の搬送ルートについて、前記複数の搬送ルートの中からスループットが最も高い搬送ルートを選択し決定することを特徴とする半導体処理システム。
5. 請求項１記載の半導体処理システムにおいて、
   前記動作制御部は、前記複数の処理モジュールの中から、利用可能な処理モジュールを抽出する処理モジュール抽出手段と、
   前記抽出された利用可能な処理モジュールの情報に基づいて、複数の搬送ルートを生成する搬送ルート生成手段と、
   を備えることを特徴とする半導体処理システム。
6. 請求項５記載の半導体処理システムにおいて、
   前記動作制御部は、抽出された前記利用可能な処理モジュールの情報に基づいて、前記被処理体を搬送すべき搬送先候補情報を生成し、
   前記搬送ルート生成手段は、生成された前記搬送先候補情報と、事前に記憶装置に保存されている半導体処理装置の構造情報とを用いて、前記被処理体を搬送する搬送ルート生成することを特徴とする半導体処理システム。
7. 請求項６記載の半導体処理システムにおいて、
   前記動作制御部は、前記搬送先候補情報と、前記搬送ルート候補情報と、前記半導体処理装置の構造情報に基づき、前記搬送モジュール及び前記処理モジュールにより行われる動作を時系列に並べるシミュレーションを複数の搬送ルートに対して行い、それぞれのシミュレーションの結果より前記複数の搬送ルートのスループットを算出することを特徴とする半導体処理システム。
8. 前記搬送モジュール及び前記処理モジュールは真空状態に保たれており、前記搬送モジュールの一つが、減圧及び加圧により真空状態と大気圧状態の切替が可能なロードロックに接続されており、前記被処理体は、前記ロードロックを介して前記搬送モジュールの一つに対して搬入されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体処理システム。
9. 前記複数の搬送モジュールは、それぞれ処理モジュールに接続されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の半導体処理システム。
10. 被処理体を搬送する搬送ロボットを有する複数の搬送モジュールと、前記被処理体に処理を施す複数の処理モジュールとを備え、前記処理モジュールは前記搬送モジュールのいづれかに接続され、かつ、前記搬送モジュール同士が接続される構成を有する半導体処理装置において前記被処理体の搬送ルートを決定する方法であって、
    搬入される被処理体について、前記搬送モジュールにおいて搬送動作に要する時間及び前記処理モジュールにおいて処理に要する時間を入力し、
    搬入される複数の前記被処理体のそれぞれについて、搬送ルートを複数生成し、入力された前記搬送動作に要する時間及び前記処理モジュールにおいて処理に要する時間に基づいて、それぞれの搬送ルートのスループットを算出することにより、前記複数の搬送ルートから１つの搬送ルートを決定することを特徴とする半導体処理方法。
11. 前記搬送モジュールにおいて搬送動作に要する時間は、前記被処理体が搬送されるルートにおける搬送動作毎に定められることを特徴とする請求項１０に記載の半導体処理方法。
12. 前記処理モジュールにおいて処理に要する時間は、搬入される被処理体毎に定められることを特徴とする請求項１０に記載の半導体処理方法。
13. 請求項１０記載の半導体処理方法において、前記被処理体の搬送ルートについて、前記複数の搬送ルートの中からスループットが最も高い搬送ルートを選択し決定することを特徴とする半導体処理方法。
14. 請求項１０記載の半導体処理方法において、
    前記複数の処理モジュールの中から、利用可能な処理モジュールを抽出し、
    前記抽出された利用可能な処理モジュールの情報に基づいて、複数の搬送ルートを生成することを特徴とする半導体処理方法。
15. 請求項１４記載の半導体処理方法において、
    抽出された前記利用可能な処理モジュールの情報に基づいて、前記被処理体を搬送すべき搬送先候補情報を生成し、
    生成された前記搬送先候補情報と、事前に記憶装置に保存されている半導体処理装置の構造情報とを用いて、前記被処理体を搬送する搬送ルート生成することを特徴とする半導体処理方法。
16. 請求項１５記載の半導体処理方法において、
    前記搬送先候補情報と、前記搬送ルート候補情報と、前記半導体処理装置の構造情報に基づき、前記搬送モジュール及び前記処理モジュールにより行われる動作を時系列に並べるシミュレーションを複数の搬送ルートに対して行い、それぞれのシミュレーションの結果より前記複数の搬送ルートのスループットを算出することを特徴とする半導体処理方法。
17. 前記搬送モジュール及び前記処理モジュールは真空状態に保たれており、前記搬送モジュールの一つが、減圧及び加圧により真空状態と大気圧状態の切替が可能なロードロックに接続されており、前記被処理体は、前記ロードロックを介して前記搬送モジュールの一つに対して搬入されることを特徴とする請求項１０ないし１６のいずれかに記載の半導体処理方法。
18. 前記複数の搬送モジュールは、それぞれ処理モジュールに接続されていることを特徴とする請求項１０ないし１７のいずれかに記載の半導体処理方法。

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