JP6929105B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、基板処理装置および基板処理方法に関する。

従来、半導体ウェハやガラス基板等の基板を処理する基板処理装置が知られている。たとえば、特許文献１には、複数の基板を収容可能なキャリアが載置されるキャリア載置部と、キャリア載置部に載置されたキャリアに対して基板の搬入出を行う搬入出部と、基板を処理する処理部とを備えた基板処理装置が開示されている（特許文献１参照）。

基板処理装置では、キャリア内の基板が搬入出部内の雰囲気に長時間さらされることを防止するために、搬入出部に設けられた蓋体開閉機構を用いてキャリアの蓋体を一時的に閉じることがある。

特開２０１４−６７９４０号公報

しかしながら、キャリアの蓋体が一旦閉じられた後、キャリアへのアクセスを再開する場合に、キャリアの蓋体が開くまで待ち状態となり、スループットが低下するおそれがある。

実施形態の一態様は、スループットの低下を抑制することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る基板処理装置は、キャリア載置部と、蓋体開閉機構と、基板載置部と、第１搬送装置と、複数の処理部と、第２搬送装置と、制御部とを備える。キャリア載置部は、複数の基板を収容可能なキャリアが載置される。蓋体開閉機構は、キャリア載置部に載置されたキャリアの蓋体を開閉する。基板載置部は、基板を載置可能な複数の載置場所を有する。第１搬送装置は、基板を保持する複数の基板保持部を有し、キャリアと載置部との間で複数の基板を搬送する。複数の処理部は、基板を処理する。第２搬送装置は、基板載置部と複数の処理部との間で基板を搬送する。制御部は、蓋体開閉機構、第１搬送装置、複数の処理部および第２搬送装置を制御する。また、制御部は、基板載置部が有する複数の載置場所のうち基板が載置されていない空き載置場所の数が、第１搬送装置によって同時搬送される基板の枚数未満であり、且つ、蓋体が閉じられた状態において、第２搬送装置により基板載置部から基板を取り出すことが決定された時点から空き載置場所の数が同時搬送される基板の枚数に達すると予想される予想時点よりも前の時点までの間に、蓋体開閉機構に対し、蓋体を開く開動作を開始させる。

実施形態の一態様によれば、スループットの低下を抑制することができる。

図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。 図２は、処理ユニットの概略構成を示す図である。 図３は、基板処理システムの内部構成の一例を示す図である。 図４Ａは、蓋体開閉機構および基板検出部の構成の一例を示す図である。 図４Ｂは、蓋体開閉機構および基板検出部の構成の一例を示す図である。 図４Ｃは、基板検出部の構成の一例を示す図である。 図５は、制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 図６Ａは、閉蓋条件の一例を示す図である。 図６Ｂは、開蓋条件の一例を示す図である。 図７は、図６Ｂに示す条件Ｑ１４を説明するための図である。 図８Ａは、開蓋処理の実行タイミングを説明するための図である。 図８Ｂは、開蓋処理の実行タイミングを説明するための図である。 図８Ｃは、開蓋処理の実行タイミングを説明するための図である。 図８Ｄは、開蓋処理の実行タイミングを説明するための図である。 図８Ｅは、開蓋処理の実行タイミングを説明するための図である。 図８Ｆは、開蓋処理の実行タイミングを説明するための図である。 図８Ｇは、開蓋処理の実行タイミングを説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置および基板処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。

搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウェハ（以下ウェハＷ）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。

搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。

処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。

搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハＷの搬送を行う。

処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウェハＷに対して所定の基板処理を行う。

また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。

処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。

次に、処理ユニット１６について図２を参照し説明する。図２は、処理ユニット１６の概略構成を示す図である。

図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持機構３０と、処理流体供給部４０と、回収カップ５０とを備える。

チャンバ２０は、基板保持機構３０と処理流体供給部４０と回収カップ５０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。

基板保持機構３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備える。保持部３１は、ウェハＷを水平に保持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。かかる基板保持機構３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させ、これにより、保持部３１に保持されたウェハＷを回転させる。

処理流体供給部４０は、ウェハＷに対して処理流体を供給する。処理流体供給部４０は、処理流体供給源７０に接続される。

回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウェハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液は、かかる排液口５１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２が形成される。

次に、基板処理システム１の内部構成について図３〜図４Ｃを参照して具体的に説明する。図３は、基板処理システム１の内部構成の一例を示す図である。図４Ａおよび図４Ｂは、蓋体開閉機構および基板検出部の構成の一例を示す図であり、図４Ｃは、基板検出部の構成の一例を示す図である。

なお、図３、図４Ａおよび図４Ｂには、基板処理システム１をＹ軸の負方向から透視した簡略的な側面模式図を示している。また、以下では、基板搬送装置１３，１７のうち、基板搬送装置１３を「第１搬送装置１３」と記載し、基板搬送装置１７を「第２搬送装置１７」と記載する。

まず、搬入出ステーション２の構成について説明する。図３に示すように、搬入出ステーション２の搬送部１２は、搬入出室１２ａと、受渡室１２ｂとを備える。

搬入出室１２ａは、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に第１搬送装置１３と、蓋体開閉機構５と、基板検出部７とが配置される。

第１搬送装置１３は、複数のウェハ保持部１３ａと移動機構１３ｂとを備える。複数のウェハ保持部１３ａは、複数（ここでは５枚）のウェハＷを間隔をあけて多段に保持可能である。移動機構１３ｂは、垂直方向に延在する垂直ガイド１３ｃに沿って複数のウェハ保持部１３ａを昇降させる。また、移動機構１３ｂは、複数のウェハ保持部１３ａを水平方向に沿って移動させ、鉛直軸回りに回転させる。

つづいて、蓋体開閉機構５の構成について図４Ａおよび図４Ｂを参照して説明する。図４Ａに示すように、搬入出室１２ａのキャリア載置部１１が設けられる側の壁面には、ウェハＷの搬送口１２ａ１が設けられている。蓋体開閉機構５は、搬送口１２ａ１を搬入出室１２ａ側から塞ぐドア部５５と、ドア部５５を移動させる駆動部５６とを備える。

ドア部５５は、たとえば水平軸まわりに回転するラッチキー（図示せず）を備えており、ラッチキーがキャリアＣの蓋体Ｃ１に設けられた鍵穴（図示せず）に差し込まれて回転することで蓋体Ｃ１と係合する。蓋体開閉機構５は、ドア部５５に蓋体Ｃ１を係合させた後、駆動部５６によりドア部５５を後退および降下させる。これにより、キャリアＣから蓋体Ｃ１が取り外されて、搬入出室１２ａとキャリアＣとが連通する。

つづいて、基板検出部７の構成について図４Ａ〜図４Ｃを参照して説明する。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、基板検出部７は、昇降機構７１と、回転機構７２と、支持アーム７３，７３と、投光部７４と、受光部７５とを備える。

昇降機構７１は、回転機構７２を昇降させる。回転機構７２は、支持アーム７３，７３を回転可能に支持する。投光部７４は、支持アーム７３，７３のうち一方の先端に設けられる。受光部７５は、支持アーム７３，７３のうち他方の先端に設けられる。

マッピングを行わないときには支持アーム７３，７３は図４Ｂ中に破線で示すように、上方に伸びた姿勢となっている。マッピングを行うときには、図４Ｂ中に実線で示すように、回転機構７２が支持アーム７３，７３を回転させることにより、支持アーム７３，７３を水平方向に伸びた姿勢とする。これにより、投光部７４および受光部７５は、キャリアＣの内部に配置された状態となる。

図４Ｃに示すように、投光部７４および受光部７５は、キャリアＣの開口部の左右両側に互いに向き合うようにして水平に配置される。基板検出部７は、投光部７４から光を照射させた状態で、昇降機構７１を用いて投光部７４および受光部７５を鉛直方向に沿って移動させる。

投光部７４と受光部７５との間にウェハＷが存在しない場合、投光部７４から照射された光は受光部７５によって受光される。一方、投光部７４と受光部７５との間にウェハＷが存在する場合、投光部７４から照射された光は、ウェハＷによって遮られるため受光部７５には届かない。これにより、基板検出部７は、キャリアＣに収容されたウェハＷを検知することができる。

図３に戻り、受渡室１２ｂの構成について説明する。図３に示すように、受渡室１２ｂは、搬入出室１２ａと処理ステーション３との間に設けられ、内部に複数（ここでは２つ）の受渡部１４が配置される。２つの受渡部１４は、高さ方向（Ｚ軸方向）に並べて配置される。

各受渡部１４は、「基板載置部」の一例であり、複数のウェハＷを多段に載置可能な複数のスロット（載置場所の一例）を有する。具体的には、受渡部１４は、搬送部１５に搬入されるウェハＷ（すなわち、処理ユニット１６によって処理される前のウェハＷ）が載置される複数（少なくとも後述する一括搬送枚数以上）のスロットと、搬送部１５から搬出されるウェハＷ（すなわち、処理ユニット１６によって処理された後のウェハＷ）が載置される複数（少なくとも後述する一括搬送枚数以上）のスロットとを有する。

なお、２つの受渡部１４のうち上段の受渡部１４には、後述する上段の搬送部１５に対して搬入出されるウェハＷが載置される。また、２つの受渡部１４のうち下段の受渡部１４には、後述する下段の搬送部１５に対して搬入出されるウェハＷが載置される。また、受渡部１４が有するウェハＷの載置場所は、必ずしもスロットであることを要しない。

つづいて、処理ステーション３の構成について具体的に説明する。図３に示すように、処理ステーション３は、複数（ここでは２つ）の搬送部１５を備える。搬送部１５は、高さ方向（Ｚ軸方向）に並べて配置される。

各搬送部１５には、第２搬送装置１７が配置される。第２搬送装置１７は、第１ウェハ保持部１７ａと、第２ウェハ保持部１７ｂと、移動機構１７ｃとを備える。

第１ウェハ保持部１７ａおよび第２ウェハ保持部１７ｂは、それぞれ１枚のウェハＷを保持可能である。具体的には、第１ウェハ保持部１７ａは、処理ユニット１６によって処理される前のウェハＷ（以下、「未処理ウェハＷ」と記載する場合がある）を保持し、第２ウェハ保持部１７ｂは、処理ユニット１６によって処理された後のウェハＷ（以下、「処理済ウェハＷ」と記載する場合がある）を保持する。

移動機構１７ｃは、水平方向（Ｘ軸方向）に延在する水平ガイド１７ｄに沿って第１ウェハ保持部１７ａおよび第２ウェハ保持部１７ｂを移動させ、垂直方向に延在する垂直ガイド１７ｅに沿って第１ウェハ保持部１７ａおよび第２ウェハ保持部１７ｂを昇降させる。また、移動機構１７ｃは、第１ウェハ保持部１７ａおよび第２ウェハ保持部１７ｂを水平ガイド１７ｄの延在方向と直交する水平方向（Ｙ軸方向）に沿って移動させ、鉛直軸回りに回転させる。

ここでは図示を省略するが、複数の処理ユニット１６は、各搬送部１５に配置される。また、処理ステーション３において、下段の搬送部１５よりも下方には空間が設けられており、かかる空間には、たとえば、各種の配管を収容した配管ボックスや、処理流体供給源７０としての薬液タンク等が配置される。

基板処理システム１では、まず、キャリアＣの蓋体Ｃ１を開く開蓋処理が行われる。具体的には、基板処理システム１は、蓋体開閉機構５を用いて蓋体Ｃ１を開いた後、基板検出部７を用いてキャリアＣに収容されたウェハＷのマッピングを行う。

つづいて、第１搬送装置１３は、キャリアＣから５枚の未処理ウェハＷを一括で取り出して受渡部１４に載置し、その後、第２搬送装置１７は、受渡部１４から未処理ウェハＷを１枚取り出していずれかの処理ユニット１６に搬入する。なお、上段の受渡部１４に載置された未処理ウェハＷは、上段の第２搬送装置１７によって取り出されて上段の処理ユニット１６に搬入される。また、下段の受渡部１４に載置された未処理ウェハＷは、下段の第２搬送装置１７によって取り出されて下段の処理ユニット１６に搬入される。

つづいて、処理ユニット１６は、搬入された未処理ウェハＷに対して所定の処理を行う。たとえば、処理ユニット１６は、未処理ウェハＷに対し、薬液を供給する薬液処理、ウェハＷに対してリンス液を供給するリンス処理およびウェハＷを乾燥させる乾燥処理を実行する。本実施形態において、各処理ユニット１６による処理の内容および処理時間は同一であるものとする。

処理ユニット１６による処理が終了すると、第２搬送装置１７は、処理ユニット１６から処理済ウェハＷを取り出して受渡部１４へ載置する。なお、受渡部１４に未処理ウェハＷが載置されている場合、第２搬送装置１７は、処理ユニット１６に対する処理済ウェハＷの搬出と未処理ウェハＷの搬入とを一度に行う（後述する「搬出・搬入動作」）。

その後、第１搬送装置１３は、受渡部１４から５枚の処理済ウェハＷを一括して取り出してキャリアＣへ収容する。

ところで、かかる一連の基板処理の実行中に、キャリアＣの蓋体Ｃ１を常時開いた状態としておくと、キャリアＣ内のウェハＷが搬入出室１２ａ内の雰囲気に長時間さらされることにより、ウェハＷの品質に影響が生じるおそれがある。たとえば、ウェハＷの表面に形成された金属膜が、搬入出室１２ａ内の雰囲気に含まれる水分によって腐食するおそれがある。

そこで、実施形態に係る基板処理システム１では、第１搬送装置１３によるキャリアＣへのアクセスが一定時間なされなかった場合、蓋体開閉機構５を用いてキャリアＣの蓋体Ｃ１を閉じる閉蓋処理を行うこととしている。なお、「キャリアＣへのアクセスが一定時間なされない」状況は、たとえば、全ての処理ユニット１６がウェハＷを処理中であり、且つ、受渡部１４に設けられた複数のスロットのうちウェハＷが載置されていない空きスロットの数が、第１搬送装置１３によって同時搬送されるウェハＷの枚数（以下、一括搬送枚数と記載する）未満である場合に生じ得る。

閉蓋処理によってキャリアＣの蓋体Ｃ１が閉じられた後、第１搬送装置１３によるキャリアＣへのアクセスを再開する場合、基板処理システム１は、上述した開蓋処理を行うが、開蓋処理にはある程度の時間を要する。このため、開蓋処理が終了するまでの間、キャリアＣに対するウェハＷの搬入出作業が待ち状態となり、スループットが低下するおそれがある。なお、開蓋処理において仮にマッピング処理を省略したとしても、スループットの低下は生じうる。

そこで、実施形態に係る基板処理システム１では、第１搬送装置１３によるキャリアＣへのアクセスが再開可能な状態になる前、具体的には、第１搬送装置１３が５枚のウェハＷを受渡部１４に一括して載置することができるようになる前に、開蓋処理を開始することとした。これにより、開蓋処理の待ち時間によるスループットの低下を抑制することができる。以下、かかる点について具体的に説明する。

図５は、制御装置４の構成の一例を示すブロック図である。なお、図５は、制御装置４が備える複数の構成要素のうちの一部のみを示したものである。

図５に示すように、制御装置４は、制御部１８と記憶部１９とを備える。

制御部１８は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。制御部１８は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することにより機能する複数の処理部を備える。具体的には、制御部１８は、レシピ実行部１８ａと、情報収集部１８ｂと、搬送制御部１８ｃと、開閉制御部１８ｄとを備える。なお、レシピ実行部１８ａ、情報収集部１８ｂ、搬送制御部１８ｃおよび開閉制御部１８ｄは、それぞれ一部または全部がＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成されてもよい。

記憶部１９は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。かかる記憶部１９は、レシピ情報１９ａと、状態情報１９ｂとを記憶する。

レシピ実行部１８ａは、レシピ情報１９ａに従って処理ユニット１６を制御することにより、ウェハＷに対する処理を処理ユニット１６に対して実行させる。

たとえば、レシピ実行部１８ａは、レシピ情報１９ａに従って処理ユニット１６を制御することにより、ウェハＷに対して薬液を供給する薬液処理、ウェハＷに対してリンス液を供給するリンス処理およびウェハＷを乾燥させる乾燥処理を含む処理を処理ユニット１６に対して実行させる。

レシピ情報１９ａは、処理ユニット１６に対して実行させる処理の内容を示す情報である。具体的には、レシピ情報１９ａには、各処理の実行順序、処理時間、使用する処理流体の種類、処理流体の吐出流量、処理流体供給部４０の位置、保持部３１の回転速度などの情報が含まれる。

情報収集部１８ｂは、第１搬送装置１３、各第２搬送装置１７、各処理ユニット１６および基板処理システム１に設けられた各種のセンサ（図示せず）等から基板処理システム１の状態に関する情報を収集する。また、情報収集部１８ｂは、収集した情報を状態情報１９ｂとして記憶部１９に記憶する。

状態情報１９ｂは、基板処理システム１の状態に関する情報である。具体的には、状態情報１９ｂには、少なくとも、「第１搬送装置１３の状態」、「受渡部１４の状態」、「第２搬送装置１７の状態」、「処理ユニット１６の状態」および「キャリアＣの状態」に関する情報が含まれる。

「第１搬送装置１３の状態」に関する情報および「第２搬送装置１７の状態」に関する情報には、ウェハＷを保持しているか否か、移動中か否かといった情報が含まれる。また、「受渡部１４の状態」に関する情報には、空きスロット数の情報が含まれる。また、「処理ユニット１６の状態」に関する情報には、ウェハＷに対する処理の開始準備が整っているか否か、チャンバ２０内にウェハＷが収容されているか否か、ウェハＷに対する処理を実行中か否か、ウェハＷに対する処理がまもなく終了するか否か、ウェハＷに対する処理が終了したか否か等の情報が含まれる。「キャリアＣの状態」に関する情報には、蓋体Ｃ１の開閉状態の情報が含まれる。

搬送制御部１８ｃは、第１搬送装置１３および第２搬送装置１７によるウェハＷの搬送を制御する。具体的には、搬送制御部１８ｃは、第１搬送装置１３に対して「取出動作」および「回収動作」の実行を指示し、第２搬送装置１７に対して「搬入動作」および「搬出動作」の実行を指示する。「取出動作」は、キャリアＣから複数（ここでは５枚）の未処理ウェハＷを一括して取り出して受渡部１４へ載置する動作であり、「回収動作」は、受渡部１４から処理済ウェハＷを取り出してキャリアＣへ戻す動作である。また、「搬入動作」は、受渡部１４から１枚の未処理ウェハＷを取り出して処理ユニット１６に搬入する動作であり、「搬出動作」は、処理ユニット１６から１枚の処理済ウェハＷを取り出して受渡部１４へ載置する動作である。

搬送制御部１８ｃは、キャリアＣの蓋体Ｃ１が開いており、且つ、受渡部１４に未処理ウェハＷ用の空きスロットが５つ以上存在している場合に、第１搬送装置１３に対して「取出動作」の実行を指示する。また、搬送制御部１８ｃは、キャリアＣの蓋体Ｃ１が開いており、且つ、受渡部１４に処理済ウェハＷが５枚以上載置されている場合に、第１搬送装置１３に対して「回収動作」の実行を指示する。なお、搬送制御部１８ｃは、キャリアＣの蓋体Ｃ１が開いており、且つ、受渡部１４に未処理ウェハＷ用の空きスロットが５つ以上存在しているか否か、および、キャリアＣの蓋体Ｃ１が開いており、且つ、受渡部１４に処理済ウェハＷが５枚以上載置されているか否かを状態情報１９ｂに基づいて判定する。

また、搬送制御部１８ｃは、受渡部１４に未処理ウェハＷが載置されており、且つ、空き処理ユニット１６が存在する場合に、「搬入動作」の実行を第２搬送装置１７に対して指示する。また、搬送制御部１８ｃは、処理ユニット１６による処理が終了し、且つ、受渡部１４に処理済ウェハＷ用の空きスロットが存在する場合に、「搬出動作」の実行を第２搬送装置１７に対して指示する。なお、搬送制御部１８ｃは、受渡部１４に未処理ウェハＷが載置されており、且つ、空き処理ユニット１６が存在するか否か、および処理ユニット１６による処理が終了し、且つ、受渡部１４に処理済ウェハＷ用の空きスロットが存在するか否かを状態情報１９ｂに基づいて判定する。

なお、空き処理ユニット１６とは、チャンバ２０内にウェハＷが収容されておらず、且つ、チャンバ２０内にウェハＷが収容された場合に、ウェハＷに対する処理を直ぐに実行することが可能な状態にある処理ユニット１６のことをいう。

開閉制御部１８ｄは、「閉蓋条件」が成立した場合に、蓋体開閉機構５を制御して、キャリアＣの蓋体Ｃ１を閉じる閉蓋処理を実行する。

図６Ａは、閉蓋条件の一例を示す図である。図６Ａに示すように、開閉制御部１８ｄは、キャリアＣの蓋体Ｃ１が開いていること（条件Ｑ０１）、および、第１搬送装置１３によるキャリアＣへのアクセスが一定時間なされていないこと（条件Ｑ０２）の各条件が成立したか否かを状態情報１９ｂに基づいて判定する。なお、条件Ｑ０２に関し、開閉制御部１８ｄは、具体的には、第１搬送装置１３によるキャリアＣからのウェハＷの取り出しまたはキャリアＣへのウェハＷの載置が最後になされてからの経過時間が閾値を超えたか否かを判定する。

条件Ｑ０１および条件Ｑ０２が成立した場合、開閉制御部１８ｄは、蓋体開閉機構５に対し、キャリアＣの蓋体Ｃ１を閉じる閉動作を開始させる。これにより、閉蓋処理が開始され、キャリアＣの蓋体Ｃ１が閉じる。

また、開閉制御部１８ｄは、「開蓋条件」が成立した場合に、蓋体開閉機構５および基板検出部７を制御して、キャリアＣの蓋体Ｃ１を開く開蓋処理を実行する。

図６Ｂは、開蓋条件の一例を示す図である。図６Ｂに示すように、開蓋条件は、キャリアＣの蓋体Ｃ１が閉じていること（条件Ｑ１１）、第２搬送装置１７によって受渡部１４から未処理ウェハＷが１枚取り出されたこと（条件Ｑ１２）、時間ｔ１≧時間ｔ２であること（条件Ｑ１３）、および、一括搬送枚数分の未処理ウェハＷを一括搬送枚数分の処理ユニット１６に対して連続して順次搬入可能であること（条件Ｑ１４）、である。

ここで、条件Ｑ１３における「時間ｔ１」とは、開蓋処理の所要時間、すなわち、蓋体開閉機構５による開動作が開始されてから基板検出部７によるマッピング動作が終了するまでの時間として記憶部１９に予め記憶された時間である。また、条件Ｑ１３における「時間ｔ２」とは、現時点から５枚目の未処理ウェハＷが受渡部１４から取り出されるまでに要する時間である。具体的には、「時間ｔ２」は、第２搬送装置１７による１枚のウェハＷについて搬出・搬入動作に要する時間として予め記憶部１９に記憶された時間に、一括搬送枚数から現在の空きスロット数を減じた数を乗じた時間である。

条件Ｑ１４の内容について図７を参照して説明する。図７は、図６Ｂに示す条件Ｑ１４を説明するための図である。

たとえば、全ての処理ユニット１６がウェハＷを処理中である場合において、何れかの処理ユニット１６から、ウェハＷの処理が終了したことを示す終了信号が出力されたとする。この場合、受渡部１４に未処理ウェハＷが載置されており、且つ、処理済ウェハＷ用の空きスロットが存在しているとすると、搬送制御部１８ｃは、第２搬送装置１７に対して「搬出・搬入動作」の実行を指示する。

ここで、搬出・搬入動作とは、受渡部１４から未処理ウェハＷを取り出した後、処理ユニット１６へ移動し、処理ユニット１６から処理済ウェハＷを搬出して未処理ウェハＷを搬入し、その後、受渡部１４へ移動して受渡部１４へ処理済ウェハＷを載置するまでの一連の動作をいう。

条件Ｑ１４は、この搬出・搬入動作を一括搬送枚数分（ここでは５回）連続して行うことが可能であることを意味する。たとえば、ある処理ユニット１６に対する搬出・搬入動作の実行中に、別の処理ユニット１６によるウェハＷの処理が終了する状況が一括搬送枚数分連続して発生することが予想される場合、搬出・搬入動作を一括搬送枚数分連続して行うことが可能である。

開閉制御部１８ｄは、条件Ｑ１１〜条件Ｑ１４が成立したか否かを状態情報１９ｂに基づいて判定する。そして、開蓋条件が成立した場合、開閉制御部１８ｄは、蓋体開閉機構５に対し、キャリアＣの蓋体Ｃ１を開く開動作を開始させる。また、開動作が終了すると、開閉制御部１８ｄは、基板検出部７に対し、投光部７４から光を照射させた状態で、昇降機構７１を用いて投光部７４および受光部７５を鉛直方向に沿って移動させるマッピング動作を開始させる。これにより、開蓋処理が開始されてキャリアＣの蓋体Ｃ１が開き、第１搬送装置１３によるキャリアＣへのアクセスが可能な状態となる。

次に、開蓋処理の実行タイミングについて図８Ａ〜図８Ｇを参照して説明する。図８Ａ〜図８Ｇは、開蓋処理の実行タイミングを説明するための図である。

なお、図８Ａ〜図８Ｇ中、受渡部１４に付した「×」は、スロットにウェハＷが載置されている状態を示し、受渡部１４に付した「○」は、スロットにウェハＷが載置されていない状態（すなわち空きスロットである状態）を示している。また、図８Ａ〜図８Ｇ中、処理ユニット１６に付した「×」は、ウェハＷを処理中である状態を示し、処理ユニット１６に付した「○」は、ウェハＷの処理が終了している状態を示している。

図８Ａに示すように、第１搬送装置１３によって５枚の未処理ウェハＷが一括して受渡部１４に載置されることにより（図８ＡのステップＳ０１）、受渡部１４の未処理ウェハＷ用の空きスロット数が「０」になったとする（図８ＡのステップＳ０２）。また、このとき、全ての処理ユニット１６はウェハＷの処理中であるとする。

このような状態において、第１搬送装置１３によるキャリアＣへのアクセスが一定時間なされなかった結果、図８Ｂに示すように、閉蓋処理が実行されてキャリアＣの蓋体Ｃ１（図４Ａ参照）が閉じられたとする（図８ＢのステップＳ０３）。

その後、何れかの処理ユニット１６によるウェハＷの処理が終了すると（図８ＣのステップＳ０４）、処理を終えた処理ユニット１６は、ウェハＷの処理を終えたことを示す終了信号を制御部１８に対して出力する。なお、第２搬送装置１７は、ウェハＷの処理が終了するよりも前に、ウェハＷの処理がまもなく終了することを示す終了予告信号を出力してもよい。

制御部１８は、終了信号または終了予告信号を受信すると、第２搬送装置１７により受渡部１４からウェハＷを取り出すことを決定して、第２搬送装置１７に対して搬出・搬入動作の実行を指示する。これにより、第２搬送装置１７によって搬出・搬入動作が実行され（図８ＣのステップＳ０５）、受渡部１４から未処理ウェハＷが１枚取り出されて受渡部１４に１つの空きスロットが生じる（図８ＣのステップＳ０６）。

制御部１８は、終了信号または終了予告信号を受信すると、開蓋条件における条件Ｑ１３が成立するか否かを判定するために、「時間ｔ１」と「時間ｔ２」とを比較する。ここでは、図８Ｃに示す状態すなわち受渡部１４の空きスロット数が１つの状態において時間ｔ１＜時間ｔ２であり、条件Ｑ１３は満たされないものとする。なお、制御部１８は、終了信号または終了予告信号を受信するごとに、状態情報１９ｂから現在の空きスロット数の情報を取得して時間ｔ２を算出する。

第２搬送装置１７によって受渡部１４から未処理ウェハＷが１枚取り出されることにより、図６Ｂに示す開蓋条件のうち条件Ｑ１２が満たされることとなる。また、キャリアＣの蓋体Ｃ１は閉じられているため、条件Ｑ１１も満たされている。しかしながら、上記のように条件Ｑ１３が満たされないため、図８Ｃに示す状態においては、開蓋条件は成立せず、開蓋処理は実行されない。

その後、別の処理ユニット１６によるウェハＷの処理が終了したとする（図８ＤのステップＳ０７）。制御部１８は、かかる処理ユニット１６から終了信号または終了予告信号を受信すると、第２搬送装置１７に対して搬出・搬入動作の実行を指示する。これにより、第２搬送装置１７によって搬出・搬入動作が実行され（図８ＤのステップＳ０８）、受渡部１４から未処理ウェハＷが１枚取り出されて受渡部１４に２つの空きスロットが生じる（図８ＤのステップＳ０９）。

また、制御部１８は、上記別の処理ユニット１６から終了信号または終了予告信号を受信すると、時間ｔ１と時間ｔ２との比較を再度行う。図８Ｄに示す状態すなわち受渡部１４の空きスロット数が２つの状態において、時間ｔ１≧時間ｔ２となるものとする。時間ｔ１≧時間ｔ２となることにより、条件Ｑ１３は満たされることとなる。

開蓋条件における条件Ｑ１１〜Ｑ１３が満たされ、さらに、条件Ｑ１４も満たされている場合、制御部１８は、開蓋処理を実行する。具体的には、まず、蓋体開閉機構５に対し、キャリアＣの蓋体Ｃ１を開く開動作を開始させる（図８ＤのステップＳ１０）。

条件Ｑ１４が満たされている場合、第２搬送装置１７による搬出・搬入動作は連続して行われることとなる。すなわち、一括搬送枚数分の処理ユニット１６に対して一括搬送枚数分の未処理ウェハＷが連続して順次搬入される（図８Ｅ〜図８ＧのステップＳ１１〜Ｓ１９）。

これにより、図８Ｇに示すように、開蓋処理は、５枚目の未処理ウェハＷの取り出しとほぼ同等のタイミングで終了することとなる。このため、制御部１８は、第２搬送装置１７によって５枚目の未処理ウェハＷが受渡部１４から取り出された後すぐに、第１搬送装置１３に対して取出動作の実行を指示することができる。

このように、本実施形態に係る基板処理システム１によれば、開蓋処理の待ち時間によるスループットの低下を抑制することが可能である。

なお、ここでは、空きスロット数が２つになったタイミングで時間ｔ１≧時間ｔ２となって条件Ｑ１３が満たされることとしたが、時間ｔ１≧時間ｔ２となるタイミングは、上記の例に限定されない。時間ｔ１≧時間ｔ２となるタイミングは、処理ユニット１６における処理時間等によって異なり、空きスロット数が１つになったタイミングで時間ｔ１≧時間ｔ２となる場合もあれば、空きスロット数が３つになったタイミングで時間ｔ１≧時間ｔ２となる場合もある。

次に、上述した実施形態の変形例について説明する。

たとえば、開蓋条件は、第２搬送装置１７によって受渡部１４から未処理ウェハＷが１枚取り出されたこと（条件Ｑ１２）に代えて、第２搬送装置１７により受渡部１４からウェハＷを取り出すことが決定されたこと、具体的には、処理ユニット１６から終了信号または終了予告信号が出力されたことを含んでいても良い。この場合、制御部１８は、処理ユニット１６から出力された終了信号または終了予告信号を取得した時点で、蓋体開閉機構５に対して開動作を開始させる。

このように、条件Ｑ１２に代えて、第２搬送装置１７により受渡部１４からウェハＷを取り出すことが決定されたことを開蓋条件とすることで、条件Ｑ１２を含む場合と比較して、より早期に開蓋条件が成立することとなるため、開蓋処理の待ち時間をさらに削減することができる。

また、上述した実施形態では、開蓋条件が成立した時点で、蓋体開閉機構５に対して開動作の開始を指示することとしたが、開動作の開始タイミングは、必ずしも開蓋条件の成立時点であることを要しない。すなわち、制御部１８は、第２搬送装置１７により受渡部１４からウェハＷを取り出すことが決定された時点から、受渡部１４の空きスロットの数が一括搬送枚数に達すると予想される予想時点よりも前の時点までの間に、蓋体開閉機構５に対して開動作の開始を指示すればよい。

ここで、受渡部１４の空きスロットの数が一括搬送枚数に達すると予想される予想時点とは、第２搬送装置１７が受渡部１４からウェハＷを取り出して処理ユニット１６に搬入する動作（すなわち、搬出・搬入動作）が連続して行われたと仮定した場合に、未処理ウェハＷ用の空きスロットの数が一括搬送枚数に達すると予想される時点、言い換えれば、５枚目の未処理ウェハＷが受渡部１４から取り出されることが予想される時点のことをいう。

たとえば、制御部１８は、閉蓋処理によってキャリアＣの蓋体Ｃ１が閉じられた後、第２搬送装置１７により受渡部１４から未処理ウェハＷを取り出すことが最初に決定された時点、すなわち、処理ユニット１６から終了信号または終了予告信号を最初に受信した時点で、蓋体開閉機構５に対して開動作の開始を指示することとしてもよい。これにより、たとえば、開蓋処理の所要時間が、５枚分の未処理ウェハＷを受渡部１４から取り出すのに要する時間よりも長い場合に、開蓋処理の待ち時間を可及的に短くすることができる。

また、制御部１８は、図６Ａに示す閉蓋条件が成立した場合に、閉蓋処理が終了するまでの間に開蓋条件が成立するか否かを判定し、開蓋条件が成立する場合には、閉蓋処理を実行しないようにしてもよい。これにより、キャリアＣの蓋体Ｃ１の無駄な開閉を回避することができる。

また、制御部１８は、開蓋条件が成立した場合に、蓋体Ｃ１を全開にするのではなく、キャリアＣ内の一括搬送枚数分の未処理ウェハＷに対して第１搬送装置１３がアクセスできる程度に蓋体Ｃ１を開くように蓋体開閉機構５に対して指示してもよい。これにより、キャリアＣ内のウェハＷが搬入出室１２ａ内の雰囲気にさらされにくくすることができる。

また、開蓋処理においてマッピング動作は必ずしも行われることを要しない。開蓋処理においてマッピング動作を行わない場合、上述した「時間ｔ１」は、蓋体開閉機構５による開動作の開始から終了までの時間として記憶部１９に予め記憶された時間となる。

また、制御部１８は、受渡部１４に載置されている処理済ウェハＷの数が一括搬送枚数未満であり、且つ、閉蓋処理によってキャリアＣの蓋体Ｃ１が閉じられた状態において、第２搬送装置１７により処理ユニット１６から処理済ウェハＷを取り出すことが決定された時点から受渡部１４に載置されている処理済ウェハＷの数が一括搬送枚数に達すると予想される予想時点よりも前の時点までの間に、蓋体開閉機構５に対して開動作を開始させることとしてもよい。

たとえば、制御部１８は、第２搬送装置１７により処理ユニット１６から処理済ウェハＷを取り出すことが決定された時点で、蓋体開閉機構５に対して開動作を開始させてもよい。また、制御部１８は、第２搬送装置１７により処理ユニット１６から処理済ウェハＷを取り出すことが決定され、且つ、現時点から一括搬送枚数分の処理済ウェハＷが受渡部１４に載置されるまでに要する時間が、開蓋処理に要する時間以下となった場合に、蓋体開閉機構５に対して開動作を開始させてもよい。

これにより、処理済ウェハＷをキャリアＣへ収容する際の開蓋処理の待ち時間によるスループットの低下についても抑制することができる。

上述してきたように、実施形態に係る基板処理システム１（基板処理装置の一例）は、キャリア載置部１１と、蓋体開閉機構５と、受渡部１４（基板載置部の一例）と、第１搬送装置１３と、複数の処理ユニット１６（処理部の一例）と、第２搬送装置１７と、制御部１８とを備える。キャリア載置部１１は、複数のウェハＷ（基板の一例）を収容可能なキャリアＣが載置される。蓋体開閉機構５は、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣの蓋体Ｃ１を開閉する。受渡部１４は、ウェハＷを載置可能な複数のスロット（載置場所の一例）を有する。第１搬送装置１３は、キャリアＣと受渡部１４との間で複数のウェハＷを搬送する。複数の処理ユニット１６は、ウェハＷを処理する。第２搬送装置１７は、受渡部１４と複数の処理ユニット１６との間でウェハＷを搬送する。制御部１８は、蓋体開閉機構５、第１搬送装置１３、複数の処理ユニット１６および第２搬送装置１７を制御する。また、制御部１８は、受渡部１４が有する複数のスロットのうちウェハＷが載置されていない空きスロットの数が、第１搬送装置１３によるウェハＷの一括搬送枚数未満（第１搬送装置１３によって同時搬送される基板の枚数未満）であり、且つ、蓋体Ｃ１が閉じられた状態において、第２搬送装置１７により受渡部１４からウェハＷを取り出すことが決定された時点から空きスロットの数が一括搬送枚数に達すると予想される予想時点よりも前の時点までの間に、蓋体開閉機構５に対し、蓋体Ｃ１を開く開動作を開始させる。

したがって、実施形態に係る基板処理システム１によれば、開蓋処理の待ち時間によるスループットの低下を抑制することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Ｗ ウェハ
Ｃ キャリア
Ｃ１ 蓋体
１ 基板処理システム
５ 蓋体開閉機構
７ 基板検出部
１１ キャリア載置部
１２ 搬送部
１２ａ 搬入出室
１２ｂ 受渡室
１３ 第１搬送装置
１４ 受渡部
１５ 搬送部
１６ 処理ユニット
１７ 第２搬送装置
１８ 制御部

Claims (7)

1. 複数の基板を収容可能なキャリアが載置されるキャリア載置部と、
   前記キャリア載置部に載置された前記キャリアの蓋体を開閉する蓋体開閉機構と、
   前記基板を載置可能な複数の載置場所を有する基板載置部と、
   前記基板を保持する複数の基板保持部を有し、前記キャリアと前記基板載置部との間で複数の前記基板を搬送する第１搬送装置と、
   前記基板を処理する複数の処理部と、
   前記基板載置部と前記複数の処理部との間で前記基板を搬送する第２搬送装置と、
   前記蓋体開閉機構、前記第１搬送装置、前記複数の処理部および前記第２搬送装置を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記基板載置部が有する前記複数の載置場所のうち前記基板が載置されていない空き載置場所の数が、前記第１搬送装置によって同時搬送される基板の枚数未満であり、且つ、前記蓋体が閉じられた状態において、現時点から前記同時搬送される基板の枚数分の前記基板が前記第２搬送装置によって前記基板載置部から取り出されるまでに要する時間が、前記蓋体を開く開動作を含む開蓋処理に要する時間以下となったことを開蓋条件として、前記第２搬送装置により前記基板載置部から前記基板を取り出すことが決定された時点から前記空き載置場所の数が前記同時搬送される基板の枚数に達すると予想される予想時点よりも前の時点までの間に、前記蓋体開閉機構に対し、前記開動作を開始させること
   を特徴とする基板処理装置。
2. 前記制御部は、
   前記蓋体が開かれた状態において、前記第１搬送装置による前記キャリアへのアクセスが一定時間なされない場合に、前記蓋体開閉機構に対して前記蓋体を閉じる閉動作を行わせ、その後、前記空き載置場所の数が前記同時搬送される基板の枚数未満であり、且つ、前記蓋体が閉じられた状態において、前記第２搬送装置により前記基板載置部から前記基板を取り出すことが決定された時点から前記空き載置場所の数が前記同時搬送される基板の枚数に達すると予想される予想時点よりも前の時点までの間に、前記蓋体開閉機構に対して前記開動作を開始させること
   を特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記制御部は、
   前記処理部による前記基板の処理が終了したことを示す終了信号または前記処理が終了することを示す終了予告信号を前記処理部から受信した場合に、前記第２搬送装置により前記基板載置部から前記基板を取り出すことを決定すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記制御部は、
   前記第２搬送装置により前記基板載置部から前記基板を取り出すことが決定され、且つ、前記同時搬送される基板の枚数分の前記基板を前記同時搬送される基板の枚数分の前記処理部に対して連続して順次搬入可能である場合に、前記蓋体開閉機構に対し、前記開動作を開始させること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
5. 前記予想時点は、
   前記第２搬送装置が前記基板載置部から前記基板を取り出して前記処理部に搬入する動作が連続して行われたと仮定した場合に、前記空き載置場所の数が前記同時搬送される基板の枚数に達すると予想される時点であること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
6. 前記制御部は、
   前記基板載置部に載置されている、前記処理部によって処理された処理済基板の数が、前記同時搬送される基板の枚数未満であり、且つ、前記蓋体が閉じられた状態において、前記第２搬送装置により前記処理部から前記処理済基板を取り出すことが決定された時点から前記基板載置部に載置されている前記処理済基板の数が前記同時搬送される基板の枚数に達すると予想される予想時点よりも前の時点までの間に、前記蓋体開閉機構に対し、前記蓋体を開く開動作を開始させること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の基板処理装置。
7. 複数の基板を収容可能なキャリアが載置されるキャリア載置部と、前記キャリア載置部に載置された前記キャリアの蓋体を開閉する蓋体開閉機構と、前記基板を載置可能な複数の載置場所を有する基板載置部と、前記基板を保持する複数の基板保持部を有し、前記キャリアと前記基板載置部との間で複数の前記基板を搬送する第１搬送装置と、前記基板を処理する複数の処理部と、前記基板載置部と前記複数の処理部との間で前記基板を搬送する第２搬送装置とを備えた基板処理装置における基板処理方法であって、
   前記蓋体開閉機構を用いて前記蓋体を閉じる閉工程と、
   前記蓋体開閉機構を用いて前記蓋体を開く開工程と
   を含み、
   前記開工程は、
   前記基板載置部が有する前記複数の載置場所のうち前記基板が載置されていない空き載置場所の数が、前記第１搬送装置によって同時搬送される基板の枚数未満であり、且つ、前記蓋体が閉じられた状態において、現時点から前記同時搬送される基板の枚数分の前記基板が前記第２搬送装置によって前記基板載置部から取り出されるまでに要する時間が、前記蓋体を開く開動作を含む開蓋処理に要する時間以下となったことを開蓋条件として、前記第２搬送装置により前記基板載置部から前記基板を取り出すことが決定された時点から前記空き載置場所の数が前記同時搬送される基板の枚数に達すると予想される予想時点よりも前の時点までの間に、前記蓋体開閉機構に対し、前記開動作を開始させること
   を特徴とする基板処理方法。

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