JPH05308042A - マルチリアクタタイプのプロセス設備制御装置 - Google Patents

マルチリアクタタイプのプロセス設備制御装置

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JPH05308042A
JPH05308042A JP4111083A JP11108392A JPH05308042A JP H05308042 A JPH05308042 A JP H05308042A JP 4111083 A JP4111083 A JP 4111083A JP 11108392 A JP11108392 A JP 11108392A JP H05308042 A JPH05308042 A JP H05308042A
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Koji Okazaki
浩司 岡▲崎▼
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の反応室を持ったプロセス設備に対し、
種々のプロセスパターンに対応し、ウェハのプロセス処
理を短時間で効率良く行うことのできる制御法を提供す
る。 【構成】 中央演算処理部1(以下CPUと記す)と、
データおよび演算結果を格納するメモリ3と、センサ5
a,6a,7a,8aの入力およびアクチュエータ5
b,6b,7b,8bを動作させるシーケンスボード5
〜8(以下シーケンサと記す)と、プロセス処理を行う
ための複数の反応室11〜13を備えたプロセス設備に
おいて、プロセス処理の順番をウェハ10毎に入力しメ
モリ3内に格納する手段と、格納された順番とシーケン
ス実行条件情報から、実行可能な全てのシーケンスを探
索する手段と、実行可能な全てのシーケンスの実行をシ
ーケンサに出力し、種々のプロセスパターンに対応する
手段を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、枚葉処理機構を備えた
半導体製造に用いられるプロセス設備に関し、特に複数
の反応室を持ち、同時に各反応室でプロセス処理を行う
ことができるマルチリアクタタイプのプロセス設備制御
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体製造においては、VLSI
・ULSIデバイスの高集積化・微細化がされており、
それに伴い高度なプロセス処理を行うことができる複数
の反応室を備えたプロセス設備が要望されている。
【0003】以下に、従来のプロセス設備制御法につい
て説明する。図8は従来のプロセス設備の概略構成の一
例を示すものである。図8において、81はプロセス処
理を行う第1反応室、82は第2反応室、83は移載
室、84は予備室、85はダブルアーム、86はウェハ
チャックアーム、87はオリフラステージ、88,89
はウェハカセットである。
【0004】以上のように構成されたプロセス設備につ
いて、以下その制御法を説明する。まず、プロセス処理
を行う反応室の順番を入力すると(表1)で示すシーケ
ンススケジュールテーブルが作られ、このテーブルの実
行条件より実行できるシーケンスを探索し、実行できる
ものがあればシーケンサに作動指令を出力し、ウェハの
搬送およびプロセス処理を制御する。例えば、第1反応
室81でプロセス処理を行った後、第2反応室82でプ
ロセス処理を行うように入力した場合、ウェハの搬送経
路は常にウェハカセット88または89→予備室84→
移載室83→第1反応室81→移載室83→第2反応室
82→移載室83→予備室84→ウェハカセット88ま
たは89となる。
【0005】
【表1】
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の制御法では、ウェハの搬送経路が一種類しか設定
できず、スループットがプロセス処理時間の一番長い反
応室によって決まってしまい、他のウェハはそのプロセ
スが終了するのを待つという欠点を有していた。また、
ウェハカセット88のウェハの第1反応室81でのプロ
セス処理と、ウェハカセット89のウェハの第2反応室
82のプロセス処理を同時に行うことができないという
欠点を有していた。
【0007】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、種々のプロセスパターンに対応できる手段を備え
ているマルチリアクタタイプのプロセス設備を提供する
ことを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明のプロセス設備制御装置は、ウェハに対し
順次プロセス処理を行うための複数の反応室を備えると
ともに、前記プロセス処理を制御するために、中央演算
処理部と、データおよび演算結果を格納するメモリと、
センサからの入力を受けてアクチュエータを動作させる
シーケンサを備えたプロセス設備において、プロセス処
理の順番をウェハ毎に入力しメモリ内に格納する手段
と、格納された順番とシーケンス実行条件情報から、実
行可能な全てのシーケンスを探索する手段と、実行可能
な全てのシーケンスの実行をシーケンサに出力して種々
のプロセスパターンに対応する手段とを備えていること
を特徴とする。
【0009】
【作用】この構成によってウェハ毎に入力されたプロセ
ス処理の順番からシーケンスの実行順番を記述したスケ
ジュールテーブルを作成し、このテーブルとあらかじめ
メモリ内に格納してあるシーケンス実行条件から中央演
算処理部(以下CPUと記す)が実行可能な全てのシー
ケンスを探索し、シーケンサに作動命令を出力し、シー
ケンサがシーケンス処理を行うことにより、種々のプロ
セスパターンに対応することができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
【0011】図1は図2のプロセス設備の制御部を示す
電気的ブロック線図である。このプロセス設備は、ウェ
ハ収納部であるウェハカセット19,20から予備室1
6および移載室14を介し複数の反応室11〜13にウ
ェハ10を搬送して処理を行うプロセスを、制御部1か
らシーケンサ5〜8に指令を与えることにより制御する
構成となっている。
【0012】この制御部1はCPUであって、書込手段
1a,読出手段1b,演算手段1c,判断手段1dおよ
び出力手段1eを備えている。書込手段1aは、メモリ
3にデータを書き込むもので、プロセス処理順等の設定
操作等を行うための入力手段2が接続されている。この
書込手段1aは、入力手段2からの設定入力や各種デー
タを格納するメモリ3に接続されている。このメモリ3
には、データを読み出すための読出手段1bが接続され
ている。この読出手段1bは、設備全体の動作制御を行
う演算手段1cに接続されている。この演算手段1c
は、本例では設定信号に基づいてシーケンス制御を行
い、かつ動作中に与えられるプロセス処理情報を受けて
実行可能なシーケンスを探索する演算処理をも行うよう
になっている。
【0013】この演算手段1cは、書込手段1aに接続
される一方、判断手段1dに接続されている。この判断
手段1dは、ステップ番号等を判断するとともに、演算
手段1cの演算結果に基づいてシーケンスプログラムを
実行させる指令信号を出力するようになっている。この
判断手段1dは、シーケンサ5〜8に対して指令信号を
送出する出力手段1eに接続されている。この出力手段
1eは、CRT4に接続されるとともに、搬送系用シー
ケンサ5,第1反応室用シーケンサ6,第2反応室用シ
ーケンサ7および第3反応室用シーケンサ8にそれぞれ
接続されている。
【0014】搬送系用シーケンサ5は、後述のウェハカ
セット19,20と予備室16,移載室14を介し反応
室13〜15との間において行われるウェハ10の搬送
をシーケンス制御するシーケンスボードであって、セン
サ5aからの検出信号が導かれており、アクチュエータ
5bに対して制御信号を送出する。第1反応室用シーケ
ンサ6は、第1反応室11におけるウェハ10のプロセ
ス処理をシーケンス制御するシーケンスボードであっ
て、センサ6aからの検出信号が導かれ、アクチュエー
タ6bに制御信号を送出する。第2反応室用シーケンサ
7は、第2反応室12におけるウェハ10のプロセス処
理をシーケンス制御するシーケンスボードであって、セ
ンサ7aからの検出信号が導かれ、アクチュエータ7b
に制御信号を送出する。第3反応室用シーケンサ8は、
第1反応室13におけるウェハ10のプロセス処理をシ
ーケンス制御するシーケンスボードであって、センサ8
aからの検出信号が導かれ、アクチュエータ8bに制御
信号を送出するようになっている。
【0015】これらのシーケンサ5〜8は、各センサ5
a〜8aから出力される検出信号を受けてアクチュエー
タ5b〜8bを駆動させることにより、所定の順路に従
ってウェハ10の搬入搬出を行うが、この搬送プロセス
は複数のシーケンスプログラムによって実行される構成
になっている。
【0016】図2のプロセス設備は、ウェハ10のプロ
セス処理を行う反応室を3基備えている。第1ないし第
3反応室11〜13のそれぞれには、反応室ゲート11
a,12a,13aを設けており、各反応室ゲート11
a〜13aは移載室14に連結されている。この移載室
14には、ウェハ10を交換するためのダブルアーム1
5が配置されている。また、この移載室14には、移載
室ゲート14aを介して予備室16が連結されている。
なお、この予備室16は、ウェハ10のオリフラを検出
して位置合わせを行うためのオリフラステージ17を備
えている。そして、予備室16の前方には、ウェハ10
を取り出すためのウェハチャックアーム18が配置され
ている。さらに、このウェハチャックアーム18の両側
には、ウェハ10を収容する2台のウェハカセット1
9,20が配置されている。
【0017】しかして、このように構成されたプロセス
設備は、ウェハカセット19または20と予備室16と
の間においてウェハ10を送受する場合、予備室16内
が窒素ガスにて大気状態に保たれる。一方、この予備室
16と移載室14を介して各反応室11〜13との間に
おいてウェハ10を送受する場合、予備室16内が高真
空状態に保たれる。なお、各反応室11〜13において
は、あらかじめ設定されるプロセス条件に従って反応ガ
スの流量,真空度,放電電力および温度等を制御しなが
ら、プロセス処理が行われる。
【0018】そして、シーケンス処理内容(表2)やシ
ーケンス実行条件(表3)等を設定してプロセス設備を
起動すると、前記制御部1がシーケンス制御を行う各シ
ーケンス5〜8についてタスク管理により自動スケジュ
ーリングタスク,スケジュールコントロールタスクおよ
びウェハタスク等
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】を実行する。具体的には、自動スケジュー
リングタスクがシーケンススケジュールテーブル(表
4)を作成するとともに、ウェハタスクがウェハシーケ
ンステーブル(表5)やウェハ情報テーブル(表6)等
を作成して、経時的に変化するプロセス処理情報を受け
てスループットを最短にするプロセス処理を行うもので
ある。
【0022】
【表4】
【0023】
【表5】
【0024】
【表6】
【0025】次に、このプロセス設備によるプロセス処
理動作について、フローチャートを参照しながら説明す
る。
【0026】まず、プロセス設備の運転に際しては、入
力手段2によりあらかじめシーケンス処理番号,搬送工
程番号およびウェハ滞留位置番号を設定する。この場合
は、シーケンス処理内容を(表2)に示すような条件で
入力すると、図3に示す如きプロセス処理が行われるよ
うに、処理順序がメモリ3に書き込まれる。なお、ウェ
ハ10のプロセス処理を行うための順序はウェハ毎に任
意に設定できるが、本例では、奇数枚目のウェハは第1
反応室,第2反応室の順序、偶数枚目のウェハは第1反
応室,第3反応室の順序となるように設定する。
【0027】つぎに、プロセス設備を運転すると、自動
スケジューリングタスクおよびスケジュールコントロー
ルタスクが起動される。
【0028】前記自動スケジューリングタスクは、あら
かじめメモリ3に格納されているプロセスの順番ととも
に処理シーケンス番号,搬送工程番号およびウェハ10
の滞留位置番号を読み出し、演算処理1cにて演算を行
う。
【0029】そして、図5に示すフローチャートを実行
し、Nに1を代入し(ステップS51)、(表4)に示
すシーケンススケジュールテーブル1を作成した後(ス
テップS52)、ウェハタスクを起動させる(ステップ
S53)。
【0030】続いて、この自動スケジューリングタスク
は、起動されているウェハタスクのステップ番号をメモ
リ3から読み出し、判断手段1dによりステップ番号が
2となったか否かを判断する(ステップS54)。ここ
では、運転が開始されてステップ番号が1となり、ウェ
ハ10を予備室16に搬送してから、この予備室16よ
り移載室14にウェハ10が搬送されているかをチェッ
クしている。
【0031】このとき、ステップ番号が2となれば、他
にウェハ10が有るか否かが判断される(ステップS5
5)。ここで、ウェハ10が無ければプロセス処理が終
了することになるが、ウェハ10が有ればNに1を加算
し(ステップS56)、シーケンススケジュールテーブ
ルNを作成し(ステップS57)、次のウェハタスクを
起動させる(ステップS58)。そして、ステップS5
4に進み、以下図4のフローを繰り返す。
【0032】ところで、上記のようにして起動されるウ
ェハタスクは、図6に示すフローチャートを実行し、
(表5)に示すウェハシーケンステーブルを作成する。
【0033】そして、このウェハタスクは、ステップ番
号に1を代入するとともに、状態フラグに0を代入して
メモリ3に書き込む(ステップS61)。
【0034】また、スケジュールコントロールタスクに
対してステップ番号を送信する(ステップS62)。
【0035】続いて、状態フラグが1となったか否かを
判断し、状態フラグが1となれば(ステップS63)、
状態フラグが0に変わるのを待つ。ここで、状態フラグ
が0になると(ステップS64)、ステップ番号をメモ
リから読み出し、判断手段1dにより判断する。
【0036】この後、ステップ番号がNとなったか否
か、すなわち最終処理になっているかを判断する(ステ
ップS65)。
【0037】このとき、最終処理になっていない場合、
ステップS62に進んで処理を進行するが、ステップ番
号がNとなればこれで処理を終了することになる。
【0038】ところで、上述の自動スケジューリングタ
スクとともに起動されたスケジュールコントロールタス
クは、図7のフローチャートに示す処理を実行するが、
まずシーケンスが終了となったものが有るか否かを判断
する(ステップS71)。
【0039】このとき、シーケンス終了のものが無けれ
ば、ステップS74に進み、シーケンスの終了が有れ
ば、該当するウェハタスクのステップ番号に1を加算
し、ウェハ滞留位置テーブルを更新する(ステップS7
2)。
【0040】続いて該当するウェハタスクの状態フラグ
を0にした後(ステップS73)、ステップS74にて
ステップ番号の送信を判断する。
【0041】ここで、ウェハタスクより送信されてきた
ステップ番号が受信されると(ステップS74)、スケ
ジュールコントロールタスクは、メモリ3からステップ
番号を読み出し、(表4)のスケジュールテーブル,
(表6)に示すウェハ情報テーブルおよび(表3)のシ
ーケンス実行条件から実行可能なシーケンスを探索する
(ステップS76)。
【0042】ここでは、実行可能シーケンスが有るか否
かを判断は(ステップS77)、実行可能シーケンスが
無ければステップS71に進み、実行可能シーケンスが
有れば該当するウェハタスクの状態フラグを1にして、
ウェハ滞留位置テーブルを更新する(ステップS7
8)。
【0043】この後、指令信号をシーケンサに出力し
(ステップS79)、ステップS71に戻って上記と同
様の動作を繰り返す。
【0044】例えば、上記プロセスにおいて処理が進
み、図4の状態になった場合を想定すると、このプロセ
ス設備に搬送されてきた6枚のウェハNo1〜No6の
状態は、以下の通りになっている。
【0045】ウェハNo1. 第2反応室12において
プロセス処理完了であり、移載室14への移動待ちであ
る。
【0046】ウェハNo2. 第3反応室13において
プロセス処理完了であり、移載室14への移動待ちであ
る。
【0047】ウェハNo3. 第1反応室11において
プロセス処理完了である。 ウェハNo4. 予備室16から移載室14への移動完
了であり、第1反応室11への移動待ちである。
【0048】ウェハNo5. ウェハカセット19から
予備室16への移動完了であり、移載室14への移動待
ちである。
【0049】ウェハNo6. 予備室16への移動待ち
である。 また、このときの各ウェハタスクのウェハシーケンステ
ーブルは(表7)、ウェハ情報テーブルは(表8)に示
される状態に変化している。
【0050】ここで、各ウェハタスクについて説明する
と、 ウェハタスクNo1. ステップ番号が11(ウェハカ
セット19,20の位置)ではないので、スケジュール
コントロールタスクにステップ番号8を送信して状態フ
ラグが1になるのを待っている。
【0051】ウェハタスクNo2. ステップ番号が1
1ではないので、スケジュールコントロールタスクにス
テップ番号8を送信して状態フラグが1になるのを待っ
ている。
【0052】ウェハタスクNo3. ステップ番号が1
1ではないので、スケジュールコントロールタスクにス
テップ番号4を送信して状態フラグが0になるのを待っ
ている。
【0053】ウェハタスクNo4. ステップ番号が1
1ではないので、スケジュールコントロールタスクにス
テップ番号3を送信して状態フラグが1になるのを待っ
ている。
【0054】ウェハタスクNo5. ステップ番号が1
1ではないので、スケジュールコントロールタスクにス
テップ番号2を送信して状態フラグが1になるのを待っ
ている。
【0055】ウェハタスクNo6. ステップ番号に1
を、状態フラグに0をそれぞれ代入し、スケジュールコ
ントロールタスクにステップ番号1を送信して状態フラ
グが1になるのを待っている。
【0056】
【表7】
【0057】
【表8】
【0058】また、スケジュールコントロールタスクに
ついては、実行可能な全てのシーケンスを探索してお
り、その一例を示せば以下の通りである。
【0059】1. ウェハタスク1よりステップ番号8
の送信があると、(表9)のシーケンススケジュールテ
ーブルにおけるステップ8の位置から工程が(4)、現
在の滞留位置が、移動先の滞留位置がであることを
読み出す。
【0060】2. ウェハタスク2よりステップ番号8
の送信があると、(表7)のシーケンススケジュールテ
ーブルにおけるステップ8の位置から工程が(4)、現
在の滞留位置が、移動先の滞留位置がであることを
読み出す。
【0061】3. ウェハタスク4よりステップ番号3
の送信があると、(表7)のシーケンススケジュールテ
ーブルにおけるステップ3の位置から工程が(3)、現
在の滞留位置が、移動先の滞留位置からであること
を読み出す。
【0062】4. ウェハタスク5よりステップ番号2
の送信があると、(表9)のシーケンススケジュールテ
ーブルにおけるステップ2の位置から工程が(2)、現
在の滞留位置が、移動先の滞留位置がであることを
読み出す。
【0063】5. ウェハタスク6よりステップ番号1
の送信があると、(表7)のシーケンススケジュールテ
ーブルにおけるステップ1の位置から工程が(1)、現
在の滞留位置が、移動先の滞留位置がであることを
読み出す。
【0064】6. 工程(1)の要求があるとき、あら
かじめ作成した(表3)のシーケンス実行条件からウェ
ハ滞留位置におけるウェハの有無を(表10)のウェ
ハ情報テーブルにて検索すると、ウェハ有りなので、工
程(1)のシーケンス1は実行できないと判断する。
【0065】7. 工程(2)の要求があるとき、上記
シーケンス実行条件からウェハ滞留位置におけるウェ
ハの有無を上記ウェハ情報テーブルにて検索すると、ウ
ェハ有るが工程(5)の要求はないので、シーケンス3
は実行できないと判断する。
【0066】8. 工程(3)の要求があるとき、上記
シーケンス実行条件からウェハ滞留位置におけるウェ
ハの有無を上記ウェハ情報テーブルにて検索すると、ウ
ェハ有るが工程(4)を要求しているウェハの滞留位置
がになっていないので、シーケンス4は実行できない
と判断する。
【0067】9. 工程(4)の要求があるとき、上記
シーケンス実行条件からウェハ滞留位置のウェハの有
無と滞留位置のウェハの有無(予約なし)とを上記ウ
ェハ情報テーブルにて検索すると、ウェハ滞留位置の
ウェハ工程のnが等しい工程(3)を要求しているもの
がないので、シーケンス5,6は実行できないと判断す
る。従って現在新しく起動できるシーケンスはないとい
える。
【0068】
【表9】
【0069】
【表10】
【0070】つぎに、第1反応室11のプロセスシーケ
ンス10が終了すると、シーケンサ6よりシーケンス終
了がスケジュールコントロールタスクに伝えられ、ウェ
ハタスクNo3のウェハシーケンステーブルの状態フラ
グを0、ステップ番号を5とし、ウェハ情報テーブルの
処理注フラグを0、処理完了フラグを1とする。
【0071】
【表11】
【0072】ウェハタスクNo3は、状態フラグが0に
なったので、ステップ番号5を送信する。スケジュール
コントロールタスクは、ステップ番号5の送信があるの
で、(表6a)のシーケンススケジュールテーブルにお
けるステップ5の位置から工程が(4)、現在の滞留位
置が、移動先の滞留位置がであることを読み出し、
実行可能シーケンスを上記同様の方法で探索する。
【0073】この場合、ウェハタスクNo3とウェハタ
スクNo4の工程(4)が可能となっているのでウェハ
タスクNo3,No4の同時移動シーケンスNoを4、
状態フラグを1とし、シーケンサ5にシーケンスを出力
する。以下、上記同様の手順で処理が実行される。
【0074】
【表12】
【0075】以上のように、本実施例によれば、処理時
間の長いプロセス処理を第2反応室12と第3反応室1
3両方で行うようにウェハ10の搬送順序を入力する
と、タスク管理によってスループットを最短にすること
ができ、このシーケンス制御に基づいて作動するシーケ
ンサ5〜8がシーケンスプログラムを実行することによ
り、ウェハ10の搬送がロスタイムなく行われ、プロセ
スが高速度となる。
【0076】また、ウェハ10の搬送順序をウェハカセ
ット19→予備室16→移載室14→第1反応室11→
移載室14→予備室16→ウェハカセット19とウェハ
カセット20→予備室16→移載室14→第3反応室1
3→移載室14→予備室16→ウェハカセット20の2
種類を入力すれば本実施例と同様の方法で同時に異なっ
たプロセス処理を行うことができる。
【0077】
【発明の効果】以上のように、本発明は、ウェハ毎にプ
ロセス処理の順番を入力することにより様々なプロセス
パターンに対応でき、制御部がシーケンサに対してシー
ケンスプログラムを実行させる指令信号を送出、反応室
に未処理ウェハを優先的に搬送し、かつ処理済みウェハ
を搬出させてウェハ収納部側に搬送する制御を行うの
で、プロセス処理が完了した反応室には、常に短時間で
未処理ウェハが供給され、ウェハの搬送がロスタイムな
く行われるから、プロセスの効率が高められる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による制御部の電気的ブロック
線図
【図2】プロセス設備の概略構成図
【図3】プロセス設備のプロセス処理を示す説明図
【図4】プロセス設備におけるウェハの位置を示す説明
【図5】自動スケジューリングタスクの動作を説明する
フローチャート
【図6】ウェハタスクの動作を説明するフローチャート
【図7】スケジュールコントロールタスクの動作を説明
するフローチャート
【図8】従来のプロセス設備の概略構成図
【符号の説明】
1 制御部 1a 書込手段 1b 読出手段 1c 演算手段 1d 判断手段 1e 出力手段 3 メモリ 4 CRT 5 搬送系用シーケンサ 5a 搬送系用センサ 5b 搬送系用アクチュエータ 6 第1反応室用シーケンサ 6a 第1反応室用センサ 6b 第1反応室用アクチュエータ 7 第2反応室用シーケンサ 7a 第2反応室用センサ 7b 第2反応室用アクチュエータ 8 第3反応室用シーケンサ 8a 第3反応室用センサ 8b 第3反応室用アクチュエータ 9,17,87 オリフラステージ 10 ウェハ 11,81 第1反応室 12,82 第2反応室 13 第3反応室 14,83 移載室 15,85 ダブルアーム 16,84 予備室 18,86 ウェハチャックアーム 19,20,88,89 ウェハカセット

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウェハに対し順次プロセス処理を行うた
    めの複数の反応室を備えるとともに、前記プロセス処理
    を制御するために、中央演算処理部と、データおよび演
    算結果を格納するメモリと、センサからの入力を受けて
    アクチュエータを動作させるシーケンサを備えたプロセ
    ス設備において、プロセス処理の順番をウェハ毎に入力
    しメモリ内に格納する手段と、格納された順番とシーケ
    ンス実行条件情報から、実行可能な全てのシーケンスを
    探索する手段と、実行可能な全てのシーケンスの実行を
    シーケンサに出力して種々のプロセスパターンに対応す
    る手段とを備えていることを特徴とするマルチリアクタ
    タイプのプロセス設備制御装置。
JP11108392A 1992-04-30 1992-04-30 マルチリアクタタイプのプロセス設備制御装置 Expired - Fee Related JP3200952B2 (ja)

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