JPH0730449B2 - 半導体製造装置の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体製造装置の制御方法にかかり、詳しく
は、複数枚の半導体ウェハを連続的に処理可能とした半
導体製造装置の制御方法に関する。

（従来の技術） 従来、半導体製造装置として第５図に示す構成のものが
知られている。同図において、21は成膜前のウェハＷが
置かれているロードキャリア、22は搬送ロボット、23は
第１の待機室、24はアップダウンステージ、25は第２の
待機室、26は90°旋回可能な旋回ステージ、27はウェハ
Ｗに対する成膜処理が行われる反応室、28は第３の待機
室、29は旋回ステージ、30は第４の待機室、31はアップ
ダウンステージ、32は搬送ロボット、33は成膜後のウェ
ハＷが置かれるアンロードキャリア、34はゲートバルブ
である。

この半導体製造装置を構成する電源やバルブ等のプロセ
ス系機器、ウェハＷを搬送するための各種の搬送系機器
及び真空ポンプ等の真空系機器は、図示されていないコ
ンピュータシステムに接続されて高速で相互にプロセス
データ等の転送を行う専用コントローラとしてのプロセ
ス系コントローラ、搬送系コントローラ及び真空系コン
トローラにより構成される制御システムによって制御さ
れるものである。

このような構成の制御システムにおいては、半導体製造
装置内の上記電源やバルブ等、各機器の状態を定義した
プロセスデータD₁を使用して各機器の状態を制御してお
り、このプロセスデータD₁は、例えば第６図に示すよう
にプロセス番号によって管理され、各プロセスを構成す
る機器のON/OFF状態を定義したものとして構成されてい
る。また、第７図に示すように、上記プロセスデータD₁
に当該データを保持する保持時間を付加したものがレシ
ピデータ（製法データ）D₂となり、１つのレシピデータ
D₂は１枚のウェハＷに対応した処理を示すことになる。
更に、複数枚のウェハＷを連続して処理する場合、第８
図に示すごとく、上記レシピデータD₂にそのレシピによ
り何枚のウェハＷを処理するかという繰り返し回数を付
加したものを運転データD₃としてコンピュータ１が作成
し、これを各コントローラに転送して半導体製造装置の
連続自動運転を行っている。

（発明が解決しようとする課題） このような制御システムでは、複数枚のウェハＷを製造
する自動運転中に、ウェハＷに起因する原因、例えばウ
ェハＷの反り等により第２の待機室25から搬送されてき
たウェハＷが第５図に示した反応室27において正確に保
持されない場合がある。具体的には、第９図に示すよう
に前段の第２の待機室25からアーム272により反応室27
内に搬送され、かつこのアーム272の上昇によって静電
チャック271側に移送されたウェハＷが、その反り等に
よって静電チャック271に吸着されず、成膜処理が不可
能になる場合がある。

この場合、例えば静電チャック271側に設けられたセン
サによってウェハＷを吸着できなかったことが検出さ
れ、かかる検出信号は搬送系コントローラからコンピュ
ータに通知されることとなる。そして、コンピュータは
半導体製造装置の自動運転を中断するものであるが、従
来では既に処理したウェハＷのレシピデータD₂を削除し
て改めて運転データD₃を組み直した後に再度自動運転を
行っていたため、自動運転の効率が悪いという問題があ
った。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
その目的とするところは、あるウェハが反応室において
保持（吸着）不能であった場合にも、新たに運転データ
を組み直すことなく次のウェハを処理するようにして効
率の良い自動運転を可能にした半導体製造装置の制御方
法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、半導体製造装置を
構成する各種機器及び半導体ウェハを複数のコントロー
ラにより制御すると共に、コンピュータシステムによる
プロセスデータ、レシピデータ及び運転データを作成、
記憶し、このコンピュータシステムがコントローラに前
記各データを転送してコントローラを統括的に制御する
半導体製造装置の制御方法において、前記各データに従
ってロードキャリアから順次搬送されたウェハを反応室
においてその都度成膜処理するに際し、あるウェハが反
応室内で保持不能であったことをコントローラにより検
出して前記コンピュータシステムに通知し、このコンピ
ュータシステムは、反応室内の当該ウェハに対し成膜処
理を行わせることなく、当該ウェハの後に待機している
次のウェハを前記ロードキャリアまで逆搬送させた後に
当該ウェハを前記ロードキャリアまで逆搬送させ、、前
記運転データから当該ウェハについての成膜処理を消去
すると共に、コンピュータシステムが逆搬送完了通知を
コントローラから受けた後に、前記次のウェハを反応室
に搬送させ、コンピュータシステムが搬送完了通知をコ
ントローラから受けた後に、反応室内の次のウェハに対
応するレシピデータを実行させるものである。

（作用） 本発明によれば、コンピュータが搬送系コントローラか
ら、ウェハが反応室内で保持不能なため逆搬送された旨
の通知を受けると、コンピュータはプロセスカウンタの
加算等により既存の運転データから逆搬送されたウェハ
の成膜処理を消去する。そして、コンピュータは、次の
ウェハに対応したレシピデータをプロセス系コントロー
ラに送り、プロセス系コントローラは次のウェハが反応
室まで搬送されたという通知を搬送系コントローラから
受けた後にそのレシピデータを実行する。

（実施例） 以下、図に沿って本発明の一実施例を説明する。なお、
本発明が対象とする半導体製造装置は第５図に示したも
のと同様であるため、重複を避ける意味で詳述を省略す
る。

まず、第１図はこの実施例が適用される半導体製造装置
制御システムの構成を示している。同図において、１は
コンピュータであり、CRTディスプレイ及びキーボード
を備えた入力／表示装置２と、プリンタ３と、補助記憶
装置４とが接続されてコンピュータシステムを構成して
いる。そして、コンピュータ１には、専用コントローラ
としてのプロセス系コントローラ6A,搬送系コントロー
ラ7A及び真空系コントローラ8Aが高速の通信回線５を介
して接続されており、これらのコンピュータ１及び各コ
ントローラ6A〜8Aでは高速でデータ転送が可能となって
いる。また、プロセス系コントローラ6Aには電源やバル
ブ等のプロセス系機器6Bが、搬送系コントローラ7Aには
ウェハを搬送するための各種の搬送系機器7Bが、真空系
コントローラ8Aには真空ポンプ等の真空系機器7Cがそれ
ぞれ接続されている。

更に、コンピュータ１は前記プロセスデータ、レシピデ
ータ及び運転データを作成可能であり、これらのデータ
は補助記憶装置４に記憶されるようになっている。

第２図は、上記制御システムを用いて、第５図に示した
半導体製造装置により複数枚のウェハを連続的に処理す
る場合の運転データD₃′を示している。この運転データ
D₃′は５枚のウェハを連続的に処理するためのもので、
「甲」、「乙」、「丙」という名称のレシピデータをそ
れぞれ１回、３回、１回繰り返して実行することを示し
ている。以下、この運転データD₃′に基づいてウェハの
連続処理を行う場合の作用について説明する。

まず、この運転データD₃′はコンピュータ１により作成
され、各コントローラ6A〜8Aに送られたうえ、レシピデ
ータが順次実行される。

いま、２枚目のウェハが反応室27に送られたと仮定し、
このウエハが第９図に示す静電チャック271に吸着され
なかったとする。この場合、第２図から明らかなように
レシピデータ「甲」にかかるウェハは既に処理されてお
り、上述した吸着不能のウェハはレシピデータ「乙」に
ついての１枚目のウェハである。ここでウェハ吸着され
たか否かの検出は、従来と同様に静電チャック271側に
設けられた適宜なセンサによって行われ、例えば吸着動
作が３回行われても吸着完了の検出信号が得られない場
合を吸着不能とする。こうしてウェハが吸着不能となっ
た場合、搬送系コントローラ7Aがこれを検出して通信回
線５を介しコンピュータ１に通知する。なお、ここで、
静電チャック271や第９図のアーム272等は第１図におけ
る搬送系機器7Bを構成するものである。

次に、上記吸着不能のウェハは、反応室27→第２の待機
室25→第１の待機室23→ロードキャリア21の順に逆搬送
される。以下、ウェハがロードキャリア21→第１の待機
室23→第２の待機室25→反応室27の順で搬送され、吸着
不能と判断されて逆搬送されるまでの動作を説明する。

まず、ウェハの搬送時には第１の待機室23を大気状態に
し、搬送ロボット22がロードキャリア21からウェハを取
り出して第１の待機室23に入れる。そこで第１の待機室
23を真空にし、第２の待機室25と同程度の圧力にまで達
したらゲートバルブ34を空けてアームを伸ばし、ウェハ
を取り出して第２の待機室25の旋回ステージ26に載せた
後、ゲートバルブ34を閉じる。

次いで、旋回ステージ26が90°回転して反応室27の方を
向く。この間に、次のウェハは第１の待機室23に入って
いる。次に、第２の待機室25と反応室27間のゲートバル
ブ34を空けてアーム272を伸ばし、静電チャック271の真
下にまで搬送したら前述の吸着動作を３回行い、吸着不
能の場合には以下の逆搬送動作に移る。

逆搬送にあたっては、まず、伸ばしていたアーム272を
もとの状態に戻し、第２の待機室25と反応室27間のゲー
トバルブ34を閉める。そして、ウェハを載せた旋回ステ
ージ26が90°回転して第１の待機室23の方を向く。ここ
で、第１の待機室23には次のウェハが待機しているた
め、まず、このウェハを逆搬送する必要がある。

一方、搬送ロボット22は更にその次のウェハを持って第
１の待機室23が空くのを待っているため、始めにこの搬
送ロボット22が持っているウェハをロードキャリア21に
戻す。次に、第１の待機室23を大気状態とし、ロードキ
ャリア21との間のゲートバルブ34を開け、搬送ロボット
22が第１の待機室23内のウェハを取り出してロードキャ
リア21に戻す。

次いで、上記ゲートバルブ34を閉めて第１の待機室23を
真空状態として第２の待機室25と同程度の圧力に達した
ら、待機室23,25間のゲートバルブ34を開け、旋回ステ
ージ26上のウェハを第１の待機室23に戻す。そして、待
機室23,25間のゲートバルブ34を閉め、上記同様に第１
の待機室23を大気状態にし、ロードキャリア21との間の
ゲートバルブ34を開けたら搬送ロボット22が第１の待機
室23内のウェハを取り出してロードキャリア22に戻す。

このようにして、ウェハが吸着不能な場合の逆搬送が実
行されることになる。

以上の逆搬送処理は、すべて搬送系コントローラ7A及び
真空系コントローラ8Aが行い、この間、自動運転処理を
行っているプロセス系コントローラ6A及びコンピュータ
１は、吸着されなかったウェハの処理をパスして次のウ
ェハのための処理を行う。すなわち、ウェハが吸着不能
であったことは、前述のようにコンピュータ１に通知さ
れるため、コンピュータ１は運転データD₃′から２枚目
のウェハに対する処理を消去する。そして、運転データ
D₃′におけるレシピデータ「乙」についての繰り返し回
数を１だけ減算して２とする。

ここで、運転データ及びレシピデータの関係を更に詳述
すると第３図のとおりである。レシピデータD₂′、例え
ばレシピデータ「乙」をその処理機能から見ると、実際
にウェハの成膜に関するウェハ処理と、その前段階の前
処理と、後段階の後処理とに分けることができる。そし
て、このレシピデータD₂′は、第３図に示すように例え
ば前処理の部分についてはプロセス番号、保持時間及び
実際の処理内容を示す前処理の各部分をプロセス数だけ
複数集めたものとなっている。

先の例において、２枚目のウェハが反応室27に入れられ
るタイミングは第３図におけるウェハ処理の直前であ
る。この時、プロセス系コントロー6Aには、コントロー
ラ１からウェハ処理の先頭プロセスデータが既に送られ
てきている。搬送系コントローラ7Aが前述の動作でウェ
ハ吸着不能をコンピュータ１に通知すると、プロセス系
コントローラ6Aは上記ウェハ処理の先頭プロセスデータ
を実際には処理することなく捨てる。

コンピュータ１は、これらの運転データD₃′、レシピデ
ータD₂′及びプロセスデータをカウンタにより管理して
いるので、搬送系コントローラ7Aからウェハ吸着不能の
通知を受けると、ウェハ処理のプロセスデータはすべて
パスして後処理の先頭プロセスデータまでカウンタを進
めてデータを送信する。

搬送系コントローラ7Aは、前述の逆搬送処理をウェハ吸
着不能の判断と同時に開始し、プロセス系コントローラ
6Aはこれと並行して第３図の後処理プロセスを実行す
る。そして、コンピュータ１は、後処理プロセスのデー
タがすべて実行されたら、次のレシピデータ（この場合
には同じくレシピデータ「乙」）の前処理プロセスを送
る。この前処理プロセスを実行した時点で逆搬送処理が
完了していない場合（この時、プロセス系コントローラ
6Aにはコンピュータ１からウェハ処理の先頭プロセスデ
ータが送られている）、この逆搬送処理が完了するまで
待ち、逆搬送の完了通知を搬送系コントローラ7Aから受
けた後に、プロセス系コントローラ6Aは搬送系コントロ
ーラ7Aに対してウェハ搬送要求を行う。

このウェハ搬送要求を受けた搬送系コントローラ7Aは、
吸着不能であった２枚目のウェハの次の３枚目のウェハ
を反応室27に搬送する。そして、このウェハが反応室27
まで搬送され、かつ静電チャックに吸着された通知を搬
送系コントローラ7Aからコンピュータ１を介して受け取
ったプロセス系コントローラ6Aは、この３枚目のウェハ
にかかるウェハプロセスを実行することとなる。

以上に詳述したウェハの処理をフローチャートによって
示すと、第４図のとおりとなる。同図において、ステッ
プS1〜S5を経てウェハが静電チャックに吸着され、これ
が吸着された場合にはステップS6,S12へと移行する。ま
た、ステップS7における３回のリトライによっても吸着
不能な場合には、ステップS8〜S12までの処理によって
ウェハの逆搬送、ウェハ処理のパス及び後処理等が行わ
れ、ステップS13へと移行するものである。

また、第２図に示した運転データD₃′において、３枚目
のウェハが静電チャック271に吸着されなかったとする
と、レシピデータ「甲」は既に処理済みであり、吸着不
能なウェハはレシピデータ「乙」についての２枚目のウ
ェハとなる。この場合にも、上記同様の手順でウェハを
ロードキャリア21に戻し、このウェハに対する成膜処理
を行うことなく次のウェハを処理する。この時、レシピ
データ「乙」の繰り返し回数は１だけ減算されて１とな
る。更に、５枚目のウェハが静電チャック271に吸着さ
れなかったとすると、レシピデータ「甲」，「乙」は既
に処理済みであり、吸着不能なウェハは、レシピデータ
「丙」についてのウェハとなる。この場合には、ウェハ
をロードキャリア21に戻しても次のウェハがないため処
理は行われない。この時のレシピデータ「丙」の処理は
１回も行われることがなく、繰り返し回数が０となって
自動運転が終了することになる。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明によれば、ウェハが静電チャ
ックに吸着されずに成膜処理が行われなかった場合で
も、従来のように自動運転を中断して新たに運転データ
を組み直すといった必要がなく、直ちに次のウェハを所
定のレシピデータに従って連続的に処理することがで
き、自動運転効率を大幅に高めることができるという効
果がある。

また、複数枚のウェハがすべて異なった前工程を施さ
れ、それぞれが異なる処理を行う場合、吸着不能であっ
たウェハが逆搬送されてロードキャリアに戻されたとし
ても、これに伴ってレシピデータの繰り返し回数も１だ
け減算されるため、各ウェハに対して運転データに添っ
た処理が確実に行われるという利点も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステムの構成図、第
２図は運転データの一例を示す説明図、第３図は運転デ
ータとレシピデータとの関係を示す説明図、第４図はこ
の実施例の作用を説明するフローチャート、第５図は半
導体製造装置の構成図、第６図はプロセスデータの説明
図、第７図はレシピデータの説明図、第８図は運転デー
タの説明図、第９図はウェハを吸着する場合の説明図で
ある。 １……コンピュータ ２……入力／表示装置、３……プリンタ ４……補助記憶装置、５……通信回線 6A……プロセス系コントローラ 6B……プロセス系機器 7A……搬送系コントローラ、7B……搬送系機器 8A……真空系コントローラ、8B……真空系機器 27……反応室、23,25,28,30……待機室 21……ロードキャリア、271……静電チャック D₁……プロセスデータ D₂，D₂′……レシピデータ D₃，D₃′……運転データ、Ｗ……ウェハ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体製造装置を構成する各種機器及び半
   導体ウェハを複数のコントローラにより制御すると共
   に、コンピュータシステムによりプロセスデータ、レシ
   ピデータ及び運転データを作成、記憶し、このコンピュ
   ータシステムがコントローラに前記各データを転送して
   コントローラを統括的に制御する半導体製造装置の制御
   方法において、 前記各データに従ってロードキャリアから順次搬送され
   たウェハを反応室においてその都度成膜処理するに際
   し、あるウェハが反応室内で保持不能であったことをコ
   ントローラにより検出して前記コンピュータシステムに
   通知し、このコンピュータシステムは、反応室内の当該
   ウェハに対し成膜処理を行わせることなく、当該ウェハ
   の後に待機している次のウェハを前記ロードキャリアま
   で逆搬送させた後に当該ウェハを前記ロードキャリアま
   で逆搬送させ、前記運転データから当該ウェハについて
   の成膜処理を消去すると共に、コンピュータシステムが
   逆搬送完了通知をコントローラから受けた後に、前記次
   のウェハを反応室に搬送させ、コンピュータシステムが
   搬送完了通知をコントローラから受けた後に、反応室内
   の次のウェハに対応するレシピデータを実行させること
   を特徴とする半導体製造装置の制御方法。