JPH10189687A - マルチチャンバ半導体ウェハ処理システム内の優先順位に基づくウェハ処理スケジューリング方法及びその装置 - Google Patents
マルチチャンバ半導体ウェハ処理システム内の優先順位に基づくウェハ処理スケジューリング方法及びその装置Info
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- Y10S438/907—Continuous processing
- Y10S438/908—Utilizing cluster apparatus
Abstract
(57)【要約】
【課題】 マルチチャンバ半導体ウェハ処理システム
(クラスタ・ツール)内におけるウェハ処理の優先順位
に基づくスケジューリング装置及びその関連方法を提供
すること。 【解決手段】 シーケンサ136は、クラスタ・ツール
100内のチャンバ104等に優先順位の値を割り当
て、割り当てられた優先順位に従って、ウェハWをチャ
ンバからチャンバへ移動する。シーケンサは、優先移動
が行われるまでの時間の量を決定することができ、その
時間が充分長ければ、シーケンサは待っている間に非優
先移動を実行する。シーケンサはまた、ツール内のチャ
ンバの利用可能性によって、割り当てられた優先順位を
動的に変更する。最後に、シーケンサは、ロボットが特
定のステージのウェハを移動するために必要な最小限の
時間に基づいて、チャンバの優先順位を決定する。
(クラスタ・ツール)内におけるウェハ処理の優先順位
に基づくスケジューリング装置及びその関連方法を提供
すること。 【解決手段】 シーケンサ136は、クラスタ・ツール
100内のチャンバ104等に優先順位の値を割り当
て、割り当てられた優先順位に従って、ウェハWをチャ
ンバからチャンバへ移動する。シーケンサは、優先移動
が行われるまでの時間の量を決定することができ、その
時間が充分長ければ、シーケンサは待っている間に非優
先移動を実行する。シーケンサはまた、ツール内のチャ
ンバの利用可能性によって、割り当てられた優先順位を
動的に変更する。最後に、シーケンサは、ロボットが特
定のステージのウェハを移動するために必要な最小限の
時間に基づいて、チャンバの優先順位を決定する。
Description
【0001】
1.発明の分野 本発明は、マルチチャンバ・ウェハ処理システムに関
し、さらに詳しくは、マルチチャンバ半導体ウェハ処理
ツール内における半導体ウェハ処理のスケジューリング
方法及びその装置に関する。
し、さらに詳しくは、マルチチャンバ半導体ウェハ処理
ツール内における半導体ウェハ処理のスケジューリング
方法及びその装置に関する。
【0002】2.背景技術の説明 半導体ウェハは、複数の逐次プロセスステップを使用し
て処理され、集積回路を製造する。これらのステップ
は、複数のプロセスチャンバを用いて実行される。ウェ
ハ搬送ロボットによって取り扱われるプロセスチャンバ
の集合は、マルチチャンバ半導体ウェハ処理ツール又は
クラスタ・ツールとして知られる。図1は、カリフォル
ニア州サンタクララのアプライド・マテリアルズ・イン
コーポレイテッドによって製造されたEndura(商
標)システムとして知られる、マルチチャンバ半導体ウ
ェハ処理ツールの実例の略図である。
て処理され、集積回路を製造する。これらのステップ
は、複数のプロセスチャンバを用いて実行される。ウェ
ハ搬送ロボットによって取り扱われるプロセスチャンバ
の集合は、マルチチャンバ半導体ウェハ処理ツール又は
クラスタ・ツールとして知られる。図1は、カリフォル
ニア州サンタクララのアプライド・マテリアルズ・イン
コーポレイテッドによって製造されたEndura(商
標)システムとして知られる、マルチチャンバ半導体ウ
ェハ処理ツールの実例の略図である。
【0003】このクラスタ・ツール100は、例えば4
つのプロセスチャンバ104、106、108、11
0、トランスファチャンバ112、プレクリーンチャン
バ114、バッファチャンバ116、ウェハ・オリエン
タ/デガスチャンバ118、クールダウンチャンバ10
2、及び1対のロードロックチャンバ120、122を
含む。各チャンバは、半導体ウェハ処理の様々なステー
ジあるいは段階を表わす。バッファチャンバ116は、
ロードロックチャンバ120、122、ウェハ・オリエ
ンタ/デガスチャンバ118、プレクリーンチャンバ1
14、及びクールブウンチャンバ102に対して中央に
位置する。これらのチャンバ間のウェハの搬送を実施す
るために、バッファチャンバ116には第1ロボット搬
送機構124が含まれる。ウェハ128は一般的に、ロ
ードロックチャンバ120、122のどちらかに配置さ
れたプラスチック搬送カセット126で、保管場所から
システムへ搬送される。ロボット搬送機構124は、ウ
ェハ128を一度に1枚ずつ、カセット126から3つ
のチャンバ118、102、114のいずれかに搬送す
る。一般的に、所与のウェハは最初にウェハ・オリエン
タ/デガスチャンバ118に配置され、次にプレクリー
ンチャンバ114に移動する。クールダウンチャンバは
通常、ウェハがプロセスチャンバ104、106、10
8、110内で処理し終わるまで、使用されない。個々
のウェハは、第1ロボット機構124の遠端に位置する
ウェハ搬送ブレード130に載せられて運ばれる。搬送
動作は、シーケンサ136によって制御される。
つのプロセスチャンバ104、106、108、11
0、トランスファチャンバ112、プレクリーンチャン
バ114、バッファチャンバ116、ウェハ・オリエン
タ/デガスチャンバ118、クールダウンチャンバ10
2、及び1対のロードロックチャンバ120、122を
含む。各チャンバは、半導体ウェハ処理の様々なステー
ジあるいは段階を表わす。バッファチャンバ116は、
ロードロックチャンバ120、122、ウェハ・オリエ
ンタ/デガスチャンバ118、プレクリーンチャンバ1
14、及びクールブウンチャンバ102に対して中央に
位置する。これらのチャンバ間のウェハの搬送を実施す
るために、バッファチャンバ116には第1ロボット搬
送機構124が含まれる。ウェハ128は一般的に、ロ
ードロックチャンバ120、122のどちらかに配置さ
れたプラスチック搬送カセット126で、保管場所から
システムへ搬送される。ロボット搬送機構124は、ウ
ェハ128を一度に1枚ずつ、カセット126から3つ
のチャンバ118、102、114のいずれかに搬送す
る。一般的に、所与のウェハは最初にウェハ・オリエン
タ/デガスチャンバ118に配置され、次にプレクリー
ンチャンバ114に移動する。クールダウンチャンバは
通常、ウェハがプロセスチャンバ104、106、10
8、110内で処理し終わるまで、使用されない。個々
のウェハは、第1ロボット機構124の遠端に位置する
ウェハ搬送ブレード130に載せられて運ばれる。搬送
動作は、シーケンサ136によって制御される。
【0004】トランスファチャンバ112は、4つのプ
ロセスチャンバ104、106、108、110、プレ
クリーンチャンバ114、及びクールダウンチャンバ1
02に取り囲まれ、これらのチャンバにアクセスするこ
とができる。チャンバ間のウェハの搬送を実施するため
に、トランスファチャンバ112には第2ロボット搬送
機構132が含まれる。機構132は、個々のウェハを
運搬するために、その遠端に取り付けられたウェハ搬送
ブレード134を備えている。動作中、第2搬送機構1
32のウェハ搬送ブレード134は、プレクリーンチャ
ンバ114からウェハを取り出し、そのウェハを第1処
理ステージ、例えばプロセスチャンバ104内での物理
的気相堆積(PVD)ステージへ運搬する。ウェハが処
理され、PVDステージでウェハ上に材料が堆積したな
らば、ウェハは次に第2処理ステージに移動することが
できる。
ロセスチャンバ104、106、108、110、プレ
クリーンチャンバ114、及びクールダウンチャンバ1
02に取り囲まれ、これらのチャンバにアクセスするこ
とができる。チャンバ間のウェハの搬送を実施するため
に、トランスファチャンバ112には第2ロボット搬送
機構132が含まれる。機構132は、個々のウェハを
運搬するために、その遠端に取り付けられたウェハ搬送
ブレード134を備えている。動作中、第2搬送機構1
32のウェハ搬送ブレード134は、プレクリーンチャ
ンバ114からウェハを取り出し、そのウェハを第1処
理ステージ、例えばプロセスチャンバ104内での物理
的気相堆積(PVD)ステージへ運搬する。ウェハが処
理され、PVDステージでウェハ上に材料が堆積したな
らば、ウェハは次に第2処理ステージに移動することが
できる。
【0005】プロセスチャンバ内での処理が終了する
と、搬送機構132はウェハをプロセスチャンバから移
動し、クールダウンチャンバ102へ搬送する。次にウ
ェハは、バッファ室116内の第1搬送機構124を使
用して、クールダウンチャンバから取り出される。最後
に、ウェハは、ロードロックチャンバ122内の搬送カ
セット126内に配置される。
と、搬送機構132はウェハをプロセスチャンバから移
動し、クールダウンチャンバ102へ搬送する。次にウ
ェハは、バッファ室116内の第1搬送機構124を使
用して、クールダウンチャンバから取り出される。最後
に、ウェハは、ロードロックチャンバ122内の搬送カ
セット126内に配置される。
【0006】より一般的には、クラスタ・ツールは、C
1、C2、・・・Cnで表わされるn個のチャンバ、1つ
以上のトランスファチャンバ(ロボット)、及び1つ以
上のロードロックチャンバ120、122を有する。厳
密な配置設計のことを構成という。処理対象のウェハW
aはロードロックチャンバから取り出され、順番に様々
なチャンバCi1、Ci2、・・・Cikに搬送され、その後
ロードロックチャンバに戻される。したがって、ツール
内におけるウェハの「トレース(軌跡)」は、
1、C2、・・・Cnで表わされるn個のチャンバ、1つ
以上のトランスファチャンバ(ロボット)、及び1つ以
上のロードロックチャンバ120、122を有する。厳
密な配置設計のことを構成という。処理対象のウェハW
aはロードロックチャンバから取り出され、順番に様々
なチャンバCi1、Ci2、・・・Cikに搬送され、その後
ロードロックチャンバに戻される。したがって、ツール
内におけるウェハの「トレース(軌跡)」は、
【数1】 となる。ここで、ウェハWaは、チャンバCi1、Ci2、
・・・Cikを巡回する。上記のCij→Cij+1という表記
は、ウェハがチャンバCijに搬送された後、チャンバC
ij+1に搬送されたことを意味する。ウェハのトレース
は、必ずしも構成内の全てのチャンバを含むとはかぎら
ないので、注意されたい。例えば、
・・・Cikを巡回する。上記のCij→Cij+1という表記
は、ウェハがチャンバCijに搬送された後、チャンバC
ij+1に搬送されたことを意味する。ウェハのトレース
は、必ずしも構成内の全てのチャンバを含むとはかぎら
ないので、注意されたい。例えば、
【数2】 は、チャンバの数がn>1であっても、有効なトレース
である。一般に、ウェハがチャンバに搬送されるのは一
度に1枚ずつと想定される。(1)及び(2)では、ク
ラスタ・ツールが2つのロードロックチャンバを有する
と想定している。記号vは、論理和ORを表わす。通
常、ウェハは、最初にそれが取り出されたロードロック
・カセットと同じ位置に戻される。しかし、以下の開示
は、任意の数のロードロックチャンバ及び任意の数のチ
ャンバ(トランスファチャンバを含めて)に適用され、
ウェハを1つのロードロックチャンバから取り出し、別
のロードロックチャンバへ戻すことができる。
である。一般に、ウェハがチャンバに搬送されるのは一
度に1枚ずつと想定される。(1)及び(2)では、ク
ラスタ・ツールが2つのロードロックチャンバを有する
と想定している。記号vは、論理和ORを表わす。通
常、ウェハは、最初にそれが取り出されたロードロック
・カセットと同じ位置に戻される。しかし、以下の開示
は、任意の数のロードロックチャンバ及び任意の数のチ
ャンバ(トランスファチャンバを含めて)に適用され、
ウェハを1つのロードロックチャンバから取り出し、別
のロードロックチャンバへ戻すことができる。
【0007】上記(1)及び(2)から分かるように、
ウェハのトレースは、クラスタ・ツール内における特定
のウェハの軌道である。つまり、トレースとは、ウェハ
がチャンバに搬送される順序のことである(必ずしもC
iの次がCi+1ではない)。これは、ウェハに処理を適用
する順序(レシピ)を意味する「処理シーケンス」とい
う用語とは、区別する必要がある。2つ以上のチャンバ
が同一の処理を実行する場合(並列チャンバ)、所定の
処理シーケンスを幾つかの異なるトレースによって満た
すことができる。処理シーケンスは事前に知られ、「シ
ーケンサ」と呼ばれるコンピュータ・プログラムの一部
となる。シーケンサは、クラスタ・ツール内のウェハの
動きを計画し、チャンバ内のウェハに適用する処理を記
述し、クリーン・モード時にチャンバが受ける処理を記
述し、チャンバの状態変化の条件(例えばクリーニング
工程の前に処理しなければならないウェハの数、又は時
間の長さ)等々を記述する。シーケンスは別名をルータ
ともいう。
ウェハのトレースは、クラスタ・ツール内における特定
のウェハの軌道である。つまり、トレースとは、ウェハ
がチャンバに搬送される順序のことである(必ずしもC
iの次がCi+1ではない)。これは、ウェハに処理を適用
する順序(レシピ)を意味する「処理シーケンス」とい
う用語とは、区別する必要がある。2つ以上のチャンバ
が同一の処理を実行する場合(並列チャンバ)、所定の
処理シーケンスを幾つかの異なるトレースによって満た
すことができる。処理シーケンスは事前に知られ、「シ
ーケンサ」と呼ばれるコンピュータ・プログラムの一部
となる。シーケンサは、クラスタ・ツール内のウェハの
動きを計画し、チャンバ内のウェハに適用する処理を記
述し、クリーン・モード時にチャンバが受ける処理を記
述し、チャンバの状態変化の条件(例えばクリーニング
工程の前に処理しなければならないウェハの数、又は時
間の長さ)等々を記述する。シーケンスは別名をルータ
ともいう。
【0008】その処理シーケンスを完了し、ロードロッ
クチャンバに戻ったウェハのことを、ツールで処理済み
のウェハという。ツールのスループットとは、おおまか
にいうと、単位時間当たりのツールで処理済みのウェハ
の数である。つまり、ツールがnt個のウェハを処理す
るのにt秒かかる場合、[0,t]の間隔で測定したツ
ールのスループットは、
クチャンバに戻ったウェハのことを、ツールで処理済み
のウェハという。ツールのスループットとは、おおまか
にいうと、単位時間当たりのツールで処理済みのウェハ
の数である。つまり、ツールがnt個のウェハを処理す
るのにt秒かかる場合、[0,t]の間隔で測定したツ
ールのスループットは、
【数3】 となる。
【0009】所定の処理シーケンスのツールのスループ
ットを向上する方法は多数ある。しかし、1つの重要な
向上の方法は、所定の処理シーケンスに効率的なスケジ
ューリング・ルーチンを使用することである。
ットを向上する方法は多数ある。しかし、1つの重要な
向上の方法は、所定の処理シーケンスに効率的なスケジ
ューリング・ルーチンを使用することである。
【0010】スケジューリングの最適化は、所定のトレ
ースを前提として、ウェハを1つのチャンバから次のチ
ャンバに搬送する時期(及びその前にどのウェハを移動
させるべきか)を決定する際に使用する判定基準の選択
を含む。(所定の処理シーケンスに基づいて)クラスタ
・ツール内におけるウェハの動きを計画するルーチン
を、「スケジューリング・ルーチン」という。スケジュ
ーリング・ルーチンAに基づくツールの定常状態スルー
プットは、S(A)と表記される。表記法を簡単にするた
めに、ウェハのトレース及びツールのパラメータ(例え
ばチャンバ処理時間やウェハ搬送時間)への依存性は無
視する。
ースを前提として、ウェハを1つのチャンバから次のチ
ャンバに搬送する時期(及びその前にどのウェハを移動
させるべきか)を決定する際に使用する判定基準の選択
を含む。(所定の処理シーケンスに基づいて)クラスタ
・ツール内におけるウェハの動きを計画するルーチン
を、「スケジューリング・ルーチン」という。スケジュ
ーリング・ルーチンAに基づくツールの定常状態スルー
プットは、S(A)と表記される。表記法を簡単にするた
めに、ウェハのトレース及びツールのパラメータ(例え
ばチャンバ処理時間やウェハ搬送時間)への依存性は無
視する。
【0011】n>1の場合、所定の処理シーケンスによ
って、多数のスケジューリング・ルーチンを考慮するこ
とができる。スループットの値を最大にするルーチンは
「最適」とみなされ、スループットの最大到達可能値
は、ツールの「処理能力(キャパシティ)」として知ら
れる。つまり、Aを所定の処理シーケンスに対して可能
な全てのスケジューリング・アルゴリズムの集合とする
と、A#は、
って、多数のスケジューリング・ルーチンを考慮するこ
とができる。スループットの値を最大にするルーチンは
「最適」とみなされ、スループットの最大到達可能値
は、ツールの「処理能力(キャパシティ)」として知ら
れる。つまり、Aを所定の処理シーケンスに対して可能
な全てのスケジューリング・アルゴリズムの集合とする
と、A#は、
【数4】 の場合に最適である。ツールの処理能力S(A#)が所定
の処理シーケンス、及び処理シーケンス内のチャンバと
ロボットのパラメータによって異なることは、明らかで
ある。ツールの処理能力はC#で表わし、添字の#はト
レースを表わす。チャンバ及びロボットのパラメータへ
のその依存性は無視する。所定の処理シーケンスのため
の優れたスケジューリング・ルーチンを見つける(特
に、できれば最適ルーチンを見つける)という問題は、
実務的にかなり重要である。
の処理シーケンス、及び処理シーケンス内のチャンバと
ロボットのパラメータによって異なることは、明らかで
ある。ツールの処理能力はC#で表わし、添字の#はト
レースを表わす。チャンバ及びロボットのパラメータへ
のその依存性は無視する。所定の処理シーケンスのため
の優れたスケジューリング・ルーチンを見つける(特
に、できれば最適ルーチンを見つける)という問題は、
実務的にかなり重要である。
【0012】Ci→Cjという表記が、ウェハをチャンバ
Ciに搬送した後、チャンバCjに搬送しなければならな
い、という意味であることを思い起こされたい。論理和
ORは、ウェハを所定の部分集合のチャンバの中から厳
密に1つのチャンバに搬送する場合を表わす。例えば、
Ciに搬送した後、チャンバCjに搬送しなければならな
い、という意味であることを思い起こされたい。論理和
ORは、ウェハを所定の部分集合のチャンバの中から厳
密に1つのチャンバに搬送する場合を表わす。例えば、
【数5】 は、ウェハをチャンバCiに搬送した後、部分集合{C
r1、Cr2、・・・Crk}のk個のチャンバのうちの厳密
に1つだけに搬送しなければならないことを、記述した
ものである。クラスタ・ツール・ウェハ処理で一般的に
使用される基本的なトレースは4種類ある。以下で提示
する順番に、直列、並列、混合及びノット(knotted )
トレースの4種類である。
r1、Cr2、・・・Crk}のk個のチャンバのうちの厳密
に1つだけに搬送しなければならないことを、記述した
ものである。クラスタ・ツール・ウェハ処理で一般的に
使用される基本的なトレースは4種類ある。以下で提示
する順番に、直列、並列、混合及びノット(knotted )
トレースの4種類である。
【0013】チャンバC1、C2、・・・Cnを有するn
チャンバ・クラスタ・ツールでは、次のようなトレース
チャンバ・クラスタ・ツールでは、次のようなトレース
【数6】 を純粋直列トレース又は単に直列トレースという。直列
トレースは、ウェハがnステップの処理を(n個の異な
るチャンバで)行なう場合に使用され、ステップkはそ
の直前のステップk−1を無事に終了しなければならな
い(k=2、3、・・・n)。
トレースは、ウェハがnステップの処理を(n個の異な
るチャンバで)行なう場合に使用され、ステップkはそ
の直前のステップk−1を無事に終了しなければならな
い(k=2、3、・・・n)。
【0014】ステップの数に関しては、トレース表現
(9)の対局にあるのが1ステップ処理である。そのト
レースは、
(9)の対局にあるのが1ステップ処理である。そのト
レースは、
【数7】 と表わすことができ、純粋並列トレース又は単に並列ト
レースと呼ばれる。全てのチャンバが同一処理を実行す
る場合には、トレース表現(10)を
レースと呼ばれる。全てのチャンバが同一処理を実行す
る場合には、トレース表現(10)を
【数8】 と書くことができる。
【0015】直列−並列又は並列−直列のトレースの組
合せは、混合トレースと呼ばれる。混合トレースの一例
は次の通りである。
合せは、混合トレースと呼ばれる。混合トレースの一例
は次の通りである。
【0016】
【数9】 混合トレースは通常、直列トレースのチャンバを2倍す
ることによって導出することができ、長い処理時間がか
かる。
ることによって導出することができ、長い処理時間がか
かる。
【0017】ウェハのトレースで、1つのチャンバの名
前が2回以上現れる場合、そのチャンバをノット・チャ
ンバ(knot-chamber)という。1つのノット・チャンバ
を含むトレースの最も簡単な例は、次のようなトレース
である。
前が2回以上現れる場合、そのチャンバをノット・チャ
ンバ(knot-chamber)という。1つのノット・チャンバ
を含むトレースの最も簡単な例は、次のようなトレース
である。
【0018】
【数10】 トレース(13)のことを、処理ループを持つトレース
ともいう。チャンバC1、C2、Ck+1にウェハが入って
いる状況をデッドロックという。例えば、LL1 v2→C1
→C2→C3→C2→LL1v2のトレースでは、C2はノッ
ト・チャンバである。C1、C2及びC3をそれぞれウェ
ハW1、W2及びW3が占有している場合、W3はC2に移
動できず、W2はC3に移動できない。したがって、行き
詰まり状態になる(二重ブレード・ロボットによる強制
排除(preemption)や、バッファチャンバの使用が行な
われないことを前提とする)。
ともいう。チャンバC1、C2、Ck+1にウェハが入って
いる状況をデッドロックという。例えば、LL1 v2→C1
→C2→C3→C2→LL1v2のトレースでは、C2はノッ
ト・チャンバである。C1、C2及びC3をそれぞれウェ
ハW1、W2及びW3が占有している場合、W3はC2に移
動できず、W2はC3に移動できない。したがって、行き
詰まり状態になる(二重ブレード・ロボットによる強制
排除(preemption)や、バッファチャンバの使用が行な
われないことを前提とする)。
【0019】構成内の様々なウェハが様々なトレースを
採ることができるが、スケジューリング・ルーチンは常
に所定の処理シーケンスに関係する。望ましいスケジュ
ーリング・ルーチンは、ツールのスループットをその処
理能力ぎりぎりに維持する。上記トレースの全てに同じ
ルーチンを使用することがたとえ可能であったとして
も、特定のトレースに存在しない条件の確認に要するオ
ーバヘッドはかなりの量になる。
採ることができるが、スケジューリング・ルーチンは常
に所定の処理シーケンスに関係する。望ましいスケジュ
ーリング・ルーチンは、ツールのスループットをその処
理能力ぎりぎりに維持する。上記トレースの全てに同じ
ルーチンを使用することがたとえ可能であったとして
も、特定のトレースに存在しない条件の確認に要するオ
ーバヘッドはかなりの量になる。
【0020】以下は、先行技術で現在使用されている4
つのスケジューリング・ルーチンである。
つのスケジューリング・ルーチンである。
【0021】プッシュ・アンド・ウェイト(push-and-w
ait)ルーチンでは、直列トレースが基準トレースであ
る。具体的には、ロボットは最初にLL1v2からウェハ
WiをチャンバC1に搬送し、C1でWiが処理されるまで
待ち、そうした動作を、最終的にウェハWiがCnからL
L1v2に戻るまで続ける。それからロボットは次のウェ
ハWi+1をLL1v2から取り出し、いわゆる「移動して処
理されるのを待つ」ステップをn回実行する上記シーケ
ンスを繰り返す。
ait)ルーチンでは、直列トレースが基準トレースであ
る。具体的には、ロボットは最初にLL1v2からウェハ
WiをチャンバC1に搬送し、C1でWiが処理されるまで
待ち、そうした動作を、最終的にウェハWiがCnからL
L1v2に戻るまで続ける。それからロボットは次のウェ
ハWi+1をLL1v2から取り出し、いわゆる「移動して処
理されるのを待つ」ステップをn回実行する上記シーケ
ンスを繰り返す。
【0022】n=1の場合には、プッシュ・アンド・ウ
ェイト・ルーチンは唯一の可能なルーチンである。プッ
シュ・アンド・ウェイト・ルーチンは最も簡単な可能な
ルーチンであり、並列トレース及び混合トレースで使用
することができる。これは、同時チャンバ活動のスケジ
ューリングは全く行なわないので、ロボットがn個のチ
ャンバの各々の位置で非常に短時間待機する場合にのみ
有効である。
ェイト・ルーチンは唯一の可能なルーチンである。プッ
シュ・アンド・ウェイト・ルーチンは最も簡単な可能な
ルーチンであり、並列トレース及び混合トレースで使用
することができる。これは、同時チャンバ活動のスケジ
ューリングは全く行なわないので、ロボットがn個のチ
ャンバの各々の位置で非常に短時間待機する場合にのみ
有効である。
【0023】プルスルー・ウェハ・パッキング(pull-t
hrough wafer packing)ルーチンでは、直列トレース
(9)が基準トレースである。rを最も高いチャンバ指
数とし、チャンバCr+1が空であり、チャンバC1、
C2、・・・CrにウェハW1、W2、W3がそれぞれ含ま
れるようにする。(r=nならば、Cr+1はLL1v2であ
る。)単一ブレード・ロボットは、WrをCrからCr+1
へ移動することによって始動する(r=nならば、Wn
はCnからLL1v2へ移動する。次にロボットはCr-1へ
移動し、必要ならば待ち、Cr-1からWr-2を取り出し、
そうした動作を、最終的にロボットがLL1v2から新し
いウェハW0を取り出してC1に置くまで続ける。次に、
ロボットは、Cr+1(r<n−1の場合)又はCnのどち
らかの始動位置にまで移動する。
hrough wafer packing)ルーチンでは、直列トレース
(9)が基準トレースである。rを最も高いチャンバ指
数とし、チャンバCr+1が空であり、チャンバC1、
C2、・・・CrにウェハW1、W2、W3がそれぞれ含ま
れるようにする。(r=nならば、Cr+1はLL1v2であ
る。)単一ブレード・ロボットは、WrをCrからCr+1
へ移動することによって始動する(r=nならば、Wn
はCnからLL1v2へ移動する。次にロボットはCr-1へ
移動し、必要ならば待ち、Cr-1からWr-2を取り出し、
そうした動作を、最終的にロボットがLL1v2から新し
いウェハW0を取り出してC1に置くまで続ける。次に、
ロボットは、Cr+1(r<n−1の場合)又はCnのどち
らかの始動位置にまで移動する。
【0024】このルーチンは、できるだけ多くのウェハ
をチャンバに詰め込み、同時チャンバ処理活動を最大限
に実行するので、ウェハ・パッキング・ルーチンとして
知られる。プルスルー・ウェハ・パッキング・ルーチン
は、最も高い番号のチャンバから実行が始まり、ウェハ
を移動し(引き出しないしは引っ張り:pull)、各ウェ
ハを次々と、その次に高い番号のチャンバ内に配置す
る。
をチャンバに詰め込み、同時チャンバ処理活動を最大限
に実行するので、ウェハ・パッキング・ルーチンとして
知られる。プルスルー・ウェハ・パッキング・ルーチン
は、最も高い番号のチャンバから実行が始まり、ウェハ
を移動し(引き出しないしは引っ張り:pull)、各ウェ
ハを次々と、その次に高い番号のチャンバ内に配置す
る。
【0025】プッシュスルー・ウェハ・パッキング(pu
sh-through wafer packing)ルーチンでは、直列トレー
ス(9)が基準トレースである。rを最も高い指数と
し、チャンバCr+1が空であり、チャンバC1、C2、・
・・CrにウェハW1、W2、・・・Wrがそれぞれ含まれ
るようにする。二重ブレード・ロボットは、LL1v2か
ら新しいウェハW0を取り出すことによって始動する。
次にロボットはC1へ移動し、必要ならば待ち、それか
らW1をC1から移動し、W0をC1へ配置する。次に、ロ
ボットはC2へ移動し、必要ならば待ち、C2からW2を
取り出し、W1(ブレードに載っていたもの)をC2内へ
置き、そうした動作を、最終的にロボットがWrをCr+1
へ配置する(r=nの場合、WnをLL1v2へ配置する)
まで続ける。それからロボットは、別のウェハをLL
1v2から取り出し、上記ステップを繰り返す。
sh-through wafer packing)ルーチンでは、直列トレー
ス(9)が基準トレースである。rを最も高い指数と
し、チャンバCr+1が空であり、チャンバC1、C2、・
・・CrにウェハW1、W2、・・・Wrがそれぞれ含まれ
るようにする。二重ブレード・ロボットは、LL1v2か
ら新しいウェハW0を取り出すことによって始動する。
次にロボットはC1へ移動し、必要ならば待ち、それか
らW1をC1から移動し、W0をC1へ配置する。次に、ロ
ボットはC2へ移動し、必要ならば待ち、C2からW2を
取り出し、W1(ブレードに載っていたもの)をC2内へ
置き、そうした動作を、最終的にロボットがWrをCr+1
へ配置する(r=nの場合、WnをLL1v2へ配置する)
まで続ける。それからロボットは、別のウェハをLL
1v2から取り出し、上記ステップを繰り返す。
【0026】プルスルー及びプッシュスルー・ウェハ・
パッキング・ルーチンが、同じパッキング・ルーチンの
2種類のバージョンであることは、明らかである。プッ
シュスルー・ルーチンという名前は、最も低い番号のチ
ャンバから動作を開始してウェハを移動し(押し:pus
h)、各ウェハをより低い番号のチャンバからのウェハ
と相次いで置換することに由来する。これは二重(マル
チ)ブレード・ロボットを必要とし、結果的に、単一ブ
レード・ロボットを使用するプルスルー・ウェハ・パッ
キング・ルーチンより多少高いスループットを達成する
(ウェハ交換時間が短いため)。
パッキング・ルーチンが、同じパッキング・ルーチンの
2種類のバージョンであることは、明らかである。プッ
シュスルー・ルーチンという名前は、最も低い番号のチ
ャンバから動作を開始してウェハを移動し(押し:pus
h)、各ウェハをより低い番号のチャンバからのウェハ
と相次いで置換することに由来する。これは二重(マル
チ)ブレード・ロボットを必要とし、結果的に、単一ブ
レード・ロボットを使用するプルスルー・ウェハ・パッ
キング・ルーチンより多少高いスループットを達成する
(ウェハ交換時間が短いため)。
【0027】応答スケジューリング(reactive schedul
ing )・ルーチンでは、並列トレース(10)が基準ト
レースである。ツールがウェハWiの処理を終了する
と、シーケンサがロボットをチャンバCiに呼び出す。
現在の活動(もしあれば)の終了後、ロボットはCiへ
移動し、swiをLL1v2に配置し、LL1v2から新しいウ
ェハWi+1を取り出し、それをCiに配置する。それが済
むとロボットは、次のチャンバの呼出しに応えることが
できる状態になる。
ing )・ルーチンでは、並列トレース(10)が基準ト
レースである。ツールがウェハWiの処理を終了する
と、シーケンサがロボットをチャンバCiに呼び出す。
現在の活動(もしあれば)の終了後、ロボットはCiへ
移動し、swiをLL1v2に配置し、LL1v2から新しいウ
ェハWi+1を取り出し、それをCiに配置する。それが済
むとロボットは、次のチャンバの呼出しに応えることが
できる状態になる。
【0028】処理済みウェハWiをCiからLL1v2へ移
動し、Wi+1をCiに配置することから成るサイクルを、
ウェハ交換という。したがって、Ciへの呼出しを受け
取るとロボットは現在のウェハ交換(もしあれば)を終
了した後、Ciへ移動してウェハ交換を実行する。この
ルーチンは、ロボットがシーケンサからのチャンバ呼出
しに応答するので、応答スケジューリングと呼ばれる。
動し、Wi+1をCiに配置することから成るサイクルを、
ウェハ交換という。したがって、Ciへの呼出しを受け
取るとロボットは現在のウェハ交換(もしあれば)を終
了した後、Ciへ移動してウェハ交換を実行する。この
ルーチンは、ロボットがシーケンサからのチャンバ呼出
しに応答するので、応答スケジューリングと呼ばれる。
【0029】予測スケジューリング(anticipated sche
duling)ルーチンでは、並列トレース(10)が基準ト
レースである。Ciのウェハ交換の終了後、カウンタI
(Ciに対応するカウンタ)がリセットされる。カウン
タは予め設定された制限Ti秒すなわち
duling)ルーチンでは、並列トレース(10)が基準ト
レースである。Ciのウェハ交換の終了後、カウンタI
(Ciに対応するカウンタ)がリセットされる。カウン
タは予め設定された制限Ti秒すなわち
【数11】 を有する。ここでTiはCiの処理時間であり、Tr,iは
ロボットがCrのホームポジションからCiのホームポジ
ションに到達するのに必要な時間である。ti秒後、ロ
ボットは現在のウェハ交換(もしあれば)を終了し、そ
れからCiで予測されるウェハ交換を実行するためにCi
へ移動する。
ロボットがCrのホームポジションからCiのホームポジ
ションに到達するのに必要な時間である。ti秒後、ロ
ボットは現在のウェハ交換(もしあれば)を終了し、そ
れからCiで予測されるウェハ交換を実行するためにCi
へ移動する。
【0030】このルーチンは、ロボットがチャンバ呼出
しの瞬間を予測し、ウェハ交換を実行するために自ら予
備位置に移動するので、予測スケジューリングと呼ばれ
る。応答スケジューリング及び予測スケジューリングは
どちらも、チャンバ呼出しを記憶し(待ち行列に登録
し)、ルーチンに従って(通常呼出しを受け取った順番
に)実行する。同時呼出しは、外部優先順位に従って解
決される。
しの瞬間を予測し、ウェハ交換を実行するために自ら予
備位置に移動するので、予測スケジューリングと呼ばれ
る。応答スケジューリング及び予測スケジューリングは
どちらも、チャンバ呼出しを記憶し(待ち行列に登録
し)、ルーチンに従って(通常呼出しを受け取った順番
に)実行する。同時呼出しは、外部優先順位に従って解
決される。
【0031】
【発明が解決しようとする課題】ウェハ・パッキング・
アルゴリズムは、純粋並列トレースに適用される場合、
不必要な待ち時間を生じさせることがあり、したがって
ツールのスループットが低下することがあるという点
に、注目されたい(特にmaxiTi>>miniTiの場
合)。また、反応及び予測スケジューリングは、純粋直
列トレースには適さない。例えば、チャンバCiでウェ
ハ交換が必要な場合、トランスファチャンバはまず最初
にCi-1及びCi+1の状態(空であるか否か)を確認しな
ければならないという点にも、注目されたい。ウェハ交
換ができない場合、呼出しを記憶しなければならず(後
で再起動する)、結果的に不必要なプログラムの複雑
さ、CPUの活動、及びメモリ割当が増大する。
アルゴリズムは、純粋並列トレースに適用される場合、
不必要な待ち時間を生じさせることがあり、したがって
ツールのスループットが低下することがあるという点
に、注目されたい(特にmaxiTi>>miniTiの場
合)。また、反応及び予測スケジューリングは、純粋直
列トレースには適さない。例えば、チャンバCiでウェ
ハ交換が必要な場合、トランスファチャンバはまず最初
にCi-1及びCi+1の状態(空であるか否か)を確認しな
ければならないという点にも、注目されたい。ウェハ交
換ができない場合、呼出しを記憶しなければならず(後
で再起動する)、結果的に不必要なプログラムの複雑
さ、CPUの活動、及びメモリ割当が増大する。
【0032】したがって、様々なトレース・フォーマッ
トで使用でき、クラスタ・ツールのスループットを向上
するスケジューリング・ルーチンの改良が、技術上必要
である。
トで使用でき、クラスタ・ツールのスループットを向上
するスケジューリング・ルーチンの改良が、技術上必要
である。
【0033】
【発明の概要】上述の先行技術に伴う不利益は、マルチ
チャンバ半導体ウェハ処理システム(クラスタ・ツー
ル)内で優先順位に基づくウェハ処理のスケジューリン
グを実行する、本発明の方法及び装置によって克服され
る。本発明の第1実施形態は、ウェハ・パッキング技術
を用いて、優先順位に基づくスケジューリングを達成す
る。この第1実施形態は、ウェハをウェハ・カセット
(ロードロック)から移動し、ウェハをウェハ・トレー
スの第1ステージに配置するロボットの動きに最高優先
順位を割り当てることを伴う。それ以後の優先順位は、
様々なステージの処理に割り当てられる。一般的に、ロ
ードロックは、ウェハを取り出すときには最も高い優先
順位を持ち、処理済みウェハを受け取るロードロックに
は最も低い優先順位が割り当てられる。この方法では、
ロボットの各動きについて、利用可能なステージを走査
し、最高優先順位の空のステージを探索する。最高優先
順位のステージに最初に装填し、次にロボットはより低
い優先順位のステージに移動し、その中の空のステージ
に装填する。走査プロセスは、ほぼ終了しようとしてい
るプロセスのトレースを定義するデータ構造を走査する
ことによって実行される。
チャンバ半導体ウェハ処理システム(クラスタ・ツー
ル)内で優先順位に基づくウェハ処理のスケジューリン
グを実行する、本発明の方法及び装置によって克服され
る。本発明の第1実施形態は、ウェハ・パッキング技術
を用いて、優先順位に基づくスケジューリングを達成す
る。この第1実施形態は、ウェハをウェハ・カセット
(ロードロック)から移動し、ウェハをウェハ・トレー
スの第1ステージに配置するロボットの動きに最高優先
順位を割り当てることを伴う。それ以後の優先順位は、
様々なステージの処理に割り当てられる。一般的に、ロ
ードロックは、ウェハを取り出すときには最も高い優先
順位を持ち、処理済みウェハを受け取るロードロックに
は最も低い優先順位が割り当てられる。この方法では、
ロボットの各動きについて、利用可能なステージを走査
し、最高優先順位の空のステージを探索する。最高優先
順位のステージに最初に装填し、次にロボットはより低
い優先順位のステージに移動し、その中の空のステージ
に装填する。走査プロセスは、ほぼ終了しようとしてい
るプロセスのトレースを定義するデータ構造を走査する
ことによって実行される。
【0034】本発明の第2実施形態は、ガンマ許容(ga
mma tolerant)ウェハ・パッキング技術である。各ステ
ージに含まれるプロセスは、プロセスが終了するのに必
要な時間が分かっているので、この方法では、1つのチ
ャンバがウェハを処理するためにかかる時間の長さを計
算する。前述のウェハ・パッキング技術では、優先順位
の高いチャンバが装填済みであり、ウェハを処理中であ
った場合、ロボットはそのウェハの処理が終了するのを
待ち、次に処理済みウェハを取り出し、新しいウェハと
置換する。効率を向上するためには、処理が終了するま
でロボットを待たせるより、ロボットは最高順位のウェ
ハの処理が終了するのを待つ間に、別のウェハを移動す
る方がよい。この方法では、特定のタイミング要件に基
づき、どのウェハを移動すべきかを決定する。具体的に
は、この方法では、ロボットが別の位置へ移動し、戻っ
てくるまでの回転時間と別のチャンバで予想される待ち
時間の和に相当する値を計算する。この値をT
meanwhileという。また、この方法では、優先順位の高
いチャンバにおける処理が終了するまでの残り時間とし
て、Tremainsと表記する変数を使用する。Tremainsを
Tmeanwhileで割った値は、ロボットが次のチャンバへ
進むべきか、それとも現在のチャンバが処理を終了する
のを待つべきかを示す印となる。この商の値をγで表わ
されるしきい値と比較する。変数がγの値を超えなけれ
ば、この方法では、高い優先順位のチャンバが処理を終
了するまでロボットを待たせる。そうでなければ、ロボ
ットは別のチャンバに進み、そこのウェハを移動する。
したがって、このシステムの処理スループットは、従来
のウェハ・パッキング技術より実質的に改良される。
mma tolerant)ウェハ・パッキング技術である。各ステ
ージに含まれるプロセスは、プロセスが終了するのに必
要な時間が分かっているので、この方法では、1つのチ
ャンバがウェハを処理するためにかかる時間の長さを計
算する。前述のウェハ・パッキング技術では、優先順位
の高いチャンバが装填済みであり、ウェハを処理中であ
った場合、ロボットはそのウェハの処理が終了するのを
待ち、次に処理済みウェハを取り出し、新しいウェハと
置換する。効率を向上するためには、処理が終了するま
でロボットを待たせるより、ロボットは最高順位のウェ
ハの処理が終了するのを待つ間に、別のウェハを移動す
る方がよい。この方法では、特定のタイミング要件に基
づき、どのウェハを移動すべきかを決定する。具体的に
は、この方法では、ロボットが別の位置へ移動し、戻っ
てくるまでの回転時間と別のチャンバで予想される待ち
時間の和に相当する値を計算する。この値をT
meanwhileという。また、この方法では、優先順位の高
いチャンバにおける処理が終了するまでの残り時間とし
て、Tremainsと表記する変数を使用する。Tremainsを
Tmeanwhileで割った値は、ロボットが次のチャンバへ
進むべきか、それとも現在のチャンバが処理を終了する
のを待つべきかを示す印となる。この商の値をγで表わ
されるしきい値と比較する。変数がγの値を超えなけれ
ば、この方法では、高い優先順位のチャンバが処理を終
了するまでロボットを待たせる。そうでなければ、ロボ
ットは別のチャンバに進み、そこのウェハを移動する。
したがって、このシステムの処理スループットは、従来
のウェハ・パッキング技術より実質的に改良される。
【0035】本発明の第3実施形態は、次の適切なロボ
ットの動きを探すためにチャンバを走査する前に、チャ
ンバに割り当てられた優先順位を再計算する。
ットの動きを探すためにチャンバを走査する前に、チャ
ンバに割り当てられた優先順位を再計算する。
【0036】本発明の第4実施形態は、第2実施形態と
第3実施形態の両思想を結合したものである。
第3実施形態の両思想を結合したものである。
【0037】本発明の第5実施形態は、チャンバに優先
順位を割り当てるときに、ロボットが1つの位置から別
の位置に移動するために必要な時間を考慮する。
順位を割り当てるときに、ロボットが1つの位置から別
の位置に移動するために必要な時間を考慮する。
【0038】本発明は、添付の図面に照らして説明する
以下の詳細な記述を検討することにより、容易に理解で
きる。
以下の詳細な記述を検討することにより、容易に理解で
きる。
【0039】
【実施形態の詳細な説明】上述の通り、図1は従来のマ
ルチチャンバ半導体ウェハ処理ツールの略図である。図
示したクラスタ・ツール100は、本発明の優先度に基
づくスケジューリング・ルーチンを実行するシーケンサ
によって制御される。
ルチチャンバ半導体ウェハ処理ツールの略図である。図
示したクラスタ・ツール100は、本発明の優先度に基
づくスケジューリング・ルーチンを実行するシーケンサ
によって制御される。
【0040】図2は、図1のクラスタ・ツール100に
よって実行される処理を制御するために動作する、シー
ケンサのブロック図である。シーケンサ136は、マイ
クロプロセッサ200及び本発明のルーチンを保存する
メモリ202、ならびに電源装置やクロック回路、キャ
ッシュ等の支援回路機構206を含む。シーケンサはま
た、キーボードやマウス、ディスプレイ等の従来の入出
力(I/O)装置間のインタフェース、及びクラスタ・
ツールへのインタフェースを形成する入出力回路機構2
08をも含む。シーケンサ136は、本発明に従って順
序制御及びスケジューリング動作を実行するようにプロ
グラムされた汎用コンピュータである。クラスタ・ツー
ル及びシーケンサの基本動作は、上に定義した通りであ
る。本発明の方法のソフトウェア実現手段204はメモ
リ202内に保存され、マイクロプロセッサ200によ
って実行され、クラスタ・ツール内の少なくとも1つの
ロボット・ウェハ搬送の制御を容易にする。
よって実行される処理を制御するために動作する、シー
ケンサのブロック図である。シーケンサ136は、マイ
クロプロセッサ200及び本発明のルーチンを保存する
メモリ202、ならびに電源装置やクロック回路、キャ
ッシュ等の支援回路機構206を含む。シーケンサはま
た、キーボードやマウス、ディスプレイ等の従来の入出
力(I/O)装置間のインタフェース、及びクラスタ・
ツールへのインタフェースを形成する入出力回路機構2
08をも含む。シーケンサ136は、本発明に従って順
序制御及びスケジューリング動作を実行するようにプロ
グラムされた汎用コンピュータである。クラスタ・ツー
ル及びシーケンサの基本動作は、上に定義した通りであ
る。本発明の方法のソフトウェア実現手段204はメモ
リ202内に保存され、マイクロプロセッサ200によ
って実行され、クラスタ・ツール内の少なくとも1つの
ロボット・ウェハ搬送の制御を容易にする。
【0041】本発明は、クラスタ・ツール内のチャンバ
に関する次のような知見に基づく。
に関する次のような知見に基づく。
【0042】*所定の処理シーケンスに対し、様々な時
間位置(temporal positions)を持つ。
間位置(temporal positions)を持つ。
【0043】*処理時間が様々に異なる。
【0044】*ロボット・アームの任意の位置に対し、
様々な空間位置を持つ。
様々な空間位置を持つ。
【0045】したがって、チャンバからチャンバへのウ
ェハの搬送は、様々な優先度で取り扱う必要がある。こ
れらの知見を利用する本発明のルーチンを、ウェハ・パ
ッキング・ルーチン、SPT(処理時間に基づくスケジ
ューリング)ルーチン、及びロボット結合(RB)スケ
ジューリング・ルーチンという。以下でそれぞれについ
て説明する。
ェハの搬送は、様々な優先度で取り扱う必要がある。こ
れらの知見を利用する本発明のルーチンを、ウェハ・パ
ッキング・ルーチン、SPT(処理時間に基づくスケジ
ューリング)ルーチン、及びロボット結合(RB)スケ
ジューリング・ルーチンという。以下でそれぞれについ
て説明する。
【0046】I.ウェハ・パッキング・ルーチン 処理シーケンスP1、P2、・・・PNに対応するステー
ジをそれぞれS1、S2、・・・SNとする。ウェハ・パ
ッキング・ルーチンは、ウェハをカセットから取り出し
てウェハのトレースの第1ステージ(ウェハはそこでプ
ロセスP1を受ける)に配置するロボットの運動に最も
高い優先度を割り当てる。ウェハ・パッキング・ルーチ
ンは、帰納法(induction )により、ステージS1、
S2、・・・SNに優先度N、N−1、・・・1を割り当
てる。ただし、ここでは数字の大きい方が優先度が高
い。ロードロックは、ウェハをカセットから取り出すと
きに、最も高い優先度(N+1)を有する。優先度に基
づくウェハ・パッキングを記述するルーチンを、以下に
示す。これに対応する流れ図について、図3に関連して
説明する。
ジをそれぞれS1、S2、・・・SNとする。ウェハ・パ
ッキング・ルーチンは、ウェハをカセットから取り出し
てウェハのトレースの第1ステージ(ウェハはそこでプ
ロセスP1を受ける)に配置するロボットの運動に最も
高い優先度を割り当てる。ウェハ・パッキング・ルーチ
ンは、帰納法(induction )により、ステージS1、
S2、・・・SNに優先度N、N−1、・・・1を割り当
てる。ただし、ここでは数字の大きい方が優先度が高
い。ロードロックは、ウェハをカセットから取り出すと
きに、最も高い優先度(N+1)を有する。優先度に基
づくウェハ・パッキングを記述するルーチンを、以下に
示す。これに対応する流れ図について、図3に関連して
説明する。
【0047】このルーチンは、以下の5つの基本的なス
テップを実行する。
テップを実行する。
【0048】1.初期化(S←0)し、ステップ2へ進
む。
む。
【0049】2.S←S+1. S=N+1ならば、ス
テップ5へ進む。そうでなければ、ステップ3へ進む。
テップ5へ進む。そうでなければ、ステップ3へ進む。
【0050】3.ステージSを走査し、空のチャンバが
無いか調べる。空のチャンバが無ければ、ステップ2に
戻る。そうでなければ、ステップ4へ進む。
無いか調べる。空のチャンバが無ければ、ステップ2に
戻る。そうでなければ、ステップ4へ進む。
【0051】4.ステージSの空のチャンバを識別す
る。このチャンバをCxとする。ステージS−1を走査
し、ステージS−1から排出できる最初のウェハを見つ
ける。それをチャンバCyのウェハWとする。ロボット
をチャンバCyに配置し、必要ならば待ち、WをCyから
そのターゲット・チャンバCxに移動する。クラスタ・
ツールの状態を定義するデータ構造を更新し、ステップ
1に戻る。
る。このチャンバをCxとする。ステージS−1を走査
し、ステージS−1から排出できる最初のウェハを見つ
ける。それをチャンバCyのウェハWとする。ロボット
をチャンバCyに配置し、必要ならば待ち、WをCyから
そのターゲット・チャンバCxに移動する。クラスタ・
ツールの状態を定義するデータ構造を更新し、ステップ
1に戻る。
【0052】5.ウェハをステージNから最初に排出す
るチャンバにロボットを配置する。ウェハがステージN
からロードロックに移動した後、データ構造を更新し、
ステップ1に戻る。
るチャンバにロボットを配置する。ウェハがステージN
からロードロックに移動した後、データ構造を更新し、
ステップ1に戻る。
【0053】変数S=0、1、・・・N+1はステージ
番号を表わす。ステップ4で、S=1ならば、ステージ
0(ステージ0はロードロック)から排出できるウェハ
が常にある。ステップ3で、S=N+1ならば、ウェハ
を搬入できる空のチャンバが常にある(ステージN+1
もロードロックであるから)。
番号を表わす。ステップ4で、S=1ならば、ステージ
0(ステージ0はロードロック)から排出できるウェハ
が常にある。ステップ3で、S=N+1ならば、ウェハ
を搬入できる空のチャンバが常にある(ステージN+1
もロードロックであるから)。
【0054】上記ステップ3及び4における「ステージ
Sを走査する」という言葉は、ステージSを記述したデ
ータ構造を走査する、という意味である。データ構造な
どの手続き型プログラミングは、リンク・リスト又はレ
コードの配列とし、各レコードにチャンバを記述するこ
とができる。以下で、データ構造を図4に関連してさら
に説明する。オブジェクト指向プログラミングでは、チ
ャンバは所定のクラスのオブジェクトとすることがで
き、ステージはそのスーパークラスの一例となる。
Sを走査する」という言葉は、ステージSを記述したデ
ータ構造を走査する、という意味である。データ構造な
どの手続き型プログラミングは、リンク・リスト又はレ
コードの配列とし、各レコードにチャンバを記述するこ
とができる。以下で、データ構造を図4に関連してさら
に説明する。オブジェクト指向プログラミングでは、チ
ャンバは所定のクラスのオブジェクトとすることがで
き、ステージはそのスーパークラスの一例となる。
【0055】ツール内のカセットの滞留時間の長さはT
で表わす。カセットの排出時間は他のカセットの処理時
間と重なると想定すると、それはリトルの方程式によ
り、T=S-1Mに従う。ここでMはカセット内のウェハ
の数であり、Sは定常状態のスループットである。した
がって、ツール内のカセットの滞留時間の長さは、スル
ープットが最大のときに最小になり、したがってツール
内のカセットの滞留時間の長さを最小にするスケジュー
リング・ルーチンが最適である。ウェハ・パッキング・
ルーチンは、カセットから新しいウェハをできるだけ早
くクラスタへ移動しようとすることによって(つまり、
その運動に最も高い優先順位を割り当てることによっ
て)、まさしくそれを行なおうとしていることに注目さ
れたい。
で表わす。カセットの排出時間は他のカセットの処理時
間と重なると想定すると、それはリトルの方程式によ
り、T=S-1Mに従う。ここでMはカセット内のウェハ
の数であり、Sは定常状態のスループットである。した
がって、ツール内のカセットの滞留時間の長さは、スル
ープットが最大のときに最小になり、したがってツール
内のカセットの滞留時間の長さを最小にするスケジュー
リング・ルーチンが最適である。ウェハ・パッキング・
ルーチンは、カセットから新しいウェハをできるだけ早
くクラスタへ移動しようとすることによって(つまり、
その運動に最も高い優先順位を割り当てることによっ
て)、まさしくそれを行なおうとしていることに注目さ
れたい。
【0056】また、ウェハ・パッキング・アルゴリズム
は、使用できるチャンバが無いときに(例えばチャンバ
のクリーニング・プロセスなどのために)、優先順位を
変更しないという意味で「静的」であることに、注目さ
れたい。(何らかの理由で)チャンバを利用できない場
合、そのチャンバは、それがウェハを受け入れることが
できるようになるまで、単にターゲット・チャンバとし
て選択されなくなるだけである。
は、使用できるチャンバが無いときに(例えばチャンバ
のクリーニング・プロセスなどのために)、優先順位を
変更しないという意味で「静的」であることに、注目さ
れたい。(何らかの理由で)チャンバを利用できない場
合、そのチャンバは、それがウェハを受け入れることが
できるようになるまで、単にターゲット・チャンバとし
て選択されなくなるだけである。
【0057】図3は、本発明の第1実施形態を形成する
優先順位に基づくウェハ・パッキング・ルーチン300
の流れ図である。このルーチンを実現するために、チャ
ンバに対し、そのチャンバのステージ番号に相当する優
先度の値が事前に割り当てられる。したがって、未処理
ウェハを包含するロードロックは優先度が最も高く、第
1ステージのチャンバは次に高い優先度を持ち、優先度
ゼロの処理済みウェハ用ロードロックまで、順次優先度
が低下する。ルーチン300はステップ302から始ま
り、ステップ304に進む。ステップ304で、ルーチ
ンは全てのチャンバにウェハが装填されているかどうか
を質問する。質問への応答が肯定であった場合、ルーチ
ンはステップ306に進み、ここでロボットは、最後の
ステージに移動し、最初に入手可能なウェハをロードロ
ックに移動するように命令される。ロボットは、必要な
場合このステージで待機する。
優先順位に基づくウェハ・パッキング・ルーチン300
の流れ図である。このルーチンを実現するために、チャ
ンバに対し、そのチャンバのステージ番号に相当する優
先度の値が事前に割り当てられる。したがって、未処理
ウェハを包含するロードロックは優先度が最も高く、第
1ステージのチャンバは次に高い優先度を持ち、優先度
ゼロの処理済みウェハ用ロードロックまで、順次優先度
が低下する。ルーチン300はステップ302から始ま
り、ステップ304に進む。ステップ304で、ルーチ
ンは全てのチャンバにウェハが装填されているかどうか
を質問する。質問への応答が肯定であった場合、ルーチ
ンはステップ306に進み、ここでロボットは、最後の
ステージに移動し、最初に入手可能なウェハをロードロ
ックに移動するように命令される。ロボットは、必要な
場合このステージで待機する。
【0058】第1の入手可能なウェハをロードロックに
移動した後、ルーチンは質問ステップ304に戻る。質
問への応答が否定であった場合、ルーチンはステップ3
04からステップ308に進む。ステップ308で、ル
ーチンは、チャンバAをターゲット・チャンバとするウ
ェハがチャンバB内にあるような、優先度が最も高いチ
ャンバ(例えばチャンバA)を選択する。しかし、そう
したウェハが2つ以上ある場合には、ルーチンはその現
在のチャンバでの残り時間が最も短いウェハを、移動す
べきウェハとして選択する。ステップ310で、ロボッ
トはチャンバBに配置され、その中でウェハWが完全に
処理されるのを待つ。ステップ312で、ロボットはウ
ェハWをチャンバBからチャンバAへ移動する。移動が
終了すると、ルーチンは質問ステップ3一般的に、ステ
ージを走査することにより、最も高い優先度のチャンバ
が選択される。これは、各チャンバに割り当てられた優
先度を監視し、最も高い優先度のチャンバを見つけるこ
とを伴なう。一般に、この走査プロセスは、各チャンバ
の優先度に関する情報を含むデータ構造を走査すること
によって達成される。
移動した後、ルーチンは質問ステップ304に戻る。質
問への応答が否定であった場合、ルーチンはステップ3
04からステップ308に進む。ステップ308で、ル
ーチンは、チャンバAをターゲット・チャンバとするウ
ェハがチャンバB内にあるような、優先度が最も高いチ
ャンバ(例えばチャンバA)を選択する。しかし、そう
したウェハが2つ以上ある場合には、ルーチンはその現
在のチャンバでの残り時間が最も短いウェハを、移動す
べきウェハとして選択する。ステップ310で、ロボッ
トはチャンバBに配置され、その中でウェハWが完全に
処理されるのを待つ。ステップ312で、ロボットはウ
ェハWをチャンバBからチャンバAへ移動する。移動が
終了すると、ルーチンは質問ステップ3一般的に、ステ
ージを走査することにより、最も高い優先度のチャンバ
が選択される。これは、各チャンバに割り当てられた優
先度を監視し、最も高い優先度のチャンバを見つけるこ
とを伴なう。一般に、この走査プロセスは、各チャンバ
の優先度に関する情報を含むデータ構造を走査すること
によって達成される。
【0059】図4は、1つのステージ内の各チャンバを
識別し、特徴づけるために使用できるデータ構造例40
0を示す。クラスタ・ツールの動作は、ツール全体、そ
の構成チャンバ、及び様々なプロセスステップに関する
情報を含むデータ構造400によって定義される。デー
タ構造400(リンク・リスト)は、実行するプロセス
の各ステージiのツールを定義する複数のレコード40
2を含む。各レコード402は、n個の見出しの配列4
04、n個のチャンバ・レコードの配列406、空のチ
ャンバ欄(empty chamber field)408、稼働中のチ
ャンバ欄(activechamber filed)410、「最も進行し
た」ウェハ標識欄(most advanced waferindicator fiel
d)414、ターゲット・チャンバ欄(target chamber fi
eld)14、及び集合処理時間欄(aggregate processing
time field)416を含む。各見出しは、特定のステ
ージiで各チャンバが実行すべきプロセスステップを手
短かに記述する。
識別し、特徴づけるために使用できるデータ構造例40
0を示す。クラスタ・ツールの動作は、ツール全体、そ
の構成チャンバ、及び様々なプロセスステップに関する
情報を含むデータ構造400によって定義される。デー
タ構造400(リンク・リスト)は、実行するプロセス
の各ステージiのツールを定義する複数のレコード40
2を含む。各レコード402は、n個の見出しの配列4
04、n個のチャンバ・レコードの配列406、空のチ
ャンバ欄(empty chamber field)408、稼働中のチ
ャンバ欄(activechamber filed)410、「最も進行し
た」ウェハ標識欄(most advanced waferindicator fiel
d)414、ターゲット・チャンバ欄(target chamber fi
eld)14、及び集合処理時間欄(aggregate processing
time field)416を含む。各見出しは、特定のステ
ージiで各チャンバが実行すべきプロセスステップを手
短かに記述する。
【0060】稼働中のチャンバ(すなわちクリーン・モ
ードではないチャンバ)を識別する各レコード406
は、チャンバ識別欄420、ウェハ番号欄422、ウェ
ハ導入時間欄424、ウェハ排出時間欄426、次のチ
ャンバ欄428、次のウェハ欄430、及びウェハ・カ
ウント欄432を含む。クリーン・モードの各チャンバ
は、チャンバID欄420、クリーニング開始時間欄4
34、及びチャンバ準備完了時間欄436によって識別
される。各チャンバの識別番号は欄420に保存され
る。ウェハ番号欄422は、この特定のステージi中に
このチャンバで処理されるウェハの識別番号を含む。ウ
ェハ導入時間欄424はプロセス中にウェハがチャンバ
に導入される時間を含み、ウェハ排出時間欄426は、
ウェハがチャンバから取り出される時間を含む。次のチ
ャンバ欄は、ウェハを次に導入するチャンバの識別番号
を含む。欄432は、最後のクリーニング・サイクル以
後チャンバで処理されたウェハの数のカウントを含む。
チャンバ・クリーニング・サイクルが始まるときには、
そのチャンバは、欄434及び436に含まれるレコー
ドで識別される。欄434は、クリーニング・サイクル
を開始した時間を含む。チャンバ準備完了時間欄436
は、クリーニング・サイクル後にチャンバが再びウェハ
を処理できる状態になった時間を含む。
ードではないチャンバ)を識別する各レコード406
は、チャンバ識別欄420、ウェハ番号欄422、ウェ
ハ導入時間欄424、ウェハ排出時間欄426、次のチ
ャンバ欄428、次のウェハ欄430、及びウェハ・カ
ウント欄432を含む。クリーン・モードの各チャンバ
は、チャンバID欄420、クリーニング開始時間欄4
34、及びチャンバ準備完了時間欄436によって識別
される。各チャンバの識別番号は欄420に保存され
る。ウェハ番号欄422は、この特定のステージi中に
このチャンバで処理されるウェハの識別番号を含む。ウ
ェハ導入時間欄424はプロセス中にウェハがチャンバ
に導入される時間を含み、ウェハ排出時間欄426は、
ウェハがチャンバから取り出される時間を含む。次のチ
ャンバ欄は、ウェハを次に導入するチャンバの識別番号
を含む。欄432は、最後のクリーニング・サイクル以
後チャンバで処理されたウェハの数のカウントを含む。
チャンバ・クリーニング・サイクルが始まるときには、
そのチャンバは、欄434及び436に含まれるレコー
ドで識別される。欄434は、クリーニング・サイクル
を開始した時間を含む。チャンバ準備完了時間欄436
は、クリーニング・サイクル後にチャンバが再びウェハ
を処理できる状態になった時間を含む。
【0061】各ステージ・ファイル402もまた、欄4
08にステージi中の空のチャンバ数及び欄410に稼
働中のチャンバの数を示す。「最も進行した」ウェハ標
識欄412は、「(処理が)最も進行」したウェハをス
テージiから排出すべき時間を含む。ターゲット・チャ
ンバ欄414は、最も進行したウェハが次のステージで
導入されるチャンバを含む。最後に、欄416はステー
ジiの集合処理時間又はステージiの優先度を含む。こ
うして、プロセスの各ステージに関連するデータ構造を
走査することにより、本発明はどのチャンバでもその状
態に素早くアクセスすることができ、その次の運動の優
先順位を決定し、1つのチャンバから別のチャンバにウ
ェハを効率的に搬送する。
08にステージi中の空のチャンバ数及び欄410に稼
働中のチャンバの数を示す。「最も進行した」ウェハ標
識欄412は、「(処理が)最も進行」したウェハをス
テージiから排出すべき時間を含む。ターゲット・チャ
ンバ欄414は、最も進行したウェハが次のステージで
導入されるチャンバを含む。最後に、欄416はステー
ジiの集合処理時間又はステージiの優先度を含む。こ
うして、プロセスの各ステージに関連するデータ構造を
走査することにより、本発明はどのチャンバでもその状
態に素早くアクセスすることができ、その次の運動の優
先順位を決定し、1つのチャンバから別のチャンバにウ
ェハを効率的に搬送する。
【0062】II.ガンマ許容ウェハ・パッキング・ルー
チン ウェハ・パッキング・ルーチンを純粋直列トレースに適
用すると、上記ステップ4で、ロボットは、チャンバ内
でウェハの処理が終了するまで、チャンバのところで待
機しなければならない。それ以外にロボットができるこ
とが何もないからである。混合トレースでは、ロボット
は、ステージS−1のウェハが処理されるのを待つので
はなく、別のウェハ搬送を行なうことができる。そうし
た改良を促進するために、基本ウェハ・パッキング・ル
ーチンは次の通り実現される。
チン ウェハ・パッキング・ルーチンを純粋直列トレースに適
用すると、上記ステップ4で、ロボットは、チャンバ内
でウェハの処理が終了するまで、チャンバのところで待
機しなければならない。それ以外にロボットができるこ
とが何もないからである。混合トレースでは、ロボット
は、ステージS−1のウェハが処理されるのを待つので
はなく、別のウェハ搬送を行なうことができる。そうし
た改良を促進するために、基本ウェハ・パッキング・ル
ーチンは次の通り実現される。
【0063】1.初期化(S←0)し、ステップ2へ進
む。
む。
【0064】2.S←S+1. S=N+1ならば、ス
テップ9へ進む。そうでなければ、ステップ3へ進む。
テップ9へ進む。そうでなければ、ステップ3へ進む。
【0065】3.ステージSを走査し、空のチャンバが
無いか調べる。空のチャンバが無ければ、ステップ2に
戻る。そうでなければ、ステップ4へ進む。
無いか調べる。空のチャンバが無ければ、ステップ2に
戻る。そうでなければ、ステップ4へ進む。
【0066】4.ステージSの空のチャンバを識別す
る。それをチャンバAとする。ステージS−1を走査
し、ステージS−1から排出できる最初のウェハを見つ
ける。それをチャンバBのウェハWとする。
Tremains:=Tfinish−Tnow−Trobotを計算する。
ここでTfinishはチャンバBが処理を終了する予想時間
であり、Tnowは現在の時刻、Trobotはロボットがその
現在の位置からBに到達するまでに要する時間である。
Tremainsが正の値でない場合には、ステップ5に進
む。それ以外の場合は、ステップ6に進む。
る。それをチャンバAとする。ステージS−1を走査
し、ステージS−1から排出できる最初のウェハを見つ
ける。それをチャンバBのウェハWとする。
Tremains:=Tfinish−Tnow−Trobotを計算する。
ここでTfinishはチャンバBが処理を終了する予想時間
であり、Tnowは現在の時刻、Trobotはロボットがその
現在の位置からBに到達するまでに要する時間である。
Tremainsが正の値でない場合には、ステップ5に進
む。それ以外の場合は、ステップ6に進む。
【0067】5.ロボットをチャンバBに配置し、ウェ
ハをBからAに移動する。データ構造を更新し、ステッ
プ1に戻る。
ハをBからAに移動する。データ構造を更新し、ステッ
プ1に戻る。
【0068】6.Xが空であって、Tmeanwhile:=Z
robot+Twaitの時間が最小になるような1対のチャン
バX及びYがステージt及びt−1でそれぞれ見つかる
まで、全てのステージをステージ0から走査し、上記ス
テップ2及び3を適用する。Zro botは、ロボットの現
在の位置からYまでの回転時間にYからXまでのウェハ
搬送時間を加えた時間であり、TwaitはチャンバYにお
ける予想待ち時間である。ステップ7に進む。
robot+Twaitの時間が最小になるような1対のチャン
バX及びYがステージt及びt−1でそれぞれ見つかる
まで、全てのステージをステージ0から走査し、上記ス
テップ2及び3を適用する。Zro botは、ロボットの現
在の位置からYまでの回転時間にYからXまでのウェハ
搬送時間を加えた時間であり、TwaitはチャンバYにお
ける予想待ち時間である。ステップ7に進む。
【0069】7.Tremains/Tmeanwhile<γならば、
ステップ5に進む。そうでなければ、ステップ8に進
む。
ステップ5に進む。そうでなければ、ステップ8に進
む。
【0070】8.ロボットをチャンバYに配置し、必要
ならば待機させ、ウェハをチャンバYからチャンバXに
移動する。Tremains←Tremains−Tmeanwhile.T
remainsが正でない場合は、ステップ5へ進む。それ以
外の場合は、ステップ6へ進む。
ならば待機させ、ウェハをチャンバYからチャンバXに
移動する。Tremains←Tremains−Tmeanwhile.T
remainsが正でない場合は、ステップ5へ進む。それ以
外の場合は、ステップ6へ進む。
【0071】9.ロボットを、ステージNから最初に排
出できる最初のウェハのあるチャンバ位置に移動する。
(処理済み)ウェハをステージNからロードロックへ移
動した後、データ構造を更新し、ステップ1へ移動す
る。
出できる最初のウェハのあるチャンバ位置に移動する。
(処理済み)ウェハをステージNからロードロックへ移
動した後、データ構造を更新し、ステップ1へ移動す
る。
【0072】上記ルーチンに対応する流れ図を、以下
で、図5に関連して説明する。γが1以上の場合、ロボ
ットは、WをBからAに移動するのが遅すぎないときに
限り、別のウェハ搬送を実行する(ステップ6で要求さ
れた1対のチャンバX及びYが見つかったことを前提と
する)。γが1未満の場合には、ウェハWをBからその
ターゲット・チャンバAに移動するのが遅れることは許
容される。
で、図5に関連して説明する。γが1以上の場合、ロボ
ットは、WをBからAに移動するのが遅すぎないときに
限り、別のウェハ搬送を実行する(ステップ6で要求さ
れた1対のチャンバX及びYが見つかったことを前提と
する)。γが1未満の場合には、ウェハWをBからその
ターゲット・チャンバAに移動するのが遅れることは許
容される。
【0073】図5は、ガンマ(γ)許容ウェハ・パッキ
ング・ルーチン500として知られる改良されたウェハ
・パッキング・ルーチンのブロック図である。このルー
チンはステップ502で始まり、ステップ504に進
む。ステップ504で、ルーチンは最も上流の空のチャ
ンバ(例えばCx )を選択する。しかし、空のチャンバ
が無い場合は、ルーチンはロードロックを選択する。ス
テップ506で、ルーチンはチャンバCxで使用するウ
ェハとして、ステージi−1で最初に利用可能なウェハ
を選択する。チャンバCyのウェハWを最初に利用可能
なウェハとし、Tf inishを、ウェハWがチャンバCyか
ら排出できる状態になる瞬間の時刻とする。ステップ5
08で、ルーチンは、ウェハWの処理が終了するまでの
残り時間を計算する。残り時間は、ウェハが処理を終了
すると予想される時刻から現在の時刻を引いた値に等し
い。これは、Tremains =Tfinish−Tnow と表記され
る。ここでTnow は現在の時刻である。ステップ510
で、ルーチンはTremains が0より大きいかどうか質問
する。質問への応答が否定であった場合、ルーチンはス
テップ512に進み、ここでロボットはCyに配置さ
れ、ウェハWをCy からCxに移動する。残り時間が0
以下であるので、ロボットは、ウェハの搬送準備ができ
るまで、チャンバCyで待つ時間が短くてすむ。ウェハ
を搬送し終わると、ルーチンはステップ504に戻り、
次に搬送するウェハを選択する。ステップ510の質問
への応答が肯定であった場合には、ルーチンはステップ
514に進む。ステップ514で、ルーチンは、チャン
バCyとCxの間の搬送が終了するまでの残り時間内に終
了できる別のウェハ搬送を探索する。つまり、T
remains の時間内に実行できる別の搬送を探す。別の移
動を終了するために必要な時間は、Tme anwhile と表わ
す。この時間は、ロボットの予想回転時間に、選択され
たチャンバ位置でそのチャンバ内の処理が終了するまで
の待ち時間を加えることによって計算される。つまり、
Tmeanwhile はTrobot +Twaitに等しい。ここでT
robo t は回転時間、Twaitは新しいチャンバでの待ち時
間である。ステップ516では、Tmeanwhile をT
remains で割り、しきい値γと比較する。この除算で得
られる商は、チャンバCyのウェハを排出できる状態に
なるまでに、別のウェハを搬送するだけの充分な時間が
あるかどうかを示す。商がγ以下の場合、ロボットは別
の搬送を行なうだけの充分な時間が無く、したがってル
ーチンはステップ512へ進み、そこでチャンバCyか
らチャンバCxへの搬送を完了する。しかし、商がγよ
り大きい場合には、ロボットは、チャンバCyのウェハ
が排出できる状態になるのを待つ間に、別の搬送を達成
するだけの時間がある。したがって、ルーチンはステッ
プ516からステップ518に進み、そこで別のウェハ
を搬送する。次にルーチンはステップ508に戻り、チ
ャンバCy 内のウェハを搬送できる状態になるまでの間
に、別の搬送を終了することができるかどうかを計算す
る。一般的に、γの値は1である。したがって、商が1
より大きければ、ロボットは別のウェハ搬送を実行す
る。しかし、商が1以下であれば、ウェハをチャンバC
yからチャンバCxに移動するのが遅れても、その遅れは
スループットに悪影響を及ぼさないので、許容される。
ング・ルーチン500として知られる改良されたウェハ
・パッキング・ルーチンのブロック図である。このルー
チンはステップ502で始まり、ステップ504に進
む。ステップ504で、ルーチンは最も上流の空のチャ
ンバ(例えばCx )を選択する。しかし、空のチャンバ
が無い場合は、ルーチンはロードロックを選択する。ス
テップ506で、ルーチンはチャンバCxで使用するウ
ェハとして、ステージi−1で最初に利用可能なウェハ
を選択する。チャンバCyのウェハWを最初に利用可能
なウェハとし、Tf inishを、ウェハWがチャンバCyか
ら排出できる状態になる瞬間の時刻とする。ステップ5
08で、ルーチンは、ウェハWの処理が終了するまでの
残り時間を計算する。残り時間は、ウェハが処理を終了
すると予想される時刻から現在の時刻を引いた値に等し
い。これは、Tremains =Tfinish−Tnow と表記され
る。ここでTnow は現在の時刻である。ステップ510
で、ルーチンはTremains が0より大きいかどうか質問
する。質問への応答が否定であった場合、ルーチンはス
テップ512に進み、ここでロボットはCyに配置さ
れ、ウェハWをCy からCxに移動する。残り時間が0
以下であるので、ロボットは、ウェハの搬送準備ができ
るまで、チャンバCyで待つ時間が短くてすむ。ウェハ
を搬送し終わると、ルーチンはステップ504に戻り、
次に搬送するウェハを選択する。ステップ510の質問
への応答が肯定であった場合には、ルーチンはステップ
514に進む。ステップ514で、ルーチンは、チャン
バCyとCxの間の搬送が終了するまでの残り時間内に終
了できる別のウェハ搬送を探索する。つまり、T
remains の時間内に実行できる別の搬送を探す。別の移
動を終了するために必要な時間は、Tme anwhile と表わ
す。この時間は、ロボットの予想回転時間に、選択され
たチャンバ位置でそのチャンバ内の処理が終了するまで
の待ち時間を加えることによって計算される。つまり、
Tmeanwhile はTrobot +Twaitに等しい。ここでT
robo t は回転時間、Twaitは新しいチャンバでの待ち時
間である。ステップ516では、Tmeanwhile をT
remains で割り、しきい値γと比較する。この除算で得
られる商は、チャンバCyのウェハを排出できる状態に
なるまでに、別のウェハを搬送するだけの充分な時間が
あるかどうかを示す。商がγ以下の場合、ロボットは別
の搬送を行なうだけの充分な時間が無く、したがってル
ーチンはステップ512へ進み、そこでチャンバCyか
らチャンバCxへの搬送を完了する。しかし、商がγよ
り大きい場合には、ロボットは、チャンバCyのウェハ
が排出できる状態になるのを待つ間に、別の搬送を達成
するだけの時間がある。したがって、ルーチンはステッ
プ516からステップ518に進み、そこで別のウェハ
を搬送する。次にルーチンはステップ508に戻り、チ
ャンバCy 内のウェハを搬送できる状態になるまでの間
に、別の搬送を終了することができるかどうかを計算す
る。一般的に、γの値は1である。したがって、商が1
より大きければ、ロボットは別のウェハ搬送を実行す
る。しかし、商が1以下であれば、ウェハをチャンバC
yからチャンバCxに移動するのが遅れても、その遅れは
スループットに悪影響を及ぼさないので、許容される。
【0074】固有の簡潔性、実行時間の複雑度の低さ、
及び実現の容易さ以外に、優先度に基づくこのウェハ・
パッキング・ルーチンの重要性は、クラスタ・ツール内
のウェハの流動を円滑にするその効果からも得られる。
隘路となったステージがあると、護送船団効果(convoy
effect )が現れるので、すぐに識別できる。例えばS
が唯一の隘路となったステージである場合、トレースの
寸見から、ステージ1、2、・・・S−1のウェハはそ
れぞれのチャンバから容易に排出することができるが、
ステージS+1、S+2、・・・Nのチャンバは空であ
る傾向が高いことが分かる。ウェハ・パッキング・ルー
チンは優先度が最も高い空のチャンバ(ステージ番号の
低いもの)から作動を開始するため、ステージS+1の
チャンバを選択する可能性が最も高く、したがって隘路
となったステージが最初にウェハを排出されるので、パ
ッキング・ルーチンは、隘路となったステージから生じ
るコンボイ効果を最小限に抑制する可能性が最も高い。
したがって、ウェハ・パッキング・ルーチンは、隘路と
なったステージから生じる護送船団効果を最小限にとど
めるという意味で、適応性がある。
及び実現の容易さ以外に、優先度に基づくこのウェハ・
パッキング・ルーチンの重要性は、クラスタ・ツール内
のウェハの流動を円滑にするその効果からも得られる。
隘路となったステージがあると、護送船団効果(convoy
effect )が現れるので、すぐに識別できる。例えばS
が唯一の隘路となったステージである場合、トレースの
寸見から、ステージ1、2、・・・S−1のウェハはそ
れぞれのチャンバから容易に排出することができるが、
ステージS+1、S+2、・・・Nのチャンバは空であ
る傾向が高いことが分かる。ウェハ・パッキング・ルー
チンは優先度が最も高い空のチャンバ(ステージ番号の
低いもの)から作動を開始するため、ステージS+1の
チャンバを選択する可能性が最も高く、したがって隘路
となったステージが最初にウェハを排出されるので、パ
ッキング・ルーチンは、隘路となったステージから生じ
るコンボイ効果を最小限に抑制する可能性が最も高い。
したがって、ウェハ・パッキング・ルーチンは、隘路と
なったステージから生じる護送船団効果を最小限にとど
めるという意味で、適応性がある。
【0075】III.処理時間に基づくスケジューリング
(SPT) チャンバC1、C2、・・・Cnが全て同一ステージSに
属し、T1、T2、・・・Tnがそれぞれのチャンバ処理
時間である場合、ステージSの集合処理時間Dsは1/
Ds=1/T1+1/T2+・・・+1/Tnとして計算さ
れる。任意の時刻に、チャンバCiが利用できない場合
(例えばチャンバ・クリーニング機能のため)、そのチ
ャンバの処理時間は無限大に設定され、上記公式は有効
であり続ける。ステージkの優先度は、シーケンス
q1、・・・qnと集合処理時間のシーケンスD1、・・
・Dnとの関係が、、|Di−Dj|≦Λならば、qi=q
jとなり、Di>Dj+Λならば、qi>qjとなるように
(ここでΛは正数である)、正の整数が割り当てられ
る。Λの値を変化させることにより、ルーチンは特定の
処理シーケンスの優先度を動的に割り当てる。チャンバ
のクリーニング機能のため、これらの優先度は、ツール
の作動中固定されない。したがって、チャンバのクリー
ニングが起動又は終了するたびに、優先度は再計算され
る。
(SPT) チャンバC1、C2、・・・Cnが全て同一ステージSに
属し、T1、T2、・・・Tnがそれぞれのチャンバ処理
時間である場合、ステージSの集合処理時間Dsは1/
Ds=1/T1+1/T2+・・・+1/Tnとして計算さ
れる。任意の時刻に、チャンバCiが利用できない場合
(例えばチャンバ・クリーニング機能のため)、そのチ
ャンバの処理時間は無限大に設定され、上記公式は有効
であり続ける。ステージkの優先度は、シーケンス
q1、・・・qnと集合処理時間のシーケンスD1、・・
・Dnとの関係が、、|Di−Dj|≦Λならば、qi=q
jとなり、Di>Dj+Λならば、qi>qjとなるように
(ここでΛは正数である)、正の整数が割り当てられ
る。Λの値を変化させることにより、ルーチンは特定の
処理シーケンスの優先度を動的に割り当てる。チャンバ
のクリーニング機能のため、これらの優先度は、ツール
の作動中固定されない。したがって、チャンバのクリー
ニングが起動又は終了するたびに、優先度は再計算され
る。
【0076】ステージ内の全てのチャンバが同じプロセ
スを実行する場合(通常はこれが一般的である)、全て
のチャンバはそのステージの優先度を受け継ぐ。そうで
ない場合には、チャンバの個々の処理時間に基づいて、
ステージ内における異なる優先度が割り当てられる(処
理時間が長いほど、優先度が高くなる)。ステージ処理
時間に基づく優先度のより厳密な定義は、Diだけでな
く、Di+eiという数字を使用する。eiは、ステージ
iの集合交換時間(例えば、ロボットが処理のために待
つことなく、ウェハWiをその次のウェハWi+1と置き換
えるために必要な時間)である。
スを実行する場合(通常はこれが一般的である)、全て
のチャンバはそのステージの優先度を受け継ぐ。そうで
ない場合には、チャンバの個々の処理時間に基づいて、
ステージ内における異なる優先度が割り当てられる(処
理時間が長いほど、優先度が高くなる)。ステージ処理
時間に基づく優先度のより厳密な定義は、Diだけでな
く、Di+eiという数字を使用する。eiは、ステージ
iの集合交換時間(例えば、ロボットが処理のために待
つことなく、ウェハWiをその次のウェハWi+1と置き換
えるために必要な時間)である。
【0077】基本的なSPTルーチンの動作は次の通り
である。
である。
【0078】0.優先度を再計算し、ステップ1に進
む。
む。
【0079】1.全てのステージを走査し、空のチャン
バのある最も高い優先度のステージを見つける。複数の
ステージが同一優先度を持つ場合、最も低いステージ番
号を選択する。空のチャンバを含むステージが無い場合
には、ステップ2へ進む。そうでない場合には、ステッ
プ3へ進む。
バのある最も高い優先度のステージを見つける。複数の
ステージが同一優先度を持つ場合、最も低いステージ番
号を選択する。空のチャンバを含むステージが無い場合
には、ステップ2へ進む。そうでない場合には、ステッ
プ3へ進む。
【0080】2.ステージNを最初に終了するウェハの
チャンバにロボットを移動する。ウェハをステージNか
らロードロックに移動した後、データ構造を更新し、ス
テップ1へ進む。
チャンバにロボットを移動する。ウェハをステージNか
らロードロックに移動した後、データ構造を更新し、ス
テップ1へ進む。
【0081】3.上記ステップ1で選択したステージを
Sとし、ステージSで処理時間が最も長い空のチャンバ
をAとする(空のチャンバが複数存在する場合)。Aを
見つけ出して記録し、ステップ4へ進む。
Sとし、ステージSで処理時間が最も長い空のチャンバ
をAとする(空のチャンバが複数存在する場合)。Aを
見つけ出して記録し、ステップ4へ進む。
【0082】4.ステージS−1で、ターゲット・チャ
ンバがAである稼働中の全てのチャンバの集合を見つけ
る。チャンバBのウェハWをステージS−1から最初に
排出するウェハとする。ロボットをBの位置に移動し、
必要ならば待ち、WをチャンバBからチャンバAへ移動
する。データ構造を更新し、ステップ0へ移動する。
ンバがAである稼働中の全てのチャンバの集合を見つけ
る。チャンバBのウェハWをステージS−1から最初に
排出するウェハとする。ロボットをBの位置に移動し、
必要ならば待ち、WをチャンバBからチャンバAへ移動
する。データ構造を更新し、ステップ0へ移動する。
【0083】図6は、本発明の第3実施形態の流れ図で
ある。ルーチン600はステップ602から始まり、ス
テップ604へ進む。ステップ604で、上述のように
ステージの優先度を再計算する。ステップ606で、ル
ーチンは全てのチャンバがいっぱいであるか否かを質問
する。全てのチャンバがいっぱいであれば、ルーチンは
ステップ608に進み、そこでシステムはロボットを最
後のステージに移動させ、ロボットは必要ならばそこで
待つ。次にロボットは、最初に排出できる状態になった
ウェハをロードロックへ移動する。ルーチンは次にステ
ップ604に戻り、そこで集合処理時間の変化を考慮に
入れて、優先度を再計算する。ステップ606の質問へ
の応答が否定であった場合、ルーチンはステップ610
に移動し、そこでプロセスは、チャンバCAをターゲッ
ト・チャンバとするウェハWがチャンバCB内にあるよ
うに、最も高い優先度のチャンバを選択する。全てのチ
ャンバが同一優先度を持つ場合には、ルーチンは最も低
いステージ番号を選択する。ステップ612で、ロボッ
トはチャンバCBに配置され、ウェハWが処理を終了す
るのを待つ。ステップ614で、ロボットはウェハWを
チャンバCBからチャンバCAへ移動し、ステップ604
に戻り、そこでステージ内の全てのチャンバの優先度を
もう一度再計算する。新しい優先度は、このトレースの
データ構造、例えば図4の欄416に保存される。
ある。ルーチン600はステップ602から始まり、ス
テップ604へ進む。ステップ604で、上述のように
ステージの優先度を再計算する。ステップ606で、ル
ーチンは全てのチャンバがいっぱいであるか否かを質問
する。全てのチャンバがいっぱいであれば、ルーチンは
ステップ608に進み、そこでシステムはロボットを最
後のステージに移動させ、ロボットは必要ならばそこで
待つ。次にロボットは、最初に排出できる状態になった
ウェハをロードロックへ移動する。ルーチンは次にステ
ップ604に戻り、そこで集合処理時間の変化を考慮に
入れて、優先度を再計算する。ステップ606の質問へ
の応答が否定であった場合、ルーチンはステップ610
に移動し、そこでプロセスは、チャンバCAをターゲッ
ト・チャンバとするウェハWがチャンバCB内にあるよ
うに、最も高い優先度のチャンバを選択する。全てのチ
ャンバが同一優先度を持つ場合には、ルーチンは最も低
いステージ番号を選択する。ステップ612で、ロボッ
トはチャンバCBに配置され、ウェハWが処理を終了す
るのを待つ。ステップ614で、ロボットはウェハWを
チャンバCBからチャンバCAへ移動し、ステップ604
に戻り、そこでステージ内の全てのチャンバの優先度を
もう一度再計算する。新しい優先度は、このトレースの
データ構造、例えば図4の欄416に保存される。
【0084】図7は、γ許容スケジューリング・ルーチ
ン(図5)の特徴と動的優先順位付けスケジューリング
・ルーチン(図6)の特徴を結合した、本発明の第4実
施形態のブロック図である。図7のルーチン700はス
テップ702から始まり、ステップ704へ進む。ステ
ップ704で、各々のチャンバの優先度が計算される。
ステップ706で、ルーチンは最も優先度の高い空のチ
ャンバ(例えばチャンバCx)を選択する。空のチャン
バが無ければ、ルーチンはロードロックを選択する。ス
テップ708で、ルーチンはステージi−1から最初に
チャンバCxへ搬送できる状態になるウェハを選択す
る。ルーチンの残りのステップ(ステップ710ないし
720)は、図5に関連して説明したように、ステップ
508ないし518でクラスタ・ツール内の様々なウェ
ハが、割り当てられた優先度及び特定のウェハ移動のガ
ンマ許容差に基づいて移動するのと、全く同様に機能す
る。したがって、図7についてはこれ以上詳しく説明す
る必要はなく、図5の説明を再度検討されたい。
ン(図5)の特徴と動的優先順位付けスケジューリング
・ルーチン(図6)の特徴を結合した、本発明の第4実
施形態のブロック図である。図7のルーチン700はス
テップ702から始まり、ステップ704へ進む。ステ
ップ704で、各々のチャンバの優先度が計算される。
ステップ706で、ルーチンは最も優先度の高い空のチ
ャンバ(例えばチャンバCx)を選択する。空のチャン
バが無ければ、ルーチンはロードロックを選択する。ス
テップ708で、ルーチンはステージi−1から最初に
チャンバCxへ搬送できる状態になるウェハを選択す
る。ルーチンの残りのステップ(ステップ710ないし
720)は、図5に関連して説明したように、ステップ
508ないし518でクラスタ・ツール内の様々なウェ
ハが、割り当てられた優先度及び特定のウェハ移動のガ
ンマ許容差に基づいて移動するのと、全く同様に機能す
る。したがって、図7についてはこれ以上詳しく説明す
る必要はなく、図5の説明を再度検討されたい。
【0085】IV.ロボット結合スケジューリング(Robo
t Bound Scheduling)ルーチン ロボット結合スケジューリング・ルーチンは、ロボット
結合混合トレースに使用することを意図したものであ
る。このルーチンは、Cxが空のターゲット・チャンバ
であり、CyがウェハWを含み、WをCyからCxへ移動
する時間、すなわち
t Bound Scheduling)ルーチン ロボット結合スケジューリング・ルーチンは、ロボット
結合混合トレースに使用することを意図したものであ
る。このルーチンは、Cxが空のターゲット・チャンバ
であり、CyがウェハWを含み、WをCyからCxへ移動
する時間、すなわち
【数12】 が最小となるような候補チャンバCx及びCyを探索す
る。Trobotは、ロボットがその現在の位置からCyのホ
ームポジションに到達するまでに要する時間に、ウェハ
をCyからそのターゲット・チャンバCxに移動する時間
を加えた値であり、Twaitは、WがCyから排出できる
状態になるまでロボットがCyで待たなければならない
時間である(ロードロックの場合、Twaitは常にゼロで
ある)。Tmo veの最小値を見つけだすために、O(m)
時間がかかることは明らかである。ここで、mはチャン
バの数であり、O(m)は周知のプログラムの複雑さの
尺度である。
る。Trobotは、ロボットがその現在の位置からCyのホ
ームポジションに到達するまでに要する時間に、ウェハ
をCyからそのターゲット・チャンバCxに移動する時間
を加えた値であり、Twaitは、WがCyから排出できる
状態になるまでロボットがCyで待たなければならない
時間である(ロードロックの場合、Twaitは常にゼロで
ある)。Tmo veの最小値を見つけだすために、O(m)
時間がかかることは明らかである。ここで、mはチャン
バの数であり、O(m)は周知のプログラムの複雑さの
尺度である。
【0086】ロボット結合スケジューリング・ルーチン
は、次の形式を持つ。
は、次の形式を持つ。
【0087】1.初期化(S←0、Tmove←∞、新位置
←無し、ターゲット←無し)し、ステップ2へ進む。
←無し、ターゲット←無し)し、ステップ2へ進む。
【0088】2.S←S+1. S=N+2ならば、ス
テップ5へ進む。そうでなければ、ステップ3へ進む。
テップ5へ進む。そうでなければ、ステップ3へ進む。
【0089】3.ステージSを走査し、空のチャンバが
無いか調べる。空のチャンバが無ければ、ステップ2に
戻る。そうでなければ、ステップ4へ進む。
無いか調べる。空のチャンバが無ければ、ステップ2に
戻る。そうでなければ、ステップ4へ進む。
【0090】4.ステージSの各々の空のチャンバにつ
いて、時間Trobot+Twaitを計算する。チャンバCxと
Cyの対について達成できるステージSのTrobot+T
waitの最小値をfsとする。ただしCxはステージSにあ
り、CyはステージS−1にある。fs>Tminの場合、
ステップ2へ戻る。そうでなければ、Tmin←fs、新位
置←Cy、及びターゲット←Cxとし、ステップ2へ戻
る。
いて、時間Trobot+Twaitを計算する。チャンバCxと
Cyの対について達成できるステージSのTrobot+T
waitの最小値をfsとする。ただしCxはステージSにあ
り、CyはステージS−1にある。fs>Tminの場合、
ステップ2へ戻る。そうでなければ、Tmin←fs、新位
置←Cy、及びターゲット←Cxとし、ステップ2へ戻
る。
【0091】5.ロボットを新位置のチャンバに移動
し、必要ならば待ち、ウェハを新位置からターゲット・
チャンバへ移動する。データ構造を更新し、ステップ1
へ進む。
し、必要ならば待ち、ウェハを新位置からターゲット・
チャンバへ移動する。データ構造を更新し、ステップ1
へ進む。
【0092】図8の流れ図は、ロボット結合スケジュー
リング・ルーチンの実現を表わす。上記ステップ4には
暗黙の探索(implicit search)が含まれる。ステージ
Sの全ての空のチャンバについて、ステージS−1の全
ての空でないチャンバに対するTmoveの値を計算する。
ステージSの空のチャンバをCsとし、チャンバCsの全
ての間隔時間Tminの最小値をhsとする(せいぜいn
s-1個のhsの値があり、nsはステージSのサイズであ
る)。したがって、ステップ4のfsはステージSの全
ての空のチャンバに対する全てのhsの値の中の最小値
である。
リング・ルーチンの実現を表わす。上記ステップ4には
暗黙の探索(implicit search)が含まれる。ステージ
Sの全ての空のチャンバについて、ステージS−1の全
ての空でないチャンバに対するTmoveの値を計算する。
ステージSの空のチャンバをCsとし、チャンバCsの全
ての間隔時間Tminの最小値をhsとする(せいぜいn
s-1個のhsの値があり、nsはステージSのサイズであ
る)。したがって、ステップ4のfsはステージSの全
ての空のチャンバに対する全てのhsの値の中の最小値
である。
【0093】ロードロックは、ステージ0及びステージ
N+1の両方の場合がある。ステージ0として取り扱わ
れる場合には、常に排除できるウェハがある。ステージ
0のTwait=0であるので、ロードロックはしばしば新
位置チャンバの候補になる傾向が高い。ロードロックが
ステージN+1と解釈されるときは、常にウェハを導入
できる空の場所がある。
N+1の両方の場合がある。ステージ0として取り扱わ
れる場合には、常に排除できるウェハがある。ステージ
0のTwait=0であるので、ロードロックはしばしば新
位置チャンバの候補になる傾向が高い。ロードロックが
ステージN+1と解釈されるときは、常にウェハを導入
できる空の場所がある。
【0094】図8は、本発明の第4実施形態の流れ図で
ある。ルーチン800はステップ802から始まり、ス
テップ804へ進む。ステップ804で、ステージ番号
が1に設定される。例えば、ロードロック後の最初のチ
ャンバである。ロードロックはステージ0であり、ステ
ージN+1でもあることに注目されたい。ステップ80
6で、ルーチンは、ウェハをステージS−1からステー
ジSに移動するための最短時間を決定する(例えばT
moveを計算する)。ステップ808で、ルーチンはステ
ージ1、2、・・・Sの全体の最短時間(Tmin )を記
録し、対応する新しい位置及びターゲット・チャンバを
記録する。ステップ810で、ステージ番号を1だけ増
分する。ステップ812で、ルーチンはステップ番号が
N+2であるか否かを質問する。質問への応答が否定の
場合には、ルーチンは経路814に沿ってステップ80
6へ戻る。ステップ812における質問への応答が肯定
の場合には、ルーチンはステップ816に進む。ステッ
プ816で、ロボットは新しい位置に移動し、その中の
ウェハの処理が終了するのを待ち、それからロボットは
ウェハをターゲット・チャンバへ搬送する。次にルーチ
ン800はステップ804に戻る。
ある。ルーチン800はステップ802から始まり、ス
テップ804へ進む。ステップ804で、ステージ番号
が1に設定される。例えば、ロードロック後の最初のチ
ャンバである。ロードロックはステージ0であり、ステ
ージN+1でもあることに注目されたい。ステップ80
6で、ルーチンは、ウェハをステージS−1からステー
ジSに移動するための最短時間を決定する(例えばT
moveを計算する)。ステップ808で、ルーチンはステ
ージ1、2、・・・Sの全体の最短時間(Tmin )を記
録し、対応する新しい位置及びターゲット・チャンバを
記録する。ステップ810で、ステージ番号を1だけ増
分する。ステップ812で、ルーチンはステップ番号が
N+2であるか否かを質問する。質問への応答が否定の
場合には、ルーチンは経路814に沿ってステップ80
6へ戻る。ステップ812における質問への応答が肯定
の場合には、ルーチンはステップ816に進む。ステッ
プ816で、ロボットは新しい位置に移動し、その中の
ウェハの処理が終了するのを待ち、それからロボットは
ウェハをターゲット・チャンバへ搬送する。次にルーチ
ン800はステップ804に戻る。
【0095】ルーチン800のステップ808には暗黙
の探索が含まれる。ステージSの全ての空のチャンバに
ついて、ステージS−1の全ての空でないチャンバに対
するTmoveを計算する。ステージSの空のチャンバをC
sとし、チャンバCsの全ての間隔時間Tminの最小値を
hsとする(せいぜいns-1個のhsの値があり、nsはス
テージSのサイズである)。したがって、ステップ80
8で、fsはステージSの全ての空のチャンバにおける
全てのhsの値の中の最小値となる。
の探索が含まれる。ステージSの全ての空のチャンバに
ついて、ステージS−1の全ての空でないチャンバに対
するTmoveを計算する。ステージSの空のチャンバをC
sとし、チャンバCsの全ての間隔時間Tminの最小値を
hsとする(せいぜいns-1個のhsの値があり、nsはス
テージSのサイズである)。したがって、ステップ80
8で、fsはステージSの全ての空のチャンバにおける
全てのhsの値の中の最小値となる。
【0096】本発明の様々な実施形態により、複数のプ
ロセスチャンバを有するウェハ処理ツールのスループッ
トを、先行技術に比べて改良することが可能である。ア
プライド・マテリアルズ社で製造されたEnduraクラスタ
・ツール及び本発明の様々な実施例をモデル化すること
によって作成したシミュレーション・データから、先行
技術のスケジューリング・ルーチンに比べて、スループ
ットが2.4ないし20パーセント向上することが示さ
れた。
ロセスチャンバを有するウェハ処理ツールのスループッ
トを、先行技術に比べて改良することが可能である。ア
プライド・マテリアルズ社で製造されたEnduraクラスタ
・ツール及び本発明の様々な実施例をモデル化すること
によって作成したシミュレーション・データから、先行
技術のスケジューリング・ルーチンに比べて、スループ
ットが2.4ないし20パーセント向上することが示さ
れた。
【0097】以上、本発明の教示を組み込んだ様々な実
施形態を図示し、詳しく説明したが、当業者はこれらの
教示を組み込んだその他の多くの変化例を容易に思いつ
くことができるであろう。
施形態を図示し、詳しく説明したが、当業者はこれらの
教示を組み込んだその他の多くの変化例を容易に思いつ
くことができるであろう。
【図1】シーケンサによって制御されるマルチチャンバ
半導体ウェハ処理ツールの略図である。
半導体ウェハ処理ツールの略図である。
【図2】本発明に従って動作ステージを実行するシーケ
ンサのブロック図である。
ンサのブロック図である。
【図3】本発明の第1実施形態のソフトウェア実現手順
の流れ図である。
の流れ図である。
【図4】本発明で使用する優先順位情報を含むデータ構
造例である。
造例である。
【図5】本発明の第2実施形態のソフトウェア実現手順
の流れ図である。
の流れ図である。
【図6】本発明の第3実施形態のソフトウェア実現手順
の流れ図である。
の流れ図である。
【図7】本発明の第4実施形態のソフトウェア実現手順
の流れ図である。
の流れ図である。
【図8】本発明の第5実施形態のソフトウェア実現手順
の流れ図である。
の流れ図である。
Claims (18)
- 【請求項1】 複数のチャンバを有するマルチチャンバ
半導体ウェハ処理システム内における半導体ウェハの処
理スケジューリング方法であって、 前記複数のチャンバの各チャンバに優先順位を割り当て
るステップと、 最も高い優先順位を有するチャンバを選択するステップ
と、 選択されたチャンバに割り当てられた優先順位に従っ
て、選択されたチャンバからウェハをターゲット・チャ
ンバに移動するステップと、を備える半導体ウェハの処
理スケジューリング方法。 - 【請求項2】 複数のチャンバが最も高い優先順位を有
する場合、前記選択ステップがさらに、最も高い優先順
位を持ち、かつ残りの処理時間が最も短いチャンバを選
択するステップを備える請求項1記載の半導体ウェハの
処理スケジューリング方法。 - 【請求項3】 選択されたチャンバが処理を完了するま
での時間(Tremain s )を決定するステップと、 少なくとも1つの他のチャンバにおけるウェハの移動を
実行するための時間(Tmeanwhile)を計算するステッ
プと、 TmeanwhileをTremainsで割って商を出すステップと、 前記商をしきい値と比較するステップと、 前記商がしきい値より小さい場合には、選択されたチャ
ンバ内のウェハを移動するステップと、 前記商がしきい値より大きい場合には、他のチャンバの
ウェハを移動するステップと、をさらに備える請求項1
記載の半導体ウェハの処理スケジューリング方法。 - 【請求項4】 各チャンバの処理時間に応答して各チャ
ンバに優先順位を動的に割り当てるステップをさらに備
える請求項1記載の半導体ウェハの処理スケジューリン
グ方法。 - 【請求項5】 ウェハを移動した後、前記優先順位を再
計算するステップをさらに備える請求項4記載の半導体
ウェハの処理スケジューリング方法。 - 【請求項6】 各チャンバの処理時間に応答して各チャ
ンバに優先順位を動的に割り当てるステップをさらに備
える請求項3記載の半導体ウェハの処理スケジューリン
グ方法。 - 【請求項7】 ウェハを移動した後、前記優先順位を再
計算するステップをさらに備える請求項6記載の半導体
ウェハの処理スケジューリング方法。 - 【請求項8】 前記割当てステップがさらに、チャンバ
内のウェハを移動するまでの時間が最も短いチャンバに
最も高い優先順位を割り当て、チャンバ内のウェハを移
動するまでの時間が最も長いチャンバに最も低い優先順
位を割り当てることを備える請求項1記載の半導体ウェ
ハの処理スケジューリング方法。 - 【請求項9】 複数のチャンバを有するマルチチャンバ
半導体ウェハ処理システム内における半導体ウェハの処
理スケジューリング装置であって、 前記複数のチャンバの各チャンバに優先順位を割り当
て、最も高い優先順位を持つチャンバを選択するシーケ
ンサと、 前記シーケンサに結合され、選択されたチャンバに割り
当てられた優先順位に従って選択されたチャンバからウ
ェハをターゲット・チャンバに移動するウェハ搬送ロボ
ットと、を備える半導体ウェハの処理スケジューリング
装置。 - 【請求項10】 複数のチャンバが最も高い優先順位を
持つ場合、前記シーケンサが、最も高い優先順位を持
ち、かつ残りの処理時間が最も短いチャンバを選択する
ことを特徴とする請求項9記載の半導体ウェハの処理ス
ケジューリング装置。 - 【請求項11】 前記シーケンサがさらに、 選択されたチャンバの処理が終了するまでの時間(T
remains)を決定する手段と、 少なくとも1つの他のチャンバにおけるウェハの移動を
実行するための時間(Tmeanwhile)を計算する手段
と、 TmeanwhileをTremainsで割って商を出す手段と、 前記商をしきい値と比較する手段と、を備え、 前記商がしきい値より小さい場合には、ウェハ搬送ロボ
ットが選択されたチャンバ内のウェハを移動し、 前記商がしきい値より大きい場合には、ウェハ搬送ロボ
ットが他のチャンバのウェハを移動する、請求項9記載
の半導体ウェハの処理スケジューリング装置。 - 【請求項12】 前記シーケンサがさらに、各チャンバ
の処理時間に応答して各チャンバに優先順位を動的に割
り当てる手段を備える請求項9記載の半導体ウェハの処
理スケジューリング装置。 - 【請求項13】 前記シーケンサがさらに、ウェハを移
動した後、前記優先順位を再計算する手段を備える請求
項12記載の半導体ウェハの処理スケジューリング装
置。 - 【請求項14】 前記シーケンサがさらに、各チャンバ
の処理時間に応答して各チャンバに優先順位を動的に割
り当てる手段を備える請求項11記載の半導体ウェハの
処理スケジューリング装置。 - 【請求項15】 前記シーケンサがさらに、ウェハを移
動した後、前記優先順位を再計算する手段を備える請求
項14記載の半導体ウェハの処理スケジューリング装
置。 - 【請求項16】 前記シーケンサがさらに、チャンバ内
のウェハを移動するまでの時間が最も短いチャンバに最
も高い優先順位を割り当て、チャンバ内のウェハを移動
するまでの時間が最も長いチャンバに最も低い優先順位
を割り当てる手段を備える請求項9記載の半導体ウェハ
の処理スケジューリング装置。 - 【請求項17】 コンピュータ・メモリに保存されるデ
ータ構造であって、クラスタ・ツール内における1つ以
上のウェハの起動を定義するためにシーケンサによって
使用され、且つ、前記クラスタ・ツール内のチャンバの
優先順位を定義する少なくとも1つの欄を備えるデータ
構造。 - 【請求項18】 軌道の各ステージを定義する複数の欄
をさらに備える請求項17記載のデータ構造。
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