KR101234099B1

KR101234099B1 - 처리 장치

Info

Publication number: KR101234099B1
Application number: KR1020100031642A
Authority: KR
Inventors: 히데키 코마다
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2009-06-08
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2013-02-19
Also published as: KR20100131913A; TWI483336B; CN101908469A; JP2010283285A; CN101908469B; TW201117312A; JP5428556B2

Abstract

반송 기구의 부품의 소모를 억제하여 종래에 비해 메인터넌스 간격이 긴 처리 장치를 제공한다. 프로세스 모듈은 피처리체에 대하여 처리를 행하고, 전단 모듈에는 이 프로세스 모듈로 반입되기 전의 피처리체가 재치된다. 반송 기구(5)는 프로세스 모듈과 상기 전단 모듈 간에 피처리체를 반송하고, 제어부(61)는 일련의 반송 동작이 일시 정지되는 상기 반송 기구의 대기 시간이 발생할 때에, 상기 반송 기구의 반송 속도를 감소시키는 제어 신호를 출력한다.

Description

처리 장치{PROCESSING APPARATUS}

본 발명은, 예를 들면 플랫 패널 디스플레이(이하, FPD(Flat Panel Display)라고 함)에 사용되는 글라스 기판 등의 피처리체에 대하여 에칭 처리 등을 실행하는 처리 장치에 관한 것으로, 특히 당해 처리 장치 내에서 피처리체를 반송하는 기술에 관한 것이다.

피처리체인 기판에 에칭 등의 처리를 실행하는 처리 장치에는 장치 내에서 기판을 반송하는 반송 기구를 구비하고 있는 것이 있으며, 이 반송 기구의 동작 속도는 미리 설정되어 있다. 예를 들면, 장치 1 대가 처리해야 할 1 시간 당 처리 매수(스루풋)를 정하고, 이를 만족시키도록 반송 기구의 동작 속도는 정해져 있다.

그런데, 에칭 처리 등의 진공 처리를 실행하는 처리실이 진공 반송실에 복수 접속된 멀티 챔버 시스템 등으로 불리는 처리 장치에는 대기 분위기와 진공 분위기의 전환을 실행하는 로드록실이 상기의 진공 반송실에 인접하여 설치되어 있다. 그리고, 이 로드록실을 거쳐 기판을 반입출함으로써, 진공 반송실 또는 처리실 내를 상시 진공 상태로 유지하고 있다. 진공 반송실 내의 반송 기구는 진공 반송실 내를 이동하여, 각 처리실로의 기판의 반입출 및 로드록실로의 기판의 반입출을 행한다.

이러한 멀티 챔버 시스템에서 스루풋을 향상시키기 위해서는 각 처리실이 정지되지 않고 처리를 계속하는 것이 중요하다. 이를 위해서, 처리실이 처리를 마치기 전에 미처리 기판을 처리실로 반입할 수 있는 상태로 할 필요가 있다. 처리실에서의 처리 시간이 짧은 경우 등에는 처리실로의 미처리 기판의 공급을 원활하게 행하기 위하여, 로드록실의 대기 분위기와 진공 분위기의 전환을 빠르게 하는 것 외에, 진공 반송실 내를 이동하여 각 처리실로의 기판의 반입출 및 로드록실로의 기판의 반입출을 행하는 반송 기구의 동작 속도를 빠르게 하는 것도 필요하다.

처리실에서의 처리 시간은 실시하는 처리의 종류에 따라 상이하다. 그러나, 반송 기구의 동작 속도는 실시가 예정되는 처리 중에서 가장 처리 시간이 짧은 처리 시에도 반송 기구의 동작에 따라 스루풋이 저하되지 않도록 설정된다. 이 때문에, 실제로 실시되는 처리가 처리 시간이 긴 처리였을 경우에는 반송 기구의 동작에 대기 시간이 발생되게 된다.

한편, 반송 기구의 베어링 또는 리니어 가이드 등의 부품은 그리스 업(grease up)을 행하거나 부품 교환을 하는 등의 메인터넌스를 정기적으로 행할 필요가 있다. 이들 반송 기구를 구성하는 부품의 소모라고 하는 관점에 주목하면, 반송 기구의 동작 속도와 그 부품의 소모도 간에는 동작 속도를 빠르게 할수록 소모도가 커진다는 관계가 있기 때문에, 동작 속도가 빠른 반송 기구에서는 짧은 주기로 정기적으로 메인터넌스를 행할 필요가 있다.

그러나, 장변(長邊)의 길이가 2 m 가까이 되는 FPD 등의 사각형 기판을 반송하는 대형 반송 기구 등에서는 이러한 메인터넌스는 꼬박 하루를 필요로 하는 작업이 된다. 이 때문에, 멀티 챔버 시스템 등의 생산 효율이 높은 처리 장치에서는 반송 기구의 부품 소모가 장치의 생산 효율을 저하시키는 요인 중 하나가 되고 있다.

여기서, 특허 문헌 1에는 웨이퍼로의 현상액의 도포, 현상을 행하는 도포 현상 장치에서, 장치 내에 분산되어 배치된 처리 내용이 상이한 처리 유닛 간에 웨이퍼를 반송함에 있어서, 처리 유닛 간의 거리에 따라 웨이퍼의 반송 속도를 변화시키는 것이 가능한 반송 기구가 기재되어 있다. 이 반송 기구에서는 반송 거리가 짧아질수록 웨이퍼 반송 시의 가속도 및 감속도를 줄임으로써, 모터에 가해지는 과다한 토크(torque) 변동을 억제하여 진동의 발생을 방지하고 있다. 그러나, 특허 문헌 1에는 동일한 처리 유닛 내에서 실행되는 처리의 시간이 변화된다고 하는 사정의 기재는 없으며, 또한 반송 기구의 부품 소모라고 하는 문제에는 주목하고 있지 않다.

일본특허공개공보 평8-222618호 : 0058 단락, 0064 단락, 도 1

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 반송 기구의 부품 소모를 억제하여 종래에 비해 메인터넌스 간격이 긴 처리 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따른 처리 장치는, 피처리체에 대하여 처리를 행하기 위한 프로세스 모듈과, 상기 프로세스 모듈로 반입되기 전의 피처리체가 재치되는 전단(前段) 모듈과, 상기 프로세스 모듈과 상기 전단 모듈 간에 피처리체를 반송하기 위한 반송 기구를 가지는 처리 장치로서, 상기 반송 기구의 반송 동작에서 일련의 반송 동작이 일시 정지되는 상기 반송 기구의 대기 시간이 발생될 때에, 상기 반송 기구의 반송 속도를 감소시키는 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 처리 장치는 이하의 특징을 더 구비하고 있어도 좋다.

(a) 상기 프로세스 모듈은 복수이며, 복수의 프로세스 모듈로 차례로 피처리체를 반입하는 경우, 최초로 피처리체를 반입한 프로세스 모듈에 대하여, 2 회째 이후의 피처리체의 반입 직전에 실시하는 상기 전단 모듈에 대한 상기 반송 기구의 일련의 반송 동작에 대하여, 상기 제어부는 반송 속도를 감소시키는 제어 신호를 출력할 수 있다.

(b) 상기 제어부는, 상기 프로세스 모듈에서의 피처리체에 대한 처리 시간을 기초로 상기 반송 속도의 감소 비율을 결정할 수 있다.

(c) 상기 반송 속도는, 상기 전단 모듈에 대한 피처리체의 반입, 반출 속도일 수 있다.

(d) 상기 프로세스 모듈은 진공 처리를 행하기 위한 처리실이며, 상기 반송 기구는 상기 프로세스 모듈에 접속된 진공 반송실에 설치되고, 상기 전단 모듈은 상기 진공 반송실에 접속된 로드록실일 수 있다.

본 발명에 따르면, 프로세스 모듈과 전단 모듈 간에 피처리체의 반송을 행하는 반송 기구의 일련의 동작에 대기 시간이 발생될 때에 이 반송 기구의 반송 속도를 감소시키므로, 반송 기구를 필요 이상으로 가혹하게 가동시키지 않고 종래보다 완화된 조건 하에 사용할 수 있다. 이 결과, 반송 기구를 구성하는 부품의 손모(損耗)가 억제되어 부품의 교환 주기 또는 처리 장치의 메인터넌스 주기를 길게 하여, 부품의 교환에 필요로 하는 비용 또는 메인터넌스에 수반하는 장치 가동률의 저하를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에칭 장치의 외관 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 상기 에칭 장치의 횡단 평면도이다.
도 3은 상기 에칭 장치의 진공 반송실 내에 설치되어 있는 제 2 반송 기구의 외관 구성을 도시한 사시도이다.
도 4는 상기 에칭 장치의 전기적 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 상기 에칭 장치에서 실행되는 기판의 반송 동작 및 처리 동작의 타이밍을 나타낸 제 1 설명도이다.
도 6은 상기 타이밍을 나타낸 제 2 설명도이다.
도 7은 상기 타이밍을 나타낸 제 3 설명도이다.
도 8은 상기 제 2 반송 기구에 의한 로드록실로의 기판의 교체 동작의 내용을 나타낸 설명도이다.
도 9는 제 2 반송 기구에 설치되어 있는 반송 암의 동작 속도를 조절하는 방법을 나타낸 설명도이다.
도 10은 반송 암의 동작 속도를 조절하는 방법을 나타낸 제 2 설명도이다.
도 11은 상기 반송 암의 동작 속도를 조절하는 동작의 흐름을 나타낸 흐름도이다.
도 12a 내지 도 12c는 처리실이 1 대인 에칭 장치에서의 기판의 반송 동작 및 처리 동작의 타이밍을 나타낸 설명도이다.
도 13은 기판의 반송 동작 및 처리 동작의 타이밍의 다른 예를 나타낸 제 1 설명도이다.
도 14는 상기 다른 예를 나타낸 제 2 설명도이다.
도 15는 상기 다른 예를 나타낸 제 3 설명도이다.
도 16a 내지 도 16c는 처리실이 1 대인 에칭 장치에서의 기판의 반송 동작 및 처리 동작의 타이밍의 다른 예를 나타낸 설명도이다.
도 17은 다른 예에 따른 처리 장치를 도시한 평면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 처리 장치의 일례로서, 피처리체인 FPD용의 글라스 기판(이하, 기판이라고 함)에 대하여 진공 처리인 에칭 처리를 실행하는 멀티 챔버형 에칭 처리 장치의 구성예에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 에칭 장치(1)의 외관 구성을 도시한 사시도, 도 2는 그 내부 구성을 도시한 횡단 평면도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 에칭 장치(1)에는 캐리어 재치부(2A, 2B)가 설치되어 있어, 다수의 기판(S)을 수용한 캐리어(C1, C2)를 외부로부터 반송하여 재치시킬 수 있다. 각 캐리어 재치부(2A, 2B)에는, 예를 들면 승강 기구(21)가 설치되어 있어, 캐리어(C1, C2)를 자유 자재로 승강시킬 수 있다. 본 예에서는, 일방측의 캐리어(C1)에 미처리 기판(S)이 수용되고, 타방측의 캐리어(C2)에는 처리 완료 기판(S)이 수용되도록 되어 있다. 이하, 이들 캐리어 재치부(2A, 2B)가 설치되어 있는 방향을 에칭 장치(1)의 앞측으로 하여 설명한다.

캐리어 재치부(2A, 2B) 사이에는 이들의 캐리어(C1, C2)와 후술하는 로드록실(22a, 22b)간에서 기판(S)의 전달을 행하기 위한 제 1 반송 기구(3)가 설치되어 있다. 이 제 1 반송 기구(3)는 지지대(24) 상에 설치되어 있고, 상하 방향으로 2 단으로 연결 설치된 반송 암(31, 32)과, 이들 반송 암(31, 32)을 진퇴 및 회전 가능하게 지지하는 기대(基臺)(33)를 구비하고 있다.

이들 캐리어 재치부(2A, 2B) 또는 제 1 반송 기구(3)의 내측에는 상하로 겹쳐진 2 개의 로드록실(22a, 22b) 및 진공 반송실(23)이 앞측부터 이 순서로 접속되어 있고, 당해 진공 반송실(23)의 내측에는 본 실시예의 기판 처리실인 3 개의 처리실(4A ~ 4C)이 배치되어 있다. 로드록실(22a, 22b) 각각은 따로 내부 분위기를 상압 분위기와 진공 분위기 간에 전환 가능하며, 제 1 반송 기구(3)와 진공 반송실(23) 간에 반송되는 기판(S)을 일시적으로 재치시키는 역할을 하고 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 로드록실(22a, 22b) 각각의 내부에는 기판(S)을 지지하는 버퍼 랙(buffer rack)(26)과, 기판(S)의 재치 위치를 가이드하는 포지셔너(positioner)(25)가 배설(配設)되어 있다. 이 로드록실(22a, 22b)은 본 실시예의 전단(前段) 모듈에 상당하고 있다.

진공 반송실(23)은 진공 분위기로 유지되며 로드록실(22a, 22b)과 각 처리실(4A ~ 4C) 간에서 기판(S)이 반송되는 공간이다. 진공 반송실(23) 내에는 본 실시예의 반송 기구인 제 2 반송 기구(5)가 설치되어 있어, 당해 제 2 반송 기구(5)에 의해 기판(S)이 반송되도록 되어 있다. 제 2 반송 기구(5)의 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.

또한, 상기 제 1 반송 기구(3)로부터 로드록실(22a, 22b) 내로 기판(S)이 반입출되는 개구부, 로드록실(22a, 22b)과 진공 반송실(23)의 사이, 진공 반송실(23)과 각 처리실(4A ~ 4C)의 사이에는 이들을 기밀하게 씰링하고, 또한 개폐 가능하게 구성된 게이트 밸브(G1 ~ G3)가 각각 설치되어 있다.

처리실(4A ~ 4C)은 그 내부에서 기판(S)에 대하여 에칭 처리를 실시하기 위한, 예를 들면 사각통 형상의 처리 용기이다. 본 예에서 처리실(4A ~ 4C)은, 예를 들면 일변이 1500 mm, 타변이 1800 mm 정도의 크기인 사각형의 기판(S)을 처리 가능하도록, 예를 들면 횡단 평면의 일변이 2.5 m, 타변이 2.2 m 정도의 크기로 구성되어 있다. 처리실(4A ~ 4C)은 본 실시예의 프로세스 모듈에 상당한다.

각 처리실(4A ~ 4C)의 내부에는 기판(S)을 재치시키는 재치대와 처리실(4A ~ 4C) 내로, 예를 들면 염소 가스 등의 에칭 가스를 공급하는 가스 공급부가 상하로 대향하도록 설치되어 있다. 그리고, 이들 재치대 및 가스 공급부는 처리실(4A ~ 4C) 내에 플라즈마를 발생시키기 위한 하부 전극, 그리고 상부 전극으로서의 역할을 각각 하고 있다. 그리고, 이들 재치대 및 가스 공급부, 예를 들면 재치대측에 고주파 전력을 인가함으로써, 처리 챔버(4A ~ 4C)내로 공급된 에칭 가스를 플라즈마화하여, 생성된 활성종에 의해 기판(S)의 에칭이 실행된다. 또한, 도 1 및 도 2에서는, 도시의 편의상 이들 재치대 및 가스 공급부의 기재는 생략하였다.

도 3은 제 2 반송 기구(5)의 외관 구성을 도시한 사시도이다. 본 예에서의 제 2 반송 기구(5)는 2 개의 반송 암(51, 52)을 상하 방향으로 2 단으로 설치하여, 이들 반송 암(51, 52)이 독립적으로 로드록실(22a, 22b) 또는 처리실(4A ~ 4C)에 대하여 기판(S)의 반입출을 행할 수 있다.

2 개의 반송 암(51, 52)은 지지부(53)에 지지된 암부(512, 522) 및 암부(512, 522) 상에 지지된 픽부(pick)(513, 523)를 슬라이드시킴으로써 신축 가능하게, 지지부(53)를 회전시킴으로써 회전 가능하게, 또한 이 지지부(53) 전체를 지지하는 지지판(551)을 승강시킴으로써 승강 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 각 반송 암(51, 52)은 암부(512, 522) 및 픽부(513, 523)를 슬라이드시키는 동작의 속도를 변경함으로써, 반송 암(51, 52)이 신축되는 속도(진퇴 속도)를 변경할 수 있도록 되어 있다.

도 4는 이상에서 설명한 구성을 구비한 에칭 장치(1)의 전기적 구성을 도시한 블록도이며, 당해 도 4에 도시한 바와 같이, 에칭 장치(1)는 제어부(61)와 메모리(62)를 가지는 컴퓨터를 구비하고 있다. 제어부(61)는 CPU(Central Processing Unit)(611)와 프로그램 저장부(612)로 이루어지고, 프로그램 저장부(612)에는 당해 에칭 장치(1)의 작용, 즉 캐리어 재치부(2A)에 재치된 캐리어(C1)로부터 기판(S)을 취출하여, 로드록실(22a, 22b), 진공 반송실(23)을 통과하여 당해 기판(S)을 처리실(4A ~ 4C)로 반입하여 소정의 에칭 처리를 실행한 후, 반입 시와는 반대 경로로 기판(S)을 반송하여 캐리어(C2)에 처리 후의 기판을 저장하기까지의 동작에 따른 제어에 대한 단계(명령)군이 포함된 프로그램이 기록되어 있다. 이 프로그램은, 예를 들면 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그넷 옵티컬 디스크, 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되고, 이들로부터 컴퓨터에 설치된다.

여기서, 상술한 동작을 실행함에 있어서, 본 실시예에 따른 에칭 장치(1)는 메모리(62) 내에 기억된 복수 종류의 레시피 데이터(621) 중에서 처리 대상 기판(S)에 대하여 실행될 처리 레시피에 대응되는 레시피 데이터(621)를 선택할 수 있도록 되어 있다. 여기서, 복수 종류 중에서 선택되는 레시피 데이터(621)는, 예를 들면 피에칭 재료 또는 에칭 깊이 등의 차이에 따라 각 처리실(4A ~ 4C) 내에서 실행되는 처리 시간인 에칭 처리 시간 등이 상이한 데이터가 포함되어 있다. 이 때문에, 실행되는 처리 레시피에 따라서는, 예를 들면 최고 속도로 제 2 반송 기구(5)를 동작시키면, 미처리 기판(S)이 처리실로 반입될 수 있는 상태가 되어도 이 처리실에서의 에칭 처리가 종료되지 않았기 때문에, 제 2 반송 기구(5)의 동작에 대기 시간이 발생되는 경우가 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 에칭 장치(1)의 제어부(61)는, 예를 들면 진공 반송실(23) 내에서 기판(S)을 반송하는 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도(본 예의 경우에는, 예를 들면 반송 암(51, 52)의 진퇴 속도)를 결정하는 프로그램(암 속도 결정 프로그램(613))을 구비하고 있어, 에칭 처리에 필요로 하는 시간과 제 2 반송 기구(5)의 소정의 동작에 필요로 하는 최단 시간(본 예의 경우에는, 예를 들면 메모리(62)에 저장된 최단 시간 데이터(622))을 비교하여, 제 2 반송 기구(5)의 동작에 대기 시간이 발생되게 되는 경우에는 제어부(61)로부터 반송 암(51, 52)의 동작 속도를 늦추는(반송 속도를 감소시킴) 제어 신호를 출력함으로써 제 2 반송 기구(5)를 구성하는 부품의 손모(損耗) 를 억제할 수 있도록 되어 있다. 이와 같은 기능을 구비한 에칭 장치(1)의 작용에 대하여 이하에 설명한다.

먼저, 본 예의 에칭 장치(1)로 기판(S)을 반입한 후에, 에칭 처리를 실행하고, 처리 후의 기판(S)을 반출하기까지의 전체의 동작에 대하여 간단하게 설명한다. 기판(S)의 처리를 개시함에 있어서, 예를 들면 오퍼레이터가 도시하지 않은 인터페이스 화면을 통하여 금회의 처리에서 실행할 레시피 데이터(621)를 선택하면, 당해 레시피 데이터(621)가 CPU(611)에 독출되어 처리 시간 등의 처리 조건이 설정된다.

그리고, 처리 대상 기판(S)을 저장한 캐리어(C1)가 캐리어 재치부(2A)에 재치되면, 제 1 반송 기구(3)의 2 매의 반송 암(31, 32)을 진퇴 구동시켜, 미처리 기판(S)을 수용한 일방측의 캐리어(C1)로부터, 예를 들면 2 매의 기판(S)을 동시에 로드록실(22a, 22b)로 반입한다. 로드록실(22a, 22b) 내로 반입된 기판(S)은 버퍼 랙(26)에 의해 보지(保持)되며, 반송 암(31, 32)이 퇴피한 후 게이트 밸브(G1)를 닫고 로드록실(22a, 22b) 내를 배기하여 내부를 소정의 진공도까지 감압한다. 진공 배기를 마치면 포지셔너(25)를 동작시켜 기판(S)의 위치 결정을 행한다.

기판(S)의 위치 결정을 마치면, 로드록실(22a, 22b)과 진공 반송실(23) 사이의 게이트 밸브(G2)를 열고, 제 2 반송 기구(5)의 반송 암(51, 52)으로 2 매의 기판(S)을 수취하여 진공 분위기로 되어 있는 진공 반송실(23) 내로 반입한 후에 게이트 밸브(G2)를 닫는다. 미처리 기판이 반출된 로드록실(22a, 22b)은 진공 분위기에서 대기 분위기로 전환되고, 제 1 반송 기구(3)에 의해 새로운 미처리 기판을 반입한 후, 진공 분위기로 유지된다. 이어서, 당해 기판(S)에 대한 에칭 처리를 실행하는 처리실(4A)과 진공 반송실(23)의 사이의 게이트 밸브(G3)를 열어 기판(S)을 처리실(4A) 내로 반입하고 게이트 밸브(G3)를 닫는다. 마찬가지로, 처리실(4B) 내로도 기판(S)을 반입한다. 처리실(4B) 내로도 기판(S)을 반입한 후, 로드록실(22a, 22b)로부터 미처리 기판 2 매를 반출하고, 1 매를 처리실(4C) 내로 반입한다.

처리실(4A ~ 4C) 내의 재치대에 기판(S)이 재치되어 게이트 밸브(G3)가 닫히면, 가스 공급부로부터 처리 가스가 공급되고, 또한, 예를 들면 하부 전극인 재치대측으로 고주파 전력이 공급되어, 재치대와 가스 공급부 간에 플라즈마가 형성되어 기판(S)에 대한 에칭 처리가 실행된다.

처리실(4A)에서 에칭 처리를 마치면 제 2 반송 기구(5)에 의해 처리 완료 기판(S)을 수취하는 한편, 미처리의 다음 기판(S)을 반입한다. 그 후, 게이트 밸브(G2)를 열어 로드록실(22a)로부터 미처리의 새로운 기판(S)을 수취하는 한편, 처리 완료 기판(S)을 반입한다. 처리 완료 기판(S)이 반입된 로드록실(22a)은 진공 분위기를 대기 분위기로 전환한 후 게이트 밸브(G1)를 연다. 제 1 반송 기구(3)는 로드록실(22a)로부터 처리 완료 기판(S)을 수취하는 한편, 미처리 기판(S)을 반입한다. 처리 완료 기판(S)은 처리 완료 기판용의 캐리어(C2)로 반송되고, 당해 기판(S)에 대한 일련의 동작을 마친다.

여기서, 본 실시예에 따른 에칭 장치(1)는 상술한 동작을 연속적으로 실행함으로써 복수 매의 기판(S)에 대하여 에칭 처리를 행할 수 있다. 상술한 설명에서는 에칭 장치(1)의 운전 개시 시의 동작에 주목하여, 기판(S)을 장치(1) 내로 반입한 후 에칭 처리를 실행하고, 장치(1)로부터 반출하기까지의 동작을 개관하였다. 다음은, 운전 개시 후 각 처리실(4A ~ 4C)로 2 회째 이후의 기판(S)의 반송이 행해지고, 이들 처리실(4A ~ 4C)에서 연속적으로 기판(S)의 처리를 실행하는 동작에서 제 2 반송 기구(5)를 이용하여 이들 2 회째 이후의 기판(S)의 반입 동작이 어떻게 행해지며, 또한 처리 레시피에 따라 변화되는 처리 시간에 대응하여 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도(예를 들면, 반송 암의 동작 속도)가 어떠한 방법으로 변경되는지에 대하여 상세하게 설명한다.

도 5는 처리실(4A ~ 4C)에서 실행되는 2 회째 이후의 기판(S)에 대한 에칭 처리 및 이들 처리실(4A ~ 4C)과 로드록실(22a, 22b) 간의 제 2 반송 기구(5)에 의한 기판(S)의 반송 동작의 실행 타이밍을 나타낸 타임 차트이다. 이 타임 차트는 기판(S)의 반입출 동작이 정상 상태로 되어 있는 경우에서의 각 기기의 가동 상태를 나타내고 있다. 또한, 이 도면에서는, 설명의 편의상 도 1 및 도 2에서 부호 4A를 부여하여 도시한 처리실을 제 1 처리실(4A), 부호 4B를 부여한 것을 제 2 처리실(4B), 부호 4C를 부여한 것을 제 3 처리실(4C)로 표시하였다.

기술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 에칭 장치(1)는 선택된 처리 레시피에 기초하여 실행되는 에칭 처리 시간과 제 2 반송 기구(5)에 의한 기판(S)의 반입출 동작을 비교하여, 당해 반입출 동작에 대기 시간이 발생되는 경우에는 반송 암(51, 52)의 동작 속도를 늦추는 기능을 구비하고 있다. 이 기능에 관하여, 도 5는 제 2 반송 기구(5)를 미리 설정된 속도, 예를 들면 최고 속도로 동작시켜, 각 처리실(4A ~ 4C)에서의 에칭 처리 시간이 동일한 경우의 타임 차트를 나타내고 있다. 도 5에는 각 처리실(4A ~ 4C)에 대한 동작을 상하 방향으로 3 단으로 구분하여 표시하였고, 각 단에서는 상단측의 차트에 각 처리실(4A ~ 4C)에 대한 제 2 반송 기구(5)의 동작 타이밍을 나타내고, 하단측의 차트에 에칭 처리의 타이밍을 나타내고 있다. 또한, 각 차트는 왼쪽으로부터 오른쪽을 향하여 횡방향으로 시간이 진행되는 것으로 한다.

각 단의 상단측의 차트에 사선으로 해칭(hatching)한 칼럼(column)은 처리실(4A ~ 4C)의 게이트 밸브(G3)를 열어 처리를 마친 기판(S)을, 예를 들면 반송 암(52)으로 취출하고, 이 대신에 반송 암(51)에 보지되어 있는 미처리 기판(S)을 처리실(4A ~ 4C) 내로 반입하고 게이트 밸브(G3)를 닫기까지의 처리실(4A ~ 4C)측에서의 기판(S)의 교체 동작을 나타내고 있으며, 부호 ‘PC1’는 당해 동작에 필요로 하는 시간을 나타내고 있다. 또한, 마찬가지로 상단측 차트에 세로선으로 해칭한 칼럼은, 예를 들면 제 2 반송 기구(5)를 회전시켜 반송 암(51, 52)을 로드록실(22a)과 대향시키고, 로드록실(22a)의 게이트 밸브(G1)를 열어 반송 암(51)을 진입시켜 미처리 기판(S)을 버퍼 랙(26)으로부터 수취한 후, 반송 암(52)에 보지되어 있는 처리 완료 기판(S)을 로드록실(22a) 내의 버퍼 랙(26)으로 전달하고, 제 2 반송 기구(5)를 재차 회전시켜 처리실(4A ~ 4C)측과 대향시키기까지의 로드록실(22a) 측에서의 기판(S)의 교체 동작을 나타내고 있다. 부호 ‘LL1’은 이 동작에 필요로 하는 시간을 나타내고 있으며, 로드록실(22b)측에서의 기판(S)의 교체 동작에 필요로 하는 시간도 동일하다. 로드록실(22a, 22b)에 대한 기판(S)의 교체 동작은 교호로 행해진다. 한편, 하단측의 차트의 흰색으로 표시한 칼럼은 각 처리 챔버(4A ~ 4C)에서 실행되는 에칭 처리를 나타내며, 부호 ‘P1’은 이 처리에 필요로 하는 시간을 나타내고 있다.

이하, 도 5의 타임 차트로 나타낸 에칭 장치(1)의 동작을 설명한다. 먼저, 제 1 처리실(4A)에 대하여 상단측 차트에 나타낸 바와 같이 제 2 반송 기구(5)가 제 1 처리실(4A)에서의 기판(S)의 교체 동작을 실행하여, 제 1 처리실(4A)로의 미처리 기판(S)의 반입을 마치면, 그 하단에 나타낸 바와 같이 제 1 처리실(4A)은 당해 기판(S)에 대하여 에칭 처리를 개시한다. 이 에칭 처리와 병행하여 제 2 반송 기구(5)는 제 1 처리실(4A)로부터 취출된 기판(S)을 로드록실(22a)로 반입하고 미처리 기판(S)을 수취하는 로드록실(22a)측의 교체 동작을 실행한다.

새로운 기판(S)을 수취하면, 제 2 반송 기구(5)는 2 단째의 상단측의 차트에 나타낸 바와 같이 제 2 처리실(4B)에서 처리를 마친 기판(S)을 취출하고 새로운 기판(S)을 반입하는 교체 동작을 실행한다. 그리고, 제 2 처리실(4B)은 반입된 기판(S)에 대한 에칭 처리를 실행하고, 제 2 반송 기구(5)는 이와 병행하여 로드록실(22b)측에서의 기판(S)의 교체 동작을 실행한다.

이와 같이 하여, 제 3 처리실(4C)에 대해서도 기판(S)의 교체 동작과 이에 이어지는 에칭 처리 및 로드록실(22a)측의 교체 동작을 행한다. 그리고, 도 5에 나타낸 예에서는, 이 제 3 처리실(4C)로부터 수취된 기판(S)에 대한 로드록실(22a)측에서의 기판(S)의 교체 동작이 종료된 타이밍과 동일한 타이밍으로 제 1 처리실(4A)의 에칭 처리가 종료되어, 제 2 반송 기구(5)는 대기 시간이 발생되지 않고 제 1 처리실(4A)에 대한 다음 기판(S)의 교체 동작을 실행한다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 에칭 장치(1)는 제 1 처리실(4A) → 제 2 처리실(4B) → 제 3 처리실(4C) → 제 1 처리실(4A) → …과 같이 미리 정해진 순서에 기초하여 차례로 기판(S)의 반입출을 행한다. 그리고, 각 처리실(4A ~ 4C)로 기판(S)이 반입되면 에칭 처리를 실행하고, 이와 병행하여 로드록실(22a)과 로드록실(22b)측에서의 기판(S)의 교체 동작을 차례로 교호로 실행해 간다.

그리고, 도 5에 나타낸 예에서는 (1) 제 1 처리실(4A)로부터 취출된 기판(S)의 로드록실(22a)측에서의 교체 동작, (2) 제 2 처리실(4B)에서의 기판(S)의 교체 동작, (3) 제 2 처리실(4B)로부터 취출된 기판(S)의 로드록실(22b)측에서의 교체 동작, (4) 제 3 처리실(4C)에서의 기판(S)의 교체 동작, (5) 제 3 처리실(4C)로부터 취출된 기판(S)의 로드록실(22a)측에서의 교체 동작까지의 일련의 동작에 필요로 하는 시간 ‘PC1 × 2 + LL1 × 3’과, 이들 동작과 병행하여 실행되는 제 1 처리실(4A)에서의 에칭 처리 시간 ‘P1’이 동일하게 되어 있다.

여기서, 제 1 처리실(4A)에 주목했을 때, 상술한 (1) ~ (5)까지의 일련의 동작에 필요로 하는 시간은 당해 제 1 처리실(4A)에서 기판(S)의 처리가 개시 가능해진 후에(동작 (1)의 개시 시점과 일치하고 있음), 다음 기판(S)의 반입이 개시 가능해지기까지(동작 (5)의 종료 시점과 일치하고 있음)의 시간인 것을 알 수 있다. 그리고, 기술한 바와 같이, 도 5는 제 2 반송 기구(5)를 최고 속도로 동작시킨 경우의 타임 차트를 나타내고 있고, 본 예와 같이 (1) ~ (5)까지의 동작 시간과 제 1 처리실(4A)에서의 처리 시간 ‘P1’이 일치하고 있는 경우에, 처리를 마친 기판(S)은 대기 시간이 발생되지 않고 제 1 처리실(4A)로부터 취출된다.

한편, (1) ~ (5)까지의 동작에 필요로 하는 시간(에칭 처리와 병행하여 실시되는 교체 동작의 시간이므로, 이하 ‘병행 동작 시간’이라고 함)보다 제 1 처리실(4A)에서의 처리 시간 ‘P1’이 짧은 경우에는 기판(S)의 교체 동작을 개시할 수 없으므로, 처리를 마친 기판(S)은 제 2 반송 기구(5)가 (5)의 동작을 마칠 때까지 제 1 처리실(4A) 내에서 대기하게 된다.

이상에서 설명한 병행 동작 시간((1) ~ (5)의 동작 시간)과 에칭 처리 시간의 관계는 다른 처리실(4B, 4C)에서도 동일한 관계가 있다. 따라서, 각 처리실(4A ~ 4C)에서 기판(S)의 처리가 개시 가능해진 후에 다음 기판(S)의 반입이 개시 가능해지기까지 필요로 하는 시간(병행 동작 시간과 동일함)과 각 처리실(4A ~ 4C)에서의 에칭 처리 시간을 비교했을 때, ‘병행 동작 시간 ≥ 에칭 처리 시간’의 관계가 있을 때에는 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도를 올릴수록 에칭 장치(1)의 스루풋이 향상된다.

따라서, 이 경우에는 제 2 반송 기구(5)를 최고 속도로 동작시키는 것이 바람직하며, 본 실시예에 따른 에칭 장치(1)의 제어부(61)는 암 속도 결정 프로그램(613)의 명령에 기초하여 에칭 처리 시간과 제 2 반송 기구(5)를 최고 속도로 동작시킨 경우의 병행 동작 시간(이하, 최단 동작 시간이라고 함)을 비교하여, ‘최단 동작 시간 ≥ 에칭 처리 시간’의 관계에 있는 경우에는 제 2 반송 기구(5)를 최고 속도로 동작시키도록 되어 있다. 제어부(61)에 의한 당해 판단 시퀀스의 상세에 대해서는 후술한다.

한편, 선택되는 처리 레시피에 따라서는 ‘최단 동작 시간 < 에칭 처리 시간’이 되는 경우도 있다. 도 6은 에칭 처리에 필요로 하는 시간 ‘P2’가 상기의 최단 동작 시간 ‘PC1 × 2 + LL1 × 3’보다 긴 경우의 타임 차트를 나타내고 있다. 이 경우에는, 제 2 반송 기구(5)를 최고 속도로 동작시켰다고 해도 (5)의 로드록실(22a)의 교체 동작을 마친 시점에서 아직 제 1 처리실(4A)의 에칭 처리가 종료되지 않았으므로, 당해 처리실(4A)에서 기판(S)의 교체 동작을 개시할 수 없어 제 2 반송 기구(5)의 일련의 동작에 대기 시간이 발생된다.

이와 같이, 제 2 반송 기구(5)측에서 대기 시간이 발생되는 경우에, 에칭 장치(1) 전체에서의 기판(S)의 연속 처리의 속도를 결정하는 것은 에칭 처리 속도이기 때문에, 제 2 반송 기구(5)를 최고 속도로 동작시켜도 대기 시간이 길어질 뿐이다. 따라서, 본 실시예에 따른 에칭 장치(1)는 병행 동작((1) ~ (5)의 동작)의 최단 동작 시간과 에칭 처리 시간을 비교하여 ‘최단 동작 시간 < 에칭 처리 시간’이 되는 경우에는, 이 조건에서 발생되는 제 2 반송 기구(5)의 대기 시간의 길이에 따라 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도를 늦춤으로써, 제 2 반송 기구(5)의 부품의 손모를 억제하고 있다.

예를 들면, 도 6에 나타낸 바와 같이, ‘최단 동작 시간(PC1 × 2 + LL1 × 3) < 에칭 처리 시간(P2)’이 되는 프로세스 레시피가 선택된 결과, 제 3 처리실(4C)로부터 취출된 기판(S)을 로드록실(22a)에서 교체하는 동작((5)의 동작)이 종료된 후에 제 1 처리실(4A)로 다음 기판(S)을 반입 가능해지기까지의 동안에 대기 시간이 발생되는 경우의 대응예를 도 7에 나타낸다. 도 7의 예에서는 병행 동작 시간((1) ~ (5)까지의 동작에 필요로 하는 시간)이 에칭 처리 시간과 동일해지도록, 예를 들면 (5)의 로드록실(22a)의 교체 동작에 따른 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도를 늦추어 이 동작 시간을 ‘LL2(> LL1)’로 하고 있다. 바꾸어 말하면, 도 7의 예에서는 제 1 처리실(4A)로의 2 회째 이후의 기판(S)의 반입 직전에 행하는 로드록실(22a)에 대한 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도를 늦추고 있는 것이 된다.

도 7에 나타낸 예와 같이, 도 6의 케이스에서 발생된 대기 시간만큼 (5)의 동작에 따른 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도를 늦추어 ‘병행 동작 시간(PC1 × 2 + LL1 × 2 + LL2) = 에칭 처리 시간(P2)’으로 함으로써, 제 3 처리실(4C)로부터 취출된 기판(S)을 로드록실(22a)로 반입한 후 새로운 기판(S)을 수취하면, 대기 시간이 발생되지 않고 즉시 제 1 처리실(4A)로 당해 기판(S)을 반입할 수 있다.

상기의 사고방식을 일반화하여 정리하면, 서로 동일한 프로세스를 행하는 n 개(n은 2 이상의 정수)의 처리실(4)(프로세스 모듈)이 설치되어 있는 경우에, 제 2 반송 기구(5)는 처리실(4)로부터 처리 후의 기판(S)을 반출하고, 또한 로드록실(22a, 22b)(전단 모듈)로부터 반송된 기판(S)을 전달한 후, 이 처리 후의 기판(S)을 로드록실(22a, 22b)로 반입하고, 이어서 새로운 기판(S)을 수취하는 동작을 1 번째의 처리실(4)로부터 n 번째의 처리실(4)에 대하여 차례로 연속하여 1 사이클을 실행하도록 제어되고, 반송 기구가 미리 설정한 속도(예를 들면, 최고 속도)로 반송하여 상기 1 사이클을 행하면, 다음의 1 사이클의 개시 시에 1 번째의 처리실(4)이 처리 중이어서 대기 시간이 발생될 때에, n 번째의 처리실(4)로부터 처리 완료 기판(S)을 반출한 후의 반송 동작을 미리 설정된 속도보다 느린 속도로 행하도록 제어 신호를 출력하고 있다고 하는 것이 된다.

여기서, (5)의 동작에 주목하여 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도를 늦추고 있는 이유는 (1) ~ (4)까지의 동작에 따른 동작 속도를 늦추면 각 처리실(4A ~ 4C)로 기판(S)이 반입되는 타이밍이 늦어지는 결과, 제 1 처리실(4A)에서 에칭 처리를 개시한 후에 제 3 처리실(4C)에서 에칭 처리를 마치기까지의 1 사이클 전체의 처리 시간이 길어져, 에칭 장치(1)의 스루풋이 저하되기 때문이다.

또한, 도 7의 예에서는 병행 동작 시간과 에칭 처리 시간이 일치(대기 시간이 없어짐)하도록 (5)의 동작 시간을 조절했지만, 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도를 늦추는 정도는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 6에 나타낸 동작 시간 ‘LL1’보다 길고 도 7에 나타낸 동작 시간 ‘LL2’이하로 대기 시간이 짧아지는 동작 시간의 범위 내라면, 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도를 늦추는 효과를 얻을 수 있다.

이어서, 도 6에 나타낸 바와 같이, ‘최단 동작 시간(PC1 × 2 + LL1 × 3) < 에칭 처리 시간(P2)’이 되는 처리 레시피가 선택된 경우에, (5)의 동작에 따른 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도를 조절하는 방법에 대하여 설명한다. 도 8은 로드록실(22a)측에서의 기판(S)의 교체 동작의 내용을 나타내고 있다. 여기서, 기술한 바와 같이, 로드록실(22a, 22b)에 대한 기판(S)의 교체 동작은 교호로 행해지는 한편, 처리실(4A ~ 4C)은 3 대 있으므로 (5)의 동작은 로드록실(22b)과의 사이에서 행해지는 경우도 있지만, 편의상 이하의 설명에서는 로드록실(22a)에 주목하여 설명한다. 따라서, 이하의 도 8 내지 도 10을 이용하여 행하는 설명은 로드록실(22b)에 대한 반송 동작에 대해서도 성립된다.

도 8에 따르면, 처리실(4A ~ 4C) 중 어느 하나에서 처리 완료 기판(S)을 수취한 제 2 반송 기구(5)는 지지부(53)를 회전시켜 반송 암(51, 52)을 로드록실(22a)과 대향시키는 한편, 로드록실(22a)측에서는 게이트 밸브(G2)를 열고 대기한다(동작(M1), 소요 시간 A 초). 이어서, 기판(S)을 가지고 있지 않은 반송 암(51)을 신장 시켜 로드록실(22a) 내로 진입시키고(동작(M2), 소요 시간 B 초), 미처리 기판(S)을 버퍼 랙(26)으로부터 수취하고(동작(M3), 소요 시간 C 초), 이 반송 암(51)을 퇴축(退縮)시켜 기판(S)을 반출한다(동작(M4), 소요 시간 B 초).

그리고, 제 2 반송 기구(5)를 상하 이동시켜 처리 완료 기판(S)을 보지하고 있는 반송 암(52)을 로드록실(22a)의 개구부의 높이 위치까지 이동시키고(동작(M5), 소요 시간 D 초), 이 반송 암(52)을 신장시켜 로드록실(22a) 내로 진입시킨 후(동작(M6), 소요 시간 B 초), 처리 완료 기판(S)을 버퍼 랙(26)으로 재치시킨다(동작(M7), 소요 시간 C 초). 그리고, 반송 암(52)을 퇴축시켜 로드록실(22a)로부터 퇴출시킨 후(동작(M8), 소요 시간 B 초), 이어서 기판(S)을 반입하는 처리실(4A ~ 4C)과 반송 암(51, 52)을 대향시키기 위하여 지지부(53)를 회전시키고, 또한 게이트 밸브(G2)를 닫아 당해 교체 동작을 마친다(동작(M9), 소요 시간 A 초).

여기서, 도 8에 나타낸 각 신축 동작(M2, M4, M6, M8)의 소요 시간 ‘B’는 반송 암(51, 52)을 최고 속도로 동작시킨 경우의 소요 시간을 나타내고 있다.

여기서, 도 8에 나타낸 기판(S)의 교체 동작에서는 각 반송 암(51, 52)의 신장 동작(M2, M6), 퇴축 동작(M4, M8)에 필요로 하는 시간은 B 초로 일정하게 되어 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 에칭 장치(1)에서는 이들 신축 동작에서의 반송 암(51, 52)의 신축 속도를 늦추어, 예를 들면 이들 M2, M4, M6, M8의 동작 시간을 ‘B´초(> B초)’로 함으로써 (5)의 동작 시간을 ‘LL2’로 하고 있다.

여기서, 반송 암(51, 52)의 신축 동작을 느리게 하여 도 6에 나타낸 (5)의 동작 시간 ‘LL1’을 도 7에 나타낸 동작 시간 ‘LL2’로 하기 위해서는, 도 6에 나타낸 대기 시간에 상당하는 시간을 상기의 신축 동작(M2, M4, M6, M8)에 할당하면 된다. 이 대기 시간은, 도 6에 나타낸 각 처리 챔버(4A ~ 4C)에서의 에칭 처리 시간 ‘P2’로부터 (1) ~ (5)까지의 최단 동작 시간 ‘PC1 × 2 + LL1 × 3’을 뺀 시간이다. 따라서, 각 신축 동작에 할당되는 대기 시간은 ‘P2 - (PC1 × 2 + LL1 × 3)’이고, 반송 암(51, 52)을 최고 속도로 동작시켰을 때의 소요 시간 ‘B’에 상기 대기 시간을 4 분할한 값을 가산한 값 ‘B´ = B + {P2 - (PC1 × 2 + LL1 × 3)} / 4’가 대기 시간을 없애기 위한 새로운 소요 시간이 된다.

이어서, 반송 암(51, 52)의 각 신축 동작에 필요로 하는 소요 시간을 ‘B → B´’로 변경하는 방법의 일례에 대하여 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다. 도 9는 반송 암(51, 52)의 신장 동작(M2, M6)의 예를 나타내고, 도 10은 퇴축 동작(M4, M8)을 나타내고 있다. 각 도의 가로축은 신축 동작에 필요로 하는 소요 시간 [초], 세로축은 동작 속도 [m / 초]를 나타내고 있다. 또한, 세로축은 제 2 반송 기구(5)측으로부터 로드록실(22a)측으로 신장되는 속도를 양의 값, 로드록실(22a)측으로부터 제 2 반송 기구(5)측으로 퇴축되는 속도를 음의 값으로 나타내고 있다.

예를 들면, 도 9에 나타낸 신장 동작에서, 반송 암(51, 52)을 제 2 반송 기구(5) 상의 대기 위치로부터 로드록실(22a) 내의 기판(S)의 전달 위치까지 신장시키는 동작에 필요로 하는 시간을 ‘B → B´ [초]’로 변경하기 위해서는, 반송 암(51, 52)의 동작 속도를 ‘b → b´ [m / 초](b > b´)’로 변경하면 된다.

이 때, 반송 암(51, 52)의 가속도(단위 시간에 대한 동작 속도의 경사)가 ‘a [m / 초²]’로 일정한 경우에는, 동작 속도가 ‘b, b´’인 경우에서의 반송 암(51, 52)의 이동 거리는 각각 도 9에 실선 및 파선으로 나타낸 사다리꼴의 면적으로 나타난다. 따라서, 소요 시간을 ‘B´’로 변경한 경우에서의 사다리꼴의 면적이 동작 속도 ‘b’, 소요 시간 ‘B’인 사다리꼴의 면적과 동일해지도록 새로운 동작 속도 ‘b´’를 구하면 된다. 그리고, 상술한 ‘B´’의 산출식에서 각 신축 동작에 가산되는 시간을 ‘ΔB = {P2 - (PC1 × 2 + LL1 × 3)} / 4’로 하면, ‘b´ = b × {B / (B + ΔB)}’인 경우에 2 개의 사다리꼴의 면적이 동일해진다.

그리고, 이와 같은 사고방식에 기초하여 결정된 반송 암(51, 52)의 동작 속도 ‘b´’가 얻어지는 가속 시간 ‘T1’을 산출하고, 가속도 ‘a’로 시간 ‘T1’만큼 반송 암(51, 52)을 가속하여 속도 ‘b´’로 하여, 이대로 시간 ‘B´- 2 × T1’만큼 정속(定速) 운동시킨 후 가속도 ‘- a’로 시간 ‘T1’만큼 감속시킴으로써, 동작 개시로부터 ‘B´’ 초 후에 반송 암(51, 52)을 기판(S)의 전달 위치에서 정지시킬 수 있다.

또한, 퇴축 동작의 경우에는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 신장 동작의 경우와는 가속 방향을 반전시켜 반송 암(51, 52)을 동작시키면 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 에칭 장치(1)는 선택된 처리 레시피로 실행되는 에칭 처리 시간에 따라 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도를 변경할 수 있도록 되어 있다. 도 11은 이 동작 속도를 변경함에 있어서 암 속도 결정 프로그램(613)에 기초하여 실행되는 동작의 흐름을 나타내고 있다. 에칭 장치(1)에서 기판(S)의 처리를 개시함에 있어서(시작), 금회의 처리에서 실행할 레시피 데이터(621)가 선택되면(단계(S1)), 선택된 레시피 데이터(621)에 기억되어 있는 에칭 처리 시간과 (1) ~ (5)까지의 병행 동작에 필요로 하는 최단 동작 시간을 비교한다(단계(S2)). 비교 결과, ‘최단 동작 시간 ≥ 에칭 처리 시간’인 경우에는(단계(S3); YES), 반송 암(51, 52)의 동작 속도를 최고 속도로 설정하여(단계(S4)), 동작 속도의 변경 작업을 마친다(종료).

한편, ‘최단 동작 시간 < 에칭 처리 시간’인 경우에는, 처리 시간과 최단 동작 시간의 차이로부터 (5)의 동작에서의 반송 암(51, 52)의 새로운 동작 시간 ‘B´’를 계산한다(단계(S5)). 그리고, 계산한 동작 시간에 따라 상기 동작에서의 반송 암(51, 52)의 동작 속도를 설정하고(단계(S6)), 동작 속도의 변경 작업을 마친다(종료).

여기서, 도 5 내지 도 11을 이용한 이상의 설명에서는, 미리 설정되어 있는 속도가, 예를 들면 제 2 반송 기구의 최고 속도인 경우에 대하여 설명했지만, 이 미리 설정되어 있는 속도가 최고 속도보다 느린 경우에도 동일한 사고방식이 성립된다. 예를 들면, 에칭 장치(1)의 운전 개시 시에 오퍼레이터가 최고 속도까지의 범위 내에서 동작 속도를 설정하는 경우 등에는 이것이 미리 설정된 속도가 된다. 이 경우에는 도 5 내지 도 11의 설명에서 이용한 최단 동작 시간을 당해 설정된 동작 속도에 대응된 동작 시간으로 치환함으로써, 지금까지의 설명과 동일한 동작을 실행할 수 있다.

본 실시예에 따른 에칭 장치(1)에 따르면 이하의 효과가 있다. 프로세스 모듈인 처리실(4A ~ 4C)과 전단 모듈인 로드록실(22a) 또는 로드록실(22b) 간의 기판(S)의 반송 동작을 미리 설정된 속도로 실시하면, 제 2 반송 기구(5)의 일련의 동작에 대기 시간이 발생될 때에 이 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도를 늦추므로(반송 속도를 감소시킴), 반송 암(51, 52)을 필요 이상으로 과도하게 가동시키지 않고 종래보다 완화된 조건 하에 사용할 수 있다. 이 결과, 반송 암(51)을 구성하는 부품의 손모가 억제되어 부품의 교환 주기 또는 에칭 장치(1)의 메인터넌스 주기를 길게 하여, 부품의 교환에 필요로 하는 비용 또는 메인터넌스에 수반하는 장치 가동률의 저하를 억제할 수 있다.

이상, 도 1 내지 도 11을 이용하여 설명한 형태에서는 2 개의 로드록실을 가지는 멀티 챔버형의 에칭 장치(1)의 예를 나타냈지만, 본 발명을 적용 가능한 처리 장치는 멀티 챔버 시스템에 한정되지 않고, 예를 들면 1 개의 로드록실(22)에 진공 반송실(23)을 개재하여 1 개의 처리실(4A)이 접속된 싱글 챔버형의 에칭 장치(1)여도 좋다. 도 12a는 처리실(4A)에서의 1 사이클의 택트(tact) 타임 중에 실행되는 로드록실(22)측에서의 기판(S)의 교체 동작(최단 동작 시간 ‘LL1’), 처리실(4A)측에서의 기판(S)의 교체 동작(최단 동작 시간 ‘PC1’), 처리실(4A)에서의 에칭 처리(처리 시간 ‘P1’)의 관계를 나타낸 타임 차트이다. 이들 도에서도 사선으로 해칭한 칼럼은 처리실(4A)측의 교체 동작, 세로선으로 해칭한 칼럼은 로드록실(22)측의 교체 동작, 흰색의 칼럼은 에칭 처리를 나타내고 있다. 본 도면에 따르면 ‘LL1 ≥ P1’의 관계가 성립되는 경우에는 기판(S)의 교체 동작이 택트 타임을 결정하므로, 제 2 반송 기구(5)는 최고 속도로 동작시키는 것이 바람직하다.

이에 반해, 실행하는 처리에 따라 에칭 처리 시간이 길어져 새로운 처리 시간 ‘P2’와의 관계에서 ‘LL1 < P2’의 관계가 성립되는 경우에는, 택트 타임은 에칭 처리 시간으로 결정되며, 제 2 반송 기구(5)를 최고 속도로 동작시키면 대기 시간이 발생된다(도 12b). 따라서, 이 경우에는 도 12c에 나타낸 바와 같이, 로드록실(22) 측에서의 기판(S)의 교체 동작 시간 ‘LL2’가 에칭 처리 시간보다 길어지지 않는 범위에서 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도를 늦춤으로써, 대기 시간을 없애거나 짧게 하여 제 2 반송 기구(5)를 구성하는 부품의 손모를 억제할 수 있다.

이상, 도 7 또는 도 12의 타임 차트에 나타낸 예는, 로드록실(22)측에서의 기판(S)의 교체 동작을 실행할 때에, 로드록실(22)은 대기 분위기로부터 진공 분위기로의 전환을 완료하여, 로드록실(22)의 동작이 제 2 반송 기구(5)에 의한 기판(S)의 교체 동작의 방해가 되지 않는 경우를 나타내고 있다. 그러나, 로드록실(22)로 처리 완료 기판(S)이 반입된 후에는, 진공 분위기를 대기 분위기로 전환하는 동작, 처리 완료 기판(S)을 캐리어(C2)측으로 반출하고 미처리의 새로운 기판(S)을 반입하는 제 1 반송 기구(3)측의 교체 동작, 새로운 기판(S)이 반입되면 로드록실(22) 내를 진공 배기하여 진공 분위기로 전환하는 동작의 각 동작을 실행할 필요가 있다. 이들 동작은 처리실(4A ~ 4C)의 교체 동작을 실행하고 있는 기간 중에 병행하여 행해진다. 예를 들면, 1 개의 로드록실(22)만 구비한 멀티 챔버 시스템의 경우에는, 로드록실(22)의 교체 동작을 즉시 개시할 수 없는 경우도 있다. 이하, 도 13 내지 도 15를 이용하여, 이와 같은 경우에도 본 발명이 적용 가능하다는 것을 간단하게 설명한다.

도 13은 1 개의 로드록실(22)과 3 개의 처리 챔버(4A ~ 4C)를 구비한 에칭 장치(1)에서, 로드록실(22)측의 진공 배기 등의 동작이 당해 로드록실(22)에서의 기판(S)의 교체 동작에 영향을 미치는 경우의 타임 차트를 나타내고 있다. 타임 차트의 구성은 기술한 도 5 등과 동일하지만, 최상단의 그레이스케일(greyscale)로 해칭한 칼럼은 로드록실(22)측의 대기측에서의 기판(S)의 교체 또는 그 후의 진공 배기 등의 동작을 나타내고 있고, 부호 ‘L1’은 당해 동작에 필요로 하는 시간을 나타내고 있다. 이 예에서는 ‘L1 > PC1(처리 챔버(4A ~ 4C)측의 기판(S)의 교체 시간)’로 되어 있어, 로드록실(22)측의 동작이 종료되지 않으면 당해 로드록실(22)의 진공 반송실(23)측으로부터의 기판(S)의 교체 동작(세로선으로 해칭한 칼럼)을 개시할 수 없다. 본 예에서도, 제 2 반송 기구(5)는 미리 설정된 속도, 예를 들면 최고 속도로 동작하는 것으로 한다.

따라서, 도 13의 예에서 에칭 동작과 병행하여 실시되는 동작은 처리실(4A ~ 4C)측의 기판(S)의 교체 동작, 로드록실(22)측의 교체 동작에 추가로 로드록실(22) 자체의 동작이 완료되어 로드록실(22)측의 교체 동작이 개시 가능해지기까지의 대기 시간을 고려해야 한다. 예를 들면, 제 1 처리실(4A)에 주목하면, 이들 시간은 제 1 처리실(4A)에 대하여 로드록실(22)의 동작을 마치고 기판(S)의 교체 동작을 개시하기까지의 대기 시간 ‘L1 - PC1’, 제 2 반송 기구(5)에 의한 로드록실(22)측의 교체 시간 ‘LL1’, 제 2 및 제 3 처리실(4B, 4C)의 교체 동작 ‘PC1 × 2’, 로드록실(22)의 동작 완료까지의 대기 시간 ‘(L1 - PC1) × 2’, 로드록실(22)측의 교체 시간 ‘LL1 × 2’의 합계가 된다. 이를 정리하면, 병행 동작 시간은 ‘(L1 - PC1) + L1 × 2 + LL1 × 3’으로 나타나며, 본 예에서는 이 병행 동작 시간이 에칭 처리 시간 ‘P1’과 동일하다.

이 때, 도 14에 나타낸 바와 같이, 에칭 처리 시간이 ‘P2(> P1)’가 되면, 제 3 처리실(4C)로부터 취출된 기판(S)의 로드록실(22)측의 교체 동작을 마친 후에 제 1 처리실(4A)로의 다음 기판(S)의 교체 동작을 개시하기까지의 기간에 새로운 대기 시간이 발생된다. 이러한 경우에서, 도 15에 나타낸 바와 같이, 제 3 처리실(4C)에서의 로드록실(22)의 교체 동작에 따른 동작 시간을 ‘LL2(> LL1)’로 함으로써 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도를 늦추어, 제 2 반송 기구(5)를 구성하는 부품의 손모를 억제할 수 있다. 이 경우에는, ‘새로운 병행 동작 시간((L1 - PC1) + L1 × 2 + LL1 × 2 + LL2) = 에칭 처리 시간(P2)’이 되도록, 예를 들면 반송 암(51, 52)의 신축 속도 등을 늦추어 대기 시간을 없애거나 대기 시간이 짧아지도록 LL2가 결정된다. 그리고, 대기 시간을 없애는 경우에는, 예를 들면 도 8에 나타낸 M2, M4, M6, M8의 동작 시간을 ‘B´ = B + [P2 - {(L1 - PC1) + L1 × 2 + LL1 × 3}］/ 4’로 함으로써 동작 시간의 조정을 행할 수 있다.

또한, 각 처리실(4A ~ 4C)과 로드록실(22)과의 사이의 제 2 반송 기구(5)의 회전 동작(도 8의 M1)의 속도를 늦추는 동작 시간의 조정도 행할 수 있다.

도 16a 내지 도 16c는 싱글 챔버형의 에칭 장치(1)에서 로드록실(22)의 동작이 기판(S)의 반입에 영향을 미치는 경우의 예를 나타내고 있다. 이들 도면에서도 사선으로 해칭한 칼럼은 처리실(4A)의 교체 동작, 세로선으로 해칭한 칼럼은 로드록실(22)측의 교체 동작, 흰색의 칼럼은 에칭 처리를 나타내고, 그레이스케일로 해칭한 칼럼은 로드록실(22)의 진공 배기 등의 동작을 나타내고 있다. 도 16a에 따르면, 로드록실(22) 자체의 동작 시간이 처리실(4A)측의 교체 시간보다 길어, 이 동작이 완료되지 않으면 당해 로드록실(22)측의 기판(S)의 교체 동작을 개시할 수 없다. 그리고, 도 16a에서는 ‘(L1 - PC1) + LL1 = P1’로 되어 있지만, ‘(L1 - PC1) + LL1 ≥ P1’의 관계가 성립되는 경우에는 기판(S)의 교체 동작이 택트 타임을 결정하므로, 제 2 반송 기구(5)는 최고 속도로 동작시키는 것이 바람직하다.

이에 반해, 에칭 처리 시간이 길어져 새로운 처리 시간 ‘P2’와의 관계에서 ‘(L1 - PC1) + LL1 < P2’의 관계가 성립되는 경우에는, 택트 타임은 에칭 처리 시간으로 결정되어, 제 2 반송 기구(5)를 최고 속도로 동작시키면 대기 시간이 발생된다(도 16b). 따라서, 이 경우에는 ‘(L1 - PC1) + LL2’로 계산되는 시간이 에칭 처리 시간보다 길어지지 않는 범위에서 로드록실(22)측에서의 기판(S)의 교체 동작 시간 ‘LL2’를 새로 결정하고, 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도를 늦춤으로써 제 2 반송 기구(5)를 구성하는 부품의 손모를 억제할 수 있다.

이상에서 설명한 각 예에서는, 반송 암(51, 52)의 신축 속도를 늦춤으로써 로드록실(22)측에서의 기판(S)의 교체 시간을 조절하는 방법을 예시했지만, 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도를 늦추는 방법은 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 진공 반송실(23)에서 제 2 반송 기구(5)를 회전시키는 동작(도 8의 M1, M9) 또는 제 2 반송 기구(5)의 승강 동작(도 8의 M5) 등에 따른 속도를 늦춤으로써, 상기의 교체 시간을 조절하도록 해도 좋다.

또한, 본 예에서는 처리실(4A ~ 4C)에 의해 기판(S)의 에칭 처리를 실행하는 예를 나타냈지만, 이들 처리실(4A ~ 4C) 내에서 실행되는 처리의 종류는 이에 한정되지 않고, 예를 들면 애싱 처리 또는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 성막 처리를 행해도 좋다. 또한, 멀티 챔버 시스템에서 처리실(4A)의 개수는 3 개의 예에 한정되지 않고, 2 개 또는 4 개 이상이어도 좋으며, 피처리체는 반도체 웨이퍼 등이어도 좋다.

또한, 예를 들면 2 개의 제 1 및 제 2 처리실(4A, 4B)을 에칭 처리를 행하는 처리실로서 구성하고, 남은 1 개의 제 3 처리실(4C)을 애싱 처리를 행하는 처리실로 하여, 로드록실(22) → 제 1 및 제 2 처리실(4A, 4B)(에칭 처리) → 제 3 처리실(4C)(애싱 처리) → 로드록실(22)의 순서로 기판(S)을 반송하는 처리 장치에서, 제 1 및 제 2 처리실(4A, 4B)로부터 제 3 처리실(4C)로의 기판(S)을 반송함에 있어서 대기 시간이 발생되는 경우에, 제 2 반송 기구(5)의 동작 속도를 늦추는 경우도 본 발명의 기술적 범위에 포함되어 있다. 이 경우에는, 예를 들면 에칭 처리를 행하는 제 1 및 제 2 처리실(4A, 4B)이 전단 모듈에 상당하고, 애싱 처리를 행하는 제 3 처리실이 프로세스 모듈에 상당한다.

이 외에 상술한 실시예에 따른 에칭 장치(1)에서는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 장치(1)의 운전 개시 시에 레시피 데이터(621)에 기억되어 있는 에칭 처리 시간과 (1) ~ (5)까지의 병행 동작에 필요로 하는 최단 동작 시간을 비교하여 (5)의 동작에서의 동작 속도를 미리 변경하는 판단을 행하고 있지만, 이와 같은 판단은 에칭 장치(11)의 운전 개시 시에 미리 행하는 경우에 한정되지 않고 반송 동작을 실행하면서 행해도 좋다. 예를 들면, 제 2 반송 기구(5)가 도 8에 나타낸 동작의 흐름에 기초하여 (5)의 동작을 실행하고 있어, 로드록실(22a, 22b) 내에 기판(S)을 재치시키는 동작(도 8의 M7)을 마친 시점에서 다음 기판(S)을 반송하는 처리실(4A ~ 4C)의 처리의 진행 상황을 확인하여, 대기 시간이 발생되게 되는 경우에는 이 대기 시간이 없어지거나 짧아지도록 기판(S)을 수취한 반송 암(52)의 퇴축 동작(도 8의 M8), 지지부(53)의 회전 동작(도 8의 M9)의 동작을 늦추어도 좋다.

또한, 수시로 자동적으로 처리 시간과 반송 시간의 관계에 대하여 연산 처리를 행하여, 반송 기구(5)의 동작 속도를 최적의 속도로 변경하도록 해도 좋다. 구체적인 예로 들자면, 예를 들어 플라즈마를 이용한 에칭 처리에 대하여, 플라즈마를 모니터 등으로 감시하고, 예를 들면 플라즈마의 발광 상태의 변화를 검지하여, 이 발광 상태가 변화되는 타이밍(엔드 포인트)에서 에칭 처리를 종료시킴으로써, 막 두께 등이 변화된 경우에도 균일한 에칭 결과를 얻을 수 있는 엔드 포인트 제어 등으로 불리는 방법이 있다. 이 경우에는 기판(S)의 반송 시간 등과 비교되는 에칭 처리 시간이 항상 변동될 가능성이 있으므로, 예를 들면 하나 전의 로트(한 캐리어(C1) 내에 저장된, 예를 들면 20 매의 기판(S))의 평균적인 처리 시간을 다음 로트의 처리 시간으로 가설정하고, 이 가설정된 처리 시간에 대하여 반송 기구(5)의 대기 시간이 발생될 때에 당해 반송 기구(5)의 반송 속도를 감소시켜도 좋다.

또한, 도 1 내지 도 3에 도시한 에칭 장치(1)의 제 2 반송 기구(5)는 복수, 예를 들면 2 개의 반송 암(51, 52)을 구비하고 있지만, 반송 암을 1 개만 구비하는 반송 기구에 대해서도 본 발명은 적용할 수 있다. 예를 들면, 도 17에 도시한 처리 장치(10)는 반입용, 반출용의 2 개의 캐리어(C1, C2)의 사이에 제 1 처리실(4A)(예를 들면, 기판(S)에 대한 막의 도포 처리가 행해짐), 제 2 처리실(4B)(예를 들면, 도포된 막의 가열 처리가 행해짐)이 직선 형상으로 배치되어 있고, 이들 각 캐리어(C1, C2), 처리실(4A, 4B)의 사이에 배치된 3 대의 반송 기구(5A ~ 5C)로 화살표의 방향으로 기판(S)을 반송하는 구성으로 되어 있다.

이 경우에, 반송 기구(5B)는 제 1 처리실(4A)에 대해서는 기판(S)의 반출 동작만을 행하고, 제 2 처리실(4B)에 대해서는 기판(S)의 반입 동작만을 행한다. 따라서, 도 1에 도시한 에칭 장치(1)과 같이 제 2 반송 기구(5)가 로드록실(22a, 22b)로부터 미처리 기판(S)을 반출하고 처리 완료 기판(S)을 반입한다고 하는 기판(S)의 교체 동작이 발생되지 않고, 반송 기구(5B)는 1 개의 반송 암으로 기판(S)을 반송할 수 있다.

이 때, 제 1 처리실(4A)(전단 모듈에 상당함)로부터 제 2 처리실(4B)(프로세스 모듈에 상당함)로의 기판(S)의 반송 동작에 대기 시간이 발생되는 경우에도 반송 기구(5B)에 의한 기판(S)의 반송 동작을 늦춤(반송 속도를 감소시킴)으로써 부품의 손모를 억제하여 메인터넌스 주기를 길게 할 수 있다.

S : 기판
1 : 에칭 장치
2A, 2B : 캐리어 재치부
21 : 승강 기구
22, 22a, 22b : 로드록실
23 : 진공 반송실
3 : 제 1 반송 기구
4A ~ 4C : 처리실
5 : 제 2 반송 기구
51, 52 : 반송 암
61 : 제어부
613 : 암 속도 결정 프로그램

Claims

피처리체에 대하여 처리를 행하기 위한 프로세스 모듈과,
상기 프로세스 모듈로 반입되기 전의 피처리체가 재치되는 전단 모듈과,
상기 프로세스 모듈과 상기 전단 모듈 간에 피처리체를 반송하기 위한 반송 기구를 가지는 처리 장치로서,
상기 반송 기구의 반송 동작에서 일련의 반송 동작이 일시 정지되는 상기 반송 기구의 대기 시간이 발생될 때에, 반송 암의 신장 및 퇴축의 동작시간을 연장하는 것에 의해, 상기 반송 기구의 반송 속도를 감소시키는 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비하되,
상기 프로세스 모듈은 복수이며, 상기 전단 모듈로부터 복수의 프로세스 모듈의 각각으로 차례로 피처리체를 반입하는 1사이클에 있어서, 최후로 피처리체를 반입한 프로세스 모듈로부터 상기 전단 모듈로 상기 피처리체를 반입하는 상기 반송 기구의 반송 동작에 대하여 상기 제어부는 반송 속도를 감소시키는 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 프로세스 모듈에서의 피처리체에 대한 처리 시간을 기초로 상기 반송 속도의 감소 비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 반송 속도는, 상기 전단 모듈에 대한 피처리체의 반입, 반출 속도인 것을 특징으로 하는 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 프로세스 모듈은 진공 처리를 행하기 위한 처리실이며, 상기 반송 기구는 상기 프로세스 모듈에 접속된 진공 반송실에 설치되고, 상기 전단 모듈은 상기 진공 반송실에 접속된 로드록실인 것을 특징으로 하는 처리 장치.