KR102168354B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR102168354B1
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마사후미 이노우에
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은 CMP 장치에 투입되고 나서 세정 처리가 종료하기까지의 동안의 기판의 대기 상태를 삭감하는 것을 과제로 한다.
CMP 장치는, 웨이퍼의 연마 유닛(3)과, 웨이퍼의 세정 유닛(4)과, 연마 유닛(3)에 기판을 전달하고 세정 유닛(4)으로부터 기판을 수취하는 로드/언로드 유닛(2)과, 웨이퍼의 반송 유닛과, CMP 장치에 대한 웨이퍼의 투입 타이밍을 제어하는 제어부(5)를 구비한다. 제어부(5)는, 웨이퍼가 CMP 장치에 투입되고 나서 세정 처리가 종료할 때까지 대기 상태가 발생하지 않도록 CMP 장치에 투입하는 복수의 웨이퍼마다 연마부, 세정부, 및 반송부에서의 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각을 대응시킨 시각표를 작성하고, 시각표에 기초하여, 복수의 웨이퍼의 CMP 장치에 대한 투입 타이밍을 제어한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다.
최근, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대하여 각종 처리를 행하기 위해 기판 처리 장치가 이용되고 있다. 기판 처리 장치의 일례로는, 기판의 연마 처리를 행하기 위한 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장치를 들 수 있다.
CMP 장치는, 기판의 연마 처리를 행하기 위한 연마 유닛, 기판의 세정 처리 및 건조 처리를 행하기 위한 세정 유닛, 연마 유닛에 기판을 전달하고 세정 유닛에 의해 세정 처리 및 건조 처리된 기판을 수취하는 로드/언로드 유닛 등을 구비한다. 또한, CMP 장치는, 연마 유닛, 세정 유닛 및 로드/언로드 유닛 내에서 기판의 반송을 행하는 반송 유닛을 구비하고 있다. CMP 장치는, 반송 유닛에 의해 기판을 반송하면서 연마, 세정 및 건조의 각종 처리를 순차적으로 행한다.
그런데, CMP 장치에 있어서 복수의 기판을 연속 반송하는 경우에는, 선행하는 기판의 처리 대기, 또는, 상이한 루트로 반송되는 기판과 공유하는 처리부의 공간 대기 등에 의해 기판의 대기 상태가 생길 수 있다. 예컨대, 연마 처리가 개시되고 나서 세정 처리가 종료하기까지의 동안에 기판의 대기 상태가 발생하면, 경시 변화(부식 등) 또는 외란(더스트 등)에 의해 기판의 상태가 불안정해질 우려가 있다. 특히, 기판의 연마 대상물에 구리(Cu)가 포함되어 있는 경우에는, 연마가 종료한 후, 세정 개시까지의 대기 시간이 길면 부식의 영향이 커진다.
이러한 점에서, 종래 기술에서는, 세정 유닛에서의 세정 개시 시각을 예측함으로써 연마 유닛으로부터 세정 유닛까지의 기판의 대기 시간을 삭감하는 것이 제안되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 제5023146호 공보
그러나, 종래 기술은, 세정 유닛에서의 세정 처리 및 반송 루트의 자유도가 높은 기판 처리 장치에 있어서, CMP 장치에 투입되고 나서 세정 처리가 종료하기까지의 동안의 기판의 대기 상태를 삭감하는 것은 고려되고 있지 않다.
즉, 종래 기술에서는, 기판 처리 장치는, 연마 유닛에 의해 연마 처리가 행해진 기판을, 세정 유닛의 복수의 세정부에 의해 순차적으로 세정하고, 그 후 건조시켜 로드/언로드 유닛으로 복귀시키는 것을 전제로 한 것이다. 따라서, 종래 기술에서는, 예컨대, 세정 유닛에 있어서 병렬로 세정 처리를 행할 수 있는 복수의 세정부를 갖는 것에 의해 세정 유닛 내에서의 기판의 반송 루트가 복잡화하는 경우에, 세정 유닛 내에서 기판의 대기 상태가 발생할 우려가 있다. 세정 유닛 내에서 기판의 대기 상태가 일단 발생하면, 그 기판이 위치하는 장소를 통과할 예정의 후속 기판에도 대기 상태가 발생할 우려가 있다.
따라서, 본원발명은, 세정 유닛에서의 세정 처리 및 반송 루트의 자유도가 높은 기판 처리 장치에 있어서, CMP 장치에 투입되고 나서 세정 처리가 종료하기까지의 동안의 기판의 대기 상태를 삭감하는 것을 과제로 한다.
본원발명의 기판 처리 장치의 일형태는, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 기판을 연마 처리하는 적어도 하나의 연마부를 포함하는 연마 유닛과, 상기 연마 유닛에 의해 연마된 기판을 세정 처리하는 적어도 하나의 세정부를 포함하는 세정 유닛과, 상기 연마 유닛에 기판을 전달하고 상기 세정 유닛으로부터 기판을 수취하는 로드/언로드 유닛과, 상기 기판을 반송 처리하는 적어도 하나의 반송부를 포함하는 반송 유닛을 구비하는 기판 처리 장치로서, 상기 기판 처리 장치에 대한 상기 기판의 투입 타이밍을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 기판이 상기 기판 처리 장치에 투입되고 나서 세정 처리가 종료할 때까지 대기 상태가 발생하지 않도록 상기 기판 처리 장치에 투입하는 복수의 기판마다 상기 연마부, 상기 세정부 및 상기 반송부에서의 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각을 대응시킨 시각표를 작성하고, 상기 시각표에 기초하여, 상기 복수의 기판의 상기 기판 처리 장치에 대한 투입 타이밍을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 기판 처리 장치의 일형태에 있어서, 상기 제어부는, 상기 연마부 및 상기 세정부의 적어도 한쪽에 있어서 처리에 요한 시간, 및, 상기 반송부에 있어서 상기 연마 유닛으로부터 상기 세정 유닛으로의 반송 처리에 요한 시간의 과거의 실적에 기초하여 상기 시각표를 작성할 수 있다.
또한, 기판 처리 장치의 일형태에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기판 처리 장치에 신규로 투입하는 기판에 관한 상기 시각표를 작성할 때에는, 상기 신규로 투입하는 기판의 상기 연마부, 상기 세정부 및 상기 반송부에 대한 가상의 도착 시각을 계산하고, 상기 가상의 도착 시각과, 상기 기판 처리 장치에 선행하여 투입한 기판의 상기 연마부, 상기 세정부 및 상기 반송부에서의 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각을 비교하여, 동일 또는 경합하는 처리부에 있어서 상기 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각보다 빠른 가상의 도착 시각이 있는 경우에는, 상기 빠른 가상의 도착 시각과 상기 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각과의 차를, 상기 연마부, 상기 세정부 및 상기 반송부에 대한 가상의 도착 시각에 가산함으로써 실제의 도착 시각을 작성하고, 상기 실제의 도착 시각에 기초하여 상기 시각표를 작성할 수 있다.
또한, 기판 처리 장치의 일형태에 있어서, 상기 제어부는, 상기 빠른 가상의 도착 시각이 복수 존재하는 경우에는, 상기 빠른 가상의 도착 시각과 상기 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각과의 차가 가장 큰 가상의 도착 시각과 상기 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각과의 차를, 상기 연마부, 상기 세정부 및 상기 반송부에 대한 가상의 도착 시각에 가산함으로써 실제의 도착 시각을 작성하고, 상기 실제의 도착 시각에 기초하여 상기 시각표를 작성할 수 있다.
또한, 기판 처리 장치의 일형태에 있어서, 상기 제어부는, 상기 동일 또는 경합하는 처리부에 있어서 상기 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각보다 빠른 가상의 도착 시각이 없는 경우에는, 상기 가상의 도착 시각에 기초하여 상기 시각표를 작성할 수 있다.
이러한 본원발명에 의하면, 세정 유닛에서의 세정 처리 및 반송 루트의 자유도가 높은 기판 처리 장치에 있어서, CMP 장치에 투입되고 나서 세정 처리가 종료하기까지의 동안의 기판의 대기 상태를 삭감할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일실시형태에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는, CMP 장치에 웨이퍼가 투입되고 나서 세정 처리가 종료하기까지의 동안의 웨이퍼의 반송 루트의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은, CMP 장치에 웨이퍼가 투입되고 나서 세정 처리가 종료하기까지의 동안의 웨이퍼의 반송 루트의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 실시형태의 CMP 장치의 동작을 나타내는 플로우차트이다.
도 5는, 시각표의 작성 과정을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은, 시각표의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은, 그래프화한 시각표의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 본원발명의 일실시형태에 따른 기판 처리 장치를 도면에 기초하여 설명한다. 이하에서는, 기판 처리 장치의 일례로서 CMP 장치를 설명하지만, 이것에 한정되지는 않는다. 또한, 이하에서는, 로드/언로드 유닛(2)과, 연마 유닛(3)과, 세정 유닛(4)을 구비하는 기판 처리 장치에 관해 설명하지만, 이것에 한정되지는 않는다.
우선, CMP 장치의 구성에 관해 설명하고, 그 후에 기판의 대기 상태의 삭감에 관해 설명한다.
<기판 처리 장치>
도 1은, 본 발명의 일실시형태에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 평면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 이 CMP 장치는, 대략 직사각형의 하우징(1)을 구비하고 있다. 하우징(1)의 내부는 격벽(1a, 1b)에 의해 로드/언로드 유닛(2)과 연마 유닛(3)과 세정 유닛(4)으로 구획되어 있다. 로드/언로드 유닛(2), 연마 유닛(3) 및 세정 유닛(4)은 각각 독립적으로 조립되어 독립적으로 배기된다. 또한, 세정 유닛(4)은, 기판 처리 동작을 제어하는 제어부(5)를 갖고 있다. 제어부(5)는, CMP 장치의 전체 동작을 제어하지만, 본 실시형태에서는, 특히 연마 유닛(3)에 대한 기판의 투입 타이밍을 제어한다. 이 점에 관한 상세한 것은 후술한다.
<로드/언로드 유닛>
로드/언로드 유닛(2)은, 다수의 웨이퍼(기판)를 스톡하는 웨이퍼 카세트가 배치되는 2개 이상(본 실시형태에서는 4개)의 프론트 로드부(20)를 구비하고 있다. 이들 프론트 로드부(20)는 하우징(1)에 인접하여 배치되고, 기판 처리 장치의 폭방향(길이 방향과 수직인 방향)을 따라서 배열되어 있다. 프론트 로드부(20)에는, 오픈 카세트, SMIF(Standard Manufacturing Interface) 파드, 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod) 등의, 웨이퍼를 저장하기 위한 캐리어를 탑재할 수 있게 되어 있다. 여기서, SMIF, FOUP는, 내부에 웨이퍼 카세트를 수납하고, 격벽으로 덮는 것에 의해, 외부 공간과는 독립된 환경을 유지할 수 있는 밀폐 용기이다.
또한, 로드/언로드 유닛(2)에는, 웨이퍼 표면에서의 막두께 등을 측정하는 측정부로서의 ITM(In-line Thickness Monitor)(24)를 구비하고 있다. 또한, 로드/언로드 유닛(2)에는, 프론트 로드부(20)의 배열을 따라서 이동 가능한 반송 로보트(로더, 반송 기구)(22)가 설치되어 있다. 반송 로보트(22)는 프론트 로드부(20)에 탑재된 웨이퍼 카세트에 액세스할 수 있게 되어 있다. 각 반송 로보트(22)는 상하에 2개의 핸드를 구비하고 있다. 상측의 핸드는, 처리된 웨이퍼를 웨이퍼 카세트로 복귀시킬 때에 사용된다. 하측의 핸드는, 처리전의 웨이퍼를 웨이퍼 카세트로부터 취출할 때에 사용된다. 또한, 반송 로보트(22)의 하측의 핸드는, 그 축심 둘레에 회전시킴으로써, 웨이퍼를 반전시킬 수 있도록 구성되어 있다.
로드/언로드 유닛(2)은 가장 깨끗한 상태를 유지할 필요가 있는 영역이므로, 로드/언로드 유닛(2)의 내부는, CMP 장치 외부, 연마 유닛(3) 및 세정 유닛(4)의 어느 것보다도 높은 압력으로 항상 유지되고 있다. 연마 유닛(3)은 연마액으로서 슬러리를 이용하기 때문에 가장 더러운 영역이다. 따라서, 연마 유닛(3)의 내부에는 부압이 형성되고, 그 압력은 세정 유닛(4)의 내부 압력보다 낮게 유지되고 있다. 로드/언로드 유닛(2)에는, HEPA 필터, ULPA 필터 또는 케미컬 필터 등의 클린 에어 필터를 갖는 필터팬 유닛(도시하지 않음)이 설치되어 있고, 이 필터팬 유닛으로부터는 파티클이나 유독 증기, 유독 가스가 제거된 클린 에어가 항상 분출되고 있다.
<연마 유닛>
연마 유닛(3)은, 웨이퍼의 연마(평탄화)가 행해지는 영역이다. 연마 유닛(3)은, 제1 연마부(3A), 제2 연마부(3B), 제3 연마부(3C) 및 제4 연마부(3D)를 구비하고 있다. 제1 연마부(3A), 제2 연마부(3B), 제3 연마부(3C) 및 제4 연마부(3D)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판 처리 장치의 길이 방향을 따라서 배열되어 있다.
제1 연마부(3A)는, 연마 패드가 부착된 연마 테이블을 구비한다. 제1 연마부(3A)는, 웨이퍼를 유지하고 또한 웨이퍼를 연마 테이블 상의 연마 패드에 압박하면서 연마하기 위한 톱링을 구비한다. 제1 연마부(3A)는, 연마 패드에 연마액이나 드레싱액(예컨대 순수)을 공급하기 위한 연마액 공급 노즐을 구비한다. 제1 연마부(3A)는, 연마 패드의 연마면의 드레싱을 행하기 위한 드레서를 구비한다. 제1 연마부(3A)는, 액체(예컨대 순수)와 기체(예컨대 질소 가스)의 혼합 유체 또는 액체(예컨대 순수)를 안개형으로 하여 연마면에 분사하는 아토마이저를 구비한다. 제2 연마부(3B), 제3 연마부(3C) 및 제4 연마부(3D)도, 제1 연마부(3A)와 동일한 구성을 구비하고 있다.
<반송 유닛>
다음으로, 웨이퍼를 반송하기 위한 반송 기구(반송 유닛)에 관해 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 연마부(3A) 및 제2 연마부(3B)에 인접하여 제1 리니어 트랜스포터(6)가 배치되어 있다. 이 제1 리니어 트랜스포터(6)는, 연마부(3A, 3B)가 배열되는 방향을 따른 4개의 반송 위치(로드/언로드 유닛측으로부터 순서대로 제1 반송 위치(LTP1), 제2 반송 위치(LTP2), 제3 반송 위치(LTP3), 제4 반송 위치(LTP4)로 함)의 사이에서 웨이퍼를 반송하는 기구이다.
또한, 제3 연마부(3C) 및 제4 연마부(3D)에 인접하여 제2 리니어 트랜스포터(7)가 배치되어 있다. 제2 리니어 트랜스포터(7)는, 연마부(3C, 3D)가 배열되는 방향을 따른 3개의 반송 위치(로드/언로드 유닛측으로부터 순서대로 제5 반송 위치(LTP5), 제6 반송 위치(LTP6), 제7 반송 위치(LTP7)로 함)의 사이에서 웨이퍼를 반송하는 기구이다.
웨이퍼는, 제1 리니어 트랜스포터(6)에 의해 연마부(3A, 3B)에 반송된다. 제1 연마부(3A)의 톱링은, 톱링 헤드의 스윙 동작에 의해 연마 위치와 제2 반송 위치(LTP2)의 사이를 이동한다. 따라서, 톱링에 대한 웨이퍼의 전달은 제2 반송 위치(LTP2)에서 행해진다. 마찬가지로, 제2 연마부(3B)의 톱링은 연마 위치와 제3 반송 위치(LTP3)의 사이를 이동한다. 톱링에 대한 웨이퍼의 전달은 제3 반송 위치(LTP3)에서 행해진다. 제3 연마부(3C)의 톱링은 연마 위치와 제6 반송 위치(LTP6)의 사이를 이동한다. 톱링에 대한 웨이퍼의 전달은 제6 반송 위치(LTP6)에서 행해진다. 제4 연마부(3D)의 톱링은 연마 위치와 제7 반송 위치(LTP7)의 사이를 이동한다. 톱링에 대한 웨이퍼의 전달은 제7 반송 위치(LTP7)에서 행해진다.
제1 반송 위치(LTP1)에는, 반송 로보트(22)로부터 웨이퍼를 수취하기 위한 리프터(11)가 배치되어 있다. 웨이퍼는 이 리프터(11)를 통해 반송 로보트(22)로부터 제1 리니어 트랜스포터(6)에 전달된다. 리프터(11)와 반송 로보트(22) 사이에 위치하여, 셔터(도시하지 않음)가 격벽(1a)에 설치되어 있고, 웨이퍼의 반송시에는 셔터가 개방되어 반송 로보트(22)로부터 리프터(11)에 웨이퍼가 전달되도록 되어 있다. 또한, 제1 리니어 트랜스포터(6)와, 제2 리니어 트랜스포터(7)와, 세정 유닛(4)의 사이에는 스윙 트랜스포터(STP)(12)가 배치되어 있다. 이 스윙 트랜스포터(12)는, 제4 반송 위치(TP4)와 제5 반송 위치(TP5)의 사이를 이동 가능한 핸드를 갖고 있다. 제1 리니어 트랜스포터(6)로부터 제2 리니어 트랜스포터(7)로의 웨이퍼의 전달은, 스윙 트랜스포터(12)에 의해 행해진다. 웨이퍼는, 제2 리니어 트랜스포터(7)에 의해 제3 연마부(3C) 및/또는 제4 연마부(3D)에 반송된다. 또한, 연마 유닛(3)에 의해 연마된 웨이퍼는 스윙 트랜스포터(12)를 경유하여 세정 유닛(4)에 반송된다. 또한, 반송 유닛에는, 웨이퍼의 임시 배치대(WS1)(180)가 설치된다.
<세정 유닛>
세정 유닛(4)은, 제1 세정실(190)과, 제1 반송실(191)과, 제2 세정실(192)과, 제2 반송실(193)과, 제3 세정실(194)로 구획되어 있다. 제1 세정실(190) 내에는, 2개의 세정부(CL1A, CL1B) 및 웨이퍼의 임시 배치대(WS2)가 배치된다. 제2 세정실(192) 내에는, 2개의 세정부(CL2A, CL2B) 및 웨이퍼의 임시 배치대(WS3)가 배치된다. 제3 세정실(194) 내에는, 기판을 세정하는 2개의 세정부(CL3A, CL3B)가 배치되어 있다. 세정부(CL3A, CL3B)는 서로 격리되어 있다. 세정부(CL1A, CL1B, CL2A, CL2B, CL3A, CL3B)는, 세정액을 이용하여 웨이퍼를 세정하는 세정기이다.
제1 반송실(191)에는 반송 로보트(반송 기구)(RB1U, RB1L)가 배치되고, 제2 반송실(193)에는 반송 로보트(RB2)가 배치되어 있다. 반송 로보트(RB1U, RB1L)는, 임시 배치대(180), 세정부(CL1A, CL1B), 임시 배치대(WS2), 세정부(CL2A, CL2B)의 사이에서 웨이퍼를 반송하도록 동작한다. 반송 로보트(RB2)는, 세정부(CL2A, CL2B), 임시 배치대(WS3), 세정부(CL3A, CL3B)의 사이에서 웨이퍼를 반송하도록 동작한다. 반송 로보트(RB2)는 세정된 웨이퍼만을 반송하기 때문에, 하나의 핸드만을 구비하고 있다. 반송 로보트(22)는, 세정부(CL3A, CL3B)로부터 웨이퍼를 추출하고, 그 웨이퍼를 웨이퍼 카세트로 복귀시킨다.
<기판의 대기 상태의 삭감>
다음으로, 연마 처리가 개시되고 나서 세정 처리가 종료하기까지의 동안의 기판의 대기 상태의 삭감에 관해 설명한다.
우선, 기판의 대기 상태가 생기는 원인에 관해 설명한다. 도 2, 3은, CMP 장치에 웨이퍼가 투입되고 나서 세정 처리가 종료하기까지의 동안의 웨이퍼의 반송 루트의 일례를 나타내는 도면이다. 도 2, 3에 있어서는, 각 처리부 사이에서 웨이퍼를 반송하는 반송 유닛에 관해서는 설명을 간략화하고 있다.
도 2, 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는 연마 처리 및 세정 처리가 각각 2계통 있다. 이 때문에, 웨이퍼의 반송 루트의 자유도가 높아져 있다. 또한, 도 2, 3에 나타낸 바와 같이, 연마 처리를 행하지 않고 세정 처리를 행하는 레시피도 가능하다. 또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 세정부(CL2A)에서 세정 처리를 끝낸 후, 일단 되돌아가 다른 계통의 세정부(CL2B)에 반송되는 등, 복잡한 웨이퍼의 반송 루트가 가능하게 되어 있다.
이와 같이, 세정 유닛(4)에 있어서 병렬로 세정 처리를 행할 수 있는 복수의 세정부를 갖는 경우에는, 세정 유닛 내에서의 웨이퍼의 반송 루트가 복잡화한다. 그 결과, 세정 유닛 내에서 웨이퍼의 대기 상태가 발생할 우려가 있다. 세정 유닛 내에서 웨이퍼의 대기 상태가 일단 발생하면, 그 웨이퍼가 위치하는 장소를 통과할 예정의 후속 웨이퍼에도 대기 상태가 발생할 우려가 있다.
이에 비해 본 실시형태에서는, 제어부(5)는, 웨이퍼가 CMP 장치에 투입되고 나서 세정 처리가 종료할 때까지 대기 상태가 발생하지 않도록 시각표를 작성한다. 시각표는, CMP 장치에 투입하는 복수의 웨이퍼마다 연마부, 세정부 및 반송부에서의 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각을 대응시킨 표이다. 제어부(5)는, 시각표에 기초하여, 복수의 웨이퍼의 CMP 장치에 대한 투입 타이밍을 제어한다.
이 점에 관해, CMP 장치의 전체 동작과 함께 상세히 설명한다. 도 4는, 본 실시형태의 CMP 장치의 동작을 나타내는 플로우차트이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 제어부(5)는, 우선 레시피에 기초하여, CMP 장치에 투입하는 모든 웨이퍼에 관한 반송 루트를 예측한다(단계 S101).
계속해서, 제어부(5)는, CMP 장치에 투입하는 모든 웨이퍼에 관한 동작 시간을 예측한다(단계 S102). 구체적으로는, 제어부(5)는, 레시피에 설정된 예측 시간 또는 과거의 실적치에 기초하여, 각 웨이퍼에 관한 동작 시간을 예측한다. 이 동작 시간의 예측은, 시각표를 작성할 때에 이용되는 것이다. 즉, 제어부(5)는, 연마부 및 세정부의 적어도 한쪽에 있어서 처리에 요한 시간, 및, 반송부에 있어서 연마 유닛(3)으로부터 세정 유닛(4)으로의 반송 처리에 요한 시간의 과거의 실적에 기초하여 시각표를 작성한다.
계속해서, 제어부(5)는, 단계 S102에 있어서 예측된 각 웨이퍼의 동작 시간에 기초하여, 각 웨이퍼의 각 처리부(연마부, 반송부 및 세정부)에 대한 도착 시각을 계산한다(단계 S103). 계속해서, 제어부(5)는, 각 웨이퍼의 각 처리부에서의 대기 시간을 계산한다(단계 S104).
이 점에 관해 도면을 이용하여 설명한다. 도 5는, 시각표의 작성 과정을 설명하기 위한 개략도이다. 도 5는, 웨이퍼 1∼웨이퍼 3에 관해서는 이미 시각표가 작성되어 있고, 신규로 CMP 장치에 투입하는 웨이퍼 4에 관한 시각표를 작성하는 과정을 나타내고 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 시각표(210)에는, 웨이퍼 1∼웨이퍼 3마다 연마부(Poli.A), 세정부(CL1A, CL2A) 및 반송부(LTP3, WS1, RB1L, RB1U)에서의 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각이 대응되어 있다. 한편, 제어부(5)는, CMP 장치에 신규로 투입하는 웨이퍼 4에 관한 시각표를 작성할 때에는, 신규로 투입하는 웨이퍼 4의 연마부, 세정부 및 반송부에 대한 가상의 도착 시각을 계산한다. 가상의 도착 시각표(220)는, 웨이퍼 4의 연마부(Poli.A), 세정부(CL1A, CL2A) 및 반송부(LTP3, WS1, RB1L, RB1U)에 대한 도착 예정 시각이 대응된다.
제어부(5)는, 가상의 도착 시각(가상의 도착 시각표(220))과, CMP 장치에 선행하여 투입한 웨이퍼의 연마부, 세정부 및 반송부에서의 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각(시각표(210))을 비교한다. 제어부(5)는, 예컨대 이 예에서는, 웨이퍼 3의 RB1U에서의 처리 종료 예정 시각(0:04:35)과, RB1U에서의 처리와 경합하는 처리부인 WS1에서의 도착 예정 시각(0:04:10)을 비교한다. 그 결과, WS1에서의 도착 예정 시각쪽이 25초 빠르다. 환언하면, 가상의 도착 시각표(220)에 따라서 웨이퍼 4를 CMP 장치에 투입한 경우, 웨이퍼 4는 WS1에서 25초 대기하게 된다. 또, 경합하는 처리부라는 것은, 예컨대 WS1과 RB1U와 같이, 한쪽의 처리부(WS1)가 동작(웨이퍼의 반송을 위해 전달)하기 위해서는 다른쪽의 처리부(RB1U)의 동작(웨이퍼를 WS1로부터 수취)이 필요해지는 관계의 처리부이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 제어부(5)는 대기 시간의 유무를 판정한다(단계 S105). 제어부(5)는, 대기 시간이 있는 경우에는(단계 S105, Yes), 대기 시간이 최장인 처리부를 검색한다(단계 S106).
예컨대, 도 5의 예에서는, 전술한 바와 같이 웨이퍼 3의 RB1U와 웨이퍼 4의 WS1라는 관련된 처리부 사이에서 25초의 대기 시간이 발생한다. 이에 더하여, 제어부(5)는, 웨이퍼 3의 CL1A에서의 처리 예정 시각(0:04:30)과 웨이퍼 4의 CL1A에서의 도착 시각(0:04:15)을 비교한다. 그 결과, CL1A에서의 도착 예정 시각쪽이 15초 빠르기 때문에 15초의 대기 시간이 발생한다.
이 경우, 제어부(5)는 최장 대기 시간은 25초이며, 대기 시간이 최장인 처리부는 웨이퍼 4의 WS1이라고 인식한다. 환언하면, 제어부(5)는, 빠른 가상의 도착 시각이 복수(예컨대 15초와 25초) 존재하는 경우에는, 빠른 가상의 도착 시각과 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각과의 차가 가장 큰 가상의 도착 시각과 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각과의 차(25초)를, 연마부, 세정부 및 반송부에 대한 가상의 도착 시각에 가산함으로써 실제의 도착 시각을 작성한다.
계속해서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제어부(5)는, 최장 대기 시간을 가상의 도착 시각표(220)에 적산함으로써 실제의 도착 시각표(230)를 작성한다(단계 S107). 즉, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제어부(5)는, 가상의 도착 시각표(220)의 각 처리부에 대하여 최장 대기 시간(25초)을 가산한다. 예컨대, 웨이퍼 4의 LTP3에 대한 도착 시각은, 가상의 도착 시각표(220)에서는 0:04:00이었지만, 실제의 도착 시각표(230)에서는 0:04:25가 된다. 또한, 웨이퍼 4의 WS1에 대한 도착 시각은, 가상의 도착 시각표(220)에서는 0:04:10이었지만, 실제의 도착 시각표(230)에서는 0:04:35이 된다.
이와 같이, 제어부(5)는, 동일 또는 경합하는 처리부에 있어서 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각보다 빠른 가상의 도착 시각이 있는 경우에는, 빠른 가상의 도착 시각과 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각과의 차를, 연마부, 세정부 및 반송부에 대한 가상의 도착 시각에 가산함으로써 실제의 도착 시각을 작성한다.
계속해서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제어부(5)는, 단계 S107에 있어서 작성한 실제의 도착 시각(실제의 도착 시각표(230))에 기초하여 시각표를 작성한다(단계 S108). 즉, 실제의 도착 시각표(230)는, 웨이퍼 4의 각 처리부에 대한 도착 시각을 대응시킨 것이다. 따라서, 제어부(5)는, 실제의 도착 시각표(230)에 각 처리부에서의 처리 시간을 가하는 것에 의해, 각 처리부에서의 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각을 대응시킨 시각표를 작성한다.
한편, 제어부(5)는, 단계 S105에 있어서 대기 시간이 없다고 판정한 경우에는(단계 S105, No), 실제의 도착 시각표(230)를 작성하지 않고, 가상의 도착 시각표(220)에 기초하여 시각표를 작성한다(단계 S108). 즉, 제어부(5)는, 동일 또는 경합하는 처리부에 있어서 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각보다 빠른 가상의 도착 시각이 없는 경우에는, 가상의 도착 시각에 기초하여 시각표를 작성한다.
도 6은, 시각표(240)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 시각표(240)는, CMP 장치에 투입하는 복수의 웨이퍼마다 일련의 처리의 개시 시각(Start), 현재의 웨이퍼의 위치(Pos), 각 처리부에서의 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각이 대응된 표이다. 시각표(240)는, 웨이퍼가 CMP 장치에 투입되고 나서 세정 처리가 종료할 때까지 대기 상태가 발생하지 않도록 하기 위한 표이다. 시각표(240)는, 도 4에 나타내는 일련의 동작을 실행함으로써 작성된다. 제어부(5)는, 시각표(240)에 기초하여 복수의 웨이퍼의 CMP 장치에 대한 투입 타이밍을 제어한다.
이상, 본 실시형태에 의하면, CMP 장치에 투입하는 모든 웨이퍼에 관해, 반송 경로 상에 있는 모든 처리부에 대한 반송 시각을 계산하여 시각표를 작성한다. 이것에 의해, 본 실시형태의 제어부(5)는, 각 웨이퍼 사이에서 공유 처리부의 사용 대기가 발생하지 않도록, 또한, 연마 개시부터 세정 종료까지의 모든 공정을 대기없이 최단으로 처리하도록, 반송 개시 타이밍 및 루트를 제어한다. 따라서, 웨이퍼의 CMP 장치 내에서의 대기 시간이 삭감된다. 그 결과, 본 실시형태에 의하면, 경시 변화(부식 등) 또는 외란(더스트 등)에 의해 웨이퍼의 상태가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다. 특히, 웨이퍼의 연마 대상물에 구리(Cu)가 포함되어 있는 경우에는, 연마가 종료한 후, 세정 개시까지의 대기 시간이 길면 부식의 영향이 커지지만, 대기 시간을 삭감함으로써 구리의 부식을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 CMP 장치(제어부(5))는, 예컨대 CMP 장치의 일부 처리부의 메인터넌스 등으로 웨이퍼의 처리를 할 수 없는 처리부가 발생한 경우는, 메인터넌스 등을 행하고 있는 처리부를 우회하는 루트를 작성할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 CMP 장치는, 일단 작성한 시각표(240)를 적절하게 갱신할 수 있다. 예컨대, 제어부(5)는, 각 처리부에 대한 웨이퍼의 실제의 도착 시각과 예측 도착 시각의 시간차를 산출하여, 그 처리부를 통과하는 후속 웨이퍼(지연의 영향이 있는 웨이퍼)에 관한 시각표(240)를 갱신할 수 있다. 또한, 제어부(5)는, CMP 장치에 투입이 끝난 웨이퍼에도 지연 정보를 피드백할 수 있다. 또, 제어부(5)는, 웨이퍼의 실제의 도착 시각과 예측 도착 시각의 시간차가 임계값(예컨대 0.5초 등)보다 작은 경우에는, 그 시간차는 오차라고 간주할 수 있기 때문에, 지연 정보의 피드백을 행하지 않도록 할 수도 있다.
또한, 본 실시형태의 CMP 장치(제어부(5))는, CMP 장치의 고장이나 반송 정지 기능에 의해 웨이퍼의 반송이 일시 정지한 경우는, 반송 재개시에 시각표(240)의 재작성을 행함으로써 제어 반송을 속행할 수 있다. 제어부(5)는, 시각표(240)를 재작성하는 경우에는, 웨이퍼의 반송 루트의 하류측으로부터 행한다. 또한, 제어부(5)는, 예컨대 웨이퍼의 이상 등에 의해 CMP 장치에 투입된 웨이퍼가 CMP 장치로부터 제거된 경우에는, 그 웨이퍼를 시각표(240)로부터 삭제하여 제어 대상 외로 함과 함께, 시각표(240)를 재작성할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 CMP 장치(제어부(5))는, 웨이퍼가 처리부를 공유하는 경우는, 선행 웨이퍼 이후에 다음 웨이퍼가 처리되도록 계산하여 제어를 행한다. 한편, 제어부(5)는, 시각표(240)를 변경하지 않고 인터럽트할 수 있는 경우는, 인터럽트하는 시각표(240)를 작성하여, 후속 웨이퍼를 선행 웨이퍼보다 먼저 처리할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 CMP 장치(제어부(5))는, 일단 시각표(240)를 작성한 후, 처리부의 메인터넌스 등에 의해 웨이퍼의 반송 루트가 크게 변한 경우 등에는, 시각표(240)의 재작성에 장시간을 요한다. 따라서, 제어부(5)는, 이러한 경우에는, 시각표(240)의 재작성을 행하지 않고, CMP 장치 내의 웨이퍼가 CMP 장치 밖으로 반출될 때까지 신규 웨이퍼의 투입을 정지할 수 있다. 또한, 제어부(5)는, 시각표(240)의 작성 또는 재작성에 장시간을 요하는 경우에는, 시각표(240)의 작성 또는 재작성 기능을 무효로 전환할 수도 있다.
또한, 본 실시형태의 CMP 장치(제어부(5))는, 작업원 등이 복수의 웨이퍼의 반송 상태를 모니터링할 수 있도록, 복수의 웨이퍼의 반송 상태를 비주얼화할 수 있다. 예컨대, 제어부(5)는, 도 6에 나타내는 시각표(240)를 CMP 장치의 출력 인터페이스(모니터 등)에 표시할 수 있다. 또한, 제어부(5)는, 시각표(240)를 그래프화하여 출력 인터페이스에 실시간으로 표시할 수 있다.
도 7은, 그래프화한 시각표(240)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7에 있어서 횡축(t)은 시간 경과를 나타내고 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 제어부(5)는, 복수의 웨이퍼마다, 웨이퍼에 대한 처리를 행하는 처리부를 시계열로 나열하여 표시할 수 있다. 또한, 제어부(5)는, 처리부마다 상이한 색 또는 모양을 부여할 수 있다. 이것에 의해, 작업원 등은, 동일 또는 경합하는 처리부가 동일 시각에 사용되지 않는 것을 용이하게 확인할 수 있다. 또한, 제어부(5)는, 어떤 원인에 의해 웨이퍼에 대기 상태가 발생한 경우에는, 대기 상태의 남은 시간을 인디케이터 등에 의해 표시할 수 있다.
2 : 언로드 유닛
3 : 연마 유닛
3A∼3D : 연마부
4 : 세정 유닛
5 : 제어부
210, 240 : 시각표
220 : 가상의 도착 시각표
230 : 실제의 도착 시각표
CL1A, CL1B, CL2A, CL2B, CL3A, CL3B : 세정부

Claims (5)

  1. 기판을 연마 처리하는 적어도 하나의 연마부를 포함하는 연마 유닛과,
    상기 연마 유닛에 의해 연마된 기판을 세정 처리하는 적어도 하나의 세정부를 포함하는 세정 유닛과,
    상기 연마 유닛에 기판을 전달하고 상기 세정 유닛으로부터 기판을 수취하는 로드/언로드 유닛과,
    상기 기판을 반송 처리하는 적어도 하나의 반송부를 포함하는 반송 유닛을 구비하는 기판 처리 장치로서,
    상기 기판 처리 장치에 대한 상기 기판의 투입 타이밍을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 기판이 상기 기판 처리 장치에 투입되고 나서 세정 처리가 종료할 때까지 대기 상태가 발생하지 않도록 상기 기판 처리 장치에 투입하는 복수의 기판마다 상기 연마부, 상기 세정부 및 상기 반송부에서의 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각을 대응시킨 시각표를 작성하고, 상기 시각표에 기초하여, 상기 복수의 기판의 상기 기판 처리 장치에 대한 투입 타이밍을 제어하며,
    상기 제어부는, 상기 기판 처리 장치에 신규로 투입하는 기판에 관한 상기 시각표를 작성할 때에는, 상기 신규로 투입하는 기판의 상기 연마부, 상기 세정부 및 상기 반송부에 대한 가상의 도착 시각을 계산하고, 상기 가상의 도착 시각과, 상기 기판 처리 장치에 선행하여 투입한 기판의 상기 연마부, 상기 세정부 및 상기 반송부에서의 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각을 비교하여, 동일 또는 경합하는 처리부에 있어서 상기 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각보다 빠른 가상의 도착 시각이 있는 경우에는, 상기 빠른 가상의 도착 시각과 상기 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각과의 차를, 상기 연마부, 상기 세정부 및 상기 반송부에 대한 가상의 도착 시각에 가산함으로써 실제의 도착 시각을 작성하고, 상기 실제의 도착 시각에 기초하여 상기 시각표를 작성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 연마부 및 상기 세정부의 적어도 한쪽에 있어서 처리에 요한 시간, 및 상기 반송부에 있어서 상기 연마 유닛으로부터 상기 세정 유닛으로의 반송 처리에 요한 시간의 과거의 실적에 기초하여 상기 시각표를 작성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 빠른 가상의 도착 시각이 복수 존재하는 경우에는, 상기 빠른 가상의 도착 시각과 상기 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각과의 차가 가장 큰 가상의 도착 시각과 상기 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각과의 차를, 상기 연마부, 상기 세정부, 및 상기 반송부에 대한 가상의 도착 시각에 가산함으로써 실제의 도착 시각을 작성하고, 상기 실제의 도착 시각에 기초하여 상기 시각표를 작성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 동일 또는 경합하는 처리부에 있어서 상기 처리 종료 시각 또는 처리 종료 예정 시각보다 빠른 가상의 도착 시각이 없는 경우에는, 상기 가상의 도착 시각에 기초하여 상기 시각표를 작성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 삭제
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