KR20130048682A - 진공 처리 장치 및 피처리체의 반송 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수 대의 반송 로봇을 구비한 선형 툴에 있어서, 스루풋을 저하시키지 않는 반송 효율이 높은 반송 제어를 제공하는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 진공 처리 장치의 제어부를, 처리실, 반송 기구부, 중간실, 유지 기구부의 각각에 있어서의 동작 상태, 및 피처리체의 유무 및 그 처리 상태를 나타내는 장치 상태 정보를 실시간으로 갱신해서 유지하고, 장치 상태 정보와, 피처리체의 처리 시간에 의거해서, 미리 처리실의 수·배치와 피처리체의 처리 시간의 조합 조건마다 피처리체의 반송을 제어하는 복수의 반송 알고리즘을 시뮬레이션해서 얻어진 반송 알고리즘 판정 룰 중에서 반송 알고리즘을 선택하고, 선택된 상기 반송 알고리즘에 의거해서, 상기 피처리체의 반송처를 산출하도록 구성했다.
이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 진공 처리 장치의 제어부를, 처리실, 반송 기구부, 중간실, 유지 기구부의 각각에 있어서의 동작 상태, 및 피처리체의 유무 및 그 처리 상태를 나타내는 장치 상태 정보를 실시간으로 갱신해서 유지하고, 장치 상태 정보와, 피처리체의 처리 시간에 의거해서, 미리 처리실의 수·배치와 피처리체의 처리 시간의 조합 조건마다 피처리체의 반송을 제어하는 복수의 반송 알고리즘을 시뮬레이션해서 얻어진 반송 알고리즘 판정 룰 중에서 반송 알고리즘을 선택하고, 선택된 상기 반송 알고리즘에 의거해서, 상기 피처리체의 반송처를 산출하도록 구성했다.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼나 액정 모니터와 같은 기판 형상의 웨이퍼를 처리할 때에 사용되며, 복수의 가스를 이용해서 미세한 패턴 가공 등의 처리를 하는 진공 처리 장치 및 진공 처리 장치에 있어서 처리의 대상인 시료의 반송 방법에 관한 것이다.
진공 처리 장치는 프로세스 유닛이라고 불리는 진공 처리실을 내부에 갖는 진공 용기, 배기 장치 및 플라즈마 형성 장치 등을 구비한 처리 유닛을 구비하고 있으며, 이러한 진공 처리 장치에 있어서는, 저(低)비용화, 생산성 향상이 요구되고 있다. 생산성 지표의 대표예로서, 스루풋(throughput)(단위 시간당 기판 처리 매수)을 향상시켜서 장치 1대당 처리의 효율을 높게 하는 것이 중요한 과제로 되어 있다. 이하에서는, 진공 처리 장치에 있어서의 처리 대상이 되는 시료를 웨이퍼라고 부르는 바와 같이, 반도체 처리 장치를 예로서 설명하는 개소가 있지만, 본 발명은 반도체 처리 장치에 한정되지 않는다. 또한 스루풋을 생산성 지표의 대표예로서 설명하지만, 예를 들면 턴어라운드 타임(turnaround time)과 같이, 다른 생산성 지표에 있어서도 마찬가지이며, 스루풋에만 한정되지 않는다.
진공 처리 장치의 한 용도인 반도체 처리 장치의 처리에 있어서는, 피(被)처리 기판인 반도체 웨이퍼 등의 웨이퍼에 진공 하에서의 처리, 예를 들면 에칭 처리 등의 플라즈마 처리를 실시하는 공정이 있고, 이러한 처리를 고(高)스루풋으로 행하기 위해서, 즉 장치 1대당 처리의 효율을 높게 하기 위해서, 복수의 처리실이 설치된 반도체 처리 장치가 이용되고 있다. 통상, 반도체 처리 장치는 진공 처리실과 상압(常壓)의 대기 반송실을 구비한 것이 알려져 있다.
상기와 같은 반도체 처리 장치는, 웨이퍼를 소정의 매수, 예를 들면 25매 수납하는 카세트(FOUP : 후프)가 장치의 전면 측에 장착되고, 이 카세트 내로부터 반송용 로봇이 웨이퍼를 1매씩 취출해서, 대기와 진공을 전환하는 로크실로 반송한 후, 진공 배기되어 감압된 로크실로부터 감압된 반송용 경로를 통해서 처리를 행하는 어느 하나의 각 진공 처리실로 반입되어 처리가 행해진다. 처리가 끝나면, 반출되어 반입 시와 역방향의 경로를 통과하여 로크실을 통해서 대기압 하로 되돌아온다. 그 후, 반송 로봇에 의해 반출되었을 때와 같은 카세트의 같은 위치로 되돌아온다. 이것이 반도체 처리 장치의 웨이퍼를 처리할 때의 일반적인 동작의 순서이다.
이러한 반도체 처리 장치는, 반송실의 주위에 방사상으로 진공 처리실이 접속된 클러스터(cluster) 툴이라고 불리는 구조의 장치가 널리 보급되어 있다. 그러나, 이 클러스터 툴의 장치는 큰 설치 면적을 필요로 하며, 특히, 최근 웨이퍼의 대구경화(大口徑化)에 따라 점점 설치 면적이 커지는 문제를 떠안고 있다. 따라서, 설치 면적을 작게 함과 동시에 스루풋 향상을 실현하기 위해, 선형(線形) 툴이라고 불리는 구조의 장치가 등장했다. 선형 툴의 특징은, 복수의 반송실을 가지며, 각각의 반송실에 진공 처리실이 접속되고, 또한, 반송실끼리도 직접 접속, 혹은 중간에 주고 받기 스페이스(이하, 「중간실」)를 사이에 두고 접속되는 구조이다.
이 선형 툴은 종래 한대였던 반송 로봇을 복수 대 구비함으로써, 복수의 반송 로봇이 복수의 진공 처리실로 병행해서 웨이퍼를 반송할 수 있는 기구로 해서, 고(高)스루풋을 실현하고 있다.
이렇게 설치 면적을 작게 하면서, 스루풋의 향상을 실현한 선형 툴이라는 구조가 제안되어 있지만, 한편으로, 스루풋 향상에는 처리 시간의 단축이나 반송의 효율화와 같은 기술도 중요하다. 그러나, 지금까지의 클러스터 툴에 적용되어 있던 반송 제어는 단일의 반송 로봇을 대상으로 하고 있으며, 복수의 반송 로봇을 구비한 선형 툴에 있어서 그대로 적용했을 경우, 스루풋을 저하시키는 경우가 있다는 문제가 있었다.
클러스터 툴에 있어서의 반송 제어의 대표적인 방법으로서, 처리가 종료된 처리실에 순차적으로 웨이퍼를 반송하는 제어 방법이 있다. 이 방법을 선형 툴에 적용했을 경우, 웨이퍼를 처리하는 처리 시간이 각 처리실에 있어서 거의 같은 시간일 때에는, 높은 스루풋을 실현하는 것이 가능하다. 그러나, 종류가 상이한 제품을 각 처리실에서 병행해서 처리하는 등 했을 경우, 각 처리실에 있어서의 처리 시간은 그 제품에 의존해서, 각각 처리가 종료되는 타이밍이 각기 다른 경우가 자주 일어날 수 있다.
이러한 상황에 있어서, 복수의 처리실 중, 어느 처리실의 처리가 종료되었을 경우에, 단순히 다음 웨이퍼를 바로 반송하는 제어를 생각할 수 있다. 이때, 처리가 종료된 처리실에 다음으로 반송될 웨이퍼의 처리 시간이 길었을 경우, 반도체 처리 장치의 처리실의 수, 배치에도 영향을 받지만, 본래 앞서 반송해 두어야 했을 처리 시간이 짧은 처리실에서 처리될 예정인 웨이퍼의 반송 경로를 막게 될 경우가 있다. 결과적으로, 스루풋을 저하시키게 되는 일이 일어난다.
복수의 처리실이 설치된 진공 처리 장치의 스루풋을 향상시키기 위해서는, 반송 로봇의 부하를 분산시키는 것이 유효한 수단의 하나이다. 이를 위해, 특허문헌 1에서는 종래의 장치에서는 한대였던 반송 로봇을 복수 대 구비하고, 복수의 진공 처리실로 병행해서 반송함으로써 종래의 진공 처리 장치에 비해서, 고스루풋을 실현하고 있다. 그러나, 복수의 반송 로봇을 제어하는 수단에 관해서는, 복수의 반송 로봇 사이에서 웨이퍼를 주고받는다는 점밖에 언급되어 있지 않다. 실제의 반도체 처리 장치의 운용에 있어서, 처리실에 있어서의 처리 시간은, 처리실 내에서 처리하는 웨이퍼에 따라 상이하다. 또한, 이 때문에, 복수 대의 반송 로봇을 구비한 선형 툴에 있어서, 단순히 처리가 종료된 처리실로 순차적으로 반송하는 반송 제어 방법에서는, 각 처리실에서 처리하는 웨이퍼의 처리 시간에 따라서, 스루풋을 저하시키는 일이 있는 등의 과제가 있다.
또한 웨이퍼의 처리 공정에 따라 효율적인 반송 방법은 상이할 경우가 있다. 처리실에서 1회의 처리를 행하고 처리를 완료하는 처리 공정도 있고, 복수 회의 처리를 행하고 처리를 완료하는 처리 공정도 있다. 또한, 운용 조건에 따라서도 상이한 경우가 있다. 웨이퍼의 처리 예정인 처리실을 언제든지 자유롭게 변경할 수 있는 운용 조건도 있고, 초기 위치로부터 웨이퍼의 반송이 개시되면 처리 예정인 처리실을 변경할 수 없는 운용 조건도 있다. 웨이퍼의 처리 예정인 처리실을 언제든지 자유롭게 변경할 수 있는 운용 조건이란, 처리에 이용하는 가스의 종류 등 처리 조건이 복수의 처리실에서 같고, 어느 처리실에서 처리해도 처리 후의 웨이퍼의 품질에 차이가 없을 경우이다. 또한, 초기 위치로부터 웨이퍼의 반송이 개시되면 처리 예정인 처리실을 변경할 수 없는 운용 조건이란, 처리에 이용하는 가스의 종류 등 처리 조건이 복수의 처리실에서 같지만, 어느 웨이퍼에 대해서 한번 처리 예정인 처리실이 결정되면, 막 두께 등 그 웨이퍼 특유의 상태에 따라 처리 조건을 미(微)조정하는 운용이 행해질 경우나, 처리에 이용하는 가스의 종류 등 처리 조건이 처리실에 따라 상이할 경우이다.
따라서, 본 발명의 목적은, 선형 툴에 있어서, 처리실에서 1회의 처리를 행하고 처리를 완료하는 처리 공정에서, 초기 위치로부터 웨이퍼의 반송이 개시되면 처리 예정인 처리실을 변경할 수 없는 운용 조건 하에서, 종류가 상이한 제품을 각 처리실에서 병행해서 처리하는 등 했을 경우, 모든 처리실의 수, 배치에 있어서도, 반송 효율이 높은 반송 제어를 제공하는 반도체 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에서는, 대기 측에 배치된 피처리체를 진공 측으로 받아들이는 로드 로크와, 상기 진공 측에 설치된 반송실에 접속된 상기 피처리체에 소정의 처리를 실시하는 복수의 처리실과, 상기 피처리체의 주고받기·반송을 행하는 진공 로봇을 구비해서 이루어지는 복수의 반송 기구부와, 상기 반송 기구부 사이를 연결해서 상기 피처리체를 중계 재치(載置)하는 복수의 중간실과, 상기 로드 로크와 상기 중간실에 설치된 복수의 상기 피처리체를 유지하는 유지 기구부와, 상기 피처리체의 주고받기 및 반송을 제어하는 제어부를 구비한 진공 처리 장치를, 상기 제어부는, 상기 처리실, 상기 반송 기구부, 상기 중간실, 상기 유지 기구부의 각각에 있어서의 동작 상태, 및 상기 피처리체의 유무 및 그 처리 상태를 나타내는 장치 상태 정보를 실시간으로 갱신해서 유지하고, 상기 장치 상태 정보와, 상기 피처리체의 처리 시간에 의거해서, 미리 처리실의 수·배치와 피처리체의 처리 시간의 조합 조건마다 상기 피처리체의 반송을 제어하는 복수의 반송 알고리즘을 시뮬레이션해서 얻어진 반송 알고리즘 판정 룰 중에서 반송 알고리즘을 선택하는 수단과, 선택된 상기 반송 알고리즘에 의거해서, 상기 피처리체의 반송처를 산출하는 수단을 구비해서 구성했다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에서는, 상기 제어부의 상기 반송 알고리즘을 선택하는 수단을, 상기 장치 상태 정보로부터 가동 상태의 처리실 정보를 판독하고, 상기 피처리체의 처리 시간에 의거해서, 미리 처리실의 수·배치와 피처리체의 처리 시간의 조합 조건마다 상기 피처리체의 반송을 제어하는 복수의 반송 알고리즘을 시뮬레이션해서 얻어진 반송 알고리즘 판정 룰 중에서, 최대의 스루풋값이 예측되는 반송 알고리즘을 선택하도록 구성했다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에서는, 상기 피처리체의 반송을 제어하는 복수의 반송 알고리즘은, 상기 복수의 반송 기구부를, 상기 로드 로크로부터 상기 처리실로 상기 피처리체를 직접 주고받기·반송을 행하는 제1 반송 기구부와, 상기 로드 로크로부터 상기 피처리체를 상기 제1 반송 기구부와 상기 중간실을 통해서 수취해서, 처리실로 상기 피처리체를 주고받기·반송하는 제2 반송 기구부와, 상기 제2 반송 기구부로부터 상기 중간실을 통해서 상기 피처리체를 수취해서, 처리실로 상기 피처리체를 주고받기·반송하는 제3 반송 기구부와, 제n 반송 기구부로 분류했을 경우에, 상기 로드 로크로부터 반송되는 상기 피처리체의 매수를, 상기 제1 반송 기구부가 처리실로 주고받기·반송하는 상기 피처리체의 매수와, 상기 제2 반송 기구부가 처리실로 주고받기·반송하는 상기 피처리체의 매수와, 상기 제3 반송 기구부가 처리실로 주고받기·반송하는 상기 피처리체의 매수와, 상기 제n의 반송 기구부가 처리실로 주고받기·반송하는 상기 피처리체의 매수로 나눠서, 그들의 비율에 의해 정의되도록 구성했다.
본 발명에 의해, 모든 처리실의 수 및 배치, 처리실에 있어서의 처리 시간을 포함한 처리 조건에 있어서, 반송 효율이 높은 반송 제어를 제공하는 진공 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 반도체 처리 장치의 전체 구성의 개략을 설명한 도면.
도 2는 반도체 처리 장치의 기계부의 구성을 설명한 도면.
도 3은 반도체 처리 장치의 기계부의 웨이퍼 유지 구조에 대해서 설명한 도면.
도 4는 반도체 처리 장치의 동작 제어 시스템의 전체 흐름을 설명한 도면.
도 5는 동작 지시 계산의 처리와 입출력 정보에 대해서 설명한 도면.
도 6은 반송처 계산의 처리와 입출력 정보에 대해서 설명한 도면.
도 7은 반송처 변경 판정의 상세한 계산 처리를 설명한 도면.
도 8은 반송처 알고리즘 계산의 상세한 계산 처리를 설명한 도면.
도 9는 반송처 변경 계산의 상세한 계산 처리를 설명한 도면.
도 10은 콘솔 단말의 화면의 예를 나타낸 도면.
도 11은 장치 상태 정보의 예를 나타낸 도면.
도 12는 반송처 정보의 예를 나타낸 도면.
도 13은 동작 지시 룰 정보의 예를 나타낸 도면.
도 14는 동작 지시 정보의 예를 나타낸 도면.
도 15는 동작 지시 룰 정보의 예를 나타낸 도면.
도 16은 반송처 계산 트리거의 예를 나타낸 도면.
도 17은 처리 대상 정보의 예를 나타낸 도면.
도 18은 반송 알고리즘 라이브러리의 예를 나타낸 도면.
도 19는 반송 알고리즘 판정 룰의 예를 나타낸 도면.
도 20은 시뮬레이션의 예를 설명한 도면.
도 21은 처리실 정보의 예를 나타낸 도면.
도 2는 반도체 처리 장치의 기계부의 구성을 설명한 도면.
도 3은 반도체 처리 장치의 기계부의 웨이퍼 유지 구조에 대해서 설명한 도면.
도 4는 반도체 처리 장치의 동작 제어 시스템의 전체 흐름을 설명한 도면.
도 5는 동작 지시 계산의 처리와 입출력 정보에 대해서 설명한 도면.
도 6은 반송처 계산의 처리와 입출력 정보에 대해서 설명한 도면.
도 7은 반송처 변경 판정의 상세한 계산 처리를 설명한 도면.
도 8은 반송처 알고리즘 계산의 상세한 계산 처리를 설명한 도면.
도 9는 반송처 변경 계산의 상세한 계산 처리를 설명한 도면.
도 10은 콘솔 단말의 화면의 예를 나타낸 도면.
도 11은 장치 상태 정보의 예를 나타낸 도면.
도 12는 반송처 정보의 예를 나타낸 도면.
도 13은 동작 지시 룰 정보의 예를 나타낸 도면.
도 14는 동작 지시 정보의 예를 나타낸 도면.
도 15는 동작 지시 룰 정보의 예를 나타낸 도면.
도 16은 반송처 계산 트리거의 예를 나타낸 도면.
도 17은 처리 대상 정보의 예를 나타낸 도면.
도 18은 반송 알고리즘 라이브러리의 예를 나타낸 도면.
도 19는 반송 알고리즘 판정 룰의 예를 나타낸 도면.
도 20은 시뮬레이션의 예를 설명한 도면.
도 21은 처리실 정보의 예를 나타낸 도면.
이하에, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 이용해서 설명한다.
본 발명의 반도체 처리 장치의 전체 구성의 개략에 대하여 도 1을 이용해서 설명한다. 반도체 처리 장치는 크게 나누면, 처리실이나 반송 기구를 포함하는 기계부(101)와 동작 제어부(102)와 콘솔 단말(103)로 이루어져 있다. 기계부(101)는, 웨이퍼에 대해서 에칭이나 성막(成膜) 등의 처리를 실시할 수 있는 처리실과 웨이퍼의 반송을 행하는 로봇 등을 구비한 반송 기구로 구성되어 있다. 동작 제어부(102)는, 처리실이나 반송 기구의 동작을 제어하는 컨트롤러로서, 연산 처리를 행하는 연산부(105)와 각종 정보를 기억하는 기억부(106)로 이루어져 있다.
연산부(105)에는, 이용자가 지정한 「수동」 혹은 「자동」의 제어 모드에 따라, 제어 시스템의 내부 처리를 전환하는 제어 모드 설정부(107)와, 처리실이나 반송 기구를 실제로 동작시키기 위한 연산을 행하는 동작 지시 계산부(108)와, 복수의 알고리즘 중에서 반송 알고리즘 선택의 계산을 행하는 반송 알고리즘 계산부(109)와, 반송처를 계산할지의 여부를 판정하기 위한 계산을 행하는 반송처 변경 판정 계산부(110)와, 선택된 반송 알고리즘에 의거해서, 각 웨이퍼가 반송될 처리실을 결정하는 계산을 행하는 반송처 결정 계산부(111)가 있다.
기억부(106)에는, 장치 상태 정보(112), 처리 대상 정보(113), 동작 지시 정보(114), 동작 시퀀스 정보(115), 반송처 정보(116), 동작 지시 룰 정보(117), 처리실 정보(118), 반송 알고리즘 라이브러리(119), 반송 알고리즘 판정 룰(120), 반송처 계산 트리거(121)의 정보가 기억되어 있다.
콘솔 단말(103)은, 이용자가 제어 방법을 입력하거나 장치의 상태를 확인하거나 하기 위한 것이며, 키보드나 마우스나 터치 팬 등의 입력 기기와 정보를 출력하는 화면이 구비되어 있다. 또한, 반도체 처리 장치는, 네트워크(122)를 통해서 호스트 컴퓨터(104)와 접속되어 있고, 처리에 이용하는 가스의 종류나 농도 등의 레시피나 처리에 요하는 표준적인 시간 등, 필요한 정보를 필요할 때에 호스트 컴퓨터(104)로부터 다운로드할 수 있다.
다음으로, 처리실 및 반송 기구를 포함하는 기계부의 구성에 대하여 도 2를 이용해서 설명한다. 도 2는 기계부를 상면으로부터 부감(俯瞰)한 도면이다. 기계부는 크게 나눠서 대기측 기계부(234)와 진공측 기계부(235)로 나눌 수 있다. 대기측 기계부(234)는, 대기압 하에서 웨이퍼가 수납되어 있는 카세트로부터 웨이퍼를 취출하거나 수납하는 것과 같은 웨이퍼의 반송 등을 행하는 부분이다. 진공측 기계부(235)는, 대기압으로부터 감압된 압력 하에서 웨이퍼를 반송하여, 처리실 내에 있어서 처리를 행하는 부분이다. 그리고, 대기측 기계부(234)와 진공측 기계부(235) 사이에, 웨이퍼를 내부에 가진 상태에서 압력을 대기압과 진공압 사이에서 높이거나 낮춰서, 웨이퍼를 상호의 영역으로 유통시키는 중개를 수행하는 부분인 로드 로크(211)를 구비하고 있다.
대기측 기계부(234)에는, 로드 포트(201, 202)와, 얼라이너(236)와, 처리 완료된 웨이퍼를 일단 퇴피(退避)시키기 위한 퇴피 스테이션(232, 233)과 대기(大氣) 로봇(203)과, 대기 로봇의 가동 에어리어를 덮는 하우징(204)이 있다. 이 로드 포트(201, 202)에 처리 대상인 웨이퍼를 수납한 카세트(FOUP : 후프)가 배치된다. 그리고, 웨이퍼를 유지할 수 있는 핸드를 갖는 대기 로봇(203)이, 카세트 내에 수납되어 있는 웨이퍼를 취출해서 로드 로크(211) 내로 반송하거나, 반대로 로드 로크(211) 내에서 웨이퍼를 취출해서 카세트(FOUP : 후프) 내로 수납하거나 한다. 또한, 대기 로봇(203)은, 로드 로크(211)로부터 취출한 웨이퍼를 퇴피 스테이션 (232, 233)에 수납하거나, 퇴피 스테이션(232, 233)으로부터 취출한 웨이퍼를 카세트 내에 수납하거나 한다. 이 대기 로봇(203)은 로봇 아암을 신축시키거나, 상하 이동하거나, 선회할 수 있고, 또한 하우징(204)의 내부를 수평 이동할 수도 있다. 또한, 얼라이너(236)란 웨이퍼의 방향을 맞추기 위한 기계이다. 단, 대기측 기계부(234)는 일례이고, 본 발명의 장치가 두개의 로드 포트를 갖는 장치에 한정되는 것이 아니며, 로드 포트의 수가 2개보다 적거나 많아도 된다. 부가해서, 본 발명의 장치가 하나의 대기 로봇을 갖는 장치에 한정되는 것이 아니며, 복수의 대기 로봇을 갖고 있어도 된다. 부가해서, 본 발명의 장치가 하나의 얼라이너를 갖는 장치에 한정되는 것이 아니며, 복수의 얼라이너를 갖고 있어도 되고 얼라이너가 없어도 된다. 부가해서, 본 발명의 장치가 웨이퍼를 일단 퇴피시키기 위한, 퇴피 스테이션을 로드 포트의 수와 일치시킨 2개 갖는 장치에 한정되는 것이 아니며, 2개보다 많거나 적어도 되고, 퇴피 스테이션이 없어도 된다.
진공측 기계부(235)에는, 처리실(205, 206, 207, 208, 209, 210)과 반송실(214, 215, 216)과 중간실(212, 213)이 있다. 처리실(205, 206, 207, 208, 209, 210)은, 웨이퍼에 대해서 에칭이나 성막 등의 처리를 행하는 부위이다. 이들은, 게이트 밸브(222, 223, 224, 225, 226, 227)를 통해서, 각각 반송실(214, 215, 216)과 접속되어 있다. 게이트 밸브(222, 223, 224, 225, 226, 227)는, 이들 밸브 개폐에 의해, 처리실 내부의 공간과 반송실 내부의 공간을 구획짓거나 공간을 연결하거나 할 수 있다.
반송실(214, 215, 216)에는 진공 로봇(217, 218, 219)이 각각 구비되어 있다. 이 진공 로봇(217, 218, 219)은, 웨이퍼를 유지할 수 있는 핸드를 구비하고 있고, 로봇 아암이 신축이나 선회나 상하 이동할 수 있어, 웨이퍼를 로드 로크에 반송하거나, 처리실에 반송하거나, 중간실에 반송하거나 한다.
중간실(212, 213)은 반송실(214, 215, 216) 사이에 접속되어 있으며, 웨이퍼를 유지하는 기구를 구비하고 있다. 진공 로봇(217, 218, 219)이, 이 중간실(212, 213)에 웨이퍼를 배치하거나 취출하거나 함으로써, 반송실 사이에서 웨이퍼를 주고받을 수 있다. 이 중간실(212, 213)은 게이트 밸브(228, 229, 230, 231)를 통해서 각각 반송실(214, 215, 216)과 접속되어 있다. 이 게이트 밸브(228, 229, 230, 231)는 개폐되는 밸브를 갖고 있어, 반송실 내부의 공간과 중간실 내부의 공간을 구획짓거나 공간을 연결하거나 할 수 있다. 단, 진공측 기계부(235)는 일례이고, 본 발명의 장치가 6개의 처리실을 갖는 장치에 한정되는 것이 아니며, 처리실의 수가 6개보다 적거나 많아도 된다. 또한, 본 실시예에서는 하나의 반송실에 2개의 처리실이 접속되는 장치로서 설명하지만, 본 발명의 장치가 하나의 반송실에 2개의 처리실이 접속된 장치에 한정되는 것이 아니며, 하나의 반송실에 하나의 처리실이나 3개 이상의 처리실이 접속된 장치여도 된다. 부가해서, 본 발명의 장치가 3개의 반송실을 갖는 장치에 한정되는 것이 아니며, 반송실이 3개보다 적거나 많아도 된다. 또한, 본 실시예에서는 반송실과 중간실의 사이에 게이트 밸브를 구비한 장치로서 설명하지만, 이 게이트 밸브는 없어도 된다.
로드 로크(211)는 게이트 밸브(220, 221)를 통해서 각각 대기측 기계부(234)와 진공측 기계부(235)에 접속되어 있으며, 웨이퍼를 내부에 갖는 상태에서 압력을 대기압과 진공압 사이에서 높이거나 낮출 수 있다.
다음으로, 기계부를 측면으로부터 부감한 도 3을 이용하여 웨이퍼를 유지하는 구조에 대해서 설명한다. 웨이퍼는 로드 로크(305)나 중간실(310, 315)에 유지할 수 있다. 이들 로드 로크(305)나 중간실(310, 315)은 복수의 웨이퍼를 각각 개별적으로 유지할 수 있는 구조(이후, 유지단(段)이라고 함)로 유지한다. 물리적으로는 임의의 웨이퍼를 어떠한 유지단에 배치하는 것도 가능하지만, 운용적으로, 일부의 유지단에는 미(未)처리 웨이퍼만, 또한 다른 일부의 유지단에는 처리 완료된 웨이퍼만을 배치하는 운용이 일반적이다. 이것은, 처리 완료된 웨이퍼에는, 처리에 이용한 부식성 가스 등이 부착되어 있어, 유지단에 가스를 남기는 경우가 있다. 이 가스에 미처리 웨이퍼가 접촉하면, 웨이퍼에 변질이 일어나서 웨이퍼의 품질을 떨어뜨리게 되는 경우가 있기 때문이다. 따라서, 예를 들면 도 3에 나타내는 바와 같이 로드 로크에 4단의 유지단이 있다고 했을 경우, 2단을 미처리 웨이퍼용 유지단, 나머지 2단을 처리 완료된 웨이퍼용 유지단으로 하는 것과 같은 운용이 행해진다.
또, 부호 301은 로드 포트에 배치된 카세트(FOUP : 후프)를, 부호 302는 대기 로봇의 가동 에어리어를 덮는 하우징을, 부호 303은 대기 로봇을, 부호 307, 312, 318은 반송실을, 부호 308, 313, 317은 진공 로봇을, 부호 304, 306, 309, 311, 314, 316은 게이트 밸브를, 부호 319, 320, 321, 322, 323, 324, 325는 웨이퍼를 각각 의미한다.
다음으로, 본 발명의 반도체 처리 장치의 동작 제어 시스템의 전체 흐름에 대하여 도 4를 이용해서 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서, 본 실시예에서는, 선형 툴에 있어서, 웨이퍼의 처리는 지정된 진공 처리실에서 1회의 처리를 행하고 처리를 완료하는 일공정 처리만을 취급하는 것으로 하지만, 도 20의 시뮬레이션의 사례에서는, 상이한 처리실에서 2회의 처리를 행하는 이공정 처리의 예를 나타내는 바와 같이, 복수 공정 처리로도 확장이 가능하다. 또한, 초기 위치로부터 웨이퍼의 반송이 개시되면, 처리 예정의 처리실을 변경할 수 없는 운용 조건 하에서 반송을 행하는 것으로 한다.
콘솔 화면(401)으로부터 이용자가 제어 모드의 「수동」이나 「자동」을 선택할 수 있고, 제어 모드 설정부(107)가 선택을 접수해서, 각 모드의 제어에 들어간다. 여기에서, 선택된 제어 모드에 따라 실행되는 처리가 바뀐다. 예를 들면, 제어 모드에서 「수동」이 지정되면 수동 반송처 설정(404)이 실행된다. 한편, 제어 모드에서 「자동」이 지정되어, 반송처 계산 트리거의 조건이 만족되었을 때, 반송처 계산 처리(407)가 실행된다. 또, 제어 모드 「자동」이 해제되지 않을 경우에는, 반송처 계산 트리거의 조건이 만족되었을 때에 반송처 계산 처리(407)가 반복해서 실행된다.
이 연산 처리(404, 407)는 모두, 앞으로 투입할 웨이퍼의 반송처 처리실을 결정하는 처리이며, 출력으로서 반송처 정보(405)를 출력한다. 이 반송처 정보(405)와 장치 상태 정보(408)를 기초로 해서, 동작 명령 계산(409)에 의해 동작 명령(410)이 산출되며, 기계부(411)가 그 동작 명령(410)에 의거해서 동작을 행한다. 그리고, 동작을 행함으로써, 장치 내의 상태가 변화해서 장치 상태 정보(408)가 갱신된다. 그리고, 다시, 반송처 정보(405)와 장치 상태 정보(408)를 기초로, 장치 상태 정보(408)의 갱신에 따라 기동된 동작 명령 계산(409)에 의해, 동작 명령(410)이 산출되어 기계부(411)는 다음 동작을 행하게 된다.
또한, 반송처 처리실을 자동으로 결정하는 연산 처리(407)는, 새로운 처리 대상 웨이퍼의 반송처를 결정할 때에 매번 실행되어 반송처 정보(405)를 갱신한다. 예를 들면, 대기 로봇(203)이 어느 웨이퍼를 로드 포트에 탑재하기 위한 반송을 종료하고, 새로운 웨이퍼에 대한 반송 동작을 행할 수 있는 상태가 되었을 때에 트리거가 걸려서, 반송처 계산(407)을 기동하여 반송 알고리즘을 갱신하고, 그 반송 알고리즘을 실행함으로써, 새로운 웨이퍼의 반송처를 계산하는 것과 같은 방식이다.
본 발명은, 제어 모드 「자동」을 선택했을 때의 제어 방법에 관한 것이므로, 이후, 제어 모드 「자동」을 선택했을 때의 제어 방법에 대해서 설명한다. 따라서 이후, 반송처 결정 계산이란, 반송처 계산(407)을 가리키는 것으로 한다.
우선, 도 4에서 나타낸 동작 명령 계산(409)에 대해서, 도 5를 이용해서 상세하게 설명한다. 도 5는 동작 지시 계산부(108)가 실행하는 동작 명령 계산(409)의 처리와 입출력 정보의 관계를 상세하게 나타낸 도면이다. 동작 명령 계산(409)은 동작 지시 계산(505)과 동작 명령 생성(507)의 2개의 연산 처리로 구성된다.
동작 지시 계산(505)이란, 장치 상태 정보(501)와 반송처 정보(502)와 동작 지시 룰 정보(503)를 입력해서 동작 지시 정보(506)를 출력하는 것이다.
장치 상태 정보(501(112))는, 도 11에 예시하는 정보이며, 웨이퍼를 재치하는 부위, 웨이퍼를 처리하는 부위, 또는 웨이퍼를 파지하는 부위를 식별하는 「부위」란(欄), 상기 부위의 처리 또는 가동 상태를 식별하는 「상태」란, 상기 부위에 있어서 재치, 처리, 또는 파지되어 있는 웨이퍼, 또는 비어 있는 것을 식별하는 「웨이퍼 번호」란, 「웨이퍼 번호」란의 웨이퍼의 상태를 나타내는 「웨이퍼 상태」란의 데이터 항목을 갖는다. 예를 들면, 「부위 : 로드 로크(211)_단 1, 상태 : 진공, 웨이퍼 번호 : W11, 웨이퍼 상태 : 미처리」라는 데이터는, 로드 로크(211)의 유지단의 1단째의 상태를 나타내고 있고, 로드 로크의 상태는 진공 상태, 웨이퍼 번호 W11의 웨이퍼가 유지되어 있고, 그 웨이퍼 W11은 미처리 웨이퍼라는 것을 의미하고 있다. 여기에서, 웨이퍼 상태는, 처리가 이루어져 있지 않은 웨이퍼를 미처리, 처리실에서 현재 처리하고 있는 웨이퍼를 처리 중, 처리가 이미 이루어져 있는 웨이퍼를 처리 완료로 한다. 본 발명의 반도체 처리 장치의 기계부의 상기 각 부위에는 센서가 부착되어 있어, 상기 각 부위의 상태 변화를 검지해서, 또는 진공 로봇에 의한 웨이퍼의 주고받기 시에, 상기 웨이퍼 상태의 변화를 확인하고, 각 시점에 있어서 장치 상태 정보(501(408,112))는 각 부위의 상태, 또는 웨이퍼 상태의 갱신이 행해진다.
반송처 정보(502(116))는 도 12에 예시하는 정보이며, 각 웨이퍼의 반송처 처리실을 식별하는 정보를 나타내고 있다.
동작 지시 룰 정보(503(117))는 도 13에 예시하는 정보이며, 반송원에 있는 웨이퍼를 반송처로 반송하는 「동작 지시」란과, 상기 「동작 지시」란의 반송을 행하기 위해서 만족시켜야 할 조건을 기재한 「동작 지시 조건」란의 데이터 항목을 갖는다. 예를 들면, 「로드 로크(211)로부터 중간실(212)로 반송」이라는 동작 지시는, 「로드 로크(211)에 반송처가 처리실(205, 206) 이외인 미처리 웨이퍼가 있고, 또한 로드 로크(211)가 진공 상태임」「중간실(212)에 비어 있는 유지단이 있음」「진공 로봇(217) 중 적어도 한쪽의 핸드가 대기 상태임」이라는 조건이 갖추어졌을 때에 지시가 이루어진다는 것을 의미한다.
동작 지시 정보(506(114))는 도 14에 예시하는 정보이며, 반송 담당 부위, 반송 대상, 반송원, 및 반송처의 데이터 항목을 갖고, 반송의 동작 지시와 반송 대상의 웨이퍼 번호를 갖는 정보이다.
동작 지시 계산(505)에서는 장치 상태 정보(501), 반송처 정보(502)를 참조해서, 동작 지시 룰 정보(503)의 동작 지시 조건이 모두 만족된 동작 지시를 추출하고, 그 동작 지시를 동작 지시 정보(506)로서 출력한다.
동작 명령 생성(507)은, 동작 지시 정보(506)와 동작 시퀀스 정보(504)를 입력해서 동작 명령(508)을 출력하고, 기계부에 동작 명령을 전달하는 것이다.
동작 시퀀스 정보(504(115))는 도 15에 예시하는 정보이다. 이것은, 동작 지시에 대해서, 대기 로봇이나 진공 로봇의 동작이나, 로드 로크나 중간실이나 처리실의 게이트 밸브의 개폐 동작이나, 로드 로크의 진공 처리를 행하는 펌프의 동작 등, 각 부위의 구체적인 동작 내용을 기술한 것이며, 동작 순서에 기재된 번호가 빠른 순부터 동작을 실행한다는 것을 의미하고 있다. 이 동작 시퀀스 정보(504)는 각 동작 지시에 대응되어 각각 정의되는 것이다.
동작 명령 생성(507)에서는, 동작 지시 정보(506)로부터 판독한 동작 지시에 대해서, 동작 시퀀스 정보(504)로부터 해당하는 동작 지시의 동작 시퀀스 데이터를 추출하고, 동작 순서의 번호가 빠른 순부터, 동작 명령(508(410))으로서 기계부에 전달한다.
다음으로, 도 4에서 나타낸 반송처 계산(407)에 대하여 도 6을 이용해서 상세하게 설명한다. 도 6은 반송처 계산(407)의 처리와 입출력 정보의 관계를 상세하게 나타낸 도면이다. 반송처 계산(407)은 반송처 변경 판정(607)과 반송 알고리즘 계산(609)과 반송처 갱신 계산(611)의 3개의 연산 처리로 구성된다.
반송처 변경 판정 계산부(110)가 실행하는 반송처 변경 판정(607)은, 장치 상태 정보(601(112)), 반송처 계산 트리거(602)를 입력해서 반송처 계산 명령(608)을 출력한다. 도 7에 반송처 변경 판정(607)의 플로차트를 나타낸다. 우선, 처리 스텝 701에 있어서, 장치 상태 정보(601)와 반송처 계산 트리거(602)를 취득한다.
반송처 계산 트리거(602(121))는 도 16에 예시하는 정보이며, 장치의 부위와 그 부위에 있어서의 이벤트 정보로 되어 있다. 상기 반송처 계산 트리거(602)에 기재된 해당 장치 부위가 해당 이벤트의 상태에 이르렀을 때에, 해당 장치로부터 이벤트 신호가 발생되고, 그 결과는 장치 상태 정보(601(112))의 갱신에 반영된다. 이 장치 상태 정보(601)와 반송처 계산 트리거(602)를 비교해서, 반송처 계산 트리거(602)에 있어서의 레코드(부위와 이벤트)와 일치하는 장치 상태 정보의 레코드(부위와 상태)가 발견되었을 경우, 반송처 계산 명령(608)을 출력한다. 일치하는 조건이 발견되지 않았을 경우에는, 장치 상태 정보(601)가 매번 갱신되고 있기 때문에 검증을 반복한다.
반송 알고리즘 계산부(109)가 실행하는 반송 알고리즘 계산(609)은, 반송처 계산 명령(608)을 접수하고, 장치 상태 정보(601)와 처리 대상 정보(603(113))와 반송 알고리즘 라이브러리(604(119))와 반송 알고리즘 판정 룰(605(120))을 입력해서 반송 알고리즘(610)을 출력하는 것이다.
처리 대상 정보(603)(113)란, 도 17에 예시하는 정보이며, 처리 대상 웨이퍼의 웨이퍼 번호 및 처리 시간이 기술된 정보이다.
반송 알고리즘 라이브러리(604(119))란, 도 18에 예시하는 바와 같은 정보이며, 반송 알고리즘과 각 반송 알고리즘에 의한 반송처의 결정 조건이 기술된 정보이다. 도 18에서는 반송 알고리즘의 예로서, 각 진공 로봇이 반송하는 매수의 비(比)를 변경한 알고리즘을 나타내고 있다. 여기에서, 도 2에 있어서의 진공 로봇(217)이 처리실(205, 208)에 반송하는 웨이퍼의 매수(L1), 진공 로봇(218)이 처리실(206, 209)에 반송하는 웨이퍼의 매수(L2), 진공 로봇(219)이 처리실(207, 210)에 반송하는 웨이퍼의 매수(L3)를 비교하고 각각의 매수 비를 계산해서, L1 : L2 : L3로 했다. 매수 비가 0일 때에는, 해당하는 진공 로봇은 웨이퍼를 1매도 반송하지 않는다. 예를 들면 L3이 0일 때, 진공 로봇(219)은 웨이퍼를 반송하지 않는다. 또한, 동일한 진공 로봇에 의해 웨이퍼가 반송되는 2개의 처리실은, 번호가 빠른 처리실, 처리실(205, 208)이면 처리실(205)을 우선하고, 그 후에는 교대로 반송한다. 또한, 링크가 상이한 처리실에 관해서는, 진공 로봇의 번호가 빠른 순, 예를 들면 진공 로봇(217, 218)이면, 217을 우선하고 217, 218, 219로 1매씩 반송한 후, 매수 비의 조건을 만족시킬 때까지 같은 순서로 반송한다. 이때, L1 : L2 : L3 = 2 : 1 : 1이면, 각 진공 로봇이 1매씩 반송한 후, 진공 로봇(217)이 1매의 웨이퍼를 처리실에 더 반송하고, 같은 동작을 반복한다. 도 18에서는 진공 반송 로봇이 반송하는 매수 비를 이용한 반송 알고리즘을 설명하고 있지만, 처리가 종료된 처리실에 순차적으로 웨이퍼를 반송하는 것과 같은 반송 알고리즘도 있으며, 도 18에 나타낸 반송 알고리즘에만 한정되는 것이 아니다. 반송 알고리즘 라이브러리(604(119))는, 기억부(106)에 미리 저장된 경우와, 호스트 컴퓨터(104)에 데이터베이스로서 저장되어 있는 것을 검색할 경우를 생각할 수 있다.
반송 알고리즘 판정 룰(605(120))이란, 도 19에 예시하는 정보이며, 가동하고 있는 처리실의 수·배치 및 처리 시간 등의 조건으로부터 고스루풋의 반송 알고리즘을 선택하기 위한 조건이 기술된 정보이다. 도 19에 나타내는 룰은, 미리 호스트 컴퓨터(104)에 있어서, 상정되는 처리실의 수·배치의 조합을 정해서, 웨이퍼의 종류에 대응한 각 처리실의 처리 시간을 설정하고, 각각의 설정 조건에 있어서, 반송 알고리즘 라이브러리에 등록된 각 반송 알고리즘을 사용해서 시뮬레이션을 실행하고 스루풋을 평가해서, 각 반송 알고리즘에 의거하는 스루풋값과 함께, 가장 스루풋이 높았던 반송 알고리즘을 미리 선택해서, 데이터 테이블에 정리한 것이다.
여기에서, 시뮬레이션이란, 시각을 진행시키면서 동작을 나열해 가는 계산 절차이다. 시뮬레이션의 계산예로서, 웨이퍼 번호 W1, W2, W3을 탑재한 로트가 반도체 처리 장치에 도착했을 때에, 이미 다른 로트가 처리되고 있고, 그 다른 로트의 웨이퍼 번호 W0이 처리실 4에서 처리 중이며 남은 처리 시간 35라는 상태에서 시뮬레이션을 행하는 것으로 한다. 또한, W1, W2, W3의 순으로 투입되는 룰인 것으로 한다. 또 이 일례의 설명에서는 설명을 간단하게 하기 위해, 외부 반송 부위의 동작이나 게이트 밸브의 동작은 생략하고, 반송 로봇과 처리 모듈의 동작만 시뮬레이션한다.
이하에 도 20을 참조하면서, 동작 시뮬레이션을 설명한다.
이하에서는, 로드 로크를 LL, 처리실을 PM, 진공 로봇을 VR, 중간실을 WS로 약기(略記)한다. 우선, 시각 0에 있어서, LL에는 W1이 격납, PM1, PM2에는 웨이퍼는 격납되어 있지 않고, PM4에는 W0이 격납되어 있으며 처리 중이라는 상태로부터 개시한다. 이 경우, VR1이 W1을 LL로부터 반출해서 PM1로 반입하는 동작 개시 조건이 만족되어 있다. 따라서 그 동작을 도면 중에 나타내는 바와 같이 나열한다. 다음으로, 어느 하나의 동작이 완료되고, 동작 개시 조건에 변화가 있을 가능성이 있는 시각까지 시각을 진행시킨다. 이 예의 경우, VR1에 의한 LL→PM1(W1)의 동작은 소요 시간 10이다. 따라서 시각을 10까지 진행시킨다. 여기에서, 동작 개시 조건이 만족되어 있는 동작의 유무를 체크한다. PM1에 W1이 반송되었으므로, PM1의 처리의 동작 개시 조건이 만족된다. 따라서, PM1에서의 W1에 대한 처리의 동작을 시각 10을 시점(始点)으로 해서 나열한다. 다음으로, PM1의 W1에 대한 처리 시간이 20이므로 시각을 30까지 진행시킨다. 여기에서, VR1에 의한 PM1→PM2(W1)의 동작의 동작 개시 조건과, PM4에서의 W0에 대한 처리가 완료되어 VR2에 의한 PM4→WS1(W0)의 동작 개시 조건이 만족되므로, 시각 30을 시점으로 해서 나열한다. 다음으로, 시각 35까지 진행시키면, VR2에 의한 PM4→WS1(W0)의 동작이 완료된다. 여기에서, 동작 개시 조건이 갖춰지는 동작은 없지만, VR1에 의한 WS1→LL(W0)의 동작 개시 조건의 하나인 WS1에 처리 완료 웨이퍼가 있는 상태가 되고, VR1이 웨이퍼를 유지하고 있지 않은 상태가 되는 것을 기다리게 된다. 여기에서, 시각 40에 있어서, 외부 반송 부위에 의해, W2가 LL에 격납되는 것으로 한다. 따라서, 시각 40까지 진행시키면, VR1이 웨이퍼를 유지하고 있지 않은 상태가 되고, VR1에 의한 WS1→LL(W0)과, VR1에 의한 LL→PM1(W2)과, PM2에서 W1의 처리의 동작 개시 조건이 각각 만족된다. 여기에서, VR1에 의한 WS1→LL(W0)과 VR1에 의한 LL→PM1(W2)은 모두 VR1의 동작이며 동시에 행할 수 없다. 따라서, 가장 빨리 동작 개시 조건이 갖춰진 동작을 우선한다는 우선 룰에 따라, 이 예에서는, VR1에 의한 WS1→LL(W0)이 시각 35의 시점에서부터 VR1이 웨이퍼를 유지하지 않는 상태를 기다리고 있었으므로, 이 동작을 우선한다. 또한, PM2에서 W1의 처리는 평행하게 동작할 수 있으므로, 결국, VR1에 의한 WS1→LL(W0)와 PM2에서 W1의 처리가 시각 40을 시점으로 해서 나열된다. 다음으로, 시각 45까지 진행되면, VR1에 의한 LL→PM1(W2)의 동작 개시 조건이 만족되므로, 시각 45를 시점으로 해서 나열한다. 이렇게 시각을 진행시키면서 동작을 나열하는 처리를, 모든 처리 대상 웨이퍼에 대하여 처리를 끝내서 외부에 반출될 때까지의 모든 동작이 나열 종료될 때까지 반복한다. 이 예에서는, VR1이 웨이퍼 W3을 PM2→LL로 반송하는 동작까지 나열함으로써 모든 동작이 나열 종료된다.
이 시뮬레이션의 결과로부터, 모든 동작 중 완료 시각이 가장 느린 동작의 완료 시각을 얻을 수 있다. 이 시각까지가 반송 및 처리에 요한 소요 시간이므로, 처리한 웨이퍼 매수를 이 소요 시간으로 나눔으로써, 단위 시간당 처리 웨이퍼 매수인 스루풋을 산출할 수 있다. 예를 들면, 도 20의 예의 경우, VR1에 의한 PM2→LL(W3)가 최후의 동작이 되며, 그 시각은 165이다. 따라서, 반송 루트 후보 번호 1의 경우의 스루풋은, 3/165≒0.018이 된다. 이러한 시뮬레이션과 스루풋 산출의 계산을, 상정되는 모든 처리실의 수·배치의 조합, 및 처리 시간의 조합에 대해서, 적용할 수 있는 반송 알고리즘 라이브러리 중 모든 반송 알고리즘을 사용해서 행함으로써 도 19에 나타내는 스루풋의 추정값이 얻어지고, 각 반송 알고리즘의 스루풋값을 비교함으로써 선택할 반송 알고리즘이 선택된다.
도 19의 반송 알고리즘 판정 룰(605(120))의 제1 데이터 레코드는, 예를 들면 처리실(205, 206, 207, 208)을 사용해서, 처리실(205, 206)의 처리 시간이 25(s)이고, 처리실(207, 208)의 처리 시간이 10(s)이 되는 웨이퍼를 소정 매수 투입하여, 반송 알고리즘 라이브러리 중에서 반송 알고리즘 1과 반송 알고리즘 2를 선택해서 각각 시뮬레이션을 실행한 결과, 반송 알고리즘 2의 스루풋값이 0.018이 되어 최대이므로, 선택할 반송 알고리즘은 반송 알고리즘 2로 선택된 데이터 레코드인 것을 의미하고 있다. 마찬가지로, 각종 데이터 레코드를 미리 작성해서, 반송 알고리즘 판정 룰(605(120))로서, 반도체 처리 장치의 동작 제어부(102)의 기억부(106)에 미리 저장해 둔다. 또는 동작 제어부(102)의 기억부(106)에는 상주시키지 않고, 작성원인 호스트 컴퓨터(104)에 반송 알고리즘 판정 룰을 상주시켜서, 반도체 처리 장치의 가동시에, 호스트 컴퓨터(104) 상의 반송 알고리즘 판정 룰을 참조하는 운용도 생각할 수 있다.
또한, 도 19의 반송 알고리즘 판정 룰에 있어서, 반송 알고리즘을 선택하는 조건은 고스루풋의 반송 알고리즘을 선택하기 위한 것으로서 기술하고 있지만, 반송 알고리즘을 선택하기 위한 지표로서 스루풋에만 한정되는 것이 아니다. 또한, 도 19에서 있어서는, 스루풋의 추정값을 구해 두고 유지하고 있지만, 실제의 운용 시에 있어서는 사용하지 않으므로, 반송 알고리즘 판정 룰의 데이터 테이블에는 기록하지 않아도 된다.
반송 알고리즘 계산(609)은, 장치 상태 정보(601), 및 처리실 정보(606)로부터 가동 상태의 처리실 정보를, 처리 대상 정보(603)로부터 각 웨이퍼의 처리 시간을 판독해서, 반송 알고리즘 판정 룰의 처리 시간의 조건에 적합한 데이터 레코드를 검색한다. 예를 들면, 금회(今回)의 웨이퍼의 처리에는, 처리실(205-208)을 사용하는 것을 결정하고, 각 웨이퍼의 처리 시간이 40(s)인 것으로부터, 반송 알고리즘 판정 룰의 둘째 줄의 데이터 레코드를 검색하면, 선택할 반송 알고리즘은, 「반송 알고리즘 1」로 판독된다. 선택된 「반송 알고리즘 1」을 키워드로 해서, 반송 알고리즘 라이브러리(604)를 검색해서, 반송 알고리즘에 의한 반송처의 결정 조건 「L1 : L2 : L3 = 1 : 2 : 1」을 판독하고, 실행할 반송 알고리즘(610)으로 한다.
처리실 정보(606(118))란, 도 21에 예시하는 정보이며, 각 처리실의 가동 상황 및 처리 종료 이력을 나타내는 정보이다. 상태가 「가동」이면 처리를 행할 수 있는 상태를 의미하고, 상태가 「정지」이면 처리를 행할 수 없는 상태를 의미한다. 또한, 처리 종료 이력으로서 처리가 종료된 순서를 나타낸다. 여기에서, 처리가 전혀 실시되어 있지 않을 경우에는, 처리실 번호가 빠른 순으로 작은 번호를 부여한다. 반송 알고리즘 계산(609)의 상세한 계산 처리는 후술한다.
반송처 결정 계산부(111)가 실행하는 반송처 갱신 계산(611)은, 반송 알고리즘(610)을 입력으로 해서 반송처 정보(612)를 갱신하고, 갱신한 반송처 정보(612)를 출력하는 것이다. 반송처 갱신 계산(611)의 상세한 계산 처리는 후술한다.
다음으로, 도 6에서 나타낸 반송 알고리즘 계산(609)의 상세한 계산 처리를 도 8의 플로차트를 이용해서 설명한다. 반송 알고리즘 계산(609)은, 웨이퍼 반송처의 결정 알고리즘으로서, 반송 알고리즘을 선택하는 처리이다. 우선, 처리 스텝 801에서, 장치 상태 정보(601)로부터 카세트(FOUP : 후프) 내에 있는 미처리 웨이퍼의 정보를, 처리실 정보(606)로부터 각 처리실의 가동 상황을, 처리 대상 정보(603)로부터 웨이퍼마다의 처리 시간을 추출한다. 다음으로, 처리 스텝 802에서, 처리 스텝 801에서 취득한 각 처리실의 가동 상황 및 카세트 내에 남아있는 미처리 웨이퍼의 처리 시간과, 반송 알고리즘 판정 룰(605)에 있어서의 조건을 비교한다. 처리 시간과 조건의 비교는, 각 처리실의 가동 상황에서 가동되고 있는 처리실의 수만큼, 카세트 내에 남아있는 미처리 웨이퍼를 번호가 빠른 순으로 처리 시간을 추출해서 실행한다. 예를 들면, 가동되고 있는 처리실이 4 처리실 있을 경우, 카세트에 남아있는 미처리 웨이퍼를 번호가 빠른 순으로 4매 선택하고, 그들의 처리 시간과 알고리즘 판정 룰의 조건을 비교해서 반송 알고리즘을 선택한다. 다음으로, 처리 스텝 803에 있어서, 반송 알고리즘 판정 룰(605)의 조건과의 비교에 의해, 각 처리실의 가동 상황 및 카세트 내에 남은 미처리 웨이퍼의 처리 시간이 조건을 만족시켰을 경우, 대응하는 반송 알고리즘을 반송 알고리즘 라이브러리(604)로부터 추출한다.
다음으로 도 6에 나타낸 반송처 갱신 계산(611)의 상세한 계산 처리를 도 9의 플로차트를 이용해서 설명한다. 우선, 처리 스텝 901에 있어서 반송 알고리즘 계산(609)의 처리에서 선택된 반송 알고리즘의 반송 조건을 반송 알고리즘 라이브러리(604)로부터 추출한다. 다음으로, 처리 스텝 902에 있어서 추출된 반송 조건에 따라, 처리실 정보(606)로부터 처리 종료 이력을 추출하면서, 각 웨이퍼의 반송처 정보를 갱신한다. 이상의 처리에 의해, 처리 스텝 903에 있어서 갱신된 반송처 정보(612)를 출력한다.
여기에서, 도 6에서 설명한 장치 상태 정보(601)나 처리실 정보(606)는, 기계부를 모니터한 정보이며 시시각각 갱신되고, 또한, 처리 대상 정보(603)는, 처리 대상 웨이퍼가 들어간 카세트가 로드 포트에 도착했을 때에, 호스트 컴퓨터로부터 다운로드되는 것이다.
마지막으로, 도 1에 나타낸 콘솔 단말(103)의 화면에 대해서, 도 10을 이용해서 설명한다. 콘솔 단말(103)은, 입력부와 출력부가 있고, 입력부로서 키보드나 마우스, 터치 펜 등이 구비되어 있다. 또한, 출력부로서 화면이 구비되어 있다. 그 화면에는, 제어 방법을 선택하는 에어리어(1001)와 장치 상태의 개요를 표시하는 에어리어(1002)와 장치 상태의 상세 데이터를 표시하는 에어리어(1003)가 있다. 제어 방법을 선택하는 에어리어(1001)에는 제어 모드로서 「수동」 「자동」을 선택할 수 있게 되어 있다. 또한, 제어 방법으로서 「자동」을 선택하면, 처리실 불확실 대응의 유무를 선택할 수 있게 된다. 장치 상태의 개요를 표시하는 에어리어(1002)에는, 어느 웨이퍼가 어디에 있는지 간편하게 파악할 수 있도록, 장치와 웨이퍼의 위치를 비주얼로 표시한다. 웨이퍼가 이동하면 웨이퍼의 표시 위치가 그에 따라 변경된다. 도면 중의 에어리어(1003) 내의 원형으로 기재한 것이 웨이퍼(1004)를 나타내는 것이다. 또한, 장치 상태의 상세 데이터를 표시하는 에어리어(1003)에는 장치 내에 있는 웨이퍼의 상세한 상태나 처리실이나 반송 기구의 상세한 상태를 표시한다.
101 : 기계부 102 : 동작 제어부
103 : 콘솔 단말 104 : 호스트 컴퓨터
105 : 연산부 106 : 기억부
107 : 제어 모드 설정부 108 : 동작 지시 계산부
109 : 반송 알고리즘 계산부 110 : 반송처 변경 판정부
111 : 반송처 결정 계산부 112 : 장치 상태 정보
113 : 처리 대상 정보 114 : 동작 지시 정보
115 : 동작 시퀀스 정보 116 : 반송처 정보
117 : 동작 지시 룰 정보 118 : 장치 구조 정보
119 : 반송 알고리즘 라이브러리 120 : 반송 알고리즘 정보
121 : 반송처 계산 트리거 122 : 네트워크
201, 202 : 로드 포트 203 : 대기 로봇
204 : 하우징
205, 206, 207, 208, 209, 210 : 처리실
211 : 로드 로크 212, 213 : 중간실
214, 215, 216 : 반송실 217, 218, 219 : 진공 로봇
220, 221, 223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230, 231 : 게이트 밸브
232, 233 : 퇴피 스테이션 234 : 대기측 기계부
235 : 진공측 기계부 236 : 얼라이너
301 : 카세트 302 : 하우징
303 : 대기 로봇 307, 312, 318 : 반송실
308, 313, 317 : 진공 로봇
304, 306, 309, 311, 314, 316 : 게이트 밸브
319, 320, 321, 322, 323, 324, 325 : 웨이퍼
404 : 수동 반송처 설정 407 : 반송처 계산
409 : 동작 명령 계산 410 : 동작 명령
505 : 동작 지시 계산 507 : 동작 명령 생성
607 : 반송처 변경 판정 609 : 반송 알고리즘 계산
611 : 반송처 갱신 계산
701, 801, 802, 803, 901, 902, 903 : 처리 스텝,
1001 : 제어 방법 선택 에어리어 1002 : 장치 상태 개요 표시 에어리어
1003 : 장치 상태 상세 데이터 표시 에어리어
1004 : 웨이퍼
1101 : 장치 상태 정보를 나타내는 표의 일례
1201 : 반송처 정보를 나타내는 표의 일례
1301 : 동작 지시 룰 정보를 나타내는 표의 일례
1401 : 동작 지시 정보를 나타내는 표의 일례
1501 : 동작 지시 룰 정보를 나타내는 표의 일례
1601 : 반송처 계산 트리거를 나타내는 표의 일례
1701 : 처리 대상 정보를 나타내는 표의 일례
1801 : 반송 알고리즘 라이브러리를 나타내는 표의 일례
1901 : 반송 알고리즘 판정 룰을 나타내는 표의 일례
2101 : 처리실 정보의 예를 나타내는 표의 일례
103 : 콘솔 단말 104 : 호스트 컴퓨터
105 : 연산부 106 : 기억부
107 : 제어 모드 설정부 108 : 동작 지시 계산부
109 : 반송 알고리즘 계산부 110 : 반송처 변경 판정부
111 : 반송처 결정 계산부 112 : 장치 상태 정보
113 : 처리 대상 정보 114 : 동작 지시 정보
115 : 동작 시퀀스 정보 116 : 반송처 정보
117 : 동작 지시 룰 정보 118 : 장치 구조 정보
119 : 반송 알고리즘 라이브러리 120 : 반송 알고리즘 정보
121 : 반송처 계산 트리거 122 : 네트워크
201, 202 : 로드 포트 203 : 대기 로봇
204 : 하우징
205, 206, 207, 208, 209, 210 : 처리실
211 : 로드 로크 212, 213 : 중간실
214, 215, 216 : 반송실 217, 218, 219 : 진공 로봇
220, 221, 223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230, 231 : 게이트 밸브
232, 233 : 퇴피 스테이션 234 : 대기측 기계부
235 : 진공측 기계부 236 : 얼라이너
301 : 카세트 302 : 하우징
303 : 대기 로봇 307, 312, 318 : 반송실
308, 313, 317 : 진공 로봇
304, 306, 309, 311, 314, 316 : 게이트 밸브
319, 320, 321, 322, 323, 324, 325 : 웨이퍼
404 : 수동 반송처 설정 407 : 반송처 계산
409 : 동작 명령 계산 410 : 동작 명령
505 : 동작 지시 계산 507 : 동작 명령 생성
607 : 반송처 변경 판정 609 : 반송 알고리즘 계산
611 : 반송처 갱신 계산
701, 801, 802, 803, 901, 902, 903 : 처리 스텝,
1001 : 제어 방법 선택 에어리어 1002 : 장치 상태 개요 표시 에어리어
1003 : 장치 상태 상세 데이터 표시 에어리어
1004 : 웨이퍼
1101 : 장치 상태 정보를 나타내는 표의 일례
1201 : 반송처 정보를 나타내는 표의 일례
1301 : 동작 지시 룰 정보를 나타내는 표의 일례
1401 : 동작 지시 정보를 나타내는 표의 일례
1501 : 동작 지시 룰 정보를 나타내는 표의 일례
1601 : 반송처 계산 트리거를 나타내는 표의 일례
1701 : 처리 대상 정보를 나타내는 표의 일례
1801 : 반송 알고리즘 라이브러리를 나타내는 표의 일례
1901 : 반송 알고리즘 판정 룰을 나타내는 표의 일례
2101 : 처리실 정보의 예를 나타내는 표의 일례
Claims (6)
- 대기(大氣) 측에 배치된 피(被)처리체를 진공 측으로 받아들이는 로드 로크와,
상기 진공 측에 설치된 반송실에 접속된 상기 피처리체에 소정의 처리를 실시하는 복수의 처리실과,
상기 피처리체의 주고받기·반송을 행하는 진공 로봇을 구비해서 이루어지는 복수의 반송 기구부와,
상기 반송 기구부 사이를 연결해서 상기 피처리체를 중계 재치(載置)하는 복수의 중간실과,
상기 로드 로크와 상기 중간실에 설치된 복수의 상기 피처리체를 유지하는 유지 기구부와,
상기 피처리체의 주고받기 및 반송을 제어하는 제어부를 구비한 진공 처리 장치로서,
상기 제어부는, 상기 처리실, 상기 반송 기구부, 상기 중간실, 상기 유지 기구부의 각각에 있어서의 동작 상태, 및 상기 피처리체의 유무 및 그 처리 상태를 나타내는 장치 상태 정보를 실시간으로 갱신해서 유지하고,
상기 장치 상태 정보와, 상기 피처리체의 처리 시간에 의거해서, 미리 처리실의 수·배치와 피처리체의 처리 시간의 조합 조건마다 상기 피처리체의 반송을 제어하는 복수의 반송 알고리즘을 시뮬레이션해서 얻어진 반송 알고리즘 판정 룰 중에서 반송 알고리즘을 선택하는 수단과,
선택된 상기 반송 알고리즘에 의거해서, 상기 피처리체의 반송처를 산출하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어부의 상기 반송 알고리즘을 선택하는 수단은,
상기 장치 상태 정보로부터 가동 상태의 처리실 정보를 판독하고, 상기 피처리체의 처리 시간에 의거해서, 미리 처리실의 수·배치와 피처리체의 처리 시간의 조합 조건마다 상기 피처리체의 반송을 제어하는 복수의 반송 알고리즘을 시뮬레이션해서 얻어진 반송 알고리즘 판정 룰 중에서, 최대의 스루풋(throughput)값이 예측되는 반송 알고리즘을 선택하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 피처리체의 반송을 제어하는 복수의 반송 알고리즘은, 상기 복수의 반송 기구부를, 상기 로드 로크로부터 상기 처리실로 상기 피처리체를 직접 주고받기·반송을 행하는 제1 반송 기구부와, 상기 로드 로크로부터 상기 피처리체를 상기 제1 반송 기구부와 상기 중간실을 통해서 수취(受取)해서, 처리실로 상기 피처리체를 주고받기·반송하는 제2 반송 기구부와, 상기 제2 반송 기구부로부터 상기 중간실을 통해서 상기 피처리체를 수취해서, 처리실로 상기 피처리체를 주고받기·반송하는 제3 반송 기구부와, 제n 반송 기구부로 분류했을 경우에, 상기 로드 로크로부터 반송되는 상기 피처리체의 매수를, 상기 제1 반송 기구부가 처리실로 주고받기·반송하는 상기 피처리체의 매수와, 상기 제2 반송 기구부가 처리실로 주고받기·반송하는 상기 피처리체의 매수와, 상기 제3 반송 기구부가 처리실로 주고받기·반송하는 상기 피처리체의 매수와, 상기 제n 반송 기구부가 처리실로 주고받기·반송하는 상기 피처리체의 매수로 나눠서, 그들의 비율에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제어부의 상기 피처리체의 반송처를 산출하는 수단은,
선택된 상기 반송 알고리즘에 의거해서, 상기 로드 로크로부터 반송되는 상기 피처리체는, 상기 반송 기구부의 번호가 빠른 순으로, 상기 반송 알고리즘의 매수의 비율을 만족시키도록 1매씩 반송되고, 각 반송 기구부에 복수의 처리실이 접속될 경우에는, 번호가 빠른 처리실부터 차례로 1매씩 주고받기·반송처를 결정해서, 상기 피처리체의 반송처를 산출하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치. - 대기 측에 배치된 피처리체를 진공 측으로 받아들이는 로드 로크와,
상기 진공 측에 설치된 반송실에 접속된 상기 피처리체에 소정의 처리를 실시하는 복수의 처리실과,
상기 피처리체의 주고받기·반송을 행하는 진공 로봇을 구비해서 이루지는 복수의 반송 기구부와,
상기 반송 기구부 사이를 연결해서 상기 피처리체를 중계 재치하는 복수의 중간실과,
상기 로드 로크와 상기 중간실에 설치된 복수의 상기 피처리체를 유지하는 유지 기구부와,
상기 피처리체의 주고받기 및 반송을 제어하는 제어부를 구비한 진공 처리 장치에서,
상기 제어부는,
상기 처리실, 상기 반송 기구부, 상기 중간실, 상기 유지 기구부의 각각에 있어서의 동작 상태, 및 상기 피처리체의 유무 및 그 처리 상태를 나타내는 장치 상태 정보를, 각 부위의 센서 정보, 또는 상기 유지 기구부의 제어 정보에 의거해서 수집하고,
상기 장치 상태 정보와, 상기 피처리체의 처리 시간에 의거해서, 미리 처리실의 수·배치와 피처리체의 처리 시간의 조합 조건마다 상기 피처리체의 반송을 제어하는 복수의 반송 알고리즘을 시뮬레이션해서 얻어진 반송 알고리즘 판정 룰의 스루풋값을 비교해서 반송 알고리즘을 선택하고,
선택된 상기 반송 알고리즘에 의거해서, 상기 피처리체의 반송처를 산출하고,
상기 각 피처리체의 반송처에 따라서, 상기 로드 로크로부터 공급되는 상기 피처리체를, 각 반송처의 처리실로 주고받기 및 반송을 제어하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치의 피처리체의 반송 방법. - 제5항에 있어서,
상기 피처리체의 반송을 제어하는 복수의 반송 알고리즘은, 상기 복수의 반송 기구부를, 상기 로드 로크로부터 상기 처리실로 상기 피처리체를 직접 주고받기·반송을 행하는 제1 반송 기구부와, 상기 로드 로크로부터 상기 피처리체를 상기 제1 반송 기구부와 상기 중간실을 통해서 수취해서, 처리실로 상기 피처리체를 주고받기·반송하는 제2 반송 기구부와, 상기 제2 반송 기구부로부터 상기 중간실을 통해서 상기 피처리체를 수취해서, 처리실로 상기 피처리체를 주고받기·반송하는 제3 반송 기구부와, 제n 반송 기구부로 분류했을 경우에, 상기 로드 로크로부터 반송되는 상기 피처리체의 매수를, 상기 제1 반송 기구부가 처리실로 주고받기·반송하는 상기 피처리체의 매수와, 상기 제2 반송 기구부가 처리실로 주고받기·반송하는 상기 피처리체의 매수와, 상기 제3 반송 기구부가 처리실로 주고받기·반송하는 상기 피처리체의 매수와, 상기 제n 반송 기구부가 처리실로 주고받기·반송하는 상기 피처리체의 매수로 나눠서, 그들의 비율에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치의 피처리체의 반송 방법.
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