KR20200004764A - 기판 처리 시스템, 기판 반송 방법, 및 제어 프로그램 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 각각 미리 정해진 처리를 행하는 복수의 처리 모듈에 대하여, 기판을 순차 반송하여 기판에 일련의 처리를 행할 때에, 스루풋의 저하를 억제하면서, 기판에 의한 처리 결과의 불균일을 억제할 수 있는 기술을 제공한다.
기판 처리 시스템은, 각각 미리 정해진 처리를 행하는 복수의 처리 모듈을 갖는 처리부와, 복수의 기판을 유지하며, 처리부에 대하여 기판을 반출입하는 반출입부와, 기판을 반송하는 반송부와, 처리부, 반출입부 및 반송부를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 복수의 기판이 반출입부로부터 처리부에 순차 반송되며, 반송된 기판이, 복수의 처리 모듈에 대하여, 순차 시리얼로 반송되도록 제어하고, 또한, 반출입부의 미리 정해진 모듈로부터 기판을 반출한 후, 다음 기판을 반출하기까지의 인터벌을 설정하고, 그 인터벌의 설정값으로 복수의 기판을 미리 정해진 모듈로부터 순차 반출하도록 제어한다.

Description

기판 처리 시스템, 기판 반송 방법, 및 제어 프로그램{SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM, SUBSTRATE TRANSFER METHOD, AND CONTROL PROGRAM}
본 개시는 기판 처리 시스템, 기판 반송 방법 및 제어 프로그램에 관한 것이다.
복수의 기판에 대하여 처리를 행하는 기판 처리 시스템으로서, 각각 미리 정해진 처리를 하는 복수의 처리 모듈과, 이들 복수의 처리 모듈에 대하여 기판을 반송하는 반송 기구를 가지고, 복수의 처리 모듈에 대하여, 기판을 순차 시리얼로 반송하도록 제어하는 것이 제안되어 있다(예컨대 특허문헌 1).
일본 특허 제6160614호 공보
본 개시는 각각 미리 정해진 처리를 행하는 복수의 처리 모듈에 대하여, 기판을 순차 시리얼로 반송하여 기판에 일련의 처리를 행할 때에, 스루풋의 저하를 억제하면서, 기판에 의한 처리 결과의 불균일을 억제할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일실시형태에 따른 기판 처리 시스템은, 복수의 기판에 대하여 처리를 행하는 기판 처리 시스템으로서, 각각 미리 정해진 처리를 행하는 복수의 처리 모듈을 갖는 처리부와, 복수의 기판을 유지하며, 상기 처리부에 대하여 기판을 반출입하는 반출입부와, 상기 복수의 처리 모듈의 각각에 대하여 기판을 반송하고, 또한 상기 반출입부 내 및 상기 반출입부와 상기 처리부 사이에서 기판을 반송하는 반송부와, 상기 처리부, 상기 반출입부 및 상기 반송부를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 복수의 기판이 상기 반출입부로부터 상기 처리부에 순차 반송되며, 반송된 기판이, 상기 복수의 처리 모듈에 대하여, 순차 시리얼로 반송되도록 제어하고, 또한, 상기 반출입부의 미리 정해진 모듈로부터 기판을 반출한 후, 다음 기판을 반출하기까지의 인터벌을 설정하고, 그 인터벌의 설정값으로 복수의 기판을 상기 미리 정해진 모듈로부터 순차 반출하도록 제어한다.
본 개시에 따르면, 복수의 처리의 각각을 행하는 복수의 처리 모듈에 대하여, 기판을 순차 시리얼로 반송하여 기판에 일련의 처리를 행할 때에, 스루풋의 저하를 억제하면서, 기판에 의한 처리 결과의 불균일을 억제하는 것이 가능한 기술이 제공된다.
도 1은 일실시형태에 따른 기판 처리 시스템을 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 일실시형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 기판의 반송 경로를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 일실시형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 제어부의 하드웨어 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 4는 일실시형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 제어부의 기능 블록도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시형태에 대해서 설명한다.
도 1은 일실시형태에 따른 기판 처리 시스템을 나타내는 개략 단면도이다.
이 기판 처리 시스템(1)은, 기판(W)에 대하여 복수의 처리를 실시하는 것으로서, 처리부(2)와, 복수의 기판(W)을 유지하며, 처리부(2)에 대하여 기판을 반출입하는 반출입부(3)와, 제어부(4)를 갖는다. 기판은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 반도체 웨이퍼이다.
처리부(2)는, 기판(W)에 대하여 미리 정해진 진공 처리를 실시하는 복수(본 예에서는 10개)의 처리 모듈(PM1∼PM10)을 갖는다. 이들 복수의 처리 모듈(PM1∼PM10)에 대해서는, 제1 반송 장치(11)에 의해 기판(W)이 순차 반송된다. 제1 반송 장치(11)는 복수의 반송 모듈(TM1∼TM5)을 갖는다. 반송 모듈(TM1∼TM5)은, 각각 진공으로 유지되는 평면 형상이 육각형인 용기(30a, 30b, 30c, 30d, 30e)와, 각 용기 내에 마련된 다관절 구조의 반송 기구(31a, 31b, 31c, 31d, 31e)를 갖는다. 반송 모듈(TM1∼TM5)의 반송 기구 사이에는, 각각 반송 버퍼로서의 전달부(41, 42, 43, 44)가 마련되어 있다. 반송 모듈(TM1∼TM5)의 용기(30a, 30b, 30c, 30d, 30e)는 연통하여 하나의 반송실(12)을 구성한다. 반송실(12)은 도면 중 Y 방향으로 연장되어 있고, 처리 모듈(PM1∼PM10)은, 개폐 가능한 게이트 밸브(G)를 통해 반송실(12)의 양측에 5개씩 접속되어 있다. 처리 모듈(PM1∼PM10)의 게이트 밸브(G)는, 처리 모듈에 반송 모듈이 액세스할 때에는 개방되고, 처리를 행하고 있을 때에는 폐쇄된다.
반출입부(3)는, 처리부(2)의 일단측에 접속되어 있다. 반출입부(3)는, 대기 반송실(EFEM)(21)과, 대기 반송실(21)에 접속된, 3개의 로드 포트(22), 얼라이너 모듈(23)과, 2개의 로드록 모듈(LLM1 및 LLM2)과, 대기 반송실(21) 내에 마련된 제2 반송 장치(24)를 갖는다.
대기 반송실(21)은, 도면 중 X 방향을 길이 방향으로 하는 직방체형을 이루고 있다. 3개의 로드 포트(22)는, 대기 반송실(21)의 처리부(2)와는 반대측의 장변 벽부에 마련되어 있다. 각 로드 포트(22)는 배치대(25)와 반송구(26)를 가지고, 배치대(25)에 복수의 기판을 수용하는 기판 수용 용기인 FOUP(20)가 배치되고, 배치대(25) 상의 FOUP(20)는, 반송구(26)를 통해 대기 반송실(21)에 밀폐한 상태로 접속된다.
얼라이너 모듈(23)은, 대기 반송실(21)의 한쪽의 단변 벽부에 접속되어 있다. 얼라이너 모듈(23)에 있어서, 기판(W)의 얼라인먼트가 행해진다.
2개의 로드록 모듈(LLM1 및 LLM2)은, 대기압인 대기 반송실(21)과 진공 분위기인 반송실(12) 사이에서 기판(W)의 반송을 가능하게 하기 위한 것이며, 대기압과 반송실(12)과 같은 정도의 진공 사이에서 압력 가변으로 되어 있다. 2개의 로드록 모듈(LLM1 및 LLM2)은, 각각 2개의 반송구를 가지고 있고, 한쪽의 반송구가 대기 반송실(21)의 처리부(2)측의 장변 벽부에 게이트 밸브(G2)를 통해 접속되고, 다른쪽의 반송구가 게이트 밸브(G1)를 통해 처리부(2)의 반송실(12)에 접속되어 있다. 로드록 모듈(LLM1)은 기판(W)을 반출입부(3)로부터 처리부(2)에 반송할 때에 이용되고, 로드록 모듈(LLM2)은 기판(W)을 처리부(2)로부터 반입출부(3)에 반송할 때에 이용된다. 또한, 로드록 모듈(LLM1 및 LLM2)에서, 디가스 처리 등의 처리를 행하도록 하여도 좋다.
대기 반송실(21) 내의 제2 반송 장치(24)는, 다관절 구조를 가지고 있고, 로드 포트(22) 상의 FOUP(20), 얼라이너 모듈(23), 로드록 모듈(LLM1 및 LLM2)에 대한 기판(W)의 반송을 행한다. 구체적으로는, 제2 반송 장치(24)는, 로드 포트(22)의 FOUP(20)로부터 미처리의 기판(W)을 취출하여, 얼라이너 모듈(23)에 반송하고, 얼라이너 모듈(23)로부터 로드록 모듈(LLM1)에 기판(W)을 반송한다. 또한, 제2 반송 장치(24)는, 처리부(2)로부터 로드록 모듈(LLM2)에 반송된 처리 후의 기판(W)을 수취하여, 로드 포트(22)의 FOUP(20)에 기판(W)을 반송한다. 또한, 도 1에서는, 제2 반송 장치(24)의 기판(W)을 수취하는 픽이 1개인 예를 나타내고 있지만, 픽이 2개여도 좋다.
또한, 상기 제1 반송 장치(11)와 제2 반송 장치(24)로, 처리 시스템(1)의 반송부가 구성된다.
상기 처리부(2)에 있어서는, 반송실(12)의 한쪽측에, 로드록 모듈(LLM1)측으로부터 순서대로, 처리 모듈(PM1, PM3, PM5, PM7, PM9)이 배치되고, 반송실(12)의 다른쪽측에, 로드록 모듈(LLM2)측으로부터 순서대로, 처리 모듈(PM2, PM4, PM6, PM8, PM10)이 배치되어 있다. 또한, 제1 반송 장치(11)에 있어서는, 로드록 모듈(LLM1 및 LLM2)측으로부터 순서대로 반송 모듈(TM1, TM2, TM3, TM4, TM5)이 배치되어 있다.
반송 모듈(TM1)의 반송 기구(31a)는, 로드록 모듈(LLM1 및 LLM2), 처리 모듈(PM1 및 PM2)과, 전달부(41)에 액세스 가능하다. 반송 모듈(TM2)의 반송 기구(31b)는, 처리 모듈(PM1, PM2, PM3 및 PM4)과, 전달부(41 및 42)에 액세스 가능하다. 반송 모듈(TM3)의 반송 기구(31c)는, 처리 모듈(PM3, PM4, PM5 및 PM6)과, 전달부(42 및 43)에 액세스 가능하다. 반송 모듈(TM4)의 반송 기구(31d)는, 처리 모듈(PM5, PM6, PM7 및 PM8)과, 전달부(43 및 44)에 액세스 가능하다. 반송 모듈(TM5)의 반송 기구(31e)는, 처리 모듈(PM7, PM8, PM9 및 PM10)과, 전달부(44)에 액세스 가능하다.
제2 반송 장치(24) 및 제1 반송 장치(11)의 반송 모듈(TM1∼TM5)이 이와 같이 구성되어 있기 때문에, 도 2에 나타내는 바와 같이, FOUP(20)로부터 취출된 기판(W)은, 처리부(2)에 있어서 대략 U자형의 경로(P)를 따라 일방향으로 시리얼로 반송되어 각 처리 모듈에서 처리되어, FOUP(20)에 복귀된다. 즉, 기판(W)은, 처리 모듈(PM1, PM3, PM5, PM7, PM9, PM10, PM8, PM6, PM4, PM2)의 순서로 반송되어 각각의 처리 모듈에서 미리 정해진 처리가 이루어진다.
처리 시스템(1)은, 예컨대, MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)에 이용되는 적층막(MTJ막)의 제조에 이용할 수 있다. MTJ막의 제조에는, 전세정 처리, 성막 처리, 산화 처리, 가열 처리, 냉각 처리 등의 복수의 처리가 존재하고, 이들 처리의 각각을, 처리 모듈(PM1∼PM10)에서 행한다. 처리 모듈(PM1∼PM10)의 하나 이상이 기판(W)을 대기시키는 대기 모듈이어도 좋다.
제어부(4)는, 기판 처리 시스템(1)의 각 구성부, 예컨대, 반송 모듈(TM1∼TM5)[반송 기구(31a∼31e)] 및 제2 반송 장치(24), 처리 모듈(PM1∼PM10), 로드록 모듈(LLM1 및 LLM2), 반송실(12), 게이트 밸브(G, G1, G2) 등을 제어한다. 제어부(4)는, 전형적으로는 컴퓨터이다. 도 3에 제어부(4)의 하드웨어 구성의 일례를 나타낸다. 제어부(4)는, 주제어부(101)와, 키보드, 마우스 등의 입력 장치(102)와, 프린터 등의 출력 장치(103)와, 표시 장치(104)와, 기억 장치(105)와, 외부 인터페이스(106)와, 이들을 서로 접속하는 버스(107)를 구비하고 있다. 주제어부(101)는, CPU(중앙 처리 장치)(111), RAM(112) 및 ROM(113)을 가지고 있다. 기억 장치(105)는, 제어에 필요한 정보의 기록 및 판독을 행하도록 되어 있다. 기억 장치(105)에는, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체를 가지고 있고, 기억 매체에는, 기판(W)에 대한 처리의 처리 레시피 등이 기억되어 있다.
제어부(4)에서는, CPU(111)가, RAM(112)을 작업 영역으로서 이용하여, ROM(113) 또는 기억 장치(105)의 기억 매체에 저장된 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리 장치(1)에 있어서 기판인 웨이퍼(W)의 처리를 실행시킨다.
도 4는 제어부(4)의 기능 블록도이며, 주로 기판(W)의 반송 제어 기능을 나타낸다. 제어부(4)는, 반송 제어부(121)와, 인터벌 설정부(122)와, 기판 검지부(123)와, 체류 검지부(124)와, 인터벌 설정 모듈 변경부(125)를 갖는다. 또한, 제어부(4)는, 반송 제어 기능 이외의 다른 기능도 가지고 있지만, 여기서는 설명을 생략한다.
반송 제어부(121)는, 반송 모듈(TM1∼TM5)[반송 기구(31a∼31e)] 및 제2 반송 장치(24)를 제어한다. 구체적으로는, 기판(W)이 FOUP(20)로부터 반출되고, 얼라이너 모듈(23), 로드록 모듈(LLM1)을 거쳐 처리부(2)에 달하여, 각 처리 모듈에 순차 반송되고, 로드록 모듈(LLM2)을 거쳐 FOUP(20)로 되돌아가도록 제어한다. 반송 제어부(121)는, 타이머를 내장하고 있다. 인터벌 설정부(122)는, 반출입부(3)의 미리 정해진 모듈로부터 어떤 기판(W)을 반출한 후, 다음 기판(W)을 반출하기까지의 인터벌을 설정하고, 그 설정값을 반송 제어부(121)에 보내는 기능을 갖는다. 기판 검지부(123)는, 시스템 내의 기판(W)의 위치를 검지한다. 검지된 기판(W)의 위치는, 표시 장치(104)의 장치 화면에 표시된다. 체류 검지부(124)는, 기판(W)의 체류를 검지하여, 반송 제어부(121)에 피드백하는 기능을 갖는다. 인터벌 설정 모듈 변경부(125)는, 기판(W)을 반출한 후, 다음 기판(W)을 반출하기까지의 인터벌을 설정하는 모듈의 변경을 설정하고, 그 변경을 반송 제어부(121)에 보내는 기능을 갖는다.
이하, 구체적으로 설명한다.
반송 제어부(121)는, 반출입부(3)의 미리 정해진 모듈로부터 복수의 기판을 순차 반출할 때, 인터벌 설정부(122)로 설정된 인터벌의 설정값으로, 복수의 기판(W)을 순차 반출하도록 제2 반송 장치(24) 등의 반송 기구를 제어한다. 이때, 인터벌은 장치 파라미터로서 설정된다. 인터벌 설정부(122)는, 프로세스에 요구되는 스루풋에 따라 인터벌을 적절한 값으로 바꿀 수 있다.
인터벌이 설정되는 미리 정해진 모듈(인터벌 설정 모듈)은, 예컨대 로드 포트(22)[FOUP(20)]이다. 인터벌 설정 모듈이 로드 포트(22)[FOUP(20)]인 경우, 반송 제어부(121)는, FOUP(20)로부터 기판(W)을 취출한 후, 인터벌 설정부(122)에서 설정된 인터벌의 설정값으로 다음 기판(W)을 취출하도록, 제2 반송 장치(24)를 제어한다. 인터벌 설정부(122)의 설정값은, 예컨대, 처리 모듈(PM1∼PM10) 중, 처리 시간이 가장 긴 것의 시간을 기준으로서 설정한다.
또한, 인터벌 설정부(122)가 설정하는 설정값(파라미터)을 도중에 변경할 수 있다. 이 경우에, 반송 제어부(121)는, 파라미터 변경을 즉시 유효하게 하는 것이 바람직하다. 선행 기판이 인터벌 설정 모듈로부터 반출 후(인터벌 타이머 계측 중)에 파라미터 변경된 경우에는, 반송 제어부(121)는, 변경된 파라미터와, 그때까지의 실측 시간의 차분의 타이머 시간 후에 후속 기판을 반출한다.
예컨대, 인터벌의 설정값(파라미터)이 120초일 때는 이하와 같다.
(a) 선행 기판 반출 후, 30초 경과하였을 때에, 파라미터를 100초로 변경한 경우, 파라미터 변경 시점으로부터 70초 후(선행 기판 반출로부터 100초 후)에 후속 기판이 반송된다.
(b) 선행 기판 반출 후, 30초 경과하였을 때에, 파라미터를 10초로 변경한 경우, 파라미터 변경 시점의 직후에 후속 기판이 반출된다.
인터벌 설정 모듈 변경부(125)는, 상기 인터벌 설정 모듈의 변경을 설정한다. 예컨대, 인터벌 설정 모듈을, 로드 포트(22)[FOUP(20)]로부터, 얼라이너 모듈(23) 또는 로드록 모듈(LLM1)로 변경한다. 변경된 인터벌 설정 모듈이, 얼라이너 모듈(23)인 경우, 반송 제어부(121)는, 얼라이너 모듈(23)로부터 기판(W)을 반출한 후, 설정된 인터벌로 다음 기판(W)을 취출하도록, 제2 반송 장치(24)를 제어한다. 이때, 반송 제어부(121)는, FOUP(20)로부터 얼라이너 모듈(23)에 기판(W)을 반송할 때에, 인터벌을 고려하지 않은 통상의 반송이 되도록 제2 반송 장치(24)를 제어한다. 변경된 인터벌 설정 모듈이 로드록 모듈(LLM1)인 경우, 반송 제어부(121)는, 로드록 모듈(LLM1)로부터 기판(W)을 반출한 후, 설정된 인터벌로 다음 기판(W)을 취출하도록, 반송 모듈(TM1)의 반송 기구(31a)를 제어한다.
또한, 이상의 설명에서는, 인터벌 설정 모듈의 초기 설정을 로드 포트(22)[FOUP(20)]로 하였지만, 인터벌 설정 모듈의 초기 설정을 다른 모듈로 하여도 좋다.
체류 검지부(124)는, 상기 인터벌 설정에도 불구하고, 미리 정해진 처리 모듈에서 기판의 체류가 발생한 경우에, 그 체류를 검지하여, 체류 시간을 반송 제어부(121)에 피드백한다. 피드백을 받은 반송 제어부(121)는, 인터벌 설정부(122)에서 설정된 인터벌의 설정값의 나머지 시간을, 체류 시간분 연장한다. 체류 검지부(124)의 체류 검지는, 기판 검지부(123)에 의한 기판(W)의 위치 검지 결과에 기초하여, 미리 정해진 모듈로부터의 기판(W)의 반출의 지연 시간이 미리 정해진 시간 이상일 때에, 그 기판(W)이 체류하였다고 간주하고, 그 반출 지연 시간을 체류 시간으로 한다. 체류 시간은 기판이 움직이기 시작하고 비로소 알 수 있기 때문에, 체류 시간의 검지는, 체류가 해소되어 기판(W)이 움직이기 시작한 타이밍에 이루어진다. 피드백을 받은 반송 제어부(121)는, 인터벌 설정부(122)에서 설정된 인터벌의 나머지 시간이 반출 지연 시간분 연장되도록, 타이머를 재설정한다.
단, 스루풋의 저하를 고려하면, 재설정 타이머의 최대값, 즉 연장 후의 인터벌의 재설정은, 인터벌 설정부(122)에서의 설정값으로 하는 것이 바람직하다.
예컨대, 인터벌 설정부(122)에서 설정된 인터벌 설정값이 280초일 때는 이하와 같다.
(a) 선행 기판의 체류 시간이 30초, 타이머의 경과 시간이 100초인 경우 280-100+30=210초의 타이머를 재설정한다.
(b) 선행 기판의 체류 시간이 300초, 타이머의 경과 시간이 100초인 경우 280-100+300=480초이지만, 설정값 280초보다 길기 때문에, 280초의 타이머를 재설정한다.
체류 검지부(124)의 체류라고 간주하는 미리 정해진 시간은, 설정 가능한 것이 바람직하다. 이 미리 정해진 시간은, 실질적으로 체류가 생겼다고 할 수 있는 시간, 예컨대 15초로 설정된다. 즉, 체류 검지부(124)는, 기판(W)이 미리 정해진 모듈로부터의 반출 지연 시간이 미리 정해진 시간(예컨대 15초) 이상 길 때에, 체류가 생겼다고 간주하여 피드백을 반송 제어부(121)에 보낸다.
또한, 반송 제어부(121)는, 기판(W)의 체류가 해소되어 복수의 기판이 움직이기 시작하였을 때에, 맨 처음에 움직이기 시작한 기판(W)의 피드백만을 접수하도록 한다. 선행 기판이 어떠한 원인으로 체류한 경우, 그것에 이어지는 기판도 체류하여, 복수의 기판이 체류하게 되지만, 이때 체류가 해소되어 움직이기 시작한 기판은 복수 있고, 이들 복수의 기판에 대해서 체류 검지부(124)로부터 피드백이 온다. 이들 기판 중에서는, 맨 처음에 움직이기 시작한 기판의 체류 시간이 가장 길기 때문에, 반송 제어부(121)는, 맨 처음에 움직이기 시작한 기판의 피드백만을 접수하도록 한다.
또한, 반송 제어부(121)는, 한번 피드백을 송신하였을 때의 기판에 대해서, 그 후 피드백은 접수하지 않도록 한다. 전술한 바와 같이 복수의 기판이 체류한 후, 체류가 해소되었을 때, 선두의 기판은 체류없이 반송 가능하지만, 2장째 이후의 기판은, 선두의 기판의 각 처리 모듈에서의 처리 시간에 따라서는 복수회 체류하는 경우가 있다. 이때, 그때마다, 체류의 피드백을 접수하면, 반송 사이클의 혼란이 커져 스루풋의 저하를 초래한다. 이 때문에, 반송 제어부(121)는, 한번 피드백을 송신한 기판에 대한 피드백은 접수하지 않도록 한다.
또한, 반송 제어부(121)는, 설정된 인터벌이 경과하여 인터벌 설정 모듈로부터 기판(W)을 반출할 때에, 그 기판(W)의 반송처의 모듈에서 기판(W)의 체류가 발생하고 있는 것이 검지된 경우, 인터벌 설정 모듈로부터의 기판(W)의 반출을 정지하는 기능을 갖는다. 기판 검지부(123)에 의해 체류가 해소된 것이 검지된 경우, 반송 제어부(121)는 반출 정지를 해제한다.
또한, 반송 제어부(121)는, 선행하는 기판이 존재하지 않게 된 경우(선행 기판의 정보가 소프트적으로 로스트된 경우), 설정된 인터벌 시간에 관계없이, 인터벌 설정 모듈로부터 다음 기판(W)을 즉시 반출시키는 기능을 갖는다. 또한, 선행 기판(W)의 반송 시간보다 설정된 인터벌 시간이 긴 경우 및 선행 기판(W)의 프로세스 작업이 어보드되어 기판이 예정보다 빠르게 되돌아 온 경우도, 기판이 되돌아 온 시점에서, 마찬가지로, 다음 기판을 즉시 반출시킨다.
또한, 반송 제어부(121)는, 로드록 모듈(LLM1)의 대기 개방이 늦는 경우, 인터벌 설정 모듈로부터 1장째의 기판(W)을 반출할 때에, 인터벌 설정값에 관계없이, 대기 개방 처리가 완료하고 나서 반출하는 기능을 갖는다.
다음에, 이상과 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 처리동작에 대해서 설명한다. 이하의 처리 동작은 제어부(4)에 의한 제어 하에 실행된다.
먼저, 제2 반송 장치(24)에 의해 로드 포트(22) 상의 FOUP(20)로부터 기판(W)이 취출되어, 얼라이너 모듈(23)에 반송된다. 얼라이너 모듈(23)에서 기판(W)이 얼라인먼트된 후, 기판(W)은, 제2 반송 장치(24)에 의해 취출되어, 로드록 모듈(LLM1)에 반송된다. 이때 로드록 모듈(LLM1)은 대기압이며, 기판(W)을 수취한 후, 진공 배기된다.
그 후, 제1 반송 장치(11)에 있어서의 반송 모듈(TM1)의 반송 기구(31a)에 의해, 기판(W)이 로드록 모듈(LLM1) 내로부터 취출되어, 처리 모듈(PM1)에 반송된다. 그리고, 처리 모듈(PM1)에서 기판(W)에 대하여 미리 정해진 처리가 실행된다. 그 후, 기판(W)은, 반송 모듈(TM1∼TM5)의 반송 기구(31a∼31e)에 의해, 처리 모듈(PM3, PM5, PM7, PM9, PM10, PM8, PM6, PM4, PM2)에 순차 반송되고, 이들 처리 모듈에서 순차적으로 미리 정해진 처리가 행해진다. 기판(W)은, 처리 모듈(PM2)에서의 처리가 종료한 후, 반송 모듈(TM1)의 반송 기구(31a)에 의해 로드록 모듈(LLM2)에 반송된다. 이때 로드록 모듈(LLM2)은 진공이며, 기판(W)을 수취한 후, 대기 개방된다.
그 후, 로드록 모듈(LLM2) 내의 기판(W)은, 제2 반송 장치(24)에 의해 로드 포트(22)의 FOUP(20) 내에 반송된다.
이상과 같은 일련의 처리를, 복수매의 기판(W)에 대하여 반복해서 행한다.
종래, 이 종류의 기판 처리 시스템에 있어서의 반송계는, 반송 효율을 중시하여, 트리거 반송에 의해 복수의 기판을 최단의 시간에 연속적으로 반송하도록 제어되고 있었다.
그러나, 각 처리 모듈의 처리 시간은 일정하지 않고, 1장째의 기판은 대기 시간 없이 반송할 수 있었다고 해도, 2장째 이후의 기판은, 레시피 시간이 긴 처리 모듈보다 전의 처리 모듈에서 대기하지 않을 수 없고, 이에 의해, 프로세스 결과가 달라지는 경우가 있다.
예컨대, MRAM의 MTJ막의 제조의 경우에는, 전세정 처리, 성막 처리, 산화 처리, 가열 처리, 냉각 처리 등의 복수의 처리가 존재한다. 그때의 처리 시간은, 예컨대, 처리 모듈(PM7)에서 최장의 280초, 그 전의 처리 모듈(PM1, PM3, PM5)에서는 수십초이다. 따라서, 2장째 이후의 기판은, 처리 모듈(PM7)에서의 선행 기판의 처리가 종료할 때까지 처리 모듈(PM1, PM3, PM5)에서 대기하게 된다.
이때, 대기하는 처리 모듈(PM1, PM3, PM5)에서 행해지는 처리가, 산화 처리나 냉각 처리 등의, 대기 중에 기판의 상태를 변화시킬 가능성이 있는 처리인 경우, 1장째의 기판과 2장째 이후의 기판에서 프로세스 결과가 달라지는 경우가 있다.
한편, 소프트웨어의 기능으로 기판의 간격을 둠으로써, 후속 기판의 체류를 방지하여 프로세스 결과의 불균일을 억제할 수 있지만, 기존의 제어를 유지한 채로 기판의 반송 간격을 두면, 스루풋이 저하해 버린다.
그래서, 본 실시형태에서는, 인터벌 설정부(122)에 의해, 반출입부(3)의 미리 정해진 모듈로부터 어떤 기판을 반출한 후, 다음 기판을 반출하기까지의 인터벌을 설정하고, 반송 제어부(121)에 의해, 그 설정된 인터벌의 설정값으로 복수의 기판을 인터벌 설정 모듈로부터 순차 반출하도록 기판(W)의 반송을 제어한다.
이에 의해, 기판(W)의 반출 인터벌을, 처리에 요구되는 스루풋에 맞추어 적절하게 설정할 수 있어, 스루풋의 저하를 억제하면서, 처리 모듈에서의 기판(W)의 체류를 해소하여, 기판에 의한 처리 결과의 불균일을 억제할 수 있다.
인터벌 설정부(122)의 설정값을, 처리 모듈(PM1∼PM10) 중, 처리 시간이 가장 긴 것의 시간을 기준으로서 설정함으로써, 기판의 체류의 발생을 보다 유효하게 억제할 수 있다.
또한, 인터벌 설정부(122)가 설정하는 설정값(파라미터)을 도중에 변경 가능하게 하여, 반송 제어부(121)가 파라미터 변경을 즉시 유효하게 함으로써, 면밀한 반송 제어를 행할 수 있다.
기판(W)이 모든 처리 모듈(PM1∼PM10)에서 예정대로 처리되고, 또한 예정대로 반송되는 경우는, 이러한 기능만으로 기판(W)의 체류를 유효하게 억제할 수 있다. 그러나, 실제로는, 처리 모듈에 있어서 에러나 돌발적인 지연이 생겨, 예정대로의 시간에 처리할 수 없는 경우가 있고, 그 경우는, 상기 기능이 있어도 기판(W)의 체류가 생겨 버린다.
이에 대해서는, 미리 정해진 처리 모듈에서 발생한 체류를, 체류 검지부(124)에 의해 검지하고, 반송 제어부(121)에 피드백하여, 인터벌 설정부(122)에서 설정된 인터벌의 설정값의 나머지 시간을, 상기 처리 모듈로부터의 반출 지연 시간분 연장한다. 이때의 체류 시간은 기판이 움직이기 시작하고 비로소 알 수 있기 때문에, 체류 검지부(124)는, 미리 정해진 모듈로부터의 기판(W)의 반출 지연을 검지하였을 때, 즉, 체류가 해소되어 기판이 움직이기 시작한 타이밍에 체류를 검지한다. 그리고, 피드백을 받은 반송 제어부(121)는, 인터벌 설정부(122)에서 설정된 설정값(파라미터)이 체류 시간분 연장되도록, 타이머를 재설정한다. 이에 의해, 예기하지 않는 기판(W)의 체류가 생겨도, 후속 기판의 대기 시간을 억제할 수 있어, 체류의 전파를 방지할 수 있다.
이때, 재설정 타이머의 최대값을 인터벌 설정부(122)에서의 인터벌의 설정값으로 함으로써, 스루풋의 저하를 극력 억제할 수 있다.
또한, 체류 검지부(124)의 체류라고 간주하는 미리 정해진 시간을 설정 가능하게 함으로써, 실질적으로 체류하였다고 간주되지 않는 반송 모듈의 쟁탈이나, 처리 유닛에서의 플라즈마 착화의 리트라이 등의 경미한 것까지 체류로 검지하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 기판(W)의 체류가 해소되어 복수의 기판이 움직이기 시작하였을 때에, 복수의 기판으로부터 피드백 신호가 송신되게 되지만, 반송 제어부(121)는, 맨 처음에 움직이기 시작한 기판(W)의 피드백만을 접수하도록 한다. 처음에 움직이기 시작한 기판(W)의 체류 시간이 가장 길어, 이에 대응하여 인터벌 설정값의 타이머를 연장하면 충분하고, 이에 의해, 기판 반송의 과잉 조정에 따른 스루풋의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 반송 제어부(121)는, 한번 피드백을 송신한 기판에 대한 피드백은 접수하지 않도록 한다. 이에 의해, 복수의 기판이 체류한 후, 체류가 해소되었을 때, 복수회 체류할 가능성이 있는 2장째 이후의 기판에 대해서, 체류가 생길 때마다, 체류의 피드백을 접수하여 반송 사이클이 혼란되는 것을 회피할 수 있다. 즉, 이에 의해서도, 기판 반송의 과잉 조정에 의한 스루풋의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 반송 제어부(121)는, 설정된 인터벌이 경과하여 인터벌 설정 모듈로부터 기판(W)을 반출할 때에, 그 기판(W)의 반송처의 모듈에서 기판(W)의 체류가 발생하고 있는 것이 검지된 경우, 기판(W)의 반출을 정지하는 기능을 갖는다. 이에 의해, 인터벌 설정 모듈로부터 새롭게 반출된 기판(W)이 체류할 위험성을 회피할 수 있다.
또한, 반송 제어부(121)는, 선행하는 기판이 존재하지 않게 된 경우(선행 기판의 정보가 소프트적으로 로스트된 경우), 설정된 인터벌 시간에 관계없이, 인터벌 설정 모듈로부터 기판(W)을 즉시 반출시키는 기능을 갖는다. 이에 의해, 과잉의 대기 시간을 해소하여, 스루풋을 보다 높일 수 있다. 또한, 선행 기판(W)의 반송 시간보다 설정된 인터벌 시간이 긴 경우 및 선행 기판(W)이 예정보다 빠르게 되돌아 온 경우도, 기판이 되돌아 온 시점에서, 마찬가지로, 다음 기판을 즉시 반출시키는 기능을 갖기 때문에, 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 인터벌 설정 모듈 변경부(125)에 의해, 인터벌 설정 모듈의 변경을 설정할 수 있기 때문에, 인터벌 설정 모듈을 고정하는 것에 따른 문제를 해소할 수 있다. 예컨대, 로드록 모듈(LLM1)의 대기 개방의 시간이 길어, 로드 포트(22)로부터 기판(W)을 반출할 때에 로드록 모듈(LLM1)의 대기 개방을 시작해도, 그 기판(W)이 로드록 모듈(LLM1)에 달하기 전에 대기 개방이 끝나지 않는 경우가 있다. 그와 같은 경우, 로드 포트(22)[FOUP(20)]에서 인터벌을 설정하면, 반송 사이클이 혼란되어 버린다. 그와 같은 경우는, 인터벌 설정 모듈을 얼라이너 모듈(23)로 변경하는 것이 유효하다. 단, 제2 반송 장치(24)의 픽이 2개인 경우, 인터벌 설정 모듈이 얼라이너 모듈(23)에서는 문제가 있기 때문에, 로드록 모듈(LLM1)의 대기 개방의 시간이 짧은 것을 전제로 하여, 인터벌 설정 모듈을 로드 포트(22)로 한다.
로드록 모듈(LLM1)의 대기 개방이 늦는 경우, 인터벌 설정 모듈로부터 1장째의 기판(W)을 반출할 때에, 인터벌 설정값에 관계없이, 대기 개방 처리가 완료하고 나서 반출하도록 제어하여도 좋다. 이에 의해, 인터벌 설정의 은혜를 받지 않는 1장째의 기판(W)이, 로드록 모듈(LLM1)에의 반입 전에 대기하는 것을 회피할 수 있다.
이상, 실시형태에 대해서 설명하였지만, 이번에 개시된 실시형태는, 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시형태는, 첨부된 청구범위 및 그 주지를 일탈하는 일없이, 여러 가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
예컨대, 실시형태의 처리 시스템(1)은 예시에 지나지 않고, 복수의 처리 모듈에 대하여 기판을 순차 시리얼로 반송하여 처리하는 것이면 좋다. 또한, 처리의 예로서, MRAM의 MTJ막의 제조를 들었지만, 이에 한정되는 것이 아니다.

Claims (16)

  1. 복수의 기판에 대하여 처리를 행하는 기판 처리 시스템으로서,
    각각 미리 정해진 처리를 행하는 복수의 처리 모듈을 갖는 처리부와,
    복수의 기판을 유지하며, 상기 처리부에 대하여 기판을 반출입하는 반출입부와,
    상기 복수의 처리 모듈의 각각에 대하여 기판을 반송하고, 또한 상기 반출입부내 및 상기 반출입부와 상기 처리부 사이에서 기판을 반송하는 반송부와,
    상기 처리부, 상기 반출입부, 및 상기 반송부를 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 복수의 기판이 상기 반출입부로부터 상기 처리부에 순차 반송되며, 반송된 기판이, 상기 복수의 처리 모듈에 대하여, 순차 시리얼로 반송되도록 제어하고, 또한, 상기 반출입부의 미리 정해진 모듈로부터 기판을 반출한 후, 다음 기판을 반출하기까지의 인터벌을 설정하고, 그 인터벌의 설정값으로 복수의 기판을 상기 미리 정해진 모듈로부터 순차 반출하도록 제어하는 것인, 기판 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 인터벌의 설정값을 변경 가능한 것인, 기판 처리 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는, 선행하는 기판이 상기 미리 정해진 모듈로부터 반출 후에 상기 인터벌의 설정값이 변경된 경우에, 변경된 인터벌의 설정값과, 그때까지의 실측 시간의 차분의 시간 후에 후속의 기판이 반출되도록 제어하는 것인, 기판 처리 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는, 미리 정해진 처리 모듈에서 기판의 체류가 발생한 경우에, 그 기판의 체류를 검지하고, 그 결과를 피드백하여, 상기 인터벌의 나머지 시간을, 체류 시간분 연장하도록 재설정하는 것인, 기판 처리 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 미리 정해진 처리 모듈에서의 체류 시간이 미리 정해진 시간 이상일 때, 체류가 발생하였다고 간주하는 것인, 기판 처리 시스템.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제어부는, 체류가 해소되어 기판이 움직이기 시작한 타이밍에, 상기 미리 정해진 처리 모듈로부터의 기판의 반출 지연 시간을 체류 시간으로 하는 것인, 기판 처리 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부는, 기판의 체류가 해소되어 복수의 기판이 움직이기 시작하였을 때에, 맨 처음에 움직이기 시작한 기판의 피드백만을 접수하는 것인, 기판 처리 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제어부는, 한번 체류 결과를 피드백하였을 때의 기판에 대해서, 그 후 피드백을 접수하지 않는 것인, 기판 처리 시스템.
  9. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인터벌의 나머지 시간을 연장한 후의 재설정값의 최대값은, 상기 인터벌의 설정값인 것인, 기판 처리 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 미리 정해진 모듈에 있어서 설정된 인터벌이 경과하여, 상기 미리 정해진 모듈로부터 기판을 반출할 때에, 기판의 반송처의 모듈에서 기판의 체류가 발생하고 있는 것이 검지된 경우, 상기 미리 정해진 모듈로부터의 기판의 반출을 정지하는 것인, 기판 처리 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는, 선행하는 기판이 존재하지 않게 된 경우, 상기 인터벌의 설정값에 관계없이, 인터벌 설정 모듈로부터 다음 기판을 즉시 반출시키는 것인, 기판 처리 시스템.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반출입부는, 복수의 기판을 수용하는 기판 수용 용기가 배치되는 로드 포트를 가지고, 상기 로드 포트가, 상기 인터벌이 설정되는 상기 미리 정해진 모듈로서 기능하는 것인, 기판 처리 시스템.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리부의 복수의 처리 모듈은 진공 중에서 처리가 행해지고, 상기 반출입부는, 복수의 기판을 수용하는 기판 수용 용기가 배치되는 로드 포트와, 기판의 얼라인먼트를 행하는 얼라이너 모듈과, 대기압과 진공 사이에서 압력가변의 로드록 모듈을 가지고, 상기 인터벌이 설정되는 상기 미리 정해진 모듈은, 상기 로드 포트, 상기 얼라이너 모듈, 및 상기 로드록 모듈 중 어느 하나인 것인, 기판 처리 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 인터벌이 설정되는 상기 미리 정해진 모듈을 변경 가능한 것인, 기판 처리 시스템.
  15. 각각 미리 정해진 처리를 행하는 복수의 처리 모듈을 갖는 처리부와, 복수의 기판을 유지하며, 상기 처리부에 대하여 기판을 반출입하는 반출입부를 갖는 기판 처리 시스템에 있어서 기판을 반송하는 기판 반송 방법으로서,
    상기 반출입부에 유지된 기판을, 상기 반출입부의 미리 정해진 모듈로부터 반출한 후, 다음 기판을 반출하기까지의 인터벌을 설정하고, 그 인터벌의 설정값으로 복수의 기판을 상기 미리 정해진 모듈로부터 순차 반출하는 공정과,
    상기 미리 정해진 모듈로부터 순차 반출된 기판을 상기 처리부에 반송하는 공정과,
    상기 처리부에 반송된 기판을, 상기 복수의 처리 모듈에 대하여, 순차 시리얼로 반송하는 공정
    을 포함하는, 기판 반송 방법.
  16. 컴퓨터 상에서 동작하며, 각각 미리 정해진 처리를 행하는 복수의 처리 모듈을 갖는 처리부와, 복수의 기판을 유지하며, 상기 처리부에 대하여 기판을 반출입하는 반출입부를 갖는 기판 처리 시스템에 있어서의 기판의 반송을 제어하는 제어 프로그램을 저장한 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
    상기 제어 프로그램은, 실행 시에,
    상기 반출입부에 유지된 기판을, 상기 반출입부의 미리 정해진 모듈로부터 반출한 후, 다음 기판을 반출하기까지의 인터벌을 설정하고, 그 인터벌의 설정값으로 복수의 기판을 상기 미리 정해진 모듈로부터 순차 반출하는 공정과,
    상기 미리 정해진 모듈로부터 순차 반출된 기판을 상기 처리부에 반송하는 공정과,
    상기 처리부에 반송된 기판을, 상기 복수의 처리 모듈에 대하여, 순차 시리얼로 반송하는 공정이
    실행되도록, 컴퓨터에 상기 기판 처리 시스템을 제어시키는 것인, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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