TWI651797B - 搬送條件設定裝置、基板處理裝置及搬送條件設定方法 - Google Patents

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TWI651797B
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Abstract

本發明之課題，在於抑制搬送機器人之機械臂的劣化。本發明之搬送條件設定裝置具備有：製程時間取得部，其根據基板處理裝置之配方時間，來取得該基板處理裝置之產出率；以及搬送速度設定部，其根據所取得之產出率、及對應於既定之機械手數量之搬送能力與產出率之被預先設定之對應關係，來決定對應於該機械手數量之搬送速度；在對應於該機械手數量之最大搬送能力相對於取得之產出率有餘裕之情形時，搬送速度設定部將搬送速度決定為與低於最大搬送能力之搬送能力對應之搬送速度。

Description

搬送條件設定裝置、基板處理裝置及搬送條件設定方法
本發明係關於對基板處理裝置搬送各種基板之搬送條件之設定技術。各種基板包含半導體晶圓、液晶顯示裝置用玻璃基板、電漿顯示器用玻璃基板、光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基板、光罩用玻璃基板、太陽能電池用基板等。
於專利文獻1揭示有一種技術，其在具有複數個處理室及複數個基板搬送用機械臂之半導體製造裝置中，對於每個被處理之基板，逐次地貯存搬送步驟之履歷資訊，使其可進行檢索，藉此可針對基板之異常進行原因之究明，而謀求裝置之維護性的提升。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-110496號公報
在如此之基板處理裝置中，會發生起因於搬送機器人之故障或劣化等之異常。然而，在專利文獻1之裝置中，由於並未 嘗試藉由最適合之搬送條件之設定來謀求裝置之保養，因此存在有搬送機器人之機械手被以過快的速度驅動而導致機械臂劣化之問題。
本發明係為了解決如此之問題所完成者，其目的在於提供可抑制搬送機器人之機械手之劣化的技術。
為了解決前述之課題，第1態樣之搬送條件設定裝置具備有：製程時間取得部，其根據基板處理裝置之配方時間，來取得該基板處理裝置之產出率；以及搬送速度設定部，其根據所取得之產出率、及對應於既定之機械手數量之搬送能力與產出率被預先設定之對應關係，來決定對應於該機械手數量之搬送速度；在對應於該機械手數量之最大搬送能力相對於所取得之產出率有餘裕之情形時，上述搬送速度設定部將搬送速度決定為與低於該最大搬送能力之搬送能力對應之搬送速度。
第2態樣之搬送條件設定裝置具備有：製程時間取得部，其根據基板處理裝置之配方時間，來取得該基板處理裝置之產出率；以及機械手數量設定部，其根據所取得之產出率、及對應於複數隻機械手數量之各者之各最大搬送能力，來決定對應於該產出率之機械手數量；上述機械手數量設定部將機械手數量決定為最大搬送能力之搬送產出率高於所取得之產出率之機械手數量。
第3態樣之基板處理裝置具備有：第1或第2態樣之搬送條件設定裝置；基板處理單元，其進行基板之處理；及搬送機器人，其根據上述搬送條件設定裝置所設定之搬送條件，來搬送上述基板。
第4態樣之基板處理裝置係於第3態樣之基板處理裝置中，進一步具備有履歷資訊管理部，該履歷資訊管理部對於上述搬送機器人所具備之各機械手，管理基板之搬送片數之履歷，上述履歷資訊管理部對於基板之搬送片數，根據若基板之搬送速度增加基板之搬送片數便增大，並且若基板之搬送距離增大基板之搬送片數便增大之既定關係，而對基板之搬送片數進行加權，藉此管理基板之搬送片數之履歷。
第5態樣之搬送條件設定方法具備有：製程時間取得步驟，其根據基板處理裝置之配方時間，來取得該基板處理裝置之產出率；以及搬送速度設定步驟，其根據所取得之產出率、及對應於既定之機械手數量之搬送能力與產出率被預先設定之對應關係，來決定對應於該機械手數量之搬送速度；上述搬送速度設定步驟係在對應於該機械手數量之最大搬送能力相對於所取得之產出率有餘裕之情形時，將搬送速度決定為與低於該最大搬送能力之搬送能力對應之搬送速度的步驟。
根據第1態樣之發明，在對應於既定之機械手數量之最大搬送能力相對於所取得之產出率有餘裕之情形時，搬送速度設定部將搬送速度決定為與低於該最大搬送能力之搬送能力對應之搬送速度。因此，可抑制搬送機器人之機械手的劣化。
1‧‧‧基板處理單元
10‧‧‧基板處理裝置群
11‧‧‧CPU
12‧‧‧ROM
13‧‧‧RAM
14‧‧‧磁碟
15‧‧‧製程時間取得部
16‧‧‧機械手數量設定部
17‧‧‧搬送速度設定部
18‧‧‧履歷資訊管理部
19‧‧‧警報部
29‧‧‧匯流排線
100‧‧‧基板處理裝置
110‧‧‧索引器區
111‧‧‧載台
120‧‧‧處理區
130‧‧‧控制部
141‧‧‧顯示部
142‧‧‧輸入部
200‧‧‧搬送條件設定裝置
C‧‧‧載體
CR‧‧‧搬送機器人
IR‧‧‧基板搬送裝置(移載機器人)
K1‧‧‧配方
K2‧‧‧裝置資訊
K3‧‧‧搬送履歷資訊
P‧‧‧基板交接位置
PG‧‧‧程式
W‧‧‧基板
圖1係示意地顯示實施形態之基板處理裝置之概略俯視圖。
圖2係以表格形式顯示配方時間、基板處理裝置之產出率、及 搬送機器人之最大搬送能力之關係之一例之圖。
圖3係以曲線圖形式顯示圖2之表格之圖。
圖4係以表格形式顯示配方時間與基板處理裝置之產出率之關係、及與搬送機器人之搬送能力之關係之一例之圖。
圖5係以曲線圖形式顯示圖4之表格之圖。
圖6係顯示實施形態之基板處理裝置之動作之一例之流程圖。
圖7係以曲線圖形式顯示基板之搬送片數與機械手之晶圓導件之研磨量之關係之圖。
圖8係示意地顯示搬送機器人所具備之複數隻機械手之立體圖。
圖9係顯示配方內容之一例之示意圖。
圖10係顯示實施形態之基板處理裝置之動作之一例之流程圖。
以下，一邊參照圖式，一邊對實施形態進行說明。以下之實施形態係將本發明具體化之一例，並非限定本發明技術範圍之事例。又，在以下所參照之各圖中，為了容易理解，存在有會誇張或簡化地圖示各部分之尺寸與數量之情形。又，在各圖中，對於具有相同構成及功能之部分標示相同符號，並在下述說明中省略重複說明。上下方向係指鉛直方向，而相對於旋轉夾頭，基板側係朝上。
<1.基板處理裝置100>
一邊參照圖1，一邊對實施形態之基板處理裝置100之構成進行說明。圖1係示意地顯示基板處理裝置100之概略俯視圖。
基板處理裝置100係處理半導體晶圓等之複數片基板W之系統。基板W之表面形狀為大致圓形。基板處理裝置100具備有複數個基板處理單元1。基板處理裝置100可於各基板處理單元1中一次一片地連續處理基板W，並且亦可藉由複數個基板處理單元1同步地處理複數片基板W。
基板處理裝置100具備有：被並排設置之複數個區(處理區塊)，具體而言為索引器(indexer)區110及處理區120；以及控制部130，其控制該複數個區110、120所具備之各動作機構等。
<索引器區110>
索引器區110係用以將自裝置外所接收之未處理之基板W交給處理區120，並且將自處理區120所接收之處理完畢之基板W搬出至裝置外的區(cell)。索引器區110具備有：載台111，其載置複數個載體C；及基板搬送裝置(移載機器人)IR，其進行基板W對各載體C之搬入搬出。
收容有複數片未處理之基板W之載體C，係藉由OHT(Overhead Hoist Transfer；懸吊式搬運車)等，自裝置外部被搬入而載置於載台111。未處理之基板W係自載體C內被一次一片地取出而在裝置內被處理，且結束在裝置內之處理之處理完畢的基板W被再次收容於載體C。收容有處理完畢之基板W之載體C係藉由OHT等，被搬出至裝置外部。如此，載台111作為堆疊未處理之基板W及處理完畢之基板W之基板堆疊部而發揮功能。再者，作為載體C之形態，既可為將基板W收容於密閉空間之FOUP(Front Opening Unified Pod；前開式晶圓傳送盒)，亦可為SMIF(Standard Mechanical Inter Face；標準化機械式介面)盒，或亦可為將所收容之基板W暴露於外部氣體之OC(Open Cassette；開放式晶圓盒)。
移載機器人IR具備有：複數隻機械手(例如為4隻)，該等自下方支撐基板W，藉此可以水平姿勢(基板W之主面呈水平之姿勢)保持基板W；及複數個機械臂，該等分別使複數隻機械手。移載機器人IR自被載置於載台111之載體C取出未處理之基板W，並將該取出之基板W在基板交接位置P交給搬送機器人CR(後述)。又，移載機器人IR在基板交接位置P自搬送機器人CR接收處理完畢之基板W，並將該接收之基板W收容於被載置在載台111上之載體C。移載機器人IR可同時地使用複數隻機械手進行基板W之交接。
<處理區120>
處理區120係用以對基板W進行處理之區。處理區120具備有：複數個基板處理單元1；及搬送機器人CR，其進行基板W對該複數個基板處理單元1之搬入搬出。搬送機器人CR與控制部130係基板搬送裝置。此處，複數個(例如3個)基板處理單元1係沿著鉛直方向被堆疊，而構成1個基板處理裝置群10。而且，複數個(在圖示之例中為4個)基板處理裝置群10係以包圍搬送機器人CR之方式被設置為群聚(cluster)狀(成簇狀)。因此，複數個基板處理單元1分別被配置於搬送機器人CR之周圍。基板處理單元1藉由未圖示之旋轉夾頭可裝卸地保持被配置在旋轉夾頭之上側(鉛直方向之上側)之基板，一邊使旋轉夾頭以既定之旋轉軸為中心旋轉，一邊對基板進行既定之處理(例如藥液處理、沖洗處理、或乾燥處理 等)。
搬送機器人CR係一邊懸臂地支撐基板W一邊進行搬送之機器人。搬送機器人CR自所指定之基板處理單元1取出處理完畢之基板W，並將該取出之基板W在基板交接位置P交給移載機器人IR。又，搬送機器人CR在基板交接位置P自移載機器人IR接收未處理之基板W，並將該接收之基板W搬送至所指定之基板處理單元1。搬送機器人CR亦與移載機器人IR相同地具備有：複數隻(例如4隻)機械手；及複數個機械臂，其等分別移動複數隻機械手。搬送機械手CR可同時地使用複數隻機械手來進行基板W之搬送。
<控制部130>
控制部130控制移載機器人IR、搬送機器人CR、及一群基板處理單元1各者之動作。作為控制部130之硬體之構成，可採用與一般之電腦相同者。亦即，控制部130係構成為將例如進行各種運算處理之CPU(Central Processing Unit；中央處理單元)11、作為儲存基本程式之讀出專用記憶體之ROM(Read-Only Memory；唯讀記憶體)12、作為儲存各種資訊之讀寫自如之記憶體之RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)13、及事先儲存程式PG或資料等之磁碟14電性地連接於匯流排線29。於匯流排線29亦電性地連接有液晶面板等之顯示部141及鍵盤等之輸入部142。於磁碟14亦儲存有規定基板W之處理內容及處理順序之配方K1、及關於各基板處理單元1之構成之裝置資訊K2。於裝置資訊K2設定有基板處理裝置100所具備之基板處理單元1之個數等。又，針對每隻機 械手，於磁碟14亦儲存有累積依據搬送速度與搬送距離而以既定之關係進行加權之基板之搬送片數的搬送履歷資訊K3等。針對被收容於載體C之各基板W，於磁碟14亦儲存有：搬送時程表，其記載有朝向進行處理之各基板處理單元1之搬送順序；及處理時程表，其記載有各基板處理單元1之處理順序。
於控制部130中，作為主控制部之CPU 11依照被記載於程式PG之順序進行運算處理，藉此實現控制基板處理裝置100各部分之各種功能部。具體而言，CPU 11例如作為製程時間取得部15、機械手數量設定部16、搬送速度設定部17、履歷資訊管理部18、及警報部19等之各功能部來動作。CPU 11亦作為具備有製程時間取得部15及搬送速度設定部17之搬送條件設定裝置200來動作。不過，控制部130所實現之一部分或所有的功能部，亦可以專用之邏輯電路等藉由硬體來實現。
<2.基板處理裝置100之搬送條件之設定動作>
圖4係以表格形式顯示配方時間與基板處理裝置100之產出率之關係、及與搬送機器人之搬送能力之關係(對應關係)之一例之圖。圖5係以曲線圖形式顯示圖4之表格之圖。圖6係顯示基板處理裝置100之搬送條件之設定動作之一例之流程圖。圖9係顯示配方K1之內容之一例之示意圖。關於各基板處理單元1，於圖9中針對各基板W所進行之處理例A、B，規定有所實施之順序、處理內容、及處理時間。
以下，根據圖6，一邊適當地參照圖2至圖6等，一邊對基板處理裝置100之搬送條件之設定動作之一例進行說明。
控制部130若例如經由輸入部142而受理操作者之晶圓處理命令(圖6之步驟S10)，便進行製程時間之確認處理(步驟S20)。
圖2係以表格形式顯示配方時間(亦稱為「製程時間」)、基板處理裝置100之產出率、及搬送機器人之最大搬送能力之關係之一例之圖。圖3係以曲線圖形式顯示圖2之表格之圖。
CPU 11之製程時間取得部15讀取被貯存於磁碟14之配方K1，並確認執行該配方所需要之配方時間。製程時間取得部15根據配方時間，來取得基板處理裝置100之產出率。具體而言，根據配方時間與產出率之關係，而自現在之配方時間取得對應於該配方時間之產出率(亦稱為「基板處理之產出率」、「處理產出率」)。即使配方時間相同，只要基板處理裝置100所包含之基板處理單元1之台數增加，產出率亦會增加。例如，在圖2、圖3之例中，於使用4隻機械手之情形時，若配方時間為110秒，則產出率為300片/小時。其次，機械手數量設定部16進行機械手數量之決定(步驟S30)。機械手數量設定部16根據藉由製程時間取得部15所取得之產出率、及對應於複數種機械手數量之各者之各最大搬送能力，來決定對應於該產出率之機械手數量。機械手數量設定部16將機械手數量，決定為最大搬送能力之搬送產出率高於所取得之產出率之機械手數量。在圖2、圖3之例中，2隻機械手之100%之搬送能力(搬送速度)，即對應於最大搬送能力之搬送產出率為250片/小時，而在4隻機械手之情形時則為500片/小時。於該情形時，由於在配方時間為130秒以上之情形時，基板處理之產出率為250片/小時以下，即便2隻機械手，也能以100%以下之搬送能力來對應， 因此機械手數量設定部16將機械手數量設定為2隻機械手。相反地，在配方時間為較130秒短之情形時，由於基板之處理由2隻機械手之搬送能力所限制速度，因此選擇4隻機械手。
其次，搬送速度設定部17決定搬送速度(步驟S40)。搬送速度設定部17根據藉由製程時間取得部15所取得之基板處理之產出率、及對應於既定之機械手數量之搬送能力與產出率被預先設定之對應關係，來決定對應於該機械手數量之搬送速度。例如如圖4、圖5所示般，在對應於該機械手數量之最大搬送能力之搬送產出率大於基板處理之產出率之情形時，該對應關係係將低於該最大搬送能力之搬送能力對基板處理之產出率建立對應之關係。在對應於該機械手數量之最大搬送能力相對於該基板處理之產出率有餘裕之情形時，亦即，在對應於該最大搬送能力之搬送產出率大於該基板處理之產出率之情形時，搬送速度設定部17根據該對應關係，而將搬送速度決定為與低於該最大搬送能力之搬送能力對應之搬送速度。搬送產出率係藉由所設定之機械手數量而可於每1個小時搬送至基板處理裝置100之基板W之片數，更具體而言，為可藉由所設定之機械手數量而於每1個小時將基板W自FOUP搬入至基板處理單元1，並將基板W自基板處理單元1取出而貯存於FOUP之處理之基板W之片數。基板處理單元1之處理時間係假設為0秒。
例如，如圖4、圖5所示，若配方時間為70秒，則基板處理之產出率為400片/小時。此處，以將適當之各搬送能力對於基板處理之各產出率建立對應之對應關係作為表格等而預先儲存於磁碟14中。搬送速度設定部17根據該表格等來決定搬送速 度。相對於400片/小時之產出率，將60%之搬送能力被設定為適當之值。因此，搬送速度設定部17將搬送能力設定為60%之搬送能力(對應於該搬送能力之搬送速度)。如前所述，在對應於既定之機械手數量之最大搬送能力相對於藉由製程時間取得部15所取得之基板處理之產出率有餘裕之情形時，亦即，在對應於該最大搬送能力之搬送產出率大於該基板處理之產出率之情形時，搬送速度設定部17將搬送速度決定為與低於該最大搬送能力之搬送能力對應之搬送速度。因此，可抑制搬送機器人之機械手的劣化。
其次，CPU 11根據所決定之機械手數量與搬送速度，亦即，根據所決定之搬送條件，來控制搬送機器人CR等與各基板處理單元1，而開始晶圓之處理(步驟S50)。搬送能力例如為了機械臂等之保護等，而無法下降至一定的值以下。
產出率變得較各機械手數量之搬送產出率之臨界值(例如4隻機械手時為500片/小時)小之配方時間，使搬送能力(搬送速度)低於100%，可謀求機械手、機械臂等的保護。
<3.關於晶圓導件的磨耗>
圖7係以曲線圖形式顯示基板W之搬送片數與機械手之晶圓導件之研磨量之關係之圖。圖8係示意地顯示搬送機器人所具備之複數隻機械手之一例之立體圖。於該例中，使用2隻機械手。晶圓導件係為了對所載置之基板進行定位而被設置於機械手之構件。
如圖7所示，晶圓導件之研磨量，在基板W之搬送片數增加之情形時會增加，並且在搬送速度增加之情形時亦會增加。因此，CPU 11之履歷資訊管理部18對於各機械手進行基板W 之搬送片數之履歷管理。
<4.基板處理裝置100之搬送履歷管理動作>
圖10係顯示基板處理裝置100之搬送履歷管理動作之一例之流程圖。
履歷資訊管理部18選擇進行履歷資訊之管理的機械手(圖10之步驟S110)，並讀取被預先貯存於磁碟14之該機械手之搬送履歷資訊K3(具體而言為搬送履歷資訊K3所包含之該機械手過去的搬送片數)。履歷資訊管理部18再根據CPU 11之搬送機器人CR等之控制資訊，來取得藉由該機械手之基板之新的搬送片數(步驟S120)，並且取得該搬送之搬送速度(步驟S130)。又，履歷資訊管理部18亦取得基板W之搬送距離(步驟S140)。履歷資訊管理部18運算出根據若搬送距離增大搬送片數便會增大，並且搬送速度增大搬送片數亦會增大之既定關係所加權後之搬送片數(步驟S150)，藉由將所運算出之搬送片數加至過去的搬送片數來更新該導件之搬送履歷資訊K3，並貯存於磁碟14(步驟S160)。亦即，履歷資訊管理部18根據該既定關係對基板之搬送片數進行加權，藉此管理基板搬送片數之履歷。CPU 11之警報部19例如定期地參照搬送履歷資訊K3，而在履歷資訊管理部18更新搬送履歷資訊K3時，確認各機械手之搬送片數。若有搬送片數超過既定之基準值之機械手，警報部19便會例如發出警報，而於未超過情形時，搬送履歷資訊K3之管理處理便結束。
本發明雖已被詳細地記載與說明，但前述之說明在所有態樣中僅為例示而非用以限定者。因此，在本發明之範圍內，可 將實施形態適當地加以變形或省略。

Claims (5)

  1. 一種搬送條件設定裝置，其具備有：製程時間取得部，其根據基板處理裝置之配方時間，來取得該基板處理裝置之產出率；以及機械手數量設定部，其根據所取得之產出率、及對應於複數隻機械手數量之各者之各最大搬送能力，以對應於該產出率之方式決定搬送基板之搬送機器人所使用之機械手數量；上述機械手數量設定部係以最大搬送能力之搬送產出率高於所取得之產出率之方式決定上述搬送機器人之每一台所使用之機械手數量。
  2. 一種基板處理裝置，其具備有：請求項1所記載之搬送條件設定裝置；基板處理單元，其進行基板之處理；及上述搬送機器人；上述搬送機器人根據上述搬送條件設定裝置所設定之搬送條件，來搬送上述基板。
  3. 一種基板處理裝置，其具備有：搬送條件設定裝置，其設定搬送基板之搬送機器人之搬送條件；基板處理單元，其進行基板之處理；及搬送機器人，其根據上述搬送條件設定裝置所設定之搬送條件，來搬送上述基板；上述搬送條件設定裝置具備有：製程時間取得部，其根據基板處理裝置之配方時間，來取得該基板處理裝置之產出率；以及 搬送速度設定部，其根據所取得之產出率、及對應於既定之機械手數量之搬送能力與產出率被預先設定之對應關係，來決定對應於該機械手數量之搬送速度；在對應於該機械手數量之最大搬送能力相對於所取得之產出率有餘裕之情形時，上述搬送速度設定部將搬送速度決定為與低於該最大搬送能力之搬送能力對應之搬送速度，該基板處理裝置進一步具備有履歷資訊管理部，該履歷資訊管理部對於上述搬送機器人所具備之各機械手，管理基板之搬送片數之履歷，上述履歷資訊管理部對於基板之搬送片數，根據若基板之搬送速度增加基板之搬送片數便增大，並且若基板之搬送距離增大基板之搬送片數便增大之既定關係，而對基板之搬送片數進行加權，藉此管理基板之搬送片數之履歷。
  4. 一種基板處理裝置，其具備有：搬送條件設定裝置，其設定搬送基板之搬送機器人之搬送條件；基板處理單元，其進行基板之處理；及搬送機器人，其根據上述搬送條件設定裝置所設定之搬送條件，來搬送上述基板；上述搬送條件設定裝置具備有：製程時間取得部，其根據基板處理裝置之配方時間，來取得該基板處理裝置之產出率；以及機械手數量設定部，其根據所取得之產出率、及對應於複數隻機械手數量之各者之各最大搬送能力，來決定對應於該產出率之機械手數量； 上述機械手數量設定部將機械手數量決定為最大搬送能力之搬送產出率高於所取得之產出率之機械手數量，該基板處理裝置進一步具備有履歷資訊管理部，該履歷資訊管理部對於上述搬送機器人所具備之各機械手，管理基板之搬送片數之履歷，上述履歷資訊管理部對於基板之搬送片數，根據若基板之搬送速度增加則基板之搬送片數便增大，並且若基板之搬送距離增大則基板之搬送片數便增大之既定關係，而對基板之搬送片數進行加權，藉此管理基板之搬送片數之履歷。
  5. 一種搬送條件設定方法，其具備有：製程時間取得步驟，其根據基板處理裝置之配方時間，來取得該基板處理裝置之產出率；以及機械手數量設定步驟，其根據所取得之產出率、及對應於複數隻機械手數量之各者之各最大搬送能力，以對應於該產出率之方式決定搬送基板之搬送機器人所使用之機械手數量；上述機械手數量設定步驟係以最大搬送能力之搬送產出率高於所取得之產出率之方式，決定上述搬送機器人之每一台所使用之機械手數量的步驟。
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