WO2005112108A1

WO2005112108A1 - 基板処理装置及び半導体デバイス製造方法

Info

Publication number: WO2005112108A1
Application number: PCT/JP2005/009107
Authority: WO
Inventors: Satoshi Takano
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc.
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2005-11-24
Also published as: CN100468683C; JP4545147B2; JP2009135542A; KR20060118591A; US20070184636A1; US20090142168A1; US7491662B2; CN1926678A; KR100823216B1; JPWO2005112108A1

Abstract

複数の基板を連続的に処理する基板処理装置で、戻りプロセスを有する基板処理を効率的に行う。基板の搬送空間となる搬送室と、基板の処理が行われる複数の処理室と、前記搬送室に設けられて基板を搬送する機能を有する基板搬送手段と、基板を２つ以上の処理室により連続的に処理した後に最後の処理室から当該２つ以上の処理室のうちの最後以外のいずれかの処理室へ前記基板を再度搬送して処理を行う戻りプロセスを実行する場合に、当該再度搬送するに際して、前記基板を処理室以外の場所で一時的に退避させた後に前記いずれかの処理室へ搬送するように前記基板搬送手段による基板の搬送処理を制御する基板搬送制御手段と、を備えた。

Description

基板処理装置

技術分野

本発明は、基板を処理する基板処理装置などに関し、特に、複数の基板を連続的に処理するに際して、戻りプロセ明スを有する基板処理を効率的に行う基板処理装置などに関する。

書背景技術

例えば、半導体基板（ゥーハ）に所定の処理を施す半導体製造装置や、 L CD (Liquid Crystal Display) 用ガラス基板に所定の処理を施す L C D製造装置等といった基板処理装置では、複数の処理室を設けて、各処理室において基板に対して成膜処理等を施すことが行われる。また、各処理室間などでは、移載機により基板を搬送することが行われる。

また、例えば、異なる処理が可能な複数の処理室において、各 1回の処理を行つて積層膜を形成するプロセスが標準的に行われている一方、 2つ以上の処理室を使用して、処理室数以上の積層膜を形成するプロセス（戻りプロセス）も望まれている。具体的には、戻りプロセスでは、別の処理室を経由した後に一旦処理を終えた処理室へ基板を搬送し、再度同じ処理或いは異なる条件の処理,を行う。

特許文献 1

特開平 1 1— 102953号公報

特許文献 2

特開平 10— 199960号公報発明の開示

しかしながら、従来の基板処理装置などでは、戻りプロセスを有する基板処理において、複数の基板を連続的に処理する場合におけるサイクルタイムが大きくなってしまい、また、各処理室でプロセス処理と搬送処理のいずれも行われない待機時間（空き時間）が大きくなつてしまうことから、各処理室の処理効率が著しく低下し、半導体基板の生産効率が落ちてしまうという問題があった。

本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、複数の基板を連続的に処理するに際して、戻りプロセスを有する基板処理を効率的に行うことができる基板処理装置などを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る基板処理装置では、次のようにして、複数の基板を連続的に処理する。

すなわち、基板の搬送空間となる搬送室と、基板の処理が行われる複数の処理室と、前記搬送室に設けられて基板を搬送する機能を有する基板搬送手段と、を備えた構成において、基板搬送制御手段が、基板を 2つ以上の処理室により連続的に処理した後に最後の処理室から当該 2つ以上の処理室のうちの最後以外のいずれかの処理室へ前記基板を再度搬送して処理を行う戻りプロセスを実行する場合に、当該再度搬送するに際して、前記基板を処理室以外の場所で一時的に退避させた後に前記いずれかの処理室へ搬送するように、前記基板搬送手段による基板の搬送処理を制御する。

従って、複数の基板を連続的に処理するに際して、戻りプロセスを有する基板処理を効率的に行うことができ、具体的には、例えば、連続して処理される複数の基板の間でのデッドロックを防止しつつ、サイクルタイムの短縮化や、各処理室の待機時間（空き時間）の短縮化が可能である。

ここで、基板処理装置に備えられる複数の処理室の数としては、種々な数が用いられてあよい。

また、基板の処理が行われる 2つ以上の処理室の数としては、種々な数が用いられてもよい。

また、基板の処理が行われる 2つ以上の処理室としては、種々なものが用いられてもよレヽ。

また、戻りプロセスの対象となる処理室の数（連続プロセス数） nとしては、種々な数が用いられてもよい。

また、戻りプロセスにおける基板処理手順や、全体的な基板処理手順としては、それぞれ、種々なものが用いられてもよい。つまり、一の基板が各処理室において処理される順番としては、種々な順番が用いられてもよい。

また、複数の基板を連続的に処理する際に、連続した複数の基板を一連の基板処理へ投入する時間間隔（投入間隔）としては、種々な時間間隔が用いられてもよく、例えば、デッドロックを防止することが可能な時間間隔が用いられる。

また、基板としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、半導体装置や L C D装置を製造するためのシリコンゥエーハゃガラス基板が用いられる。

また、基板を処理室以外の場所で一時的に退避させる時間（退避時間）としては、種々な時間が用いられてもよく、例えば、デッドロックを防止することが可能な時間が用いられる。

また、基板を一時的に退避させる場所としては、種々な場所が用いられてもよく、一例として、処理室とは別な場所として 1つ又は 2つ以上の予備室を備えて用いることができ、他の一例として、処理室とは別な場所として 1つ又は 2つ以上のロードロック室を用いることができる。

本発明に係る基板処理装置では、次のような構成とした。

すなわち、前記 2つ以上の処理室のそれぞれにおける基板の処理時間（プロセス処理の時間）が等しい場合に、戻りプロセスの対象となる処理室の数（連続プロセス数）を nとし、処理室間の基板の搬送時間を Tとして、前記基板搬送制御手段は、前記退避の時間として { ( n— 1 ) · T } を用いる。

なお、例えば、ロードロック室から処理室への基板の搬送時間や、処理室からロード口ック室への基板の搬送時間についても、一の処理室から他の処理室への基板の搬送時間と同様に、 Tであるとする。

従って、前記 2つ以上の処理室のそれぞれにおける基板の処理時間が等しい場合に、戻りプロセスを有する基板処理を効率的に行うことができる。

本発明に係る基板処理装置では、次のような構成とした。

すなわち、前記 2つ以上の処理室のいずれかの処理室における基板の処理時間 (プロセス処理の時間）が異なる場合に、戻りプロセスの対象となる処理室の数（連続プロセス数）を nとし、処理室間の基板の搬送時間を Tとし、前記 2つ以上の処理室のうちで基板の処理時間が最長となる処理室における基板の処理時間を P m a Xとして、前記基板搬送制御手段は、前記退避の時間として、 P m a xと戻りプ口セスが実行される各処理室における基板の処理時間との差分を当該各処理室の全てについて { ( η _ 1 ) · T } に加えた結果を用いる。

なお、例えば、ロードロック室から処理室への基板の搬送時間や、処理室からロードロック室への基板の搬送時間についても、一の処理室から他の処理室への基板の搬送時間と同様に、 Tであるとする。

従って、前記 2つ以上の処理室のいずれかの処理室における基板の処理時間が異なる場合に、戻りプロセスを有する基板処理を効率的に行うことができる。

本発明に係る半導体デバイス製造方法では、次のようにして、複数の基板を連続的に処理して、半導体デバイスを製造する。

すなわち、基板を 2つ以上の処理室により連続的に処理した後に最後の処理室から当該 2つ以上の処理室のうちの最後以外のいずれかの処理室へ前記基板を再度搬送して処理を行う戻りプロセスを実行する場合に、当該再度搬送するに際して、前記基板を処理室以外の場所で一時的に退避させた後に前記レ、ずれかの処理室へ搬送する。

従って、複数の基板を連続的に処理して、半導体デバイスを製造するに際して、戻りプロセスを有する基板処理を効率的に行うことができる。

なお、半導体デバイスとしては、種々なものが用いられてもよい。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の一実施例に係る基板処理装置の構成例を示す図である。第 2図は、（A)、（B )、 ( C ) は複数枚の基板を処理するタイムチャートの一例を示す図である。

第 3図は、（A)、（B )、 ( C) は複数枚の基板を処理するタイムチャートの一例を示す図である。

第 4図は、基板処理装置の構成例を示す図である。

第 5図は、基板搬送の流れの一例を示す図である。

第 6図は、基板の処理履歴の一例をイベントタイムチヤ一トとして示す図でめる。

第 7図は、戻りプロセスを有する基板処理の流れの一例を示す図である。第 8図は、（A)、（B )、 ( C ) は複数枚の基板を処理するタイムチャートの一例を示す図である。発明を実施するための最良の形態

本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。

なお、本実施例では、半導体装置基板を処理する基板処理装置及び半導体装置の製造方法を例として説明するが、例えば、 L C D用基板を処理する基板処理装置などに同様な構成や動作を適用することも可能である。第 1図には、本発明の一実施例に係る基板処理装置の構成例を示してある。本例の基板処理装置は、キャリアステーション（ロードポート： LP) 1 a、 1 b、 1 cと、大気雰囲気用の移載機 (LH) 2と、基板位置補正ュニット（ァライナ： AU) 3と、第 1のロードロック室（LM1) 4と、真空雰囲気用の移載機 (TH) 1 3が設けられた搬送室 5と、第 1の処理室（PM1) 6と、第 2の処理室（PM2) 7と、第 3の処理室（PM3) 8と、第 4の処理室（PM4) 9と、第 2のロードロック室（LM2) 10と、第 1の予備室 1 1と、第 2の予備室 1 2 と、制御部 14から構成されている。

ここで、構成要素としては、基板搬送を行う移载機 13を搭載した搬送室 5 を中央に配し、当該搬送室 5の周辺に隣接して基板に所定の加工を施す処理室 6〜 9が 2つ以上（本例では、 4つ）存在し、搬送室 5と外部との基板のやり取りを行う際に N 2等の不活性ガスによつて雰囲気置換を行!/、処理室 6〜 9への大気成分の混入を防止するためのロードロック室 4、 10力ら成る。また、更に、基板が収納されたキヤリアを処理中に一時的に設置しておくためのキヤリァステーション l a、 l b、 l cと、キャリアステーション 1 a、 1 b、 1 c上のキャリアから随時単一の基板をロードロック室 4、 10へ搬送するための移載機 2と、キャリア内の基板をロードロック室 4、 10に精度良く配置するための基板位置補正ュニット 3を配している。また、更に、搬送室 5に、基板の一時退避が可能な予備室 1 1、 12を設けてある。また、制御部 14が設けられている。

予備室 1 1、 12については、本例では、全ての処理室 6〜 9で一度に処理することが可能な基板数の合計数分の退避が可能であるように設計する。例えば、本例の構成では、各処理室 6〜 9ではそれぞれ 1枚の基板の処理が可能であり、全ての処理室 6〜 9では合計で 4枚の基板の処理が可能であることから、 2つの予備室 1 1、 12にそれぞれ 2枚ずつ基板を退避することが可能な構造となっており、全ての予備室 1 1、 12では合計で 4枚の基板の退避が可能である。また、本例では、 2つの予備室 1 1、 1 2を設けた例を示すが、予備室の数としては任意であってもよく、例えば、 1つの予備室のみが基板の退避に使用される構成とされてもよく、或いは、 2つ以上の予備室が同時に基板の退避に使用されるような構成とされてもよい。

また、各処理室 6〜 9は、例えば、成膜室や、バッファ室などとして構成される。

また、制御部 1 4は、本例では、 R OM (Read Only Memory)、 R AM (R andom Access Memory) , C P U (Central Processing Unit) 等のハードウェア資源で所定のプログラムを実行する構成となっている。

本実施例では、各処理室 6〜 9でのプロセス処理に要する時間としては、各処理室 6〜 9と搬送室 5とを隔離している弁体機構（ゲ一.トバルブ： G V) が閉じられてから、処理が行われた後に、当該 G Vが開かれるまでの時間で規定する。

また、本実施例では、移載元となる処理室 6〜9或いはロードロック室 4、 1 0から移載先となる処理室 6〜9或いはロードロック室 4、 1 0への真空雰囲気用移載機 1 3による基板の搬送処理に要する時間としては、移载元となる処理室等 X から移載先となる他の処理室等 Yへの基板の移動に要する時間で規定する。

また、本実施例では、戻りプロセスを行う処理室の数を連続プロセス数（11 ) としており、つまり、連続プロセス数 nは戻りプロセスの対象となる処理室の数となる。また、戻りプロセスの回数を mとする。

また、本実施例では、イベントタイムチャートとしては、戻りプロセスに関する真空搬送系の部分（例えば、第 5図及び第 6図に示される（3 )〜（1 1 ) に対応する処理の部分）のみについて示す。

第 2図（A)、（B )、 ( C.) には、それぞれ、戻りプロセスを有する基板処理において、第 1図に示される基板処理装置により、複数の基板を処理する場合におけるイベントタイムチャートの一例を示してある。なお、本例では、各処理室 6 〜 9での処理時間が全て同じ時間 Pであり、真空雰囲気用移載機 1 3による 1回の搬送時間が Tであるとする。

また、本例では、戻りプロセスの回数 mが 1である場合を示す。

本例の特徴点は、再度同じ処理室 6 〜 9に基板を搬送する前に一時的に予備室 1 1 、 1 2を経由させる点であり、例えば、（1回目の）第 1の処理室 6 、（1回目の）第 2の処理室 7 、（2回目の）第 1の処理室 6 、（2回目の）第 2の処理室 7といった順に基板を搬送する場合、 2回目の第 1の処理室 6への基板搬送前に一時的に第 1の予備室 1 1或いは第 2の予備室 1 2を介して基板を搬送させ、つまり、（ 1 回目の）第 1の処理室 6 、（1回目の）第 2の処理室 7、予備室（第 1の予備室 1 1或いは第 2の予備室 1 2 )、（2回目の）第 1の処理室 6 、（2回目の）第 2の処理室 7といつた順に基板を搬送する点である。

第 2図（A) には、連続プロセス数が 2である場合を示してある。

この場合、 1枚目、 2枚目、 3枚目、 ' · 'といったそれぞれの基板について、ロードロック室（第 1のロード口ック室 4或いは第 2のロードロック室 1 0 ) から第 1の処理室 6への搬送処理、第 1の処理室 6でのプロセス処理 P 1、第 1の処理室 6から第 2の処理室 7への搬送処理、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2、第 2の処理室 7から予備室（第 1の予備室 1 1或いは第 2の予備室 1 2 )への搬送処理、当該予備室での退避（退避時間 W)、当該予備室から第 1の処理室 6への搬送処理、第 1の処理室 6でのプロセス処理 P 1、第 1の処理室 6から第 2の処理室 7 への搬送処理、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2、第 2の処理室 7からロードロック室（第 1のロードロック室 4或いは第 2のロードロック室 1 0 )への搬送処理が行われる。なお、それぞれの搬送処理は、搬送室 5の真空雰囲気用移載機 1 3 により行われる。

また、予備室 1 1 、 1 2に基板を退避させる退避時間 Wとしては、 1回分の搬送時間 Tと等しい時間とする（つまり、 W二 T)。また、 2枚目の基板の投入タイミングは、 1枚目の基板について第 1の処理室 6での最初の処理が完了した後となり、 1枚目の基板と搬送が重ならないタイミングとされ、具体的には、（2枚目の基板の投入間隔 = P + 2 T) とする。

また、 3枚目の基板の投入タイミングは、 2枚目の基板について第 1の処理室 6での最後の処理が完了した後となり、 2枚目の基板と搬送が重ならないタイミングとされ、具体的には、（3枚目の基板の投入間隔二 3 P + 5 T +W= 3 P + 6 T) とする。

すると、（1枚目の基板と 3枚目の基板との投入間隔 = 4 P + 8 T) となる。第 2図（B ) には、連続プロセス数が 3である場合を示してある。

この場合、 1枚目、 2枚目、 3枚目、 ' · 'といったそれぞれの基板について、ロードロック室（第 1のロード口ック室 4或いは第 2のロードロック室 1 0 ) から第 1の処理室 6への搬送処理、第 1の処理室 6でのプロセス処理 P 1、第 1の処理室 6から第 2の処理室 7への搬送処理、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2、第 2の処理室 7から第 3の処理室 8への搬送処理、第 3の処理室 8でのプロセス処理 P 3、第 3の処理室 8から予備室（第 1の予備室 1 1或いは第 2の予備室 1 2 ) への搬送処理、当該予備室での退避（退避時間 W)、当該予備室から第 1の処理室 6 への搬送処理、第 1の処理室 6でのプロセス処理 P 1、第 1の処理室 6から第 2の処理室 7への搬送処理、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2、第 2の処理室 7から第 3の処理室 8への搬送処理、第 3の処理室 8でのプロセス処理 P 3、第 3の処理室 8からロードロック室（第 1のロードロック室 4或いは第 2のロードロック室 1 0 ) への搬送処理が行われる。なお、それぞれの搬送処理は、搬送室 5の真空雰囲気用移載機 1 3により行われる。

また、予備室 1 1 、 1 2に基板を退避させる退避時間 Wとしては、 2回分の搬送時間 2 Tと等しい時間とする（つまり、 W= 2 T)。

また、 2枚目の基板の投入タイミングは、 1枚目の基板について第 1の処理室 6での最初の処理が完了した後となり、 1枚目の基板と搬送が重ならないタイミングとされ、具体的には、（2枚目の基板の投入間隔 = P + 2 T) とする。

同様に、 3枚目の基板の投入タイミングは、 2枚目の基板について第 1の処理室 6での最初の処理が完了した後となり、 2枚目の基板と搬送が重ならないタイミングとされ、具体的には、（3枚目の基板の投入間隔=卩+ 2丁）とする。

また、 4枚目の基板の投入タイミングは、 3枚目の基板について第 1の処理室 6での最後の処理が完了した後となり、 3枚目の基板と搬送が重ならないタイミングとされ、具体的には、（ 4枚目の基板の投入間隔 = 4 Ρ + 6 Τ +W= 4 P + 8 T) とする。

すると、（1枚目の基板と 4枚目の基板との投入間隔 = 6 P + 1 2 T)となる。第 2図（C ) には、連続プロセス数が 4である場合を示してある。

この場合、 1枚目、 2枚目、 3枚目、 ' · 'といったそれぞれの基板について、ロードロック室（第 1のロード口ック室 4或いは第 2のロードロック室 1 0 )力ら第 1の処理室 6への搬送処理、第 1の処理室 6でのプロセス処理 P 1、第 1の処理室 6から第 2の処理室 7への搬送処理、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2、第 2の処理室 7から第 3の処理室 8への搬送処理、第 3の処理室 8でのプロセス処理 P 3、第 3の処理室 8から第 4の処理室 9への搬送処理、第 4の処理室 9でのプロセス処理 P 4、第 4の処理室 9から予備室（第 1の予備室 1 1或いは第 2の予備室 1 2 ) への搬送処理、当該予備室での退避（退避時間 W)、当該予備室から第 1の処理室 6への搬送処理、第 1の処理室 6でのプロセス処理 P 1、第 1の処理室 6から第 2の処理室 7への搬送処理、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2、第 2の処理室 7から第 3の処理室 8への搬送処理、第 3の処理室 8でのプロセス処理 P 3、第 3の処理室 8から第 4の処理室 9への搬送処理、第 4の処理室 9でのプロセス処理 P 4、第 4の処理室 9からロードロック室（第 1のロード口ック室 4或いは第 2 のロードロック室 1 0 ) への搬送処理が行われる。なお、それぞれの搬送処理は、搬送室 5の真空雰囲気用移載機 1 3により行われる。

また、予備室 1 1、 12に基板を退避させる退避時間 Wとしては、 3回分の搬送時間 3 Tと等しい時間とする（つまり、 W=3T)。

また、 2枚目の基板の投入タイミングは、 1枚目の基板について第 1の処理室 6での最初の処理が完了した後となり、 1枚目の基板と搬送が重ならないタイミングとされ、具体的には、（2枚目の基板の投入間隔=? + 2丁）とする。

同様に、 3枚目の基板の投入タイミングは、 2枚目の基板について第 1の処理室 6での最初の処理が完了した後となり、 2枚目の基板と搬送が重ならないタイミングとされ、具体的には、（3枚目の基板の投入間隔 =P + 2 T) とする。

同様に、 4枚目の基板の投入タイミングは、 3枚目の基板について第 1の処理室 6での最初の処理が完了した後となり、 3枚目の基板と搬送が重ならないタイミングとされ、具体的には、（4枚目の基板の投入間隔=? + 2丁）とする。

また、 5枚目の基板の投入タイミングは、 4枚目の基板について第 1の処理室 6での最後の処理が完了した後となり、 4枚目の基板と搬送が重ならないタイミングとされ、具体的には、（5枚目の基板の投入間隔 =5 P+7T+W=5 P+ 10 T) とする。

すると、（1枚目の基板と 5枚目の基板との投入間隔 =8 P+ 16T)となる。本例の基板処理フローは、 2枚目以降の基板の投入間隔において、連続プロセス数を nとした場合に、自然数 kについて、（k · n+ 1) 枚目の基板の投入間隔が他の基板の投入間隔とは異なるという特徴を有している。なお、 kは、単に或る基板投入間隔とは異なる間隔となる基板を定義するために用いている。

具体的には、第 2図（A) に示されるように、連続プロセス数 n= 2である場合には、 3、 5、 7、 · · '枚目（k=l、 2、 3、 · · ·）の基板の投入間隔が他とは異なり、また、第 2図（B) に示されるように、連続プロセス数 n= 3である場合には、 4、 7、 10、 · · '枚目（k=l、 2、 3、 · · ·）の基板の投入間隔が他とは異なり、また、第 2図（C) に示されるように、連続プロセス数 n = 4である場合には、 5、 9、 1 3、 · · '枚目（k= l、 2、 3、 · · ·）の基板の投入間隔が他とは異なる。 .

ここで、各プロセス処理の時間を一律に Pとし、搬送時間を Tとした場合には、基板の投入間隔は、下記（条件 1)、（条件 2) により算出される。

また、予備室での基板の一時的な退避時間 Wは、下記（ 3 )により算出される。 (条件 1) (k · n+ 1) 枚目の基板の投入間隔 = (n+ 1) - (P + 2T) (条件 2) 上記以外の基板の投入間隔- (P+2T)

(条件 3) W= (n- 1) · T

上記した（条件 1) 〜（条件 3) を満たすことにより、第 2図（Α)、（Β)、 (C) に示されるような基板処理フローが実現される。

また、本例のような基板処理フローにおけるサイクルタイムの算出基準について述べる。

すなわち、本例の基板処理フローでは、基板の投入間隔が一定ではないため、例えば第 8図（A)、（B)、 (C) に示されるように（基板の投入間隔 =サイクルタィム）といった考え方ができない。そこで、本例の基板処理フローでは、連続プロセス数を nとして、 kを任意の自然数とした場合に、 {(k一 1) · n+ 1 } 枚目の基板が投入されるときから（k · n+ 1) 枚目の基板が投入されるまでの間に n枚の基板が処理されることに着目し、この投入間隔を nで割り算することによって基板 1枚当たりの平均的な投入間隔を算出してサイクルタイムと定義することとする。

具体的には、第 2図（A) に示されるように、連続プロセス数 nが 2である場合には、例えば、 k = 1である時の結果である 1枚目と 3枚目の基板の投入間隔（4 P + 8T) を n (=2) で割り算した結果（2 P + 4T) がサイクルタイム CT 1 ' になる。また、第 2図（B) に示されるように、連続プロセス数 nが 3である場合には、例えば、 k = 1である時の結果である 1枚目と 4枚目の基板の投入間隔（ 6 P+1 2T) を n (二 3) で割り算した結果（2 P + 4T) がサイクルタイム CT 2' になる。また、第 2図（C) に示されるように、連続プロセス数 nが 4である場合には、例えば、 k = 1である時の結果である 1枚目と 5枚目の基板の投入間隔 (8 P+ 16T) を n (=4) で割り算した結果（2 P + 4T) がサイクルタイム CT 3 ' になる。

このように、連続プロセス数 nが 2、 3、 4である場合におけるそれぞれのサイクルタイム CT 1 '、 CT 2 \ CT 3 ' は等しく（2P + 4T) となり、同様に、サイクルタイムは連続プロセス数 nに依存せずに一定値（2 P + 4 T)となる。

また、第 8図（A)、（B)、 (C) に示されるように連続プロセス数 nの増加に伴ってサイクルタイムが増加する傾向を有する手法において最も短くなる連続プ口セス数 n = 2である時のサイクルタイム CT 1 (= 3 P + 4T) と比較しても、本例のサイクルタイム (2 P + 4T) はプロセス処理の 1回分の時間が短縮されており、本例では処理効率が向上することが示される。

上記では、基板処理の対象となる処理室の全てについて戻りプロセスを行う場合を示したが、本発明は、必ずしもこのような場合に限定されず、他の種々な処理が行われてもよい。そして、それぞれの事由に対する補足を適用することにより、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々な改善が為されてもよい。

第 3図（A)、（B)、 (C) には、それぞれ、応用例として、戻りプロセスを有する基板処理において、第 1図に示される基板処理装置により、複数の基板を処理する場合におけるイベントタイムチャートの一例を示してある。

なお、第 3図（A)、（B)、 (C) のそれぞれでは、特に説明しない点については、第 2図、K、ヽ (B)、 (C) について説明したのと同様であるとする。

第 3図（Α) には、第 1の処理室 6でのプロセス処理 Ρ 1、第 2の処理室 7 でのプロセス処理 Ρ 2、第 3の処理室 8でのプロセス処理 Ρ 3を行うに際して、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2及び第 3の処理室 8でのプロセス処理 P 3のみについて戻りプロセスを実行する場合を示してある。この場合、戻りプロセスを実行する 2つのプロセス処理 P 2、 P 3を対象として、連続プロセス数 nを 2と定義する。

この場合、 1枚目、 2枚目、 3枚目、 ' · 'といったそれぞれの基板について、ロードロック室（第 1のロードロック室 4或いは第 2のロードロック室 1 0 )力、ら第 1の処理室 6への搬送処理、第 1の処理室 6でのプロセス処理 P 1、第 1の処理室 6から第 2の処理室 7への搬送処理、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2、第 2の処理室 7力ゝら第 3の処理室 8への搬送処理、第 3の処理室 8でのプロセス処理 P 3、第 3の処理室 8から予備室（第 1の予備室 1 1或いは第 2の予備室 1 2 ) への搬送処理、当該予備室での退避（退避時間 W)、当該予備室から第 2の処理室 7 への搬送処理、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2、第 2の処理室 7から第 3の処理室 8への搬送処理、第 3の処理室 8でのプロセス処理 P 3、第 3の処理室 8からロードロック室（第 1のロード口ック室 4或いは第 2のロードロック室 1 0 )への搬送処理が行われる。なお、それぞれの搬送処理は、搬送室 5の真空雰囲気用移載機 1 3により行われる。

また、予備室 1 1、 1 2に基板を退避させる退避時間 Wとしては、 1回分の搬送時間 Tと等しい時間とする（つまり、 W= T)。

また、 3枚目の基板の投入タイミングは、 2枚目の基板について最後（2回目）の第 2の処理室 7への基板搬送処理が完了した後となり、具体的には、（3枚目の基板の投入間隔= 3 ? + 5丁+ = 3 ? + 6丁）とする。

すると、（1枚目の基板と 3枚目の基板との投入間隔 = 4 P + 8 T) となる。サイクルタイムは、（2 P + 4 T) となる。

第 3図（B ) には、第 3図（A) に示されるのと同様な基板処理において、戻りプロセスを 2回実行する場合を示してある。つまり、第 1の処理室 6でのプロセス処理 P 1、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2、第 3の処理室 8でのプロセス処理 P 3を行うに際して、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2及ぴ第 3の処理室 8でのプロセス処理 P 3について戻りプロセスを 2回実行する場合を示してある。この場合、戻りプロセスを実行する 2つのプロセス処理 P 2、 P 3を対象として、連続プロセス数 nを 2と定義する。

この場合、 1枚目、 2枚目、 3枚目、 ' · 'といったそれぞれの基板について、ロードロック室（第 1のロードロック室 4或いは第 2のロードロック室 1 0 )から第 1の処理室 6への搬送処理、第 1の処理室 6でのプロセス処理 P 1、第 1の処理室 6から第 2の処理室 7への搬送処理、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2、第 2の処理室 7から第 3の処理室 8への搬送処理、第 3の処理室 8でのプロセス処理 P 3、第 3の処理室 8から予備室（第 1の予備室 1 1或いは第 2の予備室 1 2 ) への搬送処理、当該予備室での退避（退避時間 W)、当該予備室から第 2の処理室 7 への搬送処理、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2、第 2の処理室 7から第 3の処理室 8への搬送処理、第 3の処理室 8でのプロセス処理 P 3、第 3の処理室 8から予備室（第 1の予備室 1 1或いは第 2の予備室 1 2 ) への搬送処理、当該予備室での退避（退避時間 W)、当該予備室から第 2の処理室 7への搬送処理、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2、第 2の処理室 7から第 3の処理室 8への搬送処理、第 3の処理室 8でのプロセス処理 P 3、第 3の処理室 8からロードロック室（第 1 のロードロック室 4或いは第 2のロードロック室 1 0 ) への搬送処理が行われる。なお、それぞれの搬送処理は、搬送室 5の真空雰囲気用移載機 1 3により行われる。

また、予備室 1 1、 1 2に基板を退避させる退避時間 Wとしては、 1回分の搬送時間 Tと等しい時間とする（つまり、 W= T)。また、 2枚目の基板の投入タイミングは、 1枚目の基板について第 1の処理室 6での最初の処理が完了した後となり、 1枚目の基板と搬送が重ならないタイミングとされ、具体的には、（2枚目の基板の投入間隔 ==P + 2T) とする。

また、 3枚目の基板の投入タイミングは、 2枚目の基板について最後（3回目）の第 2の処理室 7への基板搬送処理が完了した後となり、具体的には、（3枚目の基板の投入間隔=5 + 8丁+2^ =5 ?+1 ΟΤ) とする。

すると、（1枚目の基板と 3枚目の基板との投入間隔 =6 Ρ+ 12Τ)となる。サイクルタイムは、（3 Ρ+6Τ) となる。

また、戻りプロセスの実行回数を mとした場合には、 kを自然数として、基板の投入間隔は、下記（条件 1)、（条件 2) により算出される。

また、サイクルタイムは、下記（条件 3) により算出される。

(条件 1) (k - 11+ 1) 枚目の基板の投入間隔 = (m - n+ 1) - (P+2T) (条件 2) 上記以外の基板の投入間隔 = (P + 2T)

(条件 3 ) サイクルタイム = (m+ 1) · (P+2T)

第 3図（C) には、第 3図（A) に示されるのと同様な基板処理において、各処理室でのプロセス処理に要する時間が異なる場合を示してある。つまり、第 1 の処理室 6でのプロセス処理 P 1、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2、第 3の処理室 8でのプロセス処理 P 3を行うに際して、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2及び第 3の処理室 8でのプロセス処理 P 3のみについて戻りプロセスを実行する場合であって、各処理室 6、 7、 8でのプロセス処理の時間が異なる。この場合、戻りプロセスを実行する 2つのプロセス処理 P 2、 P 3を対象として、連続プ口セス数 nを 2と定義する。

この場合、 1枚目、 2枚目、 3枚目、 ' · 'といったそれぞれの基板について、ロードロック室（第 1のロードロック室 4或いは第 2のロードロック室 10) から第 1の処理室 6への搬送処理、第 1の処理室 6でのプロセス処理 P 1、第 1の処理室 6から第 2の処理室 7への搬送処理、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2、第 2の処理室 7力ゝら第 3の処理室 8への搬送処理、第 3の処理室 8でのプロセス処理 P 3、第 3の処理室 8から予備室（第 1の予備室 1 1或いは第 2の予備室 12) への搬送処理、当該予備室での退避（退避時間 W)、当該予備室から第 2の処理室 7 への搬送処理、第 2の処理室 7でのプロセス処理 P 2、第 2の処理室 7から第 3の処理室 8への搬送処理、第 3の処理室 8でのプロセス処理 P 3、第 3の処理室 8からロードロック室（第 1のロード口ック室 4或いは第 2のロードロック室 10)への搬送処理が行われる。なお、それぞれの搬送処理は、搬送室 5の真空雰囲気用移载機 1 3により行われる。

また、予備室 1 1、 12に基板を退避させる退避時間 Wの設定について説明する。

本例では、プロセス処理に要する時間の組み合わせが搬送律速にならない処理フローを前提として、次のように基板の退避時間 wを調整する。

例えば、第 3図（C) に示される処理フローでは、 3つの処理 P l、 P 2、 P 3の処理時間の大小関係が、（処理 P 1の処理時間）〉（処理 P 2の処理時間）であり且つ（処理 P 1の処理時間）〉（処理 P 3の処理時間）である場合には、基準となる時間（n_ 1) Tと、処理 P 1と処理 P 2との処理時間の差（"P 1 - P 2 " と表す）と、処理 P 1と処理 P 3との処理時間の差（"P 1—P 3" と表す）を総和した結果を退避時間 W (= (n- 1) T+ (P 1—P 2) + (P I— P 3)) と設定する。この例では、 "P 1" は最長のプロセス処理時間を要する第 1の処理室 6でのプロセス処理時間を表しており、 "P 2" 及び "P 3" は戻りプロセスを行う第 2の処理室 7及び第 3の処理室 8でのプロセス処理時間を表している。

また、連続プロセス数 nが変化した場合についても、上記と同様に、最もプロセス処理に要する時間が長いプロセス処理のプロセス処理時間と戻りプロセスを行う他のそれぞれのプロセス処理に要するプロセス処理時間との時間差を退避時間の基準値（n— 1) Tに全て加えた結果を退避時間 Wとして設定する。

また、 2枚目の基板の投入タイミングは、 1枚目の基板について第 1の処理室 6での最初の処理が完了した後となり、 1枚目の基板と搬送が重ならないタイミングとされ、具体的には、（2枚目の基板の投入間隔 =P + 2 T) とする。

また、 3枚目の基板の投入タイミングは、 2枚目の基板について最後（2回目）の第 2の処理室 7への基板搬送処理が完了した後となり、具体的には、（3枚目の基板の投入間隔 =3 P+5T+W) とする。

すると、（1枚目の基板と 3枚目の基板との投入間隔 =4P+7T+W) となる。

但し、 Pとしては、例えば、最大のプロセス処理時間を用いることとし、本例では、 P 1を用いる。

サイクルタイムは、 {(4P+7T+W) /2} となる。

以上のように、本例の基板処理装置では、 1つの基板搬送装置（本例では、真空雰囲気用移載機 1 3) を収容する搬送室 5に複数の処理室 6〜 9が連接され、基板を前記複数の処理室 6〜 9の内の 2つ以上の処理室 P 1、 Ρ 2、 · · ·、 P j (ここで、 jは 2以上の自然数）にて連続的に処理する構成において、次のような処理を行う。

すなわち、前記連続処理を行った最後の処理室 P jから前記連続処理した処理室のいずれかの処理室 Px (1≤x< j )へ前記基板を再度搬送して P x、 · . ·、 P y (x^y j ) の順で連続的に処理を行う戻りプロセスを実行する場合に、前記最後の処理室 P jから前記いずれかの処理室 Pxへ前記基板を戻す際に、前記基板を処理室以外の場所で一時的に退避させた後に、前記いずれかの処理室 P Xへ前記基板を搬送する。

また、本例の基板処理装置では、前記処理室 P 1、 P 2、 · · ·、 P jの各処理室でのプロセス時間が等しい場合には、例えば、前記退避させる時間を {(n 一 1 ) · Τ } で規定する。ここで、 ηは戻りプロセスの対象となる処理室の数（連続プロセス数）であり、 Τは i番目の処理室 P iから（ i + 1 ) 番目の処理室 P i +1 への基板の搬送時間である。なお、本例では、ロードロック室 4、 1 0と処理室との間における基板の搬送時間も Tである。

また、本例の基板処理装置では、前記処理室 P 1、 P 2、 · · ·、 P jの内、少なくとも 2つの処理室でのプロセス時間が異なる場合には、前記退避させる時間を、 { ( n— 1 ) · T } に、処理室 P 1、 P 2、 · · ·、 P jの内の最長プロセス時間 P m a Xと戻りプロセスで実行される各処理室の各プロセス時間との差分をそれぞれ加算させたものと規定する。なお、 n及ぴ Tは上記と同様である。

また、本例の基板処理装置では、一例として、 1つの移載機 1 3を搭載した搬送室 5と、熱処理や極薄膜形成を目的とした 2つ以上の処理室 6〜 9と、大気雰囲気と搬送室 5との雰囲気置換を目的としたロードロック室 4、 1 0とを備えた構成において、任意の処理室 Aでの基板処理の後に、当該処理室 Aとは異なる 1っ以上の処理室を経由して再び処理室 Aでの処理を行う場合に、基板を退避可能なバッファ空間（本例では、予備室 1 1、 1 2 ) を設け、処理室 Aと処理室 Aの処理間に基板を一時的に退避して搬送する。

また、本例の基板処理装置により行われる処理の方法により、例えば、半導体デバイスの製造方法や、基板搬送制御方法を提供することができる。

従って、本例の基板処理装置では、戻りプロセスにおいて、処理室 6〜9の処理効率の低下を抑制することができ、生産性の向上を図ることができる。具体的には、戻りプロセスにおいて、先発の基板と後発の基板の処理のフローについてデッドロックを防止しつつ、処理室 6〜 9の処理効率を高めて、デバイスの生産能力を向上させることができる。

なお、本例の基板処理装置では、搬送室 5に設けられた真空雰囲気用移载機 1 3の機能により基板搬送手段が構成されており、制御部 1 4による制御により戻りプロセスにおいて基板をー且予備室 1 1、 1 2に退避させる基板搬送処理などを行う機能により基板搬送制御手段が構成されている。

以下で、本発明に関する技術の背景を示す。なお、ここで記載する事項は、必ずしも全てが従来の技術であるとは限定しない。

第 4図には、一般的な基板処理装置の構成例を示してある。

本例の基板処理装置は、キヤリァステーション（ロードポート： L P) 21 a、 21 b、 21 cと、大気雰囲気用移載機 (LH) 22と、基板位置補正ュニット（ァライナ： AU) 23と、第 1のロードロック室（LM1) 24と、真空雰囲気用移載機（TH) 31が設けられた搬送室 25と、第 1の処理室（PM1) 26と、第 2の処理室（PM2) 27と、第 3の処理室（PM3) 28と、第 4の処理室（P M4) 29と、第 2のロードロック室（LM2) 30から構成されている。各処理部 21 a〜 21 c、 22〜 31は、概略的には、第 1図に示される対応する各処理部と同様な動作を行う機能を有している。各処理炉（各処理室 26〜29) としては、例えば、熱処理プロセスに係るものが用いられ、具体的には、ホットウオール炉ゃ、ランプ炉ゃ、抵抗加熱プレート方式のコールドウォール炉などが用いられる。

第 5図及び第 6図を参照して、第 4図に示される基板処理装置により基板を処理する手順の一例を示す。

第 5図には単一の処理基板に対して 4つの処理室 26〜 29を経由して極薄膜の積層膜を形成する場合における基板搬送の流れの一例を示してあり、第 6図には基板の処理履歴の一例をイベントタイムチヤ一トとして示してある。第 5図及ぴ第 6図では、同一の番号（1) 〜（1 3) の処理は互いに対応している。

以下で、基板処理フローの各処理（1)〜（13) を、順を追って説明する。 (1) ロード（大気雰囲気搬送）の処理の工程では、大気圧雰囲気用移載機 2 2により

キヤリァステーション 21 a内の基板を 1枚ずつ第 1のロードロック室 24へ搬送する。本例では、途中で基板位置補正ュニット 23を経由して基板の中心位置補正と回転方向位置補正を行い、第 1のロードロック室 24への搬送位置再現の向上を図っている。

(2) ロードロック室真空排気の処理の工程では、搬送室 25への大気の混入を防止するための真空排気、 N2雰囲気置換を行う。搬送室 25の保持圧力帯域（1.

0E— 8〜5. 0E4 P a) に合わせて、到達真空排気後に N 2等の不活性ガスの供給により圧力調整を行う。

(3) 第 1の基板搬送の処理の工程では、搬送室 25の真空雰囲気用移载機 3 1により

、第 1のロードロック室 24から第 1の処理室 26へ基板を搬送する。

(4)第 1のプロセス処理の工程では、第 1の処理室 26における処理を行う。なお、各処理室 26〜29では、基板に対して、極薄膜形成などの成膜処理ゃ熱処理等の処理を行う。

(5) 第 2の基板搬送の処理の工程では、搬送室 25の真空雰囲気用移載機 3 1により

、第 1の処理室 26から第 2の処理室 27へ基板を搬送する。

( 6 )第 2のプロセス処理の工程では、第 2の処理室 27における処理を行う。 (7) 第 3の基板搬送の処理の工程では、搬送室 25の真空雰囲気用移载機 3 1により、第 2の処理室 27から第 3の処理室 28へ基板を搬送する。

(8)第 3のプロセス処理の工程では、第 3の処理室 28における処理を行う。

( 9 ) 第 4の基板搬送の処理の工程では、搬送室 25の真空雰囲気用移載機 3 1により第 3の処理室 28から第 4の処理室 29へ基板を搬送する。

(10) 第 4のプロセス処理の工程では、第 4の処理室 29における処理を行

5。

( 1 1 ) 第 5の基板搬送の処理の工程では、搬送室 25の真空雰囲気用移载機 31により第 4の処理室 29から第 1のロードロック室 24へ基板を搬送する。

(12) ロードロック室大気圧復帰の処理及び基板冷却の処理の工程では、処理後の基板を大気雰囲気に帰すための大気圧戻しを行い、同時に、処理後の高温基板の冷却ィベントも兼ねている。

(13) アンロードの処理の工程では、処理後の基板を第 1のロードロック室

24からキャリアステーション 21 aへ搬送する。

ここで、上記した（3)、（5)、（7)、（9)、 (1 1) の処理の工程の動作としては、例えば、移載元の処理室（ここでは、ロードロック室も含む）と搬送室 2 5とを隔離している弁体機構（ゲートバルブ： GV) が開き、所定の基板を真空雰囲気用移載機 31で保持した後に移載先の処理室へ搬送して、移载先の GVが閉じるまでの動作を示し、場合によっては、前回の移載動作が終了した状態から移載元の基板のアクセスに必要な真空雰囲気用移载機 31の予備動作もこれに含まれる。本例では、本過程の動作に要する時間を搬送時間と言う。

また、上記した（4)、（6)、（8)、（10) のプロセス処理の工程の動作としては、例えば、前述の移載動作で GVが閉じた直後に所定のシーケンスを実行して基板に極薄膜形成や熱処理等を行って基板を払い出すために GVが開く直前までの動作を示す。

第 6図に示したタイムチャートは、上記した工程 (1) 〜（1 3) について、基板毎の処理履歴を次元ィベント化したものである。

複数の基板に対して同一の処理を連続的に且つ効率良く行うためには、上記したタイムチヤ一ト中の同一ィベントが重ならないように配置する必要がある。

上記第 5図や上記第 6'図に示されるように、異なる処理が可能な複数の処理室 26〜29において、各 1回の処理を行って積層膜を形成するプロセスが標準的に行われている一方、 2つ以上の処理室を使用して、処理室数以上の積層膜を形成するプロセス（戻りプロセス）も望まれている。具体的には、戻りプロセスでは、別の処理室を経由した後にー且処理を終えた処理室へ基板を搬送し、再度同じ処理或いは異なる条件の処理を行う。

ここで、本例では、戻りプロセスのイベントタイムチャートを使用する処理室の数を連続プロセス数（n ) とし、つまり、連続プロセス数 nは戻りプロセスの対象となる処理室の数となる。また、以下では、基板処理の流れやイベントタイムチヤートとしては、戻りプロセスに関する真空搬送系の部分（例えば、第 5図及び第 6図に示される（3 ) 〜（1 1 ) に対応する処理の部分）のみについて示す。

第 7図には、戻りプロセスを有する基板処理の流れの一例（1 ) 〜（9 ) として、連続プロセス数が 2である場合を示してある。

( 1 ) 第 1の基板搬送の処理の工程では、搬送室 2 5の真空雰囲気用移載機 3

1により、第 1のロードロック室 2 4から第 1の処理室 2 6へ基板を搬送する。

( 2 )第 1のプロセス処理の工程では、第 1の処理室 2 6における処理を行う。

( 3 ) 第 2の基板搬送の処理の工程では、搬送室 2 5の真空雰囲気用移載機 3 1により、第 1の処理室 2 6から第 2の処理室 2 7へ基板を搬送する。

( 4 )第 2のプロセス処理の工程では、第 2の処理室 2 7における処理を行う。

( 5 ) 第 3の基板搬送の処理の工程では、搬送室 2 5の真空雰囲気用移載機 3 1により、第 2の処理室 2 7から第 1の処理室 2 6へ基板を搬送する。

( 6 )第 3のプロセス処理の工程では、第 1の処理室 2 6における処理を行う。 ( 7 ) 第 4の基板搬送の処理の工程では、搬送室 2 5の真空雰囲気用移載機 3 1により、第 1の処理室 2 6から第 2の処理室 2 7へ基板を搬送する。

( 8 )第 4のプロセス処理の工程では、第 2の処理室 2 7における処理を行う。 ( 9 ) 第 5の基板搬送の処理の工程では、搬送室 2 5の真空雰囲気用移載機 3 1により、第 2の処理室 2 7から第 1のロードロック室 2 4へ基板を搬送する。

第 8図（A)、（B )、 ( C ) には、それぞれ、戻りプロセスを有する基板処理において、複数の基板を処理する場合におけるイベントタイムチャートの一例を示してある。

なお、本例では、各処理室 2 6 ~ 2 9での処理時間が全て同じ時間 Pであり、真空雰囲気用移載機 3 1による, 1回の搬送時間が Tであるとする。

また、本例では、複数の基板を半永久的に処理し続ける場合における基板 1枚当たりの処理時間をサイクルタイムと定義する。本例では、サイクルタイムは、基板の投入間隔と等しくなる（つまり、サイクルタイム =投入間隔)。

第 8図（A) には、連続プロセス数が 2である場合を示してある。

この場合、 1枚目、 2枚目、 3枚目、 ' · 'といったそれぞれの基板について、第 7図に示されるような処理が行われる。

また、 2枚目の基板の投入タイミングは、 1枚目の基板について第 1の処理室

2 6での最後の処理が完了した後となり、 1枚目の基板と搬送が重ならないタイミングとされる。また、 3枚目以降の基板の投入タイミングについても、同様である。

この場合、第 1の処理室 2 6の待機時間（空き時間）は第 2の処理室 2 7での ' 処理時間 Pと等しくなり、第 2の処理室 2 7の待機時間（空き時間）についても同様である。

また、連続プロセス数が 2である場合におけるサイクルタイム C T 1は、（C T 1 = 3 P + 4 T ) と表される。

第 8図（Β ) には、連続プロセス数が 3である場合を示してある。

この場合、 1枚目、 2枚目、 3枚目、 ' · 'といったそれぞれの基板について、 3つの処理室（本例では、第 1の処理室 2 6、第 2の処理室 2 7、第 3の処理室 2 8 ) での処理が繰り返して行われる。

また、 2枚目の基板の投入タイミングは、 1枚目の基板について第 1の処理室 2 6での最後の処理が完了した後となり、 1枚目の基板と搬送が重ならないタイミングとされる。また、 3枚目以降の基板の投入タイミングについても、同様である。

この場合、第 1の処理室 2 6の待機時間（空き時間）は第 2の処理室 2 7での処理時間 Pと第 3の処理室 28での処理時間 Pと 1回の搬送時間 Tとの和（ 2 P + T) と等しくなり、第 2の処理室 27や第 3の処理室 28の待機時間（空き時間）についても同様である。

また、連続プロセス数が 3である場合におけるサイクルタイム CT 2は、（C T2 = 4P + 5T) と表される。

第 8図（C) には、連続プロセス数が 4である場合を示してある。

この場合、 1枚目、 2枚目、 3枚目、 ' · 'といったそれぞれの基板について、 4つの処理室（本例では、第 1の処理室 26、第 2の処理室 27、第 3の処理室 2 8、第 4の処理室 29) での処理が繰り返して行われる。

26での最後の処理が完了した後となり、 1枚目の基板と搬送が重ならないタイミングとされる。また、 3枚目以降の基板の投入タイミングについても、同様である。

この場合、第 1の処理室 26の待機時間（空き時間）は第 2の処理室 27での処理時間 Ρと第 3の処理室 28での処理時間 Ρと第 4の処理室 29での処理時間 Ρと 2回の搬送時間 Τとの和（3 Ρ + 2Τ) と等しくなり、第 2の処理室 27や第 3の処理室 28や第 4の処理室 29の待機時間（空き時間）についても同様である。

また、連続プロセス数が 4である場合におけるサイクルタイム CT 3は、（C Τ3 = 5 Ρ + 6Τ) と表さる。

ここで、第 8図（A)、（B)、 (C) に示される手法では、連続プロセス数 n が増加するに従って、サイクルタイムが増加する傾向がある（例えば、 CT 1 <C T 2ぐ CT 3)。

また、第 8図（A)、（B)、 (C) に示される手法では、戻りプロセスの実施により、各処理室 26〜29において基板処理や搬送を全く行わない待機時間（空き時間）が大きく発生し、処理室 26〜 29の稼働効率が著しく低下する。

戻りプロセスにおいて、複数の基板を処理する時に注意を払わなければならない点は、基板搬送のデッドロックを防止しなければならない点である。デッド口ックとは、例えば、 2つの処理室 26、 27を使用して戻りプロセスを行うときを例とすると、 1枚目の基板を第 1の処理室 26を経て第 2の処理室 27へ搬送して、第 2の処理室 27での 1枚目の基板の処理中に 2枚目の基板を第 1の処理室 26 へ搬送した場合に生じる搬送不可能状態のことである。つまり、 1枚目の基板は第 2の処理室 27に存在して次の搬送先が第 1の処理室 26であるのに対して、 2枚目の基板は第 1の処理室 26に存在して次の搬送先が第 2の処理室 27であるため、両方の基板とも相手の基板の存在により自己の搬送ルートが確保されなくなつてしまう。

戻りプロセスにおいて、デッドロックを確実に防止する有効な手法としては、第 8図（A)、（B)、 (C) に示されるように、例えば、基板の最初の処理が第 1の処理室 26で行われる場合には、先行する基板処理においては第 1の処理室 26での最後の処理が終了したら後発の基板搬送を開始するように、第 1の処理室 26へ基板を搬送する際における基板毎の投入タイミング（例えば、投入間隔）を調整するものである。

第 8図（A)、（B)、 (C) に示される手法では、連続プロセス数を nとし、各処理室間の搬送時間を Tとし、各処理室での処理時間を一律 P時間とすると、サイクルタイム CTは、 {CT= (η+ 1) · Ρ+ (η + 2) - Τ} と表される。

また、上記では、 1回のみ戻りプロセスを行った場合について示し、この場合、戻りプロセスを 1回実行すると同一の処理室で処理する回数は 2回になる。

更に、戻りプロセスの回数を mとした場合におけるサイクルタイム CTmは、 {CTm= (m · n+ 1) - P+ (m · n + 2) · T} と表される。

これらの式に示されるように、サイクルタイムは連続プロセス数 ηと戻りプロセスの回数 mに比例して長くなり、また、第 8図（A)、（B)、 (C) に示されるように各処理室でプロセス処理と搬送処理のいずれにも寄与しない待機時間（空き時間）が大きく存在することから、本例の手法では、各処理室の処理効率が著しく低下し、半導体基板の生産効率が落ちてしまうという問題があった。

これに対して、本発明では、戻りプロセスを有する基板処理を効率的に行うことができる。

ここで、本発明に係る基板処理装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々な装置やシステムとして提供することも可能である。

また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。

また、本発明に係る基板処理装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウェア資源においてプロセッサが R OM (Read Only Memory) に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。

また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクゃ C D (Compact Disc) 一 R OM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。

産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明に係る基板処理装置などによると、基板を 2つ以上の処理室により連続的に処理した後に最後の処理室から当該 2つ以上の処理室のうちの最後以外のいずれかの処理室へ前記基板を再度搬送して処理を行う戻りプロセスを実行する場合に、当該再度搬送するに際して、前記基板を処理室以外の場所で一時的に退避させた後に前記いずれかの処理室へ搬送するようにしたため、複数の基板を連続的に処理するに際して、戻りプロセスを有する基板処理を効率的に行うことができる。

Claims

請求の範囲

1 . 複数の基板を連続的に処理する基板処理装置において、

基板の搬送空間となる搬送室と、

基板の処理が行われる複数の処理室と、

前記搬送室に設けられて基板を搬送する機能を有する基板搬送装置と、基板を 2つ以上の処理室により連続的に処理した後に最後の処理室から当該 2つ以上の処理室のうちの最後以外のいずれかの処理室へ前記基板を再度搬送して処理を行う戻りプロセスを実行する場合に、当該再度搬送するに際して、前記基板を処理室以外の場所で一時的に退避させた後に前記いずれかの処理室へ搬送するように前記基板搬送装置による基板の搬送処理を制御する制御部と、

を備えたことを特徴とする基板処理装置。

2 . 請求の範囲第 1項に記載の基板処理装置において、

前記戻りプロセスにおける各処理室での処理は、当該各処理室のそれぞれにおいて前回に行われた処理と同じ処理である、

ことを特徴とする基板処理装置。

3 . 請求の範囲第 1項に記載の基板処理装置において、

前記戻りプロセスにおける各処理室での処理は、当該各処理室のそれぞれにおいて前回に行われた処理とは異なる条件の処理である、

ことを特徴とする基板処理装置。

4 . 請求の範囲第 1項に記載の基板処理装置において、

1枚の基板に対して、前記搬送室に連接された処理室の数以上の数の処理を行う、

ことを特徴とする基板処理装置。

5 . 請求の範囲第 4項に記載の基板処理装置において、前記 1枚の基板に、前記処理室の数以上の数の積層膜を形成する、ことを特徴とする基板処理装置。

6 . 請求の範囲第 1項に記載の基板処理装置において、

前記制御部は、 1枚目の基板について最初の処理室での処理及び次の処理室への搬送が完了した後に、 2枚目の基板を前記最初の処理室へ搬送するように前記基板搬送装置による基板の搬送処理を制御する、

ことを特徴とする基板処理装置。

7 . 請求の範囲第 1項に記載の基板処理装置において、

前記基板を退避させる処理室以外の場所は、前記搬送室に連接された予備室内である、

ことを特徴とする基板処理装置。

8 . 請求の範囲第 1項に記載の基板処理装置において、

前記基板を退避させる処理室以外の場所は、前記搬送室に連接されたロード口ック室内である、

ことを特徴とする基板処理装置。

9 . 請求の範囲第 1項に記載の基板処理装置において、

前記 2つ以上の処理室のそれぞれにおける基板の処理時間が等しい場合に、戻りプロセスの対象となる処理室の数を nとし、処理室間の基板の搬送時間を丁として、前記制御部は、前記退避の時間として { ( η—1 ) · Τ } を用いる、

ことを特徴とする基板処理装置。

1 0 . 請求の範囲第 1項に記載の基板処理装置において、

前記 2つ以上の処理室のいずれかの処理室における基板の処理時間が異なる場合に、戻りプロセスの対象となる処理室の数を ηとし、処理室間の基板の搬送時間を Τとし、前記 2つ以上の処理室のうちで基板の処理時間が最長となる処理室における基板の処理時間を P m a Xとして、前記制御部は、前記退避の時間として、 Pma xと戻りプロセスが実行される各処理室における基板の処理時間との差分を当該各処理室の全てについて {(n— 1) · T} に加えた結果を用いる、

ことを特徴とする基板処理装置。

1 1. 請求の範囲第 9項又は請求の範囲第 10項に記載の基板処理装置において、前記処理室における基板の処理時間は、当該処理室と前記搬送室とを隔離しているゲートバルブが閉じられてから、当該基板への処理が行われた後に、当該ゲ一トバルブが開かれるまでの時間で規定される、

ことを特徴とする基板処理装置。

12. 請求の範囲第 9項又は請求の範囲第 10項に記載の基板処理装置において、前記搬送時間は、移載元の処理室と前記搬送室とを隔離しているゲートバルブが開き、搬送対象の基板を前記基板搬送装置にて保持した後に移載先の処理室へ搬送して、移載先のゲートバルブが閉じるまでの時間で規定される、

ことを特徴とする基板処理装置。

13. 1つの基板搬送装置を収容する搬送室に複数の処理室が連接され、基板を前記複数の処理室の内の 2つ以上の処理室 P 1、 Ρ 2、 · · ·、 P j (jは 2以上の自然数）にて連続的に処理する基板処理装置において、

前記連続処理を行った最後の処理室 P jから前記連続処理した処理室のいずれかの処理室 Px (1≤x< j ) へ前記基板を再度搬送して P x、 · · ·、 Py (x≤y≤ j ) の順で連続的に処理を行う戻りプロセスを実行する場合に、前記最後の処理室 P jから前記いずれかの処理室 P Xへ前記基板を戻す際に、前記基板を処理室以外の場所で一時的に退避させた後に、前記いずれかの処理室 P Xへ前記基板を搬送するように前記基板搬送装置による基板の搬送処理を制御する制御部を備えた、

ことを特徴とする基板処理装置。

14.複数の基板を連続的に処理して、半導体デバイスを製造する半導体デバイス製造方法において、

基板を 2つ以上の処理室により連続的に処理した後に最後の処理室から当該 2つ以上の処理室のうちの最後以外のいずれかの処理室へ前記基板を再度搬送して処理を行う戻りプロセスを実行する場合に、当該再度搬送するに際して、前記基板を処理室以外の場所で一時的に退避させた後に前記いずれかの処理室へ搬送する、

ことを特徴とする半導体デバイス製造方法。