JP5738796B2 - 処理室割当設定装置及び処理室割当設定プログラム - Google Patents

Description

本発明は、複数の処理室を有する半導体処理装置において、各処理室で実施する処理の種類を評価・設定する処理室割当設定装置及び処理室割当設定プログラムに関するものである。

半導体処理装置、特に、減圧された装置内において処理対象を処理する装置においては、処理の微細化、精密化とともに、処理対象である半導体被処理体（以下、「ウェハ」という。）の処理の生産性向上が求められてきた。このために、近年では、一つの装置に複数の処理室が接続されて備えられたマルチチャンバ装置が開発され、クリーンルームの設置面積あたりの生産性を向上させることが行われてきた。このような複数の処理室を備えて処理を行う装置では、それぞれの処理室が、内部のガスやその圧力が減圧可能に調節され、且つ、ウェハを搬送するためのロボット等が備えられた搬送室に接続されている。

このようなマルチチャンバ装置においては、搬送室の周囲に放射状に処理室が接続されたクラスタツールと呼ばれる構造の装置が広く普及している。しかし、このクラスタツールの装置は、大きな設置面積を必要とし、特に、近年のウェハの大口径化に伴い、ますます設置面積が大きくなる問題を抱えている。そこで、この問題を解決するために、線形ツールと呼ばれる構造の装置が登場した（例えば、特許文献１を参照）。線形ツールの特徴は、複数の搬送室を有し、それぞれの搬送室に処理室が接続され、且つ、搬送室同士も直接接続、若しくは、中間に受渡しのスペース（以下、「中間室」という。）を挟んで接続される構造である。

マルチチャンバ装置においては、複数の処理室があるため、複数種類のウェハに対し、それぞれ異なる処理を別々の処理室にて並行して行う事が可能である。この並行処理を行うためには、処理を行う各ウェハ種類に対して、どの処理室で処理を行うか、事前に設定しておく必要がある。そこで、ウェハ種類と処理室との割当（以下「処理室割当」）という。）の設定を、処理室設定装置にて行っている。

処理室割当の決定には、生産性や処理されるウェハ種類と処理室との相性などを評価して行われる。特に、線形ツールは、搬送室が複数あり、ウェハの搬送経路や搬送順序が複雑であるため、処理室割当が変わることで、搬送経路や搬送順序が変わり、生産性が大きく変化し得る。よって、線形ツールにおける処理室割当の決定には、生産性の評価を重視して行う必要がある。

この線形ツールの生産性の評価について、いくつかの提案がなされている（例えば、非特許文献１）。それらは、線形ツールの処理室割当やウェハの搬送経路が与えられた時に、搬送動作にかかるサイクル時間をもとに、生産性を算出するものである。

特表２００７−５１１１０４号公報

Van Der Meulen著: 「Linear semiconductor manufacturing logistics and the impact on cycle time」(Advanced Semiconductor Manufacturing Conference, 2007. ASMC 2007. IEEE/SEMI,page111−116) 11th−12th,June,2007

上記従来技術では、次のような点について課題があった。
処理室割当に複数の候補が考えられる場合、最良の生産性を実現できる処理室割当を選択したい。しかし、従来技術は、所与の処理室割当に対して、その生産性を算出するだけであり、最良の生産性を実現できる処理室割当を提示することはない。よって、処理室割当の決定者が、試行錯誤を繰り返して、より生産性の高い処理室割当を導かねばならない。しかし、生産量の増大に合わせ、多くの処理室数を配置した半導体処理装置においては、処理室割当の候補数が膨大にあり、試行錯誤によって最良の処理室割当を導くのは困難である。
そこで、本発明では、線形ツールにおいて、処理室割当の設定に関し、迅速かつ簡便に最良の処理室割当を選択出来る方法を提供する。

上記課題を解決するために本発明では、複数の搬送室を有し、それぞれの搬送室に処理室が接続され、かつ前記複数の搬送室同士が直接、若しくは中間に被処理体の受け渡し用の中間室を挟んで接続される構造を備えた半導体処理装置における、各処理室と被処理体種類との割当を事前に評価する処理室割当設定装置を、各被処理体種類に対し、少なくとも１以上の処理室を割当てる全ての処理室割当数候補を算出し、各処理室割当数候補において、各処理室に被処理体種類を割当てる１つの処理室割当候補を作成し、前記１つの処理室割当候補に対して、任意の処理室のペアの割当被処理体種類を入れ替えて新たな処理室割当候補を探索して、全ての組合せの処理室割当候補を生成する処理室割当候補生成部と、前記各処理室割当候補に従ってユーザが指定した処理対象の未処理の被処理体を格納場所から搬出して前記搬送室を介して前記半導体処理装置の該当処理室へ搬送して所定の処理を施した後に当該処理室から搬出し前記搬送室を介して元の格納場所に搬送して戻す一連の製造過程を計算機上に仮想的に再現して、全ての処理対象の被処理体の最初のものの前記格納場所からの搬出の開始時刻から最後の被処理体の前記格納場所への戻しの完了時刻までの処理完了時間を、前記処理室割当候補毎に計算する処理完了時間算出部とを備えて構成した。

また、上記課題を解決するために本発明では、前記処理室割当設定装置において、演算部と、記憶部と、情報入力部と、表示部と、および通信部とを備え、前記演算部は、前記処理室割当候補生成部と、前記処理完了時間算出部とを有し、前記処理完了時間算出部は、計算した前記処理室割当候補毎の処理完了時間を最も早く終了する候補から降順に前記表示部に表示して、ユーザが前記情報入力部により選択した処理室割当候補を受付け、前記選択された処理室割当候補に従って処理対象の全ての被処理体の一連の製造過程を再度シミュレーションして、対象とする半導体処理装置の動作スケジュール情報を作成して、前記通信部を介して前記半導体処理装置へ前記選択された処理室割当と、前記動作スケジュール情報を伝送するように構成した。

また、上記課題を解決するために本発明では、複数の搬送室を有し、それぞれの搬送室に処理室が接続され、かつ前記複数の搬送室同士が直接、若しくは中間に被処理体の受け渡し用の中間室を挟んで接続される構造を備えた半導体処理装置における、各処理室と被処理体種類との割当を事前に評価するために、コンピュータを、ユーザが入力した処理対象情報と、前記半導体処理装置より入手した処理可能な処理室情報に基づき、各被処理体種類に対し、少なくとも１以上の処理室を割当てる全ての処理室割当数候補を算出する手段、各処理室割当数候補において、各処理室に被処理体種類を割当てる１つの処理室割当候補を作成し、前記１つの処理室割当候補に対して、任意の処理室のペアの割当被処理体種類を入れ替えて新たな処理室割当候補を探索して、全ての組合せの処理室割当候補を生成する手段、及び前記半導体処理装置より入手した動作ルール・動作時間情報を使用して、前記各処理室割当候補に従ってユーザが指定した処理対象の未処理の被処理体を格納場所から搬出して前記搬送室を介して前記半導体処理装置の該当処理室へ搬送して所定の処理を施した後に当該処理室から搬出し前記搬送室を介して元の格納場所に搬送して戻す一連の製造過程を計算機上に仮想的に再現して、全ての処理対象の被処理体の最初のものの前記格納場所からの搬出の開始時刻から最後の被処理体の前記格納場所への戻しの完了時刻までの処理完了時間を、前記処理室割当候補毎に計算する手段、として機能させるための処理室割当設定プログラムを提案した。

また、上記課題を解決するために本発明では、前記処理室割当設定プログラムが、更にコンピュータを、表示部に前記半導体処理装置の処理室のレイアウト図を表示して、前記処理室割当候補の処理完了時間の一覧よりユーザの選択を受付けた結果、各処理室に割当たった被処理体の種類の情報を該当する処理室の図の上に表示する手段、及びユーザによる割当を希望する被処理体の種類の情報を処理室の図上に指定入力することを可能として、ユーザより指定された処理室と被処理体の種類との割当に特定した全ての処理室割当候補と処理完了時間の組合せだけを選択して、最も早い処理完了時間から降順に選択された処理室割当候補を並べて表示する手段として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、線形ツールの半導体処理装置において、複数の処理を並行して行う場合に、複数ある処理室割当の中から、生産性の高い処理室割当を迅速かつ簡便に選択することができる。

線形ツールの半導体処理装置の構成を説明した図である。 線形ツールの半導体処理装置の構成の様々な例を説明した図である。 処理室割当設定装置と半導体処理装置との関係について説明した図である。 処理室割当設定装置の構成を説明した図である。 処理室割当設定画面について説明した図である。 処理室割当計算処理のフローチャートを説明した図である。 処理室割当候補生成処理のデータの入出力を説明した図である。 処理完了時間算出処理のデータの入出力を説明した図である。 処理完了時間算出処理のシミュレーションの手順を説明した図である。 処理室割当設定画面の処理割当結果表示について説明した図である。 処理対象情報の例を示した図である。 処理室情報の例を示した図である。 動作ルール・動作時間情報の例を示した図である。 処理室割当数候補情報の例を示した図である。 処理室割当候補情報の例を示した図である。 処理室割当結果情報の例を示した図である。 処理室割当候補情報を算出する計算手順を説明するフローチャートである。 動作スケジュール情報の例を示した図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
本発明によって、処理室の設定が行われる線形ツールの半導体処理装置の構成について、図１を用いて説明する。半導体処理装置の構成は、大きく分けると、処理を行う処理室と、ウェハを搬送する搬送機構を含む機械部と、制御を行う制御部から成っている。

機械部は、処理室１０7、１０8、１１１、１１２と、ロードポート１０１、１０２、１０３と、大気側搬送ロボット（以下、「大気ロボット」という。）１０４と、ロードロック１０５と、真空側搬送ロボット（以下、「真空ロボット」という。）１０６、１１０と、中間室１０９から構成されている。
ロードポート１０１、１０２、１０３は、処理対象のウェハを収納したカセットが置かれる台である。

大気ロボット１０４は、伸縮出来るアームを備え、アームの先には、ウェハを保持できるハンドが備えられている。又、大気ロボット１０４は、各ロードポートの前まで水平移動したり、旋回し向きを変えたりすることが可能である。この大気ロボット１０４がロードポート１０１、１０２、１０３に置かれたカセットから未処理のウェハを搬出したり、処理済のウェハを搬入したりする。
ロードロック１０５は、ウェハを内部に保持する機構を有しており、更に、ウェハの搬出入口には、開閉可能なゲートバルブを備えている。ゲートバルブを閉じることで内部を密閉することができ、内部の圧力を大気圧と真空圧との間で上下させることができる。

真空ロボット１０６、１１０は、密閉された容器(搬送室)内に配置されており、その容器内は減圧された状態に保たれている。この容器には、ロードロック１０５や中間室１０９や処理室１０７、１０８、１１１、１１２と連結されるウェハの搬出入口があり、その搬出入口には開閉可能なゲートバルブが備わっている。真空ロボット１０６、１１０は、伸縮出来るアームを備え、アームの先には、ウェハを保持できるハンドが備えられている。又、真空ロボット１０６、１１０は、旋回し、向きを変えることが可能である。この真空ロボット１０６、１１０がロードロック１０５や中間室１０９や処理室１０７、１０８、１１１，１１２に対し、ウェハの搬入や搬出を行う。
中間室１０９は、内部にウェハを保持できる機構を有しており、内部は減圧された状態に保たれている。この中間室１０９に真空ロボット１０６、１１０がウェハを置いたり、取り出したりすることで、真空ロボット間でウェハを受渡しすることができる。処理室１０７、１０８、１１１、１１２は、処理室内にウェハを保持した状態で、エッチングや成膜などの処理を施す機能を有している。

又、制御部１１３は、大気ロボット１０４や真空ロボット１０６、１１０の搬送動作や処理室１０７，１０８、１１１、１１２での処理などの実行を制御する機能を有している。制御部１１３は、演算処理を行う演算処理部とデータを記憶する記憶部から構成され、制御の手順などを記述したプログラムや装置内の状態等のデータが保持されている。

但し、図１で示した半導体処理装置の構成は一例であり、特に、機械部において、処理室の数は４つに限定されるものではなく、又、ロードポートの数は３つに限定されるものでもなく、又、真空ロボットの数は２つに限定されるものでもない。図２に、半導体処理装置の機械部の他の例を示す。図２に示す通り、処理室が６つ、真空ロボットが３つあっても良いし、又、一つの真空ロボットに接続された処理室の数が、１つや３つであっても良い。

図３は、本発明である処理室割当設定装置と半導体処理装置との関係について説明したものである。処理室割当設定装置３０１と半導体処理装置３０２はネットワーク３０３を介して接続されており、データの授受が可能である。処理室割当設定装置３０１でシミュレーションに基づいて算出した最も生産性が高められる処理室割当候補の中よりユーザが採用した処理室割当情報と、当該処理室割当における半導体処理装置の動作スケジュール情報とを半導体処理装置３０２へ伝送し、その情報に基づいて半導体処理装置３０２がウェハ搬送や処理を実行する。一方、半導体処理装置３０２からは、処理室割当に必要となる半導体処理装置３０２の使用可能な処理室情報、及び半導体処理装置固有の動作制御ルール情報を処理室割当設定装置３０１へ伝送し、その情報に基づいて処理室割当設定装置３０１では、処理室割当を決定することになる。

図４は、本発明である処理室割当設定装置３０１の構成について説明したものである。処理室割当設定装置３０１は、大きく分けると、演算部４０１と、記憶部４０４と、情報入力部４１２と、処理室割当設定画面４１３と、通信部４１４とを備える。演算部４０１と記憶部４０４と通信部４１４は、演算処理やデータの記憶を行う事ができるコンピュータ上に配置される。そのコンピュータと、キーボードやマウスなどの情報入力部４１２、ディスプレイなどの処理室割当設定画面４１３とは接続されており、情報入力部４１２から入力された情報、及びネットワーク３０３、通信部４１４を介して半導体処理装置３０２から受付けた情報は記憶部４０４へ記憶される。一方、記憶部４０４に記憶されている処理室割当結果に関する情報４１０を処理室割当設定画面４１３に表示することが出来る。また、前記処理室割当情報、および前記動作スケジュール情報は、通信部４１４を介して半導体処理装置３０２へ出力する。

演算部４０１には、処理室割当の候補を生成する処理室割当候補生成部４０２と、各処理室割当の候補について、その処理完了時間を算出する処理完了時間算出部４０３の二つの処理部が含まれている。
又、記憶部４０４には、処理対象情報４０５、処理室情報４０６、動作ルール・動作時間情報４０７、処理室割当数候補情報４０８、処理室割当候補情報４０９、処理室割当結果情報４１０が保持されている。

図５は、処理室割当設定画面４１３について説明した図である。処理室割当設定画面４１３は、処理対象入力部５０１と処理室割当結果表示部５０２と処理室割当計算を開始するための処理室割当計算実行ボタン５０３と処理室割当の設定を決定する時の処理室割当設定決定ボタン５０４から構成される。処理対象入力部５０１は、これから処理するウェハ種類とその処理時間と処理枚数をユーザが入力する領域である。図５の表示例は、WAというウェハ種類があり、その処理時間は３０であり、処理枚数は５００枚というデータと、WBというウェハ種類があり、その処理時間は１００であり、処理枚数は２００枚というデータが入力されている例である。処理室割当結果表示部５０２は、処理室割当計算の結果を表示する部分である。図５の例では、処理室割当計算を実行する前の状態であるため、処理室割当結果表示部５０２は空欄となっている。処理室割当計算実行ボタン５０３は、処理室割当の決定者が、処理対象のデータを入力した後、処理室割当の計算を実行させるために押下するボタンである。このボタンが押下されると、処理室割当設定装置３０１で、処理室割当計算が開始される。

処理対象情報４０５は、処理室割当設定画面４１３の処理対象入力部５０１よりユーザが入力したデータを受付けて、記憶部４０４に格納されたものである。図１１に示す通り、ウェハ種類、処理時間、処理枚数のデータ項目を有するデータテーブルで構成される。
処理室情報４０６は、対象とする半導体処理装置３０２が備える処理室情報を、ネットワーク３０３を介して受付けて、記憶部４０４に格納されたものである。図１２に示す通り、処理室ＩＤのデータ項目より成るデータテーブルである。ユーザより受付けた処理対象情報４０５にあるウェハ種類情報を半導体処理装置３０２へ伝えて、半導体処理装置３０２から、それらのウェハ種類のウェハを処理できる処理室、およびメンテナンスなどのために停止中ではない処理室を選択した処理室情報を受付けて、記憶部４０４に格納する。

動作ルール・動作時間情報４０７は、対象とする半導体処理装置３０２が備える大気ロボットや真空ロボットなどのウェハの搬送を行う機構、およびロードロック、中間室、および処理室などのゲートバルブの開閉動作などの動作の実行を開始するための条件とその動作時間を示した情報である。図１３に示す通り、動作部位、動作内容、動作実行条件、および動作時間のデータ項目を有するデータテーブルで構成される。例えば、ロボットが把持すべき対象が同時に複数存在する場合、またはウェハを処理する処理室が複数使用可能な状態にある場合にどちらを優先するかといったルールも、対象とする半導体処理装置３０２ごとに固有に動作制御ルールとして決められているものであり、後述するシミュレーション処理において必要となるので、対象とする半導体処理装置３０２から予め動作ルール・動作時間情報として受付けて、記憶部４０４に格納しておく。

処理室割当数候補情報４０８は、処理室割当候補生成部４０２において作成され、対象とする半導体処理装置が備える使用可能な処理室数を、ユーザが入力した各ウェハ種類ごとに割当てる処理室数の全ての組合せの情報である。図１４に示す通り、割当数候補Ｎｏ、ウェハ種類、割当処理室数のデータ項目を有するデータテーブルで構成される。
処理室割当候補情報４０９は、処理室割当候補生成部４０２において作成され、各々の処理室と割当たっているウェハ種類との組合せの全ての可能な候補を保持している。図１５(b)に示す通り、処理室割当候補Ｎｏ、使用可能な各処理装置に割付けられるウェハ種類のデータ項目を有するデータテーブルで構成される。
処理室割当結果情報４１０は、処理完了時間算出部４０３において、処理室割当候補ごとに処理対象の処理をシミュレーションを行った結果である処理完了時間を記録している。図１６に示す通り、処理室割当候補Ｎｏ、処理完了時間のデータ項目を有するデータテーブルで構成される。
動作スケジュール情報４１１は、本発明の処理室割当設定装置において最も生産性が高くなると評価された１つ以上の処理室割当候補を降順に並べて表示した中より、ユーザが選択した処理室割当に基づいて、半導体処理装置の大気ロボット、真空ロボット、ロードロック、処理室の動作スケジュールを算出した結果を保持している。図１８に示す通り、部位、動作、開始時刻のデータ項目を有するデータテーブルで構成される。

図６は、本発明の処理室割当設定装置３０１で実施される処理室割当計算処理のフローチャートを説明した図である。処理室割当計算処理は、処理室割当候補生成処理６０１と処理完了時間算出処理６０２から構成され、処理完了時間算出処理６０２では、処理室割当候補生成処理６０１で生成した複数の処理室割当候補の全てに対し、処理完了時間を計算するため、全ての候補について計算が完了するまで繰り返す。全ての候補について、処理完了時間が計算されたら処理室割当計算は終了する。そして、処理室割当計算の結果を、処理室割当設定画面４１３の処理室割当結果表示部５０２に表示する。

図７は、処理室割当候補生成処理６０１のデータの入出力を説明した図である。処理室割当候補生成処理６０１は、処理対象情報４０５と処理室情報４０６が入力され、処理室割当候補情報４０９を出力する。この処理対象情報４０５は、処理室割当設定画面４１３の処理対象入力部５０１に対して、情報入力部４１２を用いて、処理室割当の決定者が入力した値である。又、処理室情報４０６は、半導体処理装置３０２で利用可能な処理室を示しており、半導体処理装置からネットワークを介して、伝送されてくる情報である。

処理対象情報４０５と処理室情報４０６から処理室割当候補情報４０９を算出する計算手順を図１７のフローチャートに沿って説明する。
まず、処理対象情報に保持されている各ウェハ種類の各々に対し、割り当てる処理室の数の候補を算出する。ここでは、ユーザが入力した処理対象の各ウェハ種類のウェハを、評価対象とする半導体処理装置３０２において、並行して処理することを前提としている。処理室情報４０６から割当対象の総処理室数を算出する。次に、各ウェハ種類に対し、少なくとも１つは処理室を割り当てる必要があるため、ウェハ種類の数を総処理室数から引く。その残りを割当残数とする。次に、この割当残数を、各々のウェハ種類に割り当てる組合せを全て求める。この時、割当残数からの割当がないウェハ種類があってもよい。最後に、求めた各ウェハ種類の割当残数の割当数に１を加える事で、各ウェハ種類の処理室割当数が算出される（Ｓ７０１）。

図１１、図１２で示したデータの例を用いて説明する。まず、総処理室数は４である。そして、ウェハ種類の数はWAとWBの２つであるため、総処理室４から２を引いて、割当残数は２である。この割当残数を割り当てるウェハ種類が2つであるため、割当残数を割り当てる組合せは、（WA＝２，WB＝０）、（WA＝１，WB＝１）、（WA＝０，WB＝２）である。この割当数に１を加えると、（WA＝３，WB＝１）、（WA＝２，WB＝２）、（WA＝１，WB＝３）となる。これらの組合せ各々が、処理室割当数候補である。図１４に例示するような情報として、記憶部４０４に記憶される。

次に、どのウェハ種類をどの処理室に割り当てるかを算出する。
一つの処理室割当数候補を選び（Ｓ７０２）、
その中から一つのウェハ種類を選び、そのウェハ種類の割当数に基づき、未割当の処理室から、そのウェハ種類の割当数が満たされるまで処理室を割り当てる。全てのウェハ種類に処理室の割当が決まるまで、処理室の割当を繰り返す。これにより選択した処理室割当数候補について、処理室割当の一つの候補が生成され、記憶部に登録する（Ｓ７０３）。

図１４の例を用いて説明する。まず、処理室割当数候補Ｎｏ１を選択する。その中からウェハ種類WAを選択すると、処理室割当数は３である。未割当の処理室は、処理室１０７、１０８、１１１、１１２があるので、例えば処理室IDの順番に処理室１０７、１０８、１１１をウェハ種類WAに割り当てる。次にウェハ種類WBについて、処理室割当数が１であるので、未割当の処理室１１２を割り当てる。これによって、ウェハ種類WAに処理室１０７、１０８、１１１、ウェハ種類WBに処理室１１２が割当たった処理室割当の候補の一つが生成されたことになる（Ｓ７０３）。

次に、生成された一つの処理室割当の候補について、任意の処理室のペア(順次ペア番号を付与する)を選択し、一つ目の処理室に割当たっているウェハ種類と、二つ目の処理室に割当たっているウェハ種類が異なる場合は、一つ目の処理室に割当たっているウェハ種類と、二つ目の処理室に割当たっているウェハ種類を入れ替える。これによって、もう一つの処理室割当候補を仮定する（Ｓ７０６）。
もし、前ステップ(Ｓ７０６)において新たな処理室割当候補が仮定されており、それが既に登録された処理室割当候補のいずれとも一致しない場合に(Ｓ７０７)、新たな処理室割当候補として記憶部に登録する(Ｓ７０８)。
以上の操作(Ｓ７０６〜Ｓ７０８)を、全ての処理室のペアが選択されるまで繰り返す（Ｓ７０５〜Ｓ７０９）。
更に、新たに生成された処理室割当候補がある場合、これらの処理室割当候補についても同様の操作を繰り返す（Ｓ７０４〜Ｓ７１０）。これによって、選択された処理室割当数候補について、処理室割当候補が生成されたことになるので、以上の操作を全ての処理室割当数候補について行うことで（Ｓ７０２〜Ｓ７１１）、全ての処理室割当候補を網羅的に生成できたことになる。

図１４の処理室割当数候補Ｎｏ１の例を用いて説明する。前記の説明で、ウェハ種類WAに処理室１０７、１０８、１１１、ウェハ種類WBに処理室１１２が割当たった処理室割当の候補の一つが生成されたところから続きを説明する。生成された処理室割当候補データを、記憶部４０４の処理室割当候補情報テーブル４０９に登録する（Ｓ７０３）。図１５(b)に示す処理室割当候補情報テーブル４０９の第１のレコード１５０１として登録される。この処理室割当候補Ｎｏ.1−1に対して、任意の処理室のペアに割当てられたウェハ種類を入れ替えることで別解があるか否かを探索する。まず、任意の処理室のペアを選択する。処理室１０７、処理室１０８を選択する。処理室１０７、１０８には、同じウェハ種類WAが割当たっているため、新たな処理室割当候補は生成されないので、別の処理室のペアを選択し直す。ここで、処理室のペアを順次選択する順序は予め決めてあり、順次、処理室のペアの番号を付けて全ての組み合わせを選択する。

続いて、処理室１０７、１１２のペアが選択されたとする。処理室１０７はウェハ種類WAが割当たっており、処理室１１２はウェハ種類WBが割当たっているため、この処理室割当を入れ替える。つまり、処理室１０７にウェハ種類WB、処理室１１２にウェハ種類WAを割り当てる。これによって、ウェハ種類WAに処理室１０８、１１１、１１２、ウェハ種類WBに処理室１０７を割り当てた処理室割当候補が生成される。生成された処理室割当候補データは、処理室割当候補情報テーブル４０９の第２のレコード１５０２として登録される（Ｓ７０８）。
このようにして全ての処理室のペアを選択し、新たな処理室割当候補を生成すると、ウェハ種類WAに処理室１０７、１１１、１１２、ウェハ種類WBに処理室１０８を割り当てた処理室割当候補(レコード１５０３)、ウェハ種類WAに処理室１０７、１０８、１１２、ウェハ種類WBに処理室１１１を割り当てた処理室割当候補(レコード１５０４)が生成される。

更に、新たに生成された処理室割当候補(処理室割当候補Ｎｏ.1−2，Ｎｏ.1−3，Ｎｏ.1−4)についても同様の操作を行う（Ｓ７０４〜Ｓ７１０）。例えば、ウェハ種類WAに処理室１０８、１１１、１１２、ウェハ種類WBに処理室１０７を割り当てた処理室割当候補(レコード１５０２)について、同様の操作を行うと、全て既に生成された処理室割当候補と同じになるので(Ｓ７０７)、新たな処理室割当候補は生成されない。同様に、ウェハ種類WAに処理室１０７、１１１、１１２、ウェハ種類WBに処理室１０８を割り当てた処理室割当候補(レコード１５０３)、ウェハ種類WAに処理室１０７、１０８、１１２、ウェハ種類WBに処理室１１１を割り当てた処理室割当候補(レコード１５０４)についても新たな処理室割当候補は生成されない。よって、選択した処理室割当数候補Ｎｏ１に対する処理室割当候補生成は終了する。その後、新しい処理室割当数候補について処理室割当候補を生成し、全ての処理室割当数候補について処理室割当候補生成が終わるまで繰り返す（Ｓ７０２〜Ｓ７１１）。

例えば、処理室割当数候補Ｎｏ.２に対してループの処理を行い(Ｓ７０２)、処理室割当の１つの候補として、ウェハ種類WAに処理室１０７、１０８を、ウェハ種類WBに処理室１１１、１１２を割当てた処理室割当候補を生成して、処理室割当候補情報テーブル４０９に登録する（Ｓ７０３）。図１５(b)に示す処理室割当候補情報テーブル４０９のレコード１５０５に当たる。続いて、前ステップＳ７０３にて登録した処理室割当候補Ｎｏ.2−1に対してループの処理を行い(Ｓ７０４)、処理室のペアを順次選択して、割当ウェハ種類を入れ替えた処理室割当候補を仮定して(Ｓ７０６)、既生成の処理室割当候補のいずれにも一致しないことを確認して(Ｓ７０７)、順次登録(Ｓ７０８)したのが、図１５(b)に示す処理室割当候補情報テーブル４０９のレコード１５０６〜１５０９に当たる。

上記の処理室割当候補生成処理Ｓ６０１にて、図１５(b)に例示するような処理室割当候補情報４０９が生成される。この情報は、各々の処理室割当候補毎に、各々の処理室と割当たっているウェハ種類の組合せを保持している。

図８は、処理完了時間算出処理Ｓ６０２のデータの入出力を説明した図である。処理完了時間算出処理Ｓ６０２には、処理対象情報４０５と処理室割当候補情報４０９と動作ルール・動作時間情報４０７が入力され、処理室割当結果情報４１０を出力する。

動作ルール・動作時間情報４０７とは、前記した通り図１３に例示する情報である。これは、大気ロボットや真空ロボットなどのウェハの搬送を行う機構が動作の実行を開始するための条件とその動作時間を示した情報である。例えば、図１３のデータテーブルの第１行目のデータレコードに記載される動作内容「ロードポート（１０１、１０２、１０３)からロードロック１０５へウェハを搬送」というデータは、大気ロボット１０４の、ロードポートから未処理ウェハを搬出して、ロードロックへ搬入するという一つの動作を定義したもので、この動作を開始する条件として、「ロードポート（１０１，１０２，１０３）に割当たった処理室が待機中の未処理ウェハがある」「ロードロック１０５に空きスペースがあり大気圧状態である」「大気ロボットが待機状態である」が定義されており、この動作の開始から終了までに要する動作時間が５であることを意味している。

処理完了時間算出処理Ｓ６０２の処理手順について説明する。処理完了時間算出処理Ｓ６０２は、シミュレーションと呼ばれる、半導体処理装置の状態を仮想的に計算機上にデータとして保持し、計算機内で時刻を進めながら装置の動作を並べていく計算手順を用いて行う。まず、処理対象情報４０５を基に、各ウェハ種類について、生産枚数分の未処理ウェハがロードポートに存在する状態にセットする。図１１の例では、ウェハ種類WAの未処理ウェハが５００枚、ウェハ種類WBの未処理ウェハが２００枚ロードポートに存在するという状態にする。実際には、一つのロードポートに保持できるウェハの枚数には制限があるが、仮想的な計算であるので、本実施例では、シミュレーションを簡便にするため各ウェハの供給の仕方・タイミングなどは特に考慮しないことにする。

次に、処理室割当候補情報４０９から候補情報を一つ選択する。その候補情報から、各ウェハ種類のウェハがどの処理室へ搬送されるかが決定される。例として、図１５(b)の例から、処理室割当候補Ｎｏ.１−１を選択することにすると、ウェハ種類WAの５００枚のウェハはそれぞれ処理室１０７、１０８、１１１のいずれかへ搬送され、ウェハ種類WBの２００枚のウェハはそれぞれ処理室１１２へ搬送されることになる。この初期状態が設定されたら、動作ルール・動作時間情報４０７に基づいて、大気ロボット、真空ロボット、およびロードロックなどの動作実行条件に照らし合わせ、条件が満たされている動作があれば、その動作を実行する。動作が実行されると、その動作の動作時間経過後、ウェハの位置や稼働中や待機中といった稼働状態が変化する。そこで、時刻を進め、変化後の状態に対して、動作実行条件に照らし合わせ、条件が満たされている動作があれば、動作を実行する。この手順を繰り返して動作を並べていくと、各ウェハについて、未処理状態でロードポートから搬出され、処理室にて処理が施され、処理済状態でロードポートに戻ってくる一連の動作が出来あがる。これを全てのウェハが処理完了し、ロードポートに戻ってくるまで繰り返す。

このシミュレーションの手順を図９を用いて説明する。図９で用いている略号は以下の通りである。部位名称の略号は、AR：大気ロボット１０４、LL：ロードロック１０５、VR１：真空ロボット１０６、PU１：処理室１０７、PU２：処理室１０８、VR２：真空ロボット１１０、PU３：処理室１１１、PU４：処理室１１２、LP：ロードポート（１０１，１０２，１０３）、BR：中間室１０９である。又、W1，…W5はウェハのIDを意味する。各部位の動作の表記は、「部位１→部位２（ウェハID）」は、そのウェハIDのウェハが部位１から部位２へ搬送される動作のことを意味している。又、Vacはバキューム、Ventはベント、Processingは処理中を意味している。

時刻０の初期状態では、全ての未処理ウェハはロードポート１０１にあり、全ての処理室１０７，１０８，１１１，１１２、大気ロボット１０４、真空ロボット１０６，１１０は待機中であり、ロードロック１０５は大気圧状態で中は空であるとする。又、ウェハ種類WAのウェハはそれぞれ処理室１０７、１０８、１１１のいずれかへ搬送され、ウェハ種類WBのウェハはそれぞれ処理室１１２へ搬送されるという条件だとする。
まず、時刻０の状態では、「ロードポート（１０１，１０２，１０３）に割当たった処理室が待機中の未処理ウェハがある」「ロードロック１０５に空きスペースがあり大気圧状態である」「大気ロボット１０４が待機中である」という条件が成立しているため、「ロードポート（１０１,１０２,１０３)からロードロック１０５へウェハを搬送」の動作が実行される。この場合では、全ての処理室が待機中であるため、ウェハ種類WAのウェハを処理室１０７、１０８、１１１のいずれに搬送しても良いし、ウェハ種類WBのウェハを処理室１１２へ搬送しても良い。同じ動作部位に対して、動作実行条件が複数成立した場合、どれを優先するかは、半導体処理装置の動作制御ルールとして与えられているので、それに従うものとする。すなわち、半導体処理装置３０２から、予めその半導体処理装置固有の動作制御ルールに基づいて、動作ルール・動作時間情報４０７の形式にルールを作成されたものをネットワーク３０３を介して入力して、記憶部４０４に記憶しておく。

図９で示す例では、処理室１０７へウェハIDがW１のウェハを搬送することにする。この動作が開始されると、大気ロボット１０４は稼働中の状態に変わる。この状態の変化によって、他に動作実行可能な条件が無いので、時刻を進める。時刻を１に進めるが、動作実行可能な条件が無いので、更に時刻を進める。時刻０から開始した、大気ロボット１０４によるロードポート１０１からロードロック１０５へのウェハの搬送が動作時間が５であるので、時刻が５になった時に、ウェハW1はロードロック１０５内に搬入された状態になり、大気ロボット１０４は待機中に変化する。
ここで、動作実行可能な条件に照らし合わせると、「ロードロック105に未処理ウェハがあり、大気圧状態である」という条件が成立し、ロードロック１０５のバキュームという動作が開始する。これにより、ロードロック１０５はバキューム中という状態に変わる。その後、時刻を更に進めていくと、時刻１０の時点で、ロードロック１０５のバキュームが完了し、ロードロック１０５が真空状態に変化する。この時、動作実行可能な条件に照らし合わせると、「ロードロック105に未処理ウェハがあり、真空状態である」という条件と、「ロードロック105に処理室(107,108)に割当たった未処理ウェハがあり、真空状態である」「処理室(107,108)が待機状態である」「真空ロボットが待機状態である」という条件の二つの動作実行条件が成立する。この場合では、前者はロードロック１０５の動作実行条件であり、後者は真空ロボット１０６の動作実行条件であるので、同時に実行することが可能である。よって、ロードロック１０５は時刻１０からベントを開始し、真空ロボット１０６はウェハW１のロードロック１０５から処理室１０７への搬送を開始する。それによって、ロードロック１０５はベント中の状態に変わり、真空ロボット１０６は稼働中の状態に変わる。

その後、時刻を進めていくと、時刻１５でロードロック１０５のベントが完了し、ロードロック１０５の状態が大気圧状態に変わる。それにより、大気ロボット１０４がロードポート１０１から未処理ウェハW２をロードロック１０５へ搬送を開始する。ウェハW２は処理室１１１へ搬送されるものとする。その後、時刻２０で、大気ロボット１０４がウェハW２をロードロック１０５へ搬送完了し、又、真空ロボット１０６がウェハW１を処理室１０７へ搬送を完了する。この時の状態変化によって、時刻２０からは、ロードロック１０５がバキュームを開始し、処理室１０７が処理を開始する。

以上のような手順を繰り返していき、全てのウェハの処理が完了し、ロードポートに戻った時の時刻を求める。時刻０から前記求めた時刻までの間の時間が選択した処理室割当候補の処理完了時間となる。この手順を全ての処理室割当候補について実行し、全ての処理室割当候補の処理完了時間を算出し、それを処理室割当結果情報４１０として記憶する。この処理室割当結果情報４１０は、図１６に例示するような情報であり、各処理室割当候補について、処理完了時間を保持している。

処理室割当結果情報４１０が生成されると、それを処理室割当設定画面４１３の処理室割当結果表示部５０２に表示する。図１０に処理室割当結果情報が表示された例を示す。処理室割当結果表示部５０２は、各処理室割当候補とその処理完了時間のリストを表示する結果一覧表示部１００１と、結果一覧表示部１００１から選択された処理室割当候補のウェハ種類と割当たった処理室の配置を表示する割当配置表示部１００２から成る。結果一覧表示部１００１には、処理完了時間が早い方から降順に処理室割当候補を並べて表示する。割当配置表示部１００２には、半導体処理装置のレイアウトを表示し、各処理室の上に割当たったウェハ種類を表示する。又、各処理室の上に表示されているウェハ種類を処理室割当の決定者が指定することで、その処理室に割当たるウェハ種類が指定されたウェハ種類となっている処理室割当候補のみが結果一覧表示部１００１に表示されるようになる。

ここで、ユーザが、処理室割当候補から採用したいものを選択し、処理室割当設定決定ボタン５０４を押下する。処理室割当設定決定ボタン５０４が押下されると、選択された処理室割当を入力として、処理完了時間算出処理６０２が実行される。この処理では、選択された処理室割当に従って、処理対象の全ウェハを該当する処理室へ搬送して、所定の処理を施す一連の製造過程を再度シミュレーションする。それにより、図９に示すような大気ロボット、真空ロボット、ロードロック、処理室の動作スケジュールが算出され、図１８に例示するような動作スケジュール情報４１３が生成される。この動作スケジュール情報４１３とユーザに選択された処理室割当が、半導体処理装置へ伝送される。半導体処理装置は、受け取った動作スケジュール情報４１３と処理室割当に基づいて、動作を実行する。

１０１、１０２、１０３：ロードポート、
１０４：大気ロボット、
１０５：ロードロック、
１０６、１１０：真空ロボット、
１０７、１０８、１１１、１１２：処理室、
１０９：中間室、
１１３：制御部、
３０１：処理室割当設定装置、
３０２：半導体処理装置、
３０３：ネットワーク
４０１：演算部、
４０２：処理室割当候補生成部、
４０３：処理完了時間算出部、
４０４：記憶部、
４０５：処理対象情報、
４０６：処理室情報、
４０７：動作ルール・動作時間情報、
４０８：処理室割当数候補情報、
４０９：処理室割当候補情報、
４１０：処理室割当結果情報、
４１１：動作スケジュール情報、
４１２：情報入力部、
４１３：処理室割当設定画面、
４１４：通信部、
５０１：処理対象入力部、
５０２：処理室割当結果表示部、
５０３：処理室割当計算実行ボタン、
５０４：処理室割当設定決定ボタン
Ｓ６０１：処理室割当候補生成処理、
Ｓ６０２：処理完了時間算出処理、
１００１：結果一覧表示部、
１００２：割当配置表示部
１５０１−１５０９：処理室割当候補データレコード

Claims (9)

1. 複数の搬送室を有し、それぞれの搬送室に処理室が接続され、かつ前記複数の搬送室同士が直接、若しくは中間に被処理体の受け渡し用の中間室を挟んで接続される構造を備えた半導体処理装置における、各処理室と被処理体種類との割当を事前に評価する処理室割当設定装置であって、
   各被処理体種類に対し、少なくとも１以上の処理室を割当てる全ての処理室割当数候補を算出し、各処理室割当数候補において、各処理室に被処理体種類を割当てる１つの処理室割当候補を作成し、前記１つの処理室割当候補に対して、任意の処理室のペアの割当被処理体種類を入れ替えて新たな処理室割当候補を探索して、全ての組合せの処理室割当候補を生成する処理室割当候補生成部と、
   前記各処理室割当候補に従ってユーザが指定した処理対象の未処理の被処理体を格納場所から搬出して前記搬送室を介して前記半導体処理装置の該当処理室へ搬送して所定の処理を施した後に当該処理室から搬出し前記搬送室を介して元の格納場所に搬送して戻す一連の製造過程を計算機上に仮想的に再現して、全ての処理対象の被処理体の最初のものの前記格納場所からの搬出の開始時刻から最後の被処理体の前記格納場所への戻しの完了時刻までの処理完了時間を、前記処理室割当候補毎に計算する処理完了時間算出部と、
   を有することを特徴とする処理室割当設定装置。
2. 請求項１に記載の処理室割当設定装置において、
   演算部と、記憶部と、情報入力部と、表示部と、および通信部とを備え、
   前記演算部は、前記処理室割当候補生成部と、前記処理完了時間算出部とを有し、
   前記処理完了時間算出部は、計算した前記処理室割当候補毎の処理完了時間を最も早く終了する候補から降順に前記表示部に表示して、ユーザが前記情報入力部により選択した処理室割当候補を受付け、前記選択された処理室割当候補に従って処理対象の全ての被処理体の一連の製造過程を再度シミュレーションして、対象とする半導体処理装置の動作スケジュール情報を作成して、前記通信部を介して前記半導体処理装置へ前記選択された処理室割当と、前記動作スケジュール情報を伝送する、
   ことを特徴とする処理室割当設定装置。
3. 請求項２に記載の処理室割当設定装置において、
   前記記憶部は、
   ユーザが前記情報入力部より入力した処理対象情報と、
   対象とする半導体処理装置が、自らが備える処理室の中で前記処理対象の被処理体を処理可能な処理室を特定する情報を通知してきた処理室情報と、
   前記半導体処理装置が備える各動作部位の動作を実行開始とする条件、その動作部位の動作時間、及び複数の可能動作に対する優先付けを与える動作制御ルールを含み、前記半導体処理装置が通知してきた動作ルール・動作時間情報と、
   処理対象の被処理体種類ごとに割当てる処理室数の全ての組合せ情報である処理室割当数候補情報と、
   各処理室と割当っている被処理体種類との組合せの全ての可能な候補を保持する処理室割当候補情報と、
   処理室割当候補ごとに処理対象の一連の製造過程をシミュレーションした結果である処理完了時間を記録する処理室割当結果情報と、
   ユーザが選択した処理室割当に基づいて、半導体処理装置の各動作部位の動作スケジュールを算出した動作スケジュール情報と、を記憶することを特徴とする処理室割当設定装置。
4. 前記処理室割当候補生成部は、
   ユーザが入力した処理対象の各被処理体種類に対し、対象とする半導体処理装置の少なくとも１以上の処理室を割当てる全ての処理室割当数候補を算出し、
   各処理室割当数候補において、各処理室に被処理体種類を割当てる１つの処理室割当候補を作成し、前記１つの処理室割当候補に対して、任意の処理室のペアの割当被処理体種類を入れ替えて新たな処理室割当候補を探索して、新たな処理室割当候補が見出された場合には登録して、全ての処理室のペアに対して探索を繰り返し、及び全ての処理室割当数候補に対して探索を繰り返して、全ての組合せの処理室割当候補を生成することを特徴とする請求項１に記載の処理室割当設定装置。
5. 前記記憶部の前記動作ルール・動作時間情報は、少なくとも、動作部位、動作内容、動作実行条件、および動作時間のデータ項目を有するデータテーブルに記憶され、
   前記処理完了時間算出部は、
   前記各処理室割当候補ごとに、前記処理対象情報の全ての被処理体が半導体処理装置のロードポートに存在すると仮定して、一連の製造過程のシミュレーションを開始して、単位時間ずつ時刻を進行させ、半導体処理装置の各動作部位が動作実行条件を満たした時刻に動作を開始し、各被処理体を該当処理室へ搬送して所定の処理を施し、全ての被処理体をロードポートへ回収するまでの処理完了時間を算出し、前記表示部に各処理室割当候補における処理完了時間を、最も早い処理完了時間から降順に並べて表示することを特徴とする請求項３に記載の処理室割当設定装置。
6. 前記処理完了時間算出部は、
   前記表示部に、前記半導体処理装置の処理室のレイアウト図を表示して、前記処理室割当候補の処理完了時間の一覧よりユーザの選択を受付けた結果、各処理室に割当たった被処理体の種類の情報を該当する処理室の図の上に表示する、および
   ユーザによる割当を希望する被処理体の種類の情報を処理室の図上に指定入力することを可能として、ユーザより指定された処理室と被処理体の種類との割当に特定した全ての処理室割当候補と処理完了時間の組合せだけを選択して、最も早い処理完了時間から降順に選択された処理室割当候補を並べて表示することを特徴とする請求項５に記載の処理室割当設定装置。
7. 複数の搬送室を有し、それぞれの搬送室に処理室が接続され、かつ前記複数の搬送室同士が直接、若しくは中間に被処理体の受け渡し用の中間室を挟んで接続される構造を備えた半導体処理装置における、各処理室と被処理体種類との割当を事前に評価するために、コンピュータを、
   ユーザが入力した処理対象情報と、前記半導体処理装置より入手した処理可能な処理室情報に基づき、各被処理体種類に対し、少なくとも１以上の処理室を割当てる全ての処理室割当数候補を算出する手段、
   各処理室割当数候補において、各処理室に被処理体種類を割当てる１つの処理室割当候補を作成し、前記１つの処理室割当候補に対して、任意の処理室のペアの割当被処理体種類を入れ替えて新たな処理室割当候補を探索して、全ての組合せの処理室割当候補を生成する手段、及び
   前記半導体処理装置より入手した動作ルール・動作時間情報を使用して、前記各処理室割当候補に従ってユーザが指定した処理対象の未処理の被処理体を格納場所から搬出して前記搬送室を介して前記半導体処理装置の該当処理室へ搬送して所定の処理を施した後に当該処理室から搬出し前記搬送室を介して元の格納場所に搬送して戻す一連の製造過程を計算機上に仮想的に再現して、全ての処理対象の被処理体の最初のものの前記格納場所からの搬出の開始時刻から最後の被処理体の前記格納場所への戻しの完了時刻までの処理完了時間を、前記処理室割当候補毎に計算する手段、
   として機能させるための処理室割当設定プログラム。
8. コンピュータを、更に、
   計算した前記処理室割当候補毎の処理完了時間を最も早く終了する候補から降順に表示部に表示して、ユーザが情報入力部により選択した処理室割当候補を受付ける手段、
   前記選択された処理室割当候補に従って処理対象の全ての被処理体の一連の製造過程を再度シミュレーションして、対象とする半導体処理装置の動作スケジュール情報を作成する手段、及び
   通信部を介して前記半導体処理装置へ前記選択された処理室割当と、前記動作スケジュール情報を伝送する手段、
   として機能させることを特徴とする請求項７に記載の処理室割当設定プログラム。
9. コンピュータを、更に、
   表示部に、前記半導体処理装置の処理室のレイアウト図を表示して、前記処理室割当候補の処理完了時間の一覧よりユーザの選択を受付けた結果、各処理室に割当たった被処理体の種類の情報を該当する処理室の図の上に表示する手段、及び
   ユーザによる割当を希望する被処理体の種類の情報を処理室の図上に指定入力することを可能として、ユーザより指定された処理室と被処理体の種類との割当に特定した全ての処理室割当候補と処理完了時間の組合せだけを選択して、最も早い処理完了時間から降順に選択された処理室割当候補を並べて表示する手段、
   として機能させることを特徴とする請求項７に記載の処理室割当設定プログラム。

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