JP5972587B2 - 基板処理装置、及び半導体装置の製造方法並びにプログラム - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、被処理基板の組及びダミー基板の組を隣接して収納し、ダミー基板に隣接する側の被処理基板から処理を開始し、被処理基板に抜けがある場合には、最初に処理する組でダミー基板を使用することが記載されている。
ダミー基板は繰り返し使用され、ある処理室で処理されたダミー基板が他の処理室で処理されることがある。しかしながら、処理室ごとに処理の内容が異なる場合、ある処理室で処理したダミー基板を他の処理室に搬入することは、他の処理室での処理に影響を与える恐れがあり、好ましくない。また、処理室での処理の内容が同じである場合であっても、処理室によっては他の処理室よりも多くのパーティクルが発生することがあり、このような処理室で処理したダミー基板を他の処理室に搬入することは、パーティクルの拡散を引き起こす恐れがあり、好ましくない。
理装置において、ダミー基板に関する設定を受け付け、前記複数の処理室に割当可能なダミー基板の枚数を取得し、前記受け付けられた設定内容及び前記取得されたダミー基板の枚数に基づいて、前記複数の処理室にダミー基板を割り当て、前記複数の処理室それぞれにダミー基板を搬入させる。
図1に示すように、基板処理装置1は、真空側と大気側とに分かれている。
基板処理装置1の真空側には、真空気密可能な真空搬送室(TM:Transfer Module)100、予備室としてのロードロック室(LM:Load Lock Module)102−1,102−2、及び、複数の基板(W:Wafer)10を一括処理する処理室としてのプロセスチャンバ(PM:Process Module)104−1,104−2が設けられる。ロードロック室102−1,102−2及びプロセスチャンバ104−1,104−2は、真空搬送室100−1,100−2の外周を囲むように配置される。複数の基板10には、シリコン(Si)等からなる製品基板やダミー基板などが含まれる。
真空搬送室100内には、搬送手段としての真空ロボット(VR:Vaccum Robot)106が設けられる。真空ロボット106は、基板載置部としての2本のアームを有し、2本のアームに基板10を載せることにより、ロードロック室102−1,102−2及びプロセスチャンバ104−1,104−2との間で基板を相互に搬送する。なお、真空ロボット106は、真空搬送室100の気密性を維持しつつ昇降できるように構成される。また、真空ロボット106の2本のアームはそれぞれ水平方向に伸縮でき、水平面内で回転移動できるように構成される。また、真空搬送室100内であって、ロードロック室102−1,102−2及びプロセスチャンバ104−1,104−2の手前には、不図示の基板有無センサが設置され、アームに載った基板10の存在が検知される。
上記の機構は、プロセスチャンバ104−1,104−2内へ供給する処理ガスの流量を制御するマスフローコントローラ、プロセスチャンバ104−1,104−2内の圧力を制御するオートプレッシャコントローラ(APC)等の圧力コントローラ、プロセスチャンバ104−1,104−2内の温度を制御する温度調整器、処理ガスの供給や排気用バルブのオン及びオフを制御するバルブデジタルI/O、各種スイッチ(SW)等のオン及びオフを制御するSWデジタルI/Oなどの部品によって実現される。上記の部品は、プロセスチャンバコントローラ200に電気的に接続され、プロセスチャンバコントローラ200によって制御される。上記の部品及びプロセスチャンバコントローラ200を含む制御部の詳細は後述する。
基板処理装置1の大気側には、上述したように、ロードロック室102−1,102−2に接続されたフロントモジュールである大気搬送室110、及び、大気搬送室110に接続された基板収容部としてのロードポート(LP:Load Port)112−1〜112−3が設けられる。
大気搬送室110内には、搬送手段としての大気ロボット(AR:Air Robot)116が設けられる。大気ロボット116は、真空ロボット106と同様、基板載置部としての2本のアームを有し、ロードロック室102−1,102−2とロードポート112−1〜112−3との間で基板を相互に搬送する。また、大気搬送室110内であって、ロードロック室102−1,102−2の手前には、不図示の基板有無センサが設置され、アーム上の基板10の存在が検知される。
また、キャリアカセット114−1〜114−3の少なくともいずれかには、ダミー基板が収納される。例えば、キャリアカセット114−1,114−2に製品基板が収納され、キャリアカセット114−3にダミー基板が収納される。製品基板及びダミー基板は、基板処理装置1内に搬送され、各種処理が施される。なお、基板処理装置1の処理能力の向上を図るため、また、多品種小ロット化にともない製品基板用の搬送スペースを多数確保する必要があるため、1つのキャリアカセットにダミー基板を収納することが望ましい。なお、キャリアカセットにダミー基板を収納するにあたり、収納最大枚数である25枚を収納することが一般的である。
以上、本発明の一実施形態に係る基板処理装置1を説明したが、各室の数、構成及び組み合わせは上記に限られず、適宜、選択することができる。
制御部20に設けられる上記のコントローラが基板処理装置1の各部を制御することにより、プロセスチャンバ104−1,104−2にダミー基板を割り当てるよう構成される。ここで、「プロセスチャンバ104にダミー基板を割り当てる」とは、プロセスチャンバ104ごとに異なるダミー基板が搬入されるよう(例えば、プロセスチャンバ104−1で処理されたダミー基板がプロセスチャンバ104−2に搬入されることがないよう)、ダミー基板に搬入先となるプロセスチャンバ104を設定することを意味する。プロセスチャンバ104にダミー基板を割り当てない場合、ダミー基板が繰り返し使われ、例えば、プロセスチャンバ104−1で処理されたダミー基板がプロセスチャンバ104−2に搬入される。
制御部20は、基板処理装置1の内部に設けられるが、上記のコントローラの少なくとも一部が、基板処理装置1の外に設けられていてもよい。
操作部コントローラ204は、操作員とのインタフェースであり、ディスプレイなどの表示装置206及びキーボードなどの入力装置(不図示)などを備える。操作部コントローラ204は、プロセスチャンバ104へのダミー基板の割当に関する設定を行うための設定画面などを表示装置206に表示する。設定画面の詳細は後述する。また、操作部コントローラ204は、入力装置を介して、ダミー基板の割当に関する設定やプロセスレシピの指定などの操作員による操作を受け付ける。
プロセスチャンバコントローラ200及び搬送コントローラ208は、例えばCPU等を備える制御基板である。また、プロセスチャンバコントローラ200及び搬送コントローラ208には、DeviceNet等のデジタル信号回線216を通じて、シーケンサ218を介し、処理ガスの供給や排気用バルブのオン/オフを制御するバルブデジタルI/O220や、各種スイッチ(SW)等のオン/オフを制御するSWデジタルI/O222などが接続される。
図3に示すように、設定画面30は、画面名を表示するヘッダ300、並びに、全てのプロセスチャンバ104にダミー基板を割り当てることを指定する(全PM割当)ラジオボタン304、プロセスチャンバ104にダミー基板の比率を割り当てることを指定する(比率割当)ラジオボタン306、プロセスチャンバ104−1に割り当てるダミー基板の枚数を入力するテキストボックス308、及び、プロセスチャンバ104−2に割り当てるダミー基板の枚数を入力するテキストボックス310を表示するボディ302によって構成される。
ここでは、2つのプロセスチャンバ104−1,104−2に対応して2つのテキストボックス308,310が設けられているが、テキストボックスの数はこれに限らず、プロセスチャンバ104の数に応じた数のテキストボックスが設けられる。例えば、4つのプロセスチャンバ104−1〜104−4が設けられる場合には、4つのテキストボックスが設けられる。この場合、操作者は、4つのテキストボックスの入力値の合計が25となるよう入力する。
ステップ102(S102)において、プロセスチャンバ104へのダミー基板の割当に関する設定を初期化する。具体的には、プロセスチャンバ104にダミー基板を割り当て実行指示を確認したら、プロセスチャンバ104に割り当てるダミー基板の枚数カウンタを0に設定する。
尚、ダミー基板割当の開始するタイミングとして、ロードポートにダミー基板を収納するキャリアカセットが載置されたときがある。
ステップ106(S106)において、ステップ100でプロセスチャンバ104にダミー基板を割り当てることが指定された場合には、ステップ100で受け付けたダミー基板の枚数及びステップ104で取得したダミー基板の枚数に基づいて、プロセスチャンバ104にダミー基板を割り当てる。
図4に示すように、プロセスチャンバ104にダミー基板を割り当てる処理(S106)は、割当枚数を決定する処理(S108)と、搬送先を設定する処理(S110)とからなる。
ステップ110(S110)において、ステップ108で決定した割当枚数に基づいて、キャリアカセット114のスロットに収納されたダミー基板に対し、搬入先となるプロセスチャンバ104を設定する。
また、スロットNo.12,13に収納されたダミー基板にプロセスチャンバ104−2を設定し、スロットNo.12,13に収納されたダミー基板がプロセスチャンバ104−2のみに搬入されるようにする。スロットNo.14に収納されたダミー基板にプロセスチャンバ104−3を設定し、スロットNo.14に収納されたダミー基板がプロセスチャンバ104−3のみに搬入されるようにする。スロットNo.15に収納されたダミー基板にプロセスチャンバ104−4を設定し、スロットNo.15に収納されたダミー基板がプロセスチャンバ104−4のみに搬入されるようにする。
図6に示すように、ステップ200(S200)において、図4のステップ104で取得したダミー基板の枚数を未割当枚数に設定する。ここで、未割当とは、まだプロセスチャンバ104に割り当てておらず、これからプロセスチャンバ104に割り当てようとすることを意味する。
ステップ202(S202)において、プロセスチャンバ104の数が未割当枚数以上であるか否かを判定する。プロセスチャンバ104の数が未割当枚数以上である場合、ステップ204の処理に進み、プロセスチャンバ104の数が未割当枚数より小さい場合、ステップ206の処理に進む。なお、プロセスチャンバ104の数について、図4のステップ100で設定されたダミー基板の枚数が0であるプロセスチャンバ104はカウントしない。
ステップ206(S206)において、プロセスチャンバ104ごとに割当枚数を算出する。具体的には、プロセスチャンバ104ごとに、ステップ100で設定されたダミー基板の枚数に未割当枚数を乗じ、図1のキャリアカセット114のスロット数で除した値を割当枚数として算出する。なお、小数点以下の端数は切り捨てる。
ステップ210(S210)において、割当枚数‘0’が算出されたプロセスチャンバ104に1枚のダミー基板を割り当てることを決定する。
ステップ214(S214)において、未割当枚数から1を減じ、ステップ202の処理に戻る。このように、あるプロセスチャンバ104への割当枚数が0と算出された場合には、このプロセスチャンバ104への割当枚数を1に決定しつつ、他のプロセスチャンバ104について最初から処理をやり直す。
ステップ218(S218)において、プロセスチャンバ104ごとの割当枚数の合計が未割当枚数と同じであるか否かを判定する。割当枚数の合計が未割当枚数と同じである場合、全てのプロセスチャンバ104について割当枚数が決定されたものとし、処理を終了し、図4のステップ110に進む。一方、割当枚数の合計が未割当枚数よりも小さい場合、ステップ220の処理に進む。なお、ステップ100で設定されたダミー基板の枚数はキャリアカセット114のスロット数以下なので、割当枚数の合計が未割当枚数よりも大きくなることはない。
具体例として、図1のキャリアカセット114には25のスロットが設けられ、うち15のスロットにダミー基板が収納され(つまり、15枚のダミー基板が収納され)、例えば図3の設定画面30において、プロセスチャンバ104にダミー基板を割り当てることが指定されるとともに、プロセスチャンバ104−1に割り当てるダミー基板の枚数として20が入力され、プロセスチャンバ104−2に割り当てるダミー基板の枚数として2が入力され、プロセスチャンバ104−3に割り当てるダミー基板の枚数として2が入力され、プロセスチャンバ104−4に割り当てるダミー基板の枚数として1が入力された場合を考える。なお、プロセスチャンバ104−1〜104−4の順に優先順位が低くなるものとする。
ステップ202(S202)において、プロセスチャンバ104−1〜104−4という4つのプロセスチャンバ104が存在し、プロセスチャンバ104の数である4は未割当枚数である15より小さいので、ステップ206の処理に進む。
ステップ208(S208)において、プロセスチャンバ104−4への割当枚数が0であるので、ステップ210の処理に進む。
ステップ212(S212)において、プロセスチャンバ104の数から1を減じて3にする。
ステップ202(S202)において、プロセスチャンバ104の数である3は未割当枚数である14よりも小さいので、ステップ206の処理に進む。
ステップ216(S216)において、残りの全てのプロセスチャンバ104−1〜104−3について割当枚数が算出されたので、ステップ218の処理に進む。
ステップ220(S220)において、プロセスチャンバ104ごとの割当枚数のうち最も小さい値(=1)のうち、優先順位の高いプロセスチャンバ104−2への割当枚数に1を加えて2とし、ステップ218の処理に戻る。
ステップ218(S218)において、プロセスチャンバ104ごとの割当枚数の合計は14であり、未割当枚数である14と同じになったので、処理を終了する。
このようにして、プロセスチャンバ104−1への割当枚数が11枚、プロセスチャンバ104−2への割当枚数が2枚、プロセスチャンバ104−3,104−4への割当枚数が1枚であることが決定される。
例えば、基板処理装置1は、半導体製造装置として説明したが、LCD装置のようなガラス基板を処理する装置であってもよい。さらに、エッチング装置、露光装置、リソグラフィ装置、塗布装置、モールド装置、現像装置、ダイシング装置、ワイヤボンディング装置、検査装置等であってもよい。
また、基板処理装置1による処理として、例えば、CVD、PVD、ALD、Epiその他酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する成膜処理などがあるが、アニール処理、酸化処理、拡散処理等の他の処理をさらに含んでもよい。
10 基板
100 真空搬送室
102 ロードロック室
104 プロセスチャンバ
106 真空ロボット
108 基板載置台
110 大気搬送室
112 ロードポート
114 キャリアカセット
116 大気ロボット
Claims (7)
- 複数の製品基板を一括処理する複数の処理室と、
ダミー基板の搬送先である前記処理室に搬送される枚数を合計枚数が前記ダミー基板を収納する容器のスロット数と同じになるよう設定する設定手段と、
前記処理室のそれぞれに搬送する前記ダミー基板の枚数を決定する決定手段と、
前記設定手段により前記ダミー基板の枚数に関する設定を受け付け、前記処理室に割当可能なダミー基板の枚数を取得し、前記受け付けられた設定内容及び前記取得されたダミー基板の枚数に基づいて、前記決定手段により前記複数の処理室それぞれに搬送されるダミー基板の枚数を割り当てるように構成される制御手段を備えた基板処理装置であって、
前記制御手段は、予め設定された前記処理室に搬送される枚数に前記取得されたダミー基板の枚数を乗じ、前記ダミー基板を収納する容器のスロット数で除した値を前記処理室のそれぞれに対して算出し、該算出された値を前記処理室毎に搬送される前記ダミー基板の枚数として決定するよう構成されている
基板処理装置。 - 前記制御手段は、前記算出された値が、0の場合、前記算出対象の処理室に搬送される前記ダミー基板の枚数は、1枚と決定するよう構成されている請求項1記載の基板処理装置。
- 前記制御手段は、前記算出された値が、0の場合、前記算出された値が0でない処理室に対して、予め設定された前記処理室に搬送される枚数に前記取得されたダミー基板の枚数から1を引いた数を乗じ、前記ダミー基板を収納する容器のスロット数で除した値を前記算出された値が0でない処理室に対して算出し、該算出された値を搬送される前記ダミー基板の枚数として決定するよう構成されている請求項2記載の基板処理装置。
- 前記制御手段は、全ての処理室へのダミー基板の枚数を算出した結果、前記処理室へ搬送されるダミー基板の枚数のうち最も小さい枚数が2つ以上の前記処理室へ搬送される場合、予め設定された前記処理室に搬送される枚数が多い方に1を足すか、若しくは、優先順位を高く設定された処理室に搬送される枚数に1を足すことで、前記処理室へ搬送される前記ダミー基板の枚数を決定するよう構成されている請求項1記載の基板処理装置。
- 前記制御手段は、各処理室に対して搬送されるダミー基板の枚数を計算した結果の合計と前記取得されたダミー基板の枚数が一致するように、全ての処理室へのダミー基板の枚数を決定するよう構成されている請求項1記載の基板処理装置。
- ダミー基板の割当に関する設定を受け付ける工程と、
所定枚数の製品基板一括処理する各処理室に割当可能なダミー基板の枚数を取得する工程と、
受け付けられた設定内容及び取得されたダミー基板の枚数に基づいて、複数の処理室それぞれにダミー基板を割り当てる工程と、
前記所定枚数の前記製品基板、または、前記製品基板及び前記ダミー基板のそれぞれを少なくとも1枚含む前記所定枚数を前記処理室に搬送して前記製品基板を処理する工程と、を有し、
前記ダミー基板を割り当てる工程では、予め設定された前記処理室に搬送される枚数に前記取得されたダミー基板の枚数を乗じ、前記ダミー基板を収納する容器のスロット数で除した値を前記処理室のそれぞれに対して算出し、該算出された値を前記処理室毎に搬送される前記ダミー基板の枚数として決定する
半導体装置の製造方法。 - 複数の製品基板を一括処理する複数の処理室を備える基板処理装置において実行されるプログラムであって、
ダミー基板の割当に関する設定を受け付ける手順と、
前記複数の処理室に割当可能なダミー基板の枚数を取得する手順と、
前記受け付けられた設定内容及び前記取得されたダミー基板の枚数に基づいて、前記複数の処理室それぞれにダミー基板を割り当てる手順と、を制御手段に実行させ、
前記ダミー基板を割り当てる手順では、前記制御手段に、予め設定された前記処理室に搬送される枚数に前記取得されたダミー基板の枚数を乗じ、前記ダミー基板を収納する容器のスロット数で除した値を前記処理室のそれぞれに対して算出し、該算出された値を前記処理室毎に搬送される前記ダミー基板の枚数として決定するよう実行させるプログラム。
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