JPWO2018186451A1 - 基板処理装置および基板搬送方法 - Google Patents

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Abstract

実施形態に係る基板処理装置は、キャリア載置部(11)、基板載置部、第1搬送装置(13)、複数の処理部、第2搬送装置(17)および制御部(18)を備える。キャリア載置部(11)は、複数の基板を収容するキャリア(C)を載置する。基板載置部は、複数の基板を載置可能である。第1搬送装置(13)は、キャリア載置部(11)に載置されたキャリア(C)と基板載置部との間で基板を搬送する。複数の処理部は、基板を処理する。第2搬送装置(17)は、複数の処理部と基板載置部との間で基板を搬送する。また、制御部(18)は、第1搬送装置(13)がキャリア(C)から基板を取り出して基板載置部へ載置し且つ基板載置部から基板を取り出してキャリア(C)へ収容するまでの所要時間以上の時間間隔で、第1搬送装置(13)に対し、キャリア(C)から基板を取り出して基板載置部へ載置する取出動作を実行させる。

Description

開示の実施形態は、基板処理装置および基板搬送方法に関する。
従来、半導体ウェハやガラス基板等の基板を処理する基板処理装置が知られている。たとえば、特許文献1には、基板が載置される基板載置部と、複数の基板を収容するキャリアと基板載置部との間で基板を搬送する第1搬送装置と、基板を処理する複数の処理部と、複数の処理部と基板載置部との間で基板を搬送する第2搬送装置とを備える基板処理装置が記載されている。
特許文献1に記載の基板処理装置では、第1搬送装置が、キャリアから複数枚の基板を取り出し、取り出した複数枚の基板を基板載置部に一時的に載置する。つづいて、第2搬送装置が、基板載置部から基板を1枚ずつ取り出して処理部へ搬送する。つづいて、処理部での処理が完了すると、第2搬送装置が、処理済みの基板を処理部から取り出し、取り出した基板を基板載置部に一時的に載置する。そして、第1搬送装置が、基板載置部から複数枚の基板を取り出してキャリアへ戻す。
このように、特許文献1に記載の基板処理装置では、第1搬送装置と第2搬送装置との間での基板の受け渡しを基板載置部を介して行うこととしている。
特許第4767783号明細書
しかしながら、特許文献1に記載の基板処理装置には、基板載置部における全ての基板を許容時間より長く基板載置部に滞留させないという点で更なる改善の余地があった。
実施形態の一態様は、基板載置部における全ての基板を許容時間より長く基板載置部に滞留させないようにすることができる基板処理装置および基板搬送方法を提供することを目的とする。
実施形態の一態様に係る基板処理装置は、キャリア載置部と、基板載置部と、第1搬送装置と、複数の処理部と、第2搬送装置と、制御部とを備える。キャリア載置部は、複数の基板を収容するキャリアを載置する。基板載置部は、複数の基板を載置可能である。第1搬送装置は、キャリア載置部に載置されたキャリアと基板載置部との間で基板を搬送する。複数の処理部は、基板を処理する。第2搬送装置は、複数の処理部と基板載置部との間で基板を搬送する。制御部は、第1搬送装置、複数の処理部および第2搬送装置を制御する。また、制御部は、第1搬送装置がキャリアから基板を取り出して基板載置部へ載置し且つ基板載置部から基板を取り出してキャリアへ収容するまでの所要時間以上の時間間隔で、第1搬送装置に対し、キャリアから基板を取り出して基板載置部へ載置する取出動作を実行させる。
実施形態の一態様によれば、基板載置部における全ての基板を許容時間より長く基板載置部に滞留させないようにすることができる。
図1は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。 図2は、処理ユニットの概略構成を示す図である。 図3は、基板処理システムにおけるウェハの搬送経路を説明するための図である。 図4は、制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 図5は、搬送制御部の構成の一例を示すブロック図である。 図6は、第1搬送装置に対する搬送制御処理の内容の一例を示すフローチャートである。 図7は、経路確保条件の一例を示す図である。 図8は、イベントの実行を抑制する処理を説明するための図である。 図9は、経路再判定処理の内容を示すフローチャートである。 図10は、第1搬送装置に対する搬送制御処理の変形例を説明するための図である。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置および基板搬送方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
図1は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸を規定し、Z軸正方向を鉛直上向き方向とする。
図1に示すように、基板処理システム1は、搬入出ステーション2と、処理ステーション3とを備える。搬入出ステーション2と処理ステーション3とは隣接して設けられる。
搬入出ステーション2は、キャリア載置部11と、搬送部12とを備える。キャリア載置部11には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウェハ(以下ウェハW)を水平状態で収容する複数のキャリアCが載置される。
搬送部12は、キャリア載置部11に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置13と、受渡部14とを備える。基板搬送装置13は、ウェハWを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置13は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアCと受渡部14との間でウェハWの搬送を行う。
処理ステーション3は、搬送部12に隣接して設けられる。処理ステーション3は、搬送部15と、複数の処理ユニット16とを備える。複数の処理ユニット16は、搬送部15の両側に並べて設けられる。
搬送部15は、内部に基板搬送装置17を備える。基板搬送装置17は、ウェハWを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置17は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部14と処理ユニット16との間でウェハWの搬送を行う。
処理ユニット16は、基板搬送装置17によって搬送されるウェハWに対して所定の基板処理を行う。
また、基板処理システム1は、制御装置4を備える。制御装置4は、たとえばコンピュータであり、制御部18と記憶部19とを備える。記憶部19には、基板処理システム1において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部18は、記憶部19に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム1の動作を制御する。
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置4の記憶部19にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルディスク(MO)、メモリカードなどがある。
上記のように構成された基板処理システム1では、まず、搬入出ステーション2の基板搬送装置13が、キャリア載置部11に載置されたキャリアCからウェハWを取り出し、取り出したウェハWを受渡部14に載置する。受渡部14に載置されたウェハWは、処理ステーション3の基板搬送装置17によって受渡部14から取り出されて、処理ユニット16へ搬入される。
処理ユニット16へ搬入されたウェハWは、処理ユニット16によって処理された後、基板搬送装置17によって処理ユニット16から搬出されて、受渡部14に載置される。そして、受渡部14に載置された処理済のウェハWは、基板搬送装置13によってキャリア載置部11のキャリアCへ戻される。
次に、処理ユニット16について図2を参照し説明する。図2は、処理ユニット16の概略構成を示す図である。
図2に示すように、処理ユニット16は、チャンバ20と、基板保持機構30と、処理流体供給部40と、回収カップ50とを備える。
チャンバ20は、基板保持機構30と処理流体供給部40と回収カップ50とを収容する。チャンバ20の天井部には、FFU(Fan Filter Unit)21が設けられる。FFU21は、チャンバ20内にダウンフローを形成する。
基板保持機構30は、保持部31と、支柱部32と、駆動部33とを備える。保持部31は、ウェハWを水平に保持する。支柱部32は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部33によって回転可能に支持され、先端部において保持部31を水平に支持する。駆動部33は、支柱部32を鉛直軸まわりに回転させる。かかる基板保持機構30は、駆動部33を用いて支柱部32を回転させることによって支柱部32に支持された保持部31を回転させ、これにより、保持部31に保持されたウェハWを回転させる。
処理流体供給部40は、ウェハWに対して処理流体を供給する。処理流体供給部40は、処理流体供給源70に接続される。
回収カップ50は、保持部31を取り囲むように配置され、保持部31の回転によってウェハWから飛散する処理液を捕集する。回収カップ50の底部には、排液口51が形成されており、回収カップ50によって捕集された処理液は、かかる排液口51から処理ユニット16の外部へ排出される。また、回収カップ50の底部には、FFU21から供給される気体を処理ユニット16の外部へ排出する排気口52が形成される。
次に、ウェハWの搬送経路について図3を参照して具体的に説明する。図3は、基板処理システム1におけるウェハWの搬送経路を説明するための図である。
なお、図3には、基板処理システム1をY軸の負方向から透視した簡略的な側面模式図を示している。また、以下では、基板搬送装置13,17のうち、基板搬送装置13を「第1搬送装置13」と記載し、基板搬送装置17を「第2搬送装置17」と記載する。
まず、搬入出ステーション2の構成について具体的に説明する。図3に示すように、搬入出ステーション2の搬送部12は、搬入出室12aと、受渡室12bとを備える。
搬入出室12aは、キャリア載置部11に隣接して設けられ、内部に第1搬送装置13が配置される。第1搬送装置13は、ウェハ保持機構13aと移動機構13bとを備える。ウェハ保持機構13aは、1枚のウェハWを保持可能である。移動機構13bは、垂直方向に延在する垂直ガイド13cに沿ってウェハ保持機構13aを昇降させる。また、移動機構13bは、ウェハ保持機構13aを水平方向に沿って移動させ、鉛直軸回りに回転させる。
なお、ここでは、第1搬送装置13が、ウェハWを1枚ずつ搬送するものとするが、第1搬送装置13は、複数のウェハWを保持可能なウェハ保持機構を備え、複数のウェハWを一括して搬送してもよい。かかる点については後述する。
受渡室12bは、搬入出室12aと処理ステーション3との間に設けられ、内部に複数(ここでは2つ)の受渡部14が配置される。2つの受渡部14は、高さ方向(Z軸方向)に並べて配置される。
各受渡部14は、「基板載置部」の一例であり、複数のウェハWを多段に載置可能な複数のスロットを有する。2つの受渡部14のうち上段の受渡部14には、後述する上段の搬送部15に対して搬入出されるウェハWが載置される。また、2つの受渡部14のうち下段の受渡部14には、後述する下段の搬送部15に対して搬入出されるウェハWが載置される。
なお、各受渡部14は、搬送部15に搬入されるウェハW(すなわち、処理ユニット16によって処理される前のウェハW)が載置されるユニットと、搬送部15から搬出されるウェハW(すなわち、処理ユニット16によって処理された後のウェハW)が載置されるユニットとに分かれていてもよい。この場合、各ユニットは、少なくとも1枚のウェハWを載置可能であればよい。
つづいて、処理ステーション3の構成について具体的に説明する。図3に示すように、処理ステーション3は、複数(ここでは2つ)の搬送部15を備える。搬送部15は、高さ方向(Z軸方向)に並べて配置される。
各搬送部15には、第2搬送装置17が配置される。第2搬送装置17は、第1ウェハ保持機構17aと、第2ウェハ保持機構17bと、移動機構17cとを備える。
第1ウェハ保持機構17aおよび第2ウェハ保持機構17bは、それぞれ1枚のウェハWを保持可能である。具体的には、第1ウェハ保持機構17aは、処理ユニット16によって処理される前のウェハW(以下、「未処理ウェハW」と記載する場合がある)を保持し、第2ウェハ保持機構17bは、処理ユニット16によって処理された後のウェハW(以下、「処理済ウェハW」と記載する場合がある)を保持する。
移動機構17cは、水平方向(X軸方向)に延在する水平ガイド17dに沿って第1ウェハ保持機構17aおよび第2ウェハ保持機構17bを移動させ、垂直方向に延在する垂直ガイド17eに沿って第1ウェハ保持機構17aおよび第2ウェハ保持機構17bを昇降させる。また、移動機構17cは、第1ウェハ保持機構17aおよび第2ウェハ保持機構17bを水平ガイド17dの延在方向と直交する水平方向(Y軸方向)に沿って移動させ、鉛直軸回りに回転させる。
ここでは図示を省略するが、複数の処理ユニット16は、各搬送部15に配置される。また、処理ステーション3において、下段の搬送部15よりも下方には空間が設けられており、かかる空間には、たとえば、各種の配管を収容した配管ボックスや、処理流体供給源70としての薬液タンク等が配置される。
つづいて、ウェハWの搬送経路について説明する。まず、第1搬送装置13は、キャリアCから未処理ウェハWを1枚取り出して受渡部14に載置する。つづいて、第2搬送装置17は、受渡部14から未処理ウェハWを1枚取り出していずれかの処理ユニット16に搬入する。なお、上段の受渡部14に載置された未処理ウェハWは、上段の第2搬送装置17によって取り出されて上段の処理ユニット16に搬入される。また、下段の受渡部14に載置された未処理ウェハWは、下段の第2搬送装置17によって取り出されて下段の処理ユニット16に搬入される。
つづいて、処理ユニット16による処理が終了すると、第2搬送装置17は、処理ユニット16から処理済ウェハWを取り出して受渡部14へ載置する。そして、第1搬送装置13は、受渡部14から処理済ウェハWを取り出してキャリアCへ収容する。
このように、未処理ウェハWは、キャリアCから第1搬送装置13、受渡部14および第2搬送装置17を経由して処理ユニット16へ搬入される。また、処理済ウェハWは、処理ユニット16から第2搬送装置17、受渡部14および第1搬送装置13を経由してキャリアCへ戻る。
ところで、ウェハWを処理する場合、ウェハWの変質を防止する等の観点から、ウェハWをできるだけ空気に触れさせないようにすることが望ましい。
そこで、基板処理システム1では、処理ユニット16で処理中のウェハWが空気に触れないようするために、処理ユニット16のFFU21からチャンバ20内に対し、不活性ガス(たとえば窒素)を供給することとしている。
一方、搬入出室12a、受渡部14および各搬送部15の天井部にもFFU6が設けられ、清浄化された空気がFFU6から搬入出室12a、受渡部14および各搬送部15に供給される。したがって、ウェハWができるだけ空気に触れないようにするためには、搬入出室12a、受渡室12bおよび搬送部15におけるウェハWの滞在時間を短くすることが望ましい。
ここで、詳細については後述するが、従来の基板処理装置では、受渡部14においてウェハWが滞留する現象が発生していた。そこで、本実施形態に係る基板処理システム1では、受渡部14におけるウェハWの滞留時間を短縮すべく、第1搬送装置13がキャリアCから未処理ウェハWを取り出すタイミングを適切に制御することとした。以下では、かかる点について具体的に説明する。
図4は、制御装置4の構成の一例を示すブロック図である。なお、図4は、制御装置4が備える複数の構成要素のうちの一部のみを示したものである。
図4に示すように、制御装置4は、制御部18と記憶部19とを備える。
制御部18は、たとえば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。制御部18は、CPUがROMに記憶されたプログラムを、RAMを作業領域として使用して実行することにより機能する複数の処理部を備える。具体的には、制御部18は、レシピ実行部18aと、情報収集部18bと、搬送制御部18cとを備える。なお、レシピ実行部18a、情報収集部18bおよび搬送制御部18cは、それぞれ一部または全部がASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで構成されてもよい。
記憶部19は、たとえば、RAM、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。かかる記憶部19は、レシピ情報19aと、状態情報19bとを記憶する。
レシピ実行部18aは、レシピ情報19aに従って処理ユニット16を制御することにより、ウェハWに対する処理を処理ユニット16に対して実行させる。
たとえば、レシピ実行部18aは、レシピ情報19aに従って処理ユニット16を制御することにより、ウェハWに対して薬液を供給する薬液処理、ウェハWに対してリンス液を供給するリンス処理およびウェハWを乾燥させる乾燥処理を含む処理を処理ユニット16に対して実行させる。
レシピ情報19aは、処理ユニット16に対して実行させる処理の内容を示す情報である。具体的には、レシピ情報19aには、各処理の実行順序、処理時間、使用する処理流体の種類、処理流体の吐出流量、処理流体供給部40の位置、保持部31の回転速度などの情報が含まれる。
情報収集部18bは、第1搬送装置13、各第2搬送装置17、各処理ユニット16および基板処理システム1に設けられた各種のセンサ(図示せず)等から基板処理システム1の状態に関する情報を収集する。また、情報収集部18bは、収集した情報を状態情報19bとして記憶部19に記憶する。
状態情報19bは、基板処理システム1の状態に関する情報である。具体的には、状態情報19bには、少なくとも、「第1搬送装置13の状態」、「受渡部14の状態」、「第2搬送装置17の状態」および「処理ユニット16の状態」に関する情報が含まれる。
「第1搬送装置13の状態」に関する情報および「第2搬送装置17の状態」に関する情報には、ウェハWを保持しているか否か、移動中か否かといった情報が含まれる。また、「受渡部14の状態」に関する情報には、空きスロット数の情報が含まれる。また、「処理ユニット16の状態」に関する情報には、ウェハWに対する処理の開始準備が整っているか否か、チャンバ20内にウェハWが収容されているか否か、ウェハWに対する処理を実行中か否かといった情報が含まれる。
搬送制御部18cは、状態情報19bに基づいて第1搬送装置13および第2搬送装置17を制御する。
具体的には、搬送制御部18cは、第1搬送装置13に対して「取出動作」および「回収動作」の実行を指示し、第2搬送装置17に対して「搬入動作」および「搬出動作」の実行を指示する。「取出動作」は、キャリアCから未処理ウェハWを取り出して受渡部14へ載置する動作であり、「回収動作」は、受渡部14から処理済ウェハWを取り出してキャリアCへ戻す動作である。また、「搬入動作」は、受渡部14から未処理ウェハWを取り出して処理ユニット16に搬入する動作であり、「搬出動作」は、処理ユニット16から処理済ウェハWを取り出して受渡部14へ載置する動作である。
ここで、搬送制御部18cは、状態情報19bに基づき、受渡部14に未処理ウェハWが載置された場合に「搬入動作」の実行を第2搬送装置17に対して指示し、処理ユニット16による処理が終了した場合に「搬出動作」の実行を第2搬送装置17に対して指示する。
一方、搬送制御部18cは、前回の「取出動作」の開始時点からの経過時間と、ウェハWの搬送経路の状況とを加味したタイミングで、第1搬送装置13に対して「取出動作」および「回収動作」の実行を指示する。
ここで、搬送制御部18cの具体的な構成の一例について図5を参照して説明する。図5は、搬送制御部18cの構成の一例を示すブロック図である。なお、図5は、搬送制御部18cが備える複数の構成要素のうちの一部のみを示したものである。
図5に示すように、搬送制御部18cは、時間判定部181と、経路判定部182と、指示部183とを備える。
時間判定部181は、前回の「取出動作」の開始時点からの経過時間が閾値に達したか否かを判定する。ここで「閾値」として設定される時間は、第1搬送装置13がキャリアCから未処理ウェハWを取り出して受渡部14へ載置し且つ受渡部14から処理済ウェハWを取り出してキャリアCへ収容するまでの所要時間(たとえば、20sec)以上の時間である。
なお、上記所要時間は、たとえば、予め決められた初期位置に予め決められた初期姿勢で待機した状態から未処理ウェハWをキャリアCから取り出すまでの動作と、未処理ウェハWをキャリアCから取り出してから受渡部14に載置するまでの動作と、受渡部14に未処理ウェハWを載置してから処理済ウェハWを受渡部14から取り出すまでの動作と、受渡部14から処理済ウェハWを取り出してからキャリアCへ戻すまでの動作と、キャリアCに処理済ウェハWを戻してから初期位置および初期姿勢に戻るまでの動作を第1搬送装置13に対して行わせた場合における最短の所要時間である。
経路判定部182は、ウェハWの搬送経路が確保されているか否かを判定する。ここで、図3を用いて説明した通り、ウェハWの搬送経路は、キャリアCから処理ユニット16へ至るまでの経路である往路と、処理ユニット16からキャリアCへ戻るまでの復路とを有する。経路判定部182は、状態情報19bに基づき、往路および復路が確保されているか否か、すなわち、未処理ウェハWを滞りなく処理ユニット16へ搬入することができ且つ処理済ウェハWを滞りなくキャリアCへ戻すことができるか否かを判定する。
指示部183は、時間判定部181が、前回の「取出動作」の開始時点からの経過時間が閾値に達したと判定し、且つ、経路判定部182が、ウェハWの搬送経路が確保されたと判定した場合に、第1搬送装置13に対して「取出動作」の実行を指示する。
次に、第1搬送装置13に対する搬送制御処理の内容について図6を参照して説明する。図6は、第1搬送装置13に対する搬送制御処理の内容の一例を示すフローチャートである。
図6に示す搬送制御処理は、たとえば1つのキャリアCに含まれる複数のウェハWを1セットとする処理単位ごとに実行される。また、図6では、理解を容易にするために、キャリアCから最初の1枚を取り出す処理と、処理単位における全てのウェハWをキャリアCから取り出した後の処理については図示を省略しているが、これらの処理についても以下で説明する。
図6に示すように、制御部18は、第1搬送装置13による前回の取出動作の開始時点からの経過時間が閾値に達したか否かを判定する(ステップS101)。具体的には、制御部18は、後述するステップS106において開始される計時の結果が閾値に達したか否かを判定する。
ステップS101において、第1搬送装置13による前回の取出動作の開始時点からの経過時間が閾値に達したと判定した場合(ステップS101,Yes)、制御部18は、処理をステップS102へ移行する。一方、制御部18は、上記の経過時間が閾値に達していない場合には(ステップS101,No)、上記の経過時間が閾値に達するまでステップS101の判定処理を繰り返す。
たとえば、基板処理の開始後しばらくの間、受渡部14には処理済ウェハWが存在しないため、第1搬送装置13は、「取出動作」および「回収動作」のうち「取出動作」のみを実行することとなる。「取出動作」のみを行う場合、第1搬送装置13は、「取出動作」および「回収動作」の両方を行う場合に要する時間(たとえば、20sec)よりも短い時間(たとえば、15sec)で、次のウェハWに対する「取出動作」を行うことが可能な状態となる。
このような状態において、仮に、15sec間隔で第1搬送装置13に「取出動作」を行わせたとすると、第1搬送装置13は、「取出動作」および「回収動作」の両方を行う場合に要する時間よりも短い15sec間隔で、次のウェハWに対する「取出動作」を行うこととなる。
一方、処理済ウェハWが受渡部14に載置されはじめると、第1搬送装置13は、未処理ウェハWがキャリアCから全て取り出されるまでの間、「取出動作」および「回収動作」の両方を実行することとなる。
上述したように、第1搬送装置13が「取出動作」および「回収動作」の両方を行うためには、最短でも20secを要する。ここで、基板処理システム1は、第1搬送装置13が未処理ウェハWを受渡部14に載置する間隔と同じ間隔で、第2搬送装置17が処理済ウェハWを受渡部14に載置するように設定される。したがって、「取出動作」および「回収動作」のうち「取出動作」のみが行われている間にキャリアCから取り出されて受渡部14に載置された未処理ウェハWは、処理済ウェハWとして受渡部14に15sec間隔で載置されることとなる。これに対し、第1搬送装置13は、最短でも20sec間隔でしか受渡部14から処理済ウェハWを取り出すことができない。この結果、受渡部14には、処理済ウェハWが滞留することとなり、許容時間より長く滞留してしまうおそれがある。
そこで、本実施形態に係る基板処理システム1では、「取出動作」および「回収動作」の両方を行うのに要する時間、すなわち、第1搬送装置13がキャリアCから未処理ウェハWを取り出して受渡部14へ載置し且つ受渡部14から処理済ウェハWを取り出してキャリアCへ収容するまでの所要時間以上の時間が経過するまでは、第1搬送装置13に対して「取出動作」の実行を指示しないこととした。
これにより、受渡部14から第1搬送装置13による処理済ウェハWの取り出しが間に合わずに処理済ウェハWが受渡部14に滞留してしまうことを防止することができる。
なお、制御部18は、キャリアCから取り出そうとしているウェハWが、処理単位における最初の1枚目である場合には、ステップS101の処理を省略してステップS102の処理へ進む。
つづいて、ステップS102において、制御部18は、ウェハWの搬送経路が確保されているか否かを判定する。具体的には、制御部18は、基板処理システム1の現在の状態が、予め決められた経路確保条件を満たしているか否かを状態情報19bに基づいて判定する。
ここで、経路確保条件の一例について図7を参照して説明する。図7は、経路確保条件の一例を示す図である。
図7に示すように、経路確保条件としては、たとえば、第1搬送装置13がウェハWを保持していないこと(条件Q1)、未処理ウェハW用の空きスロットが受渡部14に存在すること(条件Q2)、第2搬送装置17がウェハWを保持していないこと(条件Q3)、空き処理ユニット16が存在すること(条件Q4)、空き処理ユニット16の処理開始準備が整っていること(条件Q5)、処理済ウェハW用の空きスロットが受渡部14に存在すること(条件Q6)がある。
なお、条件Q4における「空き処理ユニット16」とは、チャンバ20内にウェハWが収容されていない状態の処理ユニット16のことをいう。また、条件Q5における「処理開始準備が整っていること」とは、空き処理ユニット16のチャンバ20内にウェハWが収容された場合に、ウェハWに対する処理を直ぐに実行することが可能な状態となっていることをいう。具体的には、ウェハWに対する一連の処理において使用する1または複数の処理流体を処理流体供給部40(図2参照)から吐出することが可能な状態となっていることをいう。
制御部18は、現在の基板処理システム1の状態が上記の条件Q1〜Q6を満たしているか否かを状態情報19bに基づいて判定する。そして、制御部18は、条件Q1〜Q6が満たされている場合に、ウェハWの搬送経路が確保されていると判定し(ステップS102,Yes)、処理をステップS103に進める。一方、制御部18は、条件Q1〜Q6が満たされていない場合、すなわち、ウェハWの搬送経路が確保されていない場合には(ステップS102,No)、条件Q1〜Q6が満たされるまでステップS102の処理を繰り返す。なお、制御部18は、ステップS102の処理が所定時間以上継続した場合には、エラー信号を出力するなどの異常対応処理を行ってもよい。
条件Q1およびQ2が満たされている場合、第1搬送装置13は、「取出動作」を滞りなく行うことができる。すなわち、第1搬送装置13は、条件Q1が満たされている場合には、キャリアCから直ちに未処理ウェハWを取り出すことができ、条件Q2が満たされている場合には、キャリアCから取り出した未処理ウェハWを搬入出室12a内で停滞させることなく受渡部14に載置することができる。
また、条件Q3およびQ4が満たされている場合、第2搬送装置17は、「搬入動作」を滞りなく行うことができる。すなわち、第2搬送装置17は、条件Q3が満たされている場合には、受渡部14に載置された未処理ウェハWを直ちに受渡部14から取り出すことができる。したがって、受渡部14における未処理ウェハWの滞留時間を短縮することができる。また、第2搬送装置17は、条件Q4が満たされている場合には、受渡部14から取り出した未処理ウェハWを搬送部15内で停滞させることなく直ぐに処理ユニット16へ搬入することができる。
処理ユニット16は、チャンバ20内に未処理ウェハWが搬入されると、FFU21からチャンバ20内に不活性ガスを供給する。したがって、ウェハWは、処理ユニット16に収容されている間は空気から遮断される。
また、条件Q5が満たされている場合、処理ユニット16は、未処理ウェハWに対する一連の処理の実行を直ぐに開始することができる。したがって、処理ユニット16内でのウェハWの滞留時間を可及的に短くすることができる。また、条件Q6が満たされている場合、すなわち、ウェハWの搬送経路のうちの復路が確保されている場合、第2搬送装置17は、処理ユニット16から搬出した処理済みウェハWを搬送部15内で停滞させることなく直ぐに受渡部14へ載置することができる。
このように、条件Q1〜Q6が満たされた状態で第1搬送装置13に対して「取出動作」の実行を指示することで、搬入出室12a、受渡室12bおよび搬送部15におけるウェハWの滞在時間を可及的に短くすることができる。したがって、本実施形態に係る基板処理システム1によれば、未処理ウェハWが空気に触れる時間を可及的に短くすることができる。
なお、制御部18は、上述した条件Q1〜Q6のうち、条件Q2〜Q4のみを判定するようにしてもよい。条件Q2〜Q4が満たされている場合、仮に他の条件が満たされていない場合であっても、少なくとも、受渡部14における未処理ウェハWの滞留時間を短縮することができる。
図6に戻り、ステップS103において制御部18は、たとえば状態情報19bに基づき、受渡部14に処理済みウェハWが載置されているか否かを判定する。そして、受渡部14に処理済みウェハWが載置されている場合には(ステップS103,Yes)、第1搬送装置13に対して「取出動作」および「回収動作」の実行を指示する(ステップS104)。一方、受渡部14に処理済みウェハWが載置されていない場合には(ステップS103,No)、制御部18は、第1搬送装置13に対して「取出動作」の実行を指示する(ステップS105)。
つづいて、制御部18は、計時を開始する(ステップS106)。かかる計時の結果は、次回のステップS101の判定処理において使用される。
つづいて、制御部18は、たとえば状態情報19bに基づき、処理単位における全ての未処理ウェハWをキャリアCから取り出し済みか否かを判定する(ステップS107)。そして、キャリアCに未処理ウェハWが残っている場合には(ステップS107,No)、処理をステップS101へ移行する。ステップS101では、上述したように、前回の取出動作の開始時点からの経過時間が閾値に達したか否かが判定され、少なくともこの判定が肯定された後で、次の「取出動作」の実行が指示される。したがって、制御部18は、第1搬送装置13がキャリアCからウェハWを取り出して受渡部14へ載置し且つ受渡部14からウェハWを取り出してキャリアCへ収容するまでの所要時間以上の時間間隔で、第1搬送装置13に対して「取出動作」を実行させることとなる。また、たとえば処理ユニット16にウェハWが滞留するなどの理由により、経路確保条件が満たされなかった場合には、「取出動作」は行われずに「回収動作」が継続されることとなる。したがって、処理済みウェハWが受渡部14に滞留することはない。
ステップS107において、処理単位における全ての未処理ウェハWをキャリアCから取り出し済みであると判定した場合(ステップS107,Yes)、制御部18は、全ての処理済みウェハWがキャリアCに収容されるまで、処理済みウェハWが受渡部14に載置される毎に、第1搬送装置13に対して「回収動作」の実行を指示し、全ての処理済みウェハWがキャリアCに収容された後、第1搬送装置13に対する搬送制御処理を終える。
上述してきたように、本実施形態に係る基板処理システム1(基板処理装置の一例)は、キャリア載置部11と、受渡部14(基板載置部の一例)と、第1搬送装置13と、複数の処理ユニット16(処理部の一例)と、第2搬送装置17と、制御部18とを備える。キャリア載置部11は、複数のウェハW(基板の一例)を収容するキャリアCを載置する。受渡部14は、複数のウェハWを載置可能である。第1搬送装置13は、キャリア載置部11に載置されたキャリアCと受渡部14との間でウェハWを搬送する。複数の処理ユニット16は、ウェハWを処理する。第2搬送装置17は、複数の処理ユニット16と受渡部14との間でウェハWを搬送する。制御部18は、第1搬送装置13、複数の処理ユニット16および第2搬送装置17を制御する。また、制御部18は、第1搬送装置13がキャリアCからウェハWを取り出して受渡部14へ載置し且つ受渡部14からウェハWを取り出してキャリアCへ収容するまでの所要時間以上の時間間隔で、第1搬送装置13に対し、キャリアCからウェハWを取り出して受渡部14へ載置する取出動作を実行させる。
したがって、本実施形態に係る基板処理システム1によれば、受渡部14における全てのウェハWを許容時間より長く受渡部14に滞留させないようにすることができる。
(第1変形例)
ところで、基板処理システム1では、ウェハWに対する上述した基板処理とは別に、様々なイベントが発生する場合がある。イベントとしては、たとえば、処理ユニット16のチャンバ20内を洗浄するチャンバ洗浄処理や、処理流体供給部40が備えるノズルから処理液を吐出するダミーディスペンス処理などがある。
各イベントは、予め設定されたイベント発生条件が成立した場合に発生する。たとえば、ダミーディスペンス処理は、ノズルが処理液を吐出していない状態が一定時間続いた場合に発生する。
ここで、基板処理の実行中にこれらのイベントが実行されると、ウェハWの滞留が発生するおそれがある。たとえば、第1搬送装置13が未処理ウェハWを受渡部14に載置した後で、第2搬送装置17を使用するイベントが発生した場合、第2搬送装置17は、イベントが終了するまでの間、受渡部14から未処理ウェハWを取り出すことができなくなる。この結果、未処理ウェハWが受渡部14に滞留することとなる。
そこで、基板処理システム1では、基板処理の実行中にイベント発生条件が成立した場には、イベントの実行を抑制してもよい。かかる点について図8を参照して説明する。図8は、イベントの実行を抑制する処理を説明するための図である。
図8に示すように、たとえば処理単位P1についての基板処理の実行中に、あるイベントのイベント発生条件が成立したとする。この場合、制御装置4の制御部18は、処理単位P1についての基板処理が終了するまで、すなわち、処理単位P1に含まれる全てのウェハWをキャリアCから取り出し、且つ、取り出した全てのウェハWをキャリアCに収容し終えるまで、イベントの実行を抑制する。
そして、制御部18は、処理単位P1についての基板処理が終了し、且つ、次の処理単位P2についての基板処理が開始される前に、処理単位P1についての基板処理の実行中にイベント発生条件が成立していたイベントの実行を指示する。
このように、制御部18は、複数のウェハWを処理対象とする一の処理単位の実行中に、特定のイベントの発生条件が成立した場合に、一の処理単位の実行が終了し、他の処理単位の実行が開始される前に、イベントを実行することとしてもよい。このようにすることで、受渡部14におけるウェハWの滞留を発生させにくくすることができる。
(第2変形例)
たとえば、第1搬送装置13が未処理ウェハWを受渡部14に載置した後で、空き処理ユニット16に異常が発生してウェハWを処理することができなくなった場合、他の処理ユニット16に空きができるまで、未処理ウェハWが受渡部14に滞留することとなる。
そこで、制御部18は、第1搬送装置13が未処理ウェハWを受渡部14に載置した後、第2搬送装置17に対して「搬入動作」の実行を指示する前に、受渡部14から処理ユニット16に至るまでの経路が確保されているか否かを再度判定し、経路が確保されていない場合には、ウェハWの空気との接触を回避するための所定の退避動作を第2搬送装置17に対して実行させてもよい。
かかる経路再判定処理の内容について図9を参照して説明する。図9は、経路再判定処理の内容を示すフローチャートである。
図9に示すように、制御部18は、たとえば状態情報19bに基づき、受渡部14に未処理ウェハWが載置されているか否かを判定する(ステップS201)。受渡部14に未処理ウェハWが載置されていない場合(ステップS201,No)、制御部18は、受渡部14に未処理ウェハWが載置されるまでステップS201の処理を繰り返す。
一方、受渡部14に未処理ウェハWが載置されると(ステップS201,Yes)、制御部18は、受渡部14から処理ユニット16までの経路が確保されているか否かを判定する(ステップS202)。たとえば、制御部18は、図7に示す条件Q3〜Q6が満たされている場合に、受渡部14から処理ユニット16までの経路が確保されていると判定する。
ステップS202において、受渡部14から処理ユニット16までの経路が確保されていると判定した場合(ステップS202,Yes)、制御部18は、第2搬送装置17に対して「搬入処理」の実行を指示する(ステップS203)。
一方、受渡部14から処理ユニット16までの経路が確保されていない場合(ステップS202,No)、制御部18は、第2搬送装置17に対して「退避動作」の実行を指示する(ステップS204)。
ここで、「退避動作」は、受渡部14に載置された未処理ウェハWを不活性ガスで満たされた所定の退避場所へ搬入する処理である。退避場所は、たとえば受渡室12b内において受渡部14の上方または下方に設けられる。退避場所には、たとえば内部を密閉可能なチャンバと、チャンバ内に不活性ガスを供給するガス供給部とが設けられる。かかる退避場所にウェハWを退避させることで、ウェハWが空気に晒される時間を短くすることができる。
なお、空き処理ユニット16に異常が発生した場合において、空き処理ユニット16のチャンバ20内にウェハWを収容可能であり且つFFU21からチャンバ20内への不活性ガスの供給が可能であれば、制御部18は、受渡部14から未処理ウェハWを取り出して上記空き処理ユニット16へ搬入する動作を「退避動作」として実行させてもよい。これによっても、ウェハWが空気に晒される時間を短くすることが可能である。
(第3変形例)
上述した実施形態では、基板処理システム1の現在の状態が、予め決められた経路確保条件を満たしている場合に第1搬送装置13に対して「取出動作」の実行を指示することとした。
しかしながら、これに限らず、制御部18は、経路確保条件が満たされることを予測して、経路確保条件が満たされる時刻よりも所定時間前に、第1搬送装置13に対して「取出動作」の実行を指示するようにしてもよい。
かかる点について図10を参照して説明する。図10は、第1搬送装置に対する搬送制御処理の変形例を説明するための図である。
図10に示すように、たとえば、第2搬送装置17による「搬出動作」が終了した時点で経路確保条件(図7に示す条件Q1〜Q6)が満たされるものとする。上述した実施形態では、経路確保条件が成立した場合に、すなわち、第2搬送装置17による「搬出動作」が終了した後で、第1搬送装置13に対して「取出動作」の実行を指示することとした(図10に示す破線の「取出動作」)。この場合、処理済みウェハWは、第1搬送装置13による「取出動作」が終了して「回収動作」が開始されるまでの間、受渡部14に滞留することとなる。
一方、変形例に係る制御部18は、処理ユニット16による処理の残り時間Xsecおよび「搬出動作」の所要時間Ysecの合計時間が、「取出動作」の所要時間Zsec以下となった場合に、第1搬送装置13に対して「取出動作」の実行を指示する。
これにより、第1搬送装置13は、第2搬送装置17による「搬出動作」が終了するタイミングと同等のタイミングで「取出動作」を終えることができ、第2搬送装置17によって受渡部14に載置された処理済みウェハWを直ちに受渡部14から取り出して、キャリアCへ搬送することができる。
このように、制御部18は、前回の取出動作の開始時点からの経過時間が閾値に達したと判定した後、キャリアCから処理ユニット16に至るウェハWの搬送経路が確保されることが予想される時刻よりも「取出動作」に要する時間以下の時間だけ前に、第1搬送装置13に対して「取出動作」を実行させることとしてもよい。これにより、受渡部14における処理済みウェハWの滞留時間を短縮することができる。
なお、制御部18は、処理ユニット16による処理が完了するまでの残り時間は、たとえばレシピ情報19aおよび状態情報19bに基づいて算出することができる。また、処理ユニット16が上記残り時間を計測する機能を有している場合には、処理ユニット16から直接取得することも可能である。また、変形例において、記憶部19(図4参照)には、「取出動作」および「搬出動作」の所要時間として予め決められた時間がそれぞれ記憶されているものとし、制御部18は、記憶部19からこれらの情報を取得するものとする。
(その他の変形例)
上述した実施形態では、第1搬送装置13が1枚のウェハWを保持可能なウェハ保持機構13aを用いてウェハWを1枚ずつ搬送する場合の例について説明したが、複数枚のウェハWを保持可能なウェハ保持機構を用いて複数のウェハWを一括して搬送してもよい。
また、上述した実施形態では、前回の「取出動作」の開始時点からの経過時間が閾値に達し、且つ、ウェハWの搬送経路が確保されている場合に、第1搬送装置13に対して「取出動作」の実行を指示することとした。しかし、制御部18は、ウェハWの搬送経路が確保されているか否かについては必ずしも判定することを要しない。すなわち、制御部18は、ウェハWの搬送経路が確保されているか否かにかかわらず、前回の「取出動作」の開始時点からの経過時間が閾値に達した場合に、第1搬送装置13に対して「取出動作」の実行を指示してもよい。
また、制御部18は、複数の空き処理ユニット16が存在する場合に、未処理ウェハWを搬入する空き処理ユニット16を、各空き処理ユニット16による処理の実行回数に応じて決定してもよい。たとえば、制御部18は、処理の実行回数が少ない空き処理ユニット16から順に未処理ウェハWを搬入していくようにしてもよい。これにより、処理ユニット16間で処理の実行回数に偏りが生じないようにすることができる。
また、制御部18は、連続する2つの処理単位が、同一のレシピ情報に基づいて実行されるものである場合には、一方の処理単位を上段の受渡部14、第2搬送装置17および複数の処理ユニット16を用いて実行し、他方の処理単位を下段の受渡部14、第2搬送装置17および複数の処理ユニット16を用いて実行するようにしてもよい。一方、連続する2つの処理単位が異なるレシピ情報に基づいて実行されるものである場合に、これらの処理単位を同時に実行してしまうと、第1搬送装置13による「取出動作」の実行周期が崩れるおそれがある。このため、連続する2つの処理単位が異なるレシピ情報に基づいて実行されるものである場合、制御部18は、一方の処理単位が終わった後で、他方の処理単位を実行するようにしてもよい。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
W ウェハ
1 基板処理システム
11 キャリア載置部
12 搬送部
12a 搬入出室
12b 受渡室
13 第1搬送装置
14 受渡部
15 搬送部
16 処理ユニット
18 制御部

Claims (10)

  1. 複数の基板を収容するキャリアを載置するキャリア載置部と、
    複数の前記基板を載置可能な基板載置部と、
    前記キャリア載置部に載置された前記キャリアと前記基板載置部との間で前記基板を搬送する第1搬送装置と、
    前記基板を処理する複数の処理部と、
    前記複数の処理部と前記基板載置部との間で前記基板を搬送する第2搬送装置と、
    前記第1搬送装置、前記複数の処理部および前記第2搬送装置を制御する制御部と
    を備え、
    前記制御部は、
    前記第1搬送装置が前記キャリアから前記基板を取り出して前記基板載置部へ載置し且つ前記基板載置部から前記基板を取り出して前記キャリアへ収容するまでの所要時間以上の時間間隔で、前記第1搬送装置に対し、前記キャリアから前記基板を取り出して前記基板載置部へ載置する取出動作を実行させること
    を特徴とする基板処理装置。
  2. 前記制御部は、
    前回の前記取出動作からの経過時間が、前記所要時間以上の時間として予め設定された閾値に達したか否を判定し、前記閾値に達したと判定した場合に、前記第1搬送装置に対して前記取出動作を実行させること
    を特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
  3. 前記制御部は、
    前記キャリアから前記処理部に至るまでの前記基板の搬送経路が確保されているか否かをさらに判定し、前回の前記取出動作からの経過時間が前記閾値に達しており、且つ、前記搬送経路が確保されていると判定した場合に、前記第1搬送装置に対して前記取出動作を実行させること
    を特徴とする請求項2に記載の基板処理装置。
  4. 前記制御部は、
    前記基板載置部に前記基板を収容可能な空きスロットが存在すること、前記第2搬送装置が前記基板を保持していないこと、および、前記複数の処理部のうち前記基板を収容していない空き処理部が存在することを含む経路確保条件が満たされている場合に、前記搬送経路が確保されていると判定すること
    を特徴とする請求項3に記載の基板処理装置。
  5. 前記経路確保条件は、
    前記第1搬送装置が前記基板を保持していないことをさらに含むこと
    を特徴とする請求項4に記載の基板処理装置。
  6. 前記経路確保条件は、
    前記空き処理部の処理開始準備が整っていることをさらに含むこと
    を特徴とする請求項4に記載の基板処理装置。
  7. 前記制御部は、
    前記処理部によって処理された後の前記基板である処理済基板を収容可能な空きスロットが前記基板載置部に存在することを含む経路確保条件が満たされている場合に、前記搬送経路が確保されていると判定すること
    を特徴とする請求項3に記載の基板処理装置。
  8. 前記制御部は、
    複数の前記基板を処理対象とする一の処理単位の実行中に、特定のイベントの発生条件が成立した場合に、前記一の処理単位の実行が終了し、他の処理単位の実行が開始される前に、前記イベントを実行すること
    を特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  9. 前記制御部は、
    前回の前記取出動作からの経過時間が前記閾値に達したと判定した後、前記キャリアから前記処理部に至る前記基板の搬送経路が確保されることが予想される時刻よりも前記取出動作に要する時間以下の時間だけ前に、前記第1搬送装置に対して前記取出動作を実行させること
    を特徴とする請求項2に記載の基板処理装置。
  10. 複数の基板を収容可能なキャリアを載置するキャリア載置部に載置された前記キャリアと複数の前記基板を載置可能な基板載置部との間で前記基板を搬送する第1搬送装置を用い、前記キャリアから前記基板を取り出して前記基板載置部へ載置し且つ前記基板載置部から前記基板を取り出して前記キャリアへ収容するまでの所要時間以上の時間間隔で、前記キャリアから前記基板を取り出して前記基板載置部へ載置する取出工程と、
    前記基板を処理する複数の処理部と前記基板載置部との間で前記基板を搬送する第2搬送装置を用い、前記基板載置部から前記基板を取り出して前記処理部へ搬入する搬入工程と
    を含むことを特徴とする基板搬送方法。
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