JP5476337B2 - 真空処理装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、真空処理装置に係り、特に半導体処理装置の処理室等の間で、半導体被処理体（以下、「ウェハ」という。）を搬送する方法に関する。

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、処理対象であるウェハの処理の効率の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の効率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」）を挟んで接続される構造である。

このように設置面積を小さくするために線形ツールという構造が提案されているが、一方、生産性の向上についてもいくつもの提案がなされている。生産性の向上には、処理時間の短縮や搬送の効率化が重要であるが、特に、効率的な搬送方法に関して、いくつもの提案がなされている。代表的な方法として、スケジューリングによる方法が知られている。スケジューリングによる方法とは、事前に搬送動作を決めておき、それに基づいて搬送を行うもので、搬送動作の決め方の一例として、処理完了時間の早い処理室から順に搬送先として割り当て、搬送動作を決定していく方法が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。

このスケジューリングによる方法は、エッチングや成膜などの処理時間が、その処理に要する標準的な時間の前後で安定しているという条件の下で、高い生産性を実現する方法である。しかし、新しい装置を導入したり、新しい製品を処理したりするなどした場合、処理時間が安定せず、その処理に要する標準的な時間よりも、数倍延びると言った事もしばしば起こり得る。このような状況では、複数ある処理室の内、ある処理室で処理時間の延長が起こると、その処理室で処理される予定のウェハがスケジュール通りに搬送されず、装置内で待機することになり、他の処理室で処理される予定のウェハの搬送経路を塞いでしまい、生産性を低下させることがあった。

具体的に説明すると、例えば、処理室が二つあり、処理室Ａでは、２０秒後に処理が終わる予定であり、処理室Ｂでは、５０秒後に処理が終わる予定であったとする。この時に、処理室Ａで次に処理される予定のウェハＷ１がロードロックで待機しているとする。処理室Ａで予定通り２０秒後に処理が終われば、ウェハＷ１がロードロックより取りだされ、処理室Ａで処理が行われる。そうなれば、ロードロックは空になるので、処理室Ｂで次に処理されるウェハＷ２を取りこむ事が出来るので、処理室Ｂの処理が終わればすぐにウェハＷ２を処理室Ｂで処理出来る。しかし、処理室Ａの処理が予定の２０秒が経っても終わらない場合は、ロードロックで待機しているウェハＷ１がそのままロードロックを占有し続けるので、ウェハＷ２はロードロックに入る事ができない。よって、処理室Ａの処理が長引き、先に処理室Ｂの処理が終わったとしても、次に処理室Ｂで処理する予定のウェハＷ２は処理室Ｂへ搬送出来ないため、処理が行えない。故に、生産性が低下してしまう。

このように、ある処理室で処理される予定のウェハがスケジュール通りに搬送されず、他の処理室で処理される予定のウェハの搬送を妨害してしまう場合の解決策として、スケジュール通りに搬送されないウェハが発生した場合、スケジュール通りに搬送されないウェハを回収したり、一時退避用のスペースへ移動したりするなど、搬送スケジュールを組み直す方法が提案されている（例えば、特許文献３を参照）。

特表２００７−５１１１０４号公報 特開平１０−１８９６８７号公報 特表２００２−５０６２８５号公報

上記従来技術では、次のような点について課題があった。

処理時間が安定しない状況において、生産性の低下を軽減するため、搬送スケジュールを組み直したとしても、ウェハを回収したり、一時退避用のスペースへ搬送したりするなど、本来必要ない動作を行う事になり、生産性の低下は避けられず、必ずしも効率的な搬送方法とは言えなかった。

又、効率的な搬送方法は、ウェハの処理工程によって効率的な搬送方法は異なることがある。処理室にて一回の処理を行って処理を完了する処理工程もあれば、複数回の処理を行って処理を完了する処理工程もある。更に、運用条件によっても異なることがある。ウェハの処理予定の処理室をいつでも自由に変える事が出来る運用条件もあれば、初期位置からウェハの搬送が開始されたら、処理予定の処理室を変えられない運用条件もある。ウェハの処理予定の処理室をいつでも自由に変えられる運用条件とは、処理に用いるガスの種類など処理条件が複数の処理室で同じであり、どの処理室で処理しても処理後のウェハの品質に違いが無い場合である。又、初期位置からウェハの搬送が開始されたら、処理予定の処理室を変えられない運用条件とは、処理に用いるガスの種類など処理条件が複数の処理室で同じだが、あるウェハに対して、一度処理予定の処理室が決定されたら、膜厚などそのウェハ特有の状態に応じて処理条件を微調整する運用が行われる場合や、処理に用いるガスの種類など処理条件が処理室によって異なる場合である。

そこで、本発明の目的は、線形ツールにおいて、処理室にて一回の処理を行って処理を完了する処理工程で、初期位置からウェハの搬送が開始されたら、処理予定の処理室を変えられない運用条件の下で、処理時間が安定しない状況において、ある処理室で処理される予定のウェハが、他の処理室で処理される予定のウェハの搬送を妨害することがなく、搬送効率ないしスループットの高い半導体処理装置を提供することである。

処理室毎に投入される未処理ウェハの枚数を制限することで、仮にある処理室で処理時間が延びても、他の処理室へ搬送されるウェハの搬送経路を塞がないように制御する。

処理室毎に投入される未処理ウェハの枚数を制限する手段として、処理室毎に、処理中、及びその処理室へ搬送中の未処理ウェハの枚数を数える手段と、その未処理ウェハの枚数が投入制限数と同じか、それ以上であったら、ウェハの搬送先を決定する際に、その処理室を除いた搬送先候補を計算する手段とを有する。

更に、処理室毎の投入制限数を算出する手段として、処理室が属するブロックのウェハの保持可能数と処理室数から、投入制限数を算出する手段を有する。
更に、処理室毎の投入制限数を算出する手段は、処理室が属するブロックのウェハ保持可能数を処理室数で割った時の商に１を加えた値を投入制限数とする特徴を持つ。

本発明によれば、処理時間が安定しない状況において、ある処理室で処理される予定のウェハが、他の処理室で処理される予定のウェハの搬送を妨害することがなく、搬送効率ないしスループットの高い半導体処理装置を提供することができる。

半導体処理装置の全体構成の概略を説明した図である。 半導体処理装置の機械部の構成を説明した図である。 半導体処理装置の機械部のウェハ保持構造について説明した図である。 半導体処理装置の動作制御システムの全体フローを説明した図である。 動作指示計算の処理と入出力情報について説明した図である。 搬送先決定計算の処理と入出力情報について説明した図である。 未処理ウェハ枚数計算の詳細な計算処理を説明した図である。 割り当て対象処理室計算の詳細な計算処理を説明した図である。 搬送先計算の詳細な計算処理を説明した図である。 投入制限数計算の処理と入出力情報について説明した図である。 投入制限数計算の詳細な計算処理を説明した図である。 コンソール端末の画面の例を示した図である。 装置状態情報の例を示した図である。 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。 搬送先情報の例を示した図である。 動作指示情報の例を示した図である。 動作指示ルール情報の例を示した図である。 動作シーケンス情報の例を示した図である。 未処理ウェハ枚数情報の例を示した図である。 割り当て対象処理室情報の例を示した図である。 投入制限数情報の例を示した図である。 ウェハ保持可能数情報の例を示した図である。 ブロック情報の例を示した図である。 半導体処理装置の機械部とブロックの関係を説明した図である。

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。

本発明の半導体処理装置の全体構成の概略について、図１を用いて説明する。半導体処理装置は、大きく分けると、処理室や搬送機構を含む機械部１０１と動作制御部１０２とコンソール端末１０３から成っている。機械部１０１は、ウェハに対してエッチングや成膜などの処理を施すことができる処理室とウェハの搬送を行うロボットなどを備えた搬送機構で構成されている。動作制御部１０２は、処理室や搬送機構の動作を制御するコントローラであり、演算処理を行う演算部１０４と各種情報を記憶する記憶部１０５から成っている。演算部１０４には、利用者が指定した「手動」若しくは「自動」の制御モードによって、制御システムの内部処理を切り替える制御モード設定部１０６と、処理室や搬送機構を実際に動作させるための演算を行う動作指示計算部１０７と、未処理のウェハ枚数を計算する未処理ウェハ枚数計算部１０８と、新たに投入するウェハの搬送先の候補となる処理室を計算する割り当て対象処理室計算部１０９と、新たに投入するウェハの搬送先処理室を計算する搬送先計算部１１０と、各処理室に対して、投入する処理予定のウェハ枚数を制限する投入制限数を算出する投入制限数計算部１１１と、がある。又、記憶部１０５には、装置状態情報１１２、処理対象情報１１３、処理室情報１１４、搬送先情報１１５、動作指示情報１１６、動作指示ルール情報１１７、動作シーケンス情報１１８、未処理ウェハ枚数情報１１９、割り当て対象処理室情報１２０、投入制限数情報１２１、ウェハ保持可能数情報１２２、ブロック情報１２３の情報が記憶されている。コンソール端末１０３は、利用者が制御方法を入力したり、装置の状態を確認したりするためのもので、キーボードやマウスやタッチペンなどの入力機器と情報を出力する画面が備わっている。又、半導体処理装置は、ネットワーク１２５を介して、ホストコンピュータ１２４と接続されており、処理に利用するガスの種類や濃度等のレシピや処理に要する標準的な時間など、必要な情報を必要な時に、ホストコンピュータ１２４よりダウンロードすることができる。

次に、処理室及び搬送機構を含む機械部の構成について、図２を用いて説明する。図２は、機械部を上面から俯瞰した図である。機械部は、大きく分けて、大気側機械部２３２と真空側機械部２３３に分けられる。大気側機械部２３２は、大気圧下で、ウェハが収納されているカセットから、ウェハを取り出したり収納したりといったウェハの搬送等を行う部分である。真空側機械部２３３は、大気圧から減圧された圧力下でウェハを搬送し、処理室内において処理を行う部分である。そして、大気側機械部２３２と真空側機械部２３３との間に、ウェハを内部に有した状態で圧力を大気圧と真空圧との間で上下させる部分であるロードロック２１１を備えている。

大気側機械部２３２には、ロードポート２０１、２０２と、アライナー２３４と、大気ロボット２０３と、大気ロボットの可動エリアを覆う筐体２０４がある。このロードポート２０１、２０２に処理対象のウェハを収納したカセットが置かれる。そして、ウェハを保持することのできるハンドを有する大気ロボット２０３が、カセットの中に収納されているウェハを取り出して、ロードロック２１１の中へ搬送したり、逆に、ロードロック２１１の中からウェハを取り出し、カセットの中に収納したりする。この大気ロボット２０３は、ロボットアームを伸縮させたり、上下移動したり、旋回することができ、更に、筐体２０４の内部を水平移動することもできる。又、アライナー２３４とは、ウェハの向きを合わせるための機械である。但し、大気側機械部２３２は、一例であり、本発明の装置が、二つのロードポートを有する装置に限定されるものではなく、ロードポートの数が二つより少なくても、多くてもよい。加えて、本発明の装置が、一つの大気ロボットを有する装置に限定されるものではなく、複数の大気ロボットを有していてもよい。加えて、本発明の装置が、一つのアライナーを有する装置に限定されるものではなく、複数のアライナーを有していても良いし、アライナーが無くても良い。

真空側機械部２３３には、処理室２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０と搬送室２１４、２１５、２１６と中間室２１２、２１３がある。処理室２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０は、ウェハに対してエッチングや成膜などの処理を行う部位である。これらは、ゲートバルブ２２２、２２３、２２６、２２７、２３０、２３１を介して、それぞれ搬送室２１４、２１５、２１６と接続されている。ゲートバルブ２２２、２２３、２２６、２２７、２３０、２３１は、開閉するバルブを有しており、処理室内部の空間と搬送室内部の空間を区切ったり、空間を繋げたりすることができる。

搬送室２１４、２１５、２１６には、真空ロボット２１７、２１８、２１９がそれぞれ備わっている。この真空ロボット２１７、２１８、２１９は、ウェハを保持することのできるハンドを備えており、ロボットアームが伸縮や旋回や上下移動することが出来、ウェハをロードロックに搬送したり、処理室に搬送したり、中間室に搬送したりする。

中間室２１２、２１３は、搬送室２１４、２１５、２１６の間に接続されており、ウェハを保持する機構を備えている。真空ロボット２１７、２１８、２１９が、この中間室２１２、２１３にウェハを置いたり、取り出したりすることで、搬送室間でウェハを受渡しすることができる。この中間室２１２、２１３は、ゲートバルブ２２４、２２５、２２８、２２９を介して、それぞれ搬送室２１４、２１５、２１６と接続している。このゲートバルブ２２４、２２５、２２８、２２９は、開閉するバルブを有しており、搬送室内部の空間と中間室内部の空間を区切ったり、空間を繋げたりすることができる。但し、真空側機械部２３３は、一例であり、本発明の装置が、六つの処理室を有する装置に限定されるものではなく、処理室数が六つより少なくても、多くてもよい。又、本実施例では、一つの搬送室に二つの処理室が接続される装置として説明するが、本発明の装置が、一つの搬送室に二つの処理室が接続された装置に限定されるものではなく、一つの搬送室に一つの処理室や三つ以上の処理室が接続された装置であってもよい。加えて、本発明の装置が、三つの搬送室を有する装置に限定されるものではなく、搬送室が三つより少なくても、多くてもよい。又、本実施例では搬送室と中間室の間にゲートバルブを備えた装置として説明するが、このゲートバルブはなくてもよい。

ロードロック２１１は、ゲートバルブ２２０、２２１を介して、それぞれ大気側機械部２３２と真空側機械部２３３に接続しており、ウェハを内部に有した状態で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。

次に、機械部を側面から俯瞰した図３を用いて、ウェハを保持する構造について説明する。ウェハは、ロードロック３０５や、中間室３１０、３１５に保持することができる。これらロードロック３０５や中間室３１０、３１５は、複数のウェハをそれぞれ別々の保持できる構造（以降、保持段と呼ぶ）に保持する。物理的には、任意のウェハをどの保持段に置くことも可能であるが、運用として、一部の保持段には未処理ウェハのみ、又、別の一部の保持段には処理済ウェハのみを置くという運用が一般的である。これは、処理済ウェハには、処理に利用した腐食性ガスなどが付着しており、保持段にガスを残すことがある。このガスに未処理ウェハが触れると、ウェハに変質が起き、ウェハの品質を落としてしまうことがあるためである。よって、例えば、図３に示すようにロードロックに４段の保持段があったとした場合、２段を未処理ウェハ用の保持段、残り２段を処理済ウェハ用の保持段とする、というような運用が行われる。
なお、番号３０１はロードポートに置かれたカセットを、番号３０２は大気ロボットの可動エリアを覆う筐体を、番号３０３は大気ロボットを、番号３０７、３１２、３１８は搬送室を、番号３０８、３１３、３１７は真空ロボットを、番号３０４、３０６、３０９、３１１、３１４、３１６はゲートバルブを、番号３１９、３２０、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５はウェハを、それぞれ意味する。

次に、本発明の半導体処理装置の動作制御システムの全体フローについて、図４を用いて説明する。なお、以下の説明にあたって、本発明では、線形ツールにおいて、処理室にて一回の処理を行って処理を完了する一工程処理のみを扱うものとし、初期位置からウェハの搬送が開始されたら、処理予定の処理室を変えられない運用条件の下で搬送を行うものとする。

コンソール画面４０１から、利用者が制御モードの「手動」か「自動」を選択することができる。ここで、「自動」を選択した場合、更に、処理時間が不確実に変動することに対応した制御を行うか否かを選択することができる。ここで選択された制御モードや処理時間の不確実対応の有無によって、制御の計算処理が異なるため、制御モード設定部４０２が、指定された制御モードや不確実対応の有無に応じて、制御の計算処理を切り替える。例えば、制御モードで「手動」が指定されれば、手動搬送先設定４０３が実行される。一方、制御モードが「自動」で処理時間不確実変動対応が「なし」が指定されれば、処理時間不確実対応なしの搬送先決定計算４０４が実行される。又一方、制御モードが「自動」で処理時間不確実変動対応が「あり」が指定されれば、処理時間不確実対応ありの搬送先決定計算４０５が実行される。

この演算処理４０３、４０４、４０５のいずれも、これから投入するウェハの搬送先処理室を決める処理であり、出力として搬送先情報４０６を出力する。この搬送先情報４０６と装置状態情報４０８をもとにして、動作命令計算４０７にて、動作命令４０９が算出され、機械部４１０がその動作命令４０９に基づいて、動作を行う。そして、動作を行う事で、装置内の状態が変化し、装置状態情報４０８が更新される。そして、再び、搬送先情報４０６と装置状態情報４０８をもとに動作命令計算４０７にて、動作命令４０９が算出され、機械部４１０は次に動作を行うことになる。

又、搬送先処理室を自動で決定する演算処理４０４、４０５は、新たな処理対象の搬送先を決定する時に、都度実行され、搬送先情報４０６を更新する。例えば、大気ロボットがあるウェハの搬送を終了し、新たなウェハに対する動作を行える状態になった時に、その新たなウェハの搬送先を計算する、といった具合である。

本発明は、制御モード「自動」で、処理時間不確実対応「あり」の場合の効率的な制御方法に関するものであるので、以降、制御モード「自動」で、処理時間不確実対応「あり」の場合の制御方法について説明する。よって以降、搬送先決定計算とは、処理時間不確実対応ありの搬送先決定計算４０５を指すものとする。
まず、図４で示した動作命令計算４０７について、図５を用いて詳細に説明する。図５は、動作命令計算４０７の処理と入出力情報の関係を詳細に示した図である。動作命令計算４０７は、動作指示計算５０４と動作命令生成５０７の二つの演算処理から構成される。
動作指示計算５０４とは、装置状態情報５０１と搬送先情報５０２と動作指示ルール情報５０３を入力とし、動作指示情報５０６を出力するものである。装置状態情報５０１は、図１３に例示するような情報であり、各部位の状態やそこにあるウェハの番号や処理の状態を表した情報である。例えば、「部位：ロードロック２２１＿段１、状態：真空、ウェハ番号：Ｗ１１、ウェハ状態：未処理」というデータは、ロードロック２２１の保持段の1段目の状態を示しており、ロードロックの状態は真空状態、ウェハ番号Ｗ１１のウェハが保持されており、そのＷ１１は未処理ウェハであるということを意味している。搬送先情報５０２は、図１６に例示するような情報であり、各ウェハの搬送先処理室を表した情報である。動作指示ルール情報５０３は、図１８に例示するような情報であり、動作指示と、その動作指示を行う条件を記述した情報である。例えば、「ロードロック２１１から中間室２１２へ搬送」という動作指示は、「ロードロック２１１に搬送先が処理室２０５、２０６以外の未処理ウェハがあり、かつ、ロードロック２１１が真空状態である」「中間室２１２に空きの保持段がある」「真空ロボット２１７の少なくとも片方のハンドが待機状態である」という条件が揃ったときに指示が行われるということを意味する。動作指示情報５０６は、図１７に例示するような情報であり、搬送の動作指示と搬送対象のウェハ番号を持つ情報である。動作指示計算５０４では、装置状態情報５０１、搬送先情報５０２を参照し、動作指示ルール情報５０３の動作指示条件が全て満たされた動作指示を抽出し、その動作指示を動作指示情報５０６として出力する。

動作命令生成５０７とは、動作指示情報５０６と動作シーケンス情報５０５を入力とし、動作命令５０８を出力し、機械部へ動作命令を伝達するものである。動作シーケンス情報５０５は、図１９に例示するような情報である。これは、動作指示について、大気ロボットや真空ロボットの動作や、ロードロックや中間室や処理室のゲートバルブの開閉動作や、ロードロックの真空引きを行うポンプの動作等、各部位の具体的な動作内容を記述したものであり、動作順序に記された番号の若い順より動作を実行するという事を意味している。この動作シーケンス情報５０５は、各動作指示について、各々定義されるものである。

動作命令生成５０７では、動作指示情報５０６にある動作指示について、動作シーケンス情報５０５から該当する動作指示の動作シーケンスデータを抽出し、動作順序の番号の若い順より、動作命令として機械部へ伝達する。

次に、図４で示した搬送先決定計算４０５について、図６を用いて詳細に説明する。図６は、搬送先決定計算４０５の処理と入出力情報の関係を詳細に示した図である。搬送先決定計算４０５は、未処理ウェハ枚数計算６０５と割り当て対象処理室計算６０７と搬送先計算６０９の三つの演算処理から構成される。

未処理ウェハ枚数計算６０５とは、装置状態情報６０１を入力とし、未処理ウェハ枚数情報６０６を出力するものである。未処理ウェハ枚数情報６０６とは、図２０に例示するような情報であり、各処理室について、その処理室が搬送先となっている未処理ウェハの枚数を表した情報である。ここで、未処理ウェハとは、処理室にて処理が完全に終了する前のウェハの事を指すものと定義する。本実施例は、ウェハの状態を「未処理」、「処理中」、「処理済」と３つの状態で管理する例であり、この場合、未処理ウェハとは、ウェハの状態が「未処理」、または「処理中」のものを指す。未処理ウェハ枚数計算６０５の詳細な計算処理は後述する。

割り当て対象処理室計算６０７とは、投入制限数情報６０２と処理室情報６０３と未処理ウェハ枚数情報６０６を入力とし、割り当て対象処理室情報６０８を出力するものである。投入制限数情報６０２とは、図２２に例示するような情報であり、各処理室について、その処理室で処理中のウェハとその処理室へ向けて搬送中の未処理ウェハの枚数の上限を意味する情報である。処理室情報６０３とは、図１５に例示するような情報であり、各処理室の稼働状況を表す情報である。状態が「稼働」であれば、処理を行う事が出来る状態を意味し、状態が「停止」であれば、処理を行う事ができない状態を意味する。割り当て対象処理室情報６０８とは、図２１に例示するような情報であり、ウェハの搬送先を計算する際に、搬送先の割り当て候補となる処理室をリストアップした情報である。割り当て対象処理室計算６０７の詳細な計算処理は後述する。

搬送先計算６０９とは、処理対象情報６０４と搬送先情報６１０と割り当て対象処理室情報６０８を入力とし、搬送先情報６１０を更新する。処理対象情報６０４とは、図１４に例示するような情報であり、処理対象のウェハを識別するウェハ番号が記述された情報である。搬送先計算６０９の詳細の計算処理は後述する。

次に、図６で示した未処理ウェハ枚数計算６０５の詳細な計算処理を図７のフローチャートを用いて説明する。未処理ウェハ枚数計算６０５は、処理室毎に、その処理室を搬送先とする未処理のウェハ枚数を算出する処理である。まず、未処理ウェハ枚数情報のデータをクリアする。次に、処理ステップ７０１で、装置状態情報から部位が「ロードポート」以外で、且つ、ウェハの状態が「未処理」、または「処理中」のデータを全て抽出する。そして、処理ステップ７０２で、処理ステップ７０１で抽出したデータの一つを選択し、そのデータのウェハ番号と、同じウェハ番号を持つ搬送先情報のデータを抽出し、その搬送先情報のデータの搬送先となっている処理室番号を取得し、未処理ウェハ枚数情報の、その処理室番号の未処理ウェハ枚数を1増加させる。次に、処理ステップ７０３で、処理ステップ７０１で抽出した全てのデータについて、処理ステップ７０２を行ったかチェックし、全てのデータに対して処理ステップ７０２を行っていれば、未処理ウェハ枚数計算６０５は終了する。一方、全てのデータに対して処理ステップ７０２を行っていなければ、処理ステップ７０２に戻り繰り返す。

次に、図６で示した割り当て対象処理室計算６０７の詳細な計算処理を図８のフローチャートを用いて説明する。割り当て対象処理室計算６０７は、ウェハの搬送先を決定する際に、割り付ける処理室の候補を決める処理である。まず、割り当て対象処理室情報をクリアする。次に、処理ステップ８０１で、処理室情報より、状態が「稼働」の処理室を全て抽出する。次に、処理ステップ８０２で、処理ステップ８０１で抽出した処理室情報のデータの内、一つを選択する。未処理ウェハ枚数情報から、選択されたデータの処理室番号を同じ処理室番号を持つデータを抽出し、そのデータの未処理ウェハ枚数を取得する。又、投入制限数情報から、選択されたデータの処理室番号を同じ処理室番号を持つデータを抽出し、そのデータの投入制限数を取得する。次に、処理ステップ８０３で、処理ステップ８０２で取得した未処理ウェハ枚数と投入制限数を比較し、未処理ウェハ枚数が投入制限数より少ない場合は、処理ステップ８０４へ進み、未処理ウェハ枚数が投入制限数と同じか大きい場合は、処理ステップ８０５へ進む。処理ステップ８０４では、処理ステップ８０２で選択した処理室を割り当て対象処理室にするため、その処理室番号を割り当て対象処理室情報に加える。次に、処理ステップ８０５で、処理ステップ８０１で抽出した全ての処理室について、処理ステップ８０２、８０３を行ったかチェックし、全ての処理室について処理室ステップ８０２、８０３が行われていれば、割り当て対象処理室計算６０７を終了する。一方、全ての処理室について処理室ステップ８０２、８０３が行われていなければ、処理ステップ８０２へ戻り繰り返す。

次に、図６で示した割り当て搬送先計算６０９の詳細な計算処理を図９のフローチャートを用いて説明する。搬送先計算６０９は、これから装置内へ投入されるウェハに対し、搬送先の処理室を決める処理である。まず、処理ステップ９０１で、これから装置内へ投入されるウェハのウェハ番号を取得する。具体的な処理としては、処理対象情報から、搬送先情報にないウェハ番号のデータを抽出し、その中から最もウェハ番号の小さいものを取得し、これをこれから装置内へ投入するウェハとする。次に、処理ステップ９０２で、搬送先情報から最もウェハ番号の大きいデータを抽出し、そのデータの搬送先の処理室を取得する。そして、次に、処理ステップ９０３で、割り当て対象処理室情報にある全ての処理室番号を抽出し、その中から処理ステップ９０２で取得した処理室番号より大きい処理室番号があれば、その処理ステップ９０２で取得した処理室番号より大きい処理室番号の中で最も小さい処理室番号の処理室を、搬送先処理室とする。もし、処理ステップ９０２で取得した処理室番号より大きい処理室番号がなければ、割り当て対象処理室情報にある全ての処理室番号のうち、最も小さい処理室番号の処理室を、搬送先処理室とする。最後に、処理ステップ９０４で、処理ステップ９０１で取得したウェハの搬送先処理室として、処理ステップ９０３で取得した搬送先処理室を割り当て、搬送先情報に追加する。但し、本実施例で説明した搬送先を決定するアルゴリズムは一例であって、本発明がこのアルゴリズムに限定されるものではない。未処理ウェハ枚数情報をもとに計算された割り当て対象処理室情報を入力として、ウェハの搬送先を計算するアルゴリズムであれば、他のアルゴリズムでも良い。

ここで、図６で説明した装置状態情報６０１や処理室情報６０３は、機械部をモニターした情報であり、次々刻々と更新され、又、処理対象情報６０４は、処理対象のウェハが入ったカセットがロードポートに到着した時に、ホストコンピュータよりダウンロードされるものである。一方、投入制限数情報６０２は、装置の機械部の構造が決まった時点で事前に計算しておくものである。以下、その投入制限数情報６０２の計算方法について説明する。

図１０は、投入制限数計算の処理と入出力情報の関係を説明した図である。投入制限数計算１００４は、処理室情報１００１とブロック情報１００２とウェハ保持枚数情報１００３を入力として、投入制限数情報１００５を出力する処理である。
ここで、ブロックについて図２５を用いて説明する。ブロックとは、真空側機械部のいくつかの部位をひとまとめにして区切る単位である。ブロックを構成する部位は、一つの搬送室とその搬送室に接続する全ての処理室と、その搬送室に接続するロードロック、若しくはその搬送室に接続する中間室である。但し、搬送室にロードロックが接続されている場合は、そのロードロックはブロックを構成する部位に含めるが、その搬送室に接続されている中間室は含まない。その例が図２５のブロック２５０３である。搬送室２５０５にロードロック２５０４が接続されており、又、中間室２５０８も接続されている。この場合、ブロック２５０３を構成する部位は、搬送室２５０５とロードロック２５０３と処理室２５０６、２５０７となる。又、一つの搬送室に二つの中間室が接続されている場合、その搬送室を含むブロックを構成する部位として、ロードロックに近い側の中間室をそのブロックに含め、もう一方の中間室はそのブロックには含めない。その例が図２５のブロック２５０２である。搬送室２５０９には、中間室２５０８、２５１２が接続されている。この場合、搬送室２５０９を含むブロックには、ロードロックに近い側の中間室２５０８を含め、ロードロックから遠い側の中間室２５１２が含めない。よって、ブロック２５０２を構成する部位は、搬送室２５０９、中間室２５０８、処理室２５１０、２５１１となる。同様に、ブロック２５０１は、搬送室２５１３、中間室２５１２、処理室２５１４、２５１５から構成される。以上のルールでブロックを定義するものとする。

以上のことから、ブロック情報１００２とは、図２４に例示するような情報であり、各ブロックとそれを構成する部位の対応を示したものである。又、ウェハ保持可能数情報１００３とは、図２３示すような情報であり、各ブロックのウェハを保持できる枚数を示すものである。これは、ウェハはロードロックや中間室に保持することが可能であり、そのブロックを構成するロードロックや中間室のウェハ保持可能数を意味する。又、ウェハ保持可能数は、未処理ウェハの保持可能数を意味するもので、例えば、中間室に４段の保持段があるケースで、そのうち２段を未処理ウェハを保持する保持段、他の２段を処理済ウェハを保持する保持段として運用する場合、ウェハ保持可能数は２となる。

次に、投入制限数計算の詳細な計算処理について、図１１を用いて説明する。まず、処理ステップ１１０１で、処理室情報から処理室を一つ選択し、ブロック情報からその処理室のデータを抽出し、そのデータのブロック番号を取得する。次に、処理ステップ１１０２で、ブロック情報から処理ステップ１１０１で取得したブロック番号を持つデータを全て抽出し、更に、その中から部位が処理室のデータに絞り込み、データ数を集計する。つまり、そのブロックを構成する処理室の数を集計するということである。次に、処理ステップ１１０３で、ウェハ保持可能数情報から、処理ステップ１１０１で取得したブロック番号を持つデータを抽出し、そのデータのウェハ保持可能数を取得する。次に、処理ステップ１１０４で、処理ステップ１１０３で取得したウェハ保持可能数を、処理室ステップ１１０２で取得した処理室数で割った時の商を求め、その商に１を加えた値を、処理ステップ１１０１で選択した処理室の投入制限数として、投入制限数情報に記録する。最後に、処理ステップ１１０５で、処理室情報にある全ての処理室について、処理室ステップ１１０２、１１０３、１１０４の処理を行ったかチェックし、処理室情報にある全ての処理室について、行っていれば終了し、処理室情報にある全ての処理室について、行っていなければ、処理室ステップ１１０１へ戻り繰り返す。

最後に、図１に示したコンソール端末１０３の画面について、図１２を用いて説明する。コンソール端末１０３は、入力部と出力部があり、入力部としてキーボードやマウス、タッチペン等が備わっている。又、出力部として画面が備わっている。その画面には、制御方法を選択するエリア１２０１と装置状態の概要を表示するエリア１２０２と装置状態の詳細データを表示するエリア１２０３とがある。制御方法を選択するエリア１２０１には、制御方法として「手動」「自動」を選択できるようになっている。更に、制御方法として「自動」を選択すると、処理室不確実対応の有無を選択出来るようになる。装置状態の概要を表示するエリア１２０２には、どのウェハがどこにあるのか、簡便に把握できるよう、装置とウェハの位置をビジュアルに表示する。ウェハが移動すると、ウェハの表示位置がそれに応じて、変更される。図中のエリア１２０２内の円形で記載したものがウェハ１２０４を表すものである。又、装置状態の詳細データを表示するエリア１２０３には、装置内にあるウェハの詳細な状態や処理室や搬送機構の詳細な状態を表示する。

１０１：機械部、
１０２：動作制御部、
１０３：コンソール端末、
１０４：演算部、
１０５：記憶部、
１０６：制御モード設定部、
１０７：動作指示計算部、
１０８：未処理ウェハ枚数計算部、
１０９：割り当て対象処理室計算部、
１１０：搬送先計算部、
１１１：投入制限数計算部、
１１２：装置状態情報、
１１３：処理対象情報、
１１４：処理室情報、
１１５：搬送先情報、
１１６：動作指示情報、
１１７：動作指示ルール情報、
１１８：動作シーケンス情報、
１１９：未処理ウェハ枚数情報、
１２０：割り当て対象処理室情報、
１２１：投入制限数情報、
１２２：ウェハ保持可能数情報、
１２３：ブロック情報、
２０１,２０２：ロードポート、
２０３：大気ロボット、
２０４：筐体、
２０５,２０６,２０７,２０８,２０９,２１０：処理室、
２１１：ロードロック、
２１２,２１３：中間室、
２１４,２１５,２１６：搬送室、
２１７,２１８,２１９：真空ロボット、
２２０,２２１,２２２,２２３,２２４,２２５,２２６,２２７,２２８,２２９,２３０,２３１：ゲートバルブ、
２３２：大気側機械部、
２３３：真空側機械部、
２２４：アライナー、
３０１：カセット、
３０２：筐体、
３０３：大気ロボット、
３０７,３１２,３１８：搬送室、
３０８,３１３,３１７：真空ロボット、
３０４,３０６,３０９,３１１,３１４,３１６：ゲートバルブ、
３１９,３２０,３２１,３２２,３２３,３２４,３２５：ウェハ、
４０２：制御モード設定部処理、
４０３：手動搬送先設定、
４０４：処理時間不確実対応なしの搬送先決定計算、
４０５：処理時間不確実対応ありの搬送先決定計算、
４０７：動作命令計算、
４０９：動作命令、
５０４：動作指示計算、
５０７：動作命令生成、
６０５：未処理ウェハ枚数計算、
６０７：割り当て対象処理室計算、
６０９：搬送先計算、
７０１、７０２、７０３、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、９０１、９０２、９０３９０４、１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５：処理ステップ、
１００４：投入制限数計算、
１２０１：制御方法選択エリア、
１２０２：装置状態概要表示エリア、
１２０３：装置状態詳細データ表示エリア、
１２０４：ウェハ。

Claims (4)

1. 大気側に置かれた被処理体を真空側に取り込むロードロックを備えた真空処理装置において、
   前記真空側に設けられ前記被処理体に所定の処理を施す複数の処理室と、
   前記被処理体の受け渡しを行う真空ロボットを具備してなる複数の搬送機構部と、
   前記搬送機構部間を連結し前記被処理体を中継搬送する複数の搬送中間部と、
   前記ロードロックと前記搬送中間部に設けられた複数の前記被処理体の保持が可能な保持機構部と、
   前記被処理体の受け渡しおよび中継搬送を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記処理室、前記搬送機構部、前記搬送中間部、前記保持機構部のそれぞれにおける動作状態、並びに前記被処理体の有無およびその処理状態を示す装置状態情報を保持し、
   該装置状態情報に基づいて、前記処理室毎に、処理中あるいは処理予定の処理室へ搬送中であって該処理室において未処理の前記被処理体の数を未処理な被処理体の数として算出する手段と、
   算出された前記未処理の被処理体の数が、前記保持機構部が保持可能な被処理体の数と前記処理室の数によって決定される投入制限数と同じか、それ以上であった場合に、該投入制限数と同じか、それ以上である処理室を除いた搬送先候補を算出する手段と、
   前記搬送先候補の処理室で処理可能な前記被処理体について、前記搬送先候補から搬送先を算出する手段と、を有する
   ことを特徴とする真空処理装置。
2. 請求項１記載の真空処理装置において、
   前記投入制限数を、一つの処理室に接続された搬送機構部に繋がる前記ロードロック、若しくは前記搬送機構部に繋がった前記大気側に近い側の中間搬送部が有する保持機構部に保持可能な未処理の被処理体の数を、該一つの処理室に接続される搬送機構部に接続される全ての処理室の数で除算し、得られた商に１を加算した値、若しくはそれ以下の値に設定する
   ことを特徴とする真空処理装置。
3. 請求項１記載の真空処理装置において、
   前記制御部にデータを入力する手段を有し、
   該入力手段から前記被処理体の処理時間の不確実さに対応して、前記被処理体の搬送先の算出方法を選定できる
   ことを特徴とする真空処理装置。
4. 大気側に置かれた被処理体を真空側に取り込むロードロックと、前記真空側に設けられ前記被処理体に所定の処理を施す複数の処理室と、前記被処理体の受け渡しを行う真空ロボットを具備してなる複数の搬送機構部と、前記搬送機構部間を連結し前記被処理体を中継搬送する複数の搬送中間部と、前記ロードロックと前記搬送中間部に設けられた複数の前記被処理体の保持が可能な保持機構部と、演算処理装置とを備えた真空処理装置の前記演算処理装置を、
   前記処理室毎に、処理中、及び処理室へ搬送中の未処理の前記被処理体の数を算出する手段と、
   未処理の前記被処理体の数が、前記保持機構部が保持可能な被処理体の数と前記処理室の数によって決定される投入制限数と同じか、それ以上であった場合に、その処理室を除いた搬送先候補を算出する手段と、
   前記搬送先候補の処理室で処理可能な前記被処理体について、前記搬送先候補から搬送先を算出する手段と、
   前記搬送機構部または前記搬送中間部を制御して前記搬送先への被処理体の搬送を行う手段として機能させるためのプログラム。

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