(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明を実施するための最良の形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置(IC)の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。尚、
図1に、本発明の実施の形態に係る基板処理装置の一例であるクラスタ型の半導体製造装置の概略的な構成例を示す。
図2に、
図1のクラスタ型の半導体製造装置の概略的な断面構成例を示す。
図1及び
図2の構成では、ウェハ搬送用ロボットや処理室としてのプロセスモジュールが複数台、及びキャリア受渡し用のロードロック室が2式接続された構成となっている。
【0014】
まず、
図1及び
図2を用いて、基板処理装置の概要を説明する。
【0015】
尚、本発明が適用される基板処理装置1においては基板としてのウェハWを搬送するキャリアとして、FOUP(front opening unified pod、以下、「ポッド」という)が使用されている。また、以下の説明において、前後左右は、
図1を基準とする。すなわち、
図1が示されている紙面に対して、前は紙面の下、後ろは紙面の上、左右は紙面の左右とする。
【0016】
図1及び
図2に示されているように、基板処理装置1は真空状態などの大気圧未満の圧力(負圧)に耐えるロードロックチャンバ構造に構成された真空搬送室としての第一の搬送室110を備えており、第一の搬送室110の筐体111は平面視が五角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。第一の搬送室110には負圧下で二枚のウェハWを同時に移載可能な第一の搬送手段としての第一のウェハ移載機112が設置されている。前記第一のウェハ移載機112は、エレベータ113によって、第一の搬送室110の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。
【0017】
第一の搬送室110の筐体111の5枚の側壁のうち前側に位置する1枚の側壁には、搬入/搬出用の第一および第二の予備室兼冷却室131,141がそれぞれ室開閉手段としてのゲートバルブ134,144を介して連結されており、それぞれ負圧に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成されている。さらに、基板予備室としての予備室兼冷却室131,141にはそれぞれ上下の基板載置台132,133,142,143が設置されている。
【0018】
予備室兼冷却室131,141の前側には、大気圧下で用いられる大気搬送室としての第二の搬送室120がゲートバルブ130,140を介して連結されている。第二の搬送室120には二枚のウェハWを同時に移載可能な第二のウェハ移載機122が設置されている。第二の搬送手段としての第二のウェハ移載機122は第二の搬送室120に設置されたエレベータ123によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ124によって左右方向に往復移動されるように構成されている。
【0019】
図1に示されているように、第二の搬送室120の左側には、基板位置調整機構としてのノッチ合せ装置107が設置されている。また、
図2に示されているように、第二の搬送室120の上部にはクリーンエアを供給するエア供給機構としてのクリーンユニット106が設置されている。
【0020】
図1及び
図2に示されているように、第二の搬送室120の筐体121には、ウェハWを第二の搬送室120に対して搬入搬出するためのウェハ搬入搬出口104と、前記ウェハ搬入搬出口104を閉塞する蓋105と、ポッドオープナ103がそれぞれ設置されている。ポッドオープナ103は、ロードポートとしてのIOステージ100に載置されたポッド101のキャップ及び搬入搬出口104を閉塞する蓋105を開閉するキャップ開閉機構102を備えており、IOステージ100に載置されたポッド101のキャップ及びウェハ搬入搬出口104を閉塞する蓋105をキャップ開閉機構102によって開閉することにより、ポッド101のウェハ出し入れを可能にする。また、ポッド101は図示しない工程内搬送装置(AGV/OHT)によって、前記IOステージ100に供給及び排出されるようになっている。
【0021】
図1に示されているように、第一の搬送室110の筐体111の5枚の側壁のうち背面側に位置する4枚の側壁には、ウェハWに所望の処理を行う第一乃至第四の処理室としてのプロセスモジュールPM1,PM2,PM3,PM4がそれぞれゲートバルブ160,161,162,163を介して隣接して連結されている。プロセスモジュールPM1,PM2,PM3,PM4は全て同一種のプロセスモジュールを連結することができる。一方、目的に応じてそれぞれ異なるプロセスモジュールを連結することもできる。
【0022】
以下、本実施形態における基板処理装置1を使用した処理工程を説明する。
【0023】
未処理のウェハWは25枚がポッド101に収納された状態で、処理工程を実施する基板処理装置1へ工程内搬送装置によって搬送されてくる。
図1及び
図2に示されているように、搬送されてきたポッド101はIOステージ100の上に工程内搬送から受け渡されて載置される。ポッド101のキャップ及びウェハ搬入搬出口104を開閉する蓋105がキャップ開閉機構102によって取り外され、ポッド101のウェハ出し入れ口が開放される。
【0024】
ポッド101がポッドオープナ103により開放されると、第二の搬送室120に設置された第二のウェハ移載機122はポッド101からウェハWを1枚ピックアップする。そして、基板位置調整機構としてのノッチ合せ装置107へ移載し、ウェハWの位置を調整する。ここでノッチ合せ装置107とは載置されたウェハWをX方向、Y方向及び円周方向に位置を調整する装置である。
【0025】
前記ノッチ合せ装置107にてウェハWの位置を調整していると同時に、前記第二のウェハ移載機122はポッド101から次のウェハWをピックアップして第二の搬送室120に搬出する。
【0026】
前記ノッチ合せ装置107にてウェハWの位置調整が終了したら、前記第二のウェハ移載機122でノッチ合せ装置107上のウェハWを第二の搬送室120に搬出すると共に、このとき第二のウェハ移載機122が保持しているウェハWをノッチ合せ装置107へ移載する。そして、ウェハWに対して位置調整を行う。
【0027】
次にゲートバルブ130を開け、第一の予備室兼冷却室131に搬入し、ウェハWを基板載置台133に移載する。この移載作業中には、第一の搬送室110側のゲートバルブ134は閉じられており、第一の搬送室110の負圧は維持されている。ここで、大気搬送モジュールがポッド101を載置するロードポートと、大気圧下で基板Wを搬送する大気搬送室としての第二の搬送室120と、基板予備室としての予備室兼冷却室131,141とで構成され、基板Wは大気搬送モジュール内で大気圧にて搬送される。
【0028】
ウェハWの基板載置台133への移載が完了すると、ゲートバルブ130が閉じられ、第一の予備室兼冷却室131が排気装置(図示せず)によって負圧に排気される。
【0029】
第一の予備室兼冷却室131が負圧に排気されると同時に、第二のウェハ移載機122はノッチ合せ装置107からウェハWをピックアップし、ゲートバルブ140を開けて第二の予備室兼冷却室141に搬入し、ウェハWを基板載置台143に移載する。そしてゲートバルブ140を閉じ、第二の予備室兼冷却室141を排気装置(図示せず)によって負圧に排気する。
【0030】
第二のウェハ移載機122により、上述のようにポッド101から前記第二の搬送室120を介して基板予備室である予備室兼冷却室131,141までの基板搬送が繰り返し実行される。しかしながら、第一の予備室兼冷却室131及び第二の予備室兼冷却室141が負圧の場合は、第一の予備室兼冷却室131及び第二の予備室兼冷却室141へのウェハWの搬入を実行せずに第一の予備室兼冷却室131及び第二の予備室兼冷却室141の直前の所定の位置で停止する。
【0031】
第一の予備室兼冷却室131が予め設定された圧力値に減圧されると、ゲートバルブ134が開かれる。続いて第一の搬送室110の第一のウェハ移載機112は基板載置台133からウェハWをピックアップする。ピックアップ後、ゲートバルブ134を閉じて第一の基板予備室兼冷却室131を大気圧に戻し、次のウェハWを搬入するための準備をする。
【0032】
ゲートバルブ134を閉じて第一の基板予備室兼冷却室131を大気圧に復帰させるのと同時に、第一のプロセスモジュールPM1のゲートバルブ160を開き、ウェハ移載機112がウェハWを第一のプロセスモジュールPM1に搬入する。そして第一のプロセスモジュールPM1内にガス供給装置(図示せず)から処理ガスが供給され、所望の処理がウェハWに施される。
【0033】
続いて、第二の予備室兼冷却室141が予め設定された圧力値に減圧されると、ゲートバルブ144が開かれる。続いて第一の搬送室110の第一のウェハ移載機112は基板載置台143からウェハWをピックアップする。
【0034】
ピックアップ後、ゲートバルブ144を閉じて第二の予備室兼冷却室141を大気圧に戻し、次のウェハWを搬入するための準備をする。
【0035】
ゲートバルブ144を閉じて第二の予備室兼冷却室141を大気圧に復帰させるのと同時に、第二のプロセスモジュールPM2のゲートバルブ161を開き、第一のウェハ移載機112がウェハWを第二のプロセスモジュールPM2に搬入する。そして、第二のプロセスモジュールPM2内にガス供給装置(図示せず)から処理ガスが供給され、所望の処理がウェハWに施される。
【0036】
以下、同様にして第三のプロセスモジュールPM3、第四のプロセスモジュールPM4にウェハWを搬入し、所望の処理を施す。
【0037】
第一のプロセスモジュールPM1において所望の処理が終了したら、第一のウェハ移載機112は第一のプロセスモジュールPM1から搬出したウェハWを第一の予備室兼冷却室131へ搬出する。このとき、第一の予備室兼冷却室131に未処理のウェハWが存在する場合、第一のウェハ移載機は前記未処理ウェハWを第一の予備室兼冷却室131から第一の搬送室110へ搬出する。
【0038】
そしてゲートバルブ134を閉じ、処理済ウェハWの冷却を開始すると同時に第一の予備室兼冷却室131に接続された不活性ガス供給装置(図示せず)から不活性ガスを導入し、第一の予備室兼冷却室131内の圧力を大気圧に戻す。
【0039】
第一の予備室兼冷却室131において予め設定された冷却時間が経過し、且つ第一の基板予備室兼冷却室131内の圧力が大気圧に戻されると、ゲートバルブ130が開かれる。続いて、第二の搬送室120の第二のウェハ移載機122は基板載置台132から処理済のウェハWをピックアップして第二の搬送室120に搬出し、ゲートバルブ130を閉じる。そして、第二の搬送室120のウェハ搬入搬出口104を通してポッド101に収納する。以上の動作が繰り返されることにより、ウェハWが25枚ずつ順次、処理されていく。
【0040】
ポッド101内の全てのウェハWに所望の処理が行われ、処理済の25枚のポッド101への収納が完了すると、ポッド101のキャップとウェハ搬入搬出口104を閉塞する蓋105がポッドオープナ103によって閉じられる。閉じられたポッド101はロードポートとしてのIOステージ100上から次の工程へ工程内搬送装置によって搬送されていく。
【0041】
ここで、制御用コントローラが基板処理装置1に接続されており、制御用コントローラは搬送制御、プロセス制御を行う手段を持つように構成される。
図3は
図1及び
図2に示す基板処理装置を制御するための制御用コントローラの構成を示すブロック図である。
【0042】
図3において、制御用コントローラ11は、操作部12と統括制御コントローラ13と第一のプロセスモジュールPM1を制御するためのプロセスモジュールコントローラPMC(1)14、第二のプロセスモジュールPM2を制御するためのプロセスモジュールコントローラPMC(2)15が、LAN回路16で接続されている。また、統括制御コントローラ13には第一のウェハ移載機112を制御する真空ロボットコントローラ13a、第二の移載機122を制御する大気ロボットコントローラ13b、マスフローコントローラMFC13cなどが接続されている。さらに、プロセスモジュールコントローラPMC(1)14には、マスフローコントローラMFC14a、APC14b、温度調節器14c、バルブI/O14dなどが接続されている。尚、MFC14aはガスの流量を制御するためのマスフローコントローラであり、APC14bはプロセスモジュールPM内の圧力を制御するためのオートプレッシャーコントローラである。また、温度調節器14cは処理室としてのプロセスモジュールPM内の温度の制御を行うものであり、バルブI/O14dはガスや排気用のバルブのON/OFFを制御するための入出力ポートである。また、PMC(2)15もPMC(1)14と同様な構成である。尚、図示されていないが、第三のプロセスモジュールPM3を制御するためのプロセスモジュールコントローラPMC(3)と第四のプロセスモジュールPM4を制御するためのプロセスモジュールコントローラPMC(4)も同様な構成で、同じようにLAN回路16に接続されている。
【0043】
操作部12は、表示部としての操作画面12aを有する。操作画面12aには、ユーザ(オペレータ)により所定のデータが入力される入力画面及び装置の状況等を示す表示画面が表示されるようになっており、システム制御コマンドの指示、モニタ表示、ロギングデータ、アラーム解析、及びパラメータ編集などの画面を表示する機能を有している。
【0044】
記憶部18は、LAN回線16に接続されており、操作画面12aに表示される操作部12における操作を介して入力された指示データや各種レシピ(運転レシピ等)を格納する。
【0045】
また、統括制御コントローラ13は、システム全体の運用制御、真空ロボットコントローラ13aの制御、大気ロボットコントローラ13bの制御、MFC13cやバルブやポンプなどを制御する排気系制御を行う。
【0046】
次に、
図3に示す制御用コントローラ11の基本的な運用例について説明する。操作部12からのコマンド指示を受けた統括制御コントローラ13は、ウェハ搬送指示を大気ロボットコントローラ13bに指示すると、該大気ロボットコントローラは、第二のウェハ移載機122を制御して、ウェハWをポッド101からノッチ合せ装置107を介して予備室兼冷却室131,141に搬送させる。そして、統括制御コントローラ13は、ウェハWを搬送されると予備室兼冷却室131,141の排気制御(つまり、ポンプやバルブの制御)を実施する。そして、予備室兼冷却室131,141が所定の負圧力に達したところで、真空ロボットコントローラ13aに指示してウェハWを該当する第一のプロセスモジュールPM1へ搬送させる。続いて、PMC(1)14又はPMC(2)15等に対して、ウェハWに付加価値を与えるための運転レシピの実行指示を行い、ウェハWに所定の処理が施される。処理済のウェハWは、第一のプロセスモジュールPM1から予備室兼冷却室131,141へ搬送され、更に大気圧に戻された後、元のポッド101に搬送される。尚、予め搬送先に異なるポッド指定されている場合、元のポッド110ではなく、指定されたポッドに搬送してもよい。
【0047】
図4は、操作画面12aにおける運転レシピ名一覧300の表示例を示す図である。
図4に示されているように、運転レシピ名一覧300では、操作画面12aに、ステップ番号302、運転レシピ名304、日付306及び使用プロセスモジュール(使用PM)308等が表示されるようになっている。具体的には、ステップ番号302における運転レシピ名304が表示され、この運転レシピを作成した日付306と、この運転レシピ名304で示される運転レシピで指定(設定)されている使用PM308が表示される。
【0048】
次に、制御用コントローラ11によって実行される運転レシピ名一覧作成処理S10について
図4乃至
図6に基づいて説明する。
図5は、運転レシピ名一覧作成処理S10を説明するフローチャートである。また、
図6は、使用プロセスモジュール取得処理S104を説明するフローチャートである。
【0049】
先ず、操作部12からレシピ開始指示を受けると、ステップS101において、制御用コントローラ11は、実行する運転レシピが記憶部18の指定されたフォルダに格納されているか否かが判定される。指定されたフォルダに運転レシピがない場合(ステップS101,No)、処理は終了される。
【0050】
指定されたフォルダに運転レシピファイルがある場合(ステップS101,Yes)、ファイル名である運転レシピ名とファイル作成日である日付が取得され(ステップS102)、操作部12の操作画面12a上の運転レシピ名一覧300に運転レシピ名304と日付306が追加される(ステップS103)。
【0051】
次に、後述する運転レシピ名304で表示される運転レシピにより指定(設定)されている使用PM308を表示する使用プロセスモジュール取得処理がなされ(ステップS104)、再び、ステップS101からの処理が実行される。
【0052】
次に、使用プロセスモジュール取得処理S104について詳述する。
【0053】
操作画面12aの運転レシピ名一覧300に運転レシピ名304と日付306が追加される(ステップS103)と、記憶部18フォルダに格納された運転レシピファイルを開く(ステップS105)。なお、運転レシピファイルには、各運転レシピに対応する処理室としてのプロセスモジュールPM番号が少なくとも格納されている。
【0054】
本実施形態においては、例えば、第一の処理室としての第一のプロセスモジュールPM1から順に、判断される(ステップS106、107)。
【0055】
第一のプロセスモジュールPM1が運転レシピファイルに指定されているか否かが判断され(ステップS108)、第一のプロセスモジュールPM1が運転レシピファイルに指定されていなければ(ステップS108、No)、ステップS111へ進む。また、第一のプロセスモジュールPM1が運転レシピファイルに指定されていれば(ステップS108、Yes)、運転レシピファイルからプロセスモジュールの情報が取得され、操作画面12a上の運転レシピ名一覧300の使用PM308に使用プロセスモジュール番号(PM番号)1が追加(表示)される(ステップS109)。
【0056】
次に、前に判断されたPM番号に1を足したPM番号について運転レシピファイルに指定されているか否か判断される。具体的には、PM1に1を加えたPM2について、すなわち第二の処理室としての第二のプロセスモジュールPM2について運転レシピファイルに指定されているか否か判断される(ステップS110)。
【0057】
次に、ステップS111にて、ステップS110にて判断されたPM番号が最大PM番号より小さいか否か判断される(ステップS111)。PM番号が最大PM番号より小さければ(本実施形態においては最大PM番号4より小さければ)、再び、ステップS107からの処理が実行される。すなわち、第一から第四のプロセスモジュール(PM1からPM4)まで、順に運転レシピファイルに格納されているか否か判断される。
【0058】
運転レシピファイルに格納されているか否かPM番号が最大PM番号まで繰り返し判断されたら、運転レシピファイルはクローズされ(ステップS112)、使用プロセスモジュール取得処理S10は終了され、指定された使用PMにおいて所定の運転レシピが実行され、次の運転レシピへ進み、再び、ステップS101からの処理が実行される。
【0059】
次に、比較例に係る運転レシピ名一覧400について詳述する。
図7に、比較例に係る運転レシピ名一覧400の操作画面12aにおける表示例が示されている。また、
図8は、比較例に係る運転レシピ名一覧作成処理S20を説明するフローチャートである。
比較例に係る運転レシピ名一覧400では、操作画面12aに、ステップ番号302、運転レシピ名304及び日付306等が表示されるようになっている。具体的には、ステップ番号302における運転レシピ名304が表示され、この運転レシピが作成された日付306が表示される。
すなわち、
図8に示されているように、比較例に係る運転レシピ名一覧処理では、本実施形態に係る運転レシピ名一覧処理S10の使用プロセスモジュール取得処理S104を有していない。
【0060】
すなわち、比較例に係る運転レシピ名一覧処理S20においては、操作画面12aに運転レシピ名304とこの運転レシピが作成された日付306しか表示されず、どの使用PMで処理されたのか表示されないが、本実施形態に係る基板処理装置では、操作画面12aに運転レシピ名304とこの運転レシピが作成された日付306と使用PM308が表示される。これにより、指定(設定)されたプロセスモジュールを容易に且つ短時間で把握することができ、人的ミスを引き起こす恐れも軽減され、品質の低下を防止することが可能となる。
【0061】
前述した実施形態では、基板処理装置として半導体製造装置を用いて説明した。しかしながら、本発明にかかる基板処理装置には半導体製造装置だけではなく、LCD(Liquid Crystal Display)装置のようなガラス基板を処理する装置にも適用することができる。成膜処理には、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)、PVD(Physical Vapor Deposition)、酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理などが含まれる。この他、基板処理装置には、露光装置、リソグラフ装置、塗布装置、プラズマを利用したCVD装置が含まれる。また、クラスタ型の基板処理装置について示したがインライン型の基板処理装置にも適用できることは言うまでもない。