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技術 基板処理装置

出願人 株式会社荏原製作所
発明者 杉山光徳井上正文
出願日 2014年4月10日 (6年8ヶ月経過) 出願番号 2014-081012
公開日 2015年11月12日 (5年1ヶ月経過) 公開番号 2015-199181
状態 特許登録済
技術分野 仕上研磨、刃砥ぎ、特定研削機構による研削 洗浄、機械加工 半導体の洗浄、乾燥 研削盤の構成部分、駆動、検出、制御
主要キーワード 有毒蒸気 搬送時刻 処理終了予定時刻 制御対象外 投入タイミング 処理予定 投入済み 先行ウェハ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年11月12日)のものです。
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図面 (8)

課題

CMP装置投入されてから洗浄処理が終了するまでの間の基板待機状態を削減する。

解決手段

CMP装置は、ウェハ研磨ユニット3と、ウェハの洗浄ユニット4と、研磨ユニット3へ基板を受け渡すとともに洗浄ユニット4から基板を受け取るロード/アンロードユニット2と、ウェハの搬送ユニットと、CMP装置へのウェハの投入タイミングを制御する制御部5を備える。制御部5は、ウェハがCMP装置に投入されてから洗浄処理が終了するまでに待機状態が発生しないようにCMP装置へ投入する複数のウェハごとに研磨部、洗浄部、及び搬送部における処理終了時刻又は処理終了予定時刻対応付け時刻表を作成し、時刻表に基づいて、複数のウェハのCMP装置への投入タイミングを制御する。

概要

背景

近年、半導体ウェハなどの基板に対して各種処理を行うために基板処理装置が用いられている。基板処理装置の一例としては、基板の研磨処理を行うためのCMP(Chemical Mechanical Polishing)装置が挙げられる。

CMP装置は、基板の研磨処理を行うための研磨ユニット、基板の洗浄処理及び乾燥処理を行うための洗浄ユニット、研磨ユニットへ基板を受け渡すとともに洗浄ユニットによって洗浄処理及び乾燥処理された基板を受け取るロード/アンロードユニットなどを備える。また、CMP装置は、研磨ユニット、洗浄ユニット、及びロード/アンロードユニット内で基板の搬送を行う搬送ユニットを備えている。CMP装置は、搬送ユニットによって基板を搬送しながら研磨洗浄、及び乾燥の各種処理を順次行う。

ところで、CMP装置において複数の基板を連続搬送する場合には、先行する基板の処理待ち、又は、異なるルートで搬送される基板と共有する処理部の空き待ちなどによって基板の待機状態が生じ得る。例えば、研磨処理が開始されてから洗浄処理が終了するまでの間に基板の待機状態が発生すると、経時変化腐食など)、又は、外乱ダストなど)によって、基板の状態が不安定になるおそれがある。特に、基板の研磨対象物に銅(Cu)が含まれている場合には、研磨が終了した後、洗浄開始までの待機時間が長いと腐食の影響が大きくなる。

この点、従来技術では、洗浄ユニットにおける洗浄開始時刻予測することによって研磨ユニットから洗浄ユニットまでの基板の待ち時間を削減することが提案されている。

概要

CMP装置に投入されてから洗浄処理が終了するまでの間の基板の待機状態を削減する。CMP装置は、ウェハの研磨ユニット3と、ウェハの洗浄ユニット4と、研磨ユニット3へ基板を受け渡すとともに洗浄ユニット4から基板を受け取るロード/アンロードユニット2と、ウェハの搬送ユニットと、CMP装置へのウェハの投入タイミングを制御する制御部5を備える。制御部5は、ウェハがCMP装置に投入されてから洗浄処理が終了するまでに待機状態が発生しないようにCMP装置へ投入する複数のウェハごとに研磨部、洗浄部、及び搬送部における処理終了時刻又は処理終了予定時刻対応付け時刻表を作成し、時刻表に基づいて、複数のウェハのCMP装置への投入タイミングを制御する。

目的

そこで、本願発明は、洗浄ユニットにおける洗浄処理及び搬送ルートの自由度が高い基板処理装置において、CMP装置に投入されてから洗浄処理が終了するまでの間の基板の
待機状態を削減することを課題とする

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

基板研磨処理する少なくとも1つの研磨部を含む研磨ユニットと、前記研磨ユニットによって研磨された基板を洗浄処理する少なくとも1つの洗浄部を含む洗浄ユニットと、前記研磨ユニットへ基板を受け渡すとともに前記洗浄ユニットから基板を受け取るロード/アンロードユニットと、前記基板を搬送処理する少なくとも1つの搬送部を含む搬送ユニットと、を備える基板処理装置であって、前記基板処理装置への前記基板の投入タイミングを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記基板が前記基板処理装置に投入されてから洗浄処理が終了するまでに待機状態が発生しないように前記基板処理装置へ投入する複数の基板ごとに前記研磨部、前記洗浄部、及び前記搬送部における処理終了時刻又は処理終了予定時刻対応付け時刻表を作成し、前記時刻表に基づいて、前記複数の基板の前記基板処理装置への投入タイミングを制御する、ことを特徴とする基板処理装置。

請求項2

請求項1の基板処理装置において、前記制御部は、前記研磨部及び前記洗浄部の少なくとも一方において処理に要した時間、及び、前記搬送部において前記研磨ユニットから前記洗浄ユニットへの搬送処理に要した時間、の過去の実績に基づいて前記時刻表を作成する、ことを特徴とする基板処理装置。

請求項3

請求項1又は2の基板処理装置において、前記制御部は、前記基板処理装置へ新規に投入する基板についての前記時刻表を作成する際には、前記新規に投入する基板の前記研磨部、前記洗浄部、及び前記搬送部への仮の到着時刻を計算し、前記仮の到着時刻と、前記基板処理装置へ先行して投入した基板の前記研磨部、前記洗浄部、及び前記搬送部における処理終了時刻又は処理終了予定時刻と、を比較し、同一又は競合する処理部において前記処理終了時刻又は処理終了予定時刻より早い仮の到着時刻がある場合には、前記早い仮の到着時刻と前記処理終了時刻又は処理終了予定時刻との差を、前記研磨部、前記洗浄部、及び前記搬送部への仮の到着時刻に加算することによって実の到着時刻を作成し、前記実の到着時刻に基づいて前記時刻表を作成する、ことを特徴とする基板処理装置。

請求項4

請求項3の基板処理装置において、前記制御部は、前記早い仮の到着時刻が複数存在する場合には、前記早い仮の到着時刻と前記処理終了時刻又は処理終了予定時刻との差が最も大きい仮の到着時刻と前記処理終了時刻又は処理終了予定時刻との差を、前記研磨部、前記洗浄部、及び前記搬送部への仮の到着時刻に加算することによって実の到着時刻を作成し、前記実の到着時刻に基づいて前記時刻表を作成する、ことを特徴とする基板処理装置。

請求項5

請求項3又は4の基板処理装置において、前記制御部は、前記同一又は競合する処理部において前記処理終了時刻又は処理終了予定時刻より早い仮の到着時刻がない場合には、前記仮の到着時刻に基づいて前記時刻表を作成する、ことを特徴とする基板処理装置。

技術分野

0001

本発明は、基板処理装置に関するものである。

背景技術

0002

近年、半導体ウェハなどの基板に対して各種処理を行うために基板処理装置が用いられている。基板処理装置の一例としては、基板の研磨処理を行うためのCMP(Chemical Mechanical Polishing)装置が挙げられる。

0003

CMP装置は、基板の研磨処理を行うための研磨ユニット、基板の洗浄処理及び乾燥処理を行うための洗浄ユニット、研磨ユニットへ基板を受け渡すとともに洗浄ユニットによって洗浄処理及び乾燥処理された基板を受け取るロード/アンロードユニットなどを備える。また、CMP装置は、研磨ユニット、洗浄ユニット、及びロード/アンロードユニット内で基板の搬送を行う搬送ユニットを備えている。CMP装置は、搬送ユニットによって基板を搬送しながら研磨洗浄、及び乾燥の各種処理を順次行う。

0004

ところで、CMP装置において複数の基板を連続搬送する場合には、先行する基板の処理待ち、又は、異なるルートで搬送される基板と共有する処理部の空き待ちなどによって基板の待機状態が生じ得る。例えば、研磨処理が開始されてから洗浄処理が終了するまでの間に基板の待機状態が発生すると、経時変化腐食など)、又は、外乱ダストなど)によって、基板の状態が不安定になるおそれがある。特に、基板の研磨対象物に銅(Cu)が含まれている場合には、研磨が終了した後、洗浄開始までの待機時間が長いと腐食の影響が大きくなる。

0005

この点、従来技術では、洗浄ユニットにおける洗浄開始時刻予測することによって研磨ユニットから洗浄ユニットまでの基板の待ち時間を削減することが提案されている。

先行技術

0006

特許第5023146号公報

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、従来技術は、洗浄ユニットにおける洗浄処理及び搬送ルートの自由度が高い基板処理装置において、CMP装置に投入されてから洗浄処理が終了するまでの間の基板の待機状態を削減することは考慮されていない。

0008

すなわち、従来技術では、基板処理装置は、研磨ユニットによって研磨処理が行われた基板を、洗浄ユニットの複数の洗浄部によって順次洗浄し、その後乾燥させてロード/アンロードユニットに戻すことを前提にしたものである。したがって、従来技術では、例えば、洗浄ユニットにおいて並列に洗浄処理を行うことができる複数の洗浄部を有することによって洗浄ユニット内での基板の搬送ルートが複雑化する場合に、洗浄ユニット内で基板の待機状態が発生するおそれがある。洗浄ユニット内で基板の待機状態がいったん発生すると、その基板が位置する場所を通る予定後続の基板にも待機状態が発生するおそれがある。

0009

そこで、本願発明は、洗浄ユニットにおける洗浄処理及び搬送ルートの自由度が高い基板処理装置において、CMP装置に投入されてから洗浄処理が終了するまでの間の基板の
待機状態を削減することを課題とする。

課題を解決するための手段

0010

本願発明の基板処理装置の一形態は、上記課題に鑑みなされたもので、基板を研磨処理する少なくとも1つの研磨部を含む研磨ユニットと、前記研磨ユニットによって研磨された基板を洗浄処理する少なくとも1つの洗浄部を含む洗浄ユニットと、前記研磨ユニットへ基板を受け渡すとともに前記洗浄ユニットから基板を受け取るロード/アンロードユニットと、前記基板を搬送処理する少なくとも1つの搬送部を含む搬送ユニットと、を備える基板処理装置であって、前記基板処理装置への前記基板の投入タイミングを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記基板が前記基板処理装置に投入されてから洗浄処理が終了するまでに待機状態が発生しないように前記基板処理装置へ投入する複数の基板ごとに前記研磨部、前記洗浄部、及び前記搬送部における処理終了時刻又は処理終了予定時刻対応付け時刻表を作成し、前記時刻表に基づいて、前記複数の基板の前記基板処理装置への投入タイミングを制御する、ことを特徴とする。

0011

また、基板処理装置の一形態において、前記制御部は、前記研磨部及び前記洗浄部の少なくとも一方において処理に要した時間、及び、前記搬送部において前記研磨ユニットから前記洗浄ユニットへの搬送処理に要した時間、の過去の実績に基づいて前記時刻表を作成する、ことができる。

0012

また、基板処理装置の一形態において、前記制御部は、前記基板処理装置へ新規に投入する基板についての前記時刻表を作成する際には、前記新規に投入する基板の前記研磨部、前記洗浄部、及び前記搬送部への仮の到着時刻を計算し、前記仮の到着時刻と、前記基板処理装置へ先行して投入した基板の前記研磨部、前記洗浄部、及び前記搬送部における処理終了時刻又は処理終了予定時刻と、を比較し、同一又は競合する処理部において前記処理終了時刻又は処理終了予定時刻より早い仮の到着時刻がある場合には、前記早い仮の到着時刻と前記処理終了時刻又は処理終了予定時刻との差を、前記研磨部、前記洗浄部、及び前記搬送部への仮の到着時刻に加算することによって実の到着時刻を作成し、前記実の到着時刻に基づいて前記時刻表を作成する、ことができる。

0013

また、基板処理装置の一形態において、前記制御部は、前記早い仮の到着時刻が複数存在する場合には、前記早い仮の到着時刻と前記処理終了時刻又は処理終了予定時刻との差が最も大きい仮の到着時刻と前記処理終了時刻又は処理終了予定時刻との差を、前記研磨部、前記洗浄部、及び前記搬送部への仮の到着時刻に加算することによって実の到着時刻を作成し、前記実の到着時刻に基づいて前記時刻表を作成する、ことができる。

0014

また、基板処理装置の一形態において、前記制御部は、前記同一又は競合する処理部において前記処理終了時刻又は処理終了予定時刻より早い仮の到着時刻がない場合には、前記仮の到着時刻に基づいて前記時刻表を作成する、ことができる。

発明の効果

0015

かかる本願発明によれば、洗浄ユニットにおける洗浄処理及び搬送ルートの自由度が高い基板処理装置において、CMP装置に投入されてから洗浄処理が終了するまでの間の基板の待機状態を削減することができる。

図面の簡単な説明

0016

図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の全体構成を示す平面図である。
図2は、CMP装置へウェハが投入されてから洗浄処理が終了するまでの間のウェハの搬送ルートの一例を示す図である。
図3は、CMP装置へウェハが投入されてから洗浄処理が終了するまでの間のウェハの搬送ルートの一例を示す図である。
図4は、本実施形態のCMP装置の動作を示すフローチャートである。
図5は、時刻表の作成過程を説明するための概略図である。
図6は、時刻表の一例を示す図である。
図7は、グラフ化した時刻表の一例を示す図である。

実施例

0017

以下、本願発明の一実施形態に係る基板処理装置を図面に基づいて説明する。以下では、基板処理装置の一例として、CMP装置を説明するが、これには限られない。また、以下では、ロード/アンロードユニット2と、研磨ユニット3と、洗浄ユニット4と、を備える基板処理装置について説明するが、これには限られない。

0018

まず、CMP装置の構成について説明し、その後に、基板の待機状態の削減について説明する。

0019

<基板処理装置>
図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の全体構成を示す平面図である。図1に示すように、このCMP装置は、略矩形状のハウジング1を備えており、ハウジング1の内部は隔壁1a,1bによってロード/アンロードユニット2と研磨ユニット3と洗浄ユニット4とに区画されている。ロード/アンロードユニット2、研磨ユニット3、及び洗浄ユニット4は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気される。また、洗浄ユニット4は、基板処理動作を制御する制御部5を有している。制御部5は、CMP装置の全体の動作を制御するが、本実施形態では、特に、研磨ユニット3への基板の投入タイミングを制御する。この点についての詳細は後述する。

0020

<ロード/アンロードユニット>
ロード/アンロードユニット2は、多数のウェハ(基板)をストックするウェハカセットが載置される2つ以上(本実施形態では4つ)のフロントロード部20を備えている。これらのフロントロード部20はハウジング1に隣接して配置され、基板処理装置の幅方向長手方向と垂直な方向)に沿って配列されている。フロントロード部20には、オープンカセットSMIF(Standard Manufacturing Interface)ポッド、またはFOUP(Front Opening Unified Pod)などの、ウェハを格納するためのキャリアを搭載することができるようになっている。ここで、SMIF、FOUPは、内部にウェハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。

0021

また、ロード/アンロードユニット2には、ウェハ表面における膜厚などを測定する測定部としてのITM(In−line Thickness Monitor)24を備えている。また、ロード/アンロードユニット2には、フロントロード部20の並びに沿って移動可能な搬送ロボットローダー搬送機構)22が設置されている。搬送ロボット22はフロントロード部20に搭載されたウェハカセットにアクセスできるようになっている。各搬送ロボット22は上下に2つのハンドを備えている。上側のハンドは、処理されたウェハをウェハカセットに戻すときに使用される。下側のハンドは、処理前のウェハをウェハカセットから取り出すときに使用される。さらに、搬送ロボット22の下側のハンドは、その軸心周りに回転することで、ウェハを反転させることができるように構成されている。

0022

ロード/アンロードユニット2は最もクリーンな状態を保つ必要がある領域であるため、ロード/アンロードユニット2の内部は、CMP装置外部、研磨ユニット3、及び洗浄
ユニット4のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。研磨ユニット3は研磨液としてスラリーを用いるため最もダーティな領域である。したがって、研磨ユニット3の内部には負圧が形成され、その圧力は洗浄ユニット4の内部圧力よりも低く維持されている。ロード/アンロードユニット2には、HEPAフィルタULPAフィルタ、またはケミカルフィルタなどのクリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット(図示せず)が設けられており、このフィルタファンユニットからはパーティクル有毒蒸気有毒ガスが除去されたクリーンエアが常時吹き出している。

0023

<研磨ユニット>
研磨ユニット3は、ウェハの研磨(平坦化)が行われる領域であり、第1研磨部3A、第2研磨部3B、第3研磨部3C、及び、第4研磨部3Dを備えている。第1研磨部3A、第2研磨部3B、第3研磨部3C、及び第4研磨部3Dは、図1に示すように、基板処理装置の長手方向に沿って配列されている。

0024

第1研磨部3Aは、研磨パッドが取り付けられた研磨テーブルと、ウェハを保持しかつウェハを研磨テーブル上の研磨パッドに押圧しながら研磨するためのトップリングと、研磨パッドに研磨液やドレッシング液(例えば、純水)を供給するための研磨液供給ノズルと、研磨パッドの研磨面のドレッシングを行うためのドレッサと、液体(例えば純水)と気体(例えば窒素ガス)の混合流体または液体(例えば純水)を霧状にして研磨面に噴射するアトマイザとを備えている。第2研磨部3B、第3研磨部3C、及び、第4研磨部3Dも、第1研磨部3Aと同様の構成を備えている。

0025

<搬送ユニット>
次に、ウェハを搬送するための搬送機構(搬送ユニット)について説明する。図1に示すように、第1研磨部3A及び第2研磨部3Bに隣接して、第1リニアトランスポータ6が配置されている。この第1リニアトランスポータ6は、研磨部3A,3Bが配列する方向に沿った4つの搬送位置(ロード/アンロードユニット側から順番に第1搬送位置LTP1、第2搬送位置LTP2、第3搬送位置LTP3、第4搬送位置LTP4とする)の間でウェハを搬送する機構である。

0026

また、第3研磨部3C及び第4研磨部3Dに隣接して、第2リニアトランスポータ7が配置されている。第2リニアトランスポータ7は、研磨部3C,3Dが配列する方向に沿った3つの搬送位置(ロード/アンロードユニット側から順番に第5搬送位置LTP5、第6搬送位置LTP6、第7搬送位置LTP7とする)の間でウェハを搬送する機構である。

0027

ウェハは、第1リニアトランスポータ6によって研磨部3A,3Bに搬送される。第1研磨部3Aのトップリングは、トップリングヘッドスイング動作により研磨位置と第2搬送位置LTP2との間を移動する。したがって、トップリングへのウェハの受け渡しは第2搬送位置LTP2で行われる。同様に、第2研磨部3Bのトップリングは研磨位置と第3搬送位置LTP3との間を移動し、トップリングへのウェハの受け渡しは第3搬送位置LTP3で行われる。第3研磨部3Cのトップリングは研磨位置と第6搬送位置LTP6との間を移動し、トップリングへのウェハの受け渡しは第6搬送位置LTP6で行われる。第4研磨部3Dのトップリングは研磨位置と第7搬送位置LTP7との間を移動し、トップリングへのウェハの受け渡しは第7搬送位置LTP7で行われる。

0028

第1搬送位置LTP1には、搬送ロボット22からウェハを受け取るためのリフタ11が配置されている。ウェハはこのリフタ11を介して搬送ロボット22から第1リニアトランスポータ6に渡される。リフタ11と搬送ロボット22との間に位置して、シャッタ(図示せず)が隔壁1aに設けられており、ウェハの搬送時にはシャッタが開かれて搬送
ロボット22からリフタ11にウェハが渡されるようになっている。また、第1リニアトランスポータ6と、第2リニアトランスポータ7と、洗浄ユニット4との間にはスイングトランスポータ(STP)12が配置されている。このスイングトランスポータ12は、第4搬送位置TP4と第5搬送位置TP5との間を移動可能なハンドを有しており、第1リニアトランスポータ6から第2リニアトランスポータ7へのウェハの受け渡しは、スイングトランスポータ12によって行われる。ウェハは、第2リニアトランスポータ7によって第3研磨部3C及び/または第4研磨部3Dに搬送される。また、研磨ユニット3で研磨されたウェハはスイングトランスポータ12を経由して洗浄ユニット4に搬送される。また、搬送ユニットには、ウェハの仮置き台(WS1)180が設けられる。

0029

<洗浄ユニット>
洗浄ユニット4は、第1洗浄室190と、第1搬送室191と、第2洗浄室192と、第2搬送室193と、第3洗浄室194とに区画されている。第1洗浄室190内には、2つの洗浄部CL1A,CL1B、及びウェハの仮置き台WS2が配置される。第2洗浄室192内には、2つの洗浄部CL2A,CL2B、及びウェハの仮置き台WS3が配置される。第3洗浄室194内には、基板を洗浄する2つの洗浄部CL3A,CL3Bが配置されている。洗浄部CL3A,CL3Bは互いに隔離されている。洗浄部CL1A,CL1B,CL2A,CL2B,CL3A,CL3Bは、洗浄液を用いてウェハを洗浄する洗浄機である。

0030

第1搬送室191には、搬送ロボット(搬送機構)RB1U,RB1Lが配置され、第2搬送室193には、搬送ロボットRB2が配置されている。搬送ロボットRB1U,RB1Lは、仮置き台180、洗浄部CL1A,CL1B、仮置き台WS2、洗浄部CL2A,CL2Bの間でウェハを搬送するように動作する。搬送ロボットRB2は、洗浄部CL2A,CL2B、仮置き台WS3、洗浄部CL3A,CL3Bの間でウェハを搬送するように動作する。搬送ロボットRB2は、洗浄されたウェハのみを搬送するので、1つのハンドのみを備えている。搬送ロボット22は、洗浄部CL3A,CL3Bからウェハを取り出し、そのウェハをウェハカセットに戻す。

0031

<基板の待機状態の削減>
次に、研磨処理が開始されてから洗浄処理が終了するまでの間の基板の待機状態の削減について説明する。

0032

まず、基板の待機状態が生じる原因について説明する。図2,3は、CMP装置へウェハが投入されてから洗浄処理が終了するまでの間のウェハの搬送ルートの一例を示す図である。図2,3においては、各処理部間でウェハを搬送する搬送ユニットについては説明を簡略化している。

0033

図2,3に示すように、本実施形態では、研磨処理及び洗浄処理がそれぞれ2系統あるため、ウェハの搬送ルートの自由度が高くなっている。また、図2,3に示すように、研磨処理を行わずに洗浄処理を行うようなレシピも可能である。さらに、図3に示すように、洗浄部CL2Aで洗浄処理を終えた後、いったん戻って別の系統の洗浄部CL2Bへ搬送されるなど、複雑なウェハの搬送ルートが可能になっている。

0034

このように、洗浄ユニット4において並列に洗浄処理を行うことができる複数の洗浄部を有する場合には、洗浄ユニット内でのウェハの搬送ルートが複雑化し、洗浄ユニット内でウェハの待機状態が発生するおそれがある。洗浄ユニット内でウェハの待機状態がいったん発生すると、そのウェハが位置する場所を通る予定の後続のウェハにも待機状態が発生するおそれがある。

0035

これに対して本実施形態では、制御部5は、ウェハがCMP装置に投入されてから洗浄処理が終了するまでに待機状態が発生しないように時刻表を作成する。時刻表は、CMP装置へ投入する複数のウェハごとに研磨部、洗浄部、及び搬送部における処理終了時刻又は処理終了予定時刻を対応付けた表である。制御部5は、時刻表に基づいて、複数のウェハのCMP装置への投入タイミングを制御する。

0036

この点について、CMP装置の全体動作とともに詳細に説明する。図4は、本実施形態のCMP装置の動作を示すフローチャートである。図4に示すように、制御部5は、まず、レシピに基づいて、CMP装置に投入する全てのウェハについての搬送ルートを予測する(ステップS101)。

0037

続いて、制御部5は、CMP装置に投入する全てのウェハについての動作時間を予測する(ステップS102)。具体的には、制御部5は、レシピに設定された予測時間、又は、過去の実績値、に基づいて、各ウェハについての動作時間を予測する。この動作時間の予測は、時刻表を作成する際に用いられるものである。すなわち、制御部5は、研磨部及び洗浄部の少なくとも一方において処理に要した時間、及び、搬送部において研磨ユニット3から洗浄ユニット4への搬送処理に要した時間、の過去の実績に基づいて時刻表を作成する。

0038

続いて、制御部5は、ステップS102において予測された各ウェハの動作時間に基づいて、各ウェハの各処理部(研磨部、搬送部、及び洗浄部)への到着時刻を計算する(ステップS103)。続いて、制御部5は、各ウェハの各処理部における待機時間を計算する(ステップS104)。

0039

この点について、図を用いて説明する。図5は、時刻表の作成過程を説明するための概略図である。図5は、ウェハ1〜ウェハ3については既に時刻表が作成されており、新規にCMP装置へ投入するウェハ4についての時刻表を作成する過程を示している。

0040

図5に示すように、時刻表210には、ウェハ1〜ウェハ3ごとに、研磨部(Poli.A)、洗浄部(CL1A,CL2A)、及び搬送部(LTP3、WS1、RB1L、RB1U)における処理終了時刻又は処理終了予定時刻が対応付けられている。一方、制御部5は、CMP装置へ新規に投入するウェハ4についての時刻表を作成する際には、新規に投入するウェハ4の研磨部、洗浄部、及び搬送部への仮の到着時刻を計算する。仮の到着時刻表220は、ウェハ4の、研磨部(Poli.A)、洗浄部(CL1A,CL2A)、及び搬送部(LTP3、WS1、RB1L、RB1U)への到着予定時刻が対応付けられる。

0041

制御部5は、仮の到着時刻(仮の到着時刻表220)と、CMP装置へ先行して投入したウェハの研磨部、洗浄部、及び搬送部における処理終了時刻又は処理終了予定時刻(時刻表210)と、を比較する。例えば、この例では、ウェハ3のRB1Uにおける処理終了予定時刻(0:04:35)と、RB1Uにおける処理と競合する処理部であるWS1における到着予定時刻(0:04:10)と、を比較すると、WS1における到着予定時刻のほうが25秒早い。言い換えると、仮の到着時刻表220にしたがってウェハ4をCMP装置へ投入した場合、ウェハ4はWS1で25秒待機することになる。なお、競合する処理部というのは、例えばWS1とRB1Uのように、一方の処理部(WS1)が動作する(ウェハを搬送のために受け渡す)ためには他方の処理部(RB1U)の動作(ウェハをWS1から受け取る)が必要になるような関係の処理部である。

0042

図4に示すように、制御部5は、待機時間があるか否かを判定し(ステップS105)、待機時間がある場合には(ステップS105,Yes)、待ち時間が最長である処理部
検索する(ステップS106)。

0043

例えば、図5の例では、上述のとおりウェハ3のRB1Uとウェハ4のWS1という関連する処理部間で25秒の待機時間が発生する。これに加えて、ウェハ3のCL1Aにおける処理予定時刻(0:04:30)とウェハ4のCL1Aにおける到着時刻(0:04:15)を比較すると、CL1Aにおける到着予定時刻のほうが15秒早いので15秒の待機時間が発生する。

0044

この場合、制御部5は、最長待ち時間は25秒であり、待ち時間が最長である処理部はウェハ4のWS1であると認識する。言い換えると、制御部5は、早い仮の到着時刻が複数(例えば15秒と25秒)存在する場合には、早い仮の到着時刻と処理終了時刻又は処理終了予定時刻との差が最も大きい仮の到着時刻と処理終了時刻又は処理終了予定時刻との差(25秒)を、研磨部、洗浄部、及び搬送部への仮の到着時刻に加算することによって実の到着時刻を作成する。

0045

続いて、図4に示すように、制御部5は、最長待ち時間を仮の到着時刻表220へ積算することによって実の到着時刻表230を作成する(ステップS107)。すなわち、図5に示すように、制御部5は、仮の到着時刻表220の各処理部に対して、最長待ち時間(25秒)を加算する。例えば、ウェハ4のLTP3への到着時刻は、仮の到着時刻表220では0:04:00であったが、実の到着時刻表230では0:04:25となる。また、ウェハ4のWS1への到着時刻は、仮の到着時刻表220では0:04:10であったが、実の到着時刻表230では0:04:35となる。

0046

このように、制御部5は、同一又は競合する処理部において処理終了時刻又は処理終了予定時刻より早い仮の到着時刻がある場合には、早い仮の到着時刻と処理終了時刻又は処理終了予定時刻との差を、研磨部、洗浄部、及び搬送部への仮の到着時刻に加算することによって実の到着時刻を作成する。

0047

続いて、図4に示すように、制御部5は、ステップS107において作成した実の到着時刻(実の到着時刻表230)に基づいて時刻表を作成する(ステップS108)。つまり、実の到着時刻表230は、ウェハ4の各処理部への到着時刻を対応付けたものである。そこで、制御部5は、実の到着時刻表230に各処理部における処理時間を加えることによって、各処理部における処理終了時刻又は処理終了予定時刻を対応付けた時刻表を作成する。

0048

一方、制御部5は、ステップS105において待機時間がないと判定した場合には(ステップS105,No)、実の到着時刻表230を作成することなく、仮の到着時刻表220に基づいて時刻表を作成する(ステップS108)。すなわち、制御部5は、同一又は競合する処理部において処理終了時刻又は処理終了予定時刻より早い仮の到着時刻がない場合には、仮の到着時刻に基づいて時刻表を作成する。

0049

図6は、時刻表240の一例を示す図である。図6に示すように、時刻表240は、CMP装置へ投入する複数のウェハごとに、一連の処理の開始時刻(Start)、現在のウェハの位置(Pos)、各処理部における処理終了時刻又は処理終了予定時刻が対応付けられた表である。時刻表240は、ウェハがCMP装置に投入されてから洗浄処理が終了するまでに待機状態が発生しないようにするための表である。時刻表240は、図4に示す一連の動作を実行することによって作成される。制御部5は、時刻表240に基づいて複数のウェハのCMP装置への投入タイミングを制御する。

0050

以上、本実施形態によれば、CMP装置に投入する全てのウェハについて、搬送経路
にある全ての処理部への搬送時刻を計算して時刻表を作成することによって、各ウェハ間共有処理部の使用待ちが発生しないよう、かつ、研磨開始から洗浄終了までの全工程を待機がなく最短で処理するよう、搬送開始タイミング及びルートを制御する。したがって、ウェハのCMP装置内での待機時間が削減される。その結果、本実施形態によれば、経時変化(腐食など)、又は、外乱(ダストなど)によって、ウェハの状態が不安定になることを防止することができる。特に、ウェハの研磨対象物に銅(Cu)が含まれている場合には、研磨が終了した後、洗浄開始までの待機時間が長いと腐食の影響が大きくなるが、待機時間を削減することによって銅の腐食を防止することができる。

0051

また、本実施形態のCMP装置(制御部5)は、例えば、CMP装置の一部の処理部のメンテナンスなどでウェハの処理ができない処理部が発生した場合は、メンテナンス等を行っている処理部を迂回するルートを作成することができる。

0052

また、本実施形態のCMP装置は、いったん作成した時刻表240を適宜更新することができる。例えば、制御部5は、各処理部へのウェハの実際の到着時刻と予測到着時刻との時間差を算出し、当該処理部を通る後続のウェハ(遅延の影響があるウェハ)についての時刻表240を更新することができる。また、制御部5は、CMP装置へ投入済みのウェハにも遅延情報フィードバックすることができる。なお、ウェハの実際の到着時刻と予測到着時刻との時間差が閾値(例えば0.5秒など)より小さい場合には、その時間差は誤差とみなせるので、遅延情報のフィードバックを行わないようにすることもできる。

0053

また、本実施形態のCMP装置(制御部5)は、CMP装置の故障搬送停止機能によってウェハの搬送が一時停止した場合は、搬送再開時に時刻表240の再作成を行うことによって制御搬送を続行することができる。制御部5は、時刻表240を再作成する場合いは、ウェハの搬送ルートの下流側から行う。また、制御部5は、例えばウェハの異常などによってCMP装置に投入されたウェハがCMP装置から取り除かれた場合には、当該ウェハを時刻表240から削除し制御対象外とするとともに、時刻表240を再作成することができる。

0054

また、本実施形態のCMP装置(制御部5)は、ウェハが処理部を共有する場合は、先行ウェハの後に次のウェハが処理されるように計算して制御を行うが、時刻表240を変更せず割り込める場合は、割り込む時刻表240を作成し、後続ウェハが先行ウェハより先に処理できるようにすることができる。

0055

また、本実施形態のCMP装置(制御部5)は、いったん時刻表240を作成した後、処理部のメンテナンス等によってウェハの搬送ルートが大きく変わった場合などには、時刻表240の再作成に長時間を要する。そこで、制御部5は、このような場合には、時刻表240の再作成を行わず、CMP装置内のウェハがCMP装置外へ搬出されるまで、新規ウェハの投入を停止することができる。また、時刻表240の作成又は再作成に長時間を要する場合には、時刻表240の作成又は再作成機能を無効に切り替えることもできる。

0056

また、本実施形態のCMP装置(制御部5)は、作業員などが複数のウェハの搬送状態モニタリングできるように、複数のウェハの搬送状態をビジュアル化することができる。例えば、制御部5は、図6に示す時刻表240をCMP装置の出力インターフェースモニタなど)に表示することができる。また、制御部5は、時刻表240をグラフ化して出力インターフェースにリアルタイムに表示することができる。

0057

図7は、グラフ化した時刻表240の一例を示す図である。図7において横軸(t)は時間経過を示している。図7に示すように、制御部5は、複数のウェハごとに、ウェハに
対する処理を行う処理部を時系列に並べて表示することができる。また、制御部5は、処理部ごとに異なる色又は模様を付すことができる。これによって、作業員等は、同一又は競合する処理部が同一時刻に使用されていないことを容易に確認することができる。また、制御部5は、何らかの原因によってウェハに待機状態が発生した場合には、待機状態の残り時間をインジケータ等によって表示することができる。

0058

2アンロードユニット
3研磨ユニット
3A〜3D研磨部
4洗浄ユニット
5 制御部
210,240時刻表
220 仮の到着時刻表
230 実の到着時刻表
CL1A,CL1B,CL2A,CL2B,CL3A,CL3B洗浄部

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