基板处理系统、基板搬送方法以及存储介质与流程

本公开涉及一种基板处理系统、基板搬送方法以及存储介质。

背景技术：

作为对多个基板进行处理的基板处理系统，提出了如下一种基板处理系统：具有分别进行规定的处理的多个处理模块、以及向这些多个处理模块搬送基板的搬送机构，进行控制，使得向多个处理模块依次顺序地搬送基板(例如专利文献1)。

专利文献1：日本专利第6160614号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

本公开提供如下一种技术：在向分别进行规定的处理的多个处理模块依次顺序地搬送基板并对基板进行一系列的处理时，能够抑制生产率的下降，并且抑制因基板引起的处理结果的不均匀。

用于解决问题的方案

本公开的一个实施方式所涉及的基板处理系统用于对多个基板进行处理，所述基板处理系统具备：处理部，其具有分别进行规定的处理的多个处理模块；搬出搬入部，其保持多个基板，并针对所述处理部搬出搬入基板；搬送部，其向所述多个处理模块中的各处理模块搬送基板，并且在所述搬出搬入部内以及在所述搬出搬入部与所述处理部之间搬送基板；以及控制部，其对所述处理部、所述搬出搬入部以及所述搬送部进行控制，其中，所述控制部进行控制，使得多个基板被依次从所述搬出搬入部搬送到所述处理部，并且所搬送的基板被依次顺序地搬送到所述多个处理模块，且所述控制部进行控制，使得设定从自所述搬出搬入部的规定的模块搬出基板之后起直至搬出下一个基板为止的间隔，并按该间隔的设定值将多个基板依次从所述规定的模块搬出。

发明的效果

根据本公开，提供如下一种技术：在向进行多个处理中的各处理的多个处理模块依次顺序地搬送基板并对基板进行一系列的处理时，能够抑制生产率的下降，并且抑制因基板引起的处理结果的不均匀。

附图说明

图1是表示一个实施方式所涉及的基板处理系统的概要截面图。

图2是表示一个实施方式所涉及的基板处理系统中的基板的搬送路径的概要截面图。

图3是表示一个实施方式所涉及的基板处理系统中的控制部的硬件结构的一例的框图。

图4是一个实施方式所涉及的基板处理系统中的控制部的功能框图。

具体实施方式

下面参照附图来说明实施方式。

图1是表示一个实施方式所涉及的基板处理系统的概要截面图。

该基板处理系统1对基板w实施多个处理，具有处理部2、控制部4、以及保持多个基板w并针对处理部2搬出搬入基板的搬出搬入部3。基板不被特别地进行限定，例如为半导体晶圆。

处理部2具有用于对基板w实施规定的真空处理的多个(在本例中为10个)处理模块pm1～pm10。利用第一搬送装置11向这些多个处理模块pm1～pm10依次搬送基板w。第一搬送装置11具有多个搬送模块tm1～tm5。搬送模块tm1～tm5分别具有被保持为真空的平面形状为六边形形状的容器30a、30b、30c、30d、30e、以及设置在各容器内的多关节构造的搬送机构31a、31b、31c、31d、31e。在搬送模块tm1～tm5的搬送机构之间分别设置有作为搬送缓冲器的交接部41、42、43、44。搬送模块tm1～tm5的容器30a、30b、30c、30d、30e连通而构成一个搬送室12。搬送室12沿图中y方向延伸，处理模块pm1～pm10经由可开闭的闸阀g在搬送室12的两侧各连接有五个。处理模块pm1～pm10的闸阀g在搬送模块进出处理模块时被打开，在进行处理时被关闭。

搬出搬入部3连接于处理部2的一端侧。搬出搬入部3具有大气搬送室(efem)21、与大气搬送室21连接的三个装载埠22、对准器模块23及两个装载互锁模块llm1、llm2、以及设置在大气搬送室21内的第二搬送装置24。

大气搬送室21呈以图中的x方向为长边方向的长方体形状。三个装载埠22设置在大气搬送室21的与处理部2相反的一侧的长边壁部。各装载埠22具有载置台25和搬送口26，在载置台25上载置有作为收容多个基板的基板收容容器的foup20，载置台25上的foup20经由搬送口26而与大气搬送室21以密闭的状态连接。

对准器模块23连接于大气搬送室21的一个短边壁部。在对准器模块23中进行基板w的对准。

两个装载互锁模块llm1及llm2用于能够在大气压的大气搬送室21与真空环境的搬送室12之间搬送基板w，该两个装载互锁模块llm1及llm2的压力在大气压与同搬送室12同等程度的真空之间可变。两个装载互锁模块llm1及llm2分别具有两个搬送口，一个搬送口经由闸阀g2而与大气搬送室21的处理部2侧的长边壁部连接，另一个搬送口经由闸阀g1而与处理部2的搬送室12连接。在从搬出搬入部3向处理部2搬送基板w时使用装载互锁模块llm1，在从处理部2向搬入搬出部3搬送基板w时使用装载互锁模块llm2。此外，可以在装载互锁模块llm1及llm2中进行脱气处理等处理。

大气搬送室21内的第二搬送装置24具有多关节构造，向装载埠22上的foup20、对准器模块23、装载互锁模块llm1及llm2进行基板w的搬送。具体地说，第二搬送装置24从装载埠22的foup20取出未处理的基板w后搬送到对准器模块23，并从对准器模块23向装载互锁模块llm1搬送基板w。另外，第二搬送装置24接收从处理部2搬送到装载互锁模块llm2的处理后的基板w，并向装载埠22的foup20搬送基板w。此外，在图1中，示出第二搬送装置24的用于接收基板w的拾取件为一个的例子，但拾取件可以为两个。

此外，由上述第一搬送装置11和第二搬送装置24构成处理系统1的搬送部。

在上述处理部2中，在搬送室12的一侧，从装载互锁模块llm1侧起依次配置有处理模块pm1、pm3、pm5、pm7、pm9，在搬送室12的另一侧，从装载互锁模块llm2侧起依次配置有处理模块pm2、pm4、pm6、pm8、pm10。另外，在第一搬送装置11中，从装载互锁模块llm1及llm2侧起依次配置有搬送模块tm1、tm2、tm3、tm4、tm5。

搬送模块tm1的搬送机构31a能够进出装载互锁模块llm1及llm2、处理模块pm1及pm2、以及交接部41。搬送模块tm2的搬送机构31b能够进出处理模块pm1、pm2、pm3及pm4、以及交接部41及42。搬送模块tm3的搬送机构31c能够进出处理模块pm3、pm4、pm5及pm6、以及交接部42及43。搬送模块tm4的搬送机构31d能够进出处理模块pm5、pm6、pm7及pm8、以及交接部43及44。搬送模块tm5的搬送机构31e能够进出处理模块pm7、pm8、pm9及pm10、以及交接部44。

像这样构成第一搬送装置11的搬送模块tm1～tm5和第二搬送装置24，因此如图2所示那样，从foup20取出的基板w在处理部2中沿着大致u字形的路径p沿着一个方向被顺序地搬送并在各处理模块中被进行处理，之后返回foup20。即，基板w被以处理模块pm1、pm3、pm5、pm7、pm9、pm10、pm8、pm6、pm4、pm2的顺序搬送并在各个处理模块中被进行规定的处理。

处理系统1例如能够用于mram(magnetoresistiverandomaccessmemory：磁阻式随机存取存储器)中使用的层叠膜(mtj膜)的制造。在mtj膜的制造中存在预清洗处理、成膜处理、氧化处理、加热处理、冷却处理等多个处理，在处理模块pm1～pm10中进行这些处理中的各处理。处理模块pm1～pm10中的一个以上的处理模块可以为用于使基板w待机的待机模块。

控制部4控制基板处理系统1的各构成部、例如搬送模块tm1～tm5(搬送机构31a～31e)、第二搬送装置24、处理模块pm1～pm10、装载互锁模块llm1及llm2、搬送室12、以及闸阀g、g1、g2等。控制部4代表性地为计算机。在图3中表示控制部4的硬件结构的一例。控制部4具备主控制部101、键盘、鼠标等输入装置102、打印机等输出装置103、显示装置104、存储装置105、外部接口106、以及将它们彼此连接的总线107。主控制部101具有cpu(中央处理装置)111、ram112以及rom113。存储装置105记录和读取进行控制所需要的信息。存储装置105中具有计算机可读取的存储介质，在存储介质中存储有针对基板w的处理的处理制程等。

在控制部4中，cpu111使用ram112来作为工作区域，通过执行rom113或存储装置105的存储介质中保存的程序，来在基板处理装置1中对作为基板的晶圆w执行处理。

图4是控制部4的功能框图，主要表示基板w的搬送控制功能。控制部4具有搬送控制部121、间隔设定部122、基板检测部123、滞留检测部124以及间隔设定模块变更部125。此外，控制部4还具有搬送控制功能以外的其它功能，但在此省略说明。

搬送控制部121对搬送模块tm1～tm5(搬送机构31a～31e)以及第二搬送装置24进行控制。具体地说，进行控制，使得基板w从foup20搬出，经由对准器模块23、装载互锁模块llm1到达处理部2并被依次搬送到各处理模块，经由装载互锁模块llm2返回到foup20。搬送控制部121内置有计时器。间隔设定部122具有以下功能：设定从自搬出搬入部3的规定的模块搬出某个基板w之后起直至搬出下一个基板w为止的间隔，并将该间隔的设定值发送到搬送控制部121。基板检测部123对系统内的基板w的位置进行检测。所检测出的基板w的位置被显示于显示装置104的装置画面。滞留检测部124具有检测基板w的滞留并反馈给搬送控制部121的功能。间隔设定模块变更部125具有以下功能：对被设定从搬出基板w之后起直至搬出下一个基板w为止的间隔的模块的变更进行设定，并将该变更发送到搬送控制部121。

以下具体地进行说明。

搬送控制部121对第二搬送装置24等搬送机构进行控制，使得在从搬出搬出部3的规定的模块依次搬出多个基板时，按由间隔设定部122设定的间隔的设定值来依次搬出多个基板w。此时，间隔被设定为装置参数。间隔设定部122能够根据加工所要求的生产率将间隔变为适当的值。

被设定间隔的规定的模块(间隔设定模块)例如为装载埠22(foup20)。在间隔设定模块为装载埠22(foup20)的情况下，搬送控制部121控制第二搬送装置24，使得在从foup20取出基板w之后，按由间隔设定部122设定的间隔的设定值来取出下一个基板w。例如，以处理模块pm1～pm10中的处理时间最长的处理模块的时间为基准来设定间隔设定部122的设定值。

另外，能够在中途变更由间隔设定部122设定的设定值(参数)。在该情况下，优选的是搬送控制部121使参数变更即刻有效。在从间隔设定模块搬出先行基板后(间隔计时器测量期间)变更了参数的情况下，搬送控制部121在变更后的参数与至此为止的实测时间之差的计时器时间之后搬出后续基板。

例如，在间隔的设定值(参数)为120秒时如下。

(a)在搬出先行基板后经过了30秒时将参数变更为100秒的情况下，在从参数变更时间点起70秒之后(从搬出先行基板起100秒之后)搬送后续基板。

(b)在搬出先行基板后经过了30秒时将参数变更为10秒的情况下，在紧挨着参数变更时间点之后搬出后续基板。

间隔设定模块变更部125对上述间隔设定模块的变更进行设定。例如，将间隔设定模块从装载埠22(foup20)变更为对准器模块23或装载互锁模块llm1。在变更后的间隔设定模块为对准器模块23的情况下，搬送控制部121控制第二搬送装置24，使得在从对准器模块23搬出基板w之后按所设定的间隔取出下一个基板w。此时，搬送控制部121控制第二搬送装置24，使得在从foup20向对准器模块23搬送基板w时，为不考虑间隔的通常的搬送。在变更后的间隔设定模块为装载互锁模块llm1的情况下，搬送控制部121控制搬送模块tm1的搬送机构31a，使得在从装载互锁模块llm1搬出基板w之后按所设定的间隔取出下一个基板w。

此外，在以上的说明中，将间隔设定模块的初始设定设为装载埠22(foup20)，但也可以将间隔设定模块的初始设定设为其它模块。

在与上述间隔设定无关地在规定的处理模块中发生了基板的滞留的情况下，滞留检测部124检测该滞留，并将滞留时间反馈给搬送控制部121。接受到反馈的搬送控制部121使由间隔设定部122设定的间隔的设定值的剩余时间延长滞留时间。在滞留检测部124的滞留检测中，基于由基板检测部123得到的基板w的位置检测结果，在从规定的模块搬出基板w的搬出延迟时间为规定时间以上时，视作该基板w发生了滞留，将该搬出延迟时间设为滞留时间。由于在基板开始移动后才知道滞留时间，因此在滞留被消除从而基板w开始移动的时刻进行滞留时间的检测。接受到反馈的搬送控制部121对计时器进行重新设定，以使由间隔设定部122设定的间隔的剩余时间延长搬出延迟时间。

但是，当考虑生产率的下降时，优选的是将重新设定的计时器的最大值、也就是延长后的间隔的重新设定值设为间隔设定部122中的设定值。

例如，在由间隔设定部122设定的间隔设定值为280秒时如下。

(a)在先行基板的滞留时间为30秒、计时器的经过时间为100秒的情况下

重新设定280-100+30＝210秒的计时器。

(b)在先行基板的滞留时间为300秒、计时器的经过时间为100秒的情况下

虽然为280-100+300＝480秒，但比设定值280秒长，因此重新设定280秒的计时器。

优选的是，能够设定滞留检测部124视作发生滞留的规定时间。该规定时间设定为能够视作实质上发生了滞留的时间、例如15秒。也就是说，滞留检测部124在从规定的模块搬出基板w的搬出延迟时间长至规定时间(例如15秒)以上时，视作发生了滞留并将反馈发送到搬送控制部121。

另外，搬送控制部121在基板w的滞留被消除从而多个基板开始移动时，只受理第一个开始移动的基板w的反馈。在先行基板由于某种原因而发生滞留的情况下，其后续的基板也发生滞留，从而多个基板发生滞留，此时滞留被消除从而开始移动的基板为多个，针对这些多个基板，从滞留检测部124发送反馈。在这些基板之中，第一个开始移动的基板的滞留时间最长，因此搬送控制部121只受理第一个开始移动的基板的反馈。

另外，搬送控制部121针对发送过一次反馈的基板，此后不再受理反馈。在如上述那样滞留了多个基板之后，在滞留被消除时，开头的基板能够不滞留地被搬送，但是第二个以后的基板有时根据开头的基板在各处理模块中的处理时间而多次滞留。此时，每当受理滞留的反馈时，搬送循环的紊乱就会变大从而招致生产率的下降。因此，搬送控制部121针对发送过一次反馈的基板，不再受理反馈。

另外，搬送控制部121具有以下功能：在经过所设定的间隔后要从间隔设定模块搬出基板w时检测到在该基板w的搬送目的地的模块中发生了基板w的滞留的情况下，停止基板w从间隔设定模块的搬出。在由基板检测部123检测到滞留被消除的情况下，搬送控制部121将搬出停止解除。

并且，搬送控制部121具有以下功能：在不存在先行的基板的情况(先行基板的信息在软件上丢失的情况)下，与所设定的间隔时间无关地即刻从间隔设定模块搬出下一个基板w。另外，在所设定的间隔时间比先行基板w的搬送时间长的情况、以及先行基板w的加工工作中止而基板比预定提前返回的情况下，也在基板返回的时间点同样地即刻搬出下一个基板。

并且，搬送控制部121具有以下功能：在装载互锁模块(llm1)的大气开放慢的情况下，在从间隔设定模块搬出第一个基板w时，与间隔设定值无关地在大气开放处理完成后进行搬出。

接着，对如以上那样构成的基板处理系统1中的处理动作进行说明。在控制部4的控制下执行以下处理动作。

首先，利用第二搬送装置24从装载埠22上的foup20取出基板w，并搬送到对准器模块23。在对准器模块23中将基板w对准之后，利用第二搬送装置24取出基板w，并搬送到装载互锁模块llm1。此时，装载互锁模块llm1为大气压，在接收到基板w之后，装载互锁模块llm1被进行真空排气。

之后，利用第一搬送装置11中的搬送模块tm1的搬送机构31a将基板w从装载互锁模块llm1内取出，并搬送到处理模块pm1。然后，在处理模块pm1中对基板w执行规定的处理。之后，利用搬送模块tm1～tm5的搬送机构31a～31e将基板w依次搬送到处理模块pm3、pm5、pm7、pm9、pm10、pm8、pm6、pm4、pm2，并在这些处理模块中依次进行规定的处理。在处理模块pm2中的处理结束之后，利用搬送模块tm1的搬送机构31a将基板w搬送到装载互锁模块llm2。此时，装载互锁模块llm2为真空，在接收到基板w之后，装载互锁模块llm2被进行大气开放。

之后，利用第二搬送装置24将装载互锁模块llm2内的基板w搬送到装载埠22的foup20内。

对多个基板w反复进行以上那样的一系列的处理。

以往，这种基板处理系统中的搬送系统重视搬送效率，从而进行控制，使得通过触发搬送将多个基板以最短的时间连续地进行搬送。

但是，各处理模块的处理时间不是固定的，即使第一个基板能够无需等待时间地搬送，但是第二个以后的基板必须在制程时间长的处理模块之前的处理模块中进行待机，由此，加工结果有时不同。

例如，在制造mram的mtj膜的情况下，存在预清洗处理、成膜处理、氧化处理、加热处理、冷却处理等多个处理。关于此时的处理时间，例如在处理模块pm7中为最长的280秒，在之前的处理模块pm1、pm3、pm5中为数十秒。因而，直到在处理模块pm7中的对先行基板的处理结束为止使第二个以后的基板在处理模块pm1、pm3、pm5中待机。

此时，在待机的处理模块pm1、pm3、pm5中进行的处理为氧化处理、冷却处理等有可能在待机期间使基板的状态发生变化的处理的情况下，第一个基板的加工结果与第二个以后的基板的加工结果可能不同。

另一方面，通过利用软件的功能使基板隔开间隔，能够防止后续基板的滞留来抑制加工结果的不均匀，但是当在维持已有的控制的状态下使基板的搬送隔开间隔时，会导致生产率下降。

因此，在本实施方式中，由间隔设定部122设定从自搬出搬入部3的规定的模块搬出某个基板之后起直至搬出下一个基板为止的间隔，由搬送控制部121控制基板w的搬送，使得按所设定的该间隔的设定值将多个基板依次从间隔设定模块搬出。

由此，能够根据处理所要求的生产率恰当地设定基板w的搬出间隔，从而能够抑制生产率的下降，并且能够消除基板w在处理模块中的滞留，从而抑制因基板引起的处理结果的不均匀。

通过以处理模块pm1～pm10中的处理时间最长的处理模块的时间为基准来设定间隔设定部122的设定值，能够更有效地抑制基板滞留的发生。

另外，能够在中途变更由间隔设定部122设定的设定值(参数)，通过由搬送控制部121使参数变更即刻有效，能够进行精确的搬送控制。

在基板w在全部的处理模块pm1～pm10中如预定的那样被进行处理、且如预定的那样被进行搬送的情况下，仅通过这样的功能就能够有效地抑制基板w的滞留。但是，实际上有时在处理模块中发生错误、突发性的延迟从而无法在预定的时间进行处理，在该情况下，即使具有上述功能，也会发生基板w的滞留。

对此，由滞留检测部124检测在规定的处理模块中发生的滞留，并反馈给搬送控制部121，使由间隔设定部122设定的间隔的设定值的剩余时间延长从该处理模块进行搬送的搬出延迟时间。由于在基板开始移动后才知道此时的滞留时间，因此滞留检测部124在检测到从规定的模块搬出基板w的搬出延迟时、即滞留被消除从而基板开始移动的时刻，对滞留进行检测。而且，接受到反馈的搬送控制部121对计时器进行重新设定，以使由间隔设定部122设定的设定值(参数)延长滞留时间。由此，即使发生了意料之外的基板w的滞留，也能够抑制后续基板的等待时间，从而能够防止滞留的传递。

此时，将重新设定的计时器的最大值设为间隔设定部122中的间隔的设定值，由此能够尽可能地抑制生产率的下降。

另外，通过设为能够设定滞留检测部124视作滞留的规定时间，能够防止将如实质上不应被视作滞留那样的搬送模块的竞争、处理单元中的等离子体点火的重试等轻微的情况检测为滞留。

并且，在基板w的滞留被消除从而多个基板开始移动时，从多个基板发送反馈信号，但是搬送控制部121只受理第一个开始移动的基板w的反馈。第一个开始移动的基板w的滞留时间最长，与此对应地延长间隔设定值的计时器就足够了，由此能够抑制由于基板搬送的过度调整而引起的生产率的下降。

并且，搬送控制部121针对发送过一次反馈的基板不再受理反馈。由此，能够避免以下情形：在滞留多个基板之后，在滞留被消除时，针对有可能发生多次滞留的第二个以后的基板，每当发生滞留时都受理滞留的反馈，从而导致搬送循环紊乱。也就是说，由此也能够抑制由于基板搬送的过度调整而引起的生产率的下降。

并且，搬送控制部121具有以下功能：在经过所设定的间隔后要从间隔设定模块搬出基板w时检测到在该基板w的搬送目的地的模块中发生了基板w的滞留的情况下，搬送控制部121停止基板w的搬出。由此，能够避免从间隔设定模块新搬出的基板w发生滞留的危险性。

并且，搬送控制部121具有以下功能：在不存在先行的基板的情况(先行基板的信息在软件上丢失的情况)下，与所设定的间隔时间无关地即刻从间隔设定模块搬出基板w。由此，能够消除过度的等待时间，进一步提高生产率。另外，具有在所设定的间隔时间比先行基板w的搬送时间长的情况、以及先行基板w比预定提前返回的情况下也在基板返回的时间点同样地即刻搬出下一个基板的功能，因此能够得到同样的效果。

另外，能够由间隔设定模块变更部125设定间隔设定模块的变更，因此能够消除由于使间隔设定模块固定而引起的问题。例如，装载互锁模块llm1的大气开放的时间长，从而即使在从装载埠22搬出基板w时就开始进行装载互锁模块llm1的大气开放，大气开放也有时无法在该基板w到达装载互锁模块llm1之前结束。在这样的情况下，如果在装载埠22(foup20)设定间隔，则会导致搬送循环紊乱。在这样的情况下，将间隔设定模块变更为对准器模块23是有效的。但是，在第二搬送装置24的拾取件为两个的情况下，如果间隔设定模块为对准器模块23则存在问题，因此以装载互锁模块llm1的大气开放的时间短为前提，将间隔设定模块设为装载埠22。

在装载互锁模块(llm1)的大气开放慢的情况下，可以进行控制，使得在从间隔设定模块搬出第一个基板w时，与间隔设定值无关地在大气开放处理完成后进行搬出。由此，能够避免没有受到间隔设定的好处的第一个基板w在被搬入装载互锁模块llm1之前进行待机。

以上对实施方式进行了说明，但应该认为本次公开的实施方式在所有方面是例示性的，而不是限制性的。上述的实施方式可以在不脱离权利要求书及其主旨的情况下以各种各样的方式进行省略、置换、变更。

例如，实施方式的处理系统1只不过是例示，只要为向多个处理模块依次顺序地搬送基板并进行处理即可。另外，作为处理的例子，列举出mram的mtj膜的制造，但不限于此。