JP7643861B2 - 基板処理装置においてカセットからの基板の取り出しタイミングを決定する方法、装置、プログラム、および基板処理装置 - Google Patents

基板処理装置においてカセットからの基板の取り出しタイミングを決定する方法、装置、プログラム、および基板処理装置 Download PDF

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Description

本発明は、基板処理装置においてカセットからの基板の取り出しタイミングを決定する方法、装置、プログラム、および基板処理装置に関する。
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。
従来のＣＭＰ装置は、基板の研磨処理を行うための研磨部と、基板の洗浄処理及び乾燥処理を行うための洗浄部と、研磨部へ基板を受け渡すとともに洗浄部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／アンロード部などを備えている。また、従来のＣＭＰ装置は、研磨部、洗浄部、及びロード／アンロード部内で基板の搬送を行う搬送部を備えており、搬送部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。
このような従来のＣＭＰ装置では、研磨部が第１研磨ユニットと第２研磨ユニットを有している場合、第１研磨ユニットにて基板を研磨する際には、ロード／アンロード部から第１研磨ユニットへと直接基板が搬入されるが、第２研磨ユニットにて基板を研磨する際には、（ロード／アンロード部から第２研磨ユニットへと直接基板が搬入されるのではなく、）ロード／アンロード部から第１研磨ユニットを介して第２研磨ユニットへと基板が搬入されていた。そのため、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットの同一の搬入経路部分にて混雑が生じて、スループットを低下させていた。
このような問題を解決するために、本件出願人は、搬送部から研磨部へと搬送されてくる基板を、搬送ロボットにより第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットに振り分ける構成を備えた新たな基板処理装置を既に提案している（特許文献１参照）。このような構成では、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットが基板搬入経路を共有していないから、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットへの基板搬入時の混雑が解消される。これにより、プロセス全体のスループットを向上させることができる。
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、特許文献２では、基板が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時間が発生しないように、新規に投入する基板の研磨部、洗浄部、搬送部への仮の到着時刻を計算し、仮の到着時刻と、先行して投入した１つ前の基板の研磨部、洗浄部、搬送部における処理終了時刻とを比較し、新規に投入する基板の仮の到着時刻が、１つ前の基板の処理終了時刻より早い場合には、到着してから１つ前の基板の処理が終了するまで待機させることがないよう、その差分を仮の到着時刻に加算する（すなわちその差分だけ到着時刻を遅らせる）ことによって実の到着時刻を決定する技術が提案されている。
特開２０１８－６５４９号公報 特許第６３７００８４号公報
しかしながら、特許文献２の技術は、第２研磨ユニットにて基板を研磨する際にロード／アンロード部から第１研磨ユニットを介して第２研磨ユニットへと基板が搬入される従来のＣＭＰ装置の構成を前提とした技術であり、搬送部から研磨部へと搬送されてくる基板を、搬送ロボットにより第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットに振り分ける新たな基板処理装置の構成に適用することができない。
本発明は、以上のような点を考慮してなされたものである。本発明の目的は、搬送部から研磨部へと搬送されてくる基板を、搬送ロボットにより第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットに振り分ける構成を有する基板処理装置において、スループットを向上できる技術を提供することにある。
本発明の第１の態様に係る方法は、
第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットと、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットに基板を振り分ける搬送ロボットと、を有し、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットはそれぞれ、２台の研磨装置と、２台の研磨装置の各々に対する２箇所の基板搬送位置にそれぞれ配置され、上下移動する２台のプッシャと、前記搬送ロボットに対して基板の受け渡しを行う待機位置と前記２箇所の基板搬送位置との間を水平移動するステージを有するエクスチェンジャと、を有する、研磨部と、
研磨前の基板をカセットから取り出すロード／アンロード部と、
前記ロード／アンロード部と前記搬送ロボットとの間で基板を搬送する搬送部と、
を備えた基板処理装置において前記カセットからの基板の取り出しタイミングを決定する方法であって、
各基板の仮の取り出し時刻を、その１つ前の基板の仮の取り出し時刻に、前記ロード／アンロード部において前記カセットからの基板の取り出し動作を開始してから前記搬送ロボットが前記エクスチェンジャへの基板の受け渡し動作を完了するまでに要する搬送時間を加算することによって算出し、
Ｘ枚目（Ｘは任意の自然数）の研磨後の基板を研磨装置からエクスチェンジャへと受け渡すためのプッシャの下降動作が完了する仮の時刻Ａと、Ｘ＋５枚目の研磨前の基板を前記搬送部からエクスチェンジャへと受け渡すための前記搬送ロボットの受け渡し動作が完了する仮の時刻Ｂとを比較し、
Ａ≦Ｂの場合には、各基板の仮の取り出し時刻を、実際の取り出し時刻として採用し、
Ａ＞Ｂの場合には、１０＋４ｉ枚目（ｉは０以上の整数）の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算し、さらに少なくともＡ－Ｂを加算することによって算出し、それ以外の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算することによって算出する。
このような態様によれば、１０＋４（ｉ－１）枚目の研磨後の基板を研磨装置からエクスチェンジャへと受け渡すためのプッシャの下降動作（アンロード）が完了した直後に、安定して、１０＋４ｉ枚目の研磨前の基板をエクスチェンジャから研磨装置へと受け渡すための同じプッシャの上昇動作（ロード）を開始でき、同様にして１０＋４（ｉ－１）＋ｋ枚目（ｋ＝１、２、３）の研磨後の基板を研磨装置からエクスチェンジャへと受け渡すためのプッシャの下降動作（アンロード）が完了した直後に、安定して、１０＋４ｉ＋ｋ枚目の研磨前の基板をエクスチェンジャから研磨装置へと受け渡すための同じプッシャの上昇動作（ロード）を開始できるため、プッシャ・トゥ・プッシャの動作時間（１つのプッシャがある基板の処理を開始してから次に別の基板の処理を開始するまでの時間）を短縮でき、これにより、研磨部の律速を最小限に抑えて、スループット（ＷＰＨ；Ｗａｆｅｒ Ｐｅｒ Ｈｏｕｒ）を向上できる。また、これに伴って、研磨後から洗浄にいたるその時間が各ウェハで均一かつ最短となるため、プロセスという観点でも高いレベルで安定した結果を得ることが可能となる。
本発明の第２の態様に係る方法は、第１の態様に係る方法であって、
Ａ＞Ｂの場合には、１０＋４ｉ枚目の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算し、さらにＡ－Ｂ＋Δを加算することによって算出し、それ以外の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算することによって算出し、
前記Δは、実機での通信時間の遅れを考慮して予め定められた値である。
本発明の第３の態様に係る方法は、第２の態様に係る方法であって、
前記Δは、１秒以下である。
本発明の第４の態様に係る方法は、第１～３のいずれかの態様に係る方法であって、
前記基板処理装置は、研磨後の基板を洗浄する洗浄部をさらに備え、
前記搬送ロボットは、前記第１研磨ユニットおよび前記第２研磨ユニットと前記洗浄部との間の基板の受け渡しを行う。
本発明の第５の態様に係る装置は、
第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットと、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットに基板を振り分ける搬送ロボットと、を有し、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットはそれぞれ、２台の研磨装置と、２台の研磨装置の各々に対する２箇所の基板搬送位置にそれぞれ配置され、上下移動する２台のプッシャと、前記搬送ロボットに対して基板の受け渡しを行う待機位置と前記２箇所の基板搬送位置との間を水平移動するステージを有するエクスチェンジャと、を有する、研磨部と、
研磨前の基板をカセットから取り出すロード／アンロード部と、
前記ロード／アンロード部と前記搬送ロボットとの間で基板を搬送する搬送部と、
を備えた基板処理装置において前記カセットからの基板の取り出しタイミングを決定する装置であって、
命令を記憶するメモリと、
各基板の仮の取り出し時刻を、その１つ前の基板の仮の取り出し時刻に、前記ロード／アンロード部において前記カセットからの基板の取り出し動作を開始してから前記搬送ロボットが前記エクスチェンジャへの基板の受け渡し動作を完了するまでに要する搬送時間を加算することによって算出し、
Ｘ枚目（Ｘは任意の自然数）の研磨後の基板を研磨装置からエクスチェンジャへと受け渡すためのプッシャの下降動作が完了する仮の時刻Ａと、Ｘ＋５枚目の研磨前の基板を前記搬送部からエクスチェンジャへと受け渡すための前記搬送ロボットの受け渡し動作が完了する仮の時刻Ｂとを比較し、
Ａ≦Ｂの場合には、各基板の仮の取り出し時刻を、実際の取り出し時刻として採用し、
Ａ＞Ｂの場合には、１０＋４ｉ枚目（ｉは０以上の整数）の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算し、さらに少なくともＡ－Ｂを加算することによって算出し、それ以外の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算することによって算出する
ための前記命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、
を備える。
本発明の第６の態様に係る装置は、第５の態様に係る装置であって、
Ａ＞Ｂの場合には、１０＋４ｉ（ｉは自然数）枚目の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算し、さらにＡ－Ｂ＋Δを加算することによって算出し、それ以外の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算することによって算出し、
前記Δは、実機での通信時間の遅れを考慮して予め定められた値である。
本発明の第７の態様に係る装置は、第６の態様に係る装置であって、
前記Δは、１秒以下である。
本発明の第８の態様に係る装置は、第５～７のいずれかの態様に係る装置であって、
前記基板処理装置は、研磨後の基板を洗浄する洗浄部をさらに備え、
前記搬送ロボットは、前記第１研磨ユニットおよび前記第２研磨ユニットと前記洗浄部との間の基板の受け渡しを行う。
本発明の第９の態様に係るプログラムは、
第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットと、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットに基板を振り分ける搬送ロボットと、を有し、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットはそれぞれ、２台の研磨装置と、２台の研磨装置の各々に対する２箇所の基板搬送位置にそれぞれ配置され、上下移動する２台のプッシャと、前記搬送ロボットに対して基板の受け渡しを行う待機位置と前記２箇所の基板搬送位置との間を水平移動するステージを有するエクスチェンジャと、を有する、研磨部と、
研磨前の基板をカセットから取り出すロード／アンロード部と、
前記ロード／アンロード部と前記搬送ロボットとの間で基板を搬送する搬送部と、
を備えた基板処理装置において前記カセットからの基板の取り出しタイミングを決定するためのプログラムであって、
コンピュータに、
各基板の仮の取り出し時刻を、その１つ前の基板の仮の取り出し時刻に、前記ロード／アンロード部において前記カセットからの基板の取り出し動作を開始してから前記搬送ロボットが前記エクスチェンジャへの基板の受け渡し動作を完了するまでに要する搬送時間を加算することによって算出し、
Ｘ枚目（Ｘは任意の自然数）の研磨後の基板を研磨装置からエクスチェンジャへと受け渡すためのプッシャの下降動作が完了する仮の時刻Ａと、Ｘ＋５枚目の研磨前の基板を前記搬送部からエクスチェンジャへと受け渡すための前記搬送ロボットの受け渡し動作が完了する仮の時刻Ｂとを比較し、
Ａ≦Ｂの場合には、各基板の仮の取り出し時刻を、実際の取り出し時刻として採用し、
Ａ＞Ｂの場合には、１０＋４ｉ枚目（ｉは０以上の整数）の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算し、さらに少なくともＡ－Ｂを加算することによって算出し、それ以外の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算することによって算出する
ことを実行させる。
本発明の第１０の態様に係るプログラムは、第９の態様に係るプログラムであって、
Ａ＞Ｂの場合には、１０＋４ｉ枚目の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算し、さらにＡ－Ｂ＋Δを加算することによって算出し、それ以外の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算することによって算出し、
前記Δは、実機での通信時間の遅れを考慮して予め定められた値である。
本発明の第１１の態様に係るプログラムは、第１０の態様に係るプログラムであって、
前記Δは、１秒以下である。
本発明の第１２の態様に係るプログラムは、第９～１１のいずれかの態様に係るプログラムであって、
前記基板処理装置は、研磨後の基板を洗浄する洗浄部をさらに備え、
前記搬送ロボットは、前記第１研磨ユニットおよび前記第２研磨ユニットと前記洗浄部との間の基板の受け渡しを行う。
本発明の第１３の態様に係る基板処理装置は、
第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットと、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットに基板を振り分ける搬送ロボットと、を有し、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットはそれぞれ、２台の研磨装置と、２台の研磨装置の各々に対する２箇所の基板搬送位置にそれぞれ配置され、上下移動する２台のプッシャと、前記搬送ロボットに対して基板の受け渡しを行う待機位置と前記２箇所の基板搬送位置との間を水平移動するステージを有するエクスチェンジャと、を有する、研磨部と、
研磨前の基板をカセットから取り出すロード／アンロード部と、
前記ロード／アンロード部と前記搬送ロボットとの間で基板を搬送する搬送部と、
各基板ごとに前記研磨部、前記ロード／アンロード部、および前記搬送部における処理終了時刻または処理終了予定時刻が対応付けられた時刻表に基づいて、前記カセットからの基板の取り出しタイミングを制御する制御部と、
を備え、
前記時刻表において、
Ｘ枚目（Ｘは任意の自然数）の研磨後の基板を研磨装置からエクスチェンジャへと受け渡すためのプッシャの下降動作が完了する時刻Ａと、Ｘ＋５枚目の研磨前の基板を前記搬送部からエクスチェンジャへと受け渡すための前記搬送ロボットの受け渡し動作が完了する時刻Ｂとが、Ａ＞Ｂの関係となっており、かつ、
１０＋４ｉ枚目（ｉは０以上の整数）の基板の取り出し時刻は、その１つ前の基板の取り出し時刻に、前記ロード／アンロード部において前記カセットからの基板の取り出し動作を開始してから前記搬送ロボットが前記エクスチェンジャへの基板の受け渡し動作を完了するまでに要する搬送時間を加算し、さらに少なくともＡ－Ｂを加算した時刻となっており、それ以外の基板の取り出し時刻は、その１つ前の基板の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算した時刻となっている。
本発明の第１４の態様に係る基板処置装置は、第１３の態様に係る基板処理装置であって、
前記時刻表において、
１０＋４ｉ枚目の基板の実際の取り出し時刻は、その１つ前の基板の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算し、さらにＡ－Ｂ＋Δを加算した時刻となっており、それ以外の基板の実際の取り出し時刻は、その１つ前の基板の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算した時刻となっており、
前記Δは、実機での通信時間の遅れを考慮して予め定められた値である。
本発明の第１５の態様に係る基板処理装置は、第１４の態様に係る基板処理装置であって、
前記Δは、１秒以下である。
本発明の第１６の態様に係る基板処理装置は、第１３～１５のいずれかの態様に係る基板処理装置であって、
研磨後の基板を洗浄する洗浄部をさらに備え、
前記搬送ロボットは、前記第１研磨ユニットおよび前記第２研磨ユニットと前記洗浄部との間の基板の受け渡しを行う。
図１は、一実施の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、図１に示す基板処理装置を洗浄部側から見た側面図である。 図３は、図１に示す基板処理装置の搬送部を示す分解斜視図である。 図４は、図１に示す基板処理装置の第１研磨装置を模式的に示す斜視図である。 図５は、図１に示す基板処理装置の搬送ロボットの側面図である。 図６は、図１に示す基板処理装置の第１搬送機構を示す斜視図である。 図７は、図６に示す第１搬送機構の第１プッシャを示す縦断面図である。 図８Ａは、搬送部の動作を説明するための模式図である。 図８Ｂは、搬送部の動作を説明するための模式図である。 図８Ｃは、搬送部の動作を説明するための模式図である。 図９Ａは、搬送ロボットの動作を説明するための模式図である。 図９Ｂは、搬送ロボットの動作を説明するための模式図である。 図９Ｃは、搬送ロボットの動作を説明するための模式図である。 図９Ｄは、搬送ロボットの動作を説明するための模式図である。 図１０Ａは、第１搬送機構の動作を説明するための模式図である。 図１０Ｂは、第１搬送機構の動作を説明するための模式図である。 図１０Ｃは、第１搬送機構の動作を説明するための模式図である。 図１０Ｄは、第１搬送機構の動作を説明するための模式図である。 図１０Ｅは、第１搬送機構の動作を説明するための模式図である。 図１０Ｆは、第１搬送機構の動作を説明するための模式図である。 図１０Ｇは、第１搬送機構の動作を説明するための模式図である。 図１０Ｈは、第１搬送機構の動作を説明するための模式図である。 図１０Ｉは、第１搬送機構の動作を説明するための模式図である。 図１０Ｊは、第１搬送機構の動作を説明するための模式図である。 図１０Ｋは、第１搬送機構の動作を説明するための模式図である。 図１０Ｌは、第１搬送機構の動作を説明するための模式図である。 図１０Ｍは、第１搬送機構の動作を説明するための模式図である。 図１０Ｎは、第１搬送機構の動作を説明するための模式図である。 図１０Ｏは、第１搬送機構の動作を説明するための模式図である。 図１０Ｐは、第１搬送機構の動作を説明するための模式図である。 図１１Ａは、洗浄部に対する搬送ロボットの動作を説明するための模式図である。 図１１Ｂは、洗浄部に対する搬送ロボットの動作を説明するための模式図である。 図１１Ｃは、洗浄部に対する搬送ロボットの動作を説明するための模式図である。 図１２は、パラレル処理におけるデットロックの発生を説明するための模式図である。 図１３は、カセットからの基板の取り出しタイミングを決定する方法の一例を示すフローチャートである。 図１４は、カセットからの基板の取り出しタイミングを決定する方法を説明するためのタイムチャートである。 図１５は、カセットからの基板の取り出しタイミングを決定する方法を説明するためのタイムチャートである。 図１６は、カセットからの基板の取り出しタイミングを決定する方法を説明するためのタイムチャートである。
以下、一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明および以下の説明で用いる図面では、同一に構成され得る部分について、同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。
図１は、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り、図２は図１に示す基板処理装置を洗浄部側から見た側面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態における基板処理装置１０は、平面視略矩形状のハウジングを備えており、ハウジングの内部は隔壁によってロード／アンロード部１１と研磨部１２と洗浄部１３と搬送部１４とに区画されている。これらのロード／アンロード部１１、研磨部１２、洗浄部１３、および搬送部１４は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気されるものである。また、基板処理装置１０には、ロード／アンロード部１１、研磨部１２、洗浄部１３、および搬送部１４の動作を制御する制御部１５（制御盤ともいう）が設けられている。
＜ロード／アンロード部＞
ロード／アンロード部１１は、多数のウェハ（基板）Ｗをストックするウェハカセットを載置する複数（図示された例では４つ）のフロントロード部１１３を備えている。これらのフロントロード部１１３は、基板処理装置１０の幅方向（長手方向と垂直な方向）に隣接して配列されている。フロントロード部１１３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）を搭載することができる。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。
また、ロード／アンロード部１１には、フロントロード部１１３の配列方向に沿って走行機構１１２が敷設されており、この走行機構１１２上にフロントロード部１１３の配列方向に沿って移動可能な搬送ロボット１１１が設置されている。搬送ロボット１１１は走行機構１１２上を移動することによってフロントロード部１１３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。この搬送ロボット１１１は上下に２つのハンドを備えており、例えば、ウェハカセットにウェハＷを戻すときに上側のハンドを使用し、研磨前のウェハＷを搬送するときに下側のハンドを使用して、上下のハンドを使い分けることができるようになっている。
なお、これに変えて単一のハンドのみでウェハＷを搬送するようにしてもよい。
ロード／アンロード部１１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／アンロード部１１の内部は、装置外部、研磨部１２、洗浄部１３、および搬送部１４のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。また、搬送ロボット１１１の走行機構１１２の上方には、ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡ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によりパーティクルや有毒蒸気、ガスが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。
＜搬送部＞
搬送部１４は、研磨前のウェハをロード／アンロード部１１から研磨部１２へと搬送する領域であり、基板処理装置１０の長手方向に沿って延びるように設けられている。図１に示すように、搬送部１４は、最もクリーンな領域であるロード／アンロード部１１と最もダーティな領域である研磨部１２の両方に隣接して配置されている。そのため、研磨部１２内のパーティクルが搬送部１４を通ってロード／アンロード部１１内に拡散しないように、後述するように、搬送部１４の内部にはロード／アンロード部１１側から研磨部１２側へと流れる気流が形成されている。
搬送部１４の構造について詳しく説明する。図３は、搬送部１４の内部構成を示す分解斜視図である。図３に示すように、搬送部１４は、長手方向に延びるカバー４１と、カバー４１の内側に配置され、ウェハＷを保持するスライドステージ４２と、スライドステージ４２を長手方向に沿って直線移動させるステージ移動機構４３と、カバー４１の内側を排気する排気ダクト４４と、を有している。
カバー４１は、底面板と、４つの側面板と、天面板（図３では不図示）とを有している。このうち長手方向の一方の側面板には、ロード／アンロード部１１に連通する搬入口４１ａが形成されている。また、幅方向の一方の側面板のうち搬入口４１ａとは反対側の端部には、研磨部１２に連通する搬出口４１ｂが形成されている。搬入口４１ａおよび搬出口４１ｂは不図示のシャッタにより開閉可能となっている。ロード／アンロード部１１の搬送ロボット１１１は、搬入口４１ａからカバー４１の内側のスライドステージ４２にアクセス可能となっており、研磨部１２の搬送ロボット２３は、搬出口４１ｂからカバー４１の内側のスライドステージ４２にアクセス可能となっている。
ステージ移動機構４３としては、例えばボールねじを用いたモータ駆動機構またはエアシリンダが用いられる。ステージ移動機構４３としてロッドレスシリンダを用いる場合には、摺動部からの発塵を防止できるため好ましい。スライドステージ４２は、ステージ移動機構４３の可動部分に固定されており、ステージ移動機構４３から与えられる動力によりカバー４１の内側を長手方向に沿って直線移動される。
スライドステージ４２の外周部には、４本のピンが上向きに突き出すように設けられている。ロード／アンロード部１１の搬送ロボット１１１によりスライドステージ４２上に載せられるウェハＷは、その外周縁が４本のピンによりガイドされて位置決めされた状態で、スライドステージ４２上に支持されるようになっている。これらのピンは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの樹脂から形成されている。
排気ダクト４４は、カバー４１の長手方向の他方の側面板（搬入口４１ａとは反対側の側面板）に設けられている。搬入口４１ａが開けられた状態で排気ダクト４４により排気が行われることで、カバー４１の内側には搬入口４１ａ側から搬出口４１ｂ側へと流れる気流が形成される。これにより、研磨部１２内のパーティクルが搬送部１４を通ってロード／アンロード部１１内に拡散することが防止される。
＜研磨部＞
図１に示すように、研磨部１２は、ウェハＷの研磨が行われる領域であり、第１研磨ユニット２０ａと、第２研磨ユニット２０ｂと、搬送部１４から研磨部１２へと搬送されてくる基板Ｗを第１研磨ユニット２０ａおよび第２研磨ユニット２０ｂに振り分ける搬送ロボット２３と、を有している。
このうち第１研磨ユニット２０ａは、第１研磨装置２１ａと、第２研磨装置２１ｂと、第１研磨装置２１ａおよび第２研磨装置２１ｂと搬送ロボット２３との間で基板Ｗの受け渡しを行う第１搬送ユニット２４ａとを有している。また、第２研磨ユニット２０ｂは、第３研磨装置２１ｃと、第４研磨装置２１ｄと、第３研磨装置２１ｃおよび第４研磨装置２１ｄと搬送ロボット２３との間で基板Ｗの受け渡しを行う第２搬送ユニット２４ｂとを有している。
図１に示すように、第１研磨装置２１ａ、第２研磨装置２１ｂ、第３研磨装置２１ｃ、および第４研磨装置２１ｄは、基板処理装置１０の長手方向に沿って配列されている。第２研磨装置２１ｂ、第３研磨装置２１ｃ、および第４研磨装置２１ｄは、第１研磨装置２１ａと同様の構成を有しているので、以下、第１研磨装置２１ａについて説明する。
図４は、第１研磨装置２１ａを模式的に示す斜視図である。第１研磨装置２１ａは、研磨面を有する研磨パッド１０２ａが取り付けられた研磨テーブル１０１ａと、ウェハＷを保持しかつウェハＷを研磨テーブル１０１ａ上の研磨パッド１０２ａに押圧しながら研磨するためのトップリング２５ａと、研磨パッド１０２に研磨液（スラリともいう）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１０４ａと、研磨パッド１０２ａの研磨面のドレッシングを行うためのドレッサ（不図示）と、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素ガス）の混合気体または液体（例えば純水）を霧状にして研磨面に噴射するアトマイザ（不図示）と、を有している。
このうちトップリング２５ａは、トップリングシャフト１０３ａに支持されている。研磨テーブル１０１ａの上面には研磨パッド１０２ａが貼付されており、この研磨パッド１０２ａの上面はウェハＷを研磨する研磨面を構成する。なお、研磨パッド１０２ａに代えて固定砥石を用いることもできる。トップリング２５ａおよび研磨テーブル１０１ａは、図４において矢印で示すように、その軸心周りに回転するように構成されている。ウェハＷは、トップリング２５ａの下面に真空吸着により保持される。研磨時には、研磨液供給ノズル１０４ａから研磨パッド１０２ａの研磨面に研磨液が供給され、研磨対象であるウェハＷがトップリング２５ａにより研磨面に押圧されて研磨される。
研磨時にはスラリを使用することを考えるとわかるように、研磨部１２は最もダーティな（汚れた）領域である。したがって、本実施形態では、研磨部１２内のパーティクルが外部に飛散しないように、第１研磨装置２１ａ、第２研磨装置２１ｂ、第３研磨装置２１ｃ、および第４研磨装置２１ｄの各研磨テーブルの周囲から排気が行われており、研磨部１２の内部の圧力を、装置外部、周囲の洗浄部１３、ロード／アンロード部１１、および搬送部１４よりも負圧にすることでパーティクルの飛散を防止している。また、通常、研磨テーブルの下方には排気ダクト（図示せず）が、上方にはフィルタ（図示せず）がそれぞれ設けられ、これらの排気ダクトおよびフィルタを介して清浄化された空気が噴出され、ダウンフローが形成される。
図１に示すように、第１研磨装置２１ａのトップリング２５ａは、トップリングヘッドのスイング動作により研磨位置と第１基板搬送位置ＴＰ１との間を移動し、第１研磨装置２１ａへのウェハの受け渡しは第１基板搬送位置ＴＰ１にて行われる。同様に、第２研磨装置２１ｂのトップリング２５ｂは、トップリングヘッドのスイング動作により研磨位置と第２基板搬送位置ＴＰ２との間を移動し、第２研磨装置２１ｂへのウェハの受け渡しは第２基板搬送位置ＴＰ２にて行われ、第３研磨装置２１ｃのトップリング２５ｃは、トップリングヘッドのスイング動作により研磨位置と第３基板搬送位置ＴＰ３との間を移動し、第３研磨装置２１ｃへのウェハの受け渡しは第３基板搬送位置ＴＰ３にて行われ、第４研磨装置２１ｄのトップリング２５ｄは、トップリングヘッドのスイング動作により研磨位置と第４基板搬送位置ＴＰ４との間を移動し、第４研磨装置２１ｄへのウェハの受け渡しは第４基板搬送位置ＴＰ４にて行われる。
図１に示すように、搬送ロボット２３は、第１搬送ユニット２４ａと第２搬送ユニット２４ｂとの間に配置され、搬送部１４と第１搬送ユニット２４ａおよび第２搬送ユニット２４ｂとの間のウェハの受け渡しを行う。図示された例では、搬送ロボット２３は、基板処理装置１０のハウジングの略中央に配置されている。
図５は、搬送ロボット２３を示す側面図である。図５に示すように、搬送ロボット２３は、ウェハＷを保持するハンド２３１と、ハンド２３１を上下反転させる反転機構２３４と、ハンドＷを支持する伸縮可能なアーム２３２と、アーム２３２を上下移動させるアーム上下移動機構およびアーム２３２を鉛直な軸線周りに回動させるアーム回動機構を含むロボット本体２３３と、を有している。ロボット本体２３３は、研磨部１４の天井のフレームに対して吊り下がるように取り付けられている。
本実施形態では、ハンド２３１は、図３に示す搬送部１４の搬出口４１ｂからスライドステージ４２に対してアクセス可能となっている。また、ハンド２３１は、研磨部１２の第１搬送ユニット２４ａおよび第２搬送ユニット２４ｂに対してもアクセス可能となっている。したがって、搬送部１４から研磨部１２に連続的に搬送されてくるウェハＷは、搬送ロボット２３により第１搬送ユニット２４ａおよび第２搬送ユニット２４ｂに振り分けられる。
第２搬送ユニット２４ｂは、第１搬送ユニット２４ａと同様の構成を有しているので、以下、第１搬送ユニット２４ａについて説明する。図６は、第１搬送ユニット２４ａを示す斜視図である。
図６に示すように、第１搬送ユニット２４ａは、第１研磨装置２１ａに対する第１基板搬送位置ＴＰ１に配置され、上下移動する第１プッシャ５１ａと、第２研磨装置２１ｂに対する第２基板搬送位置ＴＰ２に配置され、上下移動する第２プッシャ５１ｂと、第１基板搬送位置ＴＰ１と第２基板搬送位置ＴＰ２との間を互いに独立に水平移動する第１ステージ５２ａ、第２ステージ５２ｂおよび第３ステージ５２ｃを有するエクスチェンジャ５０と、を有している。
このうち第１プッシャ５１ａは、第１～第３ステージ５２ａ～５２ｃのいずれかに保持されたウェハＷを第１研磨装置２１ａのトップリング２５ａに受け渡すとともに、第１研磨装置２１ａにおける研磨後のウェハＷを第１～第３ステージ５２ａ～５２ｃのいずれかに受け渡すものである。また、第２プッシャ５１ｂは、第１～第３ステージ５２ａ～５２ｃのいずれかに保持されたウェハＷを第２研磨装置２１ｂのトップリング２５ｂに受け渡すとともに、第２研磨装置２１ｂにおける研磨後のウェハＷを第１～第３ステージ５２ａ～５２ｃのいずれかに受け渡すものである。このように、第１プッシャ５１ａおよび第２プッシャ５１ｂは、エクスチェンジャ５０と各トップリングとの間でウェハＷを受け渡す受け渡し機構として機能する。第２プッシャ５１ｂは、第１プッシャ５１ａと同様の構造を有しているため、以下の説明では第１プッシャ５１ａについてのみ説明する。
図７は、第１プッシャ５１ａを示す縦断面図である。図７に示すように、第１プッシャ５１ａは、第１研磨装置２１ａのトップリングを保持するためのガイドステージ３３１と、ウェハＷを保持するプッシュステージ３３３とを備えている。ガイドステージ３３１の最外周には、トップリングガイド３３７が４個設置されている。トップリングガイド３３７の上段部３３８はトップリングの（ウェハＷの外周を囲む不図示の）ガイドリングの下面とのアクセス部である。上段部３３８にはトップリングを導入するためのテーパ（２５°～３５°ぐらいが好ましい）が形成されている。ウェハロード・アンロード時は直接トップリングガイド３３７でウェハエッジを受ける。
ガイドステージ３３１の裏面には防水機能を持ったガイドスリーブ３４０が設置されている。ガイドスリーブ３４０の内側にはプッシャの防水のためのセンタスリーブ３４１が設置されている。
トップリングガイド３３７に位置合わせ機構を持たせるため、水平なＸ軸およびＹ軸方向に移動してガイドステージ３３１のセンタリングを行うリニアウェイ３４６を配置している。ガイドステージ３３１はリニアウェイ３４６に固定されている。このリニアウェイ３４６は加圧することにより中心位置に復帰可能な構造となっている。この構造によりガイドステージ３３１のセンタリングが実現される。あるいは、リニアウェイ３４６内部のスプリングだけで、加圧することなく中心位置に復帰可能となっている。
また、リニアウェイ３４６はシャフト３３０に固定されており、このシャフト３３０は、電動アクチュエータ３４７に連結されている。電動アクチュエータ３４７の駆動により、シャフト３３０を介してガイドステージ３３１が上下動するようになっている。これにより、後述で説明するエクスチェンジャのステージ５２ａ～５２ｃからウェハＷを受け取る際に予備動作としてガイドステージ３３１を各ステージ毎のクリアランスを最適に保つ高さに待機させることができるので受け取り動作に要する時間を短縮できる。
プッシュステージ３３３はガイドステージ３３１の上方に配置されており、プッシュステージ３３３の中心にはガイドステージ３３１に対してプッシュステージ３３３を上下動させるシリンダ３４９が設けられている。プッシュステージ３３３はシリンダ３４９によって上下移動し、トップリングへウェハＷをロードする。本実施の形態では、プッシュステージ３３３がシリンダ３４９により駆動されることで、プッシュステージ３３３を所望の高さ位置に位置決めすることができる。プッシュステージ３３３の端には位置決めのための圧縮ばね３５１が配置されている。
なお、プッシャに付着したスラリなどからウェハへの逆汚染を防止するため、汚れを洗浄するための洗浄ノズルが別途設置される。プッシャ上のウェハ有無を確認するためのウェハ有無センサが別途設置される場合もある。
図６に示すように、エクスチェンジャ５２ａは、上下多段に配置された第１ステージ５２ａ、第２ステージ５２ｂおよび第３ステージ５２ｃを有している。図示された例では、第１ステージ５２ａが下段に配置され、第２ステージ５２ｂが中段に配置され、第３ステージ５２ｃが上段に配置されている。第１ステージ５２ａ、第２ステージ５２ｂおよび第３ステージ５２ｃは、平面視において第１基板搬送位置ＴＰ１と第２基板搬送位置ＴＰ２とを通過する同一の軸線上を移動するが、設置される高さが異なっているため、互いに干渉することなく自由に移動可能となっている。
図６に示すように、第１ステージ５２ａには、第１ステージ５２ａを一軸方向に直線移動させる第１ステージ駆動機構５４ａが設けられており、第２ステージ５２ｂには、第２ステージ５２ｂを前記一軸方向に直線移動させる第２ステージ駆動機構５４ｂが設けられており、第３ステージ５２ｃには、第３ステージ５２ｃを前記一軸方向に直線移動させる第３ステージ駆動機構５４ｃが設けられている。第１～第３ステージ駆動機構５４ａ～５４ｃとしては、例えば電動アクチュエータまたはボールねじを用いたモータ駆動機構が用いられる。第１～第３ステージ５２ａ～５２ｃは、それぞれ異なる第１～第３ステージ駆動機構５４ａ～５４ｃから動力を受けることで、それぞれ異なるタイミングで異なる方向に移動可能となっている。
第２ステージ５２ｂおよび第３ステージ５２ｃは、第１ステージ５２ａと同様の構成を有しているので、以下、第１ステージ５２ａについて説明する。
図６に示すように、第１ステージ５２ａは、第１ステージ駆動機構５４ａによる直線移動方向の一方側（図６における右奥側）が開口した平面視「コ」字形状を有している。そのため、第１ステージ５２ａが第１基板搬送位置ＴＰ１に配置された時、第１プッシャ５１ａは、第１ステージ５２ａの内側を通過するように上下移動可能となっている。また、第１ステージ５２ａは、第１ステージ５２ａの内側を第１プッシャ５１ａが通過した状態であっても直線移動方向の他方側（図６における左手前側）に移動可能となっている。
図示は省略するが、第１ステージ５２ａには、４本のピンが上方に突き出すように設けられている。そのため、第１ステージ５２ａ上に載せられるウェハは、その外周縁が４本のピンによりガイドされて位置決めされた状態で、第１ステージ５２ａ上に支持されるようになっている。これらのピンは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの樹脂から形成されている。
次に、上述のように構成された第１プッシャ５１ａおよびエクスチェンジャ５０の動作の一例を説明する。
まず、ウェハロード時には、第１プッシャ５１ａの上方にエクスチェンジャ５０の第１ステージ５２ａによってウェハＷが搬送される。第１研磨装置２１ａのトップリング２５ａが第１プッシャ５１ａの上方のウェハロード位置（第１基板搬送位置ＴＰ１）にあってウェハＷを保持していないとき、電動アクチュエータ３４７よりガイドステージ３３１周りの構成品一式が上昇していく。上昇途中でガイドステージ３３１は第１ステージ５２ａの内側を通過する。このとき、ガイドステージ３３１は通過と同時にウェハＷをトップリングガイド３３７のテーパにて求芯し、プッシュステージ３３３によりウェハＷの（エッジ以外の）パターン面を保持する。
プッシュステージ３３３がウェハＷを保持したままトップリングガイド３３７は停止することなく上昇していき、トップリングガイド３３７のテーパ（不図示）によってガイドリングを呼び込む。Ｘ，Ｙ方向に自在に移動可能なリニアウェイ３４６による位置合わせでトップリングに求芯し、トップリングガイド３３７の上段部３３８がガイドリング下面と接触することでガイドステージ３３１の上昇は終了する。
ガイドステージ３３１は、トップリングガイド３３７の上段部３３８がガイドリング下面に接触して固定されることで、それ以上上昇することはない。このとき、プッシュステージ３３３はシリンダ３４９によりさらに上昇される。このとき、プッシュステージ３３３はウェハＷの（エッジ以外の）パターン面を保持し、トップリングまでウェハＷを搬送する。トップリングがウェハＷの吸着を完了すると、第１プッシャ５１ａは下降を開始し、下降終了で動作が完了する。
なお、本実施の形態では、第１ステージ５２ａが直線移動方向の一方側（図６における右奥側）が開口した平面視「コ」字形状を有しているため、第１プッシャ５１ａが下降を開始する前であっても、直線移動方向の他方側（図６における左手前側）に移動可能である。したがって、第１ステージ５２ａを移動させる際に第１プッシャ５１ａが下降するのを待つ必要がなくなり、プロセスのスループットが向上する。
次に、ウェハアンロード時には、第１プッシャ５１ａ上方のウェハンロード位置にトップリングによってウェハＷが搬送される。エクスチェンジャ５０の第１ステージ５２ａが第１プッシャ５１ａの上方にあってウェハを搭載していないとき、電動アクチュエータ３４７によりガイドステージ３３１周りの構成品一式が上昇し、トップリングガイド３３７のテーパ（不図示）によってガイドリングを呼び込む。ガイドステージ３３１はリニアウェイ３４６による位置合わせにてトップリングに求芯し、トップリングガイド３３７の上段部３３８がガイドリングの下面と接触することでガイドステージ３３１の上昇は終了する。
次いで、トップリングよりウェハＷがリリースされる。このとき、トップリングガイド３３７の下段テーパによってウェハＷは求芯され、トップリングガイド３３７にエッジ部が保持される。ウェハＷが第１プッシャ５１ａに保持されると、第１プッシャ５１ａは下降を開始する。下降の際、トップリング求芯のためセンタ位置を移動していたガイドステージ３３１はガイドスリーブ３４０とセンタスリーブ３４１によりセンタリングされる。下降の途中で第１プッシャ５１ａより第１ステージ５２ａにウェハＷのエッジ部で受け渡され、下降終了で動作が完了する。
＜洗浄部＞
図１及び図２に示すように、洗浄部１３は、研磨後のウェハを洗浄する領域であり、上下二段に配置された第１洗浄ユニット３０ａおよび第２洗浄ユニット３０ｂを有している。上述した搬送部１４は、第１洗浄ユニット３０ａと第２洗浄ユニット３０ｂとの間に配置されている。第１洗浄ユニット３０ａと搬送部１４と第２洗浄ユニット３０ｂとが上下方向に重なるように配列されているため、フットプリントが小さいという利点が得られる。
図１および図２に示すように、第１洗浄ユニット３０ａは、複数（図示された例では４つ）の洗浄モジュール３１１ａ、３１２ａ、３１３ａ、３１４ａと、ウェハステーション３３ａと、各洗浄モジュール３１１ａ～３１４ａとウェハステーション３３ａとの間にてウェハＷを搬送する洗浄部搬送機構３２ａとを有している。複数の洗浄モジュール３１１ａ～３１４ａとウェハステーション３３ａとは、基板処理装置１０の長手方向に沿って直列に配置されている。各洗浄モジュール３１１ａ～３１４ａの上部には、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によりパーティクルが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。また、第１洗浄ユニット３０ａの内部は、研磨部１２からのパーティクルの流入を防止するために研磨部１２よりも高い圧力に常時維持されている。
同様に、第２洗浄ユニット３０ｂは、複数（図示された例では４つ）の洗浄モジュール３１１ｂ、３１２ｂ、３１３ｂ、３１４ｂと、ウェハステーション３３ｂと、各洗浄モジュール３１１ｂ～３１４ｂとウェハステーション３３ｂとの間にてウェハＷを搬送する洗浄部搬送機構３２ｂとを有している。複数の洗浄モジュール３１１ｂ～３１４ｂとウェハステーション３３ｂとは、基板処理装置１０の長手方向に沿って直列に配置されている。各洗浄モジュール３１１ｂ～３１４ｂの上部には、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によりパーティクルが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。また、第２洗浄ユニット３０ｂの内部は、研磨部１２からのパーティクルの流入を防止するために研磨部１２よりも高い圧力に常時維持されている。
＜基板処理装置を用いた研磨処理＞
次に、このような構成からなる基板処理装置１０を用いてウェハＷを研磨する処理の一例について説明する。なお、以下に説明する研磨処理は、制御部１５がロード／アンロード部１１、研磨部１２、洗浄部１３、および搬送部１４の動作を制御することにより行われる。また、制御部１５は、各基板Ｗごとにロード／アンロード部１１、搬送部１４、研磨部１２、および洗浄部１３における処理終了時刻または処理終了予定時刻が対応付けられた時刻表を有しており、当該時刻表に基づいて、カセット１１３からの基板Ｗの取り出しタイミングを制御する。ここで、時刻表は、制御部１５（または制御部１５とは別の情報処理装置）が後述する「カセットからの基板の取り出しタイミングを決定する方法」を実行することにより作成されるものである。
まず、図８Ａおよび図１に示すように、フロントロード部１１３のウェハカセットから研磨前のウェハＷは、ロード／アンロード部１１の搬送ロボット１１１により取り出されて、搬送部１４の搬入口４１ａと対向する位置まで移動される。次いで、図８Ｂおよび図３に示すように、搬送部１４の搬入口４１ａが開けられた後、搬送ロボット１１１に保持されたウェハＷは、搬入口４１ａからカバー４１の内側へと挿入され、スライドステージ４２上に載せられて支持される。
次に、図８Ｃおよび図３に示すように、ウェハＷを保持するスライドステージ４２は、ステージ移動機構４３から与えられる動力により、長手方向に沿って搬出口４１ｂと対向する位置まで移動される。そして、搬送部１４の搬出口４１ｂが開けられる。このとき、搬送部１４のカバー４１の内側には、排気ダクト４４により、搬入口４１ａ側から搬出口４１ｂ側へと流れる気流が形成されている。これにより、研磨部１２内のパーティクルが搬送部１４を通ってロード／アンロード部１１内に拡散することが防止される。
図９Ａおよび図３に示すように、研磨部１２の搬送ロボット２３のハンド２３１が、搬送部１４の搬出口４１ｂと同じ高さ位置に位置決めされた状態で、搬送ロボット２３のアーム２３２が伸ばされる。アームの先端に支持されたハンド２３１は、搬出口４１ｂを通ってカバー４１の内側へと挿入され、スライドステージ４２上に保持されたウェハＷの下方に差し入れられる。次いで、ハンド２３１が上昇され、ウェハＷはスライドステージ４２からハンド２３１へと受け渡される。そして、アーム２３２が縮められることで、図９Ｂに示すように、ハンド２３１上に保持されたウェハＷは、搬送部１４から研磨部１２へと取り出される。その後、図９Ｃに示すように、搬送ロボット２３の反転機構２３４により、ハンド２３１がウェハＷと一緒に上下反転される。なお、図面において、灰色で塗られたウェハＷは上下反転されたウェハを示している。
次に、図９Ｄに示すように、アーム２３２がロボット本体２３３の軸線周りに回動され、ハンド２３１が第１搬送ユニット２４ａ側に向けられる。そして、アーム２３２が延ばされ、ハンド２３１に保持されたウェハＷは、第１搬送ユニット２４ａへと受け渡され、第１搬送ユニット２４ａから第１研磨装置２１ａまたは第２研磨装置２１ｂへと搬送される。なお、第１研磨ユニット２０ａが混雑している場合などには、ハンド２３１に保持されたウェハＷは、第２搬送ユニット２４ｂへと受け渡され、第２搬送ユニット２４ｂから第３研磨装置２１ｃまたは第４研磨装置２１ｄへと搬送されてもよい。本実施の形態では、搬送部１４から研磨部１２へと搬送されてくるウェハＷが、搬送ロボット２３により第１搬送ユニット２４ａおよび第２搬送ユニット２４ｂに振り分けられ、第１搬送ユニット２４ａから第１研磨装置２１ａまたは第２研磨装置２１ｂへとウェハＷが搬入されるとともに、第２搬送ユニット２４ｂから第３研磨装置２１ｃまたは第４研磨装置２１ｄへとウェハＷが搬入される。そのため、第１研磨ユニット２０ａおよび第２研磨ユニット２０ｂは搬入経路を共有しておらず、第１研磨ユニット２０ａおよび第２研磨ユニット２０ｂへの基板搬入時の混雑が解消される。したがって、プロセス全体のスループットが向上する。
第２搬送ユニット２４ｂによるウェハ受け渡し動作は、第１搬送ユニット２４ａによるウェハ受け渡し動作と同様であるため、以下、第１搬送ユニット２４ａによるウェハ受け渡し動作について説明する。
２つのウェハを第１研磨装置２１ａおよび第２研磨装置２１ｂにて並行して（パラレルで）処理する場合には、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、搬送ロボット２３に保持された研磨前の第１ウェハＷ１は、待機位置Ｌ１に配置されたエクスチェンジャ５０の第３ステージ５２ｃに受け渡される。そして、図１０Ｃに示すように、第１ウェハＷ１を保持する第３ステージ５２ｃは、待機位置Ｌ１から第１基板搬送位置ＴＰ１へ移動される。
次に、図１０Ｄに示すように、第１プッシャ５１ａが上昇して第３ステージ５２ｃの内側を通過し、第３ステージ５２ｃ上の第１ウェハＷ１が第１プッシャ５１ａにより押し上げられて第１研磨装置２１ａのトップリング２５ａに受け渡される。そして、第１ウェハＷ１が第１研磨装置２１ａのトップリング２５ａに吸着保持された後、図１０Ｅに示すように、第１プッシャ５１ａが初期高さ位置まで下降する。搬送ロボット２３は、研磨前の第２ウェハＷ２を保持する。
その後、図１０Ｆに示すように、第１研磨装置２１ａにて第１ウェハＷ１の研磨が行われる。このとき、第３ステージ５２ｃが第１基板搬送位置ＴＰ１から待機位置Ｌ１へ移動されるとともに、第２ステージ５２ｂが待機位置Ｌ１から第１基板搬送位置ＴＰ１へと移動される。搬送ロボット２３に保持された研磨前の第２ウェハＷ２は、待機位置Ｌ１に配置された第３ステージ５２ｃに受け渡される。そして、図１０Ｇに示すように、第２ウェハＷ２を保持する第３ステージ５２ｃは、待機位置Ｌ１から第２基板搬送位置ＴＰ２へと移動される。
ところで、第１研磨装置２１ａおよび第２研磨装置２１ｂにてパラレル処理する場合であっても、第１研磨装置２１ａおよび第２研磨装置２１ｂにてシリーズ処理する場合と同様に、第２ステージ５２ｂを用いて第１研磨装置２１ａからのウェハ受取りを行うとともに、同じ第２ステージ５２ｂを用いて第２研磨装置２１ｂへのウェハ受け渡しを行うことも可能である。しかしながら、この場合、図１２に示すように、第１研磨装置２１ａからのウェハ受取り時にトラブルが発生して第２ステージ５２ｂを使用できなくなると、これに引きずられて、第２研磨装置２１ｂへのウェハ受け渡しまでできなくなる（デッドロックが発生する）。
一方、本実施の形態では、第１研磨装置２１ａおよび第２研磨装置２１ｂにて並行してウェハを研磨する場合には、同じ第３ステージ５２ｃを用いて第１研磨装置２１ａ及び第２研磨装置２１ｂの両方へのウェハ受け渡しを行い、第２ステージ５２ｂおよび第１ステージ５２ａがそれぞれ第１研磨装置２１ａおよび第２研磨装置２１ｂからのウェハ受取り専用とされているため、第１研磨装置２１ａからのウェハ受取り時にトラブルが発生して第２ステージ５２ｂを使用できなくなっても、第２研磨装置２１ｂへのウェハ受け渡しを継続して行うことが可能である（デッドロックが発生しない）。
次に、図１０Ｈに示すように、第２プッシャ５１ｂが上昇して第３ステージ５２ｃの内側を通過し、第３ステージ５２ｃ上の第２ウェハＷ２が第２プッシャ５１ｂにより押し上げられて第２研磨装置２１ｂのトップリング２５ｂに受け渡される。そして、第２ウェハＷ２が第２研磨装置２１ｂのトップリング２５ｂに吸着保持された後、図１０Ｉに示すように、第２プッシャ５１ｂが初期高さ位置まで下降する。搬送ロボット２３は、研磨前の第３ウェハＷ３を保持する。
その後、図１０Ｊに示すように、第２研磨装置２１ｂにて第２ウェハＷ２の研磨が行われる。このとき、第３ステージ５２ｃが第２基板搬送位置ＴＰ２から待機位置Ｌ１へ移動されるとともに、第１ステージ５２ａが待機位置Ｌ１から第２基板搬送位置ＴＰ２へと移動される。搬送ロボット２３に保持された研磨前の第３ウェハＷ３は、待機位置Ｌ１に配置された第３ステージ５２ｃに受け渡される。
第２研磨装置２１ｂでの研磨が終了する前に第１研磨装置２１ａでの研磨が終了したら、図１０Ｋに示すように、第１プッシャ５１ａが上昇して、研磨された第１ウェハＷ１を第１研磨装置２１ａのトップリング２５ａから受け取る。そして、図１０Ｌに示すように、第１プッシャ５１ａが下降して第２ステージ５２ｂを通過し、第１プッシャ５１ａ上の第１ウェハＷ１が第２ステージ５２ｂに受け渡される。第２ステージ５２ｂに保持された第１ウェハＷ１は、第１基板搬送位置ＴＰ１において洗浄ノズル（図示しない）により洗浄される。
次に、図１０Ｍに示すように、第１ウェハＷ１を保持する第２ステージ５２ｂが、第１基板搬送位置ＴＰ１から待機位置Ｌ１へと移動されるのと同時に、第３ウェハＷ３を保持する第３ステージ５２ｃは、待機位置Ｌ１から第１基板搬送位置ＴＰ１へ移動される。第２ステージ５２ｂに保持された第１ウェハＷ１は、待機位置Ｌ１にて搬送ロボット２３により第２ステージ５２ｂ上から取り出される。
一方、第１研磨装置２１ａでの研磨が終了する前に第２研磨装置２１ｂでの研磨が終了したら、図１０Ｎに示すように、第２プッシャ５１ｂが上昇して、研磨された第２ウェハＷ２を第２研磨装置２１ｂのトップリング２５ｂから受け取る。そして、図１０Ｏに示すように、第２プッシャ５１ｂが下降して第１ステージ５２ａを通過し、第２プッシャ５１ｂ上の第２ウェハＷ２が第１ステージ５２ａに受け渡される。第１ステージ５２ａに保持された第２ウェハＷ２は、第２基板搬送位置ＴＰ２において洗浄ノズル（図示しない）により洗浄される。
次に、図１０Ｐに示すように、第２ウェハＷ２を保持する第１ステージ５２ａが、第２基板搬送位置ＴＰ２から待機位置Ｌ１へと移動されるのと同時に、第３ウェハＷ３を保持する第３ステージ５２ｃは、待機位置Ｌ１から第２基板搬送位置ＴＰ２へ移動される。第１ステージ５２ａに保持された第２ウェハＷ２は、待機位置Ｌ１にて搬送ロボット２３により第１ステージ５２ａ上から取り出される。
上述した内容の繰り返しになるが、図１１Ａに示すように、第１ステージ５２ａ上に保持されたウェハＷは、搬送ロボット２３のハンド２３１により第１ステージ５２ａ上から取り出される。その後、搬送ロボット２３の反転機構２３４により、ハンド２３１がウェハＷと一緒に上下反転される。
次に、図１１Ｂに示すように、搬送ロボット２３のアーム２３２がロボット本体２３３の軸線周りに回動され、ハンド２３１が洗浄部１３の第１洗浄ユニット３０ａの第１ウェハステーション３３ａ側に向けられる。そして、図１１Ｃに示すように、アーム２３２が延ばされ、ハンド２３１に保持されたウェハＷは、第１ウェハステーション３３ａへと受け渡される。より詳しくは、搬送ロボット２３のハンド２３１が、第１ウェハステーション３３ａの搬入口７３と同じ高さ位置に位置決めされた状態で、アーム２３２が延ばされ、ハンド２３１に保持されたウェハＷは、第１ウェハステーション３３ａの搬入口７３を通って筐体７１の内側へと搬入され、ステージ７２上に載せられて支持される。
なお、第１洗浄ユニット３０ａが混雑している場合などには、ハンド２３１に保持されたウェハＷは、第２洗浄ユニット３０ａの第２ウェハステーション３３ｂへと受け渡されてもよい。本実施の形態では、研磨部から洗浄部へと搬送されてくるウェハＷが、搬送ロボット２３により第１洗浄ユニット３０ａおよび第２洗浄ユニット３０ｂに振り分けられ、第１洗浄ユニット３０ａおよび第２洗浄ユニット３０ｂにて並行して洗浄される。したがって、プロセス全体のスループットが向上する。
以上のような本実施の形態によれば、洗浄部１３が上下二段に配置された第１洗浄ユニット３０ａおよび第２洗浄ユニット３０ｂを有しているため、複数のウェハＷが連続的に研磨部１２から洗浄部１３へと搬送されてくる場合であっても、第１洗浄ユニット３０ａおよび第２洗浄ユニット３０ｂにウェハＷを振り分けることにより、これら複数のウェハＷを並行して洗浄することができる。したがって、プロセス全体のスループットを向上させることができる。
また、本実施の形態によれば、研磨前のウェハＷが搬送部１４のスライドステージ４２より研磨部１２へと搬送されるため、ロード／アンロード部１１に配置された搬送ロボット１１１が研磨環境に触れて汚染されることを防止できる。
また、本実施の形態によれば、搬送ロボット２３が搬送部１４と第１研磨ユニット２０ａおよび第２研磨ユニット２０ｂのそれぞれに隣接するように配置されており、搬送部１４から研磨部１２へと搬送されてくるウェハＷは、搬送ロボット２３により第１搬送ユニット２４ａおよび第２搬送ユニット２４ｂに振り分けられる。そして、第１搬送ユニット２４ａから第１研磨装置２１ａまたは第２研磨装置２１ｂへとウェハＷが搬入されるとともに、第２搬送ユニット２４ｂから第３研磨装置２１ｃまたは第４研磨装置２１ｄへとウェハＷが搬入される。このように、第１研磨ユニット２０ａおよび第２研磨ユニット２０ｂはウェハの搬入経路を共有していないから、第１研磨ユニット２０ａおよび第２研磨ユニット２０ｂへのウェハ搬入時の混雑が解消される。これにより、プロセス全体のスループットを向上させることができる。
また、本実施の形態によれば、研磨部１２の第１搬送ユニット２４ａは、搬送ロボット２３から受け取ったウェハＷを第１研磨装置２１ａおよび第２研磨装置２１ｂの各々に搬送することができる。また、研磨部１２の第２搬送ユニット２４ｂは、搬送ロボット２３から受け取ったウェハＷを第３研磨装置２１ｃおよび第４研磨装置２１ｄの各々に搬送することができる。例えば、第１搬送ユニット２４ａの第１ステージ５２ａが搬送ロボット２３から第１ウェハを受け取って第１基板搬送位置ＴＰ１に移動し、第１プッシャ５１ａが上昇して第１ステージ５２ａから第１研磨装置２１ａへと第１ウェハを受け渡し、第１ウェハを第１研磨装置２１ａにて研磨している間に、第２ステージ５２ｂが搬送ロボット２３から第２ウェハを受け取って第２基板搬送位置ＴＰ２に移動し、第２プッシャ５１ｂが上昇して第２ステージ５２ｂから第２研磨装置２１ｂへと第２ウェハを受け渡し、第２ウェハを第２研磨装置２１ｂにて研磨することができる。このように２枚のウェハを並行して研磨することで、プロセス全体のスループットを向上させることができる。
また、本実施の形態によれば、研磨部１２のエクスチェンジャ５０が３つのステージ５２ａ～５２ｃを有しているため、例えば第１ステージ５２ａおよび第２ステージ５２ｂの両方を第１研磨装置２１ａおよび第２研磨装置２１ｂとのウェハの受け渡しに使用している間に、第３ステージ５２ｃに次のウェハを受け取らせて待機させておくことができる。これにより、次のウェハに対する研磨処理の開始タイミングを早くすることができ、スループットをさらに向上させることができる。
また、本実施の形態によれば、第１研磨装置２１ａおよび第２研磨装置２１ｂにて並行して（パラレルに）第１ウェハＷ１および第２ウェハＷ２を研磨する場合に、同じ第３ステージ５２ｃを用いて第１研磨装置２１ａ及び第２研磨装置２１ｂの両方へのウェハ受け渡しを行い、第２ステージ５２ｂおよび第１ステージ５２ａがそれぞれ第１研磨装置２１ａおよび第２研磨装置２１ｂからのウェハ受取り専用とされるため、一方の研磨装置２１ａからのウェハ受取り時にトラブルが発生したとしても、他方の研磨装置２１ｂへのウェハ受け渡しを継続して行うことができる（デッドロックの発生を回避できる）。
なお、図１０Ａ～図１０Ｐに示す例では、待機位置Ｌ１が、第１基板搬送位置ＴＰ１および第２基板搬送位置ＴＰ２よりも搬送ロボット２３側（紙面右側）に位置決めされているが、このような位置関係に限定されるものではなく、待機位置Ｌ１は、第１基板搬送位置ＴＰ１と第２基板搬送位置ＴＰ２との間に位置決めされていてもよいし、第１基板搬送位置ＴＰ１および第２基板搬送位置ＴＰ２に対して搬送ロボット２３とは逆側（紙面左側）に位置決めされていてもよい。
＜カセットからの基板の取り出しタイミング＞
次に、上述した基板処理装置１０においてカセット１１３からの基板Ｗの取り出しタイミングを決定する方法を説明する。制御部１５は、各基板Ｗごとにロード／アンロード部１１、搬送部１４、研磨部１２、および洗浄部１３における処理終了時刻または処理終了予定時刻が対応付けられた時刻表を有しており、当該時刻表に基づいて、カセット１１３からの基板Ｗの取り出しタイミングを制御する。なお、以下の説明では、制御部１５が「カセット１１３からの基板Ｗの取り出しタイミングを決定する方法」を実行することにより時刻表を作成する態様を説明するが、これに限定されるものでなく、制御部１５とは別の情報処理装置（コンピュータ）が「カセット１１３からの基板Ｗの取り出しタイミングを決定する方法」を実行することにより時刻表を作成し、作成された時刻表が制御部１５に設定される態様であってもよい。
以下の説明では、搬送ロボット２３は、搬送部１２から１枚ずつ搬送されてくる基板Ｗを、第１搬送ユニット２４ａと第２搬送ユニット２４ｂに交互に振り分け、第１搬送ユニット２４ａは、搬送ロボット２３から受け取る基板Ｗを、第１研磨装置２１ａと第２研磨装置２１ｂに交互に振り分け、第１研磨装置２１ａおよび第２研磨装置２１ｂは２枚のウェハＷを並行して（パラレルで）処理し、同様に、第２搬送ユニット２４ｂは、搬送ロボット２３から受け取る基板Ｗを、第３研磨装置２１ｃと第４研磨装置２１ｄに交互に振り分け、第３研磨装置２１ｃおよび第４研磨装置２１ｄは２枚のウェハＷを並行して（パラレルで）処理する例で説明する。具体的には、たとえば、４ｊ＋１枚目（ｊは０以上の整数）の基板Ｗは、搬送ロボット２３により第１搬送ユニット２４ａに振り分けられたのち第１研磨装置２１ａにて研磨処理され、４ｊ＋２枚目の基板Ｗは、搬送ロボット２３により第２搬送ユニット２４ｂに振り分けられたのち第３研磨装置２１ｃにて研磨処理され、４ｊ＋３枚目の基板Ｗは、搬送ロボット２３により第１搬送ユニット２４ａに振り分けられたのち第２研磨装置２１ｂにて研磨処理され、４ｊ＋４枚目の基板Ｗは、搬送ロボット２３により第２搬送ユニット２４ｂに振り分けられたのち第４研磨装置２１ｄにて研磨処理される。
図１３は、カセット１１３からの基板Ｗの取り出しタイミングを決定する方法の一例を示すフローチャートである。図１４～図１６は、カセット１１３からの基板Ｗの取り出しタイミングを決定する方法を説明するためのタイムチャートである。
図１３に示すように、まず、制御部１５は、各基板Ｗの仮の取り出し時刻を、その１つ前の基板Ｗの仮の取り出し時刻に、ロード／アンロード部１１においてカセット１１３からの基板Ｗの取り出し動作を開始してから搬送ロボット２３がエクスチェンジャ５０への当該基板Ｗの受け渡し動作を完了するまでに要する搬送時間Ｔを加算することによって算出する（ステップＳ１０）。たとえば、図１４に示すように、制御部１５は、２枚目の基板Ｗの仮の取り出し時刻を、１枚目の基板Ｗの仮の取り出し時刻に搬送時間Ｔを加算した時刻、すなわち１枚目の基板Ｗの仮の取り出し時刻より搬送時間Ｔだけ遅い時刻とする。同様に、制御部１５は、３枚目の基板Ｗの仮の取り出し時刻を、２枚目の基板Ｗの仮の取り出し時刻に搬送時間Ｔを加算した時刻、すなわち２枚目の基板Ｗの仮の取り出し時刻より搬送時間Ｔだけ遅い時刻とする。同様に、制御部１５は、ｋ＋１枚目（ｋは自然数）の基板Ｗの仮の取り出し時刻を、ｋ枚目の基板Ｗの仮の取り出し時刻に搬送時間Ｔを加算した時刻、すなわちｋ枚目の基板Ｗの仮の取り出し時刻より搬送時間Ｔだけ遅い時刻とする。
次に、制御部１５は、Ｘ枚目（Ｘは任意の自然数）の研磨後の基板Ｗを研磨装置２１ａ～２１ｄからエクスチェンジャ５０へと受け渡すためのプッシャ５１ａ、５１ｂの下降動作が完了する仮の時刻Ａと、Ｘ＋５枚目の研磨前の基板Ｗを搬送部１４からエクスチェンジャ５０へと受け渡すための搬送ロボット２３の受け渡し動作が完了する仮の時刻Ｂとを比較する（ステップＳ１１）。たとえば、図１４に示すように、制御部１５は、１枚目の研磨後の基板Ｗを研磨装置２１ａ～２１ｄからエクスチェンジャ５０へと受け渡すためのプッシャ５１ａ、５１ｂの下降動作が完了する仮の時刻Ａと、６枚目の研磨前の基板Ｗを搬送部１４からエクスチェンジャ５０へと受け渡すための搬送ロボット２３の受け渡し動作が完了する仮の時刻Ｂとを比較する。
より具体的には、たとえば、制御部１５は、ロード／アンロード部１１においてカセット１１３からの基板Ｗの取り出し動作を開始してから搬送部１４へ当該基板Ｗを受け渡すまでに要する時間ｔ１と、搬送部１４がロード／アンロード部１１から基板Ｗを受け取ってから搬送ロボット２３へ当該基板Ｗを受け渡すまでに要する時間ｔ２と、搬送ロボット２３が搬送部１４から基板Ｗを受け取ってからエクスチェンジャ５０へ当該基板Ｗを受け渡すまでに要する時間ｔ３と、エクスチェンジャ５０が搬送ロボット２３から基板Ｗを受け取ってから基板受け渡し位置まで移動するのに要する時間ｔ４と、プッシャ５１ａ、５１ｂがエクスチェンジャ５０から研磨装置２１ａ～２１ｄへと基板Ｗを受け渡すための上昇動作（ロード）を開始してから完了するまでに要する時間ｔ５と、研磨装置２１ａ～２１ｄがプッシャ５１ａ、５１ｂから基板Ｗを受け取ってから当該基板Ｗを研磨したのち研磨後の基板Ｗをプッシャ５１ａ、５１ｂへ受け渡すまでに要する時間ｔ６と、プッシャ５１ａ、５１ｂが研磨装置２１ａ～２１ｄからエクスチェンジャ５０へと基板Ｗを受け渡すための下降動作（アンロード）を開始してから完了するまでに要する時間ｔ７とを用いて、１枚目の研磨後の基板Ｗを研磨装置２１ａ～２１ｄからエクスチェンジャ５０へと受け渡すためのプッシャ５１ａ、５１ｂの下降動作が完了する仮の時刻Ａを、Ａ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４＋ｔ５＋ｔ６＋ｔ７により計算し、６枚目の研磨前の基板Ｗを搬送部１４からエクスチェンジャ５０へと受け渡すための搬送ロボット２３の受け渡し動作が完了する仮の時刻Ｂを、Ｂ＝（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）×６により計算し、ＡとＢとを比較する。ここで、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ７は搬送に要する固定化された時間であるのに対し、ｔ６は、研磨レシピの内容やユーザの設定等により任意に変更可能な時間である。したがって、図１４に示すように、ｔ６が比較的短い時間に設定されている場合には、Ａ＜Ｂとなることがあり、逆に図１５に示すように、ｔ６が比較的長い時間に設定されている場合には、Ａ＞Ｂとなることがある。
図１４に示すように、Ａ≦Ｂ（すなわちＢがＡと同時またはＢがＡよりも遅い）の場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、制御部１５は、各基板Ｗの仮の取り出し時刻を、実際の取り出し時刻として採用する（ステップ１３）。
他方、図１５に示すように、Ａ＞Ｂ（すなわちＢがＡよりも早い）の場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、制御部１５は、図１６に示すように、１０＋４ｉ枚目（ｉは０以上の自然数）の基板Ｗ（すなわち１０、１４、１８、・・・枚目の基板）の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板Ｗ（すなわち９、１３、１７、・・・枚目の基板）の実際の取り出し時刻に、上述の搬送時間Ｔを加算し、さらに少なくともＡ－Ｂを加算することによって算出し、それ以外の基板Ｗ（すなわち１～９、１１～１３、１５～１７、・・・枚目の基板）の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板Ｗの実際の取り出し時刻に、上述の搬送時間Ｔを加算することによって算出する（ステップＳ１４）。１０＋４ｉ枚目の基板の取り出し時刻に、少なくともＡ－Ｂの補正を適用する理由は以下のとおりである。すなわち、（１）最速投入時、１～４枚目の基板Ｗについてはプッシャ５１ａ、５１がエクスチェンジャ５０から研磨装置２１ａ～２１ｄへと基板Ｗを受け渡すための上昇動作（ロード）前（すなわちエクスチェンジャ５０が搬送ロボット２３から基板Ｗを受け取ってから基板受け渡し位置まで移動するまで）にエクスチェンジャ５０での待ち時間がない。（２）ＷＰＨ最大化のために、５枚目以降の基板Ｗについてはプッシャ５１ａ、５１ｂのロード前にエクスチェンジャ５０での待ち時間がある。（３）（２）の待ち時間による影響を受ける基板は９枚目以降の基板Ｗであり、以後４枚の基板Ｗ毎に影響を受ける（すなわち、９、１３、１７、・・・枚目の基板が影響を受ける）。（４）５枚目以降のＷＰＨ最大化に寄与する基板Ｗは、（２）の待ち時間による影響を受けて搬送乱れがある９、１３、１７、・・・枚目の基板の次の基板である１０枚目以降の基板Ｗ（すなわち、１０、１４、１８、・・・枚目の基板）である。よって、基板の取り出し時刻に補正を適用する対象となるのは、１０＋４ｉ枚目の基板Ｗ（すなわち、１０、１４、１８、・・・枚目の基板）である。
制御部１５は、Ａ＞Ｂの場合には、１０＋４ｉ枚目の基板Ｗの実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板Ｗの実際の取り出し時刻に、上述の搬送時間Ｔを加算し、さらにＡ－Ｂ＋Δを加算することによって算出し、それ以外の基板Ｗの実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板Ｗの実際の取り出し時刻に、上述の搬送時間Ｔを加算することによって算出してもよい。ここで、Δは、実機での通信時間の遅れを考慮して予め定められた値であり、たとえば、１秒以下であってもよいし、０．８秒以下であってもよいし、０．６秒以下であってもよい。Δの項を考慮する理由は、シミュレータで事前に検討した搬送結果と実際に実機で搬送する結果とを比較すると、実機での搬送時にはその通信時間に対応する誤差が発生するためである。この誤差時間を追加することで実機での搬送タイミングが厳密に補正されて最大のＷＰＨとなる搬送ができるようになる。
たとえば、図１６に示すように、Ａ＞Ｂの場合には、制御部１５は、１０枚目の基板Ｗの実際の取り出し時刻を、９枚目の基板Ｗの実際の取り出し時刻に、上述の搬送時間Ｔを加算し、さらにＡ－Ｂ＋Δを加算した時刻、すなわち９枚目の基板Ｗの実際の取り出し時刻よりＴ＋Ａ－Ｂ＋Δだけ遅い時刻とする。次に、制御部１５は、１１枚目の基板Ｗの実際の取り出し時刻を、１０枚目の基板Ｗの実際の取り出し時刻に、上述の搬送時間Ｔを加算した時刻、すなわち１０枚目の基板Ｗの実際の取り出し時刻よりＴだけ遅い時刻とする。次に、制御部１５は、１２枚目の基板Ｗの実際の取り出し時刻を、１１枚目の基板Ｗの実際の取り出し時刻に、上述の搬送時間Ｔを加算した時刻、すなわち１１枚目の基板Ｗの実際の取り出し時刻よりＴだけ遅い時刻とする。次に、制御部１５は、１３枚目の基板Ｗの実際の取り出し時刻を、１２枚目の基板Ｗの実際の取り出し時刻に、上述の搬送時間Ｔを加算した時刻、すなわち１２枚目の基板Ｗの実際の取り出し時刻よりＴだけ遅い時刻とする。次に、制御部１５は、１４枚目の基板Ｗの実際の取り出し時刻を、１３枚目の基板Ｗの実際の取り出し時刻に、上述の搬送時間Ｔを加算した時刻し、さらにＡ－Ｂ＋Δを加算した時刻、すなわち１３枚目の基板Ｗの実際の取り出し時刻よりＴ＋Ａ－Ｂ＋Δだけ遅い時刻とする。
以上のような本実施の形態によれば、図１６に示すように、１０＋４（ｉ－１）枚目の研磨後の基板Ｗを研磨装置２１ａ～２１ｄからエクスチェンジャ５０へと受け渡すためのプッシャ５１ａ、５１ｂの下降動作（アンロード）が完了した直後に、安定して、１０＋４ｉ枚目の研磨前の基板Ｗをエクスチェンジャ５０から研磨装置２１ａ～２１ｄへと受け渡すための同じプッシャ５１ａ、５１ｂの上昇動作（ロード）を開始でき、同様にして１０＋４（ｉ－１）＋ｋ枚目（ｋ＝１、２、３）の研磨後の基板Ｗを研磨装置２１ａ～２１ｄからエクスチェンジャへと受け渡すためのプッシャの下降動作（アンロード）が完了した直後に、安定して、１０＋４ｉ＋ｋ枚目の研磨前の基板Ｗをエクスチェンジャ５０から研磨装置２１ａ～２１ｄへと受け渡すための同じプッシャ５１ａ、５１ｂの上昇動作（ロード）を開始できるため、プッシャ・トゥ・プッシャの動作時間（１つのプッシャ５１ａ、５１ｂがある基板Ｗの処理を開始してから次に別の基板Ｗの処理を開始するまでの時間）を短縮でき、これにより、研磨部１２の律速を最小限に抑えて、スループット（ＷＰＨ；Ｗａｆｅｒ Ｐｅｒ Ｈｏｕｒ）を向上できる。また、これに伴って、研磨後から洗浄にいたるその時間が各ウェハＷで均一かつ最短となるため、プロセスという観点でも高いレベルで安定した結果を得ることが可能となる。
以上、本発明の実施の形態および変形例を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。また、各実施の形態および変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
また、本実施の形態に係るカセットからの基板の取り出しタイミングを決定する装置は１つまたは複数のコンピュータによって構成され得るが、１つまたは複数のコンピュータにカセットからの基板の取り出しタイミングを決定する装置を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録した記録媒体も、本件の保護対象である。
１０ 基板処理装置
１１ ロード／アンロード部
１２ 研磨部
１３ 洗浄部
１４ 搬送部
１５ 制御部
２０ａ 第１研磨ユニット
２０ｂ 第２研磨ユニット
２１ａ 第１研磨装置
２１ｂ 第２研磨装置
２１ｃ 第３研磨装置
２１ｄ 第４研磨装置
２３ 搬送ロボット
２３１ ハンド
２３２ アーム
２３３ ロボット本体
２３４ 反転機構
２４ａ 第１搬送ユニット
２４ｂ 第２搬送ユニット
２５ａ～２５ｄ トップリング
５０ エクスチェンジャ
５１ａ 第１プッシャ
５１ｂ 第２プッシャ
５２ａ 第１ステージ
５２ｂ 第２ステージ
５２ｃ 第３ステージ
１０１ 研磨テーブル
１０２ 研磨パッド
１０３ トップリングシャフト
１０４ 研磨液供給ノズル

Claims (16)

  1. 第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットと、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットに基板を振り分ける搬送ロボットと、を有し、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットはそれぞれ、２台の研磨装置と、２台の研磨装置の各々に対する２箇所の基板搬送位置にそれぞれ配置され、上下移動する２台のプッシャと、前記搬送ロボットに対して基板の受け渡しを行う待機位置と前記２箇所の基板搬送位置との間を水平移動するステージを有するエクスチェンジャと、を有する、研磨部と、
    研磨前の基板をカセットから取り出すロード／アンロード部と、
    前記ロード／アンロード部と前記搬送ロボットとの間で基板を搬送する搬送部と、
    を備えた基板処理装置において前記カセットからの基板の取り出しタイミングを決定する方法であって、
    コンピュータが、
    各基板の仮の取り出し時刻を、その１つ前の基板の仮の取り出し時刻に、前記ロード／アンロード部において前記カセットからの基板の取り出し動作を開始してから前記搬送ロボットが前記エクスチェンジャへの基板の受け渡し動作を完了するまでに要する搬送時間を加算することによって算出し、
    Ｘ枚目（Ｘは任意の自然数）の研磨後の基板を研磨装置からエクスチェンジャへと受け渡すためのプッシャの下降動作が完了する仮の時刻Ａと、Ｘ＋５枚目の研磨前の基板を前記搬送部からエクスチェンジャへと受け渡すための前記搬送ロボットの受け渡し動作が完了する仮の時刻Ｂとを比較し、
    Ａ≦Ｂの場合には、各基板の仮の取り出し時刻を、実際の取り出し時刻として採用し、
    Ａ＞Ｂの場合には、１０＋４ｉ枚目（ｉは０以上の整数）の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算し、さらに少なくともＡ－Ｂを加算することによって算出し、それ以外の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算することによって算出する、
    ことを特徴とする方法。
  2. 前記コンピュータが、
    Ａ＞Ｂの場合には、１０＋４ｉ枚目の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算し、さらにＡ－Ｂ＋Δを加算することによって算出し、それ以外の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算することによって算出し、
    前記Δは、実機での通信時間の遅れを考慮して予め定められた値である、
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記Δは、１秒以下である、
    ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 前記基板処理装置は、研磨後の基板を洗浄する洗浄部をさらに備え、
    前記搬送ロボットは、前記第１研磨ユニットおよび前記第２研磨ユニットと前記洗浄部との間の基板の受け渡しを行う、
    ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の方法。
  5. 第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットと、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットに基板を振り分ける搬送ロボットと、を有し、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットはそれぞれ、２台の研磨装置と、２台の研磨装置の各々に対する２箇所の基板搬送位置にそれぞれ配置され、上下移動する２台のプッシャと、前記搬送ロボットに対して基板の受け渡しを行う待機位置と前記２箇所の基板搬送位置との間を水平移動するステージを有するエクスチェンジャと、を有する、研磨部と、
    研磨前の基板をカセットから取り出すロード／アンロード部と、
    前記ロード／アンロード部と前記搬送ロボットとの間で基板を搬送する搬送部と、
    を備えた基板処理装置において前記カセットからの基板の取り出しタイミングを決定する装置であって、
    命令を記憶するメモリと、
    各基板の仮の取り出し時刻を、その１つ前の基板の仮の取り出し時刻に、前記ロード／アンロード部において前記カセットからの基板の取り出し動作を開始してから前記搬送ロボットが前記エクスチェンジャへの基板の受け渡し動作を完了するまでに要する搬送時間を加算することによって算出し、
    Ｘ枚目（Ｘは任意の自然数）の研磨後の基板を研磨装置からエクスチェンジャへと受け渡すためのプッシャの下降動作が完了する仮の時刻Ａと、Ｘ＋５枚目の研磨前の基板を前記搬送部からエクスチェンジャへと受け渡すための前記搬送ロボットの受け渡し動作が完了する仮の時刻Ｂとを比較し、
    Ａ≦Ｂの場合には、各基板の仮の取り出し時刻を、実際の取り出し時刻として採用し、
    Ａ＞Ｂの場合には、１０＋４ｉ（ｉは０以上の整数）枚目の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算し、さらに少なくともＡ－Ｂを加算することによって算出し、それ以外の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算することによって算出する
    ための前記命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、
    を備えたことを特徴とする装置。
  6. Ａ＞Ｂの場合には、１０＋４ｉ枚目の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算し、さらにＡ－Ｂ＋Δを加算することによって算出し、それ以外の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算することによって算出し、
    前記Δは、実機での通信時間の遅れを考慮して予め定められた値である、
    ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
  7. 前記Δは、１秒以下である、
    ことを特徴とする請求項６に記載の装置。
  8. 前記基板処理装置は、研磨後の基板を洗浄する洗浄部をさらに備え、
    前記搬送ロボットは、前記第１研磨ユニットおよび前記第２研磨ユニットと前記洗浄部との間の基板の受け渡しを行う、
    ことを特徴とする請求項５～７いずれかに記載の装置。
  9. 第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットと、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットに基板を振り分ける搬送ロボットと、を有し、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットはそれぞれ、２台の研磨装置と、２台の研磨装置の各々に対する２箇所の基板搬送位置にそれぞれ配置され、上下移動する２台のプッシャと、前記搬送ロボットに対して基板の受け渡しを行う待機位置と前記２箇所の基板搬送位置との間を水平移動するステージを有するエクスチェンジャと、を有する、研磨部と、
    研磨前の基板をカセットから取り出すロード／アンロード部と、
    前記ロード／アンロード部と前記搬送ロボットとの間で基板を搬送する搬送部と、
    を備えた基板処理装置において前記カセットからの基板の取り出しタイミングを決定するためのプログラムであって、
    コンピュータに、
    各基板の仮の取り出し時刻を、その１つ前の基板の仮の取り出し時刻に、前記ロード／アンロード部において前記カセットからの基板の取り出し動作を開始してから前記搬送ロボットが前記エクスチェンジャへの基板の受け渡し動作を完了するまでに要する搬送時間を加算することによって算出し、
    Ｘ枚目（Ｘは任意の自然数）の研磨後の基板を研磨装置からエクスチェンジャへと受け渡すためのプッシャの下降動作が完了する仮の時刻Ａと、Ｘ＋５枚目の研磨前の基板を前記搬送部からエクスチェンジャへと受け渡すための前記搬送ロボットの受け渡し動作が完了する仮の時刻Ｂとを比較し、
    Ａ≦Ｂの場合には、各基板の仮の取り出し時刻を、実際の取り出し時刻として採用し、
    Ａ＞Ｂの場合には、１０＋４ｉ（ｉは０以上の整数）枚目の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算し、さらに少なくともＡ－Ｂを加算することによって算出し、それ以外の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算することによって算出する
    ことを実行させることを特徴とするプログラム。
  10. Ａ＞Ｂの場合には、１０＋４ｉ枚目の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算し、さらにＡ－Ｂ＋Δを加算することによって算出し、それ以外の基板の実際の取り出し時刻を、その１つ前の基板の実際の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算することによって算出し、
    前記Δは、実機での通信時間の遅れを考慮して予め定められた値である、
    ことを特徴とする請求項９に記載のプログラム。
  11. 前記Δは、１秒以下である、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のプログラム。
  12. 前記基板処理装置は、研磨後の基板を洗浄する洗浄部をさらに備え、
    前記搬送ロボットは、前記第１研磨ユニットおよび前記第２研磨ユニットと前記洗浄部との間の基板の受け渡しを行う、
    ことを特徴とする請求項９～１１いずれかに記載のプログラム。
  13. 第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットと、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットに基板を振り分ける搬送ロボットと、を有し、第１研磨ユニットおよび第２研磨ユニットはそれぞれ、２台の研磨装置と、２台の研磨装置の各々に対する２箇所の基板搬送位置にそれぞれ配置され、上下移動する２台のプッシャと、前記搬送ロボットに対して基板の受け渡しを行う待機位置と前記２箇所の基板搬送位置との間を水平移動するステージを有するエクスチェンジャと、を有する、研磨部と、
    研磨前の基板をカセットから取り出すロード／アンロード部と、
    前記ロード／アンロード部と前記搬送ロボットとの間で基板を搬送する搬送部と、
    各基板ごとに前記研磨部、前記ロード／アンロード部、および前記搬送部における処理終了時刻または処理終了予定時刻が対応付けられた時刻表に基づいて、前記カセットからの基板の取り出しタイミングを制御する制御部と、
    を備え、
    前記時刻表において、
    Ｘ枚目（Ｘは任意の自然数）の研磨後の基板を研磨装置からエクスチェンジャへと受け渡すためのプッシャの下降動作が完了する時刻Ａと、Ｘ＋５枚目の研磨前の基板を前記搬送部からエクスチェンジャへと受け渡すための前記搬送ロボットの受け渡し動作が完了する時刻Ｂとが、Ａ＞Ｂの関係となっており、かつ、
    １０＋４ｉ枚目（ｉは０以上の整数）の基板の取り出し時刻は、その１つ前の基板の取り出し時刻に、前記ロード／アンロード部において前記カセットからの基板の取り出し動作を開始してから前記搬送ロボットが前記エクスチェンジャへの基板の受け渡し動作を完了するまでに要する搬送時間を加算し、さらに少なくともＡ－Ｂを加算した時刻となっており、それ以外の基板の取り出し時刻は、その１つ前の基板の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算した時刻となっている、
    ことを特徴とする基板処理装置。
  14. 前記時刻表において、
    １０＋４ｉ枚目の基板の実際の取り出し時刻は、その１つ前の基板の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算し、さらにＡ－Ｂ＋Δを加算した時刻となっており、それ以外の基板の実際の取り出し時刻は、その１つ前の基板の取り出し時刻に、前記搬送時間を加算した時刻となっており、
    前記Δは、実機での通信時間の遅れを考慮して予め定められた値である、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の基板処理装置。
  15. 前記Δは、１秒以下である、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の基板処理装置。
  16. 研磨後の基板を洗浄する洗浄部をさらに備え、
    前記搬送ロボットは、前記第１研磨ユニットおよび前記第２研磨ユニットと前記洗浄部との間の基板の受け渡しを行う、
    ことを特徴とする請求項１３～１５いずれかに記載の基板処理装置。
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