JPH08255735A - マルチチャンバシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、プロセス条件の変更に応じてソフト
ウエアを容易に変更することができるとともに枚葉でプ
ロセス処理を行う。 【構成】マスタコントローラ(38)から発せられた処理開
始指令等を、光ファイバーケーブル(37)を伝達して各ユ
ニットコントローラ(30 〜35) のうち指定されたチャン
バーの通信装置に送り、このユニットコントローラ(30
〜35) からシーケンサ(20 〜25) に伝達する。このシー
ケンサ(20 〜25) は、受信した指令及び上位側のチャン
バーのデータに従ってチャンバーの動作制御を行う。こ
の場合、各チャンバーの各ユニットコントローラ(30 〜
35) は、上位のユニットコントローラ(30 〜35) を介し
て上位チャンバーにおけるシーケンサ(20 〜25) のデー
タを読取り、このデータを用いてデータを書き替えを行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造を行うマル
チチャンバシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造では、エッチング、拡散、膜
形成、洗浄、検査等の一連のプロセスを処理することに
よって半導体を製造しているが、このような半導体製造
には各種方式がある。

【０００３】例えば１台の半導体製造装置に１つのプロ
セスチャンバーを持つ方式、１台の半導体製造装置で複
数のプロセスチャンバーを持つ方式、又は１台の半導体
製造装置で２つのトランスファーチャンバー（搬送用チ
ャンバー）を持ち、これらトランスファーチャンバーに
対して複数のプロセスチャンバーを持つ方式がある。

【０００４】そして、これら半導体製造装置の制御方式
は、１台のコントローラを用いて各プロセスチャンバー
等を動作制御している。ところで、近年、このような半
導体製造装置では、コストの削減、歩留まりの向上等を
実現するために、複数のプロセスチャンバーを連結して
半導体製造を行う連続プロセスを採用する方向にある。

【０００５】しかしながら、複数のプロセスチャンバー
を連結するには、次のような問題がある。すなわち、 (a)プロセス条件が変更になると、半導体製造装置の入
れ替え、及びこれら装置の使用順序の変更が必要になる
が、現状のように１つのコントローラにより複数のプロ
セスチャンバーを制御する方式では、その変更に応じた
ソフトウエアの変更が困難である。

【０００６】(b)トランスファーチャンバーも単独で動
作するソフトウエアの構成となっているので、複数台の
トランスファーチャンバーを連結する場合には、処理す
る半導体ウエハの管理等が困難となる。

【０００７】(c)現状のマルチチャンバーでは、ロット
単位で動作するので、枚葉で半導体ウエハを流す構成と
するのは困難である。 (d)各メーカの異なる半導体製造装置を連結する場合、
これら装置のソフトウエアが異なるので、容易に連結す
ることは困難である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように複数のプ
ロセスチャンバーを連結した場合、プロセス条件の変更
に応じてソフトウエアを変更することが困難であり、又
枚葉で半導体ウエハを流すことが困難である。

【０００９】そこで本発明は、プロセス条件の変更に応
じてソフトウエアを容易に変更することができるととも
に枚葉でプロセス処理ができるマルチチャンバーシステ
ムを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、プロ
セスチャンバー等の複数のチャンバーを連結して連続的
にプロセス処理を行うマルチチャンバシステムにおい
て、各チャンバーに対して処理開始指令等を発して各チ
ャンバーの処理の全体制御を行う中央制御装置と、各チ
ャンバー毎に設けられ中央処理装置との間で指令等の授
受を行う複数の通信装置と、各チャンバー毎に設けられ
通信装置を通して中央処理装置からの指令等を受けて各
々プロセス処理制御を行う複数の制御装置と、各通信装
置及び中央制御装置の間をリング状に接続する伝送路と
を備えたマルチチャンバシステムである。

【００１１】請求項２によれば、通信装置は、上位の通
信装置を介して上位チャンバーにおける制御装置のデー
タを読取り、このデータを用いて下位側の制御装置のデ
ータを書き替える機能を有している。

【００１２】

【作用】請求項１によれば、中央制御装置から発せられ
た処理開始指令等は、伝送路を伝達して各通信装置のう
ち指定されたチャンバーの通信装置に到達し、この通信
装置から制御装置に伝達される。この制御装置は、受信
した指令及び上位側のチャンバーのデータに従ってチャ
ンバーの動作制御を行う。

【００１３】請求項２によれば、各チャンバーの各通信
装置は、上位の通信装置を介して上位チャンバーにおけ
る制御装置のデータを読取り、このデータを用いて下位
側の制御装置のデータを書き替えている。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１はマルチチャンバシステムの外観構
成図である。カセットエレベータ１には、複数の半導体
ウエハ２が収納されている。このカセットエレベータ１
には隣接してトランスファロボット３が設けられてい
る。

【００１５】又、各トランスファチャンバー４、５が設
けられ、これらトランスファチャンバー４、５がドッキ
ングチャンバー６を介して連結されている。このうちト
ランスファチャンバー４には、ローディングチャンバー
（ウエハ供給部）７及び各プロセスチャンバー８〜１０
が連結されている。ローディングチャンバー７は、トラ
ンスファロボット３から供給される半導体ウエハ２を受
ける機能を有し、各プロセスチャンバー８〜１０は半導
体製造の一連のプロセス、例えばエッチングや拡散の処
理を行う機能を有している。

【００１６】又、トランスファチャンバー５には、各プ
ロセスチャンバー１１、１２、冷却チャンバー１３及び
アンローディングチャンバー（ウエハ搬出部）１４が連
結されている。各プロセスチャンバー１１、１２は半導
体製造の一連のプロセスのうち検査等を行う機能を有
し、アンローディングチャンバー１４は半導体製造の一
連のプロセスの終了した半導体ウエハ２をトランスファ
ロボット３に搬出する機能を有している。

【００１７】一方、図２はマルチチャンバシステムの伝
送系の構成図である。ローディングチャンバー７、各ト
ランスファチャンバー４、５、各プロセスチャンバー８
〜１２、冷却チャンバー１３、アンローディングチャン
バー１４、さらにはカセットエレベータ１、トランスフ
ァロボット３、アルミレーザメルト１５には、それぞれ
シーケンサ（ＰＣ）２０〜２５が備えられている。

【００１８】これらシーケンサ２０〜２５は、各トラン
スファチャンバー４、５や各プロセスチャンバー８〜１
２等をそれぞれ独立して制御する機能を有している。な
お、各シーケンサ２０、２２には、モータコントローラ
（ｍｃ）２６、２７が接続されている。

【００１９】又、上記ローディングチャンバー７、各ト
ランスファチャンバー４、５、各プロセスチャンバー８
〜１２、…、には、それぞれ通信用ユニットコントロー
ラ（ＵＣ）３０〜３５が備えられている。

【００２０】これらユニットコントローラ３０〜３５
は、ユニットコントローラ３６を起点として光ファイバ
ーケーブル３７を介してリング状に接続されている。従
って、各ユニットコントローラ３０〜３５のうちユニッ
トコントローラ３０が最上位に位置し、続いてユニット
コントローラ３１、３２…となるに従って下位側とな
る。

【００２１】これらユニットコントローラ３０〜３５
は、上位のユニットコントローラ、例えばユニットコン
トローラ３１は、所定時間間隔毎に上位のユニットコン
トローラ３０を介して上位のシーケンサ２０の制御状態
のデータを読取り、この制御データを受けて自身のシー
ケンサ２１のデータを書き替える機能を有している。

【００２２】マスタコントローラ（中央制御装置）３８
は、上記ローディングチャンバー７、各トランスファチ
ャンバー４、５、各プロセスチャンバー８〜１２等に対
して処理開始指令等を発し、かつこのシステムに投入す
る半導体ウエハ２のシステム内での位置等を把握し、プ
ロセスフローに従って半導体ウエハ２を加工して半導体
製造の全体制御を管理する機能を有している。

【００２３】このマスタコントローラ３８の各ユニット
コントローラ３０〜３５に対する通信内容は、各ユニッ
トコントローラ３０〜３５の番地指定、処理開始指令、
各プロセスチャンバー８〜１３内の状態表示要求等であ
る。

【００２４】一方、各ユニットコントローラ３０〜３５
からマスタコントローラ３８への通信内容は、各プロセ
スチャンバー８〜１３内の状態、例えば圧力、温度等の
表示である。

【００２５】ところで、これら通信内容のデータフォー
マットは次の通りである。すなわち、マスタコントロー
ラ３８から各ユニットコントローラ３０〜３５に伝送さ
れるデータフォーマットは、図３に示すようにＳＴＸ、
ユニットコントローラ（ＵＣ）の号機番号、データ長、
コマンド＋データ、ＥＴＸから形成されている。

【００２６】又、各ユニットコントローラ３０〜３５か
ら各シーケンサ２０〜２５にそれぞれ伝送される各デー
タフォーマットは、図４に示すように例えばブッシャ上
昇、ブッシャ下降、…、ゲート弁開、ゲート弁閉から形
成されている。

【００２７】又、これらユニットコントローラ３０〜３
５と各シーケンサ２０〜２５との間の通信方式は、シリ
アル通信又はパラレル通信のいずれの方式であってもよ
い。次に上記の如く構成されたシステムの作用について
説明する。

【００２８】マスタコントローラ３８からユニットコン
トローラ３０に処理開始指令が発せられると、このユニ
ットコントローラ３０は、この処理開始指令を受けてシ
ーケンサ２０に処理開始指令を送る。そうすると、この
ローディングチャンバー７のシーケンサ２０は、所定の
動作シーケンスに従ってモータコントローラ２６を動作
制御して半導体ウエハ２をトランスファーチャンバー４
に供給する。

【００２９】このトランスファーチャンバー４のユニッ
トコントローラ３０は、所定時間間隔毎に上位のユニッ
トコントローラ３０を介してシーケンサ２０の制御状態
データを読取り、このデータを用いてシーケンサ２１の
データを書き替える。

【００３０】次に、マスタコントローラ３８からユニッ
トコントローラ３１に処理開始指令が発せられると、こ
のユニットコントローラ３１は、この処理開始指令をシ
ーケンサ２１に送る。そうすると、このシーケンサ２１
は、書き替えられた制御状態データから半導体ウエハ２
がトランスファーチャンバー４内にロードされたことを
認識し、かつ所定の動作シーケンスに従って半導体ウエ
ハ２をプロセスチャンバー８に供給する。

【００３１】又、トランスファーチャンバー５のユニッ
トコントローラ３２は、所定時間間隔毎に上位のユニッ
トコントローラ３１を介してシーケンサ２１の制御状態
データを読取り、このデータを用いてシーケンサ２２の
データを書き替える。

【００３２】このようにマスタコントローラ３８から各
ユニットコントローラ３０、…に順次処理開始指令が発
せられてローディングチャンバー７、各トランスファチ
ャンバー４、５、各プロセスチャンバー８〜１２、…等
において動作が行われ、かつその動作が終了すると、各
ユニットコントローラ３０、…は、所定時間間隔毎に上
位のユニットコントローラを介して上位シーケンサの制
御状態データを読取り、このデータを用いてデータの書
き替えを行う。

【００３３】例えば各プロセスチャンバー８〜１０にお
いて半導体ウエハ２に対して処理を行う場合、半導体ウ
エハ２は、トランスファーチャンバー４を介して各プロ
セスチャンバー８〜１０に搬入、搬出することになる。

【００３４】このような場合、各ユニットコントローラ
３０、…が、所定時間間隔毎に上位のユニットコントロ
ーラを介して上位シーケンサの制御状態データを読取
り、このデータを用いてデータの書き替えを行うことに
より、トランスファーチャンバー４を介して各プロセス
チャンバー８〜１０に搬入、搬出する際のタイミングが
確実に取れる。

【００３５】このようにして各チャンバー８〜１３で処
理された半導体ウエハ２は、アンローディングチャンバ
ー１４からトランスファロボット３に搬出される。この
ように上記一実施例においては、マスタコントローラ３
８から発せられた処理開始指令等を各ユニットコントロ
ーラ３０〜３５を介して各シーケンサ２０〜２５に伝達
して各チャンバーの動作制御を行い、かつ各ユニットコ
ントローラ３０〜３５において上位のユニットコントロ
ーラを介して上位チャンバーにおける制御状態データを
読取ってデータの書き替えを行うようにしたので、次の
ような各効果を奏する。すなわち、 (a)各ユニットコントローラ３０〜３５とマスタコント
ローラ３８との間のデータフォーマットを全て同一とす
ることができ、たとえプロセスチャンバー８〜１２等を
交換しても、この交換に応じた変更は容易かつ簡単にで
きる。

【００３６】(b)プロセスチャンバー８〜１２へのデー
タ伝送に光ファイバーケーブル３７を用い、この光ファ
イバーケーブル３７に接続された各プロセスチャンバー
のうちデータを必要とするプロセスチャンバーのユニッ
トコントローラ３０〜３５のみがデータを授受するの
で、プロセスチャンバー数が増減してもその影響は受け
ず、マスタコントローラ３８から各ユニットコントロー
ラ３０〜３５へのデータを変えるだけで半導体製造を行
うことができる。

【００３７】(c)マスタコントローラ３８によりプロセ
ス条件に従って半導体ウエハ２を各プロセスチャンバー
８〜１２に搬入、搬出するので、半導体製造のプロセス
条件が変更され、半導体ウエハ２を流す順序を変更する
場合が多くても、マスタコントローラ３８のソフトウエ
アの一部を変更するのみで容易に対応できる。

【００３８】(d)プロセスチャンバーの数は、システム
を組む時に余裕を持って割り付けておくと、チャンバー
の増設があっても簡単に対応できる。例えば、チャンバ
ーが有るときにはそのチャンバの指定アドレスを「１」
とし、無いときには指定アドレスを「０」とすれば、チ
ャンバーの増減を簡単にできる。

【００３９】(e)通信用の各ユニットコントローラ３０
〜３５の通信ソフトウエア、制御用の各シーケンサ２
０、…、２５の制御ソフトウエアは、それぞれ標準化す
ることにより、製作費を非常に安くでき、各チャンバー
ごとに各ユニットコントローラ３０〜３５及び各シーケ
ンサ２０〜２５を設けてもコストアップにつながらず、
デバック費用、メンテナンス費用の削減が図れる。

【００４０】(f)プロセスチャンバーの部分にチャンバ
ー１つでなく、既存の大きなチャンバーシステムを連結
することもでき、この場合、チャンバーシステムを制御
するコントローラに通信用のユニットコントローラを併
用し、既存のチャンバーシステムをこのシステムのコン
トローラを用い、マスタコントローラ３８とのデータ授
受を通信用ユニットコントローラを用いることになる。
これにより、既存のマルチチャンバーシステムとの結合
も容易であり、既存のマルチチャンバー内の半導体ウエ
ハ位置を小番号により表示するようにすれば、半導体ウ
エハ２の位置を管理できる。例えば、複数のチャンバー
を持つチャンバー（チャンバー番号４０）を増設する場
合には、このチャンバー４０に対して各チャンバーの小
番号４０−１、４０−２、４０−３、…を表示する。

【００４１】(g)複数のメーカのチャンバーを連結する
場合、それぞれの制御ソフトウエアが異なっていても各
通信用ユニットコントローラを介して上位のマスタコン
トローラ３８との通信を行う方式なので、各通信用ユニ
ットコントローラの各チャンバーに対する通信ソフトウ
エアを変更するだけで、容易にシステムを組むことがで
きる。

【００４２】(h)マスタコントローラ３８では半導体ウ
エハ２の位置等を１枚ごとに管理できるので、ロット単
位で半導体ウエハ２を投入する必要はなく、枚葉で半導
体ウエハ２を投入できる。

【００４３】(i)枚葉で半導体ウエハ２を流せるので、
システム中に多品種の半導体ウエハを投入して多品種混
合生産が可能となる。 なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の要旨を変更しない範囲で変形してもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、プ
ロセス条件の変更に応じてソフトウエアを容易に変更す
ることができるとともに枚葉でプロセス処理ができるマ
ルチチャンバーシステムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるマルチチャンバーシステムの一
実施例を示す構成図。

【図２】同システムの伝送系の構成図。

【図３】マスタコントローラからユニットコントローラ
に伝送されるデータフォーマット。

【図４】ユニットコントローラからシーケンサに伝送さ
れるデータフォーマット。

【符号の説明】

２…半導体ウエハ、４，５…トランスファチャンバー、
６…ドッキングチャンバー、７…ローディングチャンバ
ー、８〜１２…プロセスチャンバー、１３…冷却チャン
バー、１４…アンローディングチャンバー、２０〜２５
…シーケンサ、３０〜３６…通信用ユニットコントロー
ラ、３７…光ファイバーケーブル、３８…マスタコント
ローラ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｚ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロセスチャンバー等の複数のチャンバ
   ーを連結して連続的にプロセス処理を行うマルチチャン
   バシステムにおいて、 前記各チャンバーに対する処理開始指令等を発して前記
   各チャンバーの処理の全体制御を行う中央制御装置と、
   前記各チャンバー毎に設けられ前記中央処理装置との間
   で指令等の授受を行う複数の通信装置と、前記各チャン
   バー毎に設けられ前記通信装置を通して前記中央処理装
   置からの指令等を受けて各々プロセス処理制御を行う複
   数の制御装置と、前記各通信装置及び前記中央制御装置
   の間をリング状に接続する伝送路とを具備したことを特
   徴とするマルチチャンバシステム。
2. 【請求項２】 通信装置は、上位の通信装置を介して上
   位チャンバーにおける制御装置のデータを読取り、この
   データを用いてデータを書き替える機能を有することを
   特徴とする請求項１記載のマルチチャンバシステム。