半導体製造装置のキャリア交換方法およびキャリア交換装置
【課題】少数枚ロットによる１キャリア内のウエーハ充填率が低い状態でも、設備稼働率の低下、スループットの低下を防止することができる半導体製造装置のキャリア交換方法およびキャリア交換装置を提供する。
【解決手段】比較部１０３は、基準情報管理部１０２に予め登録された半導体製造装置１１０の収容可能枚数と、装置状態監視部１０１が取得した仕掛り中のウエーハ枚数とを比較する。仕掛り中のウエーハ枚数が収容可能枚数未満である場合、交換キャリア検索部１０４は、回収開始予定時間と空キャリア発生予定時間とに基づいて交換可能キャリアを抽出する。交換可能キャリアが抽出された場合、回収キャリア検索部１０５は、回収開始予定時間と空キャリア発生予定時間とに基づいて回収先キャリアを決定する。回収先キャリアが決定された場合、指示部１０６は、半導体製造装置１１０にキャリア交換を指示する。
【解決手段】比較部１０３は、基準情報管理部１０２に予め登録された半導体製造装置１１０の収容可能枚数と、装置状態監視部１０１が取得した仕掛り中のウエーハ枚数とを比較する。仕掛り中のウエーハ枚数が収容可能枚数未満である場合、交換キャリア検索部１０４は、回収開始予定時間と空キャリア発生予定時間とに基づいて交換可能キャリアを抽出する。交換可能キャリアが抽出された場合、回収キャリア検索部１０５は、回収開始予定時間と空キャリア発生予定時間とに基づいて回収先キャリアを決定する。回収先キャリアが決定された場合、指示部１０６は、半導体製造装置１１０にキャリア交換を指示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置を製造する半導体製造装置に適用されるキャリア交換方法およびキャリア交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置等の製造工程では、複数の製造装置が使用されている。各製造装置における処理内容や処理時間は製造装置ごとに異なり、各製造装置が備える処理室の構成（処理室数や機構など）も製造装置ごとに大きく異なる。そのため、半導体製造装置内で一度に処理できるウエーハ枚数も製造装置ごとに大きく異なる。
【０００３】
例えば、フォトリソグラフィー工程で使用される製造装置には、塗布現像装置と露光装置とを接続した形態を有するものがある。塗布現像装置は、レジスト塗布ユニット、露光装置における露光の前に実施されるベーキング等で使用されるウエーハの温度調節ユニット、露光後のベーキング等で使用されるウエーハの温度調節ユニット、現像ユニットなど、多種多様の処理ユニットが多数搭載されている。また、この種の製造装置は、複数枚のウエーハが連続的に枚葉処理されるため、製造装置内で同時並行に処理されているウエーハが数十枚を超える特徴的な装置になっている。このため、この種の装置は、複数のウエーハ搬入出用のキャリア設置ポート（例えば、４つ程度）を備えており、最大でキャリア設置ポート数のキャリア投入が可能になっている。
【０００４】
しかしながら、近年、ウエーハの大口径化や製造プロセスの微細化により１ウエーハ内の半導体チップの取れ個数が増加したことなどに起因して、１キャリア内に搭載されるウエーハ数が減少する傾向にある。その結果、上述のような多数枚のウエーハを製造装置内に収容して同時並行に処理する製造装置では、全キャリア設置ポートにキャリアを設置した場合でも、各キャリアに搭載されたウエーハの総数が装置内に同時に収容できるウエーハ枚数より少ない状況が発生し得る。この場合、ウエーハ仕掛り効率が低下するとともに処理能力が低下するという問題が発生する。
【０００５】
特許文献１は、このような半導体製造装置の仕掛り効率の低下を抑制する手法を開示する。この従来の管理手法は、図１４に示すように、半導体製造装置によるウエーハ処理の前に少数枚ウエーハのロット同士を１キャリアに混載し、ウエーハ処理の後に各ロットに分割する。その結果、１キャリア内のウエーハ充填率が高まって半導体製造装置の仕掛り効率低下が抑制され、製造工程のリードタイムの短縮が実現できるとされている。ロット混載および分割は、予め、もしくは随時に登録・更新や記録等された製造工程の記録ファイル（製造工程フロー）と、予め設定された混載形態の種類や処理方法などを可変定義したファイルとを用いて実行される。具体的には、これらのファイルを使用して、半導体製造装置によるウエーハ処理前に、１つのキャリアに複数ロットを混載するか否かを判定し、また、半導体製造装置によるウエーハ処理後に、１つのキャリアに複数ロットを混載した状態から所定ロットのウエーハを分離するか否かを判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２９６５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術においては、ロット混載によりキャリア内のウエーハ充填率を向上させることが前提となっているため、複数のロットを１つのキャリアに混載するためのウエーハ移載工程や、元のロット形態に戻すためのウエーハ移載工程が必要になる。そのため、半導体装置の製造工程数が増大し、工程数増によるリーダタイムへの影響や移載装置を新たに設置することによる設備コストの増大は避けられない。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するために提案されたものであって、少数枚ロットによる１キャリア内のウエーハ充填率が低い状態でも、半導体製造装置の仕掛り効率の低下を抑制することができる半導体製造装置のキャリア交換方法およびキャリア交換装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の技術的手段を採用している。まず、本発明は、半導体装置を製造する半導体製造装置に適用されるキャリア交換方法を前提としている。そして、本発明に係る半導体製造装置のキャリア交換方法では、まず、半導体製造装置に仕掛り中のウエーハ枚数が取得される。次いで、半導体製造装置内のウエーハ搬送経路中に同時に滞在できるウエーハ枚数（収容可能枚数）と、仕掛り中のウエーハ枚数とが比較される。仕掛り中のウエーハ枚数が、ウエーハ搬送経路中に同時に滞在可能なウエーハ枚数未満である場合、半導体製造装置のキャリアロードポート上の空キャリアと、未処理ウエーハを搭載した、キャリアロードポートへの搬入待機中の他のキャリアとの交換を要求する信号が発行される。そして、当該交換要求信号にしたがって、上記空キャリアと上記他のキャリアとのキャリア交換が実行される。
【００１０】
この構成によれば、仕掛り枚数が半導体製造装置の収容可能枚数未満になり、半導体製造装置の仕掛り効率が低下する状況が発生する場合にキャリア交換が実行される。そのため、半導体製造装置への投入されるロットのサイズが少数枚の場合においても、事前に混載等によりキャリア内のウエーハ充填率を向上させなくとも、半導体製造装置の仕掛り効率の低下を抑制することができる。
【００１１】
上記キャリア交換方法において、交換要求信号の発行は、以下の手順で実施されることが好ましい。すなわち、まず、１のキャリアロードポート上のキャリアから最初に搬出されて半導体製造装置における処理が完了したウエーハがキャリアへ回収される予定時間と、他のキャリアロードポート上に空キャリアが発生する予定時間とに基づいて、上記１のキャリアロードポート上のキャリアの交換可否が判断される。当該判断において、キャリア交換が可能であった場合、上記最初に搬出されたウエーハの回収開始予定時間と、上記他のキャリアロードポート上の空キャリア発生予定時間とに基づいて、上記１のキャリアロードポート上のキャリアに搭載されていたウエーハの回収先となる、上記１のキャリアロードポート上のキャリアとは異なるキャリアの有無が判断される。当該判断において、回収先キャリアありと判断された場合、上記１のキャリアロードポート上のキャリアを交換対象とする交換要求信号が発行される。
【００１２】
この構成では、仕掛り枚数が収容可能枚数より少なく、かつ仕掛りロットの回収先キャリアが確保可能な場合に限り、キャリア交換が実行されることになる。
【００１３】
上記構成において、仕掛り中のウエーハ枚数は、キャリアロードポート上のキャリア内のウエーハおよび半導体製造装置内のウエーハ搬送経路中に滞在中のウエーハのうち、当該枚数取得時に、半導体製造装置における処理が完了していずれかのキャリアに回収されたウエーハと同一のキャリアに搭載されていたウエーハを除いた枚数とすることができる。これにより、仕掛り中のウエーハ枚数取得時に、回収キャリアを変更可能なウエーハのみを判断対象に含めることができる。この場合、ウエーハ搬送経路中に同時に滞在可能なウエーハ枚数未満である条件を満足する範囲において、キャリアロードポートに未だ設置されていない搬入待機中キャリアに搭載されたウエーハ枚数を仕掛り中のウエーハ枚数に含めることもできる。
【００１４】
また、上記ウエーハの回収開始予定時間および上記空キャリア発生予定時間は、半導体製造装置のキャリアロードポート上に空キャリアが発生した時点、およびいずれかのキャリアロードポート上のキャリアから最初に搬出されて半導体製造装置における処理が完了したウエーハがキャリアへ回収された時点に算出されることが好ましい。これにより、キャリアロードポートにおいて空キャリアが発生するタイミング、および仕掛りウエーハ枚数が減少するタイミングで、仕掛り枚数と半導体製造装置の収容可能枚数とが比較されるため、半導体製造装置における仕掛り枚数の不足を確実に検知することができる。また、交換要求信号の発行は、半導体製造装置の全キャリアロードポート上にキャリアが設置された状態、あるいは全キャリアロードポートへのキャリアの設置が確定した状態で実施されることが好ましい。これにより、キャリア交換に実行を最小限にすることができる。
【００１５】
一方、他の観点では、本発明は、半導体装置を製造する半導体製造装置に適用されるキャリアの交換装置を提供することができる。すなわち、本発明に係る半導体製造装置のキャリア交換装置は、装置状態監視部、基準情報管理部、比較部、交換キャリア検索部、回収キャリア検索部および指示部を備える。装置状態監視部は、半導体製造装置に仕掛り中のウエーハ枚数を取得する。比較部は、基準情報管理部に予め登録された半導体製造装置内のウエーハ搬送経路中に同時に滞在できるウエーハ枚数と、装置状態監視部が取得した仕掛り中のウエーハ枚数とを比較する。そして、仕掛り中のウエーハ枚数が、ウエーハ搬送経路中に同時に滞在可能なウエーハ枚数未満である場合、交換キャリア検索部は、１のキャリアロードポート上のキャリアから最初に搬出されて半導体製造装置における処理が完了したウエーハがキャリアへ回収される予定時間と、他のキャリアロードポート上に空キャリアが発生する予定時間とに基づいて、上記１のキャリアロードポート上のキャリアの交換可否を判断し、交換可能である場合には交換可能キャリアを抽出する。交換可能キャリアが抽出された場合、上記最初に搬出されたウエーハの回収開始予定時間と、上記他のキャリアロードポート上の空キャリア発生予定時間とに基づいて、回収キャリア検索部が上記１のキャリアロードポート上のキャリアに搭載されていたウエーハの回収先キャリアの有無を判断し、回収先キャリアが存在する場合には回収先キャリアを決定する。回収先キャリアが決定された場合、指示部は、上記１のキャリアロードポート上の空キャリアと、未処理ウエーハを搭載した、キャリアロードポートへの搬入待機中の他のキャリアとの交換を半導体製造装置に指示する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、例えば、一度に多数のウエーハの枚葉処理を行う半導体製造装置において、少数枚ロットの投入により仕掛り効率が低下する場合においても、ウエーハ処理中に空キャリアを回収し、未処理ウエーハを搭載した新たなキャリアを投入することができる。その結果、混載や分割などの処理前後の段取り作業をすることなく、処理ウエーハ不足を解消することができ、半導体製造装置のスループット低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態におけるキャリア交換装置を示す概略構成図
【図２】本発明の一実施形態におけるキャリア交換処理を示すフロー図
【図３】本発明の一実施形態における交換可能キャリア検索処理を示すフロー図
【図４】本発明の一実施形態における回収開始予定時間の一例を示す図
【図５】本発明の一実施形態における回収開始予定時間の一例を示す図
【図６】本発明の一実施形態における空キャリア発生予定時間の一例を示す図
【図７】本発明の一実施形態におけるデータテーブルの一例を示す図
【図８】本発明の一実施形態におけるデータテーブルの一例を示す図
【図９】本発明の一実施形態における回収キャリア検索処理を示すフロー図
【図１０】本発明の一実施形態におけるデータテーブルの一例を示す図
【図１１】本発明の一実施形態におけるキャリア交換実行決定時のデータテーブルの一例を示す図
【図１２】本発明の一実施形態におけるデータテーブルの一例を示す図
【図１３】本発明の一実施形態におけるキャリア交換実行決定時のデータテーブルの一例を示す図
【図１４】従来技術の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実施形態では、複数のキャリアロードポート（以下、ロードポートという。）と、複数のウエーハ処理室と、ロードポートとウエーハ処理室との間でウエーハを搬送する搬送装置とを備えた半導体製造装置において、複数のロットに対する処理を並行して実施する事例により本発明を具体化している。なお、以下では、１つのキャリアには同一の処理ロットに属するウエーハ群のみが搭載されている。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態におけるキャリア交換装置を示す概略構成図である。図１に示すように、本実施形態では、キャリア交換装置１００は半導体製造ライン１０７を構成する半導体製造装置１１０の内部に設けられている。半導体製造装置１１０は、ネットワーク回線１０９等を介して半導体製造ライン１０７における半導体装置の生産を管理するＭＥＳ（Manufacturing Execution System）等の上位ホストコンピュータ１０８とデータの送受信を相互に実施可能に構成されている。また、キャリア交換装置１００は、半導体製造装置１１０を通じて上位ホストコンピュータ１０８とデータの送受信を行うことができる。なお、半導体製造ライン１０７には、通常、多数の半導体製造装置が属しているが、図１では１台の半導体製造装置１１０のみを例示している。
【００２０】
本実施形態のキャリア交換装置１００は、半導体製造装置１１０の各ロードポートに設置されるキャリアごとに、キャリア内の全ウエーハが同時に半導体製造装置１１０内に搬入される状況（すなわち、キャリアが空になる）が発生するか否かを判定し、当該状況が発生する場合にはその期間長を算出する。そして、空キャリアが発生した場合、以下で説明する所定の条件が満たされる場合に、当該空キャリアをロードポートから搬出し、他の処理待ちロットを搭載した新たなキャリアを当該ロードポートに搬入する（以下、当該動作をキャリア交換という。）。これにより、半導体製造装置１１０の仕掛り効率の低下を抑制する。なお、本実施形態では、半導体製造装置１１０は４つのロードポートを備えている。また、以下では、「半導体製造装置内」とは、キャリアから搬出された時点から、処理後にキャリアへ搬入されるまでのウエーハの搬送経路を意味する。
【００２１】
図１に示すように、キャリア交換装置１００は、装置状態監視部１０１、基準情報管理部１０２、比較部１０３、交換キャリア検索部１０４、回収キャリア検索部１０５および指示部１０６を備える。
【００２２】
装置状態監視部１０１は、半導体製造装置１１０の装置状態を取得する。ここで装置状態とは、半導体製造装置１１０における処理の進行状況、すなわち、直列または並列に接続され、半導体製造装置１１０内でウエーハの搬送経路を構成する複数の処理部おける各ウエーハの所在や、各ウエーハに対して実施される処理の進行状況等を示す情報である。また、装置状態監視部１０１は、ロードポート上へのキャリアの設置順や各ロードポートに設置されたキャリアのキャリアＩＤ、キャリアに搭載されているロットのロットＩＤおよびロットサイズ（ウエーハ枚数）、当該ロットに対して適用される処理レシピのレシピＩＤなどの条件も取得し管理する。ここで、キャリアＩＤはキャリアを特定するために各キャリアに一意に付与された識別情報である。ロットＩＤはロットを特定するためにロットに一意に付与された識別情報である。レシピＩＤは、ロットに属する各ウエーハに対して、半導体製造装置１１０を構成する各処理ユニットにおいて実行される処理の条件を特定するために処理条件群に一意に付与された識別情報である。なお、特に限定されないが、本実施形態の装置状態監視部１０１は、新たなキャリアのキャリアＩＤ、ロットＩＤ、ウエーハ枚数、レシピＩＤなどの情報を上位ホストコンピュータ１０８に問い合わせて取得する構成になっている。当該データの取得は、例えば、いずれかのロードポートにキャリアが現実に設置されたときや、いずれかのロードポートへのキャリアの設置が決定されたときに実施する構成を採用することができる。
【００２３】
また、基準情報管理部１０２は、キャリア交換装置１００が使用する種々の基準データを管理する。基準データは、例えば、半導体製造装置１１０内に同時に搬入可能なウエーハ枚数（以下、収容可能枚数という。）の情報や、レシピＩＤごとの処理時間、レシピＩＤごとのキャリアから各ウエーハを搬出する時間間隔（以下、搬送間隔時間という。）、ロットの切り替え（レシピの切り替え）に要する時間などの所要時間情報である。本実施形態では、これら基準データが基準情報管理部１０２に予め登録される。
【００２４】
比較部１０３は、後で詳述するように、半導体製造装置１１０の全ロードポートにキャリアが設置された状態でいずれかのロードポートに空キャリアが発生する場合に、半導体製造装置１１０の仕掛り枚数と、収容可能枚数とを比較する。ここで、仕掛り枚数とは、ロードポートに搭載されたキャリアに搭載されている全てのウエーハのうち、仕掛り枚数算出時点で、半導体製造装置１１０における処理完了後に回収されるキャリアを任意に決定することができるウエーハの枚数を指す。基本的には、半導体製造装置１１０のロードポート上のキャリア内に存在する未処理ウエーハの枚数と、半導体製造装置１１０内に存在するウエーハの枚数との総和である。ただし、同一のキャリアに搭載されていたウエーハ群（本実施形態では、同一ロット）のいずれかのウエーハが、処理済ウエーハとしていずれかのキャリアへ回収された場合には、当該ウエーハが属するロットの残りウエーハもそのキャリアに回収されることが決定するため、当該ウエーハ群は仕掛り枚数から除外される。また、仕掛り枚数が収容可能枚数未満の条件を満たす場合には、未だロードポートに設置されていない投入予定キャリアに搭載されたウエーハの枚数も仕掛り枚数に含めることができる。
【００２５】
そして、仕掛り枚数が収容可能枚数未満である場合、比較部１０３は、交換キャリア検索部１０４にその旨を通知する。このとき、交換キャリア検索部１０４は、キャリア交換するキャリアを仮決定する。そして、回収キャリア検索部１０５により、仮決定に応じて回収キャリアが手配可能である場合には、指示部１０６が半導体製造装置１１０にキャリア交換の実行を指示する。
【００２６】
なお、上述の構成において、基準情報管理部１０２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶手段により構成することができる。また、装置状態監視部１０１、比較部１０３、交換キャリア検索部１０４、回収キャリア検索部１０５および指示部１０６は、例えば、専用の演算回路や、プロセッサとＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリとを備えたハードウエア、および当該メモリに格納され、プロセッサ上で動作するソフトウエア等として実現することができる。
【００２７】
次いで、以上の構成を有するキャリア交換装置１００が実施するキャリア交換の手順について説明する。図２は、キャリア交換装置１００が実施する半導体製造装置１１０のキャリア交換処理を示すフロー図である。当該処理は、例えば、装置状態監視部１０１が、半導体製造装置１１０の全てのロードポート上にキャリアが設置された状態（使用可能なロードポート上の全てにキャリアが設置された状態）で、いずれかのキャリアから全ウエーハが搬出されたとき（空キャリアが発生したとき）、あるいは、いずれかのキャリアへウエーハの回収が開始されたとき（仕掛り枚数が変化したとき）に実行される。なお、当該処理は、ロードポート上へのキャリアの設置が完了していない状態であっても、全てのロードポートへ設置するキャリアが確定した状態であれば実行することが可能である。
【００２８】
当該処理が開始すると、比較部１０３は、まず、半導体製造装置１１０の仕掛り枚数を集計する（ステップＳ２０１）。次に、比較部１０３は、基準情報管理部１０２に登録されている半導体製造装置１１０の収容可能枚数を読み出し、当該収容可能枚数と集計した仕掛り枚数とを比較する（ステップＳ２０２）。そして、仕掛り枚数が収容可能枚数未満である場合、比較部１０３は、半導体製造装置１１０に設置されているキャリアに続いて投入予定のキャリアが存在するか否かを確認する（ステップＳ２０２Ｙｅｓ、Ｓ２０３）。次投入予定キャリア有無の確認は、例えば、装置状態監視部１０１が上位ホストコンピュータ１０８に対して問い合わせることで実施可能である。一方、仕掛り枚数が収容可能枚数以上である場合、キャリア交換装置１００はそのまま処理を終了する（ステップＳ２０２Ｎｏ）。
【００２９】
投入予定キャリアの有無確認ステップ（ステップＳ２０３）において、次投入予定キャリアが存在する場合、比較部１０３は交換キャリア検索部１０４にその旨を通知する。当該通知を受けた交換キャリア検索部１０４は、ロードポートに設置されたキャリアから、キャリア交換の対象となるキャリアを抽出する交換可能キャリア検索処理を実施する（ステップＳ２０３Ｙｅｓ、Ｓ２０４）。当該交換可能キャリア検索処理において、交換可能キャリアが抽出された場合（ステップＳ２０５Ｙｅｓ）、交換キャリア検索部１０４は、回収キャリア検索部１０５にその旨を通知する。交換キャリア検索部１０４が検出した交換可能キャリアに対するキャリア交換を実行する場合、当該交換可能キャリアを回収先キャリアに予定していたロットの回収先がなくなるため回収先キャリアを変更する必要がある。また、当該回収先キャリアの変更に応じて、他のロットの回収先キャリアを変更する必要がある。回収キャリア検索部１０５は、このような各ロットの回収キャリアの変更先を検索する回収キャリア検索処理を実施する（ステップＳ２０６）。当該回収キャリア検索処理において、各ロットの回収キャリアが手配可能である場合（ステップＳ２０７Ｙｅｓ）、回収キャリア検索部１０５は、指示部１０６にその旨を通知する。当該通知を受けた指示部１０６は、交換キャリア検索部１０４が抽出した交換可能キャリアに対するキャリア交換の実行を上位ホストコンピュータ１０８に指示する。これにより、半導体製造装置１１０に対するキャリア交換が実施される（ステップＳ２０８）。
【００３０】
一方、投入予定キャリアの有無確認ステップ（ステップＳ２０３）において、次投入予定キャリアが存在しない場合、比較部１０３は回収キャリア検索部１０５にその旨を通知する。当該通知を受けた回収キャリア検索部１０５は、半導体製造装置１１０において処理中の各ロットについて、回収キャリアが存在しているか否かを確認する（ステップＳ２０３Ｎｏ、Ｓ２０９）。回収キャリアが充足していない場合、回収キャリア検索部１０５は、指示部１０６を通じて回収用の空キャリアの搬送を上位ホストコンピュータ１０８に指示する（ステップＳ２０９Ｎｏ、Ｓ２１０）。また、半導体製造装置１１０において処理中の各ロットについて、回収用キャリアが充足している場合、キャリア交換装置１００はそのまま処理を終了する（ステップＳ２０９Ｙｅｓ）。同様に、交換可能キャリア検索処理において、交換可能キャリアが抽出されなかった場合（ステップＳ２０５Ｎｏ）、および回収キャリア検索処理において、各ロットの回収キャリアが手配不可能である場合（ステップＳ２０７Ｎｏ）、キャリア交換装置１００は処理を終了する。
【００３１】
図３は、交換キャリア検索部１０４が実施する交換可能キャリア検索処理をより詳細に示すフロー図である。比較部１０３から通知を受けた交換キャリア検索部１０４は、まず、半導体製造装置１１０のロードポートに設置された各キャリアに搭載されたそれぞれのロット、および半導体製造装置１１０内に滞在しているロットについてウエーハの回収開始予定時間を算出する（ステップＳ３０１）。ここで、回収開始予定時間は、当該時間の算出時点から、半導体製造装置１１０での処理が完了した、各ロットに属する１枚目のウエーハ（先頭ウエーハ）についてキャリア回収が開始される時点までの時間（期間長）である。本実施形態では１つのキャリアに１つのロットが搭載されているため、回収開始予定時間はキャリアと１対１に対応することになる。なお、キャリア回収が開始される時点とは、回収用キャリアが存在している場合に、当該回収用キャリアへの回収対象ウエーハの搬入が開始される時点を指す。
【００３２】
図４は、当該回収開始予定時間の一例を示す模式図である。図４において、横軸は時間に対応し、縦軸は処理開始順に並べられたウエーハに対応する。ここでは、３枚のウエーハＷa1、Ｗa2、Ｗa3により構成された第１ロットと、３枚のウエーハＷb1、Ｗb2、Ｗb3により構成された第２ロットとが、当該順で半導体製造装置１１０において連続的に処理される事例を示している。図４では、第１ロットに属する各ウエーハが半導体製造装置１１０内に滞在している期間を実線で示し、第２ロットに属する各ウエーハが半導体製造装置１１０内に滞在している期間を破線で示している。このような滞在期間は、装置状態監視部１０１により取得された各キャリアに搭載されたロットに適用されるレシピＩＤと、基準情報管理部１０２に登録されているレシピＩＤごとの処理時間等の所要時間情報とに基づいて求めることができる。ここでは、第１ロットを搭載したキャリア内の全ウエーハが搬出されたとき、すなわち、第１ロットの第３番目のウエーハＷa3がキャリアから搬出された時刻（Ｔ＝０）において、各ロットの回収開始予定時間を算出する事例を説明する。
【００３３】
この場合、第１ロットの回収開始予定時間ＴＥ（１）は、当該ロットに属する各ウエーハのキャリアからの搬送間隔時間ＷＴ（１）、装置内滞在時間ＴＰ（１）、当該ロットのロットサイズＷＣ（１）を用いて、以下の式（１）により算出することができる。
【００３４】
【数１】
【００３５】
また、第２ロットの回収開始予定時間ＴＥ（２）は、半導体製造装置１１０において第１ロットと第２ロットのロット切り替えに要する時間ＴＤ（１）を用いて、以下の式（２）により算出することができる。
【００３６】
【数２】
【００３７】
同様に、第２ロットに続いて処理される第３ロットの回収開始予定時間ＴＥ（３）は、以下の式（３）により算出することができる。
【００３８】
【数３】
【００３９】
したがって、空キャリアが発生した第１ロットに続いて処理順がｎ番目（ｎ＞２）に処理されるロットの回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）は、以下の式（４）により算出することができる。なお、処理順が２番目（ｎ＝２）の場合は、式（４）の右辺第２項はゼロである。
【００４０】
【数４】
【００４１】
図４に示す事例は、連続する処理ロットに属するウエーハの装置内滞在時間がＴＰ（ｎ）≧ＴＰ（ｎ−１）の関係を有している。しかしながら、現実の処理では、連続する処理ロットの装置内滞在時間がＴＰ（ｎ）＜ＴＰ（ｎ−１）の関係となる場合も発生する。図５は、ＴＰ（ｎ）＜ＴＰ（ｎ−１）である場合の回収開始予定時間の一例を示す模式図である。図５に示すように、ＴＰ（ｎ）＜ＴＰ（ｎ−１）である場合、先行する第（ｎ−１）ロットのウエーハが半導体製造装置１１０内に滞在している期間中は、第ｎロットのウエーハは、本来の装置内滞在時間ＴＰ（ｎ）よりも長い期間、半導体製造装置１１０内に滞在することになる。第ｎロットのウエーハは、半導体製造装置１１０内で、第（ｎ−１）ロットのウエーハを追い越すことはないからである。すなわち、第ｎロットに属するウエーハの現実の装置内滞在時間は、第（ｎ−１）ロットに属するウエーハの装置内滞在時間ＴＰ（ｎ−１）に律速される結果、第（ｎ−１）ロットのウエーハの装置内滞在時間ＴＰ（ｎ−１）と同一になる。
【００４２】
したがって、ＴＰ（ｎ）＜ＴＰ（ｎ−１）である場合の第ｎロット（ｎ＞２）の回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）は、以下の式（５）により算出することができる。なお、処理順が２番目（ｎ＝２）の場合は、式（５）の右辺第２項がゼロになる。
【００４３】
【数５】
【００４４】
半導体製造装置１１０内にさらに多くのロットが並存する場合には、各ロットに属するウエーハの現実の装置内滞在時間は、並存するロット中で最長の装置内滞在時間で律速されることになる。このような場合であっても、式（４）や式（５）と同様の原理により回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）の算出式を得ることができる。交換キャリア検索部１０４は、このような回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）の算出式を、半導体製造装置１１０内を進行する際に並存するロットに応じて適宜選択することにより、各ロットの回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）を算出する。なお、上述のように、ロットサイズＷＣ（ｎ）は装置状態監視部１０１により取得され、搬送間隔時間ＷＴ（ｎ）は基準情報管理部１０２に予め登録されている。また、本実施形態では、ロット切り替えに要する時間ＴＤ（ｎ）も、想定されるロット順と対応づけて基準情報管理部１０２に予め登録されている。
【００４５】
交換キャリア検索部１０４は、続いて、半導体製造装置１１０のロードポートに設置されているそれぞれのキャリアについて、空キャリア発生予定時間を算出する（ステップＳ３０２）。ここで、空キャリア発生予定時間は、上記回収開始予定時間算出時点から、ロードポートに設置されたキャリア中に新たに空キャリアが発生する時点までの時間（期間長）である。
【００４６】
図６は、空キャリア発生予定時間の一例を示す模式図である。図６において、横軸は時間に対応し、縦軸は処理開始順に並べられたウエーハに対応する。図４、図５と同様に、ここでは、３枚のウエーハＷa1、Ｗa2、Ｗa3により構成された第１ロットと、３枚のウエーハＷb1、Ｗb2、Ｗb3により構成された第２ロットとが、当該順で半導体製造装置１１０において連続的に処理される事例を示している。図４、図５と同様に、図６では、第１ロットを搭載したキャリア内の全ウエーハが搬出されたとき、すなわち、第１ロットの第３番目のウエーハＷa3がキャリアから搬出された時刻（Ｔ＝０）において、各ロードポートの空キャリア発生予定時間を算出する事例を説明する。なお、上述のように、交換キャリア検索部１０４は仕掛り枚数が収容可能枚数未満である場合に当該算出を行う。当該条件下では、いずれかのロードポート上に新たに空キャリアが発生することになる。
【００４７】
図６の事例では、第２ロットを搭載したキャリアが空キャリアになる空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（２）は、当該ロットの搬送間隔時間ＷＴ（２）、ロットサイズＷＣ（２）、半導体製造装置１１０において第１ロットと第２ロットのロット切り替えに要する時間ＴＤ（１）を用いて、以下の式（６）により算出することができる。
【００４８】
【数６】
【００４９】
同様に、第２ロットに続いて処理される第３ロットを搭載したキャリアが空キャリアになる空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（３）は、以下の式（７）により算出することができる。
【００５０】
【数７】
【００５１】
したがって、空キャリアが発生した第１ロットに続いてｎ番目（ｎ＞１；本実施形態ではｎ≦４）に処理されるロットを搭載したキャリアが空キャリアになる空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）は、以下の式（８）により算出することができる。
【００５２】
【数８】
【００５３】
交換キャリア検索部１０４は、以上のようにして算出した回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）および空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）のそれぞれを、ロードポートと対応づけて記憶する。
【００５４】
図７は、交換キャリア検索部１０４が作成するデータテーブルの一例を示す図である。図７に示すように、当該データテーブルは、回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）および空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）と、ロードポートとを対応づけて記憶するテーブルである。本実施形態では、半導体製造装置１１０が４つのロードポートを有しているため、各ロードポートをポートＩＤ「ポート１」、「ポート２」、「ポート３」、「ポート４」により区別している。なお、図７において、ポートＩＤの末尾に付している枝番号は、そのロードポートにキャリアが設置される順番を示している。すなわち、ポートＩＤ「ポート１−１」は、「ポート１」として特定されるロードポートに１番目に設置されることを示し、ポートＩＤ「ポート１−２」は、「ポート１」として特定されるロードポートに２番目に設置されることを示している。当該枝番号は、そのロードポートにキャリアが設置されたときに当該キャリアが搭載していたロットに属するウエーハが、半導体製造装置１１０における処理が完了してキャリアに回収された時点で変更される。すなわち、キャリア交換によりポートＩＤ「ポート１−１」で特定されるキャリアが搬出され、ポートＩＤ「ポート１−２」で特定されるキャリアがロードポート「ポート１」に設置された場合、ポートＩＤ「ポート１−１」に対応するロット「０００ａ」の半導体製造装置１１０における処理が完了してキャリアに回収されると、ポートＩＤ「ポート１−２」がポートＩＤ「ポート１−１」に変更される。当該変更は、例えば、交換キャリア検索部１０４が回収開始予定時間を算出するための情報を取得した際に実施することができる。また、図７の例では、説明のため、ロットＩＤ、処理順ｎ、ロットサイズＷＣ（ｎ）をデータテーブル中に併記しているが、これらの項目はデータテーブルに必須の項目ではない。また、後述のように、当該データテーブルに記録されたデータは、回収キャリア検索部１０５および指示部１０６によって利用されるため、交換キャリア検索部１０４、回収キャリア検索部１０５および指示部１０６によりデータの記録・読出しが可能であることが必要である。データテーブルの格納場所は特に限定されないが、本実施形態では、指示部１０６が備える記憶部に格納されているものとする。なお、上記では、１番目の処理ロットのウエーハがキャリアから全て搬出された時刻に回収開始予定時間および空キャリア発生予定時間が算出される事例を説明したが、１番目の処理ロットの先頭ウエーハがキャリアに回収された時刻に回収開始予定時間および空キャリア発生予定時間が算出される場合は、期間長の基点が異なるだけであり同様に算出可能である。
【００５５】
交換キャリア検索部１０４は、以上のようにして取得した回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）と空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）とに基づいて、ウエーハの回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）が経過したときに、当該ロットが搭載されていたキャリアとは異なる空キャリアが存在するか否かを判定する。本実施形態では、交換キャリア検索部１０４は、回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）と空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ＋ｋ）（ｋは自然数；本実施形態ではｋ＜４）との大小関係に基づいて当該判定を行う（図３ ステップＳ３０３）。すなわち、回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）＞空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ＋ｋ）である場合、ｎ番目に処理されるキャリアに搭載されているウエーハの回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）が経過したときに、当該キャリアとは異なる空キャリアが存在することになる。また、回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）≦空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ＋ｋ）である場合、ｎ番目に処理されるキャリアに搭載されているウエーハの回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）が経過したときに、当該キャリアとは異なる空キャリアが存在しないことになる。前者の場合、交換キャリア検索部１０４は、ｎ番目に処理されるロットが搭載されていたキャリアを交換キャリアに仮決定する（ステップＳ３０３Ｙｅｓ、Ｓ３０４）。また、後者の場合、キャリア交換を行うと、処理中ロットの回収先となる空キャリアがロードポート上に存在しなくなるため、交換キャリア検索部１０４は交換キャリアを仮決定することなくそのまま処理を終了する（ステップＳ３０３Ｎｏ）。例えば、図４〜図６のように、回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）、空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）が、１番目の処理ロットのウエーハがキャリアから全て搬出された時刻に算出された場合、交換キャリアとして仮決定されるキャリアは、１番目に処理されるロットが搭載されていたキャリアになる。また、回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）、空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）が、１番目の処理ロットの先頭ウエーハがキャリアに回収された時刻に算出された場合、１番目の処理ロットは上述のとおり仕掛り枚数に含まれないため、交換キャリアとして仮決定されるキャリアは、２番目に処理されるロットが搭載されているキャリアになる。
【００５６】
交換キャリアを仮決定した交換キャリア検索部１０４は、交換キャリアに仮決定されたことを示す情報を上述のデータテーブルに記録する。図７の例では、交換キャリアに仮決定されたことを示す情報として交換フラグＦＬ（ｎ）と交換信号ステータスとを使用している。ここでは、交換キャリアに決定されたキャリアの交換フラグＦＬ（ｎ）が「１」、非交換キャリアの交換フラグＦＬ（ｎ）が「０」になっている。また、交換フラグＦＬ（ｎ）＝１に対応する交換信号ステータスとして、仮決定を示す「予約」が記録される。なお、データテーブル中に示す「−」は、情報を記録していない状態、あるいは、情報なしを示すデータが記録された状態を示している。
【００５７】
交換キャリア検索部１０４は、続いて、次投入予定キャリアに搭載されたロットの情報（ロットＩＤ、ロットサイズ、レシピＩＤ等）を装置状態監視部１０１（あるいは上位ホストコンピュータ１０８）から取得する（ステップＳ３０５）。そして、取得した情報を上記データテーブルに追記する（ステップＳ３０６）。
【００５８】
図８は、次投入予定キャリアに搭載されたロットの情報が追記されたデータテーブルを示す図である。図７の事例では、次投入予定キャリアは、交換対象キャリアに代えてロードポート「ポート１」に設置されることになる。この場合、当該キャリアに搭載されているロットの情報は、図８に示すように、ロードポート「ポート１−２」と対応づけてデータテーブルに記録される。なお、取得されたレシピＩＤはデータテーブルに記録されていないが装置状態監視部１０１において管理され、上述のように、当該ロットの回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）を算出するための装置内滞在時間ＴＰ（ｎ）の取得に使用される。
【００５９】
上述したように、交換可能キャリアを抽出した交換キャリア検索部１０４は、その旨を回収キャリア検索部１０５に通知し、当該通知を受けた回収キャリア検索部１０５が回収キャリア検索処理を実施する。図９は、回収キャリア検索部１０５が実施する、回収キャリア検索処理をより詳細に示すフロー図である。交換キャリア検索部１０４から通知を受けた回収キャリア検索部１０５は、まず、交換キャリア検索部１０４が作成したデータテーブルから交換フラグＦＬ（ｎ）が「１」であるキャリアに搭載されているロット（以下、交換仮決定ロットという。）の回収開始予定時間を抽出する（ステップＳ９０１）。図８の事例では、ポートＩＤ「ポート１−１」に記録されている交換仮決定ロットの回収開始予定時間ＴＥ（１）である「２０分」が抽出される。
【００６０】
次に、回収キャリア検索部１０５は回収余裕時間を算出する（ステップＳ９０２）。回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）（ｍ：交換仮決定ロットの処理順）は、他のロードポートに空キャリアが発生した時点から交換仮決定ロットの回収が開始される時点までの時間であり、交換仮決定ロットの回収開始予定時間ＴＥ（ｍ）と、交換仮決定ロット以外のロットを搭載したキャリアの空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）（ｎ＞ｍ）との差として以下の式（９）により求めることができる。
【００６１】
【数９】
【００６２】
回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）が大きい程、ウエーハの回収開始に対して空キャリアが早く発生することを示しており、空キャリア発生からウエーハ回収開始までの余裕度が大きいことになる。図８の事例では、交換仮決定ロットの各ロードポートに対する回収余裕時間ＴＭ１（ｎ）は、ＴＭ１（２）＝１５分、ＴＭ１（３）＝１０分、ＴＭ１（４）＝５分になる。本実施形態では、図８に示すように、回収キャリア検索部１０５は、算出した回収余裕時間ＴＭ１（ｎ）をデータテーブルに追記する。
【００６３】
回収キャリア検索部１０５は、次に、交換仮決定ロット以外のロットを搭載し、かつキャリア交換が設定されていないキャリア（以下、交換対象外キャリアという。）から、回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）が最長のキャリアを、交換仮決定ロットの回収先候補キャリアとして抽出する（ステップＳ９０３）。図８の事例では、ＴＭ１（２）＝１５分であるポートＩＤ「ポート２−１」のキャリアが抽出される。
【００６４】
回収キャリア検索部１０５は、抽出した回収先候補キャリアについて、既に決定されているキャリア交換に応じて回収ロットが設定（変更）されているか否かを確認する（ステップＳ９０４）。そして、他のキャリア交換に応じた回収ロットが設定されていない場合には、上記抽出された回収先候補キャリアを交換仮決定ロットの回収キャリアに決定する（ステップＳ９０４Ｎｏ、Ｓ９１１）。また、他のキャリア交換に応じた回収ロットが設定されていた場合には、当該他のキャリア交換に応じた回収先キャリアをも考慮して回収先キャリアを決定する（ステップＳ９０４Ｙｅｓ）。他のキャリア交換に応じた回収ロット変更設定の有無を確認する手法は特に限定されないが、本実施形態では、キャリア交換が実行されない場合、ロードポートに設置された時点での搭載ロットとロット回収時点での搭載ロットとが同一であることを前提として、ロードポートに設置された時点での搭載ロットと回収時点での搭載ロット（回収予定ロット）との異同により当該確認を行う。すなわち、設置時搭載ロットと回収時搭載ロットとが同一であれば回収ロット変更設定なしと判断し、設置時搭載ロットと回収時搭載ロットとが異なっていれば回収ロット変更設定ありと判断する。
【００６５】
図１０は、図８の事例において、回収ロット変更設定がない場合のデータテーブルを示す図である。図１０では、回収時搭載ロットが設置時搭載ロットと同一であるため、回収先候補キャリアとして抽出されたポートＩＤ「ポート２−１」のキャリアが交換仮決定ロットの回収先キャリアとして決定される。なお、回収ロット変更設定がある場合については後述する。
【００６６】
交換仮決定ロットの回収先キャリアを決定した回収キャリア検索部１０５は、交換対象外キャリアに搭載されているロットについても、回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）の大きい順に、回収先キャリアを決定する（ステップＳ９１０）。そして、ロードポートに設置されているキャリアに搭載されている全ロットについて回収キャリアの手配が完了すると、回収キャリア検索部１０５は、上記データテーブルの交換フラグＦＬ（ｎ）＝１に対応する交換信号ステータスを、キャリア交換実行を意味する「発行」に変更するとともに、回収先として決定されたキャリアの回収時搭載ロットとして対応する回収ロットをデータテーブルに記録する。
【００６７】
図１１は、図１０の事例において、当該ステップが実行された後のデータテーブルを示す図である。図１１では、ポートＩＤ「ポート１−１」の交換フラグＦＬ（１）＝１に対応する交換信号ステータスに「発行」が記録され、回収時搭載ロットとしてキャリア交換実行後の回収ロットが記録されている。
【００６８】
なお、本実施形態では、回収キャリア検索部１０５が交換信号ステータスを「予約」から「発行」へ変更することで指示部１０６への通知がなされ、当該通知を受けた指示部１０６により、上位ホストコンピュータ１０８を通じて半導体製造装置１１０のキャリア交換が実行される。キャリア交換を指示した指示部１０６はデータテーブルの当該キャリア交換に対応する交換フラグＦＬ（ｎ）を「０」にし、交換信号ステータスを削除する。
【００６９】
続いて、回収ロット変更設定有無の確認（ステップＳ９０４）において、回収ロット変更設定がある場合について説明する。当該状況は、例えば、上述のキャリア交換の実行後においても、仕掛り枚数が収容可能枚数未満である場合に生じる。
【００７０】
図７に示すデータテーブルが作成された時刻からさらに時間が経過すると、ポートＩＤ「ポート２−１」に設置されているキャリアに搭載されたウエーハ（２番目の処理ロットのウエーハ）が当該キャリアから全て搬出される。このとき、交換キャリア検索部１０４が、上述のように回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）および空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）を算出する。
【００７１】
図１２は、当該状況下において、交換キャリア検索部１０４により算出された回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）および空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）が記録されたデータテーブルを示す図である。なお、図１２の事例では、ロードポート「ポート１」におけるキャリア交換前に当該ロードポートに設置されていたキャリアの搭載ロット「０００ａ」が半導体製造装置１１０内に存在している。そのため、ポートＩＤ「ポート１−１」のデータはデータテーブルから削除されていない。
【００７２】
当該状況下において次投入予定キャリアが存在する場合、交換キャリア検索部１０４は、図３に示すステップＳ３０４において、ポートＩＤ「ポート２−１」に設置されているキャリアを交換キャリアに仮決定し、ポートＩＤ「ポート２−１」に対応づけて、交換フラグＦＬ（２）＝１および「予約」の交換信号ステータスをデータテーブルに記録する。この場合、回収キャリア検索部１０５は、回収ロット変更設定有無の確認（ステップＳ９０４）において回収ロット変更設定があると判定し（ステップＳ９０４Ｙｅｓ）、キャリア交換により必要になる回収先キャリアの変更を、既に決定されている回収先キャリアを考慮した上で以下のようにして決定する。
【００７３】
まず、回収キャリア検索部１０５は、交換対象外キャリアから、正の回収余裕時間Ｔｍ（ｎ）を有するキャリアを、交換仮決定ロットの回収先候補キャリアとして抽出し直す（ステップＳ９０５）。例えば、処理順が２番目のロットが交換仮決定ロットである図１２の事例では、回収キャリア検索部１０５は、ＴＭ２（ｎ）＞０の条件を満たす全てのキャリアをデータテーブルから抽出する。すなわち、ＴＭ２（３）＝１５分であるポートＩＤ「ポート３−１」のキャリア、ＴＭ２（４）＝１０分であるポートＩＤ「ポート４−１」のキャリア、およびＴＭ２（５）＝５分であるポートＩＤ「ポート１−２」のキャリアを抽出する。
【００７４】
次に、回収キャリア検索部１０５は、交換既決定キャリアの搭載ロット（以下、交換既決定ロットという。）について、交換対象外キャリアに対する回収余裕時間（交換仮決定ロットの回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）と区別するためＰＴＭｍ（ｎ）と表記する。）を再計算する（ステップＳ９０６）。図１２の事例では、ポートＩＤ「ポート１−１」のキャリアが搭載していたロット「０００ａ」が交換既決定ロットであるので、回収キャリア検索部１０５は、当該ロットに対する各交換対象外キャリアの回収余裕時間ＰＴｍ１（ｎ）（２＜ｎ≦５）を算出する。ここでは、交換既決定ロットの各キャリアに対する回収余裕時間ＰＴＭ１（ｎ）は、ＰＴＭ１（３）＝１０分、ＰＴＭ１（４）＝５分、ＰＴＭ１（５）＝０分になる。
【００７５】
続いて、回収キャリア検索部１０５は、抽出した交換仮決定ロットの回収先候補キャリアの中から、再計算した交換既決定ロットの回収余裕時間ＰＴＭｍ（ｎ）が最も大きいキャリアを交換既決定ロットの回収先キャリアとして決定し、当該交換既決定ロットの回収先キャリア以外の回収先候補キャリアの中から、交換仮決定ロットの回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）が最も大きいキャリアを交換仮決定ロットの回収先キャリアとして決定する（ステップＳ９０７Ｙｅｓ、Ｓ９０８Ｙｅｓ）。したがって、ステップＳ９０５において抽出した交換仮決定ロットの回収先候補キャリアの中に、正の回収余裕時間ＰＴＭｍ（ｎ）を有するキャリアが存在しなかった場合には、回収キャリア検索部１０５は交換既決定ロットに変更可能な別の回収先キャリアがないと判断する（ステップＳ９０７Ｎｏ）。また、交換既決定ロットの回収先キャリア以外の回収先候補キャリアの中に、正の回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）を有するキャリアが存在しなかった場合には、回収キャリア検索部１０５は交換仮決定ロットの回収先キャリアがないと判断する（ステップＳ９０８Ｎｏ）。これらの場合、回収キャリア検索部１０５は、交換キャリアの仮決定を取消して処理を終了する（ステップＳ９１２）。
【００７６】
一方、ステップＳ９０７において交換既決定ロットの別の回収先キャリアを決定でき、かつステップＳ９０８において交換仮決定ロットの回収先キャリアを決定できた場合、回収キャリア検索部１０５は、交換既決定ロットの回収先キャリア変更、および、交換仮決定ロットの回収先キャリアを確定する（ステップＳ９０９）。そして、回収キャリア検索部１０５は、交換対象外キャリアに搭載されているロットについても、回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）の大きい順に、回収先キャリアを決定する（ステップＳ９１０）。
【００７７】
図１２の事例では、回収キャリア検索部１０５は、抽出した交換仮決定ロットの回収先候補キャリアの中で、再計算した交換既決定ロットの回収余裕時間ＰＴＭ１（ｎ）が最も大きいポートＩＤ「ポート３−１」のキャリアを、交換既決定ロット「０００ａ」の回収先キャリアとして決定する。また、ポートＩＤ「ポート３−１」のキャリア以外の回収先候補キャリアの中で、交換仮決定ロットの回収余裕時間ＴＭ２（ｎ）が最も大きいポートＩＤ「ポート４−１」のキャリアを、交換仮決定ロット「０００ｂ」の回収先キャリアとして決定する。
【００７８】
ロードポートに設置されているキャリアに搭載されている全ロットについて回収キャリアの手配が完了すると、回収キャリア検索部１０５は、上記データテーブルの交換フラグＦＬ（ｎ）＝１に対応する交換信号ステータスを、キャリア交換実行を意味する「発行」に変更するとともに、回収先として決定されたキャリアの回収時搭載ロットとして対応する回収ロットをデータテーブルに記録する。図１３は、図１２の事例において、交換信号ステータスが「予約」から「発行」へ変更された後のデータテーブルを示す図である。なお、図１３において、回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）、ＰＴＭｍ（ｎ）の記載は省略している。図１３に示すように、交換フラグＦＬ（２）＝１に対応するポートＩＤ「ポート２−１」の交換信号ステータスが「発行」に変更されるとともに、回収時搭載ロットとしてキャリア交換実行後の回収ロットが記録されている。
【００７９】
上述のように、交換信号ステータスを「予約」から「発行」へ変更することで指示部１０６への通知がなされ、当該通知を受けた指示部１０６により、上位ホストコンピュータ１０８を通じて半導体製造装置１１０のキャリア交換が実行される。図１３の事例では、新たな投入ロットがない場合、最後に処理されるロット等のキャリアが存在しない状態が生じるが、このような場合、上述のように、半導体製造装置１１０には空キャリアが搬入されるため、不具合は発生しない（図２ ステップＳ２０９Ｎｏ、Ｓ２１０）。
【００８０】
なお、上記では、交換キャリア検索部１０４および回収キャリア検索部１０５が、上述の算出タイミングごとに回収開始予定時間、空キャリア発生時間、回収余裕時間を算出する構成としたが、各時間は、その事象が何分後に発生するかという観点で求められているため、先の算出タイミングからの経過時間を減算することで求めることも可能である。また、上述のように、回収開始予定時間および空キャリア発生予定時間は、それぞれのロットに適用される処理レシピや処理枚数等から算出することができるが、装置トラブル等により、予定通りに処理が終了しないことも考えられる。そのため、計算結果と実績値の差分を求める構成とし、当該差分により回収開始予定時間および空キャリア発生予定時間を補正する構成を採用してもよい。これにより、回収開始予定時間および空キャリア発生予定時間の算出精度を高めることができる。
【００８１】
以上説明したように、本発明によれば、キャリアロードポートにおいて空キャリアが発生するタイミング、および、仕掛りウエーハ枚数が減少するタイミングで、仕掛り枚数と半導体製造装置の収容可能枚数とが比較され、仕掛り枚数が収容可能枚数より少なく、かつ仕掛りロットの回収先キャリアが確保可能な場合に空キャリアと次投入予定ロット搭載キャリアとのキャリア交換が実行される。したがって、半導体製造装置への投入されるロットのサイズが少数枚の場合においても、事前に混載等によりキャリア内のウエーハ充填率を向上させなくとも、半導体製造装置への投入ウエーハの不足を解消することができ、半導体製造装置のスループット低下を抑制することができる。
【００８２】
なお、本発明は、以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、種々の変形および応用が可能である。例えば、上記実施形態では、キャリア交換装置が半導体製造装置の内部に配置された構成を説明したが、キャリア交換装置は、半導体製造ラインに接続される独立の装置として構成されてもよい。また、上記実施形態では、比較部１０３、交換キャリア検索部１０４、回収キャリア検索部１０５が、基準情報管理部１０２に予め登録された、搬送間隔時間、ロット切り替え時間等を用いて、回収開始予定時間や空キャリア発生予定時間を算出したが、対象となるウエーハの処理の進捗状況を、随時、装置状態監視部から取得し、その収集結果に基づいて、搬送間隔時間、ロット切り替え時間等を取得して回収開始予定時間や空キャリア発生予定時間を算出する構成であってもよい。また、本発明は、基本的に枚葉式処理装置を前提としているが、半導体製造装置内においてウエーハの追い越しが発生することがない半導体製造装置であれば枚葉式に限らず適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、半導体製造装置のスループット低下を防止することができるという効果を有し、半導体製造装置のキャリア交換方法およびキャリア交換装置として有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１００ キャリア交換装置
１０１ 装置状態監視部
１０２ 基準情報管理部
１０３ 比較部
１０４ 交換キャリア検索部
１０５ 回収キャリア検索部
１０６ 指示部
１０７ 半導体製造ライン
１０８ 上位ホストコンピュータ
１０９ ネットワーク回線
１１０ 半導体製造装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置を製造する半導体製造装置に適用されるキャリア交換方法およびキャリア交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置等の製造工程では、複数の製造装置が使用されている。各製造装置における処理内容や処理時間は製造装置ごとに異なり、各製造装置が備える処理室の構成（処理室数や機構など）も製造装置ごとに大きく異なる。そのため、半導体製造装置内で一度に処理できるウエーハ枚数も製造装置ごとに大きく異なる。
【０００３】
例えば、フォトリソグラフィー工程で使用される製造装置には、塗布現像装置と露光装置とを接続した形態を有するものがある。塗布現像装置は、レジスト塗布ユニット、露光装置における露光の前に実施されるベーキング等で使用されるウエーハの温度調節ユニット、露光後のベーキング等で使用されるウエーハの温度調節ユニット、現像ユニットなど、多種多様の処理ユニットが多数搭載されている。また、この種の製造装置は、複数枚のウエーハが連続的に枚葉処理されるため、製造装置内で同時並行に処理されているウエーハが数十枚を超える特徴的な装置になっている。このため、この種の装置は、複数のウエーハ搬入出用のキャリア設置ポート（例えば、４つ程度）を備えており、最大でキャリア設置ポート数のキャリア投入が可能になっている。
【０００４】
しかしながら、近年、ウエーハの大口径化や製造プロセスの微細化により１ウエーハ内の半導体チップの取れ個数が増加したことなどに起因して、１キャリア内に搭載されるウエーハ数が減少する傾向にある。その結果、上述のような多数枚のウエーハを製造装置内に収容して同時並行に処理する製造装置では、全キャリア設置ポートにキャリアを設置した場合でも、各キャリアに搭載されたウエーハの総数が装置内に同時に収容できるウエーハ枚数より少ない状況が発生し得る。この場合、ウエーハ仕掛り効率が低下するとともに処理能力が低下するという問題が発生する。
【０００５】
特許文献１は、このような半導体製造装置の仕掛り効率の低下を抑制する手法を開示する。この従来の管理手法は、図１４に示すように、半導体製造装置によるウエーハ処理の前に少数枚ウエーハのロット同士を１キャリアに混載し、ウエーハ処理の後に各ロットに分割する。その結果、１キャリア内のウエーハ充填率が高まって半導体製造装置の仕掛り効率低下が抑制され、製造工程のリードタイムの短縮が実現できるとされている。ロット混載および分割は、予め、もしくは随時に登録・更新や記録等された製造工程の記録ファイル（製造工程フロー）と、予め設定された混載形態の種類や処理方法などを可変定義したファイルとを用いて実行される。具体的には、これらのファイルを使用して、半導体製造装置によるウエーハ処理前に、１つのキャリアに複数ロットを混載するか否かを判定し、また、半導体製造装置によるウエーハ処理後に、１つのキャリアに複数ロットを混載した状態から所定ロットのウエーハを分離するか否かを判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２９６５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術においては、ロット混載によりキャリア内のウエーハ充填率を向上させることが前提となっているため、複数のロットを１つのキャリアに混載するためのウエーハ移載工程や、元のロット形態に戻すためのウエーハ移載工程が必要になる。そのため、半導体装置の製造工程数が増大し、工程数増によるリーダタイムへの影響や移載装置を新たに設置することによる設備コストの増大は避けられない。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するために提案されたものであって、少数枚ロットによる１キャリア内のウエーハ充填率が低い状態でも、半導体製造装置の仕掛り効率の低下を抑制することができる半導体製造装置のキャリア交換方法およびキャリア交換装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の技術的手段を採用している。まず、本発明は、半導体装置を製造する半導体製造装置に適用されるキャリア交換方法を前提としている。そして、本発明に係る半導体製造装置のキャリア交換方法では、まず、半導体製造装置に仕掛り中のウエーハ枚数が取得される。次いで、半導体製造装置内のウエーハ搬送経路中に同時に滞在できるウエーハ枚数（収容可能枚数）と、仕掛り中のウエーハ枚数とが比較される。仕掛り中のウエーハ枚数が、ウエーハ搬送経路中に同時に滞在可能なウエーハ枚数未満である場合、半導体製造装置のキャリアロードポート上の空キャリアと、未処理ウエーハを搭載した、キャリアロードポートへの搬入待機中の他のキャリアとの交換を要求する信号が発行される。そして、当該交換要求信号にしたがって、上記空キャリアと上記他のキャリアとのキャリア交換が実行される。
【００１０】
この構成によれば、仕掛り枚数が半導体製造装置の収容可能枚数未満になり、半導体製造装置の仕掛り効率が低下する状況が発生する場合にキャリア交換が実行される。そのため、半導体製造装置への投入されるロットのサイズが少数枚の場合においても、事前に混載等によりキャリア内のウエーハ充填率を向上させなくとも、半導体製造装置の仕掛り効率の低下を抑制することができる。
【００１１】
上記キャリア交換方法において、交換要求信号の発行は、以下の手順で実施されることが好ましい。すなわち、まず、１のキャリアロードポート上のキャリアから最初に搬出されて半導体製造装置における処理が完了したウエーハがキャリアへ回収される予定時間と、他のキャリアロードポート上に空キャリアが発生する予定時間とに基づいて、上記１のキャリアロードポート上のキャリアの交換可否が判断される。当該判断において、キャリア交換が可能であった場合、上記最初に搬出されたウエーハの回収開始予定時間と、上記他のキャリアロードポート上の空キャリア発生予定時間とに基づいて、上記１のキャリアロードポート上のキャリアに搭載されていたウエーハの回収先となる、上記１のキャリアロードポート上のキャリアとは異なるキャリアの有無が判断される。当該判断において、回収先キャリアありと判断された場合、上記１のキャリアロードポート上のキャリアを交換対象とする交換要求信号が発行される。
【００１２】
この構成では、仕掛り枚数が収容可能枚数より少なく、かつ仕掛りロットの回収先キャリアが確保可能な場合に限り、キャリア交換が実行されることになる。
【００１３】
上記構成において、仕掛り中のウエーハ枚数は、キャリアロードポート上のキャリア内のウエーハおよび半導体製造装置内のウエーハ搬送経路中に滞在中のウエーハのうち、当該枚数取得時に、半導体製造装置における処理が完了していずれかのキャリアに回収されたウエーハと同一のキャリアに搭載されていたウエーハを除いた枚数とすることができる。これにより、仕掛り中のウエーハ枚数取得時に、回収キャリアを変更可能なウエーハのみを判断対象に含めることができる。この場合、ウエーハ搬送経路中に同時に滞在可能なウエーハ枚数未満である条件を満足する範囲において、キャリアロードポートに未だ設置されていない搬入待機中キャリアに搭載されたウエーハ枚数を仕掛り中のウエーハ枚数に含めることもできる。
【００１４】
また、上記ウエーハの回収開始予定時間および上記空キャリア発生予定時間は、半導体製造装置のキャリアロードポート上に空キャリアが発生した時点、およびいずれかのキャリアロードポート上のキャリアから最初に搬出されて半導体製造装置における処理が完了したウエーハがキャリアへ回収された時点に算出されることが好ましい。これにより、キャリアロードポートにおいて空キャリアが発生するタイミング、および仕掛りウエーハ枚数が減少するタイミングで、仕掛り枚数と半導体製造装置の収容可能枚数とが比較されるため、半導体製造装置における仕掛り枚数の不足を確実に検知することができる。また、交換要求信号の発行は、半導体製造装置の全キャリアロードポート上にキャリアが設置された状態、あるいは全キャリアロードポートへのキャリアの設置が確定した状態で実施されることが好ましい。これにより、キャリア交換に実行を最小限にすることができる。
【００１５】
一方、他の観点では、本発明は、半導体装置を製造する半導体製造装置に適用されるキャリアの交換装置を提供することができる。すなわち、本発明に係る半導体製造装置のキャリア交換装置は、装置状態監視部、基準情報管理部、比較部、交換キャリア検索部、回収キャリア検索部および指示部を備える。装置状態監視部は、半導体製造装置に仕掛り中のウエーハ枚数を取得する。比較部は、基準情報管理部に予め登録された半導体製造装置内のウエーハ搬送経路中に同時に滞在できるウエーハ枚数と、装置状態監視部が取得した仕掛り中のウエーハ枚数とを比較する。そして、仕掛り中のウエーハ枚数が、ウエーハ搬送経路中に同時に滞在可能なウエーハ枚数未満である場合、交換キャリア検索部は、１のキャリアロードポート上のキャリアから最初に搬出されて半導体製造装置における処理が完了したウエーハがキャリアへ回収される予定時間と、他のキャリアロードポート上に空キャリアが発生する予定時間とに基づいて、上記１のキャリアロードポート上のキャリアの交換可否を判断し、交換可能である場合には交換可能キャリアを抽出する。交換可能キャリアが抽出された場合、上記最初に搬出されたウエーハの回収開始予定時間と、上記他のキャリアロードポート上の空キャリア発生予定時間とに基づいて、回収キャリア検索部が上記１のキャリアロードポート上のキャリアに搭載されていたウエーハの回収先キャリアの有無を判断し、回収先キャリアが存在する場合には回収先キャリアを決定する。回収先キャリアが決定された場合、指示部は、上記１のキャリアロードポート上の空キャリアと、未処理ウエーハを搭載した、キャリアロードポートへの搬入待機中の他のキャリアとの交換を半導体製造装置に指示する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、例えば、一度に多数のウエーハの枚葉処理を行う半導体製造装置において、少数枚ロットの投入により仕掛り効率が低下する場合においても、ウエーハ処理中に空キャリアを回収し、未処理ウエーハを搭載した新たなキャリアを投入することができる。その結果、混載や分割などの処理前後の段取り作業をすることなく、処理ウエーハ不足を解消することができ、半導体製造装置のスループット低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態におけるキャリア交換装置を示す概略構成図
【図２】本発明の一実施形態におけるキャリア交換処理を示すフロー図
【図３】本発明の一実施形態における交換可能キャリア検索処理を示すフロー図
【図４】本発明の一実施形態における回収開始予定時間の一例を示す図
【図５】本発明の一実施形態における回収開始予定時間の一例を示す図
【図６】本発明の一実施形態における空キャリア発生予定時間の一例を示す図
【図７】本発明の一実施形態におけるデータテーブルの一例を示す図
【図８】本発明の一実施形態におけるデータテーブルの一例を示す図
【図９】本発明の一実施形態における回収キャリア検索処理を示すフロー図
【図１０】本発明の一実施形態におけるデータテーブルの一例を示す図
【図１１】本発明の一実施形態におけるキャリア交換実行決定時のデータテーブルの一例を示す図
【図１２】本発明の一実施形態におけるデータテーブルの一例を示す図
【図１３】本発明の一実施形態におけるキャリア交換実行決定時のデータテーブルの一例を示す図
【図１４】従来技術の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実施形態では、複数のキャリアロードポート（以下、ロードポートという。）と、複数のウエーハ処理室と、ロードポートとウエーハ処理室との間でウエーハを搬送する搬送装置とを備えた半導体製造装置において、複数のロットに対する処理を並行して実施する事例により本発明を具体化している。なお、以下では、１つのキャリアには同一の処理ロットに属するウエーハ群のみが搭載されている。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態におけるキャリア交換装置を示す概略構成図である。図１に示すように、本実施形態では、キャリア交換装置１００は半導体製造ライン１０７を構成する半導体製造装置１１０の内部に設けられている。半導体製造装置１１０は、ネットワーク回線１０９等を介して半導体製造ライン１０７における半導体装置の生産を管理するＭＥＳ（Manufacturing Execution System）等の上位ホストコンピュータ１０８とデータの送受信を相互に実施可能に構成されている。また、キャリア交換装置１００は、半導体製造装置１１０を通じて上位ホストコンピュータ１０８とデータの送受信を行うことができる。なお、半導体製造ライン１０７には、通常、多数の半導体製造装置が属しているが、図１では１台の半導体製造装置１１０のみを例示している。
【００２０】
本実施形態のキャリア交換装置１００は、半導体製造装置１１０の各ロードポートに設置されるキャリアごとに、キャリア内の全ウエーハが同時に半導体製造装置１１０内に搬入される状況（すなわち、キャリアが空になる）が発生するか否かを判定し、当該状況が発生する場合にはその期間長を算出する。そして、空キャリアが発生した場合、以下で説明する所定の条件が満たされる場合に、当該空キャリアをロードポートから搬出し、他の処理待ちロットを搭載した新たなキャリアを当該ロードポートに搬入する（以下、当該動作をキャリア交換という。）。これにより、半導体製造装置１１０の仕掛り効率の低下を抑制する。なお、本実施形態では、半導体製造装置１１０は４つのロードポートを備えている。また、以下では、「半導体製造装置内」とは、キャリアから搬出された時点から、処理後にキャリアへ搬入されるまでのウエーハの搬送経路を意味する。
【００２１】
図１に示すように、キャリア交換装置１００は、装置状態監視部１０１、基準情報管理部１０２、比較部１０３、交換キャリア検索部１０４、回収キャリア検索部１０５および指示部１０６を備える。
【００２２】
装置状態監視部１０１は、半導体製造装置１１０の装置状態を取得する。ここで装置状態とは、半導体製造装置１１０における処理の進行状況、すなわち、直列または並列に接続され、半導体製造装置１１０内でウエーハの搬送経路を構成する複数の処理部おける各ウエーハの所在や、各ウエーハに対して実施される処理の進行状況等を示す情報である。また、装置状態監視部１０１は、ロードポート上へのキャリアの設置順や各ロードポートに設置されたキャリアのキャリアＩＤ、キャリアに搭載されているロットのロットＩＤおよびロットサイズ（ウエーハ枚数）、当該ロットに対して適用される処理レシピのレシピＩＤなどの条件も取得し管理する。ここで、キャリアＩＤはキャリアを特定するために各キャリアに一意に付与された識別情報である。ロットＩＤはロットを特定するためにロットに一意に付与された識別情報である。レシピＩＤは、ロットに属する各ウエーハに対して、半導体製造装置１１０を構成する各処理ユニットにおいて実行される処理の条件を特定するために処理条件群に一意に付与された識別情報である。なお、特に限定されないが、本実施形態の装置状態監視部１０１は、新たなキャリアのキャリアＩＤ、ロットＩＤ、ウエーハ枚数、レシピＩＤなどの情報を上位ホストコンピュータ１０８に問い合わせて取得する構成になっている。当該データの取得は、例えば、いずれかのロードポートにキャリアが現実に設置されたときや、いずれかのロードポートへのキャリアの設置が決定されたときに実施する構成を採用することができる。
【００２３】
また、基準情報管理部１０２は、キャリア交換装置１００が使用する種々の基準データを管理する。基準データは、例えば、半導体製造装置１１０内に同時に搬入可能なウエーハ枚数（以下、収容可能枚数という。）の情報や、レシピＩＤごとの処理時間、レシピＩＤごとのキャリアから各ウエーハを搬出する時間間隔（以下、搬送間隔時間という。）、ロットの切り替え（レシピの切り替え）に要する時間などの所要時間情報である。本実施形態では、これら基準データが基準情報管理部１０２に予め登録される。
【００２４】
比較部１０３は、後で詳述するように、半導体製造装置１１０の全ロードポートにキャリアが設置された状態でいずれかのロードポートに空キャリアが発生する場合に、半導体製造装置１１０の仕掛り枚数と、収容可能枚数とを比較する。ここで、仕掛り枚数とは、ロードポートに搭載されたキャリアに搭載されている全てのウエーハのうち、仕掛り枚数算出時点で、半導体製造装置１１０における処理完了後に回収されるキャリアを任意に決定することができるウエーハの枚数を指す。基本的には、半導体製造装置１１０のロードポート上のキャリア内に存在する未処理ウエーハの枚数と、半導体製造装置１１０内に存在するウエーハの枚数との総和である。ただし、同一のキャリアに搭載されていたウエーハ群（本実施形態では、同一ロット）のいずれかのウエーハが、処理済ウエーハとしていずれかのキャリアへ回収された場合には、当該ウエーハが属するロットの残りウエーハもそのキャリアに回収されることが決定するため、当該ウエーハ群は仕掛り枚数から除外される。また、仕掛り枚数が収容可能枚数未満の条件を満たす場合には、未だロードポートに設置されていない投入予定キャリアに搭載されたウエーハの枚数も仕掛り枚数に含めることができる。
【００２５】
そして、仕掛り枚数が収容可能枚数未満である場合、比較部１０３は、交換キャリア検索部１０４にその旨を通知する。このとき、交換キャリア検索部１０４は、キャリア交換するキャリアを仮決定する。そして、回収キャリア検索部１０５により、仮決定に応じて回収キャリアが手配可能である場合には、指示部１０６が半導体製造装置１１０にキャリア交換の実行を指示する。
【００２６】
なお、上述の構成において、基準情報管理部１０２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶手段により構成することができる。また、装置状態監視部１０１、比較部１０３、交換キャリア検索部１０４、回収キャリア検索部１０５および指示部１０６は、例えば、専用の演算回路や、プロセッサとＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリとを備えたハードウエア、および当該メモリに格納され、プロセッサ上で動作するソフトウエア等として実現することができる。
【００２７】
次いで、以上の構成を有するキャリア交換装置１００が実施するキャリア交換の手順について説明する。図２は、キャリア交換装置１００が実施する半導体製造装置１１０のキャリア交換処理を示すフロー図である。当該処理は、例えば、装置状態監視部１０１が、半導体製造装置１１０の全てのロードポート上にキャリアが設置された状態（使用可能なロードポート上の全てにキャリアが設置された状態）で、いずれかのキャリアから全ウエーハが搬出されたとき（空キャリアが発生したとき）、あるいは、いずれかのキャリアへウエーハの回収が開始されたとき（仕掛り枚数が変化したとき）に実行される。なお、当該処理は、ロードポート上へのキャリアの設置が完了していない状態であっても、全てのロードポートへ設置するキャリアが確定した状態であれば実行することが可能である。
【００２８】
当該処理が開始すると、比較部１０３は、まず、半導体製造装置１１０の仕掛り枚数を集計する（ステップＳ２０１）。次に、比較部１０３は、基準情報管理部１０２に登録されている半導体製造装置１１０の収容可能枚数を読み出し、当該収容可能枚数と集計した仕掛り枚数とを比較する（ステップＳ２０２）。そして、仕掛り枚数が収容可能枚数未満である場合、比較部１０３は、半導体製造装置１１０に設置されているキャリアに続いて投入予定のキャリアが存在するか否かを確認する（ステップＳ２０２Ｙｅｓ、Ｓ２０３）。次投入予定キャリア有無の確認は、例えば、装置状態監視部１０１が上位ホストコンピュータ１０８に対して問い合わせることで実施可能である。一方、仕掛り枚数が収容可能枚数以上である場合、キャリア交換装置１００はそのまま処理を終了する（ステップＳ２０２Ｎｏ）。
【００２９】
投入予定キャリアの有無確認ステップ（ステップＳ２０３）において、次投入予定キャリアが存在する場合、比較部１０３は交換キャリア検索部１０４にその旨を通知する。当該通知を受けた交換キャリア検索部１０４は、ロードポートに設置されたキャリアから、キャリア交換の対象となるキャリアを抽出する交換可能キャリア検索処理を実施する（ステップＳ２０３Ｙｅｓ、Ｓ２０４）。当該交換可能キャリア検索処理において、交換可能キャリアが抽出された場合（ステップＳ２０５Ｙｅｓ）、交換キャリア検索部１０４は、回収キャリア検索部１０５にその旨を通知する。交換キャリア検索部１０４が検出した交換可能キャリアに対するキャリア交換を実行する場合、当該交換可能キャリアを回収先キャリアに予定していたロットの回収先がなくなるため回収先キャリアを変更する必要がある。また、当該回収先キャリアの変更に応じて、他のロットの回収先キャリアを変更する必要がある。回収キャリア検索部１０５は、このような各ロットの回収キャリアの変更先を検索する回収キャリア検索処理を実施する（ステップＳ２０６）。当該回収キャリア検索処理において、各ロットの回収キャリアが手配可能である場合（ステップＳ２０７Ｙｅｓ）、回収キャリア検索部１０５は、指示部１０６にその旨を通知する。当該通知を受けた指示部１０６は、交換キャリア検索部１０４が抽出した交換可能キャリアに対するキャリア交換の実行を上位ホストコンピュータ１０８に指示する。これにより、半導体製造装置１１０に対するキャリア交換が実施される（ステップＳ２０８）。
【００３０】
一方、投入予定キャリアの有無確認ステップ（ステップＳ２０３）において、次投入予定キャリアが存在しない場合、比較部１０３は回収キャリア検索部１０５にその旨を通知する。当該通知を受けた回収キャリア検索部１０５は、半導体製造装置１１０において処理中の各ロットについて、回収キャリアが存在しているか否かを確認する（ステップＳ２０３Ｎｏ、Ｓ２０９）。回収キャリアが充足していない場合、回収キャリア検索部１０５は、指示部１０６を通じて回収用の空キャリアの搬送を上位ホストコンピュータ１０８に指示する（ステップＳ２０９Ｎｏ、Ｓ２１０）。また、半導体製造装置１１０において処理中の各ロットについて、回収用キャリアが充足している場合、キャリア交換装置１００はそのまま処理を終了する（ステップＳ２０９Ｙｅｓ）。同様に、交換可能キャリア検索処理において、交換可能キャリアが抽出されなかった場合（ステップＳ２０５Ｎｏ）、および回収キャリア検索処理において、各ロットの回収キャリアが手配不可能である場合（ステップＳ２０７Ｎｏ）、キャリア交換装置１００は処理を終了する。
【００３１】
図３は、交換キャリア検索部１０４が実施する交換可能キャリア検索処理をより詳細に示すフロー図である。比較部１０３から通知を受けた交換キャリア検索部１０４は、まず、半導体製造装置１１０のロードポートに設置された各キャリアに搭載されたそれぞれのロット、および半導体製造装置１１０内に滞在しているロットについてウエーハの回収開始予定時間を算出する（ステップＳ３０１）。ここで、回収開始予定時間は、当該時間の算出時点から、半導体製造装置１１０での処理が完了した、各ロットに属する１枚目のウエーハ（先頭ウエーハ）についてキャリア回収が開始される時点までの時間（期間長）である。本実施形態では１つのキャリアに１つのロットが搭載されているため、回収開始予定時間はキャリアと１対１に対応することになる。なお、キャリア回収が開始される時点とは、回収用キャリアが存在している場合に、当該回収用キャリアへの回収対象ウエーハの搬入が開始される時点を指す。
【００３２】
図４は、当該回収開始予定時間の一例を示す模式図である。図４において、横軸は時間に対応し、縦軸は処理開始順に並べられたウエーハに対応する。ここでは、３枚のウエーハＷa1、Ｗa2、Ｗa3により構成された第１ロットと、３枚のウエーハＷb1、Ｗb2、Ｗb3により構成された第２ロットとが、当該順で半導体製造装置１１０において連続的に処理される事例を示している。図４では、第１ロットに属する各ウエーハが半導体製造装置１１０内に滞在している期間を実線で示し、第２ロットに属する各ウエーハが半導体製造装置１１０内に滞在している期間を破線で示している。このような滞在期間は、装置状態監視部１０１により取得された各キャリアに搭載されたロットに適用されるレシピＩＤと、基準情報管理部１０２に登録されているレシピＩＤごとの処理時間等の所要時間情報とに基づいて求めることができる。ここでは、第１ロットを搭載したキャリア内の全ウエーハが搬出されたとき、すなわち、第１ロットの第３番目のウエーハＷa3がキャリアから搬出された時刻（Ｔ＝０）において、各ロットの回収開始予定時間を算出する事例を説明する。
【００３３】
この場合、第１ロットの回収開始予定時間ＴＥ（１）は、当該ロットに属する各ウエーハのキャリアからの搬送間隔時間ＷＴ（１）、装置内滞在時間ＴＰ（１）、当該ロットのロットサイズＷＣ（１）を用いて、以下の式（１）により算出することができる。
【００３４】
【数１】
【００３５】
また、第２ロットの回収開始予定時間ＴＥ（２）は、半導体製造装置１１０において第１ロットと第２ロットのロット切り替えに要する時間ＴＤ（１）を用いて、以下の式（２）により算出することができる。
【００３６】
【数２】
【００３７】
同様に、第２ロットに続いて処理される第３ロットの回収開始予定時間ＴＥ（３）は、以下の式（３）により算出することができる。
【００３８】
【数３】
【００３９】
したがって、空キャリアが発生した第１ロットに続いて処理順がｎ番目（ｎ＞２）に処理されるロットの回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）は、以下の式（４）により算出することができる。なお、処理順が２番目（ｎ＝２）の場合は、式（４）の右辺第２項はゼロである。
【００４０】
【数４】
【００４１】
図４に示す事例は、連続する処理ロットに属するウエーハの装置内滞在時間がＴＰ（ｎ）≧ＴＰ（ｎ−１）の関係を有している。しかしながら、現実の処理では、連続する処理ロットの装置内滞在時間がＴＰ（ｎ）＜ＴＰ（ｎ−１）の関係となる場合も発生する。図５は、ＴＰ（ｎ）＜ＴＰ（ｎ−１）である場合の回収開始予定時間の一例を示す模式図である。図５に示すように、ＴＰ（ｎ）＜ＴＰ（ｎ−１）である場合、先行する第（ｎ−１）ロットのウエーハが半導体製造装置１１０内に滞在している期間中は、第ｎロットのウエーハは、本来の装置内滞在時間ＴＰ（ｎ）よりも長い期間、半導体製造装置１１０内に滞在することになる。第ｎロットのウエーハは、半導体製造装置１１０内で、第（ｎ−１）ロットのウエーハを追い越すことはないからである。すなわち、第ｎロットに属するウエーハの現実の装置内滞在時間は、第（ｎ−１）ロットに属するウエーハの装置内滞在時間ＴＰ（ｎ−１）に律速される結果、第（ｎ−１）ロットのウエーハの装置内滞在時間ＴＰ（ｎ−１）と同一になる。
【００４２】
したがって、ＴＰ（ｎ）＜ＴＰ（ｎ−１）である場合の第ｎロット（ｎ＞２）の回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）は、以下の式（５）により算出することができる。なお、処理順が２番目（ｎ＝２）の場合は、式（５）の右辺第２項がゼロになる。
【００４３】
【数５】
【００４４】
半導体製造装置１１０内にさらに多くのロットが並存する場合には、各ロットに属するウエーハの現実の装置内滞在時間は、並存するロット中で最長の装置内滞在時間で律速されることになる。このような場合であっても、式（４）や式（５）と同様の原理により回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）の算出式を得ることができる。交換キャリア検索部１０４は、このような回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）の算出式を、半導体製造装置１１０内を進行する際に並存するロットに応じて適宜選択することにより、各ロットの回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）を算出する。なお、上述のように、ロットサイズＷＣ（ｎ）は装置状態監視部１０１により取得され、搬送間隔時間ＷＴ（ｎ）は基準情報管理部１０２に予め登録されている。また、本実施形態では、ロット切り替えに要する時間ＴＤ（ｎ）も、想定されるロット順と対応づけて基準情報管理部１０２に予め登録されている。
【００４５】
交換キャリア検索部１０４は、続いて、半導体製造装置１１０のロードポートに設置されているそれぞれのキャリアについて、空キャリア発生予定時間を算出する（ステップＳ３０２）。ここで、空キャリア発生予定時間は、上記回収開始予定時間算出時点から、ロードポートに設置されたキャリア中に新たに空キャリアが発生する時点までの時間（期間長）である。
【００４６】
図６は、空キャリア発生予定時間の一例を示す模式図である。図６において、横軸は時間に対応し、縦軸は処理開始順に並べられたウエーハに対応する。図４、図５と同様に、ここでは、３枚のウエーハＷa1、Ｗa2、Ｗa3により構成された第１ロットと、３枚のウエーハＷb1、Ｗb2、Ｗb3により構成された第２ロットとが、当該順で半導体製造装置１１０において連続的に処理される事例を示している。図４、図５と同様に、図６では、第１ロットを搭載したキャリア内の全ウエーハが搬出されたとき、すなわち、第１ロットの第３番目のウエーハＷa3がキャリアから搬出された時刻（Ｔ＝０）において、各ロードポートの空キャリア発生予定時間を算出する事例を説明する。なお、上述のように、交換キャリア検索部１０４は仕掛り枚数が収容可能枚数未満である場合に当該算出を行う。当該条件下では、いずれかのロードポート上に新たに空キャリアが発生することになる。
【００４７】
図６の事例では、第２ロットを搭載したキャリアが空キャリアになる空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（２）は、当該ロットの搬送間隔時間ＷＴ（２）、ロットサイズＷＣ（２）、半導体製造装置１１０において第１ロットと第２ロットのロット切り替えに要する時間ＴＤ（１）を用いて、以下の式（６）により算出することができる。
【００４８】
【数６】
【００４９】
同様に、第２ロットに続いて処理される第３ロットを搭載したキャリアが空キャリアになる空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（３）は、以下の式（７）により算出することができる。
【００５０】
【数７】
【００５１】
したがって、空キャリアが発生した第１ロットに続いてｎ番目（ｎ＞１；本実施形態ではｎ≦４）に処理されるロットを搭載したキャリアが空キャリアになる空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）は、以下の式（８）により算出することができる。
【００５２】
【数８】
【００５３】
交換キャリア検索部１０４は、以上のようにして算出した回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）および空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）のそれぞれを、ロードポートと対応づけて記憶する。
【００５４】
図７は、交換キャリア検索部１０４が作成するデータテーブルの一例を示す図である。図７に示すように、当該データテーブルは、回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）および空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）と、ロードポートとを対応づけて記憶するテーブルである。本実施形態では、半導体製造装置１１０が４つのロードポートを有しているため、各ロードポートをポートＩＤ「ポート１」、「ポート２」、「ポート３」、「ポート４」により区別している。なお、図７において、ポートＩＤの末尾に付している枝番号は、そのロードポートにキャリアが設置される順番を示している。すなわち、ポートＩＤ「ポート１−１」は、「ポート１」として特定されるロードポートに１番目に設置されることを示し、ポートＩＤ「ポート１−２」は、「ポート１」として特定されるロードポートに２番目に設置されることを示している。当該枝番号は、そのロードポートにキャリアが設置されたときに当該キャリアが搭載していたロットに属するウエーハが、半導体製造装置１１０における処理が完了してキャリアに回収された時点で変更される。すなわち、キャリア交換によりポートＩＤ「ポート１−１」で特定されるキャリアが搬出され、ポートＩＤ「ポート１−２」で特定されるキャリアがロードポート「ポート１」に設置された場合、ポートＩＤ「ポート１−１」に対応するロット「０００ａ」の半導体製造装置１１０における処理が完了してキャリアに回収されると、ポートＩＤ「ポート１−２」がポートＩＤ「ポート１−１」に変更される。当該変更は、例えば、交換キャリア検索部１０４が回収開始予定時間を算出するための情報を取得した際に実施することができる。また、図７の例では、説明のため、ロットＩＤ、処理順ｎ、ロットサイズＷＣ（ｎ）をデータテーブル中に併記しているが、これらの項目はデータテーブルに必須の項目ではない。また、後述のように、当該データテーブルに記録されたデータは、回収キャリア検索部１０５および指示部１０６によって利用されるため、交換キャリア検索部１０４、回収キャリア検索部１０５および指示部１０６によりデータの記録・読出しが可能であることが必要である。データテーブルの格納場所は特に限定されないが、本実施形態では、指示部１０６が備える記憶部に格納されているものとする。なお、上記では、１番目の処理ロットのウエーハがキャリアから全て搬出された時刻に回収開始予定時間および空キャリア発生予定時間が算出される事例を説明したが、１番目の処理ロットの先頭ウエーハがキャリアに回収された時刻に回収開始予定時間および空キャリア発生予定時間が算出される場合は、期間長の基点が異なるだけであり同様に算出可能である。
【００５５】
交換キャリア検索部１０４は、以上のようにして取得した回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）と空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）とに基づいて、ウエーハの回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）が経過したときに、当該ロットが搭載されていたキャリアとは異なる空キャリアが存在するか否かを判定する。本実施形態では、交換キャリア検索部１０４は、回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）と空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ＋ｋ）（ｋは自然数；本実施形態ではｋ＜４）との大小関係に基づいて当該判定を行う（図３ ステップＳ３０３）。すなわち、回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）＞空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ＋ｋ）である場合、ｎ番目に処理されるキャリアに搭載されているウエーハの回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）が経過したときに、当該キャリアとは異なる空キャリアが存在することになる。また、回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）≦空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ＋ｋ）である場合、ｎ番目に処理されるキャリアに搭載されているウエーハの回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）が経過したときに、当該キャリアとは異なる空キャリアが存在しないことになる。前者の場合、交換キャリア検索部１０４は、ｎ番目に処理されるロットが搭載されていたキャリアを交換キャリアに仮決定する（ステップＳ３０３Ｙｅｓ、Ｓ３０４）。また、後者の場合、キャリア交換を行うと、処理中ロットの回収先となる空キャリアがロードポート上に存在しなくなるため、交換キャリア検索部１０４は交換キャリアを仮決定することなくそのまま処理を終了する（ステップＳ３０３Ｎｏ）。例えば、図４〜図６のように、回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）、空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）が、１番目の処理ロットのウエーハがキャリアから全て搬出された時刻に算出された場合、交換キャリアとして仮決定されるキャリアは、１番目に処理されるロットが搭載されていたキャリアになる。また、回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）、空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）が、１番目の処理ロットの先頭ウエーハがキャリアに回収された時刻に算出された場合、１番目の処理ロットは上述のとおり仕掛り枚数に含まれないため、交換キャリアとして仮決定されるキャリアは、２番目に処理されるロットが搭載されているキャリアになる。
【００５６】
交換キャリアを仮決定した交換キャリア検索部１０４は、交換キャリアに仮決定されたことを示す情報を上述のデータテーブルに記録する。図７の例では、交換キャリアに仮決定されたことを示す情報として交換フラグＦＬ（ｎ）と交換信号ステータスとを使用している。ここでは、交換キャリアに決定されたキャリアの交換フラグＦＬ（ｎ）が「１」、非交換キャリアの交換フラグＦＬ（ｎ）が「０」になっている。また、交換フラグＦＬ（ｎ）＝１に対応する交換信号ステータスとして、仮決定を示す「予約」が記録される。なお、データテーブル中に示す「−」は、情報を記録していない状態、あるいは、情報なしを示すデータが記録された状態を示している。
【００５７】
交換キャリア検索部１０４は、続いて、次投入予定キャリアに搭載されたロットの情報（ロットＩＤ、ロットサイズ、レシピＩＤ等）を装置状態監視部１０１（あるいは上位ホストコンピュータ１０８）から取得する（ステップＳ３０５）。そして、取得した情報を上記データテーブルに追記する（ステップＳ３０６）。
【００５８】
図８は、次投入予定キャリアに搭載されたロットの情報が追記されたデータテーブルを示す図である。図７の事例では、次投入予定キャリアは、交換対象キャリアに代えてロードポート「ポート１」に設置されることになる。この場合、当該キャリアに搭載されているロットの情報は、図８に示すように、ロードポート「ポート１−２」と対応づけてデータテーブルに記録される。なお、取得されたレシピＩＤはデータテーブルに記録されていないが装置状態監視部１０１において管理され、上述のように、当該ロットの回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）を算出するための装置内滞在時間ＴＰ（ｎ）の取得に使用される。
【００５９】
上述したように、交換可能キャリアを抽出した交換キャリア検索部１０４は、その旨を回収キャリア検索部１０５に通知し、当該通知を受けた回収キャリア検索部１０５が回収キャリア検索処理を実施する。図９は、回収キャリア検索部１０５が実施する、回収キャリア検索処理をより詳細に示すフロー図である。交換キャリア検索部１０４から通知を受けた回収キャリア検索部１０５は、まず、交換キャリア検索部１０４が作成したデータテーブルから交換フラグＦＬ（ｎ）が「１」であるキャリアに搭載されているロット（以下、交換仮決定ロットという。）の回収開始予定時間を抽出する（ステップＳ９０１）。図８の事例では、ポートＩＤ「ポート１−１」に記録されている交換仮決定ロットの回収開始予定時間ＴＥ（１）である「２０分」が抽出される。
【００６０】
次に、回収キャリア検索部１０５は回収余裕時間を算出する（ステップＳ９０２）。回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）（ｍ：交換仮決定ロットの処理順）は、他のロードポートに空キャリアが発生した時点から交換仮決定ロットの回収が開始される時点までの時間であり、交換仮決定ロットの回収開始予定時間ＴＥ（ｍ）と、交換仮決定ロット以外のロットを搭載したキャリアの空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）（ｎ＞ｍ）との差として以下の式（９）により求めることができる。
【００６１】
【数９】
【００６２】
回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）が大きい程、ウエーハの回収開始に対して空キャリアが早く発生することを示しており、空キャリア発生からウエーハ回収開始までの余裕度が大きいことになる。図８の事例では、交換仮決定ロットの各ロードポートに対する回収余裕時間ＴＭ１（ｎ）は、ＴＭ１（２）＝１５分、ＴＭ１（３）＝１０分、ＴＭ１（４）＝５分になる。本実施形態では、図８に示すように、回収キャリア検索部１０５は、算出した回収余裕時間ＴＭ１（ｎ）をデータテーブルに追記する。
【００６３】
回収キャリア検索部１０５は、次に、交換仮決定ロット以外のロットを搭載し、かつキャリア交換が設定されていないキャリア（以下、交換対象外キャリアという。）から、回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）が最長のキャリアを、交換仮決定ロットの回収先候補キャリアとして抽出する（ステップＳ９０３）。図８の事例では、ＴＭ１（２）＝１５分であるポートＩＤ「ポート２−１」のキャリアが抽出される。
【００６４】
回収キャリア検索部１０５は、抽出した回収先候補キャリアについて、既に決定されているキャリア交換に応じて回収ロットが設定（変更）されているか否かを確認する（ステップＳ９０４）。そして、他のキャリア交換に応じた回収ロットが設定されていない場合には、上記抽出された回収先候補キャリアを交換仮決定ロットの回収キャリアに決定する（ステップＳ９０４Ｎｏ、Ｓ９１１）。また、他のキャリア交換に応じた回収ロットが設定されていた場合には、当該他のキャリア交換に応じた回収先キャリアをも考慮して回収先キャリアを決定する（ステップＳ９０４Ｙｅｓ）。他のキャリア交換に応じた回収ロット変更設定の有無を確認する手法は特に限定されないが、本実施形態では、キャリア交換が実行されない場合、ロードポートに設置された時点での搭載ロットとロット回収時点での搭載ロットとが同一であることを前提として、ロードポートに設置された時点での搭載ロットと回収時点での搭載ロット（回収予定ロット）との異同により当該確認を行う。すなわち、設置時搭載ロットと回収時搭載ロットとが同一であれば回収ロット変更設定なしと判断し、設置時搭載ロットと回収時搭載ロットとが異なっていれば回収ロット変更設定ありと判断する。
【００６５】
図１０は、図８の事例において、回収ロット変更設定がない場合のデータテーブルを示す図である。図１０では、回収時搭載ロットが設置時搭載ロットと同一であるため、回収先候補キャリアとして抽出されたポートＩＤ「ポート２−１」のキャリアが交換仮決定ロットの回収先キャリアとして決定される。なお、回収ロット変更設定がある場合については後述する。
【００６６】
交換仮決定ロットの回収先キャリアを決定した回収キャリア検索部１０５は、交換対象外キャリアに搭載されているロットについても、回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）の大きい順に、回収先キャリアを決定する（ステップＳ９１０）。そして、ロードポートに設置されているキャリアに搭載されている全ロットについて回収キャリアの手配が完了すると、回収キャリア検索部１０５は、上記データテーブルの交換フラグＦＬ（ｎ）＝１に対応する交換信号ステータスを、キャリア交換実行を意味する「発行」に変更するとともに、回収先として決定されたキャリアの回収時搭載ロットとして対応する回収ロットをデータテーブルに記録する。
【００６７】
図１１は、図１０の事例において、当該ステップが実行された後のデータテーブルを示す図である。図１１では、ポートＩＤ「ポート１−１」の交換フラグＦＬ（１）＝１に対応する交換信号ステータスに「発行」が記録され、回収時搭載ロットとしてキャリア交換実行後の回収ロットが記録されている。
【００６８】
なお、本実施形態では、回収キャリア検索部１０５が交換信号ステータスを「予約」から「発行」へ変更することで指示部１０６への通知がなされ、当該通知を受けた指示部１０６により、上位ホストコンピュータ１０８を通じて半導体製造装置１１０のキャリア交換が実行される。キャリア交換を指示した指示部１０６はデータテーブルの当該キャリア交換に対応する交換フラグＦＬ（ｎ）を「０」にし、交換信号ステータスを削除する。
【００６９】
続いて、回収ロット変更設定有無の確認（ステップＳ９０４）において、回収ロット変更設定がある場合について説明する。当該状況は、例えば、上述のキャリア交換の実行後においても、仕掛り枚数が収容可能枚数未満である場合に生じる。
【００７０】
図７に示すデータテーブルが作成された時刻からさらに時間が経過すると、ポートＩＤ「ポート２−１」に設置されているキャリアに搭載されたウエーハ（２番目の処理ロットのウエーハ）が当該キャリアから全て搬出される。このとき、交換キャリア検索部１０４が、上述のように回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）および空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）を算出する。
【００７１】
図１２は、当該状況下において、交換キャリア検索部１０４により算出された回収開始予定時間ＴＥ（ｎ）および空キャリア発生予定時間ＴＣＥ（ｎ）が記録されたデータテーブルを示す図である。なお、図１２の事例では、ロードポート「ポート１」におけるキャリア交換前に当該ロードポートに設置されていたキャリアの搭載ロット「０００ａ」が半導体製造装置１１０内に存在している。そのため、ポートＩＤ「ポート１−１」のデータはデータテーブルから削除されていない。
【００７２】
当該状況下において次投入予定キャリアが存在する場合、交換キャリア検索部１０４は、図３に示すステップＳ３０４において、ポートＩＤ「ポート２−１」に設置されているキャリアを交換キャリアに仮決定し、ポートＩＤ「ポート２−１」に対応づけて、交換フラグＦＬ（２）＝１および「予約」の交換信号ステータスをデータテーブルに記録する。この場合、回収キャリア検索部１０５は、回収ロット変更設定有無の確認（ステップＳ９０４）において回収ロット変更設定があると判定し（ステップＳ９０４Ｙｅｓ）、キャリア交換により必要になる回収先キャリアの変更を、既に決定されている回収先キャリアを考慮した上で以下のようにして決定する。
【００７３】
まず、回収キャリア検索部１０５は、交換対象外キャリアから、正の回収余裕時間Ｔｍ（ｎ）を有するキャリアを、交換仮決定ロットの回収先候補キャリアとして抽出し直す（ステップＳ９０５）。例えば、処理順が２番目のロットが交換仮決定ロットである図１２の事例では、回収キャリア検索部１０５は、ＴＭ２（ｎ）＞０の条件を満たす全てのキャリアをデータテーブルから抽出する。すなわち、ＴＭ２（３）＝１５分であるポートＩＤ「ポート３−１」のキャリア、ＴＭ２（４）＝１０分であるポートＩＤ「ポート４−１」のキャリア、およびＴＭ２（５）＝５分であるポートＩＤ「ポート１−２」のキャリアを抽出する。
【００７４】
次に、回収キャリア検索部１０５は、交換既決定キャリアの搭載ロット（以下、交換既決定ロットという。）について、交換対象外キャリアに対する回収余裕時間（交換仮決定ロットの回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）と区別するためＰＴＭｍ（ｎ）と表記する。）を再計算する（ステップＳ９０６）。図１２の事例では、ポートＩＤ「ポート１−１」のキャリアが搭載していたロット「０００ａ」が交換既決定ロットであるので、回収キャリア検索部１０５は、当該ロットに対する各交換対象外キャリアの回収余裕時間ＰＴｍ１（ｎ）（２＜ｎ≦５）を算出する。ここでは、交換既決定ロットの各キャリアに対する回収余裕時間ＰＴＭ１（ｎ）は、ＰＴＭ１（３）＝１０分、ＰＴＭ１（４）＝５分、ＰＴＭ１（５）＝０分になる。
【００７５】
続いて、回収キャリア検索部１０５は、抽出した交換仮決定ロットの回収先候補キャリアの中から、再計算した交換既決定ロットの回収余裕時間ＰＴＭｍ（ｎ）が最も大きいキャリアを交換既決定ロットの回収先キャリアとして決定し、当該交換既決定ロットの回収先キャリア以外の回収先候補キャリアの中から、交換仮決定ロットの回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）が最も大きいキャリアを交換仮決定ロットの回収先キャリアとして決定する（ステップＳ９０７Ｙｅｓ、Ｓ９０８Ｙｅｓ）。したがって、ステップＳ９０５において抽出した交換仮決定ロットの回収先候補キャリアの中に、正の回収余裕時間ＰＴＭｍ（ｎ）を有するキャリアが存在しなかった場合には、回収キャリア検索部１０５は交換既決定ロットに変更可能な別の回収先キャリアがないと判断する（ステップＳ９０７Ｎｏ）。また、交換既決定ロットの回収先キャリア以外の回収先候補キャリアの中に、正の回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）を有するキャリアが存在しなかった場合には、回収キャリア検索部１０５は交換仮決定ロットの回収先キャリアがないと判断する（ステップＳ９０８Ｎｏ）。これらの場合、回収キャリア検索部１０５は、交換キャリアの仮決定を取消して処理を終了する（ステップＳ９１２）。
【００７６】
一方、ステップＳ９０７において交換既決定ロットの別の回収先キャリアを決定でき、かつステップＳ９０８において交換仮決定ロットの回収先キャリアを決定できた場合、回収キャリア検索部１０５は、交換既決定ロットの回収先キャリア変更、および、交換仮決定ロットの回収先キャリアを確定する（ステップＳ９０９）。そして、回収キャリア検索部１０５は、交換対象外キャリアに搭載されているロットについても、回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）の大きい順に、回収先キャリアを決定する（ステップＳ９１０）。
【００７７】
図１２の事例では、回収キャリア検索部１０５は、抽出した交換仮決定ロットの回収先候補キャリアの中で、再計算した交換既決定ロットの回収余裕時間ＰＴＭ１（ｎ）が最も大きいポートＩＤ「ポート３−１」のキャリアを、交換既決定ロット「０００ａ」の回収先キャリアとして決定する。また、ポートＩＤ「ポート３−１」のキャリア以外の回収先候補キャリアの中で、交換仮決定ロットの回収余裕時間ＴＭ２（ｎ）が最も大きいポートＩＤ「ポート４−１」のキャリアを、交換仮決定ロット「０００ｂ」の回収先キャリアとして決定する。
【００７８】
ロードポートに設置されているキャリアに搭載されている全ロットについて回収キャリアの手配が完了すると、回収キャリア検索部１０５は、上記データテーブルの交換フラグＦＬ（ｎ）＝１に対応する交換信号ステータスを、キャリア交換実行を意味する「発行」に変更するとともに、回収先として決定されたキャリアの回収時搭載ロットとして対応する回収ロットをデータテーブルに記録する。図１３は、図１２の事例において、交換信号ステータスが「予約」から「発行」へ変更された後のデータテーブルを示す図である。なお、図１３において、回収余裕時間ＴＭｍ（ｎ）、ＰＴＭｍ（ｎ）の記載は省略している。図１３に示すように、交換フラグＦＬ（２）＝１に対応するポートＩＤ「ポート２−１」の交換信号ステータスが「発行」に変更されるとともに、回収時搭載ロットとしてキャリア交換実行後の回収ロットが記録されている。
【００７９】
上述のように、交換信号ステータスを「予約」から「発行」へ変更することで指示部１０６への通知がなされ、当該通知を受けた指示部１０６により、上位ホストコンピュータ１０８を通じて半導体製造装置１１０のキャリア交換が実行される。図１３の事例では、新たな投入ロットがない場合、最後に処理されるロット等のキャリアが存在しない状態が生じるが、このような場合、上述のように、半導体製造装置１１０には空キャリアが搬入されるため、不具合は発生しない（図２ ステップＳ２０９Ｎｏ、Ｓ２１０）。
【００８０】
なお、上記では、交換キャリア検索部１０４および回収キャリア検索部１０５が、上述の算出タイミングごとに回収開始予定時間、空キャリア発生時間、回収余裕時間を算出する構成としたが、各時間は、その事象が何分後に発生するかという観点で求められているため、先の算出タイミングからの経過時間を減算することで求めることも可能である。また、上述のように、回収開始予定時間および空キャリア発生予定時間は、それぞれのロットに適用される処理レシピや処理枚数等から算出することができるが、装置トラブル等により、予定通りに処理が終了しないことも考えられる。そのため、計算結果と実績値の差分を求める構成とし、当該差分により回収開始予定時間および空キャリア発生予定時間を補正する構成を採用してもよい。これにより、回収開始予定時間および空キャリア発生予定時間の算出精度を高めることができる。
【００８１】
以上説明したように、本発明によれば、キャリアロードポートにおいて空キャリアが発生するタイミング、および、仕掛りウエーハ枚数が減少するタイミングで、仕掛り枚数と半導体製造装置の収容可能枚数とが比較され、仕掛り枚数が収容可能枚数より少なく、かつ仕掛りロットの回収先キャリアが確保可能な場合に空キャリアと次投入予定ロット搭載キャリアとのキャリア交換が実行される。したがって、半導体製造装置への投入されるロットのサイズが少数枚の場合においても、事前に混載等によりキャリア内のウエーハ充填率を向上させなくとも、半導体製造装置への投入ウエーハの不足を解消することができ、半導体製造装置のスループット低下を抑制することができる。
【００８２】
なお、本発明は、以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、種々の変形および応用が可能である。例えば、上記実施形態では、キャリア交換装置が半導体製造装置の内部に配置された構成を説明したが、キャリア交換装置は、半導体製造ラインに接続される独立の装置として構成されてもよい。また、上記実施形態では、比較部１０３、交換キャリア検索部１０４、回収キャリア検索部１０５が、基準情報管理部１０２に予め登録された、搬送間隔時間、ロット切り替え時間等を用いて、回収開始予定時間や空キャリア発生予定時間を算出したが、対象となるウエーハの処理の進捗状況を、随時、装置状態監視部から取得し、その収集結果に基づいて、搬送間隔時間、ロット切り替え時間等を取得して回収開始予定時間や空キャリア発生予定時間を算出する構成であってもよい。また、本発明は、基本的に枚葉式処理装置を前提としているが、半導体製造装置内においてウエーハの追い越しが発生することがない半導体製造装置であれば枚葉式に限らず適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、半導体製造装置のスループット低下を防止することができるという効果を有し、半導体製造装置のキャリア交換方法およびキャリア交換装置として有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１００ キャリア交換装置
１０１ 装置状態監視部
１０２ 基準情報管理部
１０３ 比較部
１０４ 交換キャリア検索部
１０５ 回収キャリア検索部
１０６ 指示部
１０７ 半導体製造ライン
１０８ 上位ホストコンピュータ
１０９ ネットワーク回線
１１０ 半導体製造装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を製造する半導体製造装置に適用されるキャリア交換方法であって、
半導体製造装置に仕掛り中のウエーハ枚数を取得する工程と、
半導体製造装置内のウエーハ搬送経路中に同時に滞在できるウエーハ枚数と、前記仕掛り中のウエーハ枚数とを比較する工程と、
前記仕掛り中のウエーハ枚数が、前記ウエーハ搬送経路中に同時に滞在可能なウエーハ枚数未満である場合、前記半導体製造装置のキャリアロードポート上の空キャリアと、未処理ウエーハを搭載した、キャリアロードポートへの搬入待機中の他のキャリアとの交換を要求する信号を発行する工程と、
前記交換要求信号にしたがって、前記空キャリアと前記他のキャリアとのキャリア交換を実行する工程と、
を有することを特徴とする、半導体製造装置のキャリア交換方法。
【請求項２】
前記交換要求信号を発行する工程は、
１のキャリアロードポート上のキャリアから最初に搬出されて前記半導体製造装置における処理が完了したウエーハがキャリアへ回収される予定時間と、他のキャリアロードポート上に空キャリアが発生する予定時間とに基づいて、前記１のキャリアロードポート上のキャリアの交換可否を判断する工程と、
キャリア交換が可能と判断された場合、前記最初に搬出されたウエーハの回収開始予定時間と、前記他のキャリアロードポート上の空キャリア発生予定時間とに基づいて、前記１のキャリアロードポート上のキャリアに搭載されていたウエーハの回収先となる、前記１のキャリアロードポート上のキャリアとは異なるキャリアの有無を判断する工程と、
回収先キャリアありと判断された場合、前記１のキャリアロードポート上のキャリアを交換対象とする前記交換要求信号を発行する工程と、
を有することを特徴とする、請求項１記載の半導体製造装置のキャリア交換方法。
【請求項３】
前記仕掛り中のウエーハ枚数は、キャリアロードポート上のキャリア内のウエーハおよび前記半導体製造装置内のウエーハ搬送経路中に滞在中のウエーハのうち、当該枚数取得時に、前記半導体製造装置における処理が完了していずれかのキャリアに回収されたウエーハと同一のキャリアに搭載されていたウエーハを除いた枚数である、請求項１または２記載の半導体製造装置のキャリア交換方法。
【請求項４】
前記仕掛り中のウエーハ枚数は、前記ウエーハ搬送経路中に同時に滞在可能なウエーハ枚数未満である条件を満足する範囲において、キャリアロードポートに未だ設置されていない搬入待機中キャリアに搭載されたウエーハ枚数を含む、請求項３記載の半導体製造装置のキャリア交換方法。
【請求項５】
前記ウエーハの回収開始予定時間および前記空キャリア発生予定時間は、前記半導体製造装置のキャリアロードポート上に空キャリアが発生した時点、およびいずれかのキャリアロードポート上のキャリアから最初に搬出されて前記半導体製造装置における処理が完了したウエーハがキャリアへ回収された時点に算出される、請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体製造装置のキャリア交換方法。
【請求項６】
前記交換要求信号を発行する工程は、前記半導体製造装置の全キャリアロードポート上にキャリアが設置された状態、あるいは全キャリアロードポートへのキャリアの設置が確定した状態で実施される、請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体製造装置のキャリア交換方法。
【請求項７】
半導体装置を製造する半導体製造装置に適用されるキャリア交換装置であって、
半導体製造装置に仕掛り中のウエーハ枚数を取得する手段と、
半導体製造装置内のウエーハ搬送経路中に同時に滞在できるウエーハ枚数と、前記仕掛り中のウエーハ枚数とを比較する手段と、
前記仕掛り中のウエーハ枚数が、前記ウエーハ搬送経路中に同時に滞在可能なウエーハ枚数未満である場合、１のキャリアロードポート上のキャリアから最初に搬出されて前記半導体製造装置における処理が完了したウエーハがキャリアへ回収される予定時間と、他のキャリアロードポート上に空キャリアが発生する予定時間とに基づいて、前記１のキャリアロードポート上のキャリアの交換可否を判断する手段と、
キャリア交換が可能と判断された場合、前記最初に搬出されたウエーハの回収開始予定時間と、前記他のキャリアロードポート上の空キャリア発生予定時間とに基づいて、前記１のキャリアロードポート上のキャリアに搭載されていたウエーハの回収先キャリアの有無を判断する手段と、
回収先キャリアありと判断された場合、前記１のキャリアロードポート上の空キャリアと、未処理ウエーハを搭載した、キャリアロードポートへの搬入待機中の他のキャリアとの交換を半導体製造装置に指示する手段と、
を備えることを特徴とするキャリア交換装置。
【請求項１】
半導体装置を製造する半導体製造装置に適用されるキャリア交換方法であって、
半導体製造装置に仕掛り中のウエーハ枚数を取得する工程と、
半導体製造装置内のウエーハ搬送経路中に同時に滞在できるウエーハ枚数と、前記仕掛り中のウエーハ枚数とを比較する工程と、
前記仕掛り中のウエーハ枚数が、前記ウエーハ搬送経路中に同時に滞在可能なウエーハ枚数未満である場合、前記半導体製造装置のキャリアロードポート上の空キャリアと、未処理ウエーハを搭載した、キャリアロードポートへの搬入待機中の他のキャリアとの交換を要求する信号を発行する工程と、
前記交換要求信号にしたがって、前記空キャリアと前記他のキャリアとのキャリア交換を実行する工程と、
を有することを特徴とする、半導体製造装置のキャリア交換方法。
【請求項２】
前記交換要求信号を発行する工程は、
１のキャリアロードポート上のキャリアから最初に搬出されて前記半導体製造装置における処理が完了したウエーハがキャリアへ回収される予定時間と、他のキャリアロードポート上に空キャリアが発生する予定時間とに基づいて、前記１のキャリアロードポート上のキャリアの交換可否を判断する工程と、
キャリア交換が可能と判断された場合、前記最初に搬出されたウエーハの回収開始予定時間と、前記他のキャリアロードポート上の空キャリア発生予定時間とに基づいて、前記１のキャリアロードポート上のキャリアに搭載されていたウエーハの回収先となる、前記１のキャリアロードポート上のキャリアとは異なるキャリアの有無を判断する工程と、
回収先キャリアありと判断された場合、前記１のキャリアロードポート上のキャリアを交換対象とする前記交換要求信号を発行する工程と、
を有することを特徴とする、請求項１記載の半導体製造装置のキャリア交換方法。
【請求項３】
前記仕掛り中のウエーハ枚数は、キャリアロードポート上のキャリア内のウエーハおよび前記半導体製造装置内のウエーハ搬送経路中に滞在中のウエーハのうち、当該枚数取得時に、前記半導体製造装置における処理が完了していずれかのキャリアに回収されたウエーハと同一のキャリアに搭載されていたウエーハを除いた枚数である、請求項１または２記載の半導体製造装置のキャリア交換方法。
【請求項４】
前記仕掛り中のウエーハ枚数は、前記ウエーハ搬送経路中に同時に滞在可能なウエーハ枚数未満である条件を満足する範囲において、キャリアロードポートに未だ設置されていない搬入待機中キャリアに搭載されたウエーハ枚数を含む、請求項３記載の半導体製造装置のキャリア交換方法。
【請求項５】
前記ウエーハの回収開始予定時間および前記空キャリア発生予定時間は、前記半導体製造装置のキャリアロードポート上に空キャリアが発生した時点、およびいずれかのキャリアロードポート上のキャリアから最初に搬出されて前記半導体製造装置における処理が完了したウエーハがキャリアへ回収された時点に算出される、請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体製造装置のキャリア交換方法。
【請求項６】
前記交換要求信号を発行する工程は、前記半導体製造装置の全キャリアロードポート上にキャリアが設置された状態、あるいは全キャリアロードポートへのキャリアの設置が確定した状態で実施される、請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体製造装置のキャリア交換方法。
【請求項７】
半導体装置を製造する半導体製造装置に適用されるキャリア交換装置であって、
半導体製造装置に仕掛り中のウエーハ枚数を取得する手段と、
半導体製造装置内のウエーハ搬送経路中に同時に滞在できるウエーハ枚数と、前記仕掛り中のウエーハ枚数とを比較する手段と、
前記仕掛り中のウエーハ枚数が、前記ウエーハ搬送経路中に同時に滞在可能なウエーハ枚数未満である場合、１のキャリアロードポート上のキャリアから最初に搬出されて前記半導体製造装置における処理が完了したウエーハがキャリアへ回収される予定時間と、他のキャリアロードポート上に空キャリアが発生する予定時間とに基づいて、前記１のキャリアロードポート上のキャリアの交換可否を判断する手段と、
キャリア交換が可能と判断された場合、前記最初に搬出されたウエーハの回収開始予定時間と、前記他のキャリアロードポート上の空キャリア発生予定時間とに基づいて、前記１のキャリアロードポート上のキャリアに搭載されていたウエーハの回収先キャリアの有無を判断する手段と、
回収先キャリアありと判断された場合、前記１のキャリアロードポート上の空キャリアと、未処理ウエーハを搭載した、キャリアロードポートへの搬入待機中の他のキャリアとの交換を半導体製造装置に指示する手段と、
を備えることを特徴とするキャリア交換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−２５８２２５（Ｐ２０１０−２５８２２５Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０６７４５（Ｐ２００９−１０６７４５）
【出願日】平成２１年４月２４日（２００９．４．２４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２４日（２００９．４．２４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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