测量夹具以及处理方法与流程

1.本发明涉及测量夹具以及处理方法。


背景技术：

2.在专利文献1中,公开了包括与晶圆相同程度的大小的圆板、以及能够通过设于圆板的透孔目视确认下方的摄像机的位置示教装置。
3.《现有技术文献》
4.《专利文献》
5.专利文献1:日本国特开2003-218186号公报


技术实现要素：

6.《本发明要解决的问题》
7.但是,在通过输送装置输送晶圆的情况下,由于机械误差、安装等的机械误差,无法进行在设计值下的输送。因此,需求测量设计值和实际的机械误差的夹具。
8.在一个侧面中,本发明提供一种对装置内的状态进行测量的测量夹具以及处理方法。
9.《用于解决问题的手段》
10.为了解决上述问题,根据一个方式,提供一种测量夹具,包括:基板；背面摄像机,其设于上述基板的背面侧；以及控制部,其用于控制上述背面摄像机。
11.《发明的效果》
12.根据一个侧面,能够提供一种测量夹具以及处理方法。
附图说明
13.图1是一个实施方式的基板处理系统的构成图的一个例子。
14.图2是示出一个实施方式的基板处理系统所包括的基板处理装置的构成的剖视图的一个例子。
15.图3是示出一个实施方式的基板处理系统所包括的基板处理装置的构成的俯视图的一个例子。
16.图4是自正面侧观察的测量夹具的立体图的一个例子。
17.图5是自背面侧观察的测量夹具的立体图的一个例子。
18.图6是fims示教的流程图的一个例子。
19.图7是晶舟示教的流程图的一个例子。
20.图8是用于调整晶圆的输送速度的流程图的一个例子。
21.图9是用于检测晶舟的变形,并且对晶圆的输送方法进行调整的流程图的一个例子。
具体实施方式
22.以下,参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。在各附图中,对于相同的构成部分赋予相同的附图标记,有时省略重复的说明。
23.《基板处理系统》
24.首先,使用图1对一个实施方式的基板处理系统100进行说明。图1是一个实施方式的基板处理系统100的构成图。基板处理系统100具有测量夹具101、分析控制器102、装置控制器103、以及基板处理装置104。
25.测量夹具101构成为能够通过无线与分析控制器102进行数据通信。另外,测量夹具101构成为能够被用于输送基板即半导体晶圆(以下称为“晶圆w(参照后述图2)”。)的基板处理装置104的输送装置(后述晶圆输送装置60)输送可能。测量夹具101具有进行基于各种传感器(后述正面摄像机121～126、背面摄像机131～135、水平仪140、振动传感器151、152)的数据的检测、基于内置的控制器(后述夹具控制器160)的数据的一次分析、数据的一次存储、数据向分析控制器102的发送的功能。
26.分析控制器102以能够进行通信的方式与测量夹具101以及装置控制器103连接。分析控制器102用于进行数据的分析、向装置控制器103的动作指示、数据的存储、向测量夹具101的动作指示、分析开始指示、分析结束指示等。另外,分析控制器102构成为digital twin系统而实现cps(cyber physical system)。
27.装置控制器103以能够进行通信的方式与分析控制器102以及基板处理装置104连接。装置控制器103是基于来自分析控制器102的动作指示,进行基板处理装置104的整体的控制(动作指示)的装置。另外,其具有将基板处理装置104的数据发送至分析控制器102的功能。
28.基板处理装置104是用于对晶圆w(参照后述图2)进行规定的处理(例如,热处理)的装置。
29.需要说明的是,虽然在图1所示构成中,以个别设置分析控制器102和装置控制器103的构成为例进行了说明,但是不限于此,装置控制器103可以具有分析控制器102的功能。
30.接下来,对于一个实施方式的基板处理系统100所包括的基板处理装置104的构成例,参照图2以及图3进行说明。图2是示出一个实施方式的基板处理系统100所包括的基板处理装置104的构成的剖视图的一个例子。图3是示出一个实施方式的基板处理系统100所包括的基板处理装置104的构成的俯视图的一个例子。
31.基板处理装置104构成为容纳于构成装置的外壳体的壳体2中。在壳体2内，形成有托架输送区域s1、晶圆输送区域s2。托架输送区域s1和晶圆输送区域s2被分隔壁4分隔。于分隔壁4设有输送口6，其使托架输送区域s1和晶圆输送区域s2连通，用于输送晶圆w。输送口6通过依据fims(front-opening interface mechanical standard)标准的门机构8进行开闭。门机构8连接有盖体开闭装置7的驱动机构，门机构8构成为通过驱动机构在前后方向以及上下方向移动自如，从而输送口6被开闭。
32.以下,将托架输送区域s1以及晶圆输送区域s2的排列方向设定为前后方向(与图3的第二水平方向对应),将与前后方向垂直的水平方向设定为左右方向(与图3的第一水平方向对应)。
33.托架输送区域s1是处于大气气氛下的区域。托架输送区域s1是将容纳有晶圆w的托架c在基板处理装置104内的后述的部件之间进行输送,将容纳有晶圆w的托架c自外部搬入基板处理装置104内,或者将容纳有晶圆w的托架c自基板处理装置104搬出至外部的区域。托架c可以是例如foup(front-opening unified pod)。通过foup内的清洁度被保持为规定的水平,能够防止异物向晶圆w的正面的附着、自然氧化膜的形成。托架输送区域s1由第一输送区域10和位于第一输送区域10的后方(晶圆输送区域s2侧)的第二输送区域12构成。
34.在第一输送区域10中,作为一个例子在上下设有两级(参照图2)装载晶舟14,且在各级在左右设有两个(参照图3)装载晶舟14。装载晶舟14是在托架c被搬入基板处理装置104时用于接受托架c的搬入用的载置台。装载晶舟14设于壳体2的壁部开放的部位,从而能够自外部进入基板处理装置104。具体而言,通过设于基板处理装置104的外部的输送装置(未图示),向装载晶舟14之上搬入以及载置托架c、以及自装载晶舟14向外部搬出托架c成为可能。另外,由于装载晶舟14例如在上下存在两级,因此托架c在两者的搬入以及搬出成为可能。在装载晶舟14的下级,为了能够保管托架c,可以具有储料器16。在装载晶舟14的用于载置托架c的面上,例如设有三处用于定位托架c的定位销18。另外,可以构成为在将托架c载置于装载晶舟14之上的状态下,装载晶舟14能够在前后方向移动。
35.在第二输送区域12的下部,在上下方向排列配置有两个(参照图2)fims晶舟24。fims晶舟24是在将托架c内的晶圆w相对于晶圆输送区域s2内的后述热处理炉80进行搬入以及搬出时,用于保持托架c的保持台。fims晶舟24构成为在前后方向移动自如。与装载晶舟14相同,在fims晶舟24的用于载置托架c的面上也设有三处用于对托架c进行定位的定位销18。
36.第二输送区域12的上部设有用于保管托架c的储料器16。储料器16例如由三级的架子构成,在各个架子上,在左右方向能够载置两个以上的托架c。另外,也可以是在第二输送区域12的下部且未配置有托架载置台的区域中配置储料器16的构成。
37.在第一输送区域10和第二输送区域12之间,设有用于在装载晶舟14、储料器16、以及fims晶舟24之间输送托架c的托架输送机构30。
38.托架输送机构30包括第一导向件31、第二导向件32、移动部33、臂部34、以及手部35。第一导向件31构成为在上下方向延伸。第二导向件32与第一导向件31,其构成为在左右方向(第一水平方向)延伸。移动部33构成为被第二导向件32引导而在左右方向移动。臂部34具有一个关节和两个臂部,其设于移动部33。手部35设于臂部34的顶端。在手部35上设有三处用于对托架c进行定位的销18。
39.晶圆输送区域s2是自托架c取出晶圆w,从而实施各种处理的区域。晶圆输送区域s2为了防止在晶圆w上形成氧化膜而设定为非活性气体气氛,例如设定为氮气(n2)气氛。在晶圆输送区域s2中,设有下端作为炉口开口的纵式的热处理炉80。
40.热处理炉80能够容纳晶圆w,具有用于进行晶圆w的热处理的石英制的圆筒状的处理容器82。在处理容器82的周围配置圆筒状的加热器81,通过加热器81的加热来进行容纳的晶圆w的热处理。在处理容器82的下方设有闸门(未图示)。闸门是在晶舟50自热处理炉80被搬出至下一个晶舟50被搬入为止的期间内用于盖住热处理炉80的下端的门。在热处理炉80的下方,基板保持器件即晶舟50隔着保温筒52载置于盖体54之上。换言之,盖体54在晶舟
50的下方与晶舟50一体设置。
41.晶舟50例如为石英制,其构成为将大口径(例如直径为300mm或450mm)的晶圆w以在上下方向具有规定间隔的方式保持为大致水平。容纳于晶舟50的晶圆w的张数不特别限定,例如可以为50～200张。盖体54被升降机构(未图示)支承,晶舟50在升降机构作用下相对于热处理炉80被搬入或搬出。在晶舟50和输送口6之间设有晶圆输送装置60。
42.晶圆输送装置60在保持于fims晶舟24之上的托架c和晶舟50之间进行晶圆w的移载。晶圆输送装置60具有导向机构61、移动体62、叉臂部63、升降机构64、以及旋转机构65。导向机构61是长方体状。导向机构61安装于在铅直方向延伸的升降机构64,其构成为能够通过升降机构64在铅直方向移动,并且能够通过旋转机构65进行旋转。移动体62设为能够在导向机构61之上沿长度方向进退移动。叉臂部63是通过移动体62进行安装的移载机,其设有多个(例如5个)。通过具有多个叉臂部63,能够同时载置多张晶圆w,从而能够缩短晶圆w的输送所需要的时间。但是,叉臂部63也可以为一个。
43.可以在晶圆输送区域s2的顶部或侧壁部设置过滤器单元(未图示)。作为过滤器单元,可以举出hepa过滤器(high efficiency particulate air filter)、ulpa过滤器(ultra-low penetration air filter)等。通过设置过滤器单元,能够向晶圆输送区域s2供给洁净空气。
44.《测量夹具》
45.接下来,使用图4以及图5对测量夹具101进行说明。图4是自正面侧观察的测量夹具101的立体图的一个例子。图5是自背面侧观察的测量夹具101的立体图的一个例子。需要说明的是,图4以及图5示出了测量夹具101容纳于载置于fims晶舟24(参照图2)的托架c(参照图2)的槽部201～203,并且晶圆输送装置60(参照图2)的叉臂部63插入托架c内的状态。另外,在以下的说明中,将叉臂部63的插拔方向设定为前后方向,将叉臂部63的宽度方向设定为左右方向进行说明。
46.测量夹具101包括基板110、正面摄像机121～126、背面摄像机131～135、水平仪140、振动传感器151、152、夹具控制器160、以及电池170。
47.基板110形成为与晶圆w相同直径的圆板。由此,测量夹具101能够与晶圆w相同地容纳于托架c、晶舟50。需要说明的是,在图4以及图5所示例子中,测量夹具101容纳于设于托架c的前侧内壁面的槽部201、设于托架c的右侧内壁面的槽部202、以及设于托架c的左侧内壁面的槽部203。另外,能够通过托架输送机构30对容纳有测量夹具101的托架c进行输送。另外,能够通过晶圆输送装置60对测量夹具101进行输送。
48.在基板110的正面配置多个正面摄像机121～126。在此,基板110的正面是基板110的重力的方向朝上的面。另外,基板110的正面是将基板110载置于晶舟50、托架c时,不与晶舟50、托架c接触侧的面。另外,基板110的正面是将基板110载置于叉臂部63而进行输送时,不与叉臂部63接触侧的面。
49.例如,正面摄像机121配置于基板110的前侧,对前方(叉臂部63的插入方向、自正面观察槽部201的方向)进行摄像。正面摄像机122配置于基板110的前侧,对右方(自侧面观察槽部201的方向)进行摄像。正面摄像机123配置于基板110的右侧,对右方(自正面观察槽部202的方向)进行摄像。正面摄像机124配置于基板110的右侧,对前方(叉臂部63的插入方向、自侧面观察槽部202的方向)进行摄像。正面摄像机125配置于基板110的左侧,对左方
(自正面观察槽部203的方向)进行摄像。正面摄像机126配置于基板110的左侧,对前方(叉臂部63的插入方向、自侧面观察槽部203的方向)进行摄像。
50.在基板110的背面配置多个背面摄像机131～135。这里,基板110的背面是基板110的重力的方向朝下的面。另外,基板110的背面是将基板110载置于晶舟50、托架c时与晶舟50、托架c接触侧的面。另外,基板110的背面是将基板110载置于叉臂部63而进行输送时与叉臂部63接触侧的面。
51.例如,背面摄像机131配置于基板110的前侧,对前方(叉臂部63的插入方向、自正面观察槽部201的方向)进行摄像。背面摄像机132配置于基板110的前侧,对右方(自侧面观察槽部201的方向)进行摄像。背面摄像机133配置于基板110的右侧,对右方(自正面观察槽部202的方向)进行摄像。背面摄像机134配置于基板110的左侧,对左方(自正面观察槽部203的方向)进行摄像。背面摄像机135配置于基板110的中央,对后方(叉臂部63的拔出方向)进行摄像。
52.这里,叉臂部63具有基部631、以及自基部631分成两支的分支部632、633。背面摄像机131～135配置于如下位置,即,在将叉臂部63插入测量夹具101之下时,以及在通过叉臂部63抬起测量夹具101而进行输送时,叉臂部63不与背面摄像机131～135干涉的位置。
53.正面摄像机121～126以及背面摄像机131～135可以用于后述示教时的示教位置的确认、各个示教位置处的倾斜(例如,水平、垂直等)的检测、与cps上的设计数据的偏差的检测等。
54.需要说明的是,正面摄像机121～126以及背面摄像机131～135可以包括发出辅助光的光源。
55.水平仪140配置于基板110的正面,用于检测基板110的倾斜角度。水平仪140例如可以使用对3轴倾斜角进行计量的传感器。
56.水平仪140可以用于后述示教时的示教位置处的相对角度的偏差的检测、通过叉臂部63抬起测量夹具101时的接触位置的检测、将测量夹具101自叉臂部63转移至晶舟50或通过叉臂部63自晶舟50接受将测量夹具101时的对于晶舟50的摆动的摆动角度的检测等。
57.振动传感器151、152配置于基板110的正面,用于检测基板110的振动。振动传感器151、152例如可以使用加速度传感器。另外,振动传感器151配置于比基板110的中心靠前方,振动传感器152配置于比基板110的中心靠后方。
58.振动传感器151、152可以用于基板处理装置104的故障的事前检测、测量夹具101输送的适合速度的判定等。
59.夹具控制器160配置于基板110的正面。通过正面摄像机121～126摄像的图像数据、通过背面摄像机131～135摄像的图像数据、通过水平仪140取得的数据、通过振动传感器151、152取得的数据被输入夹具控制器160。另外,夹具控制器160具有用于分析被输入的数据的功能。另外,夹具控制器160具有对图像数据进行图像处理的功能。另外,夹具控制器160具有存储被输入的数据的功能。另外,夹具控制器160具有与分析控制器102进行通信的功能。
60.电池170配置于基板110的正面,其供给用于使正面摄像机121～126、背面摄像机131～135、水平仪140、振动传感器151、152以及夹具控制器160进行动作的电力。
61.这里,图1所示基板处理系统100具有用于实现cps(cyber physical system)的分
析控制器102。分析控制器102作为cyber侧的数据保存有基板处理系统100的设计数据,并且保存有基于设计数据的位置信息。
62.但是,实际的装置因装置的零件的机械误差、安装等的机械误差,无法进行按照设计值的输送。在本实施方式的基板处理系统100中,通过以设计值为前提,使用测量夹具101进行考虑了实际的机械误差的动作,从而能够进行示教(teaching)。
63.《fims示教》
64.接下来,使用图6,对使用测量夹具101的示教处理进行说明。图6是fims示教的流程图的一个例子。
65.这里,对于自保持于fims晶舟24的托架c接受晶圆w(测量夹具101)时的动作进行示教。
66.在开始图6的流程前,托架c被载置于fims晶舟24,在托架c中容纳有测量夹具101。
67.在步骤s101中,使叉臂部63移动至设计值的位置。这里,装置控制器103控制晶圆输送装置60,使叉臂部63移动至插入托架c前的设计值的位置。
68.在步骤s102中,对插入托架c前的叉臂部63的位置进行调整。
69.首先,夹具控制器160控制背面摄像机135,对基板110以及叉臂部63进行摄像,并且将摄像的图像数据发送至分析控制器102。分析控制器102对在背面摄像机135摄像的图像进行图像处理,对叉臂部63的宽度方向(左右方向)的中心位置进行计量。另外,分析控制器102对通过背面摄像机135进行摄像的图像进行图像处理,对叉臂部63的插入高度(叉臂部63的上正面至基板110的下正面的高度)进行计量。
70.并且,分析控制器102基于将叉臂部63插入托架c前的设计值的位置、以及计量的叉臂部63的宽度方向的中心位置和叉臂部63的插入高度,对将叉臂部63插入托架c前的位置进行示教。并且,分析控制器102将示教的位置指示给装置控制器103。装置控制器103控制晶圆输送装置60,使叉臂部63移动至示教的位置。
71.在步骤s103中,将叉臂部63插入托架c,调整叉臂部63的水平。
72.首先,装置控制器103控制晶圆输送装置60,使叉臂部63前进,将叉臂部63插入测量夹具101的下方。这里,夹具控制器160控制背面摄像机132,对基板110以及叉臂部63的分支部633的顶端部进行摄像。另外,夹具控制器160控制背面摄像机135,对基板110以及叉臂部63的基部631进行摄像。另外,装置控制器103将摄像的图像数据发送至分析控制器102。分析控制器102对通过背面摄像机132以及背面摄像机135摄像的图像进行图像处理,从而对叉臂部63的前进方向的位置进行计量。
73.并且,分析控制器102在叉臂部63的前进方向的位置成为规定的位置后,通过装置控制器103使叉臂部63的前进停止。另外,分析控制器102对叉臂部63的前进位置进行示教。
74.接下来,夹具控制器160控制背面摄像机135,对基板110以及叉臂部63的基部631进行摄像。另外,夹具控制器160控制背面摄像机132,对基板110以及叉臂部63的分支部633的顶端部进行摄像。另外,装置控制器103将摄像的图像数据发送至分析控制器102。分析控制器102对通过背面摄像机135摄像的图像进行图像处理,从而对叉臂部63的后方侧中的叉臂部63的插入高度进行计量。另外,分析控制器102对通过背面摄像机132摄像的图像进行图像处理,从而对叉臂部63的前方侧中的叉臂部63的插入高度进行计量。分析控制器102基于后方侧中的叉臂部63的插入高度与前方侧中的叉臂部63的插入高度的差,对叉臂部63的
下垂量(倾斜角)进行计量。
75.并且,分析控制器102基于计量的叉臂部63的下垂量,将叉臂部63成为水平的偏移量指示给装置控制器103。装置控制器103根据自分析控制器102指示的偏移量对晶圆输送装置60的倾斜角进行控制。由此,使叉臂部63相对于基板110水平。
76.在步骤s104中,使叉臂部63上升,对叉臂部63与测量夹具101接触的接触面进行检测。
77.首先,装置控制器103对晶圆输送装置60进行控制,使叉臂部63逐渐上升。分析控制器102将自夹具控制器160发送来的正面摄像机121～126、背面摄像机131～135、水平仪140、振动传感器151、152的数据合成使用,从而高精度地检测接触面。例如,基于正面摄像机121以及背面摄像机131摄像的槽部201与基板110的图像,对接触面进行检测。另外,基于背面摄像机132、134摄像的叉臂部63和基板110的图像,对接触面进行检测。另外,通过振动传感器151、152对叉臂部63与测量夹具101接触时的基板110的振动进行检测,从而对接触面进行检测。另外,通过水平仪140对叉臂部63与测量夹具101接触且通过叉臂部63抬起测量夹具101时的基板110的倾斜进行检测,从而对接触面进行检测。
78.另外,分析控制器102基于背面摄像机132、134摄像的叉臂部63和基板110的图像,确认基板110正确载置于叉臂部63之上的规定的位置。
79.在步骤s105中,将测量夹具101抬起至槽部的中心位置。装置控制器103接着步骤s104,对晶圆输送装置60进行控制,使叉臂部63逐渐上升。夹具控制器160通过正面摄像机121以及背面摄像机131对槽部s201处的基板110的位置进行摄像。同样地,通过正面摄像机123以及背面摄像机133对槽部s202处的基板110的位置进行摄像。同样地,通过正面摄像机125以及背面摄像机134对槽部s203处的基板110的位置进行摄像。分析控制器102对自夹具控制器160发送来的图像进行图像处理而检测各槽部201～203的间隙。分析控制器102在判定为基板110被抬起至槽部201～203的中心位置后,通过装置控制器103,使叉臂部63的上升停止。另外,分析控制器102对叉臂部63的位置进行示教。
80.此时,夹具控制器160基于水平仪140的数据,确认fims晶舟24和叉臂部63的调平的水准。可以在调平的水准超过阈值的情况下,以进行调平的调整的方式发出警报。
81.以上,结束fims晶舟24中的示教。由此,在取出容纳于托架c中的晶圆w时,装置控制器103使叉臂部63移动至在步骤s102中示教的位置,在步骤s103中使叉臂部63前进至示教的位置,在步骤s105中使叉臂部63上升至示教的位置,之后,使叉臂部63后退,从而能够取出晶圆w。
82.《晶舟示教》
83.接下来,对于使用测量夹具101的其他示教处理,使用图7进行说明。图7是晶舟示教的流程图的一个例子。
84.这里,对将晶圆w(测量夹具101)交接至晶舟50时的动作进行示教。需要说明的是,在开始图7的流程前,在叉臂部63上载置有测量夹具101。
85.在步骤s201中,使载置有测量夹具101的叉臂部63移动至设计值的位置。这里,装置控制器103控制晶圆输送装置60,使叉臂部63移动至插入晶舟50前的设计值的位置。
86.在步骤s202中,对插入晶舟50前的叉臂部63的位置进行调整。
87.首先,夹具控制器160通过对前方进行摄像的正面摄像机121、124、126以及背面摄
像机131、133、134对晶舟50的槽部进行摄像,并将其发送至分析控制器102。分析控制器102基于摄像的图像,以使叉臂部63前进时测量夹具101能够不接触晶舟50的槽部而插入的方式,对叉臂部63的高度位置以及左右方向位置进行调整。由此,分析控制器102对调整的叉臂部63的位置进行示教。
88.在步骤s203中,将叉臂部63插入晶舟50,对叉臂部63的位置进行调整。
89.这里,分析控制器102基于通过设于基板110的前方的对前方进行摄像的正面摄像机121和背面摄像机131、以及设于基板110的左右而对前方进行摄像的正面摄像机124、126对晶舟50的槽部201～203进行摄像的图像,对测量夹具101的左右方向的位置进行调整。
90.另外,分析控制器102基于通过设于基板110的前方的对前方进行摄像的正面摄像机121以及通过背面摄像机131对晶舟50的槽部201进行摄像的图像,以基板110不接触槽部的方式调整上下位置。
91.另外,分析控制器102基于通过正面摄像机122或背面摄像机132摄像的槽部201与基板110的水平方向(径向)的间隔、通过正面摄像机124摄像的槽部202与基板110的水平方向(径向)的间隔、通过正面摄像机126摄像的槽部203与基板110的水平方向(径向)的间隔,对将测量夹具101插入槽部的前后轴的位置进行调整。
92.另外,分析控制器102通过正面摄像机121、123、125和背面摄像机131、133、134对槽部201～203与基板110的上下的间隙进行检测,以间隙成为最大的方式调整上下轴的位置。
93.由此,分析控制器102对调整后的叉臂部63的位置进行示教。
94.在步骤s204中,使叉臂部63下降,对晶舟50与测量夹具101接触的接触面进行检测。这里,与步骤s104相同,分析控制器102将自夹具控制器160发送来的正面摄像机121～126、背面摄像机131～135、水平仪140、以及振动传感器151、152的数据合成使用,从而检测接触面。
95.在步骤s205中,使叉臂部63下降,对叉臂部63的水平进行调整。这里,与步骤s103相同,夹具控制器160基于通过背面摄像机135以及背面摄像机132摄像的图像,求出叉臂部63的插入高度的差,对叉臂部63的下垂量(倾斜角)进行计量。
96.此时,夹具控制器160基于水平仪140的数据,确认晶舟50与叉臂部63的调平的水准。可以在调平的水准超过阈值的情况下,以进行调平的调整的方式发出警报。
97.以上,结束晶舟50的示教。由此,在将晶圆w输送至晶舟50的槽部时,装置控制器103使叉臂部63移动至在步骤s202中示教的位置,使叉臂部63前进至在步骤s203示教的位置,使叉臂部63下降至比在步骤s204中检测的接触面靠下,之后,使叉臂部63后退,从而能够将晶圆w容纳于晶舟50。
98.《晶圆的输送速度调整》
99.接下来,对于使用测量夹具101的其他示教处理,使用图8进行说明。图8是对晶圆的输送速度进行调整的流程图的一个例子。
100.在步骤s301中,使晶圆输送装置60的叉臂部63取得测量夹具101。装置控制器103依据示教的位置使叉臂部63移动,从而使叉臂部63自保持于fims晶舟24的托架c取得测量夹具101。
101.在步骤s302中,夹具控制器160开始振动传感器151、152和水平仪140的记录。
102.在步骤s303中,装置控制器103使叉臂部63移动,进行将测量夹具101以安全的速度输送至晶舟50。这里,安全的速度是指,能够正常地将测量夹具101输送至晶舟50的速度。
103.在步骤s304中,夹具控制器160在输送结束后,在晶舟50的振动收敛后,结束记录。并且,夹具控制器160将记录的数据发送至分析控制器102。需要说明的是,记录的结束可以由分析控制器102进行判断。
104.在步骤s305中,分析控制器102将振动数据的波形和摆动的波形的信息输入dt的模型,通过模拟计算速度上限的最优值。这里,计算将晶圆w交接至晶舟50时的晶舟50的最大的振动角度、至晶舟50的摆动收敛为止的时间,计算能够以不给予晶圆w冲击的方式对其进行输送的最大的输送速度。
105.在步骤s306中,装置控制器103以计算的速度进行测量夹具101的输送,夹具控制器160通过水平仪140以及振动传感器151、152对摆动等进行计量。需要说明的是,可以以设想测量夹具101与晶圆w的重量的不同的输送速度进行输送。
106.在步骤s307中,分析控制器102判定摆动、冲击是否在设想值内。不在设想值内的情况下(s307
·
no),返回步骤s305,自模拟重新开始。在设想值内的情况下(s307
·
yes),结束处理。
107.由此,在将晶圆w输送至晶舟50时,能够设定能够防止在晶圆w产生刮痕的输送速度。
108.《晶舟的变形判定和输送方法》
109.接下来,对于使用测量夹具101的其他示教处理,使用图9进行说明。图9是检测晶舟50的变形,调整晶圆w的输送方法的流程图的一个例子。
110.在步骤s401中,装置控制器103使叉臂部63移动,将测量夹具101输送至晶舟50的指定的槽部。需要说明的是,此时,同时进行该槽部的示教,将测量夹具101安置于正确的输送位置。
111.在步骤s402中,夹具控制器160通过水平仪140检测输送的槽部的三维倾斜。
112.在步骤s403中,判定是否重复了指定槽部的量。在未重复指定槽部的量的情况下(s403
·
no),直至指定的槽部的倾斜的检测结束为止向下一个槽部输送测量夹具101(s401),对倾斜进行检测(s402)。在重复了指定槽部的量的情况下(s403
·
yes),进入步骤s404。
113.在步骤s404中,分析控制器102将通过测量夹具101测量的实际的三维计量值加入事先存储的晶舟50的设计数据,计算各槽部的间隙。
114.在步骤s405中,分析控制器102根据计算的间隙,判定能够输送5张的槽部、只能输送1张的槽部、以及变形过大而不能进行输送的槽部。
115.在步骤s406中,装置控制器103根据步骤s405的判定结果将晶圆w输送至晶舟50。另外,分析控制器102基于计量的晶舟50的变形,调整示教位置,装置控制器103基于调整的示教位置,实施晶圆w的输送。
116.由此,在晶舟50因高温的热处理等而产生了变形的情况下,能够对不适合使用的晶舟50的槽部进行客观判断。另外,可以根据各槽部的状态,调整同时进行输送的晶圆w的张数。
117.《故障的事前检测》
118.接下来,对于使用测量夹具101的、基板处理装置104的故障的事前检测进行说明。
119.以规定的周期(例如,约1个月一次),将测量夹具101放入基板处理装置104内,通过振动传感器151、152和水平仪140取得使各装置的驱动轴动作时的振动信息,通过分析控制器102进行故障的事前检测。
120.例如,在托架输送机构30中,在将测量夹具101放入托架c的状态下,使各可动轴(上下轴、左右轴、前后轴)轮流进行动作,取得动作时的振动等。另外,在晶圆输送装置60中,将测量夹具101载置于叉臂部63,使各可动轴(上下轴、旋转轴、倾斜轴、各叉臂部的前后轴)轮流进行动作,取得动作时的振动等。另外,在用于输送晶舟50的晶舟输送机(未图示)中,在将测量夹具101放入晶舟50的状态下使各可动轴(上下轴、旋转轴、前后轴)轮流进行动作,取得动作时的振动等。另外,在用于使晶舟50进行升降的晶舟升降机(未图示)中,在将测量夹具101放入晶舟50的状态下使各可动轴(上下轴、旋转轴)轮流进行动作,取得动作时的振动等。
121.分析控制器102基于测量的振动等,进行故障的事前检测。由此,能够在装置故障前事前检测故障的产生的可能性,事先建立修理计划,从而削减基板处理装置104的停机时间。
122.另外,在测量夹具101中,在前后方向分别设有振动传感器151、152。这里,在被悬臂支承的叉臂部63振动的情况下,叉臂部63的顶端侧振动较大,叉臂部63的基部侧振动较小。因此,通过计算在前后方向设置的振动传感器151、152的检测值的差值,能够将晶圆输送装置60主体的振动与叉臂部63单体的振动的两个振动分开而获得振动信息。由此,能够进行广范围的故障检测。例如,该两个振动的差值也作为数据积累保存,在差值变大的情况下,由于可以考虑是保持有晶圆w的晶圆输送装置60的叉臂部63本身的安装不良(例如,螺钉的松弛、裂纹等),因此也能够用于叉臂部63的安装不良的事前检测。
123.另外,作为基于振动传感器151、152和水平仪140的故障的事前预制,例如,可以应用于晶圆输送装置60、晶舟升降机的上下轴的润滑油用尽预制、各部分轴承的润滑油用尽、破损的预制、基于润滑油用尽、传送带的松弛等的颗粒产生的预制、基于晶舟升降机旋转轴的密封部不良的颗粒产生的预制、托架输送机构30的齿条&小齿轮机构的消耗程度和颗粒产生的预制、根据各轴的水平变化观察的直线轨道的松弛的预制、晶圆输送装置60的叉臂部63的松弛等。
124.需要说明的是,分析控制器102通过digital twin借助cps上的模拟来预测各部的振动,通过该模拟的振动与通过测量夹具101检测的振动的差值来检测故障。另外,分析控制器102可以把握用于检测故障的特征量,基于通过测量夹具101检测的振动,通过统计的手法来预知故障。
125.另外,可以通过使用测量夹具101定期进行自动示教,累积记录自设计值的修正误差来进行示教部位的故障的事前检测。例如,与基于测量夹具101的振动传感器151、152的故障检同时实施自动示教。此时,可以记录基于自动示教的、自设计值的校正量,判定校正量增加的部位、符合的轴存在今后故障的可能性(螺钉的松弛、直线轨道的变形、轴承破损等)。
126.另外,以往的故障检测、示教等的维护作业需要使通过基板处理装置104进行的生产(晶圆w的处理)停止,切换至维护模式,操作员手动实施。与此相对,通过利用测量夹具
101,能够利用基板处理装置104的空闲时间,自动实施基板处理装置104的自我诊断、自动示教。需要说明的是,生产中的自我诊断、自动示教的实施定时例如可以由上位的控制装置(未图示)进行指示,可以通过装置控制器103内的调度器,通过生产批次的晶圆w不在基板处理装置104内的定时进行判断。
127.另外,分析控制器102通过基于digital twin的cps,始终在cyber侧模拟对于驱动部的行驶距离、使用时间的、振动的变化。由此,与实际的装置并行,在digital twin的模拟器上再现了正确模拟了驱动部的移动、使用时间、累加加权、运送的晶圆w、托架c的量等的装置。在考虑该实际的使用量的基础上,将模拟的振动数据和实际的振动数据进行比较,在发现允许差以上的偏离的情况下,判定为异常,能够对故障进行事前检测。
128.另外,在安装基板处理装置104内的各装置时,通过使用测量夹具101,能够客观判定安装机械误差。由此,能够使各装置的安装位置接近设计位置,从而能够实现精度较高的安装。例如,通过在将测量夹具101载置于安装装置的状态下,对安装装置的位置进行调整,能够提高安装位置的精度。另外,通过保存最终的调整结束时的数据,可以作为与设计数据的误差判定的基准。另外,通过利用测量夹具101的测量结果,能够设定为在设置作业结束时自动发行装置的设置结束时的检查成绩报告。
129.另外,通过测量夹具101容纳于储料器16的托架c内,根据需要通过测量夹具101对基板处理装置104内进行摄影,从而能够代替各种扫描传感器。另外,在基板处理装置104内产生了异常的情况下,能够通过测量夹具101对内部进行摄像。
130.另外,以往的示教作业、动作确认需要在维护中执行。与此相对,通过使用本测量夹具101,自上位管理装置接收基板处理装置104的生产计划的信息,在基板处理装置104不工作的定时自动进行自动示教、故障的事前检测。操作员、上位管理装置等可以事前设定自动执行的定时、频率、条件等。此时,测量夹具101可以委托上位管理装置,搬入基板处理装置104,也可以从基板处理装置104内的储料机取出。由于无需等待维护定时,可以在通常的生产中进行装置的诊断、再示教,因此能够减少基板处理装置104的故障率、事故,基板处理装置104的独立控制、可能时间延长、刮痕、颗粒的抑制成为可能。
131.以上,虽然对于基板处理系统100进行了说明,但是本发明不限于上述实施方式等,在权利要求书中记载的本发明的主旨的范围内,各种变形、改良是可能的。