JP7312927B1 - 基板搬送機構の動作判定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、基板搬送機構の一例を模式的に説明する平面図である。図1(a)は基板搬送機構で基板を保持していない状態を、図1(b)は基板搬送機構で基板を保持している状態を示す。図1において、X方向及びY方向は互いに直交する水平方向を意味し、Z方向は鉛直方向を意味する。後述の図2についても同様である。
図1に示す基板搬送機構1は、真空環境と大気環境とに切り替え可能な気密搬送室Aと、気密搬送室Aにゲートバルブ(図示せず)を介してX方向及びY方向にそれぞれ連結されたチャンバC1、C2との間で、基板W1、W2を搬送する(気密搬送室A及びチャンバC1、C2が大気環境下のときに搬送する場合を含む。以下、同様)機構である。図1(a)に示すように、基板搬送機構1は、Z方向に沿った回動軸11周りに回動可能であり、回動軸11を挟んで両端部にそれぞれ位置する2つの基板保持部12を具備する。また、基板搬送機構1は、気密搬送室Aと、チャンバC1、C2との連結方向(すなわち、X方向及びY方向)に進退動可能である。
図2は、図1に示す基板搬送機構1の慣らし運転の一例を概略的に説明する平面図である。図3は、慣らし運転によって図1に示す基板搬送機構1の動作を判定する従来方法の概略手順を説明するフロー図である。
以下、図2及び図3を参照して、従来の基板搬送機構1の動作判定方法について説明する。
図2(a)に示すように、気密搬送室A内に位置する基板搬送機構1の基板保持部12に基板W1、W2を保持させる(載置する)。この際、慣らし運転の場合には、基板保持部12に対して基板W1、W2が動かないように、好ましくは、粘着テープや吸着等で基板W1、W2を基板保持部12に固定する。次に、図2(b)に示すように、基板搬送機構1をチャンバC1に向けてX方向に進動させ、基板W1をチャンバC1内に位置させる。次に、図2(c)に示すように、基板W1が気密搬送室A内に位置するまで基板搬送機構1をチャンバC1から退動させた後、図2(d)に示すように、基板W1がチャンバC2に対向するまで、基板搬送機構1を時計回りに90°(又は、反時計回りに270°)回動させる。次に、図2(e)に示すように、基板搬送機構1をチャンバC2に向けてY方向に進動させ、基板W1をチャンバC2内に位置させる。次に、図2(f)に示すように、基板W1が気密搬送室A内に位置するまで基板搬送機構1をチャンバC2から退動させた後、図2(g)に示すように、基板W2がチャンバC2に対向するまで、基板搬送機構1を時計回りに180°(又は、反時計回りに180°)回動させる。次に、図2(h)に示すように、基板搬送機構1をチャンバC2に向けてY方向に進動させ、基板W2をチャンバC2内に位置させる。次に、図2(i)に示すように、基板W2が気密搬送室A内に位置するまで基板搬送機構1をチャンバC2から退動させた後、再び図2(a)に示すように、基板W1がチャンバC1に対向するまで、基板搬送機構1を時計回りに90°(又は、反時計回りに270°)回動させる。慣らし運転では、以上の動作が予め決められた所定期間だけ繰り返し実行される。
なお、基板搬送機構1に基板保持部12の位置データを取得するためのセンサを取り付けることも考えられるが、基板搬送機構1に常時センサを取り付けると、基板搬送機構1の製造コストが増加したり、センサの重量分だけ基板搬送機構1の負荷が高まることで基板搬送機構1の動作を精度良く判定できないおそれがある。慣らし運転を行うときにのみ、基板搬送機構1にセンサを取り付ける場合であっても、後者の問題が生じる。このため、基板搬送機構1ではなく、前述のようにチャンバC1、C2内に、或いは、気密搬送室A内に、基板保持部12の位置データを取得するためのセンサを配置することが好ましい。また、例えば、チャンバC1、C2の代わりに、慣らし運転専用のダミーチャンバ(センサ2a~2dが配置されたダミーチャンバ)を気密搬送室Aに連結して、慣らし運転を行ってもよい。
以上のように、センサ2a~2dは、直接的には基板W1又はW2のエッジ位置を検出するが、基板W1、W2は基板保持部12に固定されているため、間接的に基板保持部12の位置データを取得することになる。なお、図1(a)に示すように、基板保持部12には、センサ2a~2dの投光器から投光されたレーザ光が、基板W1、W2のエッジ位置に到達するまで、基板W1、W2のエッジ位置よりも外側(基板W1、W2の中心から見て径方向外側)に位置する基板保持部2の部位で遮蔽されずに透過するように、スリット12aが設けられており、これにより、基板W1又はW2のエッジ位置を検出可能である。
従来の動作判定方法では、図2(a)~図2(i)に示す慣らし運転を繰り返し実行する過程で、基板保持部12の位置データの取得を所定期間が経過するまで繰り返し実行する。すなわち、図3に示すステップS3’で「No」の場合、ステップS2’を繰り返し実行する。この所定期間は、基板搬送機構1を含む基板処理装置の製造者側と購入者側との取り決め等によって、予め決められている(例えば、所定期間=慣らし運転の繰り返し回数5000回など)。
動作精度が要求を満たす場合(図3のステップS4’で「Yes」の場合)、基板搬送機構1の動作が合格であると判定する(図3のステップS5’)。
一方、動作精度が要求を満たさない場合(図3のステップS4’で「No」の場合)、基板搬送機構1を調整する。例えば、基板搬送機構1をいったん分解し、再度組み立てる等の調整を行う。そして、調整後の基板搬送機構1について、再び、基板保持部12の位置データの取得(図3のステップS2’)を、基板搬送機構1の調整後から所定期間が経過するまで(図3のステップS3’で「Yes」になるまで)繰り返し実行し、所定期間における基板搬送機構1の動作精度を算出し、この動作精度が予め決められた要求を満たすか否かを判定する(図3のステップS4’)。
このため、慣らし運転を最初に開始してから(基板搬送機構1の動作を最初に開始してから)所定期間が経過するまでに取得した位置データに基づき算出した動作精度が要求を満たす場合には、所定期間で慣らし運転を終了できる(基板搬送機構1の動作を終了できる)ものの、動作精度が要求を満たさなかった場合には、所定期間の倍数の慣らし運転が必要となり、基板搬送機構の動作を早期に判定できないという問題が生じていた。
本発明によれば、データ取得工程において、予め決められた所定期間よりも短い評価期間において、基板保持部の位置データを取得し、指標値算出工程において、評価期間における位置データに基づき、基板搬送機構の動作を判定するための指標値を算出し、比較工程において、指標値を、予め決められた基準指標と比較する。繰り返し工程では、上記のデータ取得工程、指標値算出工程及び比較工程を、所定期間が経過するまで繰り返し実行する。そして、繰り返し工程において、比較工程で指標値が基準指標を超えない場合、基板搬送機構の動作が合格であると判定する。
本発明によれば、基板搬送機構の動作を最初に開始してから所定期間が経過するまでの間において、評価期間における位置データに基づき算出した指標値が常に基準指標を超えないのであれば、基板搬送機構の動作が合格であると判定して、所定期間で基板搬送機構の動作を終了できる。この点は、従来の動作判定方法と同様である。しかしながら、基板搬送機構の動作を最初に開始してから所定期間が経過するまでの途中で、評価期間における位置データに基づき算出した指標値が基準指標を超えた場合には、所定期間が経過するまで待たずに、基板搬送機構の調整を行うことができる(所定期間より短い評価期間が経過した時点で、基板搬送機構の調整が可能である)。そして、繰り返し工程では、調整後の基板搬送機構について、データ取得工程、指標値算出工程及び比較工程を、調整後から所定期間が経過するまで繰り返し実行すればよい。すなわち、従来の動作判定方法と異なり、指標値が基準指標を超えた場合に、所定期間の倍数の繰り返し動作が不要であり、基板搬送機構の動作を早期に判定可能であるという利点を有する。
なお、図2に示す例では、チャンバC1内にセンサ2a、2bを配置し、チャンバC2内にセンサ2c、2dを配置しているため、基板W1又はW2がチャンバC1又はC2内に位置する図2(b)、図2(e)及び図2(h)の状態でエッジ位置を検出しているが、本発明はこれに限るものではない。気密搬送室A内にセンサを配置することで、基板W1及びW2が気密搬送室A内に位置する状態(図2(a)、図2(c)、図2(d)、図2(f)、図2(g)、図2(i)に示す状態)でエッジ位置を検出することも可能である。
図4は、本実施形態に係る基板搬送機構の動作判定方法の概略手順を説明するフロー図である。
図4に示すように、本実施形態に係る動作判定方法では、最初に、図2に示す基板搬送機構1の基板保持部12の位置データを取得するためのセンサ2a~2dを配置するセンサ配置工程(図4のステップS1)を実行する。センサ2a~2dの具体的構成は、従来の動作判定方法と同様であるため、ここでは説明を省略する。
なお、評価期間は、慣らし運転の繰り返し回数=500回に限るものではなく、500回よりも短い100回や200回に設定することや、逆に500回よりも長い1000回に設定することも考えられる。すなわち、評価期間としては、所定期間よりも短い期間であり、なお且つ、基板搬送機構1の動作を精度良く判定できる限りにおいて、任意の値を設定可能である。
具体的には、例えば、慣らし運転の繰り返し回数n(n≧1)回目について、センサ2cで取得したX方向の位置データ(X座標)をXnとし、センサ2dで取得したY方向の位置データ(Y座標)をYnとする。また、繰り返し回数n+1回目について、センサ2cで取得したX方向の位置データ(X座標)をXn+1とし、センサ2dで取得したY方向の位置データ(Y座標)をYn+1とする。そして、以下の式(1)で表される、パラメータd1を、評価期間分だけ用いて指標値を算出することが考えられる。
d1={(Xn+1-Xn)2+(Yn+1-Yn)2}1/2 ・・・(1)
上記の式(1)で表されるパラメータd1は、慣らし運転の繰り返し回数n回目からn+1回目までの基板保持部12の位置の移動距離に相当する。
d2=Xn-(Xmax+Xmin)/2 ・・・(2)
d3=Yn-(Ymax+Ymin)/2 ・・・(3)
そして、本実施形態に係る動作判定方法では、上記の繰り返し工程において、比較工程(図4のステップS4)で指標値が基準指標を超えない場合、基板搬送機構1の動作が合格であると判定する(図4のステップS6)。
また、例えば、パラメータd2及びd3の最大値・最小値を指標値とした場合、基準指標として、-0.1mm≦指標値≦0.1mmを設定することが考えられる。
さらに、例えば、パラメータd2及びd3が所定の基準値(例えば、0.1mm及び-0.1mm)を超えた回数(0.1mmよりも大きくなった回数及び-0.1mmよりも小さくなった回数)を指標値とした場合、基準指標として、指標値≦N回(Nは所定の自然数)を設定することが考えられる。
これらの指標値及び基準指標についても、前述したパラメータd1の最大値を指標値とした場合と同様に、指標値が、基準指標を超えない場合(図4のステップS4で「Yes」の場合)には、所定期間が経過しているか否かを判定し(図4のステップS5)、所定期間が経過していなければ(図4のステップS5で「No」の場合には)、データ取得工程(図4のステップS2)、指標値算出工程(図4のステップS3)及び比較工程(図4のステップS4)を、所定期間が経過するまで(図4のステップS5で「Yes」となるまで)繰り返し実行する(本発明の繰り返し工程に相当)。
そして、本実施形態に係る動作判定方法では、上記の繰り返し工程において、比較工程(図4のステップS4)で指標値が基準指標を超えない場合、基板搬送機構1の動作が合格であると判定する(図4のステップS6)。
そして、前述の繰り返し工程では、基板搬送機構1を調整した後、所定期間が経過するまで(図4のステップS5で「Yes」となるまで)、データ取得工程(図4のステップS2)、指標値算出工程(図4のステップS3)及び比較工程(図4のステップS4)を繰り返し実行する。
そして、上記の繰り返し工程において、比較工程(図4のステップS4)で指標値が基準指標を超えない場合、基板搬送機構1の動作が合格であると判定する(図4のステップS6)。一方、基板搬送機構1を調整した後の繰り返し工程でも、比較工程(図4のステップS4)で指標値が基準指標を超えた場合には、再び基板搬送機構1を調整し(図4のステップS7)、再び繰り返し工程を実行することになる。
図6は、所定期間(慣らし運転の繰り返し回数=5000回)においてパラメータd1の最大値を指標値とし、指標値≦0.1mmを基準指標とした場合に、比較工程(図4のステップS4)で指標値が基準指標を超えた場合の例を示す図である。なお、図6に示す例は、比較工程で指標値が基準指標を超えた場合にも、基板搬送機構1の調整(図4のステップS7)を行わなかったときの結果を示している。
図5に示すように、所定期間が経過するまで、指標値が基準指標を超えない状態が継続する場合には、基板搬送機構1の動作が合格であると判定される。
図6(a)に示す場合には、例えば、慣らし運転の繰り返し回数=500回を評価期間とすると、4500回(評価期間の9回分)だけ慣らし運転を繰り返した後に、比較工程(図4のステップS4)で指標値が基準指標を超えることになる。同様に、図6(b)に示す場合には、2500回(評価期間の5回分)だけ慣らし運転を繰り返した後に、図6(c)に示す場合には、4500回(評価期間の9回分)だけ慣らし運転を繰り返した後に、それぞれ比較工程(図4のステップS4)で指標値が基準指標を超えることになる。本実施形態に係る動作判定方法によれば、指標値が基準指標を超えた時点で(評価期間よりも長い所定期間が経過する前に)、基板搬送機構1を調整することができるため、所定期間の倍数の繰り返し動作が不要であり、基板搬送機構の動作を早期に判定可能である。
図8は、所定期間(慣らし運転の繰り返し回数=5000回)においてパラメータd2、d3の最大値・最小値を指標値とし、-0.1mm≦指標値≦0.1mmを基準指標とした場合に、比較工程(図4のステップS4)で指標値が基準指標を超えた場合の例を示す図である。なお、図8に示す例は、比較工程で指標値が基準指標を超えた場合にも、基板搬送機構1の調整(図4のステップS7)を行わなかったときの結果を示している。
図7に示すように、所定期間が経過するまで、指標値が基準指標を超えない状態が継続する場合には、基板搬送機構1の動作が合格であると判定される。
図8に示す場合には、例えば、慣らし運転の繰り返し回数=500回を評価期間とすると、4500回(評価期間の9回分)だけ慣らし運転を繰り返した後に、比較工程(図4のステップS4)で指標値が基準指標を最初に超える(パラメータd2の最大値が基準指標を超える)ことになる。本実施形態に係る動作判定方法によれば、指標値が基準指標を超えた時点で(評価期間よりも長い所定期間が経過する前に)、基板搬送機構1を調整することができるため、所定期間の倍数の繰り返し動作が不要であり、基板搬送機構の動作を早期に判定可能である。
予測指標値は、例えば、機械学習によって生成される学習モデルを用いて予測される。
指標値として予測指標値を用いる場合にも、前述したものと同様に、例えば、評価期間経過後のパラメータd1の最大値や、評価期間経過後にパラメータd1が所定の基準値を超える回数を予測指標値として算出することが考えられる。また、例えば、評価期間経過後のパラメータd2及びd3の最大値・最小値や、評価期間経過後にパラメータd2及びd3が所定の基準値を超える回数を予測指標値として算出することが考えられる。さらに、評価期間経過後にパラメータd1が所定の基準値を超える確率(又は、パラメータd2及びd3が所定の基準値を超える確率)を予測指標値として算出することも考えられる。基準値を超える確率を予測指標値として算出する場合には、基準指標として、確率≦70%や、確率≦80%などを設定することが考えられる。
2a,2b,2c,2d・・・センサ
11・・・回転軸
12・・・基板保持部
A・・・気密搬送室
C1,C2・・・チャンバ
W1,W2・・・基板
Claims (4)
- 基板を搬送する基板搬送機構の動作を判定する方法であって、
前記基板搬送機構の前記基板を保持する基板保持部の位置データを取得するためのセンサを配置するセンサ配置工程と、
予め決められた所定期間よりも短い評価期間において、前記センサ配置工程で配置した前記センサによって前記位置データを取得するデータ取得工程と、
前記データ取得工程で取得した前記評価期間における前記位置データに基づき、前記基板搬送機構の動作を判定するための指標値を算出する指標値算出工程と、
前記指標値算出工程で算出した前記指標値を、予め決められた基準指標と比較する比較工程と、
前記データ取得工程、前記指標値算出工程及び前記比較工程を、前記所定期間が経過するまで繰り返し実行する繰り返し工程と、
前記繰り返し工程において、前記比較工程で前記指標値が前記基準指標を超えない場合、前記基板搬送機構の動作が合格であると判定する判定工程と、
を有する基板搬送機構の動作判定方法。 - 前記比較工程で前記指標値が前記基準指標を超えた場合、前記基板搬送機構を調整し、前記繰り返し工程では、前記基板搬送機構を調整した後、前記所定期間が経過するまで、前記データ取得工程、前記指標値算出工程及び前記比較工程を繰り返し実行する、
請求項1に記載の基板搬送機構の動作判定方法。 - 前記指標値算出工程で算出する前記指標値が、前記評価期間における前記位置データの変動を表す指標値、又は、前記評価期間における前記位置データから予測される前記評価期間経過後の予測指標値である、
請求項1又は2に記載の基板搬送機構の動作判定方法。 - 前記予測指標値は、機械学習によって生成される学習モデルを用いて予測される、
請求項3に記載の基板搬送機構の動作判定方法。
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