JP2008177464A - Method and device for dechuck monitoring - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体製造装置における基板のような処理室内で処理すべき被処理物を処理物ホルダーに装着する装着機構と、処理室内で処理された被処理物を処理物ホルダーから取外すデチャック機構とを有する被処理物の装着及び取外し装置と共に用いられ得るデチャックモニター方法及び装置に関するものである。 The present invention provides a mounting mechanism for mounting a workpiece to be processed in a processing chamber such as a substrate in a semiconductor manufacturing apparatus to a processing workpiece holder, and a dechucking mechanism for removing the workpiece processed in the processing chamber from the processing holder. The present invention relates to a dechuck monitoring method and apparatus that can be used with an apparatus for mounting and removing an object to be processed.
半導体製造装置における基板を静電吸着力により基板ホルダーに吸着保持する静電チャックは種々知られており、通常、基板ホルダーを絶縁体で外側を被覆した平板状の導電体で構成し、この導電体に直流電圧を印加して、導電体と基板との間に生じる静電吸着力を発生させ、この静電吸着力により基板を基板ホルダー上に吸着保持するように構成されている(特許文献1及び特許文献2参照)。 Various electrostatic chucks for attracting and holding a substrate to a substrate holder by electrostatic attraction force in a semiconductor manufacturing apparatus are known. Usually, the substrate holder is composed of a flat plate-like conductor covered with an insulator, and this conductive A DC voltage is applied to the body to generate an electrostatic attracting force generated between the conductor and the substrate, and the electrostatic attracting force holds the substrate on the substrate holder (Patent Document) 1 and Patent Document 2).
この種の静電チャックにおいては、所要の処理を施した後、吸着保持状態にある基板を基板ホルダーから取外す際には、導電体への直流電圧を止めて静電力を消滅させた後基板の離脱が行われる。その場合、基板の取外し時間を短縮してスループットを高めるために、様々な静電気の除電方法、例えば基板ホルダーの導電体に逆電圧を印加する方法、プラズマ除電方法、ガス除電方法などが用いられている。 In this type of electrostatic chuck, when the substrate in the suction holding state is removed from the substrate holder after performing the required processing, the DC voltage to the conductor is stopped and the electrostatic force is extinguished. A withdrawal takes place. In that case, in order to shorten the substrate removal time and increase the throughput, various static elimination methods such as a method of applying a reverse voltage to the conductor of the substrate holder, a plasma elimination method, and a gas elimination method are used. Yes.
ところで、近年、静電チャック機構による基板温度制御の必要性が高まっており、スパッタプロセスにおいても殆ど処理室に静電チャック機構が設けられるなってきた。また処理される基板事態にも変化があり、基板表面の絶縁膜の膜圧が厚くなってきている傾向がある。そのため、吸着保持状態にある基板を基板ホルダーから取外す際に、導電体への直流電圧を止めても静電気が消滅し難くなってきている。そして上述のような様々な静電気の除電方法が用いられているが、しかし、静電気の除電が十分に行われているか否かは実験的には例えばロードセルとシリンダーとを使用して紐の付いた基板を持ち上げることにより、吸着力を測定することはできるが、実用的な評価方法や手段は従来提案されてなく、従来目視などの感覚的評価に頼ることが多かった。 Incidentally, in recent years, the necessity of controlling the substrate temperature by the electrostatic chuck mechanism has increased, and the electrostatic chuck mechanism has been provided in the processing chamber almost even in the sputtering process. There is also a change in the situation of the substrate to be processed, and there is a tendency that the film pressure of the insulating film on the substrate surface is increasing. For this reason, when removing the substrate in the suction holding state from the substrate holder, it is difficult for static electricity to disappear even if the DC voltage to the conductor is stopped. Various static neutralization methods as described above are used. However, whether static neutralization has been sufficiently performed or not is experimentally determined by using a load cell and a cylinder. Although the adsorption force can be measured by lifting the substrate, no practical evaluation method or means has been proposed in the past, and it has often relied on sensory evaluation such as visual observation.
このように、実際の装置において、静電気の除電が正常に行われたかどうかをモニターすることは困難であり、間違って静電気の除電が行われていない場合、静電気の除電ができていない場合や、静電気の除電効果が十分でない場合には、基板ホルダーから基板を取外す際に基板を損傷させたり、基板搬送系の故障を生じさせるなどの問題が生じ得る。
本発明は、既存の静電チャック機構を備えた装置にも容易に応用でき、吸着保持状態にある基板を基板ホルダーから取外す際に、静電気の除電が十分に行われているか否かを評価できるデチャックモニター方法及び装置を提供することを目的としている。 The present invention can be easily applied to an apparatus equipped with an existing electrostatic chuck mechanism, and can evaluate whether or not static electricity has been sufficiently removed when a substrate in a suction holding state is removed from the substrate holder. It is an object of the present invention to provide a dechuck monitoring method and apparatus.
上記の目的を達成するために、本発明の一つの発明によれば、処理室内で処理すべき被処理物を処理物ホルダーに装着する装着機構と、処理室内で処理された被処理物を処理物ホルダーから取外すデチャック機構とを有する被処理物の装着及び取外し装置と共に用いられるデチャックモニター装置において、デチャック機構と連動し、被処理物を処理物ホルダーから取外す際の残留吸着力の変化を測定する吸着力変化の測定装置を設けたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a mounting mechanism for mounting a workpiece to be processed in a processing chamber to a workpiece holder, and a workpiece processed in the processing chamber are processed. In a dechuck monitoring device used with a dechucking mechanism that has a dechucking mechanism that removes it from the workpiece holder, it measures the change in the residual adsorption force when the workpiece is removed from the workpiece holder in conjunction with the dechuck mechanism. It is characterized in that a device for measuring the adsorption force change is provided.
本発明のデチャックモニター装置においては、デチャック機構は昇降機構及び圧縮空気シリンダーを備え、吸着力変化の測定装置は、デチャック機構における圧縮空気シリンダーと連動し、処理物ホルダーからの被処理物の変位量を測定する変位センサーから成り得る。 In the dechuck monitor device of the present invention, the dechuck mechanism includes an elevating mechanism and a compressed air cylinder, and the adsorption force change measuring device is interlocked with the compressed air cylinder in the dechuck mechanism to displace the workpiece from the workpiece holder. It can consist of a displacement sensor that measures the quantity.
本発明のデチャックモニター装置においては、吸着力変化の測定装置は、デチャック機構における圧縮空気シリンダーへの圧縮空気の圧力を測定する圧力センサーから成り得る。 In the dechuck monitor device of the present invention, the measuring device for the change in adsorption force can be composed of a pressure sensor that measures the pressure of the compressed air to the compressed air cylinder in the dechuck mechanism.
本発明のデチャックモニター装置においては、吸着力変化の測定装置は、デチャック機構における圧縮空気シリンダーと組合わされ、圧縮空気シリンダーの動作量を測定するエンコーダーから成り得る。 In the dechuck monitoring device of the present invention, the adsorption force change measuring device can be composed of an encoder that is combined with the compressed air cylinder in the dechuck mechanism and measures the operation amount of the compressed air cylinder.
本発明のデチャックモニター装置においては、デチャック機構はベローズを備え、吸着力変化の測定装置は、デチャック機構における圧縮空気シリンダーとベローズとの間に設けられ、圧縮又は引張り強さを測定するロードセルから成り得る。 In the dechuck monitoring device of the present invention, the dechuck mechanism is provided with a bellows, and the adsorption force change measuring device is provided between the compressed air cylinder and the bellows in the dechuck mechanism, and is from a load cell that measures compression or tensile strength. It can be done.
本発明のデチャックモニター装置においては、デチャック機構は電動シリンダーを備え、吸着力変化の測定装置は電動シリンダーのトルク値、電力値或いは負荷率を計測する計測器から成り得る。 In the dechuck monitor device of the present invention, the dechuck mechanism includes an electric cylinder, and the measuring device for the change in adsorption force can include a measuring instrument for measuring the torque value, electric power value, or load factor of the electric cylinder.
本発明のデチャックモニター装置においては、吸着力変化の測定装置で測定された吸着力の変化に基づき残留吸着力が予定のレベルを超えた時にアラーム信号を発生するアラーム信号発生装置が設けられ得る。 In the dechuck monitor device of the present invention, an alarm signal generating device that generates an alarm signal when the residual suction force exceeds a predetermined level based on the change in the suction force measured by the suction force change measuring device can be provided. .
本発明の別の発明によれば、処理室内で処理すべき被処理物を処理物ホルダーに装着する装着機構と、処理室内で処理された被処理物を処理物ホルダーから取外すデチャック機構とを有する被処理物の装着及び取外し装置を用いたデチャックモニター方法において、デチャック機構と連動するように設けた変位センサーで処理物ホルダーからの被処理物の変位量を測定し、測定した被処理物の変位量を微分してその傾きの最大値を求めることを特徴としている。 According to another invention of the present invention, the apparatus has a mounting mechanism for mounting a workpiece to be processed in the processing chamber to the workpiece holder, and a dechuck mechanism for removing the workpiece processed in the processing chamber from the workpiece holder. In the dechuck monitoring method using the workpiece attachment and removal device, the displacement amount of the workpiece from the workpiece holder is measured by a displacement sensor provided in conjunction with the dechuck mechanism, and the measured workpiece It is characterized by differentiating the displacement amount and obtaining the maximum value of the inclination.
本発明の別の発明によれば、処理室内で処理すべき被処理物を処理物ホルダーに装着する装着機構と、処理室内で処理された被処理物を処理物ホルダーから取外すデチャック機構とを有する被処理物の装着及び取外し装置を用いたデチャックモニター方法において、デチャック機構における圧縮空気シリンダーへの圧縮空気の圧力を測定し、測定した圧縮空気の圧力を微分してその傾きの最大値を求めることを特徴としている。 According to another invention of the present invention, the apparatus has a mounting mechanism for mounting a workpiece to be processed in the processing chamber to the workpiece holder, and a dechuck mechanism for removing the workpiece processed in the processing chamber from the workpiece holder. In the dechuck monitoring method using the workpiece loading and unloading device, the pressure of the compressed air to the compressed air cylinder in the dechucking mechanism is measured, and the measured pressure of the compressed air is differentiated to obtain the maximum value of the inclination. It is characterized by that.
本発明の別の発明によれば、処理室内で処理すべき被処理物を処理物ホルダーに装着する装着機構と、処理室内で処理された被処理物を処理物ホルダーから取外すデチャック機構とを有する被処理物の装着及び取外し装置を用いたデチャックモニター方法において、デチャック機構における圧縮空気シリンダーと連動してパルス出力を発生するエンコーダーを用いて圧縮空気シリンダーの動作量を測定し、測定した動作量を微分してその傾きの最大値を求めることを特徴としている。 According to another invention of the present invention, the apparatus has a mounting mechanism for mounting a workpiece to be processed in the processing chamber to the workpiece holder, and a dechuck mechanism for removing the workpiece processed in the processing chamber from the workpiece holder. In the dechuck monitoring method using the workpiece loading and unloading device, the operation amount of the compressed air cylinder is measured using an encoder that generates a pulse output in conjunction with the compressed air cylinder in the dechuck mechanism, and the measured operation amount Is differentiated to obtain the maximum value of the slope.
本発明の別の発明によれば、処理室内で処理すべき被処理物を処理物ホルダーに装着する装着機構と、処理室内で処理された被処理物を処理物ホルダーから取外すデチャック機構とを有する被処理物の装着及び取外し装置を用いたデチャックモニター方法において、デチャック機構における電動シリンダーとベローズとの間に挿置したロードセルにより圧縮又は引張り強さを測定し、測定した圧縮又は引張り強さのピーク値から吸着力を測定することを特徴としている。 According to another invention of the present invention, the apparatus has a mounting mechanism for mounting a workpiece to be processed in the processing chamber to the workpiece holder, and a dechuck mechanism for removing the workpiece processed in the processing chamber from the workpiece holder. In the dechuck monitoring method using the apparatus for mounting and removing the workpiece, the compression or tensile strength is measured by a load cell inserted between the electric cylinder and the bellows in the dechuck mechanism, and the measured compression or tensile strength is measured. It is characterized by measuring the adsorption force from the peak value.
本発明の別の発明によれば、処理室内で処理すべき被処理物を処理物ホルダーに装着する装着機構と、処理室内で処理された被処理物を処理物ホルダーから取外すデチャック機構とを有する被処理物の装着及び取外し装置を用いたデチャックモニター方法において、デチャック機構における電動シリンダーの電力値、トルク値或いは負荷率を測定し、測定した電力値、トルク値或いは負荷率の増加量から吸着力を測定することを特徴としている。 According to another invention of the present invention, the apparatus has a mounting mechanism for mounting a workpiece to be processed in the processing chamber to the workpiece holder, and a dechuck mechanism for removing the workpiece processed in the processing chamber from the workpiece holder. In the dechuck monitoring method using the workpiece loading and unloading device, the power value, torque value, or load factor of the electric cylinder in the dechucking mechanism is measured, and adsorption is performed from the measured power value, torque value, or load factor increase. It is characterized by measuring force.
本発明によるデチャックモニター装置においては、デチャック機構と連動し、被処理物を処理物ホルダーから取外す際の残留吸着力の変化を測定する吸着力変化の測定装置を設けたことにより、従来感覚に頼っていた吸着力を自動的に測定し監視できるようになり、異常や寿命の判断を事前にできるようになる。 In the dechuck monitor device according to the present invention, a measuring device for the change in the adsorption force that measures the change in the residual adsorption force when the workpiece is removed from the workpiece holder is provided in conjunction with the dechuck mechanism, so that the conventional feeling can be obtained. It will be possible to automatically measure and monitor the adsorption power that has been relied upon, and to make judgments on abnormalities and life in advance.
また、本発明によるデチャックモニター装置は既存の装置に外部に取付けて使用できるので、真空側の改造を必要とせず、低コストで容易に実施することができるようになる。 In addition, since the dechuck monitor device according to the present invention can be used by attaching it to an existing device outside, it is not necessary to modify the vacuum side, and can be easily implemented at low cost.
本発明によるデチャックモニター装置を用いた各デチャックモニター方法においては、従来感覚に頼っていた吸着力を自動的に測定し監視できるようになり、異常や寿命の判断を事前にできるようになる。それにより残留吸着力による被処理物の搬送ずれや割れの生ずる前に静電チャックを交換する目安が立ち、突発的なトラブルの発生を回避することが可能となる。 In each dechuck monitoring method using the dechuck monitoring device according to the present invention, it becomes possible to automatically measure and monitor the suction force that has been relied on the conventional sense, and to make a judgment of abnormality or life in advance. . As a result, a guideline for replacing the electrostatic chuck can be established before the workpiece is displaced or cracked due to the residual attracting force, and sudden troubles can be avoided.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1には本発明の一実施形態によるデチャックモニター装置を備えた静電チャック装置を示し、1は処理室を構成している真空チャンバーであり、この真空チャンバー1の内部には図示したように静電チャック機構2が配置されている。静電チャック機構2は、ホットプレート3及び静電チャック部4を備えている。ホットプレート3は図示していないが内部にヒーターが組込まれ、かかるヒーターは例えば適当な電源に接続された電熱線又は適当な熱媒体源に連結された熱媒体循環路で構成され得る。そしてヒーターは温度制御装置によって予定の温度に調整できるようにされている。静電チャック部4は例えば板状導電体に絶縁体を被覆して構成され、上面に基板5を受けるようにされている。静電チャック部4の板状導電体は図示していない直流電源に接続され、この直流電源から直流電圧を静電チャック部4の板状導電体に印加することにより静電チャック部4と基板5との間に静電気を発生させて静電吸着力が作用するように構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an electrostatic chuck device provided with a dechuck monitor device according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes a vacuum chamber constituting a processing chamber. Inside the vacuum chamber 1, as shown in FIG. The
また、図1において、6は基板5の昇降機構であり、昇降シリンダー7と、この昇降シリンダー7内を往復運動するピストン8と、ピストン8に接続されたロッド9と、ロッド9の先端に固着され、基板を昇降する複数のリフトピン10とを備えている。昇降シリンダー7は図示していない圧搾空気供給装置に接続される。ロッド9の先端は真空チャンバー1の底部壁に設けた開口1aを通って真空チャンバー1内へのび、そしてロッド9の先端に固着された複数のリフトピン10はホットプレート3及び静電チャック部4にそれぞれ設けた対応した貫通孔3a、4a内にのびている。真空チャンバー1の外側において真空チャンバー1の底部壁に設けた開口1aを囲んでロッド9の一部を包囲する伸縮自在のベローズ11が設けられ、このベローズ11の下端のフランジ11aはロッド9の周囲に密封固着され、それにより真空チャンバー1の内部を真空密封するように構成されている。
In FIG. 1, reference numeral 6 denotes an elevating mechanism for the
本発明の図示実施形態においては、ベローズ11の下端のフランジ11aに固着され、ロッド9即ちリフトピン10の動きに同期する検出板12が設けられ、そしてこの検出板12に相対した位置に、検出板12と共動し、リフトピン10の先端が基板5に接触する際のリフトピン10軸線方向変位量の変化を検出する変位センサー13が設けられている。変位センサー13は変位量信号処理回路装置14に接続され、この処理回路装置14は、変位センサー13からの測定したリフトピン10の軸線方向変位量の変化を微分して、そのピーク値から静電チャック機構2における残留吸着力を算出するように構成されている。こうして算出された静電チャック機構2における残留吸着力のレベル信号は表示又は警報装置15へ供給され、残留吸着力のレベルを表示できるようにされる。また残留吸着力のレベルが予定のレベルより高い場合には警報即ちアラーム信号を発生するようにもできる。
In the illustrated embodiment of the present invention, a
このように構成した図示装置の動作について説明すると、まず基板5に対する所要の処理が完了したと仮定する。この段階で、静電チャック機構2における静電チャック部4への通電が止められ、そして昇降機構6における昇降シリンダー7へ図示していない圧搾空気供給装置から圧搾空気が供給され、それによりロッド9は昇降シリンダー7内を上方へ動き、ロッド9の先端に固着された複数のリフトピン10はホットプレート3及び静電チャック部4にそれぞれ設けた対応した貫通孔3a、4a内を上向きに変位して基板5の裏面に当接する。この場合、図面には示していないが、圧搾空気供給装置から昇降シリンダー7へ一定速度で圧搾空気がするように圧搾空気の流速を制御する速度制御装置が設けられており、そのため、静電チャック機構2による残留吸着力がない場合には、リフトピン10が基板5の裏面に当接しても基板5の重量分の振動が生じるだけなので、図2に実線で示すように下降限界位置Aから上昇限界位置Bまでリフトピン10の変位量は時間と共に実質的に直線状に増加する。これに対して、静電チャック機構2による残留吸着力がある場合には、リフトピン10が基板5の裏面に当接すると、リフトピン10の上昇はその残留吸着力の影響で止まり、図2の点線イ、ロ、ハで示すように残留吸着力の程度に応じてリフトピン10の変位量はゼロとなる。一方、昇降機構6における昇降シリンダー7への圧搾空気の供給により昇降シリンダー7内の圧力が増加して基板5自体の重量と静電チャック機構2による残留吸着力との圧力に打ち勝つと、リフトピン10は急激に上昇し、基板5を押し上げながら図2の実線で示す通常の動作に戻る。このようなリフトピン10の上昇過程における時間に対する変位量の変化は、検出板12の上昇を変位センサー13で測定することによって検出される。なお、図2の点線イは、静電チャック機構2による残留吸着力が比較的小さい場合であり、点線ロは、残留吸着力が中程度である場合であり、また点線は、例えば静電チャック機構2の交換を必要とするような残留吸着力が比較的大きい場合である。
The operation of the illustrated apparatus configured as described above will be described. First, it is assumed that a required process for the
このようにして、変位センサー13で測定されたリフトピン10の上昇過程における時間に対する変位量は、変位量信号処理回路装置14へ送られ、図2の実線で示す通常の動作波形からの波形のずれ(点線イ、ロ、ハで示す)を数値化されて、残留吸引力の程度が特定される。変位量信号処理回路装置14においては、残留吸着力がない場合のリフトピン10の上昇過程における通常の変位量と時間との関係が実質的に直線状であることに着目して、測定された変位量を微分し、その傾きの最大値を算出するようにしている。こうして微分して得られた結果を図3に示す。図3において実線は、残留吸着力がない場合であり、点線イは、残留吸着力が比較的小さい場合であり、点線ロは、残留吸着力が中程度である場合であり、また点線は、残留吸着力が比較的大きい場合である。
In this way, the displacement amount with respect to time in the ascending process of the
なお、測定した変位量を数値化する手段としては、残留吸着力がない場合のリフトピン10の上昇過程における通常の変位量を表す波形との差分又は差分の総和を使用する方法を用いてもよい。
In addition, as a means for digitizing the measured displacement amount, a method using a difference from a waveform representing a normal displacement amount in the ascending process of the
図4には本発明の別の実施形態によるデチャックモニター装置を備えた静電チャック装置を示し、図1に対応した部分は同じ符号で示している。即ち1は処理室を構成している真空チャンバーであり、この真空チャンバー1の内部には図示したように静電チャック機構2が配置されている。静電チャック機構2は、ホットプレート3及び静電チャック部4を備えている。ホットプレート3は図示していないが内部にヒーターが組込まれ、かかるヒーターは例えば適当な電源に接続された電熱線又は適当な熱媒体源に連結された熱媒体循環路で構成され得る。そしてヒーターは温度制御装置によって予定の温度に調整できるようにされている。静電チャック部4は例えば板状導電体に絶縁体を被覆して構成され、上面に基板5を受けるようにされている。静電チャック部4の板状導電体は図示していない直流電源に接続され、この直流電源から直流電圧を静電チャック部4の板状導電体に印加することにより静電チャック部4と基板5との間に静電気を発生させて静電吸着力が作用するように構成されている。
FIG. 4 shows an electrostatic chuck device provided with a dechuck monitor device according to another embodiment of the present invention, and the parts corresponding to those in FIG. That is, reference numeral 1 denotes a vacuum chamber constituting a processing chamber, and an
また、図4において、6は基板5の昇降機構であり、昇降シリンダー7と、この昇降シリンダー7内を往復運動するピストン8と、ピストン8に接続されたロッド9と、ロッド9の先端に固着され、基板を昇降する複数のリフトピン10とを備えている。昇降シリンダー7は図示していない圧搾空気供給装置に接続される。ロッド9の先端は真空チャンバー1の底部壁に設けた開口1aを通って真空チャンバー1内へのび、そしてロッド9の先端に固着された複数のリフトピン10はホットプレート3及び静電チャック部4にそれぞれ設けた対応した貫通孔3a、4a内にのびている。真空チャンバー1の外側において真空チャンバー1の底部壁に設けた開口1aを囲んでロッド9の一部を包囲する伸縮自在のベローズ11が設けられ、このベローズ11の下端のフランジ11aはロッド9の周囲に密封固着され、それにより真空チャンバー1の内部を真空密封するように構成されている。
In FIG. 4, reference numeral 6 denotes an elevating mechanism for the
図4に示す実施形態においては、昇降シリンダー7と図示していない圧搾空気供給装置との間に接続される圧搾空気供給管路16に、圧搾空気供給管路16内を流れる圧搾空気の圧力の変化を測定する圧力センサー17が設けられている。圧力センサー17は圧力変化信号処理回路装置18に接続され、この処理回路装置18は、圧力センサー17からの測定した圧力の変化を微分して、そのピーク値から静電チャック機構2における残留吸着力を算出するように構成されている。こうして算出された静電チャック機構2における残留吸着力のレベル信号は表示又は警報装置19へ供給され、残留吸着力のレベルを表示できるようにされる。また残留吸着力のレベルが予定のレベルより高い場合には警報即ちアラーム信号を発生するようにもできる。
In the embodiment shown in FIG. 4, the pressure of the compressed air flowing through the compressed
このように構成した図4に示す装置の動作について以下説明する。
まず基板5に対する所要の処理が完了したと仮定する。この段階で、静電チャック機構2における静電チャック部4への通電が止められ、そして昇降機構6における昇降シリンダー7へ図示していない圧搾空気供給装置から圧搾空気供給管路16及び圧力センサー17を通って圧搾空気が供給され、それによりロッド9は昇降シリンダー7内を上方へ動き、ロッド9の先端に固着された複数のリフトピン10はホットプレート3及び静電チャック部4にそれぞれ設けた対応した貫通孔3a、4a内を上向きに変位して基板5の裏面に当接する。この場合も、図面には示していないが、圧搾空気供給装置から昇降シリンダー7へ一定速度で圧搾空気がするように圧搾空気の流速を制御する速度制御装置が設けられており、そのため、昇降シリンダー7内でピストン9が作動されている際には昇降シリンダー7内の容積が増加しているため、圧力の変化は比較的緩やかである。静電チャック機構2による残留吸着力がない場合には、リフトピン10が基板5の裏面に当接しても基板5の重量分の振動が生じるだけなので、図5に実線で示すように下降限界位置Aから上昇限界位置Bまで昇降シリンダー7内の圧力は時間と共に実質的に直線状に増加する。これに対して、静電チャック機構2による残留吸着力がある場合には、リフトピン10が基板5の裏面に当接して停止すると、昇降シリンダー7内の圧力は急速に上昇し、図5の点線イ、ロ、ハで示すように残留吸着力の程度に応じて昇降シリンダー7内の圧力が変化する。一方、昇降機構6における昇降シリンダー7への圧搾空気の供給により昇降シリンダー7内の圧力が増加して基板5自体の重量と静電チャック機構2による残留吸着力との圧力に打ち勝つと、昇降シリンダー7内でピストン9が再び上昇し、昇降シリンダー7内の容積が増加するため、昇降シリンダー7内の圧力は低下し、図5の実線で示す通常の動作に戻る。このような昇降シリンダー7内の圧力の変化は、圧搾空気供給管路16に設けた圧力センサー17で測定することによって検出される。なお、図2の点線イは、静電チャック機構2による残留吸着力が比較的小さい場合であり、点線ロは、残留吸着力が中程度である場合であり、また点線は、例えば静電チャック機構2の交換を必要とするような残留吸着力が比較的大きい場合である。
The operation of the apparatus configured as shown in FIG. 4 will be described below.
First, it is assumed that the required processing for the
このようにして、圧力センサー17で測定された昇降シリンダー7内の圧力の変化は、圧力変化信号処理回路装置18へ送られ、図5の実線で示す通常の動作波形からの波形のずれ(点線イ、ロ、ハで示す)を数値化されて、残留吸引力の程度が特定される。圧力変化信号処理回路装置18においては、測定された圧力の変化量を微分し、その傾きの最大値を算出するようにしている。こうして得られた結果を図6に示す。図6において実線は、残留吸着力がない場合であり、点線イは、残留吸着力が比較的小さい場合であり、点線ロは、残留吸着力が中程度である場合であり、また点線は、残留吸着力が比較的大きい場合である。
In this way, the change in the pressure in the elevating
図7には本発明の別の実施形態によるデチャックモニター装置を備えた静電チャック装置を示し、図1に対応した部分は同じ符号で示している。即ち1は処理室を構成している真空チャンバーであり、この真空チャンバー1の内部には図示したように静電チャック機構2が配置されている。静電チャック機構2は、ホットプレート3及び静電チャック部4を備えている。ホットプレート3は図示していないが内部にヒーターが組込まれ、かかるヒーターは例えば適当な電源に接続された電熱線又は適当な熱媒体源に連結された熱媒体循環路で構成され得る。そしてヒーターは温度制御装置によって予定の温度に調整できるようにされている。静電チャック部4は例えば板状導電体に絶縁体を被覆して構成され、上面に基板5を受けるようにされている。静電チャック部4の板状導電体は図示していない直流電源に接続され、この直流電源から直流電圧を静電チャック部4の板状導電体に印加することにより静電チャック部4と基板5との間に静電気を発生させて静電吸着力が作用するように構成されている。
FIG. 7 shows an electrostatic chuck device provided with a dechuck monitor device according to another embodiment of the present invention, and portions corresponding to those in FIG. That is, reference numeral 1 denotes a vacuum chamber constituting a processing chamber, and an
また、図7において、6は基板5の昇降機構であり、昇降シリンダー7と、この昇降シリンダー7内を往復運動するピストン8と、ピストン8に接続されたロッド9と、ロッド9の先端に固着され、基板を昇降する複数のリフトピン10とを備えている。昇降シリンダー7は図示していない圧搾空気供給装置に接続される。ロッド9の先端は真空チャンバー1の底部壁に設けた開口1aを通って真空チャンバー1内へのび、そしてロッド9の先端に固着された複数のリフトピン10はホットプレート3及び静電チャック部4にそれぞれ設けた対応した貫通孔3a、4a内にのびている。真空チャンバー1の外側において真空チャンバー1の底部壁に設けた開口1aを囲んでロッド9の一部を包囲する伸縮自在のベローズ11が設けられ、このベローズ11の下端のフランジ11aはロッド9の周囲に密封固着され、それにより真空チャンバー1の内部を真空密封するように構成されている。
In FIG. 7, reference numeral 6 denotes an elevating mechanism for the
図7に示す実施形態においては、ベローズ11の下端のフランジ11aに固着され、ロッド9即ちリフトピン10の動きを検出するエンコーダー20が設けられている。エンコーダー20は軸線方向に沿って上下動することにより何ピッチ動作したか測定することができ、それにより変位量が検出される。エンコーダー20は変位量信号処理回路装置21に接続され、この処理回路装置21は、図1に示す実施形態の場合と同様に、エンコーダー20からの測定したリフトピン10の軸線方向変位量の変化を微分して、そのピーク値から静電チャック機構2における残留吸着力を算出するように構成されている。こうして算出された静電チャック機構2における残留吸着力のレベル信号は表示又は警報装置22へ供給され、残留吸着力のレベルを表示できるようにされる。また残留吸着力のレベルが予定のレベルより高い場合には警報即ちアラーム信号を発生するようにもできる。
In the embodiment shown in FIG. 7, an
図8には、本発明の別の実施形態によるデチャックモニター装置を備えた静電チャック装置を示し、図1に対応した部分は同じ符号で示している。即ち1は処理室を構成している真空チャンバーであり、この真空チャンバー1の内部には図示したように静電チャック機構2が配置されている。静電チャック機構2は、ホットプレート3及び静電チャック部4を備えている。ホットプレート3は図示していないが内部にヒーターが組込まれ、かかるヒーターは例えば適当な電源に接続された電熱線又は適当な熱媒体源に連結された熱媒体循環路で構成され得る。そしてヒーターは温度制御装置によって予定の温度に調整できるようにされている。静電チャック部4は例えば板状導電体に絶縁体を被覆して構成され、上面に基板5を受けるようにされている。静電チャック部4の板状導電体は図示していない直流電源に接続され、この直流電源から直流電圧を静電チャック部4の板状導電体に印加することにより静電チャック部4と基板5との間に静電気を発生させて静電吸着力が作用するように構成されている。
FIG. 8 shows an electrostatic chuck device provided with a dechuck monitor device according to another embodiment of the present invention, and parts corresponding to those in FIG. That is, reference numeral 1 denotes a vacuum chamber constituting a processing chamber, and an
また、図8において、6は基板5の昇降機構であり、電動式の昇降シリンダー23と、この昇降シリンダー23によって往復運動させられるアクチュエーターロッド24と、ロッド24の先端に固着され、基板5を昇降する複数のリフトピン25とを備えている。昇降シリンダー23は例えばステッピングモーターを備え、図示していない制御電源装置に接続される。ロッド24の先端は真空チャンバー1の底部壁に設けた開口1aを通って真空チャンバー1内へのび、そしてロッド24の先端に固着された複数のリフトピン25はホットプレート3及び静電チャック部4にそれぞれ設けた対応した貫通孔3a、4a内にのびている。真空チャンバー1の外側において真空チャンバー1の底部壁に設けた開口1aを囲んでロッド24の一部を包囲する伸縮自在のベローズ11が設けられ、このベローズ11の下端のフランジはロッド24の周囲に密封固着され、それにより真空チャンバー1の内部を真空密封するように構成されている。
In FIG. 8, reference numeral 6 denotes an elevating mechanism for the
図8に示す実施形態においては、昇降シリンダー23に、電力値、トルク値、負荷率を計測する計測器26が接続されている。昇降シリンダー23の電力値、トルク値は負荷に応じて変化するため、例えば静電チャック機構2によって基板5に残留吸着力が作用すると、昇降シリンダー23に反力が発生し、一時的に電力値、トルク値、負荷率が増大する。そこで、この実施形態ではこの電力値、トルク値、負荷率の変化を計測器26で測定する。計測器26で測定した電力値、トルク値、負荷率の変化を変化信号処理回路装置27に供給され、この処理回路装置27は、計測器26で測定した電力値、トルク値、負荷率の変化に基づき電力値、トルク値、負荷率の増加量を処理することにより残留吸着力を測定することができる。こうして測定された静電チャック機構2における残留吸着力のレベル信号は上記の実施形態の場合と同様に表示又は警報装置へ供給され、残留吸着力のレベルを表示できるようにされる。また残留吸着力のレベルが予定のレベルより高い場合には警報即ちアラーム信号を発生するようにもできる。
In the embodiment shown in FIG. 8, a measuring
図9には、本発明の別の実施形態によるデチャックモニター装置を備えた静電チャック装置を示し、図1に対応した部分は同じ符号で示している。即ち1は処理室を構成している真空チャンバーであり、この真空チャンバー1の内部には図示したように静電チャック機構2が配置されている。静電チャック機構2は、ホットプレート3及び静電チャック部4を備えている。ホットプレート3は図示していないが内部にヒーターが組込まれ、かかるヒーターは例えば適当な電源に接続された電熱線又は適当な熱媒体源に連結された熱媒体循環路で構成され得る。そしてヒーターは温度制御装置によって予定の温度に調整できるようにされている。静電チャック部4は例えば板状導電体に絶縁体を被覆して構成され、上面に基板5を受けるようにされている。静電チャック部4の板状導電体は図示していない直流電源に接続され、この直流電源から直流電圧を静電チャック部4の板状導電体に印加することにより静電チャック部4と基板5との間に静電気を発生させて静電吸着力が作用するように構成されている。
FIG. 9 shows an electrostatic chuck device provided with a dechuck monitor device according to another embodiment of the present invention, and parts corresponding to those in FIG. That is, reference numeral 1 denotes a vacuum chamber constituting a processing chamber, and an
また、図9において、6は基板5の昇降機構であり、電動式の昇降シリンダー23と、この昇降シリンダー23によって往復運動させられるアクチュエーターロッド24と、ロッド24の先端に固着され、基板5を昇降する複数のリフトピン25とを備えている。昇降シリンダー23は例えばステッピングモーターを備え、図示していない制御電源装置に接続される。ロッド24の先端は真空チャンバー1の底部壁に設けた開口1aを通って真空チャンバー1内へのび、そしてロッド24の先端に固着された複数のリフトピン25はホットプレート3及び静電チャック部4にそれぞれ設けた対応した貫通孔3a、4a内にのびている。真空チャンバー1の外側において真空チャンバー1の底部壁に設けた開口1aを囲んでロッド24の一部を包囲する伸縮自在のベローズ11が設けられ、このベローズ11の下端のフランジはロッド24の周囲に密封固着され、それにより真空チャンバー1の内部を真空密封するように構成されている。
In FIG. 9, reference numeral 6 denotes an elevating mechanism for the
図9に示す実施形態においては、昇降シリンダー23とベローズ11との間にはロードセル28が設けられている。ロードセル28は例えばひずみ計から成り、ロードセル28にかかる圧縮又は引張り強さを測定するように構成されている。昇降シリンダー23の上昇行程においてリフトピン25が基板5に接触すると、ロードセル28に対して基板5と昇降シリンダー23とで圧縮される力が発生し、この力のピーク値から残留吸着力を測定することができる。こうして測定された静電チャック機構2における残留吸着力のレベル信号は上記の実施形態の場合と同様に表示又は警報装置へ供給され、残留吸着力のレベルを表示できるようにされる。また残留吸着力のレベルが予定のレベルより高い場合には警報即ちアラーム信号を発生するようにもできる。
In the embodiment shown in FIG. 9, a
1:処理室を構成している真空チャンバー
2:静電チャック機構
3:ホットプレート
4:静電チャック部
5:基板
6:基板5の昇降機構
7:昇降シリンダー
8:ピストン
9:ロッド
10:リフトピン
11:ベローズ
12:検出板
13:変位センサー
14:変位量信号処理回路装置
15:表示又は警報装置
1: Vacuum chamber constituting processing chamber 2: Electrostatic chuck mechanism 3: Hot plate 4: Electrostatic chuck section 5: Substrate 6: Lifting mechanism for
Claims (12)
デチャック機構と連動するように設けた変位センサーで処理物ホルダーからの被処理物の変位量を測定し、測定した被処理物の変位量を微分してその傾きの最大値を求めることを特徴とするデチャックモニター方法。 An apparatus for mounting and removing a workpiece having a mounting mechanism for mounting a workpiece to be processed in the processing chamber on a workpiece holder and a dechuck mechanism for removing the workpiece processed in the processing chamber from the workpiece holder is used. A dechuck monitoring method,
It is characterized by measuring the displacement of the workpiece from the workpiece holder with a displacement sensor provided in conjunction with the dechuck mechanism and differentiating the measured displacement of the workpiece to obtain the maximum value of the inclination. How to monitor dechuck.
デチャック機構における圧縮空気シリンダーへの圧縮空気の圧力を測定し、測定した圧縮空気の圧力を微分してその傾きの最大値を求めることを特徴とするデチャックモニター方法。 An apparatus for mounting and removing a workpiece having a mounting mechanism for mounting a workpiece to be processed in the processing chamber on a workpiece holder and a dechuck mechanism for removing the workpiece processed in the processing chamber from the workpiece holder is used. A dechuck monitoring method,
A dechuck monitoring method, comprising: measuring a pressure of compressed air to a compressed air cylinder in a dechuck mechanism, and differentiating the measured pressure of the compressed air to obtain a maximum value of the inclination.
デチャック機構における圧縮空気シリンダーと連動してパルス出力を発生するエンコーダーを用いて圧縮空気シリンダーの動作量を測定し、測定した動作量を微分してその傾きの最大値を求めることを特徴とするデチャックモニター方法。 An apparatus for mounting and removing a workpiece having a mounting mechanism for mounting a workpiece to be processed in the processing chamber on a workpiece holder and a dechuck mechanism for removing the workpiece processed in the processing chamber from the workpiece holder is used. A dechuck monitoring method,
Measures the amount of operation of the compressed air cylinder using an encoder that generates a pulse output in conjunction with the compressed air cylinder in the dechuck mechanism, differentiates the measured amount of operation to determine the maximum value of the inclination. Chuck monitoring method.
デチャック機構における電動シリンダーとベローズとの間に挿置したロードセルにより圧縮又は引張り強さを測定し、測定した圧縮又は引張り強さのピーク値から吸着力を測定することを特徴とするデチャックモニター方法。 An apparatus for mounting and removing a workpiece having a mounting mechanism for mounting a workpiece to be processed in the processing chamber on a workpiece holder and a dechuck mechanism for removing the workpiece processed in the processing chamber from the workpiece holder is used. A dechuck monitoring method,
A dechuck monitoring method characterized in that a compression or tensile strength is measured by a load cell inserted between an electric cylinder and a bellows in a dechuck mechanism, and an adsorption force is measured from a peak value of the measured compression or tensile strength. .
デチャック機構における電動シリンダーの電力値、トルク値或いは負荷率を測定し、測定した電力値、トルク値或いは負荷率の増加量から吸着力を測定することを特徴とするデチャックモニター方法。 An apparatus for mounting and removing a workpiece having a mounting mechanism for mounting a workpiece to be processed in the processing chamber on a workpiece holder and a dechuck mechanism for removing the workpiece processed in the processing chamber from the workpiece holder is used. A dechuck monitoring method,
A dechuck monitoring method characterized by measuring an electric power value, a torque value, or a load factor of an electric cylinder in a dechucking mechanism, and measuring an adsorption force from an increase amount of the measured electric power value, torque value, or load factor.
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