JP2016146416A - 基板処理方法および基板処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】２つの保持部間における基板の受け渡し動作の軽微な異常までをも確実に検出ことができる基板処理方法および基板処理システムを提供する。
【解決手段】加速度センサーを搭載した測定用基板ＳＷを基板載置部から搬送ロボット３０に受け渡し、そのときに測定用基板ＳＷに作用する加速度を加速度センサーが測定することによって受け渡し時の測定用基板ＳＷの挙動を検知する。測定用基板ＳＷに作用する加速度を加速度センサー１２で測定して測定用基板ＳＷの挙動を検知しているため、作業者による目視では見逃すような軽微な基板受け渡し動作の異常までをも確実に検出することができる。その結果、異常の程度が増大して受け渡し時に基板が割れる等の重大な障害が発生する前に、異常の原因を排除して重大な障害の発生を未然に防止することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体ウェハーや液晶表示装置用ガラス基板等の薄板状の精密電子基板（以下、単に「基板」と称する）を２つの保持部間で受け渡すときの当該基板の挙動を検知する基板処理方法および基板処理システムに関する。

従来より、半導体デバイスなどの製造工程においては、基板に対して洗浄、成膜、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、熱処理等の種々の処理を行っている。一般的には、これらの諸処理は、各処理を実行する処理ユニット（例えば、洗浄処理ユニット、熱処理ユニット等）に対して搬送ロボットが基板を順次に搬送することによって進行する。特許文献１には、振動センサを備えた測定用ウエハを用いて基板搬送時の異常を検知する技術が開示されている。

特開２００６−３１０３４９号公報

搬送ロボットによって処理ユニットに基板を搬送する際には、２つの保持部間での基板の受け渡しが必ず発生する。例えば、搬送ロボットが洗浄処理ユニットに基板を搬入する際には、基板を保持する搬送ロボットが洗浄処理ユニットのスピンチャックに当該基板を渡すこととなる。逆に、搬送ロボットが洗浄処理ユニットから基板を搬出する際には、基板を保持するスピンチャックから搬送ロボットが基板を受け取ることとなる。

このような２つの保持部間での基板の受け渡し時に、保持部材の摩耗や保持部材の駆動機構に障害が生じていると受け渡し動作が異常動作となる。受け渡し動作に異常があると処理結果に影響を与えるだけでなく、異常を放置して異常の程度が増大した場合には、受け渡し時に基板が破損するおそれもある。

しかしながら、従来においては、２つの保持部間で基板を受け渡すときの当該基板の挙動を検知する手法は存在せず、受け渡し動作の異常は作業者の目視等によって確認する以外になかった。作業者による目視では軽微な受け渡し動作の異常までをも確実に検出することは困難である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、２つの保持部間における基板の受け渡し動作の軽微な異常までをも確実に検出ことができる基板処理方法および基板処理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板の受け渡し時に当該基板の挙動を検知する基板処理方法において、加速度センサーを備えた測定用基板を第１の保持部から第２の保持部に受け渡す受渡工程と、前記第２の保持部に前記測定用基板を渡したときに、前記測定用基板に作用する加速度を前記加速度センサーが測定することによって前記測定用基板の挙動を検知する検知工程と、を備えることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処理方法において、前記測定用基板に前記加速度センサーを複数設けることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る基板処理方法において、前記加速度センサーの測定結果に基づいて前記測定用基板の挙動に異常が検出されたときに、前記加速度センサーによって取得された加速度の経時変化を示す波形より前記異常の原因を推定する原因推定工程をさらに備えることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明に係る基板処理方法において、前記加速度センサーによって取得された加速度の経時変化を示す波形を表示する表示工程さらに備えることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る基板処理方法において、前記検知工程では、前記受渡工程にて前記測定用基板の摺動移動をともなうときの前記測定用基板の挙動を検知することを特徴とする。

また、請求項６の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る基板処理方法において、前記検知工程では、前記受渡工程にて前記測定用基板を複数のチャックピンにて把持するときの前記測定用基板の挙動を検知することを特徴とする。

また、請求項７の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る基板処理方法において、前記検知工程では、前記受渡工程にて前記測定用基板の昇降移動をともなうときの前記測定用基板の挙動を検知することを特徴とする。

また、請求項８の発明は、基板の受け渡し時に当該基板の挙動を検知する基板処理システムにおいて、加速度センサーを備えた測定用基板と、前記測定用基板を保持する第１の保持部と、前記第１の保持部から前記測定用基板を受け取って保持する第２の保持部と、前記第１の保持部から前記第２の保持部に前記測定用基板を渡したときに、前記測定用基板に作用する加速度を前記加速度センサーによって測定して得た測定結果に基づいて前記測定用基板の挙動を検知する検知手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項９の発明は、請求項８の発明に係る基板処理システムにおいて、前記測定用基板に前記加速度センサーを複数設けることを特徴とする。

また、請求項１０の発明は、請求項８または請求項９の発明に係る基板処理システムにおいて、前記加速度センサーの測定結果に基づいて前記測定用基板の挙動に異常が検出されたときに、前記加速度センサーによって取得された加速度の経時変化を示す波形より前記異常の原因を推定する原因推定手段をさらに備えることを特徴とする。

また、請求項１１の発明は、請求項８から請求項１０のいずれかの発明に係る基板処理システムにおいて、前記加速度センサーによって取得された加速度の経時変化を示す波形を表示する表示手段さらに備えることを特徴とする。

請求項１から請求項７の発明によれば、第１の保持部から第２の保持部に測定用基板を渡したときに、測定用基板に作用する加速度を加速度センサーが測定することによって測定用基板の挙動を検知するため、２つの保持部間における作業者による目視では見逃すような軽微な基板受け渡し動作の異常までをも確実に検出することができる。

特に、請求項２の発明によれば、測定用基板に加速度センサーを複数設けるため、より詳細に測定用基板の挙動を検知することができる。

請求項８から請求項１１の発明によれば、第１の保持部から第２の保持部に測定用基板を渡したときに、測定用基板に作用する加速度を加速度センサーによって測定して得た測定結果に基づいて測定用基板の挙動を検知するため、２つの保持部間における作業者による目視では見逃すような軽微な基板受け渡し動作の異常までをも確実に検出することができる。

特に、請求項９の発明によれば、測定用基板に加速度センサーを複数設けるため、より詳細に測定用基板の挙動を検知することができる。

本発明に係る基板処理方法において使用する測定用基板を示す平面図である。 加速度測定モジュールの構成を示すブロック図である。 基板載置部および搬送ロボットの概略構成を示す図である。 制御部の機能ブロック図である。 搬送ロボットの支持部の上に測定用基板を載置させた時点の状態を示す図である。 プッシュピンが測定用基板の端縁部に当接した時点の状態を示す図である。 測定用基板の端縁部が先端ガイドに突き当たった状態を示す図である。 正常に測定用基板が受け渡されたときの加速度の波形を示す図である。 測定用基板の挙動が異常であった場合における加速度の波形の一例を示す図である。 測定用基板の挙動が異常であった場合における加速度の波形の他の例を示す図である。 第２実施形態の測定用基板および把持チャックを示す図である。 第３実施形態のリフト機構を示す図である。 測定用基板の他の例を示す平面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係る基板処理方法において使用する測定用基板ＳＷを示す平面図である。なお、図１および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。

測定用基板ＳＷには加速度測定モジュール１０が搭載されている。第１実施形態では、測定用基板ＳＷの表面中心部に１個の加速度測定モジュール１０が搭載されている。加速度測定モジュール１０を除く測定用基板ＳＷ自体は、一般的なシリコンの半導体ウェハーと同様の形状（円形）および質量を有するものであり、通常のシリコン半導体ウェハーをそのまま転用しても良い。測定用基板ＳＷの形状および質量を通常の基板と同じにすることにより、通常の処理対象となる基板を受け渡すときの当該基板の挙動を測定用基板ＳＷによって検知することができる。

図２は、加速度測定モジュール１０の構成を示すブロック図である。図２に示すように、加速度測定モジュール１０は、制御回路１１、加速度センサー１２、メモリ１３等を１チップに集積したワンチップマイコンである。加速度測定モジュール１０は、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)であっても良い。加速度センサー１２は、加速度測定モジュール１０に作用する加速度を検知するセンサーである。加速度センサー１２は、ＸＹＺの３軸方向についての加速度を検知することができる。

メモリ１３は、加速度センサー１２によって検知された加速度を時系列で保持する。制御回路１１は、加速度測定モジュール１０の全体を制御しており、加速度センサー１２による測定の開始・終了を制御するとともに検知された加速度をメモリ１３に格納する。

第１実施形態においては、上記の測定用基板ＳＷを基板載置部から搬送ロボットに渡すときの測定用基板ＳＷの挙動を検知する。図３は、基板載置部および搬送ロボットの概略構成を示す図である。基板載置部２０は、３本の支持ピン２１を備えており、それら３本の支持ピン２１によって測定用基板ＳＷを支持する第１の保持部である。３本の支持ピン２１は、昇降動作などの特段の動作を行うものではなく、固定設置されているものである。このような基板載置部２０は、例えば２つの搬送ロボット間で基板の受け渡しを行うために介在する受渡パスとして用いられている。

搬送ロボット３０は、ハンド３１、先端ガイド３２、プッシュピン３３および本体部３４を備える。ハンド３１は、本体部３４に固定設置されている。ハンド３１の上面には基板の裏面に直接接触して支持するピン状の支持部３５が４本立設されている（図３および図５〜図７参照）。支持部３５の材質は好ましくは樹脂系材料である。先端ガイド３２はハンド３１の先端に固定設置されている。一方、プッシュピン３３は、ハンド３１の基端側に設けられている。プッシュピン３３は、本体部３４に内蔵された駆動機構によって、図３の矢印ＡＲ３にて示すように、進退移動可能とされている。ハンド３１の支持部３５の上に測定用基板ＳＷを支持した後、プッシュピン３３が前進（図３の紙面上左側に向けて移動）することによって、測定用基板ＳＷを支持部３５の上に支持した状態で測定用基板ＳＷの端縁部をプッシュピン３３と先端ガイド３２とによって把持することができる。これにより、搬送ロボット３０は、測定用基板ＳＷを保持する第２の保持部となりうる。また、搬送ロボット３０の本体部３４は、図示省略の駆動機構によって昇降動作、スライド移動動作、および、旋回動作が可能とされている。

制御部４０は、搬送ロボット３０の動作を制御する。制御部４０のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部４０は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクなどを備えて構成される。制御部９のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによって、搬送ロボット３０が制御部９に制御されて基板載置部２０と搬送ロボット３０との基板の受け渡し動作が行われる。

また、制御部４０は、測定用基板ＳＷの加速度測定モジュール１０と接続するためのインターフェイスを備える。制御部４０は、加速度測定モジュール１０のメモリ１３に保持されているデータを読み出してＲＡＭや磁気ディスク等の記憶部に格納する。

図４は、制御部４０の機能ブロック図である。原因推定部４１は、制御部４０のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによって制御部４０内に実現される機能処理部である。詳細については後述するが、原因推定部４１は加速度測定モジュール１０のメモリ１３から読み出された加速度データに基づいて測定用基板ＳＷの挙動異常の原因を推定する。

制御部４０は、さらに表示部４２を備える。表示部４２は、例えば液晶ディスプレイ等にて構成されており、加速度測定モジュール１０のメモリ１３から読み出されて制御部４０の記憶部に格納された加速度データを表示する。

次に、基板載置部２０から搬送ロボット３０に測定用基板ＳＷが受け渡されるときの測定用基板ＳＷの挙動を検知する処理動作について説明する。測定用基板ＳＷは基板載置部２０の３本の支持ピン２１によって裏面より支持されている。搬送ロボット３０は、昇降動作および前進移動を行うことによって、ハンド３１を３本の支持ピン２１に支持されている測定用基板ＳＷの下方に進出させる。そして、搬送ロボット３０が上昇動作を行うことにより、３本の支持ピン２１に支持されていた測定用基板ＳＷをハンド３１の支持部３５の上に載置させる。その後、測定用基板ＳＷを支持部３５の上に支持した状態で測定用基板ＳＷの端縁部をプッシュピン３３が押圧すると、測定用基板ＳＷが支持部３５の上を摺動しつつ先端ガイド３２に向かって移動する。この結果、測定用基板ＳＷが先端ガイド３２とプッシュピン３３との間に挟持されて、搬送ロボット３０への測定用基板ＳＷの固定が完了する。このようにして、測定用基板ＳＷを保持する基板載置部２０から搬送ロボット３０に測定用基板ＳＷが渡される。

測定用基板ＳＷが搬送ロボット３０に渡される時点においては、既に加速度センサー１２による測定は開始されている。加速度センサー１２によって測定された加速度は、制御回路１１によって一定間隔でサンプリングされて、測定時刻とともに時系列でメモリ１３に格納される。

図５は、搬送ロボット３０の支持部３５の上に測定用基板ＳＷを載置させた時点の状態を示す図である。搬送ロボット３０が基板載置部２０から測定用基板ＳＷを載置する前には、プッシュピン３３が後退しており、プッシュピン３３と先端ガイド３２との間隔は測定用基板ＳＷの径よりも大きくなっている。よって、図５に示すように、搬送ロボット３０のハンド３１の上に測定用基板ＳＷを載置させた時点では、プッシュピン３３および先端ガイド３２のいずれも測定用基板ＳＷと接触していない。

ハンド３１の上に測定用基板ＳＷを載置させた後、制御部４０が搬送ロボット３０に対してクローズ命令を発令する。クローズ命令とは、プッシュピン３３を前進させて閉じる命令である。制御部４０からのクローズ命令を受け取った搬送ロボット３０の本体部３４はプッシュピン３３の前進を開始する。なお、制御部４０からクローズ命令が発せられてからプッシュピン３３が前進を開始するまでには不可避的に若干のタイムラグが発生する。

図５に示す状態からプッシュピン３３が前進すると、やがてプッシュピン３３が測定用基板ＳＷの端縁部に当接する。図６は、プッシュピン３３が測定用基板ＳＷの端縁部に当接した時点の状態を示す図である。プッシュピン３３は、測定用基板ＳＷの端縁部に当接した後もさらに前進を続ける。これによって、測定用基板ＳＷがプッシュピン３３によって図６の矢印ＡＲ６にて示す向きに押される。このとき、測定用基板ＳＷはプッシュピン３３から矢印ＡＲ６に示す向きの力を受けることとなり、このことは測定用基板ＳＷに矢印ＡＲ６に示す向きの加速度が生じるのと同義である。

また、測定用基板ＳＷはプッシュピン３３に押されることによって、矢印ＡＲ６に示す向きへの移動を開始する。このとき、測定用基板ＳＷは、ハンド３１の支持部３５に沿って摺動移動することとなる。従って、測定用基板ＳＷには矢印ＡＲ６とは逆向きに摺動抵抗も作用する。その結果、プッシュピン３３からの押圧力とハンド３１に対する摺動抵抗との合計の力が測定用基板ＳＷに作用することとなり、その力を測定用基板ＳＷの質量で除した加速度が測定用基板ＳＷに生じている。

図６に示す状態からプッシュピン３３がさらに前進すると、やがて測定用基板ＳＷの端縁部（プッシュピン３３が接触しているのとは反対側の端縁部）が先端ガイド３２に突き当たる。図７は、測定用基板ＳＷの端縁部が先端ガイド３２に突き当たった状態を示す図である。測定用基板ＳＷの先端部が先端ガイド３２に突き当たることによって、測定用基板ＳＷは先端ガイド３２から図７の矢印ＡＲ７に示す向きの力を受けて摺動移動を停止する。すなわち、測定用基板ＳＷの停止時には、測定用基板ＳＷに矢印ＡＲ７に示す向きの加速度が生じることとなる。

測定用基板ＳＷの端縁部が先端ガイド３２に突き当たることにより、プッシュピン３３と先端ガイド３２とによって測定用基板ＳＷが把持されることとなる。これによって、測定用基板ＳＷが搬送ロボット３０に保持され、基板載置部２０から搬送ロボット３０への測定用基板ＳＷの受け渡しが完了する。

プッシュピン３３が測定用基板ＳＷに当接して測定用基板ＳＷが摺動移動を開始してから先端ガイド３２に突き当たって移動を停止するまでの間に測定用基板ＳＷに作用した加速度は、測定用基板ＳＷに搭載された加速度測定モジュール１０の加速度センサー１２によって測定されている。加速度センサー１２によって測定された加速度は、制御回路１１によって一定間隔でサンプリングされて、測定時刻とともに時系列でメモリ１３に格納される。取得された加速度データは測定終了後に加速度測定モジュール１０に接続された制御部４０によって読み出される。

図８から図１０に示すのは、加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形の例である。これらの波形は、加速度センサー１２によって測定された加速度を時系列でプロットすることによって得られる。図８には、基板載置部２０から搬送ロボット３０に正常に測定用基板ＳＷが受け渡されたときの加速度の波形を示す。時刻ｔ０に制御部４０が搬送ロボット３０にクローズ命令を発令すると、時刻ｔ１にプッシュピン３３が前進を開始する。そして、時刻ｔ２にプッシュピン３３が測定用基板ＳＷの端縁部に当接する（図６）。この瞬間から測定用基板ＳＷには図６の矢印ＡＲ６に示す向きの加速度が作用する。さらに、時刻ｔ３に測定用基板ＳＷが先端ガイド３２に突き当たって測定用基板ＳＷの移動が停止する（図７）。この瞬間に測定用基板ＳＷには図７の矢印ＡＲ７に示す向きの加速度が作用する。

基板載置部２０から搬送ロボット３０に正常に測定用基板ＳＷが受け渡されて保持されたときには、加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形は図８のようになる。換言すれば、加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形が図８のようになれば、基板載置部２０から搬送ロボット３０に測定用基板ＳＷを受けたしたときの測定用基板ＳＷの挙動が正常であったこととなる。すなわち、図８に示す波形は、受け渡し時の測定用基板ＳＷの挙動が正常であるか異常であるかを判定するための基準波形（リファレンス）となり得るものである。よって、例えば、メンテナンス時等に、基板載置部２０から搬送ロボット３０に正常に測定用基板ＳＷが受け渡されて測定用基板ＳＷの挙動が正常である場合の図８に示す如き加速度の波形を予め取得して制御部４０の記憶部に記憶部に保持しておくのが好ましい。

制御部４０は、例えば搬送ロボット３０の検査時等に基板載置部２０から搬送ロボット３０に測定用基板ＳＷが受け渡されたときに加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形から測定用基板ＳＷの挙動を検知する。具体的には、取得された加速度の経時変化を示す波形と図８に示す基準波形との差分が所定の閾値未満である場合には制御部４０は測定用基板ＳＷの挙動は正常であると判定する。この場合、基板載置部２０から搬送ロボット３０に正常に測定用基板ＳＷが受け渡されたと推定される。

一方、取得された加速度の経時変化を示す波形と図８に示す基準波形との差分が所定の閾値以上である場合には制御部４０は測定用基板ＳＷの挙動が異常であると判定する。基板載置部２０から搬送ロボット３０に測定用基板ＳＷを受け渡すときに測定用基板ＳＷの挙動が異常になる原因としては、プッシュピン３３の摩耗によるすり減りや本体部３４に内蔵されたプッシュピン３３の駆動機構の障害等が考えられる。

測定用基板ＳＷの挙動が異常である場合には、制御部４０の原因推定部４１（図４参照）が異常原因の推定を行う。図９は、受け渡し時の測定用基板ＳＷの挙動が異常であった場合における加速度の波形の一例を示す図である。同図において、点線で示すのは、正常に測定用基板ＳＷが受け渡されたときの加速度の波形、すなわち図８に示した基準波形である。また、図９に実線で示すのは、検査時等に基板載置部２０から搬送ロボット３０に測定用基板ＳＷを受け渡したときに加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形（以下、「実測波形」とする）である。

図９に示す例では、実測波形の形状自体は基準波形と同じであるものの、実測波形は基準波形よりも時間が遅れている（つまり、位相がずれている）。このように実測波形の位相が基準波形からずれる原因は、プッシュピン３３の動作自体は正常であるものの、プッシュピン３３が摩耗によりすり減ってクローズ命令が発令されてからプッシュピン３３が測定用基板ＳＷの端縁部に当接するまでの時間が正常時よりも長くなったことによるものと考えられる。よって、原因推定部４１は、図９のように実測波形の位相が基準波形に対してずれている場合には、測定用基板ＳＷの挙動異常の原因をプッシュピン３３の摩耗と推定する。

また、図１０は、受け渡し時の測定用基板ＳＷの挙動が異常であった場合における加速度の波形の他の例を示す図である。図９と同様に、図１０においても点線で示すのは基準波形であり、実線で示すのは実測波形である。図１０に示す例では、実測波形は基準波形に対して時間の遅れはないものの、加速度のピーク値が基準波形と異なっている（つまり、波形の振幅が異なっている）。このように実測波形の振幅が基準波形と異なる原因は、測定用基板ＳＷがハンド３１の支持部３５に対して摺動するときのひっかかりであると考えられる。よって、原因推定部４１は、図１０のように実測波形の振幅が基準波形と異なっている場合には、測定用基板ＳＷの挙動異常の原因をハンド３１によるひっかかりであると推定する。

制御部４０の表示部４２は、基板載置部２０から搬送ロボット３０に測定用基板ＳＷが受け渡されたときに加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形（図８〜図１０に例示した波形）を表示する。また、表示部４２は、受け渡し時の測定用基板ＳＷの挙動が異常であった場合には、原因推定部４１によって推定された異常の原因を表示するようにしても良い。

第１実施形態においては、加速度測定モジュール１０を搭載した測定用基板ＳＷを実際に基板載置部２０から搬送ロボット３０に受け渡し、そのときに測定用基板ＳＷに作用した加速度を加速度センサー１２が測定することによって受け渡し時の測定用基板ＳＷの挙動を検知している。測定用基板ＳＷに作用する加速度を加速度センサー１２で測定して測定用基板ＳＷの挙動を検知しているため、作業者による目視では見逃すような軽微な基板受け渡し動作の異常までをも確実に検出することができる。その結果、異常の程度が増大して受け渡し時に基板が割れる等の重大な障害が発生する前に、異常の原因を排除（例えば、プッシュピン３３や支持部３５の交換）して重大な障害の発生を未然に防止することができる。

また、第１実施形態では、測定用基板ＳＷの挙動が異常である場合には、加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形を解析することによって、異常原因の推定を行っている。測定用基板ＳＷの挙動が異常である場合には、異常が発生していると予想される部位を重点的に調査して異常の原因を早急に究明する必要があるが、加速度の経時変化を示す波形から異常原因の推定を行えば、迅速に異常原因の特定して対策を講じることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図１１は、第２実施形態の測定用基板ＳＷおよび把持チャックを示す図である。第１実施形態では、測定用基板ＳＷの表面中心部に１個の加速度測定モジュール１０を搭載していたのに対して、第２実施形態においては、測定用基板ＳＷの表面の異なる位置に２個の加速度測定モジュール１０を搭載している。第１実施形態と同様に、加速度測定モジュール１０を除く測定用基板ＳＷ自体は、一般的なシリコンの半導体ウェハーと同様の形状（円形）および質量を有するものであり、通常のシリコン半導体ウェハーをそのまま転用しても良い。また、各加速度測定モジュール１０の構成も第１実施形態と同じである（図２参照）。

第２実施形態においては、かかる測定用基板ＳＷを搬送ロボットから把持チャックに渡すときの測定用基板ＳＷの挙動を検知する。搬送ロボットとしては基板を保持して搬送する公知の種々のものを採用することができ、例えば第１実施形態の搬送ロボット３０であっても良い。また、図１１に示す制御部４０も第１実施形態と同様の要素である。

把持チャック５０は、３本のチャックピンを備えており、それらのうちの１本が固定ピン５１であり、残りの２本が可動ピン５２である。このような把持チャック５０は、例えば基板を水平姿勢で保持して回転させるためのスピンチャックとして用いられるものであり、典型的には固定ピン５１および可動ピン５２は円板形状のスピンベース上に設けられる。固定ピン５１は当該スピンベースに固定して立設されている。一方の可動ピン５２は、図示省略の駆動機構によって図１１中の矢印のように移動可能にスピンベースに取り付けられている。各可動ピン５２は測定用基板ＳＷの端縁部に当接する把持位置と当該端縁部から離隔した解除位置との間で移動する。２本の可動ピン５２か把持位置に移動すると１本の固定ピン５１と２本の可動ピン５２とによって測定用基板ＳＷが把持される。２本の可動ピン５２が把持位置から解除位置に移動すると、測定用基板ＳＷの端縁部から離隔して把持が解除される。

第２実施形態においては、搬送ロボットから把持チャック５０に測定用基板ＳＷを受け渡して把持するときに、測定用基板ＳＷに作用する加速度を２個の加速度センサー１２が測定することによって測定用基板ＳＷの挙動を検知している。搬送ロボットから把持チャック５０に正常に測定用基板ＳＷが受け渡されて把持されるときには、２本の可動ピン５２が同時に測定用基板ＳＷの端縁部に当接して同じ力にて固定ピン５１に向けて測定用基板ＳＷを押し付ける。従って、測定用基板ＳＷの異なる位置に設けられた２個の加速度測定モジュール１０の加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形も同一となる。

ところが、２本の可動ピン５２のいずれかが摩耗していたような場合には、２本の可動ピン５２が異なるタイミングにて測定用基板ＳＷの端縁部に当接する。そうすると、測定用基板ＳＷは、まず最初に当接した可動ピン５２から押圧された後に、残る一方の可動ピン５２から押圧されることとなる。このようになると、測定用基板ＳＷの異なる位置に設けられた２個の加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形も異なることとなる。

従って、制御部４０は、例えば把持チャック５０の検査時等に、把持チャック５０に測定用基板ＳＷが渡されたときに２個の加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形を比較することにより、測定用基板ＳＷの挙動を検知することができる。具体的には、２個の加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形の差分が所定の閾値未満である場合には、制御部４０は測定用基板ＳＷの挙動は正常であり、把持チャック５０に測定用基板ＳＷが正常に把持されたと判定する。

一方、２個の加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形の差分が所定の閾値以上である場合には、制御部４０は測定用基板ＳＷの挙動が異常であり、２本の可動ピン５２に障害が生じていると判定する。

第２実施形態においては、２個の加速度センサー１２を設けた測定用基板ＳＷを用いることにより、複数の可動ピン５２によって異なる方向から測定用基板ＳＷを把持するときの測定用基板ＳＷの挙動を検知することができる。換言すれば、２個の加速度センサー１２を設けた測定用基板ＳＷを用いることにより、受け渡し時における測定用基板ＳＷの二次元平面内での挙動を検知して受け渡し動作の異常を検出することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１２は、第３実施形態のリフト機構を示す図である。第３実施形態においても、第２実施形態と同様に、測定用基板ＳＷの表面の異なる位置に２個の加速度測定モジュール１０を搭載している。第１実施形態では受け渡し時における測定用基板ＳＷの摺動を伴う直線移動の挙動を検知し、第２実施形態では測定用基板ＳＷの二次元平面内での挙動を検知していたが、第３実施形態においては測定用基板ＳＷの三次元空間内での挙動を検知する。より具体的には、２個の加速度測定モジュール１０を搭載した測定用基板ＳＷを搬送ロボットからリフト機構に渡すときの測定用基板ＳＷの挙動を検知する。

搬送ロボットとしては基板を保持して搬送する公知の種々のものを採用することができ、例えば第１実施形態の搬送ロボット３０であっても良い。また、図１２に示す制御部４０も第１実施形態と同様の要素である。

リフト機構６０は、複数本（少なくとも３本）のリフトピン６１およびプレート６２を備える。プレート６２は、基板を載置する板状部材であり、例えばヒータ等の加熱機構を内蔵したホットプレートまたは水冷管等の冷却機構を内蔵したクールプレートである。複数本のリフトピン６１は、図示省略の駆動機構によって図１２中の矢印に示すように昇降される。リフトピン６１が下降したときには、リフトピン６１の先端がプレート６２内に埋入する。一方、リフトピン６１が上昇したときには、リフトピン６１の先端がプレート６２の上面から突出することとなる。

搬送ロボットがプレート６２の上方に測定用基板ＳＷを保持した状態にてリフトピン６１が上昇すると、その測定用基板ＳＷがリフトピン６１によって突き上げられ、搬送ロボットからリフト機構６０に測定用基板ＳＷが受け渡される。第３実施形態においては、複数本のリフトピン６１が測定用基板ＳＷを突き上げて保持するときに、測定用基板ＳＷに作用する加速度を２個の加速度センサー１２が測定することによって測定用基板ＳＷの挙動を検知している。複数本のリフトピン６１が正常に測定用基板ＳＷを突き上げて受け取るときには、それら複数本のリフトピン６１が同時に測定用基板ＳＷの裏面に当接して測定用基板ＳＷを突き上げる。従って、搬送ロボットに水平姿勢で保持されていた測定用基板ＳＷは水平姿勢のまま複数本のリフトピン６１によって突き上げられることとなり、測定用基板ＳＷの異なる位置に設けられた２個の加速度測定モジュール１０の加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形も同一となる。

ところが、複数本のリフトピン６１のうちのいずれかが摩耗していたような場合には、複数本のリフトピン６１が異なるタイミングにて測定用基板ＳＷの裏面に当接する。そうすると、測定用基板ＳＷは、まず最初に当接したリフトピン６１によって突き上げられた後に、他のリフトピン６１によって突き上げられることとなる。このようになると、測定用基板ＳＷが水平姿勢から傾いた傾斜姿勢で突き上げられ、測定用基板ＳＷの異なる位置に設けられた２個の加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形も異なることとなる。具体的には、最初に当接したリフトピン６１に近い位置に設けられた加速度センサー１２の波形の方がより早く大きな振幅を示す。

従って、制御部４０は、例えばリフト機構６０の検査時等に、リフト機構６０に測定用基板ＳＷが渡されたときに２個の加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形を比較することにより、測定用基板ＳＷの挙動を検知することができる。具体的には、２個の加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形の差分が所定の閾値未満である場合には、制御部４０は測定用基板ＳＷの挙動は正常であり、搬送ロボットからリフト機構６０に測定用基板ＳＷが正常に受け渡されたと判定する。

一方、２個の加速度センサー１２によって取得された加速度の経時変化を示す波形の差分が所定の閾値以上である場合には、制御部４０は測定用基板ＳＷの挙動が異常であり、リフト機構６０にリフトピン６１の摩耗等の障害が生じていると判定する。

第３実施形態においては、２個の加速度センサー１２を設けた測定用基板ＳＷを用いることにより、複数本のリフトピン６１によって測定用基板ＳＷを突き上げて保持するときの測定用基板ＳＷの挙動を検知することができる。換言すれば、２個の加速度センサー１２を設けた測定用基板ＳＷを用いることにより、昇降移動をともなう受け渡し時における測定用基板ＳＷの三次元空間内での挙動を検知して受け渡し動作の異常を検出することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、第１実施形態では測定用基板ＳＷの表面中心部に１個の加速度測定モジュール１０を搭載し、第２実施形態では測定用基板ＳＷの表面の異なる位置に２個の加速度測定モジュール１０を搭載していたが、これらに限定されるものではなく、測定用基板ＳＷに３個以上の加速度測定モジュール１０を搭載するようにしても良い。

図１３は、測定用基板ＳＷの他の例を示す平面図である。図１３に示す例では、測定用基板ＳＷの表面の異なる位置に８個の加速度測定モジュール１０が搭載されている。８個の加速度測定モジュール１０は、測定用基板ＳＷの外周と同心円上に等間隔（４５°間隔）にて配置されている。各加速度測定モジュール１０の構成および測定用基板ＳＷ自体は第１実施形態と同じである。

図１３に示すような多数の加速度測定モジュール１０を搭載した測定用基板ＳＷを用いて受け渡し時の挙動を検知すれば、第２，３実施形態と比較して測定用基板ＳＷの位置による加速度の差異をより詳細に測定することができる。よって、受け渡し時における測定用基板ＳＷの挙動をより精密に解析することができる。測定用基板ＳＷに搭載する加速度測定モジュール１０の個数はさらに多くても良く、加速度測定モジュール１０の数が多いほどより詳細な検知が可能となるものの、挙動の解析は複雑になる。また、測定用基板ＳＷに搭載された複数の加速度測定モジュール１０のうちの一部のみを使用して加速度の測定を行うようにしても良い。

また、第３実施形態においては、測定用基板ＳＷを搬送ロボットからリフト機構に渡すときの測定用基板ＳＷの挙動を検知していたが、これに代えて、基板保持のための凹部を備えた落とし込みトレイに搬送ロボットから測定用基板ＳＷを渡すときのその測定用基板ＳＷの挙動を検知するようにしても良い。この場合であっても、昇降移動をともなう受け渡し時における測定用基板ＳＷの三次元空間内での挙動を検知して受け渡し動作の異常を検出することができる。

さらに、本発明に係る技術は、上記の例以外にも第１の保持部から第２の保持部に基板を受け渡すときの当該基板の挙動を検知するのに適用することができる。第１の保持部および第２の保持部は基板を保持可能なものであれば良く、単に基板を載置しているだけの載置部（例えば、第１実施形態の基板載置部２０やキャリアなど）および基板を能動的に保持する機構（例えば、いわゆるチャック機構など）の双方が含まれる。

１０ 加速度測定モジュール
１２ 加速度センサー
２０ 基板載置部
３０ 搬送ロボット
４０ 制御部
４１ 原因推定部
４２ 表示部
５０ 把持チャック
６０ リフト機構
ＳＷ 測定用基板

Claims (11)

1. 基板の受け渡し時に当該基板の挙動を検知する基板処理方法であって、
   加速度センサーを備えた測定用基板を第１の保持部から第２の保持部に受け渡す受渡工程と、
   前記第２の保持部に前記測定用基板を渡したときに、前記測定用基板に作用する加速度を前記加速度センサーが測定することによって前記測定用基板の挙動を検知する検知工程と、
   を備えることを特徴とする基板処理方法。
2. 請求項１記載の基板処理方法において、
   前記測定用基板に前記加速度センサーを複数設けることを特徴とする基板処理方法。
3. 請求項１または請求項２記載の基板処理方法において、
   前記加速度センサーの測定結果に基づいて前記測定用基板の挙動に異常が検出されたときに、前記加速度センサーによって取得された加速度の経時変化を示す波形より前記異常の原因を推定する原因推定工程をさらに備えることを特徴とする基板処理方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板処理方法において、
   前記加速度センサーによって取得された加速度の経時変化を示す波形を表示する表示工程さらに備えることを特徴とする基板処理方法。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板処理方法において、
   前記検知工程では、前記受渡工程にて前記測定用基板の摺動移動をともなうときの前記測定用基板の挙動を検知することを特徴とする基板処理方法。
6. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板処理方法において、
   前記検知工程では、前記受渡工程にて前記測定用基板を複数のチャックピンにて把持するときの前記測定用基板の挙動を検知することを特徴とする基板処理方法。
7. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板処理方法において、
   前記検知工程では、前記受渡工程にて前記測定用基板の昇降移動をともなうときの前記測定用基板の挙動を検知することを特徴とする基板処理方法。
8. 基板の受け渡し時に当該基板の挙動を検知する基板処理システムであって、
   加速度センサーを備えた測定用基板と、
   前記測定用基板を保持する第１の保持部と、
   前記第１の保持部から前記測定用基板を受け取って保持する第２の保持部と、
   前記第１の保持部から前記第２の保持部に前記測定用基板を渡したときに、前記測定用基板に作用する加速度を前記加速度センサーによって測定して得た測定結果に基づいて前記測定用基板の挙動を検知する検知手段と、
   を備えることを特徴とする基板処理システム。
9. 請求項８記載の基板処理システムにおいて、
   前記測定用基板に前記加速度センサーを複数設けることを特徴とする基板処理システム。
10. 請求項８または請求項９記載の基板処理システムにおいて、
    前記加速度センサーの測定結果に基づいて前記測定用基板の挙動に異常が検出されたときに、前記加速度センサーによって取得された加速度の経時変化を示す波形より前記異常の原因を推定する原因推定手段をさらに備えることを特徴とする基板処理システム。
11. 請求項８から請求項１０のいずれかに記載の基板処理システムにおいて、
    前記加速度センサーによって取得された加速度の経時変化を示す波形を表示する表示手段さらに備えることを特徴とする基板処理システム。

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