JP2023163010A - 半導体製造装置システム - Google Patents

Abstract

【課題】基板に対する搬送、処理、および、収納の少なくとも１つを行う半導体製造装置の異常を検出可能な半導体製造装置システムを提供する。【解決手段】この基板処理システム１００（半導体製造装置システム）は、基板１０を保持する基板保持ハンド３０と、基板１０に対する搬送、処理、および、収納の少なくとも１つを行う処理装置１０３の異常を検出するために少なくとも処理装置１０３の構成要素を撮影する撮影部６０と、撮影部６０により撮影された撮影画像に基づいて処理装置１０３の構成要素の異常を検出する制御部と、を備える。【選択図】図２

Description

この開示は、半導体製造装置システムに関し、特に、基板保持ハンドを備える半導体製造装置システムに関する。

従来、基板を保持するハンドを備える薄型基板搬送用ロボットが知られている。たとえば、特許文献１参照。

上記特許文献１には、収納カセットから薄型基板を搬出する薄型基板搬送用ロボットが開示されている。薄型基板搬送用ロボットは、水平面内で旋回する第１アームおよび第２アームと、第２アームに取り付けられているフォークとを備えている。フォークは、薄型基板を載置するためのメカニカルハンドである。そして、上記特許文献１に記載の薄型基板搬送用ロボットは、カセット内に薄型基板が正しい姿勢で収納されているか否かの検査のために、収納カセット内の薄型基板の収納状態を検出するカメラを備えている。

特開２００２－２２４９８２号公報

ここで、基板に対する搬送、処理、および、収納の少なくとも１つを行う半導体製造装置において基板を収納する収納部に異常がある場合には、収納部に基板を搬送することが困難となる。また、収納部に限らず、半導体製造装置に異常がある場合には、基板の搬送、処理、および、収納が困難になると考えられる。しかしながら、上記特許文献１の薄型基板搬送用ロボットでは、収納カセット内の基板を検出するカメラは、半導体製造装置の構成要素を撮影するようには構成されておらず、半導体製造装置の異常を検出することができない。そのため、基板に対する搬送、処理、および、収納の少なくとも１つを行う半導体製造装置の異常を検出することが望まれている。

この開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この開示の１つの目的は、基板に対する搬送、処理、および、収納の少なくとも１つを行う半導体製造装置の異常を検出可能な半導体製造装置システムを提供することである。

この開示の一の局面による半導体製造装置システムは、基板を保持する基板保持ハンドと、基板に対する搬送、処理、および、収納の少なくとも１つを行う半導体製造装置の異常を検出するために少なくとも半導体製造装置の構成要素を撮影する撮影部と、撮影部により撮影された撮影画像に基づいて半導体製造装置の構成要素の異常を検出する制御部と、を備える。

この開示の一の局面による半導体製造装置システムは、上記のように、基板に対する搬送、処理、および、収納の少なくとも１つを行う半導体製造装置の異常を検出するために少なくとも半導体製造装置の構成要素を撮影する撮影部と、撮影部により撮影された撮影画像に基づいて半導体製造装置の構成要素の異常を検出する制御部と、を備える。これにより、半導体製造装置の異常を検出するために少なくとも半導体製造装置の構成要素を撮影することによって、半導体製造装置の異常を検出するための撮影画像を取得できる。その結果、取得した撮影画像に基づいて、基板に対する搬送、処理、および、収納の少なくとも１つを行う半導体製造装置の異常を検出できる。

本開示によれば、基板に対する搬送、処理、および、収納の少なくとも１つを行う半導体製造装置の異常を検出できる。

第１実施形態による基板処理システムの全体構成を示したブロック図である。 第１実施形態による基板搬送ロボット、収納容器、および、処理装置の収納部の構成を示した模式図である。 アーム部および昇降機構部を説明するための斜視図である。 撮影部による収納部の撮影を説明するための側面図である。 撮影画像の一例を示した図である。 基準画像の一例を示した図である。 撮影画像に基づく位置ずれの検出を説明するための図である。 撮影画像に基づく異物の検出を説明するための図である。 異常が検出された場合における表示装置の表示の一例を示した図である。 予測される異常が検出された場合における表示装置の表示の一例を示した図である。 第１実施形態による異常検出方法を説明するためのフローチャート図である。 第２実施形態による基板処理システムの全体構成を示したブロック図である。 第２実施形態による撮影画像の一例を示した模式図である。

以下、本開示を具体化した本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１から図１０までを参照して、第１実施形態による基板処理システム１００の構成について説明する。なお、基板処理システム１００は、半導体製造装置システムの一例である。

図１に示すように、基板処理システム１００は、基板搬送ロボット１０１、収納容器１０２、複数の処理装置１０３、表示装置１０４、および、制御装置１０５を備える。基板処理システム１００は、たとえば、半導体ウエハ、プリント基板などの基板１０に対する処理を行う。基板処理システム１００では、収納容器１０２に収納された複数の基板１０に対して処理が行われる。また、収納容器１０２には、処理が完了した基板１０が収納されてもよい。基板１０は、たとえば、略円盤形状を有しており、収納容器１０２において鉛直方向に並んで収納される。処理装置１０３は、たとえば、基板１０に対して、レジストの塗布、または、エッヂングなどの処理を行う。なお、収納容器１０２は、半導体製造装置および収納部の一例である。また、処理装置１０３は、半導体製造装置の一例である。

表示装置１０４は、基板処理システム１００の状態を示す情報が表示される。具体的には、表示装置１０４は、複数の処理装置１０３の動作状態、基板搬送ロボット１０１の動作状態を示す情報が表示される。表示装置１０４は、たとえば、液晶ディスプレイを有する。制御装置１０５は、基板処理システム１００の全体を制御する上位の制御装置である。制御装置１０５は、複数の処理装置１０３および基板搬送ロボット１０１を動作させるための信号を出力する。制御装置１０５は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、および、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などを有するコンピュータである。

図２に示すように、基板搬送ロボット１０１は、基板１０を搬送する。基板搬送ロボット１０１は、基板１０に対する処理を行う処理装置１０３から基板１０を搬出することと処理装置１０３に対して基板１０を搬入することとの少なくとも一方を行う。また、基板搬送ロボット１０１は、基板１０を収納するための収納容器１０２から基板１０を搬出することと収納容器１０２に基板１０を搬入することとのうちの少なくとも一方を行う。処理装置１０３は、複数の基板１０を収納する収納部２０を有する。たとえば、基板搬送ロボット１０１は、収納容器１０２に収納されている基板１０を、複数の処理装置１０３のうちの一の処理装置１０３における収納部２０まで搬送する。そして、基板搬送ロボット１０１は、一の処理装置１０３において処理が終了した基板１０を、一の処理装置１０３の収納部２０から、複数の処理装置１０３のうちの他の処理装置１０３の収納部２０まで搬送する。なお、収納部２０は、半導体製造装置の構成要素の一例である。

図３に示すように、基板搬送ロボット１０１は、基板保持ハンド３０と、アーム部４０と、昇降機構部５０とを備えている。基板保持ハンド３０は、ブレード３１と、ブレード支持部３２とを含む。アーム部４０および昇降機構部５０は、基板１０を搬送するために基板保持ハンド３０を移動させる移動機構である。

ブレード３１は、基板１０が載置される。具体的には、ブレード３１は、基板１０を支持する薄板状の支持板である。ブレード３１は、先端が二股に分かれた形状を有している。また、ブレード３１は、略円盤形状の基板１０の外周縁部の裏面を鉛直方向の下方側から支持する。ブレード３１には、１つずつ基板１０が載置される。ブレード支持部３２は、ブレード３１を支持する。具体的には、ブレード支持部３２は、ブレード３１の基端を支持する。

アーム部４０は、水平多関節ロボットアームである。すなわち、基板搬送ロボット１０１は、水平多関節ロボットである。アーム部４０の先端には、基板保持ハンド３０が取り付けられている。基板保持ハンド３０のブレード支持部３２は、アーム部４０に対して水平方向に沿って回転可能に接続されている。アーム部４０は、２つのリンクである第１部分４１と第２部分４２とを含んでいる。第１部分４１および第２部分４２は、互いに水平方向に沿って回転可能に接続されている。アーム部４０の第１部分４１は、一端において基板保持ハンド３０に接続されており、他端において第２部分４２に接続されている。

アーム部４０は、昇降機構部５０に接続されている。具体的には、アーム部４０の第２部分４２は、一端において第１部分４１と接続されており、他端において昇降機構部５０の昇降軸５１に対して水平方向に沿って回転可能に接続されている。昇降機構部５０は、昇降軸５１を鉛直方向に沿って移動させることによって、アーム部４０を昇降移動させる。昇降機構部５０では、鉛直方向に沿って延びるように昇降軸５１が配置されている。昇降機構部５０は、アーム部４０を昇降移動させることによって、基板保持ハンド３０を昇降移動させる。

アーム部４０と昇降機構部５０とは、駆動源としてサーボモータを有する。また、アーム部４０および昇降機構部５０には、サーボモータの出力軸の回転位置を検出するエンコーダなどの回転位置センサが配置されている。アーム部４０および昇降機構部５０は、後述する制御部７０による制御処理によって動作する。

基板搬送ロボット１０１は、撮影部６０を備えている。撮影部６０は、ブレード支持部３２に配置されている。具体的には、撮影部６０は、ブレード支持部３２において鉛直方向の上方側に配置されている。すなわち、撮影部６０は、ブレード３１よりも鉛直方向の上方側に配置されている。また、撮影部６０は、ブレード３１において基板１０が載置される載置面よりも上方に位置するように配置されている。撮影部６０は、ブレード支持部３２と一体的に移動する。すなわち、撮影部６０は、アーム部４０および昇降機構部５０の動作によって、ブレード支持部３２と一体的に移動する。

図４に示すように、第１実施形態では、撮影部６０は、収納容器１０２および処理装置１０３の異常を検出するために少なくとも収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素を撮影する。収納容器１０２の構成要素は、たとえば、収納容器１０２において、基板１０が載置される突起状の部材などである。処理装置１０３の構成要素は、処理装置１０３における収納部２０などの機器、および、消耗品などである。撮影部６０により撮影された撮影画像Ｐは、制御部７０に出力される。撮影部６０は、たとえば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの複数の撮像素子を有する２次元カメラからなる。なお、撮影部６０を、３次元カメラから構成してもよい。

図１に示すように、基板搬送ロボット１０１は、制御部７０および通信部８０を備えている。制御部７０は、基板搬送ロボット１０１の動作を制御する。制御部７０は、たとえば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、および、ＲＯＭなどを有するコンピュータである。また、制御部７０は、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などのフラッシュメモリを含む記憶装置を有している。制御部７０は、予め記憶装置に記憶されているプログラムおよびパラメータに基づいて基板搬送ロボット１０１の各部の動作を制御する。

通信部８０は、複数の処理装置１０３の各々と通信を行う。また、通信部８０は、上位の制御装置１０５と通信を行う。通信部８０は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などによる通信を行う通信モジュールを含む。すなわち、制御部７０は、通信部８０を介して基板搬送ロボット１０１の外部と通信を行う。

（異常の検出）
次に、図４から図１０までを参照して、制御部７０による収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素の異常の検出について説明する。

第１実施形態では、制御部７０は、撮影部６０により撮影された撮影画像Ｐに基づいて収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素の異常を検出する。すなわち、制御部７０は、撮影部６０により撮影された撮影画像Ｐに対して画像解析の処理を行うことによって、収納容器１０２に含まれる部材などの構成要素、および、処理装置１０３を構成する機器などの構成要素における異常の検出の処理を行う。

制御部７０は、予め設定された所定の間隔ごとに撮影部６０による撮影を行う。制御部７０は、たとえば１日に１度などの予め設定された所定の期間ごとに定期的に行わるメンテナンス処理において、予め設定された複数の撮影対象の撮影を行う。そして、制御部７０は、メンテナンス処理において、アーム部４０および昇降機構部５０を動作させることにより、撮影部６０の位置を変更しながら収納容器１０２および処理装置１０３における複数の構成要素を検査対象として撮影する。また、検査対象が基板１０の搬送経路に含まれない場合にも、制御部７０は、アーム部４０および昇降機構部５０の動作を制御して、検査対象を撮影する位置に撮影部６０が配置されるように、ブレード支持部３２を移動させる。

図４に示すように、たとえば、撮影部６０は、制御部７０による制御により、処理装置１０３の構成要素である収納部２０を撮影する。そして、制御部７０は、収納部２０の異常を検出する。制御部７０は、収納部２０の異常の検出が行われる場合には、まず、収納部２０の全体に対して撮影を行う。この時に、収納部２０の鉛直方向における大きさが撮影部６０の視野よりも大きい場合には、制御部７０は、昇降機構部５０を動作させて撮影部６０を鉛直方向に移動させながら、撮影部６０による複数回の撮影を行う。

図５に示すように、制御部７０は、撮影画像Ｐに基づいて、収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素の形状変化の異常を検出する。たとえば、制御部７０は、収納部２０を撮影した撮影画像Ｐに基づいて、画像解析を行うことにより、収納部２０における形状変化の異常を検出する。

処理装置１０３の収納部２０は、基板１０が載置される複数の基板載置部２１を有する。基板載置部２１は、基板１０が載置されるように水平方向に突出している。収納部２０において、複数の基板１０は、互いに所定の間隔を隔てた状態で鉛直方向に並べて配置される。

ここで、収納部２０の基板載置部２１は、繰り返しの使用によって劣化する。具体的には、図５の部分Ｐ１０に示すように、基板載置部２１において、欠損、または、割れなどの異常が生じる場合がある。この場合には、収納部２０に収納される基板１０において、位置ずれなどの異常が生じる。

そこで、図６に示すように、制御部７０は、予め設定されている基準画像Ｐａと、撮影部６０により撮影された撮影画像Ｐとを比較することによって処理装置１０３の構成要素における異常の検出を行う。なお、基板載置部２１の異常の検出を行う場合には、撮影部６０は、基板１０が載置されていない状態の基板載置部２１を撮影する。すなわち、基板１０が載置されていない状態の基板載置部２１の撮影画像Ｐおよび基準画像Ｐａが撮影される。また、基準画像Ｐａは、たとえば、収納部２０の交換を行うごとに、撮影部６０により撮影され、制御部７０により記憶装置に記憶される。また、基準画像Ｐａは、以前のメンテナンス処理時に撮影された撮影画像Ｐであってもよい。制御部７０は、たとえば、基準画像Ｐａをテンプレートとしたパターンマッチング処理を行うことによって、撮影画像Ｐにおける異常部分の検出を行う。制御部７０は、基板１０が載置されていない状態における基板載置部２１の撮影画像Ｐに基づいて、基板１０が載置されていない状態における基板載置部２１の異常を検出する。図６の基準画像Ｐａでは、図５の撮影画像Ｐの部分Ｐ１０における欠損の異常が生じていない。制御部７０は、基準画像Ｐａと関連付けて、基準画像Ｐａを撮影した時点におけるアーム部４０および昇降機構部５０の制御量を記憶することにより、基準画像Ｐａが撮影された時点における撮影部６０の位置座標を記憶する。そして、制御部７０は、異常の検出を行う場合に基準画像Ｐａと等しい位置座標に撮影部６０を移動させた状態で撮影画像Ｐの撮影を行うことによって、撮影部６０の位置座標が互いに等しい基準画像Ｐａと撮影画像Ｐとを比較することにより、基準画像Ｐａから形状が変化した部分を、処理装置１０３の構成要素における形状変化の異常として検出する。

また、図７に示すように、収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素において位置ずれの異常が生じる場合がある。たとえば、収納部２０において、位置ずれの異常が生じる場合がある。収納部２０において位置ずれの異常が生じた場合には、基板１０が正常に収納されなくなる。図７の部分Ｐ２０に示すように、制御部７０は、撮影された撮影画像Ｐに基づいて、収納部２０の位置ずれの異常を検出する。具体的には、形状変化の異常の検出と同様に、制御部７０は、予め設定された基準画像Ｐａと撮影画像Ｐとを比較することによって、収納部２０の位置ずれの異常を検出する。すなわち、制御部７０は、基準画像Ｐａが撮影された時点から収納部２０の位置が変化してた場合に、収納部２０の位置ずれの異常を検出する。

また、図８に示すように、収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素において異物の検知の異常が生じる場合がある。たとえば、収納部２０において、欠損した基板載置部２１の破片が異物となる場合がある。図８の部分Ｐ３０に示すように、制御部７０は、撮影された撮影画像Ｐに基づいて、異物の検知を異常として検出する。具体的には、形状変化および位置ずれの異常と同様に、制御部７０は、予め設定された基準画像Ｐａと撮影画像Ｐとを比較することによって、異物を検知する。

なお、制御部７０は、異常の検出のために処理装置１０３の構成要素の撮影を行う場合に、撮影部６０を検査対象に近接させる。すなわち、撮影部６０が検査対象である処理装置１０３の構成要素に近接するように、ブレード支持部３２を検査対象に近接させる。

制御部７０は、検査対象である収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素において異常が検出された場合には、収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素の異常が検出されたことを示す異常検出信号を出力する。そして、通信部８０は、制御部７０により収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素の異常が検出された場合に、異常検出信号を基板搬送ロボット１０１の外部に出力する。たとえば、制御部７０は、通信部８０を介して、上位の制御装置１０５に異常検出信号を出力する。なお、制御部７０は、処理装置１０３に異常検出信号を出力してもよい。

図９に示すように、たとえば、制御装置１０５は、制御部７０から出力された異常検出信号に基づいて、基板処理システム１００の表示装置１０４に、異常が検出されたことを示す異常検出表示１０４ａを表示させる。図９では、複数の処理装置１０３のうちの１つの処理装置１０３において、収納部２０の異常が検出された例を示している。異常検出表示１０４ａでは、検出された異常の種類を示す表示が含まれる。また、基板処理システム１００では、異常検出信号が出力された場合に、基板搬送ロボット１０１および処理装置１０３の動作を停止させるようにしてもよい。また、制御部７０は、異常が検出された撮影画像Ｐを記憶装置に記憶させるようにしてもよい。この場合に、異常が検出された撮影画像Ｐを含む複数の撮影画像Ｐを動画像として記憶するようにしてもよい。

また、図１０に示すように、制御部７０は、撮影画像Ｐに基づいて、収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素における異常の兆候を検出する。すなわち、制御部７０は、収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素において発生することが予想される異常を検出する。具体的には、制御部７０は、基準画像Ｐａと撮影画像Ｐとを比較することによって、異常の兆候を検出する。たとえば、収納部２０の基板載置部２１が繰り返しの使用により徐々に摩耗する場合がある。したがって、基板載置部２１の形状変化が、徐々に進行する場合がある。制御部７０は、基準画像Ｐａと撮影画像Ｐとの比較により、基板載置部２１の形状変化の異常を検出する場合に、形状変化の度合いを検出するとともに、形状変化の度合いに応じて異常の兆候を検出する。たとえば、制御部７０は、形状変化の度合いの比較的小さいものを異常の兆候として検出する。そして、制御部７０は、異常の兆候が検出されたことを示す異常兆候検出信号を、通信部８０を介して、上位の制御装置１０５に対して出力する。制御装置１０５は、制御部７０から出力された異常兆候検出信号に基づいて、基板処理システム１００の表示装置１０４に、異常の兆候が検出されたことを示す異常兆候検出表示１０４ｂを表示させる。図１０では、複数の処理装置１０３のうちの１つの処理装置１０３において、収納部２０において発生することが予測される異常の兆候が検出された例を示している。異常兆候検出表示１０４ｂでは、検出された異常の兆候の種類を示す表示が含まれる。また、制御装置１０５は、制御部７０から出力された異常兆候検出信号に基づいて、基板処理システム１００の表示装置１０４に、異常が発生すると予測されるタイミングを示す寿命表示１０４ｃを表示させる。制御部７０は、異常の兆候が検出された場合に、異常が生じるまでの期間を予測する。言い換えれば、制御部７０は、異常の兆候が検出された場合に、異常の兆候が検出された構成要素の寿命を予測する。なお、寿命表示１０４ｃでは、予測されるタイミングは、日付、経過時間、使用回数などを含む。たとえば、制御部７０は、基準画像Ｐａと撮影画像Ｐとの比較を行うことによって、比較度合いに基づいて異常が生じるまでの期間を予測する。そして、制御部７０は、予測された異常が生じるまでの期間に基づいて、予測されるタイミングである寿命を示す情報を含む異常兆候検出信号を出力する。制御部７０は、異常の検出、および、異常の兆候の検出を、たとえば、予め記憶装置に記憶されているしきい値に基づいて行う。

（異常検出方法）
次に、図１１を参照して、処理装置１０３の異常検出方法について説明する。この異常検出方法の制御処理は、上記のとおり、たとえば、１日に１回などの所定の期間ごとに定期的にメンテナンス処理において実行される。異常検出方法の制御処理は、制御部７０によって実行される。なお、処理装置１０３以外の収納容器１０２などの半導体製造装置の異常検出方法も同様である。

まず、ステップＳ１において、処理装置１０３の異常を検出するために、撮影部６０によって少なくとも処理装置１０３の構成要素の撮影が行われる。たとえば、基板１０が載置されていない状態の収納部２０の撮影が行われる。また、処理装置１０３が複数の収納部２０を有する場合には、複数の収納部２０の各々が撮影される。また、複数の処理装置１０３の各々の収納部２０ごとに撮影が行われる。そして、撮影部６０による撮影によって、撮影画像Ｐが取得される。

次に、ステップＳ２において、撮影画像Ｐに基づいて、処理装置１０３の構成要素の異常が検出される。具体的には、予め設定されている基準画像Ｐａと、ステップＳ１において取得された撮影画像Ｐとを比較することによって、処理装置１０３の構成要素の異常が検出される。なお、検査対象としての処理装置１０３の構成要素が複数の場合には、複数の検査対象の各々に対応するように、複数種類の基準画像Ｐａが予め設定されて記憶されている。

次に、ステップＳ３において、処理装置１０３の構成要素に異常が検出されたか否かが判断される。処理装置１０３の構成要素に異常が検出された場合には、ステップＳ４に進む。検査対象に異常が検出されない場合には、ステップＳ５に進む。

ステップＳ４では、検出された異常に基づいて、異常が検出されたことを示す異常検出信号が出力される。異常検出信号は、たとえば、通信部８０を介して、基板処理システム１００の上位の制御装置１０５に送信される。そして、制御装置１０５によって、表示装置１０４に異常が検出されたことを示す異常検出表示１０４ａが表示される。

ステップＳ５では、撮影画像Ｐに基づいて、処理装置１０３の構成要素において発生することが予想される異常の兆候が検出された否かが判断される。異常の兆候が検出された場合には、ステップＳ６に進む。異常の兆候が検出されない場合には、異常検出方法の制御処理が終了される。

ステップＳ６では、異常の兆候が検出されたことを示す異常兆候検出信号が出力される。異常兆候検出信号は、たとえば、通信部８０を介して、基板処理システム１００の上位の制御装置１０５に送信される。そして、制御装置１０５によって、表示装置１０４に予測される異常の兆候が検出されたことを示す異常兆候検出表示１０４ｂおよび寿命表示１０４ｃが表示される。

［第１実施形態の効果］
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

基板処理システム１００は、基板１０に対する搬送、処理、および、収納の少なくとも１つを行う収納容器１０２および処理装置１０３の異常を検出するために少なくとも収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素を撮影する撮影部６０と、撮影部６０により撮影された撮影画像Ｐに基づいて収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素の異常を検出する制御部７０と、を備える。これにより、収納容器１０２および処理装置１０３の異常を検出するために少なくとも収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素を撮影することによって、収納容器１０２および処理装置１０３の異常を検出するための撮影画像Ｐを取得できる。その結果、取得した撮影画像Ｐに基づいて、基板１０に対する搬送、処理、および、収納の少なくとも１つを行う半導体製造装置の異常を検出できる。

制御部７０は、撮影画像Ｐに基づいて、収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素における形状変化と、収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素の位置ずれと、異物の検知との少なくとも一つを含む異常を検出する。これにより、収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素における形状変化、位置ずれ、および、異物の検知の少なくとも一つの異常を検出できる。そのため、構成要素における形状変化、位置ずれ、および、異物の少なくとも一つに起因して、基板１０の搬送または処理に異常が生じることを抑制できる。

基板保持ハンド３０は、基板１０が載置されるブレード３１と、ブレード３１を支持するブレード支持部３２とを含み、撮影部６０は、ブレード支持部３２に配置されている。これにより、基板１０を保持する基板保持ハンド３０のブレード支持部３２に撮影部６０が配置されているため、基板１０の搬送のために基板保持ハンド３０を移動させる構成によって撮影部６０を移動させることができる。そのため、検査対象である収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素が複数存在する場合、または、検査対象である収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素が撮影部６０の視野よりも大きい場合に、基板保持ハンド３０を移動させる構成によって撮影部６０を移動させることができる。これにより、撮影部６０のみを移動させる構成を別個に設ける場合と異なり、装置構成が複雑化することを抑制できる。また、基板１０が載置されるブレード３１ではなく、ブレード３１を支持しているブレード支持部３２に撮影部６０が配置されているため、ブレード３１に基板１０を載置する場合に撮影部６０が基板１０に対して物理的に干渉することを抑制できる。

撮影部６０は、処理装置１０３において基板１０を収納する収納部２０である処理装置１０３の構成要素を撮影し、制御部７０は、撮影画像Ｐに基づいて、収納部２０の異常を検出する。これにより、収納部２０における異常を検出できる。そのため、収納部２０の異常に起因して、処理装置１０３に対する基板１０の搬送において異常が生じることを抑制できる。

収納部２０は、基板１０が載置される基板載置部２１を含み、撮影部６０は、基板１０が載置されていない状態の基板載置部２１を撮影し、制御部７０は、撮影画像Ｐに基づいて、基板１０が載置されていない状態の基板載置部２１における異常を検出する。ここで、収納部２０の基板載置部２１において異常が生じている場合には、収納部２０に基板１０を正確に収納することが困難となる。その場合には、処理装置１０３による基板１０に対する処理に異常が生じると考えられる。これに対して、第１実施形態では、撮影部６０は、基板１０が載置されていない状態の基板載置部２１を撮影し、制御部７０は、撮影画像Ｐに基づいて、基板１０が載置されていない状態の基板載置部２１における異常を検出する。そのため、基板載置部２１の異常を検出できるので、処理装置１０３に対する基板１０の搬送、および、処理装置１０３における基板１０の処理に異常が生じることを効果的に抑制できる。また、基板１０が載置されている状態の基板載置部２１を撮影する場合と異なり、基板１０が載置されていない状態の基板載置部２１を撮影することによって、撮影画像Ｐにおいて、基板１０によって基板載置部２１が隠れてしまうことを抑制できる。そのため、基板載置部２１の異常の検出をより正確に行える。

制御部７０は、予め設定された基準画像Ｐａと撮影部６０により撮影された撮影画像Ｐとを比較することによって収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素の異常を検出する。これにより、基準画像Ｐａと撮影画像Ｐとを比較することによって、撮影画像Ｐにおいて基準画像Ｐａと異なる部分を容易に検出できる。そのため、撮影画像Ｐにおいて基準画像Ｐａと異なる部分を異常として容易に検出できる。

基板処理システム１００は、制御部７０により収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素の異常が検出された場合に、収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素の異常が検出されたことを示す異常検出信号を出力する通信部８０を備える。これにより、制御部７０とは異なる表示装置１０４などの報知部において、異常が検出されたことを作業者に対して報知できる。そのため、異常が生じている場合に、作業者は、異常が生じていることを容易に認識できるので、異常が生じた状態のまま収納容器１０２および処理装置１０３を使用することを抑制できる。

制御部７０は、撮影画像Ｐに基づいて、収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素における異常の兆候を検出するとともに、異常が生じるまでの期間を予測する。これにより、異常の兆候を検出できるので、収納容器１０２および処理装置１０３の使用を停止させる必要がある異常が生じる前に、異常の兆候が検出された構成要素に対して、収納容器１０２および処理装置１０３の使用中以外の時間帯において修理または交換などの対応を行うことができる。そのため、収納容器１０２および処理装置１０３の使用中において異常が生じることを抑制できるので、基板１０に対する搬送、処理、および、収納の少なくとも１つが中断されることを抑制できる。その結果、基板１０に対する搬送、処理、および、収納の少なくとも１つに要する時間が増大することを抑制できる。

制御部７０は、予め設定された所定の間隔ごとに撮影された撮影画像Ｐに基づいて収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素の異常を検出する。これにより、所定の間隔ごとに定期的に収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素の異常を検出できるので、異常が生じた状態のまま収納容器１０２および処理装置１０３を使用することを効果的に抑制できる。

［第２実施形態］
次に、図１２および図１３を参照して、本開示の第２実施形態による基板処理システム２００の構成について説明する。この第２実施形態では、収納部２０の異常が検出された場合に、基板１０の状態を検出する。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

図１２に示すように、第２実施形態の基板処理システム２００は、基板搬送ロボット２０１を備える。また、基板搬送ロボット２０１は、制御部２７０を備えている。制御部２７０のハードウェア的な構成は、第１実施形態の制御部７０と同様である。すなわち、基板搬送ロボット２０１のハードウェア的な構成は、第１実施形態の基板搬送ロボット１０１と同様である。なお、基板処理システム２００は、半導体製造装置システムの一例である。

制御部２７０は、第１実施形態の制御部７０と同様に、撮影部６０により撮影された撮影画像Ｐに基づいて、収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素の異常を検出する。たとえば、制御部２７０は、第１実施形態と同様に、予め設定された基準画像Ｐａと、収納部２０を撮影した撮影画像Ｐとを比較することによって、処理装置１０３の構成要素である収納部２０の異常を検出する。

図１３に示すように、第２実施形態では、制御部２７０は、収納部２０の異常が検出された場合に、撮影画像Ｐに基づいて、収納部２０に収納されている基板１０の状態を検出する。

たとえば、制御部２７０は、収納容器１０２から処理装置１０３の収納部２０に対して１枚ずつ基板１０を搬送する場合に、搬送先の収納部２０の異常を検出する。制御部２７０は、基板１０の１枚ずつの搬送ごと、または、所定の枚数の搬送ごとに、搬送先の収納部２０の基板載置部２１の異常の検出を行う。この時、基準画像Ｐａは、異常の検出ごとに、１つ前の異常の検出において撮影された撮影画像Ｐを基準画像Ｐａとして用いてもよい。そして、制御部２７０は、基板１０の搬送を行っている最中に収納部２０において異常が検出された場合には、第１実施形態と同様に異常検出信号を出力する。図１３の一点鎖線で示された部分Ｐ２１０は、収納部２０の基板載置部２１の１つが欠損している異常を示している。

制御部２７０は、収納部２０の異常が検出された場合に、収納部２０にすでに収納されている基板１０の状態を検出する。図１３の点線で示された部分Ｐ２２０は、収納部２０における基板１０の検出を示している。制御部２７０は、収納部２０の異常が検出された場合に、収納部２０に収納されている基板１０の状態として、基板１０の配置位置および形状を含む収納状態を検出する。

そして、制御部２７０は、検出された基板１０の状態に基づいて、アーム部４０および昇降機構部５０を動作させて基板保持ハンド３０を移動させることにより、収納部２０に収納されている基板１０を収納部２０から搬出する。たとえば、基板載置部２１が欠損している場合には、図１３のように基板１０が傾いた状態で収納される。すなわち、収納部２０の異常により基板１０の収納状態が正常とは異なる場合がある。制御部２７０は、検出された基板１０の状態に基づいて基板保持ハンド３０を移動させることにより、正常ではない状態の基板１０を収納部２０から搬出する。言い換えれば、制御部２７０は、基板１０の状態を検出することにより、収納状態に異常が検出された基板１０を収納部２０から救出する。制御部２７０は、検出された基板１０の状態に基づいて、基板１０と干渉しないように基板保持ハンド３０を移動させることにより、基板１０を搬出する。なお、収納状態が異常である基板１０を搬出した後は、制御部２７０は、異常が検出された収納部２０の部分を避けながら、基板１０の搬送動作を継続するようにしてもよいし、基板１０の搬送動作を停止させてもよい。また、制御部２７０は、収納部２０の異常が検出された場合においても、基板１０の状態が正常である場合には、基板１０の搬送を継続する。すなわち、収納部２０の異常が検出された場合においても、基板１０の状態が正常である場合には、処理装置１０３による基板１０に対する処理を実行させてもよい。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

［第２実施形態の効果］
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

制御部２７０は、収納部２０の異常が検出された場合に、撮影画像Ｐに基づいて収納部２０に収納されている基板１０の状態を検出する。ここで、収納部２０の異常に起因して、収納部２０に収納されている基板１０の状態が、正常な状態とは異なる場合がある。これに対して、第２実施形態では、収納部２０の異常が検出された場合に、撮影画像Ｐに基づいて収納部２０に収納されている基板１０の状態を検出するため、たとえば、正常な状態から傾いて収納されている基板１０、または、２枚重ねで収納されている基板１０などを、収納部２０から搬出することができる。また、収納部２０に異常が検出された場合に、収納部２０に収納されている基板１０の状態に異常があるか否かを確認できる。そのため、収納部２０において異常が検出された場合にも、基板１０の状態が正常である場合には、処理装置１０３における処理を継続できるので、基板１０の処理が中断されることを抑制できる。なお、第２実施形態によるその他の効果は、第１実施形態と同様である。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、撮影画像Ｐに基づいて、収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素における形状変化と、収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素の位置ずれと、異物の検知との少なくとも一つを含む異常を検出する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、処理装置における処理に用いられる電極または溶液などの消耗品の消耗を異常として検出するようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、撮影部６０は、基板保持ハンド３０のブレード支持部３２に配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、撮影部を、基板保持ハンドを移動させるアーム部に配置してもよい。また、撮影部をアーム部が接続される基台部に配置してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、撮影部６０が基板保持ハンド３０においてブレード支持部３２の鉛直方向の上方に配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、撮影部を、ブレード支持部の側方に配置するようにしてもよい。また、撮影部を、ブレード支持部の下方に配置するようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、処理装置１０３の構成要素における異常の検出として、収納部２０における異常を検出する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、収納部以外の処理装置の機器などの構成要素における異常を検出するようにしてもよい。また、処理装置ではなく基板に対して収納を行う収納容器の構成要素の異常を検出するようにしてもよい。また、基板に対して搬送を行う搬送装置の異常を検出するようにしてもよい。

また、上記第１実施形態では、基板１０が載置されていない状態の基板載置部２１を撮影することによって、基板１０が載置されていない状態の基板載置部２１における異常を検出する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、基板が載置されている状態の基板載置部を撮影することによって、基板が載置されている状態の基板載置部における異常を検出するようにしてもよい。すなわち、基板が収納されている状態の収納部における異常を検出するようにしてもよい。たとえば、収納容器から処理装置の収納部に基板を搬送する場合に、搬送前の基板が収納されている収納容器における異常を検出するようにしてもよい。

また、上記第２実施形態では、収納部２０の異常が検出された場合に、撮影画像Ｐに基づいて収納部２０に収納されている基板１０の状態を検出する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、基板の状態を検出せずに、半導体製造装置の構成要素のみの異常を検出するようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、予め設定された基準画像Ｐａと撮影画像Ｐとを比較することによって、収納容器１０２および処理装置１０３の構成要素の異常を検出する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、基準画像を用いずに、予め設定されたパラメータに基づいて、撮影画像に基づいて半導体製造装置の構成要素の異常を検出するようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、異常検出信号を出力する通信部８０を備える例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、通信部を備えないようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、予め設定された所定の間隔ごとに撮影された撮影画像Ｐに基づいて処理装置１０３の構成要素の異常が検出される例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、作業者による入力操作に基づいて撮影画像が撮影されるとともに、異常の検出が行われるようにしてもよい。また、予め設定された所定の間隔は、１日に１回ではなく、１週間に１回、１カ月に１回などであってもよい。また、所定の間隔ごとの撮影画像の撮影は、所定の期間ごとではなく、所定の処理回数、または、搬送回数などの回数ごとであってもよい。また、基板処理システムの起動時に撮影画像を撮影して異常の検出を行うようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、ブレード支持部３２に１つのブレード３１が支持されている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、ブレード支持部は、複数のブレードを支持してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、１つの基板保持ハンド３０がアーム部４０に配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、複数の基板保持ハンドを備えていてもよい。その場合に、複数の基板保持ハンドのうちの少なくとも１つに撮影部が配置されるようにしてもよい。また、複数の基板保持ハンドが備えられている場合に、複数の基板保持ハンドのうちのいくつかに撮影部が配置されていてもよい。すなわち、複数のブレード支持部を備えていてもよい。

また、上記第１実施形態では、基板搬送ロボット１０１の動作を制御する制御部７０が、撮影画像Ｐに基づいて異常を検出する処理を実行する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、基板搬送ロボットは、異常を検出する処理を行わず、撮影された撮影画像をそのまま出力するようにしてもよい。その場合には、基板搬送ロボットの通信部は、異常が検出されたことを示す異常検出信号ではなく、撮影部により撮影された撮影画像を出力する。すなわち、基板保持ハンドの動作を制御する制御部とは別個の制御部によって、撮影画像に基づいて処理装置の構成要素の異常を検出する処理が実行されるようにしてもよい。たとえば、基板処理システムの上位の制御装置において、異常を検出する制御処理を実行するようにしてもよい。また、撮影画像に基づいて処理装置の構成要素の異常を検出する処理は、基板処理システムとは別個に配置されている遠隔制御システムにおいて実行されてもよい。すなわち、基板処理システムと遠隔制御システムとを含めて本開示における半導体製造装置システムとしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、異常が検出された場合に、異常が検出されたことを示す異常検出信号が出力される例を示したが、本開示では、検出された異常を解消する処理を行うようにしてもよい。たとえば、基板搬送ロボットによって、異常が検出された構成要素の、交換または修理が行われるようにしてもよい。また、消耗品の補充が行われるようにしてもよい。また、検出された異物の除去が行われるようにしてもよい。

本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、従来の回路、および／または、それらの組み合わせ、を含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェアおよび／またはプロセッサの構成に使用される。

［態様］
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（項目１）
基板を保持する基板保持ハンドと、
前記基板に対する搬送、処理、および、収納の少なくとも１つを行う半導体製造装置の異常を検出するために少なくとも前記半導体製造装置の構成要素を撮影する撮影部と、
前記撮影部により撮影された撮影画像に基づいて前記半導体製造装置の構成要素の異常を検出する制御部と、を備える、半導体製造装置システム。

（項目２）
前記制御部は、前記撮影画像に基づいて、前記半導体製造装置の構成要素における形状変化と、前記半導体製造装置の構成要素の位置ずれと、異物の検知との少なくとも一つを含む異常を検出する、項目１に記載の半導体製造装置システム。

（項目３）
前記基板保持ハンドは、前記基板が載置されるブレードと、前記ブレードを支持するブレード支持部とを含み、
前記撮影部は、前記ブレード支持部に配置されている、項目１または２に記載の半導体製造装置システム。

（項目４）
前記撮影部は、前記半導体製造装置において前記基板を収納する収納部である前記半導体製造装置の構成要素を撮影し、
前記制御部は、前記撮影画像に基づいて、前記収納部の異常を検出する、項目１～３のいずれか１項に記載の半導体製造装置システム。

（項目５）
前記収納部は、前記基板が載置される基板載置部を含み、
前記撮影部は、前記基板が載置されていない状態の前記基板載置部を撮影し、
前記制御部は、前記撮影画像に基づいて、前記基板が載置されていない状態の前記基板載置部における異常を検出する、項目４に記載の半導体製造装置システム。

（項目６）
前記制御部は、前記収納部の異常が検出された場合に、前記撮影画像に基づいて前記収納部に収納されている前記基板の状態を検出する、項目４に記載の半導体製造装置システム。

（項目７）
前記制御部は、予め設定された基準画像と前記撮影部により撮影された前記撮影画像とを比較することによって前記半導体製造装置の構成要素の異常を検出する、項目１～６のいずれか１項に記載の半導体製造装置システム。

（項目８）
前記制御部により前記半導体製造装置の構成要素の異常が検出された場合に、前記半導体製造装置の構成要素の異常が検出されたことを示す異常検出信号を出力する通信部をさらに備える、項目１～７のいずれか１項に記載の半導体製造装置システム。

（項目９）
前記制御部は、前記撮影画像に基づいて、前記半導体製造装置の構成要素における異常の兆候を検出するとともに、異常が生じるまでの期間を予測する、項目１～８のいずれか１項に記載の半導体製造装置システム。

（項目１０）
前記制御部は、予め設定された所定の間隔ごとに撮影された前記撮影画像に基づいて前記半導体製造装置の構成要素の異常を検出する、項目１～９のいずれか１項に記載の半導体製造装置システム。

１０ 基板
２０ 収納部（半導体製造装置の構成要素）
２１ 基板載置部
３０ 基板保持ハンド
３１ ブレード
３２ ブレード支持部
６０ 撮影部
７０、２７０ 制御部
８０ 通信部
１００、２００ 基板処理システム（半導体製造装置システム）
１０２ 収納容器（半導体製造装置、収納部）
１０３ 処理装置（半導体製造装置）

Claims (10)

1. 基板を保持する基板保持ハンドと、
   前記基板に対する搬送、処理、および、収納の少なくとも１つを行う半導体製造装置の異常を検出するために少なくとも前記半導体製造装置の構成要素を撮影する撮影部と、
   前記撮影部により撮影された撮影画像に基づいて前記半導体製造装置の構成要素の異常を検出する制御部と、を備える、半導体製造装置システム。
2. 前記制御部は、前記撮影画像に基づいて、前記半導体製造装置の構成要素における形状変化と、前記半導体製造装置の構成要素の位置ずれと、異物の検知との少なくとも一つを含む異常を検出する、請求項１に記載の半導体製造装置システム。
3. 前記基板保持ハンドは、前記基板が載置されるブレードと、前記ブレードを支持するブレード支持部とを含み、
   前記撮影部は、前記ブレード支持部に配置されている、請求項１に記載の半導体製造装置システム。
4. 前記撮影部は、前記半導体製造装置において前記基板を収納する収納部である前記半導体製造装置の構成要素を撮影し、
   前記制御部は、前記撮影画像に基づいて、前記収納部の異常を検出する、請求項１に記載の半導体製造装置システム。
5. 前記収納部は、前記基板が載置される基板載置部を含み、
   前記撮影部は、前記基板が載置されていない状態の前記基板載置部を撮影し、
   前記制御部は、前記撮影画像に基づいて、前記基板が載置されていない状態の前記基板載置部における異常を検出する、請求項４に記載の半導体製造装置システム。
6. 前記制御部は、前記収納部の異常が検出された場合に、前記撮影画像に基づいて前記収納部に収納されている前記基板の状態を検出する、請求項４に記載の半導体製造装置システム。
7. 前記制御部は、予め設定された基準画像と前記撮影部により撮影された前記撮影画像とを比較することによって前記半導体製造装置の構成要素の異常を検出する、請求項１に記載の半導体製造装置システム。
8. 前記制御部により前記半導体製造装置の構成要素の異常が検出された場合に、前記半導体製造装置の構成要素の異常が検出されたことを示す異常検出信号を出力する通信部をさらに備える、請求項１に記載の半導体製造装置システム。
9. 前記制御部は、前記撮影画像に基づいて、前記半導体製造装置の構成要素における異常の兆候を検出するとともに、異常が生じるまでの期間を予測する、請求項１に記載の半導体製造装置システム。
10. 前記制御部は、予め設定された所定の間隔ごとに撮影された前記撮影画像に基づいて前記半導体製造装置の構成要素の異常を検出する、請求項１に記載の半導体製造装置システム。

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