JP4936334B2 - Method and system for detecting occurrence of substrate sticking - Google Patents
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Description
本発明は一般に半導体製造プロセスにおいて、特にサセプタ表面などの支持面に対する基板の貼り付き発生を検出する方法に関する。 The present invention generally relates to a method for detecting occurrence of sticking of a substrate to a supporting surface such as a susceptor surface in a semiconductor manufacturing process.
基板上での膜形成中に基板が帯電して電極に貼り付くことがある。基板が貼り付いてしまった場合、搬送用に基板を持ち上げるリフトピンが作動することで、貼り付いた基板が跳ねてしまい基板の位置ずれ、またはクラックを生じさせる可能性がある。 During film formation on the substrate, the substrate may be charged and stuck to the electrode. When the substrate is stuck, the lift pin that lifts the substrate for transport is activated, and the stuck substrate may be bounced, causing the substrate to be displaced or cracked.
基板がこの状態で搬送された場合、基板が正確な配置に搬送されず、搬送中に落下すること、あるいはロボットのエンドエフェクタと接触してエンドエフェクタが破損することなどの様々な問題が生じ得る。 If the substrate is transported in this state, the substrate may not be transported to the correct position, and various problems may occur such as dropping during transport or contact with the robot end effector causing damage to the end effector. .
本発明の一実施例においては、基板の貼り付きはチャンバ周囲の音および振動にもとづいて検出される。チャンバ周囲の音に基づき基板の貼り付きを検知する場合においては、装置の音や周囲の環境雑音などによりチャンバ中で生じる貼り付き音が掻き消されてしまうことから、この貼り付き音を検出することは困難である。しかしながら貼り付き音は、例えばリフトピンと基板とが接触した結果生じるものであり、このことは、音を振動として捉えることも可能であることを意味する。換言すると、例えば貼り付いた基板がリフトピンにより持ち上げられると、基板は跳ね、リフトピンと接触する基板の裏側の音が装置を通じて振動として伝えられる。チャンバなどに環境雑音の影響を低下させるセンサを設置することにより、貼り付き音を振動として捕捉することが可能なのである。 In one embodiment of the present invention, the sticking of the substrate is detected based on sound and vibration around the chamber. In the case of detecting the sticking of the substrate based on the sound around the chamber, the sticking sound generated in the chamber is erased due to the sound of the apparatus or the surrounding environmental noise, so this sticking sound is detected. It is difficult. However, the sticking sound is generated as a result of contact between the lift pin and the substrate, for example, and this means that the sound can be regarded as vibration. In other words, for example, when the attached substrate is lifted by the lift pins, the substrate jumps, and the sound on the back side of the substrate in contact with the lift pins is transmitted as vibration through the apparatus. By installing a sensor that reduces the influence of environmental noise in a chamber or the like, the sticking sound can be captured as vibration.
本発明の一実施例においては、基板の搬送時に生じる音、振動および他の現象は、処理装置に音や振動などを検出するためのセンサを取り付けることにより監視される。このようにすれば、貼り付き音および振動は、基板の搬送中に通常は生じない音や振動と共に検出することができる。 In one embodiment of the present invention, sound, vibration, and other phenomena that occur during substrate transport are monitored by attaching a sensor for detecting sound, vibration, etc. to the processing apparatus. In this way, the sticking sound and vibration can be detected together with the sound and vibration that are not normally generated during the conveyance of the substrate.
一実施例においては、概ね、または主に基板に関わる音および振動を通過させ、装置が設置された環境の雑音、または装置の作動により生じる雑音を遮断するフィルタを適用することにより、基板と関連のある音および振動のみを検出することができる。 In one embodiment, associated with the substrate by applying a filter that generally or primarily passes sound and vibration associated with the substrate and blocks noise in the environment in which the device is installed, or noise caused by operation of the device. Only sound and vibration with noise can be detected.
他の実施例においては、誤動作を防ぐために基板が持ち上げられた時に装置からタイミング信号が出力されるようになっており、この場合、具体的にはこの信号が出力された場合に限り、基板の貼り付きまたは異常を検出するための音および振動の監視が実施される。 In another embodiment, a timing signal is output from the apparatus when the substrate is lifted to prevent malfunction, and in this case, specifically, only when this signal is output, Sound and vibration are monitored to detect sticking or abnormalities.
他の実施例においては、基板の貼り付きまたは異常が検出されると処理装置に信号を送ることにより基板搬送処理を停止させる機能を設けることができる。 In another embodiment, it is possible to provide a function of stopping the substrate transport process by sending a signal to the processing apparatus when the sticking or abnormality of the substrate is detected.
一実施例においては、「音」および「振動」という語は、同義的に使用されるものである。 In one embodiment, the terms “sound” and “vibration” are used interchangeably.
本発明の一実施例においては、基板搬送中に基板の貼り付きまたは異常を検出するために、音や振動などを拾うセンサが処理装置上に設けられており、貼り付きまたは異常が検出されると搬送処理が停止され、これにより基板とエンドエフェクタ間の接触を防止し、そして装置の稼働率低下を回避する。基板にクラックが生じた場合、または処理装置中でエンドエフェクタに接触した場合、その後実施される装置の修復には、装置内部のクリーニング、搬送ロボットのティーチング、排気、およびリークチェックを含む複数のタスクを実施しなければならないために時間がかかる。一実施例においては、上述した問題の少なくとも1つは解消することができる。 In one embodiment of the present invention, a sensor for picking up sound or vibration is provided on the processing apparatus in order to detect substrate sticking or abnormality during substrate transportation, and sticking or abnormality is detected. The transport process is stopped, thereby preventing contact between the substrate and the end effector and avoiding a reduction in the operating rate of the apparatus. When a substrate cracks or comes into contact with an end effector in a processing unit, subsequent device repairs include multiple tasks including internal cleaning, transfer robot teaching, evacuation, and leak checking It takes time to have to carry out. In one embodiment, at least one of the problems described above can be eliminated.
本発明および従来技術にはない利点を要約して説明するために、本発明の特定の目的および利点を説明する。もちろん、必ずしもこれらの目的または利点の全てが本発明の特定の実施例に基づいて実現されるものではないことは言うまでもない。従って、たとえば本発明は、本願に教示される1つまたは一群の利点を達成するように、または最適化するように実現または実施することが可能であり、必ずしも本願に教示または示唆する他の目的または利点を達成するものである必要はない。 For purposes of summarizing and describing the present invention and advantages not found in the prior art, certain objects and advantages of the present invention will be described. Of course, it will be appreciated that not all of these objectives or advantages may be realized in accordance with certain embodiments of the invention. Thus, for example, the present invention can be implemented or implemented to achieve or optimize one or a group of advantages taught herein, and not necessarily for other purposes taught or suggested herein. Or it need not achieve an advantage.
本発明のさらなる態様、特徴および利点は、以下の実施例に関する詳細な説明から明らかとなるものである。 Further aspects, features and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description of the following examples.
推奨される実施例を描いた添付図を参照しつつ本発明のこれらおよび他の特徴を以下に説明するが、これらの図は、本発明を限定することではなく、説明することを意図して描かれたものである。図は説明の便宜上、簡略化されており、縮尺も正確なものではない。 These and other features of the present invention are described below with reference to the accompanying drawings depicting preferred embodiments, which are intended to illustrate but not limit the invention. It is drawn. The figures are simplified for convenience of explanation, and the scale is not accurate.
以下に、実施例を参照しつつ本発明の詳細を説明する。しかしながら、これらの実施例は本発明を限定することを意図したものではない。 Details of the present invention will be described below with reference to examples. However, these examples are not intended to limit the invention.
上述した目的の少なくとも1つを達成することができる一実施例において、本発明は、処理用支持体であって、該処理用支持体の表面から基板を昇降させるためのリフトピンを含む処理用支持体の表面上に置かれた基板を加工する反応チャンバにおいて、基板の貼り付き発生を検出する方法を提供するものであり、本方法は、(i)反応チャンバの外部に設置されたセンサにより反応チャンバ内、または反応チャンバを通じて伝搬される振動を監視する工程と、(ii)反応チャンバ内での基板処理中にこの振動が検出された場合、事前に定められたシーケンスを実施する工程とを含み、ここで、この振動は、基板がリフトピンにより処理用支持体表面から持ち上げられた時に、処理用支持体表面への基板の貼り付きを示唆または特定するものであることを特徴とする。 In one embodiment that can achieve at least one of the objects described above, the present invention provides a processing support comprising a lift pin for raising and lowering a substrate from the surface of the processing support. The present invention provides a method for detecting the occurrence of sticking of a substrate in a reaction chamber for processing a substrate placed on the surface of a body. The method includes (i) a reaction by a sensor installed outside the reaction chamber. Monitoring vibrations propagated in or through the chamber, and (ii) performing a predetermined sequence if this vibration is detected during substrate processing in the reaction chamber. Here, this vibration suggests or identifies the sticking of the substrate to the processing support surface when the substrate is lifted from the processing support surface by the lift pins. And characterized in that.
上記実施例は、上述した目的の1つ以上を実現することができる以下の実施例を含むが、これらに限定されるものではない。 The above embodiments include, but are not limited to, the following embodiments that can achieve one or more of the above-mentioned objects.
一実施例においては、基板の貼り付きを示唆または特定する振動は、その振動が所定の閾値を超える強度をもつている場合に検出することができる。基板の貼り付きを示唆または特定する振動は、基板がリフトピンにより上方へと動かされた場合にのみ検出することができる。振動を監視する工程は、基板の貼り付きを示唆または特定する振動を含む振動の加速度(m/s2)を監視することを含む。基板の貼り付きを示唆または特定する振動は、4kHzよりも大きく、8kHzよりも小さい周波数をもつものとすることができる。 In one embodiment, vibrations that suggest or identify substrate sticking can be detected when the vibrations have an intensity that exceeds a predetermined threshold. Vibrations that suggest or identify the sticking of the substrate can only be detected when the substrate is moved upward by the lift pins. The step of monitoring vibration includes monitoring acceleration (m / s 2 ) of vibration including vibration that suggests or identifies sticking of the substrate. The vibration that suggests or identifies the sticking of the substrate can have a frequency greater than 4 kHz and less than 8 kHz.
一実施例においては、振動を監視する工程は、(a)反応チャンバ内、または反応チャンバを通じて伝わる振動をセンサにより検出する工程と、(b)その振動の周波数に基づき、基板の貼り付きを示唆する振動を検出するために、センサから出力される信号をフィルタリングする工程と、を含んでいる。上述した例の場合、信号をフィルタリングする工程は、(b1)4kHz以下の周波数をもつ信号部分をフィルタリングして除外する工程と、(b2)8kHz以上の周波数をもつ信号部分をフィルタリングして除外する工程とを含んでいる。 In one embodiment, the step of monitoring vibration comprises: (a) detecting vibrations transmitted in or through the reaction chamber with a sensor; and (b) suggesting sticking of the substrate based on the frequency of the vibration. Filtering the signal output from the sensor to detect vibrations that occur. In the case of the example described above, the signal filtering step includes (b1) filtering and excluding a signal portion having a frequency of 4 kHz or less, and (b2) filtering and excluding a signal portion having a frequency of 8 kHz or more. Process.
一実施例においては、事前に定められたシーケンスを実施する工程は、警告信号の発信と、基板の搬送停止を含むものとすることができる。 In one embodiment, the step of performing the predetermined sequence may include issuing a warning signal and stopping the conveyance of the substrate.
一実施例においては、センサは電子を出力する圧電素子を用いたものとすることができる。 In one embodiment, the sensor may be a piezoelectric element that outputs electrons.
一実施例においては、センサは反応チャンバの一部分の外表面に設置することができ、この一部分とは、基板の裏面がリフトピンの先端に対して跳ね当たった場合に発生する衝撃による振動を伝えることが可能な部分である。センサは反応チャンバの底部の外側金属面上に設置することができる。処理用支持体はサセプタとし、反応チャンバは半導体プロセス用リアクタとすることができる。リフトピンは、処理用支持体中に、その表面を通って軸方向に形成されたスルーホール中に挿入したものとすることができる。基板の貼り付きを示唆または特定する振動は、基板上に膜が形成され、サセプタが基板搬送用配置に下降した後に基板がリフトピンにより動かされた時にのみ、検出するようにしてもよい。 In one embodiment, the sensor can be placed on the outer surface of a portion of the reaction chamber, which conveys vibration due to shock that occurs when the backside of the substrate strikes the tip of the lift pin. Is a possible part. The sensor can be placed on the outer metal surface at the bottom of the reaction chamber. The processing support can be a susceptor and the reaction chamber can be a semiconductor process reactor. The lift pin may be inserted into a through hole formed in the axial direction through the surface of the support pin. The vibration that suggests or specifies the sticking of the substrate may be detected only when the film is formed on the substrate and the substrate is moved by the lift pins after the susceptor is lowered to the substrate transfer arrangement.
本発明はシステムにも同様に応用することが可能である。一実施例においては、本発明は、処理用支持体であって、該処理用支持体の表面から基板を昇降させるためのリフトピンを含む処理用支持体の表面上に置かれた基板を加工する反応チャンバにおいて、基板の貼り付き発生を検出するシステムを提供するものであって、システムは、(i)反応チャンバ内または反応チャンバを通じて伝搬される振動を監視するために、反応チャンバの外側に設置されたセンサと、(ii)基板を反応チャンバ内で処理している間にこの振動が検出された場合、事前に定められたシーケンスを実施するためのコントローラとを具備し、ここで、この振動は、基板がリフトピンにより処理用支持体表面から持ち上げられた時に、処理用支持体表面への基板の貼り付きを示唆または特定するものであることを特徴とする。 The present invention can be applied to the system as well. In one embodiment, the present invention processes a substrate placed on the surface of a processing support including lift pins for raising and lowering the substrate from the surface of the processing support. A system for detecting occurrence of substrate sticking in a reaction chamber is provided, the system being installed outside the reaction chamber to monitor vibrations propagated in or through the reaction chamber (i) And (ii) a controller for performing a predetermined sequence if this vibration is detected while processing the substrate in the reaction chamber, wherein the vibration Is characterized by suggesting or specifying the sticking of the substrate to the processing support surface when the substrate is lifted from the processing support surface by the lift pins. That.
上記実施例は、上述した目的の1つ以上を実現することが可能な以下の実施例を含むが、これらに限るものではない。 The above embodiments include, but are not limited to, the following embodiments that can achieve one or more of the above-mentioned objects.
コントローラは、振動が所定の閾値を超える強度をもつ場合に基板の貼り付きを示唆または特定する振動を検出することができる。コントローラは、基板がリフトピンにより持ち上げられた場合にのみ、基板の貼り付きを示唆または特定する振動を検出するものであってもよい。センサは基板の貼り付きを示唆または特定する振動を含む振動の加速度(m/s2)を監視することができる。 The controller can detect vibrations that suggest or identify substrate sticking when the vibrations have an intensity that exceeds a predetermined threshold. The controller may detect a vibration that suggests or identifies the sticking of the substrate only when the substrate is lifted by the lift pins. The sensor can monitor acceleration (m / s 2 ) of vibrations including vibrations that suggest or identify substrate sticking.
センサは、4kHzを超え、8kHzを下回る周波数をもつ振動を監視するようになっていてもよい。システムはさらに、4kHz以下の周波数をもつ信号部分および8kHz以上の周波数をもつ信号部分をフィルタリングする帯域通過フィルタを備えたものとすることもできる。コントローラは振動を検知すると、警告信号を発信し、基板の搬送処理を停止することができる。 The sensor may be adapted to monitor vibrations having a frequency above 4 kHz and below 8 kHz. The system may further comprise a band pass filter that filters signal portions having a frequency of 4 kHz or less and signal portions having a frequency of 8 kHz or more. When the controller detects vibration, it can issue a warning signal and stop the substrate transfer process.
上述においては、これらの方法実施例およびシステム実施例は、単一またはいずれかの組み合わせで用いることができ、そして代替的に利用することも可能である。 In the above description, these method embodiments and system embodiments may be used singly or in any combination, and may alternatively be utilized.
上述したように、基板が処理装置中の膜形成処理用支持体上に配置され、帯電によりその支持体へと貼り付いた状態で膜が形成された場合、この貼り付きが原因で、処理後の基板をリフトピンで持ち上げた際に基板が跳ねる可能性、または何等かの異常を生じて基板のずれやクラックが発生する可能性がある。この状態で搬送処理が実施された場合、基板は正確な位置からは取り上げられずに搬送中に落下したり、クラックを生じたり、搬送ロボットのエンドエフェクタに接触して最終的にはこれに損傷を与えたりする可能性がある。基板にクラックが生じた、またはエンドエフェクタに損傷が生じた場合、この処理装置ラインを大気に開放しなければならない。装置の復旧には時間がかかり、処理装置の利用率が落ちる。本発明の一実施例においては、貼り付きによる搬送中の基板の跳ねまたは異常は、基板とリフトピン、または基板と支持体との間の接触を示唆する音、すなわち振動として捕捉され、そのような基板の異常が検出されるのである。本発明の一実施例を、以下に図を使って説明する。しかしながら、本発明はこれらの図または実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。 As described above, when the film is formed on the support for film formation processing in the processing apparatus and is attached to the support by charging, this sticking causes the post-treatment. When the substrate is lifted by lift pins, the substrate may jump, or some abnormality may occur and the substrate may be displaced or cracked. If the transfer process is performed in this state, the substrate will not be picked up from the correct position and will fall during transfer, cracks will occur, or the end effector of the transfer robot will be touched and eventually damaged. There is a possibility of giving. If the substrate cracks or the end effector is damaged, the processing equipment line must be opened to the atmosphere. The restoration of the apparatus takes time, and the utilization rate of the processing apparatus decreases. In one embodiment of the present invention, substrate bounce or anomaly during transfer due to sticking is captured as a sound, i.e. vibration, suggesting contact between the substrate and lift pins, or the substrate and support, such as An abnormality of the substrate is detected. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, it goes without saying that the present invention is not limited to these figures or examples.
図1に示す処理装置はプラズマCVD成膜装置1である。本発明の応用はプラズマCVD膜形成装置のみに限られているわけではなく、熱CVD膜形成装置、プラズマまたは熱ALD膜形成装置、エッチング装置、アニール装置、UV照射装置、および基板処理に用いられる他の装置にも応用可能である。図1に示した装置は通常、基板4が配置される処理用支持体(サセプタ)2を貫通する複数のリフトピン3(一般には3本であるが、4本以上あってもよく、ピン数量には制約はない)を有し、支持体上にある基板4は、処理用支持体2の上下の動きと連動して支持体の表面から持ち上げられたり下げられたりするものである。
The processing apparatus shown in FIG. 1 is a plasma CVD film forming apparatus 1. The application of the present invention is not limited to a plasma CVD film forming apparatus, but is used for a thermal CVD film forming apparatus, a plasma or thermal ALD film forming apparatus, an etching apparatus, an annealing apparatus, a UV irradiation apparatus, and a substrate processing. It can be applied to other devices. The apparatus shown in FIG. 1 usually has a plurality of lift pins 3 (generally three, though there are four or more) that pass through a processing support (susceptor) 2 on which a substrate 4 is arranged. The substrate 4 on the support is lifted or lowered from the surface of the support in conjunction with the vertical movement of the
本実施例においては、音および振動を捕捉するためのセンサ5が装置上に設けられている。このセンサ5は、数Hzから約20kHzの周波数を拾うことにより接触音および振動の検出が可能なものとすることができるが、基板の貼り付きを示唆する接触音および振動を検出する上で好適なものである限りにおいては、他のいずれのセンサであってもよい。本実施例に使用されるセンサ5は、圧電素子を用いた電荷出力型接触加速度ピックアップであるが、電圧を出力するために内蔵型プリアンプを使ったセンサを利用することもできる。センサが基板の貼り付き音および振動の検出に好適である限りにおいては、いずれのモデルまたはタイプのセンサであっても、制約なく選択することができる。しかしながら、チャンバが高温にさらされるものである場合、高温に耐えられるように内蔵型アンプを用いない電荷出力型センサを利用することが望ましい。実際のセンサ素子の一例としては、電荷を電圧へと変換するチャージコンバータ(小野測器製:6130)を介して判定装置に接続した電荷出力型センサ(小野測器製:NP2130)が挙げられる。しかしながら、センサ素子はこの構成に限られたものではない。 In the present embodiment, a sensor 5 for capturing sound and vibration is provided on the apparatus. The sensor 5 can detect contact sound and vibration by picking up a frequency of several Hz to about 20 kHz, but is suitable for detecting contact sound and vibration that suggests sticking of the substrate. Any other sensor may be used as long as it is a simple one. The sensor 5 used in the present embodiment is a charge output type contact acceleration pickup using a piezoelectric element, but a sensor using a built-in preamplifier can also be used to output a voltage. As long as the sensor is suitable for detecting the sticking sound and vibration of the substrate, any model or type of sensor can be selected without restriction. However, when the chamber is exposed to a high temperature, it is desirable to use a charge output type sensor that does not use a built-in amplifier so as to withstand the high temperature. As an example of an actual sensor element, a charge output type sensor (Ono Sokki: NP2130) connected to a determination device via a charge converter (Ono Sokki: 6130) that converts a charge into a voltage can be cited. However, the sensor element is not limited to this configuration.
この例においては、センサ5からの信号はチャージコンバータまたは増幅器11により変換または増幅され、基板およびリフトピン間、または基板および支持体間の接触を示唆する音および振動の周波数を抽出する帯域通過フィルタを通過し、その後フィルタリングされた信号が、振動加速度閾値に照らして異常を判定するフィルタ/判定回路12へと送られる。一般的な制御モータなどは4kHz以下の振動を生じることに加え、実際の装置から得られた評価結果も考慮することにより、一実施例においては、4kHz以下および8kHz以上の周波数がフィルタリングされる。
In this example, the signal from the sensor 5 is converted or amplified by a charge converter or
フィルタを適用するか否か、どの周波数をフィルタリング除去し、どの周波数を検出するのかについては、検出すべき貼り付き音および振動に基づいて適切と思われるものを選択すればよい。貼り付き音および振動の発生は、振動の伝搬特性と共に、リフトピンの材料および形状、基板の貼り付き面の材料および形状、支持体の配置面の材料および形状、装置内壁の材料および形状、装置の構造、駆動部品、駆動機構およびその他の装置を構成する部品の構造、そして装置の周囲で用いる周辺装置などによって、そしてさらには基板の貼り付き度合いや適用される処理の種類によって異なる可能性がある。従って、一実施例においては、貼り付き音および振動を検出するための有効周波数、フィルタリングする周波数、検出閾値および他の事項は、センサなどの特性を考慮しつつ各対象について事前に設定できることが望ましい。この結果、一実施例においては4〜8kHz範囲において貼り付きを効果的に検出することができるが、一方で下限を0.5、1、2、3、4、5、6または7kHz、上限を5、6、7、8、9、10、15または20kHzとした範囲で適正と思われる所望の検出範囲を組み合わせて設定することもできる。他の実施例においては、上述以外の周波数範囲を検出に用いてもよい。上述した計測周波数範囲は、単に適用範囲における振動の検出に有効であればよく、そしてそれが可能である限りにおいてはフィルタを用いる必要はなく、あるいはフィルタのレベルを適宜に調整することも可能である。閾値は検出が可能となるように設定することができ、例えば雑音が大きい環境においては計測値の1.3倍以上(例えば1.5倍や2倍)の強度の検出を許容する設定に、そして雑音が小さい環境においては計測値の1.1倍以上(例えば1.2倍)の強度の検出を許容する設定にすることができる。所定の周波数範囲に対応する閾値のかわりに、計測周波数範囲における振動波形を利用してもよい。 Whether or not to apply the filter, which frequency is filtered out, and which frequency is detected may be selected based on the sticking sound and vibration to be detected. The generation of sticking sound and vibration is accompanied by the propagation characteristics of vibration, the material and shape of the lift pins, the material and shape of the sticking surface of the substrate, the material and shape of the support surface, the material and shape of the inner wall of the device, It may vary depending on the structure, driving components, the structure of the components constituting the driving mechanism and other devices, peripheral devices used around the device, etc., and further depending on the degree of sticking of the substrate and the type of processing applied . Therefore, in one embodiment, it is desirable that the effective frequency for detecting sticking sound and vibration, the frequency to be filtered, the detection threshold, and other matters can be set in advance for each target in consideration of the characteristics of the sensor and the like. . As a result, in one embodiment, sticking can be effectively detected in the 4 to 8 kHz range, while the lower limit is 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7 kHz, and the upper limit is A desired detection range that seems to be appropriate in a range of 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15 or 20 kHz may be set in combination. In other embodiments, frequency ranges other than those described above may be used for detection. The measurement frequency range described above need only be effective for detecting vibration in the application range, and as long as it is possible, it is not necessary to use a filter, or the level of the filter can be adjusted appropriately. is there. The threshold can be set so that detection is possible. For example, in a noisy environment, the setting allows detection of intensity 1.3 times or more (for example, 1.5 times or 2 times) of the measured value. In an environment where the noise is small, it is possible to set to allow detection of an intensity of 1.1 times or more (for example, 1.2 times) of the measured value. A vibration waveform in the measurement frequency range may be used instead of the threshold corresponding to the predetermined frequency range.
フィルタの例としては、ハードウェア回路フィルタ(LC回路)およびディジタル(ソフトウェア)フィルタが含まれる。一実施例においては、ディジタルフィルタを判定装置を実施するものとして適用することができる。具体的には、振動が電圧変化(周波数)へと変換された後にディジタル化され、所定周波数を切り落とすソフトウェアへと送られる。 Examples of filters include hardware circuit filters (LC circuits) and digital (software) filters. In one embodiment, a digital filter can be applied as implementing the decision device. Specifically, the vibration is converted into a voltage change (frequency) and then digitized and sent to software that cuts off a predetermined frequency.
次に、判定回路が貼り付きを検出したと判定した場合、適切な判定信号が装置コントローラ13へと送られ、基板搬送処理が停止し、警告が発信される。この結果、搬送ロボット21およびエンドエフェクタ22の動作を停止する制御が実行される。
Next, when the determination circuit determines that sticking has been detected, an appropriate determination signal is sent to the
通常時の判定処理による誤動作を防ぐ目的で、他の装置コントローラ(図示せず)から判定回路へと基板リフトアップタイミング信号を出力することにより、この信号が判定回路へと出力された場合には、判定処理の開始または停止を実施するようにすることが可能である。 In order to prevent malfunction due to normal determination processing, when a substrate lift-up timing signal is output from another device controller (not shown) to the determination circuit, this signal is output to the determination circuit. It is possible to start or stop the determination process.
貼り付きの発生を検出するための特定の物理量としては、音圧、位置ずれ、加速度または振動を示す他の数量が挙げられる。以下の例においては、これらのうちの加速度(m/s2)が用いられる。振動は無次元単位であるdBで表現することも可能である。 Specific physical quantities for detecting the occurrence of sticking include sound pressure, displacement, acceleration, or other quantities that indicate vibration. In the following example, acceleration (m / s 2 ) of these is used. Vibration can also be expressed in dB which is a dimensionless unit.
センサ5の位置は、特に制約はない。また、図1においてはリフトピン3が反応チャンバ1の底部に接触しているが、振動はリフトピンが反応チャンバに接触していない場合も、装置中で十分に検出可能である。リフトピンは図1では反応チャンバの底部部分に設置されているが、ピンを側面または上面に設置することも可能である。しかしながら、図1の装置の上面は別の構造体(シャワーヘッド構造体)を持ち、側面は断熱材カバーにより覆われている。リフトピンは、これらの要因により音(振動)が伝わる反応チャンバと直接接触することが出来ないことから、唯一の露出面である底面上に設けられているものである。センサは一般に装置の外装上に設置されている。反応チャンバには活性ガスが充満していることから、反応チャンバ内部に振動センサおよび信号ケーブルを設置することは困難ではあるが、これらを活性ガスに耐性のある材料で保護すれば反応チャンバ内に設置することは可能である。 The position of the sensor 5 is not particularly limited. In FIG. 1, the lift pin 3 is in contact with the bottom of the reaction chamber 1, but vibration can be sufficiently detected in the apparatus even when the lift pin is not in contact with the reaction chamber. The lift pins are installed in the bottom part of the reaction chamber in FIG. 1, but the pins can also be installed on the side or top surface. However, the upper surface of the apparatus of FIG. 1 has another structure (shower head structure), and the side surface is covered with a heat insulating material cover. The lift pins cannot be directly contacted with the reaction chamber to which sound (vibration) is transmitted due to these factors. Therefore, the lift pins are provided on the bottom surface which is the only exposed surface. The sensor is generally installed on the exterior of the apparatus. Since the reaction chamber is filled with active gas, it is difficult to install vibration sensors and signal cables inside the reaction chamber. However, if these are protected with a material resistant to active gas, It is possible to install.
図2は、実際に貼り付きがどのように検出されるかを示すフローチャートの一例である。始めに、処理装置が始動してサセプタ上に配置された基板が処理される(工程1)。次に、センサを使って処理装置を通じて伝わる貼り付き振動が監視される(工程2)。膜が形成された後、サセプタが引き下げられると同時に、基板はリフトピンによりサセプタから持ち上げられる。フィルタを適用しない場合、貼り付き(異常音)が生じなかった場合の計測周波数範囲(数Hz〜約20kHz)における振動加速度は8.32m/s2であった。貼り付き(異常音)が生じた場合、計測周波数範囲の振動加速度は9.88m/s2であった。この状態で貼り付きが生じていたとしても、貼り付きの状態または他の雑音の状態によっては、加速度に明確な違いが出ない可能性もある。フィルタ(4kHz以下および8kHz以上をカットするもの)を適用した場合(工程3)、貼り付きが生じなかった場合の振動加速度は2.2m/s2であった一方で、貼り付きが生じた場合の振動加速度は3.76m/s2であったため、判定は容易であった(工程4)。換言すると、フィルタが適用されなかった上記例においては、貼り付きが発生した時の加速度は、貼り付きが発生しなかった時の1.2倍にしか増えておらず、フィルタが適用された場合は、加速度が1.7倍に増えていた。フィルタは、貼り付きに関係のない音および振動加速度をカットし、フィルタリングしなかった場合には他の音および振動により掻き消されていた貼り付きを示す振動加速度の特定を可能とするものである。 FIG. 2 is an example of a flowchart showing how sticking is actually detected. First, a processing apparatus is started and a substrate placed on a susceptor is processed (step 1). Next, the sticking vibration transmitted through the processing device using a sensor is monitored (step 2). After the film is formed, the susceptor is pulled down and the substrate is lifted from the susceptor by lift pins. When the filter was not applied, the vibration acceleration in the measurement frequency range (several Hz to about 20 kHz) when sticking (abnormal sound) did not occur was 8.32 m / s 2 . When sticking (abnormal sound) occurred, the vibration acceleration in the measurement frequency range was 9.88 m / s 2 . Even if sticking occurs in this state, the acceleration may not be clearly different depending on the sticking state or other noise states. When applying a filter (cutting 4 kHz or less and 8 kHz or more) (step 3), when the sticking does not occur, the vibration acceleration is 2.2 m / s 2 , but when sticking occurs Since the vibration acceleration of was 3.76 m / s 2 , the determination was easy (step 4). In other words, in the above example where the filter was not applied, the acceleration when sticking occurred increased only 1.2 times that when sticking did not occur, and the filter was applied The acceleration increased 1.7 times. The filter cuts the sound and vibration acceleration that are not related to sticking, and if not filtered, enables identification of the vibration acceleration indicating sticking that has been erased by other sounds and vibrations. .
基板はシリコン、石英、ガリウムヒ素などから成るものとすることができ、リフトピンは装置に応じてアルミ製またはセラミック製とすることができる。これら材料の相違は貼り付き振動に影響を与えることがある。また、製造ラインおよび隣接装置の振動も、検出に悪影響を与える可能性があることから、常に作業開始時には雑音周波数を調べて閾値を設定することが望ましい。一実施例においては、カットオフ周波数は判定装置で変更することができ、フィルタ周波数も可変となっている。 The substrate can be made of silicon, quartz, gallium arsenide, etc., and the lift pins can be made of aluminum or ceramic, depending on the device. These material differences can affect the sticking vibration. In addition, since vibrations in the production line and adjacent devices may adversely affect detection, it is desirable to always check the noise frequency and set the threshold value at the start of work. In one embodiment, the cutoff frequency can be changed by the determination device, and the filter frequency is also variable.
通常時に判定処理により生じる誤動作を回避するために、基板リフトアップタイミング信号を装置コントローラから判定回路へと出力し(工程5)、この信号が判定回路へと出力された場合にこの信号を利用して判定処理を開始、または停止することができる。この結果、工程4において貼り付き発生判定となった場合、処理装置コントローラへと命令が送られ(工程5)、この命令により搬送処理が停止して警告が発信される(工程6)。 In order to avoid malfunctions caused by the determination process during normal operation, a substrate lift-up timing signal is output from the apparatus controller to the determination circuit (step 5), and this signal is used when this signal is output to the determination circuit. The determination process can be started or stopped. As a result, when it is determined that sticking occurs in step 4, a command is sent to the processing device controller (step 5), and the conveyance process is stopped by this command and a warning is transmitted (step 6).
本開示において、条件および/または構造が特定されていない部分については、当業者であればそのような条件および/または構造を、本発明の開示に照らして通常の実験により容易に得ることができる。 In the present disclosure, for those portions in which conditions and / or structures are not specified, those skilled in the art can easily obtain such conditions and / or structures by routine experimentation in light of the present disclosure. .
当業者には明らかなように、本発明の精神から逸脱することなく多数の様々な変更が可能である。よって本発明の態様は、説明目的に限ったものであり、本発明の範囲を限定することを意図したものではないことは明らかである。 It will be apparent to those skilled in the art that many different modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Thus, it should be apparent that the embodiments of the present invention are intended for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.
1 処理装置(反応チャンバ)
2 処理用支持体(サセプタ)
3 リフトピン
4 基板
5 センサ
13 コントローラ
1 Processing equipment (reaction chamber)
2 Support for processing (susceptor)
3 Lift pin 4 Substrate 5
Claims (23)
前記反応チャンバ内で、または前記反応チャンバを通じて伝搬される振動をセンサにより監視する工程と、
前記反応チャンバ内で前記基板が処理される間に前記基板の貼り付きが生じたと判定された振動が検出された場合、事前に定められたシーケンスを実施する工程と、
を含み、
前記基板の貼り付きが生じたと判定された振動が、前記基板が前記処理用支持体の前記表面から前記リフトピンにより持ち上げられる時に、前記基板の裏面が前記リフトピンの先端で跳ねた場合による衝撃による振動加速度(m/s 2 )で所定の閾値を超える強度を持つと判定された場合に、前記処理用支持体の前記表面への前記基板の貼り付きを示唆または特定するものであることを特徴とする方法。 In a reaction chamber for processing the substrate placed on the surface of the processing support, the processing support comprising lift pins for raising and lowering the substrate from the surface of the processing support. A method for detecting an occurrence
Monitoring vibrations propagated in or through the reaction chamber with a sensor;
Performing a predetermined sequence if vibrations determined to have occurred while the substrate is being processed while the substrate is being processed in the reaction chamber; and
Including
The vibration determined to have caused the sticking of the substrate is a vibration caused by an impact when the back surface of the substrate jumps at the tip of the lift pin when the substrate is lifted from the front surface of the processing support by the lift pin. When it is determined that the acceleration (m / s 2 ) has a strength exceeding a predetermined threshold value, the substrate is suggested or specified to adhere to the surface of the processing support. how to.
前記センサにより前記反応チャンバ内で、または前記反応チャンバを通じて伝搬される振動を検出する工程と、そして
その振動の周波数に基づいて、前記基板の貼り付きを示唆する前記振動を検出するために前記センサから出力される信号をフィルタリングする工程と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 Monitoring the vibration comprises:
Detecting the vibration propagated in or through the reaction chamber by the sensor, and the sensor to detect the vibration indicative of sticking of the substrate based on the frequency of the vibration And filtering the signal output from the method.
4kHz以下の周波数をもつ信号部分をフィルタリングして除去する工程と、そして
8kHz以上の周波数をもつ信号部分をフィルタリングして除去する工程と、を含むことを特徴とする請求項5に記載の方法。 Filtering the signal comprises:
6. The method of claim 5 , comprising filtering and removing signal portions having a frequency of 4 kHz or less, and filtering and removing signal portions having a frequency of 8 kHz or more.
前記反応チャンバ内で、または前記反応チャンバを通じて伝搬される振動を監視するためのセンサと、
前記反応チャンバ内で前記基板が処理される間に前記基板の貼り付きが生じたと判定された振動が検出された場合、事前に定められたシーケンスを実施するコントローラと、
を含み、
前記基板の貼り付きが生じたと判定された振動が、前記基板が前記処理用支持体の前記表面から前記リフトピンにより持ち上げられる時に、前記基板の裏面が前記リフトピンの先端で跳ねた場合による衝撃による振動加速度(m/s 2 )で所定の閾値を超える強度を持つと判定装置により判定された場合に、前記処理用支持体の前記表面への前記基板の貼り付きを示唆または特定するものであることを特徴とするシステム。 In a reaction chamber for processing the substrate placed on the surface of the processing support, the processing support comprising lift pins for raising and lowering the substrate from the surface of the processing support. A system for detecting occurrences
A sensor for monitoring vibrations propagated in or through the reaction chamber;
A controller that performs a predetermined sequence if vibrations determined to have occurred while the substrate is being processed while the substrate is being processed in the reaction chamber;
Including
The vibration determined to have caused the sticking of the substrate is a vibration caused by an impact when the back surface of the substrate jumps at the tip of the lift pin when the substrate is lifted from the front surface of the processing support by the lift pin. When it is determined by the determination device that the acceleration (m / s 2 ) has a strength exceeding a predetermined threshold value, it indicates or specifies that the substrate adheres to the surface of the processing support. A system characterized by
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