KR20220049470A - 기판 처리 장치, 상태 판정 방법 및 컴퓨터 기억 매체 - Google Patents

기판 처리 장치, 상태 판정 방법 및 컴퓨터 기억 매체 Download PDF

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KR20220049470A
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준노스케 마키
미츠테루 야노
마사토 하야시
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판 처리 장치의 일부를 구성하는 기능부와 간섭물과의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을, 간섭물의 주위의 분위기의 습도 및 온도에 관계없이, 정확하게 행한다. 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 상기 기판 처리 장치의 일부를 구성하는 기능부와, 상기 기능부의 표면에 마련된, 기체를 통과시키는 노즐과, 상기 기능부의 노즐과 접속되어 상기 기체를 통류시키는 노즐용 유로와, 상기 노즐용 유로를 흐르는 기체의 유량을 계측하는 유량 센서와, 상기 유량 센서에 의한 계측 결과에 기초하여, 간섭물과 상기 기능부와의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행하는 제어부를 구비한다.

Description

기판 처리 장치, 상태 판정 방법 및 컴퓨터 기억 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, STATE DETERMINATION METHOD AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM}
본 개시는 기판 처리 장치, 상태 판정 방법 및 컴퓨터 기억 매체에 관한 것이다.
특허 문헌 1은, 복수의 기판을 지지하는 웨이퍼 보트와 캐리어와의 사이에서 기판을 반송하는 기판 반송 장치를 개시하고 있다. 이 기판 반송 장치는, 웨이퍼 보트와의 사이에서 이동 배치 작업을 행하는 것이 가능한 제 1 이동 배치 작업 위치 및 캐리어와의 사이에서 이동 배치 작업을 행하는 것이 가능한 제 2 이동 배치 작업 위치의 사이에서 이동 가능한 반송 장치 본체와, 이 반송 장치 본체에 대하여 진퇴 가능하게 마련되어, 웨이퍼 보트 및 캐리어의 기판 지지부와의 사이에서 기판의 전달을 행하기 위한 포크와, 이 포크의 양 측부에 장착되어, 포크와 일체적으로 진퇴 이동하고, 기판까지의 거리 및 기판의 수평면 내의 위치를 검출하는 정전 용량 센서를 구비한다.
일본특허공개공보 평08-335622호
본 개시에 따른 기술은, 기판 처리 장치의 일부를 구성하는 기능부와 간섭물과의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을, 정확하게 행한다.
본 개시의 일태양은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 상기 기판 처리 장치의 일부를 구성하는 기능부와, 상기 기능부의 표면에 마련된, 기체를 통과시키는 노즐과, 상기 기능부의 노즐과 접속되어 상기 기체를 통류시키는 노즐용 유로와, 상기 노즐용 유로를 흐르는 기체의 유량을 계측하는 유량 센서와, 상기 유량 센서에 의한 계측 결과에 기초하여, 간섭물과 상기 기능부와의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행하는 제어부를 구비한다.
본 개시에 따르면, 기판 처리 장치의 일부를 구성하는 기능부와 간섭물과의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을, 정확하게 행할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치로서의 웨이퍼 처리 장치의 내부 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 2는 웨이퍼 처리 장치의 정면측의 내부 구성의 개략을 나타내는 도이다.
도 3은 웨이퍼 처리 장치의 배면측의 내부 구성의 개략을 나타내는 도이다.
도 4는 반송 유닛의 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 5는 포크의 구성의 개략을 나타내는 상면도이다
도 6은 포크의 구성의 개략을 나타내는 하면도이다
도 7은 노즐의 구성의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 8은 포크와 그 하방의 웨이퍼가 접촉하고 있는지 여부의 판정을 유량 센서의 계측 결과에 기초하여 행하는 이유를 설명하기 위한 도이다.
도 9는 모의 노즐을 장착한 모의 포크로부터 간섭물까지의 거리와, 유량 센서에 의한 실제의 계측 결과와의 관계를 나타내는 도이다.
도 10은 모의 노즐의 통류홀의 개구 면적과, 유량 센서에 의한 실제의 계측 결과와의 관계를 나타내는 도이다.
도 11은 기설(旣設)의 포크의 예를 나타내는 도이다.
도 12는 도 11의 기설의 포크에, 흡착 부재 대신에 지그를 장착했을 때의 모습을 나타내는 도이다.
도 13은 노즐의 형상의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 14는 노즐을 레지스트 도포 유닛 내에 마련한 예를 나타내는 도이다.
종래, 반도체 디바이스 등의 제조 프로세스에서는, 예를 들면 반도체 웨이퍼(이하, '웨이퍼'라 함) 등의 기판에 대하여 레지스트 도포 처리, 노광 처리, 현상 처리 등의 일련의 포토리소그래피 처리를 행하는 도포 현상 처리 장치, 및 웨이퍼에 대하여 에칭 처리를 행하는 에칭 처리 장치 등, 각종의 기판 처리 장치가 이용되고 있다.
일반적으로, 이러한 기판 처리 장치에는, 기판을 반송하는 반송 기구가 마련되어 있다. 반송 기구는, 기판을 유지하는 기판 유지부인 포크를 가지고, 포크가 이동 가능하게 구성되어 있다. 상기 반송 기구에서는, 기판을 유지한 포크를 이동시킴으로써, 예를 들면, 기판을 원하는 위치로 반송할 수 있다.
그런데, 포크를 이동시켰을 때에, 주위의 기판 또는 구조물 등에 접촉해 버리는 경우가 있다. 예를 들면, 기판을 복수 매 수용하는 카세트에, 기판의 전달을 위하여, 포크를 삽입시켰을 때에, 포크가 그 아래에 위치하는 기판에 의도치 않게 접촉해 버리는 경우가 있다. 당연히, 의도하지 않은 접촉이 생기지 않도록 설계 등이 되어 있다. 그러나, 예를 들면, 반송 기구의 구동계에, 모터 또는 감속기의 고장, 구동 벨트의 경시적 변화 등에 의해, 포크에 위치 이탈이 생기는 경우가 있다. 이 위치 이탈에 의해, 포크와 기판과의 사이에 충분한 거리가 없어지면, 포크를 고속으로 이동시켰을 때 등에, 공진 주파수와의 관계로, 포크가 크게 진동하여 기판과 접촉해 버리는 경우가 있다.
포크의 접촉이 발생하면, 접촉한 기판 또는 구조물의 파손, 파티클의 발생 등이 일어나기 때문에, 문제이다. 또한, 포크가 주위와 접촉하는 경우에는, 포크의 이동 조건의 조정, 또는 포크 및 포크가 접촉한 기판 또는 구조물의 교환 또는 폐기 등, 적절히 대응할 필요가 있다. 이 때문에, 포크의 간섭물에 대한 접촉 또는 접근의 발생을 판정하는 방법, 즉, 포크와 포크가 접촉할 수 있는 간섭물과의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행하는 상태 판정 방법이 고려되고 있다.
상기 상태 판정 방법으로서는, 예를 들면, 포크에 장착된, 정전 용량 센서를 이용하는 방법이 고려된다. 이 방법에서는, 정전 용량 센서의 센서부와, 포크가 접촉할 수 있는(즉 포크에 간섭할 수 있는) 간섭물과의 사이의 용량을 계측하고, 계측 결과에 기초하여, 포크와 간섭물과의 접촉 등을 판정한다. 그러나, 센서부와 간섭물과의 사이의 용량은, 간섭물의 도전율 또는 유전율 등, 간섭물의 재료의 성질에 따라 크게 변화한다. 이 때문에, 상술한 정전 용량 센서를 이용하는 방법에서는, 포크와 간섭물과의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 적절히 행할 수 없는 경우가 있다.
상술한 점은, 기판 처리 장치의 일부를 구성하는 부분으로서 다른 부분에 대하여 상대적으로 이동 가능하게 구성된 기능부이면, 포크 이외에서도 동일하다.
따라서, 본 개시에 따른 기술은, 기판 처리 장치의 일부를 구성하는 기능부와 간섭물과의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을, 정확하게 행한다.
이하, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치 및 상태 판정 방법을, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치로서의 웨이퍼 처리 장치(1)의 내부 구성의 개략을 나타내는 설명도이다. 도 2 및 도 3은 각각, 웨이퍼 처리 장치(1)의 정면측과 배면측의 내부 구성의 개략을 나타내는 도이다.
웨이퍼 처리 장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 기판으로서의 웨이퍼를 복수 수용 가능한 용기인 카세트(C)가 반입반출되는 카세트 스테이션(2)과, 레지스트 도포 처리 또는 PEB 등의 정해진 처리를 실시하는 복수의 각종 처리 유닛을 구비한 처리 스테이션(3)을 가진다. 그리고, 웨이퍼 처리 장치(1)는, 카세트 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)과 처리 스테이션(3)에 인접하는 노광 장치(4)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 인터페이스 스테이션(5)을 일체로 접속한 구성을 가지고 있다. 또한, 웨이퍼 처리 장치(1)는, 당해 웨이퍼 처리 장치(1)의 제어를 행하는 제어부(6)를 가지고 있다.
카세트 스테이션(2)은, 예를 들면 카세트 반입반출부(10)와 웨이퍼 반송부(11)로 나누어져 있다. 예를 들면 카세트 반입반출부(10)는, 웨이퍼 처리 장치(1)의 Y 방향 부방향(도 1의 좌방향)측의 단부에 마련되어 있다. 카세트 반입반출부(10)에는, 카세트 배치대(12)가 마련되어 있다. 카세트 배치대(12) 상에는, 복수, 예를 들면 4 개의 배치판(13)이 마련되어 있다. 배치판(13)은, 수평 방향인 X 방향(도 1의 상하 방향)으로 일렬로 배열되어 마련되어 있다. 이들 배치판(13)에는, 웨이퍼 처리 장치(1)의 외부에 대하여 카세트(C)를 반입반출할 시에, 카세트(C)를 배치할 수 있다.
웨이퍼 반송부(11)에는, 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 기구(20)가 마련되어 있다. 반송 기구(20)는, X 방향으로 연장되는 반송로(21)와, 반송로(21) 상을 이동 가능한 반송 유닛(22)이 마련되어 있다. 반송 유닛(22)은, Y 방향으로 이동 가능한, 후술하는 포크를 가진다. 반송 유닛(22)은, 상하 방향 및 연직축 둘레(θ 방향)로도 이동 가능하며, 각 배치판(13) 상의 카세트(C)와, 후술하는 처리 스테이션(3)의 제 3 블록(G3)의 전달 유닛과의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 반송 유닛(22)의 상세에 대해서는 후술한다.
처리 스테이션(3)에는, 각종 유닛을 구비한 복수, 예를 들면 제 1 ~ 제 4의 4 개의 블록(G1, G2, G3, G4)이 마련되어 있다. 예를 들면 처리 스테이션(3)의 정면측(도 1의 X 방향 부방향측)에는, 제 1 블록(G1)이 마련되고, 처리 스테이션(3)의 배면측(도 1의 X 방향 정방향측)에는, 제 2 블록(G2)이 마련되어 있다. 또한, 처리 스테이션(3)의 카세트 스테이션(2)측(도 1의 Y 방향 부방향측)에는, 제 3 블록(G3)이 마련되고, 처리 스테이션(3)의 인터페이스 스테이션(5)측(도 1의 Y 방향 정방향측)에는, 제 4 블록(G4)이 마련되어 있다.
제 1 블록(G1)에는, 도 2에 나타내는 바와 같이 복수의 액 처리 유닛, 예를 들면 웨이퍼(W)를 현상 처리하는 현상 처리부로서의 현상 처리 유닛(30), 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 유닛(31)이 아래로부터 이 순으로 배치되어 있다.
예를 들면 현상 처리 유닛(30), 레지스트 도포 유닛(31)은, 각각 수평 방향으로 3 개 배열되어 배치되어 있다. 또한, 이들 현상 처리 유닛(30), 레지스트 도포 유닛(31)의 수 및 배치는, 임의로 선택할 수 있다.
이들 현상 처리 유닛(30), 레지스트 도포 유닛(31)에서는, 예를 들면 스핀 도포법으로 웨이퍼(W) 상에 정해진 처리액을 도포한다. 스핀 코팅에서는, 예를 들면 토출 노즐로부터 웨이퍼(W) 상에 처리액을 토출하고, 또한 웨이퍼(W)를 회전시켜, 처리액을 웨이퍼(W)의 표면에 확산시킨다.
예를 들면 제 2 블록(G2)에는, 도 3에 나타내는 바와 같이 웨이퍼(W)의 가열 또는 냉각과 같은 열 처리를 행하는 열 처리 유닛(40), 및 웨이퍼(W)의 외주부를 노광하는 주변 노광 유닛(41)이 상하 방향과 수평 방향으로 배열되어 마련되어 있다. 이들 열 처리 유닛(40), 주변 노광 유닛(41)의 수 및 배치에 대해서도, 임의로 선택할 수 있다. 또한, 열 처리 유닛(40)의 구성에 대해서는 후술한다.
제 3 블록(G3)에는, 복수의 전달 유닛(50)이 마련되어 있다. 또한, 제 4 블록(G4)에는, 복수의 전달 유닛(60)이 마련되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이 제 1 블록(G1) ~ 제 4 블록(G4)으로 둘러싸인 영역에는, 웨이퍼 반송 영역(D)이 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(D)에는, 예를 들면 반송 기구(70)가 배치되어 있다.
반송 기구(70)는, 예를 들면 Y 방향, 전후 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 암(70a)을 가지고 있다. 반송 기구(70)는, 웨이퍼(W)를 유지한 반송 암(70a)을 웨이퍼 반송 영역(D) 내에서 이동시켜, 주위의 제 1 블록(G1), 제 2 블록(G2), 제 3 블록(G3) 및 제 4 블록(G4) 내의 정해진 유닛으로, 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 반송 기구(70)는, 예를 들면 도 3에 나타내는 바와 같이 상하로 복수 대 배치되고, 예를 들면 각 블록(G1 ~ G4)의 동일 정도의 높이의 정해진 유닛으로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
또한, 웨이퍼 반송 영역(D)에는, 제 3 블록(G3)과 제 4 블록(G4)과의 사이에서 직선적으로 웨이퍼(W)를 반송하는 셔틀 반송 기구(71)가 마련되어 있다.
셔틀 반송 기구(71)는, 지지한 웨이퍼(W)를 Y 방향으로 직선적으로 이동시켜, 동일 정도의 높이의 제 3 블록(G3)의 전달 유닛(50)과 제 4 블록(G4)의 전달 유닛(60)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이 제 3 블록(G3)의 X 방향 정방향측에는, 반송 기구(72)가 마련되어 있다. 반송 기구(72)는, 예를 들면 전후 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 암(72a)을 가지고 있다. 반송 기구(72)는, 웨이퍼(W)를 유지한 반송 암(72a)을 상하로 이동시켜, 제 3 블록(G3) 내의 각 전달 유닛(50)으로, 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
인터페이스 스테이션(5)에는, 반송 기구(73)와 전달 유닛(74)이 마련되어 있다. 반송 기구(73)는, 예를 들면 Y 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 암(73a)을 가지고 있다. 반송 기구(73)는, 반송 암(73a)에 웨이퍼(W)를 유지하여, 제 4 블록(G4) 내의 각 전달 유닛(60), 전달 유닛(74) 및 노광 장치(4)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
상술한 제어부(6)는, 예를 들면 CPU 및 메모리 등을 구비한 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 가지고 있다. 프로그램 저장부에는, 상술한 각종 처리 유닛 및 각종 반송 기구 등의 구동계의 동작을 제어하여, 후술하는 웨이퍼 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 프로그램 저장부에는, 후술하는 상태 판정 처리를 제어하는 프로그램도 저장되어 있다. 또한 상기 프로그램은, 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있던 것으로, 당해 기억 매체(H)로부터 제어부(6)에 인스톨된 것이어도 된다. 프로그램의 일부 또는 전부는 전용 하드웨어(회로 기판)로 실현해도 된다.
이어서, 웨이퍼 처리 장치(1)를 이용한 웨이퍼 처리에 대하여 설명한다.
웨이퍼 처리 장치(1)를 이용한 웨이퍼 처리에서는, 먼저, 반송 유닛(22)에 의해, 카세트 배치대(12) 상의 카세트(C)로부터 웨이퍼(W)가 취출되어, 처리 스테이션(3)의 전달 유닛(50)으로 반송된다.
이어서 웨이퍼(W)는, 반송 기구(70)에 의해 제 2 블록(G2)의 열 처리 유닛(40)으로 반송되어 온도 조절 처리된다. 이 후, 웨이퍼(W)는, 제 1 블록(G1)의 레지스트 도포 유닛(31)으로 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 레지스트막이 형성된다. 이 후 웨이퍼(W)는, 열 처리 유닛(40)로 반송되어, 프리베이크 처리(PAB : Pre-Applied Bake)된다. 또한, 프리베이크 처리 및 후단의 PEB 처리, 포스트베이크 처리에서는, 동일한 열 처리가 행해진다. 단, 각 열 처리에 제공되는 열 처리 유닛(40)은 서로 상이하다.
이 후, 웨이퍼(W)는, 주변 노광 유닛(41)으로 반송되어, 주변 노광 처리된다.
이어서 웨이퍼(W)는, 노광 장치(4)로 반송되어, 정해진 패턴으로 노광 처리된다.
이어서, 웨이퍼(W)는, 열 처리 유닛(40)으로 반송되어, PEB 처리된다. 이 후 웨이퍼(W)는, 예를 들면 현상 처리 유닛(30)으로 반송되어 현상 처리된다. 현상 처리 종료 후, 웨이퍼(W)는, 열 처리 유닛(40)으로 반송되어, 포스트베이크 처리된다. 이 후, 웨이퍼(W)는 카세트 배치대(12) 상의 카세트(C)로 반송되어, 일련의 포토리소그래피 공정이 완료된다.
이어서, 상술한 반송 유닛(22)의 구성에 대하여 도 4 ~ 도 7을 이용하여 설명한다. 도 4는 반송 유닛(22)의 구성의 개략을 나타내는 측면도이며, 도 5 및 도 6은 각각, 후술하는 포크의 구성의 개략을 나타내는 상면도 및 하면도이다. 도 7은 후술하는 노즐의 구성의 개략을 나타내는 단면도이다.
반송 유닛(22)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 베이스(101)를 가진다.
베이스(101)는, 후술하는 포크를 수평 방향으로 이동 가능하게 지지하는 것이다. 이 베이스(101)는, 예를 들면 모터 등의 액츄에이터를 가지는 구동부(도시하지 않음)가 발생시키는 구동력에 의해, 도 1의 반송로(21)를 따라 이동 가능 또한 승강 가능하게 구성되어 있다. 또한, 베이스(101)는, 내부가 공동인 각통 형상의 하우징(111)을 가진다. 하우징(111)의 양 측면에는, 수평 방향으로 연신하는 가이드 레일(112)이 형성되어 있다. 가이드 레일(112)에는, 장착 부재(113)가 장착되어 있다.
장착 부재(113)에는, 웨이퍼(W)를 유지하는, 기판 유지부로서의 포크(120)가 마련되어 있다. 장착 부재(113)는, 예를 들면 모터 등의 액츄에이터를 가지는 구동부(도시하지 않음)가 발생시키는 구동력에 의해, 가이드 레일(112)을 따라 슬라이드 이동 가능하다. 이 구성에 의해, 포크(120)는, 수평 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 포크(120)는, 구체적으로, 카세트(C)로의 웨이퍼 반입반출 시에 포크(120) 전체가 카세트(C)의 외측에 위치하는 초기 위치까지 이동할 수 있고, 또한 동일 반입반출 시에 카세트(C)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달할 시의 위치로서 카세트(C) 내의 위치인 전달 위치까지 이동할 수 있다.
포크(120)의 선단측은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 직경보다 가로폭이 작은 양다리 형상을 가진다.
포크(120)의 상면에는, 복수(도면의 예에서는 3 개)의 흡착구(121)와, 각 흡착구(121)의 주위에 마련된 흡착 패드(122)가 마련되어 있다. 또한, 포크(120)의 내부에는, 선단측이 3 개로 분기되어 각 흡착구(121)에 접속되고 기단이 배기 기구(도시하지 않음)에 연통하는 제 1 내부 유로(123)가 형성되어 있다. 이 구성에 의해, 포크(120)는, 흡착구(121)를 개재하여 웨이퍼(W)를, 흡착하여 유지하는 것이 가능하다.
제 1 내부 유로(123)는, 흡착 시에 흡착구(121)로부터의 기체를 통류시키는 흡착용 유로를 구성한다. 또한 도 4 및 도 6에서는, 제 1 내부 유로(123)의 도시는 생략하고 있다.
또한 포크(120)의 표면에는, 구체적으로, 포크(120)의 하면에는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 노즐(124)이 마련되어 있다. 노즐(124)은, 복수(본 예에서는 2 개) 있고, 서로 상이한 영역 각각에 1 개씩 마련되어 있다. 노즐(124)은, 구체적으로, 예를 들면, 포크(120)의 선단측의 분기하고 있는 부분 각각의 하면에 1 개씩 마련되어 있다.
노즐(124)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 포크(120)의 하면으로부터 하방으로 연장되도록 마련되어 있다. 즉, 노즐(124)은, 포크(120)의 하방에 간섭물인 웨이퍼(W)가 위치할 때에, 간섭물인 웨이퍼(W)를 향해 연장되도록 마련되어 있다. 노즐(124)은, 선단으로부터 기단으로 관통하는(즉 상하로 관통하는) 통류홀(124a)을 가진다. 통류홀(124a)의 직경은 예를 들면 0.5 mm ~ 3 mm이다. 또한, 노즐(124)의 포크(120)에 대한 고정은, 예를 들면 접착 고정에 의해 행해진다.
노즐(124)은, 예를 들면, 도 7에 나타내는 바와 같이, 원통 형상으로 형성되어 있다. 노즐(124)의 직경은 예를 들면 5 mm ~ 10 mm, 높이는 예를 들면 0.5 ~ 3 mm이다. 노즐(124)의 재료에는, 예를 들면 포크(120)와 동일한 재료가 이용된다.
또한 포크(120)의 내부에는, 선단이 노즐(124)에 접속된 제 2 내부 유로(125)가 형성되어 있다. 제 2 내부 유로(125)의 선단은 구체적으로 노즐(124)의 통류홀(124a)에 접속되어 있다. 제 2 내부 유로(125)는, 선단측이 2 개로 분기하고, 분기한 부분 각각의 선단이, 통류홀(124a)에 접속되어 있다. 본 예에서는, 제 1 내부 유로(123)와 제 2 내부 유로(125)는 개별로 마련되어 있다. 또한 도 5에서는, 제 2 내부 유로(125)의 도시는 생략하고 있다.
또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 내부 유로(125)의 기단에 선단이 접속되는 중계 유로(113a)가, 장착 부재(113)의 내부에 형성되어 있다.
또한, 중계 유로(113a)의 기단에 선단이 접속되는 배관(130)이, 베이스(101)의 하우징(111) 내에 마련되어 있다. 그리고, 배관(130)의 기단은, 미리 정해진 배기 압력으로 배기하는 배기 기구(도시하지 않음)에 연통하고 있다. 이 구성에 의해, 노즐(124)의 선단 주위의 기체를, 통류홀(124a)로부터 노즐(124) 내에 흡인시키는 것이 가능하며, 통류홀(124a)로부터의 기체를, 제 2 내부 유로(125), 중계 유로(113a) 및 배관(130)을 이 순으로 통류시키고, 배기 기구(도시하지 않음)를 개재하여 배출할 수 있다. 제 2 내부 유로(125), 중계 유로(113a) 및 배관(130)은, 노즐(124)과 접속되어 기체를 통류시키는 노즐용 유로를 구성한다.
또한, 배관(130)은, 포크(120)의 이동에 수반하여 변형 가능한 부분(131)을 가진다. 또한 배관(130)에는, 유량 센서(140)가 개재 마련되어 있다.
유량 센서(140)는, 배관(130)을 흐르는 기체의 유량을 계측한다. 유량 센서(140)는, 예를 들면, 배관(130)에 있어서의, 상기 변형 가능한 부분(131)을 사이에 두고, 제 2 내부 유로(125)와는 반대측의 부분에 마련된다.
또한, 본 예에서는, 2 개의 통류홀(124a)에 대하여 1 개의 유량 센서(140)가 공통적으로 이용되고 있다.
유량 센서(140)의 계측 결과는 제어부(6)에 출력된다.
또한, 장착 부재(113) 및 포크(120)는, 예를 들면 알루미늄을 이용하여 형성된다. 또한, 예를 들면, 장착 부재(113) 및 포크(120)의 외형을 이루는 알루미늄제의 판재를 절삭 가공하여 홈을 형성하고, 홈의 개구부측을 매립함으로써, 중계 유로(113a) 및 제 2 내부 유로(125)는 형성된다. 또한, 포크(120)는 세라믹 재료를 이용하여 형성해도 된다.
제어부(6)는, 유량 센서(140)의 계측 결과에 기초하여, 포크(120)와 간섭물인 하방의 웨이퍼(W)와의 사이의 거리의 상태에 관한 판정, 구체적으로, 포크(120)의 하면과 웨이퍼(W)의 상면과의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행한다. 상기 판정은, 예를 들면, 포크(120)와 그 하방의 웨이퍼(W)가 접촉하고 있는지 여부의 판정이다. 또한 상기 판정은, 포크(120)가 그 하방의 웨이퍼(W)에 접근하고 있는지 여부의 판정이어도 된다. 이하의 예에서는, 포크(120)와 그 하방의 웨이퍼(W)가 접촉하고 있는지 여부의 판정을 행하는 것으로 한다.
또한, 제어부(6)는, 유량 센서(140)에 의한 계측 결과가 정해진 조건을 충족할 때, 포크(120)와 그 하방의 웨이퍼(W)가 접촉하고 있다고 판정한다.
상기 접촉하고 있는지 여부의 판정을 상술한 바와 같이 유량 센서(140)의 계측 결과에 기초하여 행하는 이유는, 이하와 같다. 즉, 도 8에 나타내는 바와 같이, 노즐(124)의 평탄한 선단면과 웨이퍼(W)의 상면과의 사이의 거리(L)는, 통류홀(124a)을 향하는 기체에 대한 유효 단면적(A)에 비례한다. 또한, 미리 정해진 배기 압력으로 통류홀(124a)로부터 기체를 흡인하고 있는 경우, 노즐(124)과 웨이퍼(W)가 가까울 때에는, 상기 유효 단면적(A)과, 통류홀(124a)을 향하는 기체의 유량은, 대략 비례한다. 따라서, 노즐(124)의 평탄한 선단면과 웨이퍼(W)의 상면과의 사이의 거리(L)가 짧으면, 통류홀(124a)을 향하는 기체의 유량이 적어지고, 그 결과, 배관(130)에 마련된 유량 센서(140)로 계측되는 유량도 적어진다. 또한, 상기 거리(L)가 길면, 통류홀(124a)을 향하는 기체의 유량이 많아지고, 그 결과, 배관(130)에 마련된 유량 센서(140)로 계측되는 유량도 많아진다. 즉, 상기 거리(L)에 따라 유량 센서(140)로 계측되는 유량이 변화한다. 이것이 이유이다.
도 9는 통류홀(124a)을 가지는 노즐(124)과 동일 형상인 것(이하, '모의 노즐'이라 함)을 장착한 포크(120)와 동일 형상인 것(이하, '모의 포크'라 함)으로부터 간섭물까지의 거리와, 유량 센서에 의한 실제의 계측 결과와의 관계를 나타내는 도이다.
도 9에 나타나 있는 것은, 모의 노즐을 1 개 마련하고, 모의 노즐에 형성된 통류홀을 개재하여, 일정한 배기 압력으로 기체를 흡인시키고 있을 때에, 모의 노즐과 배기 기구를 접속하는 배관에 개재 마련한 유량 센서로 계측된 결과이다. 횡축은, 모의 포크로부터 간섭물까지의 거리를 나타내고, 종축은, 유량의 계측 결과를 나타내는 유량 센서의 출력 전압을 나타내고 있다.
도 9로부터 명백한 바와 같이, 모의 노즐의 통류홀의 직경 및 배기 압력에 관계없이, 모의 노즐로부터 간섭 대상물까지의 거리가 200 μm 이하인 경우, 이 거리가 짧아짐에 따라, 유량 센서의 출력 전압 즉 유량 센서로 계측된 유량은 적어진다. 이 결과로부터, 본 실시 형태와 같이, 유량 센서(140)로의 계측 결과에 기초하여, 포크(120)와 그 하방의 웨이퍼(W)가 접촉했는지 여부의 판정을 행할 수 있는 것을 알 수 있다.
도 10은 모의 노즐의 통류홀의 개구 면적과, 유량 센서에 의한 실제의 계측 결과와의 관계를 나타내는 도이다.
도 10의 횡축은, 모의 노즐의 통류홀의 개구 면적을 나타내고, 종축은, 유량의 계측 결과를 나타내는 유량 센서의 출력 전압을 나타내고 있다.
또한, 도 10의 선 M은, 모의 노즐을 1 개 마련하고, 당해 모의 노즐의 통류홀을 개구시켰을 때의 결과를 나타내고 있다.
도 10의 점 P1 ~ P3는, 본 실시 형태와 마찬가지로, 2 개의 모의 노즐을 마련하고, 2 개의 모의 노즐 각각에 선단이 접속된 관로를 기단측에서 합류시킨 배관에 공통의 유량 센서를 개재 마련시켰을 때의, 결과를 나타내고 있다. 또한, 점 P1은, 2 개의 모의 노즐의 양방에 대하여 통류홀을 개구시켰을 때의 결과, 점 P2는, 일방에 대하여 통류홀을 폐구시켰을 때의 결과, 점 P3는, 양방에 대하여 통류홀을 폐구시켰을 때의 결과를 나타내고 있다. 또한, 점 P1 ~ P3의 결과를 얻었을 때의, 각 모의 노즐의 통류홀의 직경은 0.7 mm이다.
또한, 도 10의 결과가 얻어졌을 때의 배기 압력은 -20 kPa이다.
여기서, 직경이 0.7 mm의 통류홀을 가지는 모의 노즐을 2 개 마련했을 때의, 통류홀의 총 개구 면적은, 직경이 1.0 mm의 통류홀을 가지는 모의 노즐을 1 개 마련했을 때의, 통류홀의 개구 면적과 대략 동일하다.
선 M으로 나타내는 바와 같이, 모의 노즐을 1 개 마련하는 경우, 배기 압력은 -20 kPa로 하면, 통류홀의 개구 면적이, 통류홀의 직경이 1 mm일 때보다 작은 범위에서는, 개구 면적에 대하여 유량 센서로부터의 출력 전압은 리니어로 변화(응답)한다.
또한, 도 10에 나타내는 바와 같이, 직경이 0.7 mm의 통류홀을 가지는 모의 노즐을 2 개 마련하고 양 통류홀을 개구시켰을 때(점 P1)의, 공통의 유량 센서로부터의 출력 전압은, 직경이 1.0 mm의 통류홀을 가지는 모의 노즐을 1 개 마련하고 통류홀을 개구시켰을 때의, 유량 센서로부터의 출력 전압과 대략 동일하다.
또한, 직경이 0.7 mm의 통류홀을 가지는 모의 노즐을 2 개 마련하고 한쪽의 통류홀을 폐구시켰을 때(점 P2)의, 공통의 유량 센서로부터의 출력 전압은, 직경이 0.7 mm의 통류홀을 가지는 모의 노즐을 1 개 마련하고 통류홀을 개구시켰을 때의, 유량 센서로부터의 출력 전압과 대략 동일하다.
직경이 0.7 mm의 통류홀을 가지는 모의 노즐을 2 개 마련하고 양 통류홀을 폐구시켰을 때(점 P3)의, 공통의 유량 센서로부터의 출력 전압은, 대략 0이다.
이 결과로부터, 노즐(124)을 복수 마련하는 경우, 통류홀(124a)의 총 개구 면적 이하의 범위에서, 통류홀(124a)의 개구 면적에 대하여 공통의 유량 센서(140)로부터의 출력 전압이 리니어로 변화하도록, 배기 압력을 설정하면, 각 통류홀(124a)의 폐색 상태를 판별할 수 있는 것을 알 수 있다. 즉, 적절한 배기 압력을 설정하면, 본 실시 형태와 같이, 노즐(124)을 포크(120)에 복수 마련하고, 양 노즐(124)과 배기 기구를 접속하는 배관(130)에 유량 센서(140)를 마련했을 때에, 유량 센서(140)로의 계측 결과에 기초하여, 포크(120)와 하방의 웨이퍼(W)가 접촉했는지 여부의 판정을 행할 수 있는 것이, 도 10의 결과로부터 알 수 있다.
이어서, 웨이퍼 처리 장치(1)의 상태 판정 처리에 대하여 설명한다. 이하의 상태 판정 처리는, 카세트(C) 내에 있어서 포크(120)의 하방에 위치하는 웨이퍼(W)와 포크(120)와의 사이의 거리의 상태에 관한 판정 처리이다. 보다 구체적으로, 이하의 상태 판정 처리는, 카세트(C) 내에 있어서 포크(120)의 하방에 위치하는 웨이퍼(W)와 포크가 접촉하고 있는지 여부의 판정 처리이다. 이 판정 처리는, 예를 들면, 메인터넌스 시 또는 장치 개시 시, 웨이퍼 처리 장치(1)에 의한 양산 처리 시 즉 장치 가동 중 등에 행해진다.
<판정용 데이터 취득>
먼저, 제어부(6)가, 노즐(124)에 통하는 배기 기구에 의한 미리 정해진 배기 압력으로의 배기를 개시시키고, 또한 웨이퍼(W)를 유지하고 있지 않는 포크(120)를, 카세트(C)에 대한 전술한 초기 위치로부터 전술한 전달 위치까지 이동시킨다.
그리고, 제어부(6)는, 포크(120)가 상술한 바와 같이 이동하고 있는 동안, 유량 센서(140)에 의한 유량의 계측값(유량 센서(140)로부터의 출력 전압)을 계속 취득한다. 즉, 제어부(6)는, 포크(120)가 이동하고 있는 동안의, 유량 센서(140)에 의한 유량의 계측값의 시계열 데이터(이하, '포크(120)에 관한 판정 대상 시계열 데이터'라 함)를 취득한다.
<판정>
그리고, 제어부(6)는, 포크(120)에 관한 판정 대상 시계열 데이터에 기초하여, 포크(120)와 하방의 웨이퍼(W)가 접촉했는지 여부를 판정하고, 구체적으로, 포크(120)가 이동하고 있는 동안에 카세트(C) 내의 웨이퍼(W)와 접촉하고 있는지 여부를 판정한다. 또한, 제어부(6)는, 포크(120)에 관한 판정 대상 시계열 데이터가 정해진 조건(이하, '판정 조건'이라 함)을 충족할 때, 포크(120)가 이동하고 있는 동안에 카세트(C) 내의 웨이퍼(W)와 접촉하고 있다고 판정한다.
이하, 상기 판정 조건의 구체예를 설명한다.
또한, 이하의 판정 조건 1 ~ 5 중, 판정 조건 3 ~ 5에서는, 레퍼런스 시계열 데이터를 이용하는데 대하여, 판정 조건 1, 2에서는, 레퍼런스 시계열 데이터를 이용하지 않는다. 레퍼런스 시계열 데이터는, 판정 대상 시계열 데이터가 얻어졌을 때와 마찬가지로 포크(120)가 이동하고 있는 동안의, 유량 센서(140)에 의한 유량의 계측값의 시계열 데이터로서, 이동 중에 포크(120)와 간섭물과의 접촉이 생기지 않는 정상 시의 데이터이다. 구체적으로, 레퍼런스 시계열 데이터는, 예를 들면, 미리, 포크(120)와의 간섭이 생길 수 없는 공간에 대하여, 포크(120)를 왕복 운동시켜, 취득할 수 있다. 또한 '포크(120)와의 간섭이 생길 수 없는 공간'이란, 예를 들면, 카세트 배치대(12)에 배치된 빈 카세트(C) 내의 공간이다. 내부에 구조물이 전혀 설치되지 않는 모듈을 별도 웨이퍼 처리 장치(1)에 마련하고, 이 모듈 내의 공간을 상기 '포크(120)와의 간섭물이 생길 수 없는 공간'으로 해도 된다. 또한, 레퍼런스 시계열 데이터는, 예를 들면, 장치 개시 시에 취득해도 되고, 정기적으로 취득해도 된다.
<판정 조건 1>
판정 조건 1은, 포크(120)에 관한 판정 대상 시계열 데이터에 포함되는, 유량 센서(140)에 의한 계측값 또는 그 미분값(구체적으로 시간 미분값)이, 미리 정해진 임계치 미만이 된다고 하는 조건이다.
<판정 조건 2>
판정 조건 2는, 포크(120)에 관한 판정 대상 시계열 데이터에 대하여 특이 스펙트럼 변환을 행하여 얻어진, 각 시각(t)에 있어서의 변화도가, 임계치를 초과한다고 하는 조건이다.
또한 스펙트럼 변환에서는, 시계열 데이터에 대하여 슬라이드창을 이용함으로써, 부분 시계열 데이터가 취득된다. 또한, 시각(t)의 주변의 부분 시계열 데이터를 이용하여 테스트 행렬이 생성되고, 시각(t)보다 과거의 부분 시계열 데이터를 이용하여 이력 행렬이 생성된다. 그리고, 이력 행렬에 대한 테스트 행렬의 상이가 시각(t)에 있어서의 변화도로서 산출된다.
<판정 조건 3>
판정 조건 3은, 레퍼런스 시계열 데이터의 통계값을 이용하는 조건이다.
구체적으로, 판정 조건 3은, 레퍼런스 시계열 데이터의 통계값으로서 미리 산출된 계측값의 평균값(μ)과 편차(σ)를 이용하는 조건이며, 포크(120)에 관한 판정 대상 시계열 데이터에, μ ± 3σ의 범위 외가 되는 계측값이 포함된다고 하는 조건이다.
또한, 판정 조건 3은, 레퍼런스 시계열 데이터에 있어서의 계측값의 평균값(μ)과 편차(σ)로부터 산출되는, 판정 대상 시계열 데이터에 포함되는 계측값의 마할라노비스 거리가 임계치를 초과한다고 하는 조건이어도 된다.
판정 조건 3에서는, 계측값 대신에, 계측값의 미분값을 이용해도 되고, 계측값과 그 미분값의 양방을 이용해도 된다.
<판정 조건 4>
판정 조건 4는, 시간적으로 가장 가까운 레퍼런스 시계열 데이터에 대한 판정 대상 시계열 데이터의 유사도가 임계치 미만이 된다고 하는 조건이다. 또한, 유량 센서(140)에 의한 유량의 계측값의 시계열 데이터는, 상기 계측값의 시간 변화를 나타내는 파형이라고도 할 수 있다.
상기 유사도는, 예를 들면 동적 시간 신축(DTW : Dynamic Time Warping)법을 이용하여 산출된다. 동적 시간 신축법에서는, 2 개의 시계열 데이터의 각 데이터 간의 거리를 전수 모두 산출한 다음, 2 개의 시계열 데이터의 거리가 최단화되도록, 시간축을 따라 시계열 데이터를 신장시킨다. 그리고, 최단화되었을 때의 거리가 유사도가 된다.
동적 시간 신축법을 이용함으로써, 레퍼런스 시계열 데이터와 판정 대상 시계열 데이터와의 데이터 길이가 상이한 경우, 또는 레퍼런스 시계열 데이터와 판정 대상 시계열 데이터에서, 시간 변화의 진행 방법(즉 상기 파형의 형태)은 비슷하지만 위상이 상이한 경우라도, 상기 유사도를 보다 정확하게 취득할 수 있다.
<판정 조건 5>
판정 조건 5는, 복수의 레퍼런스 시계열 데이터에 기초한 기계 학습을 행하여 얻어진 모델을 이용하는 조건이다.
상기 모델로서, 예를 들면, 뉴럴 네트워크 중 하나인 자기 부호화기(Auto Encoder)를 이용할 수 있다. 자기 부호화기는, 입력 데이터를 부호화하고, 부호화한 데이터를 복호했을 때에, 원래의 입력 데이터가 재현되도록 학습하는 모델이다.
정상인 시계열 데이터를 학습한 자기 부호화기에, 정상인 시계열 데이터가 입력된 경우, 자기 부호화기로부터 출력되는 시계열 데이터는 입력된 시계열 데이터에 대한 오차가 적다. 이에 대하여, 이상인 시계열 데이터에 대해서는 자기 부호화기에서는 재현할 수 없기 때문에, 이상인 시계열 데이터가 입력된 경우, 자기 부호화기로부터 출력되는 시계열 데이터는 입력된 시계열 데이터에 대한 오차가 커진다.
따라서, 상기 모델로서 자기 부호화기를 이용하는 경우, 예를 들면, 자기 부호화기에 입력되는 시계열 데이터에 대한 자기 부호화기가 출력하는 시계열 데이터의 오차가 임계치를 초과한다고 하는 조건이, 판정 조건 5가 된다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 장치(1)는, 포크(120)와, 포크의 하면에 마련된, 기체를 통과시키는 노즐(124)과, 노즐(124)과 접속되어 기체를 통류시키는 노즐용 유로로서의, 제 2 내부 유로(125), 중계 유로(113a) 및 배관(130)을 구비한다. 그리고, 웨이퍼 처리 장치(1)는, 상기 노즐용 유로(구체적으로 배관(130))를 흐르는 기체의 유량을 계측하는 유량 센서(140)와, 유량 센서(140)가 계측한 유량에 기초하여, 카세트(C) 내에 있어서 포크(120)의 하방에 위치하는 웨이퍼(W) 즉 간섭물과 포크(120)와의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행하는 제어부를 구비한다. 상기 판정에 이용하는, 배관(130)을 흐르는 기체의 유량은, 간섭물인 카세트(C) 내의 웨이퍼(W)의 도전율 또는 유전율 등에 의해 크게 바뀌는 경우는 없다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 카세트(C) 내의 웨이퍼(W)와 포크(120)와의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을, 당해 웨이퍼(W)의 도전율 또는 유전율에 관계없이, 정확하게 행할 수 있다.
또한, 포크와 간섭물이 접촉하고 있는지 여부의 판정 방법으로서, 본 실시 형태에 따른 방법 이외에는, 이하의 방법이 고려된다. 즉, 포크에 진동 센서를 마련하여, 포크와 간섭물이 접촉했을 때의 진동을 진동 센서로 검출할 수 있도록 하고, 진동 센서로의 검출 결과에 기초하여, 포크와 간섭물이 접촉하고 있는지 여부를 판정하는 방법이 고려된다. 그러나, 이 방법은, 포크가 접촉하지 않고 진동하고 있는 경우, 오판정하는 경우가 있다. 이에 대하여, 상술한 판정 조건 2 ~ 5 등을 이용하면, 포크가 접촉하지 않고 진동하고 있는 경우라도, 오판정하는 경우가 없다.
또한 본 실시 형태에서는, 유량 센서(140)는, 배관(130)에 있어서의, 상기 변형 가능한 부분(131)을 사이에 두고, 제 2 내부 유로(125)와는 반대측의 부분에 마련된다.
따라서, 유량 센서(140)를 제 2 내부 유로(125) 및 중계 유로(113a)에 대하여 마련하는 경우에 비해, 유량 센서(140)에 대한 신호선의 깔기 등이 용이하며, 또한, 유량 센서(140) 자체의 설치도 용이하다. 또한, 유량 센서(140)와 제 2 내부 유로(125)와의 사이에 상기 변형 가능한 부분(131)이 존재하면, 환언하면, 유량 센서(140)의 상류측에 굴곡부가 존재하면, 굴곡부에서 압손의 변동이 추측되고, 그것에 의해 유량이 변동하여, 유량 센서(140)의 측정 결과에 있어서의 S/N비가 나빠지는 것이 상정된다. 그러나, 본 발명자들이 예의 조사한 바, 압손의 변동에 의해 생기는 유량보다 충분히 S/N비가 잡히는 것이 판명되었기 때문에, 상술한 바와 같은 구성으로 하고 있다.
이어서, 포크의 다른 예를 도 11 및 도 12를 이용하여 설명한다. 도 11은 기설의 포크의 예를 나타내고, 도 12는 도 11의 기설의 포크에, 후술하는 흡착 부재 대신에 후술하는 지그를 장착했을 때의 모습을 나타내는 도이다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 기설의 포크(200)는, 도 4 등에 나타낸 포크(120)와 마찬가지로, 흡착구(121)와 흡착 패드(122)를 가지고 있다. 단, 기설의 포크(200)는, 포크(120)와 달리, 상태 판정에 이용되는 노즐(124)을 가지고 있지 않다.
기설의 포크(200)는 구체적으로, 흡착 부재(201)와, 포크 본체(202)를 가진다. 포크(200)의 외형 형상은, 도 5 등에 나타낸 포크(120)와 대략 동일하고, 선단측이 양다리 형상으로 되어 있다.
흡착 부재(201)는, 포크 본체(202)에 착탈 가능하게 장착된다. 구체적으로, 흡착 부재(201)는, 포크 본체(202)의 하면에 착탈 가능하게 장착된다. 또한, 흡착 부재(201)는 예를 들면 나사 장착에 의해 포크 본체(202)에 대하여 고정된다. 흡착 부재(201)의 선단측은, 그 상면이 포크 본체(202)로 덮여 있지 않고, 상방을 향해 개구된 흡착구(121)가 마련되어 있다. 또한, 흡착 부재(201)의 선단측의 상면에는, 흡착구(121)의 개구의 주위를 덮도록 흡착 패드(122)가 마련되어 있다. 흡착 부재(201)의 내부에는, 선단이 흡착구(121)에 접속되어 기체를 통류시키는 부재측 내부 유로(201a)가 형성되어 있다.
포크 본체(202)는, 선단이 부재측 내부 유로(201a)에 접속되고 기단이 배기 기구(도시하지 않음)에 연통하는 본체측 내부 유로(202a)가 마련되어 있다. 부재측 내부 유로(201a) 및 본체측 내부 유로(202a)가, 도 4 등에 나타낸 포크(120)의 제 1 내부 유로(123)를 구성하고 있다. 즉, 부재측 내부 유로(201a) 및 본체측 내부 유로(202a)는, 흡착용 유로를 구성하고 있다.
기존의 포크(200)와 그 하방에 위치하는 웨이퍼(W)와의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행하는 경우는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 흡착 부재(201)를 떼어내고, 대신에, 지그(210)를 장착한다.
지그(210)는, 포크 본체(202)에 대하여 착탈 가능하게 장착된다. 구체적으로, 지그(210)는, 포크 본체(202)의 하면에 착탈 가능하게 장착된다. 이 지그(210)의 하면에 노즐(124)이 마련되어 있다. 또한, 지그(210)의 내부에는, 선단이 노즐(124)에 접속되어 기체를 통류시키는 지그 내 유로(211)가 형성되어 있다. 그리고, 이 지그(210)를, 포크 본체(202)에 장착했을 때에, 노즐(124)이, 지그 내 유로(211)를 개재하여, 본체측 내부 유로(202a)에 연통되도록 되어 있다. 이 때문에, 본체측 내부 유로(202a)가, 지그 내 유로(211)와 함께, 도 4 등에 나타낸 포크(120)의 제 2 내부 유로(125)를 구성한다. 즉, 본체측 내부 유로(202a)는, 노즐용 유로도 겸하게 된다. 따라서, 미리 정해진 배기 압력으로 배기하는 배기 기구와 본체측 내부 유로(202a)를 접속하는 배관에 유량 센서를 마련해 두고, 지그(210)를 이용함으로써, 기설의 포크(200)와 그 하방에 위치하는 웨이퍼(W)와의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행할 수 있다.
또한 흡착 부재(201)가, 전술한 바와 같이 합계 4 개 마련되어 있는 경우, 지그(210)는, 예를 들면, 포크(200)의 선단측의 2 개의 흡착 부재(201) 대신에 장착된다. 장착한 상태로의, 포크(200)의 기단측의 흡착 부재(201)에 대해서는, 상기 판정 시, 그 흡착구(121)는 폐색된다.
도 13은 노즐의 형상의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 13의 노즐(301)의 형상은, 기단으로부터 선단을 향해 좁아지는 원추 형상이다. 이러한 형상으로 함으로써, 노즐(301)의 선단면의 면적을 작게 하면서, 노즐(301)의 기단측을 굵게 할 수 있다.
노즐(301)의 선단면의 면적이 크면, 노즐(301)의 선단면이, 노즐(301)의 하방, 즉, 포크(120)의 하방의 웨이퍼(W)의 상면에 가까울 때에, 노즐(301)이 기체를 흡인하는 힘이, 웨이퍼(W)에 작용하여 빨아올리는 경우가 있다. 이에 대하여, 노즐(301)의 선단면의 면적을 작게 함으로써, 웨이퍼(W)의 상면에 있어서의, 노즐(301)이 기체를 흡인하는 힘이 작용하는 영역이 좁아지기 때문에, 웨이퍼(W)에 작용하는 총 흡인력을 저하시킬 수 있다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 빨아올림이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또한, 노즐(301)의 기단측을 굵게 함으로써, 노즐(301)이 웨이퍼(W)에 접촉했을 때에 파손하는 것 등을 방지할 수 있다.
이상의 예에서는, 포크(120, 200)와 그 하방에 위치하는 웨이퍼(W)와의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행하고 있었지만, 포크(120, 200)와 그 하방에 위치하는 다른 부재(예를 들면 카세트(C) 내의 구조물 등)와의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행해도 된다.
또한, 노즐(124)을 포크의 상면에 마련하여, 포크와 그 상방에 위치하는 부재와의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행해도 되고, 노즐(124)을 포크의 전면 또는 측면에 마련하여, 포크와 그 전방 또는 측방의 공간에 위치하는 부재(예를 들면, 카세트(C)의 안쪽 벽 또는 측벽 등)와의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행해도 된다.
또한, 반송 기구(20)의 포크(120)에 노즐(124, 301)을 마련하고 있었지만, 동일한 노즐을 반송 기구(20)의 다른 부분(예를 들면 베이스(101))에 마련해도 된다. 그리고, 반송 기구의 다른 부분과 간섭물과의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행해도 된다. 또한, 동일한 노즐을 반송 기구(70) 등, 다른 반송 기구에 마련하여, 당해 다른 반송 기구와 간섭물과의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행해도 된다.
또한 동일한 노즐을, 다른 부분에 대하여 상대적으로 이동하는, 반송 기구 이외의 부재에 마련하여, 당해 부재와 간섭물과의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행해도 된다.
도 14는 노즐을 레지스트 도포 유닛(32) 내에 마련한 예를 나타내는 도이다.
레지스트 도포 유닛(32)은, 도 14에 나타내는 바와 같이 내부를 밀폐 가능한 처리 용기(400)를 가지고 있다. 처리 용기(400)의 측면에는, 웨이퍼(W)의 반입반출구(도시하지 않음)가 형성되어 있다.
처리 용기(400) 내에는, 웨이퍼(W)를 유지하는 스핀 척(401)이 마련되어 있다. 이 스핀 척(401)은, 유지한 웨이퍼(W)를 회전시킬 수도 있다. 스핀 척(401)은, 예를 들면 모터 등의 액츄에이터를 가지는 척 구동부(402)에 의해 정해진 속도로 회전할 수 있다. 또한, 척 구동부(402)에는, 예를 들면 실린더 등의 승강 구동 기구가 마련되어 있고, 스핀 척(401)은 승강 가능하게 되어 있다.
또한, 처리 용기(400) 내에는, 스핀 척(401)에 유지되는 웨이퍼(W)를 둘러쌀 수 있도록 스핀 척(401)의 외측에 배치되는, 울타리 부재로서의 컵(403)이 마련되어 있다. 컵(403)은, 웨이퍼(W)로부터 비산 또는 낙하하는 액체를 받아, 회수하는 아우터 컵(404)과, 아우터 컵(404)의 내주측에 위치하는 이너 컵(405)을 포함한다. 아우터 컵(404)의 상부에는, 스핀 척(401)에 대한 웨이퍼(W)의 전달의 전후에 웨이퍼(W)가 통과하는 개구(406)가 형성되어 있다.
또한 처리 용기(400) 내에는, 레지스트액을 웨이퍼(W)에 토출하는 토출 노즐(407)이 상하 방향 및 수평 방향으로 이동 가능하게 마련되어 있다.
이 레지스트 도포 유닛(32)은, 스핀 척(401)에 유지된 웨이퍼(W)와 컵(403)과의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행하기 위하여, 구체적으로, 상기 웨이퍼(W)와 이너 컵(405)과의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행하기 위하여, 전술한 노즐(124)과 동일한 노즐(408)이 컵(403)의 표면에 마련되어 있다. 노즐(408)은, 구체적으로 이너 컵(405)의 상면에 마련되어 있다.
또한, 레지스트 도포 유닛(32)은, 노즐(408)에 접속되어 기체를 통류시키는 관로를 구성하는 배관(409)이 마련되어 있고, 정해진 배기 압력으로 배기하는 배기 기구와 노즐(408)이 배관(409)을 개재하여 연통되어 있다. 따라서, 노즐(408)의 선단 주위의 기체를, 노즐(408)의 통류홀로부터 노즐(408) 내로 흡인시키는 것이 가능하다. 그리고, 배관(409)에는, 유량 센서(410)가 마련되어 있다.
이 예에서는, 스핀 척(401)에 유지된 웨이퍼(W)와 그 하방에 위치하는 이너 컵(405)과의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을, 유량 센서(410)로의 계측 결과에 기초하여 행한다. 따라서, 이너 컵(405)의 도전율 또는 유전율 등에 관계없이, 상기 판정을 정확하게 행할 수 있다.
또한 이상의 예에서는, 메인터넌스 시에 상태 판정을 행하고 있었지만, 예를 들면, 도 4 등에 나타낸 포크(120)를 이용하는 경우에는, 전술한 웨이퍼 처리 중 등, 상시 행해도 된다.
또한, 이상의 예에서는, 노즐(124, 301, 408)의 선단 주위의 기체를, 미리 정해진 배기 압력으로, 당해 노즐(124, 301, 408)을 개재하여 흡인하고 있었다. 이것 대신에, 상태 판정에 이용하는 노즐의 선단으로부터 기체를 토출하도록 해도 된다. 예를 들면, 이너 컵(405) 등, 컵(403)의 표면에 상태 판정용의 노즐을 마련하는 경우, 노즐의 선단으로부터 기체가 토출되도록 구성되어 있어도 된다. 이에 의해, 기체와 함께 레지스트액 등의 처리액을 노즐로부터 흡인하는 것을 방지할 수 있다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기의 실시 형태는, 첨부한 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    상기 기판 처리 장치의 일부를 구성하는 기능부와,
    상기 기능부의 표면에 마련된, 기체를 통과시키는 노즐과,
    상기 기능부의 노즐과 접속되어 상기 기체를 통류시키는 노즐용 유로와,
    상기 노즐용 유로를 흐르는 기체의 유량을 계측하는 유량 센서와,
    상기 유량 센서에 의한 계측 결과에 기초하여, 간섭물과 상기 기능부와의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행하는 제어부를 구비하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기능부는, 기판을 반송하는 반송 기구의 기판 유지부이며,
    상기 노즐은, 상기 기판 유지부의 표면에 마련되어 있는, 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 유지부는, 흡착구를 개재하여 기판을 흡착하여 유지 가능하게 구성되고,
    상기 기판 유지부의 내부에는, 상기 흡착구에 접속되어 흡착 시에 기체를 통류시키는 흡착용 유로와, 상기 노즐용 유로가 개별로 마련되어 있는, 기판 처리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 유지부는, 흡착구를 개재하여 기판을 흡착하여 유지 가능하게 구성되고,
    상기 기판 유지부의 내부에는, 상기 흡착구에 접속되어 흡착 시에 기체를 통류시키는 흡착용 유로가 마련되어 있고,
    상기 노즐은, 상기 기판 유지부에 대하여 착탈 가능한 지그에 마련되고,
    상기 지그를 상기 기판 유지부에 장착했을 때에 상기 노즐이 상기 흡착용 유로에 접속되고,
    상기 흡착용 유로가 상기 노즐용 유로를 겸하는, 기판 처리 장치.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반송 기구는,
    상기 기판 유지부를 이동 가능하게 지지하는 베이스와,
    상기 기판 유지부 내에 있어서 상기 노즐용 유로를 구성하는 내부 유로와,
    상기 내부 유로에 접속되어, 상기 베이스 내에 있어서 상기 노즐용 유로를 구성하는 배관을 가지고,
    상기 배관은, 상기 기판 유지부의 이동에 수반하여 변형 가능한 부분을 가지고,
    상기 유량 센서는, 상기 배관에 있어서의, 상기 변형 가능한 부분을 사이에 두고, 상기 내부 유로와는 반대측의 부분에 마련되어 있는, 기판 처리 장치.
  6. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐의 형상은, 기단측으로부터 선단을 향해 좁아지는 원추 형상인, 기판 처리 장치.
  7. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판정으로서, 상기 간섭물과 상기 기판 유지부가 접촉하고 있는지 여부의 판정을 행하는 것이며,
    상기 유량 센서에 의한 계측 결과가 정해진 조건을 충족할 때, 상기 간섭물과 상기 기판 유지부가 접촉하고 있다고 판정하는, 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기능부는, 기판을 유지하여 기판을 처리하는 기판 처리 유닛의 내부에 배치되고, 처리 시에 기판을 둘러싸는 울타리 부재이며,
    상기 노즐은, 상기 울타리 부재의 표면에 마련되어 있는, 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판정으로서, 상기 간섭물과 상기 울타리 부재가 접촉하고 있는지 여부의 판정을 행하는 것이며,
    상기 유량 센서에 의한 계측 결과가 정해진 조건을 충족할 때, 상기 간섭물과 상기 울타리 부재가 접촉하고 있다고 판정하는, 기판 처리 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 정해진 조건은, 상기 유량 센서에 의한 계측값이 임계치 미만이 된다고 하는 조건인, 기판 처리 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 정해진 조건은, 상기 유량 센서의 계측값의 시계열 데이터에 대하여 특이 스펙트럼 변환을 행하여 얻어진 변화도가 임계치를 초과한다고 하는 조건인, 기판 처리 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 정해진 조건은, 정상 시의 상기 유량 센서의 계측값의 시계열 데이터인 레퍼런스 시계열 데이터와, 판정 대상의 상기 유량 센서의 계측값의 시계열 데이터인 판정 대상 시계열 데이터를 이용하는 조건인, 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 정해진 조건은, 가장 가까운 상기 레퍼런스 시계열 데이터에 대한 상기 판정 대상 시계열 데이터의 유사도가 임계치 미만이 된다고 하는 조건인, 기판 처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 유사도는, 동적 시간 신축법을 이용하여 산출되는, 기판 처리 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 정해진 조건은, 상기 레퍼런스 시계열 데이터에 기초하여 기계 학습을 행하여 얻어진 모델을 이용하는 조건인, 기판 처리 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 모델은, 자기 부호화기인, 기판 처리 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 시계열 데이터는, 간섭물이 없는 상태에서 상기 기능부를 동작시켰을 때에 얻어지는, 상기 유량 센서의 계측값의 시계열 데이터인, 기판 처리 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐은, 다수 있으며, 상기 기능부의 표면의 서로 상이한 영역 각각에 마련되어 있고,
    상기 제어부는, 복수의 상기 노즐에 접속된 공통의 유량 센서에 의한 계측 결과에 기초하여, 상기 판정을 행하는, 기판 처리 장치.
  19. 기판을 처리하는 기판 처리 장치의 상태 판정 방법으로서,
    상기 기판 처리 장치는, 상기 기판 처리 장치의 일부를 구성하는 기능부와, 상기 기능부의 표면에 마련된, 기체를 통과시키는 노즐과, 상기 기능부의 노즐과 접속되어 상기 기체를 통류시키는 노즐용 유로와, 상기 노즐용 유로를 흐르는 기체의 유량을 계측하는 유량 센서를 구비하고,
    상기 상태 판정 방법은,
    상기 노즐용 유로를 흐르는 기체의 유량을 계측하는 공정과,
    상기 유량 센서에 의한 계측 결과에 기초하여, 간섭물과 상기 기능부와의 사이의 거리의 상태에 관한 판정을 행하는 공정을 포함하는, 기판 처리 장치의 상태 판정 방법.
  20. 제 19 항에 기재된 기판 처리 장치의 상태 판정 방법을 기판 처리 장치에 의해 실행시키도록, 상기 기판 처리 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램을 기억한 독해 가능한 컴퓨터 기억 매체.
KR1020210135167A 2020-10-14 2021-10-12 기판 처리 장치, 상태 판정 방법 및 컴퓨터 기억 매체 KR20220049470A (ko)

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