KR20220165653A - 측정 지그 및 처리 방법 - Google Patents

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wafer
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KR1020220066956A
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마사카즈 야마모토
다다시 에노모토
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 개시 내용은 장치 내 상태를 측정하는 측정 지그 및 처리 방법을 제공하는 바, 측정 지그는, 기판과, 상기 기판의 뒷면쪽에 구비되는 뒷면 카메라와, 상기 뒷면 카메라를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

측정 지그 및 처리 방법{MEASUREMENT JIG AND PROCESSING METHOD}
본 개시 내용은 측정 지그 및 처리 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 웨이퍼와 같은 정도 크기의 원형판과, 원형판에 구비된 투과 구멍을 통해 아랫쪽을 시인(視認)할 수 있게 하는 카메라를 구비한 위치 교시 장치가 개시되어 있다.
일본국 공개특허공보 특개2003-218186호
그런데, 반송 장치에 의해 웨이퍼를 반송할 때에, 설치시 등의 경우에 발생하는 기기 차로 인해 설계값으로는 반송할 수 없는 경우가 있다. 이에 설계값과 실제 기기의 차이를 센싱하는 지그가 요구된다.
일 측면에서 본 개시 내용은 장치 내 상태를 측정하는 측정 지그 및 처리 방법을 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 일 양태에 의하면, 기판과, 상기 기판의 뒷면쪽에 구비되는 뒷면 카메라와, 상기 뒷면 카메라를 제어하는 제어부를 포함하는 측정 지그가 제공된다.
일 측면에 의하면, 측정 지그 및 처리 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성도의 일 예이다.
도 2는 일 실시형태에 따른 기판 처리 시스템이 구비하는 기판 처리 장치의 구성을 나타내는 단면도의 일 예이다.
도 3은 일 실시형태에 따른 기판 처리 시스템이 구비하는 기판 처리 시스템의 구성을 나타내는 평면도의 일 예이다.
도 4는 표면쪽에서 본 측정 지그의 사시도의 일 예이다.
도 5는 뒷면쪽에서 본 측정 지그의 사시도의 일 예이다.
도 6은 FIMS 교시(teaching)의 플로우 챠트의 일 예이다.
도 7은 보트(boat) 교시의 플로우 챠트의 일 예이다.
도 8은 웨이퍼의 반송 속도를 조정하는 플로우 챠트의 일 예이다.
도 9는 웨이퍼 보트의 변형을 검출하여 웨이퍼 반송 방법을 조정하는 플로우 챠트의 일 예이다.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 개시 내용을 실시하기 위한 형태에 대해 설명한다. 각 도면에 있어 동일한 구성 부분에는 동일한 부호를 붙이며 중복되는 설명을 생략하는 경우가 있다.
<기판 처리 시스템>
먼저, 일 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(100)에 대해, 도 1을 이용하여 설명한다. 도 1은 일 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(100)의 구성도이다. 기판 처리 시스템(100)은 측정 지그(101), 해석 컨트롤러(102), 장치 컨트롤러(103), 기판 처리 장치(104)를 갖는다.
측정 지그(101)는 해석 컨트롤러(102)와 무선에 의한 데이터 통신이 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 측정 지그(101)는 기판인 반도체 웨이퍼(이하, "웨이퍼(W)"(후술하는 도 2 참조)라 함)를 반송하는 기판 처리 장치(104)의 반송 장치(후술하는 웨이퍼 반송 장치(60))에 의해 반송 가능하도록 구성되어 있다. 측정 지그(101)는 각종 센서(후술하는 표면 카메라(121~126), 뒷면 카메라(131~135), 수준기(140), 진동 센서(151,152))에 의한 데이터의 검출, 내장되는 컨트롤러(후술하는 지그 컨트롤러(160))에 의한 데이터의 일차적 해석, 데이터의 일차 저장, 해석 컨트롤러(102)로의 데이터 송신을 행하는 기능을 가진다.
해석 컨트롤러(102)는 측정 지그(101) 및 장치 컨트롤러(103)와 통신 가능하도록 접속된다. 해석 컨트롤러(102)는 데이터의 해석, 장치 컨트롤러(103)에의 동작 지시, 데이터의 저장, 측정 지그(101)에의 동작 지시, 해석 개시 지시, 해석 종료 지시 등을 수행한다. 또한, 해석 컨트롤러(102)는 디지털 트윈(Digital Twin) 시스템으로서 구성되어 CPS(Cyber Physical System)를 실현한다.
장치 컨트롤러(103)는 해석 컨트롤러(102) 및 기판 처리 장치(104)와 통신 가능하도록 접속된다. 장치 컨트롤러(103)는 해석 컨트롤러(102)로부터의 동작 지시에 기초하여 기판 처리 장치(104) 전체의 제어(동작 지시)를 수행하는 장치이다. 또한, 기판 처리 장치(104)의 데이터를 해석 컨트롤러(102)에 송신하는 기능을 가진다.
기판 처리 장치(104)는 웨이퍼(W, 후술하는 도 2 참조)에 대해 소정의 처리(예를 들어, 열처리)를 행하는 장치이다.
한편, 도 1에 나타내는 구성에서는 해석 컨트롤러(102)와 장치 컨트롤러(103)가 개별적으로 구비되는 구성을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 장치 컨트롤러(103)가 해석 컨트롤러(102)의 기능을 가질 수도 있다.
이어서, 일 실시형태의 기판 처리 시스템(100)이 구비하는 기판 처리 장치(104)의 구성예에 대해, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 2는 일 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(100)이 구비하는 기판 처리 장치(104)의 구성을 나타내는 단면도의 일 예이다. 도 3은 일 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(100)이 구비하는 기판 처리 장치(104)의 구성을 나타내는 평면도의 일 예이다.
기판 처리 장치(104)는 장치의 외장체를 구성하는 케이스(2)에 수용되어 구성된다. 케이스(2) 내에는 캐리어 반송 영역(S1)과 웨이퍼 반송 영역(S2)이 형성되어 있다. 캐리어 반송 영역(S1)과 웨이퍼 반송 영역(S2)은 격벽(4)에 의해 구획되어 있다. 격벽(4)에는, 캐리어 반송 영역(S1)과 웨이퍼 반송 영역(S2)을 연통시키며 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 반송구(6)가 구비되어 있다. 반송구(6)는 FIMS(Front-opening Interface Mechanical Standard) 규격에 따른 도어 기구(8)에 의해 개폐된다. 도어 기구(8)에는 덮개체 개폐 장치(7)의 구동 기구가 접속되어 있으며, 구동 기구에 의해 도어 기구(8)는 전후 방향 및 상하 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 구성되어 반송구(6)가 개폐된다.
이하에서는, 캐리어 반송 영역(S1) 및 웨이퍼 반송 영역(S2)의 배열 방향을 전후 방향(도 3의 제2 수평 방향에 대응)이라 하고, 전후 방향에 수직한 수평 방향을 좌우 방향(도 3의 제1 수평 방향에 대응)이라 한다.
캐리어 반송 영역(S1)은 대기 분위기 하의 영역이다. 캐리어 반송 영역(S1)은, 웨이퍼(W)가 수납된 캐리어(C)를, 기판 처리 장치(104) 내의 후술하는 요소 간에 반송하거나, 외부로부터 기판 처리 장치(104) 안으로 반입하거나, 또는 기판 처리 장치(104)로부터 외부로 반출하는 영역이다. 캐리어(C)는, 예를 들어, FOUP(Front-Opening Unified Pod)일 수 있다. FOUP 내 청정도가 소정 레벨로 유지됨으로써, 웨이퍼(W) 표면에 이물질이 부착하거나 자연 산화막이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 캐리어 반송 영역(S1)은, 제1 반송 영역(10)과, 제1 반송 영역(10) 후방(웨이퍼 반송 영역(S2) 쪽)에 위치하는 제2 반송 영역(12)으로 구성된다.
제1 반송 영역(10)에는, 일 예로서, 상하로 2단(도 2 참조) 그리고 각 단에서 좌우로 2개(도 3 참조)의 로딩 포트(14)가 구비되어 있다. 로딩 포트(14)는 캐리어(C)가 기판 처리 장치(104)로 반입되었을 때에 캐리어(C)를 받아들이는 반입용 탑재대이다. 로딩 포트(14)는 케이스(2)의 벽이 개방된 곳에 구비되어 외부로부터 기판 처리 장치(104)에 액세스 가능하도록 되어 있다. 구체적으로, 기판 처리 장치(104)의 외부에 구비된 반송 장치(미도시)에 의해, 캐리어(C)를 로딩 포트(14) 상으로 반입 및 탑재하고, 캐리어(C)를 로딩 포트(14)로부터 외부로 반출할 수 있도록 되어 있다. 또한, 로딩 포트(14)는, 예를 들어, 상하 2단으로 존재하므로, 양쪽으로 캐리어(C)의 반입 및 반출이 가능하다. 로딩 포트(14)의 하단에는, 캐리어(C)를 보관할 수 있게 하기 위해 스토커(16, stocker)가 구비될 수도 있다. 로딩 포트(14)에 있어 캐리어(C)를 탑재하는 면에는, 캐리어(C)를 위치 결정하는 위치 결정 핀(18)이 예를 들어 3곳에 구비되어 있다. 또한, 로딩 포트(14) 상에 캐리어(C)를 탑재한 상태에서 로딩 포트(14)가 전후 방향으로 이동 가능하도록 구성될 수도 있다.
제2 반송 영역(12)의 하부에는 상하 방향으로 2개(도 2 참조)의 FIMS 포트(24)가 나란히 배치되어 있다. FIMS 포트(24)는 캐리어(C) 내의 웨이퍼(W)를 웨이퍼 반송 영역(S2) 내의 후술하는 열처리 로(80)에 대해 반입 및 반출할 때에 캐리어(C)를 홀딩하는 홀딩 테이블이다. FIMS 포트(24)는 전후 방향으로 자유롭게 이동 가능하도록 구성되어 있다. FIMS 포트(24)에 있어 캐리어(C)를 탑재하는 면에도, 로딩 포트(14)와 마찬가지로, 캐리어(C)의 위치를 결정하는 위치 결정 핀(18)이 3곳에 구비되어 있다.
제2 반송 영역(12)의 상부에는 캐리어(C)를 보관하는 스토커(16)가 구비되어 있다. 스토커(16)는 예를 들어 3단의 선반으로 구성되며, 각각의 선반에는 좌우 방향으로 2개 이상의 캐리어(C)를 탑재할 수 있다. 또한, 제2 반송 영역(12)의 하부에서 캐리어 탑재대가 배치되어 있지 않은 영역에도 스토커(16)를 배치하는 구성일 수 있다.
제1 반송 영역(10)과 제2 반송 영역(12)의 사이에는, 로딩 포트(14), 스토커(16), FIMS 포트(24) 간에 캐리어(C)를 반송하는 캐리어 반송 기구(30)가 구비되어 있다.
캐리어 반송 기구(30)는 제1 가이드(31), 제2 가이드(32), 이동부(33), 아암부(34), 핸드부(35)를 구비한다. 제1 가이드(31)는 상하 방향으로 연장되도록 구성되어 있다. 제2 가이드(32)는 제1 가이드(31)에 접속되며 좌우 방향(제1 수평 방향)으로 연장되도록 구성되어 있다. 이동부(33)는 제2 가이드(32)를 따라 좌우 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 아암부(34)는 1개의 관절과 2개의 아암부를 가지며 이동부(33)에 구비된다. 핸드부(35)는 아암부(34)의 선단에 구비된다. 핸드부(35)에는 캐리어(C)의 위치를 결정하는 핀(18)이 3곳에 구비되어 있다.
웨이퍼 반송 영역(S2)은 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내어 각종의 처리를 하는 영역이다. 웨이퍼 반송 영역(S2)은 웨이퍼(W)에 산화막이 형성되는 것을 방지하기 위해 불활성 가스 분위기, 예를 들어, 질소(N2) 가스 분위기로 되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(S2)에는 하단이 로(爐)의 입구로서 개구된 종형 열처리로(80)가 구비되어 있다.
열처리 로(80)는 웨이퍼(W)를 수용할 수 있으며 웨이퍼(W)를 열처리하기 위한 석영제 원통 형상의 처리 용기(82)를 가진다. 처리 용기(82)의 주위에는 원통 형상의 히터(81)가 배치되며, 히터(81)의 가열에 의해, 수용된 웨이퍼(W)의 열처리가 이루어진다. 처리 용기(82)의 아랫쪽에는 셔터(미도시)가 구비되어 있다. 셔터는 웨이퍼 보트(50)가 열처리 로(80)로부터 반출되고 다음의 웨이퍼 보트(50)가 반입될 때까지 열처리 로(80)의 하단을 덮기 위한 도어이다. 열처리 로(80)의 아랫쪽에는, 기판 홀딩 부재인 웨이퍼 보트(50)가 보온통(52)을 사이에 두고 덮개체(54) 상에 탑재되어 있다. 바꾸어 말하면, 덮개체(54)는 웨이퍼 보트(50)의 아랫쪽에 웨이퍼 보트(50)와 일체로서 구비되어 있다.
웨이퍼 보트(50)는, 예를 들어 석영으로 되어 있으며, 대구경(예를 들어, 직경이 300mm 또는 450mm)의 웨이퍼(W)를 상하 방향으로 소정 간격을 두고서 대략 수평으로 홀딩하도록 구성되어 있다. 웨이퍼 보트(50)에 수용되는 웨이퍼(W)의 갯수는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 50~200개일 수 있다. 덮개체(54)는 승강 기구(미도시)에 의해 지지되고 있으며, 승강 기구에 의해 웨이퍼 보트(50)가 열처리 로(80)에 대해 반입 또는 반출된다. 웨이퍼 보트(50)와 반송구(6) 사이에는 웨이퍼 반송 장치(60)가 구비되어 있다.
웨이퍼 반송 장치(60)는 FIMS 포트(24) 상에 홀딩된 캐리어(C)와 웨이퍼 보트(50) 사이에서 웨이퍼(W)를 이송 탑재한다. 웨이퍼 반송 장치(60)는 가이드 기구(61), 이동체(62), 포크(63), 승강 기구(64), 회전 기구(65)를 갖는다. 가이드 기구(61)는 직육면체 형상이다. 가이드 기구(61)는 연직 방향으로 연장되는 승강 기구(64)에 설치되어 승강 기구(64)에 의해 연직 방향으로 이동 가능하며, 회전 기구(65)에 의해 회전 가능하도록 구성되어 있다. 이동체(62)는 가이드 기구(61) 상에서 길이 방향을 따라 진퇴 이동 가능하도록 설치되어 있다. 포크(63)는 이동체(62)를 사이에 두고 설치되는 이송 탑재 기기이며, 복수 개(예를 들어, 5개) 구비되어 있다. 복수 개의 포크(63)를 구비함으로써 복수 개의 웨이퍼(W)를 동시에 이송 탑재할 수 있는 바, 웨이퍼(W)의 반송에 소요되는 시간을 단축할 수 있다. 다만, 포크(63)는 1개일 수도 있다.
웨이퍼 반송 영역(S2)의 천정부 또는 측벽부에는 필터 유닛(미도시)이 구비될 수도 있다. 필터 유닛으로는, HEPA 필터(High Efficiency Particulate Air Filter), ULPA 필터(Ultra-Low Penetration Air Filter) 등을 들 수 있다. 필터 유닛을 구비함으로써, 웨이퍼 반송 영역(S2)에 청정 공기를 공급할 수 있다.
<측정 지그>
이어서, 측정 지그(101)에 대해 도 4 및 도 5를 이용하여 설명한다. 도 4는 표면쪽에서 본 측정 지그(101)의 사시도의 일 예이다. 도 5는 뒷면쪽에서 본 측정 지그(101)의 사시도의 일 예이다. 한편, 도 4 및 도 5는, FIMS 보트(24, 도2 참조)에 이송 탑재된 캐리어(C, 도2 참조)의 슬롯(201~203)에 측정 지그(101)가 수용되어 있고, 웨이퍼 반송 장치(60, 도2 참조)의 포크(63)가 캐리어(C) 내에 삽입된 상태를 도시하고 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 포크(63)를 삽입하거나 꺼내는 방향을 전후 방향이라 하고, 포크(63)의 폭방향을 좌우 방향이라 하여 설명한다.
측정 지그(101)는 기판(110), 표면 카메라(121~126), 뒷면 카메라(131~135), 수준기(140), 진동 센서(151,152), 지그 컨트롤러(160), 배터리(170)를 구비한다.
기판(110)은 웨이퍼(W)와 같은 직경의 원형판으로서 형성되어 있다. 이로써, 측정 지그(101)는 웨이퍼(W)와 마찬가지로 캐리어(C)나 웨이퍼 보트(50)에 수용될 수 있다. 한편, 도 4 및 도 5에 나타내는 예에서, 캐리어(C)에 앞쪽 내벽면에 구비된 슬롯(201), 캐리어(C)의 오른족 내벽면에 구비된 슬롯(202), 캐리어(C)의 왼쪽 내벽면에 구비된 슬롯(203)에 측정 지그(101)가 수용되어 있다. 또한, 측정 지그(101)를 수용한 캐리어(C)를 캐리어 반송 기구(30)에 의해 반송할 수 있다. 또한, 측정 지그(101)를 웨이퍼 반송 장치(60)에 의해 반송할 수 있다.
기판(110)의 표면에는 복수 개의 표면 카메라(121~126)가 배치된다. 여기에서 기판(110)의 표면이라 함은 기판(110)에 있어 중력 윗쪽을 향하는 방향의 면이다. 또한, 기판(110)의 표면은 기판(110)을 웨이퍼 보트(50)나 캐리어(C)에 탑재했을 때에 웨이퍼 보트(50)나 캐리어(C)와 접촉하지 않는 쪽의 면이다. 또한, 기판(110)의 표면은 포크(63)에 기판(110)을 탑재하여 반송할 때에 포크(63)와 접촉하지 않는 쪽의 면이다.
예를 들어, 표면 카메라(121)는 기판(110)의 앞쪽(전방부)에 배치되어 전방(포크(63)의 삽입 방향, 슬롯(201)을 정면에서 보는 방향)을 촬상한다. 표면 카메라(122)는 기판(110)의 앞쪽에 배치되어 오른쪽(슬롯(201)을 측면에서 보는 방향)을 촬상한다. 표면 카메라(123)는 기판(110)의 오른쪽에 배치되어 오른쪽(슬롯(202)을 정면에서 보는 방향)을 촬상한다. 표면 카메라(124)는 기판(110)의 오른쪽에 배치되어 전방(포크(63)의 삽입 방향, 슬롯(203)을 측면에서 보는 방향)을 촬상한다. 표면 카메라(126)는 기판(110)의 왼쪽에 배치되어 전방(포크(63)의 삽입 방향, 슬롯(203)을 측면에서 보는 방향)을 촬상한다.
기판(110)의 뒷면에는 복수 개의 뒷면 카메라(131~135)가 배치된다. 여기에서 기판(110)의 뒷면이라 함은 기판(110)의 중력 아랫쪽을 향하는 방향의 면이다. 또한, 기판(110)의 뒷면은 기판(110)을 웨이퍼 보트(50)나 캐리어(C)에 탑재했을 때에 웨이퍼 보트(50)나 캐리어(C)와 접촉하는 쪽의 면이다. 또한, 기판(110)의 뒷면은 포크(63)에 기판(110)을 탑재하여 반송할 때에 포크(63)와 접촉하는 쪽의 면이다.
예를 들어, 뒷면 카메라(131)는 기판(110)의 앞쪽에 배치되어 전방(포크(63)의 삽입 방향, 슬롯(201)을 정면에서 보는 방향)을 촬상한다. 뒷면 카메라(132)는 기판(110)의 앞쪽에 배치되어 오른쪽(슬롯(201)을 측면에서 보는 방향)을 촬상한다. 뒷면 카메라(133)는 기판(110)의 오른쪽에 배치되어 오른쪽(슬롯(202)을 정면에서 보는 방향)을 촬상한다. 뒷면 카메라(134)는 기판(110)의 왼쪽에 배치되어 왼쪽(슬롯(203)을 정면에서 보는 방향)을 촬상한다. 뒷면 카메라(135)는 기판(110)의 중앙부에 배치되어 후방(포크(63)를 꺼내는 방향)을 촬상한다.
여기에서 포크(63)는 베이스부(631)와, 베이스부(631)로부터 두갈래로 분기되는 분기부(632,633)를 구비한다. 포크(63)를 측정 지그(101) 아래에 삽입할 때 그리고 포크(63)에 의해 측정 지그(101)를 들어올려서 반송할 때에, 포크(63)와 뒷면 카메라(131~135)가 간섭하지 않는 위치에 뒷면 카메라(131~135)가 배치되어 있다.
표면 카메라(121~126) 및 뒷면 카메라(131~135)는 후술하는 교시(teaching)시의 교시 위치 확인, 각각의 교시 위치에서의 경사(예를 들어, 수평, 수직 등), CPS 상의 설계 데이터와의 차이 검출 등에 사용될 수 있다.
한편, 표면 카메라(121~126) 및 뒷면 카메라(131~135)는 보조광을 발광하는 광원을 구비할 수도 있다.
수준기(140)는 기판(110) 표면에 배치되어 기판(110)의 경사 각도를 검출한다. 수준기(140)는, 예를 들어, 3축 경사각을 계측하는 센서를 사용할 수 있다.
수준기(140)는 후술하는 교시시의 교시 위치에서의 상대적인 각도 차이의 검출, 포크(63)로 측정 지그(101)를 들러올렸을 때의 접촉 위치 검출, 측정 지그(101)를 포크(63)로부터 웨이퍼 보트(50)에 건네받고 건네주거나 또는 웨이퍼 보트(50)로부터 측정 지그(101)를 포크(63)에 의해 수취할 때의 웨이퍼 보트(50)의 흔들림에 대한 흔들림 각도 검출 등에 사용될 수 있다.
진동 센서(151,152)는 기판(110)의 표면에 배치되어 기판(110)의 진동을 검출한다. 진동 센서(151,152)는 예를 들어 가속도 센서가 사용될 수 있다. 또한, 진동 센서(151)는 기판(110)의 중심보다 전방에 배치되며, 진동 센서(152)는 기판(110)의 중심보다 후방에 배치된다.
진동 센서(151,152)는 기판 처리 장치(104)의 고장, 사전 검지, 측정 지그(101) 반송의 적정 속도 판정 등에 사용될 수 있다.
지그 컨트롤러(160)는 기판(110)의 표면에 배치된다. 지그 컨트롤러(160)에는 표면 카메라(121~126)로 촬상한 화상 데이터, 뒷면 카메라(131~135)로 촬상한 화상 데이터, 수준기(140)로 취득한 데이터, 진동 센서(151,152)로 취득한 데이터가 입력된다. 또한, 지그 컨트롤러(160)는 입력된 데이터를 해석하는 기능을 가진다. 또한, 지그 컨트롤러(160)는 화상 데이터를 화상 처리하는 기능을 가진다. 그리고, 지그 컨트롤러(160)는 입력된 데이터를 기억하는 기능을 가진다. 또한, 지그 컨트롤러(160)는 해석 컨트롤러(102)와 통신하는 기능을 가진다.
배터리(170)는 기판(110)의 표면에 배치되며, 표면 카메라(121~126), 뒷면 카메라(131~135), 수준기(140), 진동 센서(151,152) 및 지그 컨트롤러(160)를 동작시키기 위한 전력을 공급한다.
이 때, 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템(100)은 CPS(Cyber Physical System)를 실현하는 해석 컨트롤러(102)를 구비한다. 해석 컨트롤러(102)는 Cyber쪽의 데이터로서 기판 처리 시스템(100)의 설계 데이터를 갖고 있고, 설계 데이터에 기초하는 위치 정보를 갖고 있다.
그러나, 실제의 장치는 장치의 부품 기기 차이, 설치시 등의 기기 차이 등으로 인해 설계값에 의한 반송을 할 수는 없다. 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(100)에서는, 설계값을 전제로 하여 측정 지그(101)를 이용하여 실제의 기기 차를 고려한 동작을 행함으로써 교시(teaching)한다.
<FIMS 교시>
이어서, 측정 지그(101)를 이용한 교시 처리에 대해, 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6은 FIMS 교시의 플로우 챠트의 일 예이다.
여기에서는, FIMS 포트(24)에 홀딩된 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)(측정 지그(101))를 수취할 때의 동작을 교시한다.
도 6의 플로우를 시작하기 전에, FIMS 포트(24)에 캐리어(C)가 탑재되며 캐리어(C)에는 측정 지그(101)가 수용되어 있다.
단계 S101에서, 포크(63)를 설계값의 위치로 이동시킨다. 여기에서, 장치 컨트롤러(103)는 웨이퍼 반송 장치(60)를 제어하여 포크(63)를 캐리어(C)에 삽입하기 전의 설계값의 위치로 이동시킨다.
단계 S102에서, 캐리어(C)에 삽입하기 전의 포크(63)의 위치를 조정한다.
우선, 지그 컨트롤러(160)는 뒷면 카메라(135)를 제어하여 기판(110) 및 포크(63)를 촬상하고, 촬상된 화상 데이터를 해석 컨트롤러(102)로 송신한다. 해석 컨트롤러(102)는 뒷면 카메라(135)로 촬상한 화상을 화상 처리함으로써, 포크(63)의 폭방향(좌우 방향) 중심 위치를 계측한다. 또한, 해석 컨트롤러(102)는 뒷면 카메라(135)로 촬상한 화상을 화상 처리함으로써, 포크(63)의 삽입 높이(포크(63) 상면에서 기판(110) 하면까지의 높이)를 계측한다.
그리고, 해석 컨트롤러(102)는, 포크(63)를 캐리어(C)에 삽입하기 전의 설계값 위치와, 계측된 포크(63)의 폭방향 중심위치 및 포크(63)의 삽입 높이에 기초하여, 포크(63)를 캐리어(C)에 삽입하기 전의 위치를 교시한다. 그리고, 해석 컨트롤러(102)는 교시한 위치를 장치 컨트롤러(103)에 지시한다. 장치 컨트롤러(103)는 웨이퍼 반송 장치(60)를 제어하여 포크(63)를 교시된 위치로 이동시킨다.
단계 S103에서, 포크(63)를 캐리어(C)에 삽입하고 포크(63)의 수평을 조정한다.
우선, 장치 컨트롤러(103)는 웨이퍼 반송 장치(60)를 제어하여 포크(63)를 전진시키고, 포크(63)를 측정 지그(101)의 아랫쪽에 삽입한다. 여기에서, 지그 컨트롤러(160)는 뒷면 카메라(132)를 제어하여 기판(110) 및 포크(63)의 분기부(633) 선단부를 촬영한다. 또한, 지그 컨트롤러(160)는 뒷면 카메라(135)를 제어하여 기판(110) 및 포크(63)의 베이스부(631)를 촬상한다. 또한, 장치 컨트롤러(103)는 촬상된 화상 데이터를 해석 컨트롤러(102)로 송신한다. 해석 컨트롤러(102)는 뒷면 카메라(132,135)에 의해 촬상된 화상을 화상 처리함으로써 포크(63)의 전진 방향 위치를 계측한다.
그리고, 해석 컨트롤러(102)는, 포크(63)의 전진 방향 위치가 소정의 위치로 되면, 장치 컨트롤러(103)를 통해 포크(63)의 전진을 정지시킨다. 또한, 해석 컨트롤러(102)는 포크(63)의 전진 위치를 교시한다.
이어서, 지그 컨트롤러(160)는 뒷면 카메라(135)를 제어하여 기판(110) 및 포크(63)의 베이스부(631)를 촬상한다. 또한, 지그 컨트롤러(160)는 뒷면 카메라(132)를 제어하여 기판(110) 및 포크(63)의 분기부(633)의 선단부를 촬상한다. 또한, 장치 컨트롤러(103)는 촬상된 화상 데이터를 해석 컨트롤러(102)로 송신한다. 해석 컨트롤러(102)는 뒷면 카메라(135)로 촬상한 화상을 화상 처리함으로써, 포크(63) 후방쪽에서의 포크(63) 삽입 높이를 계측한다. 또한, 해석 컨트롤러(102)는 뒷면 카메라(132)에 의해 촬상된 화상을 화상 처리함으로써, 포크(63)의 전방쪽에서의 포크(63) 삽입 높이를 계측한다. 해석 컨트롤러(102)는 후방쪽에서의 포크(63) 삽입 높이와 전방쪽에서의 포크(63) 삽입 높이의 차에 기초하여 포크(63)의 처짐량(피치 각)을 계측한다.
그리고, 해석 컨트롤러(102)는, 계측된 포크(63)의 처짐량에 기초하여, 포크(63)를 수평으로 되게 하는 오프셋(offset)량을 장치 컨트롤러(103)에 지시한다. 장치 컨트롤러(103)는 해석 컨트롤러(102)로부터 지시받은 오프셋량을 가지고 웨이퍼 반송 장치(60)의 피치 각을 제어한다. 이로써, 포크(63)를 기판(110)에 대해 수평으로 한다.
단계 S104에서, 포크(63)를 상승시켜 포크(63)와 측정 지그(101)가 접촉하는 접촉면을 검출한다.
우선, 장치 컨트롤러(103)는 웨이퍼 반송 장치(60)를 제어하여 포크(63)를 천천히 상승시킨다. 해석 컨트롤러(102)는 지그 컨트롤러(160)로부터 송신된 표면 카메라(121~126), 뒷면 카메라(131~135), 수준기(140), 진동 센서(151,152)의 데이터를 복합하여 사용함으로써, 접촉면을 높은 정확도로 검출한다. 예를 들어, 표면 카메라(121) 및 뒷면 카메라(131)가 촬상한 슬롯(201)과 기판(110)의 화상에 기초하여, 접촉면을 검출한다. 또한, 뒷면 카메라(132,134)가 촬상한 포크(63)와 기판(110)의 화상에 기초하여, 접촉면을 검출한다. 또한, 포크(63)가 측정 지그(101)와 접촉했을 때의 기판(110)의 진동을 진동 센서(151,152)에 의해 검출함으로써, 접촉면을 검출한다. 또한, 포크(63)가 측정 지그(101)에 접촉하여 측정 지그(101)를 포크(63)에 의해 들어올렸을 때의 기판(110)의 경사를 수준기(140)로 검출함으로써, 접촉면을 검출한다.
또한, 해석 컨트롤러(102)는 뒷면 카메라(132,134)가 촬상한 포크(63)와 기판(110)의 화상에 기초하여, 기판(110)이 포크(63) 상의 소정 위치에 정확하게 탑재되어 있음을 확인한다.
단계 S105에서, 측정 지그(101)를 슬롯의 중심 위치까지 들어올린다. 장치 컨트롤러(103)는, 단계 S104에 이어서 웨이퍼 반송 장치(60)를 제어하여 포크(63)를 천천히 상승시킨다. 지그 컨트롤러(160)는 표면 카메라(121) 및 뒷면 카메라(131)에 의해 슬롯(S201)에서의 기판(110) 위치를 촬상한다. 마찬가지로, 표면 카메라(123) 및 뒷면 카메라(133)에 의해 슬롯(S202)에서의 기판(110) 위치를 촬상한다. 마찬가지로, 표면 카메라(125) 및 뒷면 카메라(134)에 의해 슬롯(S203)에서의 기판(110) 위치를 촬상한다. 해석 컨트롤러(102)는 지그 컨트롤러(160)로부터 송신된 화상을 화상 처리함으로써, 각 슬롯(201~203)의 클리어런스(clearance)를 검출한다. 해석 컨트롤러(102)는, 기판(110)이 슬롯(201~203)의 중심 위치까지 들어올려졌다고 판단하면, 장치 컨트롤러(103)를 통해 포크(63)의 상승을 정지시킨다. 또한, 해석 컨트롤러(102)는 포크(63)의 위치를 교시(teaching)한다.
이 때, 지그 컨트롤러(160)는 수준기(140)의 데이터에 기초하여 FIMS 포트(24)와 포크(63) 간 수평 맞춤 레벨을 확인한다. 수평 맞춤 레벨이 역치를 초과한 경우, 수평 맞춤을 조정하도록 알람을 낼 수 있다.
이상으로부터 FIMS 포트(24)에서의 교시를 종료한다. 이로써, 캐리어(C)에 수용된 웨이퍼(W)를 꺼낼 때에, 장치 컨트롤러(103)는 단계 S102에서 교시된 위치로 포크(63)를 이동시키고, 단계 S103에서 교시된 위치까지 포크(63)를 전진시키며, 단계 S105에서 교시된 위치까지 포크(63)를 상승시키고, 그 후에 포크(W)를 후퇴시킴으로써 웨이퍼(W)를 꺼낼 수 있다.
<보트 교시>
이어서, 측정 지그(101)를 이용한 다른 교시 처리에 대해, 도 7을 이용하여 설명한다. 도 7은 보트 교시의 플로우 챠트의 일 예이다.
여기에서는, 웨이퍼(W)(측정 지그(101))를 웨이퍼 보트(50)에 건네주거나 건네받을 때의 동작을 교시한다. 한편, 도 7의 플로우를 시작하기 전에, 포크(63)에는 측정 지그(101)가 탑재되어 있다.
단계 S201에서, 측정 지그(101)를 탑재한 포크(63)를 설계값의 위치로 이동시킨다. 여기에서 장치 컨트롤러(103)는, 웨이퍼 반송 장치(60)를 제어하여 포크(63)를 웨이퍼 보트(50)에 삽입하기 전의 설계값의 위치로 이동시킨다.
단계 S202에서, 웨이퍼 보트(50)에 삽입하기 전의 포크(63)의 위치를 조정한다.
우선, 지그 컨트롤러(160)는, 전방을 촬상하는 표면 카메라(121,124,126) 및 뒷면 카메라(131,133,134)에 의해 웨이퍼 보트(50)의 슬롯을 촬상하여 해석 컨트롤러(102)로 송신한다. 해석 컨트롤러(102)는 촬상된 화상에 기초하여, 포크(63)를 전진시켰을 때에 측정 지그(101)가 웨이퍼 보트(50)의 슬롯에 접촉하지 않고서 삽입될 수 있도록, 포크(63)의 높이 위치 및 좌우 방향 위치를 조정한다. 이로써, 해석 컨트롤러(102)는 조정된 포크(63)의 위치를 교시(teaching)한다.
단계 S203에서, 포크(63)를 웨이퍼 보트(50)에 삽입하고서 포크(63)의 위치를 조정한다.
여기에서 해석 컨트롤러(102)는, 기판(110)의 앞쪽(전방부)에 구비되어 전방을 촬상하는 표면 카메라(121) 및 뒷면 카메라(131)와, 기판(110)의 좌우에 구비되어 전방을 촬상하는 표면 카메라(124,126)에 의해 웨이퍼 보트(50)의 슬롯(201~203)을 촬상한 화상에 기초하여, 측정 지그(101)의 좌우 방향 위치를 조정한다.
또한, 해석 컨트롤러(102)는, 기판(110)의 앞쪽에 구비되어 전방을 촬상하는 표면 카메라(121) 및 뒷면 카메라(131)에 의해 웨이퍼 보트(50)의 슬롯(201)을 촬상한 화상에 기초하여, 기판(110)이 슬롯에 접촉하지 않도록 상하 위치를 조정한다.
또한, 해석 컨트롤러(102)는, 표면 카메라(122) 또는 뒷면 카메라(132)에 의해 촬상된 슬롯(201)과 기판(110)과의 수평 방향(직경 방향) 간격, 표면 카메라(124)에 의해 촬상된 슬롯(202)과 기판(110)과의 수평 방향(직경 방향) 간격, 표면 카메라(126)에 의해 촬상된 슬롯(203)과 기판(110)과의 수평 방향(직경 방향) 간격에 기초하여, 측정 지그(101)를 슬롯에 삽입하는 전후 축의 위치를 조정한다.
또한, 해석 컨트롤러(102)는 표면 카메라(121,123,125) 및 뒷면 카메라(131,133,134)에 의해 슬롯(201~203)과 기판(110) 간 상하 클리어런스를 검출하고, 클리어런스가 최대로 되도록 상하 축의 위치를 조정한다.
이로써 해석 컨트롤러(102)는 조정된 포크(63) 위치를 교시한다.
단계 S204에서, 포크(63)를 하강시켜 웨이퍼 보트(50)와 측정 지그(101)가 접촉하는 접촉면을 검출한다. 여기에서는, 단계 S104와 마찬가지로, 해석 컨트롤러(102)는 지그 컨트롤러(160)로부터 송신된 표면 카메라(121~126), 뒷면 카메라(131~135), 수준기(140), 진동 센서(151,152)의 데이터를 복합하여 사용함으로써 접촉면을 검출한다.
단계 S205에서, 포크(63)를 하강시켜 포크(63)의 수평을 조정한다. 여기에서는, 단계 S103과 마찬가지로, 지그 컨트롤러(160)는 뒷면 카메라(135,132)에 의해 촬상된 화상에 기초하여 포크(63)의 삽입 높이의 차이를 구함으로써, 포크(63)의 처짐량(피치 각)을 계측한다.
이 때, 지그 컨트롤러(160)는 수준기(140)의 데이터에 기초하여 웨이퍼 보트(50)와 포크(63) 간 수평 맞춤 레벨을 확인한다. 수평 맞춤 레벨이 역치를 초과한 경우, 수평 맞춤을 조정하도록 알람을 낼 수도 있다.
이상으로부터 웨이퍼 보트(50)에서의 교시를 종료한다. 이로써, 웨이퍼 보트(50)의 슬롯으로 웨이퍼(W)를 반송할 때에, 장치 컨트롤러(103)는 단계 S202에서 교시한 위치로 포크(63)를 이동시키고, 단계 S203에서 교시한 위치까지 포크(63)를 전진시키며, 단계 S204에서 검출한 접촉면보다 아래에까지 포크(63)를 하강시키고, 그 후에 포크(63)를 후퇴시킴으로써, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 보트(50)에 수용시킬 수 있다.
<웨이퍼의 반송 속도 조정>
이어서, 측정 지그(101)를 이용한 다른 교시 처리에 대해, 도 8을 이용하여 설명한다. 도 8은 웨이퍼의 반송 속도를 조정하는 플로우 챠트의 일 예이다.
단계 S301에서, 웨이퍼 반송 장치(60)의 포크(63)가 측정 지그(101)를 취득하도록 한다. 장치 컨트롤러(103)는 교시된 위치에 따라 포크(63)를 이동시킴으로써, FIMS 포트(24)에 홀딩된 캐리어(C)로부터 측정 지그(101)를 포크(63)가 취득하도록 한다.
단계 S302에서, 지그 컨트롤러(160)는 진동 센서(151,152)와 수준기(140)의 기록을 시작한다.
단계 S303에서, 장치 컨트롤러(103)는 포크(63)를 이동시켜 측정 지그(101)를 안전한 속도로 웨이퍼 보트(50)에 반송한다. 여기에서 안전한 속도라 함은, 측정 지그(101)를 정상적으로 웨이퍼 보트(50)에 반송할 수 있는 속도를 말한다.
단계 S304에서, 지그 컨트롤러(160)는 반송 종료 후 웨이퍼 보트(50)의 진동이 가라앉은 다음에 기록을 종료한다. 그리고, 지그 컨트롤러(160)는 기록된 데이터를 해석 컨트롤러(102)로 송신한다. 한편, 기록의 종료는 해석 컨트롤러(102)가 판단할 수도 있다.
단계 S305에서, 해석 컨트롤러(102)는 진동 데이터의 파형과 흔들림의 파형에 관한 정보를 DT 모델에 입력하여 속도 상한의 최적값을 시뮬레이션으로부터 산출한다. 여기에서는, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 보트(50)에 건네주거나 건네받았을 때의 웨이퍼 보트(50)의 최대 진동 각도와, 웨이퍼 보트(50)의 흔들림이 가라앉을 때까지의 시간을 산출함으로써, 웨이퍼(W)에 충격을 가하지 않고서 반송할 수 있는 최대 반송 속도를 산출한다.
단계 S306에서, 장치 컨트롤러(103)는 산출된 속도에 의해 측정 지그(101)를 반송하고, 지그 컨트롤러(160)는 수준기(140) 및 진동 센서(151,152)에 의해 흔들림 등을 계측한다. 한편, 반송 속도에 관련하여, 측정 지그(101)와 웨이퍼(W)의 무게 차이를 상정한 속도로 반송할 수도 있다.
단계 S307에서, 해석 컨트롤러(102)는 흔들림이나 충격이 상정한 범위 이내인지 여부를 판정한다. 상정한 범위 이내가 아닌 경우(S307, No)에, 단계 S305로 돌아가서 시뮬레이션부터 다시 실시한다. 상정한 범위 이내인 경우(S307, Yes)에는 처리를 종료한다.
이로써, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 보트(50)로 반송할 때에 웨이퍼(W)에 흠집이 발생하는 것을 방지할 수 있는 반송 속도를 설정할 수 있다.
<웨이퍼 보트의 변형 판정과 반송 방법>
이어서, 측정 지그(101)를 이용한 다른 교시 처리에 대해, 도 9를 이용하여 설명한다. 도 9는 웨이퍼 보트(50)의 변형을 검출하여 웨이퍼(W)의 반송 방법을 조정하는 플로우 챠트의 일 예이다.
단계 S401에서, 장치 컨트롤러(103)는 포크(63)를 이동시킴으로써 측정 지그(101)를 웨이퍼 보트(50)의 지정 슬롯으로 반송한다. 또한, 이 때 동시에 그 슬롯을 교시(teaching)하여 측정 지그(101)를 정확한 반송 위치에 둔다.
단계 S402에서, 지그 컨트롤러(160)는 반송된 슬롯의 3차원 경사를 수준기(140)에 의해 검출한다.
단계 S403에서, 지정 슬롯만큼 반복했는지 여부를 판정한다. 지정 슬롯만큼 반복하지 않은 경우(S403, No)에는, 지정된 슬롯의 경사 검출이 종료될 때까지 측정 지그(101)를 다음 슬롯으로 반송하여(S401) 경사를 검출한다(S402). 지정 슬롯만큼 반복한 경우(S403, Yes)에는, 단계 S404로 진행한다.
단계 S404에서, 해석 컨트롤러(102)는 미리 기억되는 웨이퍼 보트(50)의 설계 데이터에 측정 지그(101)에서 측정한 실제의 3차원 계측값을 넣고서 각 슬롯의 클리어런스를 산출한다.
단계 S405에서, 해석 컨트롤러(102)는 산출된 클리어런스에 기초하여, 5개씩 반송할 수 있는 슬롯, 1개씩만 반송할 수 있는 슬롯, 변형이 너무 커서 반송 불가능한 슬롯을 판정한다.
단계 S406에서, 장치 컨트롤러(103)는 단계 S405의 판정 결과에 기초하여, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 보트(50)로 반송한다. 또한, 해석 컨트롤러(102)는 계측된 웨이퍼 보트(50)의 변형에 기초하여 교시 위치를 조정하며, 장치 컨트롤러(103)는 조정된 교시 위치에 기초하여 웨이퍼(W) 반송을 실시한다.
이로써, 웨이퍼 보트(50)에 고온의 열처리 등으로 인해 변형이 발생한 경우에, 사용하기에 적합하지 않은 웨이퍼 보트(50)의 슬롯을 객관적으로 판단할 수가 있다. 또한, 각 슬롯의 상태에 따라 동시에 반송할 웨이퍼(W)의 갯수를 조정할 수 있다.
<고장의 사전 검지>
이어서, 측정 지그(101)를 이용한, 기판 처리 장치(104)의 고장 사전 검지에 대해 설명한다.
측정 지그(101)를 기판 처리 장치(104) 안에 넣고서, 진동 센서(151,152) 및 수준기(140)에 의해, 각 장치의 구동축을 동작시켰을 때의 진동 정보를 소정 주기(예를 들어, 1개월에 1번 정도)로써 취득하여, 해석 컨트롤러(102)에서 고장의 사전 검지를 행한다.
예를 들어, 캐리어 반송 기구(30)에서는, 캐리어(C)에 측정 지그(101)를 넣고서 각 가동축(상하축, 좌우축, 전후축)을 1축씩 동작시켜 그 때의 진동 등을 취득한다. 또한, 웨이퍼 반송 장치(60)에서는, 포크(63)에 측정 지그(101)를 탑재하고서 각 가동축(상하축, 회전축, 피치축, 각 포크의 전후축)을 1축씩 동작시켜 그 때의 진동 등을 취득한다. 또한, 웨이퍼 보트(50)를 반송하는 보트 반송 기기(미도시)에서는, 웨이퍼 보트(50)에 측정 지그(101)를 넣고서 각 가동축(상하축, 회전축, 전후축)을 1축씩 동작시켜 그 때의 진동 등을 취득한다. 또한, 웨이퍼 보트(50)를 승강시키는 보트 엘레베이터(미도시)에서는, 웨이퍼 보트(50)에 측정 지그(101)를 넣고서 각 가동축(상하축, 회전축)을 1축씩 동작시켜 그 때의 진동 등을 취득한다.
해석 컨트롤러(102)는 측정된 진동 등에 기초하여 고장의 사전 검지를 행한다. 이로써, 장치가 고장나기 전에 고장 발생의 위험을 사전에 검지할 수 있는 바, 미리 수리 계획을 세울 수 있어서 기판 처리 장치(104)의 다운 타임(downtime)을 감소시킬 수 있다.
또한, 측정 지그(101)에서는 진동 센서(151,152)가 전후 방향으로 각각 구비되어 있다. 이 때, 한쪽에서만 지지되는 포크(63)가 진동하는 경우, 포크(63)의 선단쪽은 진동이 크고 포크(63)의 베이스부 쪽은 진동이 작게 된다. 따라서 전후 방향으로 구비된 진동 센서(151,152)의 검출값의 차분을 계산함으로써, 웨이퍼 반송 장치(60) 본체의 진동과, 포크(63) 단체(單體)의 진동을 분리해서 진동 정보를 얻을 수 있다. 이로써 고장 검지를 광범위하게 행할 수가 있다. 예를 들어, 이러한 2개의 진동의 차분도 데이터로서 누적하여 가짐으로써, 차분이 큰 경우에는, 웨이퍼(W)를 홀딩하고 있는 웨이퍼 반송 장치(60)의 포크(63) 자체의 설치 불량(예를 들어, 나사가 느슨하거나 금이 가 있는 경우 등)이 있다고 판단할 수 있으므로, 포크(63)의 설치 불량을 사전 검지하는데에 사용할 수 있다.
또한, 진동 센서(151,152) 및 수준기(140)에 의한 고장의 사전 검지로는, 예를 들어, 웨이퍼 반송 장치(60), 보트 엘레베이터 등의 상하축의 윤활유(grease) 소진 사전 검지, 각 부 베어링의 윤활유 소진이나 파손 등의 사전 검지, 윤활유 소진이나 벨트가 느슨해지는 등에 따른 파티클 발생의 사전 검지, 보트 엘레베이터 회전축의 밀봉(sealing)부 불량에 따른 파티클 발생의 사전 검지, 캐리어 반송 기구(30)의 랙 앤드 피니언 기구의 소모 정도와 파티클 발생의 사전 검지, 각 축의 수평 변화로부터 리니어 레일이 느슨해진 것의 사전 검지, 웨이퍼 반송 장치(60)의 포크(63)의 느슨해진 것의 사전 검지 등에 적용할 수 있다.
한편, 해석 컨트롤러(102)는 디지털 트윈(Digital Twin)에 의해, CPS 상의 시뮬레이션으로 각 부의 진동을 예측하고, 그 시뮬레이션의 진동과 측정 지그(101)에서 검출한 진동과의 차분에 따라 고장을 검지한다. 또한, 해석 컨트롤러(102)는 고장을 검지할 특징량을 잡고, 측정 지그(101)에 의해 검출된 진동에 기초하여 통계적인 수법으로 고장을 사전 검지할 수도 있다.
또한, 측정 지그(101)를 이용하여 정기적으로 자동 교시(automatic teaching)를 실시하고 설계값으로부터의 수정 오차를 누적하여 기록함으로써, 교시 개소의 고장 사전 검지를 행할 수도 있다. 예를 들어, 측정 지그(101)의 진동 센서(151,152)에 의한 고장 검지와 동시에 자동 교시를 실시한다. 이 때, 자동 교시에 의한, 설계값으로부터의 보정량을 기록해 두고, 보정량이 증가한 개소 및 해당하는 축에 대해 향후 고장 가능성(나사가 느슨하거나 리니어 레일의 변형, 베어링의 파손 등)이 있다고 판정할 수 있다.
한편, 종래의 고장 검지, 교시 등의 유지보수 작업은, 기판 처리 장치(104)에 의한 생산(웨이퍼(W) 처리)을 정지시키고 유지보수 모드로 스위칭해서 작업자가 수작업으로 할 필요가 있었다. 이에 대해, 측정 지그(101)를 이용함으로써, 기판 처리 장치(104)가 비어 있는 시간을 이용하여 기판 처리 장치(104)의 자기 진단, 자동 교시 등을 자동적으로 실시할 수 있게 된다. 또한, 생산 중의 자기 진단이나 자동 교시의 실시 타이밍은, 예를 들어, 상위의 제어 장치(미도시)에 의해 지시할 수도 있고, 장치 컨트롤러(103) 내의 스케쥴러에 의해 기판 처리 장치(104) 안에 생산 로트의 웨이퍼(W)가 없는 타이밍으로 판단할 수도 있다.
또한, 해석 컨트롤러(102)는 디지털 트윈(Digital Twin)에 따른 CPS에 의해, 구동부의 주행 거리, 사용 시간 등에 대한 진동의 변화를 Cyber쪽에서 상시적으로 시뮬레이션하고 있다. 이로써, 실제 장치와 병행하여, 구동부의 이동, 사용 시간, 누적 가중, 운반한 웨이퍼(W)나 캐리어(C)의 양 등을 정확하게 시뮬레이션한 장치가 디지털 트윈 시뮬레이터 상에서 재현되고 있다. 이렇게 실제 사용량을 고려하여 시뮬레이션한 진동 데이터와 실제 진동 데이터를 비교하여 허용 차분 이상의 차이가 있는 경우에는, 이상이 있다고 판정하여 고장을 사전 검지할 수 있다.
또한, 기판 처리 장치(104) 내의 각 장치를 설치할 때에 측정 지그(101)를 이용함으로써, 설치시의 기기 차이를 객관적으로 판정할 수 있다. 이렇게 하여 각 장치의 설치 위치를 설계 위치에 근접하도록 함으로써, 정확도 높은 설치를 실현할 수 있다. 예를 들어, 측정 지그(101)를 설치하는 장치에 놓인 채로 설치할 장치의 위치를 조정함으로써, 설치 위치의 정확도를 실현할 수 있다. 또한, 최종적인 조정이 종료됐을 때의 데이터를 보존함으로써, 설계 데이터와의 오차 판정의 기초로 삼을 수 있다. 또한, 측정 지그(101)의 측정 결과를 이용함으로써, 장치 설치가 종료됐을 때의 검사 성적서를 설치 작업 종료시에 자동적으로 발행 가능하도록 할 수 있다.
또한, 측정 지그(101)를 스토커(16)의 캐리어(C) 내에 수용하여 두고, 필요에 따라 측정 지그(101)에 의해 기판 처리 장치(104) 안을 촬영함으로써, 각종의 스캔 센서를 대체할 수 있다. 또한, 기판 처리 장치(104) 내에서 이상이 발생한 경우에 측정 지그(101)에 의해 내부를 촬상할 수 있다.
한편, 종래의 교시 작업이나 동작 확인은 유지보수 중에 실행할 필요가 있었다. 이에 대해 본 측정 지그(101)를 이용함으로써, 상위의 관리 장치로부터 기판 처리 장치(104)의 생산 계획 정보를 받아 기판 처리 장치(104)가 아이들(idle)로 되는 타이밍에서 자동 교시, 고장 사전 검지 등을 자동적으로 실행한다. 자동 실행의 타이밍이나 빈도, 조건 등은 작업자나 상위의 관리 장치 등에 의해 사전에 설정될 수 있다. 이 때 측정 지그(101)는, 상위의 관리 장치에 의뢰하여 기판 처리 장치(104)로 반입 받을 수도 있으며, 기판 처리 장치(104) 내 스토커로부터 꺼낼 수도 있다. 유지보수 타이밍을 기다리지 않고 통상의 생산 중에 장치 진단과 재(再)교시를 실시할 수 있다는 점에서, 기판 처리 장치(104)의 고장율이나 트러블을 감소시켜 기판 처리 장치(104)의 자율 제어, 가능 시간 연장, 흠집이나 파티클의 억제 등이 가능하게 된다.
이상에서 기판 처리 시스템(100)에 대해 설명하였으나, 본 개시 내용이 상기 실시형태 등에 한정되는 것은 아니며, 청구범위에 기재된 본 개시 내용의 취지의 범위 내에서 여러 가지 변형, 개량이 가능하다.
본원은 일본 특허청에 2021년 6월 8일에 출원된 특허출원 2021-096190호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체 내용을 참조로써 여기에 원용한다.

Claims (7)

  1. 기판과,
    상기 기판의 뒷면쪽에 구비되는 뒷면 카메라와,
    상기 뒷면 카메라를 제어하는 제어부를 포함하는 측정 지그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 뒷면은 상기 기판에 있어 중력 방향 아랫쪽을 향하는 면인 측정 지그.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 뒷면은 상기 기판을 보트에 탑재했을 때에 상기 보트와 접촉하는 쪽의 면인 측정 지그.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판을 슬롯에 삽입하거나 슬롯으로부터 꺼내는 방향을 전후 방향이라 했을 때에,
    상기 뒷면 카메라는 상기 기판의 뒷면 중앙부에 배치되어 후방을 촬상하는 카메라를 포함하는 것인 측정 지그.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판을 슬롯에 삽입하거나 슬롯으로부터 꺼내는 방향을 전후 방향이라 했을 때에,
    상기 뒷면 카메라는,
    상기 기판의 뒷면 중앙부에 배치되어 포크의 베이스부쪽을 촬상하는 카메라와,
    상기 기판의 뒷면 전방부에 배치되어 상기 포크의 선단쪽을 촬상하는 카메라를 포함하는 것인 측정 지그.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부에 의해 제어되는 표면쪽 카메라, 진동 센서, 경사 센서 중 적어도 하나를 더 포함하는 측정 지그.
  7. 측정 지그의 기판 뒷면에 구비된 뒷면 카메라에 의해 삽입 전의 포크를 촬상하고, 촬상 결과에 기초하여 상기 포크의 폭방향 위치 및 높이를 조정하는 단계와,
    상기 포크를 상기 기판의 아래에 삽입하고, 상기 포크의 선단부와 상기 기판 간 간격과 상기 포크의 베이스부와 상기 기판 간 간격과의 차이에 기초하여 상기 포크의 수평을 조정하는 단계를 포함하는 처리 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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