TW201009992A - Action monitoring system for treating device - Google Patents

Description

201009992 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明，係有關於設爲能夠由構成處理裝置之可動構 件的動作時之振動來對於該當可動構件之動作作監視的處 理裝置之動作監視系統。 【先前技術】 φ 於先前技術中，作爲對基板而連續地施加成膜處理或 是蝕刻處理等之各種的處理之裝置，係週知有如同圖1中 所示一般之處理裝置，其係構成爲：以將配置有搬送機器 人A之中央搬送室B作包圍的方式，而將基板之裝載鎖定 室C與複數之處理室D1〜D3隔著閘閥E1〜E4來作配置 ，並藉由搬送機器人A來將投入至裝載鎖定室C中之基板 S搬送至各處理室D中或是在各處理室D的相互間作搬送 (所謂的叢集工具裝置）。 9 在此種處理裝置中，不僅是搬送機器人A，而亦被設 置有將各處理室D與搬送室B作隔絕之具備有驅動手段的 閘閥E、冷媒循環式之冷凝阱（未圖示）或是真空幫浦等 之多數的可動構件，並經由此些之可動構件，形成包含有 基板之搬送的用以對於處理對象物而施加特定之處理的處 理環境。此時，爲了良好地進行上述特定之處理，係成爲 需要恆常使此些之可動構件正常地動作。爲了達成此，雖 係可在各個的可動構件處設置光學式感測器等之檢測手段 ，並對其之動作作監視，但是，如此一來，裝置之構成構 201009992 件係變多，又，應管理之資料亦係成爲龐大，並成爲需要 高性能之控制手段，其結果，係導致成本變高。 另外，在先前技術中，係提案有：使用加速度感測器 或AE感測器等之對裝置之振動作檢測的振動檢測手段， 來檢測出處理裝置之異常。例如，在專利文獻1中，係揭 示有：在裝置內部或裝置外設置加速度感測器，並設置根 據此檢測手段之輸出而將用以使裝置停止之停止訊號作輸 出的停止控制手段。 然而，在先前技術之振動測定所致的異常檢測中，係 將處理裝置之構成構件中的欲進行異常檢測之測定對象物 的異常時之振動波形預先作取得，並根據此來進行異常檢 測。因此，係有著測定對象物已被作特定之問題。又，由 於係僅在超過了預先所設定之臨限値時才會判斷爲異常， 因此，係並不適合作爲對於會因應於使用之頻度而劣化的 可動構件之劣化狀況等作管理。 〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕 〔專利文獻1〕日本特開平9-237757號公報 【發明內容】 〔發明所欲解決之課題〕 因此，本發明，係有鑑於上述之點，而以提供一種能 夠簡單地對於構成處理裝置之可動構件的包含有歷時變化 之異常作判斷的低成本之處理裝置之動作監視系統作爲課 -6- 201009992

〔用以解決課題之手段〕 爲了解決上述課題，本發明之處理裝置之動作監視系 統，係具備有：爲了在對於處理對象物而施加特定之處理 的處理室內而形成特定之處理環境所設置的可動構件、和 對各可動構件之動作作控制之控制手段，該動作監視系統 〇 ，其特徵爲，具備有：振動檢測手段，係檢測出伴隨於前 述可動構件之動作所產生的振動之波形，並構成爲：當爲 了使前述可動構件之任一者動作而進行有從控制手段而來 之控制的情況時，係取得對應於前述控制之事件資料、和 藉由前述振動檢測手段所檢測到之於該時所動作的所有可 動構件之振動的波形，當每一次之對應於前述事件資料之 控制被作選擇時、或是當取得有對應於與前述事件資料爲 同種類之其他的事件資料之振動的波形的情況時，對前述 ® 波形之變化作監視，若是該當波形係作了超過特定之範圍 的變化，則判定處理裝置之異常。 若藉由本發明，則當藉由從控制手段而來之控制而使 任一之可動構件動作時，係藉由振動檢測手段，來對於由 於包含該可動構件之動作中的所有可動構件之動作所產生 的身爲振動波形之振動所傳達的範圍內之構件分別作測定 ’並與相當於該控制內容之事件資料一同作取得。而後， 例如’當在相同之動作環境下而藉由控制手段來進行了同 種類之控制（事件資料係爲略一致）時，藉由振動檢測手 201009992 段來對振動波形再度分別作檢測，並與對應於該事件資料 之前一次的振動資料作比較。而，若是該當振動資料之任 一者係作了超過特定之範圍的變化，則對處理裝置之異常 或是劣化所致的維修之必要性作判斷。另外，在本發明中 之所謂的事件資料，係指當藉由控制手段之控制而使任一 之可動構件動作時的相關於從控制手段所輸出之控制（指 令）內容的資料，例如係指「閘閥開」、「冷凝阱動作」 或是「真空幫浦動作」等之指令資料。 @ 如上述一般，在本發明中，係並非對任一之可動構件 的異常時之振動波形預先作測定，而是在可動構件之任一 者的每一次之動作時，由對應於特定之事件資料的振動波 形之變化，來簡單地對可動構件之健全性作判斷。故而， 當該當振動波形隨著時間而作變化一般的情況時，係成爲 亦能夠對於可動構件之劣化狀況作監視。又，由於係設爲 對於在振動所傳達之範圍內而動作之所有可動構件之振動 作檢測並進行處理，因此，並不需要在各個的可動構件之 @ 每一者處設置振動檢測手段，而能夠謀求低成本化。進而 ，相較於藉由將代表處理裝置各部之狀態的資訊以一定之 週期來取得並進行處理而進行動作監視的情況，亦可將需 要管理之資料的量減少，作爲如同叢集工具一般之可動構 件較多的處理裝置用之動作監視系統，係最爲合適。 又，在本發明中，係亦可構成爲：當對應於前述事件 資料之控制被作了選擇的情況時，當新檢測到有並不被包 含於前一次之振動的波形中之振動的波形的情況時，對該 -8- 201009992 振動之發生原因作特定，並將基於前述發生原因之其他的 波形作記憶，在前述可動構件之任一者的動作中，若是藉 由前述振動檢測手段而檢測到有前述其他的波形，則判斷 爲處理裝置之異常。藉由此，例如，在發生有由於像是設 置在成膜室之內壁處的防著板上所附著之膜的剝離或是搬 送中之基板的破損等一般之無法在事件資料中作管理的原 因所造成之振動的情況時，係可判斷處理裝置之異常。 φ 若是設爲：在將前述所取得了的振動波形變換爲特定 之特徵參數後，再記憶於設置在控制手段處之記憶體或是 其他之週知之記憶裝置中，則相較於將所取得之振動波形 的資料直接原樣地作保存的情況，藉由將波形之持續時間 、振動之上揚以及下挫時間、最大振幅値、振動能量或是 峰値頻率等變換爲參數並作記憶，係成爲不需要將大量之 資料作保存，又，異常之判斷亦成爲容易。 於此情況，若是具備有將前述特徵參數作顯示之顯示 參 手段，則能夠將可動構件之歷時變化可視化，在對該劣化 等作分析、判斷上，係爲有利。 另外，爲了能夠對於動作中之所有的可動構件之振動 作掌握，較理想，前述振動檢測手段，係爲將可測定之振 動的頻率帶域爲相異之複數的感測器作組合作構成者。 【實施方式】 以下，針對在圖1所示之處理裝置中而適用有本發明 的實施型態作說明。亦即是，在搬送室B中，係被設置有 -9- 201009992 搬送機器人A。搬送機器人A，係具備有省略圖示之相當 於驅動手段之2個的馬達，在被作同心配置之各馬達的旋 轉軸la、lb處，機器臂2係構成連結機構而被作連接’ 於其前端處，係被安裝有機器手3。藉由此，經由對各馬 達之旋轉軸la、lb的旋轉角作適宜控制，機器臂2係成 爲可自由伸縮以及旋轉，並成爲能夠藉由機器手3來將基 板S作支持並移送至特定之位置處。又，搬送室B和裝載 鎖定室C以及處理室D1〜D3，係經由具備有空氣汽缸等 參 之驅動手段4的閘閥E1〜E4而被作連結，各室係成爲可 相互作隔絕。 在搬送室B、裝載鎖定室C以及各處理室D1〜D3處 ，係被連接有由旋轉幫浦、低溫幫浦（cryopump )或是渦 輪分子幫浦所構成的真空排氣手段P。於此情況，因應於 在各處理室D1〜D3中所進行之處理，在對於各處理室D1 〜D3之連接場所處，適宜設置省略圖示之週知構造的冷 凝阱。又，在處理室D1〜D3等中，係被設置有派藍尼（ @

Pirani )真空計或是離子真空計等之真空壓測定手段、和 將特定之氣體導入之氣體導入手段，又，係因應於特定之 處理，而適宜設置有用以在處理室D1〜D3內形成放電電 漿之電極或電源。 爲了對於半導體晶圓等之相當於處理對象物的基板S 來實施特定之處理，而在搬送室B、裝載鎖定室C以及各 處理室D1〜D3處所適宜裝備之例如爲了進行該當基板s 之從裝載鎖定室C而對於各處理室D1〜D3之移送或是爲 -10- 201009992 了形成真空（電漿）氛圍等之特定的處理環境之上述各構 件，係構成本實施型態中之可動構件。此些之可動構件的 動作，係藉由控制手段5來作控制。控制手段5 ’係爲具 備有週知之構造者，例如係具備有微電腦’而可經由電腦 等來將控制（指令）內容預先在此微電腦內作程式化’並 藉由將此依序作實行來進行序列控制。又’在控制手段5 處，係被連結有液晶顯示器等之顯示手段6，並成爲能夠 φ 將控制內容適宜作顯示。 在處理裝置中，係被設置有當各可動構件動作時而用 以對伴隨於其所產生的振動波形作檢測之振動檢測手段7 。作爲振動檢測手段，係使用有：具備週知構造之加速度 感測器、振動/衝擊感測器、AE( acoustic emission)感 測器或是麥克風等。振動檢測手段7，係經由後述之振動 參數變換手段7a而被連接於控制手段5，又，爲了對於當 各可動構件動作時所發生的振動波形有效率地作檢測，例 Θ 如係被安裝在搬送室B之底面外側處。 於此，係以成爲能夠對於從馬達或閘閥E1〜E4之動 作時的振動一般之500Hz以下的低頻區域的振動起一直到 如同上述冷凝阱動作時而活塞與汽缸壁面摩擦所產生的振 動一般之100kHz的高頻帶域者爲止的廣帶域進行振動測 定的方式（亦即是，成爲能夠對於構成處理裝置之所有構 件來進行動作監視的方式），來將上述感測器作複數組合 而使用。 另外’低頻帶域之振動，係易於傳達，且就算是可動 -11 - 201009992 構件係爲樹脂製等，亦難以衰減，另一方面，高頻區域之 振動，由於只要介於存在有樹脂製構件等就會被衰減’因 此，係對於此些之振動的特性作考慮’來爲了對於作爲目 的之振動作測定而適宜選擇上述之各感測器的安裝位置。 接著，針對本實施型態之處理裝置的動作監視，例如 以··在藉由真空排氣手段之動作而將搬送室B'裝載鎖定 室C以及各處理室D1〜D3保持在特定之真空度的狀態下 ，而將被設置在裝載鎖定室中之基板S移送至任一之處理 @ 室D1〜D3中的情況爲例，來進行說明。首先，藉由從控 制手段5而來之控制，在對於裝載鎖定室C到達了特定之 真空度一事作了確認後，將存在於搬送室B與裝載鎖定室 C以及處理室D1〜D3之間之2個的閘閥E1〜E4開啓。 此時，經由振動檢測手段6，現在正進行動作之可動構件 的振動之波形、例如伴隨於閘閥E1〜E4之動作所產生的 振動之波形或是伴隨於真空幫浦P之動作所產生的振動等 ，係被檢測出來。 @ 被測定到之振動波形，係藉由振動參數化手段7a而 分別被變換爲特徵參數。若是以藉由AE感測器而檢測到 了閘閥E1之振動的情況爲例來作說明，則在振動參數化 手段7 a中’伴隨著所檢測到之閘閥e 1之動作的振動波形 之持續時間、振動之上揚以及下挫時間、最大振幅値、振 動能量或峰値頻率，係被作撞擊（hit )處理《亦即是，將 對於AE波形作包絡線檢波所得的波形之一整塊，定義爲 —個的訊號（hit)，並作爲特徵參數（參考圖2)。 -12- 201009992 此特徵參數，係被輸出至控制手段5處，並與相當於 稱爲「閘閥E1開」之控制手段5中的控制（指令）內容 的事件資料，一同被記憶在設置於控制手段5中之記憶體 等的記憶手段中（於實際之處理中，當藉由從控制手段5 而來之控制而使任一個的可動構件動作的情況時，包含有 該可動構件之現在動作中並正在振動的所有可動構件之振 動波形係被檢測出來，而此些係被作撞擊處理並被分別變 φ 換爲特徵參數而被作記憶）。藉由此，事件資料與振動波 形之特徵參數間的同步係成爲容易，又，藉由進行參數化 一事、與僅在任一之可動構件動作時才將資料（事件資料 以及關於特徵參數之資料）作取得一事，此兩者間的相輔 相成，而能夠成爲不需要將大量的資料作保存。 又，所得到之特徵參數，係可使其被顯示在顯示手段 6處。於此情況，例如，較理想，係採用將X軸設爲振動 波形之第1峰値，並將Y軸設爲振動波形之最大振幅，而 φ 將振動能量以圓的大小來作表現一般之泡圖（BubbleChart )(散布圖）而作顯示（參考圖3)。藉由此，能夠將對 應於事件資料之各可動構件的振動可視化。另外，泡圖， 係適合於藉由在XY軸上所示之圓的大小、圓的顏色、圓 的高度等來將具備有多數之特徵參數的波形資料之特徵可 視化。 於此，若是將所得到之特徵參數涵蓋一定的期間而作 積蓄，則通常所產生之振動，會在泡圖上而集中於特定之 區域處。因此，如圖4中所示一般，若是將特徵參數作積 -13- 201009992 蓄，並亦包含其之發生次數地來顯示在顯示手段6處，則 當除了可動構件之動作以外而產生了其他之振動的情況時 ，藉由在上述區域以外之區域中而表現有振動之發生一事 ，而成爲能夠立即的判別出來（若是將事件資料和與其相 對應之特徵參數的資料消去，則能夠更顯著地表現出來） 〇 在此種情況中，例如係停止處理裝置之動作，並對該 當振動之發生原因作特定。而後，將基於該當發生原因之 _ 其他的振動資料，記憶在記憶手段中，並構成爲：若是在 前述可動構件之任一者的動作中，藉由振動檢測手段7而 檢測到了其他之振動資料，則判斷處理裝置之異常。藉由 此，例如，當發生有像是當附著在被設置於處理室D1〜 D3內壁處之膜剝離時所發生的AE波（ 200kHz附近）等 之起因於無法藉由事件資料來作管理的原因之振動的情況 時，係成爲能夠判斷出包含有維修之必要性的處理裝置之 異常。 ⑩ 接著，例如，當在裝載鎖定室C以及各處理室D1〜 D3被保持在特定之真空度的狀態下等之同一的動作環境 下，藉由控制手段5來進行同一之控制，亦即是，進行稱 作「閘閥E1開」之指令的情況時，或者是，被進行有從 任一之處理室而將基板S移送至其他之處理室之類的同種 類之控制（例如「閘閥E2開」：事件資料爲略一致者） 的情況時，藉由振動檢測手段7來將此時所產生之振動的 波形再度分別檢測出來並變換爲特徵參數，再與對應於該 -14- 201009992 事件資料之前一次的振動之特徵參數作比較。而後’由特 徵參數之相對於時間軸的偏移或是AE能量面積的變化’ 來對於處理裝置之異常或是劣化所致的維修之必要性作判 斷。藉由此，成爲不僅是對於馬達、閘閥或是冷凝阱之動 作的監視，而亦可進行對於例如在處理室內實施電漿處理 的情況時之異常放電（弧狀放電）的產生或是在搬送機器 人A所致之搬送中的基板S之從機器手而脫落等之情形作 ❹監視。 接著，針對在本實施型態中，藉由處理裝置之動作監 視而檢測到了可動構件之異常的例子作說明。當藉由控制 手段5，而在搬送室B、裝載鎖定室C以及各處理室D1〜 D3被保持在特定之真空度的狀態下來分別使閘閥E1〜E3 動作的情況（事件資料係爲同種類的情況）時，藉由振動 檢測手段7來測定振動之波形，並變換爲特徵參數，再因 應於此而作成各別之散布圖（參考圖4(a)乃至圖4(c ❼ ))。而後，藉由將此些之散布圖作重合（參考圖4(d) )，可以得知，僅有在使閘閥E2動作時，係藉由振動檢 測手段7而檢測到了異常之振動（以符號R1所示之區域 )。藉由此，可以得知在閘閥E2處係發生有異常。在此 種情況時，係將閘閥E2本身作交換。 另一方面’當藉由控制手段5，而在搬送室B、裝載 鎖定室C以及各處理室D1〜D3被保持在特定之真空度的 狀態下來使閘閥E 1動作的情況時，藉由振動檢測手段7 來測定振動之波形’並變換爲特徵參數，再作成散布圖（ -15- 201009992 參考圖5(a))。而後，當在同一之環境下，藉由控制手 段5而被選擇有上述之控制的情況（事件資料爲同一的情 況）時，則於每一次之選擇中，對振動之波形作測定，並 變換爲特徵參數，而作成散布圖，再與前一次所作成之散 布圖作重合並顯示之。 藉由如此這般地將各散布圖作重合（參考圖5(d)) ，可以得知，若是閘閥E1之使用時間變長，則藉由振動 檢測手段7所測定到的振動係產生變化（在圖5中，藉由 _ 符號2所示之區域，係朝向右側而橫移）。藉由此，可以 得知在閘閥E1處，係發生有異常或是存在著發生異常之 可能性。在此種情況時，係將閘閥E1本身作交換。 如同以上所說明一般，在本發明之實施型態中，係在 每一次之可動構件的任一者動作時，能夠從對應於特定之 事件資料的振動波形之變化，來簡單地判斷出可動構件之 健全性，特別是，當該當振動之波形係會隨著時間而產生 變化一般的情況時，係能夠得知可動構件之列化狀況。又 @ ，由於只要是在振動所傳達之範圍內，便對動作之所有可 動構件之振動作檢測並進行處理，因此，並不需要在各個 的可動構件之每一者處設置振動檢測手段，而能夠謀求低 成本化。 另外，在本實施型態中，雖係針對在一定之環境下的 閘閥之動作爲例而作了說明，但是，係並不被限定於此， 只要是會伴隨著動作而產生振動的可動構件，則均可適用 本發明來對於其之動作作管理。又，雖係針對將振動之波 -16- 201009992 形變換爲特徵參數並藉由泡圖來作顯示者爲例而作了說明 ，但是，只要是能夠將所取得之特徵參數作重合顯示者， 則並不對其之型態作限定，亦可爲線圖（Line chart )等 【圖式簡單說明】 [圖l](a)以及（b)，係爲對於具備有搬送機器人 ❹ 之處理裝置作展示之模式性展示的平面圖以及剖面圖。 [圖2]對於藉由振動檢測手段所檢測到的振動波形之 變換爲特徵參數一事作說明的圖。 [圖3]展示在顯示手段中之特徵參數的顯示例之圖。 [圖4](a)乃至（d)，係爲對於藉由本發明之處理 裝置之動作監視系統所進行的異常檢測之例子作說明的圖 〇 [圖5](&)乃至（（1)，係爲對於藉由本發明之處理 裝置之動作監視系統所進行的異常檢測之其他例子作說明 的圖。 【主要元件符號說明】 5 :控制手段 6 :顯示手段 7 :振動檢測手段 Β :搬送室 C :裝載鎖定室 -17- 201009992 D1〜D3 :處理室 El〜E4 :閘閥 P :真空排氣手段 S :基板

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Claims (1)

1. 201009992 七、申請專利範園： 1. 一種處理裝置之動作監視系統，係具備有：爲了在 對於處理對象物而施加特定之處理的處理室內而形成特定 之處理環境所設置的可動構件、和對各可動構件之動作作 控制之控制手段， 該動作監視系統，其特徵爲，具備有： 振動檢測手段，係檢測出伴隨於前述可動構件之動作 〇 所產生的振動之波形， 並構成爲： 當爲了使前述可動構件之任一者動作而進行有從控制 手段而來之控制的情況時，係取得對應於前述控制之事件 資料、和藉由前述振動檢測手段所檢測到之於該時所動作 的所有可動構件之振動的波形， 當每一次之對應於前述事件資料之控制被作選擇時、 或是當取得有對應於與前述事件資料爲同種類之其他的事 9 件資料之振動的波形的情況時，對前述波形之變化作監視 ，若是該當波形係作了超過特定之範圍的變化，則判斷爲 處理裝置之異常。 2. 如申請專利範圍第1項所記載之處理裝置之動作監 視系統，其中，係構成爲： 當對應於前述事件資料之控制被作了選擇的情況時， 當新檢測到有並不被包含於前一次之振動的波形中之振動 的波形的情況時，對該振動之發生原因作特定，並將基於 前述發生原因之其他的波形作記憶， -19- 201009992 在前述可動構件之任一者的動作中，若是藉由前述振 動檢測手段而檢測到有前述其他的波形，則判斷爲處理裝 置之異常。 3_如申請專利範圍第1項或第2項所記載之處理裝置 之動作監視系統，其中，前述所取得了的振動之波形，係 在被變換爲特定之特徵參數後，再被作記憶。 4. 如申請專利範圍第3項所記載之處理裝置之動作監 視系統，其中，係具備有將前述特徵參數作顯示之顯示手 @ 5. 如申請專利範圍第1項乃至第4項中之任一項所記 載之處理裝置之動作監視系統，其中，前述振動檢測手段 ，係將可測定之振動頻率帶域爲相異的複數之感測器作組 合所構成者。 -20-