WO2002067296A1 - Procede de fonctionnement d'une machine d'analyse optique de galettes a microstructures, machine adaptee - Google Patents

Procede de fonctionnement d'une machine d'analyse optique de galettes a microstructures, machine adaptee Download PDF

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WO2002067296A1
WO2002067296A1 PCT/FR2002/000603 FR0200603W WO02067296A1 WO 2002067296 A1 WO2002067296 A1 WO 2002067296A1 FR 0200603 W FR0200603 W FR 0200603W WO 02067296 A1 WO02067296 A1 WO 02067296A1
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analyzer
cassette
analyzers
machine
movement
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PCT/FR2002/000603
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Inventor
Ramdane Benferhat
Original Assignee
Jobin Yvon Sa
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    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67745—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber characterized by movements or sequence of movements of transfer devices
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    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring

Definitions

  • the present invention relates to a method of operating an optical analysis machine for wafers with microstructures. It has applications in the field of quality control of industrial production of microstructures. It is more particularly intended, but not exclusively, for the analysis of wafers comprising integrated circuits.
  • the invention also relates to a machine adapted to such a method.
  • the time for transporting and loading a wafer from the cassette to the analyzer or, conversely, for unloading and transporting from the analyzer to the cassette is of the order of a few seconds while optical analysis time is generally measured in minutes.
  • the distribution medium is underused and is most often at rest.
  • the dead time of the distribution means is therefore significant during an optical control cycle of a wafer.
  • the cost of the mechanical part and in particular of the robotics is relatively high compared to the cost of the analyzer and the IT management means. We can estimate that the part robotics represents around 60% of the cost of the machine. It can therefore be seen that the means of distribution is particularly badly used in relation to its cost.
  • the present invention therefore aims to optimize the use of the dispensing means while increasing the availability and the processing capacity of the machine.
  • a method of operating an optical analysis machine for wafers with micro structures is proposed, the machine comprising:
  • an optical analyzer which can analyze one pancake at a time, - at least one cassette containing at least one pancake,
  • the elementary actions are as follows:
  • the machine comprises at least a second optical analyzer, the analyzers being in the form of independent modules, and when the analyzers are: operational, the machine then being in optimal operating mode, the distribution means distributes the wafers between the analyzers , one of analyzers being unloaded and then loaded while the others perform the analyzes.
  • the distribution means distributes the pancakes only to the operational analyzers; - the robotic distribution means also performs one or more of the following elementary actions:
  • the distribution means ensures a sequential and cyclic distribution of the pancakes to all. analyzers,
  • the distribution means ensures a sequential and cyclic distribution of the pancakes to all the analyzers
  • the distribution means selects the next free analyzer to load it or having completed the analysis to unload / load it according to a criterion
  • the criterion is chosen from one or more of the following conditions . :
  • the distribution means ensures distribution according to at least one of the following two modes: the distribution means ensures a sequential and cyclic distribution of the pancakes to all of the analyzers, or
  • the distribution means selects the next free analyzer to load it or having completed the analysis to unload / load it according to a criterion
  • the distribution means ensures an alternative distribution of the pancakes to the two analyzers
  • the control device linking the following actions to the start-up of the machine, the analyzers being free: a - (GCA) to the first analyzer, b - (MAC) or ((MAR) then (MRC)), c - (GCA) to the second analyzer, d - ((MAR) then (MRA)) to the first analyzer or, if movement from one analyzer to another analyzer is possible, (MAA) to the first analyzer, e - (G ⁇ C) from the first analyzer, f - (GCA) to the first analyzer , g - ((MAR) then (MRA)) to the second analyzer or, if movement from one analyzer to another analyzer is possible, (MAA) to the second analyzer, h - (GAC) from the second analyzer, i - (GCA) to the second analyzer, the actions
  • control device when several actions or groups of actions are possible, the control device performs the action or group of actions whose estimated duration is the shortest;
  • the action or group of actions of the distribution means is started before the end of the analysis so that the distribution means is able to unload the wafer from the analyzer when the analysis ends, l progress of the analysis and duration estimated action of the distribution means and the average duration of analysis being taken into account by the control device; when several analyzers are free or to be discharged / recharged; the control device selects the analyzer with the longest average analysis time; when several analyzers are free or to be discharged / recharged, the control device selects the analyzer whose average duration of analysis is the shortest; when several analyzers are free or to be discharged / recharged, the control device selects the analyzer whose number of analyzes is the lowest;
  • control system estimates the average analysis time of an analyzer by searching in a list of average analysis times; - the control system estimates the duration of action by searching in a list containing action times as a function of at least one starting point and one ending point of the distribution means;
  • control device updates the list of action times by executing a learning program
  • control system updates the list of average analysis times by executing a learning program
  • the distribution means determines the filling state of the cassette
  • the dispensing means determines the filling state of the cassette
  • an optical analysis is carried out by at least one of the following means: ellipsometry, reflexometry, - Wafers of at least one of the following types are analyzed: semiconductors, micromachines, micro-optics.
  • the invention also relates to a device consisting of an optical wafer analysis machine. with micro structures, the machine comprising:
  • a robotic distribution means ensuring one or more elementary actions
  • a computer control device ensuring the sequence and coordination of elementary actions
  • the elementary actions of the machine are as follows:
  • MAC - (MAC) movement from the analyzer to a cassette
  • MCR - (MCR) movement from a cassette to a rest position
  • the machine comprises at least a second optical analyzer, the analyzers being in the form of independent modules, and means allowing operation according to the method according to any one of the preceding characteristics possibly combined with at least the following two modes:
  • the distribution means then ensuring the distribution of the pancakes to the analyzers, a degraded operating mode when at least one of the analyzers is no longer operational, the distribution means then ensuring the distribution of the pancakes to the operational analyzers only.
  • the analyzers are advantageously of the same type.
  • the invention therefore makes it possible to optimize the use of the organs of the machine and, in particular, to reduce the dead time of the dispensing means.
  • the machine has higher availability and can continue to operate even when one of the analyzers is faulty, removed for maintenance or more generally non-operational. These advantages are obtained for a modest additional cost corresponding to at least a second analyzer while the other members are the same and in the same numbers as in a machine of the prior art.
  • the means of distribution is better employed.
  • the displacements of the distribution means are also optimized as a function of one or more criteria linked to conditions, a selection being made as regards the choice of an analyzer to be loaded or unloaded / load among several.
  • the machine 1 for optical analysis of wafers 5 with microstructures forms an autonomous operational unit.
  • the machine 1 comprises a first optical analyzer 6 and a second optical analyzer 7.
  • the wafers. 5 are supplied to the machine in cassettes and in this example, two cassettes 2, 3 are used.
  • One of the cassettes can be used for the storage of defective pancakes or, again, one of the cassettes can be the source of the pancakes and the second receive the pancakes after the measurements or, again, each of the cassettes recovers its original pancakes after measures.
  • a robotic dispensing means 4, an arm comprising gripping means for the removal, ensures the transport of one pancake at a time.
  • the way distribution 4 is arranged between the cassettes 2, 3 and the optical analyzers 6, 7.
  • the two cassettes 2, 3 are functionally connected to the control device 8 via the links 10 and 10 ′ thus allowing the controller to know whether a cassette is in place or not in the machine.
  • the links 10 and 10 ' also provide information to the control device 8 on the occupation of the pancakes in the cassettes. In a less advanced mode of implementation, the links 10 and 10 'are omitted. It is also envisaged in the context of the invention that the presence or absence of a cassette and / or the occupation of the pancakes in a cassette are determined by the distribution means 4.
  • a bidirectional link 1 1 for transferring data or instructions is available on the machine for connection to a local network on the industrial site.
  • the transmitted data can be information on the operating state of the machine or even the results of optical analyzes.
  • the optical analysis results are directly transmitted on a bidirectional link 12, 13 directly at the output of the optical analyzers.
  • the machine although it is autonomous, is controlled and controlled remotely by the computer link 1 1. This possibility is particularly interesting in the case of a production unit with automated machines in. a production chain where a centralized control post can ensure more efficient management of the chain.
  • a centralized control post can ensure more efficient management of the chain.
  • the computer control device 8 is associated with a list 9 of data comprising information on the average duration of the actions of the distribution means 4 between two particular positions.
  • the locations of the various components 2, 3, 4, 6, 7 of the machine are identified by codes specific.
  • the first cassette 2 is at a
  • the second cassette 3 at b
  • the first analyzer 6 at ç
  • the second analyzer 7 at d.
  • the rest position of the distribution means 4 is zero.
  • the list will therefore contain for each line at least the action, for example (MCA) or (GCA), the starting point, for example e, d, the ending point and the duration.
  • the duration can be obtained by learning, the machine during its operation recording the durations of actions or. by recording the corresponding data during the construction of the machine.
  • This list 9 can be stored in any suitable device, for example random access memory, hard disk, etc.
  • the control device 8 can choose the action or the group of actions taking the least time. Indeed, the calculation time of the control device 8 for finding the best action or group of actions is much shorter than the durations of the actions, which results in appreciable time savings during operation.
  • control device 8 can take into account the average duration of analysis of a wafer for each analyzer. This average duration can also be obtained by learning during operation of the machine and / or by preprogramming during. of the manufacture of the machine. The control device can thus select the fastest analyzer and / or anticipate certain actions and, for example, bring the distribution means to the analyzer whose operating time on the wafer in progress approaches the average duration of analysis so that the distribution means are able to recover the wafer more quickly in the analyzer.
  • the analyzers are advantageously of the same type and therefore have the same average duration of analysis. However, we are considering the implementation of type analyzers different with different average analysis times.
  • the criterion of speed of the analysis can be replaced or associated with the criterion of distributed use of resources, with each analyzer being associated with a variable of number of analyzes carried out (activity counter) and the device selects the analyzer as a function of said variable.
  • activity counter the device selects the analyzer as a function of said variable.
  • list 9 can be useful for determining "pathological" states of the machine, for example an abnormal slowing down of the distribution means or its blocking. For this, it suffices to compare in real time the duration of the action in progress with that of the list, a significant overrun indicating such a state.
  • the implementation can be based on a decision-making process, a test being carried out after each loading to find out whether another analyzer should be loaded or discharged / recharged, the choice of this other analyzer being based on the above defined criteria including duration of action to access it, analysis time and / or activity counter. It is understood that beyond a certain number of analyzers, the distribution means will be used at full capacity and that analyzers may be put on hold, the analysis being completed but the distribution means being occupied elsewhere. This number of analyzers can be estimated as a function of an average duration of analysis for a cake and an average time of unloading / loading of a cake within the machine. The higher the average analysis time compared to the unloading / loading time, the higher the number of analyzers.
  • the distribution means determines the filling of the cassettes during a dead time of said means if this information cannot be obtained otherwise. For example, when a new cassette is introduced: if none of the analyzers is free, the distribution means determines the filling state of the cassette, otherwise the distribution means searches for the first pancake present in the stack and ensures its transport and its loading in the first free analyzer then: if a second analyzer is free, the distribution means searches for the first wafer present in the stack and ensures its transport and its loading in said second, analyzer, etc. otherwise, the dispensing means determine the filling state of the cassette. In this example, priority is given to the analyzes of wafers on the filling state.

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Abstract

L'invention est un procédé de fonctionnement d'une machine (1) d'analyse optique de galettes (5) à micro structures, la machine comportant un analyseur optique (6) pouvant analyser une galette ô la fois, au moins une cassette (2,3) contenant au moins une galette, un moyen de distribution robotisé (4) assurant le transport, chargement et déchargement d'une galette entre la cassette et l'analyseur, un dispositif de contrôle informatique (8). Selon l'invention, la machine comporte au moins un deuxième analyseur optique (7), les analyseurs optiques étant des modules indépendants. Une distribution alternative ou conditionnelle sont possibles ainsi qu'un mode de fonctionnement dégradé.

Description

Procédé de fonctionnement d'une machine d'analyse optique de galettes à microstructures, machine adaptée
La présente invention concerne un procédé de fonctionnement d'une machine d'analyse optique de galettes à microstructures. Elle a des applications dans le domaine du contrôle de qualité des productions industrielles de microstructures. Elle est plus spécialement destinée, mais pas exclusivement, à l'analyse des galettes comportant des circuits intégrés. L'invention concerne aussi une machine adaptée à un tel procédé.
Dans l'industrie des semi-conducteurs, les circuits intégrés sont réalisés par découpage en «puces» de galettes de silicium sur lesquelles des dizaines, voire des centaines de circuits sont réalisés. Les «puces» sont ensuite encapsulées. Chaque étape de la réalisation du circuit intégré augmente son coût. Il est donc indispensable d'éliminer le plus tôt possible dans la chaîne de fabrication des circuits défaillants ou potentiellement défaillant. A cette fin, en dehors des tests fonctionnels et avant l'encapsulage, on dispose de moyens optiques d'analyse des galettes. On connaît ainsi des machines d'analyse optique de galettes à microstructures qui comportent un analyseur optique recevant les unes après les autres des galettes en provenance d'une cassette grâce à l'action d'un moyen de distribution robotisé, l'ensemble étant sous le contrôle d'un moyen de gestion informatique. Dans ce type d'appareil, les mouvements du moyen de distribution sont relativement rapides. Ainsi, le temps de transport et de chargement d'une galette à partir de la cassette vers l'analyseur ou, inversement, de déchargement et de transport à partir de l'analyseur vers la cassette est de l'ordre de quelques secondes alors que le temps d'analyse optique est généralement mesuré en minutes. En conséquence, le moyen de distribution est sous- employé et il est le plus souvent au repos. Le temps mort du moyen de distribution est donc important au cours d'un cycle de contrôle optique d'une galette. D'autre part, dans ce type d'appareil, le coût de la partie mécanique et en particulier de la robotique est relativement important par rapport au coût de l'analyseur et du moyen de gestion informatique. On peut estimer que la partie robotique représente environ 60% du coût de la machine. On constate donc que le moyen de distribution est particulièrement mal employé par rapport à son coût.
La présente invention a donc pour but d'optimiser l'emploi du moyen de distribution tout en augmentant la disponibilité et la capacité de traitement de la machine. A cette fin il est proposé un procédé de fonctionnement d'une machine d'analyse optique de galettes à micro structures, la machine comportant:
- un analyseur optique pouvant analyser une galette à la fois, - au moins une cassette contenant au moins une galette,
- un moyen de distribution robotisé assurant une ou plusieurs actions élémentaires,
- un dispositif de contrôle informatique assurant l'enchaînement et la coordination des actions élémentaires. Selon l'invention, les actions élémentaires sont les suivantes:
- (GCA) prise, transport et chargement d'une galette à partir d'une cassette vers l'analyseur,
- (GAC), déchargement,, transport et dépose d'une galette à partir de l'analyseur vers une cassette, - (MCA) mouvement à partir d'une cassette vers l'analyseur,
- (MAC) mouvement à partir de l'analyseur vers une cassette,
- (MCR) mouvement à partir d'une cassette vers une position de repos, -
- (MAR) mouvement à partir de l'analyseur vers une position de repos,
- (MRC) mouvement à partir d'une position de repos vers une cassette,
- (MRA) mouvement à partir d'une position de repos vers l'analyseur; et la machine comporte au moins un deuxième analyseur optique, les analyseurs étant sous forme de modules indépendants, et lorsque les analyseurs sont: opérationnels, la machine étant alors en mode de fonctionnement optimal, le moyen de distribution assure la distribution des galettes entre les analyseurs, un des analyseurs étant déchargé puis chargé pendant que les autres effectuent les analyses.
Dans divers modes de réalisation de l'invention, les moyens suivants pouvant être utilisés seuls ou combinés selon, toutes les possibilités techniquement possibles, sont mis en oeuvre:
- lorsque au moins un des analyseurs n'est pas opérationnel, la machine étant alors en mode de fonctionnement dégradé, le moyen de distribution assure la distribution des galettes aux seuls analyseurs opérationnels ; - le moyen de distribution robotisé assure en outre une ou plusieurs des actions élémentaires suivantes:
(MCC) mouvement à partir d'une cassette vers l'autre cassette,
(MAA) mouvement à partir d'un analyseur vers l'autre analyseur;
- le moyen de distribution assure une distribution séquentielle et cyclique des galettes à l'ensemble des. analyseurs,
- , en mode de fonctionnement optimal, le moyen, de distribution assure une distribution séquentielle et cyclique des galettes à l'ensemble des analyseurs,
- le moyen de distribution sélectionne l'analyseur suivant libre pour le charger ou ayant terminé l'analyse pour le décharger/charger en fonction d'un critère,
- le critère est choisi parmi une ou plusieurs des conditions suivantes.:
- une durée d'action estimée du moyen de distribution la plus courte;
- un état d'avancement de l'analyse par le temps de fonctionnement de l'analyseur sur la galette en cours d'analyse approchant de la durée moyenne d'analyse pour ledit analyseur;
- une durée moyenne d'analyse la plus longue;
- une durée moyenne d'analyse la plus courte;
- un nombre d'analyses effectuées le plus faible,
- le moyen de distribution assure une distribution selon au moins l'un des deux modes suivants : - le moyen de distribution assure une distribution séquentielle et cyclique des galettes à l'ensemble des analyseurs, ou
- le moyen de distribution sélectionne l'analyseur suivant libre pour le charger ou ayant terminé l'analyse pour le décharger/charger en fonction d'un critère,
- en mode de fonctionnement optimal dans une machine comportant deux analyseurs optiques, le moyen de distribution assure une distribution alternative des galettes aux deux analyseurs, le dispositif de contrôle enchaînant les actions suivantes à la mise en fonctionnement de la machine, les analyseurs étant libres: a - (GCA) vers le premier analyseur, b - (MAC) ou ( (MAR) puis (MRC) ), c - (GCA) vers le second analyseur, d - ( (MAR) puis (MRA) ) vers le premier analyseur ou, dans le cas où le mouvement à partir d'un analyseur vers un autre analyseur est possible, (MAA) vers le premier analyseur, e - (GÀC) à partir du premier analyseur, f - (GCA) vers le premier analyseur, g - ( (MAR) puis (MRA) ) vers le second analyseur ou, dans le cas où le mouvement à partir d'un analyseur vers un autre analyseur est possible, (MAA) vers le second analyseur, h - (GAC) à partir du second analyseur, i - (GCA) vers le second analyseur, les actions d, e, f, g, h, i étant répétées tant que des galettes à analyser sont disponibles et l'analyseur étant déchargé a la fin de l'analyse de la dernière galette,
- lorsque plusieurs actions ou groupes d'actions sont possibles, le dispositif de contrôle exécute l'action ou le groupe d'actions dont la durée estimée est la plus courte;
- l'action ou le groupe d'actions du moyen de distribution est débuté avant la fin de l'analyse afin que le moyen dé distribution soit à même à décharger la galette de l'analyseur au moment où l'analyse se termine, l'état d'avancement de l'analyse et la durée estimée d'action du moyen de distribution et la durée moyenne d'analyse étant pris en compte par le dispositif de contrôle; lorsque plusieurs analyseurs sont libres ou à décharger/recharger; le dispositif de contrôle sélectionne l'analyseur dont la durée moyenne d'analyse est la plus longue; lorsque plusieurs analyseurs sont libres ou à décharger/recharger, le dispositif de contrôle sélectionne l'analyseur dont la durée moyenne d'analyse est la plus courte; lorsque plusieurs analyseurs sont libres ou à décharger/recharger, le dispositif de contrôle sélectionne l'analyseur dont le nombre d'analyses effectuées est le plus faible ;
- le dispositif de contrôle estime le temps moyen d'analyse d'un analyseur par une recherche dans une liste de durées moyennes d'analyse; - le dispositif de contrôle estime la durée d'action par une recherche dans une liste contenant des temps d'actions en fonction au moins d'un point de départ et d'un point d'arrivée du moyen de distribution;
- le dispositif de contrôle assure la mise à jour de la liste des temps d'action par exécution d'un programme d'apprentissage;
- le dispositif de contrôle assure la mise à jour de la liste des durées moyennes d'analyse par exécution d'un programme d'apprentissage;
- lorsque aucun analyseur n'est libre ou ne termine l'analyse d'une galette, le moyen de distribution est ramené en position de repos;
- lorsqu'une nouvelle cassette est introduite et qu'aucun analyseur n'est libre ou ne termine l'analyse d'une galette, le moyen de distribution détermine l'état de remplissage de la cassette;
- lorsque aucun analyseur n'est, libre ou ne termine l'analyse d'une . galette, le moyen de distribution détermine l'état de remplissage de la cassette;
- on effectue une analyse optique par au moins l'un des moyens suivants: ellipsométrie, réflexométrie, - l'on analyse des galettes d'au moins l'un des types suivants: semi-conducteurs, micromachines, micro-optique.
L'invention concerne également un dispositif consistant en une machine d'analyse optique de galettes . à micro structures, la machine comportant:
- un analyseur optique pouvant analyser une galette à la fois,
- au moins une cassette contenant au moins une galette,
- un moyen de distribution robotisé assurant une ou plusieurs actions élémentaires, - un dispositif de contrôle informatique assurant l'enchaînement et la coordination des actions élémentaires.
Selon le dispositif de l'invention, les actions élémentaires de la machine sont les suivantes:
- (GCA) prise, transport et chargement d'une galette à partir d'une cassette vers l'analyseur,
- (GAC) déchargement, transport et dépose d'une galette à partir de l'analyseur vers une . cassette,
- (MCA) mouvement à partir d'une cassette vers l'analyseur,
- (MAC) mouvement à partir de l'analyseur vers une cassette, - (MCR) mouvement à partir d'une cassette vers une position de repos,
- (MAR) mouvement à partir de l'analyseur vers une position de repos,
- (MRC) mouvement à partir d'une position de repos vers une cassette,
- (MRA) mouvement à partir d'une position de repos vers l'analyseur; et la machine comporte au moins un deuxième analyseur optique, les analyseurs étant sous forme de modules indépendants, et des moyens permettant un fonctionnement selon le procédé selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes éventuellement combinées avec au moins les deux modes suivants:
- un mode de fonctionnement optimal lorsque les analyseurs sont opérationnels, le moyen de distribution assurant alors la distribution des galettes aux analyseurs, - un mode de fonctionnement dégradé lorsque au moins un des analyseurs n'est plus opérationnel, le moyen de distribution assurant alors la distribution des galettes aux seuls analyseurs opérationnels. Les analyseurs sont avantageusement de même type.
L'invention permet donc d'optimiser l'emploi des organes de la machine et, en particulier, de réduire le temps mort du moyen de distribution. La machine a une disponibilité supérieure et peut continuer à fonctionner même lorsque l'un des analyseurs est en panne, retiré pour maintenance ou plus généralement non opérationnel. Ces avantages sont obtenus pour un coût supplémentaire modeste correspondant à au moins un deuxième analyseur alors que les autres organes sont les mêmes et en mêmes nombres que dans une machine de l'état de la technique. Par la mise en œuvre d'au moins deux analyseurs, le moyen de distribution est mieux employé. Dans des modes évolués de l'invention, les déplacements du moyen de distribution , sont également optimisés en fonction d'un ou plusieurs critères liés à des conditions, une sélection s'opérant quant au choix d'un analyseur à charger ou à décharger/charger parmi plusieurs.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit où la Figure 1 représente schématiquement une . machine selon l'invention.
Sur la Figure 1 , la machine 1 d'analyse optique de galettes 5 à microstructures forme une unité opérationnelle autonome. La machine 1 comporte un premier analyseur optique 6 et un second analyseur optique 7. Les galettes. 5 sont fournies à la machine dans des cassettes et dans cet exemple, deux cassettes 2, 3 sont mises en oeuvre. Une des cassettes peut être utilisée pour le stockage des galettes défectueuses ou, encore, l'une des cassettes peut être la source des galettes et la seconde recevoir les galettes après les mesures ou, encore, chacune des cassettes récupère ses galettes d'origine après les mesures. Un moyen de distribution robotisé 4, un bras comportant des moyens de préhension pour le prélèvement, assure, le transport d'une galette à la fois. Le moyen de distribution 4 est disposé entre les cassettes 2, 3 et les analyseurs optiques 6, 7. Ces différents organes 2, 3, 4, 6, 7 sont reliés à un dispositif de contrôle 8 informatisé ayant pour but de coordonner leurs fonctionnements, au sein de la machine. Dans cet exemple, les deux cassettes 2, 3 sont fonctionnellement reliées au dispositif de contrôle 8 par l'intermédiaire des liaisons 10 et 10' permettant ainsi au contrôleur de savoir si une cassette est en place ou non dans la machine. Il est également envisagé que les liaisons 10 et 10' fournissent également des informations au dispositif de contrôle 8 sur l'occupation des galettes dans les cassettes. Dans un mode moins évolué de mise en oeuvre, les liaisons 10 et 10' sont omises. Il est également envisagé dans le cadre de l'invention que la présence ou l'absence d'une cassette et/ou l'occupation des galettes dans une cassette soient déterminées par le moyen de distribution 4.
Une liaison bidirectionnelle 1 1 pour transfert de données ou d'instructions est disponible sur la machine pour connexion à un réseau local sur le site industriel. Lès données transmises peuvent être des informations sur l'état de fonctionnement de la machine ou encore les résultats des analyses optiques. On envisage toutefois la possibilité que les résultats d'analyse optique soient directement transmis sur liaison bidirectionnelle 12, 13 directement en sortie des analyseurs optiques. Il est également possible que la machine, bien qu'elle soit autonome, soit contrôlée et commandée à distance par la liaison informatique 1 1 . Cette possibilité est particulièrement intéressante dans le cas d'une unité de production disposant de machines automatisées dans. une chaîne de production où un poste de contrôle centralisé peut assurer une gestion plus efficace de la chaîne. Dans un mode particulier de mise en oeuvre représenté sur la
Figure 1 , le dispositif de contrôle 8 informatique est associé à une liste 9 de données comportant des informations sur la durée moyenne des actions du moyen de distribution 4 entre deux positions particulières. A cette fin, les emplacements des différents organes 2, 3, 4, 6, 7 de la machine sont repérés par des codes spécifiques. Par exemple, la première cassette 2 est en a, la seconde cassette 3 en b, le premier analyseur 6 en ç et le second analyseur 7 en d. La position de repos du moyen de distribution 4 est e. La liste contiendra donc pour chaque ligne au moins l'action, par exemple (MCA) ou (GCA), le point de départ, par exemple e, d, le point d'arrivée et la durée. La durée peut être obtenue par apprentissage, la machine au cours de son fonctionnement enregistrant les durées d'actions ou . par enregistrement des données correspondantes lors de la construction de la machine. Cette liste 9 peut être stocké dans tout dispositif approprié, par exemple mémoire vive, disque dur... Grâce à la liste 9, et plus particulièrement lorsque plusieurs opérations sont envisageables à un moment donné, par exemple un (GCA) vers le premier analyseur et un (GCA) vers le second analyseur, les deux analyseurs étant libres à un moment donné, ou encore lorsque plusieurs actions ou groupes d'actions sont possibles pour aboutir au même point, le dispositif de contrôle 8 peut choisir l'action ou le groupe d'actions prenant le moins de temps. , En effet, le temps de calcul du dispositif de contrôle 8 pour recherche de la meilleure action ou groupe d'actions est bien plus court que les durées des actions ce qui abouti au cours du fonctionnement de la machine à un gain de temps appréciable.
De même, le dispositif de contrôle 8 peut prendre en compte la durée moyenne d'analyse d'une galette pour chaque analyseur. Cette durée moyenne peut également être obtenue par apprentissage lors du fonctionnement de la machine et/ou par préprogrammation lors. de la fabrication de la machine. Le dispositif de contrôle peut ainsi sélectionner l'analyseur le plus rapide et/ou anticiper certaines actions et, par exemple, amener le moyen de distribution vers l'analyseur dont le temps de fonctionnement sur la galette en cours approche de la durée moyenne d'analyse afin que le moyen de distribution soit plus rapidement à même de récupérer la galette dans l'analyseur. Les analyseurs sont avantageusement du même type et ont donc une même durée moyenne d'analyse. On envisage toutefois la mise en œuvre d'analyseurs de types différents ayant des durées moyennes d'analyse différentes. Dans un autre mode, le critère de rapidité de l'analyse peut être remplacé ou associé au critère d'utilisation répartie des ressources, à chaque analyseur étant associé une variable de nombre d'analyses effectuées (compteur d'activité) et le dispositif sélectionne l'analyseur en fonction de ladite variable. Ainsi, entre plusieurs analyseurs libres ou à décharger/recharger-, celui qui à la valeur de la variable la plus faible est de préférence choisi.
Enfin, la liste 9 peut être utile pour déterminer des états «pathologiques» de la machine, par exemple un ralentissement anormal du moyen de distribution ou son blocage. Il suffit pour cela de comparer en temps réel la durée de l'action en cours avec celle de la liste, un dépassement significatif indiquant un tel état.
Ces différents exemples de mise en œuvre ne sont qu'indicatifs et non limitatifs. En particulier, la description qui . précède concerne une machine comportant deux analyseurs seulement pour des raisons de simplification des explications sur son fonctionnement et son agencement. La présente invention est toutefois applicable à une machine qui comporte deux ou plus analyseurs et permet également un meilleur emploi du moyen de distribution et, dans des modes évolués, l'optimisation du fonctionnement du moyen de distribution en fonction de la durée d'action estimée, de la présence des cassettes et galettes ainsi que de la disponibilité, de l'activité (compteur d'activité) et/ou de la rapidité des analyseurs optiques (durée moyenne d'analyse). Dans le cas de plus de deux analyseurs, la mise en œuvre peut être séquentielle, chacun des analyseurs étant traité l'un à la. suite de l'autre d'une manière cyclique. Dans le cas de plus de deux analyseurs, la mise en œuvre peut être fonction d'un processus décisionnel, un test étant effectué après chaque chargement pour rechercher si un autre analyseur doit être chargé ou déchargé/rechargé, le choix de cet autre analyseur étant basé sur les critères sus définis dont durée d'action pour y accéder, temps d'analyse et/ou compteur d'activité. On comprend qu'au delà d'un certain nombre d'analyseurs, le moyen de distribution sera utilisé à pleine capacité et que des analyseurs pourront être mis en attente, l'analyse étant terminée mais le moyen de distribution étant occupé par ailleurs. On peut estimer ce nombre d'analyseurs en fonction d'une durée moyenne d'analyse pour une galette et d'un temps moyen de déchargement/chargement d'une galette au sein de la machine. Plus la durée moyenne d'analyse est élevée par rapport au temps de déchargement/chargement, plus ledit nombre d'analyseurs est élevé.
En deçà de ce nombre, c'est le moyen de distribution qui pourra être mis en attente mais, toutefois, son emploi est amélioré et il est également possible d'obtenir une augmentation de l'efficacité du système. II est également envisagé dans le cadre de l'invention que le moyen de distribution détermine le remplissage des cassettes pendant un temps mort dudit moyen si cette information ne peut pas être obtenu autrement. Par exemple, lorsque qu'une nouvelle cassette est introduite: si aucun des analyseurs n'est libre, le moyen de distribution détermine l'état de remplissage de la cassette, sinon le moyen de distribution cherche la première galette présente dans la pile et assure son transport et son chargement dans le premier analyseur libre puis: si un second analyseur est libre, le moyen de distribution cherche la première galette présente dans la pile et assure son transport et son chargement dans ledit second, analyseur, etc. sinon, le moyen de distribution déterminé l'état de remplissage de la cassette. Dans cet exemple, la priorité est donnée aux analyses des galettes sur l'état de remplissage.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de. fonctionnement d'une machine (1 ) d'analyse optique de galettes (5) à micro structures, la machine comportant:
- un analyseur optique (6) pouvant analyser une galette à la fois, - au moins une cassette (2,3) contenant au moins une galette,
- un moyen de distribution robotisé (4) assurant une ou plusieurs actions élémentaires,
- un dispositif de contrôle informatique (8) assurant l'enchaînement et la coordination des actions élémentaires, caractérisé en ce que les actions élémentaires sont les suivantes:
- (GCA) prise, transport et chargement d'une galette à partir d'une cassette vers l'analyseur,
- (GAC) déchargement, transport et dépose d'une galette à partir de l'analyseur vers une cassette, - (MCA) mouvement à partir d'une cassette vers l'analyseur,
- (MAC) mouvement à partir de l'analyseur vers une cassette,
- (MCR) mouvement à partir d'une cassette vers une position de repos,
- (MAR) mouvement à partir de l'analyseur vers une position de repos,
- (MRC) mouvement à partir d'une position de repos vers une cassette,
- (MRA) mouvement à partir d'une position de repos vers l'analyseur; et en ce que l'on met en œuvre dans la machine au moins un deuxième (7) analyseur optique, les analyseurs étant sous forme de modules indépendants, et lorsque les analyseurs sont opérationnels, la machine étant alors en mode de fonctionnement optimal, le moyen de distribution assure la distribution des galettes entre les analyseurs, un des analyseurs étant déchargé puis chargé pendant que les autres effectuent les analyses.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lorsque au moins un des analyseurs n'est pas opérationnel, la machine étant alors en mode de fonctionnement dégradé, le moyen de distribution assure la distribution des galettes aux seuls analyseurs opérationnels.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le moyen de distribution robotisé assure en outre une ou plusieurs des actions élémentaires suivantes:
(MCC) mouvement à partir d'une cassette vers l'autre cassette,
(MAA) mouvement à partir d'un analyseur vers un autre analyseur.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de distribution assure une distribution selon au moins l'un des deux modes suivants :
- le moyen de distribution assure une distribution séquentielle et cyclique des galettes à l'ensemble des analyseurs, ou - le moyen de distribution sélectionne l'analyseur suivant libre pour le charger ou ayant terminé l'analyse pour le décharger/charger en fonction d'un critère.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 3, caractérisé en ce qu'en mode de fonctionnement optimal dans une machine comportant deux analyseurs optiques, le moyen de distribution assure une distribution alternative des galettes aux deux analyseurs, le dispositif de contrôle enchaînant les actions suivantes à la mise en fonctionnement de la machine, les analyseurs étant libres: a - (GCA) vers le premier analyseur, b - (MAC) ou ( (MAR) puis (MRC) ), c - (GCA) vers le second analyseur, d - ( (MAR) puis (MRA) ) vers le premier analyseur bu, dans lé cas où le mouvement à partir d'un analyseur vers un autre analyseur est possible, (MAA) vers le premier analyseur, e - (GAC) à partir du premier analyseur, f - (GCA) vers le premier analyseur, g - ( (MAR) puis (MRA) ) vers le second analyseur ou, dans le cas où le mouvement à partir d'un analyseur vers un autre analyseur est possible, (MAA) vers le second analyseur, h - (GAC) à partir du second analyseur, i - (GCA) vers le second analyseur, les actions d, e, f, g, h, i étant répétées tant que des galettes à analyser sont disponibles et l'analyseur étant déchargé a la fin de l'analyse de la dernière galette.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lorsque plusieurs actions ou groupes d'actions sont possibles, le dispositif de contrôle exécute l'action ou le groupe d'actions dont la durée estimée est la plus courte.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'action ou le groupe d'actions du moyen de distribution est débuté avant, la fin de l'analyse afin que le moyen de distribution soit à même à décharger la galette de l'analyseur au moment où l'analyse se termine, l'état d'avancement de l'analyse et la durée estimée d'action du moyen de distribution et la durée moyenne d'analyse étant pris en compte par le dispositif de contrôle..
8. Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle estime la durée d'action par une recherche dans une liste (9) contenant des temps d'actions en fonction au moins d'un point de départ et d'un point d'arrivée du moyen de distribution.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lorsque aucun analyseur n'est libre ou ne termine l'analyse d'une galette, le moyen de distribution détermine l'état de remplissage de la cassette;
10. Procédé selon l'une quelconque dès revendications précédentes caractérisé en ce que l'on analyse les galettes par au moins l'un des moyens suivants: ellipsométrie, réflexométrie.
1 1. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on analyse des galettes d'au moins l'un des types suivants: semi-conducteurs, micromachines, micro-optique.
12. Machine d'analyse optique de galettes (5) à micro structures, la machine (1 ) comportant:
- un analyseur optique (6) pouvant analyser une galette à la fois,
- au moins une cassette (2,3) contenant au moins une galette, - un moyen de distribution robotisé (4) assurant une ou plusieurs actions élémentaires,
- un dispositif de contrôle informatique (8) assurant l'enchaînement et la coordination des actions élémentaires, caractérisée en ce que les actions élémentaires de la machine sont les suivantes:
- (GCA) prise, transport et chargement d'une galette à partir d'une cassette vers l'analyseur,
- (GAC) déchargement, transport et dépose d'une galette à partir de l'analyseur vers une cassette, - (MCA) mouvement à partir d'une cassette vers l'analyseur,
- (MAC) mouvement à partir de l'analyseur vers une cassette,
- (MCR) mouvement à partir d'une cassette vers une position de- repos,
- (MAR) mouvement à partir de l'analyseur vers une position de repos,
- (MRC) mouvement à partir d'une position de repos vers une cassette,
- (MRA) mouvement à partir d'une position de repos vers l'analyseur; et la machine comporte au moins un deuxième (7) analyseur optique, les analyseurs étant sous forme de modules indépendants, et des moyens permettant . un fonctionnement selon le procédé de l'une quelconque des revendications précédentes avec au moins les deux modes suivants: - un mode de fonctionnement optimal lorsque les analyseurs sont opérationnels, le moyen de distribution assurant alors la distribution des galettes aux analyseurs,
- un mode de fonctionnement dégradé lorsque au moins un des analyseurs n'est plus opérationnel, le moyen de distribution assurant alors la distribution des galettes aux seuls analyseurs opérationnels.
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