专利名称：处理装置的动作监视系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够根据构成处理装置的可动部件动作时的振动来监视该可动部件 的动作的处理装置的动作监视系统。
背景技术：
以往，作为在基板上连续实施成膜处理或蚀刻处理等各种处理的装置，已知有如 图ι所示那样构成的处理装置(即所说的组合设备装置)，即经由闸阀El E4，以包围配 置有自动输送装置A的中央的输送室B的方式来配置基板S的真空进样室C和多个处理室 Dl D3，在各处理室D或者各处理室D的相互间输送由自动输送装置A投入到真空进样室 C的基板S。在这种处理装置中，除了自动输送装置A以外，还设置有具备隔绝各处理室D和输 送室B的驱动单元的闸阀E、冷媒循环式的冷槽(未图示)和真空泵P等多种可动部件，通 过这些可动部件形成了用于对处理对象物实施包括输送基板在内的规定的处理的处理环 境。此时，为了顺利进行上述规定的处理，必须使这些可动部件总是正常地进行动作。根据 上述情况，对每个可动部件设置光学传感器等检测单元，可以监视其动作，但是由于装置的 构成部件较多，或者待管理数据庞大而需要高性能的控制单元，其结果会导致成本变高。但是，以往提案有，使用加速度传感器或AE传感器等用于检测装置的振动的振动 检测单元来检测处理装置的异常。例如，在专利文献1中公开了设置一种停止控制单元在 装置内部或外部设置加速度传感器，根据该检测单元的输出来输出意为使装置停止的停止 信号。但是，在基于以往的振动测量的异常检测中，预先取得处理装置的构成部件中的 要进行异常检测的测量对象物异常时的振动波形，并基于此来进行异常检测。因此，存在有 测定对象物被确定了的问题。另外，由于只在超过了预先规定的阈值时才判断异常，所以不 适于管理根据使用频度老化的可动部件的老化状况等。专利文献1 日本特开平9-237757号公报
发明内容
于是，本发明借鉴了以上的问题，其课题在于，提供一种低成本的处理装置的动作 监视系统，能简单地判断构成处理装置的可动部件的包括老化在内的异常。为了解决上述课题，本发明的处理装置的动作监视系统的特征在于，该处理装置 具备为了在对处理对象物实施规定处理的处理室内形成规定的处理环境而设置的可动部 件和控制各可动部件的动作的控制单元，该动作监视系统构成为具备振动检测单元，其检 测伴随着上述可动部件的动作而产生的振动的波形；在通过控制单元的控制而使任意一个 上述可动部件动作的情况下，该处理装置的动作监视系统取得与上述控制相对应的事件 数据、和由上述振动检测单元检测到的此时正在动作的全部可动部件的振动的波形；在每 次选择了与上述事件数据相对应的控制时，或者取得了与和上述事件数据同种的其他的事件数据相对应的振动的波形时，监视上述波形的变化，当该波形超过了规定的范围变化时， 判断为处理装置异常。根据本发明，在通过控制单元的控制来而任意一个可动部件动作的时候，通过振 动检测单元分别测量因包含该可动部件在内的动作中的所有可动部件的动作而产生的振 动的波形且是振动传播的范围的波形，并同时取得作为其控制内容的事件数据。并且，例 如，当在相同的动作环境下通过控制单元进行了同种的控制(事件数据基本一致)时，通 过振动检测单元再次分别检测振动的波形，并和与该事件数据相对应的上次的振动数据比 较。并且，若任意一个该振动数据超过了规定的范围而发生变化，则判断为处理装置异常或 者因老化故需要保养。另外，在本发明中，事件数据是与通过控制单元的控制使任意一个可 动部件动作时从控制单元输出的控制(司令)内容相关的数据，指的是“打开闸阀”、“冷槽 动作”和“真空泵动作”等指令数据。在上述那样的本发明中，不是预先测量任意一个可动部件异常时的振动的波形， 而是在任意一个可动部件每次动作时，根据与特定的事件数据相对应的振动的波形的变化 来简单地判断可动部件的健全性。所以，在该振动的波形随着时间变化的情况下，也能够监 视到可动部件的老化状况。另外，由于是检测并处理振动传播的范围内动作的可动部件的 所有振动，所以不需要对每个可动部件设置振动检测单元，从而能够实现低成本化。并且， 与通过在一定的周期内取得表示处理装置各部的状态的信息并处理来进行动作监视的情 况相比，能够减少待管理数据的数量，最适合作为用于组合设备这样的可动部件比较多的 处理装置用的动作监视系统。另外，在本发明中，也可以构成为，在与上述事件数据相对应的控制被选择了的情 况下，当新检测到没有包含在上次的振动的波形中的振动的波形时，确定该振动的产生原 因并存储基于上述产生原因的其他波形。在任意一个上述可动部件正在动作时，若通过上 述振动检测单元检测到上述的其他波形，则判断为处理装置异常。由此，能够在例如成膜室 的内壁上设置的保护板上附着的膜剥离、或者基板在输送时破损等因在事件数据中无法管 理的原因而引起振动产生的情况下判断为处理装置异常。在上述取得的振动的波形被转换成规定的特征参数后，如果预先将其存储在控制 单元中设置的存储器或其他众所周知的存储装置中，则与将取得的振动的波形的数据原样 保存的情况相比，通过将其持续时间、振动的上行以及下行时间、最大振幅值、振动能量和 峰值频率等转换成参数并存储，从而不需要预先保存大量的数据，并且异常的判断也变得
各易O在这种情况下，如果预先装备显示上述特征参数的显示单元，则可动部件的老化 能够可视化，有利于对其老化等进行分析和判断。另外，优选地，上述振动检测单元由能够测量的振动的频带不同的多个传感器组 合构成，以使得能够捕捉到动作过程中的所有可动部件的振动。
图1的(a)和(b)是示意性表示具备自动输送装置的处理装置的俯视图以及截面 图。图2是说明针对通过振动检测单元检测到的振动的波形向特征参数转换的图。
图3是表示显示单元中的特征参数的显示例的图。图4的(a)至(d)是说明通过本发明的处理装置的动作监视系统进行异常检测的 例子的图。图5的(a)至(d)是说明通过本发明的处理装置的动作监视系统进行异常检测的 其他例子的图。
具体实施例方式下面，对在图1所示的处理装置中应用了本发明的实施方式进行说明。即，在输送 室B中设置有自动输送装置A。自动输送装置A具有作为省略图示的驱动单元的2个电机， 同心配置的各电机的旋转轴Ia和Ib由机械臂2形成连杆机构而被连接，并在其前端安装 有机械手3。由此，通过适当控制各电机的旋转轴la、lb的旋转角来使机械臂2自由地伸缩 以及旋转，从而能够利用机械手3夹持基板S移送到规定的位置。另外，输送室B、真空进样 室C和处理室Dl D3经由具备有气缸等驱动单元4的闸阀El E4连结，从而各室能够 相互隔绝。输送室B、真空进样室C和各处理室Dl D3连接有由回转泵、低温泵或涡轮分子 泵构成的真空排气单元P。在这种情况下，与各处理室Dl D3中进行的处理相应地，在与 各处理室Dl D3的连接位置上适当设置省略图示的、众所周知的构造的冷槽。另外，在处 理室Dl D3等中，设置有皮拉尼真空计或离子计等真空压测量单元、和用于导入规定气体 的气体导入单元，还按照规定的处理适当设置有用于在处理室Dl D3内形成放电等离子 体的电极或电源，这里没有特别图示。为了对半导体晶片等作为处理对象物的基板S实施规定的处理，在为了形成例如 从该基板S的真空进样室C向各处理室Dl D3的移送、或者真空(等离子体)环境的形 成等的规定的处理环境的输送室B、真空进样室C和各处理室D中适当设置的上述各部件构 成了本实施方式的可动部件。这些可动部件的动作由控制单元5控制。控制单元5具有众 所周知的构造，例如具备微型计算机、能够在该微型计算机中通过个人电脑等预先将控制 (指令)内容编制成程序，并通过依次执行该程序来进行顺序控制。另外，控制单元5连接 有液晶显示器等显示单元6，能够适当显示控制内容。在处理装置中，设置有振动检测单元7，其用于检测在各可动部件动作时伴随与此 发生的振动的波形。作为振动检测单元7，可以使用具有众所周知的构造的加速度传感器、 振动/冲击传感器、AE (声发射)传感器和麦克风等。振动检测单元7经由后述的振动参 数转换单元7a与控制单元5连接，另外，为了高效地检测各可动部件动作时发生的振动的 波形，例如安装在输送室B的底面外侧。这里，将多个上述传感器组合使用，以使能够在较宽频带内、即从电机或闸阀 El E4动作时的振动那样的500Hz以下的低频域的振动开始到上述冷槽动作时活塞摩擦 气缸壁面而产生的振动那样的IOOkHz的高频域的振动为止的频带内进行振动测量(即，能 够对构成处理装置的全部部件进行动作监视)。另外，低频域的振动容易传播，可动部件即使是树脂制等也难以衰减，而高频域的 振动只是因为树脂制部件等的存在就会衰减，因此考虑这些振动的特性，为了测量作为目 标的振动而适当选择上述各传感器的安装位置。
接着，针对本实施方式涉及的处理装置的动作监视，例如以通过真空排气单元的 动作使输送室B、真空进样室C和各处理室Dl D3保持在规定的真空度的状态下，将真空 进样室C中设置的基板S移送至任意一个处理室Dl D3的情况为例进行说明。首先，在 确认了真空进样室C通过控制单元5的控制达到了规定的真空度以后，打开位于输送室B 和、真空进样室C以及处理室Dl D3之间的2个闸阀El E4。此时，通过振动检测单元 6来检测随着闸阀El E4的动作而产生的振动的波形、和随着真空泵P的动作而产生的振 动等当前正在动作的可动部件的振动的波形。被测量的振动的波形通过振动参数化单元7a分别被转换成特征参数。以通过AE 传感器检测到闸阀El的振动的情况为例进行说明，在振动参数化单元7a中，随着检测到的 闸阀El的动作而产生的振动的波形的持续时间、振动的上行以及下行时间、最大振幅值、 振动能量和峰值频率被进行了冲击处理(hit processing)。也就是说，将对AE波形进行包 络线检波而形成的波形块定义成1个信号(冲击)，作为特征参数(参照图2)。该特征参数被输出至控制单元5，并和被称为“打开闸阀E1”的作为控制单元5发 出的控制(指令)内容的事件数据一起被存储在控制单元5中设置的存储器等存储单元中 (在实际的处理中，在任意一个可动部件通过控制单元5的控制动作了的情况下，检测出在 包含该可动部件在内的当前动作中振动的全部可动部件的振动的波形，然后它们被进行冲 击处理，并分别被转换成特征参数而存储)。由此，事件数据和振动波形的特征参数的同步 变得容易，另外，参数化和只在任意一个可动部件动作时取得数据(与事件数据和特征参 数有关的数据)互相结合，能够不再需要保存大量的数据。另外，得到的特征参数能够显示在显示单元6上。在这种情况下，优选用气泡图 (散点图)来显示，例如，在X轴上取振动波形的第1峰值，在Y轴上取振动波形的最大振 幅，并用圆的大小来表示振动能量(参照图3)。由此，对应于事件数据的各可动部件的振动 能够可视化。另外，气泡图适于通过X-Y轴上表示的圆的大小、圆的颜色、圆的高度等来将 具有多个特征参数的波形数据的特征可视化。这里，若在一定的期间内持续蓄积所得到的特征参数，则通常发生的振动在气泡 图上聚集在特定的区域。因此，如图4所示那样，若蓄积特征参数并包含其发生次数在内地 显示在显示单元6上，则在除了可动部件的动作以外发生了其他的振动的情况下，能够通 过在上述区域以外的区域表示振动的发生来直接辨别(如果消去事件数据和与其对应的 特征参数的数据，则能够更加明显地表现)。在这种情况下，例如停止处理装置的动作，并确定该振动的产生原因。并且，预先 构成为，预先将基于该产生原因的其他的振动数据存储在存储单元中，当在上述可动部件 的任意一个动作过程中通过振动检测单元7检测到其他的振动数据时，则判断为处理装置 的异常。由此，例如，在当处理室Dl D3内壁上设置的保护板上附着的膜剥离时发生的AE 波QOOkHz附近)等、在事件数据中因无法管理的原因而引起的振动发生的情况下，能够判 断包含保养的必要性在内的处理装置的异常。接着，例如，在真空进样室C和各处理室Dl D3被保持为规定的真空度的状态等 相同的动作环境下，通过控制单元5进行相同的控制、也就是说生成了指令“打开闸阀E1” 的时候，或者在进行了从任意一个处理室向其他的处理室移送基板S那样的同种控制(例 如，“打开闸阀E2”:事件数据基本一致)的情况下，通过振动检测单元7再次分别检测此时发生的振动的波形并转换成特征参数，并且与和该事件数据相对应的上次的振动的特征参 数进行比较。并且，根据与特征参数的时间轴的偏离和AE能量面积的变化来判断处理装置 的异常或者因老化故需要保养。由此，除了监视电机、闸阀和冷槽的动作以外，还可以监视 例如在处理室内实施等离子处理的情况下的异常放电(电弧放电)的发生、或者、基板S被 自动输送装置A输送时从机械手上脱落等情况。接着，对在本实施方式中通过监视处理装置的动作来检测可动部件的异常的例子 进行说明。当在真空进样室C和各处理室Dl D3被保持为规定的真空度的状态下，通过控 制单元5使闸阀El E3分别动作时(当事件数据为同种的时)，通过振动检测单元7测量 振动的波形，转换成特征参数，并与此相应地作成各自的散点图(参照图4的(a)至(c))。 并且，通过将这些散点图重叠(参照图4的(d))来判定只有在闸阀2动作时才由振动检测 单元7检测到异常的振动(由符号Rl表示的区域)。由此，判定闸阀2处发生了异常。在 这种情况下，更换闸阀2自己。另一方面，当在输送室B、真空进样室C和各处理室Dl D3被保持为规定的真空 度的状态下，通过控制单元5使间阀El动作时，通过振动检测单元7测量振动的波形，作成 转换为特征参数时的散点图(参照图5的(a))。并且，当在相同的环境下通过控制单元5 选择了上述控制时(当事件数据相同时)，每次测量振动的波形，转换成特征参数来作成散 点图，并与上次作成的散点图重叠显示。通过将各散点图这样重叠(参照图5的(d))，若闸阀El的使用时间变长，则判定 通过振动检测单元7测量的振动正在变化(在图5中，由符号R2表示的区域向右侧位移)。 由此，判定为间阀El处发生了异常或者有发生异常的可能性。在这种情况下，更换间阀El 自己。在如以上说明那样的本发明的实施方式中，在任意一个可动部件每次动作时，根 据与特定的事件数据相对应的振动的波形的变化，能够简单地判断可动部件的健全性，特 别是在该振动的波形随着时间变化的情况下，能够了解可动部件的老化状况。另外，如果是 振动传播的范围，由于对动作中的可动部件的全部的振动进行检测并处理，所以不需要对 每个可动部件设置振动检测单元，能够实现低成本化。另外，在本实施方式中，以一定环境下的闸阀的动作为例进行了说明，但并不局限 于此，只要是伴随着动作而产生振动的可动部件，就能够应用本发明来管理其动作。另外， 虽然以将振动的波形转换成特征参数并利用气泡图显示的情况为例进行了说明，但只要能 够将取得的特征参数重叠显示即可而与其形式无关，例如曲线图等。图中符号说明5…控制单元、6…显示单元、7…振动检测单元、B…输送室、O··真空进样室、Dl D3…处理室、El E4…闸阀、P…真空排气单元、S…基板。
权利要求
1.一种处理装置的动作监视系统，该处理装置具备为了在对处理对象物实施规定处 理的处理室内形成规定的处理环境而设置的可动部件和控制各可动部件的动作的控制单 元，该处理装置的动作监视系统的特征在于，构成为，具备振动检测单元，其检测伴随着上述可动部件的动作而产生的振动的波形， 在通过控制单元的控制而使任意一个上述可动部件动作的情况下，该处理装置的动作 监视系统取得与上述控制相对应的事件数据、和由上述振动检测单元检测到的此时正在 动作的全部可动部件的振动的波形，在每次选择了与上述事件数据相对应的控制时，或者取得了与和上述事件数据同种的 其他的事件数据相对应的振动的波形时，监视上述波形的变化，当该波形超过了规定的范 围变化时，判断为处理装置异常。
2.根据权利要求1所述的处理装置的动作监视系统，其特征在于，构成为，在选择了与上述事件数据相对应的控制的情况下，当新检测到没有包含在上次的振动 的波形中的振动的波形时，确定该振动的产生原因并存储基于上述产生原因的其他波形，在任意一个上述可动部件的动作过程中，若通过上述振动检测单元检测到上述的其他 波形，则判断为处理装置异常。
3.根据权利要求1或2所述的处理装置的动作监视系统，其特征在于， 将上述取得的振动的波形转换成规定的特征参数后进行存储。
4.根据权利要求3所述的处理装置的动作监视系统，其特征在于， 具备显示单元，其显示上述特征参数。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的处理装置的动作监视系统，其特征在于， 上述振动检测单元由能够测量的振动的频带不同的多个传感器组合构成。
全文摘要
本发明涉及处理装置的动作监视系统，能够在具备为了在对处理对象物实施规定处理的处理室内形成规定的处理环境而设置的可动部件、和控制各可动部件的动作的控制单元的处理装置中，简单地判断构成处理装置的可动部件的包括经时变化在内的异常。其中，设置有振动检测单元(7)，其用于检测伴随着上述可动部件的动作而产生的振动的波形。在执行了来自控制单元的要使任意一个可动部件动作的控制的情况下，取得与控制相对应的事件数据和此时动作中的全部可动部件的振动的波形。在每次选择了与事件数据相对应的控制时，或者在与和上述事件数据同种的其他的事件数据相对应的振动的波形被取得时，监视上述波形的变化，若该波形超过了规定的范围而发生变化，则判断为处理装置异常。
文档编号H01L21/677GK102105975SQ200980128998
公开日2011年6月22日 申请日期2009年7月21日 优先权日2008年7月24日
发明者藤井佳词 申请人:爱发科股份有限公司