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TECHNISCHES
GEBIET
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Diese
Erfindung betrifft eine Drehantriebsvorrichtung und ein Drehantriebsverfahren
und genauer gesagt eine Drehantriebsvorrichtung und ein Drehantriebsverfahren,
die während
des Betriebs der Vorrichtung auf einen Spannungsabfall reagieren können.
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STAND DER
TECHNIK
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Beispielsweise
befördert
eine Vorrichtung zur Herstellung von Halbleitereinrichtungen ein
zu bearbeitendes Objekt wie beispielsweise einen Halbleiterwafer
und ein LCD-Substrat (im folgenden "einen Wafer o. ä.") von einem Ein- und Ausladebereich hin
zu einem Bearbeitungsbereich, beispielsweise zu einem Reinigungs-/Trocknungsbereich,
unter Verwendung eines Transportmechanismus. Bei diesem Reinigungs/Trocknungsbereich
wird ein mittels eines mit einem Drehmechanismus ausgestatteten
Rotor gehaltener Wafer o. ä.
gereinigt, um Verunreinigungen wie beispielsweise Partikel, organische
Verunreinigungen und metallische Unreinheiten sowie nach dem Ätzen verbliebene
Polymere von dem Wafer o. ä.
unter Zufuhr einer bestimmten chemischen Flüssigkeit, unter Zufuhr von
de-ionisiertem Wasser, oder dergleichen zu entfernen. Nach dem Entfernen
wird der Wafer o. ä.
durch Entfernen von Tröpfchen
von diesem Wafer o. ä.
unter Zufuhr von Inertgas, beispielsweise Stickstoffgas (N2), flüchtigem
und hydrophilem IPA Dampf, etc. getrocknet. Anschließend wird
ein Vorgang zum Aufnehmen des Wafers o. ä. von dem Reinigungs/Trocknungsbereich
und Weiterbefördern
des Wafers o. ä.
zu dem Ein- und Ausladebereich mittels des Transportmechanismus
ausgeführt.
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Bei
einer solchen Halbleiter-Herstellvorrichtung wird natürlich ein
mittels einer Versorgungsspannung von einer Energiequelle her angetriebener Motor
(eine Drehantriebsvorrichtung) in einem Rotor als Antriebsquelle
für den
Transportmechanismus verwendet.
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Übrigens
tritt während
des Betriebs der Vorrichtung eine Situation auf, dass die Spannungsversorgung
für den
Motor abfällt.
In einer solchen Situation wird die Bearbeitung unmittelbar ausgesetzt,
um den Rotor und den Transportmechanismus zu schützen. Der Stillstand der Bearbeitung
kann jedoch dazu führen,
dass sich die Qualität
des Wafers verschlechtert.
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Daher
ist bis jetzt ein Verfahren verwendet worden, das, wenn die Spannungsversorgung
aufgrund beispielsweise eines Stromausfalls abfällt, der Bearbeitungszustand
abgespeichert wird mittels einer Energiequelle, die über eine
Reserve-Energieversorgung
versorgt wird, und wenn der Spannungsabfall ausgeräumt ist,
wird die Bearbeitung von neuem gestartet, während Bezug auf die Daten des
gespeicherten Bearbeitungszustands genommen wird. Dieses Verfahren
ist beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung Nr.
2723764 ,
Absätze 0011,
0024 bis 0028 und 0031 und Fig. 4 und 5, offenbart. Außerdem ist
auch ein Verfahren bekannt, dass, wenn ein Stromausfall auftritt,
der Transport von Wafern o. ä.
oder die Bearbeitung aufrecht erhalten wird mittels einer Notstromversorgung
von einer Notstromquelle her. Dieses Verfahren ist beispielsweise
offenbart in der japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr.
10-150014 ,
Absätze
Nr. 0033, 0040 und 0041 sowie
5.
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Bei
dem oben erwähnten
Verfahren, dass der Bearbeitungszustand mittels der über die
Reserve- Stromversorgung
versorgten Energiequelle abgespeichert wird, wenn die Versorgungsspannung
abfällt,
und dass der Bearbeitungszustand aufrecht erhalten wird, während Bezug
genommen wird auf Daten des abgespeicherten Bearbeitungszustands, wenn
der Spannungsabfall ausgeräumt
ist, bestehen jedoch noch Probleme: Da der Betrieb (der Antrieb) der
Vorrichtung angehalten wird, wenn die Versorgungsspannung abfällt, und
der Betrieb (der Antrieb) wieder gestartet wird, wenn der Spannungsabfall ausgeräumt ist,
ist der Antriebszeitraum der Vorrichtung verlängert, so dass ihr Durchsatz
reduziert ist. Außerdem
können
die Wafer o. ä.
bei einem Halt der Drehung eines Antriebsbereichs der Vorrichtung,
insbesondere während
seiner beschleunigenden Drehung oder Drehung mit hoher Geschwindigkeit,
aufgrund einer Schwingung der Vorrichtung beschädigt werden. In gleicher Art
und Weise hat das andere Verfahren, bei welchem der Bearbeitungsvorgang unter
Zufuhr des Notstroms von der Notstromquelle her bei einem Stromausfall
weitergeführt
wird, Probleme, obwohl hier nicht das Problem besteht, dass der
Bearbeitungszeitraum spürbar
verlängert
wird: Da der Antrieb der Vorrichtung beim Übergang von der Hauptstromversorgung
zu der Notstromversorgung zu einem temporären Halt gelangt, ist der Antriebszeitraum
ebenfalls verlängert,
so dass der Durchsatz sich verringert. Wie oben erwähnt, können die
Wafer o. ä.
außerdem
beim Anhalten der Drehung eines Antriebsbereichs der Vorrichtung,
insbesondere während
seiner beschleunigenden Drehung oder Drehung mit hoher Geschwindigkeit,
aufgrund einer Schwingung der Vorrichtung beschädigt werden.
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Ein
Abfall der Spannungsversorgung ergibt sich übrigens nicht nur bei einem
Stromausfall. Er kann sich auch aus einem momentanen Blackout ergeben,
wo die Spannung sofort abfällt
und die Energieversorgung anschließend wiederhergestellt (Energie
wieder zugeführt)
wird. Die Vorrichtung ist normalerweise dazu standardisiert, mit
einem solchen momentanen Blackout umgehen zu können.
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Auch
im Fall eines solchen momentanen Blackouts verursacht der Halt des
Antriebs der Vorrichtung eine Verlängerung des Antriebszeitraums und
eine Verminderung des Durchsatzes. Außerdem besteht ein Problem,
dass ein Halt in dem Drehantrieb dazu führt, dass die Wafer o. ä. aufgrund
einer Schwingung beschädigt
werden können.
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Unter
den oben beschriebenen Umständen ist
es das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Verlängerung
des Antriebszeitraums durch Steuern der Drehung einer Vorrichtung
entsprechend einem Spannungsabfall während des Antriebs der Vorrichtung
zu unterdrücken,
um den Durchsatz der Vorrichtung zu verbessern und eine Schwingung
der Vorrichtung aufgrund ihres Anhaltens in der Drehung während es
Spannungsabfalls zu unterdrücken.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß einem
ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung wird eine Drehantriebsvorrichtung
mit einem Motor geschaffen, der sich zumindest bei einer hohen und
einer geringen Geschwindigkeit dreht, einem Kreis zum Erzeugen eines
Drehmoments des Motors mittels einer Versorgungsspannung von einer Energiequelle
her, einem Motorsteuerkreis zum Steuern der Drehung des Motors,
einem Drehzahlerfasser zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit des Motors
und Übertragen
eines Erfassungssignals an den Motorsteuerkreis, und einer Steuerung,
um die Drehgeschwindigkeit des Motors und dessen Drehzahl an den
Motorsteuerkreis und von diesem weg zu liefern, wobei der Kreis
zur Erzeugung des Drehmoments einen Spannungsdetektor zum Erfassen
einer Stufe der Versorgungsspannung und eines Zeitraums eines Spannungsabfalls
beinhaltet, welcher Spannungsdetektor eine Information über den
Spannungsabfall an die Steuerung liefert, die Steuerung eine Information über die
Wiederherstellung der Energieversorgung speichert, welche einen
Spannungsabfall und einen Zeitraum dieses Spannungsabfalls unter
einem momentanen Blackout hat, der innerhalb eines vorbestimmten
Zeitraums ausgeräumt werden
kann, und eine Drehsteuerungsmuster-Information des Motors entsprechend
dieser Information über
die Wiederherstellung der Energieversorgung, und zwar im Vorhinein,
und die Steuerung die Drehung des Motors beim Vergleichen der Information über den
Spannungsabfall, der Information über die Wiederherstellung der
Energieversorgung und der Drehsteuerungsmuster-Information des Motors
miteinander steuert.
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Da
die Drehantriebsvorrichtung einen Spannungsabfall während der
Drehung des Motors erfassen kann und außerdem die Drehung des Motors
entsprechend dem Spannungsabfall steuern kann, wenn er von dem momentanen
Blackout herrührt,
ist es möglich,
eine Verlängerung
des Antriebszeitraums des Motors zu unterdrücken, und es ist auch möglich, den
Durchsatz der Vorrichtung zu verbessern.
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Das
zweite Merkmal der Erfindung besteht darin, dass, wenn der Spannungsdetektor
während der
beschleunigenden Drehung des Motors einen Spannungsabfall erfasst,
die Steuerung Steuerungssignale der abbremsenden Drehung des Motors
und der anschließenden
Drehung des Motors bei einer konstanten Geschwindigkeit ausgibt.
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Wenn
ein Spannungsabfall während
der beschleunigenden Drehung des Motors auftritt, wird daher die
Drehung des Motors einmal abgebremst und anschließend auf
einer konstanten Geschwindigkeit gehalten, auf der Grundlage der
Steuerungssignale des Steuerungsmittels. Es ist möglich, das
Auftreten von Schwingungen aufgrund des Stillstands des Motors zu
unterdrücken.
Daher wird es beispielsweise bei der Anwendung der Drehantriebsvorrichtung
auf eine Bearbeitungsvorrichtung zum Halten von in einer Drehung
zu bearbeitenden Objekten möglich, eine
Beschädigung
der Objekte zu reduzieren, die bearbeitet werden sollen.
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Das
dritte Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die
Vorrichtung ein Drehsteuerungsmuster des Motors aufstellt, welches
Bereiche einer beschleunigenden Drehung, einer konstanten Drehung
mit hoher Geschwindigkeit sowie einer Einspritzdüse abbremsenden Drehung hat,
wobei, wenn der Spannungsdetektor während der beschleunigenden
Drehung des Motors einen Spannungsabfall erfasst, die Steuerung
die folgenden Steuerungssignale ausgibt: abbremsende Drehung des
Motors, anschließende
Drehung des Motors bei konstanter Geschwindigkeit, und, nach der
Wiederherstellung der Energieversorgung, beschleunigende Drehung
des Motors.
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Wenn
ein Spannungsabfall auftritt während der
beschleunigenden Drehung des Motors, wird daher die Drehung des
Motors einmal abgebremst und anschließend auf einer konstanten Geschwindigkeit gehalten,
auf der Grundlage der Steuerungssignale des Steuerungsmittels. Nach
dem Wiederaufbau der Spannungsversorgung wird die Drehung des Motors wieder
beschleunigt auf der Grundlage der Steuerungssignale des Steuerungsmittels.
So ist es möglich,
das Auftreten von Schwingungen aufgrund des Stillstands des Motors
zu unterdrücken,
und es ist auch möglich,
die Drehsteuerung des Motors gemäß dem Drehsteuerungsmusters
des Motors zu bewirken, das zuvor erstellt wurde. Demzufolge wird
es beispielsweise bei der Anwendung der Drehantriebsvorrichtung
auf eine Bearbeitungsvorrichtung, die zu bearbeitenden Objekte in
der Drehung hält,
möglich, eine
Beschädigung
der zu bearbeitenden Objekte zu vermindern, und es wird auch möglich, die
Qualität der
zu bearbeitenden Objekte zu verbessern.
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Das
vierte Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die
Vorrichtung ein Drehsteuerungsmuster des Motors aufstellt, welches
Bereiche einer beschleunigenden Drehung, einer konstanten Drehung
der Motorgeschwindigkeit und einer abbremsenden Drehung hat, wobei,
wenn der Spannungsdetektor während
der beschleunigenden Drehung des Motors einen Spannungsabfall feststellt, das
Steuerungsmittel die folgenden Steuerungssignale ausgibt: abbremsende
Drehung des Motors, anschließende
Drehung des Motors bei konstanter Geschwindigkeit, und, nach der
Wiederherstellung der Energieversorgung, Kompensieren der beschleunigenden
Drehung des Motors bei dem Spannungsabfall.
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Wenn
ein Spannungsabfall während
der beschleunigenden Drehung des Motors auftritt, wird daher die
Drehung des Motors einmal abgebremst und anschließend auf
einer konstanten Geschwindigkeit gehalten, auf der Basis der Steuerungssignale
des Steuerungsmittels. Nach dem Wiederaufbau der Spannungsversorgung
wird die beschleunigende Drehung beim Spannungsabfall kompensiert
auf der Basis der Steuerungssignale des Steuerungsmittels. Es ist
möglich,
das Auftreten von Schwingungen aufgrund des Stillstands des Motors
zu unterdrücken, und
es ist auch möglich,
die beschleunigende Drehung beim Spannungsabfall zu kompensieren.
Demzufolge wird es beispielsweise bei der Anwendung der Drehantriebsvorrichtung
auf eine Bearbeitungsvorrichtung, die zu bearbeitenden Objekte in
der Drehung hält,
möglich,
eine Beschädigung
der zu bearbeitenden Objekte zu vermindern, und auch möglich, die
Qualität
der zu bearbeitenden Objekte zu verbessern.
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Das
fünfte
Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die beschleunigende
Drehung des Motors nach der Wiederherstellung der Energieversorgung
ausgeführt
wird durch Steigern eines Beschleunigungsverhältnisses der beschleunigenden
Drehung des Motors in dem Drehsteuerungsmuster bis zu einem Endzeitpunkt
der beschleunigenden Drehung des Motors in dem eingestellten Drehsteuerungsmuster.
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Das
sechste Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass bei
der Vorrichtung eingestellt ist, dass die beschleunigenden Drehung
des Motors nach dem Wiederherstellung der Energieversorgung der
beschleunigenden Drehung des Motors des eingestellten Drehsteuerungsmusters
entspricht, und dass ein Zeitraum der konstanten Hochgeschwindigkeitsdrehung
des Motors gleich einem Zeitraum der konstanten Hochgeschwindigkeitsdrehung des
Motors in dem eingestellten Drehsteuerungsmuster ist, und ein Abbremsverhältnis der
abbremsenden Drehung des Motors erhöht ist, so dass ein Endzeitpunkt
der abbremsenden Drehung des Motors mit einem Endzeitpunkt der abbremsenden
Drehung des Motors in dem eingestellten Drehsteuerungsmuster zusammenfällt.
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Das
siebte Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass bei
der Vorrichtung die beschleunigende Drehung des Motors nach der
Wiederherstellung der Energieversorgung auf einer höheren Geschwindigkeit
gehalten wird als die Geschwindigkeit der konstanten Hochgeschwindigkeitsdrehung
des Motors in dem eingestellten Drehsteuerungsmuster, und nachdem
der Motor bei der höheren
Geschwindigkeit gedreht worden ist, der Motor abgebremst wird, um
so mit einem Endzeitpunkt der abbremsenden Drehung des Motors in
dem eingestellten Drehsteuerungsmuster zusammenzufallen.
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Gemäß dem fünften, sechsten
und siebten Merkmal der Erfindung ist es möglich, die Zuverlässigkeit
der Vorrichtung weiter zu verbessern, da die Steuerung gemäß dem erstellten
Drehsteuerungsmuster des Motors realisiert werden kann durch geeignetes
Steuern eines Beschleunigungsverhältnisses der beschleunigenden
Drehung nach dem Wiederaufbau der Spannungsversorgung, der Drehzahl, der
Periode bzw. des Zeitraums etc. der konstanten Hochgeschwindigkeitsdrehung
oder der abbremsenden Drehung nach dem Wiederaufbau der Spannungsversorgung.
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Das
achte Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass bei
der Vorrichtung, wenn der Spannungsdetektor einen Spannungsabfall
während
der beschleunigenden Drehung des Motors erfasst, die Steuerungsmittel
die folgenden Signale ausgeben: abbremsende Drehung des Motors,
anschließend
Drehung des Motors bei konstanter Geschwindigkeit, und Anhalten
der Drehung des Motors, wenn ein Zeitraum des momentanen Blackouts überschritten
ist.
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Wenn
ein Spannungsabfall auftritt, wird so die Drehung des Motors einmal
abgebremst und anschließend
auf einer konstanten Geschwindigkeit gehalten, auf der Basis der
Steuerungssignale des Steuerungsmittels. Nachdem die Zeit einen
Zeitraum des momentanen Blackouts überschritten hat, wird die
Drehung des Motors angehalten auf der Basis der Steuerungssignale
des Steuerungsmittels. Bei dem Spannungsabfall aufgrund des Blackouts
ist es daher möglich,
das Auftreten von Schwingungen aufgrund des Stillstands des Motors
zu unterdrücken.
Außerdem
ist es auch möglich,
die Zuverlässigkeit
der Vorrichtung zu verbessern.
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Das
neunte Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in dem Vorsehen
einer Drehantriebsvorrichtung mit einem Motor, der sich zumindest
bei einer hohen und einer geringen Geschwindigkeit dreht, einem
Kreis zum Erzeugen eines Drehmoments des Motors mittels einer Versorgungsspannung
von einer Energiequelle her, einem Motorsteuerkreis zum Steuern
der Drehung des Motors, einem Drehzahlerfasser zum Erfassen einer
Drehgeschwindigkeit des Motors und Übertragen eines Erfassungssignals
an den Motorsteuerkreis, und einer Steuerung, um die Drehgeschwindigkeit
des Motors und dessen Drehzahl an den Motorsteuerkreis und von diesem
weg zu liefern, der Kreis zur Erzeugung des Drehmoments einen Spannungsdetektor
beinhaltet zum Erfassen einer Stufe der Versorgungsspannung und
eines Zeitraums des Spannungsabfalls, welcher Spannungsdetektor
eine Information über
den Spannungsabfall direkt an den Motorsteuerkreis übermittelt,
der Motorsteuerkreis eine Information über die Wiederherstellung der
Energieversorgung speichert, mit einem Spannungsabfall und einem
Zeitraum des Spannungsabfalls unter einem momentanen Blackout, der
innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums ausgeräumt werden kann, die Steuerung
eine Information über
das Drehsteuerungsmuster des Motors entsprechend der Information über die
Wiederherstellung der Energieversorgung speichert, welche Information über das
Drehsteuerungsmuster zuvor an den Motorsteuerkreis ausgegeben worden
ist, und der Motorsteuerkreis die Drehung des Motors auf der Grundlage
eines Vergleichs der Information über den Spannungsabfall, der
Information über
die Wiederherstellung der Energieversorgung und der Information über das
Drehsteuerungsmuster des Motors miteinander steuert.
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Das
zehnte Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in dem Vorsehen
eines Drehantriebsverfahrens für
eine Drehantriebsvorrichtung mit einem Motor, der zumindest bei
einer hohen und einer niedrigen Geschwindigkeit dreht, einem Kreis
zum Erzeugen eines Drehmoments des Motors mittels einer Versorgungsspannung
von einer Energiequelle, und einem in diesem Kreis zur Erzeugung
des Drehmoments angeordneten Spannungsdetektor, um eine Stufe der
Spannungsversorgung und einen Zeitraum eines Spannungsabfalls zu
erfassen, mit den folgenden Schritten: Speichern einer Information über die
Wiederherstellung der Energieversorgung mit dem Spannungsabfall
und dem Zeitraum des Spannungsabfalls unter einem momentanen Blackout,
der innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums ausgeräumt werden
kann, und Speichern einer Information über das Drehsteuerungsmuster
des Motors entsprechend dieser Information über die Wiederherstellung der
Energieversorgung, und zwar im vorhinein, und Erhalten einer von
dem Spannungsdetektor erfassten Information über den Spannungsabfall und weiter
Steuern der Drehung des Motors auf der Grundlage eines Vergleichs
der Information über
den Spannungsabfall, der Information über die Wiederherstellung der
Energieversorgung und der Information über das Drehsteuerungsmuster
des Motors miteinander.
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Das
elfte Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der
Schritt des Vergleichens der Information über den Spannungsabfall, der
Information über
die Wiederherstellung der Energieversorgung und der Information über das
Drehsteuerungsmuster des Motors miteinander ausgeführt wird mittels
einer Steuerung, die dazu ausgestaltet ist, sowohl eine Drehgeschwindigkeit
des Motors als auch dessen Drehzahl an einen Motorsteuerkreis auszugeben
und von dort zu empfangen, um den Motor durch den Kreis zur Erzeugung
des Drehmoments zu steuern.
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Das
zwölfte
Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der Schritt
des Vergleichens der Information über den Spannungsabfall, der
Information über
die Wiederherstellung der Energieversorgung und der Information über das
Drehsteuerungsmuster des Motors miteinander ausgeführt wird mittels
des Motorsteuerkreises zum Steuern des Motors durch den Kreis zur
Erzeugung des Drehmoments.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein Wafer-Reinigungssystem zeigt, das eine Drehantriebsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung verwendet,
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2 ist
eine schematische Draufsicht des in 1 dargestellten
Reinigungssystems,
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3 ist
eine Seitenansicht des in 1 dargestellten
Reinigungssystems,
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4 ist
eine weitere Seitenansicht des in 1 dargestellten
Reinigungssystems,
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5 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Rotor zeigt, welcher einen
Servomotor der vorliegenden Erfindung verwendet,
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6A, 6B, 6C und 6D sind erläuternde
Ansichten, die Bewegungszustände
des Rotors zeigen,
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7 ist
eine Schnittansicht eines Verwendungszustands des Rotors,
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8 ist
ein Blockdiagramm, das einen Steuerungsbereich des Servomotors darstellt,
welcher den Rotor antreibt,
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9 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen einer Nennspannung und einem
Spannungsabfall des Servomotors zeigt,
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10A, 10B und 10C sind Graphen, die ein Beispiel von Antriebsmustern
des Servomotors zeigen, wobei 10A eine
Beziehung zwischen einer Drehgeschwindigkeit und der Zeit bei einem
Drehsteuerungsmuster in einem normalen Zustand zeigt, 10B eine Beziehung zwischen einer Spannung, die
teilweise einen Spannungsabfall beinhaltet, und der Zeit zeigt,
und 10C ein Graph ist, der eine
Beziehung zwischen einer Drehgeschwindigkeit, die den Spannungsabfall
hat, und der Zeit zeigt,
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11A, 11B und 11C sind Graphen, die jeweils Beziehungen zwischen
der Drehgeschwindigkeit und der Zeit in den anderen Drehsteuerungsmustern
des Servomotors zeigen, und
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12 ist
ein Blockdiagramm, das ein weiteres Beispiel des Steuerungsbereichs
des Servomotors zeigt, welcher den Rotor antreibt.
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BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSFORMEN
ZUM VERKÖRPERN
DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden im folgenden genau mit Bezug auf
die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Hier erläutert wird
die Anwendung der Drehantriebsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
auf ein Reinigungssystem, das den Transport, die Reinigung und das Trocknen
von Halbleiterwafern (im folgenden als "Wafer" bezeichnet) konsistent und in Chargen
ausführt
(Batch-System).
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Wie
in den 1 bis 4 dargestellt, besteht das oben
beschriebene Reinigungssystem 1 hauptsächlich aus einem FOUP-Ein- und Ausladebereich 2,
der mit FOUP-Stufen 2a bis 2c zum Anbringen von
FOUPs F (FOUP: Front Opening Unified Pod) versehen ist, in welchen
jeweils eine Vielzahl von Wafern W aufgenommen werden kann; aus
einer Reinigungseinheit 3 zum Ausführen eines Reinigungsvorgangs
der Wafer W; aus einer Wafer-Beförderungseinheit 4,
die zwischen dem FOUP-Ein- und Ausladebereich 2 und der
Reinigungseinheit 3 vorgesehen ist, um einen Transport
der Wafer W zu bewirken; und einer Chemikalien-Aufbewahrungseinheit 4 zum
Aufbewahren einer chemischen Flüssigkeit
für den
Reinigungsvorgang.
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Außerdem ist
im oberen Bereich der Reinigungseinheit 3 eine Energieversorgungsbox 6 für verschiedene
Arten von elektrischen Antriebsmechanismen und elektronische Steuerungseinheiten
in dem Reinigungssystem 1 vorgesehen und eine Temperatursteuerungsbox 7 zum
Steuern der Temperaturen der jeweiligen Einheiten, die das Reinigungssystem 1 bilden.
Wiederum ist in dem oberen Bereich der Wafertransfereinheit 4 eine
Displaybox 9 zum Steuern verschiedener Arten von Anzeigetafeln
in dem Reinigungssystem 1 vorgesehen und eine Steuerungsbox 10 für den Transfermechanismus,
in welcher sich eine Steuerungseinheit für einen Wafertransfermechanismus 16 in
der Wafertransfereinheit 4 befindet. Außerdem ist in dem oberen Bereich
der Chemikalien-Aufbewahrungseinheit 5 eine Hitzeauslassbox 8 zum
Sammeln von Ablasswärme
der jeweiligen Boxen und Ableiten dieser Wärme vorgesehen.
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Die
an den FOUP-Stufen 2a bis 2c anzubringenden FOUP
F ist so ausgebildet, dass sie die Aufnahme einer Vielzahl von Wafern
W, beispielsweise von fünfundzwanzig
Wafern, in vorbestimmten Abständen
ermöglicht,
während
die jeweiligen Vorder- und Rückseiten
der Wafer in einer horizontalen Anordnung gehalten werden. Die FOUP
F ist an einer Seite mit einer Wafer-Ein- und Ausladeöffnung zum Ein- und Ausladen
der Wafer W versehen. Die FOUP F ist ausgestattet mit einem Deckelkörper 11
zum Öffnen
und Verschließen
der Wafer-Ein- und Ausladeöffnung.
Dieser Deckelkörper 11 ist
so ausgebildet, dass er an der FOUP F anbringbar und von ihr lösbar ist
dank eines Öffnungs-
und Schließmechanismus 15 für den Deckelkörper, der
noch später
erwähnt
ist.
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Fensterbereiche 12a bis 12c sind
in einer Trennwand 12 zwischen der Wafertransfereinheit 12 und
dem FOUP-Ein- und Ausladebereich 2 vorgesehen. Außenumfangsbereiche
der Wafer-Ein- und Ausladeöffnungen,
die in den FOUPs F ausgebildet sind, verschließen die Fensterbereiche 12a bis 12c. Die
FOUPs F sind an den FOUP-Stufen 2a bis 2c unter
der Bedingung angebracht, dass die Öffnungs- und Schließmechanismen 15 für die Deckelkörper ein
lösbares
Anbringen der Deckelkörper 11 an
den FOUPs ermöglichen
(siehe 4).
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Innerhalb
der Trennwand 12 (in der Wafertransfereinheit 4)
sind bei jeweiligen Positionen der Fensterbereich 12a bis 12c die Öffnungs-
und Schließmechanismen 15 für die Deckelkörper vorgesehen,
mit Verschlüssen 13a bis 13c zum Öffnen und Schließen der
Fensterbereiche 12a bis 12c und Anhebemechanismen
zum Bewegen der Verschlüsse 13a bis 13c nach
oben und unten, beispielsweise Luftzylinder 14. Die Öffnungs-
und Schließmechanismen 15 für die Deckelkörper sind
ausgestattet mit nicht dargestellten Mitteln zum Ergreifen der Deckelkörper, beispielsweise
Absorptionskissen, wodurch die Deckelkörper 11 der FOUPs
F sich zusammen mit den Verschlüssen 13a bis 13c nach
oben und unten bewegen können.
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In
der Wafertransfereinheit 4 ist ein Wafer-Erfassungsmechanismus 110 zum
Zählen
der Anzahl von Wafern W in der FOUP F so angeordnet, dass er an
jeden der Öffnungs- und Schließmechanismen 15 für die Deckelkörper angrenzt.
Dieser Wafer-Erfassungsmechanismus 110 ist ausgestattet
mit einem opaken Lichtsensor 111, der besteht aus eine Emitter,
der beispielsweise eine Infrarotlaser verwendet, und einem Empfänger. Während der
opake Lichtsensor 111 dazu gebracht wird, hin zu einer Z-Richtung
(einer vertikalen Richtung) entlang einer Führung 112 mittels
eines Motors 113 abzutasten (Abtastbewegung), wird die
Emission eines Infrarotlasers hin zu den Wafern W ausgeführt, während von den
Endflächen
der Wafer W reflektiertes Licht empfangen wird. Demzufolge wird
es möglich,
die Anzahl der Wafer W zu erfassen, die in der FOUP F aufgenommen
sind, und auch ihre Anordnungszustände, beispielsweise ob die
Wafer W in der FOUP in vorbestimmten Abständen untergebracht sind und
zueinander parallel sind oder nicht, ob zwei Wafer W einander überlappen,
ob die Wafer in der FOUP schräg zu
ihrer Abweichung auf Stufen angeordnet sind, ob Wafer W von einer
vorbestimmten Position in der FOUP F hervorstehen, etc.
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Beim
Anbringen des Wafer-Erfassungsmechanismus 110 an dem Wafertransfermechanismus 16,
damit der Wafer-Erfassungsmechanismus 110 zusammen
mit dem Wafertransfermechanismus 16 beweglich ist, braucht
der Wafer-Erfassungsmechanismus 110 nur
an einer Position angeordnet zu sein. Alternativ können beispielsweise
ein Sensor zum Erkennen der Anzahl von Wafern W, die untergebracht sind,
und ein Sensor zum Erfassen des Zustands der Wafer W, die untergebracht
sind, unabhängig
voneinander angeordnet sein. Der Wafer-Erfassungsmechanismus 110 kann
auch an dem Öffnungs-
und Schließmechanismus 15 für den Deckelkörper angebracht
sein.
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An
dem Deckel der Wafertransfereinheit 4 ist eine Filter/Belüftereinheit
(FFU) 24a vorgesehen, um die Wafertransfereinheit 4 mit
frischer Luft zu versorgen. Unter der Bedingung, dass die Fensterbereiche 12a bis 12c geöffnet sind,
strömt
ein Teil der herabströmenden
Luft von dieser FFU 24a auswärts über die Fensterbereiche 12a bis 12c und
in die FOUPs F hinein, die an den FOUP-Stufen 2a bis 2c angebracht sind.
Da die Wafer W in den FOUPs F mit frischer Luft versorgt werden,
wird demzufolge verhindert, dass Partikel an den Wafern W anhaften.
Wenn ein Ionisierer (nicht dargestellt) in einem unteren Bereich
der FFU 24a vorgesehen ist, wird es übrigens möglich, elektrische Ladungen
von dem Wafern W zu entfernen.
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Der
Wafertransfermechanismus 16 in der Wafertransfereinheit 4 beinhaltet
einen Linear-Antriebsmechanismus 19 mit einer Führung, der
sich in einer horizontalen X-Richtung erstreckt, eine Vielzahl von
Klemmen, beispielsweise fünfundzwanzig
Transferklemmen 17a, 17b, von denen jede einen
Wafer W hält,
Halterungen 18a, 18b, die die jeweiligen Transferklemmen 17a, 17b halten,
einen Schiebemechanismus 20 zum Bewegen der Transferklemmen 17a, 17b und
der Halterungen 18a, 18b in der horizontalen Richtung
(Längsrichtung
der Transferklemmen 17a, 17b), einen Tisch 21,
der eine Drehung des Schiebemechanismus 21 in einer horizontalen
Ebene ermöglicht,
einen Drehmechanismus 22 zum Verdrehen (Verkippen) des
Tisches 21 sowie einen Anhebemechanismus, beispielsweise
einen Luftzylinder 23, zum Bewegen einer oberen Teils oberhalb des
Drehmechanismus 22 nach oben und unten. Ein Servomotor
(eine Drehantriebsvorrichtung), welcher eine Drehantriebsquelle
für einen
später
noch erwähnten
Rotor 36 ist, steht zur Verfügung für eine Drehantriebsquelle für den Drehmechanismus 22 etc.,
der diesen Wafertransfermechanismus 16 bildet.
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Wie
oben erwähnt,
ist es, da der Wafertransfermechanismus 16 beispielsweise
mit den Transferklemmen 17a, 17b in zwei Verzweigungen
versehen ist, möglich,
die Transferklemmen 17a so einzusetzen, dass unbearbeitete
Wafer W befördert
werden, und die anderen Transferklemmen 17b dazu einzusetzen,
bearbeitete Wafer W zu befördern.
Demzufolge ist es möglich,
das Auftreten einer Situation zu verhindern, dass Partikel, etc.,
die an den unbearbeiteten Wafern W angehaftet waren, an dem Transferarm
anhaften und anschließend
an den bearbeiteten Wafern W. Da das Vorsehen der Transferklemmen 17a, 17b in
den zwei Verzweigungen außerdem
eine Beförderung
der nächsten
unbearbeiteten Wafer W zu der Reinigungseinheit 3 unmittelbar
nach dem Aufnehmen der bearbeiteten Wafer W von der Reinigungseinheit 3 ermöglichen,
ist es möglich,
den Durchsatz zu verbessern.
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Beim
Befördern
des Wafers W zwischen der FOUP F oder dem später erwähnten Rotor 36 und den
Transferklemmen 17a, 17b ist es notwendig, die Transferklemmen 17a, 17b um
einen vorbestimmten Abstand aufwärts
und abwärts
zu bewegen. Dieser Anhebevorgang der Transferklemmen 17a, 17b kann mittels
des Anhebemechanismus 23 ausgeführt werden. Alternativ können Anhebemechanismen
zum Bewegen der Transferklemmen 17a, 17b aufwärts und
abwärts
in den jeweiligen Halterungen 18a, 18b vorgesehen
sein.
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Dank
des Wafertransfermechanismus 16, der wie oben beschrieben
aufgebaut ist, können
die Transferklemmen 17a, 17b Zugang zu jeder FOUP
F haben, die an den FOUP-Stufen 2a bis 2c angebracht
ist, und zu dem Rotor 36, so dass der Wafer W zwischen
der an den FOUP-Stufen 2a bis 2c angebrachten
FOUP F und dem Rotor 36 befördert werden kann, während der
Wafer W horizontal gehalten wird.
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Zusätzlich könnte, da
der Wafertransfermechanismus 16 die Transferklemmen 17a, 17b punktsymmetrisch
zueinander um den Drehmittelpunkt des Tisches 21 herum
angeordnet hat, um den Tisch 21 unter der Bedingung keiner
Erstreckung oder Verlängerung
des Schließmechanismus 20 zu
drehen, einen Bereich von Spuren der Transferklemmen 17a, 17b bei
der Drehung verengen, selbst wenn die Transferklemmen 17a, 17b die
Wafer W halten. So ist es möglich,
einen Raum zu vermindern, der von der Wafertransfereinheit 4 in
dem Reinigungssystem 1 eingenommen wird.
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Eine
Trennwand 25 zwischen der Wafertransfereinheit 4 und
der Reinigungseinheit 3 ist mit einem Fensterbereich 25a zum
Transport der Wafer W versehen. Dieser Fensterteil 25a ist
so ausgestaltet, dass er sich öffnet
und schließt
durch einen Verschluss 26, der aufwärts und abwärts beweglich ist aufgrund
eines Anhebemechanismus, beispielsweise eines Luftzylinders 26b (siehe 2 bis 4).
In diesem Fall ist der Verschluss 26 auf der Seite der Wafertransfereinheit 4 angeordnet.
Alternativ kann der Verschluss auch auf der Seite der Reinigungseinheit 3 angeordnet
sein.
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Mit
dem oben beschriebenen Aufbau ermöglicht die Anwesenheit des
Verschlusses 26a, dass eine Atmosphäre in der Wafertransfereinheit 4 und dergleichen
in der Reinigungseinheit 3 voneinander getrennt sind. Daher
ist es beispielsweise, selbst wenn eine Reinigungsflüssigkeit
in der Reinigungseinheit 3 verspritzt wird oder selbst
wenn Dampf der Reinigungsflüssigkeit
in der Reinigungseinheit diffundiert, möglich, zu verhindern, dass
sich die Verunreinigung bis zu der Wafertransfereinheit 4 ausbreitet.
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Dabei
ist die Reinigungseinheit 3 hauptsächlich durch einen Transferbereich 3A und
einen Reinigungsbereich 3b ausgebildet. Der Transferbereich 3A ist
an seiner Decke mit einer Filterbelüftereinheit (FFU) 24b versehen,
die den Transferbereich 3A mit frischer Luft versorgt,
da sie Partikel daraus entfernt. Wenn nur ein Ionisierer (nicht
dargestellt) an dem unteren Bereich der FFU 24b vorgesehen
wird, so wird es möglich
elektrische Ladungen von den Wafern W zu entfernen.
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In
dem Transferbereich 3A gibt es einen Rotordrehmechanismus 31,
einen Mechanismus 32 zum Steuern einer Haltung des Rotordrehmechanismus 31,
einen Vertikalantriebsmechanismus 33 zum Bewegen des Rotordrehmechanismus 31 und
des Haltungs-Veränderungsmechanismus 32 zu
einer vertikalen Richtung, einen Horizontalantriebsmechanismus 34 zum
Bewegen des Vertikalantriebsmechanismus 33 in einer horizontalen
Richtung, eine Abdeckung 35a, um zu verhindern, dass Partikel,
die in dem Haltungs-Veränderungsmechanismus 32 und dem
Vertikalantriebsmechanismus 33 erzeugt werden und in Richtung
des Rotordrehmechanismus 31 fliegen, an den Wafern W anhaften,
und eine Abdeckung 35b, um zu verhindern, dass Partikel,
die in dem Vertikalantriebsmechanismus 33 erzeugt werden
und in Richtung des Rotordrehmechanismus 31 fliegen, an
den Wafern W anhaften.
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Der
Rotordrehmechanismus 31 weist einen Rotor 36 auf,
der es ermöglicht,
die Wafer W in vorbestimmten Abständen zu halten, einen Servomotor 30 als
die Drehantriebsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, welche den
Rotor 36 so dreht, dass eine Drehung der mittels des Rotors 36 gehaltenen
Wafer W in einer Ebene möglich
wird, einen Verbindungsbereich 37 in Verbindung mit dem
Mechanismus 32 zum Verändern
der Haltung, einen Deckelkörper 40, der
eine in einer äußeren Kammer 38a ausgebildete Rotor-Ein-
und Ausladeöffnung 39 verschließt, wenn der
Rotor 36 in die später
erwähnte äußere Kammer 38a eingesetzt
wird, und eine sich drehende Welle 31 (siehe 5 und 7),
die den Verbindungsteil 37 und den Deckelkörper 40 durchdringt,
um den Rotor 36 mit dem Servomotor 30 zu verbinden.
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Wie
in 5 dargestellt, beinhaltet der Rotor 36 ein
Paar Scheiben 42a, 42b, die so angeordnet sind,
dass sie einen gewissen Raum zwischen sich belassen, Halteelemente 43a mit
Nuten etc., die zum Halten der Wafer W ausgebildet sind, öffen- und schließbare Halterungen 43b mit
Nuten etc. ähnlich denen
der Halteelemente 43a, und Arretierstifte 43c zum
Steuern, ob die Halter 43b öffnen und schließen können oder
nicht.
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Wie
in den 3 und 4 dargestellt, beinhaltet ein
Halter-Öffnungs-
und Schließmechanismus 44,
der einen Öffnen
und Schließvorgang
der Halter 43b ausführt,
einen Arretierstift Druckzylinder 45, der in den Trennwand 25 angeordnet
ist, sowie einen Halter-Öffnungs-
und Schließzylinder 46.
Die Trennwand 25 ist in ihrem Bereich, der den Halter-Öffnungs- und Schließmechanismus 44 hat,
mit einer Abdeckung 47 versehen. Daher ist die Wafertransfereinheit 4 isoliert
von der Reinigungseinheit 3.
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In
diesem Fall ist die Scheibe 42b an der sich drehenden Welle 41 durch
Fixiermittel wie beispielsweise Schraube 48 fixiert. Durch
Fixieren der Halteelemente 43a an den Scheiben 42a, 42b von
ihrer Außenseite
her durch Fixiermittel wie beispielsweise Schrauben sind die Halteelemente 43a zwischen
den 42a, 42b eingebaut. In einem normalen Zustand
nehmen beispielsweise die Arretierstifte 43c ihre nach außen hervorstehenden
Positionen ein, so dass die Öffnung
und Schließung
der Halter 43b nicht möglich ist.
Wenn andererseits die Arretierstifte 43a gegen das Innere
des Rotors durch den Druck des Arretierstift-Druckzylinders 45 des
Halter-Öffnungs-
und Schließmechanismus 44 gedrückt werden,
um so Zugang zu dem Rotor 36 zu haben, werden die Halter 43b in öffen- und
schließbare
Zustände
gebracht aufgrund des Halter-Öffnungs-
und Schließzylinders 46.
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Unter
der Bedingung, dass die Halter 43b geöffnet sind, können die
Wafer W zwischen dem Rotor 36 und den Transferklemmen 17a, 17b befördert werden.
Wenn dagegen die Halter 43b geschlossen sind, werden die
Wafer W in dem Rotor 36 in einem Zustand gehalten, dass
die Wafer W nicht aus dem Rotor 36 heraus hervorstehen.
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In
der Position, in welcher die Wafer W zwischen dem Rotor 36 und
den Transferklemmen 17a, 17b befördert werden
können,
ist der Halter-Öffnungs-
und Schließmechanismus 44 drehbar
zwischen seiner in 3 dargestellten zurückgezogenen
Position und der in 4 dargestellten Betriebsposition,
so dass der Arretierstift-Drückzylinder 45 und
der Halter-Öffnungs-
und Schließzylinder 46 zu den
Arretierstiften 43c bzw. den Haltern 43b Zugang haben
können.
Um das oben erwähnte Öffnen und Schließen der
Halter 43b zu erreichen, ist der Arretierstift-Drückzylinder 45 mit
einem Drückermechanismus
ausgestattet, der in seiner Bearbeitungsposition ein Hineindrücken der
Arretierstifte 43c in den Rotor 46 erlaubt. Dagegen
ist der Halter-Öffnungs- und
Schließzylinder 46 operativ
so aufgebaut, dass er zu den Haltern 43b außerhalb
der Scheibe 42a Zugang hat, um die Halter 43b zu öffnen oder
zu schließen.
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Um
die Halter 43b gemäß den Betriebsformen
der Halter 43b, der Arretierstifte 43c und des Halter-Öffnungs-
und Schließmechanismus 44 zu öffnen und
zu schließen,
wird beispielsweise zunächst der
Halter-Öffnungs-
und Schließmechanismus 44 aus
der zurückgezogenen
Position in die Betriebsposition gebracht, in anderen Worten gegen
den Rotor 36, und dann wird ein Zustand beibehalten, wo
die Arretierstifte 43c in den Rotor 36 hineingedrückt sind durch
den Arretierstift-Drückzylinder 45.
In diesem Zustand wird der Halter-Öffnungs- und Schließzylinder 46 betätigt, um
die Halter 43b zu öffnen.
Demzufolge wird es möglich,
die Wafer W ein- und auszuladen.
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Nach
der Beendigung des Ein- und Ausladens des Wafers W werden die Halter 43b geschlossen,
und anschließend
wird der Druck des Arretierstift-Drückzylinders 45 abgelassen,
um den Zustand abzudecken, wo die Arretierstifte 43c von
der Scheibe 42a hervorstehen, in anderen Worten werden
die Halter 43b arretiert. Außerdem wird der Halter-Öffnungs-
und Schließmechanismus 44 in
die zurückgezogene
Position zurückgestellt.
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Ein
Mechanismus 32 zum Steuern der Haltung des Rotordrehmechanismus 31 beinhaltet
eine sich drehende Welle 51, die an dem Verbindungsbereich 37 des
Rotordrehmechanismus 31 befestigt ist, und einen Drehmechanismus 50 zum
Drehen der sich drehenden Welle 41 in einer vertikalen
Richtung. In diesem Fall ist die sich drehende Welle 50 mit
beispielsweise einem Servomotor ausgestattet. Dank des Drehmechanismus 50 ist
es möglich,
den gesamten Rotordrehmechanismus 31 in einer Haltung (einer
vertikalen Haltung) zu halten, wo die Wafer W in dem horizontalen
Zustand gehalten sind, wie in 3 oder 4 dargestellt.
Außerdem
ermöglicht, wie
in den 6B, 6C und 6D dargestellt, der
Drehmechanismus eine Veränderung
der oben beschriebenen Haltung hin zu einer Haltung (einer horizontalen
Haltung), wo die Wafer W in dem vertikalen Zustand gehalten sind.
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Der
Vertikal-Antriebsmechanismus 33 ist ausgebildet durch einen
Kugelumlaufmechanismus, der beispielsweise besteht aus einem gegendrehbaren
Motor 52, gebildet durch einen Servomotor, einer vertikalen
Schraubenwelle 53, die mittels des Motors 52 gedreht
wird und sich in der vertikalen Richtung erstreckt, und einem vertikalen
sich bewegenden Block 54, der an dem Drehmechanismus 50 des
Mechanismus 32 zum Verändern
der Haltung angebracht ist und weiter mit der vertikalen Schraubenwelle 53 durch
eine Anzahl von Kugeln (nicht dargestellt) verschraubt ist. In diesem
Fall ist der vertikale sich bewegende Block 54 gleitend
mit einer Vertikalführung 55 zusammengepasst,
die parallel mit der vertikalen Schraubenwelle 53 angeordnet
ist. Die Vertikalführung 55 ist
mittels eines Lagerungskörpers 56 gelagert.
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In
dem so aufgebauten Vertikalantriebsmechanismus 33 dreht
sich die Vertikalschraubenwelle 53, wenn der Motor 52 gedreht
wird. Mit der Drehung der Vertikalschraubenwelle 53 können sich
dann der Mechanismus 32 zum Verändern der Haltung und der Rotordrehmechanismus 31 in
der vertikalen Richtung (der Z-Richtung) entlang der Vertikalführung 55 um einen
vorbestimmten Abstand zusammen mit dem vertikalen Block 54 bewegen.
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Der
Horizontalantriebsmechanismus 34 beinhaltet ein Paar Horizontalführungen 57,
die sich in der horizontalen Richtung erstrecken, einen gegendrehbaren
Motor (nicht dargestellt), der beispielsweise durch einen Servomotor
gebildet wird, eine horizontalen Schraubenwelle 59, die
mit dem Motor verbunden ist, einen horizontalen sich bewegenden Block 60 der
mit der Horizontal-Schraubenwelle 59 durch eine Anzahl
von Kugeln (nicht dargestellt) verschraubt ist, und ein Verbindungselement 61,
das gleitbar mit den Horizontalführungen 57 zusammengepasst
ist und den horizontalen sich bewegenden Block 60 mit dem
Lagerungskörper 56 verbindet.
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In
dem so aufgebauten Horizontal-Antriebsmechanismus 34 dreht
sich, wenn der Motor gedreht wird, die Horizontal-Schraubenwelle 53,
so dass der horizontale sich bewegende Block 60 sich in
der horizontalen Richtung (der X-Richtung) mit der Drehung der Horizontal-Schraubenwelle 59 bewegt.
Dann bewegen sich auch das Verbindungselement 61 und der
Lagerungskörper 56 in
der X-Richtung zusammen mit dem horizontalen sich bewegenden Block 60,
da das Verbindungselement 61 den horizontalen sich bewegenden
Block 60 mit dem Lagerungskörper 56 verbindet.
Das heißt,
wenn sich der horizontale sich bewegenden Block 60 in der
X-Richtung bewegt, bewegen sich der Rotordrehmechanismus 31,
der Mechanismus 32 zum Verändern der Haltung und auch
der Vertikalantriebsmechanismus 33 gleichzeitig in der
X-Richtung.
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Die 6A bis 6D sind
erläuternde
Ansichten, die ein Beispiel eines Modus zum Antreiben des Rotordrehmechanismus 31 unter
Verwendung des Mechanismus 32 zum Verändern der Haltung, des Vertikalmechanismus 33 und
des Horizontal-Antriebsmechanismus 34 zeigen.
Die 6A bis 6D veranschaulichen
jeweils Zustände
(Haltungen) des Rotordrehmechanismus 31, wenn der Verbindungsbereich 37 des
Rotordrehmechanismus 31 in den Positionen P1 bis P4 positioniert
ist. Hier beschrieben, um den Rotor 36, der die Wafer W
trägt,
in die Kammer 38 einzubringen, ist ein Beispiel der Bewegung
des Rotordrehmechanismus 31 so, dass der Verbindungsbereich 37 sich
aus der Position P1 in die Position P4 bewegt.
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Zunächst ist,
wenn der Verbindungsbereich 37 sich in der Position P1
befindet, der Rotordrehmechanismus 31 in einer Position
angeordnet, in der die Wafer W zwischen dem Rotor 36 und
dem Wafertransfermechanismus 16 befördert werden können. Dann
ist der Rotordrehmechanismus 31 in einem Zustand der vertikalen
Haltung. Unter der Bedingung, dass die Wafer W in dem Rotor 36 aufgenommen sind,
wird zunächst
der Vertikalantriebsmechanismus 33 betätigt, so dass der Rotordrehmechanismus 31 und
der Mechanismus 32 zum Verändern
der Haltung angehoben werden, so dass der Verbindungsbereich 37 die
Position P2 erreicht. In der Position P2 wird durch Betätigen des
Mechanismus 32 zum Verändern
der Haltung der gesamte Rotordrehmechanismus 31 um 90 Grad
gedreht, so dass die Wafer W aus der vertikalen in die horizontale
Anordnung gebracht werden können,
so dass der gesamte Rotordrehmechanismus 31 in die horizontale
Haltung gebracht wird.
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Durch
erneutes Betätigen
des Vertikalantriebsmechanismus 33 wird dann der gesamte
Rotordrehmechanismus 31 in der horizontalen Haltung angehoben,
so dass der Verbindungsbereich 37 die Position P3 erreicht.
Auf diese Art und Weise ist es durch Ausführen einer Veränderung
der Haltung des Rotordrehmechanismus 31 in der Position
P2, d. h. in der Mitte des Verlaufs des Anhebens des Rotordrehmechanismus 31,
möglich,
sicherzustellen, dass der Rotordrehmechanismus 31 sich
in einem engen Raum dreht, verglichen mit einer Situation des Drehens
der Rotordrehmechanismus 31 dann, wenn sich der Verbindungsbereich 37 in
der Position P1 oder P3 befindet. Demzufolge wird es möglich, einen von
dem Transferbereich 3A eingenommenen Raum zu vermindern.
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Nachdem
der Verbindungsbereich 37 die Position P3 erreicht hat,
wird der Horizontal-Antriebsmechanismus 34 betätigt, um
den Verbindungsbereich 37 horizontal bis zu der Position
P4 zu bewegen. Wenn der Verbindungsbereich 37 die Position P4
eingenommen hat, kann der Rotor 36 in die Kammer 38 hineingebracht
werden, so dass die Ausführung
des Reinigungsvorgangs möglich
wird. So kann der Rotor 36 aus der Beförderungsposition mit dem Wafertransfermechanismus 16 hin
zu dem Reinigungsbereich bewegt werden. Bei dem Reinigungsbereich
wird dann der Reinigungsvorgang, in welchem eine Reinigungsflüssigkeit
wie beispielsweise eine chemische Flüssigkeit zu den Wafern W geleitet wird,
ausgeführt,
während
der Rotor 36 durch Antreiben des Servomotors 30 gedreht
wird. In diesem Fall wird der Servomotor 30 so angesteuert,
dass er bei einer vorbestimmten hohen Drehzahl, beispielsweise 100
bis 3000 U/min, oder bei einer vorbestimmten niedrigen Drehzahl,
beispielsweise 1 bis 500 U/min, drehbar ist, und zwar selektiv und
wiederholt auf der Grundlage eines in einem Steuerungsmittel wie
beispielsweise einem Host 70 gespeicherten Programm. In
diesem Fall wird übrigens,
obwohl die Zahl der niedrigen Drehgeschwindigkeit sich mit der Zahl der
hohen Drehgeschwindigkeit teilweise überlappt, entweder die Drehung
bei niedriger Drehzahl oder die Drehung bei hoher Drehzahl entsprechend
der Viskosität
einer chemischen Flüssigkeit
ausgeführt. Im
Falle einer gleichmäßigen chemischen
Flüssigkeit überlappt
die Anzahl der Drehung mit geringer Drehzahl sich nicht mit der
Zahl der Drehung mit hoher Drehzahl (das gleiche gilt auch für die nun
folgenden Beschreibungen). Der Ausdruck "Drehung mit geringer Drehzahl" bedeutet hier eine
geringe Drehzahl verglichen mit der Zahl der Umdrehungen, bei welcher
eine Zentrifugalkraft eine chemische Flüssigkeit in Kontakt mit den
Wafern W abwirft. Der Ausdruck "hohe
Drehzahl" bedeutet
dagegen eine hohe Geschwindigkeit verglichen mit der Drehzahl, bei
welcher eine zugeleitete chemische Flüssigkeit in Kontakt mit den
Wafern W sein kann und ausreichend mit den Wafern W reagieren kann.
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Wie
oben erwähnt,
führt der
Servomotor 30 die vorbestimmte Drehung mit hoher Drehzahl
(beispielsweise 100 bis 3000 U/min) und die Drehung mit der vorbestimmten
niedrigen Drehzahl (beispielsweise 1 bis 500 U/min) selektiv und
wiederholt auf der Grundlage des vorher gewählten Programms aus. Wenn jedoch
eine Spannungsversorgung des Servomotors 30 während des
Betriebs (beispielsweise bei einer beschleunigenden Drehung oder
Drehung mit hoher Drehzahl) abgebrochen wird und die Drehung demzufolge
angehalten wird, tritt die Möglichkeit
auf, dass die Wafer W beschädigt
werden aufgrund von Schwingungen etc., und eine Antriebszeit und
außerdem
auch ein Bearbeitungszeitraum wird verlängert.
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Gemäß dem Servomotor 30 der
vorliegenden Erfindung wird daher seine Drehung gesteuert in Übereinstimmung
mit einem solchen Spannungsabfall während der Antriebs, um eine
Beschädigung
der Wafer W zu unterdrücken
und außerdem
auch eine Verlängerung
des Antriebszeitraums (Bearbeitungszeitraums) zu unterdrücken.
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Die
Struktur des Servomotors 30 wird nun genau mit Bezug auf
die 8 bis 10 beschrieben. 8 ist
ein Blockdiagramm, das einen Antriebsbereich der Servomotors 30 zeigt.
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Der
Antriebsbereich des oben beschriebenen Servomotors 30 besteht
hauptsächlich
aus einem Servoverstärker 74,
der aus einem Drehmomenterzeugungskreis 72 zum Erzeugen
eines Drehmoments des Servomotors 30 durch eine von einer Energiequelle 71 her
zugeleitete Spannung besteht und einem Motorsteuerkreis 73 zum
Steuern der Drehung des Servomotors 30, einem Drehungserfasser 75 als
einem Drehungserfassungsmittel, der die Drehzahl des Servomotors 30 erfasst
und ein Erfassungssignal bei der Erfassung an den Motorschaltkreis 73 ausgibt,
und die Host-Steuerung 70 als Steuerungsmittel, das die
Drehgeschwindigkeit des Motors und die Drehzahl an den Motorsteuerkreis 73 ausgibt
und von dort eingibt (liefert). Ein Monitor 77 und ein
PC 78 können
mit dem Motorsteuerkreis 73 des Servoverstärkers 74 verbunden
sein.
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In
diesem Fall ist der Servoverstärker 74 in dem
Drehmoment-Erzeugungskreis 72 mit
einem Kondensator 76 als Spannungserfassungsmittel versehen,
das eine Stufe der Versorgungsspannung und einen Zeitraum des Spannungsabfalls
erfasst. Eine solche von dem Kondensator 74 erfasste Information über den
Spannungsabfall (d. h. elektrische Ladung, die in dem Kondensator 76 gesammelt
wird) wird an die Host-Steuerung 70 ausgegeben.
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Dabei
war die Host-Steuerung 70 zuvor so ausgestaltet, dass sie
eine Information über
den Wiederaufbau der Energieversorgung nach einem Spannungsabfall
und dessen Zeitraum unter einem momentanen Blackout gespeichert
hat, der innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums (beispielsweise
0,05 bis 1 sec) wiederherstellbar war, und eine Drehsteuerungsmuster-Information
des Motors entsprechend dieser Information über die Wiederherstellung der Spannungsversorgung
gespeichert hat. Wenn weiter die Information über den Spannungsabfall mit
der Information über
die Wiederherstellung der Spannungsversorgung mit der Drehsteuerungsmuster-Information
des Motors verglichen wird, ist die Host-Steuerung 70 so
ausgebildet, dass sie eine Steuerung der Drehzahl des Servomotors 30 auf
der Grundlage von Steuerungssignalen als ein Ergebnis dieses Vergleichs
ermöglicht.
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Alternativ
könnte
eine ähnliche
Verarbeitung auch durch die folgenden Schritte erzielt werden: indem
die Host-Steuerung 70 dazu gebracht wird, nur die Drehsteuerungsmuster-Information des Motors zu
speichern; indem die Drehsteuerungsmuster-Information zuvor zu dem
Motorsteuerkreis 73 geleitet wird; indem der Motorsteuerkreis 73 ebenfalls
dazu gebracht wird, nur die Information über die Wiederherstellung der
Energieversorgung zu speichern; und, wie in 12 gezeigt,
indem die von dem Kondensator 76 erfasste Information über den
Spannungsabfall hin zu dem Motorsteuerkreis 73 geleitet wird.
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Die "Information über die
Wiederherstellung der Energieversorgung", welche von SEMI (Semiconductor Equipment
and Materials International) standardisiert ist, wird hier bewirkt
durch Umwandeln der folgenden Inhalte in Signal: selbst wenn die Spannung
auf 50% in dem Verhältnis
der Spannung zu einer Nennspannung bei einem momentanen Blackout
innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der 9 abgesenkt
wird und wenn sich ein solcher Spannungsabfall nur in dem Bereich
von 0,2 sec befindet, dann kann der Antrieb des Motors aufrecht
erhalten werden; und selbst wenn die Spannung sich auf 705 in der
obigen Situation vermindert und wenn nur ein solcher Spannungsabfall
in dem Bereich von 0,5 sec liegt, dann kann der Antrieb des Motors
aufrecht erhalten werden. Obwohl dies außerhalb des vorgeschriebenen
Bereichs liegt, ermöglicht
selbst dann, wenn die Spannung sich auf 80% vermindert, der Spannungsabfall
im Bereich von 10 sec, dass der Motor kontinuierlich angetrieben
wird. Die Information über
die Wiederherstellung der Energieversorgung ist nicht immer beinhaltet
indem oben beschriebenen vorgeschriebenen Bereich und kann auch
so erstellt sein, dass sie eine Situation beinhaltet, in der die
Spannung auf 80% vermindert ist.
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Im
folgenden beschreiben wird ein Beispiel der Drehsteuerungsmuster-Information.
Wie in 10A dargestellt, gibt es beispielsweise
bei einem normalen Betriebsmuster, wo der Servomotor 30 zuerst
von dem Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 beschleunigt wird, dann
bei einer konstanten hohen Geschwindigkeit von t2 bis t3 gedreht
wird und anschließend
von t2 bis t4 abgebremst wird, nämlich
in dem normalen Betriebsmuster, um eine beschleunigende Drehung,
eine konstante Hochgeschwindigkeitsdrehung und eine abgebremste
Drehung nacheinander auszuführen,
wenn ein Spannungsabfall erzeugt wird (t5 → t6) während der beschleunigenden
Drehung des Servomotors 30 (t1 → t2), d. h., wenn der Kondensator 76 einen
Spannungsabfall erfasst, eine Drehsteuerungsmuster-Information auf
der Basis von Steuerungssignalen von der Host-Steuerung 70.
Daher hat die Information die folgenden Schritte: Abbremsen des
Servomotors 30 von t5 bis t6; anschließendes Drehen des Motors bei
konstanter Geschwindigkeit; nach dem Wiederaufbau der Energieversorgung,
Ausführen
der verbleibenden beschleunigenden Drehung (t6 → t2), eine konstante Hochgeschwindigkeitsdrehung
(t7 → t3)
und eine abgebremste Drehung (t3 → t4) und anschließend Kompensieren
der Beschleunigung bei dem Spannungsabfall {Drehung bei Abbremsung
(t4 → t8)}.
Wenn ein Spannungsabfall während
der beschleunigenden Drehung des Servomotors 30 wie in
dem oben beschriebenen Fall erfasst wird, wird als eine weitere Steuerungsmusterinformation
eine Drehsteuerungsmuster-Information
auf der Basis der Steuerungssignale von der Host-Steuerung 70 angenommen. Diese
Information hat die folgenden Schritte: Abbremsen des Servomotors 30;
Drehen des Motors bei konstanter Geschwindigkeit; und Anhalten der
Drehung des Servomotors 30, nachdem die Zeit den Zeitraum
eines momentanen Blackouts überschritten
hat (beispielsweise 0,2 sec im Falle eines Spannungsabfalls von
50%, 0,5 sec im Falle eines Spannungsabfalls von 70%).
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Eine
solche Steuerungsmusterinformation ist zuvor in der Host-Steuerung 70 gespeichert
worden durch geeignetes Ändern
einer Zeitkonstante des Servomotors 30 gemäß dem Antriebsmuster
unter den Bedingungen des Spannungsabfalls während der anfänglichen
Einrichtung. Außerdem
wird auch das Drehsteuerungsmuster mit der oben beschriebenen Information über die
Wiederherstellung der Energieversorgung verglichen, die in die Host-Steuerung 70 eingegeben
wird, und ein Steuerungssignal wird an den Servomotor 30 ausgegeben.
Wenn die Spannungsversorgung von der Energiequelle 71 während des
Betriebs des Servomotors 30 abfällt, wird seine Drehung einmal
abgebremst durch die während
der anfänglichen
Einrichtung erstellte Zeitkonstante, ohne die Drehung des Servomotors 30 anzuhalten. Wenn
dieser Spannungsabfall von einem momentanen Blackout kommt, der
aufgehoben werden kann, wird die Drehung des Servomotors 30 nach
der Abbremsung auf eine konstante Geschwindigkeit gesteuert. Nach
der Wiederherstellung der Energieversorgung wird die beschleunigende
Drehung bei dem Spannungsabfall kompensiert. Wenn der Spannungsabfall
aber den Zeitraum des momentanen Blackouts überschritten hat, wird die
Drehung des Servomotor 30 angehalten.
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Die ähnliche
Bearbeitung könnte
auch erreicht werden durch Speichern des Drehsteuerungsmusters in
die Host-Steuerung 70 hinein und weiter Speichern der Information über die
Wiederherstellung der Energieversorgung in den Motorsteuerkreis 73 hinein.
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Obwohl
die beschleunigende Drehung bei dem Spannungsabfall nach dem Verändern der
Drehung des Servomotors von einer hohen bis zu einer niedrigen Geschwindigkeit
nach der Wiederherstellung der Energieversorgung in der oben erfolgten
Beschreibung kompensiert wird, kann die Kompensation auch ausgeführt werden
durch Weiterführen
der Beschleunigung des Servomotors 30 nach der Wiederherstellung
der Energieversorgung. Bezüglich des
Steuerungsmusters zum Beschleunigen des Servomotors 30 sequentiell
zu der Wiederherstellung der Energieversorgung gibt es die folgenden
drei Muster. Eines dieser Muster ist, dass, wie in 11A dargestellt, die beschleunigende Drehung anschließend an
die Wiederherstellung der Energieversorgung des Servomotors 30 ausgeführt wird
durch Erhöhen
einer Beschleunigungsrate des Drehsteuerungsmusters bis zu einem
Endzeitpunkt t2 der beschleunigenden Drehung in dem zuvor erstellten
normalen Drehsteuerungsmuster (10A).
Das andere Muster besteht, wie in 11B dargestellt,
darin, die beschleunigende Drehung des Servomotors 30 anschließend an
die Wiederherstellung der Energieversorgung mit der beschleunigenden
Drehung des normalen Drehsteuerungsmusters (10A)
zusammenfallen zu lassen, das zuvor erstellt wurde, um einen Zeitraum
{(t9 – t7)
= (t3 – t2)}
der konstanten Hochgeschwindigkeitsdrehung des Servomotors 30 gleich
dem Zeitraum (t3 – t2)
der konstanten Hochgeschwindigkeitsdrehung in dem Drehsteuerungsmuster
ist, und eine Bremsrate der abbremsenden Drehung des Servomotors 30 bis
zu einem Endzeitpunkt t4 der abbremsenden Drehung des Drehsteuerungsmusters
zu erhöhen.
Eine weitere Alternative ist es, wie in 11C dargestellt,
die beschleunigende Drehung anschließend an die Wiederherstellung
der Energieversorgung des Servomotors 30 höher zu machen
als die konstante Hochgeschwindigkeitsdrehung in dem normalen Drehsteuerungsmuster
(10A), das zuvor erstellt wurde, um den Servomotor 30 bei
der höheren
Geschwindigkeit für
einen vorbestimmten Zeitraum (t10 → t11) zu drehen, und anschließend die
Drehung des Servomotors 30 bis zu dem Endzeitpunkt t4 des
Drehsteuerungsmusters zu vermindern.
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Wie
oben erwähnt,
ist es durch entweder Steuern des Beschleunigungsverhältnisses
der beschleunigenden Drehung des Servomotors 30 nach der
Wiederherstellung der Energieversorgung oder durch geeignetes Steuern
der Drehzahl, des Zeitraums, etc. der konstanten Hochgeschwindigkeitsdrehung
oder der abgebremsten Drehung, möglich, die
Steuerung des Servomotors 30 gemäß dem zuvor erstellten Drehsteuerungsmuster
zu realisieren.
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Die
oben erfolgte Beschreibung ist darauf gerichtet, mit einem Spannungsabfall
während
der Beschleunigung des Servomotors Schritt zu halten. Selbst wenn
aber ein Spannungsabfall während
der Drehung bei hoher Geschwindigkeit auftritt, ist es möglich, den
Servomotor 30 anzusteuern durch Vergleichen der Information über die
Wiederherstellung der Energieversorgung mit der Information über das Drehsteuerungsmuster
beim Erfassen des Spannungsabfalls.
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Demzufolge
ist es, da die Versorgungsspannung von der Energiequelle 71 nie
während
des Betriebs des Servomotors 30 abfällt, ohne diesen abzubremsen,
möglich,
eine Schwingung der Wafer zu vermindern verglichen mit einer Maßnahme des
Anhaltens der Drehung des Servomotors bei einem Spannungsabfall,
wodurch eine Beschädigung
der Wafer W reduziert werden kann. Wenn der Spannungsabfall von
einem momentanen Blackout herrührt,
können
außerdem
die beschleunigende Drehung etc. bei dem Spannungsabfall kompensiert
werden nach der Wiederherstellung der Energieversorgung, und daher
ist es möglich,
eine Verlängerung des
Antriebszeitraums des Servomotors 30 zu unterdrücken, in
anderen Worten eine Verlängerung
der Bearbeitungszeit. Demzufolge kann der Durchsatz der Vorrichtung
verbessert werden.
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Nun
wird der Reinigungsbereich 3B beschrieben. Wie in 2 dargestellt,
beinhaltet der Reinigungsbereich 3B eine Kammer 38 mit
einer doppelten Struktur, bestehend aus einer festen äußeren Kammer 38a und
einer in der horizontalen Richtung verschiebbaren inneren Kammer 38b.
Wiederum ist der Reinigungsbereich 3B mit einem Reinigungsmechanismus
80 zum Reinigen und Trocknen der inneren Kammer 38b versehen.
der Reinigungsbereich 3B beinhaltet einen Schiebemechanismus 81 für die innere
Kammer 38b und einen Schiebemechanismus 82 für den Reinigungsmechanismus 80.
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Die äußere Kammer 38a beinhaltet
einen zylindrischen Körper 83,
der die Kontur dieser äußeren Kammer 38a bildet,
Ringelemente 84a, 84b, die an Endflächen des
zylindrischen Körpers 83 angeordnet sind,
an inneren Umfangsflächen
der Ringelemente 84a, 84b angeordnete Dichtungsmechanismen 85a, 85b,
eine Düse 87 zum
Ausgeben von Reinigungsflüssigkeit,
die mit einer Anzahl von Ausgabeöffnungen 86 für Reinigungsflüssigkeit
in der horizontalen Richtung versehen ist und auch an dem zylindrischen Körper 83 angebracht
ist, ein Düsengehäuse 88 zur Aufnahme
dieser Düse 87 sowie
eine Auslass/Ablassleitung 89a, die in dem unteren Bereich
der äußeren Kammer 88a angeordnet
ist, um die Reinigungsflüssigkeit
und Gas auszugeben.
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Der
zylindrische Körper 83 und
die Ringelemente 84a, 84b sind aneinander befestigt.
Die gesamte äußere Kammer 38a ist
bei bestimmten Positionen des Bodenbereichs und des Deckenbereichs des
Reinigungsbereichs 3B zurückgehalten, während sie
den zylindrischen Körper 83 lagert.
In diesem Fall ist die äußere Kammer 38a mit
einem Positionseinstellmechanismus (nicht dargestellt) für Feineinstellungen
der Höhe
und der horizontalen Position der Kammer 38a ausgestattet,
so dass der Rotordrehmechanismus sanft eingebracht und zurückgezogen
werden kann bei einer vorbestimmten Position.
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In
dem Ringelement 84a ist eine Ein- und Ausladeöffnung 39c für den Rotor
ausgebildet, um das Einbringen und Herausziehen des Rotors 86 zu ermöglichen.
Wie es in 2 dargestellt ist, kann diese Öffnung 39c mittels
eines Deckelkörpers 84d geöffnet und
geschlossen werden. Unter der Bedingung, dass der Rotor 36 in
die äußere Kammer 38a eintritt,
ist die Öffnung 39c geschlossen
mittels des Deckelkörpers 40,
während
ein Zwischenraum zwischen der äußeren Umfangsfläche des
Deckelkörpers 40 und
der Öffnung 39c mittels
eines Verschlussmechanismus 85a verschlossen bzw. abgedichtet
ist. Demzufolge ist es möglich,
zu verhindern, dass die Reinigungsflüssigkeit in der Kammer 38 bis zu
dem Transferbereich 3A verspritzt wird.
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In
einem äußeren unteren
Bereich des Ringelements 84a ist außerdem eine Flüssigkeitsaufnahme 84e vorgesehen,
um zu verhindern, dass die Reinigungsflüssigkeit etc., die an dem Deckelkörper 40 und
dem Verschlussmechanismus 84 etc. anhaftet, durch die Öffnung 39c hindurch
ausläuft,
wenn der Rotordrehmechanismus 31 ausgebracht wird. Indem verhindert
wird, dass die Reinigungsflüssigkeit
einen Boden des Reinigungsbereichs 3B verunreinigt, kann
der Reinigungsbereich 3B sauber gehalten werden.
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Mit
der Zufuhr verschiedener Arten chemischer Flüssigkeiten, Zufuhr von de-ionisiertem
Wasser, Zufuhr von IPA, etc. aus einer Quelle für Reinigungsflüssigkeit,
beispielsweise aus der Chemikalien-Aufbewahrungseinheit 5,
und mit der Zufuhr von Trockengas wie beispielsweise Stickstoffgas
(N2) ist die oben beschriebene Düse 87 zur
Ausgabe von Reinigungsflüssigkeit
so aufgebaut, dass sie diese Reinigungsflüssigkeiten aus den Öffnungen 86 zu den
Wafern W ausspritzen kann, die in dem Rotor 36 zurückgehalten
sind. In dieser Ausführungsform
ist eine einzelne Düse 87 in 7 dargestellt.
Es kann jedoch auch eine Vielzahl von Düsen statt dieser einzelnen
Düse vorgesehen
sein. Es ist nicht unbedingt erforderlich, die Düse direkt oberhalb des zylindrischen
Körpers 83 anzuordnen.
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In
dem zylindrischen Körper 83 wird
sein Außendurchmesser auf der Seite des Ringelements 84b nahe
dem Reinigungsmechanismus 80 größer als der Außendurchmesser
auf der Seite des Ringelements 84a, so dass eine im wesentlichen
kegelförmige
Ausgestaltung entsteht. Die verschiedenen Reinigungsflüssigkeiten,
die aus der Düsen 87 gegen
die Wafer W ausgespritzt werden, strömen daher einfach auf der Bodenfläche des
zylindrischen Körpers 83 von
einer Seite nahe des Ringelements 84a hin zur anderen Seite
nahe des Ringelements 84b und schließlich natürlich zu der Auslass/Ablassleitung 89a.
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Dabei
beinhaltet die innere Kammer 38b einen zylindrischen Körper 93,
Ringelemente 94a, 94b, die an beiden Enden des
zylindrischen Körpers 93 angeordnet
sind, Verschlussmechanismen 95a, b, die jeweils an zwei
Positionen an jeder Innenumfangsfläche der Ringelemente 94a, b angeordnet sind,
eine Düse 97 zur
Ausgabe von Reinigungsflüssigkeit,
die mit einer Anzahl von Öffnungen 96 zur Ausgabe
von Reinigungsflüssigkeit
in der horizontalen Richtung versehen ist, und die ebenfalls an
dem zylindrischen Körper 93 angebracht
ist, ein Düsengehäuse 98 zur
Aufnahme 97 sowie eine Auslass/Ablassleitung 89b,
die in dem unteren Bereich der inneren Kammer 88b angeordnet
ist, um die Reinigungsflüssigkeit
und das Gas auszugeben.
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Anders
als der zylindrische Körper 83 der äußeren Kammer 38a ist
der oben beschriebene zylindrische Körper 93 so gestaltet,
dass er eine zylindrische Ausgestaltung hat, so dass der Bereich
des Körpers
nahe an dem Ringelement 94a den gleichen Durchmesser hat
wie der Bereich des Körpers
nahe an dem Ringelement 94b, und horizontal angeordnet ist.
Daher ist, um das Ausgeben der Reinigungsflüssigkeit zu erleichtern, der
zylindrische Körper 93 in seinem
unteren Bereich mit einem Nutbereich 92 versehen, der von
dem zylindrischen Bereich 93 aus hervorsteht, mit einem
vorbestimmten Gradienten, und sich in Längsrichtung erstreckt. Wenn
beispielsweise die innere Kammer 38b sich in der Bearbeitungsposition
befindet, strömt
die aus der Düse 97 gegen
die Wafer W gespritzte Reinigungsflüssigkeit in dem Nutbereich 92 und
wird durch die Auslass/Ablassleitung 89b aus dem Auslass
ausgegeben.
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Mit
der Zufuhr einer bestimmten chemischen Flüssigkeit von einer Quelle wie
beispielsweise der Chemikalien-Aufbewahrungseinheit 5 ist
die oben beschriebene Düse 97 so
ausgestaltet, dass sie das Ausspritzen der chemischen Flüssigkeit
aus den Öffnungen 96 hin
zu den in dem Rotor 36 zurückbehaltenen Wafern ermöglicht.
In dieser Ausführungsform ist
die einzelne Düse 97 in 7 dargestellt.
Es kann jedoch auch eine Vielzahl von Düsen statt dieser einzelnen
Düse vorgesehen
sein. Es ist notwendigerweise erforderlich, die Düse direkt
oberhalb des zylindrischen Körpers 93 anzuordnen.
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Der
Reinigungsmechanismus 80 beinhaltet einen zylindrischen
Körper 100,
eine an einer Endfläche
des zylindrischen Körpers 100 angebrachte Scheibe 80a,
eine an der anderen Endfläche
des zylindrischen Körpers 100 angebrachte
Scheibe 80b, Gasauslassdüsen 100 und eine Auslassleitung 102, die
beide an dem zylindrischen Körper 100 angebracht
sind. Die Scheibe 80b ist mit Düsen 103 zur Ausgabe
von de-ionisiertem Wasser und mit Auslassleitungen 104 versehen.
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Wenn
die innere Kammer 38b sich in der Bearbeitungsposition
befindet, wie in 7 dargestellt, l ist ein Zwischenraum
zwischen dem Ringelement 93a und dem Deckelkörper 40 verschlossen
mittels des Verschlussmechanismus 85b, während ein
Zwischenraum zwischen dem Ringelement 94b und der Scheibe 80a des
Reinigungsmechanismus 80 mittels des Verschlussmechanismus 95b verschlossen
ist. Auf diese Art und Weise ist, wenn die innere Kammer 38b sich
in der Bearbeitungsposition befindet, eine Bearbeitungskammer 105 definiert
durch den zylindrischen Körper 93,
die Ringelemente 94a, b, die Scheibe 80a des Reinigungsmechanismus 80 und den
Deckelkörper 40.
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Wenn
sich andererseits die innere Kammer 38b in der zurückgezogenen
Position befindet, ist ein Zwischenraum zwischen dem Ringelement 94a der inneren
Kammer 38b und dem Ringelement 84b der äußeren Kammer 38a mittels
des Verschlussmechanismus 85b verschlossen, während ein
Zwischenraum zwischen dem Ringelement 94b und der Scheibe 80a mittels
des Verschlussmechanismus 95a verschlossen ist. Wenn der
Rotor 36 in die äußere Kammer 38a hineingebracht
ist, ist außerdem
ein Zwischenraum zwischen dem Deckelkörper 40 und dem Ringelement 84a mittels
des Verschlussmechanismus 85a verschlossen. Wenn die innere
Kammer 38b sich in der zurückgezogenen Position befindet, wie
dies mit Zwei-Punkt-Strichlinien
in 7 dargestellt ist, ist daher eine Bearbeitungskammer 106 definiert
durch den zylindrischen Körper 83,
die Ringelemente 84a, b, die Scheibe 80a des
Reinigungsmechanismus 80, das Ringelement 94a der
inneren Kammer 38b und den Deckelkörper 40 des Rotordrehmechanismus 31.
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Unter
der Bedingung, dass sich die innere Kammer 38b in der zurückgezogenen
Position befindet, ist die Bearbeitungskammer 106 in der
Bearbeitungsposition definiert, wie oben erwähnt. Außerdem ist ein Zwischenraum
zwischen dem Ringelement 84a und der Scheibe 80a mit
dem Verschlussmechanismus 85a verschlossen, während ein
Zwischenraum zwischen dem Ringelement 84b der äußeren Kammer 38a und
dem Ringelement 94a der inneren Kammer 38b mit
dem Verschlussmechanismus 85b verschlossen ist, so dass
eine schmale Reinigungskammer 107 mit im wesentlichen der
Form eines Zylinders zwischen dem äußeren Umfang des zylindrischen
Körpers 100 der
Reinigungsmechanismus 80 und dem Innenumfang des zylindrischen
Körpers 93 definiert
ist. Die Gasauslassdüsen 101 an
mehreren stellen des zylindrischen Körpers 100 können Trockengas
wie beispielsweise Stickstoffgas oder Luft in die Reinigungskammer 107 hineinspritzen.
Das aus den Düse 101 ausgelassene
Trockengas wird durch die Auslassleitungen 104 ausgegeben.
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In
dem oben aufgebauten Reinigungsbereich 3B wird es durch
Bewegen der inneren Kammer 38 in die Bearbeitungsposition,
Zuführen
einer bestimmten chemischen Flüssigkeit
zu den Wafern W in der Bearbeitungskammer 105 in dem Reinigungsvorgang
und anschließendes
Bewegen der inneren Kammer 38b in die zurückgezogene
Position möglich,
den Reinigungsvorgang auszuführen,
beispielsweise den Reinigungsvorgang unter Verwendung von de-ionisiertem
Wasser, in der durch die äußere Kammer 38a definierten
Bearbeitungskammer 106, und zwar kontinuierlich.
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Nach
dem Spülen
der Wafer W mit Wasser wird der Trockenvorgang kontinuierlich ausgeführt. Nach
diesem Trockenvorgang wird das Innere der äußeren Kammer 38a ebenfalls
gereinigt und getrocknet. In dem Reinigungsvorgang für die Wafer
W der nächsten
Charge ist es daher möglich,
den Wasserspülvorgang
unter Verwendung der äußeren Kammer 38a unmittelbar
nach der chemischen Bearbeitung unter Verwendung der inneren Kammer 38b zu
beginnen.
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Die
nach der chemischen Bearbeitung in der zurückgezogenen Position verschobene
innere Kammer 38b wird einem Selbstreinigungsvorgang unterworfen,
um das de-ionisierte Wasser in die Reinigungskammer 107 durch
die Düsen 97 hindurch
auszustoßen.
Dann wird das Innere der Düse 97 gleichzeitig
gereinigt. Auf diese Art und Weise ist es, nachdem das in die Reinigungskammer 107 ausgespritzte deionisierte
Wasser aus der Auslass/Ablassleitung 89b ausgelassen worden
ist, möglich,
den Trocknungsvorgang in den Düsen 97 durch
Ausspritzen des trockenen Gases wie beispielsweise des Stickstoffgases
oder der Luft aus den Düsen 101 in
die Reinigungskammer 107 hinein auszuführen. Das heißt, da das
Innere der inneren Kammer 38b gereinigt ist, ist es möglich, die
innere Kammer 38b für
die chemische Bearbeitung der als nächstes kommenden Wafer W vorzubereiten.
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Anschließend wird
der Vorgang zum Reinigen der Wafer W beschrieben. Zunächst werden
die FOUP F (F1, F2) mit jeweils fünfundzwanzig Wafern W in vorbestimmten
Abständen
an den FOUP-Stufen 2a, 2b so angebracht, dass
jeweilige Wafer Ein- und Ausladeöffnungen
zu Befördern
der Wafer W den jeweiligen Fensterbereichen 12a, 12b gegenüberliegen.
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Um
die Wafer W in der FOUP F1 auszuladen, wird anschließend der
Fensterbereich 12a geöffnet,
um das Inneren der FOUP F1 mit dem Inneren der Wafertransfereinheit 4 in
Verbindung zu bringen. Anschließend
inspiziert der Wafer-Erfassungsmechanismus 110 die
Anzahl der Wafer W in der FOUP F1 und ihren Anordnungszustand. Wenn
hier eine Abweichung von dem normalen Anordnungszustand der Wafer
W erfasst wird, wird die Bearbeitung der Wafer W in der FOUP F1
gestoppt, und stattdessen werden beispielsweise die Wafer W aus
der FOUP F2 ausgeladen.
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Wenn
dagegen keine Abweichung von dem normalen untergebrachten Zustand
der Wafer W in der FOUP F1 erfasst wird, wird der Wafertransfermechanismus 16 betätigt, um
alle Wafer W in der FOUP F1 zu den Transferklemmen 17a zu
befördern.
Anschließend
wird der Linear-Antriebsmechanismus 19 und der Drehmechanismus 22 angetrieben,
um so einen Zustand aufzubauen, in dem die Transferklemmen 17a sich
dem Rotor 36 nähern
können.
In diesem Zustand wird der Level der Transferklemmen 17a eingestellt
durch den Anhebemechanismus 23, und der Fensterbereich 25a wird
geöffnet.
Durch Öffnen
des Halters 43b mittels des Halter-Öffnungs- und Schließmechanismus 44 werden
die Transferklemmen 17a mit den Wafern W in den Rotor 36 eingebracht.
Beim Zurückziehen
der Transferklemmen 17a nach dem Schließen des Halters 43b werden
die Wafer W zu dem Rotor 36 befördert.
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Nach
dem Zurückziehen
der Halter-Öffnungs-
und Schließmechanismus 44 wird
der Rotor 36 in die äußere Kammer 38 eingebracht.
Durch Antreiben des Mechanismus 32 zum Verändern der
Haltung, des Vertikalantriebsmechanismus 33 bzw. des Horizontalantriebsmechanismus 34 wird
der Rotordrehmechanismus 27 so bewegt, dass der Deckelkörper 40 der
Rotor-Ein- und Ausladeöffnung 39c gegenüberliegt.
Dann wird es dem Verschlussmechanismus 85a ermöglicht,
einen Zwischenraum zwischen dem Ringelement 84a der äußeren Kammer 38a und
dem Deckelkörper 40 zu
verschließen,
und dann wird auch die innere Kammer 38b in die Bearbeitungsposition
bewegt, um die Bearbeitungskammer 105 zu bilden. Anschließend wird
der Servomotor 30 angetrieben, um den Rotor 36 zu
drehen, während
die Reinigungsflüssigkeit
wie beispielsweise die chemische Flüssigkeit zu den Wafern W in
dem Reinigungsvorgang geleitet wird. Wie oben erwähnt, führt dabei
der Servomotor 30 die vorbestimmte Hochgeschwindigkeitsdrehung
(beispielsweise 100 bis 3000 U/min) und die vorbestimmte Drehung
mit niedriger Geschwindigkeit (beispielsweise 1 bis 500 U/min) selektiv
und wiederholt durch gemäß dem zuvor
erstellten Programm. Wenn die Spannungsversorgung des Servomotors 30 während des
oben beschriebenen Vorgangs (insbesondere bei der Drehung in Beschleunigung
oder der Hochgeschwindigkeitsdrehung) abfällt, wird die Drehung des Servomotors 30 entsprechend
dem Spannungsabfall während des
Antriebs des Rotors gesteuert, um so die Beschädigung der Wafer W und die
Verlängerung
des Antriebszeitraums zu unterdrücken.
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Genauer
gesagt wird beim vorherigen Speichern der Information über das
Drehsteuerungsmuster in der Host-Steuerung 70 die obige
Information mit der Information über
die Wiederherstellung der Energieversorgung verglichen {d. h., die
Information über
einen Spannungsabfall und die Zeit unter einem momentanen Blackout,
der innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums (beispielsweise 0,05
bis 1 sec) ausgeräumt
werden kann}, die in die Host-Steuerung 70 eingegeben worden
ist, und anschließend
wird das Steuerungssignal an den Servomotor 30 ausgegeben.
Wenn die Spannungsversorgung von der Energiequelle 71 während des
Betriebs des Servomotors 30 abfällt, wird dessen Drehung einmal
abgebremst. Wenn diese Spannungsabfall von einem momentanen Blackout
herrührt,
der ausgeräumt
werden kann, wird die Drehung des Servomotors 30 nach diesem
Abbremsen auf eine konstante Geschwindigkeit gesteuert. Nach der
Wiederherstellung der Energieversorgung wird die Beschleunigung
bei dem Spannungsabfall kompensiert. Wenn aber der Spannungsabfall
die Zeit eines momentanen Blackouts überschritten hat, wird die
Drehung des Servomotors 30 angehalten. Statt dieser Steuerung
kann der Servomotor 30 auch gemäß dem oben erwähnten, in
den 11A bis 11C dargestellten
Steuerungsmuster gesteuert werden.
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Alternativ
könnte
der ähnliche
Vorgang bewirkt werden, indem die Information über das Drehsteuerungsmuster
von der Host-Steuerung 70 gespeichert
wird und die Information über
die Wiederherstellung der Energieversorgung von dem Motorsteuerkreis 70.
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Da
der Servomotor 30 notwendigerweise abgebremst wird, wenn
die Spannungsversorgung von der Energiequelle 71 während des
Betriebs des Servomotors 30 abfällt, ist es so möglich, eine
Schwingung zu unterdrücken
verglichen mit einer Maßnahme,
die Drehung des Motors bei dem Spannungsabfall anzuhalten, wodurch
die Beschädigung
der Wafer W unterdrückt
werden kann. Da die Drehung in der Beschleunigung bei dem Spannungsabfall
nach dem Wiederaufbau der Energieversorgung kompensiert werden kann,
falls der Spannungsabfall von einem momentanen Blackout herrührt, ist
es außerdem möglich, den
Anstieg des Antriebszeitraums (des Betriebszeitraums) des Servomotors 30 zu
beschränken,
d. h., eine Verlängerung
der Bearbeitungszeit zu unterdrücken.
Demzufolge kann der Durchsatz mit einer verbesserten Zuverlässigkeit
der Vorrichtung verbessert werden.
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Nachdem
die chemische Bearbeitung beendet ist, wird die innere Kammer 38b in
die zurückgezogene
Position bewegt, wo die Vorbereitung zum Bearbeiten der Wafer W
in der nächsten
Charge ausgeführt
wird durch Reinigen und Trocknen der inneren Kammer 38b mittels
des Reinigungsmechanismus 80. Was die Wafer W in der durch
die äußere Kammer 38a gebildeten
Prozesskammer 106 angeht, spritzt die Düse 87 das deionisierte
Wasser auf die Wafer W während
der Drehung, um dadurch den Vorgang des Spülens mit Wasser auszuführen. Anschließend werden
die Wafer W mit N2-Gas getrocknet. Während dieses Spülens und
Trocknens wird, wie oben erwähnt,
wenn die Spannungsversorgung für
den Servomotor 30 des Rotors 36 abfällt, der
Servomotor 30 entsprechend dem Spannungsabfall während des
Antriebs des Motors gesteuert, um so eine Beschädigung der Wafer W zu beschränken und eine
Verlängerung
des Antriebszeitraumes (Bearbeitungszeitraums) zu unterdrücken.
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Während die
Wafer W wie oben erwähnt
in der Reinigungseinheit bearbeitet werden, wird in der Wafertransfereinheit 4 der
Wafertransfermechanismus 16 ohne Wafer W bewegt, so dass
die Transferklemmen 17a Zugang zu der an der FOUP-Stufe 2b angebrachten
FOUP F2 haben können. Ähnlich wie bei
dem Ausladen der Wafer W aus der FOUP F1 werden daher die in der
FOUP F2 untergebrachten Wafer W zu den Transferklemmen 17a befördert. Anschließend wird
der Wafertransfermechanismus 16 so bewegt, dass die Transferklemmen 17b ohne
Wafer W zu dem Rotor 36 durch den Fensterbereich 25a hindurch
Zugang haben können.
Dann lagern die Transferklemmen 17a unbearbeitete Wafer
W.
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Nach
dem Ende des Reinigungsvorgangs der Wafer W in der Reinigungseinheit 3 werden
durch Antreiben des Rotordrehmechanismus 31, der die Wafer
W trägt,
des Horizontalantriebsmechanismus 34 etc. die Wafer zu
einer Position bewegt, in der sie zwischen den Transferklemmen 17a,
b und dem Rotor 36 befördert
werden können.
Nach dem Öffnen des
Fensterbereichs 25a nähern
sich die Transferklemmen 17b zuerst dem Rotor 36,
um die Wafer W aufzunehmen, die von dem Rotor 36 getragen
werden. Anschließend
wird durch Betätigen
des Drehmechanismus 22 der Tisch 21 um 180 Grad
gedreht, so dass die Transferklemmen 17a Zugang zu dem Rotor 36 haben
können.
Dann werden die unbearbeiteten Wafer W von den Transferklemmen 17a zum Rotor
befördert.
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Was
die Wafer W der FOUP F2 angeht, die von dem Rotor 36 gehalten
werden, so werden diese einem Reinigungsvorgang unterworfen, der
die gleichen Schritte hat wie der Reinigungsvorgang für die Wafer
W der FOUP F1. In dem Wafertransfermechanismus 16 nähern sich
während
des oben beschriebenen Reinigungsvorgangs die Transferklemmen 17b der
FOUP F1, und dann werden die Wafer W nach dem Reinigungsvorgang
zu der FOUP F1 befördert.
anschließend
wird der Wafertransfermechanismus 16 in den Zustand gebracht,
dass die Transferklemmen 17b Zugang zu dem Rotor 36 haben
können.
Die Wafer W für
die FOUP F2 nach dem Reinigungsvorgang werden in der FOUP F2 mit
den gleichen Schritten untergebracht wie bei dem Unterbringen der
Wafer W für
die FOUP F1 in die FOUP F1 hinein. Auf diese Art und Weise wird
der Reinigungsvorgang der Wafer W in den FOUPs F1, F2 beendet.
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Obwohl
der Servomotor (die Drehantriebsvorrichtung) der vorliegenden Erfindung
auf eine Drehantriebsquelle des Rotors 36 in der oben erwähnten Ausführungsform
angewandt ist, ist ein solcher, auf einen Spannungsabfall reagierender
Servomotor auch auf eine Vorrichtung (einen Mechanismus) anwendbar,
der den anderen Drehantriebsmechanismus abgesehen von dem Rotor 36 hat,
beispielsweise den Linear-Antriebsmotor 19, den Drehmechanismus 22 oder
dergleichen.
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Obwohl
die Drehantriebsvorrichtung der Erfindung außerdem in der oben erwähnten Ausführungsform
auf ein chargenweise arbeitendes Wafer-Reinigungssystem angewandt
ist, ist die Drehantriebsvorrichtung der Erfindung auch anwendbar
auf die andere Struktur, die einen Drehantriebsmechanismus (eine
Drehantriebsvorrichtung) verwendet, beispielsweise eine Vorrichtung
zum Reinigen materialbahnartiger Wafer, eine Beschichtungs-/Entwicklungsvorrichtung,
eine Vorrichtung zur Herstellung von Halbleitern mit einer Drehantriebsvorrichtung oder
dergleichen. Natürlich
ist die Drehantriebsvorrichtung der Erfindung auch anwendbar auf
eine Bearbeitungsvorrichtung für
ein Substrat, das sich von einem Wafer unterscheidet, beispielsweise
ein LCD Substrat.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Diese
Drehantriebsvorrichtung beinhaltet einen Kreis (72) zum
Erzeugen eines Drehmoments eines Servomotors (30) mit einer
Versorgungsspannung von einer Energiequelle (71) sowie
einen Motorsteuerkreis (73) zum Steuern der Drehung des Motors.
In dem Kreis (72) zur Erzeugung des Drehmoments ist ein
Kondensator (76) angeordnet, um eine Stufe der Versorgungsspannung
und einen Zeitraum eines Spannungsabfalls zu erfassen. Eine von dem
Kondensator (76) erfasste Information über den Spannungsabfall kann
an eine Host-Steuerung
(70) übermittelt
werden. In dieser Host-Steuerung (70) ist zuvor eine Information über die
Wiederherstellung der Energieversorgung gespeichert worden, mit
einem Spannungsabfall und einem Zeitraum unter einem momentanen
Blackout, der innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums ausgeräumt werden
kann, und eine Information über
die Drehsteuerungsmuster des Motors entsprechend dieser Information über die Wiederherstellung
der Energieversorgung, und die Steuerung vergleicht die Information über den
Spannungsabfall, die Information über die Wiederherstellung der
Energieversorgung und die Information über das Drehsteuerungsmuster
des Motors miteinander. Auf der Grundlage eines Steuerungssignals
(70) steuert die Steuerung (70) die Drehung des
Servomotors (30). Durch Steuern der Drehung in Übereinstimmung
mit dem Spannungsabfall während
des Antriebs des Motors wird dann die Verlängerung eines Antriebszeitraums
unterdrückt,
der Durchsatz verbessert und eine Schwingung aufgrund eines Stillstands
des Motors durch den Spannungsabfall beschränkt.
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