JP2004104011A - 基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】搬送機構15及び該搬送機構の駆動制御システム24を具備する基板処理装置に於いて、前記駆動制御システムは、前記搬送機構のモータ22の負荷トルクを検出する負荷トルク検出部31と、正常運転時のモータの負荷トルクに基づき得られるトルク制限値を出力するトルク制限値発生部27とを有し、前記モータの負荷トルクがトルク制限値を越えた場合に前記モータを非常停止させる様構成した。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェーハ等の基板に薄膜を生成し、或は不純物の拡散、エッチング等の処理を行い、半導体装置を製造する基板処理装置、特に基板処理装置内で基板、カセット等を搬送する搬送機構の駆動制御システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
先ず、図3に於いて基板処理装置の概要について説明する。
【0003】
図中、1は基板処理装置の前部に設けられたカセット授受ステージであり、該カセット授受ステージ1は図示しない外部搬送装置と基板処理装置間でのカセット16の授受を行うものである。2はカセットローダであり、昇降、横行、進退又は反転の協動により前記カセット授受ステージ1とカセットストッカ3、バッファカセットストッカ4間で前記カセット16の搬送を行うものである。
【0004】
基板処理装置の後部上方には縦型反応炉5が設けられ、該縦型反応炉5は処理室6を画成する石英製の反応管7、該反応管7を囲繞するヒータ8を有し、又、前記反応管7には、前記処理室6の上部に反応ガスを導入する反応ガス導入管9、前記処理室6を排気する排気管11が設けられている。
【0005】
前記縦型反応炉5の下方にはボートエレベータ12が設けられ、該ボートエレベータ12は昇降により、前記処理室6で基板13を多段に保持する石英製の基板保持具14を前記処理室6に装入、引出しする様になっている。
【0006】
前記カセットストッカ3と前記ボートエレベータ12間には基板移載装置15が設けられ、該基板移載装置15は昇降、回転、進退の協動により、降下状態の前記基板保持具14と前記カセットストッカ3に収納されたカセット16との間で前記基板13を移載するものである。
【0007】
未処理の基板13は前記カセット16に収納されて図示しない外部搬送装置により前記カセット授受ステージ1に搬送され、前記カセットローダ2で前記カセットストッカ3に移載される。前記基板移載装置15は前記カセットストッカ3内の基板13を前記基板保持具14に移載する。所定枚数の前記基板13が移載された基板保持具14は前記ボートエレベータ12により前記処理室6に装入され、前記ヒータ8により加熱され、又前記反応ガス導入管9より前記処理室6内に反応ガスが導入され、前記排気管11より反応後のガスが排気される。
【0008】
基板13の処理が完了すると、前記ボートエレベータ12により前記基板保持具14が降下され、処理済の前記基板13が所要温度迄冷却されると、前記基板移載装置15により処理済の前記基板13は前記基板保持具14から前記カセットストッカ3内のカセット16に払出される。
【0009】
処理済の前記基板13を収納するカセット16は前記カセットローダ2により前記カセット授受ステージ1に搬送され、更に外部搬送装置により搬出される。
【0010】
上記した様に、基板処理装置内には各種搬送装置、例えばカセットローダ2、基板移載装置15、ボートエレベータ12等が存在し、これら搬送装置は駆動制御部により制御されている。
【0011】
例えば前記基板移載装置15は昇降モータ、回動モータ、進退モータ等を有しているが、これら駆動モータは(図示せず)、搬送する基板13に過度の衝撃が加わらない様、図4(B)に示される様に、駆動開始から所定速度となる迄、等加速制御、所定速度に達すると等速制御、停止する場合は、等減速制御されている。
【0012】
前記基板移載装置15で前記基板13を搬送している場合、前記カセット16の位置ずれ、前記基板保持具14の位置ずれ等で、前記基板移載装置15の可動部が前記基板保持具14、前記カセット16に干渉する場合がある。干渉した状態で更に前記基板移載装置15が駆動されると、前記基板保持具14に装填された基板13の落下、更に前記基板保持具14の転倒等の事故に発展する。該基板保持具14の転倒は、高価な該基板保持具14を損傷し、或は事故処理の為、基板処理装置を停止しなければならない等の問題がある。
【0013】
この為、従来の基板処理装置では搬送機構が他の機器と干渉、衝突した場合には、搬送機構のモータを非常停止させる駆動制御システムが用いられている。
【0014】
図5に於いて、従来の基板処理装置に於ける搬送機構の駆動制御システムについて説明する。
【0015】
図5は、搬送機構として基板移載装置15が示されている。
【0016】
図3を参照して説明すると、昇降テーブル18に回動テーブル19が回転可能に設けられ、該回動テーブル19にプレート保持部20が進退可能に設けられ、該プレート保持部20に基板支持プレート21が複数枚(図では5枚)設けられている。
【0017】
前記基板13は前記基板支持プレート21に載置され、前記昇降テーブル18の昇降、前記回動テーブル19の回動、前記プレート保持部20の進退の協動で、前記基板13を前記基板保持具14又は前記カセット16に移載する様になっている。
【0018】
図5で示されているモータ22は前記プレート保持部20を進退させる為のモータである。前記モータ22は駆動制御部24によりモータドライバ23を介して駆動制御される様になっている。
【0019】
前記モータ22を非常停止させる方法の1つとして、該モータ22に発生する負荷トルクを監視する方法がある。
【0020】
図4(A)は、前記モータ22としてはACサーボモータ等負荷の大小に応じて負荷トルクが変動するモータであり、前記モータ22の駆動から停止に至る、等加速制御、等速制御、等減速制御した場合に、該モータ22に発生する負荷トルクの変化を示した線図である。
【0021】
図4(A)に示される様に、傾向としては速度が増大すると共に負荷トルクも上昇し、等速領域では一定に、又速度が減少するにつれて負荷トルクも減少している。但し、等加速制御から等速制御に移行する過渡期には負荷トルクは突出して大きくピーク値T0 が現れる傾向を有している。
【0022】
又、図6は前記基板移載装置15が障害物に衝突した場合の負荷トルク曲線を示している。図6中、aポイントで干渉が始り、bポイントで衝突状態となった場合であり、干渉が進行するにつれ負荷トルクが増大する。
【0023】
従来の駆動制御システムでは、予め前記ピーク値T0 に対して所定の余裕を持たせたトルク制限電圧値T1 が前記駆動制御部24に設定入力されており、前記モータドライバ23で検出される負荷トルクが前記駆動制御部24に入力され、該駆動制御部24に於いて、前記モータドライバ23からの検出負荷トルクと前記トルク制限電圧値T1 とが比較され、前記負荷トルク値が前記トルク制限電圧値T1 を越えた場合に前記モータ22を非常停止させるものである。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の駆動制御システムでは、前記トルク制限電圧値T1 を設定する場合、最大トルク値であるピーク値T0 を基準とする為、等速運転状態に衝突が生じた場合では、等速運転時の負荷トルクと前記トルク制限電圧値T1 とは大きな差がある為、異常と検出される迄にSのタイムラグが発生する。このタイムラグの間も前記モータ22は駆動されているので、干渉物の破損の虞れがある。
【0025】
尚、振動検出器を設け、干渉、衝突時の異常振動を検出して前記モータ22を非常停止させる方法もあるが、搬送機構が駆動されると振動を発するので、振動検出の精度を上げると、搬送機構の駆動時の振動を検出することになり、やはり充分な駆動制御システムとは言えなかった。
【0026】
本発明は斯かる実情に鑑み、高精度に干渉、衝突を検出でき、又搬送機構の振動等に影響を受けることがなく、未然に衝突等の事故の発生を防止し得る駆動制御システムを具備した基板処理装置を提供するものである。
【0027】
【課題を解決するための手段】
本発明は、搬送機構及び該搬送機構の駆動制御システムを具備する基板処理装置に於いて、前記駆動制御システムは、前記搬送機構のモータの負荷トルクを検出する負荷トルク検出部と、正常運転時のモータの負荷トルクに基づき得られるトルク制限値を出力するトルク制限値発生部とを有し、前記モータの負荷トルクがトルク制限値を越えた場合に前記モータを非常停止させる様構成した基板処理装置に係るものである。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【0029】
本実施の形態に係る基板処理装置の基本的な構成は、図3に示したものと同様であるので、説明を省略する。又、図1に於いて、図5中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
【0030】
駆動制御部24はモータドライバ25を介してモータ22を駆動制御する様になっており、前記駆動制御部24には電力供給部26から前記モータ22の駆動電力が供給される様になっており、又前記モータドライバ25にはトルク制限電圧発生部27が接続されている。
【0031】
前記モータドライバ25は更に、信号入出力部28、駆動回路部29、負荷トルク検出部31、比較部32を具備し、前記駆動制御部24から送信される駆動制御信号は前記信号入出力部28を介して前記駆動回路部29に入力され、該駆動回路部29は指令された所定の加速度、所定の最高速度で、前記モータ22を駆動する。又、駆動時の負荷トルクは前記負荷トルク検出部31で検出され、検出負荷トルク値を電圧信号として前記比較部32に入力する。又、該比較部32には前記検出負荷トルク値と電圧信号として入力されるトルク制限電圧値と比較し、前記検出負荷トルク値がトルク制限電圧値を越える場合に前記駆動回路部29に非常停止信号を発する様になっている。
【0032】
図4(A)、(B)で示した様に、加速度と、最高速度を決定すると正常運転時の前記モータ22の負荷トルク曲線は決定される。又、該モータ22駆動時に外力が加わると外力の影響は負荷トルクに正確に現れる。前記トルク制限電圧発生部27には加速度、最高速度が入力されることで正常運転時の負荷トルク曲線、更に負荷トルク曲線に許容負荷電圧cを加算したトルク制限電圧値曲線dを演算する演算部33と、演算されたトルク制限電圧値曲線dをテーブルデータ化し、トルク制限電圧値として格納するデータ格納部34と、該データ格納部34のデータを出力する出力部35を具備している。
【0033】
以下、作動について説明する。
【0034】
前記駆動制御部24から前記モータ22の駆動指令が前記モータドライバ25に発せられる。前記駆動指令には、加速度、最高速度、移動距離が含まれ、これらデータは前記トルク制限電圧発生部27にも入力される。
【0035】
前記演算部33は、前記加速度、最高速度、移動距離を基にトルク制限電圧値曲線を演算し、演算結果をトルク制限電圧値として前記データ格納部34に格納する。前記駆動制御部24からの前記モータ22の駆動トリガ信号が前記駆動回路部29、及び前記トルク制限電圧発生部27に発せられる。駆動トリガ信号により前記駆動回路部29が前記モータ22を駆動し、又該モータ22の駆動と同期して前記出力部35から、前記データ格納部34に格納されたトルク制限電圧値が前記モータ22の運転の進行に追従して連続的に或は略連続的に前記比較部32に入力される。該比較部32には前記モータ22の実負荷トルク値が前記負荷トルク検出部31により検出され入力されており、前記比較部32は前記トルク制限電圧値と実負荷トルク値とを比較し、実負荷トルク値が前記トルク制限電圧値を越えた場合に前記駆動回路部29に非常停止信号を発する。該駆動回路部29は非常停止信号に基づき前記モータ22を直ちに停止、或は逆回転し前記基板移載装置15を所要距離退避させる。
【0036】
図2は演算されたトルク制限電圧値曲線dとモータの負荷トルク曲線を示しており、aポイントで干渉が始ると、モータの負荷トルクが急激に上昇し始め、負荷トルクの増加量が前記許容負荷電圧c(トルク制限電圧値曲線d)を越えると、前記比較部32より非常停止信号が発せられる。この間のタイムラグは、図2中、S′で示されるが、図5の従来例の駆動制御システムに於けるSに比べ大幅に短縮されたことが分る。
【0037】
本実施の形態に於けるタイムラグS′は前記モータドライバ25内で異常を判断し、停止処理を行うので、信号の通信時間が短縮される。例えば、前記モータドライバ25内の信号処理は、0.2msec以内であり、更に、前記モータ22が実際に停止される迄の時間を考慮しても、1msec以内が可能となり、可動部が300mm/sの速度で移動していた場合、1msec以内の停止指令で、干渉後0.3mm以内での停止となり、前記基板保持具14等の転倒事故を防止するに充分な時間、停止距離となっている。
【0038】
尚、前記データ格納部34には基板処理装置内で運転されるパターンに応じて予め計算したデータを入力して置き、前記駆動制御部24からの駆動トリガ信号でパターンを選択する様にすれば、前記演算部33は不要である。
【0039】
又、等加速制御、等速制御、等減速制御するモータ制御に拘らず、正常運転時のモータの負荷トルク曲線が事前に分れば、同様に制御可能である。更に、トルク制限電圧値は、トルク制限電流値としてもよい。
【0040】
尚、本発明は、駆動制御システムの機械的な構造は従来の駆動制御システムと同様であるので、既存の基板処理装置に追加実施可能であることは言う迄もない。
【0041】
又、本発明は縦型基板処理装置に限らず、横型基板処理装置或は枚葉式の基板処理装置に対しても実施可能であることは言う迄もなく、更に、本駆動制御システムは基板処理装置に限らず、モータを用いて対象物を移動させる駆動システムであれば実施可能であることは勿論である。
【0042】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、搬送機構及び該搬送機構の駆動制御システムを具備する基板処理装置に於いて、前記駆動制御システムは、前記搬送機構のモータの負荷トルクを検出する負荷トルク検出部と、正常運転時のモータの負荷トルクに基づき得られるトルク制限値を出力するトルク制限値発生部とを有し、前記モータの負荷トルクがトルク制限値を越えた場合に前記モータを非常停止させる様構成したので、モータの負荷トルクに対するトルク制限電圧値の余裕を少なくでき、高精度に干渉、衝突を検出でき、又搬送機構の振動等に影響を受けることがなく、未然に衝突等の事故の発生を防止し得るという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態が具備する駆動制御システムを示す説明図である。
【図2】該駆動制御システムに於けるモータの負荷トルク曲線とトルク制限電圧値曲線との関係を示す線図である。
【図3】基板処理装置の基本構成を示す説明図である。
【図4】(A)は、モータの速度制御に伴うモータの負荷トルク曲線を示す線図であり、(B)は、モータの速度制御を示す線図である。
【図5】従来の基板処理装置の駆動制御システムを示す説明図である。
【図6】従来の駆動制御システムに於けるモータの負荷トルク曲線とトルク制限電圧値曲線との関係を示す線図である。
【符号の説明】
2 カセットローダ
12 ボートエレベータ
15 基板移載装置
22 モータ
24 駆動制御部
25 モータドライバ
27 トルク制限電圧発生部
31 負荷トルク検出部
32 比較部
34 データ格納部
Claims (1)
- 搬送機構及び該搬送機構の駆動制御システムを具備する基板処理装置に於いて、前記駆動制御システムは、前記搬送機構のモータの負荷トルクを検出する負荷トルク検出部と、正常運転時のモータの負荷トルクに基づき得られるトルク制限値を出力するトルク制限値発生部とを有し、前記モータの負荷トルクがトルク制限値を越えた場合に前記モータを非常停止させる様構成したことを特徴とする基板処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002266998A JP2004104011A (ja) | 2002-09-12 | 2002-09-12 | 基板処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2002266998A JP2004104011A (ja) | 2002-09-12 | 2002-09-12 | 基板処理装置 |
Publications (2)
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JP2004104011A true JP2004104011A (ja) | 2004-04-02 |
JP2004104011A5 JP2004104011A5 (ja) | 2005-10-13 |
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Family Applications (1)
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JP2002266998A Pending JP2004104011A (ja) | 2002-09-12 | 2002-09-12 | 基板処理装置 |
Country Status (1)
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- 2002-09-12 JP JP2002266998A patent/JP2004104011A/ja active Pending
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