JP3556819B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体基板、液晶ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板および光ディスク用基板などの薄板状基板(以下、単に「基板」と称する)に対して洗浄処理やエッチング処理などの諸処理を施す基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、上記のような基板処理装置は、基板に対して洗浄処理やエッチング処理などの諸処理を行う複数の処理部を備えている。そして、予め定められた手順に従って、各処理部に基板を循環搬送ないし一方向へ搬送し、搬送先のそれぞれの処理部において所定の処理を行う複数工程により、一連の基板処理を達成している。
【0003】
ここで、基板の搬送は装置内に設けられた基板搬送ロボットによって行われ、この基板搬送ロボットは動作のための駆動部を備えている。駆動部の駆動機構としては、シリンダ、アクチュエータ、ベルト送り機構、ボールねじ機構などの種々のものが採用されているが、いずれも機械的な動作を伴う機構であるため、長期間の使用による経時的な性能劣化は避け難い。
【0004】
また、基板搬送ロボット以外に、例えば基板に浸漬処理を行う処理槽についても、その処理槽に処理液を供給/排液するためのバルブは開閉機構を備えた駆動部であり、当該開閉機構も機械的な動作を伴う機構であるため、上記と同様に、経時的な性能劣化をきたすことになる。この他にも、基板処理装置には、多数の駆動部が設けられており、それら駆動部が機械的な動作を伴うものである以上、使用するにしたがって漸次その性能が劣化することとなる。
【0005】
駆動部の性能劣化が進行すると、やがて当該駆動部の故障あるいは動作不良という事態に至る。駆動部がこのような事態に至った場合は、基板処理装置における正常な処理手順を実行することが不可能となるため、一旦装置を停止し、当該駆動部の修理・交換を行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、駆動部の故障は突然発生する場合がそのほとんどである。そして、例えば、基板のエッチング処理中に基板搬送ロボットの駆動部が突然故障すると、エッチング処理を行っている処理槽から基板を搬出することができなくなるため、いわゆるオーバーエッチングの状態となり、その基板は不良基板として処分せざるを得ない。近年は、基板の大口径化に伴って、基板の単価も急激に上昇しており、不良基板を発生させることは著しい経済的損失に繋がる。
【0007】
また、駆動部の故障が突然発生した後に、当該駆動部の交換用部品を手配して修理を行っていたのでは、基板処理装置を停止しなければならない期間が長期化する。基板処理装置の停止期間中は、当然基板の処理を行うことができないため、装置の処理効率の観点からも、駆動部の突発的な故障は好ましいことではない。
【0008】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、駆動部が突発的に故障する確率を低減させることができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、(a)機械的な動作を行う駆動部と、(b)前記駆動部の性能が劣化していない状態での標準的な動作時間である基準動作時間を記憶する記憶手段と、(c)その時点における前記駆動部の実際の動作時間である実動作時間を計測する計測手段と、(d)前記基準動作時間と前記実動作時間とを比較する比較手段と、(e)前記比較手段による比較の結果、前記実動作時間と前記基準動作時間との差または比に応じて定まる着目量が所定の閾値より大きくなったか否かを判別する判別手段と、(f)前記着目量が前記閾値より大きくなったときに、故障予知情報を出力する出力手段と、を備える。
【0010】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係る基板処理装置において、(g)前記基準動作時間を設定する設定手段、をさらに備える。
【0011】
また、請求項3の発明は、基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、 (a) 機械的な動作を行う駆動部と、 (b) 前記駆動部の故障を予知するための累積使用状態に関する基準値である累積動作パラメータを記憶する記憶手段と、 (c) その時点における前記駆動部の累積使用状態に関する実測値を計測する計測手段と、 (d) 前記累積動作パラメータと前記実測値とを比較する比較手段と、 (e) 前記比較手段による比較の結果、前記累積動作パラメータと前記実測値との差または比に応じて定まる着目量が所定の閾値未満となったか否かを判別する判別手段と、 (f) 前記着目量が前記閾値未満となったときに、故障予知情報を出力する出力手段と、を備える。
【0012】
また、請求項4の発明は、請求項3の発明に係る基板処理装置において、 (g) 前記累積動作パラメータを設定する設定手段、をさらに備える。
【0013】
また、請求項5の発明は、請求項3または請求項4の発明に係る基板処理装置において、前記累積動作パラメータを、前記駆動部の標準的な使用時間である基準使用時間とし、前記実測値を、前記駆動部の実動作時間を順次加算した実際の使用時間としている。
【0014】
また、請求項6の発明は、請求項3または請求項4の発明に係る基板処理装置において、前記累積動作パラメータを、前記駆動部の標準的な使用回数である基準使用回数とし、前記実測値を、前記駆動部が実際に前記動作を行った回数を順次加算した累積使用回数としている。
【0015】
また、請求項7の発明は、請求項1から請求項6のいずれかの発明に係る基板処理装置において、前記基板処理装置を筐体内に収納している。
【0017】
【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について詳細に説明する。
【0018】
まず、本発明に係る基板処理装置の全体構成について簡単に説明する。図1は、本発明に係る基板処理装置の構成の一例を示す斜視図である。図示のように、この装置は、未処理基板を収納したカセットCが投入されるカセット搬入部21と、このカセット搬入部21に載置されたカセットCの内部から複数の基板を同時に取り出す基板取出部41と、カセットCから取り出された未処理基板に順次洗浄処理を施す基板処理部6と、洗浄処理後の複数の処理済み基板を同時にカセット中に収納する基板収納部42と、処理済み基板を収納しているカセットを払い出すカセット搬出部22とを備える。さらに、装置の前側には、基板取出部41から基板収納部42にかけて基板移載搬送機構8が配置されており、洗浄処理前、洗浄処理中及び洗浄処理後の基板を一箇所から別の箇所に搬送したり移載したりする。
【0019】
カセット搬入部21は、水平移動、昇降移動及び垂直軸回りの回転が可能なカセット移載ロボットCR1を備え、カセットステージ21a上の所定位置に載置された一対のカセットCを基板取出部41に移載する。
【0020】
基板取出部41は、一対のホルダ41a、41bを備える。これらのホルダ41a、41bは、図示を省略するアクチュエータによって昇降移動する。そして、ホルダ41a、41bの上面にはそれぞれガイド溝が刻設されており、カセットC中の未処理基板を垂直に支持することを可能にする。したがって、ホルダ41a、41bが上昇すると、カセットC中から基板が取り出される。カセットC中から取り出された基板は、基板移載搬送機構8に設けた搬送ロボットTRの一対のハンド80、81に把持されてこれに受け渡され、水平移動後に基板処理部6に投入される。
【0021】
基板処理部6は、硫酸、アンモニア、塩酸、フッ酸等を収容する薬液槽CBを備える薬液処理部62と、純水を収容する水洗槽WBを備える水洗処理部64と、スピンドライヤを内蔵する乾燥部66とを備える。
【0022】
基板処理部6において、薬液処理部62及び水洗処理部64の後方側には、基板浸漬機構68が配置されており、これに設けた上下動及び横行可能なリフタヘッドLHによって、搬送ロボットTRから受け取った基板を薬液処理部62の薬液槽CBに浸漬したり、水洗処理部64の水洗槽WBに浸漬したりする。
【0023】
基板収納部42は、基板取出部41と同様の構造を有し、昇降可能な一対のホルダ42a、42bによって、搬送ロボットTRに把持された処理済み基板を受け取ってカセットC中に収納する。また、カセット搬出部22は、カセット搬入部21と同様の構造を有し、移動自在のカセット移載ロボットCR2を備え、基板収納部42上に載置された一対のカセットをカセットステージ22a上の所定位置に移載する。
【0024】
また、基板処理は十分に清浄な雰囲気中で行う必要があるため、装置外部からパーティクルなどが流入しないように、基板取出部41、基板処理部6および基板収納部42の上方は、カバーCVによって覆われている。したがって、基板処理装置の本体部分は、カバーCVと本体側壁部Bとからなる筐体内に収容されることとなり、外部の雰囲気から遮蔽された清浄な状態に置かれることとなる。
【0025】
以上の如く、この基板処理装置には、搬送ロボットTRやリフタヘッドLHのように移動動作を行う部分が多数設けられており、それらは全てシリンダやアクチュエータなどで構成される駆動部を備えるものである。そして、駆動部が機械的な動作を伴うものである以上、使用するにしたがって経時的に性能が劣化することは避けられない。これを放置する場合は、上述したような問題が生じるのであり、特に、基板処理装置のように清浄な雰囲気を維持するべく筐体に収納されている場合は、駆動部を直接視認することが困難であるため、処理中に駆動部の劣化の程度を確認することができず、突発的な故障が生じやすい。そこで、本発明に係る基板処理装置においては、経時的な性能劣化によって駆動部が突発的に故障するのを防止すべく、以下に説明するような技術を用いている。
【0026】
図2は、上記基板処理装置の制御機構を説明するための機能ブロック図である。この制御機構は、コンピュータを用いて構成されており、メモリ10と、キーボード11と、ディスプレイ12と、主制御部50と、ロボット制御部70と、槽制御部90とを備えている。
【0027】
メモリ10は、RAMによって構成されており、装置の処理プログラムや処理に必要なデータを記憶することができる。なお、メモリ10は、RAMに限らず記憶可能な処理部であればよく、例えば、磁気ディスクなどであってもよい。
【0028】
キーボード11は、コマンドや処理に必要なパラメータをオペレータが入力するための入力手段としての機能を果たしている。また、ディスプレイ12は、基板処理装置からのメッセージや処理内容を表示する機能を有している。
【0029】
主制御部50、ロボット制御部70および槽制御部90は、いずれもCPUによって構成されており、主制御部50は基板処理装置全体の管理を行い、ロボット制御部70は搬送ロボットTRなどのロボットの動作を制御し、また槽制御部90は薬液槽CBなどの動作・処理を制御する。
【0030】
主制御部50には、比較部51および判定部52が設けられているが、これらは主制御部50のうち処理プログラムによって実現される手段であり、その内容についてはさらに後述する。
【0031】
ロボット制御部70は、搬送ロボットTRなどのロボットの駆動部を複数管理することとなるが、図2には図示の便宜上、駆動部72、73の2つを記載している。また、ロボット制御部70には、センサ74、75が電気的に接続されており、それぞれ駆動部72、73の動作を監視する。さらに、ロボット制御部70には、時間計測手段であるソフトタイマー71が接続されており、センサ74、75およびソフトタイマー71が協働して駆動部72、73の動作時間を計測する。動作時間とは駆動部が所定の動作を行うのに必要とする時間であり、具体的には、センサ74、75が駆動部72、73の動作開始および動作終了を検出し、その間の時間を動作時間としてソフトタイマー71が計測する。
【0032】
槽制御部90は、薬液槽CBなどの処理槽に関連する駆動部(例えば、注排液用のバルブ)を複数管理するが、図2には1つの駆動部92のみを記載している。そして、上記ロボット制御部70と同様に、槽制御部90にもセンサ93およびソフトタイマー91が接続されており、これらが協働して駆動部92の動作時間を計測する。
【0033】
次に、上記のような制御機構を備えた基板処理装置における処理手順について説明する。図3は、基板処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
【0034】
まず、ステップS1において、基準動作時間の設定を行う。基準動作時間とは、駆動部72、73、92のそれぞれについて、性能が劣化していない状態での標準的な動作時間である。基準動作時間の設定は、オペレータがキーボード11を介して入力してもよいし、また、ロボット制御部70および槽制御部90がそれぞれが管理する駆動部についての動作時間の実測を行い、1回の実測結果または何回かの実測結果の平均値をもって基準動作時間として設定するようにしてもよい。
【0035】
そして、いずれかの手法によって設定された基準動作時間はメモリ10に記憶される(ステップS2)。以下においては、駆動部72についての基準動作時間が”t”に設定されたものとしてその後の手順の説明を続けるが、駆動部73、92についても全く同様の手順が行われる。
【0036】
次に、ステップS3に進み、駆動部72の実動作時間”t”の計測を行う。実動作時間とは、計測時点における駆動部72の実際の動作時間である。この計測は、上述したように、センサ74が駆動部72の動作開始および動作終了を検出し、その間の時間をソフトタイマー71が計測することによって行われる。なお、基板処理装置に設けられた駆動部の数は非常に多く、実動作時間の計測を各駆動部の動作ごとに行うことは困難であるため、実動作時間の計測は1日に1回、周に1回または予め設定された任意の時点で行うようにすればよい。
【0037】
次に、ステップS4に進み、主制御部50の比較部51が駆動部72の基準動作時間と実動作時間との比較を行う。すなわち、基準動作時間と実動作時間との差t=t−tを算出する。そして、駆動部72の基準動作時間と実動作時間との差”t”が予め設定された閾値”tth”よりも大きくなったか否かが主制御部50の判定部52によって判定される(ステップS5)。
【0038】
”t”が”tth”よりも大きくなったときは、ステップS6に進み、主制御部50がディスプレイ12に故障を予知した旨のメッセージを表示する。一方、”t”が”tth”以下である場合には、再びステップS3に戻り、駆動部72の実動作時間の計測が続行される。
【0039】
駆動部72は、経時的にその性能が劣化するため、使用とともに動作に長時間を要するようになり、実動作時間”t”は徐々に長くなる。また、それにともなって、基準動作時間と実動作時間との差”t”も漸次大きくなる。そして、差”t”が閾値”tth”よりも大きくなったときは、近い将来において駆動部72が故障する可能性が高いため、その時点において故障を予知した旨のメッセージを表示するのである。したがって、閾値”tth”の設定に際しては、駆動部72が故障する直前の動作時間を実験等によって求めておき、その値を参照しつつ適宜閾値”tth”を設定することが望ましい。
【0040】
上記メッセージが表示された時点においては、駆動部72は未だ故障には至っておらず、その時点より部品を手配して駆動部72の部品交換・修理を行うことになる。このようにすれば、基板処理装置が筐体内に収納され、駆動部72を直接視認しにくい場合であっても、駆動部72が突発的に故障する確率を低減することができるため、処理中の基板がオーバーエッチングなどによって不良基板となるのを防止することができる。
【0041】
また、駆動部72が故障する前に部品の手配等を行うことになるため、基板処理装置の停止期間を部品交換・修理の期間に限ることができ、処理効率の低下を最小限に抑えることができる。
【0042】
【変形例】
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、動作時間に基づいて故障の予測を行っていたが、これを使用時間に基づいて行わせるようにしてもよい。ここで、使用時間とは、累積の動作時間である。図4は、使用時間に基づいて故障の予測を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。すなわち、図4のステップS11では、駆動部72の標準的な使用時間を基準使用時間”T”として設定し、ステップS12でメモリ10に記憶する。ステップS13では、ロボット制御部70が駆動部72の実動作時間を順次加算して実際の使用時間”T”を計測する。
【0043】
そして、ステップS14では、比較部51が基準使用時間と実際の使用時間との差Td=Tr−Tpを算出する。さらに、ステップS15では、判定部52が基準使用時間と実際の使用時間との差”Td”が予め設定された閾値”Tth”未満であるか否かを判定する。ここで、”Td”が”Tth”未満であるときは、ステップS16に進み、主制御部50がディスプレイ12に故障を予知した旨のメッセージを表示する。一方、”Td”が”Tth”以である場合には、再びステップS13に戻り、実際の使用時間の計測が続行される。
【0044】
このようにすれば、駆動部72の実際の使用時間”T”が標準的な基準使用時間”T”に近づいた段階で故障を予知した旨のメッセージが表示されるため、その時点より部品を手配して駆動部72の部品交換・修理を行うことになる。この結果、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、上記実施形態と同様に、駆動部73、92についても駆動部72と同じ処理手順が実行され、同様の効果を得ることができる。
【0045】
また、図4において、使用時間の代わりに使用回数を基準にして故障の予測を行うようにしてもよい。すなわち、図4のステップS11では、駆動部72の標準的な使用回数を基準使用回数”N”として設定し、ステップS12でメモリ10に記憶する。ステップS13では、ロボット制御部70が駆動部72の動作をカウントし、順次加算して実際の使用回数”N”を計測する。
【0046】
そして、ステップS14では、比較部51が基準使用回数と実際の使用回数との差Nd=Nr−Npを算出する。さらに、ステップS15では、判定部52が基準使用回数と実際の使用回数との差”Nd”が予め設定された閾値”Nth”未満であるか否かを判定する。ここで、”Nd”が”Nth”未満であるときは、ステップS16に進み、主制御部50がディスプレイ12に故障を予知した旨のメッセージを表示する。一方、”Nd”が”Nth”以である場合には、再びステップS13に戻り、実際の使用回数の計測が続行される。
【0047】
このようにしても、駆動部72の実際の使用回数”N”が標準的な基準使用時間”N”に近づいた段階で故障を予知した旨のメッセージが表示されるため、その時点より部品を手配して駆動部72の部品交換・修理を行うことになり、その結果、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0048】
また、上記実施形態においては、基準動作時間と実動作時間との差が閾地よりも大きくなったか否かにより故障の予測を行っていたが、これを基準動作時間と実動作時間との比”t/t”が所定の閾地よりも大きくなったか否かにより故障の予測を行うようにしてもよい。そして、同様に、基準使用時間と実際の使用時間との比”T/T”または基準使用回数と実際の使用回数との比”N/N”が所定の閾地未満となったか否かにより故障の予測を行うようにしてもよい。
【0049】
また、上記実施形態においては、故障を予知した旨のメッセージをディスプレイ12に表示していたが、これに限らず、何らかの故障予知情報を出力できればよく、例えば、警告ランプを点灯させるようにしてもよい。
【0050】
また、故障予知情報を出力することに代えて、処理中の基板については処理を続行させつつ、新規未処理基板の投入を規制するようにしてもよい。このようにしても、不良基板の発生を防止することができる。
【0051】
さらに、動作時間、使用時間、使用回数のうち2つ以上を基準にして駆動部の故障の予測を行うようにしてもよい。このようにすれば、より確実な故障の予知が可能となり、突発的に故障確率をさらに低減することができる。
【0052】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項1の発明によれば、機械的な動作を行う駆動部のその時点における実際の動作時間から駆動部の性能が劣化していない状態での標準的な動作時間を減じた値が所定の閾値より大きくなったときに故障予知情報を出力するため、その時点から駆動部の修理・部品交換を行えば、駆動部が突発的に故障する確率を低減させることができる。その結果、処理中の基板がオーバーエッチングなどによって不良基板となるのを防止することができるとともに、駆動部が故障する前に部品の手配等を行うことになるため、基板処理装置の停止期間を部品交換・修理の期間に限ることができ、処理効率の低下を最小限に抑えることができる。
【0053】
また、請求項2の発明によれば、基準動作時間を設定する設定手段を備えているため、オペレータに特別な作業を強いることなく、基準動作時間を設定することができる。
【0054】
また、請求項3の発明によれば、動作パラメータを駆動部が動作に要する時間の基準値とし、機械的な動作を行う駆動部の故障を予知するための累積使用状態に関する基準値である累積動作パラメータからその時点における駆動部の累積使用状態に関する実測値を減じた値が所定の閾値未満となったときに故障予知情報を出力するため、その時点から駆動部の修理・部品交換を行えば、駆動部が突発的に故障する確率を低減させることができる。その結果、処理中の基板がオーバーエッチングなどによって不良基板となるのを防止することができるとともに、駆動部が故障する前に部品の手配等を行うことになるため、基板処理装置の停止期間を部品交換・修理の期間に限ることができ、処理効率の低下を最小限に抑えることができる。
【0055】
また、請求項4の発明によれば、累積動作パラメータを設定する設定手段を備えているため、オペレータに特別な作業を強いることなく、動作パラメータを設定することができる。
【0056】
また、請求項5の発明によれば、累積動作パラメータを駆動部の標準的な使用時間である基準使用時間とし、実測値を駆動部の実動作時間を順次加算した実際の使用時間としているため、請求項3の発明と同様の効果を得ることができる。
【0057】
また、請求項6の発明によれば、累積動作パラメータを駆動部の標準的な使用回数である基準使用回数とし、実測値を駆動部が実際に動作を行った回数を順次加算した累積使用回数としているため、請求項3の発明と同様の効果を得ることができる。
【0058】
また、請求項7の発明によれば、基板処理装置が筐体内に収納されており、駆動部を直接視認しにくいが、このような場合であっても、駆動部が突発的に故障する確率を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る基板処理装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図2】図1の基板処理装置の制御機構を説明するための機能ブロック図である。
【図3】図1の基板処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図4】図1の基板処理装置の処理手順の他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 メモリ
11 キーボード
12 ディスプレイ
50 主制御部
51 比較部
52 判定部
70 ロボット制御部
90 槽制御部
71、91 ソフトタイマー
72、73、92 駆動部
74、75、93 センサ
CV カバー
LH リフタヘッド
TR 搬送ロボット

Claims (7)

  1. 基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、
    (a) 機械的な動作を行う駆動部と、
    (b) 前記駆動部の性能が劣化していない状態での標準的な動作時間である基準動作時間を記憶する記憶手段と、
    (c) その時点における前記駆動部の実際の動作時間である実動作時間を計測する計測手段と、
    (d) 前記基準動作時間と前記実動作時間とを比較する比較手段と、
    (e) 前記比較手段による比較の結果、前記実動作時間と前記基準動作時間との差または比に応じて定まる着目量が所定の閾値より大きくなったか否かを判別する判別手段と、
    (f) 前記着目量が前記閾値より大きくなったときに、故障予知情報を出力する出力手段と、
    を備えることを特徴とする基板処理装置。
  2. 請求項1記載の基板処理装置において、
    (g) 前記基準動作時間を設定する設定手段、
    をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
  3. 基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、
    (a) 機械的な動作を行う駆動部と、
    (b) 前記駆動部の故障を予知するための累積使用状態に関する基準値である累積動作パラメータを記憶する記憶手段と、
    (c) その時点における前記駆動部の累積使用状態に関する実測値を計測する計測手段と、
    (d) 前記累積動作パラメータと前記実測値とを比較する比較手段と、
    (e) 前記比較手段による比較の結果、前記累積動作パラメータと前記実測値との差または比に応じて定まる着目量が所定の閾値未満となったか否かを判別する判別手段と、
    (f) 前記着目量が前記閾値未満となったときに、故障予知情報を出力する出力手段と、
    を備えることを特徴とする基板処理装置。
  4. 請求項3記載の基板処理装置において、
    (g) 前記累積動作パラメータを設定する設定手段、
    をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
  5. 請求項3または請求項4記載の基板処理装置において、
    前記累積動作パラメータは、前記駆動部の標準的な使用時間である基準使用時間であり、
    前記実測値は、前記駆動部の実動作時間を順次加算した実際の使用時間であることを特徴とする基板処理装置。
  6. 請求項3または請求項4記載の基板処理装置において、
    前記累積動作パラメータは、前記駆動部の標準的な使用回数である基準使用回数であり、
    前記実測値は、前記駆動部が実際に前記動作を行った回数を順次加算した累積使用回数であることを特徴とする基板処理装置。
  7. 請求項1から請求項6のいずれかに記載の基板処理装置において、
    前記基板処理装置は筐体内に収納されていることを特徴とする基板処理装置。
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