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”ｔｒ”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”ｔｐ”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ｔｄ＝ｔｐ−ｔｒ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”ｔｄ”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】
”ｔｄ”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、”ｔｄ”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”ｔｐ”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”ｔｄ”も漸次大きくなる。そして、差”ｔｄ”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”Ｔｒ”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”Ｔｐ”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”以上である場合には、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”Ｔｐ”が標準的な基準使用時間”Ｔｒ”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”Ｎｒ”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”Ｎｐ”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”以上である場合には、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”Ｎｐ”が標準的な基準使用時間”Ｎｒ”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”ｔｐ／ｔｒ”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”Ｔｒ／Ｔｐ”または基準使用回数と実際の使用回数との比”Ｎｒ／Ｎｐ”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
【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”ｔｒ”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”ｔｐ”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ｔｄ＝ｔｐ−ｔｒ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”ｔｄ”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】
”ｔｄ”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、”ｔｄ”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”ｔｐ”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”ｔｄ”も漸次大きくなる。そして、差”ｔｄ”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”Ｔｒ”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”Ｔｐ”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”以上である場合には、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”Ｔｐ”が標準的な基準使用時間”Ｔｒ”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”Ｎｒ”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”Ｎｐ”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”以上である場合には、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”Ｎｐ”が標準的な基準使用時間”Ｎｒ”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”ｔｐ／ｔｒ”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”Ｔｒ／Ｔｐ”または基準使用回数と実際の使用回数との比”Ｎｒ／Ｎｐ”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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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