JPH04187768A - 被処理物搭載用トレイの管理方法ならびに装置、および被処理物搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、繰返し使用する被処理物搭載用トレイの管理
方法および管理装置に関し、特に、インライン式成膜装
置において使用する基板搭載用トレイの管理方法および
管理装置に関する。

［従来の技術］ スパッタ装置やＣＶＤ装置は、種々の材料の薄膜化手段
の一つとして各方面でニーズが高まっている。特に、量
産用の装置においては、生産性の向上および成膜した膜
の膜特性の向上と安定化のために、基板の成膜室と、基
板の仕込専用の部屋と、基板の加熱用、エツチング用、
基板の取出し専用の部屋などとを連結して、基板を連続
的に処理している。

そして、各部屋間はゲート弁で仕切られていて、仕込、
取出室以外は、通常は、大気に開放されることなく、常
に真空に保たれている。

上記のようなインライン式の装置を用いて基板を処理す
る場合においては、装置内部に設けられた搬送手段によ
って、基板は順次送られていく。

このような場合、基板は単独で搬送されることはなく、
トレイやパレットと呼ばれるキャリア（以下、基板トレ
イあるいはトレイという。）に搭載されて運ばれる。装
置の外部において、作業者あるいはロボットによって、
基板を上記トレイにセットした後、トレイごと装置内を
搬送し、目的の処理を行ない、処理が終了後、作業者ま
たはロボットがトレイから基板を取り出す。その後、ト
レイには新しい基板をセットし、繰り返し処理を行なう
。

このようにして、基板トレイは、何度も繰り返し使用さ
れる。

上記基板トレイは繰り返し使用するうちにうまく搬送で
きなくなり、渋滞するなど搬送のトラブルが頻繁に起こ
るようになる。この主な原因は、加熱や成膜中の熱履歴
によるトレイの歪みによると考えられる。また、成膜時
にトレイに付着した膜がはがれてくると、ゴミとして成
膜する膜中にとりこまれて、製品の不良につながる。こ
のため、トレイを洗浄する必要がある。

そこで、従来は、トレイに設けたナンバーによって、作
業者がトレイの繰り返し使用回数を管理して、−足回数
毎に交換・洗浄している。従来技術に自動トレイ搬送ラ
イン組込み装置においても、基板脱着部の他に、トレイ
交換のためのスペースも考えられているが、トレイを自
動的に管理する装置は考えられていない。

次に、基板トレイの縦型搬送の場合において、ロボット
によって自動的に基板を装着するときは。

通常、１へレイを立てた状態のまま装着する。このため
、トレイを水平にしたり縦にしたりするための機構が不
要である。

しかし、縦型のまま基板を装着する場合、よく基板を装
着ミスして落下させることがある。この原因は、縦型ト
レイの構造が、数ｍ程度の薄い基板を、これよりもわず
かに幅広の溝に落とし込むようになっているためである
。

そこで、特開昭６２−２３０９７３号公報に記載されて
いるように、ロボットのハンドに設けたセンサによって
トレイの傾きを演算して、基板の自動脱着を精度良く行
う方法が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術では、トレイの繰り返し使用回数やその歪
み量について自動的に管理する方法については考慮され
ていないので、作業者のミスによるトレイ交換のタイミ
ングの遅れや、また、規定回数内のトレイであっても、
歪み量の違いによって搬送のトラブルを起こすという問
題がある。

いったんトラブルが発生すると、これを対策するために
は一度処理室を大気に戻さなければならず、再立ち上げ
時間を含めて装置の稼動率を大幅に低下させるとともに
、膜特性も不安定となるという問題がある。

次に、上記公報においては、トレイ全体の歪みについて
は何も考慮されていないので、トレイが変形した場合は
、基板の脱着にトラブルが生じるという問題がある。

本発明の目的は、被処理物搭載用トレイを自動的に管理
して、搬送のトラブルを未然に防ぎ、処理装置の稼動率
を向上させるとともに、この装置の信頼性を高めること
にある。

また、本発明の他の目的は、被処理物搭載用トレイの歪
み量を測定して、このトレイの歪み量に応じて、ロボッ
トなどの被処理物装着手段の動作に補正を加えることに
よって、被処理物装着時の装着ミスを低減させることに
ある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、１つの被処理物搭載用トレイに設けた光学
的に読み取りができる複数の識別記号の一部を読み取り
、同一のトレイであるか否かを識別するトレイ識別手段
と、 他の識別記号を読み取り、基準位置とこの識別記号との
距離を検出し、このトレイの変形量を測定する変形量測
定手段と、 同一識別番号のトレイの使用回数をカウントする手段と
、 上記変形量と予め設定した変形量とを比較する手段と、 カウントした使用回数が予め設定した設定回数に達する
か、または、この変形量が予め設定した変形量を超えた
ときは、そのことを知らせる信号を出力する設定回数通
報手段と、 を備えて構成される被処理物搭載用トレイの管理装置に
よって達成される。

また、被処理物搭載用トレイに設けた識別番号を読み取
り、そのトレイの使用回数を管理する工程と、そのトレ
イの変形量を測定する工程と、上記使用回数が予め設定
した設定回数を超えた場合、および上記変形量が予め設
定した許容変形量範囲外となった場合のいずれかの場合
は、上記トレイを搬送ラインから除外する工程と、を含
んで構成される被処理物搭載用トレイの管理方法によっ
て達成される。

また、予め設定した使用回数や変形量になったときに、
そのことを知らせる通報手段を用いてもよい。

［作　用コ 変位センサ、光電スイッチ、バーコードリーダなどの識
別手段によって、自動的に読み取りが可能な識別番号を
被処理物搭載用トレイごとに設けて、使用するトレイの
識別番号に対応して、シーケンサやパソコン等の記憶装
置のアドレスを割り当てる。

次に、この識別手段によって、この識別番号を自動的に
読み取り、識別し、その読みとった番号からトレイごと
の使用回数をカウントし、その使用回数が予め設定した
回数を越えないかどうかを自動的に監視させる。

この監視のために、識別番号に対応したアドレスのカウ
ンターに１を加えるようなプログラムソフト処理を行う
。このカウンターによってトレイの使用回数が管理出来
る。

また、この使用回数が、あらかじめ設定した回数を越え
ていないかどうかを、常に、監視しておいて、その回数
を越えた時には、アラーム等で知らせたり、トレイの自
動交換機構を設けることによって、トレイを自動的に交
換することが出来る。

この結果、作業者が管理する場合に生ずるような、交換
ミス等を完全に防止することが出来て、全トレイについ
て確実に規定回数ごとの交換が可能となる。

また、変位センサーなどの変形量測定手段を用いて、基
準面からトレイ表面までの距離のうち少なくとも４点を
測定することによって、被処理物搭載用トレイの歪み量
を測定し、トレイの歪み量を監視する。所定変形量を越
えた場合には、アラーム等で知らせたり、自動的に使用
可能なトレイと交換するような機構を設けることにより
、単純な使用回数のみの管理では防゛ぐことの出来なか
った、トレイの歪みによる搬送のトラブルを未然に防ぐ
ことが可能となる。

また、ロボットによる基板の自動装着を行なう場合には
、このトレイの歪み量が設定値以下であっても、演算処
理により、この歪み量に応じて、基板装着の位置をロボ
ットに対して補正することができる。この結果、基板装
着時の装着ミスを大幅に低減することが出来る。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を、第１図〜第３図を用いて説明
する。

第１図（ｂ）に、本実施例に係るインラインスパッタ装
置の全体構成を示す。

第１図（ａ）に、本実施例に係る変形量測定手段の詳細
を示す。

第１図（ｂ）において、本インラインスパッタ装置５０
は、仕込室１１、加熱室１２．中間室１３、成膜室１４
、冷却室１５．取出室１６、および基板装着ロボットを
備えて構成されている。

基板トレイ２には、基板脱着ロボット２０によって基板
が装着され、仕込室１］から順次各室を搬送されて各種
の処理を受ける。

処理終了後、取出室１６から搬送された基板トレイ２は
、エレベータ１７（ｂ）によって上昇し、トレイリタ−
１８を通って、さらに、エレベータ１７（ａ）で下降し
、元の位置に戻ってくる。

戻ってきた基板トレイ２から、基板脱着ロボット２０に
より、処理後の基板を取り出し、再び新しい基板をセッ
トする。

その後、再び、仕込室１１に送られて順次同様の処理を
受ける。このように、基板トレイ２は何度も繰り返し使
用される。

本実施例においては、この基板トレイ搬送ライ′ン中、
エレベータ１７（ａ）から出てすぐの所に、トレイに設
けた識別番号を識別する識別手段と、トレイの変形量を
測定する変形量測定手段とからなる基板トレイ管理装Ｍ
１０を設けている。

この基板とトレイ管理装置１０の詳細を、第１図（、）
を用いて説明する。

基板トレイ２には、基板４が２枚セットされている。搬
送されてきた基板トレイ２は、まず昇降式の基板トレイ
位置決めピン６によって正確に位置決めされる。この位
置において、基板トレイ２の上部には、変位センサ３．
　（ａ）　、ｉ　（ｂ）を保持しているプレート３があ
る。

５個の変位センサ１（ａ）によって、基板トレイ２の表
面までの距離を測定する。

あらかしめ変位センサ１（ａ）の位置調整により、基板
トレイ２の歪みがなくフラットな場合には、５ケの測定
値が一致するように調整されている。この結果、５個の
変位センサの測定値から基板トレイの歪み量がわかる。

上記場合のトレイひずみ管理方法のフローチャートを第
２図（ａ）に示す。

まず、測定したトレイの変位量が、許容範囲の上限ｄＭ
ＡＸ以下であるか否かを判定する（３１）。上限を超え
ているときは、アラームを出す（３３）。上限を超えて
いないときは、下限ｄ　Ｍ　Ｉ　Ｎ以下であるか否かを
判定する。

下限以下のときは、アラームを出す（３４）。

また、トレイひすみ管理範囲内のときは、再び使用する
（３５）。

判定の具体的な実施方法としては、センサ本体に判定機
能付のものを選定し、その設定信号だけをとり込む方法
や、変位量をアナログデータとしてとり込んで、アナロ
グ値で比較する方法などが考えられる。

次に、トレイ使用回数管理方法について説明する。

まず、第１図（ａ）に示す６個の変位センサ１（ｂ）に
よって基板トレイ２上にあらかしめ加工されている溝の
有無を読み取る。

このトレイ上の溝は２進数表示の各桁のビットを表して
いる。仮に、溝がある場合を１．溝のない場合を０とす
ると、第１図（ａ）では、右側から下位の桁として、 １Ｘ２°＋ＯＸ２’＋ｌＸ２２＋ｌＸ２：Ｉ＋］、Ｘ２
４＋］ｘ２ｓ＝６１となり、この基板トレイ２は識別番
号６１のトレイということになる。変位センサ］　（ｂ
）は数１０μｍの精度をもつので、ＩＩ程度の溝を加工
しておけば、変位センサで溝の有無は確実に判定できる
。

なお、必要な桁数は、使用するトレイの枚数に合わせて
決定する。このようにして、基板トレイの識別番号を読
み取ることによってその使用回数を管理する。

次に、その基板的なブロック図を第２図（ｂ）に示す。

この使用回数管理手段は、トレイの番号を識別する変位
センサ４０と、この同一番号のトレイの使用回数を記憶
しておくメモリ４２と、トレイの使用回数が設定回数を
超えたか否かを判断するＣＰＵ４１とを備えて構成され
る。

次に、第２図（ｂ）、（ｃ）を用いて、使用回数管理方
法について説明する。

変位センサ４０の設定機能を利用して、各センサからは
溝の有無の判定を設定信号として、シーケンサの入力モ
ジュールにとり込む（５０）。

この信号をトレイの番号に変換する（５１）。

次に、シーケンサ内部のＣＰＵ４１によって、この識別
番号に相当する使用回数の信号を取り出す（５２）。

次に、この使用回数を１を加算する（５３）。

次に、この使用回数と、予め設定されている回数とを比
較する（５４）。

設定回数以上使用している場合は、アラームを発生する
（５５）。

設定回数以下の場合は、再度使用するためにトレイを移
動する（５６）。

本実施例では、基板トレイ２の識別番号として溝加工を
利用する場合を示した。溝の代りに貫通穴をあけて、穴
の有無を光電スイッチ等で検知する方法も考えられる。

また、基板トレイ２の歪量を検知してアラーム等で知ら
せる場合を説明してきたが、第３図に示すように基板ト
レイ管理機構］０のすぐ後に、通常の搬送方向ａとは直
角方向にも搬送系を設けることによって、基板トレイ管
理装置１０により、変形量が設定値を超えている基板ト
レイ２、または、設定回数使用済と判定された基板トレ
イ２は、搬送系の制御により、ｂの方向に搬送し、新し
い基板トレイ２Ａと自動的に交換することができる。

なお、基板トレイ２は基板回収後、洗浄あるいは歪み矯
正等の処理を行なう。

本実施例によれば、トレイを使用回数と変形量の２点か
ら自動的に管理するので、トレイの交換ミスを防止でき
、さらに、トレイの変形による搬送トラブルを防止でき
る。

さらに、トレイの変形などを原因とする膜厚の不均一を
防止できる。

なお、本実施例では、トレイを水平搬送する場合を考え
てきたが、縦型搬送の場合にも、同様に本実施例に係る
装置を適用することが可能である。

特に、縦型搬送時のロボットによる基板装着時に、基板
トレイの歪み量を演算して、ロボットにフィードバック
することにより、ロボットの基板装着時のミスを大幅に
低減できる。

さらに、本実施例ではインラインスパッタ装置で説明し
たが、本発明はスパッタ装置に限定されるものではなく
、被処理物搭載用トレイを使用するあらゆる装置に対し
て適用可能である。

［発明の効果］ 本発明によりば、被処理物搭載用トレイの管理を自動で
行ない、搬送のトラブルが大幅に低減できるので、次の
効果がある。

（１）作業者がトレイの管理をする必要がなく、作業性
が向上する。

（２）搬送のトラブルによる装置の停止時間が少なくな
り、装置の稼動率が大幅に向上する。

（３）搬送のトラブルのたびに真空室内を大気に開放す
る回数が減って、膜特性が向上、安定化する。

また、トレイの歪み量を基板装着ロボットにフィードバ
ック補正することにより、基板装着時のミスが減少し、
装置の信頼性が大幅に向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は実施例に係る変形量測定手段の詳細を説
明するための説明図、第１図（ｂ）は実施例に係るイン
ラインスパッタ装置の全体構成を説明するための説明図
、第２図（ａ）はトレイひすみ管理方法のブロック図、
第２図（ｂ）はトレイ使用回数の管理方法を示すブロッ
ク図、第３図は実施例を適用したトレイの自動交換機構
を説明する説明図である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．光学的に読み取りができる識別番号を設けた被処理
   物搭載用トレイの識別番号を識別する識別手段と、同一
   識別番号のトレイの使用回数をカウントする手段と、カ
   ウントした使用回数が予め設定した設定回数に達したと
   きは、そのことを知らせる信号を出力する設定回数通報
   手段とを備えて構成されることを特徴とする被処理物搭
   載用トレイの管理装置。
2. ２．被処理物搭載用トレイに設けた光学的に読み取りが
   できる識別記号の位置と基準位置との間の変位を、光学
   的に検出して、被処理物搭載用トレイの変形量を測定す
   る変形量測定手段と、この変形量と予め設定した変形量
   とを比較する手段と、この変形量が予め設定した変形量
   を超えたときは、そのことを知らせる信号を出力する変
   形量通報手段とを備えて構成されることを特徴とする被
   処理物搭載用トレイの管理装置。
3. ３．１つの被処理物搭載用トレイに設けた光学的に読み
   取りができる複数の識別記号の一部を読み取り、同一の
   トレイであるか否かを識別するトレイ識別手段と、 他の識別記号を読み取り、基準位置とこの識別記号との
   距離を検出し、このトレイの変形量を測定する変形量測
   定手段と、 同一識別番号のトレイの使用回数をカウントする手段と
   、 上記変形量と予め設定した変形量とを比較する手段と、 カウントした使用回数が予め設定した設定回数に達する
   か、または、この変形量が予め設定した変形量を超えた
   ときは、そのことを知らせる信号を出力する設定回数通
   報手段と、 を備えて構成されることを特徴とする被処理物搭載用ト
   レイの管理装置。
4. ４．請求項１記載の被処理物搭載用トレイの管理装置と
   、使用可能な複数のトレイをストックする手段と、被処
   理物搭載用トレイの使用回数が、予め設定した使用回数
   に達したときは、このトレイを使用可能なトレイに交換
   するトレイ交換手段と、を備えて構成されることを特徴
   とする被処理物搬送装置。
5. ５．請求項２記載の被処理物搭載用トレイの管理装置と
   、使用可能な複数のトレイをストックする手段と、被処
   理物搭載用トレイの変形量が、予め設定した変形量を超
   えたときは、このトレイを使用可能なトレイに交換する
   トレイ交換手段と、を備えて構成されることを特徴とす
   る被処理物搬送装置。
6. ６．請求項３記載の被処理物搭載用トレイの管理装置と
   、使用可能な複数のトレイをストックする手段と、カウ
   ントした使用回数が予め設定した設定回数に達するか、
   または、この変形量が予め設定した変形量を超えたとき
   は、このトレイを使用可能なトレイに交換するトレイ交
   換手段と、 を備えて構成されることを特徴とする被処理物搬送装置
   。
7. ７．請求項４，５または６記載の被処理物搬送装置を備
   えて構成されることを特徴とするインライン成膜装置。
8. ８．被処理物搭載用トレイに設けた識別番号を読み取り
   、その、トレイの使用回数を管理する工程と、そのトレ
   イの変形量を測定する工程と、上記使用回数が予め設定
   した設定回数を超えた場合、および上記変形量が予め設
   定した許容変形量範囲外となった場合のいずれかの場合
   は、上記トレイを搬送ラインから除外する工程と、を含
   んで構成されることを特徴とする被処理物搭載用トレイ
   の管理方法。