JPH04291741A

JPH04291741A - 真空処理装置及びその異常検出方法

Info

Publication number: JPH04291741A
Application number: JP5634691A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Tamura; 直行田村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1991-03-20
Publication date: 1992-10-15

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空処理装置及びその
異常検出方法に係り、特に試料搬送手段等の被移動手段
と該被移動手段を駆動する手段とを備えたドライエッチ
ング装置、真空成膜装置等の真空処理装置及びその異常
検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のドライエッチング装置、真空成膜
装置等の真空処理装置では、例えば、特開昭５９−５０
１６９号公報に記載のような被処理物をつかむ爪を先端
に有するアームと該アームを回転駆動する手段と爪開閉
機構とを備え、又、更に、被処理物を載せる電極を貫通
する穴の中を上下できるように設けられたピンと該ピン
を上下駆動する手段とを備え、例えば、特公昭５６−２
２３７号公報に記載のような一端にメカニカルチャック
が設けられた片持ちアームとローディングモータを有し
該片持ちアームを直進往復駆動する手段とを備え、又、
更に、真空間ゲートと該真空間ゲートを昇降動させて開
閉駆動する手段とを備え、例えば、特開昭５７−４３９
８４号公報や特公昭６１−２０５１３号公報等に記載の
ようなシャッタ板と該シャッタ板を開閉駆動する手段と
を備えており、駆動手段の電動機をアクチュエータとし
て使用し、そして、それぞれの目的にあわせて各種のセ
ンサーが選定、設備されてそれそれの動作を監視して装
置に異常がないことを確認している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の真空処理装
置では、センサーによって上記アーム、爪、ピン、メカ
ニカルチャック、片持ちアーム、真空間ゲート及びシャ
ッタ板に代表される被移動手段やこれら被移動手段の駆
動手段になんらかの異常が検出されたときには、既に異
常が発生しているということが問題であり、これを未然
に防止する方法として、定期点検という事前確認作業が
行なわれている。しかしながら、該事前確認作業は、被
移動手段、駆動手段に何等異常がないときには無駄なこ
とを行なっているにすぎない。

【０００４】本発明の目的は、上記問題点並びに不合理
を解決して被移動手段、駆動手段のの異常発生をリアル
・タイムに検出できる真空処理装置及びその異常検出方
法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、被移動手段
と、該被移動手段を駆動する手段とを備えた真空処理装
置を、前記駆動手段を構成する電動機に作用している電
流値を検出する手段と、該検出電流値により前記被移動
手段、駆動手段の異常を検出する手段とを備えたものと
し、又、被移動手段と、該被移動手段を駆動する手段と
を備えた真空処理装置の前記被移動手段、駆動手段の異
常を検出する方法を、前記駆動手段を構成する電動機に
作用している電流値を検出し、該検出電流値により前記
被移動手段、駆動手段の異常を検出する方法とすること
により達成される。

【０００６】

【作用】電動機を含む機械的な構造物は、爆発、衝突な
どの特殊な場合を除いて、異常というものは、摩耗、劣
化、緩み、伸びなど徐々に変化する現象の組み合わせに
よって発生するものであり、突然発生する異常は、非常
に頻度が少なくこの種の異常は、定期点検という作業に
よっても発見できない。

【０００７】センサーによる異常検出は、上記のように
徐々に変化する現象の末期しか検出できないために、異
常が検出されたときには、そのまま運転を続行すること
ができない。

【０００８】そこで、本発明者は、上記摩耗、劣化、緩
み、伸びなど徐々に変化する現象は、それぞれエネルギ
ーロスを伴うことに着目し、機構の原点である電動機が
消費するエネルギーを監視することによって、装置の運
転停止に至までに異常の発生をリアル・タイムに検出す
ることができる本発明を発明するに至った。

【０００９】尚、電動機が消費するエネルギーを監視す
る技術としては、電圧と電流の双方を監視して、乗算し
てエネルギーの形で直接監視しても良いが、電圧の変動
は、無視して電流値のみをデーターとして採集して処理
する方が処理が容易である。

【００１０】本発明では、電動機で消費するエネルギー
、つまり、被移動手段を駆動する駆動手段を構成する電
動機に作用している電流値を電流検出手段で検出し、該
検出電流値により被移動手段、駆動手段の異常を異常検
出手段で検出できるので、被移動手段、駆動手段の異常
をリアル・タイムに検出することができる。

【００１１】又、これにより被移動手段、駆動手段の機
構部の変化具合を常に把握することができ、検出データ
ーの蓄積によって運転停止に至る時間をも予測できるよ
うになる。このことは、保守が必要な部品を調達するの
に充分な時間を持って手配することが出来、且つ、あら
かじめ装置の停止時間を、計画的に設定することが出来
るということを意味する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図５により
説明する。図１は、ドライエッチング装置、真空成膜装
置等の真空処理装置に設けられ、該真空処理装置で処理
される及び処理された半導体素子基板等の試料を搬送す
る搬送装置の正面構成図である。図１で、電動機は、ア
クチュエータ１０として使用されている。アクチュエー
タ１０は、ブラケット１１に固定されている。シャフト
１２は、カップリング１３、止めネジ１４、１５によっ
てアクチュエータ１０に連結されている。シャフト１２
は、軸受１６、１７によって軸支されている。この場合
、シャフト１２は、略垂直に設けられている。つまり、
アクチュエータ１０に連結された端部が、下端部であり
、その反対部が上端部である。シャフト１２の上端部に
は、ボス１８が止めネジ１９によって固定されている。アーム２０は、その他端でボス１８に固着されている。アーム２０は、その一端に試料保持部を有している。試
料保持部としては、試料３０をその裏面からすくい保持
するものや、機械力により保持するものや、電磁力、静
電力により保持するもの等が採用される。この場合、ア
クチュエータ１０は、真空処理装置の真空空間の外に設
置され、その他の部品は、真空空間に設置される。

【００１３】図２は、図１の搬送装置の要部のブロック
図である。図２で、アクチュエータ１０は制御装置２１
によってコントロールされている。２２は電流検出装置
で、２３は信号認識装置、２４は比較演算装置である。２５はマンマシーンインターフェイスで警報装置でも、
ＣＲＴでもよい。

【００１４】図１、図２で、アーム２０の試料保持部に
試料が保持されていない場合、アーム２０の試料保持部
に試料を渡す手段（図示省略）に向かって試料保持部が
移動するようにアーム２０はアクチュエータ１０の作動
によりシャフト１２の軸心を回転中心として回転させら
れる。試料保持部が試料渡し手段から試料を受取可能な
位置に達した時点でアクチュエータ１０の作動が停止さ
れアーム２０の回転は停止される。このようなアクチュ
エータ１０の作動は、制御装置２１によりコントロール
される。試料渡し手段からの試料が試料保持部に保持さ
れた時点でアクチュエータ１０の作動が開始される。こ
れにより試料を保持した試料保持部が試料受取手段（図
示省略）に向かって移動するようにアーム２０は回転さ
せられる。試料保持部が試料受取手段に試料を渡し可能
な位置に達した時点でアクチュエータ１０の作動が停止
されアーム２０の回転は停止され、試料は、試料保持部
から試料受取手段に渡される。このような操作が、順次
繰り返して実施され、これにより、試料は、試料渡し手
段から試料受取手段へ逐次搬送される。

【００１５】搬送装置のこのような作動時に、制御装置
２１によりコントロールされてアクチュエータ１０の作
用する電流値が、電流検出装置２２で検出される。電流
検出装置２２で検出された電流値は、信号認識装置２３
を介して比較演算装置２４に入力される。比較演算装置
２４には、搬送装置が正常に作動するときのアクチュエ
ータ１０に作用する電流値が予め入力されている。従っ
て、比較演算装置２４では検出電流値と正常電流値との
比較演算が実施される。尚、該比較演算処理の方法とし
ては、搬送装置作動中の電流値の平均値の差を使用して
も良いし、又、所定時間内の積分値を使用するなどの方
法がある。

【００１６】図３〜図５は本構成によって得られる実際
の電流波形を示している。図３は、搬送装置が正常に作
動しているときの電流波形つまり正常電流波形である。又、図４は、系の中にエネルギーロスがある場合の電流
波形である。即ち、このような電流波形は、図１でのア
クチュエータ１０自身が損傷する前であるか、あるいは
、軸受１６か１７が何等かの損傷を受け始めたことを示
している。図５は、典型的な緩みのモードを示す電流波
形である。即ち、このような電流波形は、図１での止め
ネジ１４、１５、１９の何れかが緩んでいるということ
を示している。

【００１７】つまり、比較演算装置２４で、検出電流値
による電流波形と正常電流波形との比較演算（例えば、
パターンマッチング）が実施され、検出電流波形が正常
電流波形に対してずれを生じた場合、搬送装置に異常が
生じたと判定され、マンマシーンインターフェイス２５
が警報装置である場合には該判定結果により警報が発せ
られ、又、ＣＲＴである場合には該判定結果が表示され
て、オペレータに搬送装置に異常が生じたことを知らせ
る。

【００１８】これにより、従来技術が有する問題や不合
理さを排除でき搬送装置の異常発生をリアル・タイムに
検出することができる。又、搬送装置に異常が発生した
状態での試料の真空処理を防止でき試料の処理品質の劣
化それによる歩留まり低下を防止することができる。更
に、定期点検という事前確認作業を排除又はその期間を
延長できスループットを向上させることができる。

【００１９】尚、搬送装置に異常が生じた場合の検出電
流波形は、上記したように異常状態により異なる。つま
り、正常電流波形のほかに異常状態に対応する電流波形
を比較演算装置２４に予め入力し、比較演算装置２４で
これら電流波形と検出電流波形とを比較演算することで
異常状態を識別することができる。マンマシーンインタ
ーフェイス２５にＣＲＴを用いることで、該識別結果を
異常判定結果と共に、又は、別個にＣＲＴに表示しオペ
レータに搬送装置に異常が生じたこと、その異常状態、
例えば、異常部品を知らせることができる。

【００２０】又、正常電流波形に許容範囲、つまり、搬
送装置の実際の作動上、異常と判定しなくとも差し支え
がない範囲を設定することで、異常発生を予知すること
ができる。即ち、許容範囲が設定された正常電流波形を
比較演算装置２４に予め入力し、比較演算装置２４で該
電流波形と検出電流波形とを比較演算し、検出電流波形
が許容範囲に入った時点で該結果を、例えば、ＣＲＴに
表示することで、オペレータは異常発生を予知すること
ができる。これによりオペレータは、保守に必要な部品
を調達するのに充分な時間を持って手配することができ
ると共に、装置の停止時間を計画的に設定することがで
きる。このため、突然の装置のトラブル発生による余分
な精神的負担をオペレータやサービスエンジニアに課け
ずに済み、精神衛生条件を大幅に向上させることができ
る。尚、このようなことは、検出データ又は比較データ
の蓄積それの解析によっても同様に達成することができ
る。

【００２１】更に、正常電流波形に上記許容範囲を設定
する他に異常状態に対応する電流波形に上記のような許
容範囲を設定して比較演算装置２４に予め入力し、比較
演算装置２４で許容範囲が設定されたこれら電流波形と
検出電流波形とを比較演算することで異常状態を識別で
きると共にその異常状態の発生を予知することができる
。これにより、上記予知による効果をより具体的、且つ
、的確に得ることができる。

【００２２】尚、上記実施例では、被移動手段、該被移
動手段を駆動する手段とを備えたものとして試料の搬送
装置を用いているが、この他に次のようなものが採用し
得る。（１）　　被移動手段が試料保持部を有する直進アーム
を有するもので、駆動手段が直進アームを往復動させる
ものであるもの。（２）　　被移動手段がピン等のように試料を受渡しす
るもので、駆動手段が試料受渡し手段を駆動させるもの
であるもの。（３）　　被移動手段がゲートバルブ等のように開口部
を遮断するもので、駆動手段が開口部遮断手段を開閉駆
動させるものであるもの。（４）　　被移動手段がシャッタ板等のような遮蔽手段
で、駆動手段が遮蔽手段を開閉駆動させるものであるも
の。（５）　　被移動手段が試料や該試料のカセットが設置
されるもので、駆動手段がこれらの手段を駆動させるも
のであるもの。何れにしても本発明は、このような被移動手段、該被移
動手段を駆動する手段とを備えた真空処理装置において
、被移動手段、駆動手段の異常をリアル・タイムに検出
する上で顕著な効果を奏するものである。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、従来技術が有する問題
や不合理さを排除でき真空処理装置の被移動手段、該被
移動手段を駆動する手段での異常発生をリアル・タイム
に検出することができるといった効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の真空処理装置の試料搬送装
置の正面構成図である。

【図２】図１の要部ブロック図である。

【図３】図１、図２の装置で検出された正常電流波形の
模式図である。

【図４】図１、図２の装置で検出された異常電流波形例
の模式図である。

【図５】図１、図２の装置で検出された異常電流波形例
の模式図である。

【符号の説明】

１０・・・アクチュエータ、１１・・・ブラケット、１
２・・・シャフト、１３・・・カップリング、１４、１
５、１９・・・止めネジ、１６、１７・・・軸受、１８
・・・ボス、２０・・・アーム、２１・・・制御装置、
２２・・・電流値検出装置、２３・・・信号認識装置、
２４・・・比較演算装置、２５・・・マンマシーンイン
ターフェイス。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被移動手段と、該被移動手段を駆動する手
段とを備えた真空処理装置において、前記駆動手段を構
成する電動機に作用している電流値を検出する手段と、
該検出電流値により前記被移動手段、駆動手段の異常を
検出する手段とを備えたことを特徴とする真空処理装置
。
【請求項２】前記被移動手段が、真空処理される試料を
保持し搬送する手段である請求項１に記載の真空処理装
置。
【請求項３】前記試料搬送手段を、一端に前記試料の保
持部を有する搬送アームと、該搬送アームの他端に固着
されたボスと、該ボスが固定され前記駆動手段で回転駆
動されるシャフトと、該シャフトを軸支する軸受とで構
成し、前記試料搬送手段を前記真空処理装置の真空空間
に設置し、前記駆動手段の電動機を真空空間外に設置し
た請求項２に記載の真空処理装置。
【請求項４】被移動手段と、該被移動手段を駆動する手
段とを備えた真空処理装置において、前記駆動手段を構
成する電動機に作用している電流値を検出する手段と、
前記電動機に正常作用する電流値と前記検出電流値とを
比較し該比較結果により前記被移動手段、駆動手段の異
常を検出する手段とを備えたことを特徴とする真空処理
装置。
【請求項５】被移動手段と、該被移動手段を駆動する手
段とを備えた真空処理装置の前記被移動手段、駆動手段
の異常を検出する方法において、前記駆動手段を構成す
る電動機に作用している電流値を検出し、該検出電流値
により前記被移動手段、駆動手段の異常を検出すること
を特徴とする真空処理装置の異常検出方法。
【請求項６】被移動手段と、該被移動手段を駆動する手
段とを備えた真空処理装置の前記被移動手段、駆動手段
の異常を検出する方法において、前記駆動手段を構成す
る電動機に作用している電流値を検出し、前記電動機に
正常作用する電流値と前記検出電流値とを比較し、該比
較結果により前記被移動手段、駆動手段の異常を検出す
ることを特徴とする真空処理装置の異常検出方法。