DE2364790A1 - Einrichtung zur herstellung und bearbeitung von werkstuecken - Google Patents

Description

böblingen, den ZO. Dezember 1973 wi-be

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N. Y. 10 504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: FI 972 135, 137B, 162

Einrichtung zur Herstellung und Bearbeitung von Werkstücken

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Herstellung und Bearbeitung von Werkstücken in einer Mehrzahl von Bearbeitungsstationen für bestimmte Verfahrens schritte. Die Einrichtung dient insbesondere zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen, wie sie z. B. in elektronischen Rechenmaschinen gebraucht -werden.

Während des vergangenen Jahrzehntes gelang es der Industrie, planare Halbleitervorrichtungen, wie Silizitun-Dioden und Transistoren in gross en Stückzahlen herzustellen. Bei der Bearbeitung von Halbleiterplatten, z. B. aus Silizium, waren zwei Arten von Stapelverarbeitung festzustellen. Die eine betraf die Halbleiterplatte selbst,

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innerhalb .oder auf welcher eine grössere Anzahl identischer Transistoren- oder Dioden hergestellt wurden. So wurden auf einer Platte von etwa 30 min. Durchmesser z.B. 1000 Transistoren hergestellt. Diese Methode 'sei als "Plattenstapelung" bezeichnet.

Eine andere Methode» die als "Mehrfach-Plattenstapelung" bezeichnet sei, wurde ebenfalls .angewendet. Beliebt war dieses Verfahren z.B. bei der Diffusion, wobei etwa 200 Platten gleichzeitig behandelt werden können.

Um die Stückzahlen zu vergrössern und die Kosten zu . senken, wurden verschiedene Systeme entwickelt, die die eine oder andere Methode ausnützten. Es ist klar, dass die Plattenstapelung die Bearbeitungskosten pro hergestelltes Element wesentlich herabzusetzen vermag.

Die Vorteile der Plattenstapelung können besser ausgenützt werden, wenn gi'össere Platten verwendet werden. So wurden von anfänglich etwa 20 mm Durchmesser die Platten stetig vergrössert bis auf etwa 80 mm. Der Aufwand, der

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für diese Vergröss-erung getrieben werden musste,, war allerdings beträchtlich, da Klammern, Halter, Masken und anderes Gerät jeweils zu ersetzen war. Bei geplanten Aenderungen im Herstellungsverfahren muss nicht selten Rücksicht auf zu verwendende Werkzeuge und Geräte genommen werden. So mag eine geplante VergrÖsserung der Platten einen neuen, grö'sseren Diffusionsofen bedingen. Zudem bringt sie selten eine verbesserte Ausbeute mit sich, sondern im Gegenteil sinkt diese meist ab.

Auch die Mehrfach-Plattenstapelung wurde wesentlich verbessert. So wird die Metallisierung der Leitungen, ursprünglich an 8,₍ dann an 18, "heute meist an 35 Platten gleichzeitig vorgenommen, während Epitaxie-Pveakto'ren, die früher 8, dann 20 Platten aufnahmen·, heute deren 70 gleichzeitig bearbeiten können_/ und Diffusionen, die früher an 10 Platten durchgeführt wurden, heute gleichzeitig an etwa 300 Platten durchgeführt werden.

Diese Art von Stapelung bringt gewisse wesentliche Nachteile mit sich. Zunächst wird sie meist unabhängig für

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jede Operation neu durchgeführt, Verbesserungen wirken sich daher nur immer für eine Operation aus .■ Ausserdem sind die einzelnen Stapel während der Herstellung verschieden gross, wodurch erhebliche Inventare in Arbeit befindlicher Platten entstehen. Schliesslich bringt es dieses Vorgehen mit sich, dass der Zeitaufwand für den einzelnen Arbeitsschritt vergrössert und die Verfahrensausbeute leicht verringert wird. Vielter ist zu bemerken, dass keine der beiden Stapelmethoden die Zahl der zu prüfenden Platten beeinträchtigt, und dass dieser Teil der Herstellung wesentlich zu den Gesamtkosten beiträgt.

Mit. dem Aufkommen monolithisch integrierter Schaltungen entstand ein drittes Stapelverfahren, das als "Chip-Stapelung" bezeichnet sei. Diese Methode bezieht sich auf die Integration sehr vieler Elemente, wie sie in der Halbleiter-Industrie üblich geworden ist. Beispielsweise werden auf einem Chip nicht ein Transistor, sondern etwa 1.400 individuelle Transistoren und Widerstände erzeugt. Ueblicherweise wird dazu ein.grös'serer Chip verwendet .

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Es kann angenommen werden, dass weitere Portschritte bei der Halbleiterherstellung zum geringsten Teil auf der Mehrfach-Plattenstapelung beruhen werden. Aehnlicherweise ist von der Plattenstapelung kaum noch .ein Fortschritt zu erwarten, da mit zunehmender PlattengrÖsse wesentliche Schwierigkeiten, wie Zerbrechlichkeit der Platten, mechanische Justierung, Temperatur-Koeffizienten usw. die Ausbeute stark beeinträchtigen. Die Chip-Stapelung dagegen scheint geeignet, die Herstellungs-Quantitat noch wenigstens einen Faktor 10 zu steigern, lediglich durch Vergrösserung der Oberfläche des einzelnen Chips um" das etwa Zwei- bis Vierfache. Durch diese Methode wird der ■Zeitaufwand- der Prüfung sowie der Aufwand für zu ändernde Werkzeuge jmd Einrichtungen und die Montierung der Chips reduziert.

Unabhängig von der Stape'lmethode benötigt die Herstellung von Halbleitervorrichtungen eine grosse.Anzahl von Verfahrensschritten. Die Zahl dieser Schritte ist abhängig von der Art des herzustellenden Produktes und von dessen Komplexität. Die Summe der Zeiten, die für all diese Schritte

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benötigt werden, wird "Herstellungszeit" genannt, und beträgt etwa 4 0, bis 60 Stunden. Herstellungsverfahren mit Mehrfach-Plattenstapelung benötigen mehr Herstellungszeit, da die Werkzeuge und Vorrichtungen, die viele Teile gleichzeitig handhaben, langsamer arbeiten, z.B. längere Aufheiz-, Abkühl- oder Evakuierungszeiten haben. Auch dauert das Laden und Entladen der benützten Vorrichtungen länger.

Zusätzlich zur Herstellungszeit treten noch "Anstehzeiten" auf, die in der Praxis den grössten- Teil der totalen Zeit ausmachen. In den heutigen Halbleiter-Fabriken gelten Austehzeiten von 40 bis 60 Tagen als normal. Diese Zeiten entstehen bei Zusammenstellung des Mehrfach-Plattenstapels, durch die. Zeit, die für Reparatur, oder Untei'halt von Einrichtungen benötigt wird, durch die Justierzeit für Masken etc. etc. Diese Zeiten können so lang werden, dass zusätzliche Reinigungsoperationen erforderlich sind, die wiederum die Herstellungszeit verlängern.

Die nachfolgend zu. beschreibende Einrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken soll insbesondere die Herstellungszeit und

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die Anstellzeiten ganz; wesentlich verkürzen. Jede einzelne Bearbeitungsstation ist so ausgebildet und mit Instrumenten versehen, dass diese zusammenarbeiten, um eine Platte rasch und ohne Wartezeit fertigzustellen. In den meisten oder in allen Operationen werden die Platten einzeln der Reihe nach bearbeitet.

Die Einrichtung soll es auch ermöglichen, die Produktion einem rasch wechselnden Bedarf anzupassen und in kurzer Zeit Aenderungen des herzustellenden Produktes zu berücksichtigen. Die kurze Herstellungszeit soll es erlauben, auftretende Schwierigkeiten und Fehler rasch und einfach zu beheben. ■

Ausführungsbeispiele der Erfindung, werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Einrichtung zur !Bearbeitung von Werkstücken, bei der die Verfahrensschritte in Bearbeitungsstationen IA bis IF durchgeführt werden, wobei jede Station verschiedene Verfahrensschritte ausführen kann, während und nach welchen das Produkt ohne Beeinträchtigung

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für einige Zeit gespeichert werden kann. Es ist klar, dass die Zahl der Bearbeitungsstationen so gross sein muss, dass die gesamte Menge herzustellender Produkte bearbeitet werden kann, v/ob ei die einzelnen Stationen je nach ihrer Belegung durch Steuervorrichtungen ausgewählt sind, denen die Produkte durch die Transportvorrichtung 2 zugeführt werden»

Die Produkte oder Werkstücke werden durch die Transportvorrichtung 2 zum Eingang jeder Bearbeitungsstation gebracht. Eine Steuerung veranlasst, dass ein Werkstück, das als am Eingang befindlich festgestellt wird, der Bearbeitungsstation zugeführt und der ganzen Reihe von Bearbeitungsschritten unterworfen wird, die in dieser Station ausgeführt werden können. Wenn diese Schritte durchlaufen sind, wird das Werkstück zum Ausgang der Station gebracht, wo es auf die Transporteinrichtung geladen wird, die es zur weiteren Bearbeitung zur nächsten Station bringt.

Die Transporteinrichtung kann bewegliche Werkstückträger umfassen, die unter dem Einfluss einer Steuerung ein

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Werkstück am Ausgang einer Station aufnehmen und es zum Eingang irgendeiner anderen vorgeschriebenen Station befördern. Eine Servosteuerung 5;orgt dafür, dass die Transporteinrichtung zu allen Eingangs- und Ausgangsstellen aller Bearbeitungsstationen gelangen kann, um Werkstücke aufzunehmen oder abzusetzen.

Bei der Halbleiterherstellung sind die Bearbeitungsstationen IA bis IF zur Durchführung geeigneter Herstellungsverfahren eingerichtet, wie Epitaxie, Metallniederschlag aus der Dampfphase, Fotomaskierschritte, Oxyd-Aetzung, Fotomaskenablösung, Verunreinigungsdiffusion, Metall-Aetzen, Herstellung dielektrischer Beläge, Kathodenzerstäubung, Ionenimplantation usw.

Es sei nun angenommen, dass die Einrichtung der Fig. 1 zur Herstellung von Feldeffekt-Transistor-Schaltungen ausgelegt ist. Dafür soll die Einrichtung alle zur Herstellung der fertigen Feldeffekt-Transistor-Schaltungen aus der rohen Platte benötigten Ausrüstungen aufv^eisen. So steht beispielsweise eine Anfangs^Oxydationsstation IA

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zur Verfügung, eine Source- und Drain-Niederschlags station IB, eine Gate-Oxydationsstation IC, eine Leiturigsmuster-Erzeugungsstation ID, eine Metallisicrungsstation IE und eine'Sinterungsstation IF. Abgesehen von den Justierungs- und Belichtungsstationen soll die Ausrüstung aller übrigen Stationen für dieselben Verfahrensschritte vorgesehen sein. Ueblicherweise werden einzelne Platten in gleichmässigem Fluss den Stationen der Einrichtung in gleichmässigor- Reihenfolge zugeführt. Eine Zwischenspeicherung ist am Ausgang der Stationen IA, IB, IC und IH- vorgesehen, um etwaige Unzuverlässigkßiteii der Einrichtung auszugleichen. Der Zwischenspeicher kann so ausgebildet sein, wie im USA-Patent 3.730.595 beschrieben ist.

Platten werden der Einrichtung durch eine geeignete Ladevorrichtung 3 zugeführt, die in der ersten _%Bearbeitungsstation IA enthalten ist. In dieser Station werden eine Reihe von Reinigungsoperationen durchgeführt, eine Oxydschicht wird auf der Platte erzeugt und eine Lage fotoempfindlichen. Lacks wird aufgebracht. Dazu ist zu bemerken,

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dass die Operationen zum Aufbringen, Trocknen, Entwickeln, Aetzen und Ablösen von Fotolack den entsprechenden Sta-· tionen für Wärmebehandlung beigegeben sind, um die erforderliche Sauberkeit zu gewährleisten. Diese fotolithografischen Operationen kommen mehrfach bei der Herstellung vor. Die Stationen sind für maximale Ausbeute bei einfachster Steuerung ausgebildet. Die Justierungs- und Belichtungsgeräte sind in allen Stationen dieselben, obwohl, wenn Kosten und Ausbeute es rechtfertigen, auch verschiedene verwendet werden können.

Die durch die Tranr>port\^rorrichtung 2 untereinander verbundenen Bearbeitungsstationen enthalten einen Plattenaufnehmer, der eine Platt« in einem Sektor aufnehmen und in einem anderen niederlegen kann. Der einfachen Steuerung und mechanischen Konstruktion halber handhabt der Aufnehmer eine Platte nach der anderen. Bei der FET-Herstellung des vorliegenden Beispieles wird jede Platte achtmal transportiert.

Die einzelnen Arbeitsplätze innerhalb der Station sind um den Aufnehmer herum satellitenartig aufgebaut. Stationen

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zur Wärmebehandlung sind zusammengefasst, ebenso wie Stationen zum Ausrichten und Belichten* wodurch die Einrichtung vereinfacht und der Unterhalt erleichtert wird. Beispielsweise können die Justierung.·?- und Belichtungsstationen einen klimatisierten Raum erfordern, wogegen die Vvärmebehandlungs Stationen gute Ventilation und einen Abzug benötigen.

Die Bearbeitungseinrichtung enthält vier Hauptzwischenspeicher, je einen am Ausgang einer Wärmebehandlungsstation, nämlich Anfangs-Oxydationsstation IA, Source- und DBain-Diffusionsstation IB, Gate-Öxydatäonsstation IC und Metallisierungsstation Π3. Am Ausgang des Mustergenerators 6 in der Fotolack-Belichtungsstation Ib wird üblicherweise kein Zwischenspeicher benötigt» da dieser nur eine Platte behandeln kann. Ein Eiiv-Plattenspeichcr ist jedoch am Eingang der Aetz- und Ablöseoperation der anderen Stationen vorgesehen für den Fall, dass eine Station aussei* Betrieb gerät, während eine Platte, die dorthin kommen soll, sich in einer Justierungs- und Belichtungsstation befindet. Es ist klarerweise wünschbar, den

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Mustergenerator 6 in der Belichtungsstation 3.D frei zuhalten, damit andere Schritte durchgeführt werden können.

Plattenzwischenspeicher 4 werden an den Stellen im Verfahren vorgesehen, wo die Speicherung den Verfahrenser*- trag nicht beeinflussen kann. Beispielsweise nach den Fqtolackaufbring- und -trockenvorrichtungen·5 in Stationen IA, IB, IC und IB, die jeweils vor der Justier·- und Belichtungsoperation in den Muster&enerätoren 6 in Station ID chrrchgeführt wird. In Praxis wird man alle Stationen der Einrichtung mit einer gewissen Ueberkapazität ausrüsten» damit die Anstehzeit nach einer anfälligen durch Unterhalt, oder Reparatur bedingten Unterbrecliung der Station nicht zu lang wird. Der Betrieb der gesamten Einrichtung ist asynchron, und jede Station oder Unterstation bearbeitet, jede Platte, die eintrifft, solange sie nicht überlastet ist.

Die Bearbeitung der Platten eine nach der anderen in der Reihenfolge ihres Eintreffens ermöglicht den Ueberblick über die Herstellung verschiedener Produkte. Eine Anzahl verschiedener Produkte kann sozusagen gleichzeitig herge-

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stellt werden iv.it einer minimalen Ueberv,^rachung und Steuerung zur Erkennung der einzelnen Platten in der Transferstrasse. Die individuelle Plattennurnmer oder Teilenummer kann vor jedem Justier- und Belichtung^- schi~itt festgestellt werden. Das kann auf" bekannte Weise und mit bekannten Mitteln am einfachsten während der Handhabung der Platten durch den Aufnehmer der Transporteinrichtung 2 geschehen. Beispielsweise kann eine Mischung verschiedener Teile einer Platten- oder Schaltungsfamilie gleichzeitig behandelt werden, bei der Parameter der verschiedenen Behandlungsstationen mit Ausnahme der Mustergeneratoren 6 die gleichen sind. Abweichende Schaltungen werden erzeugt durch AbLesung der Platten- oder Teilenummern und durch Auswahl der passenden Masken zur ' Belichtung des Fotolacks<

Die Transportvorrichtung 2 kann einen oder mehrere bewegliche Plattenträger 7, Fig. 2, aufweisen, in welchem» ein Plattenhalte- und Äblegemechanismus 8 an einem Wagen 9 einer Schiene 10 entlang läuft. Die Schiene 10, die auf Stützen 11 steht, führt über die Lade- und Entladestelle

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der verschiedenen Bearbeitungsstationen. Alle Eingangsund Ausgangspositionen der Boarbeitungsstatianen befinden sich untei'halb der Schiene 10. Die Platten werden in horizontaler Lage nach oben orientiert bewegt.

Die Platten werden nach Art eines Bernoulli sehen Tasters nach der Darstellung in Fig. 3 gefasst. Der Plattenträger 8 hat eine Grundplatte 15 mit verschiedenen nahe der Peripherie liegenden Oeffnungen 14, durch welche verschiedene flexible Schläuche 17 führen, die über eijie Leitung 16 evakuiert werden können. Die Schläuche 17 tragen eine Bride 18, die an einer leichten Blattfeder 19 befestigt ist, welche im Körper 20 eingespannt ist, um unter leich<tein Druck des freie Ende des Schlauchcs 17 gleichniässig aus der Unterseite der Platte 14 vorstehen zu lassen, so dass eine Platte ergriffen werden kann, wenn"Unterdruck angelegt wird. Ein Luftkanal 21 führt durch den Körper 20, so dass ein leichter Luftoder Gasstrom aus der Düse 22 ausfliesst, der mittels des Ber-Doulli Effektes die Platte 2 3 gegen die offenen Enden der Schläuche 17 bewegt, wo sie festgehalten wird.

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Die Schläuche 17 sind so angeordnet, dass ein Abstand zwischen der Grundplatte 24 und der Halblciterplatte 23 besteht, damit diese nur an ihrer Peripherie berührt wird. " * " ■ ;

Der Transportwagen 9 umfasst den Plattenträger 8, einen Motor 7 - für die Vertikalbewegung sowie einen Motor 25, der mittels des Getriebes 12 ein Zahnrad treibt, das mit der Verzahnung 26 der Laufschiene 10 kämmt. Die Informationzur Steuerung der Bewegung der Transportvorrichtung 2 wird dieser über ein flexibles Kabel 27 zugeführt.

Wie' bereits bemerkt, ist jede Peai-beitungsstation zur Ausführung gewisser Verfahrensschritte ausgelegt, die sie möglichst rasch und mit hoher Ausbeute durchführen soll. Jede Station hat ihre eigene, zeitabhängige Steuerung für Bewegungen und andere Parameter sowohl für Betrieb als auch Unterhalt. Ausserdem sind Anschlüsse für ein Datensamroe!system vergesehen, das über die-einzelnen Platten Buch führt und nötigenfalls externe Steuerung kritischer Parameter zulässt.

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Um die Einrichtung in Betrieb zu nehmen, werden Platten in die Anfaugs-Oxydationsstation IA eingeführt, wo sie chemisch gereinigt werden, worauf thermisch Oxyd niederr geschlagen und Fotolack aufgetragen wird. Fünf Behandlungsschritte sind in„ der Station IA vorgesehen, nämlich 1. Plattenspeicherung und -ladung, 2. Reinigung, 3. Oxydbildung, 4. Oxyddickenmessung und 5. Aufbringung und. Trocknung-von Fotolack. Die Station ist im einzelnen in Fig. 4 dargestellt.

Vor der Einführung in die Oxydationsstation IA werden die Siliziumplatten geprüft, um dann in die Station,geladen zu werden. Dies kann mittels der im USA Patent 3.730.595 beschriebenen Vorrichtung geschehen. Die Platten werden vom Eingangsträger 103 aus der Ladestaticn 30 in die Reinigungsstation 32 transportiert. Diese umfasst eine Reihe von Nassbehandlungsgefässen 32A bis 32E sowie ein Trocknungsgefäss, in welche die Platten der Reihe nach durch den Aufnehmer 31 eingebracht werden. Zwei derartige Aufnehmer sind für parallelen Betrieb vorgesehen.

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Durch einen weiteren Aufnehmer 34 v/erden die Platten in der richtigen Orientierung auf bewegliche Träger 33 geladen, die den Oxydationsofen 3S kontinuierlich durchlaufen. Der Oxydationsofen kann von der Art sein, wie im USA Patent 3.650.042 beschrieben ist. Zum Oxydieren liegen die Platten horizontal auf einem Quarzträger 33. BeiiTi Verlassen des Ofens werden sie gekühlt und dann vom Aufnehmer 36 auf einen Transfertisch 38 gelegt, wobei sie die Oxyddickenmesseinrichtung'37 passieren« Der Aufnehmer' 39 legt die Platten auf den Drehtisch 40, wo der Fotolack aufgebracht und durch die Drehung der Platte verteilt wird, dann auf die Heizplatte 41, wo der Lack getrocknet wird, und wenn nötig in den Zwischenspeicher 4, von wo die Platte in die Entladestellung 43 gebracht wird, um von der zentralen Transportvorrichtung 2 'wieder aufgenommen zu werden. Die automatische Oxyddickenmessung wird benützt, um einerseits die Parameter des Ofens 35, andererseits die nachfolgende Aetzoperation für die Source- und Draindiffusion in der Station IB zu steuern. Eine visuelle Inspektion der Platte kann am besten am Speicherplatz 4 vorgenommen "werden, wenn die Platte so gesteuert, wird,

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dass sic dort eine genügende Zeit stillsteht. Auch auf dem Speicherplatz 38 ist. eine Inspektion möglich, um die vorhergehenden Verfahrensschritte zu kontrollieren und allfällige Fehler frühzeitig auszuschalten. Solche Inspektionsplätze sind über die ganze Trans.fers trasse verteilt. Die Fotolackstation 40 und die Trockenstation 41 sind als Fotolackeinheit. 5 in Fig. 1 dargestellt.

Der mechanische Aufnehmer 39 ergreift die auf dein Speichertisch 38 liegende Platte und transportiert sie zu den Fotolackstationen 40 und 41. Die Station 40 besteht aus einem einfachen Drehtisch, und die Station 41 aus einer Heizplatte Die. Halbleiterplatte, die von der Heizplatte weggenommen wird, kann im Zwischenspeicher 4 abgelegt werden, von wo sie durch die Transportvorrichtung. 2 zur'Maskenausrichtuiigs·- und Belichtungsstation ID gebracht wird.

Die Transportvorrichtung 2 bringt nun'die Platte zur Eingangsposition 30 eines der Mustergeneratoren 6 in der Belichtungsstation ID. Jeder Mustergenerator kann in Verbindung stehen mit einem Maskenmagazin 54, wo die Masken

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fin* die verschiedenen Operationen der verschiedenen herzustellenden Bauteile gespeichert sind. Ein Aufnehmer bringt die Iialbleitcrplatte in eine Ausrichtstation und von dort zur Belichtungsstation. Verschiedene Möglichkeiten existieren zur Abbildung des gewünschten Aetz^ musters auf dem Fotolack, wie Belichtung durch Kontaktmaske, Projoktionsabbildung und Schritt-für-Schritt Abbildung. Eine Einrichtung, die-hier gut geeignet ist, wurde , im USA Patent 3.644.700 beschrieben. Danach wird eine Platte zunächst zur Belichtung ausgerichtet und justiert, worauf das gewünschte Leitungs- oder Diffusionsmuster, das im Datenspeicher der Vorrichtung gespeichert ist, mittels eines lonenstrahls in den Fotolack eingeschrieben wird. Mehrere solche Muster stehen jeweils im Speicher und werden je nach Bedarf ausgewählt. Konventionelle Masken können jedoch in einem Magazin, wie es durch 54 angedeutet ist, gespeichert und je nach Bedarf ausgewählt werden.

Nach der Belichtung bringt der Aufnehmer 52 die Platte zur Ausgangsstellung 55, wo sie auf die Uebernahme durch die Transportvorrichtung 2 wartet. Unter dem Einfluss

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einer zentralen Steuerung nimmt der in Fig. 2 dargestellte Plattenträger die Platte von der Ausgangsstellung 55 der ' Station ID auf und transportiert sie zur Eingangsstellung 56 der Source- und Drainstation IB. Diese ist in, Fig. 6 im Detail dargestellt. Ein Aufnehmer 31 ergreift die Platte auf der Eingangsstelle 56, dreht sie um 90° und taucht sie der Reihe nach in mehrere Behälter zwecks Ent- ' wicklung, Aetzung und Ablösung des restlichen Fotolacks, wozu die Behälter mit entsprechenden Flüssigkeiten gefüllt sind. Die Einrichtung für diese Operation ist im wesentlichen dieselbe wie die für die Reinigungsoperation, die im Zusammenhang mit der Station IA beschrieben wurde, und die auch noch an anderen Stellen vorkommt. Sind hierdurch die Oeffnungen für Source und Drain der Transistoren entstanden, dann wird die Platte mittels eines Transportbandes 58 in horizontaler Lage einer Station 59 für visuelle Inspektion und zur Plattenausrichtung und dann einem Diffusionsofen 61 zugeführt. Der Aufnehmer 60 lädt die Platten auf eine Reihe von Quarzträgern etwa derart, wie sie im schweizerischen Patent 502.122 respektive der deutschen Offenlegungsschrift 2.023.466 beschrieben sind. Wenn sie

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den Ofen 63. vor'* as son, werden die Platten vom Aufnehmer 6 2 ergriffen j, der sie zur Station 37, wo Messungen vorgenommen werden können und wo Fotolack aufgebracht wird, dann zu einer Meizplatte 41 zur Trocknung des Lacks und zu einer Station 3&A zur Vornahme visueller Inspektion transportiert. Ein Förderband 63 befördert schliesslichdie Platten zur Ausgangs station 64, wo sie von der Transportvorrichtung 2 abgenommen v/erden. Falls nötig, werden unterwegs unter dem Einfluss der Zentralsteuerung die Platten noch im Zwischenspeicher 4 gespeichert. Die Transportvorrichtung 2 bringt die Platten zu·einer freien.Eingangsstelle 54 einer Maskenjustier- und -belichtungsstation ID zur Abbildung der Gate-Elektrode auf dem Fotolack. Nach der Belichtung wird die Platte vom Aufnehmer 5 2 zu einer Ausgangsstelle 55 gebracht, wo sie wiederum von der Transportvorrichtung 2 übernommen und zur Gate-Oxydationsstation IC gebracht und flach auf deren Eingangsstelle abgelegt wird.

Die Gate-Oxydationsstation IC ist in Fig. 7 dargestellt. Unter dem Einfluss· einer Steuerung wird die Platte vom

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Aufnehmer 6 7 ergriffen, um 90° gedreht, und in den Abteilen des Gefässes 68A entwickelt und gespült. Danach kommt die Platte auf eine Heizvorrichtung 68 zur Nachhärtung des Fotolacks. Von dort wird sie durch einen der Aufnehmer

69 wieder ergriffen und in den sechs Abteilungen des Gefässes

70 getaucht- zur Aetzung, Spülung, Lackablösung und Trocknung der Platte. Schliesslich kommt die Platte auf das Transportband 71, wo es zunächst zur Inspektionsstelle 72 und dann auf einen der Träger 73 gelangt, die den Oxydationsofen 74 durchlaufen. Dort wird eine Oxydschicht, genau bemessener Dicke erzeugt. Der Ofen kann etwa dem in USA Patent 3.650.042 beschriebenen entsprechen. Im Ofen werden während und nach der Erzeugung der Oxydschicht die Platten mit einem geeigneten Stoff wie Phosphoroxydchlgrid (P0CI3) dotiert, wodurch die Oxydschicht, die gewünschten Eigenschaften enthält. Nach dem Verlassen des Ofens ergreift der Aufnehmer 75 die Platten und bringt sie zur Station 76, wo neuerdings Fotolack aufgebracht wird, und zur Heizplatte 77, wo dieser getrocknet wird. Die Platte kommt danach, möglicherweise nach visueller Inspektion auf das Förderband 78 und gegebenenfalls über den Zwischenspeicher 4

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zur Aus g.angss Seile 79, wo es wiederum von der Transportvorrichtung 2 übernommen wird zur Ueberbringung nach Station ID.

In der Maskier- und Belichtungsstation ID wird nun unter Einfluss der Steuerung die Maske für das aufzumetallisierende Leitungsmuster abgebildet, worauf die Platte ,aufs neue durch die Transportvorrichtung 2 übernommen und zur Metallisierungsstation IE gebracht wird.

Die Metallisierungsstation IE ist im einzelnen in Fig. 8 dargestellt. Ein Aufnehmer 81 übernimmt die Platte von der.Eingangsstelle 80 und sorgt für Entwicklung des Fotolacks im Gefäss 82' mit nachfolgender Härtung auf der Heizplatte 83. Ein Aufnehmer 84 übernimmt darauf die Platte zwecks Aetzung der Oxydschicht an den freigelegten Stellen, Spülung und Trocknung und Ablage auf Punkt 85. Der Aufnehmer 86 bringt nun die Platte auf einen der Plattenträger der Metallisierungsstation 87, die etwa der im USA Patent 3.650.042 beschriebenen entspricht.

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Ein Aufnehmer 89 übernimmt nach erfolgter Metallisierung die Platten vom Punkt 88 und bringt sie zu einer Fotolackierstation 90 und darauf einer Heizplatte 91 zwecks Trocknung. Die Platte kommt zuletzt auf das Förderband 92, wird, wenn nötig, im Zwischenspeicher 4 gespeichert,-und gelangt zur Ausgangsstelle 93, wo sie von der Transport- * vorrichtung 2 übernommen wird, um in die Maskier- und , Belichtungsstation ID gebracht zu werden. In der Belichtungsstation wird das aus der Metallisierung auszuätzende Leitungsmuster auf die Platte übertragen. Die Transportvorrichtung 2 bringt darauf die Platte zur Sinterstation IF.

Die Sinterstation IF ist in Abbildung 9 im einzelnen dargestellt. Wiederum wird die Platte vom Aufnehmer 95 ergriffen und im Gefäss 96 entwickelt, gespült und getrocknet. Auf der Heizplatte 97 wird der Fotolack gehärtet. Einer der Aufnehmer 9 8 besorgt die Aetzung, Spülung und Trocknung im Gefäss 99, worauf die Platte in die Station 100 zur \risuellen Inspektion und darauf vom Aufnehmer 101 in den Sinterofen 10 2 gebracht wird. Nach Verlassen des Ofens 10 wird die Platte auf einen der Träger 103 gebracht, um die Bearbeitungseinrichtung bei 104 zu verlassen.

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Fig. 10 zeigt einen scheniatischen Ueberblick über die Transportvorrichtung 2 und deren Steuerung. Die Vorrichtung umfasst einen oder mehrere PlattQnträger 9, die auf einer Schiene laufen, und mittels des Kabels 27 von der Aufnehmersteuerung 111 beeinflusst werden. Wie bereits festgestellt, kann die Transportvorrichtung zu den· Eingangs-. und Ausgangsstellen der Bearbeitungsstationen gerufen werden, die entlang der Schiene 10 angeordnet sind. Jede dieser Ein- oder Ausgangsstellen hat einen Werkstückfühler, der ein elektrisches Signal an eine Fühlerüberwachungsvorrichtung 112 abgibt, die ihrerseits die Steuerung veranlasst, die Werkstücke ihrer Bestimmung gemäss weiterzubewegen.

Die Fühierüberwachung 112 überprüft in regelmässigen Zeitabständen die Werkstückfühler 113. Wenn ein Werkstück auf der Ausgangsstelle einer Bearbeitungsstation liegt, sind verschiedene Entscheidungen zu fällen, bevor eine Bewegung veranlasst werden kann. Die Fühlerüberwachung 112 entscheidet,, zu welcher Bearbeitungsstation das Werkstück

als nächster gebracht werden soll. Sie überprüft nun, ob die Eingangsstelle der nächsten Beai'beitungsstation frei

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ist und dort kein" Werkstück mohr liegt. Darauf sendet sie die Adresse der Station, an deren Ausgang das Werkstück liegt, an die Aufnehmersteuerung 111, die je nach der Stellung eines noch zu beschreibenden Steuersystemes die Adresse entgegennimmt. Wenn die Bewegung.-zu Ende geführt ist und der Aufnehmer 9 das Werkstück ergriffen hat, steuert die Aufnehmersteuerung die Transportvorrichtung zur angegebenen Adresse. Das Werkstück wird dadurch zur neuen Bearbedtungsstation transportiert und abgelegt. Darauf sendet die Aufnehmersteuerung ein Bewegungsende-Signal zur Fühlerüberwachung 112, die nun wieder die Ausgänge der Bearbeitungsstationen überprüft.

Der Antrieb des schon eingangs in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Plattenaufhehmers 9 ist in Fig. 12 noch genauer dargestellt. Neben dem Hauptantriebsmotor 25 ist ein Feintriebmotor 12 vorgesehen. Dem Grobstellungspotentiometer 115 ist ein Feinstellungsfühler 120 und eine Kupplungsbremse 116 zugeordnet.

Die Servosteuerung des Plattenaufnchmc-rs ist schematisch in Fig. 11 dargestellt. Der schnelle oder grobe Stellungs-

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nachlauf benützt einen Gleichstrommotor mit Potentiometer-Rückkopplung. Der feine oder langsame Nachlauf benützt
einen Gleichstromservokreis mit einem kontaktlosen
Stellungsfühler 120, der ein an der Schiene 10 angebrachtes Abfühlelement 121, das an jeder Bearbeitungsstation angebracht ist» feststellen kann. Die Aufnehmersteuerung umfasst einen Servoverstärker 12 3, Fig. 11,
eine Adressenmatrix 124, die als Digital/Analog-Konverter dient, einen Grobstellungsverstärker 125, einen Feinstellungsdemodulator 122, de'r das lVechselstromsignal des Feinrstellungsfühlcrs in Gleichstrom verwandelt, sowie einen
Grobverglcicher 126 und einen Feinverglc-icher 127. Ausser-dem" sind die nötigen logischen Schaltkreise und eine Strom- \'ersorgung vorgesehen. . -

Zunächst soll das System bei Stillstand betrachtet werden. Der Aufnehmerwagen 9 steht normalerweise über einer Ausgangsoder Eingangsstelle entlang der Schiene 10. Die Bremse 116 ist geschlossen und hält den Wagen 9 an der Schiene 10 fest. Eine digitale Adresse erscheint nun am Eingang der Adressmatrix 124. Dadurch wird eine Spannung als Grobadressignal

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am positiven Eingang des Grobverstärkers 125 erzeugt. Die Stellung des Wagens 9 wird in Form einer Gleichspannung vom Potentiometer 115 angegeben, die am negativen Eingang des Grobverstärkers 125 erscheint. Die entsprechende Spannung, die am Ausgang als Grobfehler erscheint, ist jedenfalls am Anfang grosser als die Spannung AEC,und der Grobvergleicher schaltet daher auf Grobbetrieb. Die Schaltung verbindet aas Grobfehlersignal mit dem Eingang des Servoverstärkers 123 und den Ausgang des Servoverstärkers mit dem Grobmotor 25.

Gleichzeitig v/erden die Bremse 116 und die Kupplung 123 betätigt. Die Bremse gibt den Wagen 9 frei, und die Kupplung trennt den Feinmotor 12 ab, so dass der Grobmotor 25 den Wagen antreiben kann. Die Beschleunigung des Wagens ist durch den maximalen Ausgangs strom des Servoverstärkers 123 gegeben. Die maximale Geschwindigkeit ist durch die Spannung des Verstärkers gegeben. Der Verstärkungsfaktor ist normalerweise so hoch, dass der Verstärker im Bereich der Strom- oder der Spannungsbegrenzung arbeitet, bis der Wagen 9 ungefähr "die Position seiner Adresse erreicht hat.

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An diesem Punkt wird das Grobfehlersignal so klein, dass der Servoverstärker 123 in seinen linearen Bereich gerät. 'Da die Masse des Wagens 9 gross und die Rollreibung gering ist, muss der Wagen abgebremst werden. Dies geschieht ' elektrisch durch den Servoverstärker·123. Wenn sich der Wagen 9 seiner Adresse nähert, nimmt die Ausgangs spannung des Servoverstärkers schneller ab als die vom Gröbmotor 25 erzeugte Gegenspannung. Dadurch ändert der Motorstrom seine Richtung, und es entsteht ein negatives Drehmoment an der Achse. Die Grosse des Gegenstroms ist begrenzt durch den Verstärker, wodurch die negative Beschleunigung begrenzt wird. ·

Wenn sich der Wagen 9 der Adresse nähert, nimmt das Grobfehlersignal proportional ab, bis es kleiner als AFX wird. Dieser Wert wird vom Grobvergleicher 126 festgestellt, der darauf für Umschaltung auf Feinbetrieb sorgt. Der Umschaltpegel ÄEC wird so gewählt, dass der Wagen zum Umschaltzeitpunkt sich im Bereich des Feinste1lungsfühlers 120 befindet. Auch der Eingang des Servoverstärkers 123 wird vom Grobpotentiometer 115 auf den Demodulator 122 umgeschaltet. Der

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Wagen 9 wird nun durch den Feinste!1motor 12 bis zur Nullstellung des Stellungfühlers 120 getrieben. Die Nullstellung wird am Ausgang des Demodulators durch einen zweiten.Vergleicher 127 festgestellt. Wenn dieser Ausgang kleiner als AEF wird, befindet sich der Wagen innerhalb der nötigen Toleranz der adressierten Stelle, und der Vergleicher 12 7 schaltet auf Stopp. Dadurch v/ird die Bremse 116 betätigt, um den Wagen auf der Schiene festzuhalten.. Ausserdem wird ein Signal zum "Z-Antrieb gesandt, damit dieser die Aufnahme oder das Absetzen eines Werkstückes veranlassen kann. . .

Wenn der Wagen 9 über der adressierten Eingangs- oder Ausgangsstelle einer Bearbeitungsstation angehalten hat; kann die Aufnahme oder Ablage beginnen. Wenn ein Werkstück im Halter ist, wird es auf den nun darunterliegenden Ablegeplatz abgelegt; ist aber der Träger leer, so wird er über der Ausgangsstelle einer Bearbeitungsstation stehen und ein dort bereitliegendes Werkstück aufzunehmen haben. Diese Operation soll anhand der Fig. 13 erklärt werden. Der Lade- oder Entladezyk3us beginnt mit einem

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Signal zum Antriebsmotor Ι·ίΟ, der mit £er Kupplung 142 verbunden ist, die jeweils für genau eine Umdrehung einrückt. Die entsprechende Bewegung wj rd durch die Zahnräder 14 3 im Verhältnis 1 : 2 übersetzt und erreicht das Getriebe 147, dessen Exzenter 147A decent sprechend zwe'i ■ Umdrehungen ausführen. Die Ausgangskurbel 14 8 bewegt über den Führungsschlitz 150 das Teil 151 einmal nach unten und wieder nach oben, wobei unter, eine gewisse Verweilzeit -eingehalten wird. Der Aufnehmer 8 ist bei dieser Bewegung durch die Stäbe 149 geführt.

Während dieser Bewegung werden die Haltefinger 160 je nachdem geöffnet oder geschlossen. Sie werden gesteuert durch die Nockenscheiben 145 und 146, die, über das Getriebe 144 mit einer 2 : 1 Uebersetzung angetrieben, während des Zyklus eine halbe Umdrehung ausführen. Sie steuern pneumatisch die Finger 160. Die Nockenscheiben sind so eingestellt, dass das Schliessen der Finger etwas später erfolgt als die Abwärtsbewegung, so dass sie dann schliessen, wenn der Aufnehmer praktisch unten stillsteht.

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Die Betätigung der Finger 160 geschieht mittels des Stössels 170, Fig.- 14, der eine Antriebsplatte 171 trägt, die in Aussparungen 172 der Finger 160 eingreift, und ein Oeffnen und Schliessen der Finger bei der Auf- und Abbewegung des Stössels bewirkt. Der StÖssel wird vom Kolben 173 angetrieben, der in der Bohrung 174 ders Blocks 175 gleitet. Der obere Teil des Blocks weist einen Zylinderkopf 176 auf, auf welchem die Spiralfeder 178 abgestützt ist, die mittels des Stützringes 177 den Stössel nach oben zieht» Der Zylinderraum 179 kann durch die Oeffnung 180 und den Anschluss 1.81 mit Druckluft beschickt werden. Auf dem Zylinderblock ist die Kappe 182 befestigt* di&. ihrerseits mit der Schubstange 183 verbunden ist* Die Schubstange ist am Gleitstück 184 befestigt. Ein Werkstück, das von den Fingern eingeklemmt wird, kann zusätzlich durch Unterdruck führende Oeffnungen an den Spitzen der Finger festgehalten werden* Um die empfindlichen Halbleiterplatten vor Verunreinigung zu schützen, trägt der Aufnehmer eine Abdeckhaube 185, welcher durch den Schlauch 186 ein Schutzgas zugeführt werden kann. Die Betätigung der Finger wird zeitlich gesteuert durch die Exzenter 147A und 147B, welche die Betätigung der Ventile 145A und 146A veranlassen.

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Die Einrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken wird normalerweise durch-einen Computer gesteuert werden,; der in der Steuereinheit 112, Fig. 1.0, enthalten ist. Programme zur Herstellung verschiedener Werkstücke stehen im Speicher des Computers, z.B. auf Magnetband oder Platte,_t zur Verfügung. Die Programme enthalten genaue Instruktionen für die Bearbeitung eines Werks tüc'kes sowie die Parameter der einzelnen Behandlungsschritte für jede Searbeitungs*- station und für die Regelung dieser Parameter'in Abhängigkeit der bei den einzelnen Prüfungen gemessenen Werte. Ausserdem soll das Programm die Reihenfolge der anzuwendenden Verfahrensschritte festlegen und für die Auswahl der diese durchführenden Bearbeitungsstationen die nötigen Angaben enthalten. Unterprogramme für alle anzufertigenden Teile sollen vorhanden sein, und Platz ist vorzusehen für die Aufnahme neuer solcher Unterprogramme, wenn neue oder., geänderte Teile hergestellt werden, sollen.

Um die Herstellung eines Teils zu veranlassen, ergeht ein Befehl an die Steuervorrichtung, ζ.B. durch eine Bedienungsperson an einem Terminal, mit der gewünschten Teilenummer,

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worauf das zugehörige Programmteil im Computerspeicher aufgesucht und zusammen mit der Teilcnummer der Steuervorrichtung übermittelt wird. Darauf werden die \'erschiedenen Teile der Einrichtung-in Betrieb gesetzt, d.h. , veranlasst» den Zustand einzunehmen, der für die Bearbeitung von "Werkstücken nötig ist. Ausser der Hauptsteuervorrichtung kann jede Bearbeitungsstation ihre eigene Steuerung aufweisen für die genaue Einstellung der Verfahrensparameter und für den Durchfluss von Halbleiterscheiben innerhalb der Station« Die Bearbeitungsstation kann so eingestellt sein, dass, wenn eine Halbleiterscheibe an ihrem Eingang abgelegt wird, diese die Station durchwandert bis zum Ausgang, wobei die Stationssteuerung den Weg innerhalb der Station und die einzelnen Verfahrensschritte sowie deren Parameter, wie Temperatur, Gasdurchfluss· etc., genau festlegt. .

Die Steuerungen der einzelnen Bearbeitungsstationen stehen in Verbindung mit der Hauptsteuerung, die den Durchfluss der Werkstücke von. Station zu Station überwacht, zusätzliche Steuerfunktionen susübt und benötigte Verfahrensparameter

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festhält."Ausöcrdem kann die Hauptsteuerung mit anderen Einrichtungen in Verbindung stehen zur Unterstützung der Produktions-kontrolle * der Entwicklung-und Konstruktion, der Güteprüfung und der Gesamtautomation eines Betriebes.

Die Steuerung von Verfahrensparametern, wie Temperatur, Durchfluss etc., kann mit bekannten analog oder digital arbeitenden Mitteln erfolgen. Die Auswahl dieser Mittel erfolgt aufgrund der erforderlichen Präzision, Zuverlässigkeit, Kosten, Verträglichkeit mit der Steuerung und anderer üblicher Erwägungen. Manchmal ist es -erwünscht, dass das Hauptsteuersys tem gewisse Parameter beeinflusst. Beispielsweise kann bei der Halbleiterherstellung die Deuer des Vorgangs in Abhängigkeit der Materialdicke der zuvor bearbeiteten Scheibe gesteuert werden. Es kann eine Steuerung vorgesehen werden, die die stationsinterne Steuerung ersetzt.. Fällt die Hauptsteuerung aus, so soll die Stationssteuerung wieder zu ihrem normalen Wert zurückkehren, der durch das letzte Signal von der Hauptsteuerung gegeben war.

Die Ueberwachung der Funktion bedeutet auch, dass der Ausfall einzelner Geräte nicht zu allzu grossen Verlusten oder zum

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Ausfall der gesamten Einrichtung führt, sondern dass weiterhin ein Produkt annehmbarer Qualität hergestellt wird. Die Ueberwachung"Kann durch zusätzliche Tühlelernen te für die Parameter· in den einzelnen Stationen erfolgen. Auch kann die Hauptsteuerung ki~itische Parameterwerte mit vorgegebenen Grenzwerten vergleichen und entsprechende Massnahmen anordnen, die auf bekannte Weise die Ueberschreitung eines Parameters durch Aenderung eines anderen Parameters kompensieren. .

An wesentlichen Punkten kann durch den Durchgang oder die Anwesenheit eines Werkstückes ein Signal erzeugt werden, wodurch es möglich ist, den Weg bestimmter Werkstücke durch die Einrichtung zu \rerfolgen, und so die Qualität anhand einzelner Werkstücke zu bestimmen und auf den Einfluss einzelner Teile der Einrichtung Rückschlüsse zu ziehen.

Die Logik des Steuersystems ist abgestimmt auf einen für jedes Produkt vorgegebenen Weg der Werkstücke durch die einzelnen Bearbeitungsstationen. Die Logik ist somit abhängig

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vom Zustand der-Ausgangsstellen der Stationen, d.h. des Fühlers, der anzeigt, ob auf diesen Stellen ein Werkstück liegt. Zudem muss die Logik den Zustand der' Transportvorrichtung erkennen können um zu entscheiden, ob diese für eine bestimmte Bewegung zur Verfügung steht. Eine sequentielle Abfrage vieler verschiedener Fühleleiiiente ist daher notwendig. .

Anhand von Fig.- 15 wird nun erläutert, Wie ein Werkstück, durch, die Einrichtung geführt wird. Der Start 200 setzt die Steuerung in Betrieb. Wenn er betätigt wird, läuft die Steuerung zum Schritt 201, wo festgestellt, wird, ob die Transportvorrichtung 2 zur Verfügung steht. Ist die Vorrichtung gerade beschäftigt, so wird die Abfrage nach kurzen Zeiten jeweils wiederholt, bis sie einmal frei gefunden-wird. Ist die Transportvorrichtung frei, so geht die Steuerung zum Schritt 202, d.h. zur Ueberprüfung aller Bearbeitungsstatiohen, bis eine Station gefunden ist, die folgende Bedingungen erfüllt: ' '·

1. Der Ausgangspunkt der Station K soll besetzt sein;

2. die nächste Station im Verfahren, K⁺I soll betriebsbereit sein und

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3. die IUngangsstelle der Station K⁺I soll frei sein. Wenn wenigstens eine dieser Bedingungen mit nein zu beantworten ist» geht die. Steuerung zu Schritt 208 um zu prüfen, ob der Ausgang der letzten Station IC+n durch ein fertiges Werkstück besetzt ist. Ist dies ?iicht der Fall, so kehrt die Steuerung zu 201 zurück.

Ist jedoch der Ausgang der letzten Station besetzt, so geht die Steuerung zu Schritt 209, um die Transportvorrichtung zu veranlassen, dieses Werkstück zu entfernen, und zum Schritt 210, der die Transportvorrichtung als besetzt bezeichnet. Ist die Bewegung beendet, so wird überprüft, ob das betreffende Werkstück das letzte ist, andernfalls die Steuerung auf Schritt 201 zurückkehrt.

Wenn eine .Bearbeitungsstation K gefunden wird, die die Bedingungen des Schritts 202 erfüllt, geht die Steuerung zum .Schritt 20 3 und veranlass-t die Transportvorrichtung, ein' Werkstück an der Ausgangsstelle der Station K aufzunehmen und an die Eingangs stellender Station K+l zu transportieren. Gleichzeitig wird geniäss Schritt 204 das

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Signal "Transportvorrichtung besetzt" eingeschaltet, das solange bestehen bleibt» bis die Transportbewegung zu Ende geführt ist. Ist dies der Fall, dann kehrt die Steuerung zum Ausgangspunkt, d.h. dein Schritt ZOl, zurück und beginnt das Programm von neuem. ■

Eine andere Betriebsart der Steuerung besteht darin, dass ein V.'erkstück bestimmte Bearbeitungsstationen 11 mehrfach zu durchlaufen hat, entweder, um nachher den übrigen Stationen K,"K+1 .r« K+n zugeführt zu v/erden, oder aber nachdem es diese durchlaufen hat. Diese Betriebsart wiixl anhand der Fig. "16 dargelegt. In Fig. 16 beginnt.das Programm wiederum mit dem nun als 205 bezeichneten. Startschritt. Es läuft zunächst zum Schritt 206 zur Abtastung des "Transport besetzt" Signals. 1st dies der Fall, so wird der Schritt 206 wiederholt, bis die Transportvorrichtung einmal als frei gefunden wird, worauf die Steuerung zum Schritt 207 geht. Hier wird zunächst überprüft, ob ein Werkstück auf einer Ausgangsstclle einer bestimmten Station L liegt, welche zweimal von einem Werkstück zu durchlaufen ist. Ist dies der Fall, so" folgt Schritt 213, andernfalls erfolgt Schritt 214. \ .

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Im Schritt 213 wird, festgestellt, ob die betreffende Operation bereits die zweite L Operation an diesem Werkstück war. Kenn ja, folgt Schritt 215, d.h. die .,Transportvorrichtung wird veranlasst, das betreffende Werkstück abzuholen, sowie Schritt 216 mit dem"Transport besetzt" Signal. Nach Beendigung der Bewegung wird im Schritt überprüft, ob das betreffende Werkstück das letzte war. War dies der Fall, so folgt Schritt 218, der Stopp. Andernfalls geht die Steuerung zum Anfang des Programmes, Schritt 206, zurück.

Wenn jedoch der Schritt 213 zeigt, dass die überprüfte Station L nicht die letzte Operation der vorgeschriebenen Reihe ausgeführt hat, geht die Steuerung zu Schritt 219 um festzustellen, ob das der Station L zugeordnete Adressregister die Adresse einer Station Kx enthält, deren Eingangsstelle frei ist. Ist dies nicht der Fall, so folgt Schritt 214, der, wie schon bemerkt, auph auf Schritt folgen kann. Wird aber eine solche Adresse gefunden, so wird die Transportvorrichtung veranlasst, das Werkstück vom Ausgang der Station L zum Eingang der Station L+l zu

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bringen. Das geschieht im Schritt 220. Gleichzeitig- wird im Schritt 221 das "Transport besetzt" Signal eingeschaltet, das verschwindet, wen-n die Bewegung beendet· ist> worauf das Programm zum. .Anfang d.h. zum Schritt 206 zurückkehrt*

Im Schritt 214, der auf ,den Schritt 207 sowie den Schritt 219 folgt, wird festgestellt^ ob die. Eingangsstelle einer bestimmten Station L durch ein Werkstück besetzt ist. Ist dies nicht der Fall, so folgt Schritt 222, andernfalls folgt. Schritt 223.

Im Schritt 222 werden alle Stationen Kx auf fünf Bedingungen hin überprüft: Ist die Ausgangsstelle einer solchen Station besetzt durch ein lierkstück? Liegt dort eine Platte, die in der nächsten Operation durch die Station L bearbeitet werden soll? Gibt es eine Station K+l, deren Eingangsstelle frei ist und führt diese Station eine Operation aus, die auf die der Station L folgt? Liegt ein für K+l bestimmtes Werkstück- am Ausgang von L, wobei es hier darauf ankommt, dass kein Werkstück dort liegt. Sind nicht alle Bedingungen erfüllt, so. geht die Steueiumg auf·Schritt 223, der auch auf

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Schritt 214 folgt. Sind aber alle Bedingungen erfüllt, so wird die Transportvorrichtung veranlasst, ein Vierkstück am Ausgang der Station K aufzunehmen, und zum Eingang der bestimmten Station L zu bringen. Gleichzeitig wird im Schritt 225 die dem nachfolgenden Verfahrensschritt entsprechende K+l Adresse in das der Station L zugeordnete Register geladen. Auch hier ist während der Transportbewegung das "Transport besetzt" Signal an, das dafür sorgt, dass nach Beendigung der Bewegung das Programm zum Anfang zu Schritt 206 zurückkehrt.

Tm Schritt 223 werden-.die■· Stationen Kx üb.erprüft, um eine Station zu finden, die folgende Bedingungen erfüllt: Ist ihre Ausgangssteile von einem Werkstück besetzt? Gibt·es eine Station K+l, die eine nachfolgende Operation ausführen kann? Steht K+l zur Verfugung und in Bereitschaft? Hat'K+l eine freie Eingangsstelle? Sind nicht alle Bedingungen erfüllt, dann folgt Schritt 224, andernfalls folgt Schritt 225, der die Transportvorrichtung .veranlasst„ ein Werkstück vom Ausgang der Station K zum Eingang der Station K+l zu,bringen. Das "Transport besetzt" Signal überwacht

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die Bewegung und veranlasst das Programm bei deren Ende, wieder zu seinem Anfang zum Schritt 206 zurückzukehren. Sind nicht alle Bedingungen des Schrittes 223 erfüllt, so v;ird im Schritt 224 überprüft, ob eine" Station Kx an einem Werkstück die letzte Operation ausführt. Ist dies nicht der Fall, so geht das Programm an den Anfang, zu Schritt 206, zurück. Hat aber eine Station ICx an ihrem Werkstück die letzte Operation ausgeführt, so wird in Schritt 227 die Transportvorrichtung veranlasst, das betreffende fertiggestellte Werkstück aus der Einrichtung zu entfernen. Wiederum wird die Bewegung vom "Transport besetzt" Signal überwacht« Wenn sie beendet ist, folgt wieder die Prüfung, ob das Werkstück das letzte war, und wenn das der Fall ist, der Stopp 230. Andernfalls geht das Programm zum Anfang, zu Schritt 206, zurück.

In Fig. 17 ist das Prinzip einer Steuerung dargestellt, in welcher Bearbeitungsstationen für dieselben Verfahrensschrittc zv/ei-oder mehrfach vorhanden sind zur Vergrösseirmg der Kapazität. Beispielsweise können zwei Mustergeneratoren 6, Fig. 1, vorhanden sein, wenn die Kapazität eines Generators

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nicht ausreicht. Bei dieser Betriebsart beginnt das Programm wieder mit dem Start 24 0, Korauf es zum Schritt 241 gerät, der feststellt, ob die Transportvorrichtung besetzt ist, weil sie gerade eine Platte bewegt. Ist sie besetzt, so wird der Schritt wiederholt bis sie als frei befunden wird, vorauf das Programm zu Schritt 442 weitergeht. Hier werden zunächst die Ausgangsstellen dar mehrfach vorhandenen Stationen L überprüft, ob dort ein Werkstück liegt. Ist dies der Fall,.so folgt Schritt 243, andernfalls Schritt 244.

Im Schritt 243 wird geprüft, ob die betreffende mehrfach vorhandene Station die letzte Station im Herstellungsverfahren ist. Ist dies der Fall, so folgt Schritt 24 5, andernfalls Schritt 246. Int Schritt 245 wird die Transportvorrichtung veranlasst, das Werkstück am Ausgang der Station L abzuholen und zum Ausgang der Einrichtung zu bringen. Die Transportbewegung wird in Schritt 247 überwacht mit anschliessender Feststellung, ob das Werkstück das letzte ist mit entweder nachfolgendem Stopp oder Rückkehr zum Anfang'des Programms, zu Schritt 241.

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Wenn jedoch im Schritt 243 festgestellt wird, dass die mehrfach vorhandene Station L nicht die letzte Station im Herstellungsverfahren ist, dann wird im Schritt 24 6 festgestellt, ob eine Station L+l, die die nächste Operation ausführen kann, eine freie Eingangsstelle hat. Es ist vorteilhaft, jeder Station L ein P-egister zuzuordnen, das die Adresse der Station.L+l für die nachfolgende Operation enthält«

Ist kein freier -Eingang einer Station L+l vorhanden·, dann geht das Programm zum Schritt 244, der gegebenenfalls auch auf Schritt 242 folgt. Ist aber der Eingang der Station L+l frei, so geht das Programm zum Schritt-250, wo.die Transportvorrichtung veranlasst wird, das am Ausgang der Station L liegende Werkstück aufzunehmen und zum Eingang derjenigen Station L+l zu bringen, deren Adresse in dem der Station.L zugeordneten Register abgelesen wird. Die Bewegung wird überwacht im Schritt 251 durch das "Transport besetz-t" Signal, dessen Verschwinden dann das Programm zum Anfang, zu Schritt 241, zurückführt. Wenn-im Schritt 242 festgestellt wird, dass kein Ausgang einer Station L durch ein

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Werkstück besetzt ist, oder wenn im Schritt246 festgestellt wird, dass kein Eingang einer Station L+l frei ist, geht das Programm zum Schritt 244. Dort wird-festgestellt, ob eine. Station L eine freie Eingangsstellc hat. Ist das der Fall, so folgt Schritt 252.

Im Schritt. 252 werden die vorhandenen Stationen IC der Reihe nach überprüft im Hinblick auf fünf verschiedene Bedingungen: 1st ihre Ausgangsstelle besetzt? Soll die nächste Operation durch eine Station L ausgeführt werden? Ist der Eingang einer Station K+l frei? Gibt es ein Werkstück in einer Station L, an dem die nächste Operation durch eine Station K+l auszuführen ist? Liegt ein für K+l bestimmtes Werkstück in einem L Ausgang, wobei es hier darauf ankommt, dass dies nicht der Fall ist?"Wird eine Station gefunden, die alle Bedingungen erfüllt, so folgt der Schritt 253, der die Transportvorrichtung veranlasst, ein Werkstück am Ausgang einer Station.K aufzunehmen und zum Eingang einer Station L zu bringen. Im Schritt 254 wird gleichzeitig die Adresse der nächsten Station K+l in das Register der Station L gesetzt, im Schritt 255 wird

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die Transportbewegung überwacht und nach deren Abschluss das Programm zum Anfangspunkt, zu Schritt 241, zurückgeschaltet.

Kenn die Bedingungen der Schritte 244 oder 252 nicht oder nicht alle erfüllt waren, v/erden im Programms ehr itt 251 die Stationen K auf weitere vier Bedingungen hin überprüft: Hat eine Station K eine von einem Werkstück besetzte Ausgangsstelle? Soll die nächste Operation nach der von K ausgeführten von einer Station K+l ausgeführt werden? Ist die Station K+l arbeitsbereit? Ist die Eingangsstelle der Station K+l frei? Wenn keine Station alle diese Bedingungen erfüllt, folgt Schritt 258, andernfalls wird in Schritt die Transportvorrichtung veranlasst, ein Werkstück am. Ausgang von K aufzunehmen und zum Eingang von K+l zu bringen. Die Bewegung wird in Schritt 257 überwacht, und anschliessend geht das Programm wieder zum Anfang, zu Schritt 241.

Im Schritt 258 wird überprüft, ob eine Station K die letzte Operation des Herstellungsverfahrens ausführt. Ist dies nicht der Fall, so geht das Programm zum Schritt 241 zurück,

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andernfalls wird im Schritt 259 die Transportvorrichtung veranlasst, am Ausgang von K ein Werkstück aufzunehmen und aus der Einrichtung herauszuführen. Die Bewegung wird im Schritt 260 überwacht, worauf im Schritt 261 festgestellt wird, ob das Werkstück das letzte der Serie ist, und dementsprechend entweder der Stopp 26 2 folgt oder das Programm zum Anfang, zu Schritt 24.1, zurückgeht.

Fig.· 18 zeigt eine Anpassung der in Verbindung mit Fig. beschriebenen Steuerung für die Herstellung von Feldeffekt-Transistoren, wie sie früher im/Zusammenhang mit Fig. 1 besprochen worden w^?ar. Wie dort erwähnt» braucht man zur Herstellung von Feldeffekt-Transistoren eine Oxydationsstation IA, eine Source- und Drain-Diffusionsstation IB, eine-Gate-Oxydationsstation IC, zwei Mustergeneratoren 6, die in der Belichtungsstation ID zusammengefasst sind, eine Metallisierungsstation IE und eine Sinterstation IF. Der einfachen Beschreibung halber werden die Stationen in zwei Gruppen zusammengefasst. Zur ersten Gruppe gehören die Mustergeneratoren 6, die von den Halbleiterplatten mehrfach durchlaufen werden.. Die Stationen der anderen Gruppe sollen

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hier "Herstellungsstationen¹¹ genannt werden. Die zu bearbeitenden Halbleiterplatten folgen einem festgesetzten Weg durch die Einrichtung, der Abzweigungen zu den Herstellungsstationen und zu den. Mustergeneratoren aufweist.

Im Schritt 267, Fig. 13A_r werden die Ausgangsstellen der Mustergeneratoren 6 überprüft. Liegt bei keinem Ausgang eine Platte _t so folgt Schritt 26 8· Wird aber eine Platte gefunden* so folgt Schritt 269, der die Transporti^orrich.-tun-g veranlasst, diese Platte aufzunehmen und zu der Station zu bringen, deren Adresse in einem dem Mustergenerator zugeordneten Register abgelesen wird. Die Bewegung wird im Schritt 270 überwacht, und nach ihrem Abschluss geht das Programm zum Anfang, zu Schritt 266, zurück. Im Schritt 268 werden die Eingänge der Mustergeneratoren 6 überprüft. Wird kein freier Eingang gefunden, so kehrt das Programm zum Anfang, zu Schritt 266, zurück, andernfalls folgt dei Schritt 271.

Zu den Schritten 267., 268 und.271 ist zu bemerken, dass falls"mehrere Bewegungen gleichzeitig möglich erscheinen,

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die Priorität durch die Abtastrcdhenfolge bestimmt wird. Für den Schritt 269 ist es nicht erforderlich/ den Zustand der nachfolgenden Station zu überprüfen, da eine Platte nicht zu einem Mustergenerator gelangen kann, wenn die Eingänge der nachfolgenden Stationen besetzt sind.

Im Schritt 251 werden die Stationen K, d.h..hier alle Stationen mit Ausnahme der Mustergeneratoren, auf vier Bedingungen hin überprüft: Liegt eine Platte am Ausgang einer Station K? Diese Prüfung wird solange fü-r verschiedene Stationen wiederholt, bis ein besetzter Ausgang gefunden wird. Wird eine Platte an einem Ausgang gefunden, dann wird weiter geprüft, ist der Eingang einer Station K+l, zu welcher die Platte über den Mustergenerator 6 gebracht werden soll, frei? Ist die Station·K+l betriebsbereit? Befindet sich schone eine für die Station K+l bestimmte Platte in einem Mustergenerator? Wird keine Station gefunden, die alle Bedingungen erfüllt, so folgt Schritt 272, wo überprüft wird, ob die letzte Platte behandelt worden ist. Ist dies der Fall, so folgt Schritt 273, der Stopp. Andernfalls geht das Programm zum Anfang, zu Schritt 266, zurück.

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Kann im Schritt 271 eine Station K gefunden werden, die alle Bedingungen erfüllt, so folgt der Schritt 274, die Aufnahme eines Werkstückes am Ausgang der Station K und Ablage am Eingang des Mustergenerators 6, der im Schritt 268 als frei festgestellt worden war. Gleichzeitig Wird im Schritt 275 die Adresse der zuvor bestimmten Station K+l, zu der die Platte vom Mustergenerator kommen soll, in'das diesem zugeordnete Register gesetzt. Das "Transport besetzt" Signal überwacht in Schritt 276 die Bewegung und sorgt für Rückkehr des Programmes zum Anfang nach deren Abschluss.

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Claims (7)

S3 PATENTANSPRÜCHE '

1. Einrichtung zur Herstellung und Bearbeitung von Werkstücken in aufeinanderfolgenden Schritten in einer Mehrzahl von Bearbeitungsstationen für bestimmte Verfahrensschritte, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bearbeitungsstation ( *A - IF) eine Eingangs- und Ausgangsstelle (30, 43; 56, 64; 66, 79; 50, 55; 80, 93; 94) aufweist, daß eine Transportvorrichtung (2, 7 bis 11) zum Einzeltransport der "Werkstücke zwischen beliebigen Bearbeitungsstationen angeordnet ist, mit Aufnehmern (31, 34, 39; 60, 62; 69, 75; 52; 81, 84, 86, 89; 95, 98,' 101) zur Bewegung, der Werkstücke von den A_usgangsstellen (43, 64, 79, 55, 93) zur Transportvorrichtung (2, 7 bis 11) und von dieser zu den Eingangs stellen (30, 56, 66, 50, 80, 94), und daß eine Steuervorrichtung (Fig. 10) für die Transportvorrichtung (2, 7 bis 11) und die Aufnehmer vorgesehen ist, mittels derer die Werkstücke den Bearbeitungs Stationen (IA - IF) in frei wählbarer Reihenfolge zugeführt w er den können.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung so ausgebildet ist, dass ein Werkstück einer bestimmten Bearbeitungsstation mehrmals zugeführt werden kann.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens einen Verfahrensschritt mehrere, untereinander im wesentlichen gleiche Stationen vorgesehen sind.

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4. Einrichtung nach A.nspruch 1, zur Herstellung von IT

richtungen, dadurch gekennzeichnet, dass die BearbeitungsStationen (IA - IF) zur Durchführung wenigstens von epitaktischem Niederschlag, Metallisierung, Photolithographie, Dotierungsdiffusion, Oxydätzung, Metallätzung und Glasnieder schlag ausgebildet sind.

5. Einrichtung nach A.nspruch 1 gekennzeichnet durch eine Steuerung,

mittels deren in bezug auf zwei im Verfahren aufeinanderfolgende B earbeitungs Stationen kontinuierlich feststellbar ist, ob die Transportvorrichtung ein Werkstück transportiert, ob die Ausgangsstelle der ersten Station durch ein Werkstück besetzt ist, ob die nachfolgende Station bereit ist, ob deren Eingangs stelle frei ist, und mittels deren ein Steuersignal abgegeben wird, das anzeigt, ob diese Bedingungen erfüllt sind und mittels deren die Feststellung wiederholt wird, bis das Steuersignal abgegeben wird, worauf das Werkstück von der Ausgangs stelle der einen zur Eingangs stelle der anderen Station gebracht wird.

6. Einrichtung nach Anspruch Z, dadurch gekennzeichnet, dass die

Steuerung der bestimmten Station zugeordnete Speicherplätze zur Speicherung der Adresse der für ein bestimmtes Werkstück nächsten Station umfasst.

FI 972 135, 137B, 162 " _A Q 9 8 2 Τ/Sff 1 7"

■ -" 236A79C

ST

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

die Bearbeitungsstationen (IA. - IF) so gruppiert sind, dass Stationen, die ähnliche Operationen ausführen, jeweils benachbart angeordnet sind, derart, dass gegenseitige störende Beeinflussung möglichst ausgeschlossen ist.

FI 972 135, 137B, 1 62 _ _{Q g}