DE2364790C2 - Steuereinrichtung für eine Transporteinrichtung zur Herstellung und Bearbeitung von kleinen gleichartigen Werkstücken nach Art planarer Halbleiter-Bauelemente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichung für eine Transportvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Während des vergangenen Jahrzehntes gelang es der Industrie, planare Halbleitervorrichtungen, wie Silizium-Dioden und Transistoren in großen Stückzahlen herzustellen. EJei der Bearbeitung von Halbleiterplatten, z. B. aus Silizium, waren zwei Arten von Stapelverarbeitung festzustellen. Die eine betraf die Halbleiterplatte selbst, innerhalb oder auf welcher eine größere Anzahl identischer Transistoren oder Dioden hergestellt wurden. So wurden auf einer Platte γοη etwa 30 mm 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 ausnützen. Es ist klar, daß die Plattenstapelung die Bearbeitungskosten pro hergestelltes Element wesentlich herabzusetzen vermag.

Die Vorteile der Plattenstapelung können besser ausgenützt werden, wenn größere Platten verwendet werden. So wurden von anfänglich etwa 20 mm Durchmesser die Platten stetig vergrößert bis auf etwa 80 mm.

Der Aufwand, der für diese Vergrößerung getrieben werden mußte, war allerdings beträchtlich, da Klammern, Halter, Masken und anderes Gerät jeweils zu tr setzen war. Bei geplanten Änderungen im Herstellungsverfahren muß nicht selten Rücksicht auf zu verwendende Werkzeuge und Geräte genommen werden. So mag eine geplante Vergrößerung der Platten einen neuen, größeren Diffusionsofen bedingen. Zudem bringt sie selten eine verbesserte Ausbeute mit sich, sondern im Geginteil 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-Reaktoren, 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 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. Weiter 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 1400 individuelle Transistoren und Widerstände erzeugt. Üblicherweise wird dazu ein größerer Chip verwendet.

Es kann angenommen werden, daß weitere Fortschritte bei der Halbleiterherstellung zum geringsten Teil auf der Mehrfach-Plattenstapelung beruhen wer-

den. Ähnlicherweise ist von der Plattenstapelung kaum noch ein Fortschritt zu erwarten, da mit zunehmender Plattengröße wesentliche Schwierigkeiten, wie Zerbrechlichkeit der Platten, mechanische Justierung, Tem-

peratur-Koeffizienten usw. die Ausbeute stark beeinträchtigen. Die Chip-Stapelung dagegen scheint geeignet, die Herstellungs-Quantität 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 -ze, ändernde Werkzeuge und Einrichtungen und die Montierung der Chips reduziert

Unabhängig von der Stapelmethode 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 benötigt werden, wird »Herstellungszeit« genannt, und beträgt etwa 40 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 langer.

Zusätzlich zur Herstellungszeit treten noch »Anstehzeiten« auf, die in der Praxis den größten Teil der totalen Zeit ausmachen. In den heutigen Halbleiter-Fabriken gelten Anstehzeiten von 40 bis 60 Tagen als normal. Diese Zeiten entstehen bei Zusammenstellung des Mehrfach-Plattenstapels, durch die Zeit, die für Reparatur oder Unterhalt 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 die Anstehzeiten bei einer Anlage der eingangs umschriebenen Gattung wesentlich verkürzt werden. Diese Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebene Anordnung gelöst worden.

Durch die AT-PS 2 88 112 ist eine Werkzeugmaschinenanlage mit einem zentralen Steuergerät und mehreren numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen zum gleichzeitigen Bearbeiten mehrerer verschiedener Werkstücke beschrieben, von denen zumindest einige nur von einzelnen Werkzeugmaschinen bearbeitet zu werden brauschrieben, von denen zumindest einige nur von einzelnen Werkzeugmaschinen bearbeitet zu werden brauchen, wobei jede Werkzeugmaschine über mehrere Programme und mehrere Werkzeuge zum Ausführen dieser Programme verfügt und vom zentralen Steuergerät gesteuerte Programmwechseleinrichtiingen und Wcrkzeugwechseivornchtungen aufweist. "Diese Anlage enthält vom Steuergerät gesteuerte Paletten-Transportmittel, mittels derer die die Werkstücke tragenden Paletten zu jeder vom Steuergerät angezeigten Werkzeugmaschine hin- und von dieser wegbewegt werden. Hierbei trägt jede Palette und jedes Magazin eine Identifizierungsmarke, zum Beispiel eine Kodezahl, und dem Transportwagen sind Leseköpfe zugeordnet, die dem zentralen Steuergerät ein Signal zuleiten, das die Gegenwart sowie die Identifizierung der jeweils transportierenden Palette oder des jeweils transportierten Magazins anzeigt.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung gegenüber dem Stand der Technik wird darin gesehen, daß die die Werkstücke befördernden Werkstückträger, auch als Aufnehmer bezeichnet, jeweils zunächst mittels des Grobmotors mit erhöhter Geschwindigkeit gestartet werden und diese Geschwindigkeit solange beibehalten wird, bis der Differenzwert zwischen der kontinuierlich erfaßten Ist-Position und der Ziel-Position einen vorgegebenen Wert unterschreitet Anschließend findet mit verringerter Geschwindigkeit, nämlxh durch den Antrieb mittels des Feinmotors, das genaue Anfahren der Zielposition statt.

Das Verringern des Geschwindigkeitssollwerts auf .Schleichgeschwindigkeit ist für Regalförderzeuge bekannt (BBC-Nachrichten, Mai/Juni 1970, S. 121 —i24).

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert

F i g. 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 weichen das Produkt ohne Beeinträchtigung 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, wobei 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 Werkstück am Ausgang einer Station aufnehmen und es zum Eingang irgendeiner anderen vorgeschriebenen Station befördern. Eine Servosteuerung sorgt dafür, daß die Transporteinrichtung zu allen Eingangs- und Ausgangsstellen aller Bearbeitungsstationen gelangen kann, um Werkstücke aufzunehmen oder abzusetzen.

Bei der Halbleiterherstellung sind die Bearbeitungsstationen \A bis lFzur Durchführung geeigneter Herstellungsverfahren eingerichtet, wie Epitaxie, Metallniederschlag aus der Dampfphase, Fotomaskierschritte, Oxyd-Ätzung, Fotomaskenablösung, Verunreinigungsso diffusion, Metall-Ätzen, Herstellung dielektrischer Beläge, Kathodenzerstäubung, Ionenimplantation usw.

Es sei nun angenommen, daß die Einrichtung der F i g. 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 aufweisen. So steht beispielsweise eine Anfangs-Oxydationsstation IA zur Verfügung, eine Source- und Drain-Niederschlagsstation Iß, eine Gate-Oxydationsstation IC eine Leitungsmuster-Erzeugungsstation ID, eine Metallisierungsstation \E und eine Sinterungsstation IF. Abgesehen von den Justierungs- und Belichtungsstationen soll die Ausrüstung aller übrigen Stationen für diesc'ben Verfahrensschritte vorgesehen sein. Üblicherweise werden einzelne Platten in gleichmäßigem Fluß den Stationen der Einrichtung in gleichmäßiger Reihenfolge zugeführt. Eine Zwischenspeicherung ist am Ausgang der Stationen 1Λ, IB, IC und 1E vorgesehen, um

etwaige Unzuverlässigkeiten der Einrichtung auszugleichen.

Platten werden der Einrichtung durch eine geeignete Ladevorrichtung 3 zugeführt, die in der ersten Bearbeitungsstation \A 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, daß die Operationen zum Aufbringen, Trocknen, Entwickeln, Ätzen und Ablösen von Fotolack den entsprechenden Stationen 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 Transportvorrichtung 2 untereinander verbundenen Bearbeitungsstationen enthalten einen Plattenaufnehmer, der eine Platte 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 zur Wärmebehandlung sind zusammengefaßt, ebenso wie Stationen zum Ausrichten und Belichten, wodurch die Einrichtung vereinfacht und der Unterhalt erleichtert wird. Beispielsweise können die Justierungs- und Belichtungsstationen einen klimatisierten Raum erfordern, wogegen die Wärmebehandlungsstationen gute Ventilation und einen Abzug benötigen.

Die Bearbeitungseinrichtung enthält vier Hauptzwischenspeicher, je einen am Ausgang einer Wärmebehandlungsstation, nämlich Anfangs-Oxydationsstationen \A, Source- und Drain-Diffusionsstation 15, Gate-Oxydationsstation IC und Metallisierungsstation 1£ Am Ausgang des Mustergenerators 6 in der Fotolack-Beüchtungsstation \D wird üblicherweise kein Zwischenspeicher benötigt, da dieser nur eine Platte behandeln kann. Ein Ein-Plattenspeicher ist jedoch am Eingang der Ätz- und Ablöseoperation der anderen Stationen vorgesehen für den Fall, daß eine Station außer Betrieb gerät, während eine Platte, die dorthin kommen soll, sich in einer Justierungs- und Belichtungsstation befindet. Es ist klarerweise wünschbar, den Mustergenerator β in der Belichtungsstation 1D freizuhalten; damit andere Schritte durchgeführt werden können.

Plattenzwischenspeicher 4 werden an den Stellen im Verfahren vorgesehen, wo die Speicherung den Verfahrensertrag nicht beeinflussen kann. Beispielsweise nach dem Fotolackaufbring- und -trockenvorrichtungen 5 in Stationen \A,\B, lCund IZf, die jeweils vorder Justier- und Belichtungsoperation in den Mustergeneratoren 6 in Station \D durchgeführt wird. In Praxis wird man alle Stationen der Einrichtung mit einer gewissen Überkapazität ausrüsten, damit die Anstehzeit nach einer allfälligen durch Unterhalt oder Reparatur bedingten Unterbrechung 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 Überblick über die Herstellung verschiedener Produkte. Eine Anzahl verschiedener Produkte kann sozusagen gleichzeitig hergestellt werden mit einer minimalen Überwachung und Steuerung zur Erkennung der einzelnen Platten in der Transferstraße. Die individuelle Plattennummer oder Teilenummer kann vor jedem Justier- und Belichtungsschritt 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 Ablegemechanismus 8 an einem Wagen 9 einer Schiene 10 entlang läuft. Die Schiene 10, die auf Stützen 11 steht, führt über die Lade- und Entladestelle der verschiedenen Bearbeitungsstationen. Alle Eingangs- und Ausgangspositionen der Bearbeitungsstationen befinden sich unterhalb der Schiene 10. Die Platten werden in horizontaler Lage nach oben orientiert bewegt.

Die Platten werden nach Art eines Bernoullischen Tasters nach der Darstellung in F i g. 3 gefaßt. Der Plattenträger 8 hat eine Grundplatte 15 mit verschiedenen nahe der Peripherie liegenden öffnungen 14, durch welche verschiedene flexible Schläuche 17 führen, die über eine Leitung 16 evakuiert werden können. Die Schläuehe 17 tragen eine Bride 18, die an einer leichten Blattfeder 19 befestigt ist, welche im Körper 20 eingespannt ist, um unter leichtem Druck das freie Ende des Schlauches 17 gleichmäßig 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 Luft- oder Gasstrom aus der Düse 22 ausfließt, der mittels des Bernoulli-Effektes die Platte 23 gegen die offenen Enden der Schläuche 17 bewegt, wo sie festgehalten wird.

Die Schläuche 17 sind so angeordnet, daß ein Abstand zwischen der Grundplatte 24 und der Halbleiterplatte 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 Information zur Steuerung der Bewegung der Transportvorrichtung 2 wird dieser über ein flexibles Kabel 27 zugeführt

Wie bereits bemerkt ist jede Bearbeitungsstation 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 Datensammelsystem vorgesehen, das über die einzelnen Platten Buch führt und nötigenfalls externe Steuerung kritischer Parameter zuläßt

Um die Einrichtung in Betrieb zu nehmen, werden Platten in die Anfangs-Oxydationsstation \A eingeführt, wo sie chemisch gereinigt werden, worauf thermisch Oxyd niedergeschlagen 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 F i g. 4 dargestellt.

Vor der Einführung in die Oxydationsstation IA werden die Siliziumplatten geprüft, um dann in die Station geladen zu werden. Die Platten werden vom Eingangsträger 103 aus der Ladestation 30 in die Reinigungsstation 32 transportiert. Diese umfaßt eine Reihe von Naßbehandlungsgefäßen 32A bis 32£ sowie ein Trocknungsgefäß, in welche die Platten der Reihe nach durch den Aufnehmer 31 eingebracht werden. Zwei derartige Aufnehmer sind für parallelen Betrieb vorgesehen.

Durch einen weiteren Aufnehmer 34 werden die Platten in der richtigen Orientierung auf bewegliche Träger 33 geladen, die den Oxydationsofen 35 kontinuierlich durchlaufen. Zum Oxydieren liegen die Platten horizontal auf einem Quarzträger 33. Beim 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 Ätzoperation für die Source- und Draindiffusion in der Station 1J9 zu steuern. Eine visuelle Inspektion der Platte kann am besten am Speicherplatz 4 vorgenommen werden, wenn die Platte so gesteuert wird, daß sie 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 Transferstraße verteilt. Die Fotolackstation 40 und die Trockenstation 41 sind als Fotolackeinheit 5 in F i g. 1 dargestellt

Der mechanische Aufnehmer 39 ergreift die auf dem 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 Maskenausrichtungs- 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 für die verschiedenen Operationen der verschiedenen herzustellenden Bauteile gespeichert sind. Ein Aufnehmer bringt die Halbleiterplatte in eine Ausrichtstation und von dort zur Belichtungsstation. Verschiedene Möglichkeiten existieren zur Abbildung des gewünschten Ätzmusters auf dem Fotolack, wie Belichtung durch Kontaktmaske, Projektionsabbildung und Schritt-für-Schritt-Abbildung. 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.

ίο Nach der Belichtung bringt der Aufnehmer 52 die Platte zur Ausgangsstellung 55, wo sie auf die Übernahme durch die Transportvorrichtung 2 wartet. Unter dem Einfluß einer zentralen Steuerung nimmt der in F i g. 2 dargestellte Plattenträger die Platte von der Ausgangsstellung 55 der Station \D auf und transportiert sie zur Eingangsstellung 56 der Source- und Drainstation 1B. Diese ist in F i g. 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 Entwicklung, Ätzung 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 1/4 beschrieben wurde, und die auch noch an anderen Stellen vorkommt. Sind hierdurch die Öffnungen 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. Wenn sie den Ofen 61 verlassen, werden die Platten vom Aufnehmer 62 ergriffen, der sie zur Station 37, wo Messungen vorgenommen werden können und wo Fotolack aufgebracht wird, dann zu einer Heizplatte 41 zur Trocknung des Lacks und zu einer Station 38Λ zur Vornahme visueller Inspektion transportiert Ein Förderband 63 befördert schließlich die Platten zur Ausgangsstation 64, wo sie von der Transportvorrichtung 2 abgenommen werden. 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 \D zur Abbildung der Gate-Elektrode auf dem Fotolack. Nach der Belichtung wird die Platte vom Aufnehmer 52 zu einer Ausgangsstelle 55 gebracht, wo sie wiederum von der Transportvorrichtung 2 übernommen und zur Gate-Oxydationsstation lCgebracht und flach auf deren Eingangsstelle 66 abgelegt wird.

Die Gate-Oxydationsstation 1C ist in F i g. 7 dargestellt Unter dem Einfluß einer Steuerung wird die Platte vom Aufnehmer 67 ergriffen, um 90° gedreht, und in den Abteilen des Gefäßes 68Λ 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 Ätzung, 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 Im Ofen werden während und nach der Erzeugung der Oxydschicht die Platten mit einem geeigneten Stoff wie Phosphoroxydchlorid (POCI3) dotiert, wodurch die Oxydschicht die gewünschten Eigen-

schäften 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 zur Ausgangsstelle 79, wo es wiederum von der Transportvorrichtung 2 übernommen wird zur Überbringung nach Station XD.

In der Maskier- und Belichtungsstation XD 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 XE gebracht wird.

Die Metallisierungsstation XE 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 Ätzung 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 Metallibierungsstation 87.

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 Transportvorrichtung 2 übernommen wird, um in die Maskier- und Belichtungsstation XD 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 Sinterstaüon IF ist in A b b. 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 SS besorgt die Atzung, Spülung und Trocknung im Gefäß 99, worauf die Platte in die Station ICO zur visuellen Inspektion und darauf vom Aufnehmer 101 in den Sinterofen 102 gebracht wird. Nach Verlassen des Ofens 102 wird die Platte auf einen der Träger 103 gebracht, um die Bearbeitungseinrichtung bei 104 ;:u verlassen.

F i g. 10 zeigt einen schematischen Überblick über die Transportvorrichtung 2 und deren Steuerung. Die Vorrichtung umfaßt einen oder mehrere Plattenträger 9, die auf einer Schien« laufen, und mittels des Kabels 27 von der Aufnehmers feuerung 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 gemiäß weiterzubewegen.

Die Fühlerüberwachung 112 überprüft in regelmäßigen Zeitabständen die Werkstückfühler 113. Wenn ein Werkstück auf der Ausgangsstelle einer Bearbeitungsstation liegt, sind verschiedene Entscheidungen zu fällen, bevor eine Eiewegung 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 Bearbeitungsstation frei ist und dort kein Werkstück mehr Hegt. 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 Bearbeitungsstation transportiert und abgelegt. Darauf sendet die Aufnehmersteuerung ein Bewegungsende-Signal zur Fühlerüberwachung 112, die nun wieder du '* Jagänge der Bearbeitungsstationen überprüft.

Der Antrieb des schon eingangs in Verbindung mit F i g. 2 beschriebenen Plattenaufnehmers 9 ist in F i g. 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 Plattenaufnehmers ist schematisch in F i g. 11 dargestellt Der schnelle oder grobe Stellungsnachlauf benützt einen Gleichstrommotor mit Potentiometer-Rückkopplung. Dor feine oder langsame Nachlauf benützt einen Gleichstromservokre:s r"^:» :*>nem 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 123, Fig. 11, eine Adressenmatrix 124, die als Digital/Analog-Konverter dient einen Grobstellungsverstärker 125, einen Feinstellungsdemodulator 122, der das Wechselstromsignal des Feinstellungsfühlers in Gleichstrom verwandelt sowie einen Grobvergleicher 126 und einen Feinvergleicher 127. Außerdem sind die nötigen logischen Schaltkreise und eine Stromversorgung vorgesehen.
Zunächst soll das System bei Stillstand betrachtet werden. Der Aufnehmerwagen 9 steht normalerweise über einer Ausgangs- oder Eingangsstelle entlang der Schiene 10. Die Bremse ί 16 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 Grobadreßsignal am positiven Eingang des Grobverstärkers 125 erzeugt Die Stellung des Wagens 9 wird in Form einer G'eichspannung 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 größer als die Spannung A EC. und der Grobvergleicher schaltet daher auf Grobbetrieb. Die Schaltung verbindet das Grobfehlersignal mit dem Eingang des Servoverstärkers 123 und den Ausgang des Servoverstärkers mit dem Grobmotor 25.

Gleichzeitig werden 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 Ausgangsstrom 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

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 Ausgleichsspannung des Servoverstärkers schneller ab als die vom Grobmotor 25 erzeugte Gegenspannung. Dadurch ändert der Motorstrom seine Richtung, und es entsteht ein negatives Drehmoment an der Achse. Die Größe 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 Δ EC wird. Dieser Wert wird vom Grobvergleicher 126 festgestellt, der darauf für Umschaltung auf Feinbetrieb sorgt. Der Umschaltpegel Δ EC wird so gewählt, daß der Wagen zum Umschaltzeitpunkt sich im Bereich des Feinstellungsfühlers 120 befindet. Auch der Eingang des Servoverstärkers 123 wird vom Grobpotentiometer 115 auf den Demodulator 122 umgeschaltet. Der Wagen 9 wird nun durch den Feinstellmotor 12 bis zur Nullstellung des Stellungsfühiers 120 getrieben. Die Nullstellung wird am Ausgang des Demodulators durch einen zweiten Vergleicher 127 festgestellt Wenn dieser Ausgang kleiner als Δ EF wird, befindet sich der Wagen 9 innerhalb der nötigen Toleranz der adressierten Stelle, und der Vergleicher 127 schaltet auf Stopp. Dadurch wird die Bremse 116 betätigt, um den Wagen auf der Schiene 10 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 Eingangsoder 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 dort ein bereitliegendes Werkstück aufzunehmen haben. Diese Operation soll anhand der F i g. 13 erklärt werden. Der Lade- oder Entladezyklus beginnt mit einem Signal zum Antriebsmotor 140, der mit der Kupplung 142 verbunden ist, die jeweils für genau eine Umdrehung einrückt Die entsprechende Bewegung wird durch die Zahnräder 143 im Verhältnis 1 :2 übersetzt und erreicht das Getriebe 147, dessen Exzenter 147/4 dementsprechend zwei Umdrehungen ausführen. Die Ausgangskurbel 148 bewegt über den Führungsschlitz 150 das Teil 151 einmal nach unten und wieder nach oben, wobei unten 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-Übersetzung 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

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 Öffnen und Schließen der Finger bei der Auf- und Abbewegung des Stößels bewirkt Der Stößel wird vom Kolben 173 angetrieben, der in der Bohrung 174 des 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 Öffnung 180 und den Anschluß 181 mit Druckluft beschickt werden. Auf dem Zylinderblock ist die Kappe 182 befestigt, die 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 Öffnungen 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 147Λ und 147B, welche die Betätigung der Ventile 145Λ und 146Λ veranlassen.

Die Einrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken wird normalerweise durch einen Computer gesteuert werden, der in der Steuereinheit 112, Fi g. 10, enthalten ist. Programme zur Herstellung verschiedener Werkstücke stehen im Speicher des Computers, z. B. auf Magnetband oder Platte, zur Verfügung. Die Programme enthalten genaue Instruktionen für die Bearbeitung eines Werkstückes sowie die Parameter der einzelnen Behandlungsschritte für jede Bearbeitungsstation 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, z. B. durch eine Bedienungsperson an einem Terminal, mit der gewünschten Teilenummer, worauf das zugehörige Programmteil im Computerspeicher aufgesucht und zusammen mit der Teilenummer der Steuervorrichtung übermittelt wird. Darauf werden die verschiedenen 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

so 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 festgelegt
Die Steuerungen der einzelnen Bearbeitungsstationen stehen in Verbindung mit der Hauptsteuerung, die den Durchfluß der Werkstücke von Station zu Station überwacht, zusätzliche Steuerfunktionen ausübt und benötigte Verfahrensparameter festhält. Außerdem kann die Hauptsteuerung mit anderen Einrichtungen in Verbindung stehen zur Unterstützung der Produktionskontrolle, der Entwicklung und Konstruktion, der Güteprüfung und der Gesamtautomation eines Betriebes.
Die Steuerung von Verfahrensparametern, wie Tem-

peratur, 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 Hauptsteuersystem gewisse Parameter beeinflußt Beispielsweise kann bei der Halbleiterherstellung die Dauer 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 Überwachung der Funktion bedeutet auch, daß der Ausfall einzelner Geräte nicht zu allzu großen Verlusten oder zum Ausfall der gesamten Einrichtung führt, sondern daß weiterhin ein Produkt annehmbarer Qualität hergestellt wird. Die Überwachung kann durch zusätzliche Fühlelemente für die Parameter in den einzelnen Stationen erfolgen. Auch kann die Hauptsteuerung kritische Parameterwerte mit vorgegebenen Grenzwerten vergleichen und entsprechende Maßnahmen anordnen, die auf bekannte Weise die Überschreitung eines Parameters durch Änderung 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 verfolgen, 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 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, ur-i zu entscheiden, ob diese für eine bestimmte Bewegung zur Verfügung steht. Eine sequentielle Abfrage vieler verschiedener Fühlelemente ist daher notwendig.

Anhand von F i g. 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 Verfugung 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 Überprüfung aller Bearbeitungsstationen, 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 + 1 soll betriebsbereit sein und

3. die Eingangsstelle der Station K + 1 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 K + η durch ein fertiges Werkstück besetzt ist. Ist dies nicht 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 21Ö, der die Transportvorrichtung als besetzt bezeichnet Ist die Bewegung beendet, so wird überprüft, ob das beireffende 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 203 und veranlaßt die Transportvorrichtung, ein Werkstück an der Ausgangsstelle der Station K aufzunehmen und an die Eingangsstelle der Station K + 1 zu transportieren. Gleichzeitig wird gemäß Schritt 204 das 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. dem Schritt 201, zurück und beginnt das Programm von neuem.
Eine andere Betriebsart der Steuerung besteht darin, daß ein Werkstück bestimmte Bearbeitungsstationen 11 mehrfach zu durchlaufen hat, entweder, um nachher den übrigen Stationen K, K + 1... K + π zugeführt werden, oder aber nachdem es diese durchlaufen hat Diese Betriebsart wird anhand der Fig. 16 dargelegt In Fig. 16 beginn* das Programm wiederum mit dem nun als 205 bezeichneten Startschritt. Es läuft zunächst zum Schritt 206 zur Abtastung des »Transport besetzt«-Signals. Ist 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 Ausgangsstelle 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.

Im Schritt 213 wird festgestellt, ob die betreffende Operation bereits die zweite L-Operation an diesem Werkstück war. Wenn 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 217 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, auch auf Schritt 217 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 + 1 zu bringen. Das geschieht im Schritt 220. Geichzeitig wird im Schritt 221 das »Transport besetzt«-Signal eingeschaltet, das verschwindet, wenn 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 Werkstück? Liegt

dort eine Platte, die in der nächsten Operation durch die Station L bearbeitet werden soll? Gibt es eine Station K + 1, deren Eingangsstelle frei ist und führt diese Station eine Operation aus, die auf die der Station L folgt? Liegt ein für K + 1 bestimmtes Werkstück am Ausgang von L, wobei es hier darauf ankommt, daß kein Werkstück dort liegt Sind nicht alle Bedingungen erfüllt, so geht die Steuerung auf Schritt 223, der auch auf Schritt 214 folgt Sind aber alle Bedingungen erfüllt, so wird die Transportvorrichtung veranlaßt ein Werkstück 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 + 1-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

Im Schritt 223 werden die Stationen Kx überprüft um eine Station zu finden, die folgende Bedingungen erfüllt: 1st ihre Ausgangsstelle von einem Werkstück besetzt? Gibt es eine Station K + I₁ die eine nachfolgende Operation ausführen kann? Steht K + 1 zur Verfugung und in Bereitschaft? Hat K + 1 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 + 1 zu bringen. Das »Transport besetzt«-Signal überwacht 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 wird 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 Kx 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 F i g. 17 ist das Prinzip einer Steuerung dargestellt in welcher Bearbeitungsstationen für dieselben Verfahrensschritte zwei- oder mehrfach vorhanden sind zur Vergrößerung der Kapazität. Beispielsweise können zwei Mustergeneratoren 6, Fig. 1, vorhanden sein, wenn die Kapazität eines Generators nicht ausreicht Bei dieser Betriebsart beginnt das Programm wieder mit dem Start 240, worauf es zum Schritt 241 gerät, der feststellt, ob die Transportvorrichtung besetzt ist weil sie gerade eine Platte bewegt. 1st sie besetzt, so wird der Schritt wiederholt bis sie als frei befunden wird, worauf das Programm zu Schritt 442 weitergeht. Hier werden zunächst die Ausgangsstellen der mehrfach vorhandenen Stationen L überprüft ob dort ein Werkstück liegt 1st 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. 1st dies der Fall, so folgt Schritt 245, andernfalls Schritt 246. Im 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.

Wenn jedoch im Schritt 243 festgestellt wird, daß die mehrfach vorhandene Station L nicht die letzte Station im Herstellungsverfahren ist dann wird im Schritt 246 festgestellt, ob eine Station L + 1, die die nächste Operation ausführen kann, eine freie Eingangsstelle hat Es ist vorteilhaft, jeder Station L ein Register zuzuordnen, das die Adresse der Station L + 1 für die nachfolgende Operation enhält

Ist kein freier Eingang einer Station L + 1 vorhanden, dann geht das Programm zum Schritt 244, der gegebenenfalls auch auf Schritt 242 folgt Ist aber der Eingang der Station L + 1 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 + 1 zu bringen, deren Adresse in dem der Station L zugeordneten Register abgelesen wird. Die Bewegung wird überwacht im Schritt 251 durch das »Transport besetzt«-Signai, 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 Werkstück besetzt ist, oder wenn im Schritt 246 festgestellt wird, daß kein Eingang einer Station L + 1 frei ist geht das Programm zum Schritt 244. Dort wird festgestellt, ob eine Station L eine freie Eingangsstelle hat. Ist das der Fall, so folgt Schritt 252.

Im Schritt 252 werden die vorhandenen Stationen K der Reihe nach überprüft im Hinblick auf fünf verschiedene Bedingungen: Ist ihre Ausgangsstelle besetzt? Soll die nächste Operation durch eine Station L ausgeführt werden? Ist der Eingang einer Station K + 1 frei? Gibt es ein Werkstück in einer Station L, an dem die nächste Operation durch eine Station K + 1 auszuführen ist? Liegt ein für K + 1 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 + 1 in das Register der Station L gesetzt, im Schritt 255 wird die Transportvorrichtung überwacht und nach deren Abschluß das Programm zum Anfangspunkt zu Schritt 241, zurückgeschaltet.

Wenn die Bedingungen der Schritte 244 oder 252 nicht oder nicht alle erfüllt waren, werden im Programmschritt 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 + 1 ausgeführt werden? Ist die Station K + 1 arbeitsbereit? Ist die Eingangsstelle der Station K + 1 frei? Wenn keine Station alle diese Bedingungen erfüllt, folgt Schritt 258, andernfalls wird in Schritt 256 die Transportvorrichtung veranlaßt, ein Werkstück am Ausgang von K aufzunehmen und zum Eingang von K + 1 zu bringen. Die Bewegung wird in Schritt 257 überwacht, und anschließend geht das Progranim 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, andernfalls wird im Schritt 259 die Trans-

portvorrichtung 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 262 folgt oder das Programm zum Anfang, zu Schritt 241, zurückgeht

Fig. 18 zeigt eine Anpassung der in Verbindung mit Fig. 17 beschriebenen Steuerung für die Herstellung von Feldeffekt-Transistoren, wie sie früher im Zusammenhang mit Fig. 1 besprochen worden war. Wie dort erwähnt, braucht man zur Herstellung von Feldeffekt-Transistoren eine Oxydationsstation \A, eine Soureeurtd Drain-Diffusionsstation IS₁ eine Gate-Oxydationsstation IC zwei Mustergeneratoren 6, die in der Beiichtungsstation IZ? zusammengefaßt sind, eine Metallisierungsstation IE und eine Sinterstation IF. Der einfachen Beschreibung halber weiden die Stationen in zwei Gruppen zusammengefaßt Zur ersten Gruppe gehören die Mubtergeneratoren 6, die von den Halbleiterplatten mehrfach durchlaufen werden. Die Stationen der anderen Gruppe sollen hier »Herstellungsstationen« 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, F i g. 18A, werden die Ausgangsstellen der Mustergeneratoren 6 überprüft Liegt bei keinem Ausgang eine Platte, so folgt Schritt 268. Wird aber eine Platte gefunden, so folgt Schritt 269, der die Transportvorrichtung 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 der Schritt 271.

Zu den Schritten 267, 268 und 271 ist zu bemerken, daß, falls mehrere Bewegungen gleichzeitig möglich erscheinen, die Priorität durch die Abtastreihenfolge 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 für 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 + 1, zu welcher die Platte über den Mustergenerator 6 gebracht werden soll, frei? Ist die Station K + 1 betriebsbereit? Befindet sich schon eine für die Station K + 1 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.

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 + 1, zu der die Platte vom Mustergenerator kommen soll, in das diesem zugeordnete Register gesetzt Das »Transport besetzt«-SignaI überwacht in Schritt 276 die Bewegung und sorgt für Rückkehr des Programmes zu Anfang nach deren Abschluß.

Hierzu 18 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für eine Transportvorrichtung zur Herstellung und Bearbeitung von kleinen gleichartigen Werkstücken nach Art planarer Halbleiter-Bauelemente in automatisch aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten in einer Mehrzahl von Bearbeitungsstationen, wobei die Transportvorrichtung die Bearbeitungsstationen miteinander verbindende Transportbahnen zum Einzeltransport der Werkstücke auf Werkstückträgern zwischen einzelnen beliebigen Bearbeitungsstationen in beliebiger Vorschubrichtung und Folge aufweist, mit WerkstücMühlern zur Identifizierung der einzelnen, mit entsprechenden Codierungen versehene Werkstükke bzw. Werkstückträger und ihrer jeweiligen Position, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Transports der Werkstücke mittels einer Fühlerüberwachungseinrichtung, welche die ermittelten Adressen einer die jeweilige Zieladresse speichernden Aufnahmesteuerung (111) zuführt, eine A.dreßinatrix (124) ständig die jeweilige Position eine« Werkstückträgers (8, 9; 31, 34, 36, 39, 52, 60, 62,67,69,75,81,84,86,95,98,101) anzeigende erste Analogsignale und ein die Zieladresse anzeigendes zweites Analogsignal einem Grobvergleicher (126) zuführt, welcher kontinuierlich die Differenzwerte ermittelt und diese zur Steuerung der Werkstückträger (8,9; 31,34,36...) einem Grobstellungsverstärker (125) zuführt, solange zunächst die Differenz einen vorgegebenen ersten Differenzwert (JEC) überschreitet und bei Unterschreiten dieses ersten Differenzwertes (AEC) einem Feinstellungsdemodulator (122) zuführt, und daß entsprechend dem angeschalteten Verstärker (125, 122) mittels eines Grobmotors (25) bzw. eines Feinmotors (12) die Transportgeschwindigkeit des Werkstückträgers (8, 9; 31,34,36...) unterschiedlich bestimmt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder möglichen Zieladresse ein mit einem am Werkstückträger (8, 9; 31, 34, 36, 39, 52, 60,62,67,69, 75,81,84,86,89,95,98,101) befindlicher Feinstellungfühler (120) zusammenwirkendes Abfühlelement (121) angeordnet und derart justiert ist, daß sich bei der Umschaltung von Grob- auf Feinantrieb der Feinstellungsfühler (120) im Bereich des Abfühlelements (121) befindet

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinstellmotor (12) mittels eines vom Feinstellmodulator (122) einschaltbaren Feinvergleichers (127) steuerbar ist, derart, daß bei Unterschreiten eines zweiten Differenzwertes (J EF)asr Feinvcrglcicher (127) dem Feinmotor (12) ein Stoppsignal zuführt.