JP2002010530A - インタ−ロック装置及び処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インターロック装置及びインターロック装置
を備えた処理装置において省配線化を図ること。 【解決手段】 ヒータと開閉器とを有する複数の直列回
路を電源部と並列に接続し、前記直列回路の両端に、バ
イメタル及び発振器を有する直列回路（インターロック
監視手段）を接続し、各直列回路ごとに前記発振器から
出力される互いに異なる周波数信号を電力供給線に重畳
するための混合器を設ける。バイメタルはヒータ近傍に
設けられ、所定温度以上となるまでは閉じており、電力
供給線に重畳された周波数信号は分別手段にて分別さ
れ、各周波数信号に対応するデジタル信号が制御部に出
力されている。過熱状態となりバイメタルが開くと、制
御部は認識できなくなった周波数信号を認識し、開閉器
を開く制御を行い、ヒータへの電力供給が停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインターロック装置
及びこのインターロック装置を適用し、例えば半導体基
板の処理を行う処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造装置の一つである
塗布現像装置には一般に多数の加熱装置が必要である。
このため、例えば加熱装置を筐体に収めてユニット化
し、この加熱装置であるユニットを多段化して棚ユニッ
ト１を形成するようにして省スペース化を図ることも行
われている。

【０００３】棚ユニット１は例えば図８に示すような構
成とされており、例えば最下段のダミーユニット１ａに
設けられる電力供給部１１には、各加熱ユニット（加熱
装置）１ｂ内の加熱プレートに設けられるヒータ１２
と、電力出力のデューティ比を制御するための半導体ス
イッチ１３と、ヒータ１２への電力供給を停止するため
の開閉器１４とからなる直列回路とが並列に接続されて
いる。各ヒータ１２の近傍には温度検出手段である熱電
対１５が設けられ、互に加熱プレート内にはヒータ１２
の異常を検出するためのインターロック用監視手段であ
るバイメタル１６とが設けられ、夫々が例えば電源ユニ
ット１ａの上に設けられる制御ユニット１ｃ内の制御部
１７へと接続されている。この制御部１７は、バイメタ
ル１６から送られるインターロック信号に基づいて開閉
器１４を開閉できる構成となっており、例えば加熱プレ
ートが所定温度以上となった時点で開閉器１４を閉じ、
ヒータ１２への電力供給を停止して過熱による焼損防止
を図っている。

【０００４】塗布現像装置内には、上述した加熱ユニッ
ト以外にも例えば多段化された多数のユニットが設けら
れており、例えば各ユニットを、回転及び昇降自在な半
導体ウエハ（以下ウエハという）の搬送機構を囲むよう
に接近して配置することで、ユニット間でウエハの受け
渡しを可能とすると共に殆ど空きスペースが残らない構
成とし、装置全体の省スペース化を図っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように各加熱装置
には電力供給線、バイメタル１６と制御ユニット１ｃと
を結ぶインターロック線、サイリスタ１３へ制御信号を
送る制御信号線、熱電対１５の検出信号を送るセンサー
線などが配線されているため、これらを棚ユニット１全
体で考えると上述配線数に積層される加熱装置の数を乗
じた数の配線が必要となってしまう。また、上述したよ
うな加熱装置では熱電対１５及びバイメタル１６が複数
設けられる場合もあり、このように配線数が増大する
と、塗布現像装置内は極めて密に各ユニットが配置され
ているため、メンテナンスが困難になるという問題もあ
る。

【０００６】本発明はこのような事情に基づいてなされ
たものであり、その目的は制御対象に電力供給が行われ
るインターロック装置において、電力供給線とインター
ロック線を兼用して配線数を少なくすることにある。ま
た本発明の他の目的は、このようなインターロック装置
を適用し、配線数を抑えた処理装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るインターロ
ック装置は、電源部と、この電源部から電力供給線を介
して供給された電力により動作する制御対象と、監視対
象が所定の状態にあるか否かを監視し、監視結果に対応
するインタ−ロック用監視信号を出力するインタ−ロッ
ク用監視手段と、前記監視信号を前記電力供給線に重畳
する重畳手段と、前記電力供給線から前記監視信号を分
別する分別手段と、この分別手段から分別された監視信
号が所定の状態から外れた情報に対応する信号であると
きに前記制御対象への電力の供給を停止するための制御
部と、を含むことを特徴とする。

【０００８】このような構成によれば、インターロック
用監視手段から出力されるインターロック用監視信号が
電力供給線に重畳され、しかる後制御部は、分別された
前記監視信号の情報に基づいて制御対象への電力供給を
停止することができるので、インターロック用監視信号
を送信するためのインターロック線と電力供給線とを共
用することが可能となり、省配線化を図ることができ
る。

【０００９】上述装置の具体的な構成を挙げると、例え
ば複数の制御対象と電源部とを電力供給線で並列に接続
し、インタ−ロック用監視手段は、発振器とスイッチ部
とを含み、制御対象を監視対象とすると共にこの監視対
象が所定の状態にあるときにはスイッチ部が閉じて発振
器からの周波数信号を電力供給線に重畳し、監視対象が
所定の状態から外れているきにはスイッチ部が開いて電
力供給線への周波数信号の重畳を停止するように構成す
ることが可能である。

【００１０】このような構成では、周波数信号がインタ
ーロック用監視信号の役割を果たしており、制御対象が
複数となって配線数の増加が予想されるインターロック
装置において全てのインターロック線を電力供給線１本
に纏められるのでより一層の省配線化が図れ、メンテナ
ンス性も向上する。

【００１１】ここで例えば制御対象を加熱手段例えばヒ
ータとし、この加熱手段を監視対象とした場合には、イ
ンターロック用監視手段から互いに異なる周波数信号を
出力する構成とすることで例えば過熱状態にあるヒータ
を特定し、当該ヒータの電力供給のみを遮断することも
可能となる。なおスイッチ部には例えばバイメタルを用
いることができる。

【００１２】また、本発明に係る処理装置は、被処理体
に対して加熱処理を行う複数の加熱処理ユニットを備
え、各加熱処理ユニットに用いられる加熱手段は、電源
部からの電力供給線により互いに並列に接続されている
処理装置において、前記加熱手段による加熱温度が所定
の温度以下であるときに周波数信号を出力し、前記加熱
温度が所定の温度を越えているときに周波数信号の出力
を停止するインタ−ロック用監視手段と、前記周波数信
号を前記電力供給線に重畳する重畳手段と、前記電力供
給線から前記周波数信号を分別する分別手段と、この分
別手段から分別された周波数信号が消失したときに前記
加熱手段への電力の供給を停止する制御部と、を含むこ
とを特徴とする。

【００１３】このような処理装置において、インタ−ロ
ック用監視手段は、発振器とスイッチ部とを含み、加熱
温度が所定の温度以下であるときにはスイッチ部が閉じ
て発振器からの周波数信号を電力供給線に重畳し、加熱
温度が所定の温度を越えているときにはスイッチ部が開
いて電力供給線への周波数信号の重畳を停止する構成と
してもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る処理装置の実
施の形態を示す平面図であり、図２は同斜視図である。
以下、この実施の形態により被処理基板であるウエハＷ
に対し所定のレジストパターンを形成するパターン形成
装置を例に説明を行う。

【００１５】図中、２１は例えば２５枚のウエハＷが収
納されたカセットＣを搬入出するためのカセットステー
ションであり、このカセットステーション２１には前記
カセットＣを載置する載置部２１ａと、カセットＣから
ウエハＷを取り出すための受け渡し手段２２とが設けら
れている。カセットステーション２１の奥側（図１の右
方向側）には、例えばカセットステーション２１から奥
を見て例えば右側には塗布・現像系のユニットＵ１が、
左側、手前側、奥側には加熱・冷却系のユニット等を多
段に積み重ねた棚ユニットＵ２，Ｕ３，Ｕ４が夫々配置
されていると共に、塗布・現像系ユニットＵ１と棚ユニ
ットＵ２，Ｕ３，Ｕ４との間でウエハＷの受け渡しを行
うための主搬送手段２３が設けられている。但し図２で
は便宜上受け渡し手段２２及び主搬送手段２３は描いて
いない。

【００１６】塗布・現像系のユニットＵ１においては、
例えば上段には２個の上述の現像装置を備えた現像ユニ
ット２４が、下段には２個の塗布装置を備えた塗布ユニ
ット２５が設けられている。棚ユニットＵ２,Ｕ３,Ｕ４
においては、加熱ユニットや冷却ユニットのほか、ウエ
ハの受け渡しユニットや疎水化処理ユニット等が上下に
割り当てされている。

【００１７】この主搬送手段２３や塗布・現像系ユニッ
トＵ１等が設けられている部分を処理ブロックと呼ぶこ
とにすると、処理ブロックはインタ−フェイスユニット
２６を介して露光ブロック２７と接続されている。イン
タ−フェイスユニット２６は例えば昇降自在、左右、前
後に移動自在かつ鉛直軸まわりに回転自在に構成された
ウエハＷの受け渡し手段２８により前記処理ブロックと
露光ブロック２７との間でウエハＷの受け渡しを行うも
のである。

【００１８】本発明に係るインターロック装置を適用す
る実施の形態としては、棚ユニットＵ２と、この棚ユニ
ットＵ２に組み込まれる加熱装置３０を例に説明を進め
るが、インターロック装置の回路構成について述べる前
に前記棚ユニットＵ２及び加熱装置３０について簡単な
説明を行う。棚ユニットＵ２は図３に示すように、例え
ば筐体により囲まれたユニットが９段積層された構成と
されており、下方側２段が棚ユニットＵ２全体に電力の
供給を行う電源ユニットＰＵと、制御対象例えば後述す
る加熱装置３０内のヒータ４（図示せず）の温度を監視
し、加熱温度の制御を行う制御ユニットＣＵとであり、
その上に積層されている７段が内部に加熱装置３０を有
する加熱ユニット３である。

【００１９】各加熱ユニット３内のヒータ４へは電源ユ
ニットＰＵから電力供給線Ｌ１が並列に接続されてお
り、また制御ユニットＣＵからはヒータ４近傍の温度検
出値を送信する検出信号線Ｌ２と、ヒータ４への電力供
給を停止するために必要な制御線Ｌ３とが接続されてい
る。また、加熱ユニット３をなす筐体の側方には開口部
Ｅが形成されており、この開口部Ｅを介してウエハＷの
搬入出が可能となっている。

【００２０】次に、図４を用いて加熱装置３０の説明を
行う。図中３１は例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）か
らなる円柱状の加熱プレートであり、その表面近傍には
同心円上に配列した複数のリング状のヒータ４が埋設さ
れており、このヒータ４は特許請求の範囲における制御
対象に相当するものである。また、加熱プレート３１内
には例えば前記ヒータ４が所定温度を越えているか否か
の監視を行うインターロック用監視手段のスイッチ部に
相当するバイメタル５と、図示しない複数の温度検出手
段例えば熱電対とが埋設されており、このバイメタル５
及び前記ヒータ４は電力供給線Ｌ１と、図示しない熱電
対は検出信号線Ｌ２と、夫々電装ユニット３０ａを介し
て接続されている。この電装ユニット３０ａにはヒータ
４の出力制御を行うサイリスタや、前記制御線Ｌ３と接
続する電力供給を停止するための開閉器等が設けられて
いる。

【００２１】加熱プレート３１の外縁には全周に亘って
凹部３２が形成され、下方側を脚部３３により支持され
ている。この加熱プレート３１の表面には例えば高さ
０．１ｍｍの３つの突起部３４が設けられており、これ
により基板であるウエハＷが前記加熱プレート表面から
僅かに浮いた状態で水平に支持される。ウエハＷの支持
される位置の下方側には、昇降機構３５に下端側を支持
され、加熱プレート３１を貫通するリフトピン３６が設
けられており、このリフトピン３６の昇降により、加熱
プレート３１と図示しない搬送アームとの間でウエハＷ
の受け渡しが行われる。

【００２２】前記加熱プレート３１の上部側には蓋体３
７が図示しない駆動機構と接続する昇降部材３７ａによ
り昇降自在に設けられており、ウエハＷの加熱処理時に
その下端が凹部３２と嵌合してウエハＷの周囲を囲い、
処理容器をなす構成となっている。この蓋体３７にはガ
ス供給管３８及び排気管３９が接続されており、パージ
ガスをガス供給管３８からガス孔３８ａ及び３８ｂを介
して供給すると共に排気口３９ａを介して排気管３９か
ら排気を行って前記処理容器内部に気流を形成する構成
となっている。

【００２３】次に上述した棚ユニットＵ２及び加熱装置
３０におけるインターロック装置の回路構成について図
５を用いて説明する。４１は加熱装置３０への電力供給
を行う電源部であり、この電源部４１には、加熱ユニッ
ト３（３ａ〜３ｇ）ごとに設けられ、電力の供給及び遮
断の切り替えを行う開閉器４２（４２ａ〜４２ｇ）と、
ヒータ４（４ａ〜４ｇ）と、ヒータ４の出力を調節する
ための例えばサイリスタからなる半導体スイッチ４３
（４３ａ〜４３ｇ）との直列回路が、前記電力供給線Ｌ
１を介して並列に接続されている。半導体スイッチ４３
（４３ａ〜４３ｇ）は既述の図示しない温度検出手段か
ら送信される加熱プレート３１の温度検出値に基づき、
後述する制御部８によってデューティ比が制御される構
成とされており、これによりヒータ４（４ａ〜４ｇ）の
加熱温度（ウエハＷの処理温度）が制御される。また図
ではバイメタル５は１個記載してあるが、加熱プレート
の複数箇所に設ける場合には、それらバイメタル５を直
列に接続すればよい。

【００２４】そして上述した各直列回路の両端には、既
述のスイッチ部であるバイメタル５（５ａ〜５ｇ）と、
バイメタル５（５ａ〜５ｇ）を介して流れる電流がどの
加熱ユニット３（３ａ〜３ｇ）に設けられたバイメタル
５（５ａ〜５ｇ）を経由したものか識別できるように、
互いに異なる周波数信号を出力する発振器５１（５１ａ
〜５１ｇ）とからなる直列回路（インターロック用監視
手段５２（５２ａ〜５２ｇ））がコンデンサ５３（５３
ａ〜５３ｇ）を介して接続されており、一端側の接続部
には前記周波数信号を電力供給線Ｌ１の電源電圧へ重畳
する重畳手段である混合器６（６ａ〜６ｇ）が設けられ
ている。ここで上述の周波数信号とは特許請求の範囲に
おけるインターロック用監視信号に相当するものであ
る。

【００２５】電力供給線Ｌ１には、電流から前記混合器
６（６ａ〜６ｇ）により重畳された周波数信号を分別す
るための分別手段７が設けられており、この分別手段７
は前記周波数信号群を検波するための検波器７１と、こ
の周波数信号群から対応する加熱ユニット３（３ａ〜３
ｇ）ごとの周波数信号を分別するための周波数分別器７
２とにより構成されている。周波数分別器としては例え
ば、ＦＭ復調器やバンドパスフィルター、ハイパスフィ
ルターなどを利用したもので構成できる。

【００２６】周波数分別器７２は制御部８に接続され、
またこの制御部８は、既述の制御線Ｌ３にて開閉器４２
（４２ａ〜４２ｇ）と接続されており、前記分別された
周波数信号が消失したときに前記開閉器４２（４２ａ〜
４２ｇ）を閉じ、電力供給の遮断を行う構成とされてい
る。この分別手段７及び制御部８は、例えば図３におけ
る棚ユニットＵ２の制御ユニットＣＵに設けられてい
る。

【００２７】次に上述実施の形態の作用について説明す
る。先ず開閉器４２（４２ａ〜４２ｇ）を閉じることで
電力供給線Ｌ１を介してヒータ４（４ａ〜４ｇ）を通電
し、ヒータ４（４ａ〜４ｇ）が所定の温度まで昇温して
例えばウエハＷの加熱処理が行われる。このときバイメ
タル５（５ａ〜５ｇ）は閉じており、既述のように発振
器５１（５１ａ〜５１ｇ）からは当該バイメタル５（５
ａ〜５ｇ）が設けられている加熱ユニット３（３ａ〜３
ｇ）を認識できるように、例えば発振器５１ａは１００
ｋＨｚ、発振器５１ｂは２００ｋＨｚ．．．発振器５１
ｇは７００ｋＨｚ、となるように例えば１００ｋＨｚず
つ周波数をずらして、夫々異なる周波数信号を出力して
いる。

【００２８】これらの周波数信号は混合器６（６ａ〜６
ｇ）にて電力供給線Ｌ１の電源電圧に重畳されており、
重畳された７つの周波数信号は検波器７１より確認する
ことができる。これについて加熱ユニット３ａを例にと
り、図６を用いて説明すると、図中の時刻ｔ１では加熱
プレートが正常な温度になっており、このときバイメタ
ル５ａが閉じていて、開閉器４２ａも閉じた状態になっ
ている。このため、発振器５１ａからの１００ｋＨｚの
周波数信号が電力供給線に重畳され、検波器７１により
検波され、周波数分別器７２を介して制御部８へと送信
されている。

【００２９】そして時刻ｔ２で例えばヒータ４ａが過熱
状態になると、これに対応するバイメタル５ａが開き、
発振器５１ａからの周波数信号が消失する。従ってこれ
まで周波数分別器７２から連続して送られていた加熱ユ
ニット３ａを識別する信号が送られなくなり、制御部８
では電力供給線Ｌ１には例えば１００ｋＨｚを除く１２
００ｋＨｚ〜７００ｋＨｚまでの６つの周波数信号のみ
が含まれるという情報が伝えられることとなる。

【００３０】この情報により制御部８はヒータ４ａが過
熱状態に至ったことを認識し、開閉器４２ａを開いてヒ
ータ４ａの温度制御とは関係なく独立した電力供給の停
止（インターロック）を行う。また、何れかの加熱ユニ
ット３から周波数信号が出力されなくなったときに棚ユ
ニットＵ２全体の電源供給を停止する設定とするように
してもよく、この場合には、制御部８は前記情報に基づ
いて全ての開閉器４２（４２ａ〜４２ｇ）を開く制御を
行う。また、他の加熱ユニット３の加熱プレートが過熱
状態になったときにも同様にして対応する周波数信号が
電力供給線から消失し、対応する開閉器４２が開かれ
て、ヒータ４の電力供給が停止される。

【００３１】本発明は、電力供給の行われる制御対象及
びその監視手段を有するインターロック装置において、
インターロックの対応を最終的にこなす、元となる電力
供給線自体にインターロック線を重畳させることに着目
したものであり、上述実施の形態では、制御対象である
ヒータ４の状態を監視するインターロック用監視信号と
して周波数信号を用い、この周波数信号を電源電圧に重
畳し、これを検波してインターロックをかけるか否かを
判断するようにしているので、電力供給線Ｌ１に「イン
ターロック線」を兼用させることができる。このため、
制御対象に設けられる監視手段ごとにインターロック線
を設ける必要がなく、省配線化を図ることが可能とな
る。

【００３２】また、上述したように制御部８ではどのイ
ンターロック用監視手段５２（５２ａ〜５２ｇ）から周
波数信号が送信されなくなったのかが認識できるため、
例えばインターロックを行った後に修理等を行う際にメ
ンテナンスが容易である。

【００３３】更に、例えば一または複数の加熱ユニット
３ａにおける図示しない電力供給線Ｌ１のプラグ外れ、
或いは電力供給線Ｌ１の断線等においても制御部８が周
波数信号（インターロック用監視信号）を認識できなく
なるため、その異常を検出できる。

【００３４】なお、分別手段７については、例えば図７
に示すように電源電圧に重畳される周波数信号の種類に
対応する数例えば７つの検波器７１（７１ａ〜７１ｇ）
を設けるようにしてもよい。

【００３５】更に本実施の形態は、ヒータの加熱異常を
監視する以外にも適用することが可能であり、例えばモ
ータ制御回路においてモータの回転数を監視し、その回
転数が正常なときには例えば周波数信号をモータの電源
ラインに重畳し、回転数が異常になったときにその周波
数信号が消失してモータを停止させるといった回路にも
適用できる。

【００３６】

【発明の効果】このように本発明によれば、制御対象及
びその監視手段に電力供給の行われるインターロック装
置において電力供給線とインターロック線を兼用するこ
とができる。また、このインターロック装置を適用した
処理装置において省配線化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る処理装置の実施の形態を示す平面
図である。

【図２】本発明に係る処理装置の実施の形態を示す斜視
図である。

【図３】前記処理装置における棚ユニットを示す概略斜
視図である。

【図４】前記棚ユニットに含まれる加熱装置について説
明する縦断面図である。

【図５】本発明に係るインターロック装置の実施の形態
を示す説明図である。

【図６】本発明に係る実施の形態の作用を説明する説明
図である。

【図７】前記インターロック装置の他の実施の形態に係
る分別手段を示す概略説明図である。

【図８】従来発明に係るインターロック装置の説明図で
ある。

【符号の説明】

３ 加熱ユニット ４ ヒータ ４１ 電源部 ４２ 開閉器 ５ バイメタル ５１ 発振器 ６ 混合器 ７ 分別手段 ７１ 検波器 ７２ 周波数分別器 ８ 制御装置

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源部と、 この電源部から電力供給線を介して供給された電力によ
   り動作する制御対象と、 監視対象が所定の状態にあるか否かを監視し、監視結果
   に対応するインタ−ロック用監視信号を出力するインタ
   −ロック用監視手段と、 前記監視信号を前記電力供給線に重畳する重畳手段と、 前記電力供給線から前記監視信号を分別する分別手段
   と、 この分別手段から分別された監視信号が所定の状態から
   外れた情報に対応する信号であるときに前記制御対象へ
   の電力の供給を停止するための制御部と、を含むことを
   特徴とするインタ−ロック装置。
2. 【請求項２】 監視対象は前記制御対象であることを特
   徴とする請求項１記載のインタ−ロック装置。
3. 【請求項３】 インタ−ロック用監視手段は、発振器と
   スイッチ部とを含み、監視対象が所定の状態にあるとき
   にはスイッチ部が閉じて発振器からの周波数信号を電力
   供給線に重畳し、監視対象が所定の状態から外れている
   きにはスイッチ部が開いて電力供給線への周波数信号の
   重畳を停止することを特徴とする請求項１または２記載
   のインタ−ロック装置
4. 【請求項４】 複数の制御対象が電力供給線により並列
   に接続されていることを特徴とする請求項１、２または
   ３記載のインタ−ロック装置。
5. 【請求項５】 複数の制御対象に対応するインタ−ロッ
   ク用監視信号は、互いに周波数の異なる周波数信号であ
   ることを特徴とする請求項４記載のインタ−ロック装
   置。
6. 【請求項６】 制御対象は、被処理体を加熱するための
   加熱手段であり、インタ−ロック用監視手段は、加熱手
   段の加熱温度が所定の温度を越えているか否かを監視す
   るものであることを特徴とする請求項１ないし５のいず
   れかに記載のインタ−ロック装置。
7. 【請求項７】 被処理体に対して加熱処理を行う複数の
   加熱処理ユニットを備え、各加熱処理ユニットに用いら
   れる加熱手段は、電源部からの電力供給線により互いに
   並列に接続されている処理装置において、 前記加熱手段による加熱温度が所定の温度以下であると
   きに周波数信号を出力し、前記加熱温度が所定の温度を
   越えているときに周波数信号の出力を停止するインタ−
   ロック用監視手段と、 前記周波数信号を前記電力供給線に重畳する重畳手段
   と、 前記電力供給線から前記周波数信号を分別する分別手段
   と、 この分別手段から分別された周波数信号が消失したとき
   に前記加熱手段への電力の供給を停止する制御部と、を
   含むことを特徴とする処理装置。
8. 【請求項８】 インタ−ロック用監視手段は、発振器と
   スイッチ部とを含み、加熱温度が所定の温度以下である
   ときにはスイッチ部が閉じて発振器からの周波数信号を
   電力供給線に重畳し、加熱温度が所定の温度を越えてい
   るときにはスイッチ部が開いて電力供給線への周波数信
   号の重畳を停止することを特徴とする請求項７記載の処
   理装置。
9. 【請求項９】 スイッチ部はバイメタルスイッチである
   ことを特徴とする請求項６、７または８記載の処理装
   置。