JP2001029105A - 静電靴評価装置及びクリーンルーム入室管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電靴の性能チェックを行わなかったり、チ
ェック不合格になったオペレータはクリーンルームに入
室できないようにする機構を備えたクリーンルーム入室
管理機構を提供する。 【解決手段】 本機構１５は、静電靴の電気抵抗値を評
価する静電靴評価装置１６と、評価装置と連動して、エ
アーシャワー室の扉の開閉を制御する扉開閉装置１７と
を備える。評価装置は、電極機構、抵抗測定手段、判断
手段、及び、インターロック指令手段６を備える。電極
機構は、着用者が手で接触する主電極１と、静電靴を載
せる対向電極２、３とを有する。抵抗測定手段１〜７
は、電極間に電圧を印加し、静電靴を介した人体と床面
との間の抵抗値を測定する。判断手段６は、抵抗値が許
容範囲内にあるかどうか判断する。指令手段１１は、抵
抗値が不合格のときには、エアーシャワー室の扉をイン
ターロックすべき旨の指令を出力する。扉開閉装置は、
扉が開かないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電靴評価装置及
びクリーンルーム入室管理装置に関し、詳細には、静電
靴評価装置自体、及び、静電靴評価装置と連動して、ク
リーンルームの前室であるエアーシャワー室の扉の開閉
を制御するようにした、半導体装置の製造用クリーンル
ームの入室管理に最適なクリーンルーム入室管理装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダストとかパーティクルが製造中の半導
体装置に付着すると、半導体装置の絶縁膜の絶縁性不足
とか配線の短絡等の欠陥の原因となるので、半導体装置
の製造は、クリーンルームと呼ばれるダストやパーティ
クルの極めて少ない空間で行われている。そのため、半
導体装置の製造工場では、半導体装置を製造するクリー
ンルームは、ダストやパーティクルの多い外部環境から
壁及び扉等により物理的に完璧に仕切られ、かつ大気圧
より多少高い室圧に維持されている。そして、その入出
室は厳重に管理されていて、オペレータは、所定の作業
衣に着替え、エアーシャワー室でエアーシャワーを浴び
てダストやパーティクルを排除した後、入室するように
なっている。

【０００３】また、半導体装置は、静電気を帯電した物
同士の間で生じる静電放電により破壊されることがしば
しばあるので、半導体装置を製造するクリーンルーム内
では、人体等に帯電した極めて微量の静電気であって
も、その漏洩、放電等を防止するために、オペレータは
静電靴を履いて作業を行っている。静電靴は、帯電防止
靴の一般的名称であって、人体からの静電気放電による
半導体素子等へ好ましくない影響を防止するために用い
られている特殊な靴であって、床面と接する靴底の電気
抵抗が、所定範囲にあるように、設計、製造されてい
る。

【０００４】オペレータが、クリーンルームに入るとき
には、先ず、靴を静電靴に履き換え、そして衣服を所定
の作業衣に着換える。次いで、オペレータは、エアーシ
ャワー室の前にある静電靴チェッカーによって静電靴の
性能チェックを行い、エアーシャワー室でエアーシャワ
ーを浴びて、ダスト又はパーティクルを作業衣から除去
した後、クリーンルームに入る。静電靴の性能チェック
は、静電靴の電気抵抗が所定の範囲内にあるかどうかチ
ェックすること、具体的には、静電靴の電気抵抗が、人
体から直接に放電が発生しないように放電電位を抑える
ための設定上限抵抗値と、人体に帯電した電荷が静電靴
の底から放電した時の放電電位を抑えるための設定下限
抵抗値との間にあるかどうかチェックすることである。

【０００５】図３を参照して、従来のクリーンルーム入
室手順を説明する。図３は従来のクリーンルーム入室手
順を示すフローチャートである。オペレータが、クリー
ンルームに入室する際、先ず、人体が帯びている静電気
により半導体素子が破壊されるのを防止するため、静電
靴チェッカー２０によって静電靴の性能チェックを行
う。静電靴の性能チェックでは、静電靴チェッカー２０
を使用して、人体に数ボルトの電圧を印加し、静電靴を
介して人体と床面との間の電気抵抗値を測定し、電気抵
抗値が安全な数値であると許容できる範囲内に入ってい
るかどうかを測定する。電気抵抗値が許容範囲外である
と、オペレータは別の静電靴に履き替えて、再度、静電
靴の性能チェックを行う。電気抵抗値が許容範囲内にあ
れば、次いで、オペレータは、クリーンルーム内でのダ
スト、塵埃による半導体装置の品質不良を防止するた
め、エアーシャワー室２２に入り、エアーシャワーを浴
びてそれらを作業衣から取り除いている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のクリーンルーム
入室手順では、上述のように、オペレータが、静電靴チ
ェッカーによって行った静電靴の性能チェックが合格で
ある場合、エアーシャワー室のドアセンサーに触れてド
アを開け、エアーシャワーを浴びた後に、クリーンルー
ムに入室していた。又、静電靴の性能チェックが不合格
であった場合は、静電靴を交換し、再度、チェックした
後、合格であれば、エアーシャワー室に入室していた。
しかし、従来のクリーンルーム入室手順では、静電靴の
性能チェックが不合格となった場合でも、更には、静電
靴の性能チェックを行わなっかた場合でも、静電気を帯
電したオペレータが、性能の悪い静電靴を履いたまま
で、エアーシャワー室、更にはクリーンルームに入室す
ることができるという問題があった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、静電靴評価装
置、及び静電靴の性能チェックを行わなかったり、性能
チェックで不合格になったオペレータはクリーンルーム
に入室できないようにする機構を備えたクリーンルーム
入室管理装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る静電靴評価装置は、静電靴着用者が、
手で、直接、接触する主電極と、静電靴着用者が、静電
靴を介してその上に載る対向電極とを有する電極機構
と、主電極と対向電極間に電圧を印加し、静電靴を介し
た人体と床面との間の電気抵抗値を測定する電気抵抗測
定手段と、測定した電気抵抗値が許容範囲内にあるかど
うかを判断する判断手段と、及び、電気抵抗値が許容範
囲内にないときには、その旨の信号を出力する出力手段
とを備えていることを特徴としている。

【０００９】また、本発明に係るクリーンルーム入室管
理装置は、静電靴の電気抵抗値を測定して静電靴の性能
を評価する静電靴評価装置と、静電靴評価装置と連動し
て、クリーンルームの前室であるエアーシャワー室の扉
の開閉を制御する扉開閉装置とを備えて、クリーンルー
ムへの入室を管理する装置であって、静電靴評価装置
は、静電靴着用者が手で、直接、接触する主電極と、静
電靴着用者が静電靴を介してその上に載る対向電極とを
有する電極機構と、主電極と対向電極間に電圧を印加
し、静電靴を介した人体と床面との間の電気抵抗値を測
定する電気抵抗測定手段と、測定した電気抵抗値が許容
範囲内にあるかどうかを判断する判断手段と、及び、電
気抵抗値が許容範囲内にないときには、エアーシャワー
室の扉をインターロックすべき旨の指令を出力するイン
ターロック指令手段とを備え、扉開閉装置は、静電靴評
価装置のインターロック指令手段からの指令に基づいて
エアーシャワー室の扉が開かないようにインターロック
することを特徴としている。

【００１０】本発明の構成によれば、静電靴の電気抵抗
値を測定して静電靴の性能を評価する静電靴評価装置
と、静電靴評価装置と連動して、クリーンルームの前室
であるエアーシャワー室の扉の開閉を制御する扉開閉装
置とを備え、静電靴評価装置は静電靴の電気抵抗値が許
容範囲内にないときには、エアーシャワー室の扉をイン
ターロックすべき旨の指令を出力し、扉開閉装置はエア
ーシャワー室の扉が開かないようにインターロックする
ので、従来のように、静電気を帯電したオペレータが、
性能不足の静電靴を履いたままで、エアーシャワー室、
更にはクリーンルームに入室するようなことは生じな
い。

【００１１】好適には、静電靴評価装置が、電気抵抗値
が許容範囲内にないときには、その旨の警報を出力する
警報出力手段を備えている。警報出力手段は、例えば警
報音を発生する警報スピーカ、警報光を発光する警報ラ
ンプ等である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。実施形態例 本実施形態例は、本発明に係るクリーンルーム入室管理
装置の実施形態の一例であって、図１は本実施形態例の
クリーンルーム入室管理装置の構成を示すブロック図で
ある。図２は本実施形態例のクリーンルーム入室管理装
置によるクリーンルーム入室手順を示すフローチャート
である。本実施形態例のクリーンルーム入室管理装置１
５は、静電靴評価装置１６と、静電靴評価装置１６と連
動して、クリーンルーム（図示せず）の前室であるエア
ーシャワー室（図示せず）の扉の開閉を制御する扉開閉
装置１７とを備えている。静電靴評価装置１６は、静電
靴着用者が直接及び静電靴を介して接触する電極機構
と、人体に数ボルトの電圧を印加し、静電靴を介して人
体と床面との間の電気抵抗値を測定する電気抵抗測定手
段と、測定した電気抵抗値が許容できる数値範囲内に入
っているかどうかを判断する判断手段と、及び、判断手
段の判断に基づいて警報を発し、かつエアーシャワー室
の扉をインターロックすべき旨の指令をエアーシャワー
室の扉開閉装置１７に出力する警報出力／インターロッ
ク指令手段とから構成されている。

【００１３】電極機構は、クリーンルームに入室するオ
ペレータが手で触れる主電極１と、主電極１に対向する
電極として構成され、静電靴８を履いた足をそれぞれ片
方づつ載せる対向電極２及び３とから形成されている。
主電極１は、一対の主電極１ａ、１ｂから構成され、評
価対象である静電靴着用者４の片手が一対の主電極１
ａ、１ｂを跨ぐようにして接触するものであることか
ら、接触を容易にする凸部が主電極１ｂ上に設けられて
いる。主電極１ｂと対向電極２、３とは、電気抵抗測定
手段に、更に電気抵抗測定手段を介して判断手段に接続
されている。

【００１４】電気抵抗測定手段は、測定制御回路６の制
御下にある測定切換回路５と測定電圧発生部７とから構
成されている。測定切換回路５は、例えばマルチプレク
サ等で構成されるものであって、静電靴着用者４の片手
が主電極１に接触したとき、主電極１、静電靴着用者
４、対向電極２又は３、測定切換回路５、測定制御回路
６、及び測定電圧発生部７でもって閉回路ループ、即ち
電気抵抗測定手段を形成して、静電靴８の電気抵抗を測
定する。尚、静電靴の電気抵抗の測定は、左右の静電靴
のそれぞれについて行われる。また、測定切換回路５
は、閉回路ループを切り換えて、主電極１ａ、１ｂ、測
定切換回路５、測定制御回路６、及び測定電圧発生部７
でもって閉回路ループ、即ち接触抵抗測定手段を形成し
て、静電靴着用者４の手と主電極１との接触抵抗を測定
する。測定電圧発生部７は、主電極１ａと対向電極２又
は３との間に、一定の測定電圧、例えば２４Ｖを給電、
印加するものである。

【００１５】測定制御回路６は、静電靴評価装置１６全
体の動作を制御するものであって、例えばマイクロコン
ピュータ等で構成され、上述の測定切換回路５による閉
回路ループの形成動作及び切り換え動作を制御し、測定
電圧発生部７の電圧供給を制御する。また、測定制御回
路６は、二つの閉回路ループを切り換えて、手の接触抵
抗及び静電靴８の電気抵抗を測定し、次いで接触抵抗を
考慮して静電靴８の測定電気抵抗を補正し、この接触抵
抗の影響を排除した静電靴８の電気抵抗（以下、「補正
抵抗値」と呼ぶ。）を求める。また、測定制御回路６
は、補正抵抗値を上限抵抗値および下限抵抗値と比較
し、この比較結果に基づいて静電靴の性能を評価し、性
能の合格又は不合格を判断する判断手段として機能す
る。即ち、静電靴評価装置１６は、測定制御回路６を介
して、電気抵抗測定手段及び接触抵抗測定手段を構成し
て、静電靴の電気抵抗値及び接触抵抗を測定し、次いで
測定制御回路６の補正機能により補正抵抗値を求め、補
正抵抗値の合否を判断することができる。

【００１６】また、測定制御回路６には、上限抵抗値及
び下限抵抗値を設定する設定部９、、警報を出力するア
ラーム発生回路１０、エアーシャワー室の扉の開閉指令
を扉開閉装置１７に出力するドア開閉回路１１とを備え
ている。アラーム発生回路１０は、補正抵抗値の判断結
果が合格である場合は、合格アラーム及び合格ＬＥＤラ
ンプでその旨を知らせ、逆に、不合格とされた場合は、
不合格アラーム及びＬＥＤランプでその旨を知らせる。
ドア開閉回路１１は、補正抵抗値の評価結果が合格とさ
れた場合は、エアーシャワー室の扉を開き、逆に、不合
格とされた場合は、エアーシャワー室の扉を開かないよ
うにする指令を扉開閉装置１７に出力する。

【００１７】次に、図２を参照して、本実施形態例の静
電靴評価装置１６の作用及びエアーシャワー室への入室
手順を説明する。先ず、ステップＳ₁ で、静電靴着用者
４が、対向電極２、又は３上に足に履いた静電靴の片方
を載せて静電靴評価装置１６上に登る。次いで、ステッ
プＳ₂ で、静電靴着用者４は、主電極１ａ、１ｂを跨ぐ
ようにして片手の手のひらで主電極１に接触する。測定
制御回路６は、着用者４の手と主電極１との接触抵抗を
測定するために、測定切換回路５を制御して測定電圧発
生部７、主電極１ａ、静電靴着用者４の手、主電極１
ｂ、測定切換回路５、及び測定制御回路６の閉回路ルー
プを形成させる。

【００１８】続いて、ステップＳ₃ で、測定制御回路６
は、測定電圧発生部７から給電させ、測定電圧発生部
７、主電極１ａ、着用者４の手、主電極１ｂ、測定切換
回路５、及び測定制御回路６の閉回路ループ抵抗を接触
抵抗として測定する。次に、測定制御回路６は、静電靴
８の電気抵抗を測定するために、測定切換回路５を制御
して、測定電圧発生部７、主電極１、着用者４、静電靴
８、対向電極２又は３、測定切換回路５、及び測定切換
回路６の閉回路ループを形成させる。

【００１９】そして、測定制御回路６は、測定電圧発生
部７からの給電を行わせ、測定電圧発生部７、主電極
１、着用者４、静電靴８、対向電極２又は３、測定切換
回路５、及び測定切換回路６の閉回路ループの抵抗を静
電靴の電気抵抗として測定する。なお、静電靴の電気抵
抗の測定は、左右の静電靴のそれぞれについて行われ
る。この後、測定制御回路６は、測定した静電靴の電気
抵抗を先に測定した接触抵抗によって補正して、接触抵
抗の影響を排除した補正抵抗値を求める。続いて、測定
制御回路６は、この補正抵抗値を予め設定部９で設定さ
れている上限抵抗値および下限抵抗値と比較すること
で、静電靴８の帯電防止性能の合否評価を行う。尚、ス
テップＳ₀ で、予め、設定部９により上限抵抗値及び下
限抵抗値等の測定規格が設定される。

【００２０】ステップＳ₃ で測定制御回路６が静電靴の
性能を合格と評価したとき、ステップＳ₄ に移行し、ア
ラーム発生回路１０により合格アラームが鳴り、合格Ｌ
ＥＤが点灯し、更にステップＳ₅ に移行して、ドア開閉
回路１１を介して扉開閉装置１７によりエアーシャワー
室のドアが開き、ステップＳ₆ で静電靴着用者４はエア
ーシャワー室（静電エリア）に入室する。

【００２１】ステップＳ₃ で測定制御回路６が静電靴の
性能を不合格と評価したとき、ステップＳ₇ に移行し、
アラーム発生回路１０により不合格アラームが鳴り、不
合格ＬＥＤが点灯し、ドア開閉回路１１を介して扉開閉
装置１７によりエアーシャワー室のドアは開かないよう
にインターロックする。そして、静電靴着用者は、別の
静電靴に履き換えて、ステップＳ₁ に戻り、同じ手順を
踏む。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、静電靴の電気抵抗値を
測定して静電靴の性能を評価する静電靴評価装置と、静
電靴評価装置と連動して、クリーンルームの前室である
エアーシャワー室の扉の開閉を制御する扉開閉装置とを
備え、静電靴評価装置は静電靴の電気抵抗値が許容範囲
内にないときには、エアーシャワー室の扉をインターロ
ックすべき旨の指令を出力し、扉開閉装置はエアーシャ
ワー室の扉が開かないようにインターロックする。よっ
て、従来のように、静電気を帯電したオペレータが、性
能不足の静電靴を履いたままで、エアーシャワー室、更
にはクリーンルームに入室するようなことは生じない。
本発明に係るクリーンルーム入室管理装置は、半導体装
置の製造用クリーンルームの入室管理に最適であって、
クリーンルーム内での静電気帯電を効果的に防止し、か
つこれによりクリーンルーム内での半導体装置の静電破
壊を防止することができる上に、（１）静電靴評価装置
と扉開閉装置とを一体化することにより、設置スペース
を削減することができ、（２）クリーンルーム入室の前
作業の時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例のクリーンルーム入室管理装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】実施形態例のクリーンルーム入室管理装置によ
るクリーンルーム入室手順を示すフローチャートであ
る。

【図３】従来のクリーンルーム入室手順を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ……主電極、２、３……対向電極、４……静
電靴着用者、５……測定切換回路、６……測定制御回
路、７……測定電圧発生部、８……静電靴、９……設定
部、１０……アラーム発生回路、１１……ドア開閉回
路、１５……実施形態例のクリーンルーム入室管理装
置、１６……静電靴評価装置、１７……エアーシャワー
室の扉の開閉を制御する扉開閉装置、２０……静電靴チ
ェッカー、２２……エアーシャワー室。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電靴着用者が、手で、直接、接触する
   主電極と、 静電靴着用者が、静電靴を介してその上に載る対向電極
   とを有する電極機構と、 主電極と対向電極間に電圧を印加し、静電靴を介した人
   体と床面との間の電気抵抗値を測定する電気抵抗測定手
   段と、 測定した電気抵抗値が許容範囲内にあるかどうかを判断
   する判断手段と、及び、 電気抵抗値が許容範囲内にないときには、その旨の信号
   を出力する出力手段とを備えていることを特徴とする静
   電靴評価装置。
2. 【請求項２】 静電靴の電気抵抗値を測定して静電靴の
   性能を評価する静電靴評価装置と、静電靴評価装置と連
   動して、クリーンルームの前室であるエアーシャワー室
   の扉の開閉を制御する扉開閉装置とを備えて、クリーン
   ルームへの入室を管理する装置であって、 静電靴評価装置は、静電靴着用者が手で、直接、接触す
   る主電極と、静電靴着用者が静電靴を介してその上に載
   る対向電極とを有する電極機構と、主電極と対向電極間
   に電圧を印加し、静電靴を介した人体と床面との間の電
   気抵抗値を測定する電気抵抗測定手段と、測定した電気
   抵抗値が許容範囲内にあるかどうかを判断する判断手段
   と、及び、電気抵抗値が許容範囲内にないときには、エ
   アーシャワー室の扉をインターロックすべき旨の指令を
   出力するインターロック指令手段とを備え、 扉開閉装置は、静電靴評価装置のインターロック指令手
   段からの指令に基づいてエアーシャワー室の扉が開かな
   いようにインターロックすることを特徴とするクリーン
   ルーム入室管理装置。
3. 【請求項３】 静電靴評価装置が、電気抵抗値が許容範
   囲内にないときには、その旨の警報を出力する警報出力
   手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のク
   リーンルーム入室管理装置。