JP2004014635A - 薄板状電子部品クリーン移載装置および薄板状電子製品製造システム - Google Patents
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Abstract
【課題】高集積度半導体ウエハ上の線幅の微細化に伴い、移載装置にも従来にない高クリーン度０．１μｍ粒子クラス１が要求されるため、これに対応することにある。
【解決手段】クリーン移載装置２の筐体２ａ内の搬送ロボット１０の中位部にてアーム１７のすぐ下に、パンチング板等からなり空気の流通する第１の床１１を設け、搬送ロボット１０の基部を支持する筐体底部フレーム２ｂの、外部に対する開口度も制限すると、クラス１を保てる事が判明した。ここで、筐体底部フレーム２ｂ上にパンチング板等からなる第２の床１３を用いると、特定の条件下ではクラス０状態を実現でき、０．１μｍ線幅の半導体製造が可能となった。
【選択図】 図１
【解決手段】クリーン移載装置２の筐体２ａ内の搬送ロボット１０の中位部にてアーム１７のすぐ下に、パンチング板等からなり空気の流通する第１の床１１を設け、搬送ロボット１０の基部を支持する筐体底部フレーム２ｂの、外部に対する開口度も制限すると、クラス１を保てる事が判明した。ここで、筐体底部フレーム２ｂ上にパンチング板等からなる第２の床１３を用いると、特定の条件下ではクラス０状態を実現でき、０．１μｍ線幅の半導体製造が可能となった。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置、プラズマ表示装置、有機及び無機エレクトロルミネッセンス、フィールドエミッティング表示装置、プリント配線基板などの製品および、それらに用いられる薄板状電子部品を、清浄環境下において、清浄容器であるカセットと各種処理装置間で移載する、クリーンブースを含む移載装置および、その移載装置を用いる薄板状電子部品の製造設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の清浄空間であるクリーンブース、例えば、特開平２−４１４５号公報に見られる様に、箱状体の天井に設置されたＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ）フィルタ、或いはＵＬＰＡ（Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ）フィルタから供給される清浄空気が、異物を下方に吹き流して、多孔板からなるグレーチング床から外部に排出する方法が取られていた。しかして近年、粒状の異物や有機物などによる汚染を完全に排除する必要がある線幅１μｍ以下の半導体ウエハを代表とする薄板状電子部品の製造工程では、ミニエンバイロンメントと呼ばれる高度に清浄化されたクリーンブースが使用されるようになった。この一例として特開２００１−２４４３１５号公報では、異物発生源である搬送ロボットの胴体に排気システムを設け、排気量をコンピュータ制御する装置が提案されているが、その定量的効果は記載されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
発塵の恐れがあるロボットを用いない場合、例えば、特開２０００−１６１７３５公報記載の装置においては、０．３μｍダストでクラス１０以下が達成されているが、線幅０．５μｍ以下の半導体ウエハを取り扱う場合は、猶不充分である。また、前述の特開２００１−２４４３１５号公報記載のものの場合は、クリーンブース内で異物発生源であるロボットや開閉するドアなどが動く場合や、薄板状物の裏側に発生する渦流に乗って異物が舞い上がる場合があって、清浄度が不充分であり、さらに、高価なコンピュータ制御システムを設置すると設備費の上昇を招き好ましくない。
【０００４】
【課題を解決する手段】
本願発明者は、前記諸問題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、薄板状電子部品が、カセットや、処理チャンバ等ロードロック室等の所定場所間で、筐体天井に備えられたファンフィルタユニットを通過後の清浄空気下にて、筐体内の搬送ロボットにより自動的に移載される装置において、０．１μｍ以上の粒子を９９．９９９％以上除去するフィルタをファンフィルタユニットに用い、搬送ロボットの中位部にてアームの下側に位置し空気の流通する床（以下「第１の床」という）を水平に設け、筐体でファンフィルタユニットとその第１の床との間に第１室を画成するとともに、外部に対し空気流通可能な筐体底部とその第１の床との間に第２室を画成することにより、運転中においても、０．１μｍ粒子に対しクラス１という極めて高度な清浄状態を維持できることを見出した。
【０００５】
本発明におけるファンフィルタユニットには、０．１μｍ以上、好ましくは０．０１μｍ以上の粒状異物を９９．９９９％以上、または０．１μｍ以上の粒状異物を９９．９９９９％以上排除できるＵＬＰＡフィルタと、このＵＬＰＡフィルタに空気を押し込む送風機とを備えた装置を使用でき、そのフィルタは、浮遊有機物を吸着除去するために活性炭や活性炭素繊維フィルタなどの吸着材を付与したケミカルフィルタであってもよい。さらに、本発明におけるファンフィルタユニットには、ＵＬＰＡフィルタのすぐ下にあって空気の流通する板状物からなる、第１室の天井となる部材を設けてもよい。この天井部材としては、グレーチング或いはパンチング板と言われる金属やプラスチック製の多孔板や、ルーバといわれる格子状体がある。
【０００６】
本願発明者は、前記第１の床の他に、搬送ロボットの基台付近に位置し空気の流通する第２の床を水平に配置して、外部に対する前記筐体底部の開口率を変化させると、さらに効果があることも見出し、これにより、ウエハ等の薄板状電子部品が移送される空間が極めて清浄化された移載装置を開発した。
【０００７】
本発明のクリーン移載装置では、筐体がファンフィルタユニットから清浄空気の吹出しを受ける前記第１の床の上側に画成する清浄空間（第１室）の壁に、薄板状電子部品を出し入れするドアを設けるが、本発明では好ましくは、その壁に設けたドア枠と閉時のドアの外辺との間に、各辺とも幅１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の隙間を設ける。同様に、好ましくは、ドアが開放された後の、設置されたカセットの外周と壁に設けたドア枠との間にも、４辺とも幅１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の隙間を設ける。また好ましくは、カセットがドア枠付近への設置のためにドア枠に向けて移動する間やドアが開閉する際もその幅１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の隙間を維持する。さらに、好ましくは、前記クリーン移載装置内に置かれるロボットの胴体と第１の床との間にも、幅１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の隙間を設ける。
なお、本発明のクリーン移載装置は、一般には外部に対し気密に処理チャンバに接続するが、前記カセット同様、幅１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の隙間をあけて処理チャンバに接続してもよい。
【０００８】
この隙間によって、薄板状電子部品が存在する空間の気圧変動を最小に抑え、気流の乱れを最少にして異物の舞い上がりを防止することができる。隙間がないと、排風は空気の流通する第１の床の開口度のみに依存するので、第１室の内圧が高まって最大２５Ｐａにも達し、ドアが開くと内圧が一挙に１．３〜２分の１に下がり、ドア周辺で急激な排気による気流の乱れが発生するのみならず、室内にある搬送ロボットのアームやウエハの周辺でも気流が乱れて渦流が発生することがあり、そこに異物を巻き込んだり、そこにある異物を排出できなくなったりする等の不具合が生ずる。隙間が１ｍｍ以下と狭いと前記のような大きな内圧差が解消されず、逆に隙間が大きすぎると外部から異物が拡散侵入しやすい。本願発明者は実験的、経験的に、その隙間は最大でも３０ｍｍが限界であることを見出した。
【０００９】
また、前記筐体内の前記第１の床の上側の第１室の気圧を、前記筐体内の前記前記第１の床の下側の第２室の気圧より高くし、且つ、それら２つの室内空間の気圧を共に前記筐体の外部より高くすることにより、第１室内で安定した清浄度を保つ事ができる。ここで第２室は、筐体外より少なくとも０．１Ｐａは保つことが好ましい。
【００１０】
ファンフィルタユニットからの清浄空気の風量は、前記筐体内の前記第１室での換気回数が、１分間当り５回以上４５回以下であるであることが好ましい。換気回数が１分間当り５回未満では、異物が筐体内に逆流し清浄度が保てない。換気回数が１分間当り２０回程度あれば、内部の搬送ロボットが運動していても充分清浄度が保てるが、ウエハ出入ドアが開放したまま停止する事故など、非常状態に対処するために、換気回数が４５回まであることが好ましい。換気回数が４５回を越えると、第１室内での空気の流速が早くなりすぎ、搬送ロボットのアームの下に渦流が発生して、かえって異物を巻き込みながら空気を滞留させて好ましくない。
【００１１】
前述の範囲の換気回数を実現するために、ファンフィルタユニットの清浄空気吹出速度を制御する。風速が０．１ｍ／秒未満であると風量不足で換気回数５回／分を達成する事が出来ず、本発明の特徴であるドア周辺の隙間から、外部の異物粒子が拡散侵入して粒子数は異常に多くなり、クリーン移載機としては致命傷となる。逆に風速が高すぎると静電気が発生し、半導体回路を切断したり液晶ガラス基板上のトランジスタ回路を破壊したりする等、好ましくない。また、高い風速には高い送風圧力が必要となり、空気を濾過してフィルタに貯まった異物粒子がその圧力で押し出されて、清浄空間である第１室を汚す恐れが出てくる。本発明において用いるＵＬＰＡフィルタは０．６５ｍ／秒を超えると前述した恐れがあり、この値が上限となる。
【００１２】
次に、本発明の移載装置では、前記ドアを上下に移動させるとともに、その移動のために前記第１の床の下側の第２室側に設けるドア通路を隔壁で覆う事が好ましい。かくして、第１室内から第２室に流入する清浄空気が、前記通路を経て直接筐体外の排出され、ドアの汚染が防止される。また、前記ドアは、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）等のウエハ用カセットの前部の蓋を、そのドアに吸着固定してそのドアと一緒に昇降移動させるものでも良い。
ここで、前記ドアと、前記ドア通路と、前記カセットを前記ドアに対して前後に移動させる台とを具えた装置をロードポートと呼ぶが、本発明の移載装置の壁に、かかるロードポートを１または２以上組み込むこともできる。
さらに、前記第１の床を設け、前記第１室の換気回数を１分間当り１０回以上で４５回以下に保てば、故障などによる前記ロードポートの交換作業の際に、前記第１室内の清浄度を高く維持しつつ、ロードポートを一台取り外すこともできる。ロードポートを一台取り外すと、筐体の一方の壁の全体の面積の１０％から２０％程度、第１室については上記一方の壁のその第１室の壁面積の１０％から２０％程度の開口が形成されるが、本願発明者は、第１室の気圧と外部の気圧との差圧が０．１Ｐａ以上あれば、０．１μｍ以上の異物粒子を１個／１立方フィート以下に保つことができるということを見いだした。
【００１３】
さらに本発明では、異物の侵入と有機物などによる汚染とを防止する前述のような移載装置を利用した薄板状電子部品製造設備をも提供する。本設備は、前記移載装置を介在させて、薄板状電子部品を収納して搬送するカセットのためのカセットステーションと、レジストコータ、プリベーク、露光、現像、ポストベーク、エッチング、洗浄等各種処理を行う処理チャンバとを繋いだ設備である。
【００１４】
本発明にいう空気の流通が可能な床とは、多孔ステンレス板、多孔プラスチック板、複数の矩形または短冊状の穴の開いた格子状体等かたなる床を言う。第１の床の開口率は筐体の床面積の５％以上で５０％以下程度が好ましい。５％未満では、清浄室内で発生した異物を室外に排出する機会が少なく好ましくない。また、逆に５０％を越えると、室外から異物の巻き込みが発生しやすく好ましくない。
【００１５】
筐体底部の開口率は、前述の第１の床の開口率より大きいことが好ましい。これによって第１室の気圧が第２室の気圧より高く保持され、クリーン度が高く保持できる。即ち、外部への筐体底部の開口率は、第２の床を設けること等によって筐体の床面積の５％以上で７０％以下の範囲で調整される。
安定したクリーン環境を維持するには、開口率が、第１の床は５％以上で３０％以下、筐体底部は１０％以上で６０％以下の範囲内であることがさらに好ましい。
【００１６】
本発明にいう筐体は、外界から隔離し内部を清浄に保つために重要な部材であって、ステンレス製、アルミニウム製、帯電防止型プラスチック製等の材料を用いて製作される。この筐体内には第１の床によって、ウエハなど薄板状電子部品が搬送ロボットのアームにより搬送される第１室と、搬送ロボットの本体下部と制御装置、その他の機器が収納される第２室とが画成される。なお、グレーチング板等からなる第２の床を特に設けなくとも、筐体底部上にこれら機器を分散して配置し、その結果、外部への筐体底部の開口率が５％以上で７０％以下となってもよい。
【００１７】
本発明にいう搬送ロボットは、ウエハなど薄板状電子部品をそのフィンガー上に載置または吸着して搬送し、カセットから各種処理チャンバへ移載する機械であり、１アームまたは２アームのスカラ型ロボットや、多関節型ロボット等であって、クリーンルーム仕様の搬送機である。この搬送ロボットのアームの関節部には、ベアリング付近のカバー隙間に磁石リングで磁性流体を止める磁性流体シールを設けて、アーム内のベルトやプーリやギヤからアーム外への発塵を遮断する。またこの搬送ロボットのアームの昇降のために、この搬送ロボットの胴体が上下運動（以下「Ｚ軸移動」という）をすると、その胴体内の空気が出入りするが、その空気をここでは、ロボット底部に設けた通気口としての開口部から吸排気させるか、または胴体の側面に胴体を覆う胴体カバーを取り付け、加えてその胴体カバーの内側に隙間をあけて、ロボット基台を覆う基台カバーを取り付け、ロボットの側面下部の通気口としてのその下向きのカバー隙間から上方向に吸気し、下方向に排気する構造とすることが好ましい。このようにすれば、ロボット下部に排気ファンを設けなくても、ロボットの胴体内の異物粒子を含んだ空気をロボットの下部から下方に排出することができる。なお、第１の床の開口率をある程度低く抑えるために、搬送ロボットの本体（胴体）は、左右に移動（以下Ｘ軸移動という）せず回転するのみの方が望ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態としてのクリーン移載装置を具える薄板状電子部品製造設備を示す一部切欠き斜視図であり、図中符号１はその薄板状電子部品製造設備、２は本発明の一実施形態としてのクリーン移載装置２をそれぞれ示す。この実施例のクリーン移載装置２は、筐体２ａの天井にシロッコファンからなる送風機４とＵＬＰＡフィルタ（例えばダイキンニューロファイン（ボロンフリータイプ）ＬＭＨ６０５１０５０型）５と清浄空気吹出口６とからなるファンフィルタユニット３を具えるとともに、筐体２ａの一方の壁に半導体ウエハを収納するカセット７を載置したロードポート２０を具え、反対側の壁にはロードロック室３２のドア３３を具えており、他の壁は全て外部に対し気密にしている。そして筐体２ａの内部には、ウエハ１５を搬送する、シングルアームのスカラ型ロボットである搬送ロボット１０と、その搬送ロボット１０のアーム１７のすぐ下に位置する第１の床１１と、筐体２ａの下部にあって筐体２ａの底部フレーム２ｂ上に位置する第２の床１３とを具えている。ここにおける清浄空気吹き出し口６と第１の床１１と第２の床１３とは共に磨きステンレススチール製のパンチングメタル板を使用し、筐体２ａの壁材と柱はアルミニウム製である。
【００１９】
さらに、この実施形態のクリーン移載装置２は、筐体２ａの内部にウエハ位置決め装置１４とロボット用の制御装置１２とを具えるとともに筐体２ａの外部に制御用データの入出力装置１６を具えており、搬送ロボット１０とウエハ位置決め装置１４とロボット用の制御装置１２とは上記筐体２ａの、外部に対し空気流通可能な開口部を持つ底部フレーム２ｂ上に設置されている。またこのクリーン移載装置２は、ロードロック室３２のドア３３を介して外部に対し気密に半導体処理装置３０と接続しており、この半導体処理装置３０では、ロードロック室３２と各種の処理チャンバー３４との間を、処理装置用搬送機３１がウエハを搬送している。
【００２０】
図２は、本発明の他の一実施形態としてのクリーン移載装置を示す一部切欠き斜視図である。この実施形態のクリーン移載装置２では、筐体２ａの天井に先の実施形態と同様のファンフィルタユニット３を具え、カセット７用のドア２１は２つあってそれぞれ上下にスライドし、そのスライド通路はそれぞれ隔壁１９で第２室の他の部分から隔離され、第１の床１１は、搬送ロボット１０の中位部でアーム１７のすぐ下に水平に配置したステンレススチール製パンチング板で作られている。搬送ロボット１０は、所謂ダブルアームのスカラ型ロボットで、第１の床を貫いて、電源装置１８、制御装置１２と共に筐体２ａの、外部に対し空気流通可能な底部フレーム２ｂ上に設置されている。第２の床１３は短冊状の複数枚のパンチング板で構成されて、上記底部フレーム２ｂ上に必要に応じて取り外し可能に固定されている。
【００２１】
図３は、図２に示すドア２１を持つロードポート２０を移載装置２の外側から見た図である。壁２４内に設けられたドア枠２３とドア２１との間には隙間Ｌが設けられ、この実施例では隙間Ｌの大きさ（幅）は２ｍｍに設定されて、清浄空気が移載装置２の筐体２ａの内側から外側へ流れ出る様にしてある。尚、図２中の第１の床１１と搬送ロボット１０の胴体との間にも同様に隙間が設けられ、その隙間の大きさ（幅）は５ｍｍである。ドア２１は、壁２４の向こう側、即ち移載装置２の筐体２ａの内側を図３に示す位置から下方へ垂直に下りて開く。ウエハを収納したカセットは，ステージ２２上に載置されドア２１の開閉に従って前後に移動し、この移動中のカセット前端外縁とドア枠２３との間の隙間の大きさ（幅）は、最大でも２５ｍｍに抑えられる。
【００２２】
なお、ここにおける搬送ロボット４のアーム関節部２６には、ベアリング付近のカバー隙間に磁石リングで磁性流体を止める磁性流体シールを設けて、アーム内のベルトやプーリやギヤからアーム外への発塵を遮断している。また、この搬送ロボット４のアーム１７の昇降のために、この搬送ロボット４の胴体が上下にＺ軸移動をすると、その胴体内の空気が出入りするが、その空気をここでは、胴体の側面に胴体を覆う胴体カバー２７を取り付け、加えてその胴体カバー２７の内側に隙間をあけて、ロボット基台を覆う基台カバー２８を取り付け、ロボットの側面下部の通気口としてのその下向きのカバー隙間から上方向に吸気し、下方向に排気する構造としている。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
〔実験装置〕
図２に示すクリーン移載装置（ローツェ（株）製ＲＡＣＳ３００−２Ａ型）２を用いて清浄度の計測実験を行った。天井部に設けたファンフィルタユニット３は、シロッコファン４を２基並列に搭載し、ＵＬＰＡフィルタ５は０．１μｍシリカ粒子を９９．９９９９％除去する性能があり、第１室への吹出部は直径５ｍｍの穴を多数開けたパンチングメタル板製天井６のほぼ全面で面積５９０ｍｍ×１０８０ｍｍ、最大風速は吹出部の下２００ｍｍ位置で０．６５ｍ／秒である。第１室の容積は横１１５０ｍｍ×奥行き６８５ｍｍ×高さ９４０ｍｍで、第２室の容積は横１１５０ｍｍ×奥行き６８５ｍｍ×高さ６０５ｍｍである。第１の床１１を貫いて、胴体直径２６０ｍｍのスカラ型の搬送ロボット（ローツェ（株）製ＲＲ７１３型）１０を第２室の底部中央の底部フレーム２ｂ上に据え付けてある。第１の床１１は、直径４ｍｍの穴を多数開けたパンチングメタル板製で、搬送ロボット１０の周辺に０．５ｍｍ幅の隙間をあけて、搬送ロボット１０が上下及び回転運動できる様にした。
【００２４】
横方向の一方の壁面には、３００ｍｍウエハ収納カセット（以後「ＦＯＵＰ」と言う）を置くロードポート２０を２台設置し、そのポートドアを前記壁面のドア２１とした。ドア面積は３６０ｍｍ×３３５ｍｍで、その周囲にはドア閉時６ｍｍ幅の隙間が設けてあり、ドア２１が開きＦＯＵＰが壁厚み分前進する際、一時的に最大２０ｍｍ幅の隙間ができるが、停止するとＦＯＵＰとドア枠２３との間の隙間は６ｍｍ幅に収まる。その他の周囲の壁面は密閉とした。
【００２５】
底部フレーム２ｂは、ロボット台や制御機器等の機器を設置して、パンチングメタル板の第２の床１３を用いない場合が開口率最大で５３％であり、その底部フレーム２ｂの、外部への開放部分にパンチングメタル板を並べて、底部フレーム２ｂの開口率を変化させた。また、本実験では、第１の床１１と第２の床１３の開口率は、パンチングメタル製の床に板幅４０ｍｍのプラスチックテープを貼って変化させた。
【００２６】
〔測定〕
風速は、第１室のほぼ中央部天井から２００ｍｍ下の位置で、リオン（株）製風速計ＡＭ−０９Ｓ型を用いて測定した。差圧は、天井から約６００ｍｍ下で奥行き側壁の中央部から約３００ｍｍ内側で測定した。異物粒子は、パーティクルカウンター，日立電子エンジニアリング（株）製レーザダストモニターＴＳ３７００を用い、０．１μｍ以上の粒子について、２８．３Ｌ／分（＝１Ｃｕｂｉｃ Ｆｅｅｔ／ｍｉｎ．）でエアを１分間吸引してデータを取り、３回測定して平均した。搬送ロボット１０でウエハを移送しながら測定する場合は、サンプリング点として、天井下ほぼ４５０ｍｍの高さでアーム１７に接触せずなるべく中央に近い場所を選んだ。また、ウエハ下でのサンプリングは、第１室内で３００ｍｍウエハを搬送ロボット１０のアーム１７の先端部のフィンガー上に乗せたまま停止し、その直下でサンプリングした。
【００２７】
〔実施例１〕
第１の床１１として、４ｍｍφ孔が１辺８ｍｍの正三角形の各頂点に開けられたパンチング板（多孔板）を用い、その開口率は、搬送ロボット１０の胴体周縁の５ｍｍ幅の隙間と、ドア２１の周辺の６ｍｍ幅の隙間と、ドア２１の昇降通路部分とのすべての開口部を合算して２０％であった。底部フレーム２ｂ上には、搬送ロボット１０、電源装置１８、制御装置１２等を設置し、パンチング板の第２の床１３は特に置かず、その底部フレーム２ｂの開口率は５３％となった。
【００２８】
ファンフィルタユニット３からの吹き出し速度を、０．０５ｍ／秒から０．６５ｍ／秒まで変化させ、搬送ロボット１０を運転してウエハを２つのＦＯＵＰ間で移し変えしながらウエハのすぐ上で、またウエハを搬送ロボット１０のフィンガー上に載置したまま停止したウエハのすぐ下で、それぞれ清浄空気をサンプリングし、０．１μｍ以上の異物粒子数を計測して、表１に記入した。
第１室内と外部との差圧、第２室内と外部との差圧は、前記風速を変化させるたびに測定し、同じく表１に記入した。換気回数は第１室の容積で吹き出し風量を除して算出した。
表１に記された結果から、ウエハの上で、０．１ｍ／秒（換気回数６．４回／分）以上では異物粒子数は０で全く問題がない。一方、ウエハの下では、０．３ｍ／秒（換気回数１９．１回／分）では問題ないが、０．１ｍ／秒、０．５ｍ／秒、０．６ｍ／秒（換気回数３８．３回／分）では０．３個で、この範囲ではクラス１が満たされている。
【００２９】
〔実施例２〕
実施例１において、底部フレーム２ｂの一部に第２の床１３としてパンチング板を敷いて底部フレーム２ｂの開口率を２５％とした他は同様にし、結果は表１に纏めて示した。０．６５ｍ／秒の風速、ウエハ直下で０．３個が見られるのみで、他は全く問題ない。換気回数４．８回／分以下では換気不充分であるが、４１．５回／分まではクラス１が保たれ、第２の床の効果がある事が分った。
【００３０】
〔実施例３〕
実施例２において、第１の床の開口率を５％に絞った他は同様にし、結果は表１に纏めて示した。０．６ｍ／秒の風速でウエハ直下で０．３個、０．６５ｍ／秒の風速で（換気回数４１．５回）ウエハ直下で２．３個が見られるが、他は問題ない。即ち、０．１ｍ／秒から０．６ｍ／秒の範囲ではクラス１が満たされている。
【００３１】
〔実施例４〕
実施例１において、底部フレーム２ｂの一部に第２の床１３としてパンチング板を敷いて底部フレーム２ｂの開口率を１２％とした他は同様にし、結果は表１に纏めて示した。０．１ｍ／秒から０．６５ｍ／秒の範囲、換気回数６．４回／分からで換気回数４１．５回の範囲クラス１が満たされ、さらに高い換気回数でも良好である事を示唆している。
【００３２】
〔実施例５〕
実施例４において、幅４７０ｍｍ、高さ１５７７ｍｍのロードポートを１台外し、筐体２ａのロードポート側の壁に第１室と第２室とに亘って開口率１２．７％の開口部を設けた。上記壁の、第１室に面する部分に対するこの開口部の開口率は１３％であった。異物粒子数および差圧のデータは表１に纏めて示した。この結果、換気回数１２．８〜４１，５回／分の範囲で、第１室の差圧が０．１Ｐａ以上に保たれれば、第２室の差圧が０．１Ｐａを下回っても、ウエハ下部での異物粒子は全て１未満となり、クラス１が達成されていることが判明した。従って、本実施形態のクリーン移載装置のロードポート２０が故障しても、ファンフィルタユニット３を止めずにロードポート２０の交換作業を行えば、全く汚染させることなく、且つ、クリーン移載装置の運転を止めることなく、または短時間の停止で、その故障に対処し得ることが判明した。
【表１】
【００３３】
【発明の効果】
クリーン移載装置の中位部にあって搬送ロボットのアームのすぐ下に、空気の流通する第１の床を設けることにより、筐体底部に特に空気流通を制御するパンチング板等の第２の床を設けなくとも、換気回数５〜３８回／分の範囲では少なくとも０．１μｍ異物粒子に対しクラス１を保てる事がわかった。これは従来のクリーンブースの清浄度を１０倍以上上回るものである。ここで、筐体底部に一部でも第２の床としてパンチング板を用いると、空気の渦流が生起するウエハ裏側でも、異物粒子０個を実現でき、第１の床と筐体底部との開口率を所定の条件を満たすものとすることで、換気回数５〜４２回／分以上、０．１〜０．６５ｍ／秒以上の風速ですべてのデータが０個となり、０．１μｍ異物粒子に対しクラス０が実現でき、０．１μｍ線幅の半導体製造が可能となった。また、壁の開口率および外部に対する第１室の差圧を所定の条件を満たすものとすることで、ウエハが全く汚染されることなくロードポートの交換作業を行うことも可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の薄板状電子部品クリーン移載装置を具える薄板状電子部品製造設備を示す一部切欠き斜視図である。
【図２】本発明の他の一実施形態の薄板状電子部品クリーン移載装置を示す一部切欠き斜視図である。
【図３】図２に示すクリーン移載装置における、カセットを載置するロードポートを示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 薄板状電子製品製造システム
２ クリーン移載装置
２ａ 筐体
２ｂ 底部フレーム
３ ファンフィルタユニット
４ シロッコファン
５ ＵＬＰＡフィルタ
６ 清浄空気吹出口
７ カセット
１０ 搬送ロボット
１１ 第１の床
１２ 制御装置
１３ 第２の床
１４ ウエハ位置決め装置
１５ ウエハ
１６ 入出力装置
１７ ロボットアーム
１８ 電源装置
１９ 隔壁
２０ ロードポート
２１ ドア
２２ ステージ
２３ ドア枠
２４ 壁
２６ アーム関節部
２７ 胴体カバー
２８ 基台カバー
３０ 半導体処理装置
３１ 処理装置内搬送機
３２ ロードロック室
３３ ロードロック室ドア
３４ 処理チャンバー
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置、プラズマ表示装置、有機及び無機エレクトロルミネッセンス、フィールドエミッティング表示装置、プリント配線基板などの製品および、それらに用いられる薄板状電子部品を、清浄環境下において、清浄容器であるカセットと各種処理装置間で移載する、クリーンブースを含む移載装置および、その移載装置を用いる薄板状電子部品の製造設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の清浄空間であるクリーンブース、例えば、特開平２−４１４５号公報に見られる様に、箱状体の天井に設置されたＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ）フィルタ、或いはＵＬＰＡ（Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ）フィルタから供給される清浄空気が、異物を下方に吹き流して、多孔板からなるグレーチング床から外部に排出する方法が取られていた。しかして近年、粒状の異物や有機物などによる汚染を完全に排除する必要がある線幅１μｍ以下の半導体ウエハを代表とする薄板状電子部品の製造工程では、ミニエンバイロンメントと呼ばれる高度に清浄化されたクリーンブースが使用されるようになった。この一例として特開２００１−２４４３１５号公報では、異物発生源である搬送ロボットの胴体に排気システムを設け、排気量をコンピュータ制御する装置が提案されているが、その定量的効果は記載されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
発塵の恐れがあるロボットを用いない場合、例えば、特開２０００−１６１７３５公報記載の装置においては、０．３μｍダストでクラス１０以下が達成されているが、線幅０．５μｍ以下の半導体ウエハを取り扱う場合は、猶不充分である。また、前述の特開２００１−２４４３１５号公報記載のものの場合は、クリーンブース内で異物発生源であるロボットや開閉するドアなどが動く場合や、薄板状物の裏側に発生する渦流に乗って異物が舞い上がる場合があって、清浄度が不充分であり、さらに、高価なコンピュータ制御システムを設置すると設備費の上昇を招き好ましくない。
【０００４】
【課題を解決する手段】
本願発明者は、前記諸問題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、薄板状電子部品が、カセットや、処理チャンバ等ロードロック室等の所定場所間で、筐体天井に備えられたファンフィルタユニットを通過後の清浄空気下にて、筐体内の搬送ロボットにより自動的に移載される装置において、０．１μｍ以上の粒子を９９．９９９％以上除去するフィルタをファンフィルタユニットに用い、搬送ロボットの中位部にてアームの下側に位置し空気の流通する床（以下「第１の床」という）を水平に設け、筐体でファンフィルタユニットとその第１の床との間に第１室を画成するとともに、外部に対し空気流通可能な筐体底部とその第１の床との間に第２室を画成することにより、運転中においても、０．１μｍ粒子に対しクラス１という極めて高度な清浄状態を維持できることを見出した。
【０００５】
本発明におけるファンフィルタユニットには、０．１μｍ以上、好ましくは０．０１μｍ以上の粒状異物を９９．９９９％以上、または０．１μｍ以上の粒状異物を９９．９９９９％以上排除できるＵＬＰＡフィルタと、このＵＬＰＡフィルタに空気を押し込む送風機とを備えた装置を使用でき、そのフィルタは、浮遊有機物を吸着除去するために活性炭や活性炭素繊維フィルタなどの吸着材を付与したケミカルフィルタであってもよい。さらに、本発明におけるファンフィルタユニットには、ＵＬＰＡフィルタのすぐ下にあって空気の流通する板状物からなる、第１室の天井となる部材を設けてもよい。この天井部材としては、グレーチング或いはパンチング板と言われる金属やプラスチック製の多孔板や、ルーバといわれる格子状体がある。
【０００６】
本願発明者は、前記第１の床の他に、搬送ロボットの基台付近に位置し空気の流通する第２の床を水平に配置して、外部に対する前記筐体底部の開口率を変化させると、さらに効果があることも見出し、これにより、ウエハ等の薄板状電子部品が移送される空間が極めて清浄化された移載装置を開発した。
【０００７】
本発明のクリーン移載装置では、筐体がファンフィルタユニットから清浄空気の吹出しを受ける前記第１の床の上側に画成する清浄空間（第１室）の壁に、薄板状電子部品を出し入れするドアを設けるが、本発明では好ましくは、その壁に設けたドア枠と閉時のドアの外辺との間に、各辺とも幅１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の隙間を設ける。同様に、好ましくは、ドアが開放された後の、設置されたカセットの外周と壁に設けたドア枠との間にも、４辺とも幅１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の隙間を設ける。また好ましくは、カセットがドア枠付近への設置のためにドア枠に向けて移動する間やドアが開閉する際もその幅１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の隙間を維持する。さらに、好ましくは、前記クリーン移載装置内に置かれるロボットの胴体と第１の床との間にも、幅１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の隙間を設ける。
なお、本発明のクリーン移載装置は、一般には外部に対し気密に処理チャンバに接続するが、前記カセット同様、幅１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の隙間をあけて処理チャンバに接続してもよい。
【０００８】
この隙間によって、薄板状電子部品が存在する空間の気圧変動を最小に抑え、気流の乱れを最少にして異物の舞い上がりを防止することができる。隙間がないと、排風は空気の流通する第１の床の開口度のみに依存するので、第１室の内圧が高まって最大２５Ｐａにも達し、ドアが開くと内圧が一挙に１．３〜２分の１に下がり、ドア周辺で急激な排気による気流の乱れが発生するのみならず、室内にある搬送ロボットのアームやウエハの周辺でも気流が乱れて渦流が発生することがあり、そこに異物を巻き込んだり、そこにある異物を排出できなくなったりする等の不具合が生ずる。隙間が１ｍｍ以下と狭いと前記のような大きな内圧差が解消されず、逆に隙間が大きすぎると外部から異物が拡散侵入しやすい。本願発明者は実験的、経験的に、その隙間は最大でも３０ｍｍが限界であることを見出した。
【０００９】
また、前記筐体内の前記第１の床の上側の第１室の気圧を、前記筐体内の前記前記第１の床の下側の第２室の気圧より高くし、且つ、それら２つの室内空間の気圧を共に前記筐体の外部より高くすることにより、第１室内で安定した清浄度を保つ事ができる。ここで第２室は、筐体外より少なくとも０．１Ｐａは保つことが好ましい。
【００１０】
ファンフィルタユニットからの清浄空気の風量は、前記筐体内の前記第１室での換気回数が、１分間当り５回以上４５回以下であるであることが好ましい。換気回数が１分間当り５回未満では、異物が筐体内に逆流し清浄度が保てない。換気回数が１分間当り２０回程度あれば、内部の搬送ロボットが運動していても充分清浄度が保てるが、ウエハ出入ドアが開放したまま停止する事故など、非常状態に対処するために、換気回数が４５回まであることが好ましい。換気回数が４５回を越えると、第１室内での空気の流速が早くなりすぎ、搬送ロボットのアームの下に渦流が発生して、かえって異物を巻き込みながら空気を滞留させて好ましくない。
【００１１】
前述の範囲の換気回数を実現するために、ファンフィルタユニットの清浄空気吹出速度を制御する。風速が０．１ｍ／秒未満であると風量不足で換気回数５回／分を達成する事が出来ず、本発明の特徴であるドア周辺の隙間から、外部の異物粒子が拡散侵入して粒子数は異常に多くなり、クリーン移載機としては致命傷となる。逆に風速が高すぎると静電気が発生し、半導体回路を切断したり液晶ガラス基板上のトランジスタ回路を破壊したりする等、好ましくない。また、高い風速には高い送風圧力が必要となり、空気を濾過してフィルタに貯まった異物粒子がその圧力で押し出されて、清浄空間である第１室を汚す恐れが出てくる。本発明において用いるＵＬＰＡフィルタは０．６５ｍ／秒を超えると前述した恐れがあり、この値が上限となる。
【００１２】
次に、本発明の移載装置では、前記ドアを上下に移動させるとともに、その移動のために前記第１の床の下側の第２室側に設けるドア通路を隔壁で覆う事が好ましい。かくして、第１室内から第２室に流入する清浄空気が、前記通路を経て直接筐体外の排出され、ドアの汚染が防止される。また、前記ドアは、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）等のウエハ用カセットの前部の蓋を、そのドアに吸着固定してそのドアと一緒に昇降移動させるものでも良い。
ここで、前記ドアと、前記ドア通路と、前記カセットを前記ドアに対して前後に移動させる台とを具えた装置をロードポートと呼ぶが、本発明の移載装置の壁に、かかるロードポートを１または２以上組み込むこともできる。
さらに、前記第１の床を設け、前記第１室の換気回数を１分間当り１０回以上で４５回以下に保てば、故障などによる前記ロードポートの交換作業の際に、前記第１室内の清浄度を高く維持しつつ、ロードポートを一台取り外すこともできる。ロードポートを一台取り外すと、筐体の一方の壁の全体の面積の１０％から２０％程度、第１室については上記一方の壁のその第１室の壁面積の１０％から２０％程度の開口が形成されるが、本願発明者は、第１室の気圧と外部の気圧との差圧が０．１Ｐａ以上あれば、０．１μｍ以上の異物粒子を１個／１立方フィート以下に保つことができるということを見いだした。
【００１３】
さらに本発明では、異物の侵入と有機物などによる汚染とを防止する前述のような移載装置を利用した薄板状電子部品製造設備をも提供する。本設備は、前記移載装置を介在させて、薄板状電子部品を収納して搬送するカセットのためのカセットステーションと、レジストコータ、プリベーク、露光、現像、ポストベーク、エッチング、洗浄等各種処理を行う処理チャンバとを繋いだ設備である。
【００１４】
本発明にいう空気の流通が可能な床とは、多孔ステンレス板、多孔プラスチック板、複数の矩形または短冊状の穴の開いた格子状体等かたなる床を言う。第１の床の開口率は筐体の床面積の５％以上で５０％以下程度が好ましい。５％未満では、清浄室内で発生した異物を室外に排出する機会が少なく好ましくない。また、逆に５０％を越えると、室外から異物の巻き込みが発生しやすく好ましくない。
【００１５】
筐体底部の開口率は、前述の第１の床の開口率より大きいことが好ましい。これによって第１室の気圧が第２室の気圧より高く保持され、クリーン度が高く保持できる。即ち、外部への筐体底部の開口率は、第２の床を設けること等によって筐体の床面積の５％以上で７０％以下の範囲で調整される。
安定したクリーン環境を維持するには、開口率が、第１の床は５％以上で３０％以下、筐体底部は１０％以上で６０％以下の範囲内であることがさらに好ましい。
【００１６】
本発明にいう筐体は、外界から隔離し内部を清浄に保つために重要な部材であって、ステンレス製、アルミニウム製、帯電防止型プラスチック製等の材料を用いて製作される。この筐体内には第１の床によって、ウエハなど薄板状電子部品が搬送ロボットのアームにより搬送される第１室と、搬送ロボットの本体下部と制御装置、その他の機器が収納される第２室とが画成される。なお、グレーチング板等からなる第２の床を特に設けなくとも、筐体底部上にこれら機器を分散して配置し、その結果、外部への筐体底部の開口率が５％以上で７０％以下となってもよい。
【００１７】
本発明にいう搬送ロボットは、ウエハなど薄板状電子部品をそのフィンガー上に載置または吸着して搬送し、カセットから各種処理チャンバへ移載する機械であり、１アームまたは２アームのスカラ型ロボットや、多関節型ロボット等であって、クリーンルーム仕様の搬送機である。この搬送ロボットのアームの関節部には、ベアリング付近のカバー隙間に磁石リングで磁性流体を止める磁性流体シールを設けて、アーム内のベルトやプーリやギヤからアーム外への発塵を遮断する。またこの搬送ロボットのアームの昇降のために、この搬送ロボットの胴体が上下運動（以下「Ｚ軸移動」という）をすると、その胴体内の空気が出入りするが、その空気をここでは、ロボット底部に設けた通気口としての開口部から吸排気させるか、または胴体の側面に胴体を覆う胴体カバーを取り付け、加えてその胴体カバーの内側に隙間をあけて、ロボット基台を覆う基台カバーを取り付け、ロボットの側面下部の通気口としてのその下向きのカバー隙間から上方向に吸気し、下方向に排気する構造とすることが好ましい。このようにすれば、ロボット下部に排気ファンを設けなくても、ロボットの胴体内の異物粒子を含んだ空気をロボットの下部から下方に排出することができる。なお、第１の床の開口率をある程度低く抑えるために、搬送ロボットの本体（胴体）は、左右に移動（以下Ｘ軸移動という）せず回転するのみの方が望ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態としてのクリーン移載装置を具える薄板状電子部品製造設備を示す一部切欠き斜視図であり、図中符号１はその薄板状電子部品製造設備、２は本発明の一実施形態としてのクリーン移載装置２をそれぞれ示す。この実施例のクリーン移載装置２は、筐体２ａの天井にシロッコファンからなる送風機４とＵＬＰＡフィルタ（例えばダイキンニューロファイン（ボロンフリータイプ）ＬＭＨ６０５１０５０型）５と清浄空気吹出口６とからなるファンフィルタユニット３を具えるとともに、筐体２ａの一方の壁に半導体ウエハを収納するカセット７を載置したロードポート２０を具え、反対側の壁にはロードロック室３２のドア３３を具えており、他の壁は全て外部に対し気密にしている。そして筐体２ａの内部には、ウエハ１５を搬送する、シングルアームのスカラ型ロボットである搬送ロボット１０と、その搬送ロボット１０のアーム１７のすぐ下に位置する第１の床１１と、筐体２ａの下部にあって筐体２ａの底部フレーム２ｂ上に位置する第２の床１３とを具えている。ここにおける清浄空気吹き出し口６と第１の床１１と第２の床１３とは共に磨きステンレススチール製のパンチングメタル板を使用し、筐体２ａの壁材と柱はアルミニウム製である。
【００１９】
さらに、この実施形態のクリーン移載装置２は、筐体２ａの内部にウエハ位置決め装置１４とロボット用の制御装置１２とを具えるとともに筐体２ａの外部に制御用データの入出力装置１６を具えており、搬送ロボット１０とウエハ位置決め装置１４とロボット用の制御装置１２とは上記筐体２ａの、外部に対し空気流通可能な開口部を持つ底部フレーム２ｂ上に設置されている。またこのクリーン移載装置２は、ロードロック室３２のドア３３を介して外部に対し気密に半導体処理装置３０と接続しており、この半導体処理装置３０では、ロードロック室３２と各種の処理チャンバー３４との間を、処理装置用搬送機３１がウエハを搬送している。
【００２０】
図２は、本発明の他の一実施形態としてのクリーン移載装置を示す一部切欠き斜視図である。この実施形態のクリーン移載装置２では、筐体２ａの天井に先の実施形態と同様のファンフィルタユニット３を具え、カセット７用のドア２１は２つあってそれぞれ上下にスライドし、そのスライド通路はそれぞれ隔壁１９で第２室の他の部分から隔離され、第１の床１１は、搬送ロボット１０の中位部でアーム１７のすぐ下に水平に配置したステンレススチール製パンチング板で作られている。搬送ロボット１０は、所謂ダブルアームのスカラ型ロボットで、第１の床を貫いて、電源装置１８、制御装置１２と共に筐体２ａの、外部に対し空気流通可能な底部フレーム２ｂ上に設置されている。第２の床１３は短冊状の複数枚のパンチング板で構成されて、上記底部フレーム２ｂ上に必要に応じて取り外し可能に固定されている。
【００２１】
図３は、図２に示すドア２１を持つロードポート２０を移載装置２の外側から見た図である。壁２４内に設けられたドア枠２３とドア２１との間には隙間Ｌが設けられ、この実施例では隙間Ｌの大きさ（幅）は２ｍｍに設定されて、清浄空気が移載装置２の筐体２ａの内側から外側へ流れ出る様にしてある。尚、図２中の第１の床１１と搬送ロボット１０の胴体との間にも同様に隙間が設けられ、その隙間の大きさ（幅）は５ｍｍである。ドア２１は、壁２４の向こう側、即ち移載装置２の筐体２ａの内側を図３に示す位置から下方へ垂直に下りて開く。ウエハを収納したカセットは，ステージ２２上に載置されドア２１の開閉に従って前後に移動し、この移動中のカセット前端外縁とドア枠２３との間の隙間の大きさ（幅）は、最大でも２５ｍｍに抑えられる。
【００２２】
なお、ここにおける搬送ロボット４のアーム関節部２６には、ベアリング付近のカバー隙間に磁石リングで磁性流体を止める磁性流体シールを設けて、アーム内のベルトやプーリやギヤからアーム外への発塵を遮断している。また、この搬送ロボット４のアーム１７の昇降のために、この搬送ロボット４の胴体が上下にＺ軸移動をすると、その胴体内の空気が出入りするが、その空気をここでは、胴体の側面に胴体を覆う胴体カバー２７を取り付け、加えてその胴体カバー２７の内側に隙間をあけて、ロボット基台を覆う基台カバー２８を取り付け、ロボットの側面下部の通気口としてのその下向きのカバー隙間から上方向に吸気し、下方向に排気する構造としている。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
〔実験装置〕
図２に示すクリーン移載装置（ローツェ（株）製ＲＡＣＳ３００−２Ａ型）２を用いて清浄度の計測実験を行った。天井部に設けたファンフィルタユニット３は、シロッコファン４を２基並列に搭載し、ＵＬＰＡフィルタ５は０．１μｍシリカ粒子を９９．９９９９％除去する性能があり、第１室への吹出部は直径５ｍｍの穴を多数開けたパンチングメタル板製天井６のほぼ全面で面積５９０ｍｍ×１０８０ｍｍ、最大風速は吹出部の下２００ｍｍ位置で０．６５ｍ／秒である。第１室の容積は横１１５０ｍｍ×奥行き６８５ｍｍ×高さ９４０ｍｍで、第２室の容積は横１１５０ｍｍ×奥行き６８５ｍｍ×高さ６０５ｍｍである。第１の床１１を貫いて、胴体直径２６０ｍｍのスカラ型の搬送ロボット（ローツェ（株）製ＲＲ７１３型）１０を第２室の底部中央の底部フレーム２ｂ上に据え付けてある。第１の床１１は、直径４ｍｍの穴を多数開けたパンチングメタル板製で、搬送ロボット１０の周辺に０．５ｍｍ幅の隙間をあけて、搬送ロボット１０が上下及び回転運動できる様にした。
【００２４】
横方向の一方の壁面には、３００ｍｍウエハ収納カセット（以後「ＦＯＵＰ」と言う）を置くロードポート２０を２台設置し、そのポートドアを前記壁面のドア２１とした。ドア面積は３６０ｍｍ×３３５ｍｍで、その周囲にはドア閉時６ｍｍ幅の隙間が設けてあり、ドア２１が開きＦＯＵＰが壁厚み分前進する際、一時的に最大２０ｍｍ幅の隙間ができるが、停止するとＦＯＵＰとドア枠２３との間の隙間は６ｍｍ幅に収まる。その他の周囲の壁面は密閉とした。
【００２５】
底部フレーム２ｂは、ロボット台や制御機器等の機器を設置して、パンチングメタル板の第２の床１３を用いない場合が開口率最大で５３％であり、その底部フレーム２ｂの、外部への開放部分にパンチングメタル板を並べて、底部フレーム２ｂの開口率を変化させた。また、本実験では、第１の床１１と第２の床１３の開口率は、パンチングメタル製の床に板幅４０ｍｍのプラスチックテープを貼って変化させた。
【００２６】
〔測定〕
風速は、第１室のほぼ中央部天井から２００ｍｍ下の位置で、リオン（株）製風速計ＡＭ−０９Ｓ型を用いて測定した。差圧は、天井から約６００ｍｍ下で奥行き側壁の中央部から約３００ｍｍ内側で測定した。異物粒子は、パーティクルカウンター，日立電子エンジニアリング（株）製レーザダストモニターＴＳ３７００を用い、０．１μｍ以上の粒子について、２８．３Ｌ／分（＝１Ｃｕｂｉｃ Ｆｅｅｔ／ｍｉｎ．）でエアを１分間吸引してデータを取り、３回測定して平均した。搬送ロボット１０でウエハを移送しながら測定する場合は、サンプリング点として、天井下ほぼ４５０ｍｍの高さでアーム１７に接触せずなるべく中央に近い場所を選んだ。また、ウエハ下でのサンプリングは、第１室内で３００ｍｍウエハを搬送ロボット１０のアーム１７の先端部のフィンガー上に乗せたまま停止し、その直下でサンプリングした。
【００２７】
〔実施例１〕
第１の床１１として、４ｍｍφ孔が１辺８ｍｍの正三角形の各頂点に開けられたパンチング板（多孔板）を用い、その開口率は、搬送ロボット１０の胴体周縁の５ｍｍ幅の隙間と、ドア２１の周辺の６ｍｍ幅の隙間と、ドア２１の昇降通路部分とのすべての開口部を合算して２０％であった。底部フレーム２ｂ上には、搬送ロボット１０、電源装置１８、制御装置１２等を設置し、パンチング板の第２の床１３は特に置かず、その底部フレーム２ｂの開口率は５３％となった。
【００２８】
ファンフィルタユニット３からの吹き出し速度を、０．０５ｍ／秒から０．６５ｍ／秒まで変化させ、搬送ロボット１０を運転してウエハを２つのＦＯＵＰ間で移し変えしながらウエハのすぐ上で、またウエハを搬送ロボット１０のフィンガー上に載置したまま停止したウエハのすぐ下で、それぞれ清浄空気をサンプリングし、０．１μｍ以上の異物粒子数を計測して、表１に記入した。
第１室内と外部との差圧、第２室内と外部との差圧は、前記風速を変化させるたびに測定し、同じく表１に記入した。換気回数は第１室の容積で吹き出し風量を除して算出した。
表１に記された結果から、ウエハの上で、０．１ｍ／秒（換気回数６．４回／分）以上では異物粒子数は０で全く問題がない。一方、ウエハの下では、０．３ｍ／秒（換気回数１９．１回／分）では問題ないが、０．１ｍ／秒、０．５ｍ／秒、０．６ｍ／秒（換気回数３８．３回／分）では０．３個で、この範囲ではクラス１が満たされている。
【００２９】
〔実施例２〕
実施例１において、底部フレーム２ｂの一部に第２の床１３としてパンチング板を敷いて底部フレーム２ｂの開口率を２５％とした他は同様にし、結果は表１に纏めて示した。０．６５ｍ／秒の風速、ウエハ直下で０．３個が見られるのみで、他は全く問題ない。換気回数４．８回／分以下では換気不充分であるが、４１．５回／分まではクラス１が保たれ、第２の床の効果がある事が分った。
【００３０】
〔実施例３〕
実施例２において、第１の床の開口率を５％に絞った他は同様にし、結果は表１に纏めて示した。０．６ｍ／秒の風速でウエハ直下で０．３個、０．６５ｍ／秒の風速で（換気回数４１．５回）ウエハ直下で２．３個が見られるが、他は問題ない。即ち、０．１ｍ／秒から０．６ｍ／秒の範囲ではクラス１が満たされている。
【００３１】
〔実施例４〕
実施例１において、底部フレーム２ｂの一部に第２の床１３としてパンチング板を敷いて底部フレーム２ｂの開口率を１２％とした他は同様にし、結果は表１に纏めて示した。０．１ｍ／秒から０．６５ｍ／秒の範囲、換気回数６．４回／分からで換気回数４１．５回の範囲クラス１が満たされ、さらに高い換気回数でも良好である事を示唆している。
【００３２】
〔実施例５〕
実施例４において、幅４７０ｍｍ、高さ１５７７ｍｍのロードポートを１台外し、筐体２ａのロードポート側の壁に第１室と第２室とに亘って開口率１２．７％の開口部を設けた。上記壁の、第１室に面する部分に対するこの開口部の開口率は１３％であった。異物粒子数および差圧のデータは表１に纏めて示した。この結果、換気回数１２．８〜４１，５回／分の範囲で、第１室の差圧が０．１Ｐａ以上に保たれれば、第２室の差圧が０．１Ｐａを下回っても、ウエハ下部での異物粒子は全て１未満となり、クラス１が達成されていることが判明した。従って、本実施形態のクリーン移載装置のロードポート２０が故障しても、ファンフィルタユニット３を止めずにロードポート２０の交換作業を行えば、全く汚染させることなく、且つ、クリーン移載装置の運転を止めることなく、または短時間の停止で、その故障に対処し得ることが判明した。
【表１】
【発明の効果】
クリーン移載装置の中位部にあって搬送ロボットのアームのすぐ下に、空気の流通する第１の床を設けることにより、筐体底部に特に空気流通を制御するパンチング板等の第２の床を設けなくとも、換気回数５〜３８回／分の範囲では少なくとも０．１μｍ異物粒子に対しクラス１を保てる事がわかった。これは従来のクリーンブースの清浄度を１０倍以上上回るものである。ここで、筐体底部に一部でも第２の床としてパンチング板を用いると、空気の渦流が生起するウエハ裏側でも、異物粒子０個を実現でき、第１の床と筐体底部との開口率を所定の条件を満たすものとすることで、換気回数５〜４２回／分以上、０．１〜０．６５ｍ／秒以上の風速ですべてのデータが０個となり、０．１μｍ異物粒子に対しクラス０が実現でき、０．１μｍ線幅の半導体製造が可能となった。また、壁の開口率および外部に対する第１室の差圧を所定の条件を満たすものとすることで、ウエハが全く汚染されることなくロードポートの交換作業を行うことも可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の薄板状電子部品クリーン移載装置を具える薄板状電子部品製造設備を示す一部切欠き斜視図である。
【図２】本発明の他の一実施形態の薄板状電子部品クリーン移載装置を示す一部切欠き斜視図である。
【図３】図２に示すクリーン移載装置における、カセットを載置するロードポートを示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 薄板状電子製品製造システム
２ クリーン移載装置
２ａ 筐体
２ｂ 底部フレーム
３ ファンフィルタユニット
４ シロッコファン
５ ＵＬＰＡフィルタ
６ 清浄空気吹出口
７ カセット
１０ 搬送ロボット
１１ 第１の床
１２ 制御装置
１３ 第２の床
１４ ウエハ位置決め装置
１５ ウエハ
１６ 入出力装置
１７ ロボットアーム
１８ 電源装置
１９ 隔壁
２０ ロードポート
２１ ドア
２２ ステージ
２３ ドア枠
２４ 壁
２６ アーム関節部
２７ 胴体カバー
２８ 基台カバー
３０ 半導体処理装置
３１ 処理装置内搬送機
３２ ロードロック室
３３ ロードロック室ドア
３４ 処理チャンバー
Claims (11)
- 筐体内に開口するカセット内に収納された薄板状電子部品を、その筐体内にて、その筐体の天井に設けられたファンフィルタユニットからその筐体内に吹き出す清浄空気下で、その筐体内の搬送ロボットによって所定位置間で自動的に移載する装置において、
前記ファンフィルタユニットが、０．１μｍ以上の粒子を９９．９９９％以上除去するフィルタを具え、
前記筐体が、前記搬送ロボットの中位部にてその搬送ロボットのアームの下側に水平に配置された空気流通可能な第１の床を具え、前記ファンフィルタユニットとその第１の床との間に第１室を画成するとともに、外部に対し空気流通可能な筐体底部とその第１の床との間に第２室を画成することを特徴とする、薄板状電子部品クリーン移載装置。 - 前記第１室の壁が、上下に移動するドアを具え、
前記ドアのための、前記第２室側にあるドア通路が隔壁で覆われ、
前記第１室から前記第２室に流入する清浄空気が、前記ドア通路を経て直接前記筐体底部に排出されることを特徴とする、請求項１記載の薄板状電子部品クリーン移載装置。 - 前記第１室の壁に設けられたドア枠部とこれに隣接して設置される前記ドアとの間および／または前記ドア枠部とカセットとの間並びに、前記第１の床と前記搬送ロボットの胴体との間に、幅１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の隙間を設けることを特徴とする、請求項１または２記載の薄板状電子部品クリーン移載装置。
- 前記搬送ロボットが、
前記アームの関節部に設けられた発塵防止シール構造と、
前記アームを支持する胴体の降下作動に伴ってその胴体内の空気を下向きに排出する通気口と、
を具えることを特徴とする、請求項１から３までの何れか記載の薄板状電子部品クリーン移載装置。 - 前記筐体が、前記搬送ロボットの基台付近に水平に配置されて外部に対する前記筐体底部の開口率を変化させる空気流通可能な第２の床を具えることを特徴とする、請求項１から４までの何れか記載の薄板状電子部品クリーン移載装置。
- 前記第１の床の開口率が５％以上で５０％以下であり、且つ、前記筐体底部の開口率が５％以上で７０％以下であることを特徴とする、請求項１から５までの何れか記載の薄板状電子部品クリーン移載装置。
- 前記第１室の内圧が前記第２室の内圧より高く、
前記第２室の内圧が０．１Ｐａ以上であることを特徴とする、請求項１から６までの何れか記載の薄板状電子部品クリーン移載装置。 - 前記第１室の換気回数が１分間当り５回以上４５回以下であることを特徴とする、請求項１から７までの何れか記載の薄板状電子部品クリーン移載装置。
- 前記ファンフィルタユニットから前記第１室への前記清浄空気の吹出速度が０．１ｍ／秒以上で０．６５ｍ／秒以下であることを特徴とする、請求項１から８までの何れか記載の薄板状電子部品クリーン移載装置。
- 前記筐体の一方の壁に前記第１室および前記第２室の少なくとも一方に開口する開口部を持ち、
前記一方の壁に対する前記開口部の開口率が２０％以下であって、
前記第１室の内圧が０．１Ｐａ以上であり、
前記第１室の換気回数が１分間当り１０回以上４５回以下であることを特徴とする、請求項１から９までの何れか記載の薄板状電子部品クリーン移載装置。 - 請求項１から１０までの何れか記載の薄板状電子部品クリーン移載装置を具えることを特徴とする、薄板状電子製品製造システム。
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