JP2006347734A - 貯蔵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の貯蔵装置では、貯蔵装置上部に備える送風装置により保管棚の天井部と背面壁から清浄気体を流していたために、搬送ロボット等の動作により装置内に塵埃が舞って、保管棚に収納されている基板上に塵埃が付着することがあり、また保管棚に積載されたウエハ用カセットの背面壁から清浄気体を流しても乱流が発生して塵埃（パーティクル）が滞留する不具合があった。
【解決手段】本発明の貯蔵装置は、前面開口部が一定方向となるように並列して、また、移動可能である複数の基板保管棚と、保管棚が並ぶ方向に沿って移動でき、保管棚に収容される基板の受け渡しを行う搬送ロボットとを備えており、この貯蔵装置は、内部を高清浄に保つことができるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、高清浄な環境で取り扱われる基板等を貯蔵・搬送する装置に関するものである。
本発明は、貯蔵・搬送を行う際に高い清浄環境を必要とする物品のいずれにも適用可能であり、特に電子部品であるＬＣＤの基板やＬＳＩの原版となるレチクル等をあげて説明するが、これは例示のためであり、本発明を限定するものではない。

半導体デバイスの製造工程において、ＩＣ、ＬＳＩ等の集積基板の表面に回路パターン転写するフォトリソグラフィーは、一般にスピンコータ等により基板の表面に感光剤（フォトレジスト）を塗布するレジスト塗布工程を行い、基板を加熱してフォトレジストから有機溶剤を除去するプリベーク工程を行い、フォトマスクを通して基板に光を照射する露光工程を行い、露光の有無による溶解度差によりレジストパターンを得る現像工程を行い、最後に、レジストパターンのついた基板を焼きしめするポストベーク工程等により行われる。このような工程は清浄な環境で行われるが、特にフォトマスクであるレチクルに塵埃が付着すれば、塵埃の陰が基板上に露光されて不具合を含む製品を量産することとなるため、高清浄な環境（クリーンルーム）で各種処理及び貯蔵、並びに貯蔵装置から露光処理装置までの搬送される必要がある。このような基板を貯蔵する従来の貯蔵装置１（ストッカ）として特許文献１（図１）があり、この貯蔵装置１について図５を参照して説明する。この貯蔵装置１は、ウエハ（ウェハー）（以下、基板と称する。）９用のカセット２を高さ方向及び横方向に積載する保管棚３を有しており、カセット２内の基板９を取り出すために搬送ロボット４（ストッカ用ロボット）を備える。この搬送ロボット４は、保管棚３に対して平行する平面内で移動するため、保管棚３に沿って移動するための直線移動手段１２（走行レール）が敷設されると共に、高さ方向への移動を可能にする昇降手段１３を備える。また、貯蔵装置１上部に備える清浄気体供給手段８（送風装置）により保管棚３の天井部と背面壁から清浄気体（清澄用の風）を送風することができる。この清浄気体供給手段８から背面壁１６へ送風する際に、送風路２１内の送風が逆流しないようにするために調整手段２２を備える。この調整手段２２は送風路２１の開口率を下げることで、送風路２１内の圧力を調整するものである。

特開２００２−３４３８４６号公報

特許文献１の貯蔵装置１では、保管棚３の背面壁１６からと貯蔵装置１上部に備える清浄気体供給手段８により下方に向かって、清浄気体が層流となるように送風することで内部環境を清浄に保っている。しかし、この貯蔵装置１では、搬送ロボット４を保管棚３に対面して備えるため、搬送ロボット４の動作により装置内に塵埃が舞って、基板９上に塵埃が付着する不具合が生じていた。また、基板９を収納するカセットの形状は複雑であり、カセット２の背面壁１６から清浄気体を流しても層流とならず、乱流が発生して塵埃（パーティクル）が滞留する不具合が生じる問題が生じている。

また、この貯蔵装置１では、清浄気体供給手段８から送風される気流がダウンフロー（天井部から装置下部のグレーチングから気流が抜ける一方向の流れ）を、装置全体に常時一定に保って流す必要があり、余計な設備とランニングコストを要していた。

この貯蔵装置１では、保管棚３上に基板９を収納するカセット２ごと載置するものであり、１つの保管棚３に収容できる基板９の数が制限され、フットスペースが小さくて収容可能枚数の多い貯蔵装置１が望まれている。さらに、基板９の製造工場のレイアウト変更にともって保管棚３を増設する場合、搬送ロボット４を保管棚３に沿って移動するための直線移動手段１２を延長して敷設する必要があり、搬送ロボット４の動作制御、停止精度等の問題から延長できる距離に限界があった。

本願発明の貯蔵装置は、基板を内部に収容する保管棚と、該保管棚内部から基板の受け渡しを行う搬送ロボットを備える。この貯蔵装置では、複数の保管棚の前面開口部が一定方向となるように並列して備え、各保管棚には、基板に清浄気体を供給する清浄気体供給手段と、該保管棚を移動する移動手段とを備える。搬送ロボットは、複数の該保管棚の側部周辺であって、該保管棚が並ぶ方向に沿って移動する直線移動手段と、高さ方向に移動する昇降手段とを備える。清浄気体供給手段は、圧力調節室に清浄気体を供給し、基板収納領域の背面壁から基板収納領域へ噴出することができる。

本願発明の貯蔵装置は、並列する複数の前記保管棚の間に隔壁を備えることもできる。これにより、清浄気体供給手段により背面壁から基板収納領域へ噴出した清浄気体を隔壁に沿って貯蔵装置の下部へと送風し、貯蔵装置下部に備える吸気口から清浄気体供給手段に送風する清浄気体を循環させて、保管棚内部を清浄に保つことができる。

清浄気体供給手段は、保管棚の下部に備える送風機、例えば、シロッコファンにより、保管棚の下部であって前面開口部側に備える吸気口から簡易なフィルタを介して吸気を行い、基板収容領域の背面壁により隔てられた気圧調整室を通って、さらに、ステンレス等の多数の孔を備えた金属平板や、多孔質のＳＵＳ、アルミ等で形成する平板から基板収容領域に送風するものである。また、背面壁の気圧調整室側や、送風機の排気口に塵埃の通過を遮断するフィルタを備える。フィルタは、たとえば、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ等が用いられる。

前述した貯蔵装置により、基板を清浄に保つ２つの方法を提案する。第一の方法として、貯蔵装置上部に別途備える清浄気体供給手段により、貯蔵装置の下方に向かって送風することによって装置下部から外部へと排出を行う方法であり、第二の方法として、保管棚の全面開口部に面して隔壁を備えることで、保管棚の基板収容領域と隔壁により、外部雰囲気からほぼ隔離した略密閉空間を形成して、排気した気体を保管棚下部に備える送風機の吸気口から吸気すること密閉空間内の上部から下部へ気流を作り出す方法である。

搬送ロボットは、前面開口部が一定方向となるように並設する複数の該保管棚の側部周辺であって、該保管棚が並ぶ方向に沿って移動する直線移動手段と、高さ方向に移動する昇降手段とを備える。この搬送ロボットに備える直線移動手段は、保管棚に沿って移動するための手段であり、この直線移動手段は、例えばラックとピニオンからなるもの、ボールネジ軸により動作するもの、ワイヤを用いて駆動可能であるもの、並びにリニア駆動できるもの、公知の手段があげられる。この直線移動手段の可動台上には搬送ロボットを昇降するための昇降手段、例えば、直線移動手段と同様の機構を有するものを備える。また、この搬送ロボットに備える昇降手段は、搬送ロボットをその上に備える可動部材をモータの作動によりボールネジ軸を連動して高さ方向に移動させる手段であり、直線移動手段と同様の手段を用いることができる。この昇降手段の昇降台上に備える搬送ロボットは、例えば、スカラ型ロボットであり、昇降台上に設置する基台の上部に下アームと、さらにその上部に上アーム備えて、これらのアームを回動することでアーム上部先端に備える保持部を直線若しくは曲線動作することで基板の受け渡しを行うものである。

本願発明の保管棚は、清浄気体供給手段からの清浄気体を一端、基板を収納する領域の背後に備える圧力調整室に送り、基板の収容領域の背面壁の噴出口から所定量以上の流量で噴出することができる。さらに、噴出する流量を調整するため、噴出口の孔直径を送風装置からの距離に応じて変更することにより、また、孔の数を変更することにより調整を行う。

また、本願発明の貯蔵装置では、保管棚の上部に大型の清浄気体供給手段を備えることで、装置上部から下部に向けて層流となるように清浄気体を流すこと（以下、ダウンフローと称する。）により、基板の収容領域からの排気は、ダウンフローと共に下方へと流されることとなる。さらに、保管棚と隣り合う保管棚との間であって、保管棚の前面開口部の正面に隔壁を備えることで、ダウンフローがこの隔壁に沿って流れるため、隣接する保管棚が移動手段の作動により移動した際に、舞い上がる塵埃の影響を受けることなく清浄に保つことができる。

また、保管棚の内部を清浄に保つための別の手段として、隔壁と保管棚の基板収容領域との間に、基板に吹き付けた後の排気を下方に向かって流すための空間を備えるとともに、隔壁と保管棚と僅かの隙間をあけてほぼ密閉することで外気（保管棚の外側の気体）の流入を防ぎ、この排気は清浄気体供給手段の吸気口に吸気することで再度清浄化され、保管棚内を循環する方法を提案する。

なお、本願発明で、清浄気体はフィルタを通った後の塵埃を含まない空気、ドライエアであり、貯蔵装置内部を窒素等の不活性ガスで満たす場合には、不活性ガスである。

従来の貯蔵装置では、貯蔵装置全体に清浄気体を流す必要があったのに対して、本願発明の貯蔵装置では、基板をさらに清浄なほぼ密閉した環境（ミニエンバイロメント）で貯蔵する保管棚に備えて保管中にパーティクルによる汚染を防止するとともに、その保管棚に直接基板を収納して、保管棚を移動可能とすることで省フットスペースであり、収容数が多い装置を提供することができる。つまり、この貯蔵装置では、保管棚に対面して搬送ロボットを備えていないため、搬送ロボットや、その他周辺機器が動作する際に舞い上がった塵埃による影響は、収容された基板には及ぶことがない。また、保管棚を直線移動手段が延在する方向に増設するとしても、従来の貯蔵装置のものほど長く延在させる必要はない。

また、本願発明の貯蔵装置では、清浄気体供給手段からの清浄気体を一端、圧力調整室に送り、噴出口から所定量以上の流量で噴出することで、常時基板収容領域を清浄な状態に保つことができる。また、保管棚の前面開口部に面して隔壁を備えることで、清浄気体供給手段が基板に吹き付けた気体を、再度吸気口により回収して循環することができ、これにより、送風する駆動力を最小にして、保管棚内を効率よく清浄環境に保つことができ、保管棚の上部に清浄気体供給手段を別途設ける必要が無い。

図１は、本願発明の貯蔵装置１を示す斜視図である。この貯蔵装置１は、上下左右に複数の基板９を収納する保管棚３と、保管棚３に沿って移動可能である搬送ロボット４を備える。この貯蔵装置１では、搬送ロボット４が移動できる面内に垂直する方向に４列並んで保管棚３を備え、この保管棚３が搬送ロボット４の移動方向に対して垂直方向に移動する手段をその上部及び下部に備える。貯蔵装置１の保管棚３には、基板を載置するための複数の棚段５を保管棚３の内部に備え、保管棚３を４列組み合わせたものを１組として、その前面開口部６が一定方向に向けて、隣り合う組の保管棚３との間に僅かな隙間を有して備える。また、保管棚３は上部に前面開口部６に対して左右方向に移動可能にする移動手段７を天井部材１８に備える。この貯蔵装置１では、上部と下部に移動手段７、１７を備えるが、何れか一方を備えればよい。

この貯蔵装置１には、前面開口部６に面して隔壁１０を備える。これにより、保管棚３の背面壁１６から噴出された清浄気体が基板に吹き付けた後、この隔壁１０に沿って下方へと送風することができる。

この貯蔵装置１に備える搬送ロボット４は、複数並ぶ保管棚３に沿って移動するための直線移動手段１２と、搬送ロボット４を高さ方向への移動するための昇降手段１３を備える。これにより、棚段５上に載置する基板９を取り出して、各種処理装置へ運搬するためのカセット２内へと搬送することができる。

この直線移動手段１２の上方である天井部材１８に清浄気体供給手段８を備える。これにより、移動手段７，１７の作動により保管棚３を直線移動手段１２側に移動した際にも貯蔵装置１の上部から清浄気体が供給されて、保管棚３の内部を正常に保つことができる。

図２は、本願発明の貯蔵装置１を示す平面図である。この図は、保管棚３を直線移動手段１２側に移動するとともに、点線で示す搬送ロボット４がカセット２の載置台１４付近で待機する状態から、その保管棚３の正面まで移動した状態を示す。搬送ロボット４により基板９を保持した後に、図中点線で示す位置へ移動して、カセット２内へ基板９を搬送することができる。

図３は、保管棚３の内部における気流を示す垂直断面図である。この保管棚３の前面開口部６に面して、保管棚３の基板収納領域を外側雰囲気とほぼ遮断するための隔壁１０を備える。清浄気体供給手段８により清浄気体は、保管棚３の内部に備える圧力調整室１５に送風され、フィルタ１９を有する背面壁１６を通して基板収容領域へと送風される。基板収容領域の基板９に吹き付けられた清浄気体は、図中白抜き矢印が示すように、保管棚３の前面開口部６に面して備える隔壁１０に沿って、下部の清浄気体供給手段８の吸気口１１により下方に向かって流れ、清浄気体供給手段８へと再び取り入れられて、循環される。

図４は、図３の保管棚３が保管棚３内部で清浄気体を循環するのに対して、貯蔵装置１の上部に清浄気体供給手段８をさらに備えて、保管棚３の前面開口部６と隔壁１０の間に清浄気体を流す点で異なるものである。このため、隔壁１０と保管棚３の前面開口部６との間には清浄気体を流すための適当な空間を備え、清浄気体は隔壁１０に沿って下方に向かって流れる。これにより、基板９に吹き付けられた気体もまた下方に向かって流れることとなる。

本願発明の貯蔵装置を示す斜視図である。 本願発明の貯蔵搬送装置を示す平面図である。 保管棚の内部の気流を示す断面図である。 図３と異なる保管棚の内部の気流を示す垂直断面図である。 従来の基板搬送装置を示す斜視図である。

符号の説明

１ 貯蔵装置
２ カセット
３ 保管棚
４ 搬送ロボット
５ 棚段
６ 前面開口部
７ 移動手段（上部）
８ 清浄気体供給手段
９ 基板
１０ 隔壁
１１ 吸気口
１２ 直線移動手段
１３ 昇降手段
１４ 載置台
１５ 圧力調整室
１６ 背面壁
１７ 移動手段（下部）
１８ 天井部材
１９ フィルタ

Claims (3)

1. 基板を内部に収容する保管棚と、該保管棚内部から基板の受け渡しを行う搬送ロボットを備える貯蔵装置であって、
   複数の保管棚の前面開口部が一定方向となるように並列して備え、各保管棚には、基板に清浄気体を供給する清浄気体供給手段と、該保管棚を移動する移動手段とを備えて、
   該搬送ロボットは、
   複数の該保管棚の側部周辺であって、該保管棚が並ぶ方向に沿って移動する直線移動手段と、高さ方向に移動する昇降手段とを備えることを特徴とする貯蔵装置。
2. 並列する複数の前記保管棚の間に隔壁を備え、
   前記清浄気体供給手段により背面壁から基板収納領域へ噴出した清浄気体を該隔壁に沿って貯蔵装置の下部へと送風し、貯蔵装置下部に備える吸気口から清浄気体供給手段に送風することを特徴とする請求項１記載の貯蔵装置。
3. 前記背面壁に取り付けたフィルタを通って清浄気体を噴出することを特徴とする請求項２記載の貯蔵装置。