JP2008269896A - 除電装置及び半導体製造装置並びに搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無電源で除電することができ、且つ、帯電物が損傷することを防止できる除電装置及び半導体製造装置並びに搬送装置を提供する。
【解決手段】除電装置１０は、放電針１２と、放電針１２を接地する接地線１４と、接地線１４に設けられ、電流又は電圧を制御する制御装置１６とを備える。放電針１２に帯電物１８が接近した際、放電針１２から帯電物１８に向けてイオンが放出されるとともに、放電針１２に流れる放電電流又は放電針１２にかかる放電電圧が制御装置１６によって制御される。
【選択図】 図１

Description

本発明は除電装置及び半導体製造装置並びに搬送装置に係り、特に半導体製造工場で半導体製品から静電気を除去する除電装置に関する。

半導体などの製造工場、特に高性能化・高集積化が進む半導体デバイスや大型化が進むフラットパネルディスプレイを製造する製造工場では、静電気によるデバイスの破壊や塵埃の付着が問題となっている。これらの静電気障害を防止するため、空気をイオン化して供給することによって、発生した電位を低減する除電装置が用いられている。

特許文献１には、ゴムチューブの側方に放電部材を設け、この放電部材をアースさせた減電装置が記載されている。この減電装置では、ゴムチューブ等が帯電した際にその反対電極の電荷が放電部材に発生する。そして、放電部材の電位がある程度まで高くなると、放電部材から空気イオンが発生するため、ゴムロール等の帯電物が除電される。したがって、特許文献１によれば、無電源で除電を行うことができる。
特開２００６−１５７０２号公報

しかしながら、特許文献１の除電装置は、帯電物に過剰な放電電流が流れて帯電物が損傷するおそれがあった。

本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、無電源で除電することができ、且つ、帯電物が損傷することを防止できる除電装置及び半導体製造装置並びに搬送装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、放電針と、該放電針を接地する接地線と、該接地線に設けられ、電流又は電圧を制御する制御装置とを備え、前記放電針に帯電物が接近した際に、前記放電針から前記帯電物に向けてイオンが放出されるとともに、該放電針に流れる放電電流又は前記放電針にかかる放電電圧が前記制御装置によって制御されることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、放電電流または放電電圧を制御する制御装置を設けたので、帯電物が過剰な放電によって損傷することを防止することができる。また、請求項１の発明によれば、電源を用いずに帯電物の静電気を除去することができる。

請求項２に記載の発明は請求項１の発明において、前記放電針は、その先端が装置表面の凹部内に設けられ、前記帯電物が前記装置表面に近接した際に前記放電針から前記装置表面に向けてイオンが放出されることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、装置表面の凹部内に放電針が設けられるので、帯電物が放電針に接触したり、放電針に近づきすぎたりすることを防止することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の除電装置を備えた半導体製造装置であって、前記帯電物は半導体製品であり、該半導体製品が除電されることを特徴とする。半導体製品は、放電によって過剰な電流が流れると、破損したり品質に影響したりするため、本発明を適用することが好ましい。

請求項４に記載の発明は、前記帯電物を搬送する搬送部を備えた搬送装置であって、前記搬送部に請求項１又は２に記載の除電装置が設けられることを特徴とする。請求項４の発明によれば、帯電物を搬送しながら、帯電物を除電することができる。

本発明によれば、放電電流または放電電圧を制御する制御装置を備えているので、帯電物が損傷することなく、帯電物の除電を行うことができる。

以下添付図面に従って本発明に係る除電装置及び半導体製造装置並びに搬送装置の好ましい実施形態について説明する。

図１は、本発明に係る除電装置を模式的に示す構成図である。同図に示す除電装置１０は主として、放電針１２、接地線１４、制御装置１６で構成される。

放電針１２は、金属等の導電材料によって針状または線状に形成されており、その先端が帯電物１８に向けて設置される。放電針１２は、接地線１４によって接地されており、その接地線１４の途中には制御装置１６が設けられる。制御装置１６は、流れる電流を制御するものであり、たとえば、サイリスタを使った電流リミッタが用いられる。図２に示すように、制御装置１６は、放電電圧が過剰に大きくなった場合にも、放電電流の設定値以上の電流が流れないように構成される。したがって、放電針１２に過剰な放電電流が流れることを防止することができる。なお、放電針１２を多数設けた場合には、各放電針１２に対して制御装置１６を設けるとよい。また、本実施の形態では、放電電流を制御する例で説明するが、放電電圧を制御するようにしてもよい。この場合には、放電針１２に設定値以上の放電電圧がかからないように、制御装置１６によって制御する。また、放電電圧を制御する場合には、多数の放電針１２を一つの制御装置１６に接続して同時に制御してもよい。

次に上述した除電装置１０の作用について説明する。

帯電物１８が放電針１２に接近すると、接地線１４を通って誘導電荷が放電針１２に移動し、放電針１２の電圧が上昇する。そして、放電針１２の電圧が所定値を超えた際に放電針１２からイオン１９が放出され、このイオン１９が帯電物１８に接触して帯電物１８が除電される。

その際、放電針１２の電圧上昇に伴い、放電針１２からの放電電流も上昇する。したがって、放電針１２の電圧が大き過ぎると、帯電物１８に過剰な電流が流れて損傷するおそれがある。

そこで、本実施の形態では、制御装置１６によって放電針１２に流れる電流を制御している。具体的には、放電電圧が上昇しても放電電流が設定値以上にならないようにしている。したがって、本実施の形態によれば、放電針１２に過剰な放電電流が流れることを防止することができ、帯電物１８の損傷を防止することができる。

図３は、本発明の除電装置１０が適用される半導体製造装置２０の構成を模式的に示す断面図である。

同図に示す半導体製造装置２０は、クリーンルーム設備の清浄室２２に設置される。清浄室２２の天井面には、複数台のＦＦＵ（ファンフィルタユニット）２４、２４…が設けられ、このＦＦＵ２４によって天井裏空間２６のエアが除塵されてダウンフローされる。清浄室２２の床面２８はグレーチング床になっており、ＦＦＵ２４からダウンフローされた清浄エアは、床面２８から床下空間３０に吸い込まれる。床下空間３０はリターンチャンバ３１を介して天井裏空間２６に連通されており、床下空間３０に吸い込まれたエアはリターンチャンバ３１を介して天井裏空間２６に送気され、再びＦＦＵ２４から清浄エアとして清浄室２２に吹き出される。これにより、清浄室２２には清浄エアが常にダウンフローされ、清浄室２２が高い清浄度に維持される。

清浄室２２内に設置される半導体製造装置２０は主として、密閉容器３２、ロードポート３４、搬送装置３６、ロードロック室３８、処理室４０を備える。密閉容器３２は、半導体製品（ウエハやプリント基板等の製造途中のものを含む）４２を収納して気密状態を保持する容器であり、その側面に開閉自在な扉（不図示）を備える。この密閉容器３２は、不図示の自走台車によって搬送され、扉が半導体製造装置２０側（図３の左側）となるようにしてロードポート３４に載置される。

ロードポート３４は、半導体製造装置２０の入口部であり、ロードポート３４上に載置された密閉容器３２の扉を所定のタイミングで開閉するように構成される。すなわち、ロードポート３４は、搬送装置３６が密閉容器３２内の半導体製品４２を取り出す際、または、搬送装置３６が半導体製品４２を密閉容器３２の内部に収納する際に、密閉容器３２の扉を開閉するように構成される。

搬送装置３６は、ロードポート３４とロードロック室３８との間に設けられたミニエンバイロメント４４内に配置される。ミニエンバイロメント４４は、側方が全て仕切られており、その天井面にはＦＦＵ４６が設けられる。このＦＦＵ４６によってミニエンバイロメント４４外のエアが除塵されてミニエンバイロメント４４内にダウンフローされ、ミニエンバイロメント４４内が高い清浄度に維持される。

搬送装置３６は、半導体製品４２を把持するロボットハンド４８を備え、このロボットハンド４８によって半導体製品４２が把持し、ロードポート３４とロードロック室３８との間で半導体製品４２を搬送するように構成される。

ロードロック室３８は、処理室４０に半導体製品４２を搬入・搬出するための装置であり、処理室４０とミニエンバイロメント４４とで圧力が異なる場合に圧力の調節が行われる。処理室４０は、半導体製品４２に様々な処置を施す装置部分であり、たとえば洗浄処理等が行われる。

ところで、ロボットハンド４８、ロードロック室３８、処理室４０には、本発明の除電装置１０が設けられる。すなわち、図４に示すようにロボットハンド４８は、半導体製品４２を載置するための載置面（装置表面に相当）４８Ａを有し、この載置面４８Ａに複数の凹部４８Ｂが形成され、凹部４８Ｂの内部に放電針１２が設けられる。放電針１２は、半径０．２〜１ｍｍの針状のものが用いられ、その尖端が載置面４８Ａに向けて配置される。また、放電針１２は、互いの放電に影響しないように、所定の間隔（１〜６ｍｍ程度）で配置される。放電針１２の先端と載置面４８Ａとの距離は、放電に適した距離（たとえば、１〜６ｍｍ）に設定される。放電針１２には、接地線１４が接続されており、各接地線１４に制御装置１６（一個のみ図示）が設けられる。なお、放電針１２は、その先端が載置面４８Ａの凹部４８Ｂの内部に配置されていればよく、たとえば、ロボットハンド４８に上下に貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔に下側から放電針１２を装着して、放電針１２の先端が貫通孔の内部に配置されるようにしてもよい。

図５に示すように、ロードロック室３８は、床面（装置表面に相当）３８Ａに凹部３８Ｂが形成され、この凹部３８Ｂの内部に放電針１２が配置される。また、ロードロック室３８の天井面３８Ｃには放電針１２が突出して設けられる。各放電針１２には、接地線１４が接続され、各接地線１４に制御装置１６（上下一個ずつのみ図示）が設けられる。制御装置１６は、半導体製品４２が損傷しないような放電電流に制御し、たとえば半導体製品４２が銅箔厚０．０３５ｍｍを有するプリント基板の場合には導体幅によって設定し、導体幅が０．２５ｍｍの場合は５Ａ未満、０．５０ｍｍの場合は７Ａ未満、１．０ｍｍの場合は１６ｍｍ未満に設定する。

図６に示すように、処理室４０は、床面（装置表面に相当）４０Ａに凹部４０Ｂが形成され、この凹部４０Ｂの内部に放電針１２が配置される。また、処理室４０の天井面４０Ｃ及び側面４０Ｄには放電針１２が突出して配置される。各放電針１２には、接地線１４が接続され、各接地線１４に制御装置１６が設けられる。

次に上記の如く構成された半導体製造装置２０の作用について説明する。

密閉容器３２内の半導体製品４２は、ロボットハンド４８によって取り出され、ロードロック室３８に搬送される。その際、半導体製品４２が帯電することがあるが、ロボットハンド４８には放電針１２が設けられているので、半導体製品４２（帯電物）が放電針１２に接近することによって、接地線１４を通って誘導電荷が放電針１２に移動し、放電針１２の電圧が上昇する。そして、放電針１２の電圧が所定値を超えた際に放電針１２からロボットハンド４８の載置面４８Ａに向けてイオンが放出され、このイオンが半導体製品４２に接触して静電気が除去される。

その際、放電針１２の電圧上昇に伴い、放電針１２からの放電電流も上昇するが、制御装置１６によって放電針１２に流れる電流が制御されるので、放電針１２に過剰な放電電流が流れることを防止でき、半導体製品４２を損傷することなく、除電することができる。

また、放電針１２が載置面４８Ａの凹部４８Ｂの内部に設けられているので、半導体製品４２が放電針１２に接触したり、近づき過ぎたりすることを防止できる。したがって、半導体製品４２に流れる放電電流が不必要に増加することを防止できる。

除電された半導体製品４２は、ロードロック室３８の内部においても同様に除電される。すなわち、ロードロック室３８には放電針１２が設けられているので、半導体製品４２が放電針１２に接近することによって、接地線１４を通って誘導電荷が放電針１２に移動し、放電針１２からロードロック室３８内の半導体製品４２に向けてイオンが放出され、このイオンが半導体製品４２に接触して静電気が除去される。その際、放電針１２の電圧上昇に伴って放電針１２からの放電電流も上昇するが、制御装置１６によって放電針１２に流れる電流が制御されるので、放電針１２に過剰な放電電流が流れることを防止でき、半導体製品４２が損傷することを防止できる。さらに、ロードロック室３８の下面の放電針１２は凹部３８Ｂ内に設けられるので、半導体製品４２が放電針１２に接触したり、半導体製品４２が放電針１２に近づき過ぎたりすることを防止でき、半導体製品４２に過剰な放電電流が流れることを確実に防止できる。

このように、密閉容器３２内の半導体製品４２をロードロック室３８に搬送する際、半導体製品４２が帯電しても、ロボットアーム４８やロードロック室３８に設けた除電装置１０によって半導体製品４２を除電して搬送することができる。

ロードロック室３８に搬送された半導体製品４２は処理室４０に移送され、処理室４０の内部で各種の処理が施される。その際、半導体製品４２が帯電することがあるが、処理室４０に放電針１２が設けられているので、半導体製品４２を除電することができる。すなわち、半導体製品４２が放電針１２に接近することによって、接地線１４を通って誘導電荷が放電針１２に移動し、放電針１２から処理室４０内の半導体製品４２に向けてイオンが放出され、このイオンが半導体製品４２に接触して静電気が除去される。この場合にも放電針１２の電圧上昇に伴って放電針１２からの放電電流も上昇するが、制御装置１６によって放電針１２に流れる電流が制御されるので、放電針１２に過剰な放電電流が流れることを防止でき、半導体製品４２を損傷することなく、除電することができる。

処理室４０で処理された半導体製品４２は、ロードロック室３８に移送された後、ロボットアーム４８によって密閉容器３２に搬送される。この場合にも半導体製品４２が帯電することがあるが、ロードロック室３８及びロボットアーム４８に放電針１２が設けられているので、半導体製品４２を除電することができる。

このように本実施の形態の半導体製造装置２０によれば、ロボットハンド４８、ロードロック室３８、処理室４０に放電針を設け、この放電針１２を接地線１４で接地させ、且つ、接地線１４に制御装置１６を設けたので、半導体製品４２が帯電した場合にもすぐに除電することができ、且つ、除電時に半導体製品４２が損傷することを防止できる。よって、本実施の形態によれば、高品質の半導体製品４２を製造することができる。

図７は、本発明が適用された搬送装置５０を示す斜視図であり、図８は、支持板５２の断面図である。

これらの図に示す搬送装置５０は、製品５４をカセット５６内に収納、又はカセット５６から取り出す装置である。カセット５６の内部には、幅方向の両側面に棚５８、５８…が形成されており、この棚５８に製品５４の両端部が係合されて収納される。

また、搬送装置５０は、本体６０と、本体６０に回動自在に支持されたアーム６２と、アーム６２の先端に設けられた支持板５２とで構成される。図７に示すように支持板５２の上面５２Ａには、凹部５２Ｂが形成されており、この凹部５２Ｂの内部に放電針１２が設けられる。放電針１２は接地線１４を介して接地され、接地線１４には制御装置１６が設けられる。

上記の如く構成された搬送装置５０によれば、製品５４をカセット５６内から取り出す際、または、製品５４をカセット５６内に収納する際に、製品５４が帯電することがあるが、支持板５２に放電針１２が設けられているので、製品５４が放電針１２に接近した際に、放電針１２から製品５４に向かってイオンが放出され、製品５４が除電される。この場合にも、制御装置１６によって、製品５４に過剰な放電電流が流れることを防止することができる。したがって、搬送装置５０によれば、製品５４を損傷することなく除電して搬送することができる。

本発明に係る除電装置の構成を模式的に示す構成図 制御装置の制御を説明する説明図 本発明が適用される半導体製造装置の構成を模式的に示す断面図 図３のロボットハンドの断面図 図３のロードロック室の断面図 図３の処理室の断面図 本発明が適用された搬送装置を示す斜視図 図７の支持板の断面図

符号の説明

１０…除電装置、１２…放電針、１４…接地線、１６…制御装置、１８…帯電物、２０…製造装置、２２…清浄室、２４…ＦＦＵ、３２…密閉容器、３４…ロードポート、３６…搬送装置、３８…ロードロック室、４０…処理室、４２…半導体製品、４４…ミニエンバイロメント、４８…ロボットハンド、５０…搬送装置、５２…支持板、５４…製品、５６…カセット、５８…棚、６０…本体、６２…アーム

Claims (4)

1. 放電針と、該放電針を接地する接地線と、該接地線に設けられ、電流又は電圧を制御する制御装置とを備え、
   前記放電針に帯電物が接近した際に、前記放電針から前記帯電物に向けてイオンが放出されるとともに、該放電針に流れる放電電流又は前記放電針にかかる放電電圧が前記制御装置によって制御されることを特徴とする除電装置。
2. 前記放電針は、その先端が装置表面の凹部内に設けられ、前記帯電物が前記装置表面に近接した際に前記放電針から前記装置表面に向けてイオンが放出されることを特徴とする請求項１に記載の除電装置。
3. 請求項１又は２に記載の除電装置を備えた半導体製造装置であって、
   前記帯電物は半導体製品であり、該半導体製品が除電されることを特徴とする半導体製造装置。
4. 前記帯電物を搬送する搬送部を備えた搬送装置であって、
   前記搬送部に請求項１又は２に記載の除電装置が設けられることを特徴とする搬送装置。

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