JP2010003867A - 搬送用局所クリーンルーム、およびミニエン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、稼働操作・故障修理・各種メンテナンス作業などで流入する外気に含まれる塵埃や搬送用ロボットから出る塵埃で筐体内が汚染されないように防止できる搬送用局所クリーンルーム、およびミニエン装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、搬送用局所クリーンルームにおいて、搬送用ロボットが収まるクリーンな空間をもつ筺体の床面に設けられ、筺体の上側に備えたファンフィルタユニットから送られるクリーンエアーを排出する空気排出開口部と、空気排出開口部の開口率を調節する開口調節機構を備え、ファンフィルタユニットの送風量や開口率を調節して筺体の内側気圧を外側気圧より高い陽圧に保つことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造装置、半導体検査装置で製造／検査されたウェーハ等を搬送用密閉容器に移すミニエン装置やＣＤの製造／検査設備を含む搬送用局所クリーンルームに関し、詳しくは、局所的に清浄空間を作る局所クリーンルームのクリーン環境を保持することに関する。

ウェーハ径が３００ｍｍ、４５０ｍｍなど大口径化にともない、塵埃などの異物の影響が大きくなる。その分、ウェーハの歩留まりも低下する。そのため、半導体製造装置の設置される部屋のクリーン度向上が必要である。しかし、コスト面の負担が大きく困難な状況であるため、局所クリーン化システムを持つミニエンシステムが使用されている。

ミニエンシステムは通常、密閉度の高い装置とされ、内部を陽圧に保持することで外部からの塵埃など異物の挿入を防止し、クリーン度はＪＩＳクラス１程度まで清浄化される。

ミニエンシステム内部の陽圧は、ファンとフィルタから成るファンフィルタユニット（以下ＦＦＵ）からのクリーンな空気をダウンフローで送り込むことで行われ、ＦＦＵの風量とミニエンシステム下部の排気機構によって排気量を変化させることにより気圧調整し、ミニエンシステム内を一定の陽圧に制御している。陽圧はミニエンシステム内部と外部の気圧をそれぞれ検出器で検出し差圧計で監視する。

ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）が備えられたミニエンシステムは、例えば、特開２００７−２２０７７３号公報（特許文献１）に示されている。

特開２００７−２２０７７３号公報

上記特許文献１には、ミニエン装置の排気量を制御してファンフィルタユニット（ＦＦＵ）からの送風流量を変えることなく、ミニエン装置内の安定した気流状態を作り、ミニエン装置の内部で塵埃が拡散しないようにしている。

また一般的なミニエン装置では、通常運転中には局所クリーンルームの内部気圧を２．０Ｐａ程度の陽圧に保持している。このミニエン装置は、稼働操作・故障修理・各種メンテナンス作業のために、局所クリーンルームを形成する筐体の蓋体・点検用扉を開けると、筐体内の気密が解かれて筐体内を陽圧に保持することが困難になる。

筐体内の圧力が外部圧を下回ると、その開けられた開口部から外部の塵埃を含んだ空気が流入し筐体内が汚染されクリーン度が低下する。また、稼働操作では搬送用ロボットからも出る塵埃も筐体内を汚染する。

一旦汚染されてしまうと、筐体内部の凹凸部などに塵埃が入り込み付着してしまい、それを取り除いて、再度ＪＩＳクラス１程度までクリーン度を上げることは容易ではなく、生産性に大きく影響を及ぼすことになる。

本発明は、上記の課題に鑑み、稼働操作・故障修理・各種メンテナンス作業などで流入する外気に含まれる塵埃や搬送用ロボットから出る塵埃で筐体内が汚染されないように防止できる搬送用局所クリーンルーム、およびミニエン装置を提供することを目的とする。

本発明は、搬送用局所クリーンルームにおいて、搬送用ロボットが収まるクリーンな空間をもつ筺体の床面に設けられ、筺体の上側に備えたファンフィルタユニットから送られるクリーンエアーを排出する空気排出開口部と、空気排出開口部の開口率を調節する開口調節機構を備え、ファンフィルタユニットの送風量や開口率を調節して筺体の内側気圧を外側気圧より高い陽圧に保つことを特徴とする。

本発明によれば、ファンフィルタユニットの送風量や開口率を調節して筺体の内側気圧を外側気圧より高い陽圧に保たれるので外気の流入が抑えられ、筐体内の汚染防止が図られる。また、高い陽圧に保たれた筺体からの排気にともに筺体内で発生する塵埃が排出されるので、筐体内の汚染防止が図られる。

本発明を実施するための最良の形態を具体的な実施例によって説明する。

本発明は、半導体製造装置、半導体検査装置で製造／検査されたウェーハ等を搬送用密閉容器に移すミニエン装置やＣＤの製造／検査設備を含む搬送用局所クリーンルームに関するものであるが、以下に述べる実施例は本発明をミニエン装置に適用したものである。

図１は本発明の実施例に係るミニエン装置の概略構成を示している。

図１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、ミニエン装置の外郭を形成する筺体１００は、内部に局所クリーンウェーハ搬送室１０１（クリーンな空間）を有する。クリーンな空間の局所クリーンウェーハ搬送室１０１には、ウェーハを搬送する搬送ロボット１０２が収まる。

局所クリーンウェーハ搬送室１０１の上側に設けられたファンフィルタユニット１０３（ＦＦＵ）は、送風ファン１０３ａ、清浄用フィルタ１０３ｂを有する。このファンフィルタユニット１０３によって、清浄された空気が局所クリーンウェーハ搬送室１０１内に送風される。送風ファン１０３ａは、回転数を変えて風量調節が行われる。

ロードポート１１０は、筺体１００の前面に設けられる。ウエーハ等を収納して運ぶ搬送密閉容器１１１はロードポート１１０に載置してウエーハ等の製品が出し入れされる。ロードポート１１０は出入開口部を開閉する蓋体１１０ａを有する。この蓋体１１０ａは気密性があり、蓋体１１０ａを閉じると、筺体１００は気密が保たれ、塵埃の出入りが遮断される。

搬送密閉容器１１１への製品の出し入れは、ロードポート１１０の蓋体１１０ａ、および搬送密閉容器１１１の蓋（図示せず）を開いて行う。製品の出し入れ作業は、専ら搬送ロボット１０２がする。

空気排出開口部１０４は筐体１００の床面に設けられる。この空気排出開口部１０４を開け閉めする開口率調整機構１０５は、モータ１０５ａ、回転シャフト１０５ｂ、弁体１０５ｃを有する。モータ１０５ａの回転で、回転シャフト１０５ｂに取り付けられた弁体１０５ｃが回転する。モータ１０５ａは、後述する制御コントローラで制御される。弁体１０５ｃが図１の（ｃ）に示す実線の状態では空気排出開口部１０４は閉鎖され、点線の状態では全開になる。空気排出開口部１０４の開口率は、弁体１０５ｃの回動角度によって変えられるようになっている。

３つの弁体１０５ｃをもつ開口率調整機構１０５は、図１の（ａ）に示すように、一対
備えられている。一対の開口率調整機構１０５は、一緒にまたは同時に動かして開口率の調整を行う。

図１の（ｃ）に示すように、筐体１００の内側には内気圧センサ１０７、外側には外気圧センサ１０８が備えられる。制御コントローラ１０６を収めた制御箱１２０は、筺体１００の右側面に備えられる。内気圧センサ１０７、外気圧センサ１０８が測定した差圧を表示する差圧計１１５は、図１の（ｂ）に示すように、制御箱１２０に設けられる。差圧計１１５の表示で、ミニエン装置の気圧状態を容易に確認できる。

点検用扉１０９は、筺体１００の左側面に備えられる。この点検用扉１０９は通常では閉じられている。ミニエン装置の点検や修理に際して点検用扉１０９は開かれる。点検用扉１０９は蓋体１１０ａや弁体１０５ｃに比べ大きい。１０９ａの点線表示は点検用扉１０９が開かれた状態を示している。点検用扉１０９は筐体１００の側面の１面又は２面以上に設けることができる。

上位装置１１２（半導体製造装置や半導体検査装置）は、図１の（ｃ）に示すように、筺体１００の後面側に密接するように置かれる。半導体製造装置や半導体検査装置で製造／検査されたウエーハ等の製品は搬送ロボット１０２を用いて搬送密閉容器１１１に移される。また、その逆の移動も搬送ロボット１０２を用いて行われる。

筺体１００の局所クリーンウェーハ搬送室１０１は、ファンフィルタユニット１０３（ＦＦＵ）の運転で外部の気圧より高い陽圧に維持してクリーンな空間が保たれている。筺体１００の外側気圧が１Ｐａとすると、内側気圧が２〜３Ｐａで、２〜３倍となっている。この気圧差により、外部の空気が局所クリーンウェーハ搬送室１０１に流入することはなく、局所クリーンウェーハ搬送室１０１内が外気で汚染されない。

また、上位装置１１２（半導体製造装置や半導体検査装置）の内圧は、筺体１００の内側気圧より、２〜３０％程度高くしている。上位装置１１２（半導体製造装置や半導体検査装置）のクリーン度合は筺体１００の局所クリーンウェーハ搬送室１０１よりも高いので、局所クリーンウェーハ搬送室１０１から上位装置１１２への気流を抑えるようにしている。

ミニエン装置の通常運転に関し、図２を引用して説明する。

通常運転では、蓋体１１０ａを開き、搬送ロボット１０２の稼働操作でロードポート１１０に載置されている搬送密閉容器１１１にウエーハ等の製品を出し入れする。製品の出し入れは、搬送密閉容器１１１を筺体１００に接合してするので空気流出は少ないが、搬送ロボット１０２の稼働操作で塵埃が発生する。

そこで、制御コントローラ１０６は、ファンフィルタユニット１０３（ＦＦＵ）を(０．３〜０．４)ｍ／ｓの風速で運転させる。それと併せて制御コントローラ１０６は、内気圧センサ１０７、外気圧センサ１０８の測定気圧値を基に、筺体１００の外側気圧が１Ｐａときに、内側気圧が２〜３Ｐａに保たれるように開口率調整機構１０５の弁体１０５ｃの開口率を調節する。

この内側・外側の気圧差で、ファンフィルタユニット１０３（ＦＦＵ）から送風される清浄空気１１３ａは筺体１００の底に存在する空気排出開口部１００から排気流１１３ｂとなって排気される。この排気とともに搬送ロボット１０２の稼働操作で生じた塵埃は排出されるので、筺体１００内部の塵埃による汚染は防止される。

故障修理・各種メンテナンス作業に関し、図３を引用して説明する。

故障修理・各種メンテナンスは点検用扉１０９を開いてする。点検用扉１０９が開けられて筺体１００の密閉が解かれてしまった場合、筺体１００内部の陽圧が低下し差圧計１１５の値が基準値を下回る。その基準値の低下を制御コントローラが判断し、ファンフィルタユニット１０３（ＦＦＵ）の送風量を０．８〜０．９ｍ／ｓ程度に増加させると同時に、開口率調整機構１０５ｂを作動指示して空気排出開口部１００を閉じる。

空気排出開口部１００が閉鎖されるので、送風量を増加したファンフィルタユニット１０３（ＦＦＵ）から送風される清浄空気１１３ｂは、図３に示すように、点検用扉１０９が開けられた開口から排気流１３０となって集中的に排気され、外気の筺体１００内への流入は防止される。

即ち、床面の空気排出開口部１００を塞ぎ、風量アップしたファンフィルタユニット１０３（ＦＦＵ）の送風を点検用扉１０９が開けられた開口だけに集中させることにより、大きな点検用扉１０９を開けても筺体１００内に外気が流入せず、外気による筺体１００内の汚染防止が図られる。

これにより、筐体１００の内部クリーン度低下を抑制することが可能になる。このため、通常運転に復帰するためのクリーン度向上作業が低減されダウンタイムが減少し生産性は向上する。

また、蓋体１１０ａの動作不良の故障で、ロードポート１１０に搬送密閉容器１１１が載置されていないにも係らず開放状態になった場合にも、筐体１００内部の陽圧は低下する。この気圧低下の情報を察知して制御コントローラ１０６のＣＰＵは、ファンフィルタユニット１０３（ＦＦＵ）の送風量アップを指示するとともに開口率調整機構１０５ｂに空気排出開口部１００の閉鎖を指示する。

これにより、ファンフィルタユニット１０３（ＦＦＵ）の送風は、蓋体１１０ａで開かれたロードポート１１０は出入開口部から集中的に排気され、外気の筺体１００内への流入は防止される。このため、筐体１００内部のクリーン度低下を抑制することが可能になる。これにより通常運転に復帰するためのクリーン度向上作業が低減され、ダウンタイムが減少し生産性は向上する。

さらに、メンテナンス等でロードポート１１０が筺体１００より外される場合にも、制御コントローラ１０６のＣＰＵは、ファンフィルタユニット１０３（ＦＦＵ）の送風量アップを指示するとともに開口率調整機構１０５ｂに空気排出開口部１００の閉鎖を指示する。これにより、外気の筺体１００内への流入は防止される。

さらにまた、メンテナンス等の作業に伴い、筐体１００内部に発生する塵埃は、送風量が増加されたファンフィルタユニット１０３（ＦＦＵ）の送風によって効率よく、点検用扉１０９が開かれた開口やロードポート１１０が外された開口から排出され、筐体１００内に残留する塵埃を低減させることができるため、通常運転に復帰するためのクリーン度向上作業が低減され、ダウンタイムが減少し生産性は向上する。

点検用扉が開いた場合の動作フローに関し、図４を引用して説明する。

ステップＳ４００で開始し、内気圧センサ１０７、および外気圧センサ１０８で筺体の気圧差を検知する（ステップＳ４０１）。ステップＳ４０２では、気圧差（ステップＳ４０１）を基準値と比較し、ステップ４０３で基準値内でないときはファンフィルタユニット１０３（ＦＦＵ）の送風アップ、および開口率調整機構１０５ｂによる空気排出開口部１００の閉鎖をする（ステップＳ４０４）。

ステップ４０３で基準値内のときは、ステップＳ４０５で監視時間待ちをする。

上記実施例ではミニエン装置に関して述べたが、搬送ロボットを用いて製品の受け渡し移送をするクリーンな空間を備える装置や設備に本発明は適用できる。

本発明の実施例に係わるミニエン装置の概略構成を示す図である。図１の（ａ）は平面図。図１の（ｂ）は正面図。図１の（ｃ）は側面図。 本発明の実施例に係わるミニエン装置の通常運転時における動作機能の説明図である。図２の（ａ）は正面図。図２の（ｂ）は側面図。 本発明の実施例に係わるミニエン装置における筐体の側面に設けた点検用扉が開いた場合の動作機能の説明図である。図３の（ａ）は正面図。図３の（ｂ）は側面図。 本発明の実施例に係わるミニエン装置における筐体の点検用扉が開いた場合の動作フロー図である。

符号の説明

１００…ミニエン装置の筐体
１０１…局所クリーンウェーハ搬送室（クリーンな空間）
１０２…搬送ロボット
１０３…ファンフィルタユニット
１０３ａ…送風ファン
１０３ｂ…フィルタ
１０４…空気排出開口部
１０５…開口率調整機構
１０５ａ…モータ、
１０５ｂ…回転シャフト
１０５ｃ…弁体
１０６…制御コントローラ
１０７…内気圧センサ
１０８…外気圧センサ
１０９…点検用扉
１０９ａ…開状態の点検用扉
１１０…ロードポート
１１０ａ…蓋体
１１１…搬送密閉容器
１１２…上位装置（半導体製造装置や半導体検査装置）
１１３ａ…清浄空気
１１３ｂ…清浄空気
１１４…排気流
１３０…排気流
１１５…差圧計

Claims (7)

1. 搬送ロボットが収まるクリーンな空間をもつ筺体と、前記筐体の上側に設けられた送風ファン、および清浄用フィルタをもつファンフィルタユニットと、前記搬送ロボットで製品を出し入れする出入開口部を開閉する気密の保たれる蓋体を有する搬送用局所クリーンルームにおいて、
   前記筐体の床面に設けられ、前記ファンフィルタユニットから送られるクリーンエアーを排出する空気排出開口部と、前記空気排出開口部の開口率を調節する開口調節機構を備え、
   前記ファンフィルタユニットの送風量や前記開口率を調節して前記筺体の内側気圧を外側気圧より高い陽圧に保つことを特徴とする搬送用局所クリーンルーム。
2. 請求項1記載の搬送用局所クリーンルームにおいて、
   前記筺体の内外気圧を測定する１組又は２組以上の圧力センサと、
   前記圧力センサが測定した差圧を表示する差圧計を有することを特徴とするミニエンシステム又は局所クリーン化半導体装置。
3. 請求項１または２記載の搬送用局所クリーンルームにおいて、
   前記ファンフィルタユニットの送風量や前記開口調節機構による開口率を制御する制御コントローラを備えたことを特徴とする搬送用局所クリーンルーム。
4. 請求項１〜３の何れに記載の搬送用局所クリーンルームにおいて、
   前記筐体の側面の１面又は２面以上に、搬送ロボットを含む内部点検をする点検用扉を有し、
   前記点検用扉の開放時には、前記出入開口部と前記空気排出開口部を閉鎖することを特徴とする搬送用局所クリーンルーム。
5. 搬送ロボットを内置するクリーンな空間のある筺体と、前記筐体の上側に設けられた送風ファン、および清浄用フィルタをもつファンフィルタユニットと、前記搬送ロボットで製品を出し入れする出入開口部を開閉する気密の保たれる蓋体を有する搬送用局所クリーンルームにおいて、
   前記筐体の床面に設けられ、前記ファンフィルタユニットから送られるクリーンエアーを排出する空気排出開口部と、前記空気排出開口部の開口率を調節する開口調節機構を備え、
   前記ファンフィルタユニットの送風量や前記開口率を調節して前記筺体の内側気圧を外側気圧より２〜３倍程度高い陽圧に保つことを特徴とする搬送用局所クリーンルーム。
6. 搬送ロボットを内置するクリーンな空間をもつ筺体と、前記筐体の上側に設けられた送風ファン、および清浄用フィルタをもつファンフィルタユニットと、前記搬送ロボットで製品を出し入れする出入開口部を開閉する気密の保たれる蓋体を有する搬送用局所クリーンルームにおいて、
   前記筐体の床面に設けられ、前記ファンフィルタユニットから送られるクリーンエアーを排出する空気排出開口部と、
   前記空気排出開口部の開口率を調節する開口調節機構と、
   前記筐体の側面の１面又は２面以上に、搬送ロボットを含む内部点検をする点検用扉を有し、
   前記ファンフィルタユニットが送風する風量は、
   前記点検用扉を閉じた通常の運転では０．３〜０．４ｍ／ｓ、
   前記点検用扉の開放し、前記出入開口部と前記空気排出開口部を閉鎖した点検の運
   転では０．８〜０．９ｍ／ｓ、または通常の運転と点検の運転との比が１対
   ２〜３であることを特徴とする搬送用局所クリーンルーム。
7. 半導体製造装置や半導体検査装置で製造／検査されたウエーハ等を搬送密閉容器に移す搬送ロボットを備えるクリーン空間をもつ筺体と、前記筐体の上側に設けられた送風ファン、および清浄用フィルタをもつファンフィルタユニットと、前記搬送ロボットでウエーハ等含む製品を前記搬送密閉容器に移す出入開口部を開閉する気密の保たれる蓋体を有するミニエン装置において、
   前記筐体の床面に設けられ、前記ファンフィルタユニットから送られるクリーンエアーを排出する空気排出開口部と、前記空気排出開口部の開口率を調節する開口調節機構を備え、
   前記ファンフィルタユニットの送風量や前記開口率の調節による前記筺体の内側気圧は、外側気圧より２〜３倍高く、前記半導体製造装置や半導体検査装置の内側気圧は前記筺体より２〜３０％高いことを特徴とするミニエン装置。

Images