JP2013021061A

JP2013021061A - ロードポート装置

Info

Publication number: JP2013021061A
Application number: JP2011151915A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Emoto; 淳江本; Tadamasa Iwamoto; 忠将岩本; Toshihiko Miyajima; 俊彦宮嶋
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2013-01-31
Anticipated expiration: 2031-07-08
Also published as: US20130011223A1; US9153468B2; JP5370785B2

Abstract

【課題】ロードポート装置における載置台内部等の空間に不活性ガスが滞留することを防止する。
【解決手段】ロードポート装置における載置台の内部空間に対してオペレータが作業する外部空間から空気を導入する外気供給装置を付与し、且つドアの駆動機構が配置される空間も筐体にて囲むこととし、当該筐体内空間に対してその内部の気体を排出可能なダクトも付与する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造プロセス等において、ポッドと呼ばれる密閉型の搬送容器の内部に保持されたウエハを半導体処理装置に移載する、或いはウエハを該半導体処理装置より該ポッドに移載する際に用いられる所謂FIMS（Front-Opening Interface Mechanical Standard）システム、即ちロードポート装置に関する。

半導体製造プロセスは、近年では各種処理装置の内部、ウエハを収容して各処理装置間でのウエハ搬送を可能とするポッド、及び該ポッドより各処理装置への基板の受け渡しを行う微小空間、の３空間のみを高清浄状態に保つことで、プロセスを通じての清浄度の管理を行う手法が一般的となっている。このようなポッドは、ウエハを内部に収容し且つ一側面にウエハ挿脱用の開口を有する本体部と、該開口を閉鎖してポッド内部を密閉空間とする蓋と、から構成される。また、該微小空間は、前述したポッドの開口と対向可能な開口部と、該開口部と向かい合い半導体処理装置側に配置される第二の開口部と、を有する。

ロードポート装置は、この開口部が形成された隔壁となる部材即ちサイドベースと称呼される壁と、該開口部を閉鎖するドアと、該ドアの動作を司るドア駆動機構と、ポッドが載置される載置テーブルと、から構成される。サイドベースは、前述した微小空間を画定し、これを構成する。載置台は、ポッドの開口と開口部とを向かい合わせるようにポッドを支持可能であり、且つポッドと共に蓋をドアと近接或いは離間させる。ドアは、ポッドの蓋を保持可能であり、ドア駆動機構によって蓋を保持した状態で開口部を開放、閉鎖すると共に、開口部と第二の開口部との間の空間より下方に退避或いは該空間への侵入をさせられる。微小空間内にはロボットが配置され、該ロボットは開口部−ポッド開口を介してポッド内部に対する侵入及び退避が可能であって、第二の開口部も介して該ポッド内部と該半導体処理装置との間でウエハの移載を行う。

半導体の製造工程において、ポッド内に収容されているウエハには、例えば金属配線等が形成されたものが存在する。この様な金属配線は表面が酸化されることによって素子完成時に所望の特性が得られなくなる恐れがあり、このためにポッド内部における酸素濃度を低レベルに保つ必要がある。この様な要求に対応する技術として、特許文献１では、ポッドに対するウエハの挿脱時において、ポッド開口に対して平行に不活性ガスによるガスカーテンを生成して微小空間内の酸化性ガスのポッド内部への侵入を抑制し、併せてポッド内部に直接不活性ガスを供給することでポッド内部の酸素濃度を低く保つ構成が開示されている。また、特許文献２には、ポッド開口部周辺に不活性ガスの濃度の高い空間を生成し、その上でポッド内部に不活性ガスを供給することでポッド内部の酸素濃度を低減する構成が開示されている。

特開２００７−１８０５１７号公報特表２００５−１２４８５３号公報

以上に述べたような酸素濃度低減のために供給される不活性ガスは、通常微小空間の底面等に設けられる排気用の所謂グレーチング、更には不活性ガス排出用の経路を介して濃度的に問題なく希釈される空間に排出される。しかし、例えば載置テーブルの内部等、微小空間内の所謂ダウンフロー及び特許文献１或いは２に開示されるカーテン様のガス流から離れた領域では、不活性ガスの滞留、蓄積が生じる恐れがある。この様な領域の存在はオペレータの作業環境を悪化させる恐れがあるが、該文献に開示される構成にも例示されるように、従来はこういった不活性ガスの滞留について何ら考慮が払われていなかった。

本発明は以上の状況に鑑みて為されたものであり、装置内部での不活性ガスの滞留空間を無くすることを可能とし、オペレータの作業環境の劣化の可能性を無くしたロードポート装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るロードポート装置は、微小空間を区画する壁の一部を構成するサイドベースと前記サイドベースが有する開口部を閉鎖可能なドアとを有し、被収容物が収容される密閉容器の蓋を前記ドアが保持して密閉容器の蓋を開閉することにより密閉容器に対する被収容物の挿脱を可能とするロードポート装置であって、密閉容器を載置可能であると共に密閉容器を開口部に対して接近及び離間させることが可能な載置台と、載置台の内部の空間に対してサイドベースによって微小空間から分離された外部空間の気体を導入可能な外気供給装置と、を有することを特徴とする。

なお、上述したロードポート装置において、外気供給装置は、載置台の内部の空間と連通する位置に配置されることが好ましい。また、サイドベースに設けられた開口部とは異なる下部開口部を介してドアを駆動するドア駆動機構を収容し且つサイドベースによって微小空間と分離された排気空間を形成する区画カバーと、排気空間内部の気体が排出される経路を構成する排気ダクトと、を有することがより好ましい。更に、当該構成の場合、微小空間の内部に配置され、微小空間の上方から下方に気体が流れる際に、気体を下部開口部の前に集める導風板を有することがより好ましい。また、区画カバーの外側に配置されて排気空間を囲む排気用予備空間を形成する筐体カバーを更に有し、排気予備空間の下面が、スリット、メッシ及び多孔の内の少なくとも何れかを有する部材より構成されていることが好ましい。更に、載置台、サイドベース、及びドアの内の何れかは、密閉容器の開口を、サイドベースに設けられた開口部に対して相対的に所定の角度傾けるように配置されることがより好ましい。

本発明によれば、不活性ガスが滞留する可能性のある領域への空気の導入と滞留領域の発生の抑制と、を実施することにより、不活性ガスを適当な濃度にまで希釈し、作業空間以外の外部空間への排出を為すことが可能となる。従って、本発明に係るロードポート装置の使用により、オペレータにとって好適な作業環境を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るロードポート装置にポッドを載置してこれらを側面から見た状態の部分的な断面を含む概略構成を示す図である。本発明の一実施形態であって、図１に示した構成において微小空間側からこれを見た状態の概略構成を示す図である。本発明の更なる実施形態に関して、図１と同様の様式にて主要部を側面から見た状態を示す概略構成を示す図である。

本発明の実施形態について、以下に図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態におけるロードポート装置に関し、ポッド１を載置テーブル上に載置し、且つ後述するドアがポッド１から蓋を取り外した状態を側面から見た場合の概略構成を示している。また、図２は、該ロードポート装置を微小空間側から見た場合の概略構成を示している。本実施形態の説明に際し、ウエハを収容するポッドについて先に述べる。図１に示される密閉容器たるポッド１は、ポッド本体２と蓋３とから構成される。ポッド本体２は略立方体形状であって内部に被収容物であるウエハ等を収容する収容空間を有し、且つ該立方体形状における一側面に当該収容空間に連通する開口を有している。収容空間内にはウエハを水平に支持する複数の棚が側壁等から突き出しており、当該棚により複数のウエハが均等な間隔を明けて該収容空間内にて水平に保持される。

本実施形態におけるロードポート装置１００の構成について、以下に述べる。ロードポート装置１００は、サイドベース１０５によって外部空間１０４と分離される微小空間１０３を構成し、該サイドベース１０５に隣接して配置される載置台１２１を有する。即ち、サイドベース１０５は微小空間１０３を外部空間から区画する壁の一部を構成する。サイドベース１０５は、第一の開口部１１１、及びドアシステム１１５を有する。サイドベース１０５等によって構築される微小空間１０３の上部には不図示のファンが配置され、ロードポート装置１００が取付けられて微小空間１０３を区画する筐体の外部空間に存在する気体について、これより塵埃を取り除いた清浄な状態に整えた後に微小空間１０３の内部に導入し、微小空間１０３内部に上方から下方に向かう気体の流である所謂ダウンフローを生成する。

なお、当該ファンに対しては、外部空間の清浄度に応じて、当該空間から導入される気体より塵埃等の汚染物質を除去するフィルタが付随している。微小空間１０３の下部にはダウンフローが流出可能となるような構造が配置されており、該微小空間１０３内部で発生する粉塵等は当該ダウンフローに運ばれて微小空間１０３の下部から外部空間に排出される。第一の開口部１１１はドアシステム１１５におけるドア１１５ａにより一見閉鎖状態とされるが、ドア１１５ａの外周と第一の開口部１１１の内周面との間には隙間が形成されることから、当該ドア１１５ａは第一の開口部１１１を略閉鎖可能となっていると述べる。ドア１１５ａは、蓋３を保持可能であると共に、ポッド本体２に対する蓋３の固定及び分離の操作が可能となっている。

載置台１２１は、載置されたポッド１を固定可能であると共に該ポッド１を前述した第一の開口部１１１（より正確にはこれを閉鎖するドア１１５ａ）に対して接近及び離間させることが可能である。載置台１２１は、ポッド１が所定の間隔まで或いはドア１１５ａと当接するまでポッド１の接近動作を行い、ポッド１の駆動が停止した状態でドア１１５ａは蓋３を保持する。ドア１１５ａはこの状態でポッド本体２からの蓋３の分離を行い、更にドア駆動機構１１５ｂにより第一の開口部１１１に対して下方に移動することによってポッド１の開口を微小空間１０３に対して開放させる。載置台１２１には、実際にポッド１が載置される載置テーブル１２１ａと、該載置テーブル１２１ａの第一の開口部１１１に対する接近及び離間を可能とする不図示のテーブル駆動部と、を有する。該テーブル駆動部及びこれに関連する構成は、駆動機構の発塵等によってロードポート装置周囲の環境を劣化させないように、テーブルカバー１２１ｂによって覆われている。

ここで、サイドベース１０５の微小空間１０３側には、第一の開口部１１１の上辺及び両側辺の外側に、これらに沿うように且つサイドベース１０５に対して直立するように板状のプレートが固定される。上辺側の板状プレート２３１には、第一の開口部１１１の正面に不活性ガスによるカーテン状の気体流を形成するためのカーテンノズル２１０が固定される。また、両側辺の板状プレート２３２の内側であって、第一の開口部１１１の側辺の外側には、蓋３を取り外したポッド本体２の内部に対して不活性ガスを供給可能なパージノズル２２０が配置されている。これらカーテンノズル２１０及びパージノズル２２０から供給された不活性ガスは、主に微小空間１０３の下部のグレーチング、及び後述する筐体カバー１１８に連結される不図示の排気ダクト等により該微小空間１０３より排出される。しかし、微小空間１０３と筐体カバー１１８内の空間との間で圧力差を生成して塵等が微小空間に至ることを防止する関係上、筐体カバー１１８内から不活性ガス等を排出する不図示の排気ダクトに対して大きな吸引力を付与することは難しい。

このため、気体の主要な流れから離れた筐体カバー１１８の上部、或いはテーブルカバー１２１ｂの内部等において気体の滞留が生じ易く、この部分での不活性ガスの濃度が高くなる恐れがある。また、パージノズル２２０から供給される不活性ガスがポッド１の下部の隙間等を介して、テーブルカバー１２１ｂの内部にいたる場合も生じ得る。本形態では、テーブルカバー１２１ｂの下部にファン等からなる外気供給装置１２３を配している。外気供給装置１２３は、ロードポート装置１００の外部空間１０４からテーブルカバー１２１ｂの内部の空間に外気を供給する。また、テーブルカバー１２１ｂには外気の導入に対応して内部の気体を排出する不図示の排出経路を有している。当該外気供給装置１２３によりテーブルカバー１２１ｂの内部空間に所定の量の外気を供給することにより、該内部空間に滞留する不活性ガスを希釈しつつ外部空間１０４に排出することが可能となる。

なお、本形態では、テーブルカバー１２１ｂ、即ち載置台１２１に対して直接外気供給装置１２３を取付ける構造、即ち載置台１２１の内部と連通する位置に配置された構造を示している。当該配置に外気供給装置１２３を取付けた場合、載置テーブル１２１ａにて発生した塵等は筐体カバー１１８に囲まれた空間を経由しなければ微小空間１０３には至れない。従って微小な塵等の微小空間への侵入の抑制の観点から当該構成は好ましい。しかし、本発明は当該配置に限定されない。当該内部空間のサイドベース１０５に近接する部分が、不活性ガスがテーブルカバー１２１ｂの内部空間に至る経路として働く可能性が最も高い。従って、不活性ガスの流れを考慮した場合、このような外気供給装置１２３の配置はこの不活性ガスの流れに逆らう配置となり、希釈の観点からは好ましいが、乱流の発生を抑制するという観点からは好ましくない。例えば、不活性ガスの流れを比較的乱さずにテーブルカバー１２１ｂの内部の不活性ガスを外部空間１０４に流すには、筐体カバー１１８の適当な位置に当該外気供給装置１２３を配置する構成も考えられる。

また、ドア駆動機構１１５ｂは、サイドベース１０５の下部開口部１０５ａを介してドア１１５ａを支持している。下部開口部１０５ａは前述した第一の開口部１１１とは異なる開口部であって該第一の開口部１１１より下方に配置されることから、本発明では下部開口部と称呼する。但し、当該下部開口部１０５ａの配置は、ドア駆動機構１１５ｂの配置に応じて改変可能である。この下部開口部１０５ａから直接筐体カバー１１８内の空間に微小空間１０３内の気体を送る場合、不活性ガスが十分に希釈されること無くこのカバー内空間に至ることも考えられる。本実施形態では、このドア駆動機構１１５ｂを区画カバー１１７により覆うこととし、更に該区画カバー１１７の外側に筐体カバー１１８を配置している。区画カバー１１７を配することによって、まず区画カバー１１７内の空間にてダウンフローに由来する空気と不活性ガスとが混ざることにより不活性ガスの希釈が行われる。本発明では当該区画カバー１１７によって筐体カバー１１８内に画定される空間を排気空間と称し、更に筐体カバー１１８によって外部空間１０４と区画され且つ区画カバー１１７の周囲に配されることとなる空間を排気用予備空間と称する。また、区画カバー１１７には、ドア駆動機構１１５ｂの発塵の影響を区画カバー１１７内部に抑える効果も得られる。

以上に述べた区画カバー１１７の付加により、これまで筐体カバー１１８を経由してテーブルカバー１２１ｂの内部に至っていた気体について、筐体カバー１１８の内部における不活性ガスの濃度を低下させることが可能となる。従って、前述した外気供給装置１２３と組み合わせることにより、不活性ガスのロードポート装置内での滞留の可能性を大きく低下し、オペレータの作業空間である外部空間１０４の安全性の確保がより確実に為されることとなる。なお、前述した排気ダクト１２５は、本形態ではこの区画カバー１１７に連通される。これにより区画カバー１１７内部に導かれた気体が排気ダクト１２５により外部空間１０４へ排出され、筐体カバー１１８内の空間に至ることを抑制することができ、不活性ガスの筐体カバー１１８内、更にはテーブルカバー１２１ｂ内の空間への拡散を防止できる。

また、筐体カバー１１８の下部をスリット、メッシュ、或いは多孔を有した構成物にて閉鎖することとし、これらを介して外部空間１０４に筐体カバー１１８内の気体を排出することとしても良い。外気供給装置１２３によって外気を加えられることによりテーブルカバー１２１ｂ内の不活性ガスはその濃度が低下しており、更に微小空間１０３内の気体は後述する区画カバー１１７内の空間に連通する排気ダクト１２５により排出される。従って、以上で述べた形態では、筐体カバー１１８内の気体における不活性ガスは従来に比して十分に希釈されており、気体の流出が可能な構成物によって筐体カバー１１８内の空間の下部を閉鎖することにより、当該空間における不活性ガスの滞留をより確実に抑制することが可能となる。

なお、前述したように微小空間１０３内に導入される不活性ガス等の気体は、該微小空間１０３の下方において下部開口部１０５ａを介して、区画カバー１１７内部空間を経て排気ダクト１２５によって排出される。しかし、構造上下部開口部１０５ａはサイドベース１０５の中央部に配置されており、該微小空間の底面近傍であって下部開口部１０５ａから離れた両隅部分に存在する気体を効果的に排出することは難しい。この両隅部分に排出されるべき気体が滞留した状態でロードポート装置１００が停止された場合、当該部分に存在した不活性ガスが装置を立ち上げる際に問題となることも想定される。本実施形態では、当該事象への対処として、下部開口部１０５ａの下方に近づくに従って互いの距離が接近するように下部開口部１０５ａの側辺に対して傾斜を有して互いに向かい合って配置される一対の板状の導風板１１９を有している。

該導風板１１９を配することにより、ダウンフロー及びカーテンノズルから供給される不活性ガス、更にはこれら気体流れによって微小空間１０３の下方に導かれる気体は、微小空間１０３の底面に近づくに従って下部開口部１０５ａの前面に集められる。その結果、当該気体はその大部分が該下部開口部１０５ａを通過して区画カバー１１７内の空間に導かれ、前述した排気ダクト１２５を介しての排気が行われる。なお、本実施形態では下部開口部１０５ａの下方四分の一程度の領域が、平板からなる該導風板１１９が配置される態様を示している。しかし、導風板１１９の態様は当該形態に限定されず、微小空間１０３側から見た導風板１１９の上端が下部開口部１０５ａを中心とした対称な曲線を構成する形状としても良く、設置領域をより情報に配置することも可能である。また、サイドベース１０５に向かい合い且つ下方に至るに従ってサイドベース１０５に近づくように傾斜した更なる導風板を配置することとしても良い。即ち、本発明においては、微小空間１０３内にて下方に流れる気体を下部開口部１０５ａの前に集めることが可能な部材を、導風板として総称する。

ここで、前述したポッド１は通常樹脂等から作られており、個々で形状の誤差を有する。また、使用によってその形状が経時変化することもある。例えば、ポッド本体２或いは蓋３の形状により、ポッド本体２の開口とサイドベース１０５における第一の開口部１１１の形成面との距離が場所により異なってしまう場合がある。例えばポッド１の開口において、下部よりも上部がサイドベース１０５からより離れる形状的特性を有したポッド１の場合、ポッド１の上部とサイドベース１０５との間に想定した以上の隙間が生じることも考えられる。この様な隙間の存在は、作業空間に対する不活性ガスの予期せぬ流出を生じさせる。この様な場合に備えて、本実施形態では更に図３に示す構成をロードポート装置１００に付与している。なお、図３は、図１と同様の様式によって、当該構成に関係する、ポッド１、第一の開口部１１１、及び載置台１２１のみを示したものである。

本形態では、載置テーブル１２１ａにおいて、従来の載置テーブル１２１ａが配置されるべき基準面に対して、サイドベース１０５に近づくにつれて第一の開口部１１１に対して下がるように所定の角度θの傾斜を与えている。これにより、該載置テーブル１２１ａ上に載置されたポッド１はその開口の下部に対して開口の上部が相対的にドア１１５ａに近い距離となるように傾きθの角度を有することとなる。従って、ポッド本体２の内部を第一の開口部１１１に連通させる際に、仮にポッド１に若干の形状変形があった場合であっても、この角度θの存在によってポッド上部はより第一の開口部１１１に近づくこととなり、上述したポッド開口の上部からの不活性ガスの漏洩を防止することが可能となる。また、仮にポッド１の下方がより離れる構成の場合には、下方から漏洩する不活性ガスはテーブルカバー１２１ｂ等に配置される構成により、希釈された外部空間１０４等に排出される。即ち、載置台１２１、サイドベース１０５、及びドア１１５ａの内の何れかは、ポッド本体２の開口を、サイドベース１０５に設けられた第一の開口部１１１に対して相対的に所定の角度傾けるように配置される。

以上の構成を有することにより、本実施形態に係るロードポート装置１００にあっては、ポッド１の形状によらず、不活性ガスの作業空間への流出を抑制することが可能となる。なお、ここでは載置テーブル１２１ａを傾ける態様について例示したが、本発明は当該態様のみではなく、例えばサイドベース１０５或いはドア１１５ａに対して傾斜角を持たせることによっても同様の効果が得られる。また、本実施形態では載置テーブル１２１ａがサイドベース１０５に近づくにつれて下がるように傾斜する方向へ移動する構成を例示したが、載置テーブル１２１ａに対してポッド１が傾き角θの傾斜を有した姿勢で載置されて、該載置テーブル１２１ａ自身は水平に移動する構成としても、同様の効果を得ることが可能となる。

以上述べたように、本発明は半導体処理装置に対して好適に用いるロードポート装置に関している。しかしながら、本発明の利用可能性は当該処理装置むけのみに限定されず、例えば液晶ディスプレイのパネルを扱う処理装置等、半導体に準じた各種処理が行われる種々の処理装置に用いられる所謂ロードポート装置に対しても適用可能である。

１：ポッド、２：ポッド本体、３：蓋、１００：ロードポート装置、１０３：微小空間、１０４：外部空間、１０５：サイドベース、１１１：第一の開口部、１１５：ドアシステム、１１７：区画カバー、１１８：筐体カバー、１１９：導風板、１２１：載置台、１２３：外気供給装置、１２５:排気ダクト、２１０：カーテンノズル、２３１、２３２：板状プレート、２２０：パージノズル

Claims

微小空間を区画する壁の一部を構成するサイドベースと前記サイドベースが有する開口部を閉鎖可能なドアとを有し、被収容物が収容される密閉容器の蓋を前記ドアが保持して前記密閉容器の蓋を開閉することにより前記密閉容器に対する前記被収容物の挿脱を可能とするロードポート装置であって、
前記密閉容器を載置可能であると共に前記密閉容器を前記開口部に対して接近及び離間させることが可能な載置台と、
前記載置台の内部の空間に対して前記サイドベースによって前記微小空間から分離された外部空間の気体を導入可能な外気供給装置と、を有することを特徴とするロードポート装置。
前記外気供給装置は、前記載置台の内部の空間と連通する位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のロードポート装置。
前記サイドベースに設けられた前記開口部とは異なる下部開口部を介して前記ドアを駆動するドア駆動機構を収容し且つ前記サイドベースによって前記微小空間と分離された排気空間を形成する区画カバーと、
前記排気空間内部の気体が排出される経路を構成する排気ダクトと、を有することを特徴とする請求項１或いは２の何れかに記載のロードポート装置。
前記微小空間の内部に配置され、前記微小空間の上方から下方に気体が流れる際に、前記気体を前記下部開口部の前に集める導風板を有することを特徴とする請求項３に記載のロードポート装置。
前記区画カバーの外側に配置されて前記排気空間を囲む排気用予備空間を形成する筐体カバーを更に有し、
前記排気予備空間の下面が、スリット、メッシ及び多孔の内の少なくとも何れかを有する部材より構成されていることを特徴とする請求項３或いは４の何れかに記載のロードポート装置。
前記載置台、前記サイドベース、及び前記ドアの内の何れかは、前記密閉容器の開口を、前記サイドベースに設けられた前記開口部に対して相対的に所定の角度傾けるように配置されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のロードポート装置。