JP2015146349A

JP2015146349A - Ｅｆｅｍ

Info

Publication number: JP2015146349A
Application number: JP2014017821A
Authority: JP
Inventors: 俊宏河合; Toshihiro Kawai; 邦彦佐藤; Kunihiko Sato; 育志谷山; Yasushi Taniyama
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2015-08-13
Anticipated expiration: 2034-01-31
Also published as: JP6349750B2

Abstract

【課題】表面性状の変化やパーティクルの付着を生じさせる雰囲気に晒すことなく、ウェーハの搬送を行うことのできるＥＦＥＭを提供する。
【解決手段】壁面である前面壁３１にロードポートが接続されるとともに、背面壁３２に処理装置が接続されることで略閉止されたウェーハ搬送室９を内部に構成する筐体と、ＦＯＵＰと処理装置との間でウェーハの搬送を行うウェーハ搬送装置９と、ウェーハ搬送室９内にガスを送出するガス送出口１１と、ウェーハ搬送室９内のガスを吸引するガス吸引口１２と、ガス吸引口１２から吸引されたガスをガス送出口１１へ帰還させるガス帰還路１０と、ガス送出口１１に設けられ、送出するガスに含まれるパーティクルを除去するフィルタを備えたＦＦＵ１３とを具備し、ウェーハ搬送室９に下降気流を生じさせるとともにガス帰還路１０を介してガスを帰還させることによって、ウェーハ搬送室９内の窒素を循環させるように構成した。
【選択図】図４

Description

本発明は、搬送中のウェーハを外気に晒すことのないよう、ウェーハ搬送室内のガスを循環させることのできるＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）に関するものである。

従来より、基板としてのウェーハに対し種々の処理工程が施されることにより半導体の製造がなされてきている。近年では素子の高集積化や回路の微細化がますます進められており、ウェーハ表面へのパーティクルや水分の付着が生じないように、ウェーハ周辺を高いクリーン度に維持することが求められている。さらに、ウェーハ表面が酸化するなど表面の性状が変化することがないよう、ウェーハ周辺を不活性ガスである窒素雰囲気としたり、真空状態としたりすることも行われている。

こうしたウェーハ周辺の雰囲気を適切に維持するために、ウェーハは、ＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）と呼ばれる密閉式の格納ポッドの内部に入れて管理され、この内部には窒素が充填される。さらに、ウェーハに処理を行う処理装置と、ＦＯＵＰとの間でウェーハの受け渡しを行うために、下記特許文献１に開示されるようなＥＦＥＭが利用されている。ＥＦＥＭは、筐体の内部で略閉止されたウェーハ搬送室を構成するとともに、その対向壁面の一方にＦＯＵＰとの間でのインターフェース部として機能するロードポート（Load Port）を備えるとともに、他方に処理装置の一部であるロードロック室が接続される。ウェーハ搬送室内には、ウェーハを搬送するためのウェーハ搬送装置が設けられており、このウェーハ搬送装置を用いて、ロードポートに接続されるＦＯＵＰとロードロック室との間でウェーハの出し入れが行われる。

すなわち、ウェーハは一方の受け渡し位置となるＦＯＵＰ（ロードポート）より、ウェーハ搬送装置を用いて取り出され、もう一方の受け渡し位置となるロードロック室に搬送される。そして、処理装置では、ロードロック室を通じて搬送されるウェーハに対してプロセスチャンバーと称される処理ユニット内で処理を施し、処理の完了後に、再びロードロック室を介してウェーハが取り出されてＦＯＵＰ内に戻される。

処理装置内は、ウェーハに対する処理を速やかに行うことができるように、処理に応じた真空等の特殊な雰囲気とされる。また、ＥＦＥＭにおけるウェーハ搬送室の内部は、化学フィルタ等を通じて清浄化されたエアを導入することで、高いクリーン度のクリーンエア雰囲気とされており、搬送中のウェーハの表面にパーティクル等の付着による汚染が無いようにされている。

特開２０１２−４９３８２号公報

しかしながら、近年、ますますのクリーン化が進められる中で、ＥＦＥＭのウェーハ搬送室内はクリーン度が比較的高いものの、ＦＯＵＰ内や処理装置内とは異なる空気雰囲気であることによる影響が懸念されるようになってきている。

すなわち、空気雰囲気に晒されることにより基板表面に水分や酸素が付着しやすく、腐食や酸化が生じる可能性がある。また、処理装置において用いられた腐食性ガス等がウェーハの表面に残留している場合には、ウェーハ表面の配線材料を腐食して歩留りの悪化が生じる可能性もある。さらに、腐食元素は水分の存在により腐食反応を加速させるため、腐食性ガスと水分の双方が存在することで、より速く腐食が進行する可能性もある。

また、ウェーハの受け渡しを行う際に、ロードポートに設けられたパージ部よりＦＯＵＰに不活性ガスである窒素等を注入することでＦＯＵＰ内を加圧し、ＦＯＵＰ内にウェーハ搬送室内の空気雰囲気が侵入することを防止するよう構成した場合には、ウェーハの受け渡しが完了するまでの間ＦＯＵＰ内に窒素を注入し続けなくてはならず、注入した窒素はウェーハ搬送室へと流出してしまうため、窒素の使用量が膨大なものとなり、コストが増大するという問題が生じる。

これを避けるためには、ウェーハ搬送室の内部をＦＯＵＰと同様窒素雰囲気にすることが考えられるが、単にウェーハ搬送の開始時に窒素雰囲気にするだけでは、時間の経過とともにウェーハ搬送室内のクリーン度が低下し、この内部での搬送中にウェーハ表面にパーティクルが付着する可能性が生じるとともに、処理装置において用いられた腐食性ガス等の影響も増加する。また、ウェーハ搬送室内に常に窒素を供給し続けた場合は、さらに窒素の使用量が膨大なものとなり、コスト増大に対する解決策とはならない。

加えて、ウェーハ搬送室内における上記の問題は、処理や保管場所とは異なる雰囲気のもとで搬送を行う限り、ウェーハ以外の基板を搬送する場合においても同様に生じるものといえる。

本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、具体的には、コストの増大を避けながら、搬送中のウェーハを、表面性状の変化やパーティクルの付着を生じさせる雰囲気に晒すことなく、ウェーハへのパーティクルの付着の抑制や、ウェーハ表面の性状の管理を適切に行うことのできるＥＦＥＭを提供することを目的としている。

本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明のＥＦＥＭは、壁面に設けられた開口にロードポート及び処理装置が接続されることで略閉止されたウェーハ搬送室を内部に構成する筐体と、前記ウェーハ搬送室内に配設され、前記ロードポートに載置されたＦＯＵＰと前記処理装置との間でウェーハの搬送を行うウェーハ搬送装置と、前記ウェーハ搬送室の上部に設けられ、当該ウェーハ搬送室内にガスを送出するガス送出口と、前記ウェーハ搬送室の下部に設けられ、当該ウェーハ搬送室内のガスを吸引するガス吸引口と、前記ガス吸引口から吸引されたガスを前記ガス送出口へ帰還させるガス帰還路と、前記ガス送出口に設けられ、送出するガスに含まれるパーティクルを除去するフィルタとを具備し、前記ウェーハ搬送室に下降気流を生じさせるとともに前記ガス帰還路を介してガスを帰還させることによって、前記ウェーハ搬送室内のガスを循環させるように構成したことを特徴とする。

このように構成すると、ウェーハ搬送室に下降気流を生じさせるとともにガス帰還路を通じてガスを循環させることで、ウェーハ搬送室が略閉止された空間となっていることと相まって、ウェーハ搬送室内を適切なガス雰囲気下に維持することが可能となる。そのため、ウェーハの搬送を外気にさらすことなく行うことができ、パーティクルの付着を抑制することが可能となる。また、ガス送出口にフィルタが設けられていることで、ガスを循環させる間にパーティクルを除去することが可能となる。さらに、ウェーハ搬送室に下降気流が生じていることで、ウェーハ上部に付着したパーティクルを除去するとともに、ウェーハ搬送室内にパーティクルが浮遊することを防止することが可能となる。また、ガスを循環させることによって当該ガスの消費を抑制し、コストを削減することが可能となる。

外観を変更することなく大きな流路面積を確保し、ロードロック室などＥＦＥＭ外部の装置と干渉することを防止するとともに、部品点数の増加を抑えて製造コストの上昇を抑えるためには、前記筐体の壁面と当該壁面の内側に設けた仕切り部材との間の空間を前記ガス帰還路の一部とするとともに、前記ウェーハ搬送室と前記ガス帰還路とが前記仕切り部材によって分離されるように構成することが好ましい。

また、ウェーハ搬送装置の駆動領域外のデッドスペースを有効に利用し、ウェーハの搬送を妨げることを防止しつつガスの流量を確保するためには、前記ロードポートを接続する開口と前記処理装置を接続する開口とが前記筐体の対向する位置に設けられており、前記ガス帰還路が前記ガス吸引口から前記処理装置を接続する開口の両側を経由して前記ガス送出口に連続するように構成することが好適である。

さらに、ウェーハ搬送室とガス帰還路とを流れるガスの循環を円滑に行うためには、前記ガス送出口に第１の送風手段が接続されるとともに、前記ガス吸引口に第２の送風手段が接続されており、前記第１の送風手段により前記ガス送出口から前記ウェーハ搬送室内にガスを送出させ、前記第２の送風手段により前記ガス吸引口から前記ウェーハ搬送室内のガスを吸引するように構成することが望ましい。

加えて、ウェーハ搬送室内を適切なガス雰囲気に置換し、酸素ガスや水分等がウェーハ表面に付着してウェーハの処理を阻害し、歩留りが低下することを防止するとともに、ウェーハ搬送室内の窒素の一部が外部に流出した場合には、流出分のガスを供給することで、ウェーハ搬送室内の状態を一定に保つためには、前記ウェーハ搬送室内にガスを供給するガス供給手段と、前記ウェーハ搬送室内よりガスを排出するためのガス排出手段とをさらに備えるように構成することが有効である。

また、処理装置における処理等で生じウェーハ搬送室内に流入した分子状汚染物質を除去するためには、前記ガス吸引口にケミカルフィルタが設けられ、前記ウェーハ搬送室内のガスは前記ケミカルフィルタを介してガス帰還路に流入することが望ましい。

加えて、ウェーハ搬送装置とガス吸引口とを互いに干渉することなく配置するとともに、ウェーハ搬送室内の下降気流を妨げず、気流の乱れによってパーティクルが浮遊することを防止するためには、前記ウェーハ搬送装置が前記筐体の壁面に支持されるように構成することが好ましい。

そして、酸素や湿気等によるウェーハ表面の性状の変化を抑制し、歩留りが低下することを防止するためには、前記ガスとして不活性ガスを用いるように構成することが好ましい。

以上説明した本発明によれば、コストの増大を避けながら、搬送中のウェーハを、表面性状の変化やパーティクルの付着を生じさせる雰囲気に晒すことなく、ウェーハへのパーティクルの付着の抑制や、ウェーハの表面の性状の管理を適切に行うことのできるＥＦＥＭを提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係るＥＦＥＭと処理装置との関係を模式的に示す平面図。同ＥＦＥＭの側面壁を取り外した状態を示す側面図。同ＥＦＥＭの一部を破断して示す斜視図。同ＥＦＥＭの循環路におけるガスの流れを示す模式図。同ＥＦＥＭを処理装置側より見た状態を示す背面図。同ＥＦＥＭのガス帰還路の構成部材を示す要部拡大斜視図。図６のＡ−Ａ位置及びＢ−Ｂ位置におけるガス帰還路の断面を示す斜視図。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るＥＦＥＭ１と、これと接続する処理装置６の天板等を取り除くことで内部が見えるようにし、これらＥＦＥＭ１と処理装置６との関係を模式的に示した平面図である。また、図２は、ＥＦＥＭ１の側面の壁を取り除くことで内部が見えるようにした側面図である。これら図１及び２に示すように、ＥＦＥＭ１は、所定の受け渡し位置間でウェーハＷの搬送を行うウェーハ搬送装置２と、このウェーハ搬送装置２を囲むように設けられた箱型の筐体３と、筐体３の前面側の壁（前面壁３１）の外側に接続される複数（図中では３つ）のロードポート４〜４と、制御手段５とから構成されている。

ここで、本願においては筐体３より見てロードポート４〜４が接続される側の向きを前方、前面壁３１と対向する背面壁３２側の向きを後方と定義し、さらに、前後方向及び垂直方向に直交する方向を側方と定義する。すなわち、３つのロードポート４〜４は側方に並んで配置されている。

また、ＥＦＥＭ１は、図１に示すように、背面壁３２の外側に隣接して、処理装置６の一部を構成するロードロック室６１が接続できるようになっており、ＥＦＥＭ１とロードロック室６１との間に設けられた扉１ａを開放することで、ＥＦＥＭ１内とロードロック室６１とを連通した状態とすることが可能となっている。処理装置６としては種々様々なものを使用できるが、一般には、ロードロック室６１と隣接して搬送室６２が設けられ、さらに搬送室６２と隣接して、ウェーハＷに処理を行う複数（図中では３つ）の処理ユニット６３〜６３が設けられる構成となっている。搬送室６２と、ロードロック室６１や処理ユニット６３〜６３との間には、それぞれ扉６２ａ，６３ａ〜６３ａが設けられており、これを開放することで各々の間を連通させることができ、搬送室６２内に設けられた搬送ロボット６４を用いてロードロック室６１及び処理ユニット６３〜６３の間でウェーハＷを移動させることが可能となっている。

ウェーハ搬送装置２は、図１及び図２に示すように、ウェーハＷを載置して搬送するピックを備えたアーム部２ａとこのアーム部２ａを下方より支持し、アーム部を動作させるための駆動機構及び昇降機構を有するベース部２ｂとから構成されており、ベース部２ｂは、筐体３の前面壁３１に支持部２１及びガイドレール２２を介して支持されている。そして、ウェーハ搬送装置２は筐体３内の幅方向に延在するガイドレール２２に沿って移動できるようになっており、制御手段５がウェーハ搬送装置２の動作を制御することによって側方に並んだ各ロードポート４〜４に載置されたＦＯＵＰ７に収容されているウェーハＷをロードロック室６１へ搬送すること及び、各処理ユニット６３〜６３にて処理が行われた後のウェーハＷをＦＯＵＰ７内へ再び搬送することが可能となっている。

筐体３は、ウェーハ搬送装置２の四方を囲む前面壁３１、背面壁３２、側面壁３３，３４と、天井壁３５、底壁３６、さらに上記の筐体壁３１〜３５を支える支柱３７ａ〜３７ｄとを含んで構成され、前面壁３１に設けられた開口３１ａにロードポート４〜４が、背面壁３２に設けられた矩形状の開口３２ａにロードロック室６１が接続されることで、内部で略閉止空間ＣＳが形成されている。なお、上述した各部材は、部材間に内部のガスが流出する隙間を生じないよう精密に取り付けられているが、部材間にシール部材を設け、さらに筐体３内の気密性を高めるように構成してもよい。また、背面壁３２に設けられた開口３２ａは、駆動機構１ｂを有し、上下に駆動する一般にゲートバルブと称される扉１ａ（図３参照）によって閉止することが可能となっている。なお、図示及び説明を省略するが、側面壁３３，３４にも開口が設けられており、一方はウェーハＷの位置調整に利用されるアライナが接続されるものとなっており、他方は通常時は閉じられたメンテナンス用の開口となっている。

ロードポート４は扉４ａを備えており、この扉４ａがＦＯＵＰ７に設けられた蓋部７ａと連結してともに移動することで、ＦＯＵＰ７が略閉止空間ＣＳに対して開放されるようになっている。ＦＯＵＰ７内には載置部が上下方向に多数設けられており、これによって多数のウェーハＷを格納することができる。また、ＦＯＵＰ７内には通常窒素が充填されるとともに、制御手段５の制御によってロードポート４を介してＦＯＵＰ７内の雰囲気を窒素置換することも可能となっている。

制御手段５は、筐体３の天井壁３５より上方の、天板３８との間に位置する上部空間ＵＳに設けられたコントローラユニットとして構成され、ウェーハ搬送装置２の駆動制御、ロードポート４〜４によるＦＯＵＰ７の窒素置換制御、扉１ａ，４ａ〜４ａの開閉制御及び、筐体３内における窒素循環制御等を行っている。制御手段５は、ＣＰＵ、メモリ及びインターフェースを備えた通常のマイクロプロセッサ等により構成されるもので、メモリには予め処理に必要なプログラムが格納してあり、ＣＰＵは逐次必要なプログラムを取り出して実行し、周辺ハードリソースと協働して所期の機能を実現するものとなっている。なお、窒素循環制御については後述する。

略閉止空間ＣＳは、図４に示すように仕切り部材８によってウェーハ搬送装置２が駆動する空間であるウェーハ搬送室９と、ガス帰還路１０とに仕切られている。そして、ウェーハ搬送室９とガス帰還路１０とは、ウェーハ搬送室９の上部に幅方向に延在して設けられたガス送出口１１とウェーハ搬送室９の下部に幅方向に延在して設けられたガス吸引口１２とにおいてのみ連通しており、ガス送出口１１とガス吸引口１２とがウェーハ搬送室９内に下降気流を生じさせ、ガス帰還路１０内に上昇気流を生じさせることで、略閉止空間ＣＳ内に図４に矢印で示す循環路Ｃｉを形成し、ガスが循環するようになっている。この時、ウェーハ搬送室９は、前面壁３１、背面壁３２（扉１ａを含む、図３参照）、ロードポート４（扉４ａを含む）、側面壁３３，３４、底壁３６及び仕切り部材８によって閉止された空間となる。なお、本実施形態においては、この略閉止空間ＣＳに不活性ガスである窒素を循環させることとするが、循環させるガスはこれに限られるものではなく、他のガスを用いることもできる。

次に、ガス帰還路１０の構成を詳細に説明する。図４に示すように、ガス帰還路１０は底壁３６、背面壁３２、天井壁３５及び仕切り部材８によって閉止された空間であり、ウェーハ搬送室９の下部においてガス吸引口１２から吸引されたガスを、ウェーハ搬送室９上部のガス送出口１１へ帰還させるために設けられる。

帰還路１０の背面側上部には略閉止空間ＣＳ内に窒素を導入するガス供給手段１６が接続されており、制御手段５（図２参照）からの命令に基づいて窒素の供給と供給の停止を制御することが可能となっている。そのため、窒素の一部が略閉止空間ＣＳの外部に流出した場合には、ガス供給手段１６が流出分の窒素を供給することによって、略閉止空間ＣＳ中の窒素雰囲気を一定に保つことができる。また、背面側下部には略閉止空間ＣＳ中のガスを排出するガス排出手段１７が接続されており、制御手段５からの命令に基づいて動作して、図示しないシャッタを開放することによって略閉止空間ＣＳの内部と外部に設けられたガス排出先とを連通させることが可能となっている。そして、上述したガス供給手段１６による窒素の供給と併用することにより、略閉止空間ＣＳを窒素雰囲気に置換することが可能となっている。なお、本実施形態においては、循環路Ｃｉを循環させるガスを窒素とするため、ガス供給手段１６は窒素を供給するが、他のガスを循環させる場合は、ガス供給手段１６はその循環させるガスを供給する。

また、ガス送出口１１には第１の送風手段としてのファン１３ａとフィルタ１３ｂとから構成されるファンフィルタユニット１３（ＦＦＵ１３）が設けられており、略閉止空間ＣＳ内を循環するガス内に含まれるパーティクルを除去するとともに、ウェーハ搬送室９内へ下方に向けて送風することによってウェーハ搬送室９内に下降気流を生じさせている。なお、ＦＦＵ１３は、仕切り部材８に連結され水平方向に延びる支持部材１８によって支持されている。

一方、ガス吸引口１２にはケミカルフィルタ１４が接続されており、ウェーハ搬送室９内のガスはケミカルフィルタ１４を介してガス帰還路１０に流入するようになっている。上述したように、ウェーハ搬送装置２（図２参照）を筐体３の前面壁３１に支持部２１及びガイドレール２２を介して支持されるようにしているため、ガス吸引口１２は、ウェーハ搬送装置２と干渉することなく、大きく上方に向かって開口したものすることが可能となっている。また、上述したように、ガス吸引口１２は幅方向に延在して設けられているため、同様に幅方向に延在して設けられたガイドレール２２よりウェーハ搬送装置２の駆動時にパーティクルが生じたとしても、このパーティクルを効果的に吸引させることが可能となっている。そして、ガス吸引口１２にケミカルフィルタ１４を設けることによって、処理装置６（図１参照）における処理等で生じウェーハ搬送室９内に流入した分子状汚染物質を除去することを可能としている。さらに、ガス帰還路１０内のケミカルフィルタ１４よりも背面側には、第２の送風手段としてのファン１５が幅方向に亘って設けられており（図５参照）、当該ファン１５がガス帰還路１０の下流側、すなわち図４の上方へ向けて送風を行うことによって、ガス吸引口１２におけるガスの吸引力を生じさせるとともに、ケミカルフィルタ１４を通過したガスを上方へ送出し、ガス帰還路１０内に上昇気流を生じさせている。

そして、上述したＦＦＵ１３のファン１３ａ及びファン１５とによって、略閉止空間ＣＳ内のガスはウェーハ搬送室９内を下降し、ガス帰還路１０内を上昇することで循環するようになっている。ガス送出口１１は下方に向かって開口されていることから、ＦＦＵ１３によってガスが下方に向かって送り出されるとともに、ガス吸引口１２は上方に向かって開口されていることから、ＦＦＵ１３によって生じさせた下降気流を乱すことなくそのまま下方に向かってガスを吸引させることができ、これらによって円滑なガスの流れを作り出すことができる。なお、ウェーハ搬送室９内に下降気流が生じていることで、ウェーハＷ上部に付着したパーティクルを除去するとともに、ウェーハ搬送室９内にパーティクルが浮遊することを防止している。

ここで、ガス帰還路１０のガスの流路を、図６及び図７を用いて詳細に説明する。図６は、ガス帰還路１０を拡大した斜視図であり、図７は図６に示すＡ−Ａ位置及びＢ−Ｂ位置における断面を示す斜視図である。

図６に示すように、仕切り部材８は上側仕切り部材８１、下側仕切り部材８２、中間部材８３の３つの部材から構成されている。具体的には、上側仕切り部材８１は背面壁３２に沿うようにその内側に取り付けられる、中央に背面壁３２の開口３２ａより大きな矩形の開口８１ａを有する平板状の部材であり、その側方端は支柱３７ｃ及び３７ｄに接しており、上端は上述した支持部材１８と連結している（図４参照）。

下側仕切り部材８２は、後方へ向かって下段８２ａ、中段８２ｂ、上段８２ｃの３段を有する階段状の部材であり、底壁３６上で支柱３７ｃ及び３７ｄに前方より当接するよう幅方向に亘って形成されるとともに、幅方向両端に側板８２ｄを備えることによって内部に閉止空間を形成している。そして、下段８２ａの上方にはケミカルフィルタ１４が接続されるとともにガス吸引口１２が形成され、上段８２ｃは上側仕切り部材８１の下端と接している（図４参照）。

中間部材８３は、支柱３７ｃ及び３７ｄと前後方向に同じ厚みを持つ形状とされており、背面壁３２の開口３２ａの下方に配され正面視において上方へ向かうほど幅が増加する区間を有する分流部８３ａと、背面壁３２の開口３２ａを避けるよう開口３２ａの左右と上方に配されることでＨ字型に構成されたＨ字部８３ｂとが接続されることで、上側仕切り部材８１の開口８１ａとほぼ同じ大きさの開口８３ｃを形成している。分流部８３ａの内部は空洞となっており、この内部には、扉１ａ（図３参照）を上面に設けられた開口８３ａ１を通じて上下させることで開口３２ａを開閉する駆動機構１ｂが設けられている。また、分流部８３ａの上面と下側仕切り部材８２の上段８２ｃとは同じ高さとなっており、Ｈ字部８３ｂの上端は天井壁３５と当接している。

このように構成された仕切り部材８によって、下側仕切り部材８２の内部に設けられたファン１５（図４参照）によって上方へ向かうガスは、下側仕切り部材８２の上段８２ｃより下側では、図７の断面Ｓ１が示すように、下側仕切り部材８２、背面壁３２、中間部材８３の分流部８３ａ及び支柱３７ｃ，３７ｄとによって囲まれた流路を流れる。そして、下側仕切り部材８２の上段８２ｃ（図６参照）より上側では、図７の断面Ｓ２が示すように、上側仕切り部材８１、背面壁３２、中間部材８３のＨ字部８３ｂ及び支柱３７ｃによって囲まれる流路（図７の左側の流路）と、上側仕切り部材８１、背面壁３２、中間部材８３のＨ字部８３ｂ及び支柱３７ｃによって囲まれる流路（図７の右側の流路）に分岐して流れるように構成されている。すなわち、図５に示すように、区間Ｈ１において、ガスは幅方向に亘って流れることが可能となっている一方、区間Ｈ２においては、ガスは中間部材８３の両側のみで流れることが可能になっている。

このような構成をしていることによって、ガス帰還路１０を大きな流路面積を確保しつつ筐体３の内側のウェーハ搬送装置２の駆動領域外のデッドスペースに設けることが可能となるため、外観を変更する必要がなく、ガス帰還路１０を構成する各部材がロードポート４やロードロック室６１などＥＦＥＭ１外部の装置と干渉することを防止することが可能となる。具体的には、図２に示すように、下側仕切り部材８２の上段８２ａより下方、すなわち図４及び図５の区間Ｈ１はウェーハ搬送装置２のアーム部２ａの移動する領域よりも下側に位置しているため、ウェーハ搬送装置２が筐体３の前面壁３１に支持部２１及びガイドレール２２を介して支持されていることと相まって、下側仕切り部材８２がベース部２ｂの形状に沿って階段状に前方に張り出すことを許容し、ガス吸引口１２を大きく上方に向かって開口したものするとともに、ガス帰還路１０の流路面積を確保することが可能となっている。一方、図４及び図５の区間Ｈ２は、ウェーハ搬送装置２のアーム部２ａが移動する高さ領域を含んではいるものの、アーム部２ａがウェーハＷの搬送に要する開口３２ａ周辺の空間を避けて、具体的には開口３２ａの左右の空間を利用してガス帰還路１０の流路が設定されていることで、アーム部２ａの移動空間を確保するとともに、ウェーハＷの搬送経路に干渉しないようになっている。さらに、この開口３２ａの左右に設けた流路は、開口３２ａを閉止するための扉１ａ（図３参照）及びこの扉１ａを開閉する駆動機構１ｂをも避けつつ、支柱３７ｃ，３７ｄを利用してこの支柱３７ｃ，３７ｄの前後方向の厚みの範囲に設けるように構成している（図７参照）。そして、筐体３の一部である背面壁３２及び支柱３７ｃ，３７ｄを用いてガス帰還路１０を形成していることから、ガス帰還路１０を構成する構造体に強度を持たせるとともに、部品点数を多くすることなく、製造コストの上昇を抑えることが可能となっている。

次に、上記のように構成したＥＦＥＭ１内において、窒素を循環させる窒素循環制御の動作を、図４を用いて説明する。

まず、初期段階として、制御手段５がガス排出手段１７にガスを排出させつつ、ガス供給手段１６に略閉止空間ＣＳ内に窒素を供給させることによって、大気雰囲気にあるＥＦＥＭ１の略閉止空間ＣＳを窒素雰囲気にパージする。この段階以降、制御手段５は循環路Ｃｉ内の窒素が外部へ漏れた場合、その漏れ量に応じてガス供給手段１６に窒素の供給を行わせる。

そして、このようにして窒素雰囲気になった略閉止空間ＣＳにおいて、制御手段５がＦＦＵ１３のファン１３ａ及びファン１５を駆動させることによって、循環路Ｃｉ内にガスの循環を生じさせる。この時、ＦＦＵ１３のフィルタ１３ｂ及びケミカルフィルタ１４が循環するガス中のパーティクル及び分子状汚染物質を除去するため、ウェーハ搬送室９内は常に清浄な窒素の下降気流が生じている状態となる。

このような状態となったＥＦＥＭ１においては、ロードポート４に載置され窒素雰囲気にパージされたＦＯＵＰ７とウェーハ搬送室９とを連通させ、ウェーハＷの出し入れを行う際には、ウェーハ搬送室９とＦＯＵＰ７はともに同じ窒素雰囲気であり、ウェーハ搬送室９内の窒素も清浄に維持されているため、ＦＯＵＰ７内にパーティクルや分子状汚染物質が入らないようＦＯＵＰ７内をウェーハ搬送室９内に対して陽圧にする必要がなく、ＦＯＵＰ７内にパージする窒素の消費量を抑えることができる。

また、ウェーハ搬送室９とロードロック室６１（図１参照）との間に設けられた扉１ａを開放することでこれらウェーハ搬送室９とロードロック室６１とを連通させ、ロードロック室６１との間でウェーハＷの出し入れを行う際には、処理装置６における処理によってウェーハＷに付着した、あるいはロードロック室６１内に存在するパーティクル及び分子状汚染物質がウェーハ搬送室９内に流入する可能性があるものの、これらのパーティクル及び分子状汚染物質はウェーハ搬送室９内の下降気流によって下方へ流れ、ケミカルフィルタ１４及びＦＦＵ１３のフィルタ１３ｂによってガス帰還路１０を通過する間に浄化されて、再びウェーハ搬送室９内にパーティクル及び分子状汚染物質が流れることがないため、搬送中のウェーハＷへの悪影響を有効に軽減することが可能となっている。

以上のように、本実施形態におけるＥＦＥＭ１は、壁面である前面壁３１に設けられた開口３１ａにロードポート４〜４が接続されるとともに、壁面である背面壁３２に設けられた開口３２ａに処理装置６が接続されることで略閉止されたウェーハ搬送室９を内部に構成する筐体３と、ウェーハ搬送室９内に配設され、ロードポート４〜４に載置されたＦＯＵＰ７〜７と処理装置６との間でウェーハＷの搬送を行うウェーハ搬送装置２と、ウェーハ搬送室９の上部に設けられ、ウェーハ搬送室９内にガスを送出するガス送出口１１と、ウェーハ搬送室９の下部に設けられ、ウェーハ搬送室９内のガスを吸引するガス吸引口１２と、ガス吸引口１２から吸引されたガスをガス送出口１１へ帰還させるガス帰還路１０と、ガス送出口１１に設けられ、送出するガスに含まれるパーティクルを除去するフィルタ１３ｂを備えたＦＦＵ１３とを具備し、ウェーハ搬送室９に下降気流を生じさせるとともにガス帰還路１０を介してガスを帰還させることによって、ウェーハ搬送室９内の窒素を循環させるように構成したものである。

このように構成しているため、ウェーハ搬送室９に下降気流を生じさせるとともにガス帰還路１０を通じてガスを循環させることで、ウェーハ搬送室９が略閉止された空間となっていることと相まって、ウェーハ搬送室９内を窒素雰囲気下に維持することができる。そのため、ウェーハＷの搬送を外気にさらすことなく行うことができ、パーティクルの付着を抑制することが可能となっている。また、ガス送出口１１にフィルタ１３ｂを備えたＦＦＵ１３が設けられていることで、窒素を循環させる間にパーティクルを除去することが可能となる。さらに、ウェーハ搬送室９に下降気流が生じていることで、ウェーハＷ上部に付着したパーティクルを除去するとともに、ウェーハ搬送室９内にパーティクルが浮遊することを防止することが可能である。また、窒素を循環させることによって窒素の消費を抑制し、コストを削減することが可能となっている。

また、筐体３の背面壁３２と背面壁３２の内側に設けた仕切り部材８との間の空間をガス帰還路９の一部とするとともに、ウェーハ搬送室９とガス帰還路１０とが仕切り部材８によって分離されるように構成しているため、外観を変更することなく大きな流路面積を確保し、ロードロック室６１などＥＦＥＭ１外部の装置と干渉することを防止するとともに、部品点数の増加を抑えて製造コストの上昇を抑えることが可能となっている。

さらに、ロードポート４〜４を接続する開口３１ａと処理装置６を接続する開口３２ａとが筐体３の対向する位置に設けられており、ガス帰還路１０がガス吸引口１２から処理装置６を接続する開口３２ａの両側を経由してガス送出口１１に連続するように構成されているため、ウェーハ搬送装置２の駆動領域外のデッドスペースを有効に利用し、ウェーハＷの搬送を妨げることを防止しつつガスの流量を確保することが可能となっている。

また、ガス送出口１１に第１の送風手段であるファン１３ｂを備えたＦＦＵ１３が接続されるとともに、ガス吸引口１２に第２の送風手段であるファン１５が接続されており、ＦＦＵ１３によりガス送出口１１からウェーハ搬送室９内にガスを送出させ、ファン１５よりガス吸引口１２からウェーハ搬送室９内のガスを吸引するよう構成しているため、ウェーハ搬送室９とガス帰還路とを流れるガスの循環を円滑に行うことが可能である。

加えて、ウェーハ搬送室９内に窒素を供給するガス供給手段１６と、ウェーハ搬送室９内よりガスを排出するためのガス排出手段１７とをさらに備えるよう構成していることから、ウェーハ搬送室９内を適切なガス雰囲気に置換でき、酸素ガスや水分等がウェーハＷ表面に付着してウェーハＷの処理を阻害し、歩留りが低下することを防止するとともに、ウェーハ搬送室９内の窒素の一部が外部に流出した場合には、流出分の窒素を供給することで、ウェーハ搬送室９内の状態を一定に保つことができる。

また、ガス吸引口１２にケミカルフィルタ１４が設けられ、ウェーハ搬送室９内のガスはケミカルフィルタ１４を介してガス帰還路１０に流入するよう構成しているため、処理装置６における処理等で生じウェーハ搬送室９内に流入した分子状汚染物質を除去することが可能となっている。

加えて、ウェーハ搬送装置２が筐体３の前面壁３１に支持されるよう構成されているため、ウェーハ搬送装置２とケミカルフィルタ１４が設けられたガス吸引口１２とを互いに干渉することなく配置するとともに、ウェーハ搬送室９内の下降気流を妨げず、気流の乱れによってパーティクルが浮遊することを防止することが可能となっている。

そして、ウェーハ搬送室９内を循環するガスが不活性ガスである窒素であるため、酸素や湿気等によるウェーハＷ表面の性状の変化を抑制し、歩留まりの低下を防止することが可能となっている。

なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では、ロードポート４〜４上に設けたＦＯＵＰ７〜７とロードロック室６１との間で、ウェーハＷの搬送を行うものとしていたが、ＦＯＵＰ７〜７間での受け渡しを行わせる場合などにも用いることができる。

また、ウェーハ搬送装置２の搬送対象としてはウェーハＷを用いるものを前提としていたが、本発明はガラス基板等様々な精密加工品を対象とするＥＦＥＭ１に用いることができる。

また、上述の実施形態では、所定の軌道を構成するガイドレール２２は筐体３の前面壁３１に支持されていたが、ガス吸引口１２と干渉しないのであれば、筐体３のいずれに支持されていてもよく、例えば、ガイドレール２２を底壁３６に設け、ウェーハ搬送装置２が底壁３６に支持されるよう構成することも可能である。また、ウェーハ搬送装置２の移動方向の規制が可能であれば、ガイドレール２２に限らず、ガイドローラやワイヤ等の他の手段によって軌道を構成することもできる。

さらに、ウェーハ搬送装置２としては、リンク式アームロボットや、ＳＣＡＲＡ型多関節ロボットに限ることなく多様なものを使用することもできる。

また、上述の実施形態においては、ガス供給手段１６がガス帰還路１０の背面側上部に設けられ、ガス排出手段１７がガス帰還路１０の背面側下部に設けられていたが、これらガス供給手段１６とガス排出手段１７の設置位置は限定されるものではなく、循環路Ｃｉ中の任意の場所に設置することができる。

さらには、上述の実施形態ではガス排出手段１７によるガスの排出とガス供給手段１６による窒素の供給を同時に行ったが、まず吸引機構を備えたガス排出手段１７がガスを排出させることで略閉止空間ＣＳ内を負圧とし、その後ガス供給手段１６に略閉止空間ＣＳ内に窒素を供給させることによって、大気雰囲気にある略閉止空間ＣＳを窒素雰囲気とするようにしてもよい。こうすることによって、より効率よく窒素のパージを行うことができる。

また、上述の実施形態ではＥＦＥＭ１は１つのロードロック室６１と接続されていたが、２つ以上のロードロック室６１と接続するような構成も考えられる。この場合、背面壁３２には接続するロードロック室６１の数に応じて開口３２ａを２つ以上設けることとなるため、ガス帰還路１０はそれらの開口３２ａを避けるように３つ以上に分岐して形成すればよい。

さらに、上述の実施形態においては、ガス帰還路１０はＥＦＥＭ１の筐体３の内部に設けられていたが、筐体３の外部にダクトを設けることによってガス帰還路１０を構成してもよい。この場合においても、ダクトがロードロック室６１と干渉することを防ぎつつ広い流路を確保するため、ダクトはロードロック室６１と接続する開口３２ａの左右に分岐して設けるのが好ましい。なお、ガス帰還路１０の形状については、これ以外にも周囲の装置形状に応じて様々な形状をとることができる。

また、上述した実施形態では、ウェーハＷ周辺の雰囲気を置換するためのガスとして窒素を使用していたが、処理に応じて乾燥空気やアルゴン等種々様々なガスを用いることができる。

なお、上述した実施形態におけるＥＦＥＭ１に、略閉止空間ＣＳ内の湿度を低下させるドライヤ、温度を低下させるクーラ、ウェーハＷの除電を行うイオナイザなどを設け、ウェーハ搬送室９内の環境をさらに向上させることも可能である。

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…ＥＦＥＭ
２…ウェーハ搬送装置
３…筐体
４〜４…ロードポート
６…処理装置
７…ＦＯＵＰ
８…仕切り部材
９…ウェーハ搬送室
１０…ガス帰還路
１１…ガス送出口
１２…ガス吸引口
１３…ＦＦＵ
１３ａ…ファン（第１の送風手段）
１３ｂ…フィルタ
１４…ケミカルフィルタ
１５…ファン（第２の送風手段）
１６…ガス供給手段
１７…ガス排出手段
３１…前面壁
３２…背面壁
３１ａ，３２ａ…開口
Ｗ…ウェーハ

Claims

壁面に設けられた開口にロードポート及び処理装置が接続されることで略閉止されたウェーハ搬送室を内部に構成する筐体と、
前記ウェーハ搬送室内に配設され、前記ロードポートに載置されたＦＯＵＰと前記処理装置との間でウェーハの搬送を行うウェーハ搬送装置と、
前記ウェーハ搬送室の上部に設けられ、当該ウェーハ搬送室内にガスを送出するガス送出口と、
前記ウェーハ搬送室の下部に設けられ、当該ウェーハ搬送室内のガスを吸引するガス吸引口と、
前記ガス吸引口から吸引されたガスを前記ガス送出口へ帰還させるガス帰還路と、
前記ガス送出口に設けられ、送出するガスに含まれるパーティクルを除去するフィルタとを具備し、
前記ウェーハ搬送室に下降気流を生じさせるとともに前記ガス帰還路を介してガスを帰還させることによって、前記ウェーハ搬送室内のガスを循環させるように構成したことを特徴とするＥＦＥＭ。
前記筐体の壁面と当該壁面の内側に設けた仕切り部材との間の空間を前記ガス帰還路の一部とするとともに、前記ウェーハ搬送室と前記ガス帰還路とが前記仕切り部材によって分離されていることを特徴とする請求項１記載のＥＦＥＭ。
前記ロードポートを接続する開口と前記処理装置を接続する開口とが前記筐体の対向する位置に設けられており、
前記ガス帰還路が前記ガス吸引口から前記処理装置を接続する開口の両側を経由して前記ガス送出口に連続するように構成されていることを特徴とする請求項２記載のＥＦＥＭ。
前記ガス送出口に第１の送風手段が接続されるとともに、前記ガス吸引口に第２の送風手段が接続されており、前記第１の送風手段により前記ガス送出口から前記ウェーハ搬送室内にガスを送出させ、前記第２の送風手段により前記ガス吸引口から前記ウェーハ搬送室内のガスを吸引することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のＥＦＥＭ。
前記ウェーハ搬送室内にガスを供給するガス供給手段と、前記ウェーハ搬送室内よりガスを排出するためのガス排出手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のＥＦＥＭ。
前記ガス吸引口にケミカルフィルタが設けられ、前記ウェーハ搬送室内のガスは前記ケミカルフィルタを介してガス帰還路に流入することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のＥＦＥＭ。
前記ウェーハ搬送装置が前記筐体の壁面に支持されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のＥＦＥＭ。
前記ガスが不活性ガスであることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のＥＦＥＭ。