JP2016058642A

JP2016058642A - 粒子供給装置及び方法

Info

Publication number: JP2016058642A
Application number: JP2014185514A
Authority: JP
Inventors: 雅輝平野; Masateru Hirano; 雄一黒田; Yuichi Kuroda
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2016-04-21
Also published as: US9691648B2; US20160074821A1

Abstract

【課題】ダスト侵入評価の際の環境条件を制御することができる粒子供給装置及び方法を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る粒子供給装置は、筐体と、粒子供給部と、を備える。筐体は、ＦＯＵＰに設けられた基板搬出口と基板処理装置のロードポートに設けられた基板搬入口との空間を密閉する。粒子供給部は、筐体内に粒子を供給する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、粒子供給装置及び方法に関する。

従来、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）とＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）のロードポートとの位置関係は、ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International）規格によって規定されている。しかしながら、ＦＯＵＰの加工寸法の誤差により、ＦＯＵＰとロードポートとの間には隙間が生じる。そして、ＦＯＵＰの蓋を開いた際、この隙間から外気が侵入し、ＦＯＵＰの内部が外気中のダストにより汚染されることがある。このような汚染は、ＦＯＵＰに収納された基板の欠陥の原因となるため、設備の導入時などに、ＦＯＵＰの蓋を開けた際にＦＯＵＰ内にどの程度のダストが侵入するかを評価する、ダスト侵入評価が実施されている。

しかしながら、従来のダスト侵入評価では、ＦＯＵＰの周囲の環境を制御することができなかった。このため、評価のたびに環境条件が異なり、信頼性の高い評価を行うことが困難であった。また、複数のロードポートに対して同一の環境条件で評価をしたり、ＦＯＵＰが利用されるクリーンルームと同一の環境条件で評価をしたりすることもできなかった。

特開２００３−３０３８６９号公報特開平０７−３１２３３５号公報特開２００６−２２８８０８号公報特開２０１０−１６１１５７号公報

ダスト侵入評価の際の環境条件を制御することができる粒子供給装置及び方法を提供する。

一実施形態に係る粒子供給装置は、筐体と、粒子供給部と、を備える。筐体は、ＦＯＵＰに設けられた基板搬出口と基板処理装置のロードポートに設けられた基板搬入口との空間を密閉する。粒子供給部は、筐体内に粒子を供給する。

第１実施形態に係る粒子供給装置の一例を示す概略構成図。第１実施形態に係る粒子供給方法を示すフローチャート。第１実施形態に係る粒子供給装置の他の例を示す概略構成図。粒子供給部の具体例を示す概略構成図。第２実施形態に係る粒子供給装置の一例を示す概略構成図。第２実施形態に係る粒子供給方法の一例を示すフローチャート。第３実施形態に係る粒子供給装置の一例を示す概略構成図。

以下、本発明の実施形態に係る粒子供給装置及び方法について、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る粒子供給装置及び粒子供給方法について、図１〜図４を参照して説明する。

まず、第１実施形態に係る粒子供給装置について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る粒子供給装置の一例を示す概略構成図である。図１に示すように、この粒子供給装置は、筐体１と、粒子供給部２と、粒子濃度計測部３と、粒子濃度制御部４と、を備える。この粒子供給装置は、ＦＯＵＰ５がＥＦＥＭ６に搭載された状態でダスト侵入評価を行うための装置である。ここで、まず、ＦＯＵＰ５及びＥＦＥＭ６について説明する。

ＦＯＵＰ５は、基板を収納する基板収納容器である。ＦＯＵＰ５は、ＦＯＵＰ筐体５１と、蓋５２と、を備える。ＦＯＵＰ筐体５１は、複数の基板を収納可能に形成され、前面に開口部（基板搬出口）を有する。この開口部から基板の出し入れが行われる。図１において、ＦＯＵＰ筐体５１の前面は、ＦＯＵＰ筐体５１の右側の面である。蓋５２は、ＦＯＵＰ筐体５１の前面の開口部を開閉する。蓋５２が閉まると、ＦＯＵＰ筐体５１の内側は密閉される。

ＥＦＥＭ６は、ＦＯＵＰ５に収納された基板を、ＦＯＵＰ５から基板処理装置まで、ミニエンバイロンメント方式で搬送する。ＥＦＥＭ６は、搬送アーム６１と、搬送室６２と、ロードポート６３と、を備える。搬送アーム６１は、ＦＯＵＰ５に収納された基板を搬送する。搬送室６２は、搬送アーム６１を格納する。搬送アーム６１によりＦＯＵＰ５から取り出された基板は、搬送室６２を介して、基板処理装置に搬送される。このため、搬送室６２の内部は、クリーンな環境を維持される。図１には図示されていないが、ＥＦＥＭ６は、搬送室６２内を清浄化するＦＦＵ（Fun Filter Unit）を備えるのが好ましい。

ロードポート６３は、ＦＯＵＰ５とＥＦＥＭ６との間で基板を受け渡すためのインターフェースである。ロードポート６３は、テーブル６４と、蓋６５と、を備える。テーブル６４は、ＦＯＵＰ５を載置する。蓋６５は、基板の出入り口（基板搬入口）となる開口部を開閉する。蓋６５が閉まると、搬送室６２の内側は密閉される。

ＦＯＵＰ５から基板処理装置まで基板を搬送する場合、まず、ＦＯＵＰ５は、テーブル６４の所定位置に、ＦＯＵＰ５の蓋５２とロードポート６３の蓋６５とが対向するように配置される。この際、ＦＯＵＰ５の加工寸法の誤差により、ＦＯＵＰ５の前面とロードポート６３との間に、隙間Ｇが生じる。この隙間Ｇの幅は、通常、ＦＯＵＰ５の公差の範囲内である。

次に、ＦＯＵＰ５の蓋５２とロードポート６３の蓋６５とを開く。そして、ＦＯＵＰ５に収納された基板を搬送アーム６１によって基板処理装置まで搬送する。これにより、基板のミニエンバイロンメント方式の搬送が行われる。

上述の通り、ＦＯＵＰ５は、蓋５２によって密閉されているため、蓋５２が開くと内側が負圧になる。ＦＯＵＰ５の内側が負圧になると、隙間Ｇから外気が流れ込み、空気中のダストがＦＯＵＰ筐体５１内に侵入する。ダスト侵入評価は、この際に侵入するダストの量を評価する。以下、粒子供給装置の各構成について説明する。

筐体１は、一面に開口部を有し、この開口部がＦＯＵＰ５の前面側に位置するようにＦＯＵＰ５を収納する。筐体１は、ダスト侵入評価を行う際、この開口部がロードポート６３と密着するように配置される。これにより、筐体１の内側に、ＦＯＵＰ５を含む密閉空間が形成される。以下では、開口部が形成された面を筐体１の前面という。

粒子供給部２は、筐体１内に粒子Ｐを供給する。粒子Ｐは、粒子径が均一な標準粒子であるのが好ましい。粒子Ｐは、例えば、ＰＬＳ（Polystyrene latex）粒子であるが、これに限られない。粒子Ｐの粒子径や材料は、用途に応じて任意に選択できる。図１において、粒子供給部２は、筐体１の上面から粒子Ｐを供給しているが、筐体１の背面や側面から粒子Ｐを供給してもよいし、筐体１の複数箇所から粒子Ｐを供給してもよい。粒子供給部２の具体的な構成については後述する。

粒子濃度計測部３は、筐体１内の空気を吸気し、筐体１内の粒子濃度を計測する。粒子濃度とは、単位体積あたりの粒子数のことである。粒子濃度計測部３として、例えば、ＰＣ（Particle Counter）を用いることができる。図１において、粒子濃度計測部３は、筐体１の上面から吸気しているが、筐体１の背面や側面から吸気してもよいし、筐体１の複数箇所から吸気してもよい。

粒子濃度制御部４は、筐体１内の粒子濃度が所定値となるように、粒子供給部２からの粒子Ｐの供給量を制御する。粒子濃度制御部４は、粒子濃度計測部３から筐体１内の粒子濃度を取得し、粒子濃度が所定値より大きい場合、粒子供給部２からの粒子Ｐの供給量を減少させ、粒子濃度が所定値より小さい場合、粒子供給部２からの粒子Ｐの供給量を増加させる。これにより、筐体１内の粒子濃度は所定値となる。

上述の所定値は、任意に設定可能である。また、所定値として、粒子濃度の上限値と下限値が設定されてもよい。この場合、粒子濃度制御部４は、筐体１内の粒子濃度が上限値から下限値までの所定範囲となるように、粒子供給部２を制御する。所定値は、例えば、ＦＯＵＰ５が利用されるクリーンルームなどの空間の粒子濃度の平均値や最大値であるが、これに限られない。

この粒子濃度制御部４は、コンピュータ装置により構成される。コンピュータ装置は、ＣＰＵと、主記憶装置と、外部記憶装置と、を備える。ＣＰＵが外部記憶装置に記憶された粒子濃度制御プログラムを実行することにより、上述の粒子濃度制御部４の機能が実現される。粒子濃度制御部４を構成するコンピュータ装置は、独立して設けられてもよいし、粒子濃度計測部３や粒子供給部２の制御装置と一体に設けられてもよい。

次に、本実施形態に係る粒子供給方法について、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る粒子供給方法を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、評価対象となるＦＯＵＰ５は、筐体１に収納され、テーブル６４の所定位置に配置される。この際、筐体１の前面をロードポート６３に密着させる。これにより、ＦＯＵＰ５を覆う密閉空間が形成される。

ステップＳ２において、粒子供給部２は、筐体１内の密閉空間に粒子Ｐの供給を開始する。この際、粒子Ｐの供給を開始する前に、筐体１内を清浄化しておくのが好ましい。筐体１は、例えば、筐体１内から空気を排気すると共に、筐体１内へ清浄化された空気を送気することにより、内部を清浄化することができる。筐体１内からの排気は、粒子濃度計測部３により行うことができる。また、筐体１内への送気は、搬送室６２内の空気を送気することにより行うことができる。さらに、粒子供給装置に、筐体１内を清浄化する清浄化装置を設けてもよい。

ステップＳ３において、粒子濃度計測部３は、筐体１内の粒子濃度の計測を開始する。粒子濃度計測部３は、筐体１内の空気を吸気し、吸気した空気に含まれる粒子の数を数えることにより、粒子濃度を計測する。粒子濃度の計測は、粒子Ｐの供給と同時に開始されてもよい。

ステップＳ４において、粒子濃度制御部４は、粒子濃度計測部３が計測した筐体１内の粒子濃度を取得し、筐体１内の粒子濃度が所定範囲内であるか判定する。粒子濃度が所定範囲外の場合（ステップＳ４のＮＯ）、ステップＳ５に進み、粒子濃度が所定範囲内の場合（ステップＳ４のＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。

ステップＳ５において、粒子濃度制御部４は、筐体１内の粒子濃度が所定範囲内となるように、粒子供給部２からの粒子Ｐの供給量を制御する。以降、粒子濃度が所定範囲内となるまで、ステップＳ３〜ステップＳ５を繰り返す。

ステップＳ６において、粒子濃度計測部３は、ＦＯＵＰ５内の粒子濃度の計測を開始する。ＦＯＵＰ５内の粒子濃度は、例えば、ＦＯＵＰ５に設けられたＰＣにより計測することができる。なお、ＦＯＵＰ５内の粒子濃度の計測は、ステップＳ６までの間の任意のタイミングで開始することができる。

ステップＳ７において、ＦＯＵＰ５の蓋５２及びＥＦＥＭ６の蓋６５が開かれる。上述の通り、ＦＯＵＰ５の蓋５２を開くと、隙間ＧからＦＯＵＰ５に外気が侵入する。この際、ＦＯＵＰ５の周囲には、筐体１による密閉空間が形成されているため、ＦＯＵＰ５には、粒子濃度や粒子径を制御された筐体１内の空気が侵入する。

ステップＳ８において、蓋５２を開く前のＦＯＵＰ５内の粒子濃度と、蓋５２を開いた後のＦＯＵＰ５内の粒子濃度と、が比較される。これにより、蓋５２を開くことにより隙間Ｇからどの程度の粒子Ｐが侵入したかを評価することができる。

以上説明した通り、本実施形態に係る粒子供給装置及び方法によれば、筐体１内の粒子Ｐの材料、粒子径、及び粒子濃度などを制御することができる。したがって、本実施形態に係る粒子供給装置及び方法を用いることにより、環境条件を制御した状態でダスト侵入評価を行うことができる。これにより、例えば、ダスト侵入評価の際の環境条件を一定にし、信頼性の高い評価を行うことができる。また、複数のロードポート６３に対して同一の環境条件で評価をしたり、ＦＯＵＰ５が利用されるクリーンルームと同一の環境条件で評価をしたりすることが可能である。

なお、本実施形態において、筐体１により形成される密閉空間は、ＦＯＵＰ５の前面とロードポート６３との間の隙間Ｇを覆うように形成されればよい。このため、筐体１は、隙間Ｇを覆う密閉空間を形成可能であれば、図３に示すように、ＦＯＵＰ５の一部を収納するように構成されてもよい。

ここで、図４は、本実施形態に係る粒子供給部２の具体例を示す概略構成図である。図４の粒子供給部２は、インレット２１と、粒子発生器２２と、荷電中和器２３と、粒子径フィルタ２４と、を備える。

インレット２１は、微粒子フィルタを備える。インレット２１は、吸気した空気を微粒子フィルタによって清浄化し、清浄化した空気を粒子発生器２２に送気する。インレット２１は、例えば、クリーンルームや搬送室６２の空気を吸気して、粒子発生器２２に送気する。

粒子発生器２２は、粒子Ｐを発生させる。粒子発生器２２は、粒子Ｐを含む懸濁液２５を貯留し、毛細管チューブ２６によって懸濁液２５を吸い上げる。懸濁液２５は、毛細管チューブ２６で吸い上げられる間に気化し、粒子Ｐが発生する。

荷電中和器２３は、粒子発生器２２が発生させた粒子Ｐを、所定の電荷に帯電させる。

粒子径フィルタ２４は、荷電中和器２３が帯電させた粒子Ｐを粒子径によって選別する。具体的には、粒子径フィルタ２４は、粒子Ｐを電界中に放出する。粒子Ｐは、帯電しているため、電界中での移動量が粒子径（質量）に応じて変化する。粒子径フィルタ２４は、電界中での移動量ごとに粒子Ｐを取り出すことにより、粒子Ｐを粒子径によって選別することができる。粒子径フィルタ２４は、所定の粒子径の粒子Ｐを選別し、筐体１内に供給する。これにより、均一な粒子径を有する粒子Ｐを筐体１内に供給することができる。

粒子供給部２がこのように構成された場合、粒子濃度制御部４は、例えば、インレット２１の送気量などを制御することにより、粒子供給部２からの粒子Ｐの供給量を変化させ、筐体１内の粒子濃度を制御することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る粒子供給装置及び粒子供給方法について、図５及び図６を参照して説明する。まず、本実施形態に係る粒子供給装置について、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る粒子供給装置の一例を示す概略構成図である。図５に示すように、この粒子供給装置は、送風部７を更に備える。他の構成は第１実施形態と同様である。

送風部７は、筐体１内に設けられ、筐体１内に任意の気流を発生させる。送風部７は、例えば、ＦＯＵＰ５が利用されるクリーンルームの気流を模擬した気流を発生させる。送風部７は、ファン７１と、ルーバ７２と、を備える。

ファン７１は、筐体１内で所定方向の気流を発生させる。ファン７１を配置する位置や数、及びファン７１が発生させる気流の方向は、任意に設計可能である。また、ファン７１の代わりに、ＦＦＵが設けられてもよい。

ルーバ７２は、ファン７１が発生させた気流の方向を調節する。これにより、筐体１内に、任意の方向の気流を発生させることができる。

次に、本実施形態に係る粒子供給方法について、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係る粒子供給方法を示すフローチャートである。図６に示すように、この粒子供給方法は、ステップＳ７の前に、ステップＳ９を更に備える。他の工程は、第１実施形態と同様である。

ステップＳ９において、送風部７は、送風を開始し、筐体１内で気流を発生させる。送風部７により、ＦＯＵＰ５の周囲に任意の気流は発生させることができる。このステップＳ９は、ステップＳ７より前の任意のタイミングで行うことができる。

以上説明した通り、本実施形態に係る粒子供給装置及び方法によれば、ＦＯＵＰ５の周囲の気流を制御することができる。例えば、ＦＯＵＰ５が利用されるクリーンルームの気流を再現することにより、ＦＯＵＰ５を実際に利用した際のダストの侵入をより高精度に評価することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態に係る粒子供給装置及び粒子供給方法について、図７を参照して説明する。ここで、図７は、本実施形態に係る粒子供給装置の一例を示す概略構成図である。図７に示すように、この粒子供給装置は、粒子回収部８を更に備える。他の構成は第１実施形態と同様である。

粒子回収部８は、筐体１内の空気を吸気し、筐体１内の粒子Ｐを回収する。図７において、粒子回収部８は、筐体１の背面から吸気しているが、筐体１の上面や側面から吸気してもよいし、筐体１の複数箇所から吸気してもよい。粒子回収部８が回収した粒子Ｐは、粒子供給部２に送られ、粒子供給部２によって再び筐体１に供給される。

本実施形態に係る粒子供給方法では、ステップＳ２において、粒子供給部２は、粒子Ｐの供給を開始すると共に、粒子回収部８は、粒子Ｐの回収を開始する。他の工程は第１実施形態と同様である。

以上説明した通り、本実施形態に係る粒子供給装置及び方法によれば、粒子回収部８により筐体１内の粒子Ｐが回収されるため、筐体１内の粒子Ｐを再利用することができる。また、筐体１内への粒子Ｐの過供給を防ぎ、筐体１内の粒子濃度を容易に制御することができる。さらに、粒子回収部８により回収した粒子Ｐを再利用することができるため、粒子Ｐの使用量を低減し、評価コストを抑制することができる。

なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１：筐体、２：粒子供給部、３：粒子濃度計測部、４：粒子濃度制御部、５：ＦＯＵＰ、６：ＥＦＥＭ、７：送風部、８：粒子回収部、２１：インレット、２２：粒子発生器、２３：荷電中和器、２４：粒子径フィルタ、２５：懸濁液、２６：毛細管チューブ、５１：ＦＯＵＰ筐体、５２：蓋、６１：搬送アーム、６２：搬送室、６３：ロードポート、６４：テーブル、６５：蓋、７１：ファン、７２：ルーバ、Ｐ：粒子、Ｇ：隙間

Claims

ＦＯＵＰに設けられた基板搬出口と基板処理装置のロードポートに設けられた基板搬入口との空間を密閉する筐体と、
前記筐体内に粒子を供給する粒子供給部と、
を備える粒子供給装置。
前記筐体内の粒子濃度を計測する粒子濃度計測部を更に備える
請求項１に記載の粒子供給装置。
前記筐体内の粒子濃度が所定値となるように、前記粒子供給部からの前記粒子の供給量を制御する粒子濃度制御部を更に備える
請求項１又は請求項２に記載の粒子供給装置。
前記筐体内に供給された前記粒子を回収する粒子回収部を更に備える
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の粒子供給装置。
ＦＯＵＰに設けられた基板搬出口と基板処理装置のロードポートに設けられた基板搬入口との空間を密閉する工程と、
前記密閉空間内に粒子を供給する工程と、
を備える粒子供給方法。