JP2757102B2 - クリーン搬送方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体関連製品、光デ
ィスク等の加工、組み立てに必要な被搬送物を汚染物質
のないクリーンな真空状態で移送することが可能なクリ
ーン搬送方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、真空クリーン室を有するとともに
該真空クリーン室内の被搬送物を移送するための移送手
段を内蔵したクリーン搬送車を用いて成膜装置等の各種
処理装置間の被搬送物の移送を行うことが本出願人から
提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、被搬送物を
収納する真空クリーン室及び被搬送物を移送するための
移送手段を具備したクリーン搬送車を用いる従来の搬送
方法は、以下に述べる問題点がある。 相手の各種処理装置に合体する際の位置決めが面倒
である。 一旦合体するとクリーン搬送車も静止状態のままに
なり、クリーン搬送車の稼働率が悪くなる（クリーン搬
送車として無人搬送車を用いる場合、無人搬送車を他の
作業に転用できない。）。 クリーン搬送車の真空クリーン室内に移送手段（ロ
ボット）を入れることにより真空クリーン室が必要以上
に大きくなり、各種処理装置と合体したときの真空排気
に時間がかかり、各種処理装置から切り離した後の真空
維持時間が短くなる。 さらに、被搬送物を保管するとき、真空ストッカー
のような大きな真空装置が必要になる。

【０００４】本発明は、上記の点に鑑み、真空排気手段
及び移送手段を持たず、真空に保つ空間を必要最小限と
した真空クリーンボックスを用いて被搬送物を収納、保
管、もしくは移送する構成として、取り扱いを簡便と
し、しかも各種処理装置への合体を容易としかつ合体の
際に真空排気が必要となる密閉空間を最小限として、合
体又は切り離しに要する時間を短縮可能としたクリーン
搬送方法及び装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のクリーン搬送方法は、開閉口を有する本体
部と前記開閉口を気密に閉成するシャッター兼用蓋体部
とからなり、前記シャッター兼用蓋体部の閉成時に真空
状態を維持できる気密性を有していて前記シャッター兼
用蓋体部は内外圧力差により閉成状態を保ち、真空排気
手段及び移送手段を持たない真空クリーンボックスと、
前記シャッター兼用蓋体部に対して着脱自在に係合する
シャッターを有していて該シャッターで聞閉自在な開閉
口を有するとともに閉成状態において前記シャッターは
該開閉口の内側面の周縁部分に気密に対接する真空装置
とを用い、前記真空クリーンボックスと前記真空装置と
を前記シャッター兼用蓋体部及びシャッターの閉成状態
にて気密に結合して、前記真空装置の開閉口の外側面の
周縁部分に前記本体部のフランジ部を気密に対接させか
つ前記シャッターと前記シャッター兼用蓋体部とを係合
状態として、前記シャツター兼用蓋体部及びシャッター
が面する密閉空間を形成し、該密閉空間を真空排気した
後、前記シャッター兼用蓋体部及びシャッターを一体的
に前記真空装置内部に引き込んで前記真空クリーンボッ
クスと前記真空装置の内部空間同士を連続させている。

【０００６】また、本発明のクリーン搬送装置は、開閉
口を有する本体部と前記開閉口を気密に閉成するシャッ
ター兼用蓋体部とからなり、前記シャッター兼用蓋体部
の閉成時に真空状態を維持できる気密性を有していて前
記シャッター兼用蓋体部は内外圧力差により閉成状態を
保ち、真空排気手段及び移送手段を持たない真空クリー
ンボックスと、前記シャッター兼用蓋体部に対して着脱
自在に係合するシャッター及び該シャッターを開閉駆動
する開閉駆動手段とを有していて該シャッターで開閉自
在な開閉口を有するとともに閉成状態において前記シャ
ッターは該開閉口の内側面の周縁部分に気密に対接する
真空装置とを具備し、前記真空クリーンボックスと前記
真空装置とは結合時に前記真空装置の開閉口の外側面の
周縁部分に前記本体部のフランジ部が気密に対接するこ
とで、前記シャッター兼用蓋体部及びシャッターが面す
る気密な密閉空間を構成し、前記シャツター兼用蓋体部
及びシャッターを係合状態で一体的に前記開閉駆動手段
によって前記真空装置内部に引き込んだときに前記真空
クリーンボックスと前記真空装置の内部空間同士が連続
する如く構成している。

【０００７】

【作用】本発明においては、真空装置としての各種処理
装置に真空クリーンボックスを合体させるための位置決
めは、真空クリーンボックスが真空排気手段及び移送手
段を持たない軽量コンパクトなものであるため極めて容
易であり、人手でも市販のロボット（クリーン対応でな
くともよい）でも実行できる。また、真空クリーンボッ
クスのシャッター兼用蓋体部は真空装置側のシャッター
に対し係合状態として真空装置側の開閉駆動手段により
当該真空装置内部に引き込まれるように構成しており、
シャッター兼用蓋体部上に半導体関連製品、光ディスク
等の加工、組み立てに必要な被搬送物を載せておくこと
で、真空クリーンボックスと真空装置間の被搬送物の移
送が簡単に実行できる。また、被搬送物とシャッター兼
用蓋体部の両者を真空装置内部に引き込むように同時に
移動させる構造であり、真空クリーンボックスと真空装
置とを合体した際に形成される真空排気が必要な密閉空
間を最小限にすることができ（当該密閉空間内にシャッ
ター兼用蓋体部及び真空装置側シャッターを駆動するた
めの機構を設ける必要が無いので）、真空クリーンボッ
クスの合体あるいは離脱に要する時間を短縮できる。さ
らに、真空クリーンボックスは真空排気手段及び移送手
段を持たない必要最小限の空間であり、充分な気密性を
保持することで真空維持時間を長くすることができる。
また、被搬送物の保管は、真空クリーンボックス内に収
納したまましばらく放置しておくことも可能であり、取
り扱いが簡便な利点もある。なお、真空クリーンボック
スの搬送に無人搬送車を用いる場合でも、真空クリーン
ボックス合体後、無人搬送車は別の所に移動でき、無人
搬送車の稼働率を良好に保つことができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係るクリーン搬送方法及び装
置の実施例を図面に従って説明する。

【０００９】図１は本発明の第１実施例を示す。この図
において、真空クリーンボックス１は、一面に開閉口３
を有する本体部２と、開閉口３を気密に閉成するシャッ
ター兼用蓋体部４とからなり、シャッター兼用蓋体部４
の閉成時に真空状態を維持できる気密性を有していて真
空排気手段及び移送手段を持たない構造である。本体部
２は、一面に開閉口３を有し、かつ開閉縁にフランジ部
６を有する箱型部材５と、該箱型部材５の上面の開口部
７を密閉する透明部材８と、該透明部材８を箱型部材５
に固定する固定部材９とからなっている。開口部７に設
けられた透明部材８は覗き窓として機能し、真空クリー
ンボックス１の内部を外部から透視できるようにしてい
る。前記箱型部材５の透明部材当接面には溝１０が形成
され、該溝１０に気密封止のためのＯリング１１が配設
されている。前記固定部材９は箱型部材５に対しビス等
で固定される。

【００１０】前記シャッター兼用蓋体部４の本体部２へ
の当接面には溝２０が形成され、該溝２０内に気密封止
用のＯリング２１が配設されている。該シャッター兼用
蓋体部４の上面には、被搬送物としての光ミニディスク
３０を支えるホルダー２２が取り付けられている。該ホ
ルダー２２は、光ミニディスク３０を多数等間隔で垂直
に立てた状態で収納できる構造となっている。すなわ
ち、ホルダー２２はシャッター兼用蓋体部４に固定され
た多数の仕切り板２３を有し、該仕切り板２３で仕切ら
れた各区画に光ミニディクス３０が挿入されるようにな
っている。なお、シャッター兼用蓋体部４の背面（下
面）には、後述する真空装置側の位置決めピン４１が着
脱自在に嵌合する位置合わせ用凹部２４が複数形成され
ている。

【００１１】前記真空クリーンボックス１が合体可能な
成膜装置等の真空装置４０は、上面に開閉口４２を有す
る気密容器４３と、流体圧シリンダ等の開閉駆動手段の
開閉操作ロッド４４の先端に固定されたシャッター４５
と、該シャッター４５の上面に固着されたスペーサブロ
ック４６と、該スペーサブロック４６の上面から突出す
るように当該スペーサブロック４６に固着された複数本
の位置決めピン４１とを有している。前記開閉操作ロッ
ド４４は伸長又は縮動してシャッター４５を昇降させる
機能を有する。また、位置決めピン４１は前記真空クリ
ーンボックス１側のシャッター兼用蓋体部４に形成され
た位置合わせ用凹部２４にそれぞれ着脱自在に嵌合する
ようになっている。前記開閉口４２の開口縁部は、気密
容器４３に固着された連結用ブロック４７で構成され、
該連結用ブロック４７の肉厚は前記シャッター兼用蓋体
部４及びスペーサブロック４６の肉厚の和に等しく設定
されている。連結用ブロック４７の気密容器対接面には
溝４８が形成され、該溝４８内に気密封止用のＯリング
４９が配設されている。同様に、連結用ブロック４７の
真空クリーンボックス側フランジ部６への対接面には溝
５０が形成され、該溝５０内に気密封止用のＯリング５
１が配設されている。シャッター４５の連結用ブロック
４７への対接面には、溝５５が形成され、ここに気密封
止用のＯリング５６が配設されている。

【００１２】なお、前記真空装置４０は、真空ポンプ等
の真空排気手段を具備するとともに、気密容器４３内に
引き込まれた光ミニディスク３０を所定の成膜位置等に
移送するための移送手段等を具備している。

【００１３】以上の第１実施例において、真空クリーン
ボックス１の合体前状態では、真空クリーンボックス１
は予め別の真空チェンジャーにより内部が真空状態(例
えば、粉塵を大幅に少なくするために真空度０.１Torr
以下が好ましい)にされシャッター兼用蓋体部４で内部
が密閉されて搬送される。真空クリーンボックス１と真
空装置４０とが分離しているとき、真空クリーンボック
ス１内部の高真空と、外部の大気圧との圧力差によりシ
ャッター兼用蓋体部４が開閉口３側に押されて開閉口３
を確実に気密シールでき、シャッター兼用蓋体部４が動
いてしまうこともなく、被搬送物としての光ミニディス
ク３０を収容した状態で真空クリーンボックス１を搬送
可能である。また、真空装置４０側のシャッター４５
は、開閉操作ロッド４４によって開閉口４２の開口縁部
を構成する連結用ブロック４７の内面に押されて開閉口
４２を気密シールしている。

【００１４】真空クリーンボックス１と真空装置４０と
の連結は、真空クリーンボックス１のシャッター兼用蓋
体部４を下向きにして、図１のように、真空装置４０の
開閉口４２の開口縁部を構成する連結用ブロック４７上
にフランジ部６を当接させて載置することによって行
う。この際、真空装置側位置決めピン４１を真空クリー
ンボックス側の位置合わせ用凹部２４に嵌合させる。ま
た、フランジ部６を押え金具６０で連結用ブロック４７
側に押えておく。

【００１５】上述の如く、真空クリーンボックス１を真
空装置４０に連結した結果、連結用ブロック４７の内側
面（開閉口４２の内側面）とシャッター兼用蓋体部４及
びフランジ部６の下面とシャッター４５の上面とで囲ま
れた気密な密閉空間（スルーエリア）Ｓが形成されるこ
とになる。すなわち、密閉空間Ｓにシャッター兼用蓋体
部４及びシャッター４５が面する。この密閉空間Ｓは当
初は大気圧であるから、図示しない真空排気経路を介し
て真空装置４０側の真空排気手段で真空排気する(例え
ば、真空度０.１Torr以下）。

【００１６】前記密閉空間Ｓを真空排気した後は、真空
クリーンボックス１のシャッター兼用蓋体部４について
の内外圧力差は無くなるから、真空装置４０側の開閉操
作ロッド４４を縮動させ、シャッター４５及びスペーサ
ブロック４６を下降させれば、シャッター兼用蓋体部４
の自重及びホルダー２２や光ミニディスク３０の重量が
存在するため、図１の仮想線の如く、当該シャッター兼
用蓋体部４及び光ミニディスク３０もシャッター４５及
びスペーサブロック４６と一体的に下降し、真空装置４
０内の空間と真空クリーンボックス１内の空間とが連続
してシャッター兼用蓋体部４及び光ミニディスク３０は
気密容器４３内に引き込まれる。この際、スペーサブロ
ック４６側の位置決めピン４１とシャッター兼用蓋体部
４の位置合わせ用凹部２４との嵌合状態が継続されてい
るため、シャッター兼用蓋体部４を位置決め状態で停止
させることができ、後工程での光ミニディスク３０の真
空装置内における移送等を円滑に実行できる。

【００１７】なお、前記密閉空間Ｓを真空排気した際
に、真空クリーンボックス１のフランジ部６は大気圧で
押されることになり、フランジ部６が開閉口４２の開口
縁部を構成する連結用ブロック４７に圧接するから真空
リークの問題は発生しない。

【００１８】逆に、真空装置４０に合体していた真空ク
リーンボックス１を分離する場合には、開閉操作ロッド
４４を伸長させることで、図１仮想線状態のシャッター
兼用蓋体部４を図１実線状態に復帰させる。この結果、
再び連結用ブロック４７の内側面（開閉口４２の内側
面）とシャッター兼用蓋体部４及びフランジ部６の下面
とシャッター４５の上面とで囲まれた気密な密閉空間Ｓ
が形成されることになる。そして、この密閉空間Ｓを大
気圧に戻し、シャッター兼用蓋体部４の下面に大気圧が
加わるようにする。この結果、シャッター兼用蓋体部４
の下面が密閉空間Ｓの大気圧で押されるので本体部２と
シャッター兼用蓋体部４とが気密に一体化され、シャッ
ター兼用蓋体部４を位置決めピン４１から支障無く外す
ことができる状態となる。以後、押え金具６０をフラン
ジ部６から外すことにより、本体部２とシャッター兼用
蓋体部４とが気密に一体化され、かつ光ミニディスク３
０を収容したた真空クリーンボックス１として任意の位
置に搬送することができる。

【００１９】さらに、図１の構成を数種のスパッタ等の
成膜工程等に対応させて設置しておき、真空クリーンボ
ックス１を各成膜装置等に対し順次装着して行けば、複
数種の膜を被搬送物（基板等）上に積層することができ
る。その際、真空クリーンボックス１を装着して行く成
膜装置等の順番は自由に変更でき、一部の成膜装置はス
キップしたりすることもでき、被搬送物上の膜の積層順
序や積層数は任意に設定でき、仕様変更に対してフレキ
シブルに対応できる。このことは、複数のスパッタユニ
ットを直列に接続して基板等を順次搬送していくインラ
インスパッタ装置等にない利点である(インラインスパ
ッタ装置等では成膜順序は予め定まってしまう。)。

【００２０】上記第１実施例の構成によれば、被搬送物
としての光ミニディスク３０の移動とシャッター兼用蓋
体部４及びシャッター４５の移動を同時に行う構成であ
り、被搬送物の移動機構とは別にシャッターを開閉する
機構を前記密閉空間Ｓ内に配置する必要が無くなり、密
閉空間Ｓを極限まで小さくすることができる。このた
め、真空クリーンボックス１の真空装置４０への合体時
に密閉空間Ｓを真空排気するが、その排気時間を短縮で
き、全体のタクトタイムも短縮可能である。

【００２１】図２及び図３は本発明の第２実施例を示
す。この実施例は真空クリーンボックス１内に半導体ウ
エハ７０を水平に収容してマルチチャンバー式処理装置
８０に供給する構成を示している。図２乃至図３におい
て、マルチチャンバー式処理装置８０は、真空移送ゾー
ン８１と、該真空移送ゾーン８１に連通する複数のプロ
セスゾーン８２と、真空クリーンボックス１を連結して
合体させるための真空装置として機能する真空チェンジ
ャー８３とを有している。プロセスゾーン８２は、例え
ば、スパッタ装置であれば、図２のように所要のスパッ
タ粒子を放出するためのターゲット８４が半導体ウエハ
７０の載置台８５に対向する如く設けられている。真空
移送ゾーン８１には半導体ウエハ７０の移送手段として
ロボットアーム８６が設けられている。

【００２２】なお、真空クリーンボックス１及び真空チ
ェンジャー８３は前述の第１実施例と実質的に同様の構
成を持っている（真空チェンジャー８３は真空装置４０
に相当し、同様部分には同一符号を付した。）。但し、
シャッター兼用蓋体部４の上面には半導体ウエハ７０を
水平状態で多数支持するホルダー２２Ａが取り付けられ
ている点が相違する。

【００２３】この第２実施例の場合、第１実施例と同様
の手順で真空クリーンボックス１を真空チェンジャー８
３に合体し、真空クリーンボックス１及び真空チェンジ
ャー８３の内部空間を連続させ、開閉操作ロッド４４の
縮動動作によりシャッター兼用蓋体部４及び半導体ウエ
ハ７０をシャッター４５及びスペーサブロック４６と共
に一体的に下降させ、真空チェンジャー８３内に引き込
む。その後、引き込み状態としたシャッター兼用蓋体部
４上のホルダー２２Ａで支持された半導体ウエハ７０
を、ロボットアーム８６で保持して各プロセスゾーン８
２に順次移送し、全プロセスゾーン処理が終わった半導
体ウエハ７０は再びシャッター兼用蓋体部４上のホルダ
ー２２Ａに戻される。全半導体ウエハ７０の処理が終わ
ったら、開閉操作ロッド４４を伸長させることで、シャ
ッター兼用蓋体部４を真空クリーンボックス１の本体部
２に圧接させ、前述の第１実施例と同様の手順でシャッ
ター兼用蓋体部４が一体化された真空クリーンボックス
１を真空チェンジャー８３から分離する。

【００２４】以上本発明の実施例について説明してきた
が、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の
範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者
には自明であろう。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
真空クリーンボックスは真空排気手段や移送手段を持た
ないため、軽量コンパクトに構成でき、真空装置として
の各種処理装置に真空クリーンボックスを合体させるた
めの位置決めを、極めて容易に実行できる。また、各種
処理装置への装着は、人手でも市販のロボット（クリー
ン対応でなくともよい）でも容易に実行できる。また、
真空クリーンボックスのシャッター兼用蓋体部は真空装
置側のシャッターに対し係合状態として真空装置側の開
閉駆動手段により当該真空装置内部に引き込まれるよう
に構成しており、シャッター兼用蓋体部上に半導体関連
製品、光ディスク等の加工、組み立てに必要な被搬送物
を載せておくことで、真空クリーンボックスと真空装置
間の被搬送物の移送が簡単に実行できる。また、被搬送
物とシャッター兼用蓋体部の両者を真空装置内部に引き
込むように同時に移動する構造であり、真空クリーンボ
ックスと真空装置とを合体した際に形成される真空排気
が必要な密閉空間を最小限にすることができ（真空装置
の開閉口の外側面の周縁部分に真空クリーンボックス本
体部のフランジ部が気密に対接し、該開閉口の内側面の
周縁部分に真空装置側シャッターが気密に対接して密閉
空間をなし、当該密閉空間内にシャッター兼用蓋体部及
び真空装置側シャッターを駆動するための機構を設ける
必要が無いので）、真空クリーンボックスの合体あるい
は離脱に要する時間を短縮できる。また、真空クリーン
ボックスは真空排気手段及び移送手段を持たない必要最
小限の空間であり、充分な気密性を保持することで真空
維持時間を長くすることができる。さらに、被搬送物の
保管は、真空クリーンボックス内に取納したまましばら
く放置しておくことも可能であり、取り扱いが簡便な利
点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクリーン搬送方法及び装置の第１
実施例を示す正断面図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す正断面図である。

【図３】同概略平面図である。

【符号の説明】

１ 真空クリーンボックス ２ 本体部 ３，４２ 開閉口 ４ シャッター兼用蓋体部 ６ フランジ部 ２２，２２Ａ ホルダー ３０ 光ミニディスク ４０ 真空装置 ４１ 位置決めピン ４３ 気密容器 ４４ 開閉操作ロッド ４５ シャッター ４６ スペーサブロック ４７ 連結用ブロック ６０ 押え金具 ７０ 半導体ウエハ ８０ 処理装置 ８１ 真空移送ゾーン ８２ プロセスゾーン ８３ 真空チェンジャー ８６ ロボットアーム

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 英明 東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティ ーディーケイ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−290616（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−186621（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−94647（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−261161（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−271951（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開閉口を有する本体部と前記開閉口を気
   密に閉成するシャッター兼用蓋体部とからなり、前記シ
   ャッター兼用蓋体部の閉成時に真空状態を維持できる気
   密性を有していて前記シャッター兼用蓋体部は内外圧力
   差により閉成状態を保ち、真空排気手段及び移送手段を
   持たない真空クリーンボックスと、前記シャッター兼用
   蓋体部に対して着脱自在に係合するシャッターを有して
   いて該シャッターで開閉自在な開閉口を有するとともに
   閉成状態において前記シャッターは該開閉口の内側面の
   周縁部分に気密に対接する真空装置とを用い、前記真空
   クリーンボックスと前記真空装置とを前記シャッター兼
   用蓋体部及びシャッターの閉成状態にて気密に結合し
   て、前記真空装置の開閉口の外側面の周縁部分に前記本
   体部のフランジ部を気密に対接させかつ前記シャッター
   と前記シャツター兼用蓋体部とを係合状態として、前記
   シャッター兼用蓋体部及びシャッターが面する密閉空間
   を形成し、該密閉空間を真空排気した後、前記シャッタ
   ー兼用蓋体部及びシャッターを一体的に前記真空装置内
   部に引き込むことを特徴とするクリーン搬送方法。
2. 【請求項２】 開閉口を有する本体部と前記開閉口を気
   密に閉成するシャッター兼用蓋体部とからなり、前記シ
   ャッター兼用蓋体部の閉成時に真空状態を維持できる気
   密性を有していて前記シャッター兼用蓋体部は内外圧力
   差により閉成状態を保ち、真空排気手段及び移送手段を
   持たない真空クリーンボツクスと、 前記シャッター兼用蓋体部に対して着脱自在に係合する
   シャッター及び該シャッターを開閉駆動する開閉駆動手
   段とを有していて該シャッターで開閉自在な開閉口を有
   するとともに閉成状態において前記シャッターは該開閉
   口の内側面の周縁部分に気密に対接する真空装置とを具
   備し、 前記真空クリーンボックスと前記真空装置とは結合時に
   前記真空装置の開閉口の外側面の周縁部分に前記本体部
   のフランジ部が気密に対接することで、前記シャッター
   兼用蓋体部及びシャッターが面する気密な密閉空間を構
   成し、前記シャッター兼用蓋体部及びシャッターを係合
   状態で一体的に前記開閉駆動手段によって前記真空装置
   内部に引き込んだときに前記真空クリーンボックスと前
   記真空装置の内部空間同士が連続する如く構成したこと
   を特徴とするクリーン搬送装置。
3. 【請求項３】 前記シャッター側には前記シャッター兼
   用蓋体部に着脱自在に嵌合する位置決めピンが取り付け
   られている請求項２記載のクリーン搬送装置
4. 【請求項４】 前記シャッター兼用蓋体部上には被搬送
   物を一定姿勢で支えるホルダーが取り付けられている請
   求項２記載のクリーン搬送装置。