JP4357828B2 - フロントエンドモジュール - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロントエンドモジュールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から半導体工場においてウェハ周辺の局所空間のみを高清浄度に維持された清浄空間とする、すなわち、所要部分のみに高度な清浄雰囲気を形成するアイソレータ装置、ミニエンバイロメントが提案されている(例えば特許文献1)。
このようなアイソレータ装置は、内部を陽圧化して外部へ空気が漏出し得る状態として外周囲の汚染空気が内部に侵入しないように構成されている。
また、半導体ウェハなどの処理を行なう半導体処理装置には、前記アイソレータ装置と同様に構成されたフロントエンドモジュールが連結され、該フロントエンドモジュールの内部空間と該内部空間に連通する半導体処理装置の内部空間の双方を陽圧化することによりこれら内部空間を清浄雰囲気として外部のパーティクルの侵入を防止している。
このようなフロントエンドモジュールには、前記内部空間を形成する壁部にメンテナンス用開口部が形成され、該メンテナンス用開口部はメンテナンス用扉によって開閉されるように構成されている。
そして、前記内部空間に設置されている装置のメンテナンスを行なう際には、作業者が前記メンテナンス用扉を開放して前記内部空間に入って作業を行なっている。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−346418号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなメンテナンス用開口部が設けられたフロントエンドモジュールにおいては、メンテナンス用開口部が作業者が出入りできる程度の大きさであるため、メンテナンス用扉を開放したときにフロントエンドモジュールの内部空間の気圧が低下して外部空間のパーティクルが侵入するおそれがあった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされ、その目的とするところは、メンテナンス用開口部が開放されても内部空間にパーティクルが侵入することを確実に防止することができるフロントエンドモジュールを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のフロントエンドモジュールは前記目的を達成するために、壁部によって区画された内部空間と、前記壁部に設けられ前記内部空間と前記壁部の外部とを連通する部材搬送用開口部と、前記壁部に設けられ前記内部空間と前記壁部の外部とを連通する装置接続用開口部と、前記壁部に設けられ前記内部空間と前記壁部の外部とを連通するメンテナンス用開口部と、前記部材搬送用開口部を開閉する開閉扉と、前記メンテナンス用開口部を開閉するメンテナンス用扉と、前記壁部の外側を囲む外部空間の空気を清浄化し該清浄化された空気を前記内部空間に供給して前記内部空間の気圧を前記外部空間の気圧よりも高く維持する空気供給手段とを備え、前記装置接続用開口部は部材を処理する部材処理装置の開口部に接続されるフロントエンドモジュールにおいて、前記壁部の上壁には、前記空気供給手段によって清浄化された空気を前記内部空間に送り込む3つ以上の複数の送風口が前記メンテナンス用開口部からの距離が順番に遠ざかるように配列され、前記複数の送風口には、それぞれに前記空気供給手段が設けられ、前記複数の送風口に設けられたそれぞれの前記空気供給手段を制御することで前記複数の送風口のそれぞれから前記内部空間に供給される空気供給量を独立して制御する制御手段が設けられ、前記メンテナンス用扉の開閉状態を検出する扉開閉センサが設けられ、前記制御手段は、前記メンテナンス扉が開かれているときには、前記メンテナンス扉が閉じられているときよりも空気供給量が大きくなるよう、かつ、前記メンテナンス用開口部からの距離が近い位置の前記送風口からの空気供給量が、前記メンテナンス用開口部からの距離が遠い位置の前記送風口からの空気供給量よりも順に大きくなるよう、それぞれの前記空気供給手段を制御することを特徴とする。
そのため、メンテナンス用扉が閉塞された状態で前記空気供給手段による空気供給量が第1の供給量になり、かつ、前記メンテナンス用扉が開放される際に空気の供給量が前記第1の供給量より大きな第2の供給量となるとともに、前記メンテナンス用開口部からの距離が近い位置の前記送風口からの空気供給量が、前記メンテナンス用開口部からの距離が遠い位置の前記送風口からの空気供給量よりも順に大きくなるので、メンテナンス用扉が開放された場合、前記外部空間から内部空間に対するパーティクルの侵入が効果的に防止される。
【0006】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は本発明の実施の形態のフロントエンドモジュールの構成を示す斜視図である。
フロントエンドモジュール100は、モジュール本体10と、該モジュール本体10の上部に設けられた3つのファンフィルタユニット12A、12B、12C(特許請求の範囲の空気供給手段に相当)と、該モジュール本体10の右側に設けられたメンテナンス用扉14と、前記モジュール本体10の前面側に設けられた2つのプラットホーム16およびモード設定スイッチ18(特許請求の範囲の設定手段に相当)設定手段などを備えて構成されており、前記モジュール本体10の後面側には半導体処理装置200が連結されている。
なお、半導体はFOUP4に収納された状態でフロントエンドモジュールに搬入される。
【0007】
前記モジュール本体10は、矩形状の底壁1002、該底壁1002の前縁から起立された前壁1004、前記底壁1004の左右の側縁から起立された側壁1006、1008、これら前壁1004、側壁1006、1008の上部を接続する上壁1010を備えている。本実施の形態においては、前記底壁1002、前壁1004、側壁1006、1008、上壁1010によって特許請求の範囲の壁部が構成されている。
これら底壁1002、前壁1004、側壁1006、1008、上壁1010によってモジュール本体の内部に内部空間1012が区画されている。
また、モジュール本体の後面には、前記前壁1004、側壁1006、1008、上壁1010によって矩形状の装置接続用開口部1014が形成されている。
前記半導体処理装置200はカバー201を備え、該カバー201は、矩形状の底壁と、該底壁の左右の側部から起立された2つの側壁と、底壁の後縁から起立された後壁と、底壁および2つの側壁の上部を接続する上壁を有し、これら底壁、2つの側壁、後壁、上壁によってカバー201の内側に内部空間204が区画されている。
また、前記カバー201の前面側には、前記底壁、2つの側壁、上壁によって前記装置接続用開口部1014と同形同大の接続開口部202が形成されている。
そして、前記装置接続用開口部1012と接続開口部202が接続されることにより、前記モジュール本体10と半導体処理装置200が連結され、前記内部空間1012が前記内部空間204と連通されている。これにより、前記内部空間1012、204が前記モジュール本体10と半導体処理装置200の外側を囲む外部空間2に対して密閉された状態となっている。
【0008】
前記モジュール本体10の前面側には、前記2つのプラットホーム16が高さ方向の中間箇所で左右方向に並んで前方に向けて延在形成されている。該プラットホーム16の上面は前記FOUP4が載置されるように構成されている。
前記FOUP4は、その内部空間に半導体ウェハ(以下ウェハという)を収容した状態で該内部空間を外部に対して密閉するように構成された容器であり、前記ウェハを出し入れするための開口部と該開口部を開閉する扉が設けられている。
前記プラットホーム16に面した前記前壁1004箇所には、前記内部空間1012と前記外部空間2との間で前記FOUP4の搬送を行なうための部材搬送用開口部1016と、該部材搬送用開口部1016を開閉する開閉扉1018が設けられている。この開閉扉1018はドアオープナー24(図2)によって開閉駆動されるように構成されている。
前記プラットホーム16上に前記FOUP4が載置されると、前記FOUP4の開口部と前記部材搬送用開口部1016が連結されるとともに、前記FOUP4の扉に前記開閉扉1018が連結されるように構成されている。
そして、前記ドアオープナー24によって開閉扉1018が前記FOUP4の扉とともに開放されることにより、前記FOUP4の内部空間とモジュール本体10の内部空間1012が外部空間2に対して密閉された状態で連通されるようになっている。
【0009】
前記モジュール本体10の内部には、ウェハを搬送する搬送ロボット(不図示)が設置されている。
前記搬送ロボットは、前記FOUP4の内部から前記FOUP4の開口部および前記部材搬送用開口部1016を介して前記ウェハを取出すとともに、該取出したウェハを前記モジュール本体10の装置接続用開口部1012および前記半導体処理装置200の接続開口部202を介して半導体処理装置200に搬送するように構成されている。また、上記と逆の経路で半導体処理装置200から取出したウェハを前記FOUP4の内部に搬送するように構成されている。
【0010】
前記モジュール本体10の右側の側壁1004には前記内部空間1012に作業者が出入りするためのメンテナンス用開口部1018を備え、このメンテナンス用開口部1018は前記メンテナンス用扉14により開閉される。
前記モジュール本体10の上壁1010には、3つの送風口1020A、1020B、1020Cがこの順番で前記メンテナンス用開口部1018に近接した箇所に位置し、かつ、前記内部空間1012に臨むように設けられている。
したがって、前記各送風口1020A、1020B、1020Cは前記メンテナンス用開口部1018からの距離が互いに異なるように配列されていることになる。
前記送風口1020A、1020B、1020Cの上部にはそれぞれ前記ファンフィルタユニット12A、12B、12Cが配設されている。
前記ファンフィルタユニット12A、12B、12Cは、それぞれ独立した不図示のファンとフィルタを備え、前記外部空間2の空気を前記ファンによって取り込み、前記空気をフィルタを通過させることにより清浄化された空気として前記各送風口1020A、1020B、1020Cから内部空間1012に供給し、これにより、前記内部空間1012および内部空間204を局所的清浄環境(ミニエンバイロメント)とするように構成されている。
【0011】
図2は前記フロントエンドモジュール100の制御系の構成を示すブロック図である。
前記フロントエンドモジュール100は、前記モード設定スイッチ18、前記ドアオープナー24、前記搬送ロボット28に加えて、統括コントローラ20、FOUPコントローラ22、モジュールコントローラ26、ファンユニットコントローラ30(特許請求の範囲の制御手段に相当)、気圧センサ32を備えている。
前記モード設定スイッチ18は、前記フロントエンドモジュール100の動作モードを設定するためのものである。前記動作モードは、前記内部空間1012内が無人状態となる通常モード(特許請求の範囲の第1のモードに相当)と、前記内部空間1012に作業者が入って前記搬送ロボット28に対するティーチィングなどを行なうティーチングモード(特許請求の範囲の第2のモードに相当)と、前記内部空間1012に作業者が入ってメンテナンス作業を行なうメンテナンスモード(特許請求の範囲の第2のモードに相当)との3つのモードを含んでいる。
本実施の形態では、前記モード設定スイッチ18によって前記3つの動作モードのいずれかが設定されたことを示すモード設定信号が前記モード設定スイッチ18から前記ファンユニットコントローラ30に入力されるように構成されている。
【0012】
前記FOUPコントローラ22は前記ドアオープナー24の動作を制御するように構成されている。
前記モジュールコントローラ26は前記搬送ロボット28の動作を制御するように構成されている。
前記気圧センサ32は前記内部空間1012の気圧を検出し、検出した気圧データを前記ファンユニットコントローラ30に入力するように構成されている。
前記ファンユニットコントローラ30は前記ファンフィルタユニット12A、12B、12Cのファンの回転制御を行うことにより前記送風口1002A、1002B、1002Cから前記内部空間1012に供給される空気供給量を独立して制御するように構成されている。
前記ファンユニットコントローラ30は、前記モード設定スイッチ18で設定された動作モードに対応するモード設定信号をファンユニットコントローラ30を介して受け取り、前記設定された動作モードに対応して前記各ファンフィルタユニットの制御を行なうように構成されている。
【0013】
前記統括コントローラ20には、キーボードおよびマウスなどの入力装置、ディスプレイなどの出力装置、CPU、RAM、ROM、ハードディスク装置、イーサネット(登録商標、ゼロックス社が開発したLAN)通信用の通信インターフェースなどを備えて構成されている。
前記統括コントローラ20は、前記通信インターフェースを介して、前記FOUPコントローラ22、モジュールコントローラ26、ファンユニットコントローラ30とイーサネット(登録商標、ゼロックス社が開発したLAN)通信可能に構成され、例えばSECS言語を用いて情報やデータのやり取りを行なうように構成されている。
前記統括コントローラ20は、前記FOUPコントローラ22、モジュールコントローラ26、ファンユニットコントローラ30の間で必要な情報をやり取りすることにより、これら3つのコントローラの連携を図り、これら3つのコントローラの制御動作が円滑になされるように調整している。
また、前記統括コントローラ20は、前記FOUPコントローラ22、モジュールコントローラ26、ファンユニットコントローラ30からドアオープナー24、搬送ロボット28、ファンフィルタユニット12A、12B、12Cの動作状況を収集してハードディスク装置に蓄積したり、該動作状況を前記ディスプレイに表示したりするように構成されている。
【0014】
次に上述のように構成された前記フロントエンドモジュール100の動作について図3のフローチャートを参照して説明する。
まず、前記ファンユニットコントローラ30は、前記モード設定スイッチ18から入力されるモード設定信号に基づいて、前記動作モードがメンテナンスモード、ティーチングモード、通常モードの何れのモードであるかを判断する(ステップS10)。
前記動作モードが通常モードであると判断すれば、前記ファンユニットコントローラ30は、前記各送風口1002A、1002B、1002Cから前記内部空間1012に供給される空気供給量(風量)がそれぞれ第1の空気供給量N1となるようにファンフィルタユニット12A、12B、12Cのファンの回転数を制御する(ステップS12)。なお、この際、前記メンテナンス用扉14は閉鎖されているものとする。
前記空気供給量N1は前記内部空間1012内の気圧P1が前記外部空間2の気圧P2に対して陽圧となり、外部空間2から内部空間1012に対するパーティクルの侵入を確実に防止できる値である。
そして、前記ファンユニットコントローラ30はその制御を前記ステップS10に移行する。
【0015】
前記ステップS10で前記動作モードがメンテナンスモードまたはティーチングモードであると判断すれば、前記ファンユニットコントローラ30は、前記各送風口1002A、1002B、1002Cから前記内部空間1012に供給される空気供給量(風量)がそれぞれ第2の空気供給量N2となるようにファンフィルタユニット12A、12B、12Cのファンの回転数を制御する(ステップS14)。なお、この際、前記メンテナンス用扉14は閉鎖されているものとする。
前記第2の空気供給量N2は前記第1の空気供給量N1よりも大きな値であり、前記メンテナンス用扉14が開放されることにより、前記内部空間102と外部空間2が連通した状態において、外部空間2から内部空間1012に対するパーティクルの侵入を確実に防止できるような値となっている。
次いで、作業者がメンテナンス作業またはティーチング作業のために、前記メンテナンス用扉14を開放する(ステップS18)。
前記ファンユニットコントローラ30は、前記気圧センサ32によって検出された前記内部空間1012の気圧が所定値P3であるかどうかを判定する(ステップS20)。前記所定値P3は、前記外部空間2の気圧P2よりも高い気圧となり、外部空間2から内部空間1012に対するパーティクルの侵入を確実に防止できるような値となっている。
前記ステップS20の判定結果が肯定(“Y”)であれば、前記ファンユニットコントローラ30による前記ファンフィルタユニット12A、12B、12Cのファンの回転数はそのまま維持されており、作業者によるメンテナンス作業またはティーチング作業が行なわれる(ステップS22)。
前記ステップS20の判定結果が否定(“N”)であれば、前記ファンユニットコントローラ30による前記ファンフィルタユニット12A、12B、12Cのファンの回転数を増加または低下させ、制御を再度ステップS18に戻す。
前記作業者によるメンテナンス作業またはティーチング作業が終了すると、前記内部空間1012から作業者が退出し、前記メンテナンス用扉14が閉塞される。そして、前記モード設定スイッチ18が通常モードに設定され、前記ファンユニットコントローラ30は制御を前記ステップS10に移行させ、一連の動作が終了する。
【0016】
以上説明したように本実施の形態によれば、前記メンテナンス用扉14が閉塞された状態で前記ファンフィルターユニット12A、12B、12Cによる空気供給量が第1の供給量N1になり、かつ、前記メンテナンス用扉14が開放される際に空気の供給量が前記第1の供給量以上である第2の供給量N2となるように行なわれるので、メンテナンス作業またはティーチング作業のために前記メンテナンス用扉14が開放された場合であっても前記外部空間2から内部空間1012に対するパーティクルの侵入を確実に防止することができる。
また、本実施の形態では、前記第2の動作モードに設定された状態において、前記気圧センサ32によって検知される気圧が前記外部空間1012の気圧よりも高い所定値となるように行なわれる。したがって、前記メンテナンス用扉14が開放されて前記内部空間1012の気圧が低下しても該内部空間1012の気圧を外部空間2の気圧よりも高くした状態をより確実に維持できるので、前記外部空間2から内部空間1012に対するパーティクルの侵入を確実に防止する上でさらに有利となる。
また、本実施の形態では、前記メンテナンス用開口部1018からの距離が互いに異なるように配列された各送風口1002A、1002B、1002Cから前記内部空間1012に供給される空気供給量がそれぞれ同一となるように制御した。
しかしながら、前記メンテナンスモードまたはティーチングモードに設定された状態において、前記メンテナンス用開口部1018から近い位置の送風口からの空気供給量が前記メンテナンス用開口部1018から遠い位置の送風口からの空気量よりも大きくなるように構成してもよい。
具体例を示すと、前記通常モードにおける各送風口1002A、1002B、1002Cの空気供給量の割合を0.3:0.3:0.3とし、前記メンテナンスモードまたはティーチングモードにおける各送風口1002A、1002B、1002Cの空気供給量の割合を0.6:0.8:1.5とする。
この場合には、パーティクルが侵入しやすいメンテナンス用開口部1018に近い箇所ほど前記送風口からの空気供給量が大きくなるため、メンテナンス用開口部1018からのパーティクルの侵入を防止する上で有利となる。
【0017】
また、本実施の形態では、前記ファンユニットコントローラ30が前記モード設定スイッチ18の設定に対応して空気供給量を制御するように構成したが、例えば前記メンテナンス用扉14の開閉状態を検出する扉開閉センサを設け、該扉開閉センサの検出動作に応じて空気供給量を制御するように構成してもよい。
すなわち、前記扉開閉センサがメンテナンス用扉14の閉状態を検出した場合に前記空気供給量が前記第1の供給量N1となり、かつ、前記扉開閉センサがメンテナンス用扉14の開状態を検出した場合に前記空気供給量が前記第2の供給量N2となるように行なわれるようにしてもよい。
この場合には、前記モード設定スイッチ18を設定する手間がかからず、また、通常モード時に誤ってメンテナンス用扉14を開放してもパーティクルの内部空間1012への侵入を防止できる。
また、前記メンテナンス用扉14に該メンテナンス用扉14が閉鎖した状態をロックするロック機構を設けるとともに、前記モード設定スイッチ18が通常モードに設定されている場合に前記ロック機構をロック状態にし、前記モード設定スイッチ18がメンテナンスモードまたはティーチングモードに設定されている場合に前記ロック機構のロック状態を解除するロック制御手段を設けてもよい。
この場合には、通常モード時に誤ってメンテナンス用扉14を開放することを防止することができる。
また、前記ファンフィルタユニット12A、12B、12Cおよびファンユニットコントローラ30に電力を供給する第1の電源と、前記搬送ロボットおよび前記ドアオープナーに電力を供給する第2の電源とを独立してオン、オフできるように構成してもよい。
この場合には、前記搬送ロボットおよび前記ドアオープナーを停止させた状態で前記メンテナンス用扉14を開放させることができ、メンテナンス作業を行なう際の利便性を向上させる上で有利となる。
【0018】
なお、本実施の形態では、前記ファンフィルタユニットを3個備えた構成としたが、ファンフィルタユニットの数は1個、2個あるいは4個以上であってもよい。
また、本実施の形態では、前記フロントエンドモジュール100が連結される部材処理装置として半導体処理装置200を例示したが、部材処理装置はこれに限定されるものではなく、パーティクルの侵入を防止する必要がある部材処理装置、例えばフォトマスク、液晶、光記録媒体などの部材を処理する部材処理装置に連結できることは勿論である。
また、本実施の形態では、ウェハを収容する容器としてFOUPを用いた例を示したが、SMIFポッドを用いることもできる。
【0019】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、メンテナンス用開口部が開放されても内部空間にパーティクルが侵入することを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のフロントエンドモジュールの構成を示す斜視図である。
【図2】フロントエンドモジュールの制御系の構成を示すブロック図である。
【図3】フロントエンドモジュールの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
100……フロントエンドモジュール、1018……メンテナンス用開口部、12A、12B、12C……ファンフィルタユニット、1002A、1002B、1002C……送風口、1212……内部空間、2……外部空間、1014……装置接続用開口部、1016……部材搬送用開口部、1018……開閉扉、14……メンテナンス用扉、18……モード設定スイッチ、30……ファンユニットコントローラ。

Claims (4)

  1. 壁部によって区画された内部空間と、
    前記壁部に設けられ前記内部空間と前記壁部の外部とを連通する部材搬送用開口部と、
    前記壁部に設けられ前記内部空間と前記壁部の外部とを連通する装置接続用開口部と、
    前記壁部に設けられ前記内部空間と前記壁部の外部とを連通するメンテナンス用開口部と、
    前記部材搬送用開口部を開閉する開閉扉と、
    前記メンテナンス用開口部を開閉するメンテナンス用扉と、
    前記壁部の外側を囲む外部空間の空気を清浄化し該清浄化された空気を前記内部空間に供給して前記内部空間の気圧を前記外部空間の気圧よりも高く維持する空気供給手段とを備え、
    前記装置接続用開口部は部材を処理する部材処理装置の開口部に接続されるフロントエンドモジュールにおいて、
    前記壁部の上壁には、前記空気供給手段によって清浄化された空気を前記内部空間に送り込む3つ以上の複数の送風口が前記メンテナンス用開口部からの距離が順番に遠ざかるように配列され、
    前記複数の送風口には、それぞれに前記空気供給手段が設けられ、
    前記複数の送風口に設けられたそれぞれの前記空気供給手段を制御することで前記複数の送風口のそれぞれから前記内部空間に供給される空気供給量を独立して制御する制御手段が設けられ、
    前記メンテナンス用扉の開閉状態を検出する扉開閉センサが設けられ、
    前記制御手段は、前記メンテナンス扉が開かれているときには、前記メンテナンス扉が閉じられているときよりも空気供給量が大きくなるよう、かつ、前記メンテナンス用開口部からの距離が近い位置の前記送風口からの空気供給量が、前記メンテナンス用開口部からの距離が遠い位置の前記送風口からの空気供給量よりも順に大きくなるよう、それぞれの前記空気供給手段を制御する、
    ことを特徴とするフロントエンドモジュール。
  2. 前記内部空間の気圧を検知する気圧センサを設け、前記制御手段は、前記気圧センサによって検知される気圧が前記外部空間の気圧よりも高い所定値となるように前記空気供給手段を制御することを特徴とする請求項記載のフロントエンドモジュール。
  3. 前記内部空間には、前記部材搬送用開口部と前記部材処理装置との間で前記部材の搬送を行なう搬送ロボットが配設されていることを特徴とする請求項記載のフロントエンドモジュール。
  4. 前記部材は半導体ウェハ、フォトマスク、液晶または光記録媒体であることを特徴とする請求項記載のフロントエンドモジュール。
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