JP6674869B2 - ウェーハ搬送装置 - Google Patents

Description

本開示は、ウェーハを処理装置内へ搬入または搬出するためのロボットを格納するウェーハ搬送装置に係り、特に搬送経路における異物低減が可能なウェーハ搬送装置に関する。

半導体分野では、ウェーハへの異物付着抑制の要求がある。一般に、半導体製造、検査、計測、観察等のウェーハ処理装置の試料室は高真空に維持されている。そのため、ウェーハは処理装置に併設された局所クリーン化搬送装置（ミニエンバイロメント装置、以下ミニエン装置という）を介して格納容器から試料室に搬送される。ミニエン装置内は、その内部空間に、ダウンフローを供給し内圧を高めることによって、外部からの異物の侵入を抑制している。特許文献１には、ミニエン装置内を移動するロボットの走行装置を、側壁に設けることによって、ファンフィルタユニットから排気口に至るまでのダウンフローにとっての障害物をなくし、ダウンフローによる清浄化効果を高めたウェーハ搬送装置が開示されている。

特許第４９０９９１９号

特許文献１に開示されているように、ミニエン装置の内部空間にはウェーハを搬送するロボットが搭載されている。ロボットは、格納容器からウェーハを取り出し、処理装置へと搬送する。また、処理装置での処理が終わると、ロボットは処理装置からウェーハを取り出し、格納容器に収納する。このウェーハ搬送動作中におけるロボットの動作により、ミニエン装置床面の異物（チリ等）が巻き上がり、ウェーハに異物が付着する可能性がある。

以下に、ロボットの動作に起因して巻き上がる可能性のある異物の巻き上がりの抑制を目的とするウェーハ搬送装置を提案する。

上記目的を達成するための一態様として、ウェーハを格納する格納箱からウェーハを取り出し、当該取り出されたウェーハを、ウェーハを指定の位置に搬送するロボットと、当該ロボットの移動方向を規定する走行軸と、前記ロボット及び前記走行軸を空気清浄空間内に収容する箱状体を備えたウェーハ搬送装置であって、前記箱状体の内部空間であり、前記走行軸の端部より、前記走行の軸の端部に対向する前記箱状体の内壁面側であって、前記ロボットによって搬送されるウェーハの移動軌道より前記箱状体の床面側に、異物吸着部材を配置したウェーハ搬送装置を提案する。

上記構成によれば、ロボットの動作に起因して巻き上がる可能性のある異物の巻き上がりの抑制が可能となる。

局所クリーン化搬送装置(ミニエン装置)の一例を示す図。 異物吸着システムを備えたミニエン装置の一例を示す図。 異物吸着システムを備えたミニエン装置の一例を示す図。 異物吸着システムと異物排出システムを備えたミニエン装置の一例を示す図。 異物吸着システムと異物排出システムを備えたミニエン装置の一例を示す図。 異物吸着システムと異物排出システムを備えたミニエン装置の一例を示す図。 異物吸着システムと異物排出システムを備えたミニエン装置の一例を示す図。 異物排出システムの異物排出工程を示すフローチャート。

主に半導体製造のためのプロセス装置や測定、検査装置等にウェーハを導入するためのミニエン装置内は高いクリーン度が要求される。しかしながら、図１に例示するようなミニエン装置１０１に内蔵されているロボット１０２の動作により、ミニエン装置１０１床面の異物が巻き上がり、ウェーハ１０３に付着する可能性がある。

本実施例では、ミニエン装置１０１床面の異物の巻き上がりを抑制するウェーハ搬送装置について説明する。

以下に説明する実施例では、ミニエン装置１０１内の異物の巻き上がりを効果的に抑制できる位置に、異物吸着システムおよび異物排出システムを備えたウェーハ搬送装置について説明する。

上述のような構成によれば、装置外へ排出しきれずにミニエン装置１０１内に残った異物を、巻き上がる前に吸着することができるので、ウェーハ１０３への異物付着を回避することができる。また，異物をミニエン装置１０１内から排出することでミニエン装置１０１内のクリーン度を向上させることができる。

以下、異物の巻き上がりを効果的に抑制し得るウェーハ搬送装置を、図面を用いて説明する。

図１に例示するミニエン装置１０１は、収容空間を有する箱状体であって、当該箱状体の上部（天井）にクリーンエアを送風するＦＦＵ（ファンフィルタユニット）１０４を備え、ＦＦＵ１０４から空気を導入し、その空気をミニエン装置１０１下面の排気口１０６から排出することにより、ダウンフローを形成している。ダウンフローによりミニエン装置１０１内は陽圧に保たれ、このクリーンな環境下でロボット１０２によりウェーハ１０３を搬送している。

ウェーハ１０３は、ウェーハを複数枚格納できるウェーハ格納箱１０７に格納されており、ミニエン装置１０１に１台あるいは複数台搭載されたロードポート１０８に設置される。ロードポート１０８はミニエン装置１０１に付随するウェーハ格納箱１０７の処理機構であり、クリーンな環境下にてウェーハ格納箱１０７を開閉することでミニエン装置１０１内のロボット１０２がウェーハ１０３を取り出し、指定の位置へウェーハ１０３を搬送する。

ミニエン装置１０１内はクリーンな環境が維持されているが、図２に例示するようにロボット１０２の動作などにより異物２０３が発生することがある。図２はウェーハ搬送装置の概要を示す図であり、図２（Ａ）は上視図（ＦＦＵ側から見た図）、図２（Ｂ）は側視図である。

半導体デバイス上に形成されたパターンは微細化しており、異物２０３がウェーハ１０３に付着すると断線やショートなどによる動作不良といった不具合が発生するため、異物２０３対策が必要となる。

ミニエン装置１０１内のロボット１０２の動作によって、装置外へ排出しきれなかった床面の異物２０３が巻き上げられウェーハ１０３に付着する。上部からはＦＦＵ１０４がクリーンな風を送っているため、ミニエン装置１０１下部の異物２０３を除去することでクリーン度を保つことができる。ＦＦＵ１０４はコントローラ１０５によって風量が制御されている。

ミニエン装置１０１内で異物２０３が溜まりやすい場所は床面の四隅の部分である。ミニエン装置１０１内には走行軸２０２があり、この軸に沿ってロボット１０２は移動を行う。異物２０３はロボット１０２の移動によって、ロボット１０２の走行軸２０２の両端部側に追いやられ、更に、追いやられた異物２０３が、走行軸２０２端部に面する壁面をガイドとして、巻き上げられる。よって、ロボット１０２の動作による集塵効果が期待でき、且つウェーハ表面に付着する可能性のある高さまで異物が舞い上がる前に異物を捕捉できる位置は、走行軸端部より壁面（走行軸端部に面する壁面）側であって、ウェーハ（の移動軌道）より床面側であると考えられる。更に異物が溜まりやすいのは、床面と壁面との間の角部であると考えられるので、図２（Ａ）（Ｂ）に例示するように、当該部分に帯電物２０１（静電吸着体）を設置し、ロボット１０２の動きに伴って発生する風によって、壁面側に追いやられる異物を効果的に吸着する。

図３は、図２の帯電体２０１に換えて、異物吸着部材として粘着物３０１を適用した例を示す図である。図３（Ａ）は上視図（ＦＦＵ側から見た図）、図３（Ｂ）は側視図である。

以上のように、ロボットの移動によって発生する風は、異物を巻き上げる要因となるが、本実施例の帯電体２０１や粘着物３０１のような異物吸着部材を、異物が溜まり、且つ巻き上がり前に捕捉できる位置に設置することによって、異物の巻き上がりに基づく、異物のウェーハへの付着を効果的に抑制することができる。

上述のように帯電体２０１や粘着物３０１によって、異物２０３を吸着することで、ミニエン装置１０１内ではどんどん異物２０３が溜まっていく。実施例１ではミニエン装置１０１内における異物２０３の吸着について説明したが、その排出方法について以下に説明する。

図４は、ロボット１０２を停止した状態（ミニエン装置１０１内にウェーハ１０３がない状態）のミニエン装置を示す図であり、図４（Ａ）は上視図、図４（Ｂ）は側視図である。図４は、異物吸着部材として帯電体２０１を設置した例を示している。ここでミニエン装置のコントローラ１０５からＦＦＵ１０４を制御することで送風量を上げ、帯電物２０１の電荷を除去（吸着ＯＦＦ）し、自由に動けるようになった異物２０３をミニエン装置１０１外へと吹き飛ばす。コントローラ１０５によるＦＦＵ１０４の風量制御・ロボット１０２動作制御は動作回数あるいは動作時間のカウントにより行い、定期的な異物２０３排出を行う。

図８は、ミニエン装置の動作時間と動作回数の少なくとも一方を管理し、規定回数、或いは規定時間に到達したときにロボットの動作を停止させ、メンテナンスモード（クリーニングモード）に自動的に切り換える工程を示すフローチャートである。例えば、ウェーハがないタイミングで図８に例示するような処理を実行することによって、蓄積された異物を効果的に排除することができる。

図４はロボット１０２が停止したままの状態を示しているが、図５ではメンテナンスモードに切り替え、ロボット１０２に使用されている圧縮空気を利用して、異物２０３を吹き飛ばす例を示している。図５（Ａ）はミニエン装置の上視図、図５（Ｂ）は側視図である。ミニエン装置１０１のロボット１０２はクリーンドライエアを使用しており、その圧縮空気の排出を利用して、図４と同様に吸着状態から開放された異物２０３をミニエン装置１０１外へと吹き飛ばす。ロボット１０２は走行軸２０２上を移動し、圧縮空気により床面のクリーニングを行う。

図６ではロボット１０２にファン６０１を取り付けて、ウェーハ１０３の搬送中に異物２０３を排出する例を示している。図６（Ａ）はミニエン装置の上視図、図６（Ｂ）は側視図である。搬送動作によりロボット１０２がミニエン装置１０１の端部へ移動してきたとき、近接する帯電物２０１の吸着をＯＦＦにし、ロボット１０２のファン６０１からの送風で異物２０３を装置外へ排出する。

図７では図６に例示した手法と同様にロボット１０２に取り付けたファン６０１からの送風で異物を装置外へ排出するだけではなく、ロボット１０２に羽７０１を取り付けることによって、異物２０３の巻き上がりを防止する例を示している。図７（Ａ）はミニエン装置の上視図、図７（Ｂ）は側視図である。本例では、ロボット１０２に羽７０１が取り付けられ、更にファン６０１は、羽７０１に支持されるように取り付けられている。このように、ウェーハの移動軌道と、ファン６０１との間に、異物の巻き上がりを阻止する板状体を設けることによって、異物２０３が上へと巻き上がることなく排出される。羽７０１は、図７（ｂ）に例示するように、ファン６０１より大きく、且つ上下空間を大きく遮断する隔壁となるような板状体とすることが望ましい。

１０１…ミニエン装置、１０２…ロボット、１０３…ウェーハ、１０４…ＦＦＵ、１０５…コントローラ、２０１…帯電物、２０２…走行軸、２０３…異物、３０１…粘着物、６０１…ファン、７０１…羽

Claims (5)

1. ウェーハを格納する格納箱からウェーハを取り出し、当該取り出されたウェーハを、ウェーハを指定の位置に搬送するロボットと、当該ロボットの移動方向を規定する走行軸と、前記ロボット及び前記走行軸を空気清浄空間内に収容する箱状体と、前記箱状体の天井に前記箱状体内に清浄な空気を導入するファンフィルタユニットと、当該ファンフィルタユニットを制御する制御装置を備えたウェーハ搬送装置において、
   前記箱状体の内部空間であり、前記走行軸の端部より、前記走行の軸の端部に対向する前記箱状体の内壁面側であって、前記ロボットによって搬送されるウェーハの移動軌道より前記箱状体の床面側に、異物吸着部材を配置し、
   前記制御装置は、前記ロボットにウェーハが搭載されていない状態で、前記ウェーハの搬送時より送風量を上げることを特徴とするウェーハ搬送装置。
2. 請求項１において、
   前記箱状体の内部空間であり、前記走行軸の端部より、前記走行の軸端部に対向する前記箱状体の内壁面側であって、前記ロボットによって搬送されるウェーハの移動軌道より前記箱状体の床面側に、帯電体を設置したことを特徴とするウェーハ搬送装置。
3. 請求項１において、
   前記箱状体の内部空間であり、前記走行軸の端部より、前記走行の軸端部に対向する前記箱状体の内壁面側であって、前記ロボットによって搬送されるウェーハの移動軌道より前記箱状体の床面側に、粘着物を設置したことを特徴とするウェーハ搬送装置。
4. 請求項１おいて、
   前記ロボットに取り付けられる圧縮空気排出機構を備え、
   前記制御装置は、前記ロボットを走行軸方向に移動させながら前記床面に向かって圧縮空気を排出するように、前記圧縮空気排出機構を制御することを特徴とするウェーハ搬送装置。
5. ウェーハを格納する格納箱からウェーハを取り出し、当該取り出されたウェーハを、ウェーハを指定の位置に搬送するロボットと、当該ロボットの移動方向を規定する走行軸と、前記ロボット及び前記走行軸を空気清浄空間内に収容する箱状体を備えたウェーハ搬送装置において、
   前記箱状体の内部空間であり、前記走行軸の端部より、前記走行の軸の端部に対向する前記箱状体の内壁面側であって、前記ロボットによって搬送されるウェーハの移動軌道より前記箱状体の床面側に、異物吸着部材を配置し、
   前記ロボットの前記床面に対向する位置に設置されるファンと、前記ロボットに取り付けられ、前記ウェーハの移動軌道と前記ファンとの間の隔壁となる板状体を備えたことを特徴とするウェーハ搬送装置。

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