JP7117837B2 - Locally clean substrate transfer device - Google Patents
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本開示は、ファンフィルタユニットにより空気を送風することで局所クリーン環境を作り出し、搬送ロボットを装置内に有する局所クリーン基板搬送装置に係り、特に搬送装置の移動に起因する装置内への影響を緩和する局所クリーン基板搬送装置に関する。 The present disclosure relates to a local clean substrate transfer apparatus that creates a local clean environment by blowing air with a fan filter unit and has a transfer robot inside the apparatus, and particularly mitigates the effects on the inside of the apparatus caused by movement of the transfer apparatus. It relates to a locally clean substrate transfer apparatus that
半導体の製造、検査に用いられる局所クリーン基板搬送装置は、その内部にウェーハと呼ばれる基板を搬送する搬送ロボットと、それを固定し、往復動作させる走行装置を設置している。また、局所クリーン基板搬送装置内部のクリーン環境を作り出すため、装置の上面に設置したファンフィルタユニットから常時クリーンエアーを送風し、装置の下面に設けた排気口から排気することでダウンフローを形成し、なおかつ装置外部よりも陽圧を保っている。 A locally clean substrate transfer apparatus used for manufacturing and inspecting semiconductors is provided with a transfer robot for transferring a substrate called a wafer, and a traveling apparatus for fixing and reciprocating the robot. In addition, in order to create a clean environment inside the locally clean substrate transfer device, clean air is constantly blown from the fan filter unit installed on the top of the device and exhausted from the exhaust port provided on the bottom of the device to form a down flow. , and maintains a more positive pressure than the outside of the device.
搬送ロボットが搬送軌道端部への移動の際、移動方向前側の空気を押し出し、内壁に当たってダウンフローの乱れを発生することが知られている。この乱れで巻き上げられた異物が基板上面に付着する可能性があるため、このような異物付着を抑制すべく、特許文献1には局所クリーン基板搬送装置側面に開口部を設けて、搬送ロボットによる押し出し空気を装置外部へ排出する装置が開示されている。 It is known that when the transfer robot moves to the end of the transfer track, it pushes out the air on the front side in the moving direction and hits the inner wall to generate turbulence in the downflow. Since there is a possibility that the foreign matter picked up by this disturbance adheres to the upper surface of the substrate, in order to suppress such adhesion of foreign matter, Patent Document 1 discloses that an opening is provided on the side surface of the local clean substrate transfer device, and the transfer robot is used to clean the substrate. A device is disclosed for discharging the forced air out of the device.
特許文献1に開示の構成では、微細異物の舞い上がりを防止するため、局所クリーン基板搬送装置側面の空気圧を受ける部分に開口部と開口量調節機構を備える必要があった。しかし局所クリーン基板搬送装置の外部とはいえ、そこは半導体生産工場のクリーンルームであり、装置からの排気は床下へ向けて適切に処理するべきである。また、局所クリーン基板搬送装置側面の開口では内部気流の滞留を抑制できないため、排出されなかった微細異物が残留し、気流の変化、例えば前記乱れによって舞い上がり、基板に微細異物を付着させることが考えられる。更に搬送装置内は外部からの異物等の侵入を抑制すべく、外部空間に対して陽圧が維持されている必要があるが、開口部の開口量の調整だけでは所定の陽圧を保ちつつ、局所的なダウンフローの乱れに起因する異物の舞い上がりを適正に抑制することは困難である。 In the configuration disclosed in Patent Document 1, it is necessary to provide an opening and an opening amount adjusting mechanism in the portion receiving the air pressure on the side surface of the local clean substrate transfer device, in order to prevent fine particles from flying up. However, even though it is outside the local clean substrate transfer apparatus, it is a clean room in a semiconductor manufacturing factory, and the exhaust gas from the apparatus should be properly treated under the floor. In addition, since the stagnation of the internal airflow cannot be suppressed in the opening on the side of the local clean substrate transfer device, it is conceivable that fine foreign matter that has not been discharged remains and is swirled up by changes in the air flow, for example, the turbulence, and adheres to the substrate. be done. Furthermore, it is necessary to maintain a positive pressure with respect to the outer space in order to suppress the intrusion of foreign substances from the outside into the conveying device. , it is difficult to properly suppress the rising of foreign matter caused by the local disturbance of the downflow.
以下に、装置筐体の側面に開口を設けることなく、内部に生じる気流滞留へのクリーンエアー流動化を促し、搬送ロボットの移動による舞い上がりを抑えることで高い局所クリーン性能を発揮することを目的とする局所クリーン基板搬送装置を提案する。 The following aims to demonstrate high local cleaning performance by promoting clean air fluidization to airflow stagnant inside and suppressing the movement of the transfer robot without creating an opening on the side of the equipment housing. We propose a locally clean substrate transfer system for
上記目的を達成するための一態様として、装置内を往復移動して基板を搬送する搬送ロボットと、装置の上部にフィルタで濾過したクリーンエアーを装置内に供給するファンフィルタユニットと、装置下部に設けた第1の排気口と、前記搬送ロボットを包囲する筐体を備えた局所クリーン基板搬送装置であって、前記第1の排気口より前記搬送ロボットの移動軌跡端部側であって、前記装置下部に設けられる第2の排気口と、当該第2の排気口から前記装置内の気体を排気する排気用ファンと、当該排気用ファンの回転数を制御する制御装置を備えた局所クリーン基板搬送装置を提案する。 As one aspect for achieving the above object, a transfer robot that reciprocates in the apparatus to transfer the substrate, a fan filter unit that supplies clean air filtered by a filter in the upper part of the apparatus, and a A local clean substrate transfer apparatus comprising a first exhaust port provided and a housing surrounding the transfer robot, the local clean substrate transfer apparatus having a movement locus end side of the transfer robot from the first exhaust port, wherein the A local clean board provided with a second exhaust port provided at the bottom of the device, an exhaust fan for exhausting gas in the device from the second exhaust port, and a control device for controlling the rotation speed of the exhaust fan. We propose a transport device.
上記構成によれば、搬送ロボットの移動に伴う気体の舞い上がりを抑制することが可能となる。 According to the above configuration, it is possible to suppress the rising of the gas accompanying the movement of the transfer robot.
図4を用いて、局所クリーン基板搬送装置におけるダウンフローについて説明する。局所クリーン基板搬送装置101は、この上部に設置されたファンフィルタユニット102からのクリーンエアーと、装置下面に設置された排気口105からの排気によりダウンフローを形成しているが、ファンフィルタユニット102は装置の筐体106よりも小さいため、クリーンエアーが装置内部の端部まで届きにくく、滞留401~404が存在している。
The down flow in the locally clean substrate transfer apparatus will be described with reference to FIG. The locally clean
局所クリーン基板搬送装置は、図2に示すように基板が収納された箱とその箱を開閉する装置204~206を複数台持っており、搬送ロボット103は点線201、202のように動き、開閉装置204、205、206の前へ高速で移動し、この箱より基板を取り出し、高速で搬送する。
As shown in FIG. 2, the locally clean substrate transfer apparatus has a plurality of boxes containing substrates and
図5を用いて、気流の乱れに起因する異物の動きを説明する。点線103の位置にある搬送ロボットが実線202の位置へ高速で移動した時、局所クリーン基板搬送装置101内のダウンフローは搬送ロボットの移動方向前側に押されて装置側面の内壁にぶつかり、乱れ401~404が生じる。この乱れ401~404によって内壁や装置下部に存在する微細な異物を舞い上げ、その異物が基板に付着することが考えられる。
Movement of a foreign object caused by turbulence in airflow will be described with reference to FIG. When the transfer robot at the position indicated by the
上記異物付着を抑制するために、以下に説明する実施例では主に、装置内を往復移動して基板を搬送する搬送ロボットを備え、装置上部に設置されたファンフィルタユニットからの空気を装置下面に設けられた排気口から排気することでダウンフローを形成する局所クリーン搬送装置において、前記搬送ロボットの搬送軌道端に設けられたファンと、当該ファンの回転数を制御する機能を有し、搬送ロボットが停止もしくは搬送起動端部から離れるときはファンの回転数を低めて装置内の気流滞留の流動化を促し、搬送ロボットが搬送軌道端部に近づくときは、ファンの回転数を高めて押し出された空気を排気するファン制御機能を備えた局所クリーン基板搬送装置について説明する。 In order to suppress the adhesion of foreign matter, the embodiments described below are mainly provided with a transfer robot that reciprocates in the apparatus to transfer the substrate, and the air from the fan filter unit installed in the upper part of the apparatus is blown to the lower surface of the apparatus. A local clean transport device that forms a downflow by exhausting air from an exhaust port provided in the transport robot, and has a fan provided at the transport track end of the transport robot and a function of controlling the rotation speed of the fan. When the robot stops or moves away from the transfer starting end, the fan rotation speed is lowered to promote fluidization of airflow stagnant in the equipment, and when the transfer robot approaches the transfer track end, the fan rotation speed is increased to push out. A locally clean substrate transport apparatus with fan control for exhausting trapped air is described.
上記構成によれば、搬送ロボットが停止もしくは移動によって搬送軌道端部から離れるときは、当該ファンの回転数を低めて装置内部の滞留を流動化、排出によりダウンフローを形成し、搬送ロボットが移動して搬送軌道端部に近づくときは、当該ファンの回転数を高めて搬送ロボットで押し出された空気を排出することで、気流の乱れによる微細異物の舞い上がりを抑制してダウンフローを維持し、高い局所クリーン性能を実現することができる。 According to the above configuration, when the transfer robot stops or moves away from the end of the transfer track, the rotation speed of the fan is lowered to fluidize the stagnation inside the apparatus, and the transfer robot moves by forming a down flow by discharging. When approaching the end of the transfer track, the rotation speed of the fan is increased to discharge the air pushed out by the transfer robot, thereby suppressing the soaring of fine foreign matter due to turbulence in the air flow and maintaining the down flow. High local clean performance can be achieved.
以下、図面を用いて搬送ロボットの動きによらず、異物の舞い上がりを抑制できる局所クリーン基板搬送装置について図面を用いて説明する。 Hereinafter, a locally clean substrate transfer apparatus capable of suppressing foreign matter from flying up regardless of the movement of the transfer robot will be described with reference to the drawings.
図1に局所クリーン基板搬送装置の概略構成を示す。局所クリーン基板搬送装置101は、図2の平面図で示したように、基板を複数収納できる箱とその箱を開閉する装置204、205、206を1台から複数台持ち、基板を複数枚収納できる箱より基板を取り出し、所定の位置へ搬送する搬送ロボット103、および基板の向きをあわせるプリアライメント装置203を備える。このプリアライメント装置203は省略される場合もある。搬送ロボット103は基板を複数枚収納できる箱204、205、206より基板を取り出すために高速で往復移動することができる。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a locally clean substrate transfer apparatus. As shown in the plan view of FIG. 2, the locally clean
図3は、局所クリーン基板搬送装置101の内部気流の状態を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing the state of the internal airflow of the locally clean
局所クリーン基板搬送装置101上部に設置したファンフィルタユニット102からのクリーンエアーは装置下面に設けられた排気口105(第1の排気口)より排気されている。この時、局所クリーン基板搬送装置101内部の圧力を監視する圧力センサ301と、外部の圧力を監視する圧力センサ302により圧力を監視し、局所クリーン基板搬送装置101内を陽圧に保つようにファンフィルタユニット102の風量を調整する。
The clean air from the
また局所クリーン基板搬送装置101内部の搬送ロボット搬送軌道端には、本実施例の特徴であるファン107、108が設けられている。ファン107、108は、局所クリーン基板搬送装置101の内部空間に含まれる気体を排気する排気用ファンであり、排気口105より搬送ロボットの移動軌跡端側(移動軌跡を移動方向に延長した仮想直線上に位置する壁面側)であって、局所クリーン基板搬送装置101の下面に設けられた排気口109、110(第2の排気口)から気体を排気する。
ファン107、108について、図7の構造を示す一例を立体図で説明する。ファンは、回転翼701と回転軸702と回転モータ703とそれらを囲んで外形をなすケース704を有し、回転翼701を取り付けられた回転軸702が回転モータ703と直結して、電気によってモータを回転させることで空気の流れを発生させるものである。
An example showing the structure of FIG. 7 for the
ファン107、108は局所クリーン基板搬送装置稼働状態で常時低い回転数で回転している。
局所クリーン基板搬送装置101の構造上、ファンフィルタユニット102は局所クリーン基板搬送装置筺体106よりも投影面積の小さい物が搭載される。このため、局所クリーン基板搬送装置内部のファンフィルタユニット投影面積から外れた領域には、クリーンエアーが届かず滞留が生じるが、ファン107、108を常時回転させることでこの滞留にクリーンエアーを流動して、筺体内部全域にダウンフローを形成する。この効果はロボット停止時に得られる。
Due to the structure of the locally clean
図1は、局所クリーン基板搬送装置101に搭載した搬送ロボット103の往復移動によるファン107、108の振る舞いを示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing the behavior of the
搬送ロボット103が202の位置へ移動して内壁111(排気口109)に近づく時、搬送ロボット103により押し出された空気が舞い上がらないよう、当該ファン107の回転数を高めて、局所クリーン基板搬送装置の外部、ここでは装置下へ排出する。このとき当該ファン107に対向する位置にある内壁112側に設けられているファン108は、低い回転数を維持している。
When the
202の位置に搬送ロボットが動作完了した時、回転数を高めた当該ファン107は搬送ロボット停止後、時間差をもって元の低い回転数に戻る。時間差とは例えば1秒後などである。
When the transfer robot has completed its operation at the
搬送ロボットが移動して内壁から離れる時、当該ファン107は低い回転数を維持する。搬送ロボットが対向する内壁に近づく時、対向する位置にあるファン108は同様の振る舞いをする。
When the transfer robot moves away from the inner wall, the
搬送ロボット103が201、202などの位置にかかわらず停止している時、ファン107、108は低い回転数を維持し続ける。
When the
このように、搬送ロボット停止時にはファンの回転数を低めることで局所クリーン基板搬送装置内部の滞留を流動化および排出を促し、搬送ロボット往復動作により内壁へ近づく時は、ファンの回転数を高めて舞い上がりを積極的に排出することで、局所クリーン基板搬送装置内部のダウンフローと内部陽圧を維持して高クリーン環境を作り出すことを可能にする。 In this way, when the transfer robot is stopped, the rotation speed of the fan is lowered to promote fluidization and discharge of the stagnation inside the local clean substrate transfer device, and when the transfer robot approaches the inner wall by the reciprocating motion, the rotation speed of the fan is increased. It is possible to maintain the downflow and internal positive pressure inside the locally clean substrate transfer apparatus by actively discharging the soaring to create a highly clean environment.
図6を用いて円盤状位置情報検出器606を用いてファンの回転数を制御する実施例について説明する。
An embodiment in which the disk-shaped
図6は局所クリーン基板搬送装置の前からみた正面図である。局所クリーン基板搬送装置101内に設置された搬送ロボット103は、走行軸604がモータ605によって回転することにより移動し、基板を複数枚収納してある箱とその箱を開閉する装置204、205、206の位置へ移動する。モータ605に付帯する円盤状位置情報検出器606は、モータ回転位置情報を常時検出することで、局所クリーン基板搬送装置101を制御する制御装置601は搬送ロボットの位置監視と動作制御している。
FIG. 6 is a front view of the local clean substrate transfer device as seen from the front. The
ファン107、108は、前記のとおり回転翼を取り付けた回転軸を回転モータで軸回転することで空気の流れを発生させる機能を有する。回転モータは制御装置601からの電気指令によって回転数を高めたり低めたりすることを可能としている。
As described above, the
搬送ロボットの位置とファンの制御について説明する。搬送ロボット103が202へ移動して内壁に近づく場合、制御装置601はモータに付帯する円盤状位置情報検出器606からの位置情報とモータ605の回転方向を処理し、ファン107の回転モータへ回転を高める電気指令をだすことで、搬送ロボットの移動にあわせてファン107の回転数を高める。搬送ロボットが202で停止したことを制御装置601が検出したら、ファン107へ回転を低める電気指令をだしてファンの回転数を低める。搬送ロボットが202の位置から移動して内壁から離れる場合、制御装置601は円盤状位置情報検出器606からの位置情報とモータ605の回転方向を処理し、ファン107の回転数を低める電気指令をだすことで、搬送ロボットが内壁から離れるときにファン107の回転数を低いままにする。
The position of the transport robot and the control of the fan will be explained. When the
これにより、搬送ロボットが内壁に近づくことによる舞い上がりの抑制と、搬送ロボットが停止、もしくは内壁から離れる時のダウンフローを維持することで高いクリーン環境を作り出すことを可能にする。 As a result, it is possible to create a highly clean environment by suppressing the movement of the transfer robot when it approaches the inner wall and maintaining the downflow when the transfer robot stops or leaves the inner wall.
図6に設置した搬送ロボット103の位置情報を検出してファン107、108の回転数を制御する他の実施例について説明する。
Another embodiment of detecting the position information of the
実施例2におけるモータ605に付帯する円盤状位置情報検出器606に代替して、本実施例は、モータ605から独立して搬送ロボット動作軌道に沿って設置された直状位置情報検出器616を用いる。
Instead of the disc-shaped
直状位置情報検出器616が搬送ロボットの位置を直接検出した位置情報を制御装置606に取り込んで、モータ605の回転方向と位置情報を処理することでファン107の回転数の制御を可能とし、実施例2と同等の性能を得ることができる。
Position information obtained by directly detecting the position of the transfer robot by the linear
図6に設置した搬送ロボット103の位置情報を検出してファン107、108の回転数を制御する他の実施例について説明する。
Another embodiment of detecting the position information of the
実施例2ないし3におけるファンの回転数を制御するための搬送ロボット103の位置を検出する他の手段として、本実施例は走行軸604に取り付けられた位置検出センサ626、627を用いる。
As another means for detecting the position of the
位置検出センサ626、627が搬送ロボットの位置を直接検出して、その検出情報を制御装置606に取り込んで、モータ605の回転方向と検出情報を処理することでファン107の回転数の制御を可能とし、実施例2ないし3と同等の性能を得ることができる。
The
101・・・局所クリーン基板搬送装置、102・・・ファンフィルタユニット、103・・・搬送ロボット、104・・・走行装置、105・・・局所クリーン基板搬送装置底面に設けられた排気口、106・・・局所クリーン基板搬送装置筐体、107、108・・・ファン、201、202・・・搬送ロボットの移動位置、203・・・プリアライメント装置、204、205、206・・・基板を複数枚収納できる箱とその箱の開閉装置、301・・・内部圧力センサ、302・・・外部圧力センサ、401~404・・・滞留の流れ、501~503・・・舞い上がりの流れ、601・・・制御装置、604・・・走行軸、605・・・モータ、606・・・円盤状位置情報検出器、616・・・直状位置情報検出器、626、627・・・位置検出センサ、701・・・回転翼、702・・・回転軸、703・・・回転モータ、704・・・ケース
Claims (6)
前記第1の排気口より前記搬送ロボットの移動軌跡端部側であって、前記装置下部に設けられる第2の排気口と、当該第2の排気口から前記装置内の気体を排気する排気用ファンと、当該排気用ファンの回転数を制御する制御装置を備え、
前記第1の排気口と前記第2の排気口は、装置床面に形成され、
前記排気用ファンは前記移動軌跡より壁面側であることを特徴とする局所クリーン基板搬送装置。 A transfer robot that reciprocates in the apparatus to transfer the substrate, a fan filter unit that supplies clean air filtered by a filter in the upper part of the apparatus, a first exhaust port provided in the lower part of the apparatus, and the transfer In a locally clean substrate transfer apparatus comprising a housing surrounding a robot,
a second exhaust port provided in a lower portion of the apparatus on the side of the movement locus end of the transfer robot from the first exhaust port; Equipped with a fan and a control device that controls the rotation speed of the exhaust fan,
The first exhaust port and the second exhaust port are formed on the floor of the apparatus ,
The locally clean substrate transfer apparatus , wherein the exhaust fan is located on the wall surface side of the locus of movement .
前記制御装置は、前記搬送ロボットの往復移動に応じてファンの回転数を制御することを特徴とする局所クリーン基板搬送装置。 In claim 1,
The local clean substrate transfer apparatus, wherein the control device controls the rotation speed of the fan according to the reciprocating movement of the transfer robot.
前記制御装置は、前記搬送ロボットの位置に応じてファンの回転数を制御することを特徴とする局所クリーン基板搬送装置。 In claim 1,
The local clean substrate transfer apparatus, wherein the control device controls the number of revolutions of the fan according to the position of the transfer robot.
前記制御装置は、搬送ロボットの位置を検出して前記ファンの回転数を制御することを特徴とする局所クリーン基板搬送装置。 In claim 2 or 3,
The local clean substrate transfer apparatus, wherein the control device detects the position of the transfer robot and controls the rotation speed of the fan.
前記制御装置は、前記第2の排気口に前記搬送ロボットが近づくように移動したときに、前記搬送ロボット停止時と比較して前記排気用ファンの回転数を上昇させることを特徴とする局所クリーン基板搬送装置。 In claim 1,
The control device increases the number of revolutions of the exhaust fan when the transfer robot moves closer to the second exhaust port than when the transfer robot is stopped. Substrate transfer device.
前記制御装置は、前記第2の排気口に前記搬送ロボットが近づくように移動した後であって、当該搬送ロボットが停止した後の所定時間経過後、前記排気用ファンの回転数を前記上昇前の回転数に戻すことを特徴とする局所クリーン基板搬送装置。 In claim 5,
After the transfer robot has moved so as to approach the second exhaust port and after a predetermined time has elapsed after the transfer robot has stopped, the control device increases the rotation speed of the exhaust fan to the level before the increase. A local clean substrate transfer device characterized by returning to the rotational speed of .
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