JPH08139156A - クリーンルームおよびその運用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】半製品の搬送路を搬送制御器との通信機能を有
するユニット化されたクリーントンネルで構成する。 【効果】稼働率が高く、搬送経路および装置配置に柔軟
性の高い半製品の搬送路を構成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超ＬＳＩ等の半導体装置
の製造等に用いられるクリーンルームおよび搬送システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】クリーンルームに関する従来技術として
別冊日経マイクロデバイス１９８８、Ｎｏ．２、第６章
設備、装置「ウェーハを大気にさらさないプロセスライ
ンを提案」に記載のものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術ではクリ
ーンルームの維持管理に多大な費用がかかり、クリーン
ルーム構成に柔軟性が乏しくなる問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】クリーンルーム維持管理
のうちエネルギ消費にかかわる費用を削減することで上
記課題を解決できる。例えば、汚染物質を含まない清浄
な気体（以下、クリーンエア）の製造に必要な費用を削
減する。

【０００５】またクリーンルームの製品の搬送路をユニ
ット化した構成とすることで上記課題は解決できる。

【０００６】

【作用】クリーンエアの消費量はクリーンルームの内容
積とほぼ正の相関を持つため、内容積を削減することで
クリーンエアの消費量削減が可能である。また汚染物質
の除去に用いるフィルタのコンダクタンスを大きくする
ことで単位体積あたりのクリーンエア製造費用が削減で
きる。

【０００７】また搬送路をユニット化することで製造装
置の配置、構成の変更が容易となる。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【０００９】（実施例１）図１から図１１を用いて本発
明の第１の実施例を説明する。図１に本発明を用いたク
リーンルームの構成を示す。被処理基板は搬送路１０２
により処理装置または検査装置１０１間を搬送される。
搬送路１０２はクリーンエアを満たしたトンネル（以下
クリーントンネル）となっている。クリーントンネル内
のみをクリーン化すれば良く、クリーンエアを満たす領
域の体積を従来のクリーンルームと比べ小さくできるた
めクリーンエア消費量の削減が可能となる。図１には処
理装置または検査装置が７台接続された例を示すが処理
装置または検査装置の数、搬送路の接続関係は図１に示
す以外であっても良い。

【００１０】各製造装置、検査装置等はクリーントンネ
ルに接続されており、製造装置周囲の雰囲気を必ずしも
クリーン化する必要がない。クリーンルーム内にはユー
ティリティとしてクリーンエアを取り出す機構が設けら
れている。外気を遮断できる機構と組み合わせて用いる
ことで必要に応じ所望の場所を局所的にクリーン化する
ことができる。各製造装置、検査装置の保守作業等のた
めに装置周囲をクリーン化する必要がある場合などに用
いることができる。

【００１１】図２から図９にクリーントンネルの構成要
素を示す。図２は直線部を、図３は曲線部を、図４、図
５は水平方向の分岐部を、図６、図７は垂直方向の分岐
部を示す。図８にクリーントンネルの断面を示す。図９
は被処理基板をクリーントンネルに投入したり、クリー
ントンネルから取り出すための取り入れ取り出しユニッ
トを示す。クリーントンネルは各製造設備間の被処理基
板の搬送路を汚染物質を除去したクリーンな雰囲気で満
たすために用いられる。雰囲気ガスとして乾燥窒素また
は乾燥空気を用いており、クリーントンネル外部よりや
や高い圧力で内部に充填されている。クリーントンネル
を用いることでクリーンルーム内の塵埃等の汚染物質の
許容濃度を高くすることができる。そのため汚染物質除
去処理が不要になるか、あるいは外気をクリーンルーム
内に取り込む流路のコンダクタンスを大きくできる。従
ってクリーンエアの消費量を削減できる。

【００１２】クリーントンネルは内部の状況を目視にて
把握できるようトンネル上部はガラス等の透明な材質で
構成されている。また、帯電を防止するため、表面には
導電性を持たせている。搬送トラブルが生じた場合トラ
ブルの発生部位、原因等が容易に特定できるため、不透
明な材質で構成した場合と比べ、保守が容易であるた
め、稼働率が向上できる。また半導体装置に対する紫外
線のような製品を破壊する可能性のあるエネルギを遮断
できる構成となっている。

【００１３】図２から図９に示すクリーントンネルの構
成ユニット（以下、ユニット）は、故障等の不具合が生
じた場合、搬送路の経路変更を行う場合等に各構成要素
毎に容易に交換、追加、変更等が可能となっている。こ
れら各ユニットを用いて搬送経路構成に自由度の高いク
リーントンネルとすることができる。

【００１４】図９に取り入れ取り出しユニット９１６を
示す。取り入れ取り出しユニット９１６はクリーントン
ネル９１７に接続された製造設備とクリーントンネル９
１７間で被処理基板９０３を出し入れするため、または
クリーントンネル９１７内に未処理の被処理基板９０３
を投入するため、またはクリーントンネル９１７からク
リーントンネル９１７外部に被処理基板９０３を取り出
すためのユニットである。クリーントンネル９１７外部
に取り出すときにはクリーントンネル９１７から取り入
れ取り出しユニット９１６に搬送された台９０１および
被処理基板９０３は密閉用カバー９１８を用いて密閉用
カバー脱着機構９１９により密閉した後、ゲートバルブ
９２１をあけて外部に取り出される。取り入れ取り出し
ユニットには取り出し処理後クリーンな雰囲気ガスとし
て、例えば、乾燥窒素または乾燥空気を吹き出し、汚染
物質を除去した後ゲートバルブ９２０をあけてクリーン
トンネル９１７側に開放される。逆に被処理基板９０３
を取り入れるときには取り入れ取り出しユニット９１６
に密閉用カバー９１８を装着して投入された被処理基板
９０３は取り入れ取り出しユニット９１６内に、例え
ば、乾燥窒素または乾燥空気を吹き出し、汚染物質を除
去した後密閉用カバー脱着機構９１９により密閉用カバ
ー９１８を取り外し、ゲートバルブ９２０を開け、クリ
ーントンネル９１７内に搬送される。製造設備と被処理
基板９０３の出し入れを行う場合も同様であるが、例え
ば、乾燥窒素または乾燥空気を吹き出し汚染物質を除去
する過程を省略することができる。取り入れ取り出しユ
ニットは各ユニットの各ポートに自由に取り付けること
ができる。

【００１５】図１０にクリーントンネルの信号系を示
す。一つのクリーントンネルを構成する各ユニット１０
２３はそれぞれ固有の識別コードと通信機を有してい
る。また、各製造装置も信号系からみて各ユニット１０
２３と同様の機能、固有の識別コードを持っており、装
置状態（基板処理待ち、基板処理中、休止中、保守作業
中、異常発生等）の信号を搬送制御器１０２２に送った
り、搬送制御器１０２２からの信号を受信できる。隣り
あうユニット１０２４の間で互いの識別コードをやりと
りし、自ユニット１０２３に接続されたユニット１０２
４の識別コードを認識する。ユニットの識別コードはそ
のユニットの種類、機能を示すコードとそのユニット固
有のコードからなる。搬送制御機１０２２は各クリーン
トンネル構成ユニットの識別コードからその機能を認識
することができる。搬送制御機１０２２と各クリーント
ンネル構成ユニット１０２３は以下の各情報をやりとり
する。各製造設備も各クリーントンネル構成ユニットと
同様の通信機能を持っている。

【００１６】搬送制御機から各クリーントンネル構成要
素へ送る情報 接続情報要求信号 搬送方向指示信号 動作確認要求信号 基板位置情報要求信号 基板識別コード情報要求信号 各ユニットへの動作命令信号 その他 各クリーントンネル構成要素から搬送制御機へ送る情報 各ユニットの識別コード 各ユニットの各ポートに接続するユニットの識別コード 異常の有無、異常の内容信号 基板位置信号 基板搬送方向信号 基板の識別コード その他 最初にクリーントンネル経路の構成を終えると、搬送制
御機は各クリーントンネル構成ユニットに接続情報要求
信号を送る。接続情報要求信号を受けた各ユニットは搬
送制御機に自ユニットの識別コードと自ユニットの各ポ
ートに接続されたユニットの識別コードを送る。これら
の信号を受けた搬送制御機は各ユニットの接続関係を認
識、記憶するとともに、出力装置に表示する。搬送制御
器から自動的に随時接続情報要求信号を送るよう構成す
ることもできる。また随時搬送制御器に接続された入力
装置を用いてオペレータの指示により接続情報要求信号
を各ユニットに送ることもできる。

【００１７】被処理基板はロット単位で搬送用台により
クリーントンネル内を搬送される。取り入れ取り出しユ
ニットのうち、被処理基板を最初にクリーントンネル内
に投入するユニットには被処理基板のロットに固有の識
別コード（以下ロット番号）と製品名の入力機構があ
り、新しいロットが投入される毎に搬送制御器にロット
番号と製品名を送信する。各ユニットは新しいロットを
受け入れると、基板位置信号を搬送制御器に送信する。
搬送制御器は基板位置信号とロット番号を対応付け、投
入されたロットのクリーントンネル内の位置を把握す
る。搬送制御器は製品名毎にどのような順序で各製造装
置に送るかを記載した表を内部に保持しており、この表
に従い各ロットを搬送する。さらに搬送制御器はクリー
ントンネル内のどの経路を搬送するかを、製品の品質を
保持するための制限条件の基でスループットを最大にす
るように決定する。決定した搬送経路に従い、搬送制御
器は各ユニットに搬送方向指示信号を送り、各ロット搬
送経路を各ユニットに指示する。また、搬送制御器は随
時基板位置情報要求信号を各ユニットに送信する。基板
位置情報要求信号を受信した各ユニットは自ユニットに
ロットがある場合にはその位置を搬送制御器に送信す
る。搬送をロット単位でなく、１枚毎に行っても良い。
この場合も各ユニットなどの動作は同様である。

【００１８】搬送用台に通信機能、搬送中ロット名の保
持機能を設けることもできる。この場合搬送制御器は随
時基板識別コード要求信号を送信し、搬送用台は基板識
別コード要求信号を受信、これに応じて搬送中ロット名
を搬送制御器に送信する。または搬送用台が移動する毎
にロット名を搬送制御器に送信することができる。

【００１９】搬送制御器に接続された入出力装置を用い
て搬送制御器の持つ各ユニットの接続情報、基板位置の
情報、各製造装置の状態、各ユニットの状態、等の情報
を表示する事、また被処理基板の搬送方向等をオペレー
タが直接搬送制御器に指示することもできる。

【００２０】搬送トラブルが発生すると発生部位のユニ
ットは異常発生と異常内容および自ユニットの識別コー
ドを搬送制御機に送る。搬送制御機は異常内容を分析
し、その結果に基づき搬送経路の変更や搬送動作の中
止、出力装置に異常発生を示す表示をする等の動作を行
う。また搬送制御機は随時異常発生の有無を各ユニット
に問い合わせることもできる。

【００２１】図１１にクリーンエアをクリーントンネル
内に供給するユニット１１０１（以下クリーンエア供給
ユニット１１０１）を示す。クリーンエア供給ユニット
１１０１は直線部、曲線部等と同様の機能を持ってお
り、これらのユニットと置き換えて使用することができ
る。本図には直線部と同様の機能を持ったクリーンエア
供給ユニットを示すが、曲線部等と同等の機能を持った
クリーンエア供給ユニットの場合も同様である。クリー
ンエア供給ユニットは送風器、汚染物質除去機構、温度
湿度制御機構をその内部に持つクリーンエア供給部１１
０２と搬送機構１１０３から構成されている。汚染物質
除去機構を処理に適した汚染物質除去能力を持つものに
交換することで所望の清浄度を得ることができる。ま
た、温湿度制御機構が不要な場合は取り外すこともでき
る。クリーンエア供給ユニットは搬送制御器からの信号
に従い、所望の清浄度、温湿度に制御されたクリーンエ
アをクリーントンネル内に供給する。

【００２２】クリーントンネルの各所にはユニット化さ
れた雰囲気モニタが設置されており、クリーントンネル
内の塵埃量、湿度、温度等を監視している。塵埃量等を
測定する代わりに被処理基板上に付着した塵埃量等、被
処理基板の状態をモニタしても良い。得られた雰囲気の
データは随時、搬送制御器に送信される。搬送制御器は
雰囲気のデータを評価する。雰囲気が被処理基板の処理
に適さないレベルになるか、または定期的、または故障
等の不具合が生じたときにクリーントンネルの保守作業
を行う。保守作業として (1) クリーントンネル内部の清掃 (2) ユニットの修理、交換 等がある。

【００２３】クリーントンネルの清掃作業は雰囲気モニ
タの出力結果、製品の状態、前回清掃作業との間隔、搬
送経路の変更作業等を考慮して実施日、実施場所を搬送
制御器またはオペレータが決定する。清掃作業はクリー
ントンネル内を清掃作業用の台を搬送することにより行
う。清掃作業用の台はクリーントンネル内部の汚染物質
を除去することができる。

【００２４】あるユニットが故障した場合、そのユニッ
トは異常の有無、内容信号を搬送制御器に自ユニットの
識別コードとともに送信する。または自ユニットの故障
を自ユニットが搬送制御器に送信できない場合には、搬
送制御器は各ユニットの標準動作時間と被処理基板の移
動の様子、各ユニットの動作の様子からあるユニットの
故障を独自に判定することができる。あるユニットの故
障を検出した搬送制御器は出力装置に(1)故障の内容(2)
故障ユニット位置等を表示し、保守要員に故障ユニット
の修理交換を要請するとともに、故障ユニットを回避し
て被処理基板を搬送する経路を探索し、回避経路が存在
する場合には、その経路を利用して搬送を続ける。

【００２５】

【発明の効果】クリーントンネル構成ユニットを保守等
のために交換する場合、密閉用の台が交換されるユニッ
トの各ポートに接続された部分に搬送され、ユニットを
取り外したときにクリーントンネル内部が外気にさらさ
れることを防止する。その他、雰囲気モニタがあるユニ
ット周辺の汚染物質量の増大を示した場合のように、あ
るユニットを遮断する必要がある場合も同様に密閉用の
台を用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】クリーントンネルを用いた製造システムのブロ
ック図。

【図２】クリーントンネル構成ユニットの直線部の斜視
図。

【図３】クリーントンネル構成ユニットの曲線部の斜視
図。

【図４】クリーントンネル構成ユニットの水平方向の分
岐部の斜視図。

【図５】クリーントンネル構成ユニットの水平方向の分
岐部の断面図。

【図６】クリーントンネル構成ユニットの垂直方向の分
岐部の斜視図。

【図７】ユニットの垂直方向の分岐部の垂直方向の断面
図。

【図８】クリーントンネルの断面図。

【図９】クリーントンネル構成ユニットの取り入れ取り
出しユニットの断面図。

【図１０】クリーントンネルの信号系の説明図。

【図１１】クリーンエア供給ユニットの斜視図。

【符号の説明】

１０１…処理装置または検査装置、 １０２…搬送路。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報処理機能および通信機能を持つことを
   特徴とする被処理物搬送路および搬送システム。
2. 【請求項２】請求項１において、搬送物を搬送路外部に
   存在する汚染物質、有害エネルギから保護できる構造を
   持つ被処理物搬送路および搬送システム。
3. 【請求項３】請求項１において、ユニット毎に分割可能
   である被処理物搬送路および搬送システム。
4. 【請求項４】請求項２において、搬送物および搬送のた
   めの機構が搬送路外部から観察できる構造を持つ被処理
   物搬送路および搬送システム。
5. 【請求項５】請求項１に記載の搬送路および搬送システ
   ムをその構成要素として持つ生産システム。
6. 【請求項６】請求項１に記載の搬送路および搬送システ
   ムをその構成要素として持つクリーンルーム。