JPS60227437A - 集積回路用インターフェース装置 - Google Patents

集積回路用インターフェース装置

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JPS60227437A
JPS60227437A JP59202890A JP20289084A JPS60227437A JP S60227437 A JPS60227437 A JP S60227437A JP 59202890 A JP59202890 A JP 59202890A JP 20289084 A JP20289084 A JP 20289084A JP S60227437 A JPS60227437 A JP S60227437A
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デービツド・ローレンス・スラシヤー
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集積回路処理装置において、集積回路ウェーハ
を外部環境にさらすことなく処理する集積回路処理用イ
ンターフェースに関する。
処理の歩どまりは長い間集積回路（ＩＣ）の製造におい
ての大きな関心事であった。ＩＣ処理の失敗の主な原因
は処理環境に埃のような微粒子が存在することである。
したがって従来のＩＣ処理は空気を絶えず循環し空中微
粒子をろ過取除するクリーンルームで行われる。更に、
作業員は、作業員がクリーンルームを動き廻るとき入り
込む多数の微粒子を減らす目的で特殊な服を着用する。
最終段階では、最も傷つき易いＩＣ処理段階の多くはさ
らに、ろ過空気の層流のもとで行なわれ、局部的微粒子
汚染源からも保護している。
残念ながら、このような環境には幾つかの欠点がある。
第１に、このように特別に設計した部屋は構成および保
守とにかなり費用がかかるばかりでなく、このような環
境での作業は不便である。
第２に、製品不良を起こす微粒子の大きさは通常、製品
の形体の最小の大きさの１／４から１／３以上であるか
ら、新しいＩＣ製品の寸法が小さくなるにつれて、処理
の歩どまりを許容範囲に維持するためには汚染のレベル
を絶えず減らすことが必要である。この問題は、形体の
最小の大きさが超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）において
は１ミクロンより小さくなるので特にきびしくなる。
本発明はＩＣの製造において伝統的なりリーンルームを
使用しないようにするものである。かわりに、ウェーハ
上にふりか乃・０値粒子束を格段に減らして微粒子汚染
を減らす新しい標準化された機械的インターフェース（
ＳＭＩＦ）システムを採用する。これは輸送、保管、お
よびほとんどの処理段階の期間中、機械的に、ウェーハ
を取巻（気体をウェーハに対して本質的に静止させ、且
つ外部の周囲環境がウェーハの環境に入り込むことがで
きないようにしている。実験によれば、ＳＭＩＦシステ
ムのウェーハ処理では従来のクラス１００のクリーンル
ームによるウェーハ処理方式２比較シテウエーハの微粒
子汚染がほとんど１０ｆ’も減ることが示された。更に
、ＳＭＩＦシステムの微粒子汚染のレベルは周囲の外部
環境とは無関係なので、ｔＣの製造は清浄でない施設の
中で行うことができる。このように、高価で不便なりリ
ーンルームが除かれるばかりでなく、微粒子汚染物の集
中が少ないため高密度ＶＬＳ　Ｉプロセスに対して処理
の歩どまりが維持できるばかりが向上さえできる。
実験ではＶＬＳ　Ｉ回路のかなりな数の処理欠陥は粒子
によって起り、これら粒子の多くはたとえ無塵服を着用
しても人間の操作に関係して生ずることがわかっている
。座っている人間が軽く手、前腕、頭を動かすと適切な
無塵服を着ていても毎分１００．０００個を超す粒子を
発生し、その粒子の大きさはすべて０．３ミクロンより
大きい。したがってＳＭＩＦシステムは二つの部分から
構成される。
（１）処理機器の各部のウェーハ処理器具を取囲んだ清
浄ガスを充填した天蓋と、（２）機械から機械ヘウェー
ハを運ぶ小型で静浄な静止ガスの箱とである。装置の各
種部分は微粒子の無い独特なトンキング可能なドアによ
って空気閉鎖する必要なしに機械的に連絡される。この
ドアは機械の各種部分上にあって、埃っぽい外部環境に
よりドアの外表面にたまった微粒子を捕えるように取付
けられているドアから成る。一旦結合すると、ドアは一
体となって清浄な内部空間内に移動し、装置の構成部品
の間に微粒子の無いインターフェースを開く。次いでウ
ェーハは人間の侵入なしに機械の腕とエレベータとで装
置内に移動される。実際のウェーハの運動もロボット式
の操作機構を使用して完全に自動化ができて更に生産性
が向上できる。このようにＩＣウェーハの人手による取
扱いを省き、ＩＣプロセスの大部分を通じてウェーハを
静止空気環境に維持することによって、微粒子を減らし
、プロセスの歩どまりが向上する。以下図面を用いて本
発明を説明する。
概念的に、ＳＭＩＦシステムは次の二つの部分から構成
される。
１）処理機器の各部分のウェーハ処理器具を取り囲む清
浄空気を満たした天蓋と、 ２）ウェーハを機械から機械へ運ぶ小形の清浄空気を満
たした箱。
実際には、ＳＭＩＦ装置は、ＳＭＩＦサブシステムを形
成する幾つかの小さな清浄空気の箱と天蓋とから組立て
ており、そしてサブシステムはそれぞれ３個のＳＭＩＦ
サブシステム構成要素から組立てられている。
第１図に示すとおり第１のＳＭＩＦサブシステム構成要
素は天蓋１０である。天蓋１ｏは処理機器１５の各ウェ
ーハ処理機構（たとえば、フォトレジスト塗布機、マス
ク合わせ器、検査機器など）を覆う取外し易いシールド
である。一般に、天蓋ｌＯはレフサンのような透明なプ
ラスチ７クで構成され、後に必要となる天蓋１０の内部
の検査あるいは保守を行い易くなっている。他のサブシ
ステム構成要素はＳＭＩＦカセットポート２０とＳＭＩ
Ｆカセント操作器３０とであって、これらは天蓋１０の
中の動きやすい位置で天蓋１０にボルトで固定されてい
る。天蓋１０は処理機器１５の処理機構を囲んでいるの
で、クリーンルーム内で処理機器１５を囲む必要はない
。
第２Ａ図はＳＭＩＦカセットボート２０の詳細を示す。
ポート２０は代表的には天蓋取付板５０を用いて天蓋ｌ
Ｏの水平面４０に取付けられる。
ポート２０は更にポートドアエレベータ機構７０とを含
んでいる。このエレベータ機構７０はＩＣウェーハ８２
が入っているカセット８０を天蓋１０の内部に運び込む
。ウェーハ８２は第２Ｂ図に示すように、ウェーハ制動
器８５によってカセソト８０内に保持される。このウェ
ーハ制動器８５は、ドア１００に取り付けられ、そして
カセット８０の重量で付勢される。
ＳＭＩＦ箱９０は、カセット８０を処理機器１５の一つ
の処理機構から他−・輸送するのに使用するが、ＳＭＩ
Ｆボー１−２０を介して天蓋１０と連絡している。ＳＭ
ＩＦ箱９０は楔形のリップ９５によりＳＭＩＦボート２
０と整列しておりポート２０のドア６０と連動するドア
１００が付いている。ドア６０と１００とは共に、第２
図に開いた位置（下に下がった位置）を示しであるが、
微粒子を侵入させないトンキング可能なインターフェー
ス１１０を構成している。これについての詳細を簡潔に
述べる。インターフェース１１０はポート２０に箱９０
をラッチする手段ともなっており、したがってエレベー
タ機構７０は箱９０と天蓋１０との間でカセット８０を
自由に輸送することができる。ドア６０と１００とはこ
れらの外面の微粒子の大部分がドア６０と１００との間
に捕えられるように作られている（後述する）。このよ
うに、カセ・７１８０に保持されているウェーハはイン
ターフェース１１０を開いたとき汚染されることはない
。
一旦カセット８０が天蓋１０の中に入ると、カセット８
０は必要に応じてカセット操作器３０で操作することが
できる。人手操作のカセット操作器３０を第３図に示す
。操作器３０は一般に長さ６０〜９２ｃｍの腕１２０と
、内端（清浄空気で覆われている）にカセット把持器１
３０、外端（外気で覆われている）に握り部１４０とを
備えている。軸受１５０は腕１２０に角運動および内・
外運動をさせると共にきたない外気が侵入しないように
空気を封止する。カセット把持器１３０は把持器スイッ
チ１５５で作動してカセット８０を保持し、次いで握り
部１４０に取付けられているつまみ１６０で垂直軸の周
りに回転することができる。操作器取付板１７０は軸受
１５０と、ポート作動スイーソチ１８０とを支持してい
る。このポート作動スイッチ１８０は、ドア６０と１０
０とのランチとエレベータ機構７０の運動とを作動させ
る。機械的ダンパ１８１が腕１２０の運動の３軸に沿っ
て設けられていて把持器１３０の運動の速さを制限して
いる。操作器取付板１７０は第１図に示すとおり天蓋ｌ
Ｏにボルト止めされている。
第３Ｂ図および第３Ｃ図はカセット操作器３０の他の実
施例を示しており、１８２は握り棒、１８３はウェーハ
把持器である。握り棒１８２は把持器１３０が無いカセ
ット操作器３０であって目的物を天蓋１０の内部に押込
むのに使用する。ウェーハ把持器１８３はカセット把持
器１３０の代わりに三つ父型１８４または同様な機構を
備えたカセット操作器３０であってウェーハを必要に応
じ直接把持することができる。
前述の天蓋１０とＳＭＩＦ箱９０とは全体として人間の
介在が不要でしかもＩｃウェーハの表面にたまる微粒子
を減らすために常時ろ過した空気を流動させてはいない
ことに注目すべきである。
そのかわり、ＩＣの清浄さは静止空気の内部環境を維持
することにより得られる。天蓋１０と箱９０とにはそれ
ぞれ粒子をろ過できる開口１１および９１を設けること
ができ、（第４図を参照）内部および外部（周囲）の空
気圧を連続的に等しくすることができる。このようなろ
過圧力等化開口１１と９１とにより、インターフェース
１１０を開きウェーハを箱９０から天蓋１０に移動させ
るとき天蓋１０と箱９０との間の圧力差と空気流とを最
少限にすることができる。更に、天蓋１０と箱９０との
内部に接近するには、囲みの内部で本質的に体積が一定
でありしたがってＩＣウェーハが動き回ったとき内部体
積がそれ程度らないようになっている機械の腕を用いて
行う。したがって、処理中に内部空気圧の変化がほとん
どまたは全く無いから、天蓋１０または箱９０には気密
封止の必要が無く、ＩＣウェーハ面上の微粒子は空気の
流動が禁止されることにより更に減少する。
第４図はＳＭＩＦカセットポート２０を天蓋１０に取付
けた場合の断面図で、垂直に開（機種を示す。水平に開
く機種も、垂直に開く機種にわずかな機械的変更を加え
ることにより達成できる。
すなわち、ドアを保持するのに重力を利用することがで
きないから、ドア６０と１００との間に第５図に示すよ
うに正のばね負荷ラッチ１８５と解放ケーブル１８７と
を設けるようにすればよい。
カセット箱９０は１個のカセット８０を入れるようにな
っていてＩＣウェーハを保持するカセット８０そのもの
よりわずかに大きいだけである。カセット箱９０は一般
に側面が透明になっていて必要になる場合人間がたやす
く観察できる。先に述べた微粒子のないトンキング可能
なインターフェース１１０によって、天蓋ｌＯおよびＳ
ＭＩＦ箱９０のような独立した二つの清浄環境装置を清
浄に微粒子の存在なしに結合できる。インターフェース
１１０は風媒微粒子、特に大きさの範囲が０゜１ないし
０．２ミクロンのものが、きれいな機械容器中に入って
来ないようにしている。
第４図は天蓋１０と箱９０とが接触域１９０に沿って結
合された状態を示す。カセット８０、ドア１００および
箱９０はラッチ２１０、案内ランプ２フ５等により一体
化されている。本発明においては、空間１０°および９
０”を、外部環境にまたは天蓋１０および９０のドア６
０および１００の外表面に露出させずに接触域１９０を
開（必要がある。特に、ドア６０および１００を開くと
き、接触開口１９５の中にある接触域１９０の外表面の
部分は互いに接触しており、それによりドア６０と１０
０の間の外面上に存在する微粒子を捕える。そして接触
域１９０はドア６０と１００とは一体となって空間ｌＯ
”の内部に移動している間接触しつづける。
ドア６０と１００とは軸２００に関して円対称または直
角対称である。インターフェース１１０を開くまで、ド
ア１００は機密軸受すなわちブッシング２１５で空間９
０の壁を貫通するラッチ２１０によって所定の位置に保
持されている。天蓋ｌＯと箱９０とはリンズ９５におい
てクランプ２２０で結合されている。第４図に示す特定
の実施例においてエレベータ７０のピストン２３０は、
天蓋ｌＯと箱９０の中に空間を確保するために、空間１
０゛と９０゛の外側に置かれる。ピストン２３０は腕２
４０とロンド２５０とでドア６０と結合している。ロン
ド２５０は天蓋１ｏの壁を貫通し、そして埃っぽい周囲
の空気が侵入しないようにベローズ２６０によって囲ま
れている。通気孔２７０はエレベータ７ｏが動きベロー
ズ２６０が伸び縮みするときベローズ２６０の内側の空
気圧を等しくするために設けられている。通気孔２７０
を通過する空気は埃っぽい周囲空気であるが、ベローズ
２６０が空間１０’　と腕２５０とを気密に隔離してい
るので空間ｌｏ”が汚染されることはないことに注目す
べきである。−インターフェース１１０を開くには、ラ
ッチ２１０を解放し、ピストン２３０を伸ばし、そして
エレベータ７ｏによりドア６０と１００とを一体として
空間１ｏ”内に移す。それによりカセッｌ−８０は案内
肝ノブ２７５の助けで整列されて空間１０’　の中に運
び込まれる。同時に二つのドア６ｏと１ｏｏとの間の表
面微粒子は捕えられ、埃っぽい周囲の空気が侵入し雇い
ようにされる。
ドア６０と１００との間の表面微粒子を捕えるためには
、これらのドアが互いに一様に且つ密接にそれぞれの外
周２８０と２８５の周りで接触するだけでよい。ドア６
０と１００とはインターフェース１１０の全体に亘って
互いに平らに合わさる必要はない。事実、ドア６０と１
００との間には、外周２８０と２８５との内側に空隙２
９０が残っていることが望ましい。空隙２９Ｑはドア６
０と１００との間で圧縮性の空気空間を作り、その結果
ドア６０と１００との間に捕えられた埃っぽい空気が、
ドア６０と１００とを一緒に移動するとき、軸２００に
垂直な面内に高速で突入することがなくなる。これがな
いと、捕えられた埃っぽい空気の一部分が空間１ｏと９
０とに流入する可能性がある。空隙２９０はドア６ｏと
１ｏｏとが、接触域１９０が大きな密着表面である場合
に起り得るような空気圧によって密着することがないよ
うにもしている。普通は空隙２９０は接触開口１９５の
８０％以上を占めている。
理想的には、ドア６０と１ｏｏとは外周２８０と２８５
とが一つの連続した表面となるように固定されるべきで
ある。したがって、外周２８０と２８５とが接触するジ
ョグル１９５は可能なかぎり小さく　（たとえば、約２
．５〜５．１ミリより小さい）しておくべきである。何
故ならジョグル２９５の上にある微粒子はインターフェ
ース１１０を開いたとき清浄な空間１０および９０の中
に持ち込まれるからである。外周２８０にはいくらかの
微粒子が存在するであろうから、ドア６０に微粒子受側
構２９７を設けてインターフェース１１０を開いｈ−ｉ
き外周２８０および２８５をころがり落ちる微粒子を捕
える。かわりに、外周２８０と２８５からの微粒子を始
終天蓋ｌＯの底に落着かせれば微粒子受側構２９７を省
略することができる。
第６図はＳＭ、ＩＦ箱保管ユニット３００を示す。
箱保管ユニット３００は基本的にはカセット箱９０を貯
える開いたランクである。
第７図はＩＣウェーハを保持するカセット８０を保管す
るカセット保管ユニット３２０を示す。
カセット保管ユニット３２０は天蓋１０、ボート２０、
＄よびそれに付属する操作器３０を備えるデシケーク箱
である。カセット保管ユニット３２０は典型的にはカセ
ット処理バッファとして働く。
最初力セントは第８図に示すようにシステムインターロ
ック３３０を介してＳＭＩＦシステムに入る。これは代
表的には一端に出入室３４０を他端にＳＭＩＦポート２
０を有する幅約１２０ｃｍのグローブ・ボックスである
。新しいウェーハ・パンケージ３４５からカセット（図
示せず）にウェーハを移すために必要な複雑な運動には
機構よりは手袋３５０を使用する必要がある。カセット
８０とウェーハとは出入室３４０を通ってＳＭＩＦ装置
に入ったり出たりする。システムインターロック３３０
の内圧は人間の手が手袋３５０に出入りするとき急激に
変化することがあるから、システムインターロック３３
０は緊密に構成して外部のろ過しない空気が侵入しない
ようにすること、およびシステムインターロック３３０
に空気ろ過ユニット３５５を使用する必要があることに
注意すべきである。空気ろ過ユニット３５５には従来の
強制空気フィルタまたは静電集塵器のような微粒子収集
器を一緒に入れてもよい。一般に微粒子汚染の観点から
は第１図に示すように天蓋１０に機械的操作器３０を使
用するよりは、あまり望ましくないが、天蓋１０の内部
で更に運動に弾力性を持たせるために手袋３５０を使用
することができる。このような手袋３５０の使用は、手
袋３５０を使用することによって引き起される外部のろ
過しない空気の侵入により汚染される可能性のあるＩＣ
ウェーハが存在しない期間に、天蓋ｌＯの内部を保守す
るには特に有用である。
ろ過ユニット３５５はこのような保守期間に侵入したか
もしれない微粒子を除去するため天蓋上に使用すること
もできる。
ＩＣはそれ自身の閉鎖容器で輸送され取扱いは機械の腕
で行われるので、静止または可動のロボットを使用する
ことによってＩＣの生産設備を完全に自動化することも
可能である。このロボットは各ＳＭＩＦ構成要素に結合
されるコンピュータ制御ロボット操作器に接続される。
処理が人手で行われようとあるいは自動的に行われよう
と、ＳＭＩＦ構成要素を従来のＩＣ処理機器と組合わせ
ることによってＩＣ製造区域はまず第１に従来のクリー
ンルーム環境を必要とせずに構成でき同時にＩＣの清浄
さも向上することになる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による集積回路処理用インターフェース
を含む集積回路処理装置の概略斜視図、第２Ａ図は本発
明による集積回路処理用インターフェースを含むカセッ
トボートの斜視図、第２Ｂ図は集積回路を収納するカセ
ットの斜視図、第３Ａ図乃至第３Ｃ図はカセット操作器
の斜視図、第４図はカセットボートと天蓋とを結合した
集積回路処理装置の断面図、第５図はインタフェースの
他の実施例を示した図、第６図はカセ７）を内蔵するボ
ックスの収納ユニットの斜視図、第７図はｔＣウェーハ
を内蔵するカセットを収納するためのユニットの斜視図
、第８図はカセットを最初にカセットボートに入れるた
めのシステム・インターロックの斜視図である。 １５：集積回路処理装置、　１０：天蓋、２０：カセッ
ト・ボート、　３０：カセット操作器、　７０：エレベ
ータ機構、　８０：カセット９０：ボソクス、６０．ｔ
ｏｏ：ドア １１０：インターフェース、　８０：カセソト８２：ウ
ェーハ、　８５：ダンパー、 ５０：天蓋取付板、　１２０：腕、１３ｏ：カセット把
持器、　１５０：軸受、　１８１：ダンパー、　１４０
：握り部。 出願人　横河・ヒューレソｌ−・パソカード株式会社代
理人　弁理士　長　谷　川　次　男 ＦＩＧ　４ ＦＩＧ　５ ＦＩＧ　６ 第１頁の続き ０発　明　者　マーク・イー・ジョン　７ストン　； ′メリカ合衆国カリフォルニア州サラトガ　ポール・ア
ベ、ニー　１４２２１

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 集積回路ウェーハを収納するカセットを覆う第１封入体
    の開口部を封止する第１ドアと、第２封入体の開口部を
    封止する第２ドアと、前記第１、第２ドアを対向させて
    前記第１．第２封入体とを結合する手段と、前記第１．
    第２ドアを一体化して前記力セントを第１、第２封入体
    間で移動させる手段とを含む集積回路処理用インターフ
    ェース。
JP59202890A 1983-09-28 1984-09-27 集積回路用インターフェース装置 Granted JPS60227437A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/536,600 US4532970A (en) 1983-09-28 1983-09-28 Particle-free dockable interface for integrated circuit processing
US536600 1983-09-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60227437A true JPS60227437A (ja) 1985-11-12
JPH0566733B2 JPH0566733B2 (ja) 1993-09-22

Family

ID=24139181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59202890A Granted JPS60227437A (ja) 1983-09-28 1984-09-27 集積回路用インターフェース装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4532970A (ja)
JP (1) JPS60227437A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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