KR20010020278A

KR20010020278A - 기류반송장치

Info

Publication number: KR20010020278A
Application number: KR1019997009880A
Authority: KR
Inventors: 미치오 야가이; 마사유키 도다; 마사루 우메다
Original assignee: 가부시키가이샤 와타나베 쇼코; 가부시키 가이샤 토무코
Priority date: 1997-04-24
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 2001-03-15
Also published as: KR100630895B1; JP4105778B2; WO1998047798A1; EP1018477A1; US6315501B1; TW397717B; JPH10303273A

Abstract

본 발명은 반송로내의 파티클이 피처리물에 부착되는 것을 방지할 수 있고, 파티클 집진 제거를 할 수 있는 기류반송장치를 제공하는 것이다.

반송로를 형성하는 오염물 제거 대상면인 반송면 및 반송로격벽을 표면에 얇은 절연층을 생성시킨 도전성 재료로 만들고, 피처리물과 대면하는 위치에 면상(狀)의 집진전극을 설치하며, 기류를 분사하면서 집진전극과 오염물 제거 대상면을 근접시키기 위한 수단을 설치하며, 그리고 반송면과 집진전극 사이 및 반송로격벽과 집진전극 사이에 전압을 인가하기 위한 수단을 설치하는 것을 특징으로 한다. 또 다른 기류 반송장치에 있어서는, 반송로를 형성하는 오염물 제거 대상면인 반송면 및 반송로격벽을 표면에 얇은 절연층을 생성시킨 도전성 재료로 만들고, 미리 대전시킨 반도전성 판상체를 상기의 반송로 위에 부상 반송시키기 위한 수단을 설치하며 이 반도체성 판상체를 집진전극으로 하는 것을 특징으로 한다.

Description

기류반송장치{AIR STREAM TRANSFER APPARATUS}

반도체 제조장치에서는 반도체 웨이퍼를 각 프로세스 장치 사이로 반송하기 위해 반송장치를 이용하고 있다. 이런 종류의 반송장치로는 반도체 웨이퍼 카세트치구(治具)를 반송장치에 적재하여 반송하는 반송장치, 반도체 웨이퍼를 1장씩 로보트 팔로 반송하는 반송장치가 일반적이다. 그러나, 이들 반송장치에서 반도체 웨이퍼 처리공간의 분위기는 대기중이고, 충분한 고청정 분위기 공간이 되어 있지는 않다. 최근에는 반도체 웨이퍼 카세트 치구를 밀폐용기에 넣어서 반송하는 방법도 있지만 용기 재질·기밀용 가스켓등으로부터의 오염이 해결되지 않았다.

이 때문에 기류(에어 베어링)에 의해 반송로 내를 반송하는 기류반송 장치가 시험제작 되었으며, 이 기류반송장치는 반송로 내를 클로즈드 타입(밀폐계)으로 할 수 있으므로, 충분한 고청정 분위기 공간으로 할 수 있다.

그러나, 기류반송장치에 있어서는 장치내에 발진부가 없고 청정공간을 유지하는 구조로 되어 있어도, 외부로부터 유입되는, 예를들어 반도체 웨이퍼에 부착되어 있었던 파티클이 장치내에서 이탈하는 경우도 있을 수 있다. 이들 파티클이 다른 청정한 반도체 웨이퍼에 부착되는 문제가 있다. 그리고 반도체 웨이퍼에 형성되는 반도체 집적회로 등의 미세화, 고성능화에 동반하여 오염과 부착물에 대한 허용한도가 거의 인정되지 않는 것을 고려하면, 반도체 제조장치의 신뢰도와 반도체 웨이퍼의 생산성 향상등의 점에서, 상기 문제는 중요한 문제가 된다.

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 반송로내 파티클이 피처리물에 부착되는 것을 방지할 수 있는 파티클 집진제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명의 요약

본 발명의 기류반송장치는, 피처리물을 기류에 의해 반송하는 기류반송장치에 있어서, 반송로를 형성하는 오염물 제거(除塵) 대상면인 반송면 및 반송로격벽을 표면에 얇은 절연층을 생성시킨 도전성 재료로 만들고, 피처리물과 대면하는 위치에 면상(狀)의 집진전극을 설치하여, 기류를 분사하면서 집진전극과 오염물 제거 대상면을 근접시키기 위한 수단을 설치하며, 그리고 반송면과 집전전극 사이 및 반송로격벽, 집진전극 사이에 전압을 인가하기 위한 수단을 설치하는 것을 특징으로 한다.

상기의 집진전극으로서 표면 저항률이 5×10⁵∼10⁸Ω·Cm의 반도전성 재료인 판상체 또는 호일을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 집진전극과 오염물 제거 대상인 반송면의 거리 및 반송로격벽과의 거리를 2.0mm보다 작게하는 것이 바람직하다. 0.2∼0.5mm가 보다 바람직하다.

상기 반송면과 반송로격벽, 집진전극 사이에 전계를 발생시키는 회로와 이 인가전계의 양의 극성과 음의 극성을 임의로 전환할 수 있는 전원장치를 구비하는 것이 바람직하다.

파티클의 집진제거시에 집진전극과 반송면·반송로격벽의 미소거리를 기막으로 절연을 유지하도록 기류 분사량을 변화할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 기류반송 장치는 피처리물을 기류에 의해 반송하는 기류반송장치에 있어서, 반송로를 형성하는 오염물 제거 대상면인 반송면 및 반송로격벽을 표면에 얇은 절연층을 생성시킨 도전성 재료로 만들고, 미리 대전시킨 반도전성 판상체를 상기 반송로 위에 부상 반송하기 위한 수단을 설치하여 이 반도체성 판상체를 집진전극으로 하는 것을 특징으로 한다.

장치내에 침입한 파티클은, 중력, 브라운 운동, 관성운동, 정전기력, 브라운 확산, 반 데르 발스력등 여러가지 영향력을 받아 반송면·반송로격벽에 부착된다. 파티클 사이즈가 1㎛이하가 되면, 이것을 드라이 처리조건에서 고청정 분위기를 유지하면서 집진제거하는 것은 극히 곤란하다. 고청정 분위기를 유지하면서 제거하는 수단으로는 정전기력(클론력)이 가장 유력하지만, 실험결과 파티클의 재질(금속등의 우수한 도체, 반도체, 부도체, 수지)에 관계없이 제거는 곤란했다.

정전기력으로 파티클을 이탈시키기 위해서는 상기 부착력을 약하게 해두는 것 및 정전유도에 의해 대전되기 쉬운것이 필요하다.

실험결과, 표면에 얇은 산화막 절연층을 생성시킨 도전성 재료를 채용하고, 절연층 표면에 있는 파티클에 전계를 가하면 정전기력으로 쉽게 이탈되는 것이 판명되었다. 이 경우 파티클은 상술한 여러 영향력이 약해졌기 때문이라고 생각된다.

전기 절연층을 생성시킨 도전성 재료로는, 고청정분위기를 유지할 수 있는 것으로 중금속 오염을 피하고 수분과 그 외의 가스방출도 적은 고순도 알루미늄·알루미늄 합금 재료 표면에 Al₂0₃를 생성시킨 것 및 스텐레스스틸 SUS316L표면에 Cr₂O₃를 각각 5∼10㎛생성시킨 것이 적합하다. 산화물이 아닌 질화물이라도 좋다.

절연물로 유도율이 높은 것은 전계에 의해 분극하고 파티클 이탈을 방해하며 또 클론력을 약하게 하기 때문에 유도체는 적합하지 않다.

파티클을 정전기력으로 집진전극에 모은 경우, 그 파티클의 전기 저항력이 10⁵Ω·Cm미만의 것은 전하를 잃고, 전계에 의한 정전유도로 역방향 정전흡입력을 받아 반송면·반송로격벽을 향하여, 재하전·재포획을 반복하는, 소위 유전재비산이 발생한다.

순 알루미늄(Al100)파티클을 사용하면 집진전극 표면저항이 작은 만큼, 또 파티클 사이즈가 큰 경우, 발생하기 쉽다. 표면대항 10⁸Ω·Cm의 유전성판을 집진전극으로 하므로서 20㎛이하의 도전성 파티클의 재비산은 방지할 수 있는 것이 판명되었다. 이것은 파티클 전하의 중화를 늦추기 위해 또, 사이즈가 작은 파티클은 일단 포획되면 반 데르 발스력이 지배적으로 되기 때문이라고 생각된다.

상술한 절연층상의 파티클은 재질의 종류에 관계없이 부도체와 같고, 이것을 정전유도로 대전시켜 집진하기 위해서는, 집진전극과 반송면·반송로격벽의 전극간격을 아주 근접시키는 것이 효과적이다. 실험에 의한 결론에서 간격을 2.0mm미만, 보다 바람직하게는 0.2mm∼0.5mm로 하고, 인가전압을 1kV∼2.5kV로 하므로서 1㎛이하의 파티클 집진에 성공했다.

청구항 6에 따른 발명인 기류반송장치에 있어서의 파티클 집진방법에 관해 설명한다.

본 발명은 반송면 및 반송로격벽 표면을 얇은 절연층을 생성시킨 도전성 재료로 만들고, 반송면 및 반송로격벽으로 형성된 반송로 내를 반도전성 판상체를 부상반송시키기 위한 수단을 설치하며 이 반도전성 판상체를 집진전극으로 반송로내를 부상반송하는 것이다. 집진전극용 반도전성 판상체를 미리 반송면·반송로격벽에 대해 양 또는 음으로 대전시켜 두고, 이것을 피처리물 대신에 장치내에 넣어, 2mm미만, 보다 바람직하게는 0.2∼0.5mm의 높이로 부상반송하고, 파티클의 포획을 끝내고 반송장치 밖으로 나온 곳에서 이것을 회수하므로서 장치내의 클리닝을 한다.

이 경우 양, 음 어느쪽으로 대전된 파티클이라도 확실히 흡착할 수 있다. 또한 분사공(4)에서의 분사가스 유량을 늘려서 판상체 부상높이를 높이고, 반송로 상부(천정부)(1b)에 근접반송하므로서 이것을 클리닝함과 동시에 반송로내 공간 및 기류중에 부유하는 파티클의 클리닝도 한다.

반도전성 판상체로는, 도5에 도시한 여러가지를 이용할 수 있다. 도 5에서 흰 부분은 5×10⁵∼10⁸Ω·Cm의 반도전성 재료로 이루어진 판상체이고, 빗금친 부분은 이 반도전성 재료로 이루어진 판상체 위에 형성된 강유전체 대전부이다.

A∼K의 자기중력 및 정전흡인력은 다음과 같다.

	치수(㎜)	자기중력(gf)	정전기 흡인력(gf)	합계(gf)
A	400×400×0.8t	307	790	1097
B	400×200×0.8t	154	450	604
C	400×0.8t	192	620	813
D	400×0.8t	136	447	583
E	400×400×0.8t	307	395	702
F	400×200×0.8t	154	225	379
G	400×0.8t	192	332	524
H	300×0.8t	136	244	380
I	400×0.8t	192	487	679
J	400×0.8t	192	511	703
K	400×0.8t	192	394	586

비중은 2.4로 계산

집진전극과 반송면·반송로격벽 사이에 전계를 발생시키는 회로와 이 인가전계의 양,음극성을 임의로 전환할 수 있는 전원장치를 설치하고, 클리닝시 장치에 전압을 인가하여 전계를 부여한다.

피처리물의 반송시에 집진전극은 반송면·반송로격벽과 같은 전위로 접속하여, 피처리물에 정전기 장해를 미치지 않는다.

파티클 집진제거시에 집진전극과 반송면·반송로격벽과의 미소 간격을 유지하기 위해, 분사공에서의 기류를 변화가능하게 하여 미소간격에 발생하는 기막에 의해 절연을 유지한다. 특히, 집진전극에 호일을 채용한 경우에 효과적이었다.

본 발명은 피처리물을 기류에 의해 반송로 내를 부상반송하는 반송장치로서, 특히 반도체 제조장치에서 반도체 웨이퍼를 반송하는 기류반송장치에 사용하는 파티클 집진장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 집진장치를 구비한 기류반송장치에서의 피처리물 반송시 개략단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 집진장치를 구비한 기류반송장치에서 반송로내 클리닝시의 개략단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 기류반송장치의 집진전극부 및 반송면 일부를 도시하는 개략단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 기류반송장치에서의 파티클 집진방법을 도시하는 개략단면도이다.

도 5는 반도전성 판상체의 평면도이다.

(부호의 설명)

1 기류 반송장치 본체 2 집진전극 수납 롤러

3 집진전극 4 기대분사공

5 피처리물 6 미동(微動)승강장치

7 벨로즈 등 수축 가능체 8 전계 발생용 전원

9 단락 스위치 10 음,양 전환 스위치

11 배기 12 배기

13 롤러부 기구

도 1,2는 본 발명에 따른 파티클 집진장치를 구비한 기류반송장치를 도시한 개략장치의 단면도이다.

또, 도 3은 본 발명에 따른 파티클 집진장치를 구비한 기류반송장치를 도시한 개략단면사시도이다.

도 1에서, 기류반송장치 반송로(1)의 내면에는 반송면(1a) 및 반송로 상부격벽(천정면)(1b)에 의해 반송로(1)가 구성되고, 반송로(1)는 대기와 차단된 밀폐공간으로 되어 있다.

반송면(1a)에는 가스분사공(4)이 여러개 설치되어 가스분사공(4)은 N₂가스사이의 분사가스 공급장치(도시하지 않음)와 접속되어 있고, 반송로 상부격벽(1b)에 근접하여 절연된 호일상 집진전극(3)이 권취 롤러(2a,2b) 사이에 걸쳐져, 롤러(2a)를 통해 전계발생용 전원(8)에 접속되어 있다. 또, 반송면(1a)과 반송로격벽(1b)사이에 벨로즈 등의 수축가능한 구조체(7)가 설치되어 미동승강장치(6a), 미동승강장치(6b,6b) 및 집진전극(3)이 반송면과 간격 조절 가능해 진다.

이 기류반송장치에 있어서는 도 1에 도시한 바와같이, 전원회로내 스위치(10)를 개방시키고, 스위치(9)를 폐쇄시켜 집진전극을 반송로(1)에 접속한 상태로 피처리물(반도체 웨이퍼 등)(5)을 반송로에 넣으면 분사공(4)으로부터 고순도 N₂가스 등에 의해 0.2~0.5㎜ 부상하여 반송된다. 분사가스는 반송경로내를 채운 뒤, 배기공(10a,10b,11a,11b)에서 배기된다. 이 배기량은 분사가스 총량과의 균형을 이루면서 행해진다. 이상이 통상적인 반송이다.

(집진의 작용)

도 2는 피처리물의 반송을 중지하고, 장치내를 클리닝 중인 것을 도시한 것이다. 미동승강장치 (6a,6b)를 작동하여 반송로격벽(1) 및 집진전극(3)을 하강시켜 반송면(1a)에 근접시키고 분사공(4)으로부터 기류를 분사하여 집진전극과 반송면 사이에 기막을 만드므로서 미소간격의 절연을 유지한다.

다음으로 전원회로(12)의 스위치(9)를 개방시키고, 스위치(10)을 폐쇄시켜 집진전극(3)과 반송면(1a)·반송경로 격벽(1b) 사이에 전압을 인가한다. 상술한 바와 같이 파티클 오염물 제거 대상 표면은 절연층이고, 파티클은 반송면(1a)·반송로격벽(1b)의 기체금속에서 뜬 상태에 있으므로 모든 종류의 영향력이 약해져 있어서, 정전기력으로 쉽게 반송면(1a)·반송로격벽(1b)에서 이탈하여 집진전극(3)에 도달한다. 집진전극 (3)은 표면저항률이 크므로 유도재비산을 방지하여 확실하게 파티클을 포획한다. 또 동시에 반송로 공간에 부유하는 파티클은 분사공(4)의 기류를 타고 집진전극(3)에 반복하여 근접 접촉하므로 집진전극(3)에 잡힌다.

파티클을 포획한 뒤 집진전극(3)은 권취 롤(2b)에 권취되어 그 양면에 모두 수납하므로 전원을 끊어도 파티클을 방출하지 않는다. 한편, 권취와 동시에 롤러(2a)에서 풀려나온 새로운 집진면에 의해 다음 집진이 행해진다.

집진종료는 전원회로의 스위치(10)를 개방하고, 스위치(9)를 폐쇄하여 집진전극의 전하를 중화시키므로서 피처리물에 영향을 주는 정전기 장해를 배제한다. 다음으로 미동승강장치(6a,6b)(집진전극과 오염물 제거 대상면을 근접시키기 위한 수단)를 작동하여 반송로격벽(1) 및 집진전극(3)을 통상의 반송 위치로 상승시켜, 피처리물의 기류 반송을 행한다.

일정기간 집진을 반복하여 집진호일의 끝에 근접시킨 경우는, 도 3에 도시한 바와같이 반송로(1)내의 고청정가스 압력을 장치 바깥 압력에 대해 양압(陽壓)으로 유지하고, 롤러부 안내홈(13a)을 떼어 롤러(2a)의 단부를 스페어 집진전극 롤러호일에 연결하여 교환한 후, 새로운 청정 호일을 송출한다. 다른쪽의 파티클 짐진이 행해지지 않은 롤러(2b)도 같은 방법으로 교환하고, 파티클은 집진이 완료된 롤러에 수납한 채로 제거한다.

도 4는 본 발명에 따른 다른 기류 반송장치에서의 파티클 집진 방법을 도시한 개략단면도이다.

반송장치(1')의 반송면(1a')·반송로격벽(1b')는 표면에 얇은 절연층을 생성시킨 도전성 재료로 만들고, 표면 저항률이 5×10⁵~10⁸Ω·㎝의 반도전성 재료로 만든 판상체(3')를 집진전극으로 부상반송하는 것이다.

반도전성 판상체를 부상반송하기 위해서는 피처리물을 부상반송함과 동시에 기류를 아래면으로부터 분사하면 된다. 따라서, 피처리물을 부상반송하기 위한 구성을 반도전성 판상체를 부상반송하기 위한 수단으로 이용할 수 있다.

집진전극용 반도전성 판상체(3')를 여러장 준비하여 반송면(1a')·반송로격벽(1b')에 대해 미리 양 또는 음으로 대전시킨 상태에서 피처리물(5) 대신에 장치(1')내에 넣고, 반송면 위에 2㎜미만, 바람직하게는 0.2~0.5㎜ 높이로 부상반송한다.

반송면(1a')의 파티클은 상술한 집진조건과 같으므로 쉽게 집진할 수 있고, 집진 전극용 반도전성 판상체(3')는 반송장치(1')를 나온 상태에서 회수한다.

이것을 여러장 차례차례로 반송하므로서 장치(1')내의 클리닝을 행한다. 또, 음, 양 어느 쪽으로 대전된 파티클이라도, 음 및 양으로 대전시킨 집진판상체(3')를 반송하므로, 확실히 집진할 수 있고 더우기 분사공(4')으로부터의 분사가스 유량을 늘려 집진판상체(3')의 부상높이를 높게하여 반송로격벽(1b')에 근접하여 반송하므로서 이것을 클리닝함과 동시에 반송로내 공간 및 기류 중에 부유하는 파티클도 클리닝 한다.

또 도 1에 도시한 집진전극면과 오염물 제거 대상면을 근접시키기 위한 수단을 설치해도 된다.

본 예에서는 반송로의 구조가 극히 간단해지고 발진부분이 없다.

또한, 상술한 실시형태에서는 피처리물이 반도체 웨이퍼인 경우에 관해 설명했지만, 유리기판 등의 다른 피처리물을 반송하는 기류 반송장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또, 본 발명은 기류반송장치에서의 파티클 집진장치에 관해 설명했지만, 각종 반도체 제조장치의 격벽면에 부착된 파티클 제거에 관해서도 본 발명을 적용할 수 있다.

마지막으로, 반송로내는 상압(常壓)이어도 좋지만, 400Torr의 감압하, 혹은 50Torr까지 감압하여도 좋다. 이러한 감압하에서도 피처리물 혹은 반도전성판상체를 부상반송할 수 있다.

도 1, 2, 3에 도시한 바와같은, 집진장치를 구비한 기류반송장치에서는 반송로를 대기에 노출시키지 않고 집진작용을 할 수 있으며 장치내 파티클을 확실히 제거할 수 있으므로 반송로내의 파티클이 피처리물에 부착되는 경우가 없다.

또, 도 4에 도시한 바와같은, 구조의 기류반송장치와 같이, 미리 대전시킨 반도전성 판상체를 집진전극으로 하여 피처리물 대신에 부상반송시킨 경우는 장치에 조금의 조작도 가하지 않으면서 반송로를 대기에 노출시키지 않고 장치내를 수시로 클리닝 할 수 있다.

반송장치도 가동부 없는 극히 간단한 정지기구이므로 발진이 없다.

본 발명에 의한 클리닝은 집진용 판상체를 여러장 준비하여 연달아 반복하여 실시할 수 있고, 음 또는 양 어느 쪽으로 대전된 파티클에도 대응할 수 있으므로 반송로내 파티클이 피처리물에 부착되는 일이 없다.

Claims

피처리물을 기류에 의해 반송하는 기류반송 장치에 있어서, 반송로를 형성하는 오염물 제거 대상면인 반송면 및 반송로 격벽을 표면에 얇은 절연층을 생성시킨 도전성 재료로 만들고, 피처리물과 대면하는 위치에 면상의 집진전극을 설치하고, 기류를 분사하면서 집진전극과 제진 대상면을 근접시키기 위한 수단을 설치하며, 그리고 반송면과 집진 전극들 사이 및 반송로 격벽과 집진전극들 사이에 전압을 인가하기 위한 수단을 설치하는 것을 특징으로 하는 기류 반송 장치.
제 1항에 있어서, 상기의 집진전극으로서 표면 저항률이 5×10⁵~ 10⁸Ω·cm의 반도전성 재료의 판상체 또는 호일을 사용하는 것을 특징으로 하는 기류반송 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 집진전극과 오염물 제거 대상인 반송면과의 거리 및 반송로 격벽의 거리가 2.0mm 이하인 것을 특징으로 하는 기류 반송 장치.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반송면 및 반송로 격벽과 집진전극 사이에 전계를 발생시키는 회로와 이 인가전계의 양극성과 음극성을 임의로 전환할 수 있는 전원 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 기류 반송 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 파티클의 집진제거시 집진전극과 반송면·반송로 격벽의 미소거리를 기막에 의해 절연을 유지하도록 기류의 분사량을 변화가능하게 하는 것을 특징으로 하는 기류 반송 장치.
피처리물을 기류에 의해 반송하는 기류 반송 장치에 있어서, 반송로를 형성하는 오염물 제거 대상면인 반송면 및 반송로 격벽을 표면에 얇은 절연층을 생성시킨 도전성 재료로 만들고, 미리 대전시킨 반도전성 판상체를 상기 반송로 위에 부상반송시키기 위한 수단을 설치하여 이 반도체성 판상체를 집진전극으로 하는 것을 특징으로 하는 기류 반송 장치.
제 6항에 있어서, 상기 반송면 및 반송로 격벽과 집진전극 사이에 전계를 발생시키는 회로와 이 인가전계의 양극성과 음극성을 임의로 전환할 수 있는 전원장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 기류 반송 장치.
제 6항 또는 제 7항에 있어서, 파티클 집진제거시에 집진전극과 반송면·반송로 격벽의 미소거리를 기막에 의해 절연을 유지하도록 기류의 분사량을 변화할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 기류 반송 장치.
제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 기류를 분사하면서 반도전성판상체와 오염물 제거 대상면을 근접시키기 위한 수단을 설치하는 것을 특징으로 하는 기류 반송 장치.