KR20050008764A

KR20050008764A - 박판형 전자부품 클린 이동탑재장치 및 박판형 전자제품제조 시스템

Info

Publication number: KR20050008764A
Application number: KR10-2004-7019557A
Authority: KR
Inventors: 사키야후미오
Original assignee: 로제 가부시키가이샤
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2005-01-21
Also published as: CN1659409A; JP2004014635A; KR100848527B1; WO2003102476A1; JP4354675B2; US7635244B2; CN1321294C; TWI220290B; US20050191155A1; AU2003242027A1; TW200400586A

Abstract

클린 이동탑재장치 (2) 의 케이스체 (2a) 내의 반송 로봇 (10) 의 중위부에서 아암 (17) 의 바로 밑에 펀칭판 등으로 이루어지고 공기가 유통하는 제 1 플로어 (11) 를 형성하고, 반송 로봇 (10) 의 기부를 지지하는 케이스체 바닥부 프레임 (2b) 의, 외부에 대한 개구도도 제한하면 클래스 1 을 유지할 수 있고, 여기에서 케이스체 바닥부 프레임 (2b) 상에 펀칭판 등으로 이루어지는 제 2 플로어 (13) 를 사용하면, 특정한 조건하에서는 클래스 0 상태를 실현할 수 있으며, 0.1㎛ 선폭의 반도체 제조가 가능해졌다. 이로써, 고집적도 반도체 웨이퍼 상의 선폭 미세화에 따라 이동탑재장치에도 요구되는 종래에 없는 고클린도 0.1㎛ 입자 클래스 1 에 대응가능해졌다.

Description

박판형 전자부품 클린 이동탑재장치 및 박판형 전자제품 제조 시스템 {SHEET-LIKE ELECTRONIC COMPONENT CLEAN TRANSFER DEVICE AND SHEET-LIKE ELECTRONIC PRODUCT MANUFACTURING SYSTEM}

종래의 청정공간인 클린 부스에서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평2-4145호에서 볼 수 있는 것처럼, 상자형체의 천장에 설치된 HEPA (High Efficiency Particulate Air) 필터 또는 ULPA (Ultra Low Penetration Air) 필터에서 공급되는 청정공기가 이물(異物)을 아래쪽으로 분출시켜 다공판으로 이루어지는 그레이팅 플로어로부터 외부로 배출하는 방법이 사용되고 있었다. 그래서, 최근 입상의 이물이나 유기물 등에 의한 오염을 완전히 배제할 필요가 있는 선폭 1㎛ 이하의 반도체 웨이퍼를 대표로 하는 박판형 전자부품의 제조공정에서는, 미니 인바이론먼트라 불리는 고도로 청정화된 클린 부스가 사용되게 되었다. 그 일례로서, 일본 공개특허공보 2001-244315호에서는, 이물 발생원인 반송 로봇의 몸체에 배기 시스템을 형성하여 배기량을 컴퓨터 제어하는 장치가 제안되어 있지만, 그 정량적 효과는 기재되어 있지 않다.

발진(發塵)의 우려가 있는 로봇을 사용하지 않는 경우, 예를 들어 일본 공개특허공보 2000-161735호에 기재된 장치에서는, 0.3㎛ 더스트로 클래스 10 이하가 달성되어 있지만, 선폭 0.5㎛ 이하의 반도체 웨이퍼를 취급하는 경우는 더욱 불충분하다. 또, 상기 서술한 일본 공개특허공보 2001-244315호에 기재된 것의 경우는, 클린 부스 내에서 이물 발생원인 로봇이나 개폐하는 도어 등이 움직이는 경우나 박판형 물체의 뒷편에 발생하는 소용돌이류를 타고 이물이 날아 오르는 경우가 있어 청정도가 불충분하며, 또한 값비싼 컴퓨터 제어 시스템을 설치하면 설비비의 상승을 초래하여 바람직하지 못하다.

본 발명은 반도체 웨이퍼, 액정 표시장치, 플라즈마 표시장치, 유기 및 무기 일렉트로 루미네선스, 필드 이미팅 표시장치, 프린트 배선기판 등의 제품 및 그것들에 사용되는 박판형 전자부품을 청정환경 하에서 청정용기인 카세트와 각종 처리장치 사이에서 이동탑재하는, 클린 부스를 포함하는 이동탑재장치 및 그 이동탑재장치를 사용하는 박판형 전자부품의 제조설비에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명의 1 실시형태의 박판형 전자부품 클린 이동탑재장치를 구비하는 박판형 전자부품 제조설비를 나타내는 일부 절결 사시도이다.

도 2 는 본 발명의 다른 1 실시형태의 박판형 전자부품 클린 이동탑재장치를 나타내는 일부 절결 사시도이다.

도 3 은 도 2 에 나타내는 클린 이동탑재장치에서 카세트를 탑재하는 로드포트를 나타내는 사시도이다.

본원 발명자는 상기 여러 가지 문제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 박판형 전자부품이 카세트나 처리 챔버 등 로드로크실 등의 소정 장소 사이에서 케이스체 천장에 구비된 팬 필터 유닛을 통과한 후의 청정공기 하에서, 케이스체 내의 반송 로봇에 의해 자동적으로 이동탑재되는 장치에 있어서, 0.1㎛ 이상의 입자를 99.999% 이상 제거하는 필터를 팬 필터 유닛에 사용하고, 반송 로봇의 중위부에서 아암의 하측에 위치하여 공기가 유통하는 플로어 (이하 「제 1 플로어」라 함) 를 수평으로 형성하며, 케이스체에서 팬 필터 유닛과 그 제 1 플로어 사이에 제 1 실을 구획 형성하는 동시에, 외부에 대하여 공기유통 가능한 케이스체 바닥부와 그 제 1 플로어 사이에 제 2 실을 구획 형성함으로써, 운전 중에도 0.1㎛ 입자에 대하여 클래스 1 이라는 매우 고도의 청정상태를 유지할 수 있는 것을 알아내었다.

본 발명에서의 팬 필터 유닛에는, 0.1㎛ 이상, 바람직하게는 0.01㎛ 이상의 입상 이물을 99.999% 이상, 또는 0.1㎛ 이상의 입상 이물을 99.9999% 이상 배제할 수 있는 ULPA 필터와, 이 ULPA 필터에 공기를 넣는 송풍기를 구비한 장치를 사용할 수 있고, 그 필터는 부유 유기물을 흡착제거하기 위해 활성탄이나 활성탄소 섬유필터 등의 흡착재를 부여한 케미컬 필터일 수도 있다. 그리고, 본 발명에서의 팬 필터 유닛에는 ULPA 필터 바로 밑에 있으며 공기가 유통하는 판상물로 이루어지는, 제 1 실의 천장이 되는 부재를 형성할 수도 있다. 이 천장부재로는, 그레이팅 또는 펀칭판이라 불리는 금속이나 플라스틱제 다공판이나 루버 (louver) 라 불리는 격자형체가 있다.

본원 발명자는, 상기 제 1 플로어 외에, 반송 로봇의 기대(基臺) 부근에 위치하여 공기가 유통하는 제 2 플로어를 수평으로 배치하고, 외부에 대한 상기 케이스체 바닥부의 개구율을 변화시키면 더욱 효과가 있는 것도 발견하고, 이로 인해 웨이퍼 등의 박판형 전자부품이 이송되는 공간이 매우 청정화된 이동탑재장치를 개발하였다.

본 발명의 클린 이동탑재장치에서는 케이스체가 팬 필터 유닛으로부터 청정공기의 분출을 받는 상기 제 1 플로어의 상측에 구획 형성하는 청정공간 (제 1 실) 의 벽에 박판형 전자부품을 넣고 빼는 도어를 형성하는데, 본 발명에서는 바람직하게는 그 벽에 형성한 도어 프레임과 닫혔을 때의 도어의 바깥변 사이에, 각 변 모두 폭 1㎜ 이상 30㎜ 이하의 간극을 형성한다. 마찬가지로, 바람직하게는 도어가 개방된 후의, 설치된 카세트의 외주와 벽에 형성한 도어 프레임 사이에도 4 변 모두 폭 1㎜ 이상 30㎜ 이하의 간극을 형성한다. 또 바람직하게는, 카세트가 도어 프레임 부근에 설치되도록 도어 프레임을 향해 이동하는 동안이나 도어가 개폐될 때에도 그 폭 1㎜ 이상 30㎜ 이하의 간극을 유지한다. 또한, 바람직하게는 상기 클린 이동탑재장치 내에 놓이는 로봇의 몸체와 제 1 플로어 사이에도 폭 1㎜ 이상 30㎜ 이하의 간극을 형성한다.

또, 본 발명의 클린 이동탑재장치는 일반적으로는 외부에 대하여 기밀하게 처리 챔버에 접속되지만, 상기 카세트와 같이 폭 1㎜ 이상 30㎜ 이하인 간극을 두고 처리 챔버에 접속해도 된다.

이 간극에 의해 박판형 전자부품이 존재하는 공간의 기압변동을 최소로 억제하고 난기류를 최소로 하여 이물이 날아오르는 것을 방지할 수 있다. 간극이 없으면 배풍(排風)은 공기가 유통하는 제 1 플로어의 개구도에만 의존하기 때문에, 제 1 실의 내압이 높아져 최대 25Pa 나 되고, 도어가 열리면 내압이 일거에 1.3∼2분의 1 로 내려가 도어 주변에서 급격한 배기에 의한 난기류가 발생할 뿐만 아니라, 실내에 있는 반송 로봇의 아암이나 웨이퍼 주변에서도 난기류가 발생하여 소용돌이류가 발생하는 경우가 있으며, 그곳에 이물이 빨려들어가거나 그곳에 있는 이물을 배출할 수 없게 되거나 하는 등 문제가 생긴다. 간극이 1㎜ 이하로 좁으면 상기한 바와 같은 큰 내압차가 해소되지 않고, 반대로 간극이 너무 크면 외부에서 이물이 확산 침입되기 쉽다. 본원 발명자는 실험적, 경험적으로 그 간극은 최대 30㎜ 가 한계인 것을 알았다.

또, 상기 케이스체 내 상기 제 1 플로어 상측의 제 1 실의 기압을 상기 케이스체 내 상기 상기 제 1 플로어 하측의 제 2 실의 기압보다 높게 하고, 또 그들 2 개의 실내공간의 기압을 모두 상기 케이스체의 외부보다 높게 함으로써, 제 1 실 내에서 안정된 청정도를 유지할 수 있다. 여기에서 제 2 실은 케이스체 외부보다 적어도 0.1Pa 는 유지하는 것이 바람직하다.

팬 필터 유닛으로부터의 청정공기의 풍량은 상기 케이스체 내의 상기 제 1 실에서의 환기 회수가 1분당 5회 이상 45회 이하인 것이 바람직하다. 환기 회수가 1분당 5회 미만이면 이물이 케이스체 내로 역류하여 청정도를 유지할 수 없다. 환기 회수가 1분당 20회 정도이면 내부의 반송 로봇이 운동하고 있어도 충분히 청정도를 유지할 수 있으나, 웨이퍼 출입 도어가 개방된 상태로 정지하는 사고 등, 비상 상태에 대처하기 위해 환기 회수가 45회까지인 것이 바람직하다. 환기 회수가 45회를 넘으면 제 1 실 내에서의 공기의 유속이 너무 빨라져 반송 로봇의 아암 밑에 소용돌이류가 발생하여, 오히려 이물을 빨아들이면서 공기를 체류시켜 바람직하지 못하다.

상기 서술한 범위의 환기 회수를 실현하기 위해 팬 필터 유닛의 청정공기 분출 속도를 제어한다. 풍속이 0.1m/초 미만이면 풍량 부족으로 환기 회수 5회/분을 달성할 수 없고, 본 발명의 특징인 도어 주변의 간극에서 외부의 이물 입자가 확산 침입되어 입자수는 매우 많아져, 클린 이동탑재기로서는 치명상이 된다.반대로, 풍속이 너무 높으면 정전기가 발생하여, 반도체 회로를 절단하거나 액정 유리기판 상의 트랜지스터 회로를 파괴하기도 하는 등 바람직하지 못하다. 또, 높은 풍속에는 높은 송풍압력이 필요해지며, 공기를 여과하여 필터에 저장한 이물 입자가 그 압력에 의해 밀려나가 청정공간인 제 1 실을 오염시킬 우려가 있다. 본 발명에서 사용하는 ULPA 필터는 0.65m/초를 초과하면 상기 서술한 우려가 있어 이 값이 상한이 된다.

다음에, 본 발명의 이동탑재장치에서는 상기 도어를 상하로 이동시키는 동시에 그 이동을 위해 상기 제 1 플로어 하측의 제 2 실 측에 형성하는 도어 통로를 격벽으로 덮는 것이 바람직하다. 이렇게 하여 제 1 실 내에서 제 2 실로 유입되는 청정공기가 상기 통로를 지나 직접 케이스체 외부로 배출되어 도어의 오염이 방지된다. 또한, 상기 도어는 FOUP (Front Opening Unified Pod) 등의 웨이퍼용 카세트의 앞부분 덮개를 그 도어에 흡착 고정하여 그 도어와 함께 승강 이동시키는 것일 수도 있다.

여기서, 상기 도어와, 상기 도어 통로와, 상기 카세트를 상기 도어에 대하여 전후로 이동시키는 대(臺)를 구비한 장치를 로드포트라 부르는데, 본 발명의 이동탑재장치의 벽에 이러한 로드포트를 1 또는 2 이상 장착할 수도 있다.

또한, 상기 제 1 플로어를 형성하여 상기 제 1 실의 환기 회수를 1분당 10회 이상 45회 이하로 유지하면, 고장 등에 의해 상기 로드포트를 교환 작업할 때 상기 제 1 실 내의 청정도를 높게 유지하면서 로드포트를 1 대 분리할 수도 있다. 로드포트를 1 대 분리하면 케이스체의 한쪽 벽 전체의 면적의 10% 에서 20% 정도,제 1 실에 대해서는 상기 한쪽 벽의 그 제 1 실 벽면적의 10% 에서 20% 정도의 개구가 형성되는데, 본원 발명자는 제 1 실의 기압과 외부 기압의 차압이 0.1Pa 이상 있으면, 0.1㎛ 이상의 이물 입자를 1 개/1 입방피트 이하로 유지할 수 있다는 것을 알아내었다.

그리고, 본 발명에서는, 이물의 침입과 유기물 등에 의한 오염을 방지하는 상기한 바와 같은 이동탑재장치를 이용한 박판형 전자부품 제조설비도 제공한다. 본 설비는, 상기 이동탑재장치를 개재시켜 박판형 전자부품을 수납하여 반송하는 카세트를 위한 카세트 스테이션과, 레지스트 코터, 프리베이크, 노광, 현상, 포스트베이크, 에칭, 세정 등 각종 처리를 실시하는 처리 챔버를 이은 설비이다.

본 발명에서 말하는 공기의 유통이 가능한 플로어란, 다공 스테인리스판, 다공 플라스틱판, 복수의 직사각형 또는 장방형 구멍이 뚫린 격자형체 등으로 이루어지는 플로어를 말한다. 제 1 플로어의 개구율은 케이스체의 플로어 면적의 5% 이상 50% 이하 정도가 바람직하다. 5% 미만에서는 청정실 내에서 발생한 이물을 실외로 배출하는 기회가 적어 바람직하지 못하다. 또, 반대로 50% 를 초과하면 실외에서 이물이 쉽게 빨려들어 바람직하지 못하다.

케이스체 바닥부의 개구율은 상기 서술한 제 1 플로어의 개구율보다 큰 것이 바람직하다. 이로 인해 제 1 실의 기압이 제 2 실의 기압보다 높게 유지되고, 클린도를 높게 유지할 수 있다. 즉, 외부에 대한 케이스체 바닥부의 개구율은 제 2 플로어를 형성하는 것 등에 의해 케이스체의 플로어 면적의 5% 이상 70% 이하의 범위로 조정된다.

안정된 클린 환경을 유지하기 위해서는, 개구율이 제 1 플로어는 5% 이상 30% 이하, 케이스체 바닥부는 10% 이상 60% 이하의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에서 말하는 케이스체는 외계에서 격리하여 내부를 청정하게 유지하기 위해 중요한 부재이고, 스테인리스제, 알루미늄제, 대전방지형 플라스틱제 등의 재료를 사용하여 제작된다. 이 케이스체 내에는 제 1 플로어에 의해 웨이퍼 등 박판형 전자부품이 반송 로봇의 아암에 의해 반송되는 제 1 실과, 반송 로봇의 본체 하부와 제어장치, 그 밖의 기기가 수납되는 제 2 실로 구획 형성된다. 또, 그레이팅판 등으로 이루어지는 제 2 플로어를 특별히 형성하지 않더라도 케이스체 바닥부 상에 이들 기기를 분산시켜 배치하고, 그 결과 외부에 대한 케이스체 바닥부의 개구율이 5% 이상 70% 이하가 될 수도 있다.

본 발명에서 말하는 반송 로봇은, 웨이퍼 등 박판형 전자부품을 그 핑거 상에 탑재 또는 흡착하여 반송하여, 카세트로부터 각종 처리 챔버로 이동탑재 하는 기계로서, 1 아암 또는 2 아암의 스칼라형 로봇이나 다관절형 로봇 등이며, 클린 룸 사양의 반송기이다. 이 반송 로봇의 아암의 관절부에는 베어링 부근의 커버 간극에 자석 링으로 자성유체를 멈추게 하는 자성유체 시일을 형성하여, 아암 내의 벨트나 풀리나 기어로부터 아암 외부로의 발진을 차단한다. 또한, 이 반송 로봇의 아암의 승강을 위해 이 반송 로봇의 몸체가 상하 운동 (이하 「Z축 이동」이라 함) 하면 그 몸체 내의 공기가 출입하지만, 그 공기를 여기에서는 로봇 바닥부에 형성한 통기구로서의 개구부에서 흡배기시키거나 또는 몸체의 측면에 몸체를 덮는 몸체 커버를 부착하고, 추가로 그 몸체 커버 안쪽에 간극을 형성해 로봇 기대를 덮는 기대 커버를 부착하여, 로봇의 측면 하부의 통기구로서의 그 하향의 커버 간극에서 상방향으로 흡기하고 하방향으로 배기하는 구조로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 로봇 하부에 배기 팬을 형성하지 않더라도 로봇의 몸체 내의 이물 입자를 포함한 공기를 로봇의 하부에서 하방으로 배출할 수 있다. 또, 제 1 플로어의 개구율을 어느 정도 낮게 억제하기 위해 반송 로봇의 본체 (몸체) 는 좌우로 이동 (이하 X축 이동이라 함) 시키지 않고 회전만 시키는 것이 바람직하다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

도 1 은 본 발명의 1 실시형태로서의 클린 이동탑재장치를 구비하는 박판형 전자부품 제조설비를 나타내는 일부 절결 사시도이고, 도면 중 도면부호 1 은 그 박판형 전자부품 제조설비, 도면부호 2 는 본 발명의 1 실시형태로서의 클린 이동탑재장치 (2) 를 각각 나타낸다. 이 실시예의 클린 이동탑재장치 (2) 는, 케이스체 (2a) 의 천장에 시로코팬으로 이루어지는 송풍기 (4) 와 ULPA 필터 (예를 들어, 다이킨 뉴로파인 (보론프리 타입) LMH6051050형 ; 5) 와 청정공기 분출구 (6) 로 이루어지는 팬 필터 유닛 (3) 을 구비하는 동시에, 케이스체 (2a) 의 한쪽 벽에 반도체 웨이퍼를 수납하는 카세트 (7) 를 탑재한 로드포트 (20) 를 구비하고, 반대측 벽에는 로드로크실 (32) 의 도어 (33) 를 구비하고 있으며, 다른 벽은 모두 외부에 대하여 기밀하게 되어 있다. 그리고, 케이스체 (2a) 의 내부에는 웨이퍼 (15) 를 반송하는, 싱글 아암의 스칼라형 로봇인 반송 로봇 (10) 과, 그 반송 로봇 (10) 의 아암 (17) 바로 밑에 위치하는 제 1 플로어 (11) 와, 케이스체 (2a) 의 하부에 있으며 케이스체 (2a) 의 바닥부 프레임 (2b) 상에 위치하는 제 2 플로어 (13) 를 구비하고 있다. 여기에서의 청정공기 분출구 (6) 와 제 1 플로어 (11) 와 제 2 플로어 (13) 는 모두 폴리싱 스테인리스 스틸제의 펀칭메탈판을 사용하고, 케이스체 (2a) 의 벽재와 기둥은 알루미늄제이다.

또한, 이 실시형태의 클린 이동탑재장치 (2) 는, 케이스체 (2a) 의 내부에 웨이퍼 위치 결정 장치 (14) 와 로봇용 제어장치 (12) 를 구비하는 동시에 케이스체 (2a) 의 외부에 제어용 데이터의 입출력장치 (16) 를 구비하고 있고, 반송 로봇 (10) 과 웨이퍼 위치 결정 장치 (14) 와 로봇용 제어장치 (12) 는 상기 케이스체 (2a) 의, 외부에 대하여 공기유통 가능한 개구부를 갖는 바닥부 프레임 (2b) 상에 설치되어 있다. 또한, 이 클린 이동탑재장치 (2) 는, 로드로크실 (32) 의 도어 (33) 를 통해 외부에 대하여 기밀하게 반도체 처리장치 (30) 와 접속되어 있으며, 이 반도체 처리장치 (30) 에서는 로드로크실 (32) 과 각종 처리 챔버 (34) 사이를처리장치용 반송기 (31) 가 웨이퍼를 반송하고 있다.

도 2 는, 본 발명의 다른 1 실시형태로서의 클린 이동탑재장치를 나타내는 일부 절결 사시도이다. 이 실시형태의 클린 이동탑재장치 (2) 에서는, 케이스체 (2a) 의 천장에 앞서의 실시형태와 동일한 팬 필터 유닛 (3) 을 구비하고, 카세트 (7) 용 도어 (21) 는 2 개 있어 각각 상하로 슬라이드하며, 그 슬라이드 통로는 각각 격벽 (19) 에 의해 제 2 실의 다른 부분에서 격리되며, 제 1 플로어 (11) 는 반송 로봇 (10) 의 중위부에서 아암 (17) 바로 밑에 수평으로 배치한 스테인리스스틸제 펀칭판으로 만들어져 있다. 반송 로봇 (10) 은 이른바 더블 아암의 스칼라형 로봇이며, 제 1 플로어를 관통하여 전원장치 (18), 제어장치 (12) 와 함께 케이스체 (2a) 의, 외부에 대하여 공기유통 가능한 바닥부 프레임 (2b) 상에 설치되어 있다. 제 2 플로어 (13) 는 장방형의 복수 장의 펀칭판으로 구성되며, 상기 바닥부 프레임 (2b) 상에 필요에 따라 분리 가능하게 고정되어 있다.

도 3 은, 도 2 에 나타내는 도어 (21) 를 갖는 로드포트 (20) 를 이동탑재장치 (2) 의 외측에서 본 도면이다. 벽 (24) 내에 형성된 도어 프레임 (23) 과 도어 (21) 사이에는 간극 (L) 이 형성되고, 이 실시예에서는 간극 (L) 의 크기 (폭) 는 2㎜ 로 설정되어, 청정공기가 이동탑재장치 (2) 의 케이스체 (2a) 의 내측에서 외측으로 흘러나오게 되어 있다. 그리고, 도 2 중 제 1 플로어 (11) 와 반송 로봇 (10) 의 몸체 사이에도 마찬가지로 간극이 형성되고, 그 간극의 크기 (폭) 는 5㎜ 이다. 도어 (21) 는, 벽 (24) 의 저편, 즉 이동탑재장치 (2) 의 케이스체 (2a) 의 안쪽을 도 3 에 나타내는 위치에서 하방으로 수직으로 내려 연다.웨이퍼를 수납한 카세트는 스테이지 (22) 상에 탑재되어 도어 (21) 의 개폐에 따라 전후로 이동하고, 이 이동 중인 카세트 전단(前端) 외연(外緣)과 도어 프레임 (23) 사이의 간극의 크기 (폭) 는 최대 25㎜ 로 억제된다.

또, 여기에서의 반송 로봇 (4) 의 아암 관절부 (26) 에는, 베어링 부근의 커버 간극에 자석 링으로 자성유체를 멈추게 하는 자성유체 시일을 형성하여, 아암 내의 벨트나 풀리나 기어로부터 아암 외부로의 발진을 차단하고 있다. 또한, 이 반송 로봇 (4) 의 아암 (17) 의 승강을 위해 이 반송 로봇 (4) 의 몸체가 상하로 Z축 이동하면 그 몸체 내의 공기가 출입하지만, 그 공기를 여기에서는, 몸체의 측면에 몸체를 덮는 몸체 커버 (27) 를 부착하고, 추가로 그 몸체 커버 (27) 안쪽에 간극을 두고 로봇 기대를 덮는 기대 커버 (28) 를 부착하여, 로봇의 측면 하부의 통기구로서의 그 하향의 커버 간극에서 상방향으로 흡기하고, 하방향으로 배기하는 구조로 하고 있다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

〔실험장치〕

도 2 에 나타내는 클린 이동탑재장치 (로제(주) 제조 RACS300-2A 형 ; 2) 를 사용하여 청정도의 계측실험을 하였다. 천장부에 형성한 팬 필터 유닛 (3) 은 시로코 팬 (4) 을 2 대 병렬로 탑재하고, ULPA 필터 (5) 는 0.1㎛ 실리카 입자를 99.9999% 제거하는 성능이 있으며, 제 1 실에 대한 분출부는 직경 5㎜ 의 구멍을 다수 형성한 펀칭메탈판제 천장 (6) 의 거의 전체면에서 면적 590㎜ ×1080㎜, 최대풍속은 분출부 밑 200㎜ 위치에서 0.65m/초이다. 제 1 실의 용적은 가로 1150㎜ ×깊이 685㎜ ×높이 940㎜ 이고, 제 2 실의 용적은 가로 1150㎜ ×깊이 685㎜ ×높이 605㎜ 이다. 제 1 플로어 (11) 를 관통하여 몸체 직경 260㎜ 의 스칼라형 반송 로봇 (로제(주) 제조 RR713 형 ; 10) 을 제 2 실의 바닥부 중앙의 바닥부 프레임 (2b) 상에 설치해 둔다. 제 1 플로어 (11) 는 지름 4㎜ 의 구멍을 다수 형성한 펀칭메탈판제이며, 반송 로봇 (10) 주변에 0.5㎜ 폭의 간극을 형성하여 반송 로봇 (10) 이 상하 및 회전 운동할 수 있게 하였다.

가로방향의 한쪽 벽면에는 300㎜ 웨이퍼 수납 카세트 (이후 「FOUP」라 함) 를 두는 로드포트 (20) 를 2 대 설치하고, 그 포트도어를 상기 벽면의 도어 (21) 로 하였다. 도어 면적은 360㎜ ×335㎜ 이고, 그 주위에는 도어 폐쇄시 6㎜ 폭의 간극을 형성하여, 도어 (21) 가 열려 FOUP 가 벽두께만큼 전진할 때 일시적으로 최대 20㎜ 폭의 간극이 생기는데, 정지하면 FOUP 와 도어 프레임 (23) 사이의 간극은 6㎜ 폭으로 되돌아간다. 그 밖의 주위 벽면은 밀폐로 하였다.

바닥부 프레임 (2b) 은, 로봇대나 제어기기 등의 기기를 설치하고 펀칭메탈판의 제 2 플로어 (13) 를 사용하지 않는 경우가 개구율이 최대 53% 이고, 그 바닥부 프레임 (2b) 의, 외부에 대한 개방부분에 펀칭메탈판을 나열하여 바닥부 프레임 (2b) 의 개구율을 변화시켰다. 또한, 본 실험에서는 제 1 플로어 (11) 와 제 2 플로어 (13) 의 개구율은 펀칭메탈제의 플로어에 판폭 40㎜ 의 플라스틱 테이프를 붙여 변화시켰다.

〔측정〕

풍속은 제 1 실의 거의 중앙부 천장에서 200㎜ 밑의 위치에서 리온(주) 제조 풍속계 AM-09S 형을 사용하여 측정하였다. 차압은 천장에서 약 600㎜ 밑에서 깊이 측벽의 중앙부에서 약 300㎜ 안쪽에서 측정하였다. 이물 입자는, 파티클 카운터, 히타치 전자 엔지니어링(주) 제조 레이저 더스트 모니터 TS3700 을 사용하여, 0.1㎛ 이상의 입자에 대해 28.3ℓ/분 (= 1 ft³/min.) 으로 에어를 1분간 흡인하여 데이터를 구해 3회 측정하여 평균을 내었다. 반송 로봇 (10) 으로 웨이퍼를 이송하면서 측정하는 경우는, 샘플링점으로서 천장 밑 거의 450㎜ 의 높이에서 아암 (17) 에 접촉시키지 않고 되도록이면 중앙에 가까운 장소를 골랐다. 또, 웨이퍼 밑에서의 샘플링은 제 1 실 내에서 300㎜ 웨이퍼를 반송 로봇 (10) 아암 (17) 의 선단부의 핑거 상에 올린 상태로 정지시켜 그 바로 밑에서 샘플링하였다.

〔실시예 1〕

제 1 플로어 (11) 로서 4㎜Φ구멍이 1 변 8㎜ 인 정삼각형의 각 정점에 형성된 펀칭판 (다공판) 을 사용하고, 그 개구율은 반송 로봇 (10) 의 몸체 둘레 가장자리의 5㎜ 폭의 간극과, 도어 (21) 주변의 6㎜ 폭의 간극과, 도어 (21) 의 승강 통로 부분의 모든 개구부를 합산하여 20% 이었다. 바닥부 프레임 (2b) 상에는 반송 로봇 (10), 전원장치 (18), 제어장치 (12) 등을 설치하고, 펀칭판의 제 2 플로어 (13) 는 특별히 두지 않으며, 그 바닥부 프레임 (2b) 의 개구율은 53% 가 되었다.

팬 필터 유닛 (3) 으로부터의 분출 속도를 0.05m/초에서 0.65m/초까지 변화시키고, 반송 로봇 (10) 을 운전하여 웨이퍼를 2 개의 FOUP 사이에서 이동시키면서 웨이퍼 바로 위에서, 또한 웨이퍼를 반송 로봇 (10) 의 핑거 상에 탑재한 채로 정지한 웨이퍼의 바로 밑에서 각각 청정공기를 샘플링하여 0.1㎛ 이상의 이물 입자수를 계측하여 표 1 에 기입하였다.

제 1 실 내부와 외부의 차압, 제 2 실 내부와 외부의 차압은 상기 풍속을 변화시킬 때마다 측정하여 마찬가지로 표 1 에 기입하였다. 환기 회수는 제 1 실의 용적에서 분출 풍량을 나누어 산출하였다.

표 1 에 기재된 결과로부터, 웨이퍼 위에서 0.1m/초 (환기 회수 6.4회/분) 이상에서는 이물 입자수는 0 으로 전혀 문제가 없다. 한편, 웨이퍼 밑에서는 0.3m/초 (환기 회수 19.1회/분) 에서는 문제없지만, 0.1m/초, 0.5m/초, 0.6m/초 (환기 회수 38.3회/분) 에서는 0.3개로, 이 범위에서는 클래스 1 이 만족되고 있다.

〔실시예 2〕

실시예 1 에 있어서, 바닥부 프레임 (2b) 의 일부에 제 2 플로어 (13) 로서 펀칭판을 깔아 바닥부 프레임 (2b) 의 개구율을 25% 로 한 것 이외에는 동일하게 하고, 결과는 표 1 에 정리하여 나타내었다. 0.65m/초의 풍속, 웨이퍼 바로 밑에서 0.3개가 보일 뿐, 다른 것은 전혀 문제없다. 환기 회수 4.8회/분 이하에서는 환기가 불충분하지만, 41.5회/분까지는 클래스 1 이 유지되어 제 2 플로어의 효과가 있다는 것을 알았다.

〔실시예 3〕

실시예 2 에 있어서, 제 1 플로어의 개구율을 5% 으로 좁힌 것 이외에는 동일하게 하고, 결과는 표 1 에 정리하여 나타내었다. 0.6m/초의 풍속으로 웨이퍼 바로 밑에서 0.3개, 0.65m/초의 풍속으로 (환기 회수 41.5회) 웨이퍼 바로 밑에서 2. 3개가 보이지만, 다른 것은 문제없다. 즉, 0.1m/초에서 0.6m/초의 범위에서는 클래스 1 이 만족되고 있다.

〔실시예 4〕

실시예 1 에 있어서, 바닥부 프레임 (2b) 의 일부에 제 2 플로어 (13) 로서 펀칭판을 깔아 바닥부 프레임 (2b) 의 개구율을 12% 로 한 것 이외에는 동일하게 하고, 결과는 표 1 에 정리하여 나타내었다. 0.1m/초에서 0.65m/초의 범위, 환기 회수 6.4회/분에서 환기 회수 41.5회의 범위에서 클래스 1 이 만족되어, 더 높은 환기 회수에서도 양호한 것을 시사하고 있다.

〔실시예 5〕

실시예 4 에 있어서, 폭 470㎜, 높이 1577㎜ 의 로드포트를 1 대 분리하여 케이스체 (2a) 의 로드포트측 벽에 제 1 실과 제 2 실에 걸쳐 개구율 12.7% 의 개구부를 형성하였다. 상기 벽에서 제 1 실에 면하는 부분에 대한 이 개구부의 개구율은 13% 이었다. 이물 입자수 및 차압의 데이터는 표 1 에 정리하여 나타내었다. 이 결과, 환기 회수 12.8∼41.5회/분의 범위에서 제 1 실의 차압이 0.1Pa 이상으로 유지되면, 제 2 실의 차압이 0.1Pa 를 밑돌더라도 웨이퍼 하부에서의 이물 입자는 모두 1 미만이 되어, 클래스 1 이 달성되는 것이 판명되었다. 따라서, 본 실시형태의 클린 이동탑재장치의 로드포트 (20) 가 고장나더라도 팬 필터 유닛 (3) 을 정지시키지 않고 로드포트 (20) 를 교환하면, 전혀 오염시키지 않고, 또한 클린 이동탑재장치의 운전을 정지시키지 않거나 또는 단시간의 정지로 그 고장에 대처할 수 있다는 것이 판명되었다.

본 발명에 근거하여, 클린 이동탑재장치의 중위부에 있으며 반송 로봇의 아암 바로 밑에 공기가 유통하는 제 1 플로어를 형성함으로써, 케이스체 바닥부에 특별히 공기유통을 제어하는 펀칭판 등의 제 2 플로어를 형성하지 않더라도 환기 회수 5∼38회/분의 범위에서는 적어도 0.1㎛ 이물 입자에 대하여 클래스 1 을 유지할 수 있다는 것을 알았다. 이것은 종래의 클린 부스의 청정도를 10배 이상 웃도는 것이다. 여기에서, 케이스체 바닥부에 일부라도 제 2 플로어로서 펀칭판을 사용하면 공기의 소용돌이류가 발생하는 웨이퍼 뒤편에서도 이물 입자 0 개를 실현할 수 있어, 제 1 플로어와 케이스체 바닥부의 개구율을 소정의 조건을 만족시키게 함으로써 환기 회수 5∼42회/분 이상, 0.1∼0.65m/초 이상의 풍속으로 모든 데이터가 0 개가 되고, 0.1㎛ 이물 입자에 대하여 클래스 0 을 실현할 수 있어, 0.1㎛ 선폭의 반도체 제조가 가능해졌다. 또한, 벽의 개구율 및 외부에 대한 제 1 실의 차압을 소정의 조건을 만족시키게 함으로써 웨이퍼가 전혀 오염되는 일없이 로드포트의 교환작업을 하는 것도 가능해졌다.

Claims

케이스체 내에 개구되는 카세트 내에 수납된 박판형 전자부품을, 그 케이스체 내에서 그 케이스체의 천장에 형성된 팬 필터 유닛으로부터 그 케이스체 내로 분출시키는 청정공기 하에서 그 케이스체 내의 반송 로봇에 의해 소정 위치 사이에서 자동적으로 이동탑재하는 장치에 있어서,

상기 팬 필터 유닛은 0.1㎛ 이상의 입자를 99.999% 이상 제거하는 필터를 구비하고,

상기 케이스체는 상기 반송 로봇의 중위부에서 그 반송 로봇의 아암의 하측에 수평으로 배치된 공기유통 가능한 제 1 플로어를 구비하고, 상기 팬 필터 유닛과 그 제 1 플로어 사이에 제 1 실을 구획 형성하는 동시에, 외부에 대하여 공기유통 가능한 케이스체 바닥부와 그 제 1 플로어 사이에 제 2 실을 구획 형성하는 것을 특징으로 하는, 박판형 전자부품 클린 이동탑재장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 실의 벽이 상하로 이동하는 도어를 구비하고,

상기 도어를 위한 상기 제 2 실 측에 있는 도어 통로가 격벽으로 덮이고,

상기 제 1 실에서 상기 제 2 실로 유입되는 청정공기가 상기 도어 통로를 지나 직접 상기 케이스체 바닥부로 배출되는 것을 특징으로 하는, 박판형 전자부품 클린 이동탑재장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 실의 벽에 형성된 도어 프레임부와 이것에 인접하여 설치되는 상기 도어 사이 및/또는 상기 도어 프레임부와 카세트 사이, 그리고 상기 제 1 플로어와 상기 반송 로봇의 몸체 사이에 폭 1㎜ 이상 30㎜ 이하의 간극을 형성하는 것을 특징으로 하는, 박판형 전자부품 클린 이동탑재장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 반송 로봇이,

상기 아암의 관절부에 형성된 발진 방지 시일 구조, 및

상기 아암을 지지하는 몸체의 강하 작동과 함께 그 몸체 내의 공기를 하향으로 배출하는 통기구를 구비하는 것을 특징으로 하는, 박판형 전자부품 클린 이동탑재장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스체는, 상기 반송 로봇의 기대 부근에 수평으로 배치되어 외부에 대한 상기 케이스체 바닥부의 개구율을 변화시키는 공기유통 가능한 제 2 플로어를 구비하는 것을 특징으로 하는, 박판형 전자부품 클린 이동탑재장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 플로어의 개구율이 5% 이상 50% 이하이고, 또한 상기 케이스체 바닥부의 개구율이 5% 이상 70% 이하인 것을 특징으로 하는, 박판형 전자부품 클린 이동탑재장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 실의 내압이 상기 제 2 실의 내압보다 높고,

상기 제 2 실의 내압이 0.1Pa 이상인 것을 특징으로 하는, 박판형 전자부품 클린 이동탑재장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 실의 환기 회수가 1분당 5회 이상 45회 이하인 것을 특징으로 하는, 박판형 전자부품 클린 이동탑재장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 팬 필터 유닛으로부터 상기 제 1 실로 상기 청정공기가 분출되는 속도가 0.1m/초 이상 0.65m/초 이하인 것을 특징으로 하는, 박판형 전자부품 클린 이동탑재장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스체의 한쪽 벽에 상기 제 1 실 및 상기 제 2 실 중 적어도 한쪽에 개구되는 개구부를 갖고,

상기 한쪽 벽에 대한 상기 개구부의 개구율이 20% 이하이고,

상기 제 1 실의 내압이 0.1Pa 이상이고,

상기 제 1 실의 환기 회수가 1분당 10회 이상 45회 이하인 것을 특징으로 하는, 박판형 전자부품 클린 이동탑재장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 박판형 전자부품 클린 이동탑재장치를 구비하는 것을 특징으로 하는, 박판형 전자제품 제조 시스템.