KR20240060774A - 이에프이엠 및 이에프이엠에 있어서의 가스 치환 방법 - Google Patents

이에프이엠 및 이에프이엠에 있어서의 가스 치환 방법 Download PDF

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도시히로 가와이
겐고로 오구라
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신포니아 테크놀로지 가부시끼가이샤
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Abstract

하우징 내의 불활성 가스를 순환시키는 타입의 EFEM에 있어서, 비용의 증대를 억제하면서, 반송실 내에 파티클이 방출되는 것을 억제하는 것.
EFEM(1)은, 파티클을 제거하는 FFU(44)에 의해 청정화된 질소가 소정 방향으로 흐르는 반송실(41)과, 반송실(41)의 하류측으로부터 FFU(44)로 질소를 복귀시키는 귀환로(43)를 갖고, 질소가 순환하도록 구성되어 있다. EFEM(1)은, 반송실(41) 내에 배치되고, 웨이퍼를 보유 지지한 상태에서 소정의 동작을 행하는 반송 로봇(3)을 구비한다. 반송 로봇(3)은, 개구가 형성된 케이스 부재(61)와, 케이스 부재(61)의 외측에 배치되고, 웨이퍼를 보유 지지하는 암 기구(70)와, 암 기구(70)를 지지하고, 개구에 삽입 관통된 지주와, 케이스 부재(61)에 수용되고, 지주를 구동하는 구동 기구를 갖고, 케이스 부재(61)와 상기 귀환로(43)를 접속하는 접속로(82a)가 설치되어 있다.

Description

이에프이엠 및 이에프이엠에 있어서의 가스 치환 방법{EFEM AND GAS REPLACEMENT METHOD IN EFEM}
본 발명은, 불활성 가스를 순환시키는 것이 가능한 EFEM(Equipment Front End Module)에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 반도체 기판(웨이퍼)에 소정의 처리를 실시하는 처리 장치와, 웨이퍼가 수용되는 FOUP(Front-Opening Unified Pod) 사이에서 웨이퍼의 수수를 행하는, EFEM이 개시되어 있다. EFEM은, 웨이퍼의 반송이 행해지는 반송실이 형성된 하우징과, 하우징의 외측에 나열하여 배치되고, FOUP가 각각 적재되는 복수의 로드 포트와, 반송실 내로 연장된 레일 상을 주행하여 웨이퍼의 반송을 행하는 반송 장치를 구비한다.
종래, 웨이퍼 상에서 제조되는 반도체 회로에 대한 반송실 내의 산소나 수분 등의 영향은 적었지만, 근년, 반도체 회로의 더한층의 미세화에 수반하여, 그것들의 영향이 현재화되고 있다. 그래서 특허문헌 1에 기재된 EFEM은, 불활성 가스인 질소로 반송실 내가 채워지도록 구성되어 있다. 구체적으로는, EFEM은, 하우징의 내부에서 질소를 순환시키는, 반송실을 포함하는 순환 유로와, 순환 유로에 질소를 공급하는 가스 공급 수단과, 순환 유로로부터 질소를 배출하는 가스 배출 수단을 구비한다. 질소는, 순환 유로 내의 산소 농도 등의 변동에 따라서 적절하게 공급 및 배출된다. 이에 의해, 질소를 상시 공급 및 배출하는 구성과 비교하여 질소의 공급량의 증대를 억제하면서, 반송실 내를 질소 분위기로 유지하는 것이 가능해진다.
그런데, 질소의 공급량의 증대를 억제하면서 반송실 내를 적절한 분위기로 유지하기 위해서는, 산소 농도나 습도 등을 감시하는 센서 기기 등의 설치가 필요해진다. 그러나 단순히 센서 기기 등을 반송실 내에 설치하면, 주행하는 반송 장치와 간섭할 우려가 있다. 그래서 본원 발명자는, 레일 상을 주행하는 반송 장치 대신에, 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같은, 위치가 고정된 반송 장치(반송 로봇)의 적용을 검토하고 있다. 상세하게는, 반송 로봇은, 반송실 내에 고정된 중공의 몸통체와, 몸통체로부터 상방으로 돌출되도록 배치된 지주와, 지주를 상하 구동하는 구동 기구와, 지주에 설치되어 수평 구동되고, 웨이퍼를 보유 지지하여 반송하는 다관절 암을 구비한다. 이러한 반송 로봇은, 다관절 암이 수평 구동됨으로써, 복수의 로드 포트에 적재된 FOUP에 액세스 가능하다. 즉, 반송실 내에 레일이 없어, 몸통체가 주행하지 않으므로, 그만큼, 반송실 내에 센서 기기 등의 설치 스페이스를 확보하는 것이 가능해진다.
일본 특허 공개 제2015-146349호 공보 일본 특허 공개 제2012-169691호 공보
특허문헌 2에 기재된 반송 로봇에 있어서는, 다관절 암을 지지하는 지주가 상하 구동됨으로써, 웨이퍼가 상하 방향으로도 반송된다. 이러한 반송 로봇을 특허문헌 1에 기재된 EFEM에 적용하는 경우, 이하와 같은 문제가 발생한다. 즉, 구동 기구의 동작 시에 몸통체 내에 발생할 수 있는 파티클을 제거하기 위해, 몸통체 내의 기체(불활성 가스)를 EFEM 하우징 밖인 외부 공간으로 배출하도록 구성하면, 몸통체와 지주 사이에 빈 간극을 통해, 반송실 내로 공급된 질소가 몸통체 내로 흡인되고, 그리고 외부 공간으로 배출되어 버린다. 이 때문에, 그만큼 질소를 보충할 필요가 발생하여, 질소의 공급 비용이 증대될 우려가 있다. 그렇다고 해서, 몸통체로부터 외부로 질소를 배출하지 않도록 구성하면, 이번에는, 지주가 하방으로 들어가도록 구동될(몸통체의 내부 용적이 작아질) 때, 몸통체 내의 기체(활성 가스)가 지주의 이동에 수반하여 주변으로 압출된다. 이 때문에, 파티클을 포함한 기체(불활성 가스)가, 상기 간극을 통해 반송실 내로 방출될 우려가 있다.
본 발명의 목적은, 하우징 내의 불활성 가스를 순환시키는 타입의 EFEM에 있어서, 비용의 증대를 억제하면서, 반송실 내로 파티클이 방출되는 것을 억제하는 것이다.
제1 발명의 EFEM은, 파티클을 제거하는 팬 필터 유닛에 의해 청정화된 불활성 가스가 소정 방향으로 흐르는 반송실과, 상기 반송실 내에 배치되고, 구동 기구가 수용되는 케이스 부재와, 상기 반송실의 상기 소정 방향에 있어서의 하류측으로부터 상기 팬 필터 유닛으로 상기 불활성 가스를 복귀시키는 귀환로를 갖고, 상기 불활성 가스가 순환하도록 구성된 EFEM이며, 상기 케이스 부재와 상기 귀환로를 접속하는 접속로가 설치되고, 상기 귀환로에는, 상기 귀환로 내의 가스를 상기 소정 방향에 있어서의 하류측으로 보내는 제1 팬이 설치되고, 상기 접속로는, 상기 소정 방향에 있어서 상기 반송실보다도 하류측 또한 상기 제1 팬보다도 상류측에 있어서 상기 귀환로와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
자동 장치가 갖는 구동 기구에 의해 지지부가 구동됨으로써, 케이스 부재의 내부 공간에 있어서 파티클이 발생할 수 있다. 이 파티클을 포함한 불활성 가스가, 케이스 부재의 개구와 지지부 사이의 간극으로부터 누설되면, 반송실 내가 파티클에 의해 오염될 우려가 있다. 본 발명에서는, 케이스 부재와 귀환로를 접속하는 접속로가 설치되어 있기 때문에, 가령 케이스 부재의 내부 공간에서 파티클이 발생해도, 이 파티클은 접속로를 통해 귀환로로 배출되기 때문에, 반송실 내로 파티클이 누설되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 귀환로로 배출된 파티클은, 귀환로의 하류측에 배치된 팬 필터 유닛에 의해 제거된다. 따라서, 케이스 부재의 내부 공간에서 발생한 파티클에 의해 반송실이 오염되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 이러한 구성에서는, 케이스 부재 내의 불활성 가스가 그대로 외부로 배출되지 않으므로, 케이스 부재 내에서 배출된 만큼의 불활성 가스를 보충할 필요가 없어, 불활성 가스의 공급량의 증대를 억제할 수 있기 때문에, 비용의 증대를 억제할 수 있다. 따라서, 하우징 내의 불활성 가스를 순환시키는 타입의 EFEM에 있어서, 비용의 증대를 억제하면서, 반송실 내에 파티클이 방출되는 것을 억제할 수 있다.
제2 발명의 EFEM은, 상기 제1 발명에 있어서, 상기 케이스 부재 내의 불활성 가스를, 상기 접속로를 통해 상기 귀환로로 송출하는 제2 팬을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에서는, 제2 팬에 의해 생성되는 기류에 의해, 케이스 부재 내의 불활성 가스를 확실하게 귀환로로 보낼 수 있으므로, 케이스 부재 내의 불활성 가스가 개구와 지지부 사이의 간극으로부터 누설되는 것을 억제하여, 반송실 내로 파티클이 방출되는 것을 더 확실하게 억제할 수 있다.
제3 발명의 EFEM은, 상기 제2 발명에 있어서, 상기 제2 팬을 회전 구동하는 팬 구동 장치와, 상기 팬 구동 장치를 제어하는 제어부를 더 구비하고, 상기 제어부는, 상기 구동 기구가 동작하고 있을 때, 상기 구동 기구가 동작하고 있지 않을 때와 비교하여 상기 제2 팬의 회전 속도를 빠르게 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
케이스 부재 내에 있어서는, 구동 기구가 동작하여 지지부를 구동하고 있을 때, 파티클이 발생하기 쉬울 우려가 있다. 본 발명에서는, 구동 기구가 동작하고 있을 때, 제2 팬의 회전 속도를 빠르게 하여 풍속을 빠르게 함으로써 케이스 부재 내의 불활성 가스를 확실하게 귀환로로 보낼 수 있다. 또한, 구동 기구가 동작하고 있지 않을 때에는 제2 팬의 회전 속도를 느리게 함으로써, 제2 팬을 구동시키기 위한 소비 전력을 저감시킬 수 있다.
제4 발명의 EFEM은, 상기 제1 발명에 있어서, 상기 반송실 내에 배치되고, 기판을 보유 지지한 상태에서 소정의 동작을 행하는 자동 장치를 구비하고, 상기 자동 장치는, 개구가 형성된 케이스 부재와, 상기 케이스 부재의 외측에 배치되고, 상기 기판을 보유 지지하는 보유 지지부와, 상기 보유 지지부를 지지하고, 상기 개구에 삽입 관통된 지지부와, 상기 케이스 부재에 수용되고, 상기 지지부를 구동하는 구동 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
제5 발명의 EFEM은, 상기 제1 내지 제3 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 자동 장치로서, 상기 기판을 반송하는 반송 로봇이 설치되고, 상기 케이스 부재는, 상기 반송실 내에 고정되고, 상기 보유 지지부로서, 상기 기판을 보유 지지하여 수평 방향으로 반송하는 암 기구가 설치되고, 상기 지지부로서, 상기 암 기구를 지지하는 지주가 설치되고, 상기 지주는, 상기 구동 기구에 의해 상하 구동되는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에서는, 반송 로봇의 케이스 부재가 반송실 내에 고정되어 있다. 즉, 케이스부 자체는 반송실 내를 이동하지 않으므로, 그만큼, 반송실 내에 각종 기기를 설치하기 위한 스페이스를 확보할 수 있다. 한편, 암 기구를 지지하는 지주가 상하 구동되는 구성에서는, 특히 지주가 하방으로 들어가도록 구동되었을 때, 케이스 부재 내에 발생한 파티클을 포함한 불활성 가스가 지주의 이동에 수반하여 상방으로 압출되고, 케이스 부재와 지주 사이의 간극을 빠져나가 반송실 내로 방출될 우려가 있다. 본 발명에서는, 이러한 구성에 있어서도, 케이스 부재가 접속로에 의해 귀환로와 접속되어 있으므로, 파티클은 접속로를 통해 귀환로로 배출된다. 따라서, 파티클을 포함한 불활성 가스가 반송실 내로 유입되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
제6 발명의 EFEM은, 상기 제5 발명에 있어서, 상기 암 기구는, 중공의 암 부재를 갖고, 상기 암 부재에는, 퍼지용 불활성 가스 공급원으로부터 공급되는 상기 불활성 가스를 상기 암 부재의 내부 공간으로 유입시키기 위한 유입구와, 상기 암 부재의 상기 내부 공간으로부터 상기 불활성 가스를 유출시키기 위한 유출구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
반송 로봇의 암 부재는, 일반적으로, 구동용 기구를 내장하기 위해 중공 구조를 갖고 있다. 암 부재의 내부 공간이 반송실에 대해 완전히 밀폐되어 있으면 되지만, 그렇지 않은 구성에서는, 예를 들어 메인터넌스 시에 반송실이 대기 해방된 경우에, 암 부재의 내부 공간도 대기 해방되어, 내부 공간에 산소나 수분 등이 들어갈 우려가 있다. 이 경우, 메인터넌스 후의 재가동 시에 암 부재 내의 불활성 가스의 치환에 시간이 걸리면, 생산 효율이 저하될 우려가 있다. 본 발명에서는, 암 부재에 유입구와 유출구가 형성되어 있기 때문에, 이것들이 형성되어 있지 않은 경우에 비해, 암 부재의 내부 공간의 가스 치환에 걸리는 시간을 단축할 수 있어, 생산 효율의 저하를 억제할 수 있다.
제7 발명의 EFEM에 있어서의 가스 치환 방법은, 상기 제1 내지 제4 중 어느 하나의 발명의 EFEM에서 적용되는 것이고, 상기 불활성 가스의 공급원으로부터 상기 케이스 부재의 내부에 상기 불활성 가스를 공급하여, 상기 케이스 부재의 내부로부터 상기 귀환로로 가스를 송출함으로써 상기 케이스 부재의 내부의 가스를 치환하고, 상기 반송실 내의 상기 가스 분위기가 소정의 산소 농도 미만으로 된 후, 상기 공급원으로부터의 상기 불활성 가스의 공급을 정지하고, 그 후, 상기 반송실 내의 가스를 상기 케이스 부재의 내부에 도입하여 상기 귀환로로 송출하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에서는, 예를 들어 EFEM의 기동 시 등에, 공급원으로부터 불활성 가스를 적극적으로 공급함으로써, 빠르게 케이스 부재 내의 가스를 치환할 수 있다. 또한, 가스를 케이스 부재의 내부로부터 귀환로로 송출하기 위해, EFEM의 기동 시 등에, 반송실 내로 케이스 부재 내의 파티클이 방출되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 통상 시에는 공급원으로부터 케이스 부재로의 불활성 가스의 공급을 행하지 않고, 가스를 반송실로부터 케이스 부재 내에 도입하여 귀환로로 송출함으로써 비용의 증대를 억제할 수 있다. 또한, 케이스 부재로부터 반송실 내로의 가스의 역류를 억제할 수 있으므로, 반송실 내에 케이스 부재 내의 파티클이 방출되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 EFEM 및 그 주변의 개략적인 평면도이다.
도 2는 EFEM의 전기적 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 하우징의 정면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV 단면도이다.
도 5는 도 3의 V-V 단면도이다.
도 6은 반송 로봇의 구조를 도시하는 도면이다.
도 7은 순환로에의 질소의 공급 경로 및 배출 경로를 도시하는 모식도이다.
도 8은 반송 로봇에 있어서의 질소의 송출구를 도시하는 도면이다.
도 9는 변형예에 관한 반송 로봇을 도시하는 도면이다.
도 10은 다른 변형예에 관한 얼라이너를 도시하는 도면이다.
다음으로, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도 1 내지 도 8을 참조하면서 설명한다. 또한, 설명의 편의상, 도 1에 나타내는 방향을 전후 좌우 방향으로 한다. 즉, EFEM(Equipment Front End Module)(1)과 기판 처리 장치(6)가 배열되어 있는 방향을 전후 방향으로 한다. EFEM(1)측을 전방, 기판 처리 장치(6)측을 후방으로 한다. 전후 방향과 직교하는, 복수의 로드 포트(4)가 나열되어 있는 방향을 좌우 방향으로 한다. 또한, 전후 방향 및 좌우 방향의 양쪽과 직교하는 방향을 상하 방향으로 한다.
(EFEM 및 주변의 개략 구성)
먼저, EFEM(1) 및 그 주변의 개략 구성에 대해, 도 1 및 도 2를 사용하여 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 관한 EFEM(1) 및 그 주변의 개략적인 평면도이다. 도 2는, EFEM(1)의 전기적 구성을 도시하는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, EFEM(1)은, 하우징(2)과, 반송 로봇(3)과, 복수의 로드 포트(4)와, 제어 장치(5)를 구비한다. EFEM(1)의 후방에는, 웨이퍼(W)(본 발명의 기판)에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 장치(6)가 배치되어 있다. EFEM(1)은, 하우징(2) 내에 배치된 반송 로봇(3)에 의해, 로드 포트(4)에 적재되어 있는 FOUP(Front-Opening Unified Pod)(100)와 기판 처리 장치(6) 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 행한다. FOUP(100)는, 복수의 웨이퍼(W)를 상하 방향으로 배열하여 수용 가능한 용기이며, 후단부(전후 방향에 있어서의 하우징(2)측의 단부)에 덮개(101)가 설치되어 있다. FOUP(100)는, 예를 들어 로드 포트(4)의 상방에 설치된 도시하지 않은 레일에 현수되어 주행하는, 도시하지 않은 OHT(천장 주행식 무인 반송차)에 의해 반송된다. OHT와 로드 포트(4) 사이에서, FOUP(100)의 수수가 행해진다.
하우징(2)은, 복수의 로드 포트(4)와 기판 처리 장치(6)를 접속하기 위한 것이다. 하우징(2)의 내부에는, 외부 공간에 대해 대략 밀폐된, 웨이퍼(W)가 반송되는 반송실(41)이 형성되어 있다. EFEM(1)이 가동하고 있을 때, 반송실(41)은 질소(본 발명의 불활성 가스)로 채워져 있다. 하우징(2)은, 반송실(41)을 포함하는 내부 공간을 질소가 순환하도록 구성되어 있다(상세에 대해서는 후술함). 또한, 하우징(2)의 후단부에는 도어(2a)가 설치되고, 반송실(41)은 도어(2a)를 사이에 두고 기판 처리 장치(6)와 접속되어 있다.
반송 로봇(3)은, 반송실(41) 내에 배치되고, 웨이퍼(W)의 반송을 행한다. 반송 로봇(3)은, 위치가 고정된 베이스부(60)(도 3 참조)와, 베이스부(60)의 상방에 배치되고, 웨이퍼(W)를 보유 지지하여 반송하는 암 기구(70)(도 3 참조)와, 로봇 제어부(11)(도 2 참조)를 갖는다. 반송 로봇(3)은 주로, FOUP(100) 내의 웨이퍼(W)를 취출하여 기판 처리 장치(6)에 전달하는 동작이나, 기판 처리 장치(6)에 의해 처리된 웨이퍼(W)를 수취하여 FOUP(100)로 복귀시키는 동작을 행한다.
로드 포트(4)는 FOUP(100)를 적재하기(도 5 참조) 위한 것이다. 복수의 로드 포트(4)는, 각각의 후단부가 하우징(2)의 전방측의 격벽을 따르도록, 좌우 방향으로 나열되어 배치되어 있다. 로드 포트(4)는, FOUP(100) 내의 분위기를 질소 등의 불활성 가스로 치환 가능하게 구성되어 있다. 로드 포트(4)의 후단부에는, 도어(4a)가 설치되어 있다. 도어(4a)는, 도시하지 않은 도어 개폐 기구에 의해 개폐된다. 도어(4a)는, FOUP(100)의 덮개(101)의 로크를 해제 가능하게, 또한 덮개(101)를 보유 지지 가능하게 구성되어 있다. 로크가 해제된 덮개(101)를 도어(4a)가 보유 지지하고 있는 상태에서, 도어 이동 기구가 도어(4a)를 개방함으로써, 덮개(101)가 개방된다. 이에 의해, FOUP(100) 내의 웨이퍼(W)가, 반송 로봇(3)에 의해 취출 가능해진다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제어 장치(5)는, 반송 로봇(3)의 로봇 제어부(11), 로드 포트(4)의 제어부(도시하지 않음), 기판 처리 장치(6)의 제어부(도시하지 않음)와 전기적으로 접속되어 있고, 이들 제어부와의 통신을 행한다. 또한, 제어 장치(5)는, 하우징(2) 내에 설치된 산소 농도계(55), 압력계(56), 습도계(57) 등과 전기적으로 접속되어 있고, 이들 계측 기기의 계측 결과를 수신하여, 하우징(2) 내의 분위기에 관한 정보를 파악한다. 또한, 제어 장치(5)는, 공급 밸브(112) 및 배출 밸브(113)(후술)와 전기적으로 접속되어 있고, 이들 밸브의 개방도를 조절함으로써, 하우징(2) 내의 분위기를 적절하게 조절한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기판 처리 장치(6)는, 예를 들어 로드 로크실(6a)과, 처리실(6b)을 갖는다. 로드 로크실(6a)은, 하우징(2)의 도어(2a)를 사이에 두고 반송실(41)과 접속된, 웨이퍼(W)를 일시적으로 대기시키기 위한 공간이다. 처리실(6b)은, 도어(6c)를 사이에 두고 로드 로크실(6a)과 접속되어 있다. 처리실(6b)에서는, 도시하지 않은 처리 기구에 의해, 웨이퍼(W)에 대해 소정의 처리가 실시된다.
(하우징 및 그 내부의 구성)
다음으로, 하우징(2) 및 그 내부의 구성에 대해, 도 3 내지 도 5를 사용하여 설명한다. 도 3은, 하우징(2)의 정면도이다. 도 4는, 도 3의 IV-IV 단면도이다. 도 5는, 도 3의 V-V 단면도이다. 또한, 도 3에 있어서는, 격벽의 도시를 생략하고 있다. 또한, 도 5에 있어서는, 반송 로봇(3) 등의 도시를 생략하고 있다.
하우징(2)은, 전체적으로 직육면체 형상이다. 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 하우징(2)은 기둥(21 내지 26)과, 격벽(31 내지 36)을 갖는다. 상하 방향으로 연장되는 기둥(21 내지 26)에 격벽(31 내지 36)이 설치되어 있고, 하우징(2)의 내부 공간이 외부 공간에 대해 대략 밀폐되어 있다.
더 구체적으로는, 도 4에 도시한 바와 같이, 하우징(2)의 전단부에 있어서, 기둥(21 내지 24)이 좌측 방향으로부터 우측 방향에 걸쳐 차례로 배열되어 기립 설치 배치되어 있다. 기둥(21)과 기둥(24) 사이에 배치된 기둥(22, 23)은, 기둥(21) 및 기둥(24)보다 짧다. 하우징(2)의 후단부의 좌우 양측에, 기둥(25, 26)이 기립 설치 배치되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 하우징(2)의 저부에 격벽(31)이, 천장부에 격벽(32)이 배치되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 전단부에 격벽(33)이, 후단부에 격벽(34)이, 좌측 단부에 격벽(35)이, 우측 단부에 격벽(36)이 각각 배치되어 있다. 하우징(2)의 우측 단부에는, 후술하는 얼라이너(54)가 적재되는 적재부(53)(도 3 참조)가 설치되어 있다. 얼라이너(54) 및 적재부(53)도, 하우징(2)의 내측에 수용되어 있다(도 4 참조).
도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 하우징(2) 내의 상측 부분(기둥(22, 23)의 상방)에는, 수평 방향으로 연장되는 지지판(37)이 배치되어 있다. 이에 의해, 하우징(2)의 내부는, 하측에 형성된 전술한 반송실(41)과, 상측에 형성된 FFU 설치실(42)로 나뉘어 있다. FFU 설치실(42) 내에는, 후술하는 FFU(팬 필터 유닛)(44)가 배치되어 있다. 지지판(37)의 전후 방향에 있어서의 중앙부에는, 반송실(41)과 FFU 설치실(42)을 연통시키는 개구(37a)가 형성되어 있다. 또한, 하우징(2)의 격벽(33 내지 36)은 반송실(41)용의 하부 벽과 FFU 설치실(42)용의 상부 벽으로 나뉘어 있다(예를 들어, 도 5에 있어서의 전단부의 격벽(33a, 33b) 및 후단부의 격벽(34a, 34b)을 참조).
다음으로, 하우징(2)의 내부 구성에 대해 설명한다. 구체적으로는, 하우징(2) 내에서 질소를 순환시키기 위한 구성 및 그 주변 구성, 그리고 반송실(41) 내에 배치된 기기 등에 대해 설명한다.
하우징(2) 내에서 질소를 순환시키기 위한 구성 및 그 주변 구성에 대해, 도 3 내지 도 5를 사용하여 설명한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 하우징(2)의 내부에는, 질소를 순환시키기 위한 순환로(40)가 형성되어 있다. 순환로(40)는, 반송실(41)과, FFU 설치실(42)과, 귀환로(43)에 의해 구성되어 있다. 개요로서는, 순환로(40)에 있어서는, FFU 설치실(42)로부터 청정한 질소가 하방으로 송출되고, 반송실(41)의 하단부까지 도달한 후, 귀환로(43)를 통해 상승하고, FFU 설치실(42)로 복귀되도록 되어 있다(도 5의 화살표 참조). 이하, 상세하게 설명한다.
FFU 설치실(42)에는, 지지판(37) 상에 배치된 FFU(44)와, FFU(44) 상에 배치된 케미컬 필터(45)가 설치되어 있다. FFU(44)는, 팬(44a)과 필터(44b)를 갖는다. FFU(44)는, 팬(44a)에 의해 FFU 설치실(42) 내의 질소를 하방으로 송출하면서, 질소에 포함되는 파티클(도시하지 않음)을 필터(44b)에 의해 제거한다. 케미컬 필터(45)는, 예를 들어 기판 처리 장치(6)로부터 순환로(40) 내로 반입된 활성 가스 등을 제거하기 위한 것이다. FFU(44) 및 케미컬 필터(45)에 의해 청정화된 질소는, FFU 설치실(42)로부터, 지지판(37)에 형성된 개구(37a)를 통해 반송실(41)로 송출된다. 반송실(41)로 송출된 질소는, 층류를 형성하여, 하방으로 흐른다.
귀환로(43)는, 하우징(2)의 전단부에 배치된 기둥(21 내지 24)(도 5에 있어서는 기둥(23)) 및 지지판(37)에 형성되어 있다. 즉, 기둥(21 내지 24)은 중공으로 되어 있고, 질소가 투과하는 공간(21a 내지 24a)이 각각 형성되어 있다(도 4 참조). 즉, 공간(21a 내지 24a)이 각각 귀환로(43)를 구성하고 있다. 귀환로(43)는, 지지판(37)의 전단부에 형성된 개구(37b)에 의해 FFU 설치실(42)과 연통되어 있다(도 5 참조).
귀환로(43)에 대해, 도 5를 참조하면서, 더 구체적으로 설명한다. 또한, 도 5에는 기둥(23)이 도시되어 있지만, 다른 기둥(21, 22, 24)에 대해서도 마찬가지이다. 기둥(23)의 하단부에는, 반송실(41) 내의 질소를 귀환로(43)(공간(23a))로 유입시키기 쉽게 하기 위한 도입 덕트(27)가 설치되어 있다. 도입 덕트(27)에는 개구(27a)가 형성되고, 반송실(41)의 하단부에 도달한 질소가 귀환로(43)로 유입 가능하게 되어 있다. 도입 덕트(27)의 상부에는, 하방을 향할수록 후방으로 넓어지는 확대부(27b)가 형성되어 있다. 확대부(27b)의 하방에는, 팬(46)이 배치되어 있다. 팬(46)은 도시하지 않은 모터에 의해 구동되고, 반송실(41)의 하단부에 도달한 질소를 귀환로(43)(도 5에 있어서는 공간(23a))에 흡입하여 상방으로 송출하고, 질소를 FFU 설치실(42)로 복귀시킨다. FFU 설치실(42)로 복귀된 질소는, FFU(44)나 케미컬 필터(45)에 의해 청정화되어, 다시 반송실(41)로 송출된다. 이상과 같이 하여, 질소가 순환로(40) 내를 순환 가능하게 되어 있다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, FFU 설치실(42)의 측부에는, 순환로(40) 내에 질소를 공급하기 위한 공급관(47)이 접속되어 있다. 공급관(47)은, 질소의 공급원(111)에 접속되어 있다. 공급관(47)의 도중부에는, 질소의 단위 시간당 공급량을 변경 가능한 공급 밸브(112)가 설치되어 있다. 또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 반송실(41)의 전단부에는, 순환로(40) 내의 기체를 배출하기 위한 배출관(48)이 접속되어 있다. 배출관(48)은 외부 공간으로 연결되어 있다. 배출관(48)의 도중부에는, 순환로(40) 내의 기체의 단위 시간당 배출량을 변경 가능한 배출 밸브(113)가 설치되어 있다. 공급 밸브(112) 및 배출 밸브(113)는, 제어 장치(5)와 전기적으로 접속되어 있다(도 2 참조). 이에 의해, 순환로(40)에 질소를 적절하게 공급 및 배출하는 것이 가능하게 되어 있다. 예를 들어, 순환로(40) 내의 산소 농도가 상승한 경우에, 공급원(111)으로부터 공급관(47)을 통해 순환로(40)에 질소를 일시적으로 많이 공급하고, 배출관(48)을 통해 질소와 함께 산소를 배출함으로써 산소 농도를 낮출 수 있다.
다음으로, 반송실(41) 내에 배치된 기기 등에 대해, 도 3 및 도 4를 사용하여 설명한다. 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 반송실(41) 내에는, 상술한 반송 로봇(3)과, 제어부 수용 상자(51)와, 계측 기기 수용 상자(52)와, 얼라이너(54)가 배치되어 있다. 반송 로봇(3)의 구조에 대해서는 후술한다. 제어부 수용 상자(51)는, 예를 들어 반송 로봇(3)의 베이스부(60)(도 3 참조)의 좌측에 설치되고, 암 기구(70)(도 3 참조)와 간섭하지 않도록 배치되어 있다. 제어부 수용 상자(51)에는, 상술한 로봇 제어부(11)가 수용되어 있다. 계측 기기 수용 상자(52)는, 예를 들어 베이스부(60)의 우측에 설치되고, 암 기구(70)와 간섭하지 않도록 배치되어 있다. 계측 기기 수용 상자(52)에는, 상술한 산소 농도계(55), 압력계(56), 습도계(57) 등의 계측 기기(도 2 참조)가 수용 가능하게 되어 있다.
얼라이너(54)는, 반송 로봇(3)의 암 기구(70)(도 3 참조)에 보유 지지되어 있는 웨이퍼(W)의 보유 지지 위치가, 목표 보유 지지 위치로부터 얼마만큼 어긋나 있는지 검출하기 위한 것이다. 예를 들어, 상술한 OHT(도시하지 않음)에 의해 반송되는 FOUP(100)(도 1 참조)의 내부에서는, 웨이퍼(W)가 미묘하게 움직일 우려가 있다. 그래서 반송 로봇(3)은, FOUP(100)로부터 취출한 처리 전의 웨이퍼(W)를, 일단 얼라이너(54)에 적재한다. 얼라이너(54)는, 웨이퍼(W)가 반송 로봇(3)에 의해 목표 보유 지지 위치로부터 얼마만큼 어긋난 위치로부터 보유 지지되어 있었는지 계측하고, 계측 결과를 로봇 제어부(11)로 송신한다. 로봇 제어부(11)는, 상기 계측 결과에 기초하여, 암 기구(70)에 의한 보유 지지 위치를 보정하고, 암 기구(70)를 제어하여 목표 보유 지지 위치에서 웨이퍼(W)를 보유 지지시켜, 기판 처리 장치(6)의 로드 로크실(6a)까지 반송시킨다. 이에 의해, 기판 처리 장치(6)에 의한 웨이퍼(W)의 처리를 정상적으로 행할 수 있다.
(반송 로봇의 구조)
다음으로, 반송 로봇(3)(본 발명의 자동 장치)의 구조에 대해, 도 6을 사용하여 설명한다. 도 6의 (a)는, 반송 로봇(3)의 내부 구조를 도시하는 단면도이다. 도 6의 (b)는, 후술하는 로봇 핸드(74)의 평면도이다. 상술한 바와 같이, 반송 로봇(3)은, 베이스부(60)와, 암 기구(70)(본 발명의 보유 지지부)를 갖는다.
도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 베이스부(60)에는, 케이스 부재(61)와, 지주(62)와, 구동 기구(63)가 설치되어 있다. 케이스 부재(61) 내로부터 상방으로 돌출된 지주(62)가, 암 기구(70)를 지지하고 있다. 지주(62)는, 구동 기구(63)에 의해 상하 구동된다.
케이스 부재(61)는, 상하 방향으로 연장된 통 형상의 부재이다. 케이스 부재(61)는, 반송실(41) 내에 고정되어 있다. 케이스 부재(61)의 상면에는, 지주(62)를 삽입 관통시키기 위한 개구(61a)가 형성되어 있다. 지주(62)는, 케이스 부재(61)의 내측으로부터 개구(61a)를 통해 상방으로 돌출되어 있는 기둥상의 부재이다. 지주(62)와 개구(61a) 사이에는, 간극이 형성되어 있다. 지주(62)의 상단부에는, 암 기구(70)가 설치되어 있다.
구동 기구(63)는, 일례로서, 모터(64)와, 벨트(65)와, 볼 나사 축(66)과, 슬라이더(67)를 갖는다. 모터(64)의 동력이 벨트(65)를 통해 볼 나사 축(66)에 전달되고, 상하 방향으로 연장된 볼 나사 축(66)이 회전한다. 볼 나사 축(66)이 회전하면, 볼 나사 축(66)에 나사 결합된 슬라이더(67)가 상하 이동하여, 지주(62)를 상하 이동시킨다.
모터(64)는, 회전축(64a)을 갖는 일반적인 교류 모터이다. 모터(64)는, 로봇 제어부(11)(도 2 참조)에 의해 제어된다. 회전축(64a)의 선단부에 풀리(도시하지 않음)가 설치되고, 벨트(65)가 권취되어 있다. 볼 나사 축(66)은, 상하 방향으로 연장되어 있다. 볼 나사 축(66)의 하단부에는, 풀리(도시하지 않음)가 설치되고, 벨트(65)가 권취되어 있다. 볼 나사 축(66)에는, 수나사(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 슬라이더(67)는, 지주(62)를 지지하는 부재이다. 슬라이더(67)에는, 볼 나사 축(66)의 수나사와 나사 결합되는 암나사(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 슬라이더(67)는, 볼 나사 축(66)의 회전에 수반하여, 상하 방향으로 연장되는 가이드(도시하지 않음)를 따라 상하 이동 가능하게 되어 있다. 이상의 구성을 갖는 구동 기구(63)에 의해, 지주(62)가 상하 구동된다. 이에 의해, FOUP(100) 내에서 상하 방향에 있어서의 각각의 위치에 수용된 웨이퍼(W)를, 암 기구(70)에 의해 보유 지지하는 것이 가능하게 되어 있다.
도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 암 기구(70)는, 일례로서, 3개의 암 부재(71 내지 73)와, 2개의 로봇 핸드(74)를 갖는다. 암 기구(70)는, 지주(62)에 의해 하방으로부터 지지되어 있고, 암 부재(71 내지 73)가 선회함으로써, 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 로봇 핸드(74)를 수평 이동시킨다. 또한, 로봇 핸드(74)는 하나만 설치되어 있어도 된다.
암 부재(71 내지 73)는, 소정 방향으로 연장되는 중공의 부재이다. 즉, 암 부재(71, 72, 73)에는, 각각 내부 공간(71a, 72a, 73a)이 형성되어 있다. 또한, 내부 공간(71a, 72a, 73a)은, 간극을 통해 연통되어 있다. 암 부재(71, 72, 73)는, 이 순서로 하방으로부터 배치되어 있다. 암 부재(71)의 일단부는 지주(62)에 선회 가능하게 연결되고, 타단부에는 암 부재(72)의 일단부가 선회 가능하게 연결되어 있다. 암 부재(72)의 타단부에는, 암 부재(73)의 일단부가 선회 가능하게 연결되어 있다. 암 부재(73)의 타단부에는, 로봇 핸드(74)가 선회 가능하게 연결되어 있다. 암 부재(71 내지 73) 및 로봇 핸드(74)는 각각, 도시하지 않은 모터에 의해 수평 방향으로 선회 구동된다.
도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 로봇 핸드(74)는 적재 부재(75)와, 돌기(76a 내지 76d)와, 가동부(77)(본 발명의 전환부)를 갖는다. 로봇 핸드(74)의 연장 방향(도 6의 (b) 참조)으로 연장된 적재 부재(75) 상에, 웨이퍼(W)가 적재된다. 웨이퍼(W)는, 적재 부재(75)의 선단측에 배치된 돌기(76a, 76b)와, 적재 부재(75)의 기단부측에 배치된 돌기(76c, 76d)와, 가동부(77)의 선단부에 설치된 압박부(78)에 의해 파지된다. 이와 같이 하여, 로봇 핸드(74)에 의해 웨이퍼(W)가 보유 지지된다. 가동부(77)는, 로봇 핸드(74)에 내장된 실린더(79)에 의해, 로봇 핸드(74)의 연장 방향으로 이동된다. 실린더(79)의 로드(도시하지 않음)는, 상술한 공급원(111)(도 3 참조)과는 다른 공급원(114)으로부터의 질소의 공급에 의해, 연장 방향으로 신축 가능하게 구성되어 있다. 실린더(79)에 질소가 공급되어 있고, 압박부(78)가 선단측에 위치하고 있는 상태(도 6의 (b)의 실선 참조)에서는, 웨이퍼(W)가 압박부(78)에 의해 압박되어 보유 지지되어 있다(보유 지지 상태). 실린더(79)에 질소가 공급되어 있지 않고, 압박부(78)가 기단부측에 위치하고 있는 상태(도 6의 (b)의 이점쇄선 참조)에서는, 보유 지지 상태가 해제되어 있다(해제 상태).
이상의 구성을 갖는 반송 로봇(3)을 EFEM(1)에 적용하는 데 있어서, 이하와 같은 과제가 발생한다. 먼저, 베이스부(60)에 있어서 지주(62)가 구동 기구(63)에 의해 상하 구동됨으로써, 케이스 부재(61)의 내부에 파티클이 발생한다. 발생한 파티클은, 개구(61a)와 지주(62) 사이의 간극을 빠져나가 반송실(41)로 누출될 우려가 있다. 특히, 도 6의 (a)의 화살표로 나타낸 바와 같이, 구동 기구(63)에 의해 지주(62)가 하방으로 들어가도록 구동되었을 때, 케이스 부재(61) 내의 질소가 상방으로 압출됨으로써, 파티클을 포함한 질소가, 상기 간극을 통해 반송실(41)에 흩뿌려질 우려가 있다.
또한, 로봇 핸드(74)의 가동부(77)가 실린더(79)에 의해 구동될 때, 반송실(41) 내에 파티클이 발생할 우려가 있다. 이 파티클을 제거하기 위해, 배기가 행해지는 구성으로 되어 있으면, 반송실(41) 내로부터 질소가 배출되어 버리기 때문에, 그만큼, 공급원(111)으로부터 질소를 보충할 필요가 발생하여, 비용이 증대될 우려가 있다.
또한, 암 부재(71 내지 73)의 내부 공간(71a 내지 73a)이 반송실(41)에 대해 완전히 밀폐되어 있지 않은 구성에서는, 예를 들어 메인터넌스 시에 반송실(41)이 대기 해방된 경우에, 내부 공간(71a 내지 73a)도 대기 해방되어, 산소나 수분 등이 들어갈 우려가 있다. 이 경우, 메인터넌스 후의 재가동 시에 내부 공간(71a 내지 73a)의 질소 치환에 시간이 걸리면, 생산 효율이 저하될 우려가 있다. 그래서 EFEM(1)은, 이들의 문제를 해결하기 위해, 이하와 같은 구성을 갖는다.
(반송 로봇에 있어서의 질소의 배출 경로 등)
반송 로봇(3)에 있어서의 질소의 배출 경로 등에 대해, 도 7 및 도 8을 사용하여 설명한다. 도 7은, 순환로(40)에의 질소의 공급 경로 및 배출 경로를 도시하는 모식도이다. 도 8은, 반송 로봇(3)에 있어서의 질소의 배출구를 도시하는 도면이다.
먼저, 반송 로봇(3)의 케이스 부재(61) 내로부터, 파티클이 포함되어 있는 질소를 배출하기 위한 구성에 대해 설명한다. 도 7, 도 8에 도시한 바와 같이, 케이스 부재(61)의 측부에는, 순환로(40)로 질소를 송출하기 위한 송출구(61b)가 형성되어 있다. 또한, 하우징(2) 내에는, 케이스 부재(61) 내로부터 순환로(40)로 질소를 송출하기 위한 송출부(81)가 설치되어 있다. 송출부(81)는, 접속관(82)에 의해 형성된 접속로(82a)와, 팬(83)(본 발명의 팬)과, 모터(84)(본 발명의 팬 구동 장치)를 갖는다. 접속로(82a)는, 케이스 부재(61)와 귀환로(43)를 접속하고 있다. 접속로(82a)는, 케이스 부재(61)의 송출구(61b)로부터 연장되어, 질소의 유동 방향에 있어서의 귀환로(43)의 상류측 단부(더 구체적으로는, 팬(46)보다 상류측)에 접속되어 있다. 바꾸어 말하면, 케이스 부재(61)와 귀환로(43)는 반송실(41)을 통하지 않고 직접 접속되어 있다. 팬(83)은 송출구(61b)의 근방에 배치되어 있고, 모터(84)에 의해 일정한 회전 속도로 회전 구동된다.
이상과 같은 구성에 의해, 송출구(61b)를 통해, 케이스 부재(61)의 내부의 질소가 귀환로(42)로 송출된다(도 8의 화살표(201, 202) 참조). 이에 의해, 케이스 부재(61) 내에서 발생한 파티클에 의해 반송실(41)이 오염되는 것이 억제된다. 또한, 케이스 부재(61) 내의 질소는 그대로 하우징(2)의 외부로는 배출되지 않으므로, 케이스 부재(61)로부터 나온 만큼의 질소를 즉시 보충할 필요가 없어, 질소의 공급량의 증대가 억제된다. 또한, 팬(83)에 의해 생성되는 기류에 의해, 케이스 부재(61) 내의 질소가 확실하게 귀환로로 보내지므로, 케이스 부재(61) 내의 질소가 개구(61a)(도 6의 (a) 참조)와 지주(62)(도 6의 (a) 참조) 사이의 간극으로부터 누설되는 것이 억제된다.
다음으로, 로봇 핸드(74)의 가동부(77)가 실린더(79)에 의해 구동될 때에 발생하는 파티클을 제거하기 위한 구성에 대해 설명한다. 도 7에 도시한 바와 같이, EFEM(1)은, 실린더(79)의 동작에 의해 발생하는 파티클을 흡인 제거하는 흡인부(86)를 구비한다. 흡인부(86)는, 상술한 공급원(111, 114)(도 6의 (b) 참조)과는 다른 공급원(115)(본 발명의, 파티클 제거용 불활성 가스 공급원)으로부터 공급되는 질소에 의해 파티클을 흡인 제거하는, 이젝터(87)를 갖는다. 이젝터(87)는, 노즐(87a)과, 디퓨저(87b)와, 흡인구(87c)를 갖는다. 이젝터(87)는, 노즐(87a)로부터 디퓨저(87b)를 향해 분출되는 질소의 흐름에 의해, 흡인구(87c)에 부압을 발생시킨다. 노즐(87a)은, 공급원(115)으로부터 공급되는 질소가 흐르는 공급로(88a)와 접속되어 있다. 디퓨저(87b)는, 질소를 순환로(40)로 송출하기 위한 송출로(88b)와 접속되어 있다. 송출로(88b)의 하류측 단부는, 접속로(82a)의 도중부에 접속되어 있고, 송출부(81)와 합류하고 있다. 흡인구(87c)는, 실린더(79)의 근방으로부터 연장되는 흡인로(88c)와 접속되어 있다.
이상의 구성을 갖는 흡인부(86)에 있어서, 공급원(115)으로부터 이젝터(87)에 질소가 공급됨으로써, 실린더(79)의 동작에 의해 발생하는 파티클이 흡인로(88c)를 통해 흡인된다. 또한, 공급된 질소는, 흡인된 파티클과 함께 송출로(88b)를 통해 접속로(82a)로 유입되어, 귀환로(43)로 송출된다. 즉, 질소는, 그대로 하우징(2)의 외부 공간으로 배출되는 것이 아니라, 일단 순환로(40) 내로 유입된다.
다음으로, 반송 로봇(3)의 암 부재(71 내지 73)의 내부 공간(71a 내지 73a)(도 8 참조)을 질소 치환하기 위한 구성에 대해 설명한다. 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 반송 로봇(3)에는, 암 부재(71 내지 73)의 내부를 통과하는 치환로(91)가 설치되어 있다. 치환로(91)는, 공급로(91a)와, 내부 통로(91b)(도 8 참조)를 갖는다. 공급로(91a)는, 상술한 공급원(111, 114, 115)과는 다른 공급원(116)(본 발명의, 퍼지용 불활성 가스 공급원)으로부터 연장되어 있고, 공급원(116)으로부터 공급되는 질소가 흐른다. 공급로(91a)는, 예를 들어 가요성을 갖는 튜브 등에 의해 형성되어 있고, 케이스 부재(61)의 내부 및 암 부재(71 내지 73)의 내부를 통과하고 있다. 공급로(91a)의 선단부는, 가장 상방의 암 부재(73)의 내부 공간(73a) 내에 배치되어 있다. 즉, 질소는, 공급로(91a)를 통해, 먼저 암 부재(73)의 내부 공간(73a) 내에 공급된다. 내부 통로(91b)는, 질소의 유동 방향에 있어서의 공급로(91a)의 하류측에 배치된, 내부 공간(71a 내지 73a)을 포함하는 질소의 통로로 되어 있다.
내부 통로(91b)의 일례에 대해, 도 8을 참조하면서 설명한다. 암 부재(71 내지 73)에는, 질소를 유입시키기 위한 유입구(71b 내지 73b)와, 가스를 유출시키기 위한 유출구(71c 내지 73c)가 각각 형성되어 있다. 더 구체적으로는, 이하와 같다. 즉, 암 부재(73)의 하부에 형성된 유입구(73b)의 근방에 공급로(91a)의 선단부가 설치되어 있다. 암 부재(73)의 내부 공간(73a)은, 공급로(91a)와 연통되어 있다. 암 부재(72)의 내부 공간(72a)은, 유출구(73c) 및 유입구(72b)를 통해 내부 공간(73a)과 연통되어 있다. 암 부재(71)의 내부 공간(71a)은, 유출구(72c) 및 유입구(71b)를 통해, 내부 공간(72a)과 연통되어 있다. 내부 공간(71a)과 케이스 부재(61)의 내부가, 유출구(71c)를 통해 연통되어 있다. 이에 의해, 공급원(116)으로부터 공급로(91a)를 통해 내부 공간(73a)에 공급된 질소는, 내부 공간(73a, 72a, 71a)의 순으로 통과하여 케이스 부재(61)의 내부로 유입되어, 송출구(61b)를 통해 귀환로(42)로 보내진다.
다음으로, 반송 로봇(3)의 내부의 기체를 치환하는 방법에 대해 설명한다. 먼저, 예를 들어 EFEM(1)의 기동 시에, 공급원(116)(도 7 참조. 본 발명의 공급원)으로부터 공급로(91a)를 통해 암 부재(73)의 내부 공간(73a)으로 질소를 보내고, 내부 공간(72a, 71a)을 통해 케이스 부재(61)의 내부에 질소를 공급한다(도 8 참조). 또한, 송출구(61b)를 통해, 케이스 부재(61) 내의 기체를 귀환로(43)로 송출한다. 이에 의해, 케이스 부재(61) 내의 기체가 빠르게 질소로 치환된다. 그리고 반송실(41) 내의 산소 농도가 소정값 미만(예를 들어, 100ppm 미만)으로 된 후, 공급원(116)으로부터의 질소의 공급을 정지한다. 통상 시는, 팬(83)을 회전 구동함으로써, 개구(61a) 등을 통해, 반송실(41)로부터 케이스 부재(61) 내로 기체를 도입한다. 그리고 케이스 부재(61) 내의 기체를 귀환로(43)로 송출한다. 이에 의해, 반송실(41) 내로 파티클이 방출되는 것이 억제된다.
이상과 같이, 반송 로봇(3)의 케이스 부재(61)와 귀환로(43)를 접속하는 접속로(82a)가 설치되어 있다. 이 때문에, 가령 케이스 부재(61)의 내부 공간에서 파티클이 발생해도, 이 파티클은 접속로(82a)를 통해 귀환로(43)로 배출되기 때문에, 반송실(41) 내에 파티클이 누설되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 귀환로(43)로 배출된 파티클은, 귀환로(43)의 하류측에 배치된 FFU(44)에 의해 제거된다. 따라서, 케이스 부재(61)의 내부 공간에서 발생한 파티클에 의해 반송실(41)이 오염되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 이러한 구성에서는, 케이스 부재(61) 내의 질소가 그대로 외부로 배출되지 않으므로, 케이스 부재(61) 내로부터 배출된 만큼의 질소를 보충할 필요가 없어, 질소의 공급량의 증대를 억제할 수 있기 때문에, 비용의 증대를 억제할 수 있다. 따라서, 하우징(2) 내의 질소를 순환시키는 타입의 EFEM(1)에 있어서, 비용의 증대를 억제하면서, 반송실(41) 내로 파티클이 방출되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 예를 들어 EFEM(1)의 기동 시 등에, 공급원(116)으로부터 불활성 가스를 적극적으로 공급함으로써, 빠르게 케이스 부재(61) 내의 가스를 치환할 수 있다. 또한, 반송실(41) 내의 산소 농도가 소정값 미만으로 된 후에 공급원(116)으로부터의 질소의 공급을 정지함으로써, 비용의 증대를 억제할 수 있다.
또한, 팬(83)에 의해 생성되는 기류에 의해, 케이스 부재(61) 내의 질소를 확실하게 귀환로(43)로 보낼 수 있으므로, 케이스 부재(61) 내의 질소가 개구(61a)와 지주(62) 사이의 간극으로부터 누설되는 것을 억제하여, 반송실(41) 내로 파티클이 방출되는 것을 더 확실하게 억제할 수 있다.
또한, 이젝터(87)에 의해 실린더(79)의 근방에 발생하는 파티클이 흡인되어, 공급원(115)으로부터 공급되는 질소가 파티클과 함께 귀환로(43)로 배출되기 때문에, 당해 질소는 그대로 순환한다. 또한, 파티클은, FFU(44)에 의해 제거된다. 따라서, 진공 배기를 행하는 구성과 비교하여, 질소의 보충에 의한 비용의 증대를 억제할 수 있다.
또한, 암 부재(71 내지 73)에 유입구(71b 내지 73b)와 유출구(71c 내지 73c)가 각각 형성되어 있기 때문에, 이것들이 형성되어 있지 않은 경우에 비해, 암 부재(71 내지 73)의 내부 공간(71a 내지 73a)의 가스 치환에 걸리는 시간을 단축할 수 있어, 생산 효율의 저하를 억제할 수 있다.
다음으로, 상기 실시 형태에 변경을 가한 변형예에 대해 설명한다. 단, 상기 실시 형태와 마찬가지의 구성을 갖는 것에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 적절하게 그 설명을 생략한다.
(1) 상기 실시 형태에 있어서, 팬(83)은, 모터(84)에 의해 일정한 회전 속도로 회전 구동되는 것으로 하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 케이스 부재(61) 내에 있어서는, 구동 기구(63)가 지주(62)를 상하 구동하고 있을 때, 파티클이 발생하기 쉬울 우려가 있다. 그래서, 도 9에 도시한 바와 같이, 반송 로봇(3a)이, 모터(84)를 제어하는 팬 제어부(12)(본 발명의 제어부)를 갖고 있어도 된다. 또한, 팬 제어부(12)는, 구동 기구(63)가 동작하고 있을 때, 구동 기구(63)가 동작하고 있지 않을 때와 비교하여, 팬(83)의 회전 속도를 빠르게 해도 된다. 이에 의해, 구동 기구(63)가 동작하고 있을 때에 팬(83)의 회전 속도를 빠르게 하여 풍속을 빠르게 함으로써, 케이스 부재(61) 내의 질소를 확실하게 귀환로(43)로 보낼 수 있다. 또한, 구동 기구(63)가 동작하고 있지 않을 때에는 팬(83)의 회전 속도를 느리게 함으로써, 모터(84)의 소비 전력을 저감시킬 수 있다. 또한, 제어 장치(5)(도 1 등 참조) 혹은 로봇 제어부(11)(도 2 등 참조)가, 팬(83)의 회전 속도를 제어하도록 구성되어 있어도 된다.
(2) 상기까지의 실시 형태에 있어서는, 반송 로봇(3)의 케이스 부재(61)와 귀환로(43)가 접속로(82a)에 의해 접속되어 있는(즉, 반송 로봇(3)이 본 발명의 자동 장치에 상당하는) 것으로 하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상술한 얼라이너(54)에 본 발명을 적용해도 된다. 이 경우, 얼라이너(54)도, 본 발명의 자동 장치에 상당한다. 이하, 도 10을 사용하여 구체적으로 설명한다. 도 10의 (a)는, 얼라이너(54)의 구조를 도시하는 부분 단면도이다. 도 10의 (b)는, 얼라이너(54) 및 그 주변의 평면도이다.
얼라이너(54)의 구성에 대해 간단하게 설명한다. 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 얼라이너(54)는, 케이스 부재(92)와, 보유 지지부(93)와, 지지부(94)와, 모터(95)(본 발명의 구동 기구)와, 카메라(96)를 갖는다. 케이스 부재(92)에는, 개구(92a)가 형성되어 있다. 케이스 부재(92)의 외측에, 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 보유 지지부(93)가 배치되어 있다. 지지부(94)는, 보유 지지부(93)를 하방으로부터 지지한다. 모터(95)는, 지지부(94)를 회전 구동한다. 카메라(96)는, 보유 지지부(93)에 보유 지지된 상태에서 회전하고 있는 웨이퍼(W)의 외연부를 촬영한다. 이에 의해, 얼라이너(54)는, 웨이퍼(W)가 반송 로봇(3)에 의해 목표 보유 지지 위치로부터 얼마만큼 어긋난 위치에서 보유 지지되어 있었는지 계측하고, 계측 결과를 로봇 제어부(11)로 송신한다.
모터(95)에 의해 지지부(94)가 회전 구동됨으로써, 케이스 부재(92) 내에 파티클이 발생할 수 있다. 그래서, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 케이스 부재(92)에는 질소의 배출구(97)가 형성되어 있다. 배출구(97)는, 접속관(98)에 의해 형성된 접속로(98a)가 접속되어 있다. 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 접속로(98a)는 케이스 부재(92)와 귀환로(43)를 접속하고 있다. 또한, 접속로(98a)에 팬(99)이 배치되어 있어도 된다.
(3) 상기까지의 실시 형태에 있어서는, 기둥(21 내지 24)의 내부에 형성된 공간(21a 내지 24a)이 귀환로(43)인 것으로 하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 귀환로(43)는 다른 부재에 의해 형성되어 있어도 된다.
(4) 상기까지의 실시 형태에 있어서는, 불활성 가스로서 질소를 사용하는 것으로 하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 불활성 가스로서 아르곤 등을 사용해도 된다.
1 : EFEM
3 : 반송 로봇(자동 장치)
12 : 팬 제어부(제어부)
43 : 귀환로
44 : FFU(팬 필터 유닛)
54 : 얼라이너(자동 장치)
61 : 케이스 부재
61a : 개구
62 : 지주(지지부)
63 : 구동 기구
70 : 암 기구(보유 지지부)
71, 72, 73 : 암 부재
71a, 72a, 73a : 내부 공간
71b, 72b, 73b : 유입구
71c, 72c, 73c : 유출구
74 : 로봇 핸드
77 : 가동부(전환부)
82a : 접속로
83 : 팬
87 : 이젝터
92 : 케이스 부재
93 : 보유 지지부
94 : 지지부
95 : 모터(구동 기구)
98a : 접속로
W : 웨이퍼(기판)

Claims (7)

  1. 파티클을 제거하는 팬 필터 유닛에 의해 청정화된 불활성 가스가 소정 방향으로 흐르는 반송실과, 상기 반송실 내에 배치되고, 구동 기구가 수용되는 케이스 부재와, 상기 반송실의 상기 소정 방향에 있어서의 하류측으로부터 상기 팬 필터 유닛으로 상기 불활성 가스를 복귀시키는 귀환로를 갖고, 상기 불활성 가스가 순환하도록 구성된 이에프이엠이며,
    상기 케이스 부재와 상기 귀환로를 접속하는 접속로가 설치되고,
    상기 귀환로에는, 상기 귀환로 내의 가스를 상기 소정 방향에 있어서의 하류측으로 보내는 제1 팬이 설치되고,
    상기 접속로는, 상기 소정 방향에 있어서 상기 반송실보다도 하류측 또한 상기 제1 팬보다도 상류측에 있어서 상기 귀환로와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 이에프이엠.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이스 부재 내의 불활성 가스를, 상기 접속로를 통해 상기 귀환로로 송출하는 제2 팬을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 이에프이엠.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 팬을 회전 구동하는 팬 구동 장치와,
    상기 팬 구동 장치를 제어하는 제어부를 더 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 구동 기구가 동작하고 있을 때, 상기 구동 기구가 동작하고 있지 않을 때와 비교하여 상기 제2 팬의 회전 속도를 빠르게 하는 것을 특징으로 하는, 이에프이엠.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반송실 내에 배치되고, 기판을 보유 지지한 상태에서 소정의 동작을 행하는 자동 장치를 구비하고,
    상기 자동 장치는,
    개구가 형성된 케이스 부재와,
    상기 케이스 부재의 외측에 배치되고, 상기 기판을 보유 지지하는 보유 지지부와,
    상기 보유 지지부를 지지하고, 상기 개구에 삽입 관통된 지지부와,
    상기 케이스 부재에 수용되고, 상기 지지부를 구동하는 구동 기구를 갖는 것을 특징으로 하는, 이에프이엠.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자동 장치로서, 상기 기판을 반송하는 반송 로봇이 설치되고,
    상기 케이스 부재는, 상기 반송실 내에 고정되고,
    상기 보유 지지부로서, 상기 기판을 보유 지지하여 수평 방향으로 반송하는 암 기구가 설치되고,
    상기 지지부로서, 상기 암 기구를 지지하는 지주가 설치되고,
    상기 지주는, 상기 구동 기구에 의해 상하 구동되는 것을 특징으로 하는, 이에프이엠.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 암 기구는, 중공의 암 부재를 갖고,
    상기 암 부재에는, 퍼지용 불활성 가스 공급원으로부터 공급되는 상기 불활성 가스를 상기 암 부재의 내부 공간으로 유입시키기 위한 유입구와, 상기 암 부재의 상기 내부 공간으로부터 가스를 유출시키기 위한 유출구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 이에프이엠.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 이에프이엠에서 적용되는, 이에프이엠에 있어서의 가스 치환 방법이며,
    상기 불활성 가스의 공급원으로부터 상기 케이스 부재의 내부에 상기 불활성 가스를 공급하여, 상기 케이스 부재의 내부로부터 상기 귀환로로 가스를 송출함으로써 상기 케이스 부재의 내부의 가스를 치환하고,
    상기 반송실 내의 상기 가스 분위기가 소정의 산소 농도 미만으로 된 후, 상기 공급원으로부터의 상기 불활성 가스의 공급을 정지하고, 상기 반송실 내의 가스를 상기 케이스 부재의 내부에 도입하여 상기 귀환로로 송출하는 것을 특징으로 하는, 이에프이엠에 있어서의 가스 치환 방법.
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