TW201939653A - Ｅｆｅｍ及ｅｆｅｍ之氣體置換方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種EFEM及EFEM之氣體置換方法，其課題為在使框體內的非活性氣體循環之形式的EFEM中，抑制成本的增大同時，抑制釋放灰塵於搬送室內之情況者。
解決手段係為EFEM(1)係具有：經由除去灰塵的FFU(44)而加以清淨化的氮則流動於特定方向之搬送室(41)，和自搬送室(41)之下流側，返回氮至FFU(44)之返還路徑(43)，而氮則呈循環地加以構成。EFEM(1)係具備：配置於搬送室(41)內，在保持晶圓的狀態而進行特定的動作之搬送機器手臂(3)。搬送機器手臂(3)係具有：形成有開口之容器構件(61)，和配置於容器構件(61)之外側，保持晶圓之手臂機構(70)，和支持手臂機構(70)，插通於開口之支柱，和收容於容器構件(61)，驅動支柱之驅動機構，設置有連接容器構件(61)與前述返還路徑(43)之連接路徑(82a)。

Description

ＥＦＥＭ及ＥＦＥＭ之氣體置換方法
本發明係有關可使非活性氣體循環之EFEM (Equipment Front End Module)。
對於專利文獻1係揭示有：在對於半導體基板(晶圓)施以特定處理之處理裝置，和收容有晶圓之FOUP(Front-Opening Unified Pod)之間，進行晶圓的授授之EFEM。EFEM係具備：形成有進行晶圓的搬送之搬送室的框體，和排列配置於框體的外側，各載置有FOUP之複數的裝載埠，和行走在延伸於搬送室內的軌道上而進行晶圓的搬送之搬送裝置。
以往，對於在晶圓上所製造之半導體電路之搬送室內的氧或水分等的影響係為少，但近年，伴隨著半導體電路之更細微化，此等的影響則明顯化。因此，記載於專利文獻1之EFEM係以非活性氣體的氮填充搬送室內地加以構成。具體而言，EFEM係具備：在框體的內部使氮循環，包含搬送室之循環流路，和供給氮於循環流路的氣體供給手段，和自循環流路排出氮之氣體排出手段。氮係因應循環流路內的氧濃度等之變動而加以適宜供給及排出。經由此，與時常供給及排出氮的構成作比較，成為可抑制氮的供給量之增大同時，將搬送室內保持為氮環境者。
但，對於為了抑制氮的供給量之增大同時，將搬送室內保持為適當之環境氣，係監視氧濃度或濕度等之感測機器等之設置則成為必要。但單純地設置感測機器等於搬送室內時，有著與行走之搬送裝置產生干擾之虞。因此，本申請發明者係檢討著取代行走在軌道上之搬送裝置，而適用如專利文獻2所記載之固定位置之搬送裝置(搬送機器手臂)。詳細而言，搬送機器手臂係具備：固定於搬送室內之中空的軀幹，和呈自軀幹突出於上方地加以配置之支柱，和上下驅動支柱的驅動機構，和安裝於支柱而加以水平驅動，保持晶圓而進行搬送之多關節柄。如此之搬送機器手臂係由水平驅動多關節柄者，可進出於載置在複數的裝載埠之FOUP。也就是，因搬送室內未有軌道，而軀幹未行走之故，其部分，成為可於搬送室內確保感測機器等之設置空間者。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015-146349號公報
[專利文獻2]日本特開2012-169691號公報
[發明欲解決之課題]
在專利文獻2所記載之搬送機器手臂中，由上下驅動支持多關節柄的支柱者，亦對於上下方向搬送晶圓。適用如此之搬送機器手臂於專利文獻1所記載之EFEM之情況，產生有如以下的問題。即，為了除去在驅動機構的動作時會產生於軀幹內之灰塵，呈將軀幹內的氣體(非活性氣體)排出於EFEM框體外之外部空間地構成時，藉由於軀幹與支柱之間空出之間隙，供給於搬送室內的氮則被吸引於軀幹內，並且排出於外部空間。因此，產生有補充其部分的氮之必要，而氮的供給成本則有增大之虞。雖為如此，當呈未自軀幹排出氮於外部地構成時，下回係在呈引入於下方地驅動支柱(軀幹的內部容積變小)時，軀幹內之氣體(非活性氣體)則伴隨於支柱的移動而推出於周邊。因此，含有灰塵之氣體(非活性氣體)則有藉由上述間隙而釋放於搬送室內之虞。
本發明之目的係在使框體內的非活性氣體循環之形式的EFEM中，抑制成本的增大同時，抑制釋放灰塵於搬送室內之情況者。

[為了解決課題之手段]
第1發明之EFEM係具有：經由除去灰塵的風扇過濾單元而加以清淨化之非活性氣體則流動於特定方向之搬送室，和自前述搬送室之前述特定方向的下流側，返回前述非活性氣體至前述風扇過濾單元之返還路徑，前述非活性氣體則呈循環地加以構成之EFEM，其特徵為具備：以配置前述搬送室內，保持基板的狀態而進行特定的動作之自動裝置；前述自動裝置係具有：形成有開口的容器構件，和配置於前述容器構件之外側，保持前述基板之保持部，和支持前述保持部，插通於前述開口的支持部，和收容於前述容器構件，驅動前述支持部的驅動機構，設置有連接前述容器構件與前述返還路徑的連接路徑者。
由經由自動裝置所具有之驅動機構而驅動支持部者，在容器構件的內部空間中會產生有灰塵。含有灰塵之非活性氣體則自容器構件的開口與支持部之間的間隙洩漏時，有著搬送室內經由灰塵而污染之虞。在本發明中，因設置有連接容器構件與返還路徑之連接路徑之故，假設即使在容器構件的內部空間產生有灰塵，此灰塵係亦經由連接路徑而排出於返還路徑之故，可抑制灰塵洩漏至搬送室內者。更且，排出於返還路徑的灰塵係經由配置於返還路徑的下流側之風扇過濾單元而加以除去。隨之，可抑制經由在容器構件的內部空間所產生的灰塵而污染搬送室之情況。另外，在如此之構成中，因容器構件內的非活性氣體則未直接排出於外部之故，無須補充自容器構件內所排出部分之非活性氣體，而可抑制非活性氣體之供給量的增大之故，可抑制成本的增大。隨之，在使框體內的非活性氣體循環之形式的EFEM中，可抑制成本的增大同時，抑制釋放灰塵於搬送室內之情況者。
第2發明之EFEM係其特徵為在前述第1發明中，更具備：藉由前述連接路徑而將前述容器構件內的非活性氣體送出至前述返還路徑之風扇者。
在本發明中，因可經由風扇所生成之氣流，確實地傳送容器構件內的非活性氣體於返還路徑之故，抑制容器構件內的非活性氣體自開口與支持部之間的間隙洩漏之情況，而可更確實地抑制釋放灰塵於搬送室內者。
第3發明之EFEM係其特徵為在前述第2發明中，更具備：旋轉驅動前述風扇的風扇驅動裝置，和控制前述風扇驅動裝置之控制部；前述控制部係在前述驅動機構動作時，與前述驅動機構未動作時作比較，加速前述風扇的旋轉速度情況者。
在容器構件內中，在驅動機構動作而驅動支持部時，有容易產生有灰塵之虞。在本發明中，在驅動機構動作時，由加速風扇的旋轉速度而加速風速者，可確實地將容器構件內的非活性氣體傳送至返還路徑者。另外，對於驅動機構未動作時，由減緩風扇的旋轉速度者，可使為了驅動風扇之消耗電力降低。
第4發明之EFEM係其特徵為在前述第1~第3任一之發明中，作為前述自動裝置，設置有搬送前述基板之搬送機器手臂，前述容器構件係加以固定於前述搬送室內，作為前述保持部，設置有保持前述基板而搬送於水平方向之手臂機構，作為前述支持部，設置有支持前述手臂機構之支柱，前述支柱係經由前述驅動機構而加以上下驅動者。
在本發明中，搬送機器手臂之容器構件則固定於搬送室內。也就是，容器部本身係因未移動在搬送室內之故，其部分，可確保為了設置各種機器於搬送室內之空間者。另一方面，在上下驅動支持手臂機構之支柱的構成中，特別是在呈引入至下方地驅動支柱時，含有產生於容器構件內的灰塵之非活性氣體則伴隨者支柱的移動而推出於上方，而有穿過容器構件與支柱之間的間隙而釋放至搬送室內之虞。在本發明中，即使在如此之構成中，因容器構件則經由連接路徑而與返還路徑加以連接之故，灰塵係亦藉由連接路徑而排出於返還路徑。隨之，可有效果地抑制含有灰塵之非活性氣體流入至搬送室內者。
第5發明之EFEM係其特徵為在前述第4發明中，前述手臂機構係具備：具有保持前述基板的機械手，和在保持前述基板的保持狀態，與解除前述保持狀態之解除狀態之間，切換前述機械手的狀態之切換部，經由自灰塵除去用的非活性氣體供給源所供給之前述非活性氣體的流動而吸引在前述切換部之動作時所產生的灰塵，更且，將所供給之前述非活性氣體，與灰塵同時排出於前述返還路徑之噴射器者。
在經由切換部而在保持狀態與解除狀態之間切換機械手時，當產生有灰塵時，有著附著灰塵於基板之虞。在此，為了除去灰塵，而成為進行真空排氣之構成時，自搬送室內排出非活性氣體之故，產生必須補充其部分之非活性氣體，而有成本增大之虞。在本發明中，經由噴射器而吸引灰塵，自非活性氣體的供給源所供給之非活性氣體則與灰塵同時加以排出於返還路徑之故，該非活性氣體係直接進行循環。更且，灰塵係經由風扇過濾單元而加以除去。隨之，與進行真空排氣的構成作比較，可抑制經由非活性氣體的補充之成本的增大者。
第6發明之EFEM係其特徵為在前述第4或第5之發明中，前述手臂機構係具有中空的手臂構件，對於前述手臂構件，係形成有為了使自淨化用之非活性氣體供給源所供給之前述非活性氣體，流入至前述手臂構件之內部空間的流入口，和為了自前述手臂構件之前述內部空間，使前述非活性氣體流出之流出口者。
搬送機器手臂之手臂構件係一般而言，為了內藏驅動用的機構而具有中空構造。手臂構件的內部空間則對於搬送室而言如為完全地加以密閉即可，但在非為如此之構成中，例如在維護時，搬送室被大氣解放之情況，手臂構件之內部空間亦被大氣解放，而有氧或水分等進入至內部空間之虞。此情況，維護後之再稼動時，當對於手臂構件內的非活性氣體之置換耗費時間時，而有生產效率下降之虞。在本發明中，形成有流入口與流出口於手臂構件之故，與未形成有此等之情況作比較，可縮短對於手臂構件之內部空間的氣體置換耗費時間，而可抑制生產效率之下降。
在第7發明之EFEM的氣體置換方法係具有：經由除去灰塵之風扇過濾單元而加以清淨化的非活性氣體則流入至特定方向之搬送室，和自前述搬送室之前述特定方向的下流側，返回前述非活性氣體至前述風扇過濾單元之返還路徑，在前述非活性氣體呈循環地加以構成之EFEM中，置換氣體的氣體置換方法，其特徵為前述EFEM係具備：配置於前述搬送室內，在保持基板之狀態，進行特定動作之自動裝置，而前述自動裝置係具有：形成有開口之容器構件，和收容於前述容器構件之驅動裝置者，由自前述非活性氣體之供給源，供給前述非活性氣體至前述容器構件之內部，自前述容器構件的內部送出氣體至前述返還路徑者，置換前述容器構件的內部之氣體者。
在本發明中，例如在EFEM之啟動時等，由積極性地自供給源供給非活性氣體者，可迅速地置換容器構件內的氣體。另外，為了將氣體，自容器構件的內部送出於返還路徑，在EFEM之啟動時等，可抑制釋放容器構件內的灰塵至搬送室內等。
在第8發明之EFEM之氣體置換方法係其特徵為在前述第7發明中，前述搬送室內之前述氣體環境則成為不足特定的氧濃度之後，停止來自前述供給源之前述非活性氣體的供給，之後，將前述搬送室內的氣體導入於前述容器構件的內部而送出至前述返還路徑者。
在本發明中，對於通常時未進行自供給源對於容器構件之非活性氣體的供給，而由將氣體，自搬送室導入於容器構件內而送出至搬送路徑者，可抑制成本之增大。另外，因可抑制自容器構件對於搬送室內的氣體之逆流之故，可抑制釋放容器構件內的灰塵至搬送室內者。
以下，對於本發明之實施形態，參照圖1~圖8之同時加以說明。然而，說明的方便上，將圖1所示之方向作為前後左右方向。即，將排列EFEM(Equipment Front End Module)1與基板處理裝置6的方向作為前後方向。將EFEM1側作為前方，而將基板處理裝置6側作為後方。與前後方向正交，排列複數之裝載埠4之方向作為左右方向。另外，與前後方向及左右方向的雙方正交之方向作為上下方向。
(EFEM及周邊的概略構成)
首先，對於EFEM1及其周邊的概略構成，使用圖1及圖2而加以說明。
圖1係有關本實施形態之EFEM1及其周邊的概略性平面圖。圖2係顯示EFEM1之電性構成的圖。如圖1所示，EFEM1係具備：框體2，和搬送機器手臂3，和複數的裝載埠4，和控制裝置5。對於EFEM1之後方係配置有對於晶圓W(本發明之基板)施以特定處裡之基板處理裝置6。EFEM1係經由配置於框體2內之搬送機器手臂3，在載置於裝載埠4之FOUP(Front-Opening Unified Pod)100與基板處理裝置6之間，進行晶圓W的授受。FOUP100係排列複數之晶圓W於上下方向而可收容之容器，而安裝有蓋101於後端部(在前後方向之框體2側的端部)。FOUP100係例如垂釣於設置在裝載埠4上方之未圖示之軌道而行走，經由未圖示之OHT(天頂行走式無人搬送車)而加以搬送。在OHT與裝載埠4之間，進行FOUP100之授受。
框體2係為了連接複數的裝載埠4與基板處理裝置6之構成。對於框體2之內部係形成有對於外部空間而言作為略密閉，搬送晶圓W的搬送室41。當EFEM1稼動時，搬送室41係以氮(本發明之非活性氣體)而加以填滿。框體2係呈氮循環在包含搬送室41之內部空間地加以構成(對於詳細係後述之)。另外，對於框體2之後端部係安裝有門2a，而搬送室41係隔著門2a而與基板處理裝置6連接。
搬送機器手臂3係配置於搬送室41內，進行晶圓W的搬送。搬送機器手臂3係具有：固定位置之基台部60(參照圖3)，和配置於基台部60之上方，保持晶圓W而進行搬送的手臂機構70(參照圖3)，和機器手臂控制部11(參照圖2)。搬送機器手臂3係主要進行取出FOUP100內之晶圓W而交付至基板處理裝置6之動作，或接受經由基板處理裝置6所處理之晶圓W而返回至FOUP100之動作。
裝載埠4係為了載置FOUP100(參照圖5)之構成。複數之裝載埠4係各後端部則呈沿著框體2之前側的隔壁地，排列配置於左右方向。裝載埠4係可置換FOUP100內之環境氣為氮等之非活性氣體地加以構成。對於裝載埠4之後端部係設置有門4a。門4a係經由未圖示的門開閉機構而加以開閉。門4a係可解除FOUP100的蓋101的鎖，且可保持蓋101地加以構成。在門4a保持解除鎖的蓋101之狀態，由門移動機構則開啟門4a者，開啟蓋101。經由此，FOUP100內之晶圓W則成為可經由搬送機器手臂3而取出。
如圖2所示，控制裝置5係與搬送機器手臂3之機器手臂控制部11，裝載埠4之控制部(未圖示)，基板處理裝置6之控制部(未圖示)加以電性連接，而進行與此等之控制部的通信。另外，控制裝置5係與設置於框體2內之氧濃度計55，壓力計56，濕度計57等加以電性連接，將此等之計測機器的計測結果進行收訊，把握有關框體2內之環境氣的資訊。另外，控制裝置5係與供給閥112及排出閥113(後述)加以電性連接，而由調節此等閥的開度者，適宜調節框體2內之環境氣。
如圖1所示，基板處理裝置6係例如，具有加載互鎖真空室6a，和處理室6b。加載互鎖真空室6a係隔著框體2的門2a而與搬送室41加以連接，為了暫時使晶圓W待機的室。處理室6b係隔著門6c而與加載互鎖真空室6a加以連接。在處理室6b中，經由未圖示之處理機構，對於晶圓W施以特定的處理。
(框體及其內部的構成)
接著，對於框體2及其內部的構成，使用圖3~圖5加以說明。圖3係框體2之正面圖。圖4係圖3之IV-IV的剖面圖。圖5係圖3之V-V的剖面圖。然而，在圖3中係省略隔壁的圖示。另外，在圖5中，省略搬送機器手臂3等之圖示。
框體2係作為全體而為長方體狀。如圖3~圖5所示，框體2係具有：柱21~26，和隔壁31~36。於延伸於上下方向的柱21~26，安裝有隔壁31~36，而框體2之內部空間則對於外部空間而言作為略密閉。
更具體而言，如圖4所示，在框體2之前端部中，柱21~24則自左方至右方依序排列而加以立設配置。配置於柱21與柱24之間的柱22，23係較柱21及柱24為短。於框體2之後端部的左右兩側，立設配置有柱25，26。
如圖3所示，於框體2之底部配置有隔壁31，而於天頂部配置有隔壁32。如圖4所示，各於前端部配置有隔壁33，而於後端部配置有隔壁34，於左端部配置有隔壁35，於右端部配置有隔壁36。對於框體2之右端部係設置有配置有後述之對準器54的載置部53(參照圖3)。對準器54及載置部53亦收容於框體2之內側(參照圖4)。
如圖3及圖5所示，對於框體2內之上側部分(柱22，23的上方)，係配置有延伸於水平方向之支持板37。經由此，框體2之內部係分為形成於下側之前述的搬送室41，和形成於上側之FFU設置室42。對於FFU設置室42內係配置有後述之FFU(風扇過濾單元)44。對於在支持板37之前後方向的中央部，係形成有連通搬送室41與FFU設置室42之開口37a。然而，框體2之隔壁33~36係分為搬送室41用之下部壁與FFU設置室42用之上部壁(例如，參照在圖5之前端部的隔壁33a，33b及後端部之隔壁34a，34b)。
接著，對於框體2之內部的構成加以說明。具體而言，對於為了在框體2內使氮循環之構成及其周邊構成，以及配置於搬送室41內之機器等加以說明。
對於為了在框體2內使氮循環之構成及其周邊構成，使用圖3~圖5加以說明。如圖5所示，對於框體2之內部係形成有為了使氮循環之循環路徑40。循環路徑40係經由搬送室41，和FFU設置室42，和返還路徑43而加以構成。作為概要，在循環路徑40中，自FFU設置室42，將清淨的氮送出於下方，到達至搬送室41之下端部之後，成為通過返還路徑43而上升，呈返回於FFU設置室42(參照圖5之箭頭)。以下，詳細說明。
對於FFU設置室42係設置有配置於支持板37上之FFU44，和配置於FFU44上之化學過濾器45。FFU44係具有風扇44a與過濾器44b。FFU44係經由風扇44a而將FFU設置室42內的氮送出於下方之同時，經由過濾器44b而除去含於氮之灰塵(未圖示)。化學過濾器45係例如，為了除去自基板處理裝置6帶入於循環路徑40內之活性氣體等之構成。經由FFU44及化學過濾器45所清淨化的氮係自FFU設置室42，藉由形成於支持板37之開口37a而送出於搬送室41。送出於搬送室41的氮係形成層流，流動於下方。
返還路徑43係形成於配置於框體2之前端部的柱21~24(在圖5中係柱23)及支持板37。即，柱21~24係成為中空，而各形成有氮所通過的空間21a~24a(參照圖4)。也就是，空間21a~24a則各構成返還路徑43。返還路徑43係經由形成於支持板37之前端部的開口37b而與FFU設置室42連通(參照圖5)。
對於返還路徑43，參照圖5之同時更具體地加以說明。然而，對於圖5係顯示有柱23，但對於其他的柱21，22，24亦為相同。對於柱23之下端部，係安裝有為了容易使搬送室41內的氮流入至返還路徑43(空間23a)之導入導管27。對於導入導管27係形成有開口27a，到達至搬送室41之下端部的氮則成為可流入至返還路徑43。對於導入導管27之上部，係形成有越朝向下方越擴散於後方之擴大部27b。對於擴大部27b之下方係配置有風扇46。風扇46係經由未圖示之馬達而加以驅動，將到達至搬送室41之下端部的氮，吸入於返還路徑43(在圖5中係空間23a)而送出至上方，將氮返回至FFU設置室42。返回至FFU設置室42的氮係經由FFU44或化學過濾器45而加以清淨化，再次送出於搬送室41。由以上作為，氮則成為可循環在循環路徑40內。
另外，如圖3所示，對於FFU設置室42之側部，係連接有為了供給氮於循環路徑40內之供給管47。供給管47係連接於氮的供給源111。對於供給管47之途中部，係設置有可變更氮的每單位時間之供給量的供給閥112。另外，如圖5所示，對於搬送室41之前端部係連接有為了排出循環路徑40內的氣體的排出管48。排出管48係連結於外部空間。對於排出管48之途中部，係設置有可變更循環路徑40內之氣體之每單位時間之排出量的排出閥113。供給閥112及排出閥113係與控制裝置5電性連接(參照圖2)。經由此，成為可適宜供給及排出氮於循環路徑40之情況。例如，循環路徑40的氧濃度上升之情況，自供給源111，藉由供給管47而暫時性地多供給氮於循環路徑40，藉由排出管48而與氮同時排出氧者，可降低氧濃度。
接著，對於配置於搬送室41內的機器等，使用圖3及圖4而加以說明。如圖3及圖4所示，對於搬送室41內係配置有上述之搬送機器手臂3，和控制部收容箱51，和計測機器收容箱52，和對準器54。對於搬送機器手臂3的構造係後述之。控制部收容箱51係例如，設置於搬送機器手臂3之基台部60(參照圖3)的左方，呈未與手臂機構70(參照圖3)干擾地加以配置。對於控制部收容箱51係收容有上述之機器手臂控制部11。計測機器收容箱52係例如，配置於基台部60之右方，呈未與手臂機構70干擾地加以配置。對於計測機器收容箱52係成為收容有上述之氧濃度計55，壓力計56，濕度計57等之計測機器(參照圖2)。
對準器54係為了檢出保持於搬送機器手臂3之手臂機構70(參照圖3)之晶圓W的保持位置，自目標保持位置偏移多少之構成。例如，在經由上述之OHT(未圖示)所搬送之FOUP100(參照圖1)之內部中，晶圓W則有微妙移動之虞。因此，搬送機器手臂3係將自FOUP100取出之處理前的晶圓W，暫時載置於對準器54。對準器54係計測晶圓W經由搬送機器手臂3而保持在自目標保持位置偏移多少之位置，將計測結果送訊至機器手臂控制部11。機器手臂控制部11係依據上述計測結果，補正經由手臂機構70之保持位置，控制手臂機構70而使晶圓W保持在目標保持位置，搬送至基板處理裝置6之加載互鎖真空室6a。經由此，可正常地進行經由基板處理裝置6之晶圓W的處理。
(搬送機器手臂的構造)
接著，對於搬送機器手臂3(本發明之自動裝置)之構造，使用圖6而加以說明。圖6(a)係顯示搬送機器手臂3之內部構造的剖面圖。圖6(b)係後述之機械手74的平面圖。如上述，搬送機器手臂3係具有基台部60，和手臂機構70(本發明之保持部)。
如圖6(a)所示，對於基台部60，係設置有容器構件61，和支柱62，和驅動機構63。自容器構件61內突出於上方的支柱62則支持手臂機構70。支柱62係經由驅動機構63而加以上下驅動。
容器構件61係延伸於上下方向之筒狀的構件。容器構件61係固定於搬送室41內。對於容器構件61之上面係形成有為了使支柱62插通之開口61a。支柱62係自容器構件61之內側通過開口61a而突出於上方的柱狀之構件。對於支柱62與開口61a之間係隔有間隙。對於支柱62之上端部係安裝有手臂機構70。
驅動機構63係作為一例，具有馬達64，和皮帶65，和滾動螺旋軸66，和滑件67。馬達64之動力則藉由皮帶65而傳達至滾動螺旋軸66，而延伸於上下方向的滾動螺旋軸66則旋轉。當滾動螺旋軸66旋轉時，螺合於滾動螺旋軸66之滑件67則上下移動，使支柱62上下移動。
馬達64係具有旋轉軸64a之一般的交流馬達。馬達64係經由機器手臂控制部11(參照圖2)而加以控制。於旋轉軸64a之前端部，安裝有滑輪(未圖示)，捲掛有皮帶65。滾動螺旋軸66係延伸於上下方向。對於滾動螺旋軸66之下端部，安裝有滑輪(未圖示)，捲掛有皮帶65。對於滾動螺旋軸66係形成有外螺紋(未圖示)。滑件67係支持支柱62之構件。對於滑件67，係形成有與滾動螺旋軸66之外螺紋螺合之內螺紋(未圖示)。滑件67係伴隨著滾動螺旋軸66之旋轉，沿著延伸於上下方向的導件(未圖示)而成為可上下移動。經由具有以上構成之驅動機構63，而上下驅動支柱62。經由此，可將在FOUP100內，收容於在上下方向中之個別位置之晶圓W，經由手臂機構70而保持者。
如圖6(a)所示，手臂機構70係作為一例，具有3個手臂構件71~73，和2個機械手74。手臂機構70係經由支柱62而自下方加以支持，而由手臂構件71~73旋轉者，使保持晶圓W的機械手74作水平移動。然而，機械手74係僅設置1個亦可。
手臂構件71~73係延伸於特定方向之中空的構件。也就是，對於手臂構件71、72、73係各形成有內部空間71a、72a、73a。然而，內部空間71a、72a、73a係藉由間隙而連通。手臂構件71、72、73係依此順序，自下方加以配置。手臂構件71之一端係可旋轉地連結於支柱62，對於另一端部係可旋轉地連結手臂構件72之一端部。對於手臂構件72之另一端部係可旋轉地連結手臂構件73之一端部。對於手臂構件73之另一端部係可旋轉地連結機械手74。手臂構件71~73及機械手74係各經由未圖示之馬達而旋轉驅動於水平方向。
如圖6(b)所示，機械手74係具有：載置構件75，和突起76a~76d，和可動部77(本發明之切換部)。於延伸於機械手74之延伸存在方向(參照圖6(b))之載置構件75上，載置有晶圓W。晶圓W係經由配置於載置構件75之前端側的突起76a、76b，和配置於載置構件75之基端側的突起76c、76d，和設置於可動部77之前端部之按壓部78而加以把持。由如此作為，經由機械手74而保持晶圓W。可動部77係經由內藏於機械手74之套筒79，使其移動於機械手74之延伸存在方向。套筒79的桿(未圖示)係經由來自與上述之供給源111(參照圖3)另外的供給源114的氮之供給，可伸縮於延伸存在方向地加以構成。於套筒79供給氮，而在按壓部78位置於前端側之狀態(參照圖6(b)之實線)中，經由按壓部78而按壓晶圓W而加以保持(保持狀態)。在未供給氮於套筒79，而按壓部78位置於基端側之狀態(參照圖6(b)之二點鎖鏈線)中，解除保持狀態(解除狀態)。
在將具有以上構成之搬送機器手臂3適用於EFEM1時，產生有以下的課題。首先，在基台部60中，經由驅動機構63而上下驅動支柱62者，於容器構件61之內部產生有灰塵。所產生的灰塵係有穿通開口61a與支柱62之間的間隙而漏出於搬送室41之虞。特別是如圖6(a)之箭頭所示，在經由驅動機構63，支柱62則呈退縮於下方地加以驅動時，容器構件61內的氮則由推出於上方者，含有灰塵的氮則有藉由上述間隙而散布於搬送室41之虞。
另外，在經由套筒79而驅動機械手74之可動部77時，有產生灰塵於搬送室41內之虞。為了除去此灰塵，而成為進行排氣之構成時，自搬送室41內排出氮之故，其部分，產生必須自供給源111補充氮，而有成本增大之虞。
另外，在手臂構件71~73之內部空間71a~73a則對於搬送室41而言未完全密閉之構成中，例如，在維護時大氣解放搬送室41之情況，內部空間71a~73a亦被大氣解放，而有氧或水分進入之虞。此情況，維護後之再稼動時，當對於內部空間71a~73a之氮置換花上時間時，而有生產效率下降之虞。因此，EFEM1係為了解決此等之問題，而具有如以下之構成。
(在搬送機器手臂中的氮之排出路徑等)
對於在搬送機器手臂3中的氮之排出路徑等，使用圖7及圖8加以說明。
圖7係顯示對於循環路徑40的氮之供給路徑及排出路徑的模式圖。圖8係顯示在搬送機器手臂3之氮的排出口的圖。
首先，對於為了自搬送機器手臂3之容器構件61內，排出含有灰塵的氮之構成加以說明。如圖7，8所示，對於容器構件61之側部，係形成有為了送出氮於循環路徑40之送出口61b。更且，對於框體2內，係設置有為了自容器構件61內送出氮於循環路徑40之送出部81。送出部81係具有：經由連接管82而加以形成之連接路徑82a，和風扇83(本發明之風扇)，和馬達84(本發明之風扇驅動裝置)。連接路徑82a係連接容器構件61與返還路徑43。連接路徑82a係加以連接於自容器構件61之送出口61b延伸，在氮的流動方向之返還路徑43之上流側端部(更具體而言，係較風扇46為上流側)。換言之，容器構件61與返還路徑43係未藉由搬送室41而直接連接。風扇83係配置於送出口61b之附近，而經由馬達84而以一定的旋轉速度加以旋轉驅動。
經由如以上之構成，藉由送出口61b而送出容器構件61之內部的氮於返還路徑42(參照圖8之箭頭201，202)。經由此，加以抑制經由在容器構件61內所產生之灰塵而污染搬送室41者。另外，容器構件61內的氮係因未直接排出於框體2之外部之故，無須馬上補充自容器構件61排出部分的氮，而加以抑制氮的供給量之增大。另外，因經由風扇83所生成之氣流，確實地將容器構件61內的氮傳送至返還路徑之故，加以抑制容器構件61內的氮則自開口61a(參照圖6(a))與支柱62(參照圖6(a))之間的間隙漏出之情況。
接著，對於為了除去在經由套筒79而驅動機械手74之可動部77時所產生之灰塵的構成，加以說明。如圖7所示，EFEM1係具備：吸引除去經由套筒79之動作所產生的灰塵之吸引部86。吸引部86係具有：經由自與上述之供給源111，114(參照圖6(b))另外的供給源115(本發明之灰塵除去用的非活性氣體供給源)所供給的氮，吸引除去灰塵的噴射器87。噴射器87係具有噴嘴87a，和擴散器87b，和吸引口87c。噴射器87係經由自噴嘴87a朝向擴散器87b而噴出的氮之流動，使負壓產生於吸引口87c。噴嘴87a係與流動有自供給源115所供給的氮之供給路徑88a加以連接。擴散器87b係與為了送出氮於循環路徑40之送出路徑88b。送出路徑88b之下流側端部係連接於連接路徑82a之途中部，而與送出部81合流。吸引口87c係與自套筒79之附近延伸的吸引路徑88c加以連接。
在具有以上的構成之吸引部86中，由自供給源115供給氮於噴射器87者，藉由吸引路徑88c而吸引經由套筒79之動作所產生之灰塵。更且，所供給之氮係與所吸引之灰塵同時，藉由送出路徑88b而流入至連接路徑82a，再送出於返還路徑43。也就是，氮係未直接排出於框體2之外部空間而暫且流入至循環路徑40內。
接著，對於為了氮置換搬送機器手臂3之手臂構件71~73的內部空間71a~73a(參照圖8)之構成加以說明。如圖7及圖8所示，對於搬送機器手臂3，係設置有通過手臂構件71~73的內部之置換路徑91。置換路徑91係具有供給路徑91a，和內部通路91b(參照圖8)。供給路徑91a係自與上述之供給源111、114、115另外的供給源116(本發明之清淨用的非活性氣體供給源)延伸，流動有自供給源116所供給的氮。供給路徑91a係例如，具有可撓性之軟管等而加以形成，通過容器構件61之內部及手臂構件71~73的內部。供給路徑91a之前端部係配置於最上方之手臂構件73的內部空間73a內。也就是，氮係通過供給路徑91a，首先供給於手臂構件73之內部空間73a內。內部通路91b係成為配置於在氮的流動方向之供給路徑91a的下流側，包含內部空間71a~73a之氮的通路。
對於內部通路91b之一例，參照圖8同時而加以說明。對於手臂構件71~73係各形成有為了使氮流入的流入口71b~73b，和為了使氣體流出的流出口71c~73c。更具體而言係如以下。即，於形成於手臂構件73之下部的流入口73b之附近，安裝有供給路徑91a的前端部。手臂構件73之內部空間73a係與供給路徑91a連通。手臂構件72之內部空間72a係藉由流出口73c及流入口72b而與內部空間73a連通。手臂構件71之內部空間71a係藉由流出口72c及流入口71b而與內部空間72a連通。內部空間71a與容器構件61之內部則藉由流出口71c而連通。經由此，自供給源116通過供給路徑91a而供給至內部空間73a的氮係依序通過內部空間73a、72a、71a，而流入至容器構件61之內部，通過送出口61b而傳送至返還路徑42。
接著，對於置換搬送機器手臂3之內部的氣體的方法而加以說明。首先，例如在EFEM1之啟動時，自供給源116(參照圖7，本發明之供給源)，藉由供給路徑91a，傳送氮於手臂構件73之內部空間73a，再藉由內部空間72a、71a而供給氮於容器構件61的內部(參照圖8)。更且，藉由送出口61b而將容器構件61內之氣體送出於返還路徑43。經由此，容器構件61內之氣體則迅速地置換為氮。並且，搬送室41內的氮濃度則成為不足特定值(例如，不足100ppm)之後，停止自供給源116之氮的供給。通常，由旋轉驅動風扇83者，藉由開口61a等而自搬送室41導入氣體至容器構件61內。並且，將容器構件61內之氣體送出於返還路徑43。經由此，抑制釋放灰塵至搬送室41內者。
如以上，加以設置連接搬送機器手臂3之容器構件61與返還路徑43的連接路徑82a。因此，假設即使在容器構件61之內部空間產生有灰塵，此灰塵係藉由連接路徑82a而排出於返還路徑43之故，可抑制灰塵漏出於搬送室41內。更且，排出於返還路徑43的灰塵係經由配置於返還路徑43的下流側之FFU44而加以除去。隨之，可抑制經由在容器構件61的內部空間所產生的灰塵而污染搬送室41之情況。另外，在如此之構成中，因容器構件61內的氮則未直接排出於外部之故，無須補充自容器構件61內所排出部分的氮，而可抑制氮之供給量的增大之故，可抑制成本的增大。隨之，在使框體2內的氮循環之形式的EFEM1中，可抑制成本的增大同時，抑制釋放灰塵於搬送室41內之情況者。另外，例如在EFEM1之啟動時等，由積極性地自供給源116供給非活性氣體者，可迅速地置換容器構件61內的氣體。另外，搬送室41內之氧濃度則成為不足特定值之後，經由停止來自供給源116之氮的供給者，可抑制成本之增大。
另外，因可經由風扇83所生成之氣流，確實地傳送容器構件61內的氮於返還路徑43之故，抑制容器構件61內的氮自開口部61a與支柱62之間的間隙洩漏之情況，而可更確實地抑制釋放灰塵於搬送室41內者。
另外，經由噴射器87而吸引產生於套筒79之附近的灰塵，而自供給源115所供給的氮則與灰塵同時排出於返還路徑43之故，該氮係直接進行循環。更且，灰塵係經由FFU44而加以除去。隨之，與進行真空排氣的構成作比較，可抑制經由氮的補充之成本的增大者。
另外，於容器構件71~73，各形成有流入口71b~73b與流出口71c~73c之故，與未形成此等之情況作比較，可縮短花上於手臂構件71~73之內部空間71a~73a的氣體置換的時間，可抑制生產效率的下降。
接著，對於前述實施形態加上變更之變形例，加以說明。但對於具有與前述實施形態同樣的構成者，係附上相同符號而適宜省略其說明。
(1)在前述實施形態中，風扇83係作為經由馬達84而以一定的旋轉速度加以旋轉驅動者，但並不限定於此。在容器構件61內中，驅動機構63則在上下驅動支柱62時，而有容易產生灰塵之虞。因此，如圖9所示，搬送機器手臂3a則具有控制馬達84之風扇控制部12(本發明之控制部)亦可。更且，風扇控制部12係在驅動機構63動作時，與驅動機構63未動作時作比較，加速風扇83之旋轉速度亦可。經由此，在驅動機構63動作時，由加速風扇83的旋轉速度而加速風速者，可確實地將容器構件61內的氮傳送至返還路徑43者。另外，對於驅動機構63未動作時，由減緩風扇83的旋轉速度者，可使馬達84之消耗電力降低。然而，控制裝置5(參照圖1等)或者機器手臂控制部11(參照圖2等)則呈控制風扇83之旋轉速度地加以構成亦可。
(2)在至前述為止之實施形態中，搬送機器手臂3之容器構件61與返還路徑43則作為經由連接路徑82a而加以連接(即，搬送機器手臂3則相當於本發明之自動裝置)之構成，但並不限定於此。例如，對於上述之對準器54適用本發明亦可。此情況，對準器54亦相當於本發明之自動裝置。以下，使用圖10而具體地加以說明。圖10(a)係顯示對準器54之構造的部分剖面圖。圖10(b)係對準器54及其周邊之平面圖。
對於對準器54之構成簡單地加以說明。如圖10(a)所示，對準器54係具有：容器構件92，和保持部93，和支持部94，和馬達95(本發明之驅動機構)，和攝影機96。對於容器構件92係形成有開口92a。於容器構件92之外側，配置有保持晶圓W之保持部93。支持部94係自下方支持保持部93。馬達95係旋轉驅動支持部94。攝影機96係攝影在保持於保持部93之狀態進行旋轉之晶圓W的外緣部。經由此，對準器54係計測晶圓W經由搬送機器手臂3而保持在自目標保持位置偏移多少之位置，將計測結果送訊至機器手臂控制部11。
由經由馬達95而旋轉驅動支持部94者，會產生有灰塵於容器構件92內。因此，如圖10(a)所示，對於容器構件92係形成有氮的排出口97。排出口97係連接有經由連接管98所形成之連接路徑98a。如圖10(b)所示，連接路徑98a係連接容器構件92與返還路徑43。更且，對於連接路徑98a配置風扇99亦可。
(3)在至前述為止之實施形態中，形成於柱21~24之內部的空間21a~24a則作為返還路徑43之構成，但並不限定於此。即，返還路徑43係經由其他的構件而形成亦可。
(4)在至前述為止之實施形態中，作為非活性氣體而使用氮之構成，但並不限定於此。例如，作為非活性氣體而使用氬等亦可。
1‧‧‧EFEM
3‧‧‧搬送機器手臂(自動裝置)
12‧‧‧風扇控制部(控制部)
43‧‧‧返還路徑
44‧‧‧FFU(風扇過濾單元)
54‧‧‧對準器(自動裝置)
61‧‧‧容器構件
61a‧‧‧開口
62‧‧‧支柱(支持部)
63‧‧‧驅動機構
70‧‧‧手臂機構(保持部)
71、72、73‧‧‧手臂構件
71a、72a、73a‧‧‧內部空間
71b、72b、73b‧‧‧流入口
71c、72c、73c‧‧‧流出口
74‧‧‧機械手
77‧‧‧可動部(切換部)
82a‧‧‧連接路徑
83‧‧‧風扇
87‧‧‧噴射器
92‧‧‧容器構件
93‧‧‧保持部
94‧‧‧支持部
95‧‧‧馬達(驅動機構)
98a‧‧‧連接路徑
W‧‧‧晶圓(基板)
圖1係有關本實施形態之EFEM及其周邊的概略性平面圖。
圖2係顯示EFEM之電性構成的圖。
圖3係框體之正面圖。
圖4係圖3之IV-IV剖面圖。
圖5係圖3之V-V剖面圖。
圖6係顯示搬送機器手臂之構造的圖。
圖7係顯示對於循環路徑的氮之供給路徑及排出路徑的模式圖。
圖8係顯示在搬送機器手臂之氮的送出口的圖。
圖9係顯示有關變形例的搬送機器手臂的圖。
圖10係顯示有關其他的變形例之對準器的圖。

Claims (8)

  1. 一種EFEM係具有：經由除去灰塵的風扇過濾單元而加以清淨化之非活性氣體則流動於特定方向之搬送室，和自前述搬送室之前述特定方向的下流側，返回前述非活性氣體至前述風扇過濾單元之返還路徑，前述非活性氣體則呈循環地加以構成之EFEM，其特徵為具備： 以配置前述搬送室內，保持基板的狀態而進行特定的動作之自動裝置； 前述自動裝置係具有： 形成有開口的容器構件， 和配置於前述容器構件之外側，保持前述基板之保持部， 和支持前述保持部，插通於前述開口的支持部， 和收容於前述容器構件，驅動前述支持部的驅動機構， 設置有連接前述容器構件與前述返還路徑的連接路徑者。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之EFEM，其中，更具備：藉由前述連接路徑而將前述容器構件內的非活性氣體送出至前述返還路徑之風扇者。
  3. 如申請專利範圍第2項記載之EFEM，其中，更具備：旋轉驅動前述風扇的風扇驅動裝置， 和控制前述風扇驅動裝置之控制部； 前述控制部係在前述驅動機構動作時，與前述驅動機構未動作時作比較，加速前述風扇的旋轉速度情況者。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項任一項記載之EFEM，其中，作為前述自動裝置，設置有搬送前述基板之搬送機器手臂， 前述容器構件係加以固定於前述搬送室內， 作為前述保持部，設置有保持前述基板而搬送於水平方向之手臂機構， 作為前述支持部，設置有支持前述手臂機構之支柱， 前述支柱係經由前述驅動機構而加以上下驅動者。
  5. 如申請專利範圍第4項記載之EFEM，其中，前述手臂機構係具備： 具有保持前述基板的機械手， 和在保持前述基板的保持狀態，與解除前述保持狀態之解除狀態之間，切換前述機械手的狀態之切換部， 經由自灰塵除去用的非活性氣體供給源所供給之前述非活性氣體的流動而吸引在前述切換部之動作時所產生的灰塵，更且，將所供給之前述非活性氣體，與灰塵同時排出於前述返還路徑之噴射器者。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項記載之EFEM，其中，前述手臂機構係具有中空的手臂構件， 對於前述手臂構件，係形成有為了使自淨化用之非活性氣體供給源所供給之前述非活性氣體，流入至前述手臂構件之內部空間的流入口，和為了自前述手臂構件之前述內部空間，使氣體流出之流出口者。
  7. 一種EFEM之氣體置換方法係具有：經由除去灰塵之風扇過濾單元而加以清淨化的非活性氣體則流入至特定方向之搬送室，和自前述搬送室之前述特定方向的下流側，返回前述非活性氣體至前述風扇過濾單元之返還路徑，在前述非活性氣體呈循環地加以構成之EFEM中，置換氣體的氣體置換方法，其特徵為 前述EFEM係具備：配置於前述搬送室內，在保持基板之狀態，進行特定動作之自動裝置者， 前述自動裝置係具有：形成有開口之容器構件，和收容於前述容器構件之驅動機構者， 由自前述非活性氣體之供給源，供給前述非活性氣體至前述容器構件之內部，自前述容器構件的內部送出氣體至前述返還路徑者，置換前述容器構件的內部之氣體者。
  8. 如申請專利範圍第7項記載之在EFEM之氣體置換方法，其中，前述搬送室內之前述氣體環境則成為不足特定的氧濃度之後，停止來自前述供給源之前述非活性氣體的供給，將前述搬送室內的氣體導入於前述容器構件的內部而送出至前述返還路徑者。
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