JP6599599B2

JP6599599B2 - Ｅｆｅｍシステム

Info

Publication number: JP6599599B2
Application number: JP2014017820A
Authority: JP
Inventors: 俊宏河合; 邦彦佐藤; 育志谷山
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2019-10-30
Anticipated expiration: 2034-01-31
Also published as: JP2015146348A

Description

本発明は、表面性状の変化やパーティクルの付着を生じさせる雰囲気に晒すことなくウェーハの搬送を行うことのできるＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）システムに関するものである。

従来より、基板としてのウェーハに対し種々の処理工程が施されることにより半導体の製造がなされてきている。近年では素子の高集積化や回路の微細化がますます進められており、ウェーハ表面へのパーティクルや水分の付着が生じないように、ウェーハ周辺を高いクリーン度に維持することが求められている。さらに、ウェーハ表面が酸化するなど表面の性状が変化することがないよう、ウェーハ周辺を不活性ガスである窒素雰囲気としたり、真空状態としたりすることも行われている。

こうしたウェーハ周辺の雰囲気を適切に維持するために、ウェーハは、ＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）と呼ばれる密閉式の格納ポッドの内部に入れて管理され、この内部には窒素が充填される。さらに、ウェーハに処理を行う処理装置と、ＦＯＵＰとの間でウェーハの受け渡しを行うために、下記特許文献１に開示されるようなＥＦＥＭが利用されている。ＥＦＥＭは、筐体の内部で略閉止されたウェーハ搬送室を構成するとともに、その対向壁面の一方にＦＯＵＰとの間でのインターフェース部として機能するロードポート（Load Port）を備えており、他方に処理装置の一部であるロードロック室が接続される。ウェーハ搬送室内には、ウェーハを搬送するためのウェーハ搬送装置が設けられており、このウェーハ搬送装置を用いて、ロードポートに接続されるＦＯＵＰとロードロック室との間でウェーハの出し入れが行われる。

すなわち、ウェーハは一方の受け渡し位置となるＦＯＵＰ（ロードポート）より、ウェーハ搬送装置を用いて取り出され、もう一方の受け渡し位置となるロードロック室に搬送される。そして、処理装置では、ロードロック室を通じて搬送されるウェーハに対してプロセスチャンバーと称される処理ユニット内で処理を施し、処理の完了後に、再びロードロック室を介してウェーハが取り出されてＦＯＵＰ内に戻される。

処理装置内は、ウェーハに対する処理を速やかに行うことができるように、処理に応じた真空等の特殊な雰囲気とされる。また、ＥＦＥＭにおけるウェーハ搬送室の内部は、化学フィルタ等を通じて清浄化されたエアを導入することで、高いクリーン度のクリーンエア雰囲気とされており、搬送中のウェーハの表面にパーティクル等の付着による汚染が無いようにされている。

特開２０１２−４９３８２号公報

しかしながら、近年、ますますのクリーン化が進められる中で、ＥＦＥＭのウェーハ搬送室内はクリーン度が比較的高いものの、ＦＯＵＰ内や処理装置内とは異なる空気雰囲気であることによる影響が懸念されるようになってきている。

すなわち、空気雰囲気に晒されることによりウェーハ表面に水分や酸素が付着しやすく、腐食や酸化が生じる可能性がある。また、処理装置において用いられた腐食性ガス等がウェーハの表面に残留している場合には、ウェーハ表面の配線材料を腐食して歩留りの悪化が生じる可能性もある。さらに、腐食元素は水分の存在により腐食反応を加速させるため、腐食性ガスと水分の双方が存在することで、より速く腐食が進行する可能性もある。

また、ウェーハの受け渡しを行う際に、ロードポートに設けられたパージ部よりＦＯＵＰに不活性ガスである窒素等を注入することでＦＯＵＰ内を加圧し、ＦＯＵＰ内にウェーハ搬送室内の空気雰囲気が侵入することを防止するよう構成した場合には、ウェーハの受け渡しが完了するまでの間ＦＯＵＰ内に窒素を注入し続けなくてはならず、注入した窒素はウェーハ搬送室へと流出してしまうため、窒素の使用量が膨大なものとなり、コストが増大するという問題が生じる。

これを避けるためには、ウェーハ搬送室の内部をＦＯＵＰと同様窒素雰囲気にすることが考えられるが、単にウェーハ搬送の開始時に窒素雰囲気にするだけでは、時間の経過とともにウェーハ搬送室内のクリーン度が低下し、この内部での搬送中にウェーハ表面にパーティクルが付着する可能性が生じるとともに、処理装置において用いられた腐食性ガス等の影響も増加する。また、ウェーハ搬送室内に常に窒素を供給し続けた場合は窒素の使用量が増加し、コストが増大することに対する解決策とはならない。そして、ＥＦＥＭは通常クリーンルーム内に複数台設置されるため、ＥＦＥＭ毎に窒素を供給すると窒素の使用量はさらに膨大なものとなる。また、個々のＥＦＥＭに付随して窒素を供給するための設備をそれぞれ設けた場合には、設備全体の設置面積が増大するともに、設備の設置及び管理に要するコストが増大することになる。

加えて、上記の問題は、処理や保管場所とは異なる雰囲気のもとで搬送を行う限り、ウェーハ以外の基板を搬送する場合においても同様に生じるものといえる。

本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、具体的には、複数のＥＦＥＭを運用する場合に、搬送中のウェーハを、表面性状の変化やパーティクルの付着を生じさせる雰囲気に晒すことなく、ウェーハへのパーティクルの付着の抑制や、ウェーハ表面の性状の管理を適切に行うことを単純な構造によって実現し、設置面積の削減やコストダウンを図ることができるＥＦＥＭシステムを提供することを目的としている。

本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明のＥＦＥＭシステムは、内部でウェーハを搬送するための、外部から区画されたウェーハ搬送室をそれぞれ備えた複数のＥＦＥＭと、当該ＥＦＥＭの外部に設けられ、ガスの清浄化を行うためのダストフィルタを備えるガス清浄装置と、当該ガス清浄装置によって清浄化されたガスを分配し、各ＥＦＥＭのガス供給口に接続され前記ガス供給口に前記ガスを供給するガス供給ダクトと、各ウェーハ搬送室から排出されるガスを前記ガス清浄装置へ帰還させるガス帰還路とを具備し、前記ウェーハ搬送室と前記ガス清浄装置との間で、前記外部にガスを流出させることなくガスを循環させるものであって、前記ガスは不活性ガスであることを特徴とする。

このように構成すると、ガス清浄装置に備えられたダストフィルタがウェーハ搬送室から排出されるガスに含まれるパーティクルを除去することで清浄化し、清浄化されたガスをウェーハ搬送室に供給することで、ウェーハ搬送室内を清浄なガス雰囲気下に保つことができる。また、複数のＥＦＥＭがガス清浄装置を共有することになり、ガス清浄装置をＥＦＥＭ毎に設ける必要がなくなるため、各ＥＦＥＭの構造を単純化することが可能となり、設置面積の削減やコストダウンを図ることが可能となる。
また、前記ガスとして不活性ガスを用いるので、酸素や湿気等によるウェーハ表面の性状の変化を抑制し、歩留りが低下することを防止することができる。

ガス清浄装置と各ウェーハ搬送室との間のガスの循環を有効に行うためには、前記ガス清浄装置は、前記ガス帰還路から前記ガス供給ダクトへ向かう方向にガスを送出する送風手段を備えるように構成することが好適である。

また、ウェーハ搬送室と接続される処理装置から流入した分子状汚染物質が循環することを防止し、ウェーハ搬送室を適切なガス雰囲気下に保つためには、前記ガス清浄装置は、帰還されたガス中に存在する分子状汚染物質を除去するケミカルフィルタを備えるように構成することが有効である。

加えて、ウェーハ搬送室内の水分によってウェーハの品質低下が起こることを有効に防止するためには、前記ガス清浄装置は、ガス中の水分を除去する乾燥機を備えるように構成することが好ましい。

循環路中のガスを適切なガス雰囲気に置換し、ウェーハ搬送室内において酸素や処理による残留ガスがウェーハ表面に付着してウェーハの表面性状を変化させることを抑制し、歩留りが低下することを防止するとともに、ウェーハ搬送室内のガスの一部が外部に流出した場合に、流出分のガスを供給してウェーハ搬送室内の状態を一定に保つためには、前記ガス供給ダクトの途中位置にガスを導入するガス導入手段と、前記ガス帰還路の途中位置よりガスを吸引するためのガス吸引手段とをさらに備えるように構成することが望ましい。

また、ウェーハ上部に付着したパーティクルを除去するとともに、ウェーハ搬送室内にパーティクルが浮遊することを防止するためには、前記ＥＦＥＭは、前記ウェーハ搬送室の上部に設けられ、前記ガス供給ダクトと接続されるガス供給口と、前記ウェーハ搬送室の下部に設けられ、前記ガス帰還路と接続されるガス排出口とを含んで構成されており、前記ウェーハ搬送室内に前記ガス供給口から前記ガス排出口へと流れる下降気流を生じさせていることが好ましい。

さらに、ウェーハ搬送室内に下降気流を有効に発生させ、パーティクルがウェーハに付着することをより一層防止することを可能とするためには、前記ガス供給口には、前記ガス供給ダクトより供給されるガスを前記ウェーハ搬送室内へ送り込む送風手段と、前記ガス供給ダクトより供給されるガスを清浄化するダストフィルタとが接続されるよう構成することが好適である。

以上説明した本発明によれば、複数のＥＦＥＭを運用する場合に、搬送中のウェーハを、表面性状の変化やパーティクルの付着を生じさせる雰囲気に晒すことなく、ウェーハへのパーティクルの付着の抑制やウェーハ表面の性状の管理を適切に行うことを、単純な構造によって実現し、設置面積の削減やコストダウンを図ることができるＥＦＥＭシステムを提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係るＥＦＥＭシステムを模式的に示す説明図。同ＥＦＥＭシステムを構成するＥＦＥＭと処理装置との関係を模式的に示す平面図。同ＥＦＥＭの側面壁を取り外した状態を示す側面図。本発明に係るＥＦＥＭシステムの変形例を模式的に示す説明図。本発明に係るＥＦＥＭシステムの他の変形例を模式的に示す説明図。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

本発明の実施形態に係るＥＦＥＭシステムは、図１に示すように、クリーンルーム内に設置され、同じ内容積を持ち、ウェーハＷに対して同じ処理を行う際に用いられる２台以上のＥＦＥＭ１０〜１０と、これらＥＦＥＭ１０〜１０の外部に設けられる１つのガス清浄装置２０と、ガス清浄装置２０によって清浄化された清浄ガスＧｃを分配し、複数のＥＦＥＭ１０〜１０がそれぞれ内部に有するウェーハ搬送室１１〜１１（図２及び図３参照）に供給するガス供給路３０と、ウェーハ搬送室１１〜１１から排出される排出ガスＧｄをガス清浄装置２０へ帰還させるガス帰還路４０と、制御手段５０と、窒素ガスをガス供給路３０へ導入するガス導入手段６０と、ガス帰還路４０中のガスを吸引するガス吸引手段７０とから構成される。そして、ガス清浄装置２０、ガス供給路３０、複数のウェーハ搬送室１１〜１１、ガス帰還路４０は連通されていて窒素雰囲気となっており、これらの間で循環路Ｃｉを構成することで窒素の循環が行われている。すなわち、複数のＥＦＥＭ１０〜１０がガス清浄装置２０を共有する構成となっている。なお、循環路Ｃｉを構成するガス清浄装置２０、ガス供給路３０、複数のウェーハ搬送室１１〜１１、ガス帰還路４０はそれぞれ接続部分を除いて密閉されており、これらを接続した状態で窒素が循環路Ｃｉの外部に流出しないようになっている。また、本実施形態においては、この循環路Ｃｉに不活性ガスである窒素を循環させることとするが、循環させるガスはこれに限られるものではなく、他のガスを用いることもできる。

各ＥＦＥＭ１０は、図２及び図３に示すように、所定の受け渡し位置間でウェーハＷの搬送を行うウェーハ搬送装置１２と、このウェーハ搬送装置１２を囲むように設けられた箱型のウェーハ搬送室１１と、ウェーハ搬送室１１の対向する壁面の一方に接続される複数（図中では３つ）のロードポート１３〜１３とを備えている。ロードポート１３上にはＦＯＵＰ１４が載置され、ロードポート１３が備える扉１３ａとＦＯＵＰ１４に設けられた蓋部１４ａとが連結して共に移動することで、ＦＯＵＰ１４とウェーハ搬送室１１とが連通するようになっている。ＦＯＵＰ１４内には載置部が上下方向に多数設けられており、これによって多数のウェーハＷを格納することができる。また、ＦＯＵＰ１４内には通常窒素が充填されるとともに、ロードポート１３を介してＦＯＵＰ１４内の雰囲気を窒素置換することも可能となっている。

また、図２に示すように、各ＥＦＥＭ１０は、ロードポート１３の接続される壁面と対向する壁面の外側に隣接して、ウェーハＷに処理を行う処理装置１が接続できるようになっており、ＥＦＥＭ１０と処理装置１との間に設けられた一般にゲートバルブと称される扉１０ａを開放することで、ＥＦＥＭ１０のウェーハ搬送室１１と処理装置１のロードロック室２とを連通した状態とすることが可能となっている。処理装置１としては種々様々なものを使用できるが、一般には、ロードロック室２と隣接して搬送室３が設けられ、さらに搬送室３と隣接して複数（図中では３つ）の処理ユニット４〜４が設けられる構成となっている。搬送室３と、ロードロック室２や処理ユニット４〜４との間には、それぞれ扉２ａ，３ａ〜３ａが設けられており、これを開放することで各々の間を連通させることができ、搬送室３内に設けられた搬送ロボット５を用いてロードロック室２及び処理ユニット４〜４の間でウェーハＷを移動させることが可能となっている。なお、本実施形態において、各ＥＦＥＭ１０と接続される処理装置１は同じ種類の処理を行うものとする。

ウェーハ搬送室１１はウェーハ搬送装置１２が駆動する空間であり、循環する窒素の流出を抑えるため高気密に作られている。また、図３に示すように、ウェーハ搬送室１１の上部にはガス供給路３０（図１参照）と接続するガス供給口１５と、送風手段であるファン１６ａとダストフィルタ１６ｂとから構成されるファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１６が設けられており、ダストフィルタ１６ｂがガス供給口１５から供給されたガス中のパーティクルを除去するとともに、ファン１６ａがウェーハ搬送室１１に向けて送風することによって、ウェーハ搬送室１１内に下降気流を生じさせている。さらに、ウェーハ搬送室１１の下部にはガス帰還路４０（図１参照）と接続するガス排出口１８が設けられており、ウェーハ搬送室内１１を下降気流として通過したガスはガス帰還路４０を通じてガス清浄装置２０へと帰還され、再利用される。なお、上述したようにウェーハ搬送室１１内に下降気流を発生させることで、ウェーハＷ上部に付着したパーティクルを除去するとともに、ウェーハ搬送室１１内にパーティクルや処理装置１で生じた不純物や残留ガスが浮遊することを防止することが可能となっている。

ウェーハ搬送装置１２は、図２及び図３に示すように、ウェーハ搬送室１１の底部にガイドレール１２ａを介して支持され、ウェーハ搬送室１１底面の幅方向に延在するガイドレール１２ａに沿って移動できるようになっており、側方に並んだ３つのロードポート１３〜１３に載置されたＦＯＵＰ１４に収容されているウェーハＷをロードロック室２へ搬送すること及び、処理ユニット４〜４において処理が行われた後のウェーハＷをＦＯＵＰ１４内へ再び搬送することが可能となっている。

ガス清浄装置２０は、図１に示すように、各ＥＦＥＭ１０のウェーハ搬送室（図２参照）１１を流れることによってパーティクルや分子状汚染物質を含み、ガス帰還路４０から帰還した排出ガスＧｄを再利用するべく清浄化し、清浄化された清浄ガスＧｃをガス供給路３０へ送出し、ウェーハ搬送室１１〜１１へ清浄ガスＧｃを供給して循環させる装置であり、具体的には、ダストフィルタ２１と、乾燥機２２と、ケミカルフィルタ２３と、送風手段であるブロア２４を備えて構成されている。なお、これらガス清浄装置２０の要素は、図１においては循環路Ｃｉの下流側から上流側へブロア２４、ケミカルフィルタ２３、乾燥機２２、ダストフィルタ２１の順に配置しているが、必ずしもこの順序で設ける必要はなく、配置する順序は適宜変更が可能である。ガス清浄装置２０は、ＥＦＥＭ１０〜１０が設置されるクリーンルーム内に設置してもよく、クリーンルームの壁面にガス供給路３０及びガス帰還路４０のダクトを通すことによって、クリーンルーム外に設置することも可能であり、クリーンルーム内の装置の配置等に応じて適宜の位置に設置することができる。

ダストフィルタ２１は、排出ガスＧｄ中のパーティクルを除去するものであり、各ＥＦＥＭ１０及びこれらと接続される処理装置１の状況や排出ガスＧｄに含まれるパーティクルの状況、また、循環路Ｃｉ中のガスの循環圧力等に応じてＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタなどが使い分けられる。なお、上述したようにダストフィルタ２１以外にも、各ＥＦＥＭ１０の内部にダストフィルタ１６ｂが設けられているが（図３参照）、ガス清浄装置２０のダストフィルタ２１と協働して作用することによって、ウェーハ搬送室１１内により浄化されたガスを供給することが可能となる。また、ＥＦＥＭ１０に設けられたダストフィルタ１６ｂのみによってパーティクルの除去を行う場合と比較して、ダストフィルタ１６ｂの交換回数を減らすことができ、ＥＦＥＭ１０毎にダストフィルタ１６ｂを交換する交換コストを低減することが可能となっている。

乾燥機２２は、ＥＦＥＭ１０と接続される処理装置１内で生じた排出ガスＧｄ中の水分を除去するために用いられるものであり、一般に除湿器又は脱湿機と称される機器より構成されている。排出ガスＧｄ中の水分を除去することで、ウェーハ搬送室１１内の水分によってウェーハＷの品質低下が起こることを防止することが可能となる。なお、この乾燥機２２は、接続する処理装置１において水分が生じず、ウェーハ搬送室１１内の湿度が上昇しない場合には、制御手段５０の制御によって稼働を停止することも可能である。

ケミカルフィルタ２３は、処理装置１（図２参照）における処理等で用いた、あるいは処理によって生じたガスがウェーハＷに付随してウェーハ搬送室１１内に流入した残留ガス等の分子状汚染物質を除去するものであり、分子状汚染物質の種類に応じて、イオン交換反応によって汚染物質を除去するカチオンフィルタ、アニオンフィルタや、物理的に汚染物質を吸着する活性炭フィルタなどが用いられる。

そして、ブロア２４は、循環路Ｃｉのガスの循環を促進するため、ガス帰還路４０からガス供給路３０へ向けて送風を行うものであり、ガス帰還路４０内のガスの吸引作用とガス供給路３０へのガスの送出作用とを有している。なお、制御手段５０はブロア２４の送風量を調節することが可能であり、循環路Ｃｉ中に図示しない圧力センサあるいは流量計を設置し、この圧力センサあるいは流量計の数値を基に制御手段５０がブロア２４の送風量を調節することによって、循環路Ｃｉ中のガスの流れを均一化することができる。

ガス供給路３０は、ガス清浄装置２０によって清浄化された清浄ガスＧｃをＥＦＥＭ１０〜１０のウェーハ搬送室１１〜１１（図３参照）へと送出するダクトであり、ガス清浄装置２０と接続され、複数のＥＦＥＭ１０〜１０へ向かうガスが流れる主となる流路である第１供給路３１と、第１供給路３１から分岐して単独のＥＦＥＭ１０へ向かい、それぞれのウェーハ搬送室１１のガス供給口１５（図３参照）と接続される複数の第２供給路３２〜３２とから構成されている。

ガス帰還路４０は、ＥＦＥＭ１０〜１０のウェーハ搬送室１１〜１１（図３参照）から排出された排出ガスＧｄをガス清浄装置２０へ帰還させるダクトであり、各ウェーハ搬送室１１のガス排出口１８（図３参照）と接続される複数の第２帰還路４２〜４２と、これら第２帰還路４２〜４２と接続され、ウェーハ搬送室１１〜１１からの排出ガスＧｄを合流させるとともに、ガス清浄装置２０と接続し、合流した排出ガスＧｄをガス清浄装置２０へと帰還させる主となる流路となる第１帰還路４１とから構成される。

なお、ガス供給路３０及びガス帰還路４０はＥＦＥＭシステムが導入されるクリーンルームの環境によって角ダクトや丸ダクトなど様々な形状のものが用いられ、その材質としては、一般的な亜鉛めっき鉄板のほか、防錆性のあるステンレス鋼板や耐ガス性に優れた塩ビ被覆鋼板など、循環するガスに含まれる成分に応じて適した材質が用いられる。また、ガス供給路３０を流れる清浄ガスＧｃとガス帰還路４０を流れる排出ガスＧｄとではガスの清浄度が異なるため、ガス供給路３０とガス帰還路４０とで用いる材質を変更すれば、材料コストを抑えることが可能となる。

制御手段５０は、上述したガス清浄装置２０を動作させ、循環路Ｃｉ内の窒素を清浄化しながら循環させる窒素循環制御を行うものであり、ＣＰＵ、メモリ及びインターフェースを備えた通常のマイクロプロセッサ等により構成され、メモリには予め処理に必要なプログラムが格納してあり、ＣＰＵは逐次必要なプログラムを取り出して実行し、周辺ハードリソースと協働して所期の機能を実現するものとなっている。なお、窒素循環制御については後述する。

ガス導入手段６０は、第１供給路３１とバルブ６１を介して接続され、第１供給路３１内に窒素を送出するものであり、制御手段５０がバルブ６１の開閉を制御することによって、ガス供給路３０への窒素の供給と供給の停止を制御するとともに、供給時においては単位時間当たりの供給量を制御することが可能となっている。

ガス吸引手段７０は、第１帰還路４１とバルブ７１を介して接続され、制御手段５０からの命令に基づいて動作して、バルブ６１の開閉によって第１帰還路４１内と外部に設けられたガス排出先とを連通させることが可能となっている。そして、上述したガス導入手段６０による窒素の供給と併用することにより、循環路Ｃｉ内を窒素雰囲気に置換することが可能となっている。なお、本実施形態においては、循環路Ｃｉを循環させるガスを窒素とするため、ガス供給手段６０は窒素を供給するものとしているが、他のガスを循環させる場合は、ガス供給手段６０はその循環させるガスを供給するものとすればよい。

次に、上記のように構成したＥＦＥＭシステムにおいて窒素を循環させる、窒素循環制御における動作を、図１を用いて説明する。

まず、初期段階として、制御手段５０がバルブ７１及びバルブ６１を開放し、ガス吸引手段７０によりガス帰還路４０中のガスを吸引して排出させつつ、ガス導入手段６０によりガス供給路３０内へ窒素を供給させることによって、これらガス帰還路４０及びガス供給路３０を含む大気雰囲気にある循環路Ｃｉをパージして窒素雰囲気にする。そして、パージが完了した段階でバルブ７１及びバルブ６１を閉じることで、閉止された循環路Ｃｉを構成する。この段階以降、制御手段５０は循環路Ｃｉ内の窒素が外部へ漏れた場合バルブ７１を開放し、その漏れ量に応じてガス供給手段６０に窒素の供給を行わせる。これを自動的に行わせるためには、各ＥＦＥＭ１０〜１０内に酸素濃度計を設けておき、酸素濃度計によって検出した酸素濃度が予め定めた所定値以上に高くなった場合に、循環路Ｃｉ内に新たに窒素を供給すべく、バルブ６１，７１の制御を行わせるように構成することも好適である。

次に、このようにして窒素雰囲気になった循環路Ｃｉにおいて、制御手段５０が制御装置２０のブロア２４を駆動させることによって、窒素の循環を生じさせる。なお、この時、各ＥＦＥＭ１０のＦＦＵ１６を構成するファン１６ａ（図３参照）も駆動させており、各ウェーハ搬送室１１内に下降気流を生じさせるとともに、循環路Ｃｉ内の窒素の循環を促進している。このような構成となっているため、ガス帰還路４０中の排出ガスＧｄが逆流しＥＦＥＭ１０内に流入することを有効に防止している。

そして、窒素が循環路Ｃｉを循環している際には、ガス清浄装置２０に設けられたダストフィルタ２１及びケミカルフィルタ２３と、各ＥＦＥＭ１０に設けられたＦＦＵ１６を構成するダストフィルタ１６ｂ（図３参照）が循環するガス中のパーティクル及び分子状汚染物質を除去するため、循環路Ｃｉ内、特にウェーハ搬送室１１内は常に清浄な窒素の流れが生じている状態となる。

このような状態となったＥＦＥＭ１０においては、図２に示すロードポート１３に載置され窒素雰囲気にパージされたＦＯＵＰ１４とウェーハ搬送室１１とを連通させ、ウェーハＷの出し入れを行う際には、ウェーハ搬送室１１とＦＯＵＰ１４はともに同じ窒素雰囲気であり、ウェーハ搬送室１１内の窒素も清浄に維持されているため、ＦＯＵＰ１４内にパーティクルや分子状汚染物質が入らないようＦＯＵＰ１４内をウェーハ搬送室１１内に対して陽圧にする必要がなく、ＦＯＵＰ１４内にパージする窒素の消費量を抑えることができる。

また、ウェーハ搬送室１１とロードロック室２との間に設けられた扉１０ａを開放することでこれらウェーハ搬送室１１とロードロック室２とを連通させ、ロードロック室２との間でウェーハＷの出し入れを行う際には、処理装置１における処理によってウェーハＷに付着した、あるいはロードロック室２内に存在するパーティクル及び分子状汚染物質がウェーハ搬送室１１内に流入する可能性があるものの、これらのパーティクル及び分子状汚染物質はウェーハ搬送室１１内の下降気流によって下方へ流れ、排出ガスＧｄとなってガス帰還路４０を通ってガス清浄装置２０へと帰還し、ダストフィルタ２１及びケミカルフィルタ２３によって清浄化される。清浄化されたガスは清浄ガスＧｃとしてガス供給路３０を通って再びウェーハ搬送室１１内へ送出されるが、ＥＦＥＭ１０内においてもＦＦＵ１６のダストフィルタ１６ｂによってパーティクルがさらに除去されるため、ウェーハ搬送室１１内にパーティクル及び分子状汚染物質が流れることがほとんどなく、ウェーハ搬送室１１内を搬送中のウェーハＷへの悪影響を有効に軽減することが可能となっている。

以上のように、本実施形態におけるＥＦＥＭシステムは、内部でウェーハＷを搬送するためのウェーハ搬送室１１をそれぞれ備えた複数のＥＦＥＭ１０〜１０と、ＥＦＥＭ１０〜１０の外部に設けられ、ガスの清浄化を行うためのダストフィルタ２１を備えるガス清浄装置２０と、ガス清浄装置２０によって清浄化されたガスである清浄ガスＧｃを分配し、各ウェーハ搬送室１１へ供給するガス供給路３０と、各ウェーハ搬送室１１から排出されるガスである排出ガスＧｄをガス清浄装置２０へ帰還させるガス帰還路４０とを具備し、ウェーハ搬送室１１とガス清浄装置２０との間でガスを循環させるように構成したものである。

このように構成しているため、ガス清浄装置２０に備えられたダストフィルタ２１がウェーハ搬送室１１から排出される排出ガスＧｄに含まれるパーティクルを除去することで清浄化し、清浄化された清浄ガスＧｃをウェーハ搬送室１１に供給することによって、ウェーハ搬送室１１内を清浄なガス雰囲気下に保つことができる。また、複数のＥＦＥＭ１０〜１０がガス清浄装置２０を共有することになり、ガス清浄装置２０をＥＦＥＭ１０毎に設ける必要がなくなるため、各ＥＦＥＭ１０の構造を単純化することが可能となり、設置面積の削減やコストダウンを図ることが可能となっている。

また、ガス清浄装置２０は、ガス帰還路４０からガス供給路３０へ向かう方向にガスを送出する送風手段であるブロア２４を備えるよう構成しているため、ガス清浄装置２０と各ウェーハ搬送室１１との間のガスの循環を有効に行うことが可能となっている。

さらに、ガス清浄装置２０は、帰還されたガス中に存在する分子状汚染物質を除去するケミカルフィルタ２３を備えるように構成しているため、ウェーハ搬送室１１と接続される処理装置１から流入した分子状汚染物質が循環することを防止し、ウェーハ搬送室１１を適切なガス雰囲気下に保つことが可能となっている。

また、ガス清浄装置２０は、ガス中の水分を除去する乾燥機２２を備えるよう構成しているため、ウェーハ搬送室１１内の水分によってウェーハＷの品質低下が起こることを有効に防止することが可能である。

加えて、ガス供給路３０の途中位置に窒素を導入するガス導入手段６０と、ガス帰還路４０の途中位置よりガスを吸引するためのガス吸引手段７０とをさらに備えて構成しているため、循環路Ｃｉ中のガスを窒素雰囲気に置換することで、ウェーハ搬送室１１内において酸素や処理による残留ガス等がウェーハ表面に付着してウェーハＷの表面性状を変化させることを抑制し、歩留りが低下することを防止するとともに、ウェーハ搬送室１１内のガスの一部が外部に流出した場合に、流出分のガスを供給してウェーハ搬送室１１内の状態を一定に保つことが可能となっている。

また、ＥＦＥＭ１０は、ウェーハ搬送室１１の上部に設けられ、ガス供給路３０と接続されるガス供給口１５と、ウェーハ搬送室１１の下部に設けられ、ガス帰還路４０と接続されるガス排出口１８とを含んで構成されており、ウェーハ搬送室１１内にガス供給口１５からガス排出口１８へと流れる下降気流を生じさせるよう構成しているため、ウェーハＷ上部に付着したパーティクルを除去するとともに、ウェーハ搬送室１１内にパーティクルが浮遊することを防止することができる。

加えて、ガス供給口１５には、ガス供給路３０より供給される窒素をウェーハ搬送室１１内へ送り込む送風手段としてのファン１６ａと、ガス供給路３０より供給される窒素を清浄化するダストフィルタ１６ｂを備えるファンフィルタユニット１６が接続されるよう構成しているため、ウェーハ搬送室１１内に下降気流を有効に発生させるとともに、パーティクルがウェーハＷに付着することをより一層防止することが可能となっている。

そして、循環路Ｃｉ内を循環するガスが不活性ガスである窒素であることから、酸素や湿気等によるウェーハＷ表面の性状の変化を抑制し、歩留りの低下を防止することが可能となっている。

なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態においては、各ＥＦＥＭ１０は同じ内容積を持っており、また、各ＥＦＥＭ１０と接続される処理装置１は同じ種類の工程を行うものであったが、ＥＦＥＭシステム内の各ＥＦＥＭ１０及び各処理装置１は異なる構成のものであってもよく、ウェーハＷに対して異なる処理工程を行うものであってもよい。

また、上述した実施形態の構成を基にして、図４に示すような構成に変形することもできる。この図では、上述の実施形態と同じ部分には同じ符号を付しており、これらの部分については説明を省略する。この変形例では、第１供給路３１とともにガス供給路１３０を構成し、第１供給路３１と各ＥＦＥＭ１０とを接続する第２供給路１３２〜１３２の途中にバルブ１３３〜１３３をそれぞれ設けるとともに、第１帰還路４１とともにガス帰還路１４０を構成し、第１帰還路４１と各ＥＦＥＭ１０とを接続する第２帰還路１４２〜１４２の途中にバルブ１４３〜１４３をそれぞれ設けている点で、上述の実施形態と異なっている。この場合、制御手段１５０は上記の実施形態における制御に加え、バルブ１３３〜１３３及びバルブ１４３〜１４３の開閉制御も行うこととなる。

このように構成すると、制御手段１５０の制御によって、稼働停止中のＥＦＥＭ１０に接続する第２供給路１３２に設けられたバルブ１３３と、同じＥＦＥＭ１０に接続する第２帰還路１４２に設けられたバルブ１４３とを閉じることで、稼働停止中のＥＦＥＭ１０に浄化ガスＧｃを流入させないようにすることができ、ガス導入手段６０による窒素の導入量を低減させることができるとともに、循環路Ｃｉ２の循環流域が減少するため、ブロア２４の送風量を低減することも可能となり、コストの削減を図ることが可能となる。特に、ＥＦＥＭ１０のメンテナンスを行う際など、ウェーハ搬送室１１内を非気密状態にする場合は、これに接続するバルブ１３３及びバルブ１４３がないと窒素が大量に流出してしまうことになるが、バルブ１３３及びバルブ１４３を有しているため、他のＥＦＥＭ１０〜１０を可動させた状態で特定のＥＦＥＭ１０のメンテナンスを行うことを可能としている。さらに、制御手段１５０がバルブ１３３〜１３３及びバルブ１４３〜１４３を流れるガスの流量を調節する制御を行うように構成することも考えられる。このように構成することによって、特にＥＦＥＭシステム内の各ＥＦＥＭ１０がそれぞれ異なる構成である場合や、各ＥＦＥＭがウェーハＷに対して異なる処理工程を行う処理装置１に接続する場合に、各ＥＦＥＭ１０のウェーハ搬送室１１内の環境に応じてガスの流量を調節することで、ガスの使用量を削減することが可能となる。

また、他の変形例として、図５に示すような構成とすることもできる。この図においても、上述した実施形態と同じ部分には同じ符号を付し説明を省略する。この変形例では、ガス清浄装置２２０と各ＥＦＥＭ１０がそれぞれ個別のガス供給路２３０及びガス帰還路２４０と接続されており、制御手段２５０が複数の循環路Ｃｉ３〜Ｃｉ３の循環を制御する構成となっている。この場合、ガス導入手段２６０とガス吸引手段２７０はバルブ２６１及びバルブ２７１を介してガス清浄装置２２０に直接接続されることが好ましい。そして、このように構成した場合は、それぞれのＥＦＥＭ１０〜１０の間でガスが連通されていないため、例えばあるＥＦＥＭ１０内においてパーティクルや分子状汚染物質が大量に発生した場合にも、このパーティクルや分子状汚染物質を含むガスがガス清浄装置２２０を介さず他のＥＦＥＭ１０〜１０に流入することを確実に防止することができる。

また、上述した実施形態では、ロードポート１３〜１３上に設けたＦＯＵＰ１４〜１４とロードロック室２との間で、ウェーハＷの搬送を行うものとしていたが、ＦＯＵＰ１４〜１４間での受け渡しを行わせる場合などにも用いることができる。

また、上述した実施形態においては、ウェーハ搬送装置１２の搬送対象としてはウェーハＷを用いるものを前提としていたが、本発明はガラス基板等様々な精密加工品を対象とするＥＦＥＭ１０に適用するＥＦＥＭシステムに用いることができる。

また、上述の実施形態においては、ガス導入手段６０が第１供給路３１に設けられ、ガス吸引手段７０が第１帰還路４１に設けられていたが、これらガス導入手段６０とガス吸引手段７０の設置位置は限定されるものではなく、循環路Ｃｉ中の任意の場所に設置することができる。さらに、各ＥＦＥＭ１０が備えるロードポート１３にＦＯＵＰ１４内へ窒素パージを行う窒素供給手段が備えられている場合は、ＦＯＵＰ１４とウェーハ搬送室１１を連通させた状態で窒素供給手段が窒素の供給を行うことによって、循環路Ｃｉに窒素を導入することも可能である。この場合、ガス導入手段６０を設けなくとも、従来と同じ設備を用いて循環路Ｃｉ内の窒素パージを行うことが可能となる。

さらには、上述の実施形態では窒素循環制御の初期段階としてガス吸引手段７０によるガスの排出とガス供給手段６０による窒素の供給とを同時に行ったが、まずガス吸引手段７０がガスを排出させることで循環路Ｃｉ内を負圧とし、その後ガス導入手段６０に循環路Ｃｉ内に窒素を供給させることによって、大気雰囲気にある循環路Ｃｉを窒素雰囲気とするようにしてもよい。こうすることによって、より効率よく窒素パージを行うことができる。

また、上述した実施形態では、循環路Ｃｉ内の雰囲気を置換するためのガスとして窒素を使用していたが、処理に応じて乾燥空気やアルゴン等種々様々なガスを用いることができる。

なお、上述した実施形態におけるガス清浄装置２０に、循環路Ｃｉ内の湿度を低下させるドライヤ、温度を低下させるクーラ、ウェーハＷの除電を行うイオナイザなどを設け、循環するガスの環境、すなわちウェーハ搬送室１１内の環境をよりウェーハＷの処理に適したものにさらに向上させることも可能である。

また、上述した実施形態におけるガス供給路３０及びガス帰還路４０の適当な場所にファンを設け、ガスの循環がより促進されるように構成してもよい。

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１０…ＥＦＥＭ
１１…ウェーハ搬送室
１５…ガス供給口
１６…ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）
１６ａ…ファン（送風手段）
１６ｂ…ダストフィルタ
１８…ガス排出口
２０…ガス清浄装置
２１…ダストフィルタ
２２…乾燥機
２３…ケミカルフィルタ
２４…ブロア
３０…ガス供給路
４０…ガス帰還路
６０…ガス導入手段
７０…ガス吸引手段
Ｗ…ウェーハ
Ｃｉ…循環路
Ｇｃ…清浄ガス
Ｇｄ…排出ガス

Claims

内部でウェーハを搬送するための、外部から区画されたウェーハ搬送室をそれぞれ備えた複数のＥＦＥＭと、
当該ＥＦＥＭの外部に設けられ、ガスの清浄化を行うためのダストフィルタを備えるガス清浄装置と、
当該ガス清浄装置によって清浄化されたガスを分配し、各ＥＦＥＭのガス供給口に接続され前記ガス供給口に前記ガスを供給するガス供給ダクトと、
各ウェーハ搬送室から排出されるガスを前記ガス清浄装置へ帰還させるガス帰還路とを具備し、
前記ウェーハ搬送室と前記ガス清浄装置との間で、前記外部にガスを流出させることなくガスを循環させるものであって、
前記ガスは不活性ガスであることを特徴とするＥＦＥＭシステム。
前記ガス清浄装置は、前記ガス帰還路から前記ガス供給ダクトへ向かう方向にガスを送出する送風手段を備えることを特徴とする請求項１記載のＥＦＥＭシステム。
前記ガス清浄装置は、帰還されたガス中に存在する分子状汚染物質を除去するケミカルフィルタを備えることを特徴とする請求項１又は２記載のＥＦＥＭシステム。
前記ガス清浄装置は、ガス中の水分を除去する乾燥機を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のＥＦＥＭシステム。
前記ガス供給ダクトの途中位置にガスを導入するガス導入手段と、前記ガス帰還路の途中位置よりガスを吸引するためのガス吸引手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のＥＦＥＭシステム。
前記ＥＦＥＭは、前記ウェーハ搬送室の上部に設けられ、前記ガス供給ダクトと接続される前記ガス供給口と、前記ウェーハ搬送室の下部に設けられ、前記ガス帰還路と接続されるガス排出口とを含んで構成されており、
前記ウェーハ搬送室内に前記ガス供給口から前記ガス排出口へと流れる下降気流を生じさせていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のＥＦＥＭシステム。
前記ガス供給口には、前記ガス供給ダクトより供給されるガスを前記ウェーハ搬送室内へ送り込む送風手段と、前記ガス供給ダクトより供給されるガスを清浄化するダストフィルタとが接続されていることを特徴とする請求項６記載のＥＦＥＭシステム。