JPH0614472Y2 - 処理システム - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、クリーンルーム内に処理装置を設置する処理
システムに関する。

［従来の技術］ 半導体集積回路や精密機器等を製造する工場で導入され
る一般のクリーンルームは、天井面にＨＥＰＡフィルタ
を取付するとともに床面に多数の通気孔を有したグレイ
チングを敷設し、天井面の裏側（上側）空間と床面の裏
側（下側）空間とをエア通路で接続し、エア通路に挿設
した空調器により内気を強制循環させることによって、
天井面のＨＥＰＡフィルタから清浄な空気をルーム内に
供給するようにしている。

この種クリーンルームの初期のものは、天井面の全面に
ＨＥＰＡフィルタを取付してルーム内に一様な清浄空気
を供給する、いわゆる全面垂直層流方式であった。しか
し、全面垂直層流方式によってクリーンルーム全体の清
浄度を高めようとすると、空調器等のイニシャルコスト
およびメンテナンスコストが非常に高くつく欠点があっ
た。

そこで、たとえば特開昭６３−２９２６１６号公報に記
載されるように、ルーム内に設置される各処理装置毎に
ＨＥＰＡフィルタを付設し、清浄度を要する部分に局所
的に清浄空気を供給するようにした、いわゆるクリーン
ベンチ方式が考案されているが、この方式によると、処
理装置の設置台数に応じて清浄空気供給装置が増えるた
め、メンテナンスが面倒であり、さらには給気ファンの
振動が装置本体ないし床に伝わるという不具合もある。

これに対し、たとえば特開昭６２−５０３１号公報に記
載されるようなクリーンルームは、処理箇所を垂れ壁に
より二つに区画し、高い清浄度を必要とする処理箇所の
ある室を垂直層流型の室として、最重要ゾーンのみを清
浄度の高い空間とする方式であって、上記全面垂直層流
方式およびクリーンベンチ方式のそれぞれの欠点を同時
に解決するものである。

第６図に、この垂れ壁方式によるクリーンルームの内部
の構造を示す。第６図において、クリーンルーム１００
内には、天井１０２に取付された垂れ壁１０４によって
第１の室１０６と第２の室１０８とが設けられている。

第２の室１０８は、自動搬送ロボット１１０と処理装置
（たとえば半導体製造装置）１１２との間で被処理体１
１４が受け渡しされる場所で、ここでは被処理体１１４
が室内空気に露出するために、清浄度において最重要ゾ
ーンである。したがって、この室１０８の天井面にはＨ
ＥＰＡフィルタ１１６が全面的に取付され、垂直層流方
式により室１０８内がたとえばクラス１００程度の高清
浄度に維持される。

第１の室１０６は、ここで被処理体１１４が室内空気に
露出することはないが、処理装置１１２のメンテナンス
等の点から清浄度において重要ゾーンである。したがっ
て、この室１０６の天井面には、ＨＥＰＡフィルタ１１
６が離散的に取付され、乱流方式によって室１０６内が
たとえばクラス１０００程度の清浄度に維持される。

処理装置１１２は、垂れ壁１０４の下部に形成された開
口１０４ａを塞ぐようにして第１の室１０６側に設置さ
れるのであるが、処理装置１１２の前部１１２ａは第２
の室１０８側にはみ出している。この装置前部１１２ａ
には、自動搬送ロボット１１０との間で被処理体１１４
を被処理体カセット（図示せず）に収容した状態で受け
渡しするための被処理体取入れ部１１２ｂが設けられて
いる。

第２の室１０８において、自動搬送ロボット１１０は、
処理装置１１２で処理されるべき被処理体１１４を被処
理体カセットに収容した状態で処理装置１１２の被処理
体取入れ部１１２ｂに移載する。処理装置１１２は、被
処理体取入れ部１１２ｂに移載された被処理体１１４を
枚葉式であれば１枚ずつ、バッチ式であれば一括して装
置本体内に搬入して所定の処理を施し、処理の済んだ被
処理体１１４を装置本体から搬出して被処理体取入れ部
１１２ｂに戻す。被処理体取入れ部１１２ｂに全部の処
理済み被処理体１１４が揃うと、自動搬送ロボット１１
０は、被処理体取入れ部１１２ｂから被処理体１１４を
被処理体カセットに収容した状態で引き取って他の所定
の処理装置へ移送する。

このように、垂れ壁１０４によって第１の室１０６から
仕切られ、垂直層流方式によりクラス１００程度の高い
清浄度に維持された第２の室１０８内で、被処理体１１
４の受け渡しが行われる。なお、第６図において、１１
８はグレイチング、１２０はエア通路、１２２は空調器
である。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、第６図に示したような上記従来のクリーンルー
ムでは、処理装置１１２の被処理体取入れ部１１２ｂ等
が第２の室１０８側にはみ出す機構であるために、次の
ような不具合があった。

第１に、処理装置１１２のはみ出した部分１１２ａ、１
１２ｂにおいて、上方のＨＥＰＡフィルタ１１６からの
清浄空気の層流が妨害され、定常的に気流の渦が発生し
て、ここに塵埃が溜りやすく、何かの拍子（たとえば風
量の変化等）でその滞留した塵埃が舞い上がって被処理
体１１４に付着するおそれがあった。

第２に、多数の処理装置１１２，１１２′…を並べて配
設した場合、第７図に示すように、第２の室１０８側に
おける各処理装置のはみ出し部分（１１２ａ、１１２
ｂ）、（１１２ａ′、１１２ｂ′）…長さＬ１，Ｌ２…
は処理装置の種類・型に応じてまちまちであるため、自
動搬送ロボット１１０の設計が難しく、また第２の室１
０８を余裕をみて広幅な室に設定しなければならず、ク
リーンルームコストが高くついていた。

本考案は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、被処
理体の受け渡しが行われる高清浄度室内の層流状態を良
好に保って塵埃が被処理体に付着しないようにし、かつ
該高清浄度室内の小型化・自動化を容易とする処理シス
テムを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本考案の処理システム
は、クリーンルーム内が仕切壁によって第１および第２
の室に分割され、前記仕切壁に形成された開口を塞ぐよ
うにして処理装置が前記第１の室側に設置され、前記第
２の室が垂直層流方式によって清浄度の高い空間に維持
され、前記処理装置で所定の処理を受けるべき被処理体
または前記処理装置で前記所定の処理を受けた被処理体
が前記第２の室側で受け渡しされる処理システムにおい
て、前記第２の室に面した前記処理装置の前面部に、前
記被処理体を出し入れするための被処理体出入口が設け
られるとともに前記被処理体出入口を閉じるための開閉
可能な扉が取付され、前記処理装置内に、前記被処理体
の受け渡しのために前記被処理体出入口を通って前記第
２の室側へ移動できるように構成された被処理体装填手
段が設けられている構成とした。

［作用］ 処理装置の全面部の蓋は、定常状態では閉じていて、第
２の室で被処理体の受け渡しが行われる時に開く。この
蓋が開くと、処理装置内の被処理体装填手段が被処理体
出入口を通って第２の室側に移動（往動）し、たとえば
搬送装置から未処理の被処理体を受け取り、あるいは処
理済みの被処理体を搬送装置へ渡す。被処理体の受け渡
しが終了すると、被処理体装填手段は処理装置内に移動
（復動）し、蓋が閉じる。

かかる機構によって被処理体の受け渡しを行うので、処
理装置の前面部が第２の室側にはみ出さないようにし
て、処理装置全体を第１の室側に設置することができ
る。これによって、第２の室内では、垂直層流が良好に
保たれ、塵埃が溜ることがなく、室内全体が高い清浄度
に維持され、被処理体に塵埃が付着するおそれがない。

また、処理装置の前面部が第２の室側にはみ出さないた
め、第２の室において搬送装置等の機構の自動化が容易
であり、さらには第２の室の幅ないし容積を最小化する
ことができる。

［実施例］ 以下、第１図〜第５図を参照して本考案を半導体製造工
場内の処理システムに適用した一実施例を説明する。

第１図は、この実施例による処理システムのクリーンル
ーム内の構成を示す略縦断面図である。このクリーンル
ーム１において、上板５０の下側の適当な間隔を置いて
天井５１が設けられ、底面５２の上側に適当な間隔を置
いて床２１が設けられ、天井５１と床２１の間のルーム
が清浄空間に維持されるようになっている。

天井５１には除塵能力の高いＨＥＰＡフィルタ２０が所
定の配置で取付され、床２１には通気孔２２を有したグ
レイチングが敷設されている。

天井５１と上板５０との間の空間はサプライチャンバ２
として、床２１と底面５２との間の空間はリターンチャ
ンバ３として、それぞれ機能するようになっている。ク
リーンルーム１の外に空調器４が設置されており、この
空調器４は、リターンチャンバ３より吸込管６を介して
吸い込んだ空気を送出管５を介してサプライチャンバ２
へ供給する。送出管５からサプライチャンバ２内に入っ
た空気は、天井５１のＨＥＰＡフィルタ２０より清浄な
空気としてルーム内に供給され、そしてグレイチング床
２１の通気孔２２を通ってリターンチャンバ３内に回収
されるようになっている。

ルーム内には、ガラス製の仕切壁７により作業室９が設
けられ、この作業室９内で作業員８が制御装置（図示せ
ず）等を操作するようになっている。この作業室９は、
たとえばクラス10000程度の清浄度に維持されてよい。

ルーム内の作業室９を除いた部分は、天井５１に取付さ
れた垂れ壁式の仕切り壁１３によって処理室（第１の
室）１２と搬送室（第２の室）１５とに分割される。

処理室１２には、半導体デバイス製造用の処理装置１１
（たとえばエッチング装置）が１台または複数台並べて
設置される。仕切り壁１３の下部には各処理装置１１の
輪郭に対応した開口１３ａが設けられ、この開口１３ａ
を塞ぐようにして各処理装置１１が前面部１１ａを搬送
室１５に向け搬送室１５にはみ出さないようにして処理
室１２側に設置される。処理室１２は、ここで半導体ウ
エハ（被処理体）が室内空気に露出するわけではない
が、各処理装置１１のメンテナンスの上から清浄度に関
して重要ゾーンである。したがって、処理室１２は、乱
流方式によってたとえばクラス1000程度の清浄度に維持
される。

搬送室１５では、搬送ロボット等の搬送装置１４が所定
の軌道上に移動自在に設けられ、この搬送装置１４と各
処理装置１１との間でウエハ１０の受け渡しが行われ
る。ここではウエハ１０が室内空気に露出するので、搬
送室１５は清浄度に関して最重要ゾーンである。このた
め、この室１５の天井面にはＨＥＰＡフィルタ２０が全
面的に取付され、搬送室１５内は、垂直層流方式により
たとえばクラス100程度の高清浄度に維持されるように
なっている。

処理装置１１の前面部１１ａには、ウエハ１０を出し入
れするためのウエハ出入口５３が設けられるともに、こ
のウエハ出入口５３を閉じるための蓋１７が回転軸１６
に取付されている。この蓋１７は、駆動モータ（図示せ
ず）の回転駆動力で回転軸１６と一体に回転し、開閉す
るようになっている。すなわち、蓋１７は、定常時は実
線で示すようにウエハ出入口５３で閉まっているが、処
理装置１１と搬送装置１０との間で被処理体１０の受け
渡しが行われる時には鎖線で示すように外側（搬送室１
５側）に開くようになっている。

処理装置１１内には、搬送装置１０との間でウエハ１０
の受け渡しを行うためのウエハ装填部１９が設けられて
いる。このウエハ装填部１９は、定常時は実線で示すよ
うにウエハ１０をウエハカセット（図示せず）に収納し
た状態で担持したまま、あるいはウエハ１０を担持せず
に処理装置１１内で待機しているが、搬送室１５側の搬
送装置１０との間でウエハ１０の受け渡しを行う時には
鎖線で示すようにウエハ出入口５３を介して外側（搬送
室１５側）へ移動するようになっている。

第２図は、ウエハ装填部１９の具体的構成例を示す平面
図である。第２図において、載置台３１上に、多数枚
（たとえば２５枚）のウエハ１０がウエハカセットに収
納された状態で載置される。この載置台３１は、その両
側端部に取付した案内部３２により案内レール３０に沿
って矢印方向に移動できるようになっている。載置台３
１を同方向に移動させるための駆動手段は、モータ３
４、減速器３３、一対のプーリ３５、ベルト３６、およ
びジョイント３７，３８から構成される。ジョイント３
７，３８は、アルミニウム製のもので、載置台３１の後
側隅部をベルト３６に連結する。モータ３４の回転駆動
力は、減速器３３、プーリ３５およびベルト３５を介し
て直線駆動力として載置台３１に伝えられる。モータ３
４の回転方向に応じて載置台３１の移動方向が変わる。

第２図において、載置台３１は左端の往動位置に移動し
ているが、この往動位置は第１図の破線で示すように搬
送室１５内のウエハ受け渡し位置である。なお、モータ
３４の回転軸には、モータ３４の回転角を検出し、載置
台３１を位置決めするためのエンコーダ３９が結合され
ている。

次に、第３図につき、本処理システムの動作を説明す
る。本処理システムでは、処理装置１１、搬送装置１
４、開閉蓋１７、カセット装填部１９等の各部に専用の
制御部が付設されるとともに、それらの制御部を統括す
る中央制御部が作業室９に設けられ、操作盤、ディスプ
レイ等を通じて作業員８が中央制御部とインタフェース
できるようになっている。

先ず、搬送室１５において、搬送装置１４が、未処理の
ウエハ１０をたとえば２５枚収納したウエハカセットを
アームで把持して待機する。（６０）。次に、処理装置
１１において、前面部の蓋１７が搬送室１５側へ開き
（６１）、ウエハ出入口５３を通ってウエハ装填部１９
の載置台３１が搬送室１５側のウエハ受け渡し位置まで
移動（往動）する（６２）。そうすると、搬送室１５側
では、搬送装置１４が該ウエハ受け渡し位置まで移動し
（６３）、ウエハ１０を収納したウエハカセット載置台
３１の上に載置する（６４）。ウエハ１０の受け渡しが
済むと、搬送装置１４は別の場所へ移動する（６５）。

処理装置１１においては、ウエハ１０の受け渡しが済む
と、ウエハ装填部１９の載置台３１がウエハ出入口５３
を通って装置１１内の所定のウエハ装填位置まで移動
（復動）し（６６）、蓋１７が閉じる（６７）。そし
て、ウエハ装填位置に位置決めされた載置台３１上のウ
エハカセットからウエハ１０が一枚ずつ、ウエハ搬出入
装置（図示せず）により真空チャンバ等の処理部１８に
搬入されて、処理部１８内で所定の処理を施され、処理
終了後に処理部１８から搬出されて、ウエハカセットに
戻される（６８，６９，７０）。

そして、ウエハ全部の処理が終了すると、蓋１７が開き
（７１）、ウエハ装填部１９の載置台３１が、処理済み
のウエハ１０を収納したウエハカセットを担持したま
ま、ウエハ出入口５３を通って搬送室１５側のウエハ受
け渡し位置まで移動（往動）する（７２）。そうする
と、搬送室１５側では、搬送装置１４が該ウエハ受け渡
し位置まで移動し（７３）、処理済みウエハ１０を収納
したウエハカセットを載置台３１からアームで掴み上げ
て受け取る（７４）。この際、搬送装置１４から未処理
のウエハ１０を収納した別のウエハカセットを載置台３
１に載置することもある。こうしてウエハ１０の受け渡
しが済むと、搬送装置１４は別の場所へ移動する（７
５）。処理装置１１においては、搬送装置１４から未処
理のウエハ１０を受け取った場合は、上記の操作（６６
〜７５）を繰り返し（７７）、未処理のウエハ１０を受
け取らなかった場合は載置台３１が空のまま（ウエハ１
０を担持せずに）装置１１内へ後退（復動）し（７
８）、蓋１７が閉じる（７９）。

上述したように、本実施例の処理システムにおいては、
処理装置１１の前面部１１ａに、ウエハ１０を出し入れ
するためのウエハ出入口５３を設けるとともに、このウ
エハ出入口５３を閉じるための開閉可能な扉１７を取付
し、処理装置１１内にウエハ搬送部１９を設け、ウエハ
１０をウエハカセットに収納した状態で担持するウエハ
搬送部１９の載置台３１をウエハ出入口５３を介して搬
送室１５側に移動させて、搬送装置１４との間でウエハ
の受け渡しを行わせるようにした。したがって、処理装
置１１を、その前面部１１ａが搬送室１５側にはみ出さ
ないようにして、処理室１２側に設置することができ
る。

これによって、搬送室１５において、ＨＥＰＡフィルタ
２０から垂直層流を常時妨げるものがなく、塵埃が溜る
場所もなくなり、室内全体が高い清浄度に維持される。
したがって、ウエハ１０に塵埃が付着するおそれがな
い。

また、第４図に示すように、処理室１２内に複数の処理
装置１１，１１′…を並べて設置する場合でも、各処理
装置１１，１１′…の前面部１１ａ，１１ａ′…を仕切
壁１３と同一の面内に揃えることができるため、それぞ
れの蓋１７，１７′…のサイズを揃えることで、ウエハ
１０の受け渡し時に各処理装置１１，１１′…側から搬
送室１５側に突出する範囲が定まる。したがって、搬送
装置１４を自動化する上での設計・製作が容易になると
ともに、搬送室１５の幅を最小限にして高清浄度空間を
小型化することができる。

なお、本実施例では、ウエハカセットに収納した状態で
ウエハ１０の受け渡しを行うようにしが、ウエハカセッ
トを使わずに直接的にウエハ１０の受け渡しを行うよう
にしてもよい。また、本実施例における被処理体は半導
体ウエハであったが、液晶表示基板等を被処理体とする
ことも可能である。さらに、本考案の処理システムは、
バイオ関連工場等の他のクリーンルームにも適用可能で
ある。

第５図は、蓋１７の開閉機構の変形例を示す斜視図であ
る。上述した実施例では、モータ駆動力によって蓋１７
を回転軸１６と一体に回転させて開閉せしめる機構であ
った。第５図に示す機構では、蓋１７をジョイント４
６，４７を介して軸１６に対して回転可能に取付し、処
理装置１１内にシリンダ４０を設けて、ピストンロッド
４４の先端部と蓋１７の裏面下部とを連結棒４４、連結
軸４５、ジョイント４３によって連結し、シリンダ４０
によってピストンロッド４４を矢印４２の方向に駆動す
ることにより、蓋１７を実線の閉じた位置と鎖線の開い
た位置との間で矢印４８で示すような開閉移動を行わせ
るものである。なお、処理装置１１の前面には、蓋１７
が閉じたときに処理装置１１内の気密状態を保つための
ゴム製のパッキン４９を取付している。

このような第５図の蓋開閉機構によれば、駆動力伝導機
構が簡易化されているため、機構スペースを小さくする
ことができ、より小さな空間を利用して蓋１７の開閉移
動を行わせることが可能である。したがって、ウエハの
受け渡し時にウエハ装填部１９の載置台３１が搬送室１
５側へ出る距離を短くすることができるため、搬送室１
５の幅をより小さくすることが可能である。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案の処理システムによれば、
処理装置の前面部に被処理体出入口を設け、定常時は蓋
でこの被処理体出入口を閉じておいて、被処理体の受け
渡しを行うときに該蓋を開けて中から被処理体装填手段
を第２の室側に移動させるようにしたので、処理装置を
第２の室側にはみ出さないようにして第１の室側に設置
することができる。これによって、第１に、第２の室内
において垂直層流が良好に保たれ、室内で塵埃が溜まる
ことがなくなり、したがって塵埃が被処理体に付着する
おそれがなくなり、第２に、第２の室において搬送装置
等の自動機構の設計・製作が容易になるとともに、第２
の室の幅ないし容積を最小限に小さくしてクリーンルー
ムコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例による半導体製造工場のク
リーンルーム内の構造を示す略断面図、 第２図は、実施例における処理装置に設けられるウエハ
装填部の具体的構成例を示す平面図、 第３図は、実施例の処理システムの動作を示すフローチ
ャート図、 第４図は、実施例の処理システムの効果を示すための略
平面図、 第５図は、蓋開閉機構の一変形例の構成を示す斜視図、 第６図は、従来の垂れ壁式クリーンルームの内部構造の
示す略断面図、および 第７図は、第６図のクリーンルーム構造の欠点を示すた
めの略平面図である。 図において、 １…クリーンルーム、１０…半導体ウエハ １１…処理装置、１２…処理室 １３…壁、１４…搬送装置 １５…搬送室、１７…蓋 １９…ウエハ装填部、２０…ＨＥＰＡフィルタ ３１…載置台、５３…ウエハ出入口

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】クリーンルーム内が仕切壁によって第１お
   よび第２の室に分割され、前記仕切壁に形成された開口
   を塞ぐようにして処理装置が前記第１の室側に設置さ
   れ、前記第２の室が垂直層流方式により清浄度の高い空
   間に維持され、前記処理装置で所定の処理を受けるべき
   被処理体または前記処理装置で前記所定の処理を受けた
   被処理体が前記第２の室側で受け渡しされる処理システ
   ムにおいて、 前記第２の室に面した前記処理装置の前面部に、前記被
   処理体を出し入れするための被処理体出入口が設けられ
   るとともに前記被処理体出入口を閉じるための開閉可能
   な扉が取付され、 前記処理装置内に、前記被処理体の受け渡しのために前
   記被処理体出入口を通って前記第２の室側へ移動できる
   ように構成された被処理体装填手段が設けられているこ
   とを特徴とする処理システム。