JPH09260226A - 半導体製造システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体工場内の雰囲気の高清浄度化を推進する
局所クリーン化を、保守性を考慮した解決策を得る。 【解決手段】低清浄度に抑さえたクリーンルームの中
で、搬送車により製品を搬送し、該搬送車を含む搬送領
域を独立の清浄化機構を有したトンネル室で覆い、該ト
ンネル室に設けた開閉機構を有する半導体製品の搬出入
口と各処理装置を接続する。装置近傍には組立型のクリ
ーンブース、該クリーンブースに清浄空気を供給する機
構、および塵埃等を除去する排気機構を具備する。 【効果】ウエハ周囲の雰囲気のみ高清浄度が維持でき、
クリーンルームの初期、維持コストの低減が可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高清浄の雰囲気が
要求される半導体工場等に実施して好適な、半導体製造
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体の高集積化が進むに従って、半導
体工場の雰囲気は高清浄度が必要になってきた。従来の
クリーンルームはフィルターを通して清浄化した空気を
部屋全体で循回させる方式で作業域で全面ダウンフロー
状態とするものが広く採用されている。天井部分に設置
したフィルターで清浄化された空気は、該天井部分より
下方に流れ多数の孔を有する床面より抜けていく。作業
域で高清浄な雰囲気を得るため、多量の空気を連続して
循回させる機構、さらに高価なフィルターが工場面積に
同等程度必要なこと等から初期投資、及びランニングコ
ストが大きく膨らんでいる。

【０００３】この解決策として、ウエハが長時間クリー
ンルーム雰囲気中に接する装置設置部分の清浄度を集中
的に向上させる局所クリーン化が取り入れられている。
装置上部のフィルター密度を高くし装置雰囲気に供給す
るエアの清浄度を向上させると共に、装置の前後に天井
部分から敷居を設けることで、例えば通路側での人起因
による発塵が装置側に侵入しないようにしている。さら
に清浄度を細かく制御する方式として、特公平7-56879
号公報がある。この発明は、領域をウエハ搬送部、装置
設置空間、さらにこの装置設置空間をウエハハンドリン
グ部と装置本体部の３分割する。ウエハハンドリング部
は上部に独立のファンおよびフィルターを設置し装置内
との閉ループを形成している。この状態で清浄度は、ウ
エハ搬送部＜装置本体部＜ウエハハンドリング部の順に
高くなる。ウエハ搬送部の搬送車上部には独立の空気清
浄機構を設けウエハの清浄度を維持している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記発明は、全装置が
閉空間を形成して上部にファンおよびフィルターを設置
することを前提としているが、各装置は工程毎に構造が
異なることに対し考慮していない。特に露光装置の場
合、ファンによる振動があると露光性能の低下は避けら
れない。また、個別に空調した搬送車と装置間でウエハ
を授受する際の清浄度の最も低いウエハ搬送部からの汚
染取り込みに対する配慮がなされていないし、搬送車が
個別にファンを有することにより充電頻度が高まり稼働
率が低下することの考慮が成されていない。

【０００５】上記問題点の解決方法として、特開平6-34
2841号公報がある。この発明は装置間を窒素雰囲気ある
いは真空雰囲気のクリーントンネル、及び標準化したウ
エハ移載装置で連結し、装置故障時にはクリーンブース
で装置、あるいはクリーントンネルを覆い修理すること
で常時外部雰囲気を遮断するものである。しかし、該方
法は、クリーントンネルの清浄度維持の方法、およびク
リーントンネル故障時の影響について配慮がなされてい
ない。

【０００６】クリーントンネル内の清浄度を真空で維持
しようとすると、密閉性を確保するための精密なクリー
ントンネル構造が必要となる上に一定間隔で真空ポンプ
が必要となりコスト上昇は避けられない。クリーントン
ネル内を不活性ガス雰囲気とする場合、完全な密閉構造
は不要となるが外部からの汚染取り込みを防止するため
常時内部を陽圧とする必要があり、クリーンな不活性ガ
スをかなりの総距離を有するクリーントンネル内に供給
し続けなければならない。

【０００７】クリーントンネルの一部でトラブルが発生
した場合、クリーントンネル全体が使用不可能になり再
度クリーントンネル内部が清浄化するまで長時間が必要
となる。さらに、修理中に装置に製品を授受するバック
アップ手段がないためライン全体の流れが停滞すること
に対する配慮が成されていない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、低清浄度に抑さえたクリーンルーム
の中で、製品の搬送は従来から使用され実績のある搬送
車を使用すると共に、搬送車を含む搬送領域を独立の清
浄化機構を有した簡易型のトンネルで覆い、前記トンネ
ルに設けた開閉機構を有した半導体製品の搬出入口と処
理装置を接続する。

【０００９】さらに、装置近傍には組立型のクリーンブ
ース、該クリーンブースに清浄空気を供給する機構、お
よび塵埃等を除去する排気機構、を具備したシステムに
よって達成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本願発明の第１の発明の実
施例を図に基づいて説明する。第１図は本願発明を適用
したクリーンルーム構造の断面図である。建屋全体は外
壁１により外部と遮断され、内部は天井部２、作業部
３、ユーテリテイ部４の３層構造を成し、作業部３およ
びユーテリテイ部４は外壁１より一定間隔を有した内壁
５で囲まれている。外壁１と内壁５間は吹き抜け６を成
し、天井部２と連続した空間を構成している。また、前
記吹き抜け６とユーテリテイ部４の境界部には吹き抜け
側に一定の風量を供給する送風機構７および送風機構７
のユーテリテイ部４と接する面にフィルター８が設置さ
れている。天井部２と作業部３の境界には同一仕様のフ
ィルター９が敷設され、作業部３とユーテリテイ部４の
境界部には孔１０が設けられている。

【００１１】作業部３にはウエハの処理装置１１、天井
部分に空気清浄化ユニット１２を有するトンネル室１
３、及び装置の制御盤１４が設置されている。該トンネ
ル室１３は窓１５を通じて処理装置１１の間に開閉機構
１６を有するバッファ部１７が機械的に接続される。ト
ンネル室の内部１８にはウエハ１９を載置したハンドリ
ングアーム２０を有する搬送車２１が配置されている。
該トンネル室１３の床部分には孔２２が設けられてい
る。

【００１２】上記トンネル室１３と処理装置１１を直接
接続する方法は接続用の部品の増加等を抑制する効果が
あるが、通常処理装置１１前面の通路は装置搬出入時に
も使用するため通路幅は一定値より狭くすることはでき
ず、この状態でトンネル室１３と処理装置１１とを直接
接続すると高清浄度の必要なトンネル室１３の面積が増
加するという欠点も生じる。また、装置前面部が完全に
トンネル室でふさがれると保守作業等に支障が生じる場
合もあり、バッファ部１７の配置は有効である。 ユー
テリテイ部４には装置付属設備である電源２３、真空ユ
ニット２４等が置かれている。

【００１３】以上のような構成において、送風機構７が
稼働するとフィルター８によって除塵された空気が吹き
抜け６から天井部２に向かって送り出され、さらにフィ
ルター９を通過することでクリーンな空気が作業部３内
を下方に向かってほぼ垂直に流れる。該空気は孔１０を
抜けてユーテリテイ部４に入った後再度送風機構７に集
められ循回する。ここで、フィルター８、９によって作
業部３のクリーン度は通常クラス１０００〜１００００
程度に維持できればよい。

【００１４】作業部３で上記循回する空気の一部は空気
清浄化ユニット１２を介してトンネル室１３に入り、孔
２２を経てユーテリテイ部４に抜けていく。空気清浄化
ユニット１２によってトンネル室１３内部のクリーン度
はクラス１以下に保持される。ウエハ搬出入時以外、バ
ッファ部との接続部は開閉機構１６が常に閉じられた状
態にありトンネル室１３内部の空気の流れは乱されるこ
とはない。

【００１５】図１ではトンネル室１３の片側でのみウエ
ハをやり取りする構造としているが、ウエハ搬送能力に
余裕があれば通路両側に配置された装置と接続させるほ
うがより効率的になる。また、スペース的に狭くなれ
ば、トンネル室１３を搬送車２１が平行して走る構造と
してもよい。

【００１６】図２はトンネル室１３内の清浄度をさらに
向上させる場合を示しており、トンネル室１３の壁面を
二重構造とし孔２２から下部に抜けた空気を送風機２６
により再度空気清浄化ユニット１２に戻す構造である。
トンネル構造が複雑化するため、高清浄が必要な半導
体、あるいは工程を実施する装置への搬送部分にのみ限
定して使用する。

【００１７】図３は図１で説明したバッファ部１７と搬
送車２１、処理装置１１間でのウエハ１９のやりとりを
示したものである。バッファ部１７は止め具２７により
トンネル室１３と処理装置１１に固定され、開閉機構１
６はトンネル室１３との境界部１６aと処理装置１１と
の境界部１６bに独立に有する。但し、開閉機構１６は
バッファ部１７あるいはトンネル室１３、処理装置１１
のどちらに設置されても構わない。さらに、バッファ部
１７には窒素等の不活性ガス置換機構２８を有し、位置
調整用にジャバラ等の伸縮構造２９が一部に入る。

【００１８】バッファ部１７の前で搬送車２１が停止す
ると、ハンドリングアーム２０がウエハ１９をホールド
しウエハ搬送稼働可能状態になり、バッファ部１７は不
活性ガス置換機構２８により内部を不活性ガスで置換し
不純ガスを排出する。但し、開閉機構１６が閉状態の時
常にバッファ部１７内部を不活性ガスで置換している場
合は前記操作は省略する。その後、両側の開閉機構１６
が開き、搬送車２１上のハンドリングアーム２０がウエ
ハ１９を載置した状態で装置側まで一気にウエハを移動
させ、処理装置１１内部のウエハ載置台３０上に設置す
る。本図ではウエハ１９の搬出入時にガスの導入は行わ
ないが、不活性ガスをウエハ移動方向をさえぎる方向に
流しエアカーテンを形成することでトンネル室と装置間
のクロスコンタミの可能性をさらに低くできる。

【００１９】図４はトンネル室、装置間でのウエハのや
り取りの図３と異なる一方法を示したものである。

【００２０】本方法は、バッファ部１７で一度ウエハ１
９を載置、処理装置１１側とのウエハ授受するウエハ搬
送機構３１を有しトンネル室１３、処理装置１１の空間
が直接接することを防止する。バッファ部１７の両側の
開閉機構１６を閉めた状態で不活性ガスにより内部雰囲
気の置換を行った後、片側よりウエハ１９を搬入し開閉
機構１６を閉め反対側の開閉機構１６を開けウエハ１９
を搬出する。本構造は特に搬送車２１の故障等でトンネ
ル室１３からのウエハ１９の搬入出を人手で行う場合、
人を発塵源とする異物を処理装置１１内に取り込み汚染
される可能性をさらに低くできる。

【００２１】図５は図２、３の方式において、バッファ
部１７の近傍にウエハ１９のストッカ３２を設置してい
る。従来ベイ間通路近傍のストッカに集中して格納され
ていたウエハを分散して配置することで、従来のストッ
カ容量を低減でき容易に高清浄雰囲気内の維持が可能と
なると共に、搬送の負荷を分散できることで搬送トラブ
ル発生時にもウエハ待ちによる装置不稼働を低減でき
る。

【００２２】図６はトンネル室１３の縦断面図である。
処理装置１１のウエハ搬出入口の前面にはトンネル室の
一構成要素である装置インターフェイスユニット３３が
置かれ、窓１５に設置したバッファ部１７によって処理
装置１１（図中では奥側に配置）と接続される。装置イ
ンターフェイスユニット３３の両側にはジャバラ構造の
ような位置調整ユニット３４を有し位置の微調を可能と
している。該位置調整ユニット３４に搬送ユニット３５
が連結される。トンネル室１３の端部にはストッカ３７
（図中では奥側に配置）に接続された装置インターフェ
イスユニット３３が配置される。逆の端部には、エアー
シャワーユニット３６がトンネル室１３内部への人の出
入り時に使用する。このようにトンネル室１３は各ユニ
ットから構成されるため、フレキシビリテイが高く、撤
去、敷設が容易となる。処理装置１１の搬出入時には処
理装置１１と物理的に干渉するユニットのみを撤去し、
撤去ユニットとの境界部にはフタをすることで、トンネ
ル内部の清浄度は維持され、ユニット撤去前に搬送され
たウエハは処理装置１１で継続して処理が可能となる。
基本的には、装置が設置された後、各装置のウエハ搬
出入位置に合わせて装置インターフェイスユニット３３
が固定され、次に位置調整ユニット３４、搬送ユニット
３５を組み込む。従って、搬送ユニット３５は容易に全
長を調整できる機構を有する。

【００２３】図７はウエハ搬送の全体イメージを示した
ものである。上記したようにベイ内の搬送は図６で示し
たトンネル室１３で行われ、その端部でベイ間を結ぶ通
路部分のストッカ３７と窓１５により接続されている。
該ストッカ３７は、ベイ間の搬送頻度が高いため従来の
有軌道搬送で構成される搬送系３８に隣接しウエハのや
り取りが可能となっている。

【００２４】搬送系３８はフィルタ９の近傍で清浄度の
高い位置にあるため従来オープン構造であったが、本発
明では作業域３の清浄度を低く抑さえるための構造が必
要となる。搬送系３８の周囲を壁３９で囲み、天井部分
には空気清浄フィルタ４０、空気取り込みダクト４１を
設置し床部分には孔４２を設ける。空気清浄フィルタ４
０への空気の供給は、該空気清浄フィルタ４０の直上に
ファンを設ける方法もあるが、空気取り込みダクト４１
をフィルタ９に接続し部屋全体に循回している空気を取
り込むことでエネルギーの節約、構造の簡易化を図る。
他の方法としては搬送系３８の直上のフィルタ９の部分
のみ高性能なものに置き換える方法、あるいは搬送系３
８を囲む密閉構造として内部を真空、あるいは不活性ガ
スで充填する方法も考えられ、任意に選択できる。

【００２５】図８は装置のメンテナンス時に使用するク
リーンブース４３の構造を示している。理想的には処理
部分等がユニット構成を成し故障箇所がワンタッチでユ
ニット交換できることが望ましいが、現状では処理部分
の位置を変えず内部を開放して部品の交換が必要であ
る。この際ウエハが間接的に汚染されることを防止する
手段としてメンテナンス作業時に、雰囲気を高清浄に維
持すること、及び作業箇所からの塵埃発生を防止するこ
とが重要となる。この手段として、装置の周囲を覆うク
リーンブース４３と該クリーンブース４３内を清浄化す
る清浄エア供給機構４４、および作業箇所近傍からの塵
埃を除去する排気機構４５を具備する。クリーンブース
４３は清浄エア供給機構４４のダクトを接続し清浄エア
を供給することで、クリーンブースの簡略化と軽量化を
図り、また清浄エア供給機構４４の装置間での共有を可
能とする。

【００２６】図８はエアーテント式で周辺の壁面内部に
エアを充填することによりテントを自立させる。支柱等
が不要のため不使用時にコンパクトに収納できる。

【００２７】図９はつり下げ式で送風ユニット部分は天
井からつり下げ周囲の壁面は組立式の支柱にカバーを覆
う方式である。つり下げ位置は例えばベイ内で移動可能
な構造とすることで、簡単に各装置をクリーンブースで
覆える。

【００２８】図１０は蛇腹式で、通常は蛇腹をたたんだ
状態で保管し使用時に延ばして装置全体を覆うようにす
る。自立した状態でコンパクトになるため移動、設置が
容易に成る利点がある。

【００２９】上記各方式は装置がむき出しの状態に適用
すればよく装置カバーを有し簡易的に密封が可能な場合
は個別に対応すればよい。

【００３０】

【発明の効果】以上のような構成によれば、クリーンル
ーム天井部分に設置されるフィルターは安価な上に数量
も低減でき、循回エア量も装置が放熱する熱量を除去す
る程度に抑さえられることで運転コストが削減できる効
果がある。

【００３１】また、高清浄の必要な搬送領域はクリーン
ルームに対し陽圧にしたトンネル構造で限定することに
より周囲とのクロスコンタミの無い状態を維持できる。
ウエハの移動は、従来から実績がある搬送車を使用する
ことでクリーンルームコストを抑さえる高信頼の搬送系
が構築できる効果がある。

【００３２】また、トンネル室は人が内部で作業できる
寸法とすることで、搬送車が故障した場合に迅速な修理
あるいは人手によるバックアップのウエハ搬送が可能と
なる。該トンネル室と各装置が接続される半導体製品の
搬出入口には開閉機構が設けられ、搬出入時以外は閉じ
ておくことで異物発生等のトラブルが相互に影響しない
構造となり、かつ外部の低清浄雰囲気からの汚染も防止
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクリーンルーム構造の断面図である。

【図２】本発明の一実施例であるトンネル室構造の横断
面図である。

【図３】本発明の一実施例である搬送車と装置間でウエ
ハを授受する方法を示した第１の図である。

【図４】本発明の一実施例である搬送車と装置間でウエ
ハを授受する方法を示した第２の図である。

【図５】本発明の一実施例であるトンネル室構造の横断
面図である。

【図６】本発明の一実施例であるトンネル室構造の縦断
面図である。

【図７】本発明の一実施例である搬送方法を示した図で
ある。

【図８】本発明の一実施例である第１のクリーンブース
構造を示す図である。

【図９】本発明の一実施例である第２のクリーンブース
構造を示す図である。

【図１０】本発明の一実施例である第３のクリーンブー
ス構造を示す図である。

【符号の説明】

１：外壁、２：天井部、３：作業部、４：ユーテリテイ
部、５：内壁、６：吹き抜け、７：送風機構、８：フィ
ルター、９：フィルター、１０：孔、１１：処理装置、
１２：空気清浄化ユニット、１３：トンネル室、１４：
制御盤、１５：窓、１６：開閉機構、１７：バッファ
部、１８：トンネル室内部、１９：ウエハ、２０：ハン
ドリンングアーム、２１：搬送車、２２：孔、２３：電
源、２４：真空ユニット、２５：壁面、２６：送風機、
２７：止め具、２８：不活性ガス置換機構、２９：伸縮
構造、３０：ウエハ載置台、３１：ウエハ搬送機構、３
２：ストッカ、３３：装置インターフェイスユニット、
３４：位置調整ユニット、３５：搬送ユニット、３６：
エアーシャワーユニット、３７：中央ストッカ、３８：
搬送系、３９：壁、４０：空気清浄フィルタ、４１：空
気取り込みダクト、４２：孔、４３：クリーンブース、
４４：清浄エア供給機構、４５：排気機構。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ダウンフローの空気流が形成されるクリー
   ンルームにおいて、 ウエハを載置しウエハ搬送用ハンドリングアームを有す
   る搬送車が可動する領域の周囲に仕切り板を有したトン
   ネル室を形成し、 該トンネル室の天井部にはファン及びフィルターから形
   成される高清浄ユニット、該トンネル室の床部には複数
   の孔が設置され、 開閉機構およびガス置換機構を有して該トンネル室の側
   壁部の孔とウエハ処理装置を連結し、その中を介して前
   記搬送車が載置したウエハを前記ウエハ処理装置へ受渡
   し、または処理後のウエハを受け取るためのバッファ部
   を設けたことを特徴とする半導体製造システム。
2. 【請求項２】前記トンネル室が、その内部で人が作業可
   能な空間を有することを特徴とする請求項１に記載の半
   導体製造システム。
3. 【請求項３】前記トンネル室の構造は複数の種類のユニ
   ットを連結した構成であり、該各ユニットは、ウエハ処
   理装置あるいはストッカとのウエハ搬出入を行うインタ
   ーフェイスユニット、インターフェイスユニット間を結
   ぶ搬送ユニット、接続の調整を行うジャバラ構造の位置
   調整ユニット、およびトンネル室内部への人の出入り口
   であるエアーシャワーユニットであることを特徴とする
   請求項１、または請求項２に記載の半導体製造システ
   ム。
4. 【請求項４】前記ウエハ処理装置のメンテナンス時に、
   該装置内部の汚染を防止するため外部より清浄空気を供
   給するダクトを接続する機構を有するクリーンブース、
   およびメンテナンス時に発生する塵埃を除去する排気機
   構を具備したことを特徴とする請求項１、２、および３
   に記載の半導体製造システム。