(57)【要約】【課題】高集積度半導体ウエハ上の線幅の微細化に伴い、薄板状電子部品搬送装置にも従来にない高クリーン度と低廉な設備が要求されている。【解決手段】薄板状電子部品搬送装置２のファンフィルタユニット３付き筐体２ａ内の搬送ロボット１０に、空気逆流防止手段３７付き排気口２５を下向きに設け、筐体底部フレーム２ｂ上に空気の流通する床１３を設けてその開口度を制限すると、ロボット移動用Ｘ軸機構を設けても、クラス１に保てることが分かった。ここで、換気回数、差圧、開口度の特定条件を選択すれば、クラス０状態も実現でき、０．１μｍ線幅の半導体の製造も可能になった。【選択図】　　図２
2004044989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内が１つの空間であって、その筐体の天井に設けられたファンフィルタユニットからその筐体内に吹き出す清浄空気下で、その筐体内側に開口するカセット内に収納された薄板状電子部品を、その筐体内に備えられた搬送ロボットによって、筐体内外の所定位置間を自動的に移載させる装置において、前記ファンフィルタユニットが０．１μｍ以上の粒子を９９．９９９％以上除去するフィルタを具え、
前記搬送ロボットがその底面に排気口を有し、且つ、その排気口に空気逆流防止手段を具え、
前記筐体の底部が空気流通可能な床であることを特徴とする、薄板状電子部品搬送装置。
【請求項２】
前記空気流通可能な床の対５面開口率が１％以上１５％以下であることを特徴とする、請求項１記載の薄板状電子部品搬送装置。
【請求項３】
前記筐体の壁近傍を上下に移動するドアと前記壁に設けられたドア枠部が備えられた薄板状電子部品搬送装置において、
少なくとも１つの前記ドア枠部とこれに隣接して設置される前記ドアとの間及び／又は少なくとも１つの前記ドア枠部と前記カセットとの間の隙間の対５面開口率が、０．１％以上５％以下であることを特徴とする、請求項１ないし２のいずれかに薄板状電子部品搬送装置。
【請求項４】
前記筐体内の換気回数が毎分当たり５回以上３０回以下であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の薄板状電子部品搬送装置。
【請求項５】
前記筐体の内外差圧が、０．４Ｐａ以上２０Ｐａ以下であることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の薄板状電子部品搬送装置。
【請求項６】
前記ドアと、
前記ドア枠部の最下部より下にあって、前記ドアのためのドア通路と前記筐体内部との間に設けられた隔壁とを具え、
前記ファンフィルタユニットから流入する空気が、前記ドア通路を経て直接前期筺体外に排出されることを特徴とする、請求項１ないし５いずれかに記載の薄板状電子部品搬送装置。
【請求項７】
前記空気流通な床の開口部の対５面開口率と、
前記ドア枠部とこれに隣接して設置される前記ドアとの間及び／又は少なくとも１つの前記ドア枠部と前記カセットとの間の隙間の対５面開口率と、
前記ドア通路への空気入り口開口部の対５面開口率と、
の合計開口率が２０％以下であることを特徴とする、請求項１ないし６いずれかに記載の薄板状電子部品搬送装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の薄板状電子部品搬送装置を備えたことを特徴とする、薄板状電子製品製造設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、液状表示装置、プラズマ表示装置、有機及び無機エレクトロルミネッセンス、フィールドエミッティング表示装置、プリント配線基盤などの製品及び、それらに用いられる薄板状電子部品を、清浄環境下において、清浄容器であるカセットと各種処理装置間で移載する、クリーンブースを含む移載装置及び、その移載装置を用いる薄板状電子部品の製造設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の清浄空間であるクリーンブース、例えば、特開平２−４１４５号公報にみられる筺体の天井に設置されたＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ａｉｒ）フィルタ、あるいはＵＬＰＡ（Ｕｌｔｒａ　Ｌｏｗ　Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ　Ａｉｒ）フィルタから供給される清浄空気が、異物を下方に吹き流して、多孔板からなるグレーチング床から外部に排出する方法が取られていた。しかし近年、粒状の異物や有機物などによる汚染を完全な排除が必要とされる線幅１μｍ以下の半導体ウエハを代表とする薄板状電子部品の製造工程では、ミニエンバイロメントと呼ばれる高度に清浄化されたクリーンブースが使用されるようになった。この一例として特開２００１−２４４３１５公報では、異物発生源である搬送ロボットの内部に排気システムを設け、排気量をコンピュータ制御する装置が提案されているが、その定量的効果は記載されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
発塵のおそれのある搬送ロボットを用いない場合、例えば、特開２０００−１６１７３５公報記載の装置において清浄度は、０．３μｍダストでクラス１０（０．３μｍ以上の粒子状異物が１立方フィート当たり１０個以下）が達成されているが、線幅０．５μｍ以下の半導体ウエハを取り扱う場合は、これでは不十分である。また、前述した特開２００１−２４４３１５号公報記載の装置の場合は、クリーンブース内で異物発生源である搬送ロボットや開閉するドアなどが動作する場合は、薄板状物の裏側に発生する渦流に乗って異物が舞い上がる場合があって清浄度が不十分であった。さらに、前記後者公報の様に排気量を制御する事は高価なコンピュータ制御システムを設置するため設備費の上昇を招き好ましくなく。また、搬送ロボットを複数のロードポートとの受け渡し位置へ移動させるＸ軸移動機構やロボット本体を上下に昇降させるＺ軸移動機構は、発塵元である事も知られており、発塵を抑制し、完全に排出することが望まれていた。
【０００４】
【課題を解決する手段】
本発明者らは、前記諸問題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、薄板状電子部品が、カセットや、処理チャンバ等ロードロック室等の所定の場所間で、筺体天井に具えられたファンフィルタユニットを通過後の清浄空気下にて、筺体内に具えられた搬送ロボット、特にＸ軸およびＺ軸移動機構を有する搬送ロボットの動作により自動的に移載される装置において、０．１μｍ以上の粒子を９９．９９９％以上除去するフィルタユニットを用い、搬送ロボットの基台の下に位置する空気流通可能な床を画成し、前記搬送ロボット内下部に体内への空気吸い込みを防止する空気逆流防止機構を設ける事により、運転中においても０．１μｍの粒子に対してクラス０から１という高度な清浄状態を維持できることを見いだした。
【０００５】
本発明におけるファンフィルタユニットには、０．１μｍ以上、好ましくは０．０１μｍ以上の異物粒子を９９．９９９％以上、または、０．１μｍ以上の粒状異物を９９．９９９９％以上排除できるＵＬＰＡフィルタと、このＵＬＰＡフィルタに空気を送り込む送風機とを具えた装置を使用でき、そのフィルタは、浮遊有機物を吸収除去するための活性炭や活性炭素繊維フィルタなどの吸収材を付与したケミカルフィルタであってもよい。さらに、本発明におけるファンフィルタユニットには、ＵＬＰＡフィルタのすぐ下にあって、空気の流通する板状物からなる空気整流用天井となる部材を設けても良い。この天井部材としては、グレーチングあるいはパンチング板といわれる金属やプラスチック製の多孔板や、ルーバーと云われる格子状体がある。
【０００６】
また、ファンフィルタユニットから風量を５回／分〜３０回／分の筐体内換気回数の範囲で、装置内部に陽圧を加えて外界との差圧を０．４Ｐａ〜２０Ｐａに保つことにより、０．１μｍの粒子に対してクラス１以下という極めて高度な清浄状態を維持できることも見いだした。またこの差圧は、０．５Ｐａ〜５Ｐａの低圧・省エネルギー領域でも、クリーン度に対して十分に効果があることも見出した。
【０００７】
前記換気回数および差圧領域を保つために、筐体底部を薄板状電子部品搬送装置の置かれた部屋のフロア面から５０〜２００ｍｍ高くし、天井から吹き込まれた空気を筐体底部フレーム上に設けられた空気流通可能な床から排出する。筐体底部は、その底部床面積の５〜７０％程度、即ち、直方体である筐体の天井を除く５面の面積に対して、１〜１５％の範囲の開口率（以下対５面開口率という）で空気を流通させる。好ましくはこれを対５面開口率は２〜１０％とすることが、高度のクリーン度を保ちながら、省エネルギー面からもよい。この開口率の範囲で前記差圧が保たれ、且つ、天井から底部床へと空気は層流状態を保ち、下からの塵埃の舞い上がりが防止される。
【０００８】
本発明にいう搬送ロボットは、ウエハなど薄板状電子部品をそのフィンガー上に載置又は吸着して搬送し、カセットから各種処理室へ移載する機械であり、シングルアーム又はダブルアームのスカラ型ロボットや、多関節型ロボットなどで、クリーンルーム仕様の搬送機である。この搬送ロボットのアームの関節部には、ベアリング付近のカバー隙間に磁石リングで磁性流体を止める磁性流体シールを設けて、アーム内のベルトやプーリ、ギアからの発塵を遮断する。
【０００９】また、上下運動（以下Ｚ軸移動という）をすると、その胴体内の空気が出入りするが、胴体側面をカバーで覆い、さらに一回り小さいカバーで基台を覆う。両カバー間から吸気した空気をロボット下部に設けた、空気逆流防止機構を具えた排気口を通してロボット体内の異物粒子を含んだ空気をロボット下位部から下方向に排出する。Ｚ軸をロボット上体が下降する際は、当然、前記カバー間からも一部排気されるが、その方向は下向きなので室内の気流を乱すことはない。
【００１０】
ロボット本体を、筐体のドアのある面に平行、且つ、水平に移動させるＸ軸移動機構には、筐体底面または筐体壁面下部側壁に設置されたスライドに沿ってねじ軸を回転させて移動させる手段、歯形様物を具えたスライドと歯車駆動手段、ケーブル駆動手段、電磁気浮上リニアガイドなどがあり、ケーブルベアで保護された動力腺や信号腺がロボットと筐体間に配線されている。この際、スライドと車輪との摩擦、各ケーブルベアの継ぎ目の摩擦、電線の屈曲などによって微量の塵埃が発生する。この塵埃が筐体内全体に拡散しないようにＸ軸機構にはカバーを取り付ける。本発明では、筐体天井から流下する清浄空気流によって塵埃が底部開口から押し出されるように、このＸ軸カバーの開口部を、底部水平置きの場合は上下に設け、側壁型の場合は側面にカバー開口部を設ける。
【００１１】
前記のロボット本体の下部の排気口に取り付ける空気逆流防止機構には、逆止弁、差圧調整ダンパーなどを代表的なものとするが、これらには、ゴム製、軟質プラスチック製、金属製又は硬質プラスチック製のダンパーなどがある。また、排気用電動ファンであってもよい。
【００１２】
筐体内の床とファンフィルタユニットとが構成する清浄空間を形成する筺体の側壁に、薄板状電子部品を出し入れするドアを設けるが、本発明では、その側壁に設けたドア枠と閉時のドアの外辺との間に、対５面開口率が０．１％以上５％以下の隙間を設ける事ができる。同様にドアが開放された後に設置されるカセット外周と壁に設けた窓枠とが、対５面開口率が０．１％以上５％以下となるように隙間を設ける。具体的には、ドアの４辺とも幅１ｍｍから４０ｍｍ程度の幅の隙間が好ましい。また、カセットが設置されるために移動する間や、前記ドアが開閉する際も前記隙間を維持する。
【００１３】
一般に市販されているロードポートを前記側壁の一部として設置する事ができるが、これらの中には、カセットとの間に隙間を設けないものがあり、当然密接した状態でドアの開閉動作をする。この場合も本発明に含まれるが、好ましくは前述のように幅１ｍｍ以上４０ｍｍ以下、即ち、対５面開口率が０．１％以上５％以下範囲に隙間を設ける。
尚、各処理機とは一般に密接して接続されるが、前記カセット同様、１つの筐体につき合計の対５面開口率０．１％以上５％以下の範囲内で隙間をあけておいてもよい。
【００１４】
本発明のクリーンな電子部品搬送装置では、この隙間によって薄板状電子部品が存在する空間の気圧変動を最小限に抑え、気流の乱れを最少にして異物の舞い上がりを防止する。隙間がないと、排風が底部床の開口のみでは筐体内部の内圧が高まり最大差圧１００Ｐａにも達し、ドアが開くと内圧が一挙に２〜２０分の１に下がり、ドア周辺で急激な排気による気流の乱れが発生するのみならず、筐体内部にあるロボットのアームやウエハの周辺でも気流が乱れて渦流が発生し、ここに異物を巻き込んだり、排出できない等の不具合が起きる。隙間が１ｍｍ以下と狭いと、前記のような大きな内外差圧が解消されず、逆に隙間が大きすぎると外部から異物が拡散侵入しやすい。本発明者らは、実験的、経験的に隙間は４０ｍｍが最大限界である事を見出し、且つ、対５面開口率が０．１％以上５％以下の範囲に抑えることが重要であることを見出したのである。
ただし、ドアとドア枠、ドア通路、底部の空気の流通する床に、ファンフィルタユニットからの清浄な空気が層流状態で流れるよう、これら以外の隙間を可能な限り密閉することが好ましい。ここで、測定した差圧は、ファンフィルタユニットからの吹き出し風量と開口率から計算される差圧計算値の３０％以下にすることが好ましい。
【００１５】
ファンフィルタユニットからの清浄空気の風量は、前記筐体内の前記床と前記ファンフィルタユニットとが構成する筐体内部での換気回数が、１分間当り５回以上３０回以下であるである事が好ましい。換気回数が、１分間当り５回未満では異物が筐体内に逆流拡散し清浄度が保てない。また、換気回数が、１分間当り１０回程度の時、内部のロボットが運動していても充分清浄度が保てるが、ウエハ出入ドアが開放したまま停止する事故など、非常状態に対処するために、換気回数が３０回まであることが好ましい。換気回数が３０回を越えると、筐体内部での空気の流速が早すぎるためロボットアームやウエハの下に渦流が発生し、かえって異物を巻き込みながら滞留させて好ましくない。
【００１６】
前述の範囲の換気回数を実現するために、ファンフィルタユニットの清浄空気吹き出し速度を制御する。風速が０．１５ｍ／ｓｅｃ未満であると風量不足で換気回数５回／分を達成する事が出来ず、本発明の特徴であるドア周辺の隙間から、外部の異物粒子が拡散侵入して粒子数は異常に多くなり、清浄環境が必要な薄板状電子部品としては致命傷となる。逆に風圧及び風速が高すぎると静電気が発生しウエハ上の半導体回路の切断や、液晶ガラス基板上のトランジスタ回路を破壊するなど好ましくない。また、高い風速には高い送風圧力が必要となり、空気を濾過してフィルタに貯まった異物粒子がその圧力で押し出されて、清浄空間である筐体内部を汚染する恐れが出てくる。本発明において用いるＵＬＰＡフィルタは０．６ｍ／秒を超えると前述の恐れがあり、この値が上限となる。
【００１７】
次に、本発明の搬送装置では、前記ドアが上下に昇降し、カセット或いはＦＯＵＰの蓋と接合される。このドアは降下時に、筐体内部にある隔壁で覆われたドア通路へ収納される。これは、前記床と前記ファンフィルタユニットとが構成する空間から流入する清浄空気が、前記通路を経て異物粒子とともに直接筐体外部へ排出される。
ここで、前記ドアと前述のカセットを前後に運動させるステージ及びカセットの蓋を開閉する機構を具えた装置をロードポート２０というが、本発明の薄板状電子部品搬送装置の壁の一部に、前記のドア通路を具えた１または２以上のロードポートを組み込む事もできる。この際、前記の隔壁は筐体側に設けてもよいし、ロードポート側に設けてもよい。
【００１８】
ここで筐体側に前記の隔壁を設けた場合、本発明者らは、換気回数を毎分２０回以上に設定すれば、故障時等の前記ロードポートの交換作業において１台づつ取り外しても清浄度を保つことができることを見いだした。即ち、この場合、ロードポートを取り外しても、開口面積、即ち、対５面開口率が、筺体内部の側面及び底面の合計表面積の８％程度から１５％程度に拡大するが、筐体内部と外部との差圧が１．５Ｐａ以上を保てば、０．１μ以上の異物粒子数の侵入を１個／立方フィート以下に保つ事ができる。
【００１９】
さらに本発明では、図１に示すように、異物の侵入と有機物などによる汚染とを防止する前述のような薄板状電子部品搬送装置を利用した薄板状電子部品製造設備１をも提供する。本設備は、前記移載装置を介在し、薄板状電子部品を収納して搬送するカセットのためのカセットステーション（ロードポートともいう）と、レジストコータ、プリベーク、露光、現像、ポストベーク、エッチング、プラズマ処理、蒸着、スパッタリング、洗浄等各種処理とを行う処理チャンバを繋いだ設備である。
【００２０】
本発明にいう空気の流通可能な床とは、多孔ステンレス板、多孔アルミニウム板、多孔プラスチック板、複数の矩形または短冊状の隙間の開いた格子状体等の材料からなる床を言う。
【００２１】
本発明にいう筐体は、外界から隔離し内部を正常に保つために重要な部材であって、ステンレス製、アルミニウム製、帯電防止型プラスチック製等の材料を用いて制作され、周辺および必要部分をフレームを設けて強化する。この筐体内部にはウエハなどの薄板状電子部品が搬送ロボットのアームにより搬送される空間が画成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例としての薄板状電子部品搬送装置を具える薄板状電子部品製造設備を示す一部切り欠き斜視図であり、図中符号１はその薄板状電子部品製造装置、２は一実施形態としての薄板状電子部品搬送装置をそれぞれ示す。この実施例の薄板状電子部品搬送装置２は、筐体の天井にシロッコファンからなる送風機４とＵＬＰＡフィルタ（例えばダイキンニューロファイン（ボロンフリータイプ）ＬＭＨ６０５１０５０型）５と清浄空気吹き出し口６とからなるファンフィルタユニット３を具え、半導体ウエハを収納したカセット７を載置できるロードポート２０を一部の壁とし、反対側の壁にはロードロック室ドア３３を具え、他の壁は全て外気に対して気密にしている。そして筺体内部には、ウエハ１５を搬送する、シングルアームのスカラ型ロボットである搬送ロボットと、この搬送ロボットをロードポートとの受け渡し位置へと移動するためのネジ軸とスライドとモータからなるＸ軸移動機構と、筺体の下部にあって筐体の底部フレームに位置する床１３とを具えている。ここにおける清浄空気吹き出し口６と床１３とは共に磨きステンレススチール製のパンチングメタル板を使用し、筐体の壁材とフレームはアルミニウム製である。
【００２３】
さらに図１において、この実施形態の薄板状電子部品搬送装置２は、筐体内部にウエハ位置決め装置１４と搬送ロボット用の制御機１２とを具えるとともに筐体の外部に制御用データの入出力機１６を具えており、搬送ロボットとウエハ位置決め装置とロボット用制御装置とは上記筐体の空気流通可能な開口部を持つ底部フレーム上に設置されている。またこの薄板状電子部品搬送装置２は、ロードロック室３２のドア３３を介して外部に対し気密に半導体処理装置２０と接続しており、この半導体処理装置３０では、ロードロック室３２と各種の処理チャンバ２との間や、一つの処理チャンバ３４から他の処理チャンバとの間を、処理装置用搬送機３１がウエハを搬送している。
【００２４】
図２は、本発明の他の実施形態としての薄板状電子部品搬送装置２を示す一部切り欠き斜視図である。この実施形態の薄板状電子部品搬送装置では、筐体の天井に先の実施形態と同様のファンフィルタユニット３を具え、カセット７用のドア２１は２つあってそれぞれ上下にスライドし、ドア通路はそれぞれ隔壁１９で隔離されている。搬送ロボット１０は、所謂ダブルアームのスカラ型ロボットで、この搬送用ロボットの本体が、前記筐体の底部を水平面内でＸ軸移動する機構１１と、電源装置１８と、制御装置１２とが共に底部フレームに設けられた床に設置されている。前記床１３には、短冊状の床板３５が設置され、必要に応じて取り外し可能となっている。
【００２５】
図３は、図２に示すドア２１を持つロードポート２０を搬送装置２の外側から見た図である。壁２４に設けられたドア枠２３とドア２１との間には隙間Ｌが設けられ、この実施例では隙間Ｌの大きさ（幅）は２ｍｍに設定されて、清浄空気が搬送装置２の筺体の内側から外側に流れるようにしてある。ドア２１は、壁２４の向こう側で、搬送装置２の筺体に具えられた隔壁１９のこちら側を図３の位置から下方へ垂直に下りて開く。ウエハ１５を収納したカセットはステージ２２上に載置されドア２１の開閉に従って前後に移動し、この移動中カセット前方外縁と枠２３との隙間は最大でも２５ｍｍに抑えられる。
【００２６】
なお、ここにおける搬送ロボット１０のアーム１７関節部には、ベアリング付近のカバー隙間に磁石リングで磁性流体を止める磁性流体シールを設けて、アーム内のベルトやプーリやギアからアーム外への発塵を遮断している。また、この搬送ロボットのアーム部昇降のために、この搬送ロボットの胴体が上下にＺ軸移動すると、その胴体内の空気が出入りするが、その空気をここでは、胴体側面を覆う胴体カバー２７を取り付け、加えてその胴体カバーの内側に隙間をあけて、ロボット基台を覆う基台カバー２８を取り付け、ロボットの側面下部の通気口としてのその下向きのカバー隙間から吸気し、ロボット下部に設けられた排気口２５に取り付けられた空気逆流防止手段３７により下方に排気する構造としている。図４に、空気逆流防止手段３７の一例として、差圧調整ダンパーを示した。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
〔実験装置１〕
図２の薄板状電子部品搬送装置（ローツェ（株）製ＲＡＣＳ３００−２Ａ型）を用いて清浄度の測定実験を行った。天井に設けたファンフィルタユニットは、シロッコ型ファン２基を並列に搭載し、ＵＬＰＡフィルタ（ダイキン（株）製）は０．１μｍシリカ粒子を９９．９９９９％除去する性能があり、筐体内部への吹き出し部は直径５ｍｍの穴を多数開けたパンチングメタル板製天井のほぼ全面で面積６０５ｍｍ×１０７０ｍｍ、最大風速は吹き出し部の下２００ｍｍ位置で０．６５ｍ／秒である。筐体内部の容積は横１１５０ｍｍ×奥行き６８５ｍｍ×高さ１５４５ｍｍである。また、本発明が定義する対５面開口率の基礎となる５面の面積は、底部が１面（横１１５０ｍｍ×奥行き６８５ｍｍ）、側部が４面（横１１５０ｍｍ＋奥行き６８５ｍｍ）×２×高さ１５４５ｍｍである。搬送ロボットとしては、胴体直径２６０ｍｍで基台底部に、空気逆流防止手段として羽根直径６５ｍｍの排気用電動ファンを取り付けたスカラ型ロボット（ローツェ（株）製ＲＲ７００型）を筐体側壁の下部に設けたＸ軸移動機構に据え付けた。
【００２８】
横方向の１つの壁面には、３００ｍｍウエハ収納カセット（＝Ｆｒｏｎｔ　Ｏｐｅｎｉｎｇ　Ｕｎｉｆｉｅｄ　Ｐｏｄ，以後ＦＯＵＰと言う）が置かれたロードポートを２台設置し、ポートドアが前記壁面のドアであるとした。ドア面積は３６０ｍｍ×３３５ｍｍ、その周囲には閉時６ｍｍ幅のすきまが設けてあり、ドアが開きＦＯＵＰが壁厚み分前進する際、一時的に最大２０ｍｍ幅の隙間ができるが、停止するとＦＯＵＰと枠部の間の隙間は６ｍｍ幅に収まる。ドア通路用の隔壁１９の上端とドア下降停止後にドア上端との隙間も６ｍｍである。その他周囲の壁面はできるだけ密閉としたが、差圧は理論値のほぼ８５％となった。
【００２９】
筐体の底部フレームには、制御機器等の機器を設置して、床板３６を取り除くと対５面開口率１０．９３％であり、その底部フレーム２ｂの、外部への開放部分に床板を並べて、底部フレーム２ｂの対５面開口率を変えた。
【００３０】
〔測定〕
風速は、筐体内部のほぼ中央部天井から２００ｍｍ下の位置で、リオン（株）製風速計ＡＭ−０９Ｓ型を用いて測定した。差圧は、天井から約６００ｍｍ下で奥行き側壁の中央部から約１００ｍｍ内側で測定した。異物粒子は、パーティクルカウンター，日立電子エンジニアリング（株）製レーザダストモニターＴＳ３７００を用い、０．１μｍ以上の粒子について、２８．３Ｌ／分（＝１Ｃｕｂｉｃ　Ｆｅｅｔ／ｍｉｎ、１ＣＦ／分と記す）でエアを１分間吸引してデータを取り、３回測定して平均した。搬送ロボットでウエハを移送しながら測定するため、サンプリング点として、ほぼアームの最低高さでアームに接触しない、なるべく中央に近い場所を選んだ。
【００３１】
〔ロボットの動作〕
実施例１，２，５での搬送ロボットの動作パターンは、次の通りで実験期間中繰り返し動作させ測定実験を行った。ステップＳ１で、左右アームを畳んだ状態で、搬送ロボット本体を旋回動作させる。ステップＳ２で、昇降機構により上昇させる。ステップＳ３で右アームを伸張して第１カセット内にフィンガーを挿入し、Ｚ軸を６ｍｍ上げてウエハをフィンガー上に載置吸着し、抜き出す。ステップＳ４で、左アームも１往復分の屈伸動作させ、ウエハを抜き出す。ステップ５で前回旋回動作した逆方向に旋回動作させた角度分だけ旋回させる。ステップＳ６で、ステップＳ２で上昇させた分だけ下降し、Ｘ軸上を移動して第２のカセット前に停止する。ステップＳ７で、右アームを１往復分の屈伸動作させてウエハを第２のカセットに移す。ステップＳ８で左アームを１往復分の屈伸動作させて、同様にウエハを第２のカセットに移す。次にステップＳ９〜ステップＳ１６で逆の動作により、第２のカセットから第１のカセットに、２枚のウエハを移載する。以上で一連の動作は終了し、測定実験期間中は、ステップＳ１〜ステップＳ１６の動作を繰り返し行う。尚、上記以外の実施例ではロボットの動作は異なるので、その都度説明する。
【００３２】
〔実施例１〕
実験装置１においてドア周辺１０ｍｍ幅の隙間とドア昇降通路部分に加えて、床１３には、搬送ロボット、電源、制御装置等を置いた。底部フレームに床板を設けて底床の対５面開口率５．５６％、その他合わせて６．０５％であった。ファンフィルタユニットからの吹き出し速度はファンモータのインバータ周波数をかえて、０．１ｍ／秒から０．６５ｍ／秒まで変化させた。
筺体内部と外部との差圧は、前記風速を変化させる度に測定し、同じく表１に記入した。換気回数は筺体の容積で吹き出し風量を除して算出した。　表１に記された結果から、０．２ｍ／秒（換気回数９．１回／分）から０．６ｍ／秒までは、０．１μｍ以上の異物粒子数は０個／ＣＦで全く問題がない。一方、０．６５ｍ／秒（換気回数２９．４回／分）では０．３個で、これらの範囲ではクラス１が満たされている。
【００３３】
〔実施例２〕
実施例１において、底部フレーム２ｂの一部に床１３として床板３６を取り外して底部の対５面開口率９．７３％と大きくした他は同様にし、結果は表１に纏めて示した。換気回数１８．１回から２７．２回／分の間はクラス０が保たれ良いが、その前後の条件では好ましくなく、特に風速が０．６５ｍ／秒と速すぎると、差圧が４．２Ｐａと十分であっても異物粒子数は１を越え好ましくないことが分かった。しかし、これにより実施例１のように、床板３６の効果がある事が分かった。
【００３４】
〔実験装置２〕
実験装置１において、筐体を幅１６０５ｍｍ、奥行６９０ｍｍ、高さ１３２０ｍｍと大きくしてロードポート３台に増やし、これに伴いＸ軸移動機構も長くした試作機を製作した。ここで、ドアは横３７５ｍｍ、縦３２０ｍｍで、床板の代わりに直径５ｍｍの穴が多数あいたパンチング板を用いた。ファンフィルタユニット用送風機は前回と同じものを用い、ＵＬＰＡフィルターはこの筐体の天井にあわせて製作し、その吹き出し面は、幅１５８５ｍｍ、横６１０ｍｍの同じ材質のパンチング板である。以上の他は実験装置１と同様とした。
【００３５】
〔実施例３〕
実験装置２において、底部フレームに具えられた床にパンチング板を敷いて対５面開口率を７．２９％（床の４０％）とし、ドア周りは３台とも２ｍｍの隙間でドアは閉じたままとし、合計の５面開口率は７．４３％とした。ただし、ロボットのＸ軸およびＺ軸移動機構は作動させたが、アームは作動させなかった。結果は表２に纏めて示した。インバータ周波数を１５Ｈｚから最大の６０Ｈｚまで６段階に変えて０．０８ｍ／秒から０．４８／秒の範囲、換気回数３．６回／分からで換気回数２１．７回の範囲で、運転した。測定結果は表２にまとめた。０．１μｍ以上の異物粒子は、喚起回数３．６回／分（風速０．０８ｍ／秒）を除いてすべて１個以下となり、クラス０が達成され、さらに高い換気回数でも良好である事を示唆している。
【００３６】
〔実施例４〕
実施例３において、ＦＯＵＰを１台、ドア枠との間に隙間を開けてロードポートに設置しドアを１つ開け、隙間は上部３０ｍｍ、下部（隔壁との間）３３．５ｍｍ、両横２０．５ｍｍとした他は同様とした。結果は表２に示す。０．１μｍ以上の異物粒子は喚起回数７．２回／分以上（風速０．１６ｍ／秒以上、差圧０．４７Ｐａ以上）では、すべてクラス０が達成され、さらに高い換気回数でも良好である事を示唆している。
【００３７】
〔実施例５〕
実施例４において、ＦＯＵＰを２台に増やしドアも２つ開放して、隙間は２台とも同じとし、ロボットはすべての動作をして実施例１と同様に２枚のウエハを２台のＦＯＵＰ間で移載し、その他は実施例４と同様とした。結果は表２に示す。０．１μｍ以上の異物粒子は喚起回数７．２回／分以上（風速０．１６ｍ／秒以上、差圧０．４Ｐａ以上）では、すべてクラス０が達成されている。
【００３８】
〔実施例６〕
実施例３において、ＦＯＵＰを取り付けずドアも１つ開放し開口部を大きくした他は、同様として測定した。結果は表２に示す。０．１μｍ以上の異物粒子は喚気回数１０．９回／分以上（風速０．２４ｍ／秒以上、差圧０．８５Ｐａ以上）では、すべてクラス０が達成され、喚気回数７．２回／分では、クラス１となっている。
【００３９】
〔実施例７〕
実施例３において、ＦＯＵＰを取り付けずドア２つを開放し開口部をさらに大きくした他は、同様として測定した。結果は表２に示す。０．１μｍ以上の異物粒子は喚起回数１０．９回／分以上（風速０．２４ｍ／秒以上、差圧０．５６Ｐａ以上）では、すべてクラス０が達成されている。
【００４０】
〔実施例８〕
実施例３において、底部フレームに具えられた床のパンチング板の一部を無孔ステンレス板に変えて、底床の対５面開口率を１．８２％（床の１０％）、合計の５面開口率は１．９６％とし、その他は同様とした。測定結果は表２にまとめた。０．１μｍ以上の異物粒子は、喚起回数７．２回／分（風速０．１６ｍ／秒、差圧２Ｐａ）以上ですべて０個となり、クラス０が達成され、さらに差圧２０Ｐａと高くても、風速が０．４８ｍ／秒程度であれば良好である事を示唆している。
【００４１】
〔実施例９〕
実施例７において、底部フレームに具えられた床のパンチング板の一部を取り外して、底床の対５面開口率を１０．９３％（床の６０％）、合計の５面開口率は１４．８８％とさらに拡大し、その他は同様とした。結果は表２にまとめた。０．１μｍ以上の異物粒子は、喚起回数１８．１回／分（風速０．４ｍ／秒、差圧０．６Ｐａ）から喚起回数２１．７回／分（風速０．４８ｍ／秒、差圧１．０Ｐａ）で０個となったが、それ以下の喚気回数では不可であった。
【表１】
2004044989.tif 000003
【表２】
2004044989.tif 000004
【００４２】
【効果】
ＵＬＰＡフィルタを具えた薄板状電子部品搬送装置において、安価な空気逆流防止手段を底部に具えたロボットを使用し、且つ、底部フレーム上に設けた空気の流通する床とドア周りおよびドア通路との隙間が構成する開口率、筐体内外の差圧、清浄空気の換気回数、風速などで特定の操作条件を選べば、天井から底床への乱れのない層流を保つことができた。搬送ロボットに最も発塵の恐れのあるＸ軸移動機構、Ｚ軸移動機構を具えても、ほとんど完全に異物を筐体外に排除することができた。これにより０．１μｍ以上の異物粒子を前記の特定操作条件領域でクラス０を達成することができ、０．１μｍ以下の線幅の半導体製造が可能となった。さらに、Ｘ軸移動機構を積極的に採用することができるため、各種半導体処理装置を直線状に複数個並べ、各関節の制御が必要で高価な多関節ロボットに変えて、安価なスカラ型搬送ロボットを使用することができ、クリーンルーム面積の効率的利用と設備投資の縮減が可能となり、コスト低下に寄与することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の薄板状電子部品搬送装置を具える薄板状電子製品製造設備を示す一部切り欠き斜視図である。
【図２】本発明の他の実施形態の薄板状電子部品搬送装置を示す一部切り欠き斜視図である。
【図３】図２に示す薄板状電子部品搬送装置における、カセットを載置するロードポートを示す斜視図である。
【図４】本発明に使用する空気逆流防止手段を具えたスカラ型ロボットの一部切り欠き斜視図である。
【符号の説明】
１　薄板状電子製品製造装置
２　薄板状電子部品搬送装置
２ａ　筐体
２ｂ　底部フレーム
３　ファンフィルタユニット
４　シロッコファン
５　ＵＬＰＡフィルタ
６　清浄空気吹出口
７　カセット
１０　搬送ロボット
１１　Ｘ軸移動機構
１１ａ　ネジ軸
１１ｂ　スライド
１１ｃ　モータ
１２　制御装置
１３　床
１４　ウエハ位置決め装置
１５　ウエハ
１６　入力装置
１７　ロボットアーム
１８　電源装置
１９　隔壁
２０　ロードポート
２１　ドア
２２　ステージ
２３　ドア枠
２４　壁
２５　ロボットの排気口
２６　アーム関節部
２７　胴体カバー
２８　基台カバー
３０　半導体処理装置
３１　処理装置内搬送機
３２　ロードロック室
３３　ロードロック室ドア
３４　処理チャンバ
３５　床隙間
３６　床板
３７　空気逆流防止手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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