(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体基板や液晶パネル用ガラス基板の大型化に伴い製造設備も大型化し、従来の、基板を多数カセットに入れて各処理工程間をＯＨＴ、ＡＧＶなどによる移送する方法では、すべての工程間にカセットが必要であるため中間在庫が大きくなり、設備、在庫への投資が一層大きくなる。また、大型化に伴う設備、装置のメンテナンス方法やクリーン化技術も困難となってきた。【解決手段】半導体ウエハや液晶基板を、線状に配置した搬送ロボット群３、３とこれを収納するクリーントンネル２内で、リレー方式で枚葉搬送して各処理装置４、４に配達、処理後の受け取りによって、中間製品の在庫を大幅に削減する。この際、各処理装置４を搬送ロボット３のほぼ前に、クリーントンネル２の片側または交互に配置して接続することでメンテナンススペースも確保できる。【選択図】図１
2004207279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の各種処理装置とこれへ搬入および搬出する搬送機群と制御装置とを有する薄板状物製造設備において、
線状に配置された前記搬送機群と、
前記搬送機群を収納する線状のクリーントンネルと、
前記クリーントンネルに接続されて配置された前記処理装置と、
を有することを特徴とする薄板状物製造設備。
【請求項２】
前記処理装置が前記クリーントンネルの両側にほぼ交互に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の薄板状物製造設備。
【請求項３】
前記クリーントンネルは、上部に０．１μｍ以上の粒子を９９．９９９％以上除去する清浄気体吹出し手段と、
前記搬送機の下側に、清浄気体吹出し面に対して開口率１０％以上８０％以下の底部床と、
を設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の薄板状物製造設備。
【請求項４】
前記クリーントンネルは、前記搬送機のアームの下側と前記底部床との間に設けた中間床を有し、且つ、前記中間床は、清浄気体吹出し面に対して１５％以上６０％以下の開口率を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項５】
少なくとも一対の隣接する前記搬送機がそれぞれ、前記薄板状物を上下方向に干渉せずに直接受け渡しすることが可能なエンドエフェクターを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項６】
前記搬送機の間に配置された少なくとも１つの仮置き手段を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項７】
前記仮置き手段は、１段又は２段以上であって、前記薄板状物を少なくとも２方向から載置することができることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項８】
前記仮置き手段用の載置手段を配置し、この載置手段は回動手段と水平移動手段のいずれか又は双方を有することができることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項９】
前記仮置き手段もしくは載置手段が、位置決め装置であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項１０】
前記クリーントンネルに設置されている各種機器および各手段・装置の少なくとも１つが位置決め用案内手段を有し、前記クリーントンネル壁に扉部を設けることができることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項１１】
隣り合う前記搬送機の間に、少なくとも１つの仕切り板を配置することができることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項１２】
前記仕切り板は、清浄気体吹出し面に対して１％以上３０％以下の開口部分を設けることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項１３】
前記クリーントンネルに少なくとも１つのロードポートを接続することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、シリコン半導体ウエハを加工して製造する半導体デバイスや、液晶表示パネル（ＬＣＤ）、プラズマディスプレー（ＰＤＰ）、有機エレクトロルミネッセンスディスプレー（ＯＥＬ）、無機エレクトロルミネッセンスディスプレー（ＩＥＬ）、フィールドエミッティングディスプレー（ＦＥＤ）などの電子的平面表示板などの薄板状物製造設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、清浄空間であるクリーンブース、例えば、特開平２−４１４５号公報にみられるように人が中で作業をする小部屋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、壁下部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、ミニエンバイロン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。このミニエンバイロンメントへの半導体ウエハの搬入搬出は、清浄容器に収納して清浄空気下でその容器の蓋をあけて行う。それ故、ミニエンバイロンメントの内部は高度に清浄にたもたれている。
【０００３】
発塵のおそれのある搬送ロボットをクリーンブース内で用いない場合、例えば、特開２０００−１６１７３５号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、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】
従来は前述のように、各処理装置ごとに移載装置とを組み合わせてユニット化し、大きなクリーン製造室の床面の自動搬送車（Automated Ground Vehicle, AGV）や、図１６に示すように壁上部に設置したレールや天井から懸架したレールに導かれて走る頭上搬送車（Overhead Hoist Transport, OHT）または人手によって、多数の半導体ウエハをカセットまたは清浄容器に収納して、前記の各ユニットに配送していた。また大型化した液晶ガラス基板の場合、各ユニット間の搬送はクリーン製造室内でオープンカセットに収納してＡＧＶで搬送している。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−４１４５号公報
【特許文献２】特開２０００−１６１７３５号公報
【特許文献３】特開２００１−２４４３１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前世代の半導体ウエハは直径２００ｍｍであったが、現在普及し始めている現世代のそれは、直径が３００ｍｍ、加えてオリエンテーションフラットが小さなノッチに変更になったことで面積は約２．５倍となっている。加えて線幅は技術向上により２分の１以下の約０．１μｍが可能となり半導体チップの１個あたりの面積は４分の１となった。従って、半導体ウエハ１枚あたりの生産性は約１０倍に向上し、ウエハ１枚当りの原価も大幅に高くなった。さらに最近、４００ｍｍ半導体ウエハの開発もなされており、生産性は約４０倍に飛躍的上昇をする時期も近い。従来のカセットあるいは清浄容器には、このような高価な半導体ウエハを２５枚程度収納し、各処理装置間に多数使用されており、生産ライン中の仕掛かり在庫額が膨大となり運転資金が巨額となって好ましくない。
【０００７】
液晶表示パネルにおいては、１台あたりの面積がパーソナルコンピュータ用の対角１５インチから、テレビジョン用の４０インチ前後またはそれ以上に大型化し、そのため基板のガラス板は９２０ｍｍ×７３０ｍｍとなり、さらに１８００ｍｍ×２０００ｍｍと超大型化が計画されている。この生産ライン中の、各種大型処理装置、大型カセットとこれのための大型搬送車という問題に対処するための清浄容器を製造し、容器内の清浄状態を保つのが困難であり、製造室全体を相当程度の清浄度のクリーンルームとするため、クリーン製造室の床面積と天井高さアップという大容積化のために巨額の設備投資が必要であり問題が多い。
【０００８】
このような液晶表示パネル用クリーンルームの大型化をさけるために、特開２００１−１３５６９９号公報には基板保持手段を囲む第１のハウジングと、これと同サイズであり、搬送機を内包する第２のハウジングとを様々に組み合わせた基板搬送装置が提案されている。しかし、第１と第２のハウジングを同サイズであるため、処理装置には各種大きさの異なる場合がほとんどの半導体製造工程では、これらの配置が困難となる。
【０００９】
本文献のハウジングはミニエンバイロンメントでもある。ここでは１つのハウジング内で清浄空気回収循環方式を提案しているが、四方を連結されたハウジングとハウジングの間の狭い空間に、ダクトなど空調設備を如何に配置するか触れていない。大型化されてますます発塵の多い移載用搬送機をハウジングの中に設置するためには、除塵のための十分な風量が必要である。しかし、前記文献の図面に記載された細いダクトでは十分な清浄度とはなり得ない。加えて、四方を連結する構造では、半導体設備の故障時に機器、装置の交換に必須なメンテナンススペ−スが確保されていない。
【００１０】
【問題を解決するための手段】
本発明では、まず巨額投資と膨大な運転資金の問題を解決するために枚葉式搬送システムを採用し、また、メンテナンススペ−スを確保するために、新たな薄板状物製造設備を開発した。即ち、各種処理装置とこれらへ搬入および搬出する搬送機複数と制御装置とを有する薄板状物製造設備において、線状に配置された前記搬送機群と、前記搬送機群を収納する線状のクリーントンネルと、前記線状のクリーントンネルに接続された前記処理装置とを有することを特徴とする薄板状物製造設備を提案する。ここで前記処理装置は、前記線状のクリーントンネルの両側にほぼ交互に配置されることが好ましい。
【００１１】
このクリーントンネルには、少なくとも１つのロードポートを具えることでカセット内の薄板状物を投入及び回収することができる。ここで搬送機群を配置する線状およびクリーントンネルの線状とは、直線や曲線の一本線状ばかりでなく、十字状、Ｔ字状、Ｏ字状等の線が結合した環状であってもよい。また、クリーン度を保ちながら最低限の風量とするために、搬送機や載置台が小さい場合はクリーントンネルを細くして清浄気体の不必要な風量を削減してもよい。この際クリーントンネルの断面積が、後述のように底部床の開口率と合わせて、清浄気体吹き出し面積に対し８０％以下であれば、故障や修復の際に上記のクリーントンネルの細い部分を切り離しても支障はない。
【００１２】
本発明で言う処理装置には、洗浄機、乾燥機、レジスト塗布機、ロールコータ、露光機、現像装置、エッチング装置、ベーク炉、ＣＶＤ装置、スパッタリング装置、熱酸化炉、昇華装置など通常の半導体やＬＣＤ、ＰＤＰ、ＯＥＬなどの製造工程における化学的、物理的処理装置ばかりでなく、ワイヤボンディング、樹脂封止、配線、液晶基板張り合わせなどすべてのクリーン環境下で行う加工、組み立て処理を行う装置を含む。
【００１３】
本発明では、これら処理装置は線状クリーントンネルに接続されて、清浄環境下で薄板状物を搬送する。ここで、各種処理装置はクリーントンネルの片側に配置し、他方の側に、万一、特定の処理装置ないし特定の搬送機が故障した場合、これを飛ばして薄板状物をカセットなどに収納して移送するための車の通路を設けてもよい。この移送車上のカセットは、十分なクリーン度を保つためにドア付き清浄容器に収納されていることが好ましく、通常用いられるＡＧＶのように駆動手段を有するもの、あるいは手押し荷台のように手動式のものであってもよい。
【００１４】
また、十分なメンテナンススペースを確保するために、前記処理装置は線状クリーントンネルの両側にほぼ交互に配置することもできる。ここでほぼ交互とは、線状クリーントンネル内の隣り合った搬送機の位置において左右互い違いに配置することを原則とするが、１台の搬送機が搬送できる範囲内で２つの処理装置に薄板状物を搬入搬出できるように、トンネル方向にずれて配置することもできる。また、厳密に交互でなくとも、各処理装置や搬送機等のメンテナンス、交換のための搬入および搬出に必要なスペースが確保できれば、同じ側に隣り合わせに配置しても差し支えない。ここでメンテナンススペースは、カセットを積載した前記移送車が通過できるだけ十分に取っておくことが好ましい。
【００１５】
本発明では実験に基づいて、前記クリーントンネルは、上部に０．１μｍ以上の粒子を９９．９９９％以上除去するファンフィルターユニットなどの清浄気体吹出し手段と、前記搬送機の下側に、清浄気体吹出し面に対して開口率１０％以上８０％以下の底部床とを設けることによって高い清浄度を保たせることができることを本発明者らは見出した。
【００１６】
さらに、前記クリーントンネルは、前記搬送機のアームの下側と前記底部床との間に設けた中間床と、この中間床は吹出し面に対して有する開口率１５％以上６０％以下とすることによって高い清浄度を安定して保つことができることも見出した。
【００１７】
また、前記搬送ロボット体内へ下部からの外部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（１立方フィート当たり）という高度な清浄状態を維持できることを見いだした。
【００１８】
本発明におけるファンフィルターユニットには、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フィルタに気体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、イオン交換物質などの化学物質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ーユニットには、ULPAフィルタのすぐ下にあって、気体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。
【００１９】
また、ファンフィルターユニットから風量を５回／分〜３０回／分のクリーントンネル内換気回数の範囲で、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。尚、クリーントンネル内では清浄気体のダウンフローが維持されなければならないが、そのために差圧計を各ファンフィルターユニットに取り付け、トンネル内外の差圧を管理制御することが望ましい。
【００２０】
前記換気回数および差圧領域を保つために、クリーントンネル底部床を薄板状物製造室のフロア面から５０〜２００ｍｍ高くし、天井から吹き込まれた気体を前記底部床から排出する。クリーントンネル内に配列されたロボットなどの搬送機、特に、Ｘ軸およびＺ軸移動機構を有する搬送機の場合は、その体内から排出される気体を前記底部の床下に誘導し、逆流しないようにすることが大切である。このようにして、トンネル天井から底部床へと気体は層流状態を保ち、下からの塵埃の舞い上がりが防止される。
【００２１】
本発明にいう搬送ロボットは、ウエハ、液晶基板など薄板状電子部品をそのエンドエフェクター上に載置、把持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。
【００２２】
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。ロボット上体がＺ軸を下降する際は、当然、大小の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。なお、クリーントンネル内は所定の陽圧に常に維持することが大切である。
【００２３】
ロボットなど搬送機本体を、クリーントンネルに平行、且つ、水平に移動させるＸ軸移動機構には、クリーントンネル底面またはクリーントンネル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電源ケーブルや信号ケーブルがロボットとトンネル底部に配線されている。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。この塵埃がクリーントンネル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、クリーントンネル天井から流下する清浄空気流によって塵埃が底部床開口から押し出されるように設計する。このＸ軸カバーの開口部は、底部水平置きＸ軸の場合は水平に設け、側壁型Ｘ軸の場合は側面にカバー開口部を設ける。
【００２４】
前記のロボットなど搬送機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。
【００２５】
クリーントンネル内の底部床とファンフィルターユニットとが構成する清浄空間を形成するクリーントンネルの端部または側壁に、薄板状電子部品を出し入れするロードポートを設けることができるが、本発明では、そのロードポ−ト壁に設けたドア枠と閉時のドアの外辺との間に、清浄気体吹き出し面に対し開口率が０．０１％以上３０％以下の隙間を設ける事ができる。同様にドアが全面開放された場合、１つの清浄気体吹き出し面に対し３０％以下とすれば、塵埃をトンネル内に巻き込むことはない。ただし、底部床の開口率と前記範囲とを調整して全開口率が１０％以上８０％以下とする必要がある。
【００２６】
前記クリーントンネル内で薄板状物を枚葉搬送するに際し、隣り合った搬送機のエンドエフェクター同士が上下方向に干渉しないように、少なくとも１組配置することにより、搬送機から搬送機に直接手渡しすることもできる。また、これらの搬送機は、その前付近に配置された処理装置に薄板状物を搬入し、処理後そこから搬出する作業も行う。
【００２７】
次に、隣り合う搬送機の間に少なくとも１台の仮置き手段を配置してもよい。この仮置き手段は、１段又は２段以上であって、前記薄板状物を少なくとも２方向から挿入し載置できることが好ましい。また、複数の仮置き手段をクリーントンネルが延在する方向に直交して配置してもよい。
【００２８】
薄板状物の処理装置への挿入方向が定められているなどの理由から方向転換が必要な場合は、前記仮置き手段の下部に載置台を備え、この載置台は回転機構と水平移動機構のいずれか又は双方を有することが好ましい。また、仮置き手段および載置台の代わりに、回転式位置決め装置を配置することもでき、仮置き手段と位置決め装置とを並設してもよい。さらに本発明では、枚葉で送られてくる薄板状物の品種を管理するために、一連番号、ID番号、バーコード、２次元コードなどの記号が刻印等されており、これをCCDカメラと信号処理装置などからなる公知の読み取り装置で読みとる事ができる。この読み取り装置を仮置き手段の一種として用いることもできる。
【００２９】
また、メンテナンス時に機器や各種装置を取り出す場合は、クリーントンネルの壁面に扉部を設けることができる。その際、外部からトンネル内全域に塵埃が入らないようにするために、隣り合う前記搬送機の間に配置された少なくとも１つの仕切り板を配置することもできる。クリーントンネル外部から仕切り板を挿入し、ネジで固定してもよく、仕切り板を中間床の下部に具え、それには昇降手段等を有していてもよい、または、駆動手段を有さず外部より手動で動作させてもよい。駆動手段としては、ねじ軸機構やクランク機構、回転アーム機構などによる上下動など公知の機構とすることができる。また、仕切り板は１段構成であっても多段構成であってもよいが、塵埃の発生が充分少ないことが好ましい。
【００３０】
本発明では、前記仕切り板に窓など開口部分を設けることができる。この開口部分は、その近傍にある１つの清浄気体吹き出し面に対し３０％以下とすることにより、万一、搬送機の故障などによりクリーントンネルの扉部を大きく開放しても他のクリーントンネル内部に影響を与えることはない。また、清浄状態での生産においては、前記仕切り板に設けた窓を通して、薄板状物の受け渡しを行ってもよい。また前記窓に前段落の昇汞手段等の駆動手段を有する遮蔽ドアを具えることで、窓を塞ぐことができる。
【００３１】
次に本発明では、クリーントンネル内に設置する機器や装置・手段には、位置決めピンや位置決め孔などの案内手段を設けることができる。即ち、万一、搬送機や載置手段の故障などでこれらの修理や交換が必要な場合は、前記扉部を通して取り外し修理した後、或いは交換用の機器などをリフト機などにより運び込み、この案内手段に嵌め込むことにより、容易に、且つ、迅速に復旧させることができる。
【００３２】
本発明において、クリーントンネルの天井には０．１μｍ粒子を９９．９９９％以上除去するファンフィルターユニットを具えて清浄気体を送入するが、その吹き出し面は天井全面であることが好ましい。しかし、天井面に吹き出し口を間隔をおいて配置し、天井面積の６０％以上を占めることで、前記差圧の範囲を満たせば問題はない。天井面の６０％未満の場合は、気流の合流部で渦流が発生し、塵埃の滞留をもたらし好ましくない。
【００３３】
薄板状物を搬入および搬出するために設けるロードポートは、通常クリーントンネル２の両端に接続するが、これは１台であってもよいし、任意の搬送機３近傍に複数台備えることもできる。ロードポートとしては公知の装置が使用でき、半導体ウエハ用ではＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International）規格に沿っていることが好ましい。液晶表示パネルやプラズマディスプレーなど大型の薄板状物の場合は特に規格はないが、清浄度が保てるようにファンフィルターユニットを具えたロードポートであることが好ましい。
【００３４】
このロードポートまで薄板状物を移送する手段は、半導体ウエハの場合は公知のＳＭＩＦポッドやＦＯＵＰと呼ばれる清浄容器に収納して行う。液晶ガラス基板は清浄度を十分保てる箱体やＰＰボックスと呼ばれる清浄容器に収納して移送するのが好ましいが、十分なクリーン度をもつ製造室の場合は公知のオープンカセットでもよい。
【００３５】
本発明でクリーントンネル内に配置する搬送機は、スカラ型ロボット、多軸ロボットやＺ軸のあるＸＹテーブル型搬送機など、薄板状物を水平状態で枚葉搬送できるものが好ましい。これら搬送機を直列に並べて、薄板状物をリレー搬送する。ここで、薄板状物を２つの搬送ロボット間で直接受け渡しする場合は、これら搬送ロボットのエンドエフェクター同士が、上下方向に干渉しないようにするために、一方はフィンガーが大きく開いた大型エンドエフェクターとし、他方は前記フィンガー間に入る程度の小型エンドエフェクターとすることができる。また、奇数フィンガーと偶数フィンガーとの組み合わせとすることもできる。
【００３６】
これら搬送機は処理装置への薄板状物の搬入および搬出をも行い、処理装置はクリーントンネルに接続して片側または両側にほぼ交互に配置されるが、大きな処理装置の場合はメンテナンススペ−スを考慮すると搬送機の間隔が大きくならざるを得ず、各エンドエフェクター間の受け渡しができなくなる。このような場合には搬送機間に仮置き手段を設けてもよい。また、前記間隔が大きい場合は、水平面内で仮置き手段を載せて移送するための直線可動または円軌道可動な載置手段を設けることもできる。この載置手段は、薄板状物を処理装置に搬入するに際し一定方向に向けなければならない場合は、所定の向きに回動可能とすることもできる。またこの場合、仮置き手段と載置手段に換えて、公知の回転式位置決め装置を用いることもできる。
【００３７】
前記の仮置き手段および載置手段は、クリーントンネル方向に直交して２組以上設けることができる。半導体ウエハの加工においては、通常生産の間に、しばしば別の少量ウエハを割り込ませて加工しなければならない場合がある。この割り込みは、生産ライン全体に渡ることもあるし、一部の処理装置に限られる場合もあり、不確定である。この場合、第１組の仮置き手段と載置手段には通常生産品を一時退避させておき、第２組の仮置き手段と載置手段を通して割り込み品を搬送することができる。
この載置手段は、駆動手段を具え、直線または曲線に移動することができる。また、
本発明で用いる仮置き手段が棚段状である場合、棚の前後など少なくとも２方向から薄板状物を挿入載置するが、この際、仮置き手段と載置手段とは１組でもよく、特定の段を通常生産品用、別の特定段を割り込み品用とすることもできる。
【００３８】
本発明のクリーントンネルは、その底部床から下に向けて排出される気体を回収し、ダクトによって清浄気体吹き出し手段であるファンフィルターユニット２０の気体取り入れ口に導きリサイクル使用することができる。また、中間床を設ける場合、或いは、これを設けなくとも、別の水平板を底部床の上で搬送ロボット胴体中間に設置して、クリーントンネルの横からダクトによって回収してもよい。これによってトンネル内の気体は、空気のみならず、低酸素空気、乾燥空気、窒素やアルゴン、ネオンなどの不活性ガスを使用することができる。空気以外の気体を使用する場合は気密に留意し、前述のドアに隙間を設けることは好ましくはない。また、本発明の特徴として、各種処理装置をクリーントンネルの両側に交互に配置するため、前記ダクトは処理装置の反対側に設置できスペース上の問題はない。
【００３９】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）は、各種半導体ウエハ処理装置４をクリーントンネルの左右に交互に配置した半導体等の薄板状物製造設備１の一実施例を示す。図１（ｂ）は、１本のクリーントンネル２の片側に各種処理装置を接続した薄板状物製造設備１を示す。図１（ａ）および図１（ｂ）では、ウエハを収納した清浄容器１１を左側のロードポート１０上に載置し、ポートドアと容器の蓋（図４、図９参照）を開いて、第１の搬送ロボット３によりそのウエハをクリーントンネル２内に取り出し、第１の処理装置４に投入する。処理が終わったウエハは同じ搬送機３が取り出し、ロードポートとは反対側に設けられた２つの第１仮置き手段７の一方に搬送する。この第１仮置き手段７からウエハを次の第２の搬送機３によって、第２の処理装置４の投入し、処理が終われば第２の仮置き手段７に搬送する。以下同様にしてすべての処理工程が終了すれば、最終の搬送機がクリーントンネル２の右側の多端にあるロードポート１０上の清浄容器１１に加工済みウエハを収納する。
【００４０】
処理装置へのウエハの搬入方向が定められている場合は、仮置き手段７は図１に示す回動手段をもった載置手段５により方向転換させるが、精度よくウエハの位置決めが必要な場合は、載置手段５に代えて位置決め装置８を設置してもよい。
【００４１】
図１では、仮置き手段７用の載置手段５はクリーントンネル２方向に直交して２台ずつ設置している。これにより通常生産は１台目を用い、２台目の仮置き手段７とその載置手段５は、割り込み生産品やダミー基板テストなどのための処理品を受け渡しする際使用する。
【００４２】
処理装置が大きい場合や処理装置間を広く設計する必要がある場合は、図１（ａ）のクリーントンネル中ほどに1基、及び、図１（ｂ）の中ほどに２基を示すように、直線移動する移動式載置台６を搬送機間に設ける。
【００４３】
図２は、ＴＦＴ液晶基板加工設備である。最近の大型基板に対応するために各処理装置４は大型化しているので、搬送機３にはＸ軸軌道１３を具えている。また、液晶パネルの場合は割り込み生産がほとんどないので、搬送機間に仮置き手段７はクリーントンネル２方向に対して並列して設ける必要はなく、従って載置手段も１台でよい。仮に割り込み処理が発生した場合には、図７に示すような多段の仮置き手段であるカセット１２を用いて、通常生産品と割り込み生産品とは段を変えて載置し、前者を一時退避させればよい。また、処理装置間に処理時間に差がある場合、カセット１２をバッファーとして活用することもできる。
【００４４】
図３は、液晶パネルの組み立てにおいて、ＴＦＴ基板ラインとカラーフィルター基板ラインとをＴ字型に合流させる部分についてのみ、製造ライン一部を例示する。製造されたＴＦＴ基板にシーラー塗布装置４０内で接着剤を不図示のディスペンサーで塗布し、搬送機３１でこれを取り出し仮置き手段７１に置いた後、その下の水平回動する載置手段５１でＴＦＴ基板の向きを合わせ、別の搬送機３２で貼り合わせ機４１に挿入する。他方、カラーフィルター基板は、カラーレジスト塗布処理およびプリベーク後、露光機４５でカラーフィルターのパターンを焼付け、現像装置４６で不要部分を取り除き、載置手段５２の水平面内回動によって方向が合わされ、洗浄機４３をへて、搬送機３４で仮置き手段７２に仮置きされ、ポストベーク炉４２で焼しめた後、仮置き手段７４上で冷却された、搬送機３２で貼り合わせ機４１に挿入され、ＴＦＴ基板と貼り合わされる。貼りあわされたセルは搬送機３２で仮置き手段７３に仮置きされ、載置手段５３の水平面内回転によって方向が合わされ、ホットプレス機４４に送られ、さらに次工程へと進む。
【００４５】
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明のクリーントンネル２内に配置した半導体ウエハ製造設備の一部斜視図である。ここには搬送機３とその間に載置手段５を２台並列に配置し、その載置手段５には不図示の回動手段１４を設けてあり、手前と奥側の載置手段５に置かれた仮置き手段７として多段カセットが載置してある。クリーントンネルの向こう側左壁面にはロードポート１０が接続し、向こう側右壁面には処理装置４へゲートバルブ２８を介して接続している。通常生産する場合は、図４（ａ）のように連続したトンネル内を搬送するが、一旦機器に故障が発生した時は、故障装置の前後に、図４（ｂ）に示す仕切り板９を手前から差し込んで、トンネル内全域に塵埃汚染が広がるのを防止して修理作業、装置の交換などを行う。また図４では、右側の仕切り板９には窓２９を設け、右側に不図示の搬送機のエンドエフェクターにより、仮置き手段７内にあるウエハ１７を搬出する。
【００４６】
図５（ａ）、（ｂ）には、ウエハ１７を二つの搬送機間でそれぞれエンドエフェクターが上下方向に互いに干渉せずに直接受け渡す場合を例示している。直接受け渡す場合は、例えばスピン塗布、スピン洗浄処理などウエハの方向が特定されず、処理装置も大きくない場合に利用でき、仮置き手段５を省略して投資額を減ずることに役立てている。小型エンドエフェクターの搬送機３から大型エンドエフェクターの搬送機３に、エンドエフェクターの大型、小型とは、図５（ａ）の例のように共にフィンガーが偶数であっても、図５（ｂ）のようにそれらが偶数と奇数であってもよい。ここでは、フィンガーは２本と１本の例を記載したが、偶数と奇数の組み合わせであれば数に制限されることはない。
【００４７】
図６はウエハ１７用仮置き手段７である。これはいわゆるオープンカセットであるが、クリーントンネル内に線状に並んだ複数の搬送機３間に配置して使用するため、前後の双方向からウエハ１７を搬送機３のフィンガーに載置して仮置き手段７に挿入し、持ちかえに使用するものである。図７は、大型液晶ガラス基板１８用仮置き手段７で、カセット１２とも呼ばれるものである。このカセット１２は回動手段１４を備えた載置手段５の上に置かれている。前記のウエハ用と同様、前後の双方向からガラス基板１８を挿入載置できる。
【００４８】
図８の左前面に蓋をもつ清浄容器１１は、半導体ウエハ用にＳＥＭＩ規格に定められたFOUP（Front Opening Unified Pod）と呼ばれるものであるが、図示しないＳＭＩＦポッド呼ばれるものもありこれを使用してもよい。
【００４９】
図９は、本発明の製造設備であるクリーントンネル２へのウエハ投入と取り出し口に設置するロードポート１０の一例を示す。材料ウエハ１７は、図８の清浄容器１１に収納されてロードポート１０のステージ１９に置かれ、その蓋はロードポートのドアと合体して開放し、清浄容器１１からウエハ１７は搬送機３によって取り出され処理工程に送られる。
【００５０】
図１０は、液晶パネルやＰＤＰ生産の場合に用いるロードポート１０で、本発明の一例でクリーントンネル入り口に接続する。材料ガラス板や中間製品は、図７に示すカセット１２に挿入載置されて投入と取り出しのためにこのロードポート１０から処理工程に投入され、処理後ここから取り出される。このロードポート１０の上部には、クリーンフィルターユニット２０を具え、入り口には異物の侵入を防止するためのリフト手段２４を具えたドア４８を上下に開閉させることによって、ロードポート内の雰囲気を清浄に保つことができる。このロードポート１０の奥側にも第２のドア４８を設け、少なくとも一方のドアを閉じることによってクリーントンネル全体への塵埃の進入を防止できる。
【００５１】
図１１（ａ）は、清浄気体のリサイクルシステムを示した断面図である。１台のファンフィルターユニット２０毎に、クリーントンネル２の底部床２２から気体を、底部床２２下一面と天井への誘導路に設けたダクト２５によって回収するものである。気体としては、窒素または低酸素空気、乾燥空気を使用する。図１１（ｂ）は、清浄気体のリサイクルシステムの一部を示した平面図で、搬送機３のメンテナンススペースを設けるために、ダクト２５を２つに分けて配置している。
【００５２】
図１２には、図１の移動式載置台６が１本の場合で、これを収納するクリーントンネルが細い場合の例を示した。ここではウエハ１枚をリニアガイドに沿って２つの搬送機間を移送するもので、この下側をくぐって線状クリーントンネルの両側を結ぶ作業員用通路として使用することもできる。この細いクリーントンネル部分はユニットとして取り外すことができる。この際、接続部分が開口するが、その面積が隣接する清浄気体吹き出し面積の３０％以下であれば、塵埃が他のクリーントンネル内を汚染することはない。
【００５３】
図１３には、１台の搬送機３がクリーントンネル２の両側に配置された２つの処理装置４間を直接搬送する場合について示した。ウエハを２つの処理装置で割り込み処理する場合は、左のロードポート１０に置いた清浄容器１１から投入し、搬送機３によって左の処理装置４の投入し、処理後右の処理装置４に移送し、処理後右側のロードポート上の清浄容器１１に移送して終了となる。
【００５４】
図１４は搬送機３が故障した場合などの際、クリーントンネル２壁の不図示の扉部を開放してこれ交換をする手順を示した。即ち、図１４（ａ）の搬送機３を交換する場合、搬送機３の下部にリフターのフォークを挿入し、上方へ持ち上げて搬送機３をトンネル外へ運び出す。新しい搬送機を設置する際はこの反対手順をとり、リフト上の搬送機を載置位置にゆっくり降下させると共に、クリーントンネル２内に設けた位置決め孔などの案内手段４７と、搬送機３に設けた位置決めピンなどの案内手段４７とを嵌合させることで、適正位置に速やかに設置することができる。
【００５５】
図１５は、図１４の正面図であり、リフターは、搬送機の基台下部の中ほどを支持することで、フォーク部分が、搬送機を載置する台と接触することなく載置することができる。
【００５６】
＜実験例＞  クリーントンネル２の代表として、３台の搬送機とそれらの間に２箇所の仮置き台７が含まれるように仕切り板９を臨時に設け、処理室のゲートバルブとロードポートのドアは閉めて、幅900×長さ4750×高さ1500mmの空間の清浄度について実験した。クリーントンネル２の天井部には空気浄化装置であるファンフィルターユニット（ダイキン株式会社製ＵＬＰＡフィルタ、０．１μｍ粒子９９．９９９９％除去、ファン６台）が設置され、トンネル内に清浄空気を吹き出す。次に、直径５ｍｍ孔を多数あけたＳＵＳ製パンチングプレート材からなり所定の開口率を有する中間床２１を、搬送機３の中位の高さでアームの下、及び、載置手段５の周辺に設けた。また、搬送機３を設置している底部床２２は所定の開口率の簀の子状とし、搬送機３の底部には不図示の排気ファンを取り付け、搬送機体内の空気を、トンネル２の外部である底部床２２と製造室フロアとの間に排出する。その他の面はすべて密閉し、それぞれの搬送機近傍には差圧計が設置してある。表１に中間床２１および底部床２２を設けた場合、表２に底部床２２のみの場合について実験結果をまとめた。
【００５７】
本実験から、底部床の開口率を制限することのより、また、清浄空気の吹き出し速度を大きくすると、クリーントンネル内外の差圧計は３台とも同じ圧力を示し、差圧についてはある程度維持することが有効であることが分かった。また、中間床を設けると効果はさらに大きくなり、底部床の開口率１０％以上８０％以下、中間床は、清浄気体吹出し面に対して１５％以上６０％以下で、０．１μｍ以上の異物粒子をゼロに抑えることができることが分かった。
【００５８】
【表１】
2004207279.tif 000003
【表２】
2004207279.tif 000004
【００５９】
【効果】
本発明では、複数且つ一連の処理装置を配置したクリーントンネル内を枚葉で搬送することにより、ＡＧＶやＯＨＴなどの各処理装置間搬送装置が不要で、また、そのため薄板状物製造設備がコンパクトとなり工場スペースも少なくてすみ、投資額を節約することができる。また、薄板状物を枚葉処理、枚葉搬送するため、１枚目の生産完了までの時間が大幅に短縮でき、少量多品種生産に好適である。
【００６０】
また、従来、各処理装置間搬送に使用していた清浄容器は、本発明の薄板状物処理設備への原板投入と製品受け取り以外は不要となり、さらに、本発明のクリーントンネルを円形の閉じた搬送経路とすれば、多段状の清浄容器１台で原板投入と製品受け取を兼用できる。従って、中間製品在庫も大幅に削減できる。
【００６１】
本発明のクリーントンネルの片側に各処理装置を配置する場合や、両側にほぼ交互に各処理装置を配置する場合は、その反対側には広いメンテナンススペースが取れる。従って、特定の処理装置や特定の搬送機などの機器が故障した時のための作業スペースや機器の移送通路が十分取れ、機器の修理や交換が容易である。
【００６２】
半導体など薄板上物は、ダミーウエハによるテストや補修などのために特定の処理を施す場合が多いが、そのような場合のためにクリーントンネルを挟んでその装置の反対側スペースにロードポートを接続しておけば、随時その処理を施すことができる。この時、通常生産品は搬送機間に設けた仮置き手段に退避させるため、製造設備全体を停止させることがなくなるため、生産性が向上する。
【００６３】
特定の性能のファンフィルターユニットと、特定の開口度の底部床、或いは特定の開口度の中間床を採用することによりクリーントンネルの清浄度を高度に保つ条件を見出した。この結果、０．１μｍでクラス０を実質的に達成し、線幅０．１μｍ以下の半導体にも対応できる。
【００６４】
各搬送機間に仕切り板を必要に応じ設置することにより、クリーントンネル内の機器、設備、装置類の故障やメンテナンス時にクリーントンネル全体への塵埃の進入を防止することができる。この仕切り板には、特定限度の開口度の窓を設けても、底部床や中間床の開口度とバランスをとれば、充分清浄状態を保つことができる。従ってメンテナンス時に臨時に、線状のクリーントンネルの一部を切断したり、クリーントンネル壁に設けた扉を開放しても問題ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薄板状物製造設備の一例を示す平面図である。
【図２】本発明の薄板状物製造設備の他の例を表す平面図である。
【図３】本発明のクリーントンネルをＴ字状に接続した例を表す平面図である。
【図４】本発明のクリーントンネルとその内部を表す斜視図である。
【図５】本発明の搬送機から搬送機へ直接ウエハを受け渡す例を示す平面図である。
【図６】本発明で用いるウエハ用仮置き手段（カセット）の斜視図である。
【図７】本発明で用いる大型ガラス基板用カセットと載置台を表す斜視図である。
【図８】本発明で用いるウエハ用清浄容器（ＦＯＵＰ）の斜視図である。
【図９】本発明のウエハ用ロードポートである。
【図１０】本発明のガラス基板用ロードポートである。
【図１１】本発明で気体回収用ダクトを施した例を表す平面概念図である。
【図１２】本発明のクリーントンネルの一部が細くなっている例を示す斜視図である。
【図１３】本発明の一台の搬送機が、ある処理装置から他の処理装置へ直接ウエハを搬送する例である。
【図１４】本発明のクリーントンネル内における、搬送機の交換手順を示す側面図である。
【図１５】図１４の搬送機を示す正面図である。
【図１６】従来の薄板状物製造設備の一例を示す斜視図である。
【符号】
１  薄板状物製造設備
２  クリーントンネル
３，３１，３２，３３，３４，３５，３６  搬送機
４  処理装置
５，５１，５２，５３  載置手段
６  移動式載置手段
７，７１，７２，７３  仮置き手段（カセット）
８  位置決め装置
９  仕切り板
１０  ロードポート
１１  （ＦＯＵＰ）清浄容器
１２  型ガラス基板用カセット
１３  Ｘ軸軌道
１４  載置手段回動機構
１５  小型エンドエフェクター
１６  大型エンドエフェクター
１７  ウエハ
１８  ガラス基板
１９  ステージ
２０  ファンフィルターユニット
２１  中間床
２２  底部床
２３  ロードロック室出入り口
２４  リフト手段
２５  ダクト
２６  アーム
２７  表示入力手段
２８  ゲートバルブ
２９  仕切り板窓
４０  シーラー用ディスペンサー
４１  張り合わせ機
４２  ベーク炉
４３  洗浄機
４４  ホットプレス
４５  リニアガイド
４６  リフター
４７  案内手段
４８  ドア
６０  スピンドル
６１  ＩＤ読み取り手段
６２  モータ
６３  ベルト
６４  おもり
６５  ＯＨＴ
６６  ＡＧＶ
【図１】
2004207279.tif 000005
2004207279.tif 000006
【図２】
2004207279.tif 000007
【図３】
2004207279.tif 000008
【図４】
2004207279.tif 000009
2004207279.tif 000010
2004207279.tif 000011
【図５】
2004207279.tif 000012
2004207279.tif 000013
【図６】
2004207279.tif 000014
【図７】
2004207279.tif 000015
【図８】
2004207279.tif 000016
【図９】
2004207279.tif 000017
【図１０】
2004207279.tif 000018
【図１１】
2004207279.tif 000019
2004207279.tif 000020
【図１２】
2004207279.tif 000021
【図１３】
2004207279.tif 000022
【図１４】
2004207279.tif 000023
【図１５】
2004207279.tif 000024
【図１６】
2004207279.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成15年1月8日(2003.1.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】複数の各種処理装置とこれへ搬入および搬出する搬送機群と制御装置とを有する薄板状物製造設備において、
線状に配置された前記搬送機群と、
前記搬送機群を収納する線状のクリーントンネルと、
前記クリーントンネルに接続されて配置された前記処理装置と、
を有することを特徴とする薄板状物製造設備。
【請求項２】前記処理装置が前記クリーントンネルの両側にほぼ交互に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の薄板状物製造設備。
【請求項３】前記クリーントンネルは、上部に０．１μｍ以上の粒子を９９．９９９％以上除去する清浄気体吹出し手段と、
前記搬送機の下側に、清浄気体吹出し面に対して開口率１０％以上８０％以下の底部床と、
を設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の薄板状物製造設備。
【請求項４】前記クリーントンネルは、前記搬送機のアームの下側と前記底部床との間に設けた中間床を有し、且つ、前記中間床は、清浄気体吹出し面に対して１５％以上６０％以下の開口率を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項５】少なくとも一対の隣接する前記搬送機がそれぞれ、前記薄板状物を上下方向に干渉せずに直接受け渡しすることが可能なエンドエフェクターを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項６】前記搬送機の間に配置された少なくとも１つの仮置き手段を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項７】前記仮置き手段は、１段又は２段以上であって、前記薄板状物を少なくとも２方向から載置することができることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項８】前記仮置き手段用の載置手段を配置し、この載置手段は回動手段と水平移動手段のいずれか又は双方を有することができることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項９】前記仮置き手段もしくは載置手段が、位置決め装置であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項１０】前記クリーントンネルに設置されている各種機器および各手段・装置の少なくとも１つが位置決め用案内手段を有し、前記クリーントンネル壁に扉部を設けることができることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項１１】隣り合う前記搬送機の間に、少なくとも１つの仕切り板を配置することができることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項１２】前記仕切り板は、清浄気体吹出し面に対して１％以上３０％以下の開口部分を設けることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【請求項１３】前記クリーントンネルに少なくとも１つのロードポートを接続することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の薄板状物製造設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、シリコン半導体ウエハを加工して製造する半導体デバイスや、液晶表示パネル（ＬＣＤ）、プラズマディスプレー（ＰＤＰ）、有機エレクトロルミネッセンスディスプレー（ＯＥＬ）、無機エレクトロルミネッセンスディスプレー（ＩＥＬ）、フィールドエミッティングディスプレー（ＦＥＤ）などの電子的平面表示板などの薄板状物製造設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、清浄空間であるクリーンブース、例えば、特開平２−４１４５号公報にみられるように人が中で作業をする小部屋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、壁下部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、ミニエンバイロン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。このミニエンバイロンメントへの半導体ウエハの搬入搬出は、清浄容器に収納して清浄空気下でその容器の蓋をあけて行う。それ故、ミニエンバイロンメントの内部は高度に清浄にたもたれている。
【０００３】
発塵のおそれのある搬送ロボットをクリーンブース内で用いない場合、例えば、特開２０００−１６１７３５号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、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】
従来は前述のように、各処理装置ごとに移載装置とを組み合わせてユニット化し、大きなクリーン製造室の床面の自動搬送車（Automated Ground Vehicle, AGV）や、図２１に示すように壁上部に設置したレールや天井から懸架したレールに導かれて走る頭上搬送車（Overhead Hoist Transport, OHT）または人手によって、多数の半導体ウエハをカセットまたは清浄容器に収納して、前記の各ユニットに配送していた。また大型化した液晶ガラス基板の場合、各ユニット間の搬送はクリーン製造室内でオープンカセットに収納してＡＧＶで搬送している。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−４１４５号公報
【特許文献２】特開２０００−１６１７３５号公報
【特許文献３】特開２００１−２４４３１５号公報
【特許文献４】特開２００１−１３５６９９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前世代の半導体ウエハは直径２００ｍｍであったが、現在普及し始めている現世代のそれは、直径が３００ｍｍ、加えてオリエンテーションフラットが小さなノッチに変更になったことで面積は約２．５倍となっている。加えて線幅は技術向上により２分の１以下の約０．１μｍが可能となり半導体チップの１個あたりの面積は４分の１となった。従って、半導体ウエハ１枚あたりの生産性は約１０倍に向上し、ウエハ１枚当りの原価も大幅に高くなった。さらに最近、４００ｍｍ半導体ウエハの開発もなされており、生産性は約４０倍に飛躍的上昇をする時期も近い。従来のカセットあるいは清浄容器には、このような高価な半導体ウエハを２５枚程度収納し、各処理装置間に多数使用されており、生産ライン中の仕掛かり在庫額が膨大となり運転資金が巨額となって好ましくない。
【０００７】
液晶表示パネルにおいては、１台あたりの面積がパーソナルコンピュータ用の対角１５インチから、テレビジョン用の４０インチ前後またはそれ以上に大型化し、そのため基板のガラス板は９２０ｍｍ×７３０ｍｍとなり、さらに１８００ｍｍ×２０００ｍｍと超大型化が計画されている。この生産ライン中の、各種大型処理装置、大型カセットとこれのための大型搬送車という問題に対処するための清浄容器を製造し、容器内の清浄状態を保つのが困難であり、製造室全体を相当程度の清浄度のクリーンルームとするため、クリーン製造室の床面積と天井高さアップという大容積化のために巨額の設備投資が必要であり問題が多い。
【０００８】
このような液晶表示パネル用クリーンルームの大型化をさけるために、特開２００１−１３５６９９号公報には基板保持手段を囲む第１のハウジングと、これと同サイズであり、搬送機を内包する第２のハウジングとを様々に組み合わせた基板搬送装置が提案されている。しかし、第１と第２のハウジングを同サイズであるため、処理装置には各種大きさの異なる場合がほとんどの半導体製造工程では、これらの配置が困難となる。
【０００９】
本文献のハウジングはミニエンバイロンメントでもある。ここでは１つのハウジング内で清浄空気回収循環方式を提案しているが、四方を連結されたハウジングとハウジングの間の狭い空間に、ダクトなど空調設備を如何に配置するか触れていない。大型化されてますます発塵の多い移載用搬送機をハウジングの中に設置するためには、除塵のための十分な風量が必要である。しかし、前記文献の図面に記載された細いダクトでは十分な清浄度とはなり得ない。加えて、四方を連結する構造では、半導体設備の故障時に機器、装置の交換に必須なメンテナンススペ−スが確保されていない。
【００１０】
【問題を解決するための手段】
本発明では、まず巨額投資と膨大な運転資金の問題を解決するために枚葉式搬送システムを採用し、また、メンテナンススペ−スを確保するために、新たな薄板状物製造設備を開発した。即ち、各種処理装置とこれらへ搬入および搬出する搬送機複数と制御装置とを有する薄板状物製造設備において、線状に配置された前記搬送機群と、前記搬送機群を収納する線状のクリーントンネルと、前記線状のクリーントンネルに接続された前記処理装置とを有することを特徴とする薄板状物製造設備を提案する。ここで前記処理装置は、前記線状のクリーントンネルの両側にほぼ交互に配置されることが好ましい。
【００１１】
このクリーントンネルには、少なくとも１つのロードポートを具えることでカセット内の薄板状物を投入及び回収することができる。ここで搬送機群を配置する線状およびクリーントンネルの線状とは、直線や曲線の一本線状ばかりでなく、十字状、Ｔ字状、Ｏ字状等の線が結合した環状であってもよい。また、クリーン度を保ちながら最低限の風量とするために、搬送機や載置台が小さい場合はクリーントンネルを細くして清浄気体の不必要な風量を削減してもよい。この際クリーントンネルの断面積が、後述のように底部床の開口率と合わせて、清浄気体吹き出し面積に対し８０％以下であれば、故障や修復の際に上記のクリーントンネルの細い部分を切り離しても支障はない。
【００１２】
本発明で言う処理装置には、洗浄機、乾燥機、レジスト塗布機、ロールコータ、露光機、現像装置、エッチング装置、ベーク炉、ＣＶＤ装置、スパッタリング装置、熱酸化炉、昇華装置など通常の半導体やＬＣＤ、ＰＤＰ、ＯＥＬなどの製造工程における化学的、物理的処理装置ばかりでなく、ワイヤボンディング、樹脂封止、配線、液晶基板張り合わせなどすべてのクリーン環境下で行う加工、組み立て処理を行う装置を含む。
【００１３】
本発明では、これら処理装置は線状クリーントンネルに接続されて、清浄環境下で薄板状物を搬送する。ここで、各種処理装置はクリーントンネルの片側に配置し、他方の側に、万一、特定の処理装置ないし特定の搬送機が故障した場合、これを飛ばして薄板状物をカセットなどに収納して移送するための車の通路を設けてもよい。この移送車上のカセットは、十分なクリーン度を保つためにドア付き清浄容器に収納されていることが好ましく、通常用いられるＡＧＶのように駆動手段を有するもの、あるいは手押し荷台のように手動式のものであってもよい。
【００１４】
また、十分なメンテナンススペースを確保するために、前記処理装置は線状クリーントンネルの両側にほぼ交互に配置することもできる。ここでほぼ交互とは、線状クリーントンネル内の隣り合った搬送機の位置において左右互い違いに配置することを原則とするが、１台の搬送機が搬送できる範囲内で２つの処理装置に薄板状物を搬入搬出できるように、トンネル方向にずれて配置することもできる。また、厳密に交互でなくとも、各処理装置や搬送機等のメンテナンス、交換のための搬入および搬出に必要なスペースが確保できれば、同じ側に隣り合わせに配置しても差し支えない。ここでメンテナンススペースは、カセットを積載した前記移送車が通過できるだけ十分に取っておくことが好ましい。
【００１５】
本発明では実験に基づいて、前記クリーントンネルは、上部に０．１μｍ以上の粒子を９９．９９９％以上除去するファンフィルターユニットなどの清浄気体吹出し手段と、前記搬送機の下側に、清浄気体吹出し面に対して開口率１０％以上８０％以下の底部床とを設けることによって高い清浄度を保たせることができることを本発明者らは見出した。
【００１６】
さらに、前記クリーントンネルは、前記搬送機のアームの下側と前記底部床との間に設けた中間床と、この中間床は吹出し面に対して有する開口率１５％以上６０％以下とすることによって高い清浄度を安定して保つことができることも見出した。
【００１７】
また、前記搬送ロボット体内へ下部からの外部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（１立方フィート当たり）という高度な清浄状態を維持できることを見いだした。
【００１８】
本発明におけるファンフィルターユニットには、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フィルタに気体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、イオン交換物質などの化学物質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ーユニットには、ULPAフィルタのすぐ下にあって、気体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。
【００１９】
また、ファンフィルターユニットから風量を５回／分〜３０回／分のクリーントンネル内換気回数の範囲で、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。尚、クリーントンネル内では清浄気体のダウンフローが維持されなければならないが、そのために差圧計を各ファンフィルターユニットに取り付け、トンネル内外の差圧を管理制御することが望ましい。
【００２０】
前記換気回数および差圧領域を保つために、クリーントンネル底部床を薄板状物製造室のフロア面から５０〜２００ｍｍ高くし、天井から吹き込まれた気体を前記底部床から排出する。クリーントンネル内に配列されたロボットなどの搬送機、特に、Ｘ軸およびＺ軸移動機構を有する搬送機の場合は、その体内から排出される気体を前記底部の床下に誘導し、逆流しないようにすることが大切である。このようにして、トンネル天井から底部床へと気体は層流状態を保ち、下からの塵埃の舞い上がりが防止される。
【００２１】
本発明にいう搬送ロボットは、ウエハ、液晶基板など薄板状電子部品をそのエンドエフェクター上に載置、把持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。
【００２２】
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。ロボット上体がＺ軸を下降する際は、当然、大小の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。なお、クリーントンネル内は所定の陽圧に常に維持することが大切である。
【００２３】
ロボットなど搬送機本体を、クリーントンネルに平行、且つ、水平に移動させるＸ軸移動機構には、クリーントンネル底面またはクリーントンネル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電源ケーブルや信号ケーブルがロボットとトンネル底部に配線されている。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。この塵埃がクリーントンネル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、クリーントンネル天井から流下する清浄空気流によって塵埃が底部床開口から押し出されるように設計する。このＸ軸カバーの開口部は、底部水平置きＸ軸の場合は水平に設け、側壁型Ｘ軸の場合は側面にカバー開口部を設ける。
【００２４】
前記のロボットなど搬送機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。
【００２５】
クリーントンネル内の底部床とファンフィルターユニットとが構成する清浄空間を形成するクリーントンネルの端部または側壁に、薄板状電子部品を出し入れするロードポートを設けることができるが、本発明では、そのロードポ−ト壁に設けたドア枠と閉時のドアの外辺との間に、清浄気体吹き出し面に対し開口率が０．０１％以上３０％以下の隙間を設ける事ができる。同様にドアが全面開放された場合、１つの清浄気体吹き出し面に対し３０％以下とすれば、塵埃をトンネル内に巻き込むことはない。ただし、底部床の開口率と前記範囲とを調整して全開口率が１０％以上８０％以下とする必要がある。
【００２６】
前記クリーントンネル内で薄板状物を枚葉搬送するに際し、隣り合った搬送機のエンドエフェクター同士が上下方向に干渉しないように、少なくとも１組配置することにより、搬送機から搬送機に直接手渡しすることもできる。また、これらの搬送機は、その前付近に配置された処理装置に薄板状物を搬入し、処理後そこから搬出する作業も行う。
【００２７】
次に、隣り合う搬送機の間に少なくとも１台の仮置き手段を配置してもよい。この仮置き手段は、１段又は２段以上であって、前記薄板状物を少なくとも２方向から挿入し載置できることが好ましい。また、複数の仮置き手段をクリーントンネルが延在する方向に直交して配置してもよい。
【００２８】
薄板状物の処理装置への挿入方向が定められているなどの理由から方向転換が必要な場合は、前記仮置き手段の下部に載置台を備え、この載置台は回転機構と水平移動機構のいずれか又は双方を有することが好ましい。また、仮置き手段および載置台の代わりに、回転式位置決め装置を配置することもでき、仮置き手段と位置決め装置とを並設してもよい。さらに本発明では、枚葉で送られてくる薄板状物の品種を管理するために、一連番号、ID番号、バーコード、２次元コードなどの記号が刻印等されており、これをCCDカメラと信号処理装置などからなる公知の読み取り装置で読みとる事ができる。この読み取り装置を仮置き手段の一種として用いることもできる。
【００２９】
また、メンテナンス時に機器や各種装置を取り出す場合は、クリーントンネルの壁面に扉部を設けることができる。その際、外部からトンネル内全域に塵埃が入らないようにするために、隣り合う前記搬送機の間に配置された少なくとも１つの仕切り板を配置することもできる。クリーントンネル外部から仕切り板を挿入し、ネジで固定してもよく、仕切り板を中間床の下部に具え、それには昇降手段等を有していてもよい、または、駆動手段を有さず外部より手動で動作させてもよい。駆動手段としては、ねじ軸機構やクランク機構、回転アーム機構などによる上下動など公知の機構とすることができる。また、仕切り板は１段構成であっても多段構成であってもよいが、塵埃の発生が充分少ないことが好ましい。
【００３０】
本発明では、前記仕切り板に窓など開口部分を設けることができる。この開口部分は、その近傍にある１つの清浄気体吹き出し面に対し３０％以下とすることにより、万一、搬送機の故障などによりクリーントンネルの扉部を大きく開放しても他のクリーントンネル内部に影響を与えることはない。また、清浄状態での生産においては、前記仕切り板に設けた窓を通して、薄板状物の受け渡しを行ってもよい。また前記窓に前段落の昇汞手段等の駆動手段を有する遮蔽ドアを具えることで、窓を塞ぐことができる。
【００３１】
次に本発明では、クリーントンネル内に設置する機器や装置・手段には、位置決めピンや位置決め孔などの案内手段を設けることができる。即ち、万一、搬送機や載置手段の故障などでこれらの修理や交換が必要な場合は、前記扉部を通して取り外し修理した後、或いは交換用の機器などをリフト機などにより運び込み、この案内手段に嵌め込むことにより、容易に、且つ、迅速に復旧させることができる。
【００３２】
本発明において、クリーントンネルの天井には０．１μｍ粒子を９９．９９９％以上除去するファンフィルターユニットを具えて清浄気体を送入するが、その吹き出し面は天井全面であることが好ましい。しかし、天井面に吹き出し口を間隔をおいて配置し、天井面積の６０％以上を占めることで、前記差圧の範囲を満たせば問題はない。天井面の６０％未満の場合は、気流の合流部で渦流が発生し、塵埃の滞留をもたらし好ましくない。
【００３３】
薄板状物を搬入および搬出するために設けるロードポートは、通常クリーントンネル２の両端に接続するが、これは１台であってもよいし、任意の搬送機３近傍に複数台備えることもできる。ロードポートとしては公知の装置が使用でき、半導体ウエハ用ではＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International）規格に沿っていることが好ましい。液晶表示パネルやプラズマディスプレーなど大型の薄板状物の場合は特に規格はないが、清浄度が保てるようにファンフィルターユニットを具えたロードポートであることが好ましい。
【００３４】
このロードポートまで薄板状物を移送する手段は、半導体ウエハの場合は公知のＳＭＩＦポッドやＦＯＵＰと呼ばれる清浄容器に収納して行う。液晶ガラス基板は清浄度を十分保てる箱体やＰＰボックスと呼ばれる清浄容器に収納して移送するのが好ましいが、十分なクリーン度をもつ製造室の場合は公知のオープンカセットでもよい。
【００３５】
本発明でクリーントンネル内に配置する搬送機は、スカラ型ロボット、多軸ロボットやＺ軸のあるＸＹテーブル型搬送機など、薄板状物を水平状態で枚葉搬送できるものが好ましい。これら搬送機を直列に並べて、薄板状物をリレー搬送する。ここで、薄板状物を２つの搬送ロボット間で直接受け渡しする場合は、これら搬送ロボットのエンドエフェクター同士が、上下方向に干渉しないようにするために、一方はフィンガーが大きく開いた大型エンドエフェクターとし、他方は前記フィンガー間に入る程度の小型エンドエフェクターとすることができる。また、奇数フィンガーと偶数フィンガーとの組み合わせとすることもできる。
【００３６】
これら搬送機は処理装置への薄板状物の搬入および搬出をも行い、処理装置はクリーントンネルに接続して片側または両側にほぼ交互に配置されるが、大きな処理装置の場合はメンテナンススペ−スを考慮すると搬送機の間隔が大きくならざるを得ず、各エンドエフェクター間の受け渡しができなくなる。このような場合には搬送機間に仮置き手段を設けてもよい。また、前記間隔が大きい場合は、水平面内で仮置き手段を載せて移送するための直線可動または円軌道可動な載置手段を設けることもできる。この載置手段は、薄板状物を処理装置に搬入するに際し一定方向に向けなければならない場合は、所定の向きに回動可能とすることもできる。またこの場合、仮置き手段と載置手段に換えて、公知の回転式位置決め装置を用いることもできる。
【００３７】
前記の仮置き手段および載置手段は、クリーントンネル方向に直交して２組以上設けることができる。半導体ウエハの加工においては、通常生産の間に、しばしば別の少量ウエハを割り込ませて加工しなければならない場合がある。この割り込みは、生産ライン全体に渡ることもあるし、一部の処理装置に限られる場合もあり、不確定である。この場合、第１組の仮置き手段と載置手段には通常生産品を一時退避させておき、第２組の仮置き手段と載置手段を通して割り込み品を搬送することができる。
この載置手段は、駆動手段を具え、直線または曲線に移動することができる。
また、
本発明で用いる仮置き手段が棚段状である場合、棚の前後など少なくとも２方向から薄板状物を挿入載置するが、この際、仮置き手段と載置手段とは１組でもよく、特定の段を通常生産品用、別の特定段を割り込み品用とすることもできる。
【００３８】
本発明のクリーントンネルは、その底部床から下に向けて排出される気体を回収し、ダクトによって清浄気体吹き出し手段であるファンフィルターユニット２０の気体取り入れ口に導きリサイクル使用することができる。また、中間床を設ける場合、或いは、これを設けなくとも、別の水平板を底部床の上で搬送ロボット胴体中間に設置して、クリーントンネルの横からダクトによって回収してもよい。これによってトンネル内の気体は、空気のみならず、低酸素空気、乾燥空気、窒素やアルゴン、ネオンなどの不活性ガスを使用することができる。空気以外の気体を使用する場合は気密に留意し、前述のドアに隙間を設けることは好ましくはない。また、本発明の特徴として、各種処理装置をクリーントンネルの両側に交互に配置するため、前記ダクトは処理装置の反対側に設置できスペース上の問題はない。
【００３９】
【発明の実施の形態】
図１は、各種半導体ウエハ処理装置４をクリーントンネルの左右に交互に配置した半導体等の薄板状物製造設備１の一実施例を示す。図２は、１本のクリーントンネル２の片側に各種処理装置を接続した薄板状物製造設備１を示す。図１および図２では、ウエハを収納した清浄容器１１を左側のロードポート１０上に載置し、ポートドアと容器の蓋（図５、図１３参照）を開いて、第１の搬送ロボット３によりそのウエハをクリーントンネル２内に取り出し、第１の処理装置４に投入する。処理が終わったウエハは同じ搬送機３が取り出し、ロードポートとは反対側に設けられた２つの第１仮置き手段７の一方に搬送する。この第１仮置き手段７からウエハを次の第２の搬送機３によって、第２の処理装置４の投入し、処理が終われば第２の仮置き手段７に搬送する。以下同様にしてすべての処理工程が終了すれば、最終の搬送機がクリーントンネル２の右側の多端にあるロードポート１０上の清浄容器１１に加工済みウエハを収納する。
【００４０】
処理装置へのウエハの搬入方向が定められている場合は、仮置き手段７は図１に示す回動手段をもった載置手段５により方向転換させるが、精度よくウエハの位置決めが必要な場合は、載置手段５に代えて位置決め装置８を設置してもよい。
【００４１】
図１では、仮置き手段７用の載置手段５はクリーントンネル２方向に直交して２台ずつ設置している。これにより通常生産は１台目を用い、２台目の仮置き手段７とその載置手段５は、割り込み生産品やダミー基板テストなどのための処理品を受け渡しする際使用する。
【００４２】
処理装置が大きい場合や処理装置間を広く設計する必要がある場合は、図１のクリーントンネル中ほどに1基、及び、図２の中ほどに２基を示すように、直線移動する移動式載置台６を搬送機間に設ける。
【００４３】
図３は、ＴＦＴ液晶基板加工設備である。最近の大型基板に対応するために各処理装置４は大型化しているので、搬送機３にはＸ軸軌道１３を具えている。また、液晶パネルの場合は割り込み生産がほとんどないので、搬送機間に仮置き手段７はクリーントンネル２方向に対して並列して設ける必要はなく、従って載置手段も１台でよい。仮に割り込み処理が発生した場合には、図１１に示すような多段の仮置き手段であるカセット１２を用いて、通常生産品と割り込み生産品とは段を変えて載置し、前者を一時退避させればよい。また、処理装置間に処理時間に差がある場合、カセット１２をバッファーとして活用することもできる。
【００４４】
図４は、液晶パネルの組み立てにおいて、ＴＦＴ基板ラインとカラーフィルター基板ラインとをＴ字型に合流させる部分についてのみ、製造ライン一部を例示する。製造されたＴＦＴ基板にシーラー塗布装置４０内で接着剤を不図示のディスペンサーで塗布し、搬送機３１でこれを取り出し仮置き手段７１に置いた後、その下の水平回動する載置手段５１でＴＦＴ基板の向きを合わせ、別の搬送機３２で貼り合わせ機４１に挿入する。他方、カラーフィルター基板は、カラーレジスト塗布処理およびプリベーク後、露光機４５でカラーフィルターのパターンを焼付け、現像装置４６で不要部分を取り除き、載置手段５２の水平面内回動によって方向が合わされ、洗浄機４３をへて、搬送機３４で仮置き手段７２に仮置きされ、ポストベーク炉４２で焼しめた後、仮置き手段７４上で冷却された、搬送機３２で貼り合わせ機４１に挿入され、ＴＦＴ基板と貼り合わされる。貼りあわされたセルは搬送機３２で仮置き手段７３に仮置きされ、載置手段５３の水平面内回転によって方向が合わされ、ホットプレス機４４に送られ、さらに次工程へと進む。
【００４５】
図５、図６、図７は、本発明のクリーントンネル２内に配置した半導体ウエハ製造設備の一部斜視図である。ここには搬送機３とその間に載置手段５を２台並列に配置し、その載置手段５には不図示の回動手段１４を設けてあり、手前と奥側の載置手段５に置かれた仮置き手段７として多段カセットが載置してある。クリーントンネルの向こう側左壁面にはロードポート１０が接続し、向こう側右壁面には処理装置４へゲートバルブ２８を介して接続している。通常生産する場合は、図５のように連続したトンネル内を搬送するが、一旦機器に故障が発生した時は、故障装置の前後に、図６に示す仕切り板９を手前から差し込んで、トンネル内全域に塵埃汚染が広がるのを防止して修理作業、装置の交換などを行う。また図７では、右側の仕切り板９には窓２９を設け、右側に不図示の搬送機のエンドエフェクターにより、仮置き手段７内にあるウエハ１７を搬出する。
【００４６】
図８、図９には、ウエハ１７を二つの搬送機間でそれぞれエンドエフェクターが上下方向に互いに干渉せずに直接受け渡す場合を例示している。直接受け渡す場合は、例えばスピン塗布、スピン洗浄処理などウエハの方向が特定されず、処理装置も大きくない場合に利用でき、仮置き手段５を省略して投資額を減ずることに役立てている。小型エンドエフェクターの搬送機３から大型エンドエフェクターの搬送機３に、エンドエフェクターの大型、小型とは、図８の例のように共にフィンガーが偶数であっても、図９のようにそれらが偶数と奇数であってもよい。ここでは、フィンガーは２本と１本の例を記載したが、偶数と奇数の組み合わせであれば数に制限されることはない。
【００４７】
図１０はウエハ１７用仮置き手段７である。これはいわゆるオープンカセットであるが、クリーントンネル内に線状に並んだ複数の搬送機３間に配置して使用するため、前後の双方向からウエハ１７を搬送機３のフィンガーに載置して仮置き手段７に挿入し、持ちかえに使用するものである。図１１は、大型液晶ガラス基板１８用仮置き手段７で、カセット１２とも呼ばれるものである。このカセット１２は回動手段１４を備えた載置手段５の上に置かれている。前記のウエハ用と同様、前後の双方向からガラス基板１８を挿入載置できる。
【００４８】
図１２の左前面に蓋をもつ清浄容器１１は、半導体ウエハ用にＳＥＭＩ規格に定められたFOUP（Front Opening Unified Pod）と呼ばれるものであるが、図示しないＳＭＩＦポッド呼ばれるものもありこれを使用してもよい。
【００４９】
図１３は、本発明の製造設備であるクリーントンネル２へのウエハ投入と取り出し口に設置するロードポート１０の一例を示す。材料ウエハ１７は、図８の清浄容器１１に収納されてロードポート１０のステージ１９に置かれ、その蓋はロードポートのドアと合体して開放し、清浄容器１１からウエハ１７は搬送機３によって取り出され処理工程に送られる。
【００５０】
図１４は、液晶パネルやＰＤＰ生産の場合に用いるロードポート１０で、本発明の一例でクリーントンネル入り口に接続する。材料ガラス板や中間製品は、図１１に示すカセット１２に挿入載置されて投入と取り出しのためにこのロードポート１０から処理工程に投入され、処理後ここから取り出される。このロードポート１０の上部には、クリーンフィルターユニット２０を具え、入り口には異物の侵入を防止するためのリフト手段２４を具えたドア４８を上下に開閉させることによって、ロードポート内の雰囲気を清浄に保つことができる。このロードポート１０の奥側にも第２のドア４８を設け、少なくとも一方のドアを閉じることによってクリーントンネル全体への塵埃の進入を防止できる。
【００５１】
図１５は、清浄気体のリサイクルシステムを示した断面図である。１台のファンフィルターユニット２０毎に、クリーントンネル２の底部床２２から気体を、底部床２２下一面と天井への誘導路に設けたダクト２５によって回収するものである。気体としては、窒素または低酸素空気、乾燥空気を使用する。図１６は、清浄気体のリサイクルシステムの一部を示した平面図で、搬送機３のメンテナンススペースを設けるために、ダクト２５を２つに分けて配置している。
【００５２】
図１７には、図１の移動式載置台６が１本の場合で、これを収納するクリーントンネルが細い場合の例を示した。ここではウエハ１枚をリニアガイドに沿って２つの搬送機間を移送するもので、この下側をくぐって線状クリーントンネルの両側を結ぶ作業員用通路として使用することもできる。この細いクリーントンネル部分はユニットとして取り外すことができる。この際、接続部分が開口するが、その面積が隣接する清浄気体吹き出し面積の３０％以下であれば、塵埃が他のクリーントンネル内を汚染することはない。
【００５３】
図１８には、１台の搬送機３がクリーントンネル２の両側に配置された２つの処理装置４間を直接搬送する場合について示した。ウエハを２つの処理装置で割り込み処理する場合は、左のロードポート１０に置いた清浄容器１１から投入し、搬送機３によって左の処理装置４の投入し、処理後右の処理装置４に移送し、処理後右側のロードポート上の清浄容器１１に移送して終了となる。
【００５４】
図１９は搬送機３が故障した場合などの際、クリーントンネル２壁の不図示の扉部を開放してこれ交換をする手順を示した。即ち、図１９（Ａ）の搬送機３を交換する場合、搬送機３の下部にリフターのフォークを挿入し、上方へ持ち上げて搬送機３をトンネル外へ運び出す。新しい搬送機を設置する際はこの反対手順をとり、図１９（Ｂ）に示すように、リフト上の搬送機を載置位置にゆっくり降下させると共に、クリーントンネル２内に設けた位置決め孔などの案内手段４７と、搬送機３に設けた位置決めピンなどの案内手段４７とを嵌合させることで、適正位置に速やかに設置することができる。
【００５５】
図２０は、図１９の正面図であり、リフターは、搬送機の基台下部の中ほどを支持することで、フォーク部分が、搬送機を載置する台と接触することなく載置することができる。
【００５６】
＜実験例＞  クリーントンネル２の代表として、３台の搬送機とそれらの間に２箇所の仮置き台７が含まれるように仕切り板９を臨時に設け、処理室のゲートバルブとロードポートのドアは閉めて、幅900×長さ4750×高さ1500mmの空間の清浄度について実験した。クリーントンネル２の天井部には空気浄化装置であるファンフィルターユニット（ダイキン株式会社製ＵＬＰＡフィルタ、０．１μｍ粒子９９．９９９９％除去、ファン６台）が設置され、トンネル内に清浄空気を吹き出す。次に、直径５ｍｍ孔を多数あけたＳＵＳ製パンチングプレート材からなり所定の開口率を有する中間床２１を、搬送機３の中位の高さでアームの下、及び、載置手段５の周辺に設けた。また、搬送機３を設置している底部床２２は所定の開口率の簀の子状とし、搬送機３の底部には不図示の排気ファンを取り付け、搬送機体内の空気を、トンネル２の外部である底部床２２と製造室フロアとの間に排出する。その他の面はすべて密閉し、それぞれの搬送機近傍には差圧計が設置してある。表１に中間床２１および底部床２２を設けた場合、表２に底部床２２のみの場合について実験結果をまとめた。
【００５７】
本実験から、底部床の開口率を制限することのより、また、清浄空気の吹き出し速度を大きくすると、クリーントンネル内外の差圧計は３台とも同じ圧力を示し、差圧についてはある程度維持することが有効であることが分かった。また、中間床を設けると効果はさらに大きくなり、底部床の開口率１０％以上８０％以下、中間床は、清浄気体吹出し面に対して１５％以上６０％以下で、０．１μｍ以上の異物粒子をゼロに抑えることができることが分かった。
【００５８】
【表１】
2004207279.tif 000026
【表２】
2004207279.tif 000027
【００５９】
【効果】
本発明では、複数且つ一連の処理装置を配置したクリーントンネル内を枚葉で搬送することにより、ＡＧＶやＯＨＴなどの各処理装置間搬送装置が不要で、また、そのため薄板状物製造設備がコンパクトとなり工場スペースも少なくてすみ、投資額を節約することができる。また、薄板状物を枚葉処理、枚葉搬送するため、１枚目の生産完了までの時間が大幅に短縮でき、少量多品種生産に好適である。
【００６０】
また、従来、各処理装置間搬送に使用していた清浄容器は、本発明の薄板状物処理設備への原板投入と製品受け取り以外は不要となり、さらに、本発明のクリーントンネルを円形の閉じた搬送経路とすれば、多段状の清浄容器１台で原板投入と製品受け取を兼用できる。従って、中間製品在庫も大幅に削減できる。
【００６１】
本発明のクリーントンネルの片側に各処理装置を配置する場合や、両側にほぼ交互に各処理装置を配置する場合は、その反対側には広いメンテナンススペースが取れる。従って、特定の処理装置や特定の搬送機などの機器が故障した時のための作業スペースや機器の移送通路が十分取れ、機器の修理や交換が容易である。
【００６２】
半導体など薄板上物は、ダミーウエハによるテストや補修などのために特定の処理を施す場合が多いが、そのような場合のためにクリーントンネルを挟んでその装置の反対側スペースにロードポートを接続しておけば、随時その処理を施すことができる。この時、通常生産品は搬送機間に設けた仮置き手段に退避させるため、製造設備全体を停止させることがなくなるため、生産性が向上する。
【００６３】
特定の性能のファンフィルターユニットと、特定の開口度の底部床、或いは特定の開口度の中間床を採用することによりクリーントンネルの清浄度を高度に保つ条件を見出した。この結果、０．１μｍでクラス０を実質的に達成し、線幅０．１μｍ以下の半導体にも対応できる。
【００６４】
各搬送機間に仕切り板を必要に応じ設置することにより、クリーントンネル内の機器、設備、装置類の故障やメンテナンス時にクリーントンネル全体への塵埃の進入を防止することができる。この仕切り板には、特定限度の開口度の窓を設けても、底部床や中間床の開口度とバランスをとれば、充分清浄状態を保つことができる。従ってメンテナンス時に臨時に、線状のクリーントンネルの一部を切断したり、クリーントンネル壁に設けた扉を開放しても問題ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薄板状物製造設備の一実施例を示す平面図である。
【図２】本発明の薄板状物製造設備の一実施例を示す平面図である。
【図３】本発明の薄板状物製造設備の一実施例を示す平面図である。
【図４】クリーントンネルをＴ字状に接続した、本発明の薄体状物製造設備の一実施例を示す平面図である。
【図５】本発明のクリーントンネルとその内部を表す斜視図である。
【図６】本発明のクリーントンネルとその内部を表す斜視図である。
【図７】本発明のクリーントンネルとその内部を表す斜視図である。
【図８】本発明の搬送機から搬送機へ直接ウエハを受け渡す一実施例を示す平面図である。
【図９】本発明の搬送機から搬送機へ直接ウエハを受け渡す一実施例を示す平面図である。
【図１０】本発明で用いるウエハ用仮置き手段（カセット）の一実施例を示す図９と異なる斜視図である。
【図１１】本発明で用いる大型ガラス基板用カセットと載置台を表す斜視図である。
【図１２】本発明で用いるウエハ用清浄容器（ＦＯＵＰ）の斜視図である。
【図１３】本発明のウエハ用ロードポートの一実施例を示す斜視図ある。
【図１４】本発明のガラス基板用ロードポートの一実施例を示す斜視図である。
【図１５】本発明の気体回収用ダクトを有する薄板状物製造設備の一実施例を示す断面図である。
【図１６】本発明の気体回収用ダクトを有する薄板状物製造設備の一実施例を示す平面図である。
【図１７】一部断面が細くなっている、本発明のクリーントンネルを示す一実施例を示す斜視図である。
【図１８】本発明の１台の搬送機により、ある処理装置から他の処理装置へ、ウエハを直接搬送する一実施例を示す平面図である。
【図１９】本発明のクリーントンネル内における、搬送機の交換手順を示す側面図である。
【図２０】図１９の搬送機を示す正面図である。
【図２１】従来の薄板状物製造設備の一例を示す斜視図である。
【符号】
１  薄板状物製造設備
２  クリーントンネル
３，３１，３２，３３，３４，３５，３６  搬送機
４  処理装置
５，５１，５２，５３  載置手段
６  移動式載置手段
７，７１，７２，７３  仮置き手段（カセット）
８  位置決め装置
９  仕切り板
１０  ロードポート
１１  （ＦＯＵＰ）清浄容器
１２  型ガラス基板用カセット
１３  Ｘ軸軌道
１４  載置手段回動機構
１５  小型エンドエフェクター
１６  大型エンドエフェクター
１７  ウエハ
１８  ガラス基板
１９  ステージ
２０  ファンフィルターユニット
２１  中間床
２２  底部床
２３  ロードロック室出入り口
２４  リフト手段
２５  ダクト
２６  アーム
２７  表示入力手段
２８  ゲートバルブ
２９  仕切り板窓
４０  シーラー用ディスペンサー
４１  張り合わせ機
４２  ベーク炉
４３  洗浄機
４４  ホットプレス
４５  リニアガイド
４６  リフター
４７  案内手段
４８  ドア
６０  スピンドル
６１  ＩＤ読み取り手段
６２  モータ
６３  ベルト
６４  おもり
６５  ＯＨＴ
６６  ＡＧＶ


【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004207279.tif 000028
【図２】
2004207279.tif 000029
【図３】
2004207279.tif 000030
【図４】
2004207279.tif 000031
【図５】
2004207279.tif 000032
【図６】
2004207279.tif 000033
【図７】
2004207279.tif 000034
【図８】
2004207279.tif 000035
【図９】
2004207279.tif 000036
【図１０】
2004207279.tif 000037
【図１１】
2004207279.tif 000038
【図１２】
2004207279.tif 000039
【図１３】
2004207279.tif 000040
【図１４】
2004207279.tif 000041
【図１５】
2004207279.tif 000042
【図１６】
2004207279.tif 000043
【図１７】
2004207279.tif 000044
【図１８】
2004207279.tif 000045
【図１９】
2004207279.tif 000046
【図２０】
2004207279.tif 000047
【図２１】
2004207279.tif 000048