JPH0735209B2 - クリ−ンル−ム等における被加工物の搬送方法および搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、超LSIの製造分野等で用いられるクリーンル
ーム等において被加工物を汚染させることなく搬送する
方法および搬送装置に関する。

「従来の技術」 この種のクリーンルームにおいて、ストッカー等のウエ
ハ収納部から加工装置までウエハを搬送する装置として
第６図ないし第10図に示す装置が知られている。

第６図に示す従来装置は、クリーンルーム内に、ウエハ
の収納部から加工装置に至る搬送ダクト１を設置し、こ
の搬送ダクト１の内部に、磁気浮上式あるいはエア浮上
式等の搬送台車２を設置して構成されたもので、この搬
送台車２の上に、ウエハを収納したウエハカセット３を
設置し、搬送台車２を走行させてウエハを加工装置まで
搬送する装置である。

第７図に示す従来装置は、クリーンルームの天井５に、
ウエハの収納部から加工装置に至る支持レール６を取り
付け、この支持レール６に沿って走行する駆動部７を設
け、この駆動部７に支持リフト８を取り付け、この支持
リフト８の下部に支持台９を設けて構成されたもので、
支持台９にウエハカセット10を設置し、駆動部７を作動
させてウエハカセット10を搬送する装置である。

第８図に示す従来装置は、本体部11に走行車輪12とハン
ドリングアーム13を備え、クリーンルームの床に貼着し
たテープ等の案内体を本体部11に設けた検出装置で検出
しつつ自力走行するロボットであり、本体部11の上にウ
エハカセット14を設置し、本体部11をクリーンルーム内
で走行させてウエハカセット14を搬送する装置である。

第９図に示す従来装置は、ウエハの収納部から加工装置
に至るクリーンルームの床15に敷設された案内軌条16に
沿って走行する本体部17と、この本体部17に設けられた
ハンドアーム18とを具備してなるロボットであり、ハン
ドアーム18にウエハカセット19を把持させてウエハカセ
ットを加工装置20まで搬送する構成である。

第10図に示す従来装置は、加工工程順に設置した各加工
装置21,22,23,24を搬送ライン25で連結して構成された
ものであり、搬送ライン25によってウエハを各加工装置
21,22,23,24に順次搬送する装置である。

「発明が解決しようとする問題点」 第６図と第７図と第９図に示す従来の搬送装置において
は、加工装置の変更を行う場合や製造プロセスを変更す
る場合に、その都度搬送ダクト１や支持レール６あるい
は案内軌条16の取り付け位置を補正する必要があり、ウ
エハ搬送のための走行路変更の自由度に欠ける問題を有
していた。更に、第10図に示す従来装置においては、走
行路の変更は実質的に困難であった。また、第６図と第
７図と第10図に示す従来装置においては、ウエハの収納
部からウエハカセットを取り出して搬送台車２、支持台
９、あるいは搬送ライン25にウエハカセットを設置し、
搬送台車２、支持台９あるいは搬送ライン25からウエハ
カセットを取り出して加工装置のロード位置に移動させ
る把持移動用のロボットを別途に用意しなくてはなら
ず、設備費用が高くなる問題を有していた。

ところで、第８図に示す従来装置は、他の従来装置に比
較して本体部11の走行案内用の案内体を簡略化したため
に、案内部材の張り替えによって簡単に製造ラインの変
更に対応でき、自由に走行経路を設定でき、加工装置の
変更や製造プロセスの変更に対応し易いとともに、本体
部11にハンドリングアーム13を備えているためにウエハ
カセット把持移動用の別途ロボットも不要で設備費用も
安い長所を有するものである。ところが、本体部11がク
リーンルーム内の種々の場所を自由に移動する関係か
ら、本体部11が清浄度の低い通路部分等の塵の多い場所
をも移動するために、ウエハの防塵面で不安があった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、クリーン
ルーム等において被加工物周囲の必要スペースのみ除塵
効果を確実に発揮させて被加工物を汚染させることなく
搬送する方法および搬送装置を提供することを目的とす
る。

「問題点を解決するための手段」 本発明の方法は、前記問題点を解決するために、ウエハ
等の被加工物を搬送装置によってクリーンルーム内等で
搬送する際に、保護ケースに除塵フィルタを備え、保護
ケース前側下部と後側下部にそれぞれ被加工物の出入口
を備えた除塵装置を用い、前記保護ケースの内底部に挿
入した被加工物に、前記除塵フィルタを通して保護ケー
スの内上部側から保護ケースの後部下側に向かう清浄空
気を吹き付けつつ保護ケースの側部側あるいは後部側を
搬送方向前方側に向けて搬送するものである。

本発明装置は、ウエハ等の被加工物を支持する支持台
と、床部に形成された案内テープ等の案内体の位置を検
出して走行する本体部を有してなり、被加工物を支持し
てクリーンルーム等を移動する搬送装置において、前記
支持台が、支持台に沿って移動する把持アームと、この
把持アームの先端に設けられた把持ハンドと、前記被加
工物を収納する除塵装置を具備してなり、前記除塵装置
が、前側下部と後側下部に被加工物の出入口をそれぞれ
備え除塵フィルタを備えた保護ケースと、この保護ケー
スの内底部に挿入した被加工物に前記除塵フィルタを通
して保護ケースの内上部側から保護ケースの後部下側に
向かう清浄空気を吹き付ける送風機を具備してなり、前
記本体部が、前記保護ケースの側部側あるいは後部側を
搬送方向に向けて走行する機能を有するものである。

「作用」 除塵フィルタを通した清浄空気を吹き付けつつウエハを
搬送することにより、清浄度の低い塵の多い場所を移動
する搬送装置に支持させたウエハの汚染を防止する。

「実施例」 第１図は、本発明の一実施例の搬送装置Ｔをクリーンル
ームＫにおいて使用している状態を示すものである。

搬送装置Ｔは、走行車輪30と駆動装置と電池を具備して
自力走行自在な本体部31と、本体部31の上部に立設され
た支柱32に水平に取り付けられた板状の支持台33と、こ
の支持台33の上面に沿って水平方向に移動する把持アー
ム34と、支持台33の先端部上面に設けられた除塵装置36
を主体として構成されている。

前記搬送装置Ｔの本体部31には、本体部31の下方の床に
貼着されたアルミテープ等の光反射案内テープ（案内
体）を検知するセンサが設けられ、このセンサが検知し
た光反射案内テープに沿って駆動装置が本体部31を走行
させるようになっている。

前記除塵装置36は、第２図に示すように、保護ケース39
に除塵フィルタ45や送風機を備えて構成されたものであ
る。保護ケース39は、天井板40と、両側板42と、両側板
42の上部に連続する上部前面板43と上部背面板44とから
なる底部解放型の箱状のもので、上部前面板43の下方の
開口部と上部背面板44の下方の開口部が出入口Ｒとなっ
ている。また、保護ケース39は上部前面板43を支持台33
の先端部前方側に向けて支持台33の先端部に設けられ、
保護ケース39の下方の支持台33の上面に、ウエハ（被加
工物）Ｕを多数収納したウエハケースＨが設置されるよ
うになっている。前記保護ケース39の内部には、上部背
面板44に形成された吸気孔45から空気を吸入して保護ケ
ース39の下方側に吹き付ける送風機（図示略）が収納さ
れ、この送風機の下方にはULPAフィルタ等の除塵フィル
タ46が設けられ、清浄空気を保護ケース39の下方側に向
けて吹き付けることができるようになっている。なお、
保護ケース39内の送風機は、本体部31内に設けられた電
池を電源とし、その送風方向を保護ケース39内で第２図
の矢印に示すように、後方下向きになるように送風し、
清浄空気を保護ケース39の内部を通過させて上部背面板
44の下方の出入口Ｒから吹き出させるものである。

前記把持アーム34は、支持柱32に備えられた駆動装置に
よって水平方向に移動自在にされたもので、その先端部
には、把持アーム34の移動により前記保護ケース39の両
側板42,42間を通過してウエハケースＨを把持できる把
持ハンド47が設けられている。なお、把持アーム34は保
護ケース39を通過させてその前方まで把持ハンド47を移
動させるように伸縮するものである。

次に、前記搬送装置Ｔが使用されるクリーンルームＫに
ついて説明する。

第１図に示すクリーンルームＫにおいて、符号50は天井
部、符号51は床部を示し、天井部50の中央部下方には、
天井排気部52を挾んで左右一対の吸排気チャンバ53が設
けられ、各チャンバ53,53の下には、間仕切り板54と可
動パネル55に挾まれてクリーンチューブＡが形成され、
各クリーンチューブＡにウエハの加工装置56が設置さ
れ、クリーンチューブA,Aの間に通路Ｂが、クリーンチ
ューブA,Aの両側にユーティリティ室Ｃが形成されてい
る。

前記給気チャンバ53の下部には、クリーンチューブＡの
上部に臨んで除塵フィルタ（ULPAフィルタやHEPAフィル
タ等）60が取り付けられ、吸排気チャンバ53の上部には
ユーティリティ室Ｃに開口する吸気孔61が形成されてい
る。前記天井部50の上方には図示略の主空調装置に接続
するための給気ダクトが配設されていて、給気チャンバ
53の下部から除塵フィルタ60を介して清浄空気をクリー
ンチューブＡに送り、給気チャンバ53の上部の吸気孔61
と天井排気部52から排気できるようになっている。

前記床部51は、加工装置56を支持するコンクリート製の
固定床65および天井排気部52の下方に位置する通路用の
固定床66と、加工装置56の側部下方の有孔床67とからな
っており、有孔床67はグレーチングまたはパンチングメ
タル等からなる通気性を有する構成である。なお、床部
51の下方には空気流通用の床下フリーアクセスフロア68
が形成されている。

また、第１図における右側の間仕切り板54の下端と床部
51との間には通風口70が、また、第１図における左側の
間仕切り板54の下部と加工装置56との間には通風口71が
各々形成されている。

前記可動パネル55は、通路ＢとクリーンチューブＡとの
境界部分を仕切るもので、吸排気チャンバ53の底部に、
クリーンチューブＡの長さ方向（第１図の紙面に垂直な
方向）に沿って移動自在に吊り下げられ、かつ、クリー
ンチューブＡと通路Ｂの圧力変動等により可動パネル55
が振動しないように可動パネル55の底部は、床部51に敷
設されたレール72の上に載っている。この可動パネル55
は、第３図にも示すように、多数の通気孔75が形成され
た板状のもので、加工装置56,56の各ロード位置に対応
するようにウエハカセットＨを通過可能な大きさの操作
孔76が形成されたものである。

次に、前記構成の搬送装置Ｔを用い、本発明方法を実施
してストッカー等のウエハの収納部から加工装置56まで
ウエハＵを搬送する場合について説明する。

ここでまず、クリーンルームＫの状態を説明すると、ク
リーンルームＫにおいては、吸排気チャンバ53,53から
加工装置56,56に向けて清浄空気が送られ、この清浄空
気は可動パネル55の通気孔75と操作孔76を介して通路Ｂ
に出て天井排気部52に、また、通風口70,71と床下のフ
リーアクセスフロア68を介してユーテリティ室Ｃに、更
には、通風口70,71を介して直接ユーテリティ室Ｃに向
かい、天井排気部52あるいは、ユーテリティ室Ｃの吸気
孔61から排気される。このため、クリーンチューブＡの
内部の空気は極めて高い清浄度の空気で満たされ、クリ
ーンチューブＡ内でウエハＵの加工がなされる。なお、
この際、通路Ｂの空気は作業員や自動搬送装置が通る関
係から、クリーンチューブＡ内の空気に比較して清浄度
は若干低くなっている。ここでクリーンルームＫにおい
て、通路Ｂに直接清浄空気を送らない構成となっている
のは、クリーンルームＫの省エネルギー化のためであ
る。このように通路Ｂへの清浄空気の送風を省略するこ
とにより、クリーンルームＫにおいては、通路まで清浄
空気を送る従来のトンネル型クリーンルームに比較し
て、送風動力を1/3程度に削減することができ、動力費
の節約効果は極めて大きい。

さて、前記搬送装置ＴがウエハカセットＨを搬送する場
合は、まず、各加工装置56とオンラインで接続されてい
るホストコンピュータが、ウエハの収納部から加工装置
56にウエハＵを搬送するように指令を出し、この指令に
基づいて搬送装置Ｔが作動を開始する。前記状態のクリ
ーンルームＫにおいて、搬送装置Ｔは、まず、ウエハ収
納部から把持アーム34によって取り出したウエハカセッ
トＨを保護ケース39の下の支持台先端部に載置し、通路
Ｂの床部51に貼着された光反射テープに沿ってウエハ収
納部から加工装置56に向って移動する。この際、保護ケ
ース39の内部の送風機は清浄空気をウエハＵに吹き付
け、ウエハＵの周囲を清浄空気で囲む作用を奏する。こ
の作用によって、清浄度の低い通路Ｂを搬送装置Ｔが移
動する場合であっても、ウエハＵに塵を付着させること
はない。このため、通路Ｂがクラス1000以下の条件であ
っても、ウエハＵを汚染させずに搬送することができ
る。なお、保護ケース39内において、清浄空気の流動方
向は、第２図矢印に示すように、上部前面板43側から上
部背面板44側に向いているために、搬送装置Ｔを走行さ
せる場合には、側板42,42を走行方向前方側に向ける
か、あるいは、上部背面板44を走行方向前方側に向ける
ことにする。この理由は、上部前面板43を搬送装置Ｔの
移動方向前方側に向けて搬送装置Ｔを前進させた場合に
は、清浄度の低い通路Ｂの空気を保護ケース39内に吸入
することになるためである。また、通路Ｂの床は固定床
66であり、加工装置56,56を設置した固定床65,65とは有
孔床67,67によって分離されているために、搬送装置Ｔ
の発生させる振動の加工装置56,56への伝達は防止され
ている。

次に、加工装置56の前に移動した搬送装置Ｔは、加工装
置56の手前の可動パネル55の前で第１図に示す位置に停
止し、上部前面板43を可動パネル55の操作孔76に向け
る。次いで搬送装置Ｔは、把持アーム34を伸長させて把
持ハンド47により把持していたウエハカセットＨを支持
台33から離して移動させ、可動パネル55の操作孔76を介
して前方の加工装置56側に移動させて加工装置56のロー
ド位置にセットする。ここで可動パネル55の周囲におい
ては、クリーンチューブＡ内の清浄空気が操作孔76を介
して通路Ｂに向って移動しているとともに、保護ケース
39の内側では、上部前面板43の下方側から保護ケース39
の後方側に向いて清浄空気が移動していて、両方の清浄
空気が同一方向に向くために、両清浄空気は乱れること
なく同じ流れを形成して合流する。このため保護ケース
39が可動パネル55を通過する際にも保護ケース39への塵
の侵入を阻止できる。この際、上部背面板44が可動パネ
ル55に向いていると保護ケース39内の清浄空気の流れと
操作孔76を通過する清浄空気の流れが衝突して乱流を生
じることになり、この乱流により可動パネル55の周囲の
通路Ｂの空気を保護ケース39内に吸入してしまう虞を生
じることになり好ましくない。

一方、可動パネル55の操作孔76と保護ケース39との位置
合わせは、操作孔76の周縁部に赤外線やレーザ光線の発
信機を取り付け、保護ケース39の上部前面板43の所要位
置に受光素子を取り付けてこれらによって位置合わせを
行うか、保護ケースにビデオカメラを備えさせ、画像処
理を行うことによって位置を認識して位置合わせを行う
ようにすれば良い。なおまた、加工装置56,56からウエ
ハカセットＨを取り出す場合には、把持アーム34を伸長
させて把持ハンド47を加工装置のウエハカセットＨに到
達させ、把持ハンド47によってウエハカセットＨを把持
して把持アーム34を後退させて支持台33にウエハカセッ
トＨを載置すれば良い。

以上の如く搬送装置ＴによってウエハＵを搬送するなら
ば、ウエハ収納部から通路Ｂを介して加工装置56のロー
ド位置までウエハＵを汚染させることなく搬送すること
ができる。なお、前述の搬送装置Ｔを用いてウエハＵを
搬送するならば、クラス1000以下の条件の領域でもウエ
ハＵを汚染させずに搬送可能になるために、加工工程内
だけではなく、更に清浄度の低い工程間の搬送にも使用
できる効果がある。

また、床部51に貼着した光反射テープ等の案内体を張り
替えることによって搬送装置Ｔの移動経路を自由に変更
できるために、加工装置の変更や製造プロセスの変更を
行った場合であっても、光反射テープの張り替えを行う
ことによって安価にかつ簡単に対応することができ、極
めて対応性の高い装置となっている。更に、搬送装置Ｔ
は収納部からウエハＵを取り出してクリーンルームＫ内
を移動し、加工装置56のロード位置にウエハＵを設置で
きるものであるために、搬送装置とは別個に把持移動用
のロボットを必要としていた第６図と第７図と第10図に
示す従来装置に比較して設備費用を低減できる効果があ
る。

第４図は可動パネルの他の例を示すもので、第４図に示
す可動パネル54′は、横長のスリット状の操作孔80を形
成したものである。このような形状の操作孔80を有する
可動パネル54′は、ロード位置が全て同一高さに揃って
いる加工装置に適用するものである。また、通気孔75
は、円形である必要はなく、操作孔80と同様にスリット
状でも良い。

第５図は可動パネルの別の例を示すもので、第５図に示
す可動パネル54″は、第３図に示す可動パネル54の操作
孔76と同じ形状の操作孔76″の開口部上縁に、通路Ｂ側
に向いて操作孔76の開閉用シャッタ機構81を設け、開閉
スクリーン82で操作孔76を開閉自在な構成にしたもので
ある。

なお、前記実施例において保護ケース39の底板を省略し
たのは、保護ケース39の把持移動中にウエハケースＫと
保護ケース39の底板とが接触しないようにするためであ
る。

「発明の効果」 以上説明したように本発明の方法は、被加工物を収納す
る保護ケースに除塵フィルタを備え、保護ケース前側下
部と後側下部にそれぞれ被加工物の出入口を備えた除塵
装置を用い、前記保護ケースの内底部に挿入し た被加工物に、前記除塵フィルタを通して保護ケースの
内上部側から保護ケースの後部下側に向かう清浄空気を
吹き付けつつ被加工物を搬送するので、被加工物の周囲
を清浄空気で覆いつつ搬送ができるとともに、保護ケー
スの後部側あるいは保護ケースの側部側を被加工物の搬
送方向前方側に向けることで、保護ケース外の清浄度の
低い空気を保護ケース内に入れることなく被加工物を搬
送することができる。更に、保護ケースの内部であっ
て、被加工物の周囲といった狭い領域のみを清浄度の高
い空気で覆いつつ被加工物の搬送を行うので、清浄空気
の使用量をできるだけ少なくすることができ、省エネル
ギー的な搬送が可能である。また、本発明方法を走行車
輪を有する自力走行型のロボット搬送装置に適用するこ
とによって、搬送装置を清浄度の低い領域でも使用でき
るようになり、搬送装置の移動経路は自由に変更できる
ために、下降装置の変更や製造プロセスを変更する場合
に、容易に対応できるようになる。

また、本発明の搬送装置は、床部に設けた案内テープ等
の案内体に沿って走行する本体部を備え、支持部を有す
る搬送装置において、前記支持台が、把持アームと把持
ハンドと前記被加工物を挿入する除塵装置を具備し、除
塵装置が、前側下部と後側下部に被加工物の出入口をそ
れぞれ備え除塵フィルタを備えた保護ケースと、この保
護ケースの内底部に挿入した被加工物に前記除塵フィル
タを通して保護ケースの内上部側から保護ケースの後部
下側に向かう清浄空気を吹き付ける送風機を具備してな
るので、被加工物の周囲を清浄空気で覆いつつ搬送がで
きるとともに、保護ケースの後部側あるいは保護ケース
の側部側を被加工物の移動方向前方側に向けることで、
保護ケース外の清浄度の低い空気を保護ケース内に入れ
ることなく被加工物の搬送ができる。また、把持アーム
により被加工物を保護ケースの出入口を介して容易に出
し入れでき、その際の被加工物の汚染も清浄空気流で防
止できる。

更に、保護ケースの内部であって、被加工物の周囲とい
った狭い領域のみを清浄度の高い空気で覆いつつ被加工
物の搬送を行うことができるので、用いる除塵フィルタ
が小型のものでも良く、しかも清浄空気の使用領域も小
さくして無駄な清浄空気を少なくし、省エネルギー的な
除塵作用を利用した搬送が可能である。また、本体部
は、床部に設けた案内テープ等の案内体に沿って走行で
き、案内体の取り替えによって本体部の移動経路を自由
に変更できるために、加工装置の変更や製造プロセスを
変更する場合に容易に対応でき、極めて対応性の高い構
成となっている。また、案内体の取り替えは極めて簡単
にできるために、加工装置の変更や製造プロセスの変更
時に従来装置においては必要であった搬送ダクトの取り
替え工事や支持レールの張り替え工事、更には案内軌条
の取り替え工事はいずれも不要になり、本体部の移動経
路の変更を極めて安価にかつ容易に実施できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は搬送装置を設備したクリーンルームの断面図、
第２図は搬送装置の要部を示す斜視図、第３図はクリー
ンルームに備えられる可動パネルの斜視図、第４図は可
動パネルの他の例を示す斜視図、第５図は可動パネルの
別の例を示す斜視図、第６図ないし第10図は従来の搬送
装置を示すもので、第６図は搬送ダクトを備えた従来の
搬送装置を示す断面略図、第７図は支持リフトを備えた
従来の搬送装置を示す断面略図、第８図は走行車輪を備
えた自走ロボット型の従来の搬送装置を示す側面図、第
９図は案内軌条に沿って走行するロボット型の従来の搬
送装置を示す側面図、第10図は搬送ラインを備えた従来
の搬送装置を示す側面図である。 Ｋ……クリーンルーム、 Ａ……クリーンチューブ、Ｂ……通路、 Ｃ……ユーティリティ室、 Ｈ……ウエハカセット、Ｒ……出入口、 Ｕ……ウエハ、（被加工物）、 Ｔ……搬送装置、 31……本体部、33……支持台、34……把持アーム、36…
…除塵装置、 39……保護ケース、46……除塵フィルタ、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウエハ等の被加工物を搬送装置によってク
   リーンルーム内等で搬送する際に、被加工物を収納する
   保護ケースに除塵フィルタを備え、保護ケース前側下部
   と後側下部にそれぞれ被加工物の出入口を備えた除塵装
   置を用い、前記保護ケースの内底部に挿入した被加工物
   に、前記除塵フィルタを通して保護ケースの内上部側か
   ら保護ケースの後部下側に向かう清浄空気を吹き付けつ
   つ保護ケースの側部側あるいは後部側を搬送方向前方側
   に向けて搬送することを特徴とするクリーンルーム等に
   おける被加工物の搬送方法。
2. 【請求項２】ウエハ等の被加工物を支持する支持台と、
   床部に形成された案内テープ等の案内体の位置を検出し
   て走行する本体部を有してなり、被加工物を支持してク
   リーンルーム等を移動する搬送装置において、 前記支持台が、この支持台に沿って移動する把持アーム
   と、この把持アームの先端に設けられた把持ハンドと、
   前記被加工物を収納する除塵装置を具備してなり、 前記除塵装置が、前側下部と後側下部に被加工物の出入
   口をそれぞれ備えるとともに除塵フィルタを備えた保護
   ケースと、この保護ケースの内底部に挿入した被加工物
   に前記除塵フィルタを通して保護ケースの内上部側から
   保護ケースの後部下側に向かう清浄空気を吹き付ける送
   風機を具備してなり、 前記本体部が、前記保護ケースの側部側あるいは後部側
   を搬送方向に向けて走行する機能を有することを特徴と
   する被加工物の搬送装置。