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JP2525284B2 - クリ―ン搬送方法及び装置 - Google Patents

クリ―ン搬送方法及び装置

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JP2525284B2
JP2525284B2 JP2281997A JP28199790A JP2525284B2 JP 2525284 B2 JP2525284 B2 JP 2525284B2 JP 2281997 A JP2281997 A JP 2281997A JP 28199790 A JP28199790 A JP 28199790A JP 2525284 B2 JP2525284 B2 JP 2525284B2
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clean
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torr
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体関連製品等の加工、組み立てに必要
な被搬送物を汚染物質のないクリーン状態で移送するこ
とが可能なクリーン搬送方法及び装置に関する。
（発明の概要） 本発明は、半導体関連製品等の加工、組み立てに必要
な被搬送物を移送するクリーン搬送方法及び装置におい
て、移動自在な真空度1Torr以下の真空クリーボックス
を用いて被搬送物を粉塵等の汚染物質のないクリーン状
態で移送可能としたものである。
（従来の技術） 第７図及び第８図は従来のクリーン搬送方法を示す。
これらの図において、部屋１は仕切壁２により保守室３
とクリーン室４とに区画されている。保守室３は大気中
に開放されており、半導体製造に必要な精密成膜工程に
使用する各種装置５が配置されている。
一方、クリーン室４はクラス100〜10（但し、クラス1
00とは１フィートの立方体中に0.5μｍ以下の粉塵が100
個以下のクリーン度であり、クラス10は同じく10個以下
のクリーン度を言う。）のかなり良好なクリーン度に保
たれている。このクリーン室４の天井からはクラス100
〜10に対応したフィルタＦを介し空気流が吹き下げられ
グレーチング状態（穴あき状態）の床面７より排気され
るようになっている。そして、このクリーン室４内に、
クラス10〜１（但し、クラス１とは１フィートの立方体
中に0.5μｍ以下の粉塵が１個以下のクリーン度を言
う。）の極めて良好なクリーン度に保たれたクリーンシ
ャトル６が移動自在に配置されている。前記各種装置５
の移送口は前記仕切壁２のクリーン室側の壁面に開口し
ており、この開口周辺部Ｐは局所的にクラス10〜１のク
リーン度に保たれている。
前記クリーンシャトル６と装置５との間における半導
体ウエハー等の被搬送物Ｗの受け渡しは、第２図に示す
ごとく、被搬送物Ｗをクリーンシャトル６より装置移送
口近傍の局所的にクラス10〜１となっている開口周辺部
Ｐを通して装置５のロードロック室（予備真空室）８に
入れ、装置側移送口のシャッターを閉じて予備真空室内
を真空排気して装置５の真空チャンバー９内に搬入する
ようにしている。
また、他の従来技術として第９図に示すマルチチャン
バーシステムと呼ばれるものがある。この場合、半導体
ウエハー等の被搬送物の出し入れのための１個のロード
ロック室をスパッタ、CVD、エッチング等のプロセスを
実施する装置CH1、CH2、CH3に共用したものである。
（発明が解決しようとする課題） ところで、第７図及び第８図に示した従来のクリーン
搬送方法の場合、クリーン度のかなり良いクラス100〜1
0の比較的広いクリーン室４が必要であり、この広いク
リーン室内を適正なクリーン度を維持するための設備に
費用がかかる。また、真空チャンバー９を備えた装置側
に被搬送物を受け入れるためのロードロック室８を設け
ることが必要であり、ロードロック室の真空排気が必要
不可欠となり、装置側の構造も複雑とならざるを得な
い。さらに、クリーン度を向上させたとしても浮遊粉塵
個数を実質的に零にするのは困難で、クリーンシャトル
６と装置５との間の被搬送物の受け渡しの際に、被搬送
物が粉塵で汚染される可能性が残る。
また、第９図のマルチチャンバーシステムと呼ばれる
クリーン搬送方法では、装置数を多くできないし、配置
に自由度がなく、保守が困難となる嫌いがある。
なお、本出願人により特開昭63−28047号が提案され
ているが、ここで用いるクリーンチャンバーの真空度に
ついてはとくに考察がなされていない。
本発明者は真空中で半導体関連（蒸着やスパッタやイ
オン注入等）の作業を行う場合、真空度が1Torr以下で
あれば粉塵の浮遊がなくなるということを実験的に見出
だした。
そこで本発明は、クリーン環境を安定的に維持しつ
つ、半導体ウエハー等の被搬送物を真空チャンバーを有
する各種装置に移送可能で高精度な薄膜形成プロセス等
に適用可能なクリーン搬送方法及び装置を提供すること
を目的とする。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明のクリーン搬送方
法は、移動自在な真空度1Torr以下の真空クリーンボッ
クスの移送口と真空チャンバーの移送口相互を気密に結
合した状態で被搬送物を移し変えるようにしている。
また、本発明のクリーン搬送装置は、移動自在に真空
度1Torr以下の真空クリーンボックスと、真空チャンバ
ーとを備え、前記真空クリーンボックス及び真空チャン
バーが相互に気密結合自在な移送口を有する構成であ
る。
（作用） 本発明のクリーン搬送方法及び装置においては、真空
度1Torr以下の真空クリーンボックスの移送口と真空チ
ャンバーの移送口相互を気密に結合した状態で被搬送物
を移し変えるので、真空クリーンボックスが移動する室
内のクリーン度はそれほど良好なものは要求されず、ク
ラス10,000程度（但し、クラス10,000とは１フィートの
立方体中に0.5μｍ以下の粉塵が10000個以下のクリーン
度を言う。）の簡易クリーンルームで良く、従来の高ク
ラス・クリーンルームを設ける場合に比べ、グレーチン
グ状床面等が不要で設備が簡単であるため、コストダウ
ンが可能である。また、半導体ウエハー等の被搬送物を
クリーン環境を安定的に維持しつつ移し変えることがで
き、歩留りの向上が可能で高精度な薄膜形成プロセス等
にそのまま利用可能である。かつまた、従来のマルチチ
ャンバーシステムに比べ、装置の配置数や交換に制約が
なく、多品種少量生産のためのフレキシビリティーを確
保することができる点で優れている。
（実施例） 以下、本発明に係るクリーン搬送方法及び装置の実施
例を図面に従って説明する。
第１図乃至第４図において、部屋１は仕切壁２により
大気中に開放された保守室３とこれよりもややクリーン
度の高い簡易クリーン室10とに隔離されている。保守室
３には半導体製造に必要な精密成膜工程等に使用する各
種装置11が配置されている。各種装置11は真空チャンバ
ー13を備えている。
前記簡易クリーン室10はクラス10,000程度のクリーン
度で良く、従来の第８図に示すごときグレーチング状の
床等は不要で簡単な防塵設備を施した程度のもので良
い。そして、各種装置11の移送口20は仕切壁２の簡易ク
リーン室側壁面に配置されている。この簡易クリーン室
10には台車12等に搭載された真空クリーンボックス15が
移動自在に配置される。すなわち、簡易クリーン室10は
被搬送物を移送するための搬送室として利用される。前
記真空クリーンボックス15の内部に真空度は1Torr以下
のクリーンな状態に設定されている。ここで、真空クリ
ーンボックス15は真空排気系をそれ自体が有しても良い
し、他の別の所に配置した真空排気手段により使用開始
時にクリーンボックス内部を1Torr以下に真空排気して
おくようにしても良い。
第３図及び第４図に示すように、真空チャンバー13を
備えた各種装置11のフランジ付き移送口20にはシャッタ
ー21が気密に嵌合しており、同様に真空クリーンボック
ス15の移送口22にもシャッター23が気密に嵌合してい
る。すなわち、シャッター21には移送口20との間を気密
封止するためのＯリング32が、同様にシャッター23には
移送口22との間を気密封止するためのＯリング33が設け
られている。また、装置側移送口20の突き合わせ面（フ
ランジ面）にはＯリング25が配置され、移送口20のフラ
ンジ背後には、シャッター21をロックしておくためのロ
ック部材26が設けられている。また、シャッター21,23
の突き合わ面にもＯリング27,28がそれぞれ配置される
とともに、相互に吸着可能なように各シャッター21,23
に永久磁石30,31が埋設固定されている。これらのシャ
ッター21,23を含む移送口20,22の構造は２重ゲートバル
ブ構造を成している。
さて、前記真空クリーンボックス15の内部の真空度を
1Torr以下とする理由を第５図及び第６図で説明する。
第５図は、大気中に開放されていた実験用チャンバーを
時刻０分において密閉し、真空排気系により実験用チャ
ンバー内部を真空排気していった時の浮遊粉塵の個数を
10μm,5μm,3μm,1μm,0.5μｍについてカウントしたも
のである。この図で、実験用チャンバー内部が20Torrや
5Torr乃至数Torrの領域では、粉塵の浮遊が見られる
が、1Torr以下では各粉塵の浮遊が全くなくなっている
ことが判る。
第６図は逆に真空封止した実験用チャンバーをリーク
してチャンバー内に僅かな空気を入れ、8Torr,15Torr,2
0Torrとして、リーク直後もしくはリーク時から１分後
に浮遊粉塵の数をカウントしたものである。この第６図
はリークによってチャンバー内に空気が入って数Torr以
上になってしまうと、粉塵の浮遊が発生することを示し
ている。
それらの第５図及び第６図から、チャンバー内が1Tor
r以下の真空度であれば浮遊粉塵がなくなるが1Torrより
も真空度が低下し、例えば数Torr乃至5Torrや8Torrとな
ると粉塵の浮遊が多少見られるようになることが判る。
半導体ウエハー等の被搬送物Ｗの搬送は次のようにし
て実行する。まず、真空クリーンボックス15の内部を予
め1Torr以下に真空排気して浮遊粉塵が実質的に零とな
っている状態で第３図のように被搬送物Ｗを真空クリー
ンボックス15内の載置台40上に載置する。それから、第
４図のように、装置側真空チャンバー13の移送口20の突
き合わせ面をクリーンボックス側移送口22の突き合わせ
面に圧接して両移送口間を気密封止するとともにシャッ
ター21,23の突き合わせ面を永久磁石30,31で相互に吸着
し、Ｏリング27,28でシャッター突き合わせ面間の空気
を閉じ込めた状態とし、ロック部材26を解錠状態として
一体となったシャッター21,23を第４図仮想線のごとく
外し、移送口20,22を連通させる。そして、真空クリー
ンボックス側の被搬送物Ｗを装置側の所定位置、例えば
装置側真空チャンバー13内のホルダー41上に移し変え
る。また、装置内から真空クリーンボックス内への被搬
送物の移し変えも第４図のごとく移送口20,22を気密に
連結した状態において同様に行うことができる。
なお、シャッター21,23は相互に気密保持状態で外れ
るから、シャッター開閉に伴う空気リークはない。ま
た、各種装置11側の真空チャンバー13内は通常1Torr以
下の高真空であり、第４図の如く装置側真空チャンバー
13と真空クリーンボックス15とを連通させて真空クリー
ンボックス内の真空度は1Torrよりも劣化する可能性は
なく、当該真空クリーンボックスを引き続き次の被搬送
物の移送に利用することもできる。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、真空度1Torr
以下の真空クリーンボックスの移送口と真空チャンバー
の移送口相互を気密に結合した状態で被搬送物を移し変
えることが可能であり、粉塵の浮遊していないクリーン
環境を安定に保ちながら半導体ウエハー等の被搬送物の
搬送が可能である。このため高精度な膜厚形成プロセス
等に適用可能であり、今後の半導体等の超精密素子の製
造にも充分対応可能であり、ひいては製造上の歩留まり
の向上を計ることができる。また、真空クリーンボック
スや真空チャンバーの数は適宜増減したり交換すること
が可能であり、多品種少量生産のためのフレキシビリテ
ィを充分確保することができ、更に、真空クリーンボッ
クスが移動する室内は比較的クリーン度が低くて良いか
ら、設備が簡単となる。また、真空クリーンボックスか
ら真空チャンバーへ直接被搬送物を移し変えるのである
から、従来必要であったロードロック室等は不要であ
り、真空チャンバーを有する装置側の構造も簡略化でき
る。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係るクリーン搬送方法及び装置の実施
例を示す平面図、第２図は同側面図、第３図は真空クリ
ーンボックス及び装置側移送口の構造を示すものであっ
て、連結前の状態を示す側断面図、第４図は連結状態を
示す同側断面図、第５図は浮遊粉塵個数とチャンバー内
真空度との関係を示すグラフ、第６図は真空封止状態の
チャンバー内に空気をリークした場合の浮遊粉塵個数を
示すグラフ、第７図は従来のクリーン搬送方法の１例を
示す平面図、第８図は同側面図、第９図は従来のマルチ
チャンバーシステムを示す平面図である。 １……部屋、２……仕切壁、３……保守室、10……簡易
クリーン室、11……装置、12……台車、15……真空クリ
ーンボックス、20,22……移送口、21,23……シャッタ
ー、30,31……永久磁石、Ｗ……被搬送物。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】移動自在な真空度1Torr以下の真空クリー
    ンボックスの移送口と真空チャンバーの移送口相互を気
    密に結合した状態で被搬送物を移し変えることを特徴と
    するクリーン搬送方法。
  2. 【請求項２】大気中に開放された保守室の前記真空チャ
    ンバーを有する装置を配置し、仕切壁によって保守室か
    ら隔離されていて前記保守室よりも浮遊粉塵を少なくし
    た搬送室内に前記真空クリーンボックスを移動自在に配
    置するとともに、前記仕切壁の搬送室側壁面に前記真空
    チャンバーの移送口を配置した請求項１記載のクリーン
    搬送方法。
  3. 【請求項３】前記真空クリーンボックス及び真空チャン
    バーの移送口の開口にはシャッターがそれぞれ設けら
    れ、それらのシャッターは相互に気密に突き合わされた
    状態で前記開口から外れて前記真空クリーンボックスと
    真空チャンバーとを連通させる請求項１記載のクリーン
    搬送方法。
  4. 【請求項４】移動自在な真空度1Torr以下の真空クリー
    ンボックスと、真空チャンバーとを備え、前記真空クリ
    ーンボックス及び真空チャンバーが相互に気密結合自在
    な移送口を有していることを特徴とするクリーン搬送装
    置。
JP2281997A 1990-10-22 1990-10-22 クリ―ン搬送方法及び装置 Expired - Lifetime JP2525284B2 (ja)

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FR (1) FR2668301B1 (ja)
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