特許 6287048 基板搬送方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6287048

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月7日

(54)【発明の名称】基板搬送方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20180226BHJP

   B65D 85/86 20060101ALI20180226BHJP

   H01L 21/673 20060101ALI20180226BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 A

   B65D85/38 R

   H01L21/68 T

【請求項の数】7

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-219710(P2013-219710)

(22)【出願日】2013年10月23日

(65)【公開番号】特開2015-82577(P2015-82577A)

(43)【公開日】2015年4月27日

【審査請求日】2016年8月3日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100096943

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 伸一

(74)【代理人】

【識別番号】100101498

【弁理士】

【氏名又は名称】越智 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(74)【代理人】

【識別番号】100128668

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 正巳

(72)【発明者】

【氏名】岩本 忠将

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 宏

(72)【発明者】

【氏名】江本 淳

(72)【発明者】

【氏名】阿部 知史

(72)【発明者】

【氏名】宮嶋 俊彦

(72)【発明者】

【氏名】加藤 望

【審査官】 中田 剛史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３５９１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４８８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３２１６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−００５１９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１５３４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１２１６０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３１７９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１２１８５１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｂ６５Ｄ ８５／８６

Ｈ０１Ｌ ２１／６７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に基板を収容するポッドより、内部の雰囲気が管理され且つドアによる開閉が可能な開口部を有した微小空間の内部に前記基板を搬送する基板搬送方法であって、
前記開口部の前に配置される載置台上に前記ポッドを載置する工程と、
載置状態にある前記ポッドの内部に管理された気体を供給する工程と、
前記気体の供給により、前記ポッドの内部の雰囲気を調整する工程と、
前記ポッドの内部の雰囲気の調整後に前記ポッドを開放して前記ポッドの内部と前記微小空間の内部とを連通させる工程と、
前記ポッドの内部より前記微小空間の内部に前記基板を搬送する工程と、を有し
前記ポッドの内部に供給される前記気体は、前記ポッドの内部に前記気体を供給する供給経路に配置された温度管理装置を介して前記ポッドの内部に供給され、前記微小空間の内部の雰囲気を管理するために設定された温度に対応する供給気体用の温度、を含む管理パラメータにより管理されることを特徴とする基板搬送方法。

【請求項2】

前記微小空間の内部の雰囲気を管理する前記管理パラメータは各々設定された許容限界値を有し、前記管理された気体の供給は前記ポッドの内部の雰囲気における前記管理パラメータが前記許容限界値を下回るまで行われることを特徴とする請求項１に記載の基板搬送方法。

【請求項3】

前記ポッドの内部に前記管理された気体を供給する工程において、前記気体は前記ポッドの底面に配置されるポッド側ノズルと前記ポッド側ノズルに応じるように前記載置台の上面に配置される載置台側ノズルとを介して為されることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板搬送方法。

【請求項4】

前記ポッドの内部に供給された気体が流入した前記微小空間の内部の雰囲気を循環させる工程を有し、前記微小空間の内部の雰囲気の管理は前記循環させる工程において為されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の基板搬送方法。

【請求項5】

前記管理パラメータは前記微小空間の内部の雰囲気が包含する塵に関するものを含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の基板搬送方法。

【請求項6】

前記管理パラメータは前記微小空間の内部の雰囲気における酸素濃度に関するものを含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の基板搬送方法。

【請求項7】

前記管理パラメータは前記微小空間の内部の雰囲気における湿度に関するものを含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の基板搬送方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体製造プロセス等において、ポッドと呼ばれる密閉型の搬送容器と半導体処理装置との間におけるウエハの移載時に用いられるＥＦＥＭ（Equipment front end module、以下ＥＦＥＭと称する。）システムに関する。より詳細には、該ＥＦＥＭシステムにおいてポッドより基板を取り出して、ポッド−半導体処理装置間でのウエハの搬送を行う基板搬送方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造プロセスでは、ウエハを収容するポッドの内部、及びウエハの該ポッドに対する挿脱と各処理装置への受け渡しを行う微小空間の内部、の高清浄化により、該プロセスでの所謂歩留まりの向上を図っている。しかしながら、半導体のデザインルールの変更に伴う配線幅の狭小化等に伴い、微小空間においてこれまで問題にならなかったレベルでの所謂清浄度の見直しが必要となってきている。例えば塵等のサイズに関しても許容サイズがより小さくなっているが、これを除去して外部気体を微小空間に供給するためには、ファンに対する負荷がより大きくなったフィルタの使用が求められる。特許文献１には、充分な清浄度に管理された気体を循環させることで、この様な状況でのファン−フィルタユニットの負荷低減を図る技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−００３０６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ウエハを内包したポッドは、ウエハ挿入時には管理されたパージガス等を封入した状態で蓋が閉鎖されている。しかし、処理を待つ間や各装置間を搬送する間において、振動に起因した塵の発生等、ポッド内の雰囲気が蓋閉鎖時の状況より清浄度的に劣化している可能性がある。この場合、当該ポッドからのウエハの取出し時において、ポッド内の雰囲気により、更なる微細配線を形成する上での微小空間内の所謂汚染が生じる恐れがある。

【0005】

本発明は以上の状況に鑑みて為されたものであって、ポッドの蓋の開放時においても微小空間内の汚染の可能性を低減するポッドの蓋開閉方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明に係る基板搬送方法は、内部に基板を収容するポッドより、内部の雰囲気が管理され且つドアによる開閉が可能な開口部を有した微小空間の内部に基板を搬送する基板搬送方法であって、開口部の前に配置される載置台上に前記ポッドを載置する工程と、載置状態にあるポッドの内部に管理された気体を供給する工程と、気体の供給により、ポッドの内部の雰囲気を調整する工程と、ポッドの内部の雰囲気の調整後に前記ポッドを開放してポッドの内部と微小空間の内部とを連通させる工程と、ポッドの内部より微小空間の内部に基板を搬送する工程と、を有しポッドの内部に供給される気体は、ポッドの内部に気体を供給する供給経路に配置された温度管理装置を介してポッドの内部に供給され、微小空間の内部の雰囲気を管理するために設定された温度に対応する供給気体用の温度、を含む管理パラメータにより管理されることを特徴とする。

【0007】

なお、上述した基板搬送方法において、微小空間の内部の雰囲気を管理する管理パラメータは各々設定された許容限界値を有し、管理された気体の供給はポッドの内部の雰囲気における管理パラメータが許容限界値を下回るまで行われることが好ましい。また、該基板搬送方法にあっては、ポッドの内部に管理された気体を供給する工程において、気体はポッドの底面に配置されるポッド側ノズルとポッド側ノズルに応じるように載置台の上面に配置される載置台側ノズルとを介して為されることが好ましい。更に、該基板搬送方法にあっては、ポッドの内部に供給された気体が流入した微小空間の内部の雰囲気を循環させる工程を有し、微小空間の内部の雰囲気の管理は循環させる工程において為されることがより好ましい。なお、管理パラメータは微小空間の内部の雰囲気が包含する塵に関するものを含んでも良く、酸素濃度に関するものを含んでも良く、雰囲気における湿度に関するものを含んでも良い。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ポッドの蓋の開放時においても微小空間内の環境を所謂清浄度の高い状態に維持することが可能となり、より微細な配線を形成するプロセスへの適用も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る基板搬送方法の実施に好適なＥＦＥＭシステムの概略構成を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る基板搬送方法をフローチャートとして示す図である。

【図3】図１に示すＥＦＥＭシステムを具現化したものの外観像を示す図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0010】

本発明の実施形態について、以下に図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る基板搬送方法の実施に好適なＥＦＥＭシステムの概略構成を示している。当該ＥＦＥＭシステム１００は、ＥＦＥＭ部１０１、筐体１０３、ドア１０５、載置台１０７、搬送用ロボット１０９を有する。筐体１０３は、内部において微小空間であるＥＦＥＭ部１０１を画定し、載置台１０７が配置される位置に対応する開口部１０４を有する。開口部１０４は、ドア１０５によって開閉可能とされている。載置台１０７上にはポッド１１０が載置可能である。

【0011】

該ポッド１１０は不図示の半導体向けの基板等を収容する収容空間と、底面に配置されて該収容空間内の雰囲気に対して外部からの気体の供給或いは外部への気体の排出を可能とするポッド側ノズル１１１とを有する。また、該ポッド１１０は不図示の蓋により閉鎖される開口を有し、当該蓋を取り外すことにより該開口を介してのポッド１１０内に収容された基板の挿脱が可能となる。蓋の取り外し或いは取り付けは、ドア１０５によって行われる。

【0012】

ＥＦＥＭ部１０１には、雰囲気循環路１０２が付随している。ＥＦＥＭ部１０１の下部より雰囲気循環路１０２に流出或いは吸引された雰囲気は、該雰囲気循環路１０２を介してＥＦＥＭ部１０１の上部に至り、フィルタユニット等を介して再度ＥＦＥＭ部１０１内に供給される。該雰囲気は塵の包含量、酸素濃度、湿度、雰囲気温度等を管理パラメータとして管理されており、本形態では雰囲気循環路１０２にてこれらパラメータの現状値の測定と制御とが実行される。本実施例では、不活性ガスとしての所謂乾燥窒素の供給とファンフィルタユニットに用いるフィルタの特性とによりこれらパラメータの管理を行っている。また、温度に関しても、供給される乾燥窒素によって維持管理が為されている。

【0013】

載置台１０７は、前述したポッド側ノズル１１１に対応するように載置台１０７上面に配置された載置台側ノズル１１３を有する。載置台側ノズル１１３は不図示の気体供給経路と接続されており、ポッド側ノズル１１１と協働して気体供給経路からポッド１１０内への気体の供給を可能とする。気体供給経路に供給される気体、本実施形態では乾燥窒素は、湿度及び純度（酸素含有量）が予め管理されている。また、温度管理装置１１５により、ポッド１１０内に供給する際の温度も管理されている。更に、塵等に関しては載置台側ノズル１１３、ポッド側ノズル１１１、或いはこれら両者に特定のフィルタを配することによって管理を行っている。

【0014】

また、同図においてポッド側ノズル１１１及び載置台側ノズル１１３は一対しか示されていないが、実際には他の対も配置されている。先の一対を用いて管理済み気体をポッド１１０内に供給する場合、過剰となった内部雰囲気は当該他の対を介して外部空間に排出される。また、この排気経路において、ポッド１１０内の雰囲気における現状の管理パラメータの計測が行われることが好ましい。しかし、例えば、ポッドが載置されるまでの条件に関して、管理環境、放置時間等が予め確定している場合、経験的に得られた管理テーブル等に基づいて雰囲気の状態を推定することも可能である。本実施形態では、装置構成の簡略化、装置コストの低減等の観点から、この推定された雰囲気の状態に基づいて、管理済み気体の供給を所定時間行うことにより、管理パラメータの復帰が為されたことと判定している。

【0015】

次に、実際にポッド１１０から基板を搬送する際の工程について、図２に示すフローチャートを参照して述べる。ポッド１１０から基板を取出す基板搬送工程において、まずステップＳ１においてポッド１１０を載置台１０７上に載置する。不図示の位置決めピン等の位置決め用の構成により、ポッド１１０は載置台１０７に対して定められた位置関係で載置される。これによりポッド側ノズル１１１と載置台側ノズル１１３との接続が為される（ステップＳ２）。ポッド１１０と載置台１０７とが所定の位置関係であること、即ち両ノズルの接続がなされたことが確認された後、ステップＳ３において、これらノズルを介してのポッド１１０内への管理された気体の供給が開始される。

【0016】

ＥＦＥＭ部１０１の内部雰囲気は、前述した管理パラメータに基づいて管理されている。また、これら管理パラメータの各々は例えば所定の時間間隔において測定されており、パラメータ毎に設定された許容範囲に維持されているか否かが確認される。例えば酸素濃度や湿度に関しては、この許容限界値を超えた場合には、前述した乾燥窒素の供給が為されて値を許容範囲に回復させる処置が行われる。ステップＳ４では、ポッド１１０の内部雰囲気について、これら管理パラメータが各々設定済みの許容範囲以内となるまでの管理済み気体の供給が行われる。本実施例では、ポッド１１０内の容積と放置時間とから経験的に導かれている所定期間の気体の供給操作により、核管理パラメータが許容範囲以内となったと認定することとしている。

【0017】

なお、本発明において、許容限界値は許容範囲を規定する値であって、測定値が当該許容範囲内に至ることを許容限界値より下がると表現する。ポッド１１０の内部雰囲気について、ＥＦＥＭ部１０１の管理パラメータに準じたパラメータに関して、ＥＦＥＭ部１０１についての許容限界値より各パラメータの値が下がれば、ポッド１１０とＥＦＥＭ部１０１とを連通することを許可することとしている。具体的には、ＥＦＥＭ部１０１の管理パラメータに準じたパラメータによって清浄度が管理された気体によってポッド１１０内雰囲気を置換してその清浄度をＥＦＥＭ部１０１の清浄度に一旦準じさせる。その後これらを連通させることにより、先の述べた悪影響が生じる可能性を大きく低減することが出来る。

【0018】

即ち、所定期間の経過後、ステップＳ５において気体の供給を停止する。続いて、ステップＳ６においてドア１０５によるポッド１１０の蓋の把持及びポッド１１０からのこれの取り外しが行われる。これにより、ポッド１１０内部の空間とＥＦＥＭ部１０１との連通が為される。従来であれば、この時に管理状態の異なる各々の内部雰囲気が相互拡散し、その影響により場合によっては所謂清浄な環境が清浄度の劣った内部雰囲気によって劣化されることが考えられた。しかし、本発明の如く、各々の内部雰囲気が充分に管理された状態にて連通を行うことにより、各々、一般的にはＥＦＥＭ部１０１の内部環境は常に許容範囲内の維持管理されることとなる。これら操作の後、連通された開口−開口部を介して搬送用ロボット１０９による基板の搬送が実行される（ステップＳ７）。

【0019】

ここで、単純に塵等を排除した所謂空気を用いた環境下では、基板表面或いは基板上に形成された各種配線等に自然酸化膜が生じる。このため、ポッド１１０内部を不活性ガスたる窒素によって満たすことにより、ポッド１１０の搬送時等での自然酸化膜の発生の抑制が図られている。また、基板搬送時においても同様の効果を得るために、ＥＦＥＭ部１０１においても不活性ガスを循環させる構成が近年は採用されている。しかし、ポッド１１０における密閉度はそれほど好適ではなく、時間の経過と共にリーク等によって酸素分圧が上昇してしまうことが多い。このため、ポッド１１０内とＥＦＥＭ部１０１とを連通させた場合に、ＥＦＥＭ部１０１の内部の酸素濃度を一時的に許容限界値以上としてしまう恐れがある。

【0020】

先に述べたように、清浄度の低下したポッドを開放した場合には、ＥＦＥＭ部１０１の内部雰囲気を汚染してしまいこれを回復する操作が必要となる。また、ＥＦＥＭ部１０１はポッド１１０の内容積に対して空間的に大きく、この空間の酸素濃度を下げるには長い雰囲気置換時間と多量の不活性ガスとが必要となる。本実施例の如く、ポッド１１０内の雰囲気を予め清浄とした後にＥＦＥＭ部１０１とポッド１１０内とを連通させることによって、短時間の気体供給時間と少量の気体供給量にて、ＥＦＥＭ部１０１内の好適環境の維持が可能となる。

【0021】

（実施例）
次に、前述したＥＦＥＭシステム１００を具現化した場合について、以下に図面を参照して説明する。図３は、該ＥＦＥＭシステム１００の一例の外観を示すものであって、図３（ａ）は該ＥＦＥＭシステム１００を正面から見た状態を、（ｂ）は左側面から見た状態を、（ｃ）は右側面図から見た状態を、（ｄ）上面からこれを見た状態を各々示している。なお、先に述べた実施形態において参照番号により示された構成と同じ構成については、同じ参照番号にて示しこととしてその詳細な説明はここでは省略する。

【0022】

本実施例におけるＥＦＥＭシステム１００は、前述したＥＦＥＭ部１０１、載置台１０７等の構成に加え、制御部１１９を有する。ＥＦＥＭ部１０１は筐体１０３により微小空間として画定され、前述したようにポッド１１０内の収容物である基板に各種処理を行う処理室に対して該基板を搬送する搬送用ロボット１０９が内部に配置されている。制御部１１９は、ＥＦＥＭシステム１００に配された各駆動要素、或いは上述したパラメータの測定系及び管理機構等の動作を制御する。本例では、載置台１０７は三台配されており、筐体１０３に設けられた開口部１０４及びこれを閉鎖するドア１０５も各々載置台に対応して配されている。雰囲気循環路１０２は三つのＥＦＥＭ部１０１より、まとめて雰囲気を吸引すると共に各々に対して雰囲気の供給を行う。

【0023】

制御部１１９は、モータ或いはエアシリンダ等の駆動要素の制御を為す駆動手段の制御手段として機能するモジュール領域を有する。更に、パラメータの測定系より測定信号を得て例えば測定値が許容範囲にあるか否かを判断する判断手段、管理パラメータを許容範囲内に維持するための管理気体の供給量及び供給時間を設定し、制御するパラメータ管理手段、等の手段として機能するモジュール領域を有する。

【0024】

以上の各手段を相互に動作させることにより、上述した基板搬送方法の各工程を好適に実行することが可能となる。即ち、内部雰囲気が劣化した恐れのあるポッドの蓋を開放した際であっても、微小空間内の環境を所謂清浄度の高い状態に維持することが可能となり、より微細な配線を形成するプロセスとＥＦＥＭ部との間での迅速な基板搬送を行うことが可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0025】

以上述べたように、本発明は半導体処理装置に対して好適に用いるＥＦＥＭシステムに関している。しかしながら、本発明の利用可能性は当該処理装置むけのみに限定されず、例えば液晶ディスプレイのパネルを扱う処理装置等、半導体に準じた各種処理が行われる種々の処理装置に用いられるＥＦＥＭシステムに対しても適用可能である。

【0026】

また、本発明は、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理についても一形態としてこれを包含する。

【符号の説明】

【0027】

１００：ＥＦＥＭシステム、 １０１：ＥＦＥＭ部、 １０３：筐体、 １０４：開口部、 １０５：ドア、 １０７：載置台、 １０９：搬送用ロボット、 １１０：ポッド、 １１１：ポッド側ノズル、 １１３：載置台側ノズル、 １１５：温度管理装置、 １１９：制御部

【図1】

【図2】

【図3】