JPH088320A

JPH088320A - 気流搬送装置およびその異物除去方法

Info

Publication number: JPH088320A
Application number: JP6134773A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Ito; 秀文伊藤; Masaki Ito; 雅樹伊藤; Yoshikazu Tanabe; 義和田辺; Katsuhiko Ishikawa; 勝彦石川; Yoshio Saito; 由雄斉藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-06-17
Filing date: 1994-06-17
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】稼働率や信頼性を向上させる気流搬送装置お
よびその異物除去方法を提供する。【構成】気流搬送装置の本体である気流搬送装置本体
部１と、窒素(N₂)ガスなどの気体を噴流するノズル２
と、ウェハなどの板状物が移動する搬送路３と、前記板
状物とほぼ同じ形を有する絶縁物４に紫外線５ａを照射
する光源５と、気流搬送装置本体部１の内部における雰
囲気中の異物９を検知する異物検知手段６とから構成さ
れ、異物検知手段６が、気流搬送装置本体部１の内部か
ら配管６ａを介してその雰囲気を吸引する吸引装置６ｂ
と、光学的に異物９を検知するダストモニタ６ｃとから
なるものであり、絶縁物４を帯電させ、気流搬送装置内
において、帯電した絶縁物４を搬送した後、絶縁物４を
気流搬送装置外へ搬出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、板状物（例えば、半導
体ウェハや液晶基板あるいは磁気ディスクなど）を非接
触式で搬送する装置に関し、特に半導体ウェハの製造過
程において用いられる気流搬送技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】以下に説明する技術は、本発明を研究、
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。

【０００３】板状物である半導体ウェハ（以降、単にウ
ェハという）などの製造ラインにおいて、ウェハの搬送
方法は、半導体製造装置の内部ではロボット方式が中心
であり、また、半導体製造装置の装置間においては作業
者が専用の箱に入れて行なっている。

【０００４】しかし、前記ウェハを外気にさらすと、ウ
ェハへの異物の付着や自然酸化膜の生成などの問題が発
生する。特に、近年、半導体デバイスの高集積化や微細
化が著しく進んでいるため、異物の付着と自然酸化膜の
生成は極力避けなければならない。

【０００５】そこで、ウェハを非接触式で搬送する手段
の１つとして、高清浄な不活性ガス雰囲気において、気
体であるガスを用いてウェハの搬送を行う気流搬送方法
が挙げられる。

【０００６】なお、気流搬送技術に関しては、例えば、
特開昭５２−４４１７７号公報、あるいは特開昭５３−
８２２７３号公報に開示されているものがあり、さら
に、半導体基盤技術研究会発行「半導体製造のための C
losed Manufacturing System」１９９０年１１月１９日
発行、都田昌之、他４名（著）、３１７頁〜３４１頁に
も紹介されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した技
術において、気流搬送は非接触式の搬送方法であるた
め、ウェハに対して、他の物体からの転写による異物付
着はほとんど起こらないが、その雰囲気中に異物が浮遊
し、ウェハに付着するという問題が発生する。

【０００８】これは、気流搬送装置の内部の雰囲気の置
換として真空を排気する際、急激な圧力変動が起こり、
前記気流搬送装置内の床などに堆積していた異物が巻き
上げられ、それによってウェハに付着するものである。

【０００９】なお、前記気流搬送装置においては、ウェ
ハなどを搬送する際に、真空を維持した状態で、雰囲気
中の異物を除去する手段は特に設置されていない。

【００１０】そこで、本発明の目的は、稼働率や信頼性
を向上させる気流搬送装置およびその異物除去方法を提
供することである。

【００１１】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１３】すなわち、本発明による気流搬送装置は、
気体を噴流するノズルと、板状物の通路であり、前記ノ
ズルが設置されている搬送路と、前記板状物とほぼ同じ
形を有する絶縁物に光を照射する光源とから構成されて
いるものである。

【００１４】また、前記気流搬送装置は、気体を噴流す
るノズルと、板状物の通路であり、前記ノズルが設置さ
れている搬送路と、前記板状物とほぼ同じ形を有する絶
縁物に電流を印加する直流電源と、前記絶縁物または前
記板状物を保持する帯電機構部とから構成されているも
のである。

【００１５】さらに、前記気流搬送装置には、気流搬送
装置本体部の内部の雰囲気を吸引する吸引装置と、光学
的に異物を検知するダストモニタとからなる異物検知手
段が設けられている。

【００１６】なお、本発明による気流搬送装置の異物除
去方法は、前記板状物とほぼ同じ形を有する絶縁物を帯
電手段によって帯電させ、前記気流搬送装置内におい
て、帯電した前記絶縁物を搬送した後、該絶縁物を前記
気流搬送装置外へ搬出するものである。

【００１７】

【作用】上記した手段によれば、ウェハなどの板状物と
ほぼ同じ形を有する絶縁物に光を照射するか、または電
流を印加することにより、前記絶縁物が帯電する。さら
に、気流搬送装置内において、帯電した前記絶縁物を搬
送することにより、雰囲気中に浮遊する帯電した異物が
クーロン力によって前記絶縁物に吸引され、付着し、こ
れを気流搬送装置外へ搬出することにより、雰囲気中の
異物を除去することができる。したがって、気流搬送装
置を開放することなく、短時間で異物を除去することが
できる。

【００１８】また、前記気流搬送装置に、気流搬送装置
本体部の内部の雰囲気を吸引する吸引装置と、光学的に
異物を検知するダストモニタとからなる異物検知手段が
設けられたことにより、雰囲気中に異物を検知した場合
だけに異物除去を行うことができる。つまり、必要な時
だけ異物除去を行うことが可能になり、作業の効率を向
上させることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００２０】（実施例１）図１は本発明の気流搬送装置
の構造の一実施例を示す部分断面図である。

【００２１】まず、本実施例１による気流搬送装置の構
成について説明すると、前記気流搬送装置の本体である
気流搬送装置本体部１と、窒素(N₂)ガスなどの気体を噴
流するノズル２と、ウェハなどの板状物（図示せず）が
移動する搬送路３と、前記板状物とほぼ同じ形を有する
絶縁物４に光を照射する光源５と、気流搬送装置本体部
１の内部における雰囲気中の異物９を検知する異物検知
手段６とから構成されている。

【００２２】ここで、前記絶縁物４は前記気流搬送装置
内で搬送されるウェハなどの板状物とほぼ同じ形を有し
たものであり、帯電し易く、かつ、汚染物質となりにく
い材料であるフッ素樹脂や石英などから形成されてい
る。

【００２３】また、前記異物検知手段６は、気流搬送装
置本体部１の内部から配管６ａを介してその雰囲気を吸
引する吸引装置６ｂと、光学的に異物９を検知するダス
トモニタ６ｃとからなるものであり、さらに、本実施例
１による光源５は、紫外線５ａを発するものである。

【００２４】なお、吸引装置６ｂは気流搬送装置本体部
１の内部が真空状態の時に、定期的にその雰囲気を配管
６ａを介してダストモニタ６ｃに取り込むものであり、
ダストモニタ６ｃは取り込まれた前記雰囲気に光を照射
し、前記光が散乱するか否かによって、異物９の有無を
検知するものである。

【００２５】また、ノズル２は搬送路３に対して垂直方
向や斜め方向など種々の方向に向けられて該搬送路３に
設置されている。つまり、ノズル２の設置方向によっ
て、噴流する気体の方向を変えることができるため、前
記板状物や絶縁物４を静止させたり、回転させたりする
ことが可能である。

【００２６】次に、本実施例１の気流搬送装置における
異物除去方法について説明する。

【００２７】まず、本実施例１による気流搬送装置は、
異物検知手段６が設置されているものであるため、その
構成部材であるダストモニタ６ｃによって異物９を検知
した場合、絶縁物４を気流搬送装置本体部１の内部で搬
送させる。

【００２８】この時、搬送前に、光源５によって絶縁物
４に紫外線５ａを照射し、絶縁物４に電荷を蓄積（帯
電）させる。これによって、帯電状態（静電気を帯びた
状態）になった絶縁物４を、ウェハなどの板状物を搬送
する場合と同様に、ノズル２から噴出される流体力によ
って浮上させて搬送する。

【００２９】ここで、帯電状態になった絶縁物４を搬送
すると、気流搬送装置本体部１の内部の雰囲気中に浮遊
する異物９も帯電しているため、前記異物９はクーロン
力によって絶縁物４に吸引されて付着する。

【００３０】その後、ウェハなどの板状物を気流搬送装
置本体部１の外部へ搬出するのと同様に、図示しないゲ
ートバルブなどを介して、異物９が付着した絶縁物４を
外部へ搬出する。これによって、気流搬送装置本体部１
の内部における雰囲気中の異物９を除去することができ
る。

【００３１】次に、本実施例１の気流搬送装置およびそ
の異物除去方法によれば、以下のような効果が得られ
る。

【００３２】すなわち、ウェハなどの板状物とほぼ同じ
形を有する絶縁物４に紫外線５ａを照射し、前記絶縁物
４を帯電させ、気流搬送装置内において、帯電した状態
の絶縁物４を搬送することにより、雰囲気中に浮遊する
帯電した異物９が絶縁物４に吸引され、付着する。さら
に、異物９が付着した絶縁物４を気流搬送装置本体部１
の外部へ搬出することにより、雰囲気中の異物９を除去
することができる。

【００３３】したがって、気流搬送装置を開放すること
なく、短時間で異物９を除去することができ、その結
果、気流搬送装置の稼働率および信頼性を向上させるこ
とができる。

【００３４】さらに、気流搬送装置の稼働率および信頼
性を向上させることができるため、半導体製造ラインで
の気流搬送装置によるウェハ（板状物）の自動搬送を実
現することができる。

【００３５】また、前記気流搬送装置に、雰囲気中の異
物９を検知する異物検知手段６が設けられたことによ
り、雰囲気中に異物９を検知した場合だけに異物除去を
行うことができる。つまり、必要な時だけ異物除去を行
うことが可能になり、作業の効率をさらに向上させるこ
とができる。

【００３６】（実施例２）図２は本発明の他の実施例で
ある気流搬送装置の構造の一例を示す部分断面図であ
る。

【００３７】まず、本実施例２による気流搬送装置の構
成について説明すると、前記気流搬送装置の本体である
気流搬送装置本体部１と、窒素(N₂)ガスなどの気体を噴
流するノズル２と、ウェハなどの板状物（図示せず）が
移動する搬送路３と、前記板状物とほぼ同じ形を有する
絶縁物４に電流を印加する直流電源８と、絶縁物４また
は前記板状物を保持する帯電機構部であるピン部材７
と、気流搬送装置本体部１の内部における雰囲気中の異
物９を検知する異物検知手段６とから構成されている。

【００３８】ここで、前記絶縁物４は前記気流搬送装置
内で搬送されるウェハなどの板状物とほぼ同じ形を有し
たものであり、帯電し易く、かつ、汚染物質になりにく
い材料であるフッ素樹脂や石英などから形成されてい
る。

【００３９】また、前記帯電機構部であるピン部材７
は、前記板状物または絶縁物４を搬入および搬出させる
時に、前記板状物または絶縁物４を保持して昇降させる
ものであり、絶縁物４の昇降時に、少なくとも絶縁物４
に接触する部分（先端部分）から配線８ａが接続される
部分までの領域は、アルミニウムなどの汚染物質になり
にくい導電材料により形成されている。

【００４０】さらに、前記板状物または絶縁物４の搬入
時には、図示しないアーム部材などによって保持された
前記板状物または絶縁物４をピン部材７の上方へ移動さ
せ、その後、一度ピン部材７を上昇させ、前記板状物ま
たは絶縁物４を受け取った後ピン部材７を下降させ、前
記板状物または絶縁物４をノズル２から噴出される流体
力によって浮上させる。

【００４１】また、前記板状物または絶縁物４の搬出時
には、気流搬送によって搬送された前記板状物または絶
縁物４をピン部材７の上方で一度静止させ、そこへピン
部材７を上昇させ、ピン部材７が前記板状物または絶縁
物４を保持する。

【００４２】その後、前記板状物または絶縁物４の裏側
に前記アーム部材などを挿入し、ピン部材７上から前記
板状物または絶縁物４を移動させ、図示しないゲートバ
ルブなどを介して前記気流搬送装置の外部へ搬出する。

【００４３】なお、前記ピン部材７は、使用していない
時、搬送路３の表面と同じ高さの位置で待機している。

【００４４】また、前記異物検知手段６は、気流搬送装
置本体部１の内部から配管６ａを介してその雰囲気を吸
引する吸引装置６ｂと、光学的に異物９を検知するダス
トモニタ６ｃとからなるものである。

【００４５】さらに、前記吸引装置６ｂは気流搬送装置
本体部１の内部が真空状態の時に、定期的にその雰囲気
を配管６ａを介してダストモニタ６ｃに取り込むもので
あり、ダストモニタ６ｃは取り込まれた前記雰囲気に光
を照射し、前記光が散乱するか否かによって、異物９の
有無を検知するものである。

【００４６】また、ノズル２は搬送路３に対して垂直方
向や斜め方向など種々の方向に向けられて該搬送路３に
設置されている。つまり、ノズル２の設置方向によっ
て、噴流する気体の方向を変えることができるため、前
記板状物や絶縁物４を静止させたり、回転させたりする
ことが可能である。

【００４７】次に、本実施例２の気流搬送装置における
異物除去方法について説明する。

【００４８】まず、本実施例２による気流搬送装置は、
実施例１のものと同様に、異物検知手段６が設置されて
いるものであるため、その構成部材であるダストモニタ
６ｃによって異物９を検知した場合、絶縁物４を気流搬
送装置本体部１の内部で搬送させる。

【００４９】この時、搬送前に絶縁物４をピン部材７上
に載置し、直流電源８を用いて、絶縁物４に電流を印加
し、該絶縁物４に電荷を蓄積（帯電）させる。これは、
ウェハなどの板状物を搬入、搬出する際に、前記板状物
を昇降させるピン部材７を利用するものであり、その先
端部分から配線８ａが接続される部分までの領域が、ア
ルミニウムなどの導電材料によって形成されているた
め、ピン部材７と配線８ａとを介して直流電源８によっ
て絶縁物４に電流を印加することができる。

【００５０】また、直流電源８を用いることにより、絶
縁物４をプラスにでもマイナスにでも印加することがで
きる。これによって、帯電状態（静電気を帯びた状態）
になった絶縁物４を、ウェハなどの板状物を搬送する場
合と同様に、ノズル２から噴出される流体力によって浮
上させて搬送する。

【００５１】ここで、帯電状態になった絶縁物４を搬送
すると、気流搬送装置本体部１の内部の雰囲気中に浮遊
する異物９も帯電しているため、前記異物９はクーロン
力によって絶縁物４に吸引されて付着する。

【００５２】その後、ウェハなどの板状物を気流搬送装
置本体部１の外部へ搬出するのと同様に、図示しないゲ
ートバルブなどを介して、異物９が付着した絶縁物４を
外部へ搬出する。これによって、気流搬送装置本体部１
の内部における雰囲気中の異物９を除去することができ
る。

【００５３】次に、本実施例２の気流搬送装置およびそ
の異物除去方法によれば、以下のような効果が得られ
る。

【００５４】すなわち、ウェハなどの板状物とほぼ同じ
形を有する絶縁物４に、直流電源８を用いて、ピン部材
７および配線８ａを介して電流を印加し、前記絶縁物４
を帯電させた後、気流搬送装置内において、帯電した状
態の絶縁物４を搬送することにより、雰囲気中に浮遊す
る帯電した異物９が絶縁物４に吸引され、付着する。さ
らに、異物９が付着した絶縁物４を気流搬送装置本体部
１の外部へ搬出することにより、雰囲気中の異物９を除
去することができる。したがって、気流搬送装置を開放
することなく、短時間で異物９を除去することができ
る。

【００５５】また、直流電源８を用いることにより、絶
縁物４をプラスにでもマイナスにでも印加することがで
きる。したがって、例えば、プラスに印加した絶縁物４
を搬送した後、ダストモニタ６ｃによって異物９がさら
に検知される時には、マイナスに印加させて再び搬送さ
せる。これによって、雰囲気中の異物９を確実に除去す
ることができる。

【００５６】なお、本実施例２の気流搬送装置およびそ
の異物除去方法によって得られる上記以外の他の効果に
ついては、実施例１で説明したものと同様であるため、
その重複説明は省略する。

【００５７】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。

【００５８】例えば、本発明による気流搬送装置は、絶
縁物を帯電させる手段として、実施例１の光を照射する
手段と、実施例２の直流電源によって電流を印加する手
段との両方を合わせ持つものであってもよい。

【００５９】また、実施例１および実施例２で説明した
気流搬送装置は、異物検知手段が設置されるものであっ
たが、該異物検知手段は必ずしも設置されなくてもよ
い。つまり、前記異物検知手段が設置されない気流搬送
装置においては、定期的に帯電した絶縁物を搬送するこ
とによって、気流搬送装置本体部の内部の異物を除去す
ることができる。

【００６０】なお、本発明による気流搬送装置の異物除
去方法は、ロボットによるウェハなどの板状物の移送方
式においても適用することができる。したがって、半導
体製造装置全般の異物除去方法に利用することができ
る。

【００６１】さらに、本発明による気流搬送装置は、実
施例１および実施例２において、ウェハを搬送する気流
搬送装置として説明したが、液晶基板や磁気ディスクな
どの板状物を搬送する気流搬送装置であってもよい。ま
た、ノズルから噴流させる気体を窒素ガスとして説明し
たが、アルゴンガスなどであってもよい。

【００６２】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００６３】（１）．ウェハなどの板状物とほぼ同じ形
を有する絶縁物に紫外線を照射するか、あるいは電流を
印加し、前記絶縁物を帯電させ、気流搬送装置内におい
て、帯電した状態の絶縁物を搬送することにより、雰囲
気中に浮遊する帯電した異物が絶縁物に吸引され、付着
する。さらに、異物が付着した絶縁物を気流搬送装置本
体部の外部へ搬出することにより、雰囲気中の異物を除
去することができる。

【００６４】したがって、気流搬送装置を開放すること
なく、短時間で異物を除去することができ、その結果、
気流搬送装置の稼働率および信頼性を向上させることが
できる。

【００６５】（２）．気流搬送装置の稼働率および信頼
性を向上させることができるため、半導体製造ラインで
の気流搬送装置によるウェハなどの板状物の自動搬送を
実現することができる。

【００６６】（３）．前記気流搬送装置に、雰囲気中の
異物を検知する異物検知手段が設けられたことにより、
雰囲気中に異物を検知した場合だけに異物除去を行うこ
とができる。つまり、必要な時だけ異物除去を行うこと
が可能になり、作業の効率をさらに向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による気流搬送装置の構造の一実施例を
示す部分断面図である。

【図２】本発明の他の実施例である気流搬送装置の構造
の一例を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１気流搬送装置本体部２ノズル３搬送路４絶縁物５光源５ａ紫外線６異物検知手段６ａ配管６ｂ吸引装置６ｃダストモニタ７ピン部材（帯電機構部）８直流電源８ａ配線９異物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石川勝彦東京都青梅市今井2326番地株式会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者斉藤由雄東京都青梅市今井2326番地株式会社日立製作所デバイス開発センタ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気体の流体力によって板状物を非接触状
態で搬送する気流搬送装置であって、前記気体を噴流す
るノズルと、前記板状物の通路であり、前記ノズルが設
置されている搬送路と、前記板状物とほぼ同じ形を有す
る絶縁物に光を照射する光源とからなり、前記搬送路に
おいて、前記光源から照射された光により帯電した前記
絶縁物が搬送されることを特徴とする気流搬送装置。
【請求項２】気体の流体力によって板状物を非接触状
態で搬送する気流搬送装置であって、前記気体を噴流す
るノズルと、前記板状物の通路であり、前記ノズルが設
置されている搬送路と、前記板状物とほぼ同じ形を有す
る絶縁物に電流を印加する直流電源と、前記絶縁物また
は前記板状物を保持する帯電機構部とからなり、前記搬
送路において、前記直流電源からの電流により帯電した
前記絶縁物が搬送されることを特徴とする気流搬送装
置。
【請求項３】請求項２記載の気流搬送装置であって、
前記帯電機構部は前記板状物または前記絶縁物を昇降さ
せるピン部材であることを特徴とする気流搬送装置。
【請求項４】請求項１，２または３記載の気流搬送装
置であって、気流搬送装置本体部の内部の雰囲気を吸引
する吸引装置と、光学的に異物を検知するダストモニタ
とからなる異物検知手段が設けられていることを特徴と
する気流搬送装置。
【請求項５】気体の流体力によって板状物を非接触状
態で搬送する気流搬送装置の異物除去方法であって、前
記板状物とほぼ同じ形を有する絶縁物を帯電手段によっ
て帯電させ、前記気流搬送装置内において、帯電した前
記絶縁物を搬送した後、該絶縁物を前記気流搬送装置外
へ搬出することを特徴とする気流搬送装置の異物除去方
法。
【請求項６】請求項５記載の気流搬送装置の異物除去
方法であって、前記帯電手段として、光源を用いて、該
光源が発する光を前記絶縁物に照射することを特徴とす
る気流搬送装置の異物除去方法。
【請求項７】請求項５記載の気流搬送装置の異物除去
方法であって、前記帯電手段として、直流電源を用い
て、前記絶縁物に電流を印加することを特徴とする気流
搬送装置の異物除去方法。