DE60218652T2 - Substrattransportbehälter - Google Patents

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Yoko Ohta-ku SUZUKI
Takashi Ohta-ku KISHI
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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Strukturen, Fähigkeiten und Verfahren zum Betrieb eines Substrattransportbehälters, der geeignet ist, um Objekte zu lagern oder zu transportieren, wie beispielsweise Halbleiter-Wafer, Fotomasken oder Festplatten in einer sehr reinen Umgebung.
  • Technischer Hintergrund
  • Da die Mustergrößen von Halbleitervorrichtungen feiner werden, wird vorhergesehen, dass noch höhere Grade an Reinheit in der Zukunft erforderlich sein werden. Beispielsweise wird vorhergesehen, dass die Target- bzw. Zielsteuergröße von Partikelverunreinigungen, die Musterdefekte und Kurzschlüsse von Leitungen verursachen, kleiner als 0,1 μm werden könnten. Weiterhin wird es, zusätzlich zu Partikelverunreinigungen, nötig, Gasverunreinigungen zu verringern. Durch das Adsorbieren auf den Halbleiter-Wafern verursachen verschiedene Kohlenwasserstoffmoleküle eine Verschlechterung der dielektrischen Durchbruchspannung von Gate-Oxidfilmen oder Dickenveränderungen von abgelagerten Filmen, und basische Gase reagieren mit chemisch verbessertem Photoresist, um einen Verlust der Auflösung zur Folge zu haben, und saure Gase können eine Korrosion von Verdrahtungen verursachen.
  • Zusätzlich ist in den letzten Jahren das Ziel einer Verringerung von Feuchtigkeit (Nässe) anvisiert worden. Dies kommt daher, dass feinere Muster zur Anwendung einer Vielzahl von Materialien beim Formen von Verdrahtungen und Filmen geführt haben, und Feuchtigkeit in der Umgebung manchmal sich mit den oben erwähnten Materialien verbinden kann, um Probleme zu verursachen. Andererseits steigt unabhängig von dem Trend zu feineren Mustern die Größe der Halbleiter-Wafer, und eine Automatisierung geht auch im Feld der Wafer-Verarbeitungstechnologien voran. Die Automatisierung der Halbleiterherstellungslinie wird durch die Tatsache begünstigt, dass es nötig ist, Menschen auszuschließen, die als Verunreinigungsquelle wirken, und die Tatsache, dass der Durchmesser der Halbleiter-Wafer zunimmt, wobei das Gewicht des Transportbehälters auf ungefähr 10 Kg ansteigt, sodass seine manuelle Handhabung schwierig wird. Weiter wird es wichtig, standardisierte Bedingungen zu erfüllen, wie beispielsweise eine gemeinsame Struktur und eine Größe der Herstellungseinrichtung und der Transportvorrichtung, und zwar als notwendige Bedingung in der automatisierten Herstellungslinie.
  • In der Vergangenheit ist mit steigender Schaltungsdichte und Geschwindigkeit der Halbleiterchips Aluminium als das Material zur Verdrahtung zur Verbindung von Elementen in dem Halbleiterchip verwendet worden. Wenn jedoch die Breite der Drähte geringer als 0,13 μm wird, verursacht die herkömmliche Aluminiumverdrahtung schwerwiegende Probleme mit Wärmeerzeugung und Signalverzögerung, sodass anstelle der Aluminiumverdrahtung ein Trend zur Anwendung einer Kupferverdrahtung hin besteht, die einen niedrigeren Widerstand als eine Aluminiumverdrahtung hat.
  • Ebenfalls ist SiO2 als Isoliermaterial für die Isolation der Verdrahtung verwendet worden. Jedoch ist die dielektrische Konstante von SiO2 bei ungefähr 4, und ist so hoch, dass der Ersatz von einer Aluminiumverdrahtung durch eine Kupferverdrahtung nur eine ungefähr 20%-ige Verbesserung der Signalverzögerung zur Folge hat, sodass es eine Notwendigkeit bestand, eine Substanz mit niedrigerer dielektrischer Konstanten von weniger als 3 als das Isoliermaterial zu verwenden.
  • Vor einer solchen Entwicklung ist schon eine Untersuchung einer Kupferverdrahtung und von wenig dielektrischen Materialien zur Isolation ausgeführt worden und als mögliches Problem identifiziert worden, welches aus der Verarbeitung von Chips mit einer Leitungsbreite auf dem Niveau von 0,18 μm auftritt. Solche Materialien mit niedriger Dielektrizität basieren auf organischen Materialien oder porösen Materialien, sodass Probleme angetroffen werden, wie beispielsweise die Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Umgebung, was zur Steigerung der dielektrischen Konstanten führt, und daher müssen diese Materialien anders als herkömmliche Isolationsfilme behandelt werden und stellen eine außerordentlich schwierige Herausforderung dar.
  • Auch verhält sich Kupfer, welches für die Verdrahtung verwendet wird, anders als Aluminium, welches in der Vergangenheit verwendet worden ist, und zwar wegen seiner Tendenz, mit Sauerstoff in der Luft zu reagieren, um Oxidfilme zu erzeugen. Weil die Kupfermoleküle eine höhere chemische Aktivität im Vergleich zu Aluminiummolekülen haben, sodass, wenn Partikel, die Kupfer enthalten, oder Kupferdampf selbst in den Reinraum ausgestoßen werden, dies auch den Reinraum verunreinigt, was zu einem schweren Abfall der Ausbeute der Halbleiterchips führt. Auch ist bekannt gewesen, dass organische Verunreinigungen auf der Siliziumoberfläche einen Abfall der Zuverlässigkeit von Gate-Oxidfilmen, eine Steigerung der Inkubationszeit bei den Niederdruck-CVD-Prozessen und eine abnormale Filmzunahme verursachen. Auch wenn ein überlegeneres Material in der Zukunft zur Anwendung bei der Herstellung von Isolationsfilmen mit niedriger Dielektrizität gefunden wird, ist es daher erkennbar, dass es nicht eingesetzt bzw. angepasst werden kann, und zwar wegen seiner Anfälligkeit auf Kontamination von solchen Unreinheiten, wie beispielsweise organische Substanzen und Ionen in der Umgebung. Folglich kann durch Steuerung der Verarbeitungsumgebung eine Gelegenheit zur Anwendung von diesen Materialien auftreten, die in der Vergangenheit nicht verwendet werden konnten. Wenn Ammoniak vorhanden ist, zeigt auch das Photoresist-Material, welches auf den Halbleiter-Wafer aufgebracht ist, ein sogenanntes „T-Top-Phänomen", was sich auf ein Phänomen bezieht, dass der Top-Abschnitt bzw. obere Abschnitt des entwickelten Photoresists breiter als der untere Abschnitt ist.
  • Weiterhin sei hingewiesen auf EP 1 067 061 , die einen Substrattransportbehälter zeigt, der einen Behälterhauptkörper aufweist, dessen unteres Ende durch einen Bodenabschnitt geschlossen ist, und dessen oberes Ende durch ein Deckelglied geschlossen wird, um eine geschlossene Substrathaltekammer zu bilden. In dem Hauptkörper ist eine Unteilungswand mit einem Wafer-Halteabschnitt vorgesehen, um Zirkulationspfade mit einem stromaufwärts gerichteten Pfad und einem stromabwärts gerichteten Pfad in der Substrathaltekammer vorzusehen. Ein durch einen Motor angetriebener Ventilator ist zwi schen der Unterteilungswand und dem Hauptkörper des Behälters vorgesehen, um Luftströme zu erzeugen, die in den Zirkulationspfaden zirkulieren. Weiterhin sind ein Filter und ein Gasentfernungsfilter stromabwärts des Motor getriebenen Ventilators und stromaufwärts bezüglich des Substrathalteabschnittes in dem stromaufwärts gerichteten Pfad angeordnet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Substrattransportbehälter nach Anspruch 1 vorgesehen. Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den Unteransprüchen offenbart.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Erfindung ist im Hinblick auf die oben beschriebenen Hintergrundinformationen vorgesehen und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Substrattransportbehälter zur Anwendung im Prozess der Herstellung von integrierten Schaltungen mit einer Leitungsbreite von weniger 0,13 μm vorzusehen, um zu ermöglichen, frei die Umgebungsbedingungen zu steuern, wie beispielsweise die Konzentration von Verunreinigungen im Inneren des Behälters, und zwar zumindest für Partikel, saure Gase, basische Gase, organische Substanzen und Feuchtigkeit, und zwar mit der Größe und Struktur, die mit automatisierten Halbleiterherstellungseinrichtungen kompatibel ist.
  • Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, ist ein Substrattransportbehälter vorgesehen, der die Größe erfüllt bzw. erreicht stellt, die von dem Standard Semiconductor Equipment and Materials International (SEMI-Standard) festgelegt wird, und ist mit einer Luftzirkulationsvorrichtung ausgerüstet, um die innere Atmosphäre des Behälters auszutauschen, weiter mit Mitteln zur Aufnahme/Adsorption von verschiedenen Arten von Verunreinigungen, mit einer Entfeuchtungsvorrichtung und weiterem, um eine freie Steuerung der Innenumgebung des Behälters zu ermöglichen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist Ansicht eines Substrattransportbehälters in einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine Seitenansicht eines Substrattransportbehälters in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ist eine Querschnittsansicht durch eine Ebene A-A des Substrattransportbehälters in 2;
  • 4 ist eine Seitenansicht durch eine Ebene B-B des Substrattransportbehälters in 3;
  • 5 ist eine Rückansicht des Substrattransportbehälters in dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 6 ist eine Unteransicht des Substrattransportbehälters im ersten Ausführungsbeispiel;
  • 7 ist eine Querschnittsansicht durch eine Ebene C des Substrattransportbehälters in 2;
  • 8 ist eine Explosionsansicht des Befeuchters, basierend auf dem festen Polymerelektrolytfilm;
  • 9 ist eine Explosionsansicht eines weiteren Befeuchters, basierend auf dem festen Polymerelektrolytfilm;
  • 10 ist eine Ansicht eines Substrattransportbehälters in einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 11 ist eine Seitenansicht des Substrattransportbehälters im zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 12 ist eine Seitenansicht des Substrattransportbehälters durch eine Ebene D-D in 10;
  • 13 ist eine Querschnittsansicht des Substrattransportbehälters durch eine Ebene E-E in 11;
  • 14 ist eine Ansicht eines Substrattransportbehälters in einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 15 ist eine Seitenansicht des Substrattransportbehälters im dritten Ausführungsbeispiel;
  • 16 ist eine Seitenansicht des Substrattransportbehälters durch eine Ebene F-F in 14;
  • 17 ist eine Querschnittsansicht des Substrattransportbehälters durch eine Ebene G-G in 15;
  • 18 ist eine Seitenansicht des Substrattransportbehälters, der auf einem Ladeanschluss bzw. Ladetor sitzt;
  • 19 ist eine Seitenansicht, um eine Verfahren zum Antrieb des Substrattransportbehälters zu veranschaulichen;
  • 20 ist eine Seitenansicht, um ein weiteres Verfahren zum Antrieb des Substrattransportbehälters zu veranschaulichen;
  • 21 ist eine konzeptionelle Darstellung, um die Prinzipien der berührungsfreien Leistungsversorgung des Substrattransportbehälters zu zeigen;
  • 22 ist eine Seitenansicht, um noch ein weiteres Verfahren für die Leistungsversorgung des Substrattransportbehälters zu veranschaulichen;
  • 23A und 23B sind Abbildungen, um einen bewegbaren Leistungsversorgungsmechanismus, basierend auf einem Motor, einem Zahnrad und einer linearen Seitenführung zu zeigen;
  • 24A und 24B sind Abbildungen, um einen bewegbaren Leistungsversorgungsmechanismus, basierend auf einem Motor, einer Schnecke und einem Schneckenrad zu zeigen;
  • 25A und 25B sind Abbildungen, um einen bewegbaren Leistungsversorgungsmechanismus, basierend auf einem pneumatischen Antrieb zu zeigen;
  • 26 ist eine Abbildung, um einen Luftversorgungs-/auslassmechanismus für einen Luftzylinder zu zeigen;
  • 27 ist eine Unteransicht des Transportbehälters im vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 28A ist eine Abbildung, um das Rückschlagventil des Lufteinlassanschlusses im geschlossenen Zustand zu zeigen, wobei 28B das Ventil im offenen Zustand zeigt;
  • 29A ist eine Abbildung, um das Rückschlagventil des Luftauslassanschlusses im geschlossenen Zustand zu zeigen, wobei 29B das Ventil im offenen Zustand zeigt;
  • 30 ist eine Abbildung, um ein Beispiel eines Verdrahtungsschaltungsherstellungsprozesses für einen Halbleiterchip unter Verwendung von Kupferdraht und einem Isolationsfilm mit niedriger Dielektrizität zu zeigen; und
  • 31A bis 31H sind Abbildungen, um verschiedene Verfahren zur Entladung von statischer Elektrizität aus dem Transportbehälter zu zeigen.
  • Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden im Folgenden mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erklärt.
  • Als erstes wird die Notwendigkeit eines Substrattransportbehälters (Pod) erklärt, der zur Automation in den Halbleitervorrichtungsherstellungsfabriken kompatibel ist. Um menschliche Fehler durch Arbeiter und eine Verunreinigung der Substrate, wie beispielsweise Halbleiter-Wafer durch organische Substanzen und kleine Mengen von Ammoniak zu verhindern, die von den Arbeitern erzeugt werden, ist es effektiv, die Arbeiter von dem Raum zu beabstanden bzw. fernzuhalten, der zur Handhabung der Substrate verwendet wird. Daher ist die Einführung einer Prozessautomatisierung als Mittel erforderlich, um zu erreichen, dass solche Verunreinigungen verhindert werden. Der Substrattransportbehälter zu Anwendung in einer solchen automatisierten Einrichtung weist einen SMIF-Pod (SMIF = Standard Mechanical Interface) und eine FOUP (FOUP = Front Opening Unified Pod) auf, die in Verbindung mit einem Türöffner verwendet werden, der die Vorrichtung an einer speziellen Stelle anordnet und eine Tür extern öffnet und in Verbindung mit einer automatisierten Transportvorrichtung verwendet wird. Die automatisierte Einrichtung, die in der Halbleiterherstellungseinrichtung usw. verwendet wird, wird durch den SEMI-Standard festgelegt, und zwar bezüglich seiner Strukturgrö ße, Betriebsweise und seines Testverfahrens usw... Der Zweck des SEMI-Standards ist, gemeinsame Standards für Halbleiterherstellungsvorrichtungen und assoziierte Einrichtungen, elektrische Vorrichtungen und Kommunikationsvorrichtungen, Materialien und Sicherheit zu definieren. Wenn man dies so tut, können die Endanwender Vorrichtungen und weiteres kombinieren, die durch unterschiedliche Hersteller hergestellt werden, und die Hersteller können die Vorrichtungen mit einem vernünftigen Design- bzw. Auslegungsrahmen auslegen, um übermäßige Spezifikationen zu vermeiden und dabei zu helfen, niedrigere Kosten zu erreichen. Beispielsweise sind für einen FOUP-Substrattransportbehälter, der ausgelegt ist, um Wafer mit 300 mm zu tragen, die äußere Größe der Vorrichtung, die Aufnahme für den Positionierungsstift, die Form des Handhabungsflansches, die Größe usw. in dem Standard definiert. Wenn ein Produkt von der Beschreibung des Standards abweichen sollte, kann dies Probleme verursachen, wie beispielsweise, dass es nicht von der Transporteinrichtung transportiert werden kann oder nicht in einem Warenlager gelagert werden kann.
  • Die Konzentrationen von Zielsubstanzen zur Reduktion in dem Substrattransportbehälter sollten beispielsweise für Mikropartikel von größer als 0,1 μm weniger als 1000 Teile/m3 und vorzugsweise weniger als 100 Teile/m3 sein; für saure Gase sollten sie weniger als 1 μg/m3 und vorzugsweise weniger als 0,1 μg/cm3 sein; für basische Gase sollten sie geringer als 1 μg/cm3 und vorzugsweise 0,5 μg/cm3 sein; für organische Substanzen mit einem Siedepunkt von mehr als 80°C sollten sie weniger als 1 μg/cm3 und vorzugsweise weniger als 0,5 μg/cm3 sein, die absolute Feuchtigkeit sollte geringer als 4 × 10–3 g/g sein (relative Feuchtigkeit 20% bei 25°C) und vorzugsweise geringer als 1 × 10–3 g/g (relative Feuchtigkeit 5% bei 25°C). Wenn die Feuchtigkeit verringert wird, sind die gelagerten Substrate auch anfällig dafür, dass sie statisch aufgeladen werden, und dies kann Schäden an Elementen verursachen, wie beispielsweise an FETs, Kondensatoren usw., und daher sollten die gelagerten Substrate geerdet sein. Verfahren zum Erden weisen die Anwendung von leitenden Wafer-Trägern oder Halbleiter-Wafern auf, die in einem Wafer- Träger gelagert sind, der metallische Anschlüsse zur Erdung hat, oder stellen den Wafer-Träger aus einem elektrisch leitenden Material her.
  • Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen stark hermetischen Behälter zur Aufnahme einer Vielzahl von Substraten darin und ist so aufgebaut, dass eine Tür für den Wafer-Transport an einer Seitenfläche vorgesehen ist und zur Anwendung in einer automatisierten Einrichtung bereit ist. Die minimalen Bedingungen, die für einen automatisierungskompatiblen Behälter nötig sind, sind Folgende: (1) eine Tür, die mit einem Mechanismus zum Öffnen und Schließen durch eine externe Türbetätigungsvorrichtung versehen ist; (2) einen Behälterhauptkörper, der mit der Tür in Eingriff kommen kann, und um die hermetische Atmosphäre zu halten, (3) Substrathaltemittel zum Halten der Substrate, um eine gewisse Distanz getrennt, angeordnet im Behälterhauptkörper, (4) eine Haltevorrichtung für einen Roboter, um extern mit dem Behälter in Eingriff zu kommen, der in dem oberen Abschnitt des Behälters angeordnet ist, und (5) einen Aufnahmeabschnitt, der im unteren Teil des Behälters angeordnet ist, um mit der Positionierungsvorrichtung der Vorrichtung in Eingriff zu kommen. Optional sollte auch Folgendes vorgesehen sein: (6) eine Druckdifferenzmodifikationsvorrichtung zum Angleichen der internen/externen Druckdifferenz, (7) eine Haltevorrichtung für einen Bediener, um den Behälter zu handhaben, (8) eine Haltevorrichtung, die an dem Behälter vorgesehen ist, sodass ein Roboter von außen in Eingriff kommen kann, und (9) eine Datenkommunikationsvorrichtung bzw. Datenübertragungsvorrichtung zum Speichern und Übermitteln von Informationen, wie beispielsweise eine Losnummer der Substrate. Das erste Ausführungsbeispiel erfüllt zumindest die Bedingungen (1) bis (5) und ist weiter mit einer Luftaufbereitungsvorrichtung versehen, wie beispielsweise einer Partikelentfernungsvorrichtung für das Innere des Behälters mit einer Entfernungsvorrichtung für gasförmige Verunreinigungen, mit einer Entfeuchtungsvorrichtung und Betriebssteuervorrichtungen, die eine elektrische Leistungsquelle aufweisen.
  • Als nächstes werden die spezifischen Strukturen des ersten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die 1 bis 7 erklärt. Die wichtigsten Komponenten sind: eine Tür 1 mit einem Verriegelungsmechanismus, die von außen durch eine Verriegelungs-/Entriegelungsvorrichtung betreibbar ist, einen Behälterhauptkörper 6 mit Öffnungsabschnitten 2, 3, um zu gestatten, dass eine innere Atmosphäre des Behälterhauptkörpers mit den Luftaufbereitungsmitteln in Verbindung steht, und zwar hergestellt als ein Einheitskörper mit einer Haltevorrichtung 5 zum Halten der Substrate 4 mit einer gegebenen Distanz; ein Unterseitenaufnahmeabschnitt 8 mit einem Aufnahmeabschnitt 7 zum Anordnen des Behälters an einer speziellen Stelle, um mit der Positionierungsvorrichtung der Vorrichtung in Eingriff zu kommen; eine erste Luftaufbereitungsvorrichtung 9, die an der Außenseite des Behälterhauptkörpers 6 angeordnet ist; eine Abdeckung 10, die die erste Luftaufbereitungsvorrichtung 9 und die Öffnungsabschnitte 2, 3 abdeckt und als eine Isolationswand für die Außenumgebung des Behälters dient, genauso wie als ein Zirkulationspfad; eine zweite Luftaufbereitungsvorrichtung 11, die in der Abdeckung 10 angeordnet ist; eine erste Haltevorrichtung 12, die an der Oberseite des Behälterhauptkörpers 6 angeordnet ist, um mit dem Roboter in Eingriff zu kommen; eine zweite Haltevorrichtung 13 zur Anwendung durch den Bediener; eine dritte Haltevorrichtung 14 zur Anwendung durch den Roboter; eine Substrathaltevorrichtung 15 zum Fixieren der Position der Substrate; eine Leistungsquelle 16, die im hinteren Abschnitt des Behälterhauptkörpers 6 angeordnet ist, d.h. gegenüberliegend zur Tür 1; und eine Türstatusdetektionsvorrichtung 14, die an der Tür 1 und/oder dem Behälterhauptkörper 6 angeordnet ist. Diese Schlüsselkomponenten sind zusammengebaut, um einen Substrattransportbehälter 18 herzustellen.
  • Der Substrattransportbehälter 18 hat die Tür 1 zur Übertragung des Substrates auf seiner Vorderseite und ist ausgelegt, um die Substrate 4 mit einer gegebenen Trennungsdistanz in dem Behälterhauptkörper 6 zu halten. Die Substrate 4 werden auf einer gegebenen Trennungsdistanz durch einen kammförmigen Halteabschnitt 5 gehalten, der in dem Behälterhauptkörper 6 vorgesehen ist (siehe 3). Ebenfalls werden die Substrate 4 zur Hinterseite des Behälterhauptkörpers 6 gedrückt und an der Position gehalten, und zwar durch die Substratbefestigungsmittel bzw. Substrathaltemittel 15, die durch ein Federglied bedient werden, welches an der Tür 1 vorgesehen ist.
  • Auf beiden seitlichen Oberflächen des Behälterhauptkörpers 6 ist eine Abdeckung 10 angeordnet, um als eine Isolationswand zu dienen, um von der Außenumgebung des Behälters zu isolieren und die Luftaufbereitungsmittel sind in dem Raum angeordnet, der zwischen dem Behälterhauptkörper 6 und der Abdeckung 10 angeordnet ist. Der Behälterhauptkörper 6 ist mit Öffnungsabschnitten 2 und 3 versehen, die mit dem Raum innerhalb der Abdeckung 10 durch die Öffnungsabschnitte 2 und 3 in Verbindung sind, und um die Luft zu zirkulieren, die von den Luftaufbereitungsmitteln klimatisiert wird, und zwar durch den Raum in dem Behälterhauptkörper 6. In dem Raum, der innerhalb der Abdeckung 10 erzeugt wird, ist Folgendes vorgesehen: die Luftaufbereitungsmittel, die aus einem Motorventilator 19, einem chemischen Filter 20 zur Verringerung des Niveaus der gasförmigen Verunreinigungen und einem Filter 21 bestehen, um das Niveau der Mikropartikel zu verringern. Auch sind Entfeuchtungsmittel 11, die einen festen Polymerelektrolytfilm aufweisen, vorgesehen, um die Feuchtigkeit des Behälterinnenraums zu steuern. Luft, die durch solche Luftaufbereitungsmittel bzw. Klimatisierungsmittel gereinigt wird, wird zum Lagerabschnitt für die Substrate 4 geliefert.
  • In den Substrattransportbehälter 18 sind Luftaufbereitungsmechanismen von relativ schwerem Gewicht symmetrisch in der Abdeckung 10 mit Bezug zu den seitlichen Abschnitten des Behälterhauptkörpers 6, links und rechts, angeordnet, und die Leistungsquelle 16 und die Tür 1 sind grob symmetrisch mit Bezug zu den vorderen und hinteren Abschnitten des Behälterhauptkörpers 6 angeordnet. Daher ist es möglich, den oben beschriebenen Luftaufbereitungsmechanismus vorzusehen, obwohl die Größe kompakt ist, um die Spezifikation des SEMI-Standards zu erfüllen. Und weil diese Komponenten, die relativ schwer sind, symmetrisch mit Bezug zu den linken/rechten und vorderen/hinteren Abschnitten des Behälters angeordnet sind, fällt der Schwerpunkt mit der Mitte des Substrattransportbehälters zusammen, so dass wenn der Behälter durch die Haltemittel 12 aufgehängt bzw. getragen wird, die an der Oberseite des Behälterhauptkörpers 6 vorgesehen sind, der Schwerpunkt des Behälters mit den Haltemitteln 12 zusammenfällt, sodass der Behälter in stabiler Weise behandelt werden kann. Auch ist die Abdeckung 10 mit Haltemitteln 13 für die manuelle Handhabung versehen (siehe 7), um die manuelle Handhabung des Behälters zu erleichtern.
  • Die Leistungsquelle 16 ist in zwei Arten aufgeteilt, und zwar abhängig von dem Betriebszustand. Die erste Art ist mindestens mit einer zweiten bzw. sekundären Batterie und einer Platine zur Steuerung des Betriebs der elektrischen Treiberteile und einem Leistungsversorgungsanschluss für externe Leistungsversorgung versehen. Die Leistungsquelle verwendet die sekundäre Batterie, wenn eine externe Leistungsversorgung nicht möglich ist. Die Bedingungen für die elektrischen Treiberteile werden durch die interne Steuerplatine gegeben, um die Betriebsparameter zu bestimmen, wie beispielsweise Betriebsmuster und die Drehzahl der Luftzirkulationsvorrichtung. Die zweite Art ist mit mindestens einem externen Leistungsversorgungsanschluss versehen. Dieser wird verwendet, um die elektrischen Treiberteile, wie beispielsweise den Motorventilator nur anzutreiben, wenn die externe Leistungsversorgung möglich ist. Daher kann die Steuerplatine auch an dem Behälter oder der externen Leistungsversorgungsvorrichtung angeordnet sein. Es ist zulässig, die Informationsübermittlungsvorrichtung in der Nachbarschaft des Leistungsversorgungsanschlusses anzuordnen, falls nötig.
  • Die Luftaufbereitungsmittel sind in zwei Arten aufgeteilt. Die ersten Luftaufbereitungsmittel sind eine Partikelverunreinigungsentfernungsvorrichtung, eine Gasverunreinigungsentfernungsvorrichtung, eine Haltevorrichtung zur Befestigung der Verunreinigungsentfernungsvorrichtungen und eine Luftzirkulationsvorrichtung. Die zweiten Luftaufbereitungsmittel sind eine Entfeuchtungsvorrichtung. Die erste Luftaufbereitungsvorrichtung ist an einer Seitenfläche des Gehäuses 6 oder am Inneren der Abdeckung 10 angebracht. Die zweite Luftaufbereitungsvorrichtung ist in diesem Beispiel an der Abdeckung 10 angebracht. Die Lage für die zweite Luftaufbereitungsvorrichtung ist nicht auf die Abdeckung 10 eingeschränkt, so Abdeckung 10 eingeschränkt, so dass irgendeine Lage, einschließlich des Gehäuses oder der Tür, akzeptabel ist. Obwohl dies nicht in den Abbildungen gezeigt ist, kann auch eine dritte Luftaufbereitungsvorrichtung in der stromabwärts gelegenen Stelle der Luftzirkulationsvorrichtung vorgesehen sein, falls nötig. Diese dritte Luftaufbereitungsvorrichtung besteht aus einer Partikelentfernungsvorrichtung oder einer Gasverunreinigungsentfernungsvorrichtung oder aus beiden diesen Vorrichtungen und aus einer Haltevorrichtung zur Befestigung der Entfernungsvorrichtungen. Es ist wünschenswert, dass die ersten, zweiten und dritten Luftaufbereitungsvorrichtungen symmetrisch auf der linken und rechten Seite angeordnet sind, sie können jedoch auf einer Seite angeordnet sein. Beispielsweise ist ein Verfahren zum Betrieb eines Systems mit einer Vielzahl von ersten, zweiten und dritten Luftaufbereitungsvorrichtungen, die Luftzirkulationsvorrichtung und/oder die Entfeuchtungsvorrichtung auf einer Seite zu betreiben und den Betrieb der Luftzirkulationsvorrichtung und/oder der Entfeuchtungsvorrichtung auf der gegenüberliegenden Seite anzuhalten. Wenn man dies so tut, ist es möglich, die Konzentrationen der Partikel, der Gasverunreinigungen und die Feuchtigkeit in dem Behälter einzustellen. Dies ermöglicht auch, den Betrieb eines batteriegetriebenen Systems zu verlängern.
  • Als nächstes wird der Fluss des Gases in dem Behälter erklärt. Das Gas, welches von der Luftzirkulationsvorrichtung (Ventilatormotor) 19 zirkuliert wird, läuft durch die Gasverunreinigungsentfernungsvorrichtung 20, die Partikelentfernungsvorrichtung 21, einen ersten Flusspfad 22 und fließt in das Innere des Hauptkörpers 6 durch den Öffnungsabschnitt 3, der am Hauptkörper 6 vorgesehen ist. Reines Gas, welches, in das Innere des Hauptkörpers eintritt, fließt zur mittleren Region der Substrate 4 und zum Öffnungsabschnitt 2, der nahe der Tür 1 vorgesehen ist. Dann wird es in der Entfeuchtungsvorrichtung (zweite Luftaufbereitungsvorrichtung) 11 entfeuchtet, die nahe dem zweiten Flusspfad 23 angeordnet ist, und kehrt zurück zur Luftzirkulationsvorrichtung 19, um den Zirkulationskreislauf zu vollenden. Es ist zulässig, eine poröse Platte oder ein netzartiges Glied auf der stromabwärts liegenden Seite des Partikel entfernungsfilters vorzusehen, und zwar zum Zwecke des Ausgleichs der Strömungsgeschwindigkeit und zum Schutz der Filtermaterialien.
  • In diesem Flusskreislauf wird, auch wenn die Tür 1 geöffnet ist, um die Substrate 4 in den Behälter hinein bzw. aus diesem heraus transportieren zu lassen, ein Luftfluss zur Tür 1 (Öffnungsabschnitt 2) in der Nachbarschaft der Tür 1 durch die Luftaufbereitungsvorrichtung 9 gebildet, so dass die Substrate 4 nicht einfach verunreinigt werden. Der Betrieb der Luftzirkulationsvorrichtung 19 kann dadurch gesteuert werden, dass detektiert wird, ob die Tür geschlossen ist, und zwar durch einen optischen, magnetischen oder mechanischen Detektor 17, um zu ermöglichen, nur zu arbeiten, wenn die Tür geschlossen ist. Wenn der Ventilatormotor betrieben wird, wenn die Tür offen ist, kann die Servicelebensdauer des chemischen Filters durch das Einleiten einer externen Atmosphäre in den Behälter verkürzt werden, die verschiedene Verunreinigungen enthält. Ein weiteres Ziel ist, eine Verunreinigung der Innenfläche des Behälters durch die äußere Atmosphäre zu verhindern.
  • Detektionsvorrichtungen weisen mechanische Schalter, Näherungsschalter und photoelektrische Sensoren auf. Mechanische Schalter sind die üblichsten Mittel zur Detektion und weisen Bauarten mit Knopf, Drehbauarten, Schiebebauarten, Joystick-Bauarten, Drehmomentbauarten und Miniaturmodelle auf, die auf dem Markt verfügbar sind. Näherungsschalter detektieren ein sich näherndes Objekt durch eine Magnetfeld oder ein elektrisches Feld. Dies sind berührungsfreie Detektoren, und sie sind effektiv, wenn das detektierte Objekt metallisch oder nicht metallisch ist. Photoelektrische Sensoren weisen Streureflektionsbauarten, Spiegelreflektionsbauarten und Transmissionsbauarten auf. Bei der Streureflektionsbauart basiert der Betrieb auf Licht, welches aus dem Emissionsabschnitt herausläuft, ein Objekt beleuchtet und gestreut/reflektiert wird, und ein Teil des reflektierten Lichts kehrt zum Empfängerabschnitt zurück. Bei der Spiegelreflektionsbauart wird Licht, welches aus dem Emissionsabschnitt ausgesandt wird, vom Spiegel reflektiert, um zum Empfängerabschnitt zurückzukehren und arbeitet, wenn ein Objekt das Licht abschirmt. Bei der Transmissionsbauart sind der Emissionsabschnitt und der Empfängerabschnitt an unterschiedlichen Stellen angeordnet, und ein Objekt wird detektiert, wenn es den Lichtpfad zwischen den Emissions- und Empfängerabschnitten abschirmt. In dem obigen Ausführungsbeispiel kann irgendeines von diesen Verfahren verwendet werden, und zwar durch Berücksichtigung der Größe, Form, des Preises und der Zuverlässigkeit von jedem Verfahren. Die Türstatusdetektionsvorrichtung 17 kann weggelassen werden.
  • Als nächstes werden verschiedene Verunreinigungsentfernungsvorrichtungen erklärt.
  • Es ist üblich, einen Luftfilter zur Entfernung von Partikeln aus der Luft zu verwenden. Gemäß den JIS-Standards sind die Filter grob in die folgenden vier Bauarten eingeteilt, und zwar abhängig von der anvisierten Partikelgröße und dem Aufnahmewirkungsgrad und den anderen Anforderungen.
    • (1) Grobpartikelfilter: hauptsächlich verwendet, um Partikel zu entfernen, die größer als 5 μm sind.
    • (2) Filter mit mittlerer Leistung: hauptsächlich verwendet, um Partikel von weniger als 5 μm Größe mit mittlerem Wirkungsgrad für die Aufnahme von Partikeln zu entfernen.
    • (3) HEPA-Filter: ein Luftfilter mit einem Partikelaufnahmewirkungsgrad von mehr als 99,7% für Partikel von 0,3 μm Größe und mit einem Druckabfall von weniger als 245 Pa bei der Standardflussrate.
    • (4) ULPA-Filter: ein Luftfilter mit einem Partikelaufnahmewirkungsgrad von mehr als 99,9995% für Partikel mit einer Größe 0,1 μm und mit einem Druckabfall von weniger als 245 Pa bei der Standardflussrate.
  • Die Partikelentfernungsvorrichtung 21, die aus einem HEPA-Filter oder dem ULPA-Filter gemacht ist, sollte verwendet werden. Der ULPA-Filter ist im Allgemeinen so aufgebaut, dass das gefaltete Filterglied mit Abstandshaltern versehen ist, um Flussdurchlässe sicherzustellen. Der Druckabfall durch den ULPA-Filter variiert abhängig von der Flusswiderstand der Filtermembran und der Art und Weise der Faltung der Membran und der Gleichförmigkeit der Durchlässe. Wenn die Struktur so ist, dass der Öffnungsbereich des Filters klein ist, sollte die Länge des Flussdurchlasses vergrößert werden, und es ist vorzuziehen, Filter mit einem niedrigen Druckabfall zu verwenden, und zwar durch Einpacken von mehr Filtermedium. Filtermedien sind kommerziell in verschiedenen Materialien verfügbar, wie beispielsweise Glasfaserharze und fluoridbasierte Harze, und irgendein solches Filtermedium kann verwendet werden, es ist jedoch vorzuziehen, fluoridbasierte Harze zu verwenden, die eine überlegene chemische Beständigkeit, niedrige Gasemission und niedrigen Flusswiderstand bieten. Wenn der Öffnungsbereich groß gemacht werden kann, ist es vorzuziehen, die Tiefe des Flusses zu verringern, um die Anwendung des begrenzten verfügbaren Raums zu maximieren.
  • Ein Rahmen, der aus Aluminium oder rostfreiem Stahl (SUS) oder aus einem Polymer gemacht ist, ist mit einem gefalteten HEPA- oder ULPA-Filter gefüllt. Das gefaltete Filterglied hat Unterteilungen, die Bänder genannt werden, an den Spitzen des Filtermediums. Die Bänder dienen dazu, eine konstante Trennung der Faltungen aufrecht zu erhalten, um den Durchlass von Luft durch das Filterglied sicherzustellen. Das gefaltete Filtermedium ist an dem äußeren Rahmen befestigt. Anstelle der Bänder kann das Filterglied eingeprägt sein, um die Flussdurchlässe sicherzustellen, oder das Band kann weggelassen werden. Wenn der äußere Rahmen aus einem Polymer gemacht ist, kann auch die Befestigung durch Zusammenschmelzen anstatt durch Verwendung eines Klebemittels hergestellt werden. Anstelle der Bänder können wellenförmige Trennvorrichtungen verwendet werden. Wenn der Flusswiderstand niedrig ist, kann auch das Filterglied in einer Ebene ohne irgendwelche Faltungen verwendet werden.
  • Filtermedien zur Partikelfilterung weisen PTFE, Glassfasern, nicht gewebte Tücher und wiederverwendete Produkte auf. Die Struktur des Filters kann gefaltete Strukturen (Pleats, Mini-Pleats), Membranen (Flächenelemente), gewellte und hohle Fasermembranen aufweisen.
  • Die Partikelfilter werden als eine zusammengebaute Einheit verwendet, und zwar indem das Filtermedium von einem äußeren Rahmen umgeben wird. Um zu verhindern, dass die eingefangenen Partikel vom Filter gelöst werden, ist es nötig, zwischen den Filtergliedern und dem äußeren Rahmen abzudichten. Ein allgemeines Verfahren zur Abdichtung ist, ein Klebemittel zu verwenden. Es ist auch möglich, durch Druck das Filtermedium an den äußeren Rahmen zu binden. Das Klebemittel weist urethanbasierte oder epoxydbasierte Harze auf, und wenn der äußere Rahmen aus einem Polymer-Material gemacht ist, können weiterhin die Filterglieder an den Rahmen angeschmolzen werden.
  • Die Gasverunreinigungsentfernungsvorrichtung 20 kann abhängig von der Zielsubstanz ausgewählt werden. Basische Gase können effizient durch Anwendung von stark sauren oder schwach sauren nicht gewebten Kationenaustauschgeweben oder -fasern oder stark sauren oder schwach sauren Kationenaustauschkügelchen entfernt werden. Sie können auch durch Anwendung von Aktivkohle bzw. Filterkohle oder Keramiken entfernt werden, die mit einer sauren Chemikalie beschichtet sind. Saure Gase, Bor und Phosphor können effizient durch Anwendung von stark basischen oder schwach basischen nicht gewebten Anionenaustauschgeweben oder -fasern oder stark basischen oder schwach basischen Kationenaustauschkügelchen entfernt werden. Sie können auch entfernt werden durch Anwendung von Aktivkohle bzw. Filterkohle oder Keramiken, die mit einer basischen Chemikalie beschichtet sind. Organische Substanzen können durch Aktivkohle, aktivierte Kohlefasern, Zeolit, durch ein Molekularsieb, durch Kieselgel und poröse Keramiken entfernt werden. Ozon kann durch Anwendung eines Trägermediums entfernt werden, welches aus Mangandioxid gemacht ist, und zwar in Form von Körnern oder einem Flächenelement oder durch Anbringung an einem Träger, oder durch Aktivkohle, die mit Mangandioxid beschichtet ist. Auch können ionisierte Metalle in Dampfform, beispielsweise Kupfersulfid, durch nicht gewebte Ionenaustauschgewebe oder Ionenaustauschkügelchen entfernt werden. Die Struktur des adsorbierenden Materials kann ausgewählt werden, um zur zulässigen Größe des Filters, der Form und des Druckabfalls zu passen.
  • Nicht gewebte Ionenaustauschgewebe und -stoffe können beispielsweise erhalten werden durch Einleitung von Ionenaustauschradikalen durch eine radioaktive Verpflanzungspolymerisationsreaktion. D.h., viele aktivierte Stellen werden auf einem Anfangsmaterial erzeugt, welches aus organischen Makromolekülen besteht, wie beispielsweise aus Polyethylen-, Polypropylen- oder natürlichen Polymerfasern oder Gewebe, wie beispielsweise Wolle, oder Baumwolle, und zwar durch Behandlung mit Strahlungen, wie beispielsweise Elektronenstrahlen oder Gammastrahlung. Diese aktivierten Stellen sind sehr reaktiv und werden Radikale genannt, und es ist möglich, Eigenschaften auf das Monomer durch die Radikale aufzuprägen, die anders sind als jene des Grundmaterials.
  • Weil diese Technik auf der Anbringung von Monomeren auf dem Basismaterial basiert, wird die Reaktion Aufpfropfungs- bzw. Verpflanzungspolymerisation genannt. Durch das Anwenden einer radioaktiven Verpflanzungspolymerisation, um nicht gewebtes Polyethylen-Gewebe mit Monomeren zu verbinden, beispielsweise mit Styren-Natriumsulfat, mit Acrylsäure, mit Acrylamin, mit Ionenaustauschradikalen, wie beispielsweise einer Sulfon-Gruppe, einer Carboxyl-Gruppe und Aminogruppenmolekülen ist es möglich, einen nicht gewebten Ionenaustauschkörper mit einer beträchtlich höheren Ionenaustauschgeschwindigkeit als Ionenaustauschkügelchen oder sogenannte Ionenaustauschharze zu erhalten. Nach dem Binden der Monomere, die Ionenaustauschradikale aufweisen können, wie beispielsweise Styren, Chloromethyl-Styren, Gycidyl-Methacrylat, Acrylonitril und Acrolein auf dem Basismaterial durch radioaktive Verpflanzungspolymerisation aufzubringen bzw. einzubringen, können Ionenaustauschradikale eingeführt werden, um einen Ionenaustauschkörper in der gleichen Form zu erhalten, wie das Basismaterial.
  • Die Filterstruktur kann aus einem einzigen Material oder aus einer Vielzahl von Materialien gemacht sein. Wenn eine Vielzahl von Materialien zu verwenden ist, können beispielsweise Aktivkohlepartikel und nicht gewebtes Ionenaustauschgewebe verwendet werden. In einem solchen Fall wird nicht geweb tes Ionenaustauschgewebe verwendet, um die Partikel oder eine Pulverform aus Aktivkohle zu halten. Nicht gewebtes Ionenaustauschgewebe kann zu einer Flächenelementform oder zu einer gefalteten Form gemacht werden. Sie können an einem Trägerkörper angebracht werden, der aus Urethan, einem Schaumkörper, aus Plastik, aus Polymer- oder Metallmaterial gemacht ist. Beispielsweise sind dies Aktivkohlepartikel auf einem Urethan-Träger und ein Ionenaustauschharz an einem Urethan-Träger, oder Aktivkohlepartikel auf einem Urethan-Träger und eine Urethan-Träger, der mit Aktivkohlepartikeln imprägniert ist.
  • Weiterhin kann die Form des chemischen Filters eine Plattenart, eine Bauart mit gerolltem Kern, eine W-Bauart, eine zylindrische Bauart, eine Platten-Finnen-Bauart, eine Bypass-Bauart und eine dreidimensionale Skelettbauart aufweisen.
  • Als nächstes werden das Entfeuchtungsmittel und der Entfeuchter 11 erklärt. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Entfeuchtungseinheit, basierend auf einem festen elektrolytischen Film verwendet. Bei diesem Verfahren werden Wassermoleküle an dem Entfeuchterseitenraum in Wasserstoff und Sauerstoff unter Verwendung eines Katalysators zersetzt, und Wasserstoff wird durch einen festen Polymerelektrolytfilm entfernt, der mit einer Spannung zur äußeren Seite des Entfeuchterraums versehen ist, d.h., Wasserstoff wird zur Feuchtigkeitsauslassseite ausgelassen.
  • Ein Beispiel einer Entfeuchtungseinheit basierend auf einem festen Elektrolytfilm ist in 8 gezeigt. Wichtige Komponenten, die für den Entfeuchter basierend auf einem festen Polymerelektrolytfilm erforderlich sind, sind eine Flanschelektrode 31, ein fester Polymerelektrolytfilm 32 und eine katalytische Schicht 33. Die Entfeuchtungseinheit weist einen festen Flansch 34 auf, um die Flanschelektrode 31 festzulegen, und ein Packungsglied 35 zusätzlich zu den oben beschriebenen Komponenten. Ein Merkmal dieser Entfeuchtungseinheit ist, dass die katalytische Schicht 33 und der feste Elektrolytfilm 32 getrennt sind und individuell geformt werden. Ein weiteres Beispiel der Entfeuch tungseinheit basierend auf dem festen Elektrolytfilm ist in 9 gezeigt. Das Merkmal dieser Entfeuchtungseinheit ist, dass der feste Elektrolytfilm 32, die poröse Elektrode 36 und die katalytische Schicht 33 in einer einzigen Einheit montiert sind. Ein Beispiel eines speziellen Produktes ist zu finden bei ROSAHL, hergestellt von Ryosai Tèchnica Co. LTD.
  • Die Form der Entfeuchtungseinheit kann quadratisch, rechteckig, kreisförmig, oval oder polygonförmig und in anderen Formen sein, es ist jedoch vorzuziehen, sie so zu konstruieren, dass ein Verhältnis der Fläche der Flanschelektrode SF relativ zu der festen Elektrolytfilmfläche SSPE klein sein sollte. Insbesondere ist das Verhältnis SF/SSPE größer als 0,1 und geringer als 0,5 oder insbesondere vorzugsweise größer als 0,01 und geringer als 0,3. Wenn das Verhältnis der Entfeuchtungsfläche, die das zu bearbeitende Gas berührt, zur Flanschelektrode genauso ist, ist eine ovale Form einer kreisförmigen Form vorzuziehen, und eine rechteckige Form ist einer quadratischen Form vorzuziehen, und insbesondere ist es vorzuziehen, dies so auszulegen, dass die kurze Achse und die lange Achse oder der kurze Umfang und der lange Umfang in einem Bereich von nicht weniger als 10% und nicht mehr als 90% miteinander in Beziehung stehen. Der feste Polymerelektrolytfilm sollt vorzugsweise Protonen durchlassen, kann jedoch von Nafion-117 (registriertes Markenzeichen), hergestellt von DuPont Co., bedient bzw. gebildet werden, welches eine nominelle Filmdicke von 170 μm hat. Es ist auch möglich, beispielsweise Nafion-115 oder XUS-13.204.10 zu verwenden, welches beispielsweise von Dow Chemical Co. hergestellt wird. Es ist vorzuziehen, Platin oder Platinschwarz als Katalysator zu verwenden, und zwar wegen seiner Fähigkeit und Haltbarkeit, jedoch kann Platin auf einem Kohlenstoffträger oder einem anderen Metallkatalysator der Platingruppe verwendet werden. Es ist vorzuziehen, Aluminium, Titan oder rostfreien Stahl für den Stromanschluss vorzusehen, der nötig ist, um eine gleichförmige Spannung an der porösen Elektrode anzulegen. Um Material zu packen, ist PTFE vorzuziehen, und zwar wegen seiner niedrigen Emission von organischer Substanz. Weil der Befestigungsflansch das Prozessgas direkt berührt, sodass es vorzuziehen ist, zu vermeiden, Metalle zu verwenden, die anfällig für Korrosion durch das Pro zessgas sind, sodass Polymermaterialien vorzuziehen sind, wenn es jedoch keine Gefahr gibt, dass die Entfeuchtungseinheit korrosiven Gasen ausgesetzt wird, können Aluminium, Titan oder rostfreier Stahl verwendet werden. Es ist auch vorzuziehen, einen Schutz mit einem Öffnungsabschnitt vorzusehen, um zu vermeiden, den festen Elektrolytfilm zu berühren, wobei dieser den Katalysator und die poröse Elektrode aufweist, und zwar direkt von außen.
  • Ein weiteres Verfahren zur Entfernung der Feuchtigkeit, die in der Luft enthalten ist, ist, Verfahren eines Entfeuchtungsmittels zu verwenden, welches in erster Linie Kieselgel, Zeolit (welches synthetisches Zeolit mit einschließt), Calciumcarbonat, Calciumchlorid oder Magnesiumchlorid enthält. Wenn man ein Entfeuchtungsmittel verwendet, ist es vorzuziehen, ein Mittel zu verwenden, wie beispielsweise Kieselgel, welches nach einer regenerativen Aufheizung wieder verwendet werden kann und in Kartuschenform zum einfachen Ersatz verfügbar ist, der automatisch ausgeführt werden kann. Ein weiteres Verfahren, welches in Betracht gezogen werden kann, ist, den Behälter zu kühlen oder eine gekühlte Stange in den Behälter für eine gegebene Zeit einzuführen, um die gefrorene Feuchtigkeit zur Entfernung zu sammeln.
  • Bei irgendwelchen solchen Verfahren wird die Entfeuchtung in kurzer Zeit ermöglicht durch Zirkulation der Atmosphäre in dem Behälter. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann irgendein Entfeuchtungsverfahren verwendet werden, solange die Vorrichtungen zur Entfeuchtung in dem Behälter eingebaut werden können. Es ist auch möglich, die Zeit zum Erreichen einer niedrigen Feuchtigkeit in dem Behälter zu reduzieren, indem man hochreinen Stickstoff oder inertes Gas oder getrocknete Luft vom Versorgungs/Auslassanschluss einleitet, der in dem Hauptkörper vorgesehen ist, oder von der Tür, um die innere Atmosphäre zu ersetzen, und zwar zusammen mit der Verwendung der Entfeuchtungsverfahren.
  • Es ist auch zulässig, sowohl einen Entfeuchter der elektrischen Bauart als auch ein Feuchtigkeit aufnehmendes Material (Aktivkohle, ein Ionenaus tauschmittel, Kieselgel usw.) zu verwenden. Dies ist dafür vorgesehen, das Feuchtigkeit aufnehmende Material in einem aktiven Anfangszustand zu halten, was die schnellste Absorptionsgeschwindigkeit zeigt, und zwar zu jedem Zeitpunkt, in dem man das absorbierende Material zu jedem Zeitpunkt in dem trockenen Zustand durch Verwendung des elektrischen Entfeuchters hält. Weiterhin erreicht die Anwendung eines Behälters mit Mitteln, um durch Kraft ein inertes Gas darin zu zirkulieren (Gasspülung), eine niedrige Feuchtigkeit in der kürzest möglichen Zeit. Ob die Mittel zur Erzeugung eines Gasflusses ein Ventilator oder eine Gasspülung sind, ist es auf jeden Fall vorzuziehen, das Gas zumindest einmal oder mehrmals zu zirkulieren, und insbesondere ist es vorzuziehen, es mehr als drei Mal während der Dauer zwischen der Lagerung des Wafers und der Entfernung des Wafers zu zirkulieren, sodass die Anzahl der Zirkulationen gemäß der Umgebung eingestellt werden kann, die für die gelagerten Substrate erforderlich ist, oder bezüglich des Grades der Verunreinigung, der in der äußeren Umgebung vor und nach dem gegenwärtigen Prozess im Verhältnis zum Grad der Reinheit vorhanden ist. Wenn es keine Einschränkung der Leistung gibt, die vom Ventilator verbraucht wird, ist es besonders vorzuziehen, dass das Gas konstant zirkuliert wird. Hier sei bemerkt, dass „die Umgebung, die für die gelagerten Substrate erforderlich ist" sich auf die Erzeugung einer Umgebung in dem Behälter während des Übergangs zwischen den Prozessen bezieht, so dass alle oder irgendwelche speziellen Arten von Verunreinigungen in dem Behälter, welche die Ausbeute verringern können, wie beispielsweise Partikelstoffe, Ionen, Dotierungsmittel, gasförmige Verunreinigungen, die organische Substanzen mit einschließen, und Feuchtigkeit, unter dem Zielsteuerniveau gehalten werden.
  • Wenn das Ziel ist, eine niedrige Feuchtigkeit aufrechtzuerhalten, ist es hier besser, ein Material für den Behälter zu verwenden, welches einen niedrigen Feuchtigkeitsaufnahmefaktor hat. Dies kommt daher, dass in einer typischen Umgebung von 25°C und 50% relativer Feuchtigkeit (RH = Relative Humidity), die im Allgemeinen für Reinräume geeignet ist, falls das Innere des Behälters nur bezüglich der Feuchtigkeit verringert wird, (1) Feuchtigkeit, die in den Polymer-Materialien enthalten ist, die den Behälter bilden, zu der Seite mit nied rigerer Feuchtigkeit aufgrund des Feuchtigkeitsgradienten wandert, (2) die in der Umgebung außerhalb des Behälters enthaltene Feuchtigkeit zum Inneren des Behälters aufgrund des Feuchtigkeitsgradienten zwischen dem Inneren des Behälters und der äußeren Umgebung wandert, und (3) Luft in der äußeren Umgebung in das Innere des Behälters durch die Verbindungen des Behälters leckt. Diese drei Gründe bewirken, dass die Feuchtigkeit zum Inneren des Behälters wandert, welches auf einer niedrigeren Temperatur gehalten wird. Wenn der Behälter stark hermetisch ist, ist von den drei oben erwähnten Gründen jener Faktor, der am meisten den Anstieg der Feuchtigkeit im Inneren des Behälters beeinflusst, die oben erwähnte (1) Feuchtigkeit, die in den Polymer-Materialien enthalten ist, die den Behälter bilden, die zu der Seite mit niedriger Feuchtigkeit wandert.
  • Die Messung des Wasserabsorptionsfaktors von Polymer-Materialien wird gemäß dem ASTM-D570-Standard (ASTM = American Society for Testing and Materials) festgelegt und wird in der Literatur oder in dem Katalog des Herstellers des Polymers usw. wiedergegeben. Polycarbonat (PC) wird oft verwendet, um Substrattransportbehälter herzustellen, jedoch ist der Wasserabsorptions- bzw. Wasseraufnahmefaktor von Polycarbonat 0,2–0,3%, sodass der Behälterhauptkörper und die Tür, die 3 kg wiegen, 6–9 g Feuchtigkeit enthalten würden. Durch Verwendung eines Materials mit einem Wasserabsorptionsfaktor von zumindest weniger als 0,1% ist es möglich, die Menge der Feuchtigkeit zu verringern, die in den Behälter wandern kann, und dies trägt zur Verbesserung der Leistung des Entfeuchters bei. Polymer-Materialien mit einem Wasseraufnahmefaktor von weniger als 0,1% weisen Folgendes auf: PE (Polyethylen) < 0,01%; PP (Polypropylen) 0,03%; PBT (Polybutylenterefthalat) 0,06–0,08%; PPS (Polyphenylensulfid) 0,02%; PTFE (Polytetrafluorethylen) < 0,01%; PC/Carbon (Polycarbonat mit 20% zugegebenem Kohlenstoff bzw. Kohlefasern) 0,1%; und PBT/Carbon (Polybutylenterefthalat mit 20% hinzugefügtem Kohlenstoff bzw. Kohlefasern) 0,05%. Von diesen Substanzen ist zur Konstruktion des Substrattransportbehälters vorzuziehen PPS (Polyphenylensulfid) oder PBF (Polybutylenterefthalat) oder die oben erwähnten Materialien mit Carbon- bzw. Kohlefaserzugabe zu verwen den, die Charakteristiken von chemischer Beständigkeit, besseren Hochtemperatureigenschaften und niedriger Formschrumpfung zeigen. Das Material kann ein Legierungsmaterial sein, welches durch das Mischen von unterschiedlichen Materialien erzeugt wird, solange das Material die oben erwähnten Eigenschaften erfüllen kann.
  • Weil Wafer anfällig dafür sind, dass sie statisch aufgeladen werden, wenn die× Feuchtigkeit niedrig ist, ist es auch vorzuziehen, dass ein elektrischer Leiter mit zugegebenem Carbon bzw. Kohlefasern verwendet wird, um den Behälter zu bilden, zumindest den Wafer-Tragabschnitt, der die Wafer berührt, den Erdungsteil, der den Behälter erdet, und den Verbindungsteil zum Wafer-Tragteil. Die Polymer-Materialien sind im Allgemeinen, wie folgt, klassifiziert: jene mit einem Oberflächenwiderstand von 1 × 103 – 1 × 108 Ω sind als statische Ladung leitende Materialien eingeteilt; jene mit 1 × 105 – 1 × 1012 Ω sind als statische Ladung ableitende Materialien eingeteilt; und jene mit Werten von mehr als 1 × 1012 Ω sind als isolierende Materialien eingeteilt. Auch sind jene Materialien mit einem Volumenwiderstand von 1 × 102 – 1 × 105 Ωcm als statische Ladung leitende Materialien eingeteilt; jene mit 1 × 104 – 1 × 1011 Ωcm sind als statische Ladung ableitendes Material eingeteilt; und jene mit Werten von mehr als 1 × 1011 Ωcm sind als isolierendes Material eingeteilt. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorzuziehen, dass der Oberflächenwiderstand weniger als 1 × 1010 Ω ist; und der Volumenwiderstand ist weniger als 1 × 109 Ωcm oder mehr, wobei vorzugsweise der Oberflächenwiderstand geringer als 1 × 108 Ω ist; und der Volumenwiderstand geringer als 1 × 107 Ωcm ist. Weil das nicht gewebte Ionenaustauschgewebe und die Aktivkohle, die für das Gasverunreinigungsaufnahmemedium verwendet wird adsorbierte Feuchtigkeit direkt nach ihrer Herstellung enthalten, ist es auch vorzuziehen, sie vor dem Gebrauch zu trocknen.
  • Wie oben beschrieben, verschiebt sich der Schwerpunkt des Behälters zur Filterseite, wenn verschiedene Filter und eine Leistungsquelle 16 in dem Behälter eingebaut sind. Wenn versucht wird, den Behälter in dem OHT-System zu transportieren, beispielsweise durch Greifen der Roboterhaltevorrichtung 12, während der Schwerpunkt zu einer Seite verschoben ist, besteht die Gefahr, den Aufzug bzw. die Hebevorrichtung und andere Teile in dem OHT-System zu beschädigen. Um ein solches Problem zu vermeiden, ist es wünschenswert, das Gewicht des Filters und der Leistungsquelle 16 zu verringern. Weiterhin kann man ein Gegenwicht nahe der Substrattransporttür 1 und/oder nahe dem Öffnungsabschnitt des Gehäuses 6 anordnen. Ein weiteres Verfahren ist, das Gewicht der Tür 1 durch Verwendung von Metall zur Herstellung des Verriegelungsmechanismus zu steigern, der in der Tür 1 aufgenommen ist, um den Schwerpunkt einzustellen. Durch Einsatz von solchen Maßnahmen ist es vorzuziehen, den Schwerpunkt in horizontaler Richtung einzustellen, um ihn in 90% eines Kreises mit dem Radius des Substrats anzuordnen, oder insbesondere innerhalb 70% eines Kreises des Radius des Substrats. An einer Seitenfläche des Leistungsquellenabschnitts ist ein Anschluss zum Liefern von elektrischer Leistung vorgesehen. Es ist nötig, dass die Leistungsquelle mit mindestens der Fähigkeit zur Ladung der zweiten bzw. sekundären Batterie versehen ist. Vorzugsweise wird die Leistungsversorgung der Luftzirkulationsvorrichtung und der Entfeuchtungsvorrichtung zur gleichen Zeit mit der Anwendung einer getrennten Schaltung ausgeführt. Im Allgemeinen fällt die Speicherkapazität der sekundären Batterie allmählich ab, wenn sie wiederholt Ladungs- und Entladungszyklen unterworfen ist. Es ist möglich, die Kapazitätsverschlechterung der Batterie zu verzögern, wenn der Behälter mit einer externen Leistungsquelle verbunden ist, und zwar durch Betätigung der elektrischen Antriebsteile ohne die Batterie zu entladen. Entsprechend ermöglicht dies, die Frequenz der Batterieentladung zu verringern. Andrerseits ist ein anderes Betriebsverfahren, die Batterie nicht vorzusehen, sodass das System nur betrieben wird, wenn es mit der externen Leistungsquelle verbunden ist. Wenn man dies so tut, wird die Notwendigkeit der zweiten Batterie und der Betriebsplatine eliminiert, was zu einer Verringerung der Produktkosten führt. Die Lage des Anschlusses für die externe Leistungsversorgung ist nicht auf jene eingeschränkt, die in dem Beispiel gezeigt ist, sondern kann an irgendeiner geeigneten Stelle angeordnet sein.
  • Verschiedene Betriebsvorgänge können für die Luftzirkulationsvorrichtung in Betracht gezogen werden, und zwar abhängig von der Art und Weise der Verwendung des Behälters. Im Allgemeinen kann das System kontinuierlich betrieben werden, oder die Luft kann einmal oder mehrmals alle zehn Minuten im Anfangsstadium des Betriebs zirkuliert werden, oder einmal oder mehrmals und weniger als zehn Mal jede Minute. Wenn man dies so tut, werden Verunreinigungen, die in den Behälter gebracht werden, aktiv entfernt. Nachdem das System für eine gewisse Zeit betrieben worden ist, kann die Flussgeschwindigkeit verringert werden oder das System kann intermittierend betrieben werden, um eine Verunreinigung der Substrate W zu verhindern, die in dem Behälter gelagert sind, die durch die Bestandteile des Behälters erzeugt wird. Wenn man dies so tut, ist eine Verringerung des Leistungsverbrauchs möglich, was eine geringere Frequenz der erneuten Aufladung der zweiten Batterie zur Folge hat.
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in den 10–13 gezeigt. Der Unterschied zwischen diesem Ausführungsbeispiel und dem ersten Ausführungsbeispiel ist, dass eine zweite Handhabungsvorrichtung 13 zur manuellen Handhabung des Behälters unabhängig vorgesehen wird (siehe 10 und 11). Andere Merkmale, wie beispielsweise die Luftaufbereitungsvorrichtung und Flusspfade, sind im Grunde genommen die Gleichen wie jene im ersten Ausführungsbeispiel.
  • Als nächstes ist ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in den 14 bis 17 gezeigt. Der hauptsächliche Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist, dass die Haltevorrichtung 5 zum Halten der Substrate 4 um eine gegebene Distanz auseinander, und der Hauptkörper 6 als unabhängige Teile vorgesehen sind, und dass die Partikelentfernungsvorrichtung 21, die Gasverunreinigungsentfernungsvorrichtung 20 und die Luftzirkulationsvorrichtung 19 unabhängig vorgesehen sind (siehe 17). Durch Anordnung der Komponenten, wie hier beschrieben, ist es möglich, eine kompakte Struktur zu erhalten, die mit einem Klimatisierungs- bzw. Luftaufbereitungsmechanismus versehen sein kann.
  • Als nächstes werden Verfahren zur Leistungsversorgung des Behälters, der in den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen gezeigt ist, mit Bezug auf die 18 bis 22 erklärt. Die Substrate werden in den Behälter und aus diesem heraus zur Verarbeitungsvorrichtung durch einen extra dafür vorgesehenen Ladeanschluss transportiert. 18 zeigt einen Substrattransportbehälter 18, der auf dem Ladeanschluss 51 sitzt. 18 zeigt auch eine Umhüllung 57, die einen Transportroboter 52, einen Türöffner 53, einen ULPA-Filter 54, einen Gasverunreinigungsfilter 55 und ein Gebläse 56 aufnimmt. Der Substrattransportbehälter 18 wird durch einen Positionierungsstift 59 positioniert, der auf einer bewegbaren Plattform 58 vorgesehen ist. Dann wird der Substrattransportbehälter am Platz durch eine Klemmvorrichtung festgelegt, die an der bewegbaren Plattform 58 vorgesehen ist, und schreitet zusammen mit der bewegbaren Plattform in Richtung des Türöffners 53 voran, sodass die Tür geöffnet werden kann (18 zeigt einen solchen Zustand). Eine Ladevorrichtung 60 ist an dem Ladeanschluss angeordnet.
  • 19 ist eine vergrößerte Ansicht der Nachbarschaft des Leistungsversorgungsanschlussabschnitts (Leistungsversorgungsabschnitts) 61. Wenn der Substrattransportbehälter 18 an einer speziellen Position an dem Ladeanschluss 51 sitzt, wird der Leistungsversorgungsanschluss 63 durch die Antriebsvorrichtung 64 an dem Leistungsversorgungsabschnitt 63, der an der bewegbaren Plattform 58 angeordnet ist, bewegt, um den Leistungsaufnahmeabschnitt 62 zu berühren, wodurch die zu liefernde Leistung eingeschaltet wird. Es ist vorzuziehen, Bestimmungsmittel vorzusehen, um zu bestimmen, ob der Substrattransportbehälter 18 eine Aufladung benötigt oder nicht. Entsprechend ist es durch Zurückziehen des Leistungsversorgungsanschlusses, wenn dieser nicht verwendet wird, um Leistung zu liefern, und durch Ausfahren des Anschlusses nur dann, wenn er für die Leistungsversorgung benötigt wird, einen Schaden an dem Leistungsversorgungsanschluss 63 zu verhindern. Eine weitere Sicherheitsmaßnahme kann unternommen werden, um die Aufladung durch den Leistungsversorgungsanschluss 63 gemäß den Bestimmungsmitteln zu steuern. Jedoch kann, abhängig von der Lage des Ladean schlusses bezüglich des Substrattransportbehälters der Leistungsversorgungsanschluss des Behälters in dem unteren Abschnitt angeordnet sein, und nicht an der Seitenfläche, wie in den 19, 20 gezeigt. Wenn der Leistungsversorgungsanschluss in dem unteren Abschnitt gelegen ist, kann weiter der Leistungsversorgungsanschluss im ausgefahrenen Zustand gelassen werden, ohne den Anschluss zurückzuziehen. Es ist vorzuziehen, dass der Leistungsversorgungsanschluss zumindest durch eine Feder auf die Vorrichtungsseite oder die Substrattransportseite drückt, oder dass der Metallanschluss selbst eine Federwirkung haben kann.
  • Ein weiteres Verfahren zur Leistungsversorgung ist in 20 gezeigt. Der Unterschied zwischen diesem Verfahren und dem in 19 gezeigten Verfahren ist, dass die Leistungsversorgung durch ein berührungsfreies Verfahren ausgeführt wird. Das Prinzip des Verfahrens ist in 21 gezeigt. Wenn ein Magnetfeld um einen Leiter (Spule) variiert, wird eine Spannung erzeugt, und der Strom fließt. Dies ist das Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Eine Primärspule 72 ist auf die Primärspulenseite 71 gewickelt und Wechselstrom fließt darin. Weil die Richtung des Flusses des Wechselstroms sich periodisch verändert, wird ein Strom in der Sekundärspule 74 erzeugt. Weil der Strom im Prinzip durch Veränderungen des Magnetfeldes erzeugt wird, können die Primärspule 71 und die Sekundärspule 73 berührungsfrei gemacht werden. Dieses Verfahren ist als bewährtes Verfahren zur Aufladung von elektrischen Rasierern, elektrischen Zahnbürsten und elektrischen Fahrzeugen verwendet worden. Das Merkmal der Leistungsversorgung mit elektromagnetischer Induktion ist, das keine Abnutzung der Anschlüsse auftritt, weil kein Kontakt auftritt, dass keine Erzeugung von Funken auftritt, dass keine Gefahr eines elektrischen Schlages besteht, und dass keine Gefahr eines Kurzschlusses besteht, wenn diese in nasser Umgebung verwendet wird. Auch kann eine Verunreinigung des Reinraumes durch Staub verhindert werden, der aufgrund von Funkenbildung usw. erzeugt wird.
  • 22 zeigt ein weiteres Verfahren zur Aufladung. Obwohl dieses Verfahren berührungsfrei ist und ähnlich dem ist, welches in 20 gezeigt ist, ist der Leistungsaufnahmeanschluss 62 am unteren Abschnitt des Behälters 18 vorgesehen. Es sei hier bemerkt, dass die Lage der Leistungsversorgungs- und Leistungsaufnahmeanschlüsse oder ihre Struktur nicht auf jene eingeschränkt ist, die oben gezeigt ist. Während beispielsweise der Substrattransportbehälter auf dem automatisierten Transportfahrzeug angeordnet ist und davon zwischen den Verarbeitungsvorrichtungen transportiert wird, wird die Luft in dem Substrattransportbehälter durch die Leistung zirkuliert, die von der Batterie oder von einer externen Leistungsquelle in dem automatisierten Transportfahrzeug geliefert wird, und zwar durch Betrieb des Ventilatormotors. Wenn der Substrattransportbehälter auf einer Verarbeitungsvorrichtung angeordnet ist und in einem Wartezustand ist, kann Leistung auch von der Batterie oder von einer externen Leistungsquelle in der Verarbeitungsvorrichtung geliefert werden. Solche Leistungsversorgungsanordnungen sind auf den Fall der Auflandung ebenfalls anwendbar. Auch weist eine solche Leistungsversorgungsvorrichtung nicht nur Ladevorrichtungen zum Aufladen auf, sondern kann auch einen Ladeanschluss mit einer Leistungsversorgungsfähigkeit, ein temporäres Lager, eine Halbleiter-Herstellungsvorrichtung, eine automatisierte Transportvorrichtung, eine manuelle Transportvorrichtung und eine Leistungstestvorrichtung aufweisen.
  • Als nächstes wird ein bewegbarer Leistungsversorgungsmechanismus insbesondere mit Bezug auf die 23A, 23B bis 26 erklärt.
  • Die 23A, 23B beziehen sich auf bewegbare bzw. transportable Leistungsversorgungsmechnismen, basierend auf einem Motor und auf Zahnrädern und einer direkt angetriebenen Führungsschiene. 23A zeigt einen Zustand des Zurückziehens der Anschlüsse, und 23B zeigt einen Zustand des Ausfahrens der Anschlüsse, um die Leistung zu liefern. Ein Substrattransportbehälter 18 ist über dem Leistungsversorgungsanschlussabschnitt 61 angeordnet und der Leistungsaufnahmeanschluss 62 und der Leistungsversorgungsanschluss 63 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Während des in 23A gezeigten Zustandes des Zurückziehens des Anschlusses ist der Leistungsversorgungsanschluss 63 in dem Leistungsversorgungsan schlussabschnitt 61 aufgenommen, wenn jedoch der Motor 75 aktiviert ist, bewegt sich die Gleitführung 77b auf der bewegbaren Seite entlang der Gleitführung 77a der festen Seite durch das Zahnrad 76, und der Leistungsversorgungsanschluss 63 berührt den Leistungsaufnahmeanschluss 62 (siehe 23B). Wenn man dies so tut, wird Leistung zum Substrattransportbehälter 18 geliefert und wenn die Leistungsversorgung vollendet ist, wird der Leistungsversorgungsanschluss 63 in den Leistungsversorgungsanschlussabschnitt 61 durch die Wirkung des sich drehenden Motors 75 zurückgezogen, sodass der Anschluss nicht von der Oberfläche vorstehen würde. Die Steuerplatine 78 wird verwendet, um eine Steuerung für den Leistungsversorgungsbetrieb vorzusehen und den Betriebszustand anzuzeigen.
  • Die 24A, 24B zeigen einen direkt angetriebenen Leistungsversorgungsmechanismus basierend auf einem Motor, einer Schnecke und einem Schneckenrad. 24A zeigt einen Zustand mit zurückgezogenem Anschluss und 24B zeigt einen Zustand mit ausgefahrenem Anschluss zur Lieferung der Leistung. Wie in 24A gezeigt, ist der Leistungsversorgungsanschluss 63 in dem Anschlussabschnitt 61 aufgenommen. Wenn der Motor 75 betrieben wird, dreht sich die Schnecke 79a, was eine Drehung des Schneckenrades 79b zur Folge hat. Das Schneckenrad 79b hat einen Anschlag 79c, und die Drehung des Schneckenrades 79b bewirkt, dass der Anschlag 79c die bewegbare Plattform 80a entlang der bewegbaren Führung 80b bewegt, und dass der Leistungsversorgungsanschluss 63 den Leistungsaufnahmeanschluss 62 berührt (siehe 24B). In diesem Zustand wird die Rückstellfeder 80c so ausgefahren, dass, wenn die Leistungsversorgung vollendet ist, der Anschluss aufgrund seiner Federwirkung in seine ursprüngliche Position zurückgebracht wird, wie in 24A gezeigt.
  • Die 25A, 25B zeigen einen bewegbaren Leistungsversorgungsmechanismus basierend auf einem pneumatischen Antrieb. Der Leistungsversorgungsanschlussabschnitt 61 ist mit einem Luftzylinder 81 und mit Luftversorgungs- und Luftauslassrohren 82a, 82b versehen und der Leistungsversorgungsanschluss 63 ist vertikal bewegbar. 25A zeigt den Zustand mit zurückgezo genem Anschluss, und 25B zeigt den Leistungsversorgungszustand. Wie in 26 gezeigt, ist der Betrieb des Luftzylinders 81 so, dass dadurch, dass man einen Luftdruck in der Zylinderkammer 81 durch das Elektromagnetventil 82a und das Nadelventil 83a liefert, der Kolben 81p seitlich, nach links oder nach rechts in der Abbildung, bewegt wird, was eine Bewegung des Leistungsversorgungsanschlusses 63 zur Folge hat, der an der Stange 81d befestigt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Luft in der Zylinderkammer 81b durch das Nadelventil 83b und das Elektromagnetventil 82b ausgestoßen. Wenn Luft in die Zylinderkammer 81b durch das Elektromagnetventil 82b und das Nadelventil 83b eingeleitet wird, bewegt sich dagegen der Kolben 81p seitlich nach rechts in der Abbildung, was eine Bewegung des Leistungsversorgungsanschlusses 63 nach rechts zur Folge hat. Gemäß diesem Verfahren wäre eine Zylindersteuereinheit 83 nötig.
  • Bei jedem dieser Verfahren ist es vom Standpunkt der Verhinderns einer Schädigung des Anschlusses und der Verringerung einer Erzeugung von Staub, verursacht durch Gleiten oder durch die Kontakte, besser, die durchschnittliche Geschwindigkeit der Bewegung des Leistungsversorgungsanschlusses auf der Vorrichtungsseite in einem Bereich zwischen 0,1 und 5 cm/s einzustellen. Daher kann bei jedem dieser Verfahren ein sicherer Betrieb sichergestellt werden, weil der Leistungsversorgungsanschluss in den Leistungsversorgungsanschlussabschnitt (Gehäuse) 61 zurückgezogen werden kann, außer während des Leistungsversorgungszustands. Hier ist vorzuziehen, dass die Oberfläche des Leistungsversorgungsanschlusses mit Gold plattiert, mit Gold plattiert auf einer Nickelabdeckung oder mit Rhodium plattiert ist, um eine metallische Verunreinigung des Reinraums zu verhindern.
  • Wenn die Leistungsversorgung von einer externen Leistungsquelle ausgeführt wird, ist es weiter vorzuziehen, die Leistungsversorgung zu beginnen, nachdem bestätigt wurde, dass der Substrattransportbehälter vorhanden ist und Leistung geliefert werden muss, oder dass der externe Leistungsquellenverbinder und der Leistungsaufnahmeanschluss miteinander verbunden sind. Dies kommt daher, dass, weil die Vorrichtung in dem Reinraum verwendet wird, falls Funken zwischen den elektrischen Anschlüssen erzeugt werden, metallische Mikropartikel erzeugt werden und den Reinraum verunreinigen.
  • 27 zeigt eine Unteransicht des Substrattransportbehälters in dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die grundlegende Struktur des Substrattransportbehälters ist die Gleiche wie jene des Substrattransportbehälters in dem ersten Ausführungsbeispiel, welches in den 1 bis 7 gezeigt ist. Dieser Substrattransportbehälter ist mit einem Einlassanschluss 90a und einem Auslassanschluss 90b an der Unterseite versehen, um zu ermöglichen, dass ein inertes Gas in dem Behälter zirkuliert. D.h., der Einlassanschluss 90a und der Auslassanschluss 90b sind beispielsweise mit einem Spülanschluss verbunden, um zu ermöglichen, den Behälter unter Verwendung eines inerten Gases (beispielsweise Stickstoffgas) oder getrockneter Luft mit Gas zu spülen. Rückschlagventile sind im Einlassanschluss bzw. im Auslassanschluss 90a, 90b vorgesehen, sodass das Gas nur in einer Richtung fließen darf und nicht zurückströmt. Weiterhin können, abhängig von einer Spezifikation, Rückschlagventile nicht im Einlassanschluss und im Auslassanschluss vorgesehen sein, der mit einem Partikelentfernungsfilter versehen ist, oder mit einer Kombination eines Partikelentfernungsfilters und eines Gasverunreinigungsentfernungsfilters.
  • 28A zeigt den geschlossenen Zustand des Rückschlagventils 95 durch die Federwirkung der Feder 97, die in dem Einlassanschluss 90a vorgesehen ist, sodass Gas nicht von der äußeren Seite 92 zur inneren Seite 91 des Behälters fließt. 28B zeigt den offenen Zustand des Rückschlagventils 95, und in diesem Fall ist der Druck auf die Außenseite 92 des Behälters höher als in der Innenseite 91 des Behälters, und das Rückschlagventil 95 wird gegen die Federkraft der Feder 97 geöffnet, sodass das Gas in Richtung des Pfeils in der Abbildung fließt. Dieser Gasstrom wird zur Innenseite 91 des Behälters durch den Partikelentfernungsfilter 94 geliefert.
  • 29A zeigt den geschlossenen Zustand des Rückschlagventils des Auslassanschlusses 90b, und 29B zeigt den offenen Zustand des Rück schlagventils. In dem Luftauslassanschluss 90b ist das Rückschlagventil 95 gegen die Kraft der Feder 97 geöffnet, wenn der Druck in der Innenseite 91 des Behälters größer als eine Summe des Drucks auf der Außenseite 92 des Behälters und der Federkraft der Feder 97 wird, was das Öffnen des Rückschlagventils 95 zur Folge hat, um zu bewirken, dass das Gas von der Innenseite 91 zur Außenseite 92 des Behälters fließt, wie durch den Pfeil in der Abbildung gezeigt. Wenn der Druck in der Innenseite des Behälters niedriger als die Federkraft der Feder 97 ist, wird das Rückschlagventil 95 durch den O-Ring 96 abgedichtet, der im Aufnahmeabschnitt der Behälterisolationswand 93 vorgesehen ist, um den Rückstrom von Gas von der Außenseite zur Innenseite zu verhindern. Hier sind in diesem Beispiel ein Einlassanschluss und ein Auslassanschluss vorgesehen, es können jedoch mehr als zwei Anschlüsse vorgesehen sein. Sie können auch in anderen Oberflächen als in der Unterseite vorgesehen sein.
  • Wenn das Innere eines stark hermetischen Behälters durch ein trockenes Gas ersetzt wird, d.h. durch getrocknete Luft oder ein inertes Gas mit keinem Feuchtigkeitsgehalt, fällt direkt nach dem Ersetzungsvorgang die Feuchtigkeit grob auf einen Grenzfeuchtigkeitswert von ungefähr 0% ab. Wenn jedoch der Behälter in diesem Zustand gelassen wird, in den die Versorgung von trockenem Gas angehalten wird, diffundiert die Feuchtigkeitskomponente, die in den Wänden der Polymer-Materialien gehalten wird, in das Innere des Behälters aufgrund eines Feuchtigkeitsgradienten. Daher steigt die Feuchtigkeit im Inneren des Behälters, der mit trockenem Gas gefüllt bzw. ersetzt worden ist, mit dem Verlauf der Zeit. In einem Beispiel war im Fall eines Behälters, der aus einem herkömmlichen kommerziellen PC (Polycarbonat) gemacht wurde, die Feuchtigkeit bei 0% direkt nach einem Ersatz durch ein trockenes Gas, und stieg auf ein Niveau mehr als 30% nach mehreren Stunden. Durch Verwendung von Polyphenylensulfid (PPS) mit einem Feuchtigkeitsaufnahmefaktor von 0,02% wurde der Effekt der Unterdrückung des Anstiegs der Feuchtigkeit bestätigt, sodass die relative Feuchtigkeit von 0%, die direkt nach dem Ersatz durch das trockene Gas bemerkt wurde, nur auf ungefähr 12% anstieg, und zwar auch nach mehreren Stunden, wodurch bestätigt wurde, dass effektiv eine extreme Zunahme der Feuchtigkeit verhindert wird. Es ist offensichtlich, dass ein solcher Behälter verhindern würde, dass die Feuchtigkeit im Inneren des Behälters während des Transportvorgangs ansteigt. Weiterhin ist bekannt, dass eine Zunahme eines natürlichen Oxidfilms durch Lagerung an einer dunklen Stelle unterdrückt wird. Aus diesem Grund ist es vorzuziehen, dass das Material zur Herstellung des Behälterhauptkörpers ein abdeckendes Material und nicht ein transparentes Material sein sollte.
  • Auch ist das Innere des Behälters gewöhnlicher Weise mit Luft gefüllt, jedoch kann unter Verwendung eines inerten Gases mit einer gesteuerten Sauerstoffmenge, die Oxidation von Kupfer verhindert werden. Das Sauerstoffniveau in einem solchen Fall sollte geringer als 10000 ppm oder vorzugsweise geringer als 1000 ppm sein.
  • Als nächstes wird ein Verfahren dargestellt, welches zur Verwendung des gegenwärtigen Substrattransportbehälters geeignet ist.
  • 30 zeigt ein Beispiel eines Verdrahtungsbildungsprozesses eines Halbleiterchips basierend auf Kupferverdrahtung und einem Isolationsfilm mit niedriger Dielektrizität. Wie in 30 gezeigt, wird eine CVD-Vorrichtung (CVD = Chemical Vapour Deposition) oder eine Beschichtungsvorrichtung verwendet, um den Isolationsfilm 102 abzulagern, der einen organischen Film oder eine porösen Film aufweist, und zwar auf der leitenden Verdrahtungsschicht des Halbleitersubstrats 101 mit Vorrichtungselementen, die darauf hergestellt wurden (Schritt A). Als nächstes wird nach dem Formen des Plug- bzw. Steckfilms und anderen Filmen, falls nötig, ein Photoresist-Material 103 unter Verwendung einer Beschichtungsvorrichtung aufgebracht, dann wird das beschichtete Substrat getrocknet (Schritt B). Als nächstes wird nach dem Belichten des beschichteten Substrats unter Verwendung des Schrittmotors (Schritt C) der Resist-Film entwickelt, um ein Resist-Muster 104 auf dem isolierenden Film 102 zu formen (Schritt D). Als nächstes werden Kontaktlöcher und Verdrahtungsnuten 105 auf dem Isolationsfilm 102 durch Ätzen geformt (Schritt E) und nach der Entfernung des Resist-Films 103 wird eine Barrierenschicht die TaN usw. aufweist darauf gebildet, und oben auf dieser Schicht wird eine× Kupferkeimschicht 106 gebildet, um eine Leistungseingangsschicht für die elektrolytische Plattierung zu dienen (Schritt F).
  • Dann werden durch Aufbringen einer Kupferschicht 107 auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats 61 Kontaktlöcher und Nuten des Vorrichtungssubstrats mit Kupfer gefüllt, wenn die Kupferschicht 67 oben auf der Isolierschicht 102 geformt wird (Schritt G). Dann wird das Vorrichtungssubstrat vergütet (Schritt H) und unter Verwendung von chemischen und mechanischen Poliervorgängen (CMP) wird ein Teil der Kupferschicht von der Oberseite der Isolierschicht entfernt, um grob die Oberflächen der Kupferschicht 107 auf ein Niveau zu bringen, wobei die Kontaktlöcher und die Verdrahtungsnuten mit der Oberfläche der Isolierschicht gefüllt werden (Schritt I). Dieser Vorgang wird so viele Male wiederholt, wie es die Anzahl der Schichten der Verdrahtung erfordert, um eine mehrlagige Verdrahtungsstruktur zu erzeugen, die aus 6–8 Schichten besteht.
  • Wenn die Isolierschicht mit niedriger dielektrischer Konstante Luft ausgesetzt ist, sollte die absolute Feuchtigkeit in der Luft geringer als 4 × 10–3 g/g sein (20% relative Feuchtigkeit bei 25°C) oder insbesondere vorzugsweise geringer als 1 × 10–3 g/g (5% relative Feuchtigkeit bei 25°C).
  • Wenn die Kupferschicht Luft ausgesetzt ist, sollte die absolute Feuchtigkeit in der Luft geringer als 4 × 10–3 g/g sein (20% relative Feuchtigkeit bei 25°C) oder vorzugsweise geringer als 1 × 10–3 g/g sein (5% relative Feuchtigkeit bei 25°C). Weiterhin sollte die Konzentration der organischen Substanzen mit einem Siedepunkt von mehr als 80°C geringer als 1 μg/m3 sein, und vorzugsweise geringer als 5 μg/m3. Die Konzentration von Sauerstoff sollte geringer als 10000 ppm sein, oder sollte insbesondere vorzugsweise geringer als 1000 ppm sein.
  • Wenn der Resist-Film Luft ausgesetzt ist, sollte die Konzentration von zumindest den basischen Gasen geringer als 1 μg/m3 und vorzugsweise geringer als 0,5 μg/m3 sein.
  • Wenn die Feuchtigkeit niedrig ist, wird auch leicht statische Elektrizität erzeugt, und solche statischen Ladungen bewirken, dass Elemente, wie beispielsweise FETs und Kondensatoren anfällig für Zerstörungen werden, sodass es wünschenswert ist, die Halbleiter-Wafer zu erden. Verfahren zur Erdung weisen die Anwendung eines leitenden Wafer-Trägers oder die Anwendung eines Metallanschlusses an dem Wafer-Träger auf, um die einzelnen Wafer zu erden, oder der Wafer-Träger selbst kann aus einem elektrisch leitenden Material gemacht werden.
  • Um die Wafer-Identifikation, den Verlauf und den Status für jede Charge zu managen, kann weiterhin jeder Substrattransportbehälter mit einem Speicherchip versehen sein, und zwar zum Zweck des Managements der Prozessdaten.
  • Als nächstes werden verschiedene Verfahren zum Entladen der statischen Elektrizität von den Wafern, die in dem Substrattransportbehälter gelagert sind, erklärt werden. Wie in 31A gezeigt, wird die Entladung der statischen Elektrizität von den Wafern in dem Behälter (Pod) ausgeführt durch Erden des Halteabschnitts 504, der die Wafer in dem Behälter trägt. Wenn der Halteabschnitt 504 als eine Einheit mit dem Behälterhauptkörper des Substrattransportbehälters gemacht ist, sollte der gesamte Hauptkörper 501 einschließlich dem Halteabschnitt 504 aus einem elektrisch leitenden Material gemacht sein. Wenn der Halteabschnitt 504 und der Behälterhauptkörper 501 getrennt hergestellt sind, wie in 31B gezeigt, werden auch der Halteabschnitt 504 und der Behälterhauptkörper 501 einzeln aus elektrisch leitenden Materialien gemacht und es sollte eine Struktur aufgebaut sein, sodass diese Komponenten elektrisch verbunden sind, und zwar unter Verwendung eines elektrisch leitenden Materials 523. Wie in 31C gezeigt, kann weiter nur der untere Abschnitt 501a des Behälterhauptkörpers 501 aus einem elektrisch leitenden Material gemacht sein. Wie in 31D gezeigt, kann auch nur der Abschnitt 501d des Substrattransportbehälters, der in Kontakt mit dem Halteabschnitt 504 ist, aus einem elektrisch leitenden Material gemacht sein.
  • Andere Verfahren zur Entladung von statischer Elektrizität von dem Substrattransportbehälter weisen ein Verfahren auf, wie in 31E gezeigt, wobei die Festlegungsvorrichtung 515 zum Drücken auf die Substrate und um zu verhindern, dass sich die Substrate verschieben, und die Tür 502 aus einem elektrisch leitenden Material gemacht sind, um die Elektrizität durch die Tür zum Boden bzw. zur Erdung einer Vorrichtung zu entladen, wo der Behälter angeordnet ist. Wie in 31F gezeigt, kann nur die Festlegungsvorrichtung 515 aus einem elektrisch leitenden Material gemacht sein, sodass ein Erdungsanschluss 524 mit der Befestigungsvorrichtung 515 zur Erdung verbunden ist, wodurch der untere Abschnitt des Behälters zu einer externen Erdung geerdet ist.
  • Noch ein weiteres Verfahren zur Erdung weist ein Verfahren auf, wie in 31G gezeigt, um durch den Roboterhandhabungsflansch 512 zu erden, der für das OHT-Transportsystem verwendet wird. Der Halteabschnitt 504 und der Flansch 512, der von dem Roboter behandelt wird und von dem OHT gehalten wird, sind als eine Einheit gemacht, wobei ein elektrisch leitendes Material verwendet wurde, und die Ladung auf den Wafern wird durch den Halteabschnitt 504 und den Flansch 512 des Behälters zum Erdungsteil des OHT geerdet. Wie in 31H gezeigt, können auch der Flansch 512 und der Halteabschnitt 504 als getrennte Glieder hergestellt sein, und die Erdung wird durch eine elektrische Verbindung durch einen Teil 501c des Behälters 501 vorgesehen, der aus einem elektrisch leitenden Material gemacht ist. Weiterhin kann nur ein Teil 501c des Behälterhauptkörpers, der den Halteabschnitt berührt, aus einem elektrisch leitenden Material gemacht sein.
  • Wie oben erklärt, sieht diese Erfindung einen Substrattransportbehälter und ein Verfahren für seinen Betrieb vor, die zur Anwendung in automatisierten Halbleiter-Herstellungsfabriken für die Produktion von integrierten Schaltun gen usw. geeignet sind. Daher können der Transport und die Lagerung der Halbleitersubstrate effizient ausgeführt werden. Auch sieht die vorliegende Erfindung einen Substrattransportbehälter vor, der geeignet ist, um Objekte, wie beispielsweise nicht nur Halbleiter-Wafer, sondern auch Photomasken oder Festplatten, in einer sehr reinen Umgebung zu lagern oder zu transportieren.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Strukturen, Möglichkeiten und Verfahren zum Betrieb eines Substrattransportbehälters, der zum Lagern oder Transportieren von Objekten, wie beispielsweise von Halbleiter-Wafern, Photomasken oder Festplatten, in einer sehr reinen Umgebung geeignet ist.

Claims (16)

  1. Substrattransportbehälter der Folgendes aufweist: einen Behälterhauptkörper (6), der so aufgebaut ist, dass er in der Lage ist, Substrate innerhalb des Behälterhauptkörpers (6) mit einem vorgegebenen Separationsabstand zu halten; Luftaufbereitungsvorrichtungen (9), die im Wesentlichen symmetrisch an beiden seitlichen Oberflächen des Behälterhauptkörpers (6) angeordnet sind, zum Reduzieren von Partikelkonzentrationen und gasförmiger Verunreinigungen innerhalb des Behälterhauptkörpers (6); Abdeckungen (10), die an beiden seitlichen Oberfläche des Behälterhauptkörpers (6) angeordnet sind, die einen Innenraum des Behälterhauptkörpers (6) gegenüber einer Außenumgebung isolieren, wobei die Aufbereitungsvorrichtungen innerhalb der Abdeckungen (10) angeordnet sind; und wobei der Behälter gekennzeichnet ist durch Öffnungen (2; 3) in beiden seitlichen Oberflächen des Behälterhauptkörpers (6) um zu erlauben, dass die Innenatmosphäre des Behälterhauptkörpers (6) mit dem Raum innerhalb der Abdeckungen (10) kommuniziert, und eine Tür (1) an dem Behälterhauptkörper (6) zum Laden und Entladen der Substrate.
  2. Substrattransportbehälter nach Anspruch 1, wobei der Schwerpunkt des Behälters im Wesentlichen mit der Haltevorrichtung (12) zusammenfällt, die an der Oberseite des Behälterhauptkörpers (6) angeordnet ist, so dass der Behälter in einer stabilen Art und Weise gehandhabt werden kann.
  3. Substrattransportbehälter nach Anspruch 1 oder 2, wobei ferner Entfeuchtungsmittel (11) vorgesehen sind zum Reduzieren und/oder Einstellen der Feuchtigkeit bzw. Luftfeuchtigkeit im Inneren des Behälters.
  4. Substrattransportbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Behälterhauptkörper (6) und ein Halteglied zum Halten von Substraten integral als ein einheitlicher Körper ausgebildet sind.
  5. Substrattransportbehälter nach Anspruch 4, wobei der Behälterhauptkörper (6) und das Halteglied zum Halten von Substraten aus einem statische Ladung leitenden Material oder statische Leitung zerstreuenden Material aufgebaut sind.
  6. Substrattransportbehälter nach Anspruch 1, wobei der Behälterhauptkörper (6) und ein Halteglied zum Halten von Substraten als separate Glieder ausgeformt sind.
  7. Substrattransportbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Behälterhauptkörper (6) aus einem Material mit einem Wasseraufnahmefaktor von weniger als 0,1% aufgebaut ist.
  8. Substrattransportbehälter nach Anspruch 3, wobei die Entfeuchtungsmittel (11) zum Einstellen der Luftfeuchtigkeit einen festen Polymerelektrolytfilm aufweisen.
  9. Substrattransportbehälter nach Anspruch 1, wobei die Luftaufbereitungsvorrichtung (9) gebildet wird durch eine Luftzirkulationsvorrichtung (19), einen Partikelentfernungsfilter (21) und einen Entfernungsfilter (20) für gasförmige Verunreinigungen.
  10. Substrattransportbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Luft zirkuliert wird durch Leiten der Luft von einer Öffnung (3), die an einer Rückseite vorgesehen ist, durch das Innere des Behälterhauptkörpers (6) zu einer Öffnung (2), die an einer Vorderseite vorgesehen ist.
  11. Substrattransportbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Behälterhauptkörper (6) mit einem Gaseinlassanschluss (90a) versehen ist und mit einem Gasauslassanschluss (90b), wobei ein Rückschlagventil in jedem Anschluss vorgesehen ist.
  12. Substrattransportbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine zweite Haltevorrichtung (13) an der Abdeckung (10) zur Verwendung durch einen Bediener vorgesehen ist.
  13. Substrattransportbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Tür (1) in einer Vorderseite des Behälterhauptkörpers (6) vorgesehen ist, und eine Energiequelleneinheit (16) an einer Rückseite davon vorgesehen ist.
  14. Substrattransportbehälter nach Anspruch 13, wobei die Energiequelleneinheit (16) mit einer Sekundärbatterie versehen ist.
  15. Substrattransportbehälter nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Energiequelleneinheit (16) Mittel (73, 74) aufweist, welche erlauben, dass die Energiequelleneinheit (16) durch elektromagnetische Induktion in einer berührungsfreien Art und Weise mit Leistung versorgt wird.
  16. Substrattransportbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Öffnungen eine Öffnung (3) an einem hinteren Teil von einer der Seiten des Behälterhauptkörpers (6) und eine weitere Öffnung (2) an einem vorderen Teil an einer der Seiten des Behälterhauptkörpers (6) aufweist.
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