JP2002176097A

JP2002176097A - 基板搬送容器およびその使用方法

Info

Publication number: JP2002176097A
Application number: JP2000370639A
Authority: JP
Inventors: Yoko Suzuki; 庸子鈴木; Akira Tanaka; 亮田中; Takashi Kishi; 貴士岸
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2000-12-05
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2002-06-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】フィルタおよびファンを備えた基板搬送容器
の洗浄を容易に行うことができるようにするとともに、
フィルタの交換を容易に行えるようにした基板搬送容器
を提供する。また、基板搬送容器の洗浄時期、またはフ
ィルタ交換時期を容易に管理できるようにした基板搬送
容器の使用方法を提供する。【解決手段】基板を内部に収容すると共に基板搬出入
用の開口部を持った容器本体１と、開口部を開閉可能な
ドア２とで構成される基板搬送容器において、基板搬送
容器は、容器内に気流を形成するファン７と、気流より
汚染物質を除去するフィルタ５，６とを一体化したブロ
ックを備え、ブロックを容器に着脱自在に固定するよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエーハ、
フォトマスク、ハードディスク、液晶基板等の被処理基
板を極めて清浄度の高い雰囲気下で、もしくはきわめて
水分の低い環境下で、保管又は運搬するのに使用して好
適な基板搬送容器、およびその使用方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体工場において製造工程中
における半導体ウエーハやフォトマスク等の基板を搬送
・保管する時に、基板搬送容器内の雰囲気中に存在する
微量の粒子状汚染物質やガス状不純物が半導体ウエーハ
等の対象物へ付着すると、製品歩留りの低下につなが
る。この傾向は、集積度の増加に伴って益々顕著にな
る。

【０００３】また、磁気ディスクにおいても、磁気抵抗
ヘッドの登場により、記録の高密度化が一段と加速して
おり、粒子状汚染物質だけでなくガス状不純物に対して
の高い清浄度が求められつつある。更に、半導体基板の
コロージョン低減の観点等から、基板を収納する容器内
雰囲気の湿度を低く維持する簡便な手段も求められてい
る。これらを解決する手段として、基板に接触する気流
の循環流路を形成するファンモータと、基板に向かって
流れる気流の流路に配置された粒子状汚染物質除去フィ
ルタ及びガス状不純物捕捉フィルタを備えた基板搬送容
器が開発されている。更に、循環気流の流路に配置され
た固体高分子電解質膜と、該電解質膜が前記気流の水分
を分解して除湿を行うための電圧供給手段とからなる除
湿手段を備えた基板搬送容器も開発されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの空気浄化機能
を搭載した基板搬送容器を半導体装置製造工場で使用す
る場合、従来の搬送容器にはない問題点が大きく分けて
二つ存在する。第１に、フィルタと電気駆動部品を搭載
しているため、容器の洗浄が困難なことである。第２
に、フィルタの交換が定期的に必要なことである。

【０００５】本発明は上述した事情に鑑みて為されたも
ので、フィルタおよびファンを備えた基板搬送容器の洗
浄を容易に行うことができるようにするとともに、フィ
ルタの交換を容易に行えるようにした基板搬送容器を提
供することを目的とする。また、基板搬送容器の洗浄時
期、またはフィルタ交換時期を容易に管理できるように
した基板搬送容器の使用方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板を内部に
収容すると共に基板搬出入用の開口部を持った容器本体
と、前記開口部を開閉可能なドアとで構成される基板搬
送容器において、前記基板搬送容器は、前記容器内に気
流を形成するファンと、前記気流より汚染物質を除去す
るフィルタとを一体化したブロックを備え、該ブロック
を前記容器に着脱自在に固定するようにしたことを特徴
とする基板搬送容器である。

【０００７】これにより、気流を形成するファンと、汚
染物質を除去するフィルタとを一体化したブロックを備
え、該ブロックを前記容器に着脱自在に固定するように
したので、基板搬送容器の洗浄またはフィルタ交換に際
して、洗浄してはいけないフィルタやファンを容易に取
り外すことができる。

【０００８】前記ファンおよびフィルタに加え、前記フ
ァンに電力を供給する電装品を一体構造とするようにし
てもよい。また、前記電装品を前記ファンおよびフィル
タとは別のブロックとし、且つ該ブロックを洗浄可能な
密閉構造とするようにしてもよい。また、前記ブロック
を外した開口部を、洗浄用プレートで密閉し、前記容器
の洗浄を行うようにしてもよい。

【０００９】本発明の基板搬送容器の使用方法は、基板
を内部に収容すると共に基板搬出入用の開口部を持った
容器本体と、前記開口部を開閉可能なドアと、前記容器
内に気流を形成するファンと、前記気流より汚染物質を
除去するフィルタとを備えた基板搬送容器を用い、単位
時間あたりの汚染ガス処理量αと前記ファンの運転積算
時間γの積からフィルタ交換時期を判断し、前記ファン
の運転積算時間γから容器の洗浄時期を判断することを
特徴とするものである。

【００１０】前記基板搬送容器内にガスセンサーを搭載
し、単位時間あたりの汚染ガス量βを測定することによ
り、汚染ガス量βと前記ファンの運転積算時間γの積か
らフィルタ交換時期を判断し、更に前記ファンの運転積
算時間γから容器の洗浄時期を判断するようにしてもよ
い。また、前記基板搬送容器のフィルタ交換時期および
洗浄時期の情報を有線もしくは無線で送受信し、複数使
用されている基板搬送容器の個々の情報をネットワーク
を介して管理することもできる。更にまた、基板搬送容
器の洗浄機に、洗浄すべき容器の情報を送信し、該情報
に従って前記容器を選択して洗浄するようにしてもよ
い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る汚
染物質除去手段を搭載した基板搬送容器の側面中央断面
図である。また図２は図１に示す基板搬送容器のＢ矢視
図である。

【００１２】この基板搬送容器は、一辺が約260mmの角
筒状の箱体で、容器本体1と、基板を搬出入するための
ラッチ機構を持ったドア２とで構成され、その内部に例
えば8インチウエーハＷを25枚又は26枚搭載したカセッ
ト（保持具）4が収容されている。専用ドア開閉装置に
よってドア２を自動開閉することが可能で、半導体製造
装置への半導体ウエーハの自動装填等は、カセット４を
搭載した状態でドア２を図示しない昇降具により、容器
本体から取り外すことにより行われる。

【００１３】この容器１には、外気を容器内に取り入れ
るファンモータ７と、基板に向かって流れる気流の流路
に配置された粒子状汚染物質除去フィルタ５及びガス状
不純物捕捉フィルタ６とを備えている。また、気流の流
路に配置された固体高分子電解質膜を用いた除湿ユニッ
ト８を備え、容器内の水分（湿気）を除去するようにし
ている。尚、図示の例は容器内に導入される外気から粒
子状汚染物質、ガス状不純物、及び湿気を除く場合につ
いて示したが、ファンを容器内に配置し、容器内を循環
する気流を形成し、該循環気流から汚染物質をフィルタ
等により除去するようにしても良い。

【００１４】この基板搬送容器において、演算素子と、
記憶素子と、データの入出力手段とからなる演算処理ユ
ニット９を備えている。演算処理ユニット９は、ファン
モータ７や除湿ユニット８といった駆動部品の運転積算
時間、故障情報、二次電池１０の残電圧といった基板搬
送容器自体の情報を記憶するだけでなく、外部からの情
報書き込みにより単位時間当たりの汚染ガス処理量、駆
動部品運転レシピ、必要充電圧、ロットのプロセス履歴
管理情報を記憶することが可能である。無論、容器内に
ガスセンサーを搭載させた場合には書き込み値としてで
はなく実測値として汚染ガス処理量を演算して記憶する
ことが可能である。尚、以下に記載する様に、粒子状汚
染物質除去フィルタ５、ガス状不純物捕捉フィルタ６、
ファンモータ７は、それぞれ単独の使用、組合せの使
用、取りつけ順位、および特性は使用するプロセスによ
りそれぞれ異なる。

【００１５】汚染物質除去手段を搭載した基板搬送容器
１は粒子状汚染物質やメタル性汚染物質を粒子除去フィ
ルタ５により、イオン性汚染物質や有機性汚染物質をガ
ス状不純物捕捉フィルタ６によりそれぞれ除去する。ま
た、固体高分子電解質膜により水分を分解する除湿手段
８もしくは除湿剤により水分を除去する。基板搬送容器
内の除去対象成分としては、上述したように各種ある
が、プロセスごとに除去対象成分は異なるため、必ずし
も全ての汚染物質除去手段を搭載する必要はない。

【００１６】本発明の対象とする基板搬送容器のように
高度な清浄空間を創る場合には、HEPAフィルタまたはUL
PAフィルタを用いるのが良い。ULPAフィルタは一般的に
ひだ折りした濾材に流路を確保するためのスペーサを設
けた構造である。このULPAフィルタの圧力損失は、濾材
の通気抵抗や濾材の折り込み量、流路の均一性等によっ
て変わる。構造的にフィルタの開口面積が小さくなる場
合は、奥行き寸法を大きくし、より多くの濾材を充填し
てやることにより極力圧力損失が小さいフィルタを用い
ることが好ましい。濾材もガラス繊維、弗素樹脂等、種
々製品化されており、どの濾材を用いても良いが、耐薬
品性に優れ、発ガスが少なく、通気抵抗の小さい弗素系
樹脂が好ましい。開口面積が大きくできる場合は、奥行
き寸法を小さくし、限られた空間を有効に使用するのが
良い。

【００１７】ガス状不純物除去手段としては、除去対象
物質に応じて種々選択することができる。塩基性ガス除
去手段としては、強酸性、弱酸性カチオン交換不織布ま
たは繊維、あるいは強酸性、弱酸性カチオン交換ビーズ
で効率良く除去することができる。また、酸性薬液を添
着した活性炭やセラミックでも除去できる。酸性ガスや
ボロン、リンの除去手段としては、強塩基性、弱塩基性
アニオン交換不織布または繊維、あるいは強塩基性、弱
塩基性カチオン交換ビーズで効率良く除去することがで
きる。また、塩基性薬液を添着した活性炭やセラミック
でも除去できる。有機物は、活性炭、活性炭素繊維、ゼ
オライト、モレキュラーシーブ、シリカゲル、多孔質セ
ラミックで除去できる。オゾンは、粒状またはシート状
の二酸化マンガンを担持または添着したメディアや活性
炭などで除去できる。また、ベーパー状でイオン化した
メタル、例えば硫酸銅などは、イオン交換不織布やイオ
ン交換ビーズで除去できる。吸着素材構成は除去対象物
質とフィルタの許容寸法、形状、圧力損失などに応じて
適宜選択することができる。

【００１８】図３は、本発明の第１の実施形態の基板搬
送容器を示す。この基板搬送容器は、フィルタ５，６及
びファンモータ７を搭載したフィルタブロック１１が容
器本体１に対して着脱自在に装着できるようになってい
る。そして、制御基板９及び２次電池１０は電装品ブロ
ック１２に搭載され、完全密封して防水仕様になってい
る。電装品ブロック１２のフランジ部１２ａと、容器本
体１のフランジ部１ａとは、パッキンまたはＯリング１
５を介して接合し、これにフランジガイド１６を用いて
接合した状態で挟み込み固定される。フランジガイド１
６は、図３（ｄ）に示すように略コの字型の部品であ
り、電装品ブロック１２を容器本体１に三方から締め付
け固定する。また、フランジ部１２ａと容器本体１のフ
ランジ部１ａを挟み込み固定するクランプを用いてもよ
い。フィルタブロック１１は、容器本体内部に突起する
爪１３により着脱自在に固定される。

【００１９】基板搬送容器１の洗浄にあたっては、先ず
フィルタブロック１１の爪１３による係合を外すことに
より、フィルタブロック１１を容器本体１から取り外
す。電装品ブロック１２は、上述したように完全密封し
た防水仕様になっているので、フィルタブロック１１を
取り外すことによりそのまま容器本体１を洗浄すること
ができる。なお、電装品ブロック１２もフランジガイド
１６を取り外すことにより着脱自在である。従って、電
装品ブロック１２を取り外して、代わりに洗浄用のプレ
ートを取り付けフランジガイド１６で締め付けることに
より開口部を密閉することができる。このような状態で
容器１の洗浄を行ってもよい。また、フィルタ部１１に
おけるフィルタの交換は、フィルタブロック１１を容器
本体１から外して容易に行うことができる。

【００２０】図４は、本発明の第２の実施形態の基板搬
送容器を示す。この実施形態においては、フィルタ５，
６、モータファン７、制御基板９、２次電池１０、およ
びこれらを接続するコネクタ等は一体にブロック１８に
固定され、全体として容器本体１に対して着脱自在に固
定されている。ブロック１８はフランジ部１８ａを備
え、フランジガイド１６により接合固定される。容器本
体のフランジ部１ａとケーシング１８のフランジ部１８
ａとの間にはＯリングまたはパッキングが介装され、気
密に封止される。

【００２１】容器の洗浄に際しては、フランジガイド１
６を外し、フィルタブロック１８を取り外す。そして、
洗浄用プレート１９を装着する。洗浄用プレート１９の
装着は、容器本体のフランジ部１ａにパッキンまたはＯ
リングを介装して洗浄プレート１９を押し当て、これを
フランジガイド１６により締め付け固定する。フランジ
ガイド１６は、図３に示す実施形態と同様にコの字状の
形状である。なお、装着を容易にするためにフランジ部
に互いにその一部に磁石を混入して仮固定しやすくする
ことも可能である。

【００２２】空気浄化機能を搭載した基板搬送容器は水
洗等に適さない部品（嫌湿部品）を持つため、従来の基
板搬送容器のように丸ごと洗浄機にて洗浄することがで
きない。洗浄するには嫌湿部品を完全密封して防水仕様
にすればよいが、嫌湿部品の中でもフィルタは交換する
必要があるため容易に着脱可能な構造にする必要があ
る。そこで、フィルタ部とフィルタ部以外の電装品等の
嫌湿部品は別ユニットとし、それぞれの固定は該搬送容
器容器本体と別個に行うことにより、フィルタ部だけを
容易に外し、他の嫌湿部品（２次電池および制御基板
等）は防水仕様に密封することで該搬送容器に搭載した
まま洗浄することを可能にした。

【００２３】係る構造は、当該基板搬送容器の専用洗浄
機を使用する場合には有効であるが、空気浄化機能を搭
載しない通常の基板搬送容器の洗浄機を使用することが
できない。何故ならば、空気浄化機能を搭載するため、
寸法が通常の容器と異なってくるからである。その場
合、嫌湿部品をフィルタ、電装品、その他を問わずまと
めて着脱可能にする必要がある。空気浄化機能を取り除
くと、通常の洗浄機に適合する。嫌湿部品を外した後の
該搬送容器本体には穴の空いた部分ができ、そのまま洗
浄機に掛けると容器外に洗剤を撒き散らすことになるた
め、一時的な密閉用プレートを容器にセットすることに
より汎用基板搬送容器用の洗浄機の使用を可能にした。

【００２４】嫌湿部品のブロックと容器本体の接合部は
容易な着脱と水分のリークを完全に遮断するシール性を
兼ね備える必要がある。よって洗浄時にも搭載したまま
の部品との接合部は上述したようにフランジ形状を持
ち、間に面パッキンもしくはＯリングを挿入する必要が
ある。尚、装着を容易にするために互いの一部に磁石を
混入し仮固定しやすくすることもできる。

【００２５】予め全工程のフィルタの汚染ガス処理量を
測定し、所要時間で割れば単位時間当たりの汚染ガス処
理量αが算出できる。単位時間当たりの汚染ガス処理量
αと駆動部品運転積算時間γとの積がフィルタ交換のし
きい値に到達しているか否かによって、フィルタの交換
時期を判断し、同様に容器洗浄頻度を決めておけば部品
運転積算時間γから洗浄時期を判断することができる。

【００２６】更に、基板搬送容器内にガスセンサーを搭
載している場合には、ガスセンサーの測定値から単位時
間あたりのフィルタの汚染ガス処理量βを測定し、駆動
部品運転積算時間γとの積がフィルタ交換のしきい値に
到達しているか否かによって、フィルタの交換時期を判
断し、同様に容器洗浄頻度を決めておけば、部品運転積
算時間γから洗浄時期を判断することができる。尚、こ
こでいうガスセンサーとしては、呈色式ガスモニター、
半導体センサー、水晶振動子センサー等が挙げられる
が、これに限定するものではない。

【００２７】基板搬送容器の洗浄時期およびフィルタの
交換時期の管理を円滑に行うには、少なくとも以下の情
報を管理する必要がある。基板搬送容器の識別ID 単位時間あたりの汚染ガス処理量α ガスセンサーを搭載させた場合の単位時間あたりの汚
染ガス発生量β 駆動部品運転積算時間γ そこでこれら４種類の情報を保存する記憶素子を空気浄
化機能を備えた基板搬送容器に搭載し、その情報を管理
する必要がある。容器が給電ステーションへ着座した時
に、或いは着座していない時でも直接データ管理用コン
ピュータへ送受信することにより、基板搬送容器の個々
の情報をネットワークを介して管理することができる。

【００２８】データ管理用コンピュータより個々の基板
搬送容器の記憶素子内容を読み取ることにより、LAN等
のネットワークを使えば遠隔地からでも個々の搬送容器
のフィルタ交換時期（=α×γ乃至β×γ値）,洗浄時期
(=γ値)等が把握でき、浄化機能を十分持たない容器に
被処理基板を保管することによる保管ロットの歩留まり
低下を防止できる。また、製造装置側の故障やプロセス
条件の変更により洗浄時期およびフィルタ交換時期を変
更する際も、遠隔操作で容器の記憶素子に書き込むこと
が可能である。

【００２９】またLAN等のネットワークを使えば、遠隔
地のデータ管理用コンピュータから搬送容器洗浄機に洗
浄すべき該搬送容器の情報を送信し、選択して洗浄する
ことも可能である。また、洗浄と同時にフィルタ交換の
必要な個体の選定も可能である。図５にLANネットワー
ク概念図を示す。データ管理用コンピュータより個々の
基板搬送容器の記憶素子内容を読み取ることにより、LA
N等のネットワークを使えば遠隔地からでも個々の搬送
容器のフィルタ交換時期（=α×γ乃至β×γ値）,洗浄
時期(=γ値)等が把握でき、浄化機能を十分持たない容
器に保管することによる保管ロットの歩留まり低下を防
止できる。また、直接データ管理用コンピュータと基板
搬送容器との送受信を行うことにより、クリーンルーム
現場での変更も可能であり、開発段階の条件設定なども
容易にできる。

【００３０】また、給電から次の給電までの最大電池駆
動時間（必要時間に安全率をかけた値）と消費電力の積
から電池残電力量を引いた量だけ充電することにより、
充電時間短縮とエネルギー有効利用のメリットを得られ
る。

【００３１】本発明の実施の形態は底部にドアを持った
基板搬送容器について記載したが、前面にドアを持つFO
UP (Front Opening Unified Pod)にも勿論適用可能であ
る。また、上記の実施形態は本発明の適用の具体例を述
べたものであり、本発明の趣旨を逸脱することなく種々
の変形実施例が可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フィルタとファンモータによる空気浄化機能を備えた基
板搬送容器の洗浄、およびフィルタ交換を容易に行うこ
とができる。また、容器の洗浄時期およびフィルタの交
換時期を容易に管理することができるので、被処理基板
の搬送および保管中の汚染を適切な管理により低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気浄化機能を搭載した基板搬送
容器の実施形態を示す側面中央断面図である。

【図２】図1に示す基板搬送容器のＢ矢視図である。

【図３】本発明の第１の実施形態の基板搬送容器のフィ
ルタブロックの取付構造を示した図であり、（ａ）は容
器の上面図、（ｂ）は容器の側面図、（ｃ）はフィルタ
ブロックおよび電装品ブロックの取付けを示し、（ｄ）
はフランジガイドによる固定を示す。

【図４】本発明の第２の実施形態の基板搬送容器のフィ
ルタブロックの取付構造を示した図であり、（ａ）はフ
ィルタブロックを装着した状態の容器の上面図であり、
（ｂ）はフィルタブロックを取り外し、洗浄プレートを
装着した状態の容器の上面図であり、（ｃ）はフィルタ
ブロックを装着した状態の容器の側面図であり、（ｄ）
はフィルタブロックを取り外し、洗浄プレートを装着し
た状態の容器の側面図ある。

【図５】LANによるネットワークの概念図である。

【符号の説明】

１容器本体２基板搬出入ドア３蓋体４カセット５粒子状汚染物質除去フィルタ６ガス状不純物捕捉フィルタ７ファンモータ８除湿ユニット９演算処理ユニット１０二次電池１１、１８フィルタブロック１２電装品ブロック１３固定用爪１５パッキンまたはＯリング１６フランジガイド１９洗浄用プレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岸貴士東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内Ｆターム(参考） 3E096 AA06 BA16 BB04 CA05 CA08 CB03 DA01 DA26 DC02 FA01 FA03 GA03 GA20 3F022 AA08 BB06 BB08 CC02 EE05 MM04 MM08 QQ00 5D112 KK09 KK10 5F031 CA02 CA05 CA07 DA09 EA12 EA14 EA19 EA20 FA01 FA02 FA03 FA04 NA14 NA15 NA18 PA24 PA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を内部に収容すると共に基板搬出入
用の開口部を持った容器本体と、前記開口部を開閉可能
なドアとで構成される基板搬送容器において、前記基板搬送容器は、前記容器内に気流を形成するファ
ンと、前記気流より汚染物質を除去するフィルタとを一
体化したブロックを備え、該ブロックを前記容器に着脱
自在に固定するようにしたことを特徴とする基板搬送容
器。
【請求項２】請求項１記載の基板搬送容器において、
前記ファンおよびフィルタに加え、前記ファンに電力を
供給する電装品を一体前記ブロックに構造としたことを
特徴とする基板搬送容器。
【請求項３】請求項１記載の基板搬送容器において、
前記電装品を前記ファンおよびフィルタとは別のブロッ
クとし、且つ該ブロックを洗浄可能な密閉構造としたこ
とを特徴とする基板搬送容器。
【請求項４】請求項２または３記載の基板搬送容器に
おいて、前記ブロックを外した開口部を、洗浄用プレー
トで密閉し、前記容器の洗浄を行うようにしたことを特
徴とする基板搬送容器。
【請求項５】基板を内部に収容すると共に基板搬出入
用の開口部を持った容器本体と、前記開口部を開閉可能
なドアと、前記容器内に気流を形成するファンと、前記
気流より汚染物質を除去するフィルタとを備えた基板搬
送容器を用い、単位時間あたりの汚染ガス処理量αと前記ファンの運転
積算時間γの積からフィルタ交換時期を判断し、前記フ
ァンの運転積算時間γから容器の洗浄時期を判断するこ
とを特徴とする基板搬送容器の使用方法。
【請求項６】請求項５記載の基板搬送容器の使用方法
において、前記基板搬送容器内にガスセンサーを搭載
し、単位時間あたりの汚染ガス量βを測定することによ
り、汚染ガス量βと前記ファンの運転積算時間γの積か
らフィルタ交換時期を判断し、更に前記ファンの運転積
算時間γから容器の洗浄時期を判断することを特徴とす
る基板搬送容器の使用方法。
【請求項７】請求項５又は６記載の基板搬送容器の使
用方法において、前記基板搬送容器のフィルタ交換時期
および洗浄時期の情報を有線もしくは無線で送受信し、
複数使用されている基板搬送容器の個々の情報をネット
ワークを介して管理することを特徴とする基板搬送容器
の使用方法。
【請求項８】請求項５又は６記載の基板搬送容器の使
用方法において、基板搬送容器の洗浄機に、洗浄すべき
容器の情報を送信し、該情報に従って前記容器を選択し
て洗浄することを特徴とする基板搬送容器の使用方法。