JP2004327911A - パージ装置およびパージ方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】FOUPにおける蓋を本体から分離した状態において、開口の前面をウエハが重ねられたに方向に沿ってガス供給ノズルを移動させ、ウエハ一枚一枚に対してガス供給ノズルより清浄ガスを吹き付けることによって、ウエハからの汚染物質等の除去を行うこととする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術の分野】
本発明は、半導体、フラットパネルディスプレイ用のパネル、光ディスク等、高清浄な環境下にてそのプロセスが行われる物品の製造工程において、当該物品収容のために用いられる製品収容容器に関する。より詳細には、前述の物品、主として300mm径の半導体用ウエハの処理工程においてこれを被収容物として用いられる、いわゆるFOUP(front−opening unified pod)における、その内部の清浄化方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】
【特許文献1】特開2003−45933
【特許文献2】特開平11−251422
【特許文献3】特開2002−353293
【0003】
これまで、半導体デバイスの製造工程では、ウエハに対して各種処理を施すための工場全体をクリーンルーム化するで、求められるプロセス中の高清浄化に対応していた。しかし、ウエハの大径化に伴って、この様な対処では構成上環境を得ることがコスト等において問題となり、ここ数年、各処理装置各々に対して高清浄度に保ったミニエンバイロンメント(微小環境)空間を確保する手段がとられている。
【0004】
具体的には工場全体の清浄度を高めるのではなく、製造工程内における各処理装置内およびその間の移動中における保管用容器(以下、ポッドと呼ぶ)内のみを高清浄度に保つこととしている。このポッドを、上述のごとくFOUPと総称している。この様に、わずかな空間のみを高清浄化することで、工場全体をクリーンルーム化した場合と同じ効果を得て設備投資や維持費を削減して効率的な生産工程を実現している。
【0005】
以下、実際に用いられる、いわゆるミニエンバイロメント方式に対応した半導体処理装置等について簡単に説明する。図8は半導体ウエハ処理装置50の全体を示している。半導体ウエハ処理装置50は、主にロードポート部51、搬送室52、および処理室59から構成されている。それぞれの接合部分は、ロードポート側の仕切り55aおよびカバー58aと、処理室側の仕切り55bおよびカバー58bとにより区画されている。半導体ウエハ処理装置50における搬送室52では塵を排出して高清浄度を保つ為、その上部に設けられたファン(不図示)により搬送室52の上方から下方に向かって空気流を発生させている。これで塵は常に下側に向かって排出されることになる。
【0006】
ロードポート部51上には、シリコンウエハ等(以下、単にウエハと呼ぶ)の保管用容器たるポッド2が台53上に据え付けられる。先にも述べたように、搬送室52の内部はウエハ1を処理する為に高清浄度に保たれており、更にその内部にはロボットアーム54が設けられている。このロボットアーム54によって、ウエハはポッド2内部と処理室59の内部との間を移送される。処理室59には、通常ウエハ表面等に薄膜形成、薄膜加工等の処理を施すための各種機構が内包されているが、これら構成は本発明と直接の関係を有さないためにここでの説明は省略する。
【0007】
ポッド2は、被処理物たるウエハ1を内部に収めるための空間を有し、いずれか一面に開口部を有する箱状の本体部2aと、該開口部を密閉するための蓋4とを備えている。本体部2aの内部にはウエハ1を一方向に重ねる為の複数の段を有する棚が配置されており、ここに載置されるウエハ1各々はその間隔を一定としてポッド2内部に収容される。なお、ここで示した例においては、ウエハ1を重ねる方向は、鉛直方向となっている。搬送室52のロードポート部51側には、開口部10が設けられている。開口部10は、ポッド2が開口部10に近接するようにロードポート部51上で配置された際に、ポッド2の開口部と対向する位置に配置されている。また、搬送室52には内側における開口部10付近には、後述するオープナ3が設けられている。
【0008】
図9Aおよび9Bは、従来の装置におけるオープナ3部分を拡大した側断面図および搬送室52側からオープナ3見た正面図をそれぞれ示している。図10は、オープナ3を用いてポッド2から蓋4を取り外した状態についてその側断面概略を示している。オ−プナ3は、ドア6とドアアーム42とを備えている。ドア6には固定部材46が取り付けられており、ドア6は、当該固定部材46を介してドアアーム42の一端に対して回動可能に連結されている。ドアアーム42の他端は、エアー駆動式のシリンダ31の一部であるロッド37の先端部に対して、枢軸40を介して、当該枢軸40に対して回転可能に支持されている。
【0009】
ドアアーム42の該一端と該他端との間には、貫通穴が設けられている。当該穴と、オープナ3を昇降させる可動部56の支持部材60に固定される固定部材39の穴とを不図示のピンが貫通することにより、支点41が構成されている。従って、シリンダ31の駆動によるロッド37の伸縮に応じて、ドアアーム42は支点41を中心に回動可能となる。ドアアーム42の支点41は、昇降が可能な可動部56に設けられる支持部材60に固定されている。ドア6は保持ポート11aおよび11bを有していて、ポッド2の蓋4を真空吸着で保持できる。
【0010】
これら構成によってウエハ1の処理を行う際には、まず搬送室開口部10に近接するように台53上に配置して、ドア6により蓋4を保持する。そしてシリンダ31のロッドを縮めるとドアアーム42が支点41を中心に搬送室開口部10から離れるように移動する。この動作によりドア6は蓋4とともに回動して蓋4をポッド2から取り外す。その状態が図10に示されている。その後、可動部56を下降させて蓋4を所定の待避位置まで搬送する。
【0011】
通常、ウエハ等を収容した状態でのポッド2の内部は、高清浄に管理された乾燥窒素等によって満たされており、汚染物質、酸化性のガス等のポッド内部への侵入を防止している。しかしながら、このポッドは処理室を経た後のウエハも収容することから、処理室等にて汚染物質等がウエハに付着し、これがポッド内部に持ち込まれる場合が考えられる。この様な汚染物質等が次の処理室にまで持ち込まれた場合、この処理室を経ることにより本来為されるべき所望のウエハ処理が行われない場合も生じえる。このため、ウエハをポッドから搬送室に移す際に、これら汚染物質等を除去する必要がある。
【0012】
従来のFOUPにおいては、当該要求に対応するために、パージ用のガスをポッド内部に導入するための給気孔および排出するための排気孔が、その底部に設けられている。これら給気および排気孔は、当該ポッドを載置する支持台に設けられたパージガス用の給気孔および排気孔と、それぞれ接続される。実際の操作としては、これら給気孔を介して、支持台側から、高清浄に管理された高圧ガスをポッド内部に導入する。同時に、ポッド内部に存在していたガスおよび汚染物質等を、これら排気孔を介してポッド外部に排出する。当該操作によって、ポッド内部に持ち込まれた汚染物質等の除去を行っていた。
【0013】
しかし、単にポッド底部から高圧ガスを導入するだけでは、ガス流は通過が容易なウエハ外周近傍を主として通過すると考えられる。従って、微小間隔を保って保持される個々のウエハの上下面に対して充分な流速を有したガスを通過させることは困難と思われる。しかし、汚染物質等は、ウエハ上面或いは下面に主に付着しており、従来の方式では汚染物質等の充分な除去は困難と思われる。
【0014】
ウエハに付着した汚染物質を確実に除去するための方法として、【特許文献1】に開示される方法が提案されている。当該方法においては、搬送室とは別個に、オープナを収容する空間が設けられている。当該空間は、ポッドの開口部の正面上方に位置する部分に、ガス供給口を有している。このガス供給口からポッド内部に向けて清浄ガスを供給し、ポッド内部を循環してポッド下部から当該空間に流出した当該清浄ガスを、当該空間下部から排気している。以上の構成を用いて、ポッド内部に清浄ガスを循環させることによって、従来の方法と比較して、より確実な汚染物質等の除去を行えるようにしている。
【0015】
また、【特許文献2】には、ポッド内部に保持されたウエハ個々の間に対して、清浄ガスを導入する方法が開示されている。当該方法においては、ポッド内部に、ウエハ個々を収容する溝部各々に対して各々連通するガス導入用流路およびガス排出用流路が設けられている。このガス導入用流路を介して清浄ガスを個々のウエハの表面に対して吹き付け、汚染物質等を含むこととなった当該清浄ガスをガス排出用流路を介して排気することにより、より確実な汚染物質の除去を行えるようにしている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
【特許文献1】に開示される方法は、ポッド内部の湿度および酸化性ガスの低減、および有機汚染の防止に関してはある程度の効果が期待できる。しかしながら、微小空間を保って保持されたウエハ個々の間に存在するガス等を、効果的に置換することはやはり困難と思われる。従って、ウエハ上下面に付着した汚染物質を除去する効果を得ることも、同様に困難と思われる。
【0017】
【特許文献2】に開示される方法によれば、ウエハ上下面に付着した汚染物質の除去も可能と思われる。しかし、実際の構成上ガス導入用流路の内径を大きく保つことは困難とおもわれる。このため、当該流路の上流側と下流側とでは、ウエハ表面に導入されるガスの圧力、或いは所定圧力で導入される時間に差が生じ、ウエハの保持位置に応じて汚染物質の除去効果が異なることが考えられる。
【0018】
また、支持台、ポッド形状、更にはポッド内部パージ用の清浄ガスの供給孔および排出孔の配置等は、半導体製造業界においてほぼ規格化されている。従って、この規格と異なった構成を必要とする【特許文献2】に開示されるポッドは、現在汎用されている支持台等と共用できないという問題を有している。
【0019】
本発明は、上記状況に鑑みて為されたものであり、ウエハ上に付着した汚染物質等を効果的に除去することが可能なFOUPのパージ方法およびパージ装置の提供を目的とするものである。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るパージ装置は、開口、および被収容物が各々載置される所定の方向に並ぶ複数の棚からなる本体と、本体から分離可能であって開口を塞ぐ蓋と、を備えるポッドに収容された被収容物に対し、所定のガスを吹き付けてパージ操作を行うパージ装置であって、蓋が本体から分離された状態において、開口の前面を所定の方向に移動可能なフレームと、フレームに対して所定の位置関係を保つことで所定方向に移動可能なガス供給ノズルとを有することを特徴としている。
【0021】
なお、上記パージ装置においては、フレームは、ポッド中に収容された被収容物のマッピングを行うセンサを保持し、ガス供給ノズルはセンサと並置されることとしても良い。また、上記パージ装置において、所定のガスがガス供給ノズルから吹き出されるタイミングは、ガス供給ノズルが所定方向に移動する際に、被収容物が延在する平面を通過するタイミングと同期することとしても良い。また、上記パージ装置においては、ガス供給ノズルは、被収容物が延在する平面と平行な方向或いは平面に対して所定角度下方を向いた方向に所定のガスを吹き出すこととしても良い。
【0022】
なお、上記パージ装置において、被収容物は半導体製造に用いられるウエハ、或いは高清浄な環境下でその処理が行われる各種物品に対応する。また、ポッドは、半導体ウエハを収容するものの例としてFOUPがあるが、各種物品を収容するものであれば特にFOUPに限られない。また、蓋が本体から分離された状態は、ポッドがロードポート上に載置されて、ポッド内に収容されたウエハがロードポートを介してウエハ処理装置に移載される状態に対応する。また、ここで述べたパージ操作は、物品上に付着等して存在する、塵、有機物、不純物元素、酸化性ガス等の汚染物質を除去する操作を意味している。また、マッピングとは、棚の格段に収容されるウエハの有無を検出し、これを棚の位置情報と対応付ける操作を意味する。
【0023】
更に、上記課題を解決するために、本発明にかかるパージ方法は、開口、および被収容物が各々載置される所定の方向に並ぶ複数の棚からなる本体と、本体から分離可能であって開口を塞ぐ蓋と、を備えるポッドに収容された被収容物に対し、所定のガスを吹き付けてパージ操作を行うパージ方法であって、蓋を本体から分離し、開口の前面を所定の方向に沿ってガス供給ノズルを移動させ、ガス供給ノズルより所定のガスを被収容物に対して吹き付けることによって被収容物のパージを行う工程を含むことを特徴としている。
【0024】
なお、上記パージ方法においては、ガス供給ノズルはセンサと並置され、パージを行う工程と同時に、センサにより、ポッド内に収容された被収容物のマッピングを行う工程が為されることとしても良い。また、上記パージ方法においては、パージを行う工程は、ガス供給ノズルが所定方向に移動する際に、被収容物が延在する平面を通過するタイミングと同期して為されることとしても良い。また、上記パージ方法においては、パージを行う工程において、ガス供給ノズルは、被収容物が延在する平面と平行な方向或いは平面に対して所定角度下方を向いた方向に所定のガスを吹き出すこととしても良い。
【0025】
なお、上記パージ方法において、被収容物は半導体製造に用いられるウエハ、或いは高清浄な環境下でその処理が行われる各種物品に対応する。また、ポッドは、半導体ウエハを収容するものの例としてFOUPがあるが、各種物品を収容するものであれば特にFOUPに限られない。また、蓋が本体から分離された状態は、ポッドがロードポート上に載置されて、ポッド内に収容されたウエハがロードポートを介してウエハ処理装置に移載される状態に対応する。また、ここで述べたパージ操作は、物品上に付着等して存在する、塵、有機物、不純物元素、酸化性ガス等の汚染物質を除去する操作を意味している。また、マッピングとは、棚の格段に収容されるウエハの有無を検出し、これを棚の位置情報と対応付ける操作を意味する。
【0026】
【実施の形態】
本発明の一実施の形態に関して、図面を参照して以下に説明する。図1は、本発明に係るパージ装置の概略構成に関するものであり、ポッド、ボッド内部に収容されたウエハおよび本発明に係るパージ装置を側面より見た状態の概略を示す図である。また、図2は、図1に示した各構成およびこれに付随する構成を、その上方より見た状態の要部概略を示す図である。なお、ポッドには、ウエハを支持する棚、蓋とポッドとの間に配置されるシール部材等、各種構成が本来含まれ、また、ドアにも種々の構成が付随している。しかし、これら構成は本発明と直接の関係を有さないため、ここでの詳細な図示および説明は省略する。
【0027】
図中、枠部材から構成されるフレーム5が、オープナにおけるドア6の周囲を囲むように配置される。フレーム5の上部には、図2に示す一対の棒状体13aおよび13bが設けられている。なお、これら棒状体13a、13bは、ポッド2の開口面からボッド内部に向かい、当該開口面に対して略垂直な方向に延在している。この棒状体13aおよび13bは、ガス供給ノズル21aおよび21bが当該棒状体と同方向に向かうように、これらを支持している。ガス供給ノズル21aおよび21b各々には、不図示のガス供給ラインがそれぞれ接続されており、外部からの操作に応じて清浄ガスを当該ノズルに供給することが可能となっている。これらガス供給ノズル21a、21bをウエハ1が重ねられる方向に順次移動させ、ウエハ1各々の間に対して清浄ガスを供給する。その結果、ウエハの表裏面およびポッド2内部の清浄ガスによる汚染物質等の除去操作、いわゆるパージ操作が為されることとなる。
【0028】
本実施例においては、ガス供給ノズル21aおよび21bは、ポッド2の中心線、即ちポッド内部に保持されるウエハ1の中心線に対して、それぞれ所定の間隔dだけ離された、当該中心線に関して対象となる位置に配置されている。また、個々のノズル21a、21bは、ウエハ1の表面に対して平行或いは当該平面に対して所定角度αだけ下方を向けてガス供給が可能となるように、それぞれ対応する棒状体13a、13bに固定されている。なお、これら間隔dおよび角度αは、ポッド2に保持されるウエハ各々の間隔、ポッド2の形状等に応じて、ウエハ1上の汚染物質をより効率的に除去し且つポッド2内部よりこれらを排出可能となるように、適宜調整されることが好ましい。また、同様の理由から、ノズルの数を当該実施例より増減させる、あるいはノズルを駆動可能な構成とすることとしても良い。
【0029】
本発明においては、ウエハ一枚毎に対して、汚染物質等の除去操作を行うことが可能であり、従来と比較してより清浄度の高い状態にて、ウエハをポッド内部に保持することが可能となる。また、本発明においては、汚染物質等の除去操作に要するガス流量、パージ時間等を、ウエハ各々に対して個々に制御することが可能である。従って、常に一定の条件にて当該除去操作を行うことも可能であり、ポッド内における全てのウエハの管理状態を容易に一定に保つことができる。
【0030】
なお、ガス供給ノズル21aおよび21bよりポッド2内部に供給されたガス等は、従来よりポッド2に設けられている排気孔を用いて排出することとしても良い。また、当該パージ操作は蓋4が開放された状態で行われることから、搬送室に設けられた不図示の排気系を用いてこれを行うこととしても良い。また、一旦ウエハから除去された汚染物質等については、これらが他のウエハ或いはポッド内部への再付着、或いは搬送室への流入することを防止することが好ましいと
考えられる。この場合、
【特許文献1】に示されるように、汚染物質等の除去作業に用いた清浄ガスを効率的に排気するために、ポッド開口と連通する排気専用の小室を搬送室内に設けることとしても良い。
【0031】
上述したように、一旦ウエハ上より除去された汚染物質等は、速やかにポッド外部に運ばれることが好ましい。このため、より効果的に汚染物質の除去を行う
上では、
【特許文献2】に示されたように、ウエハ各々に対応した排気用のポートを付加することも考えられる。しかしながら、この様な構成の付加は規格に対応したポッドの大幅な規格変更を要する。従って、現在用いられているFOUPに関するシステムに対して本発明を用いる場合は、この様な排気用ポートは設けないほうが好ましいと考えられる。
【0032】
また、汚染物質等は、たとえば塵の形態にてウエハに付着する場合も考えられる。この様な塵は、帯電し、静電気的な引力によってウエハに付着している場合が多いと考えられる。この様な塵に対しては、単なる高清浄ガスをウエハに吹き付けるのではなく、イオン化したガスを吹きかけることにより、より効率よく除去可能である。従って、ガス供給ノズル或いはその近傍に、ガス等をイオン化するいわゆるイオナイザーを付加し、必要に応じてイオン化されたガスを供給することが可能となる構成とすることがより好ましい。
【0033】
(適用例)
次に、本発明に係るパージ装置を、現在用いられているFOUPに関するシステムに対して適用した場合について、以下に図面を参照して説明する。なお、本発明を適用した半導体ウエハ処理装置およびポッドは、その概略構成が従来技術において述べた構成と略同一であるため、同一の構成に関しての説明は省略する。なお、オープナ3に対しては、ポッド2の内部に保持されるウエハのマッピング操作を行うための構成が加えられている場合が多い。これら構成としては、ウエハの有無を検知するための一対の透過センサ、これらセンサを支持するフレーム、フレームを駆動するための機構、センサの現在位置を検知するための機構等が含まれる。本適用例においては、本発明に係るガス供給ノズル等を支持するフレーム5を、この透過センサを支持するフレームと共通化することにより、本発明の実施をより容易なものとしている。
【0034】
ウエハ処理装置50の概略構成に関しては、従来技術として図8に示すように、搬送室52にはロードポート部51側にポッド2の蓋4より若干大きい搬送室開口部10が備えられている。搬送室52の内部であって搬送室開口部10の側には、ポッド2の蓋4を開閉する為のオープナ3が設けられている。ここで図3Aおよび3Bを参照して、本発明を適用したオープナ3について説明する。 図3Aは図1におけるロードポート部51、ポッド2、オープナ3および蓋4部分を縮小し装置全体を表した図であり、図3Bは図3Aに示す構成を搬送室52内部側から見た図である。
【0035】
オ−プナ3は、ドア6とフレーム5とを備えている。ドア6は、搬送室開口部10を塞げる大きさの板状体であって、その面には真空吸気孔である保持部11aおよび11bが備えられている。ドア6が搬送室開口部10を塞いだ際にポッド2側に位置する面は蓋4と密着できるような平面となっている。ドア6には穴を有する固定部材46が取り付けられている。この穴にドアアーム42の上端に設けられた枢軸45が回動可能に貫通することで固定されている。ドアアーム42の下端には穴が形成されている。枢軸40は、当該穴と、ドア開閉用駆動装置であるエアー駆動式のドア開閉用シリンダ31の一部であるロッド37の先端にある穴とに貫通している。これにより、ドアアーム42はシリンダ31と結合され、シリンダ31によって回転可能に支持されることとなる。
【0036】
フレーム5は搬送室開口部10に沿い、かつドア6を囲むように配置された枠部材からなる構造体である。フレーム5は、その下側の枠部材において長く延びるフレームアーム12aおよびフレームアーム12bの上端に取り付けられている。フレームアーム12aおよびフレームアーム12bの下端には不図示の穴が形成されている。当該穴と、フレーム駆動装置であるエアー駆動式のフレーム駆動用シリンダ35の一部であるロッド38の先端にある穴とに枢軸44が貫通している。これにより、これらフレームアームとシリンダ35とが結合され、フレームアームはシリンダ35によって回転可能に支持されることとなる。
【0037】
フレームアーム12aおよび12bは荷重を均等に支える為に、フレーム5の中心軸に沿って対称かつ平行に鉛直方向に向かって延在している。フレームアーム12aおよび12bのそれぞれの上端と下端の間には、フレームアーム12aおよび12bのそれぞれに垂直なロッド47が取り付けられている。支持部材60には支持部材60から垂直に延びた形状の支点支持部たる固定部材39が配置されている。固定部材39は支持部材60に平行な貫通穴を有している。固定部材39の貫通穴にはベアリング(不図示)が配置されていて、ベアリングの外輪が貫通穴の内壁に、ベアリングの内輪がロッド47を枢支している。これにより、ロッド47は固定部材39の貫通穴に内包された状態で支点41を構成している。
【0038】
この支点41は、アームフレーム12aおよび12bの支点と、ドアアームの支点とを共通的に兼ねた同軸上の支点として構成される。すなわち、ドアアーム42の上端と下端との間には別の貫通穴が設けられている。この貫通穴にロッド47が貫通して支点41を構成している。シリンダ31の駆動によるロッド37の伸縮により、ドアアーム42は支点41を中心に回動可能である。ドアアーム42の支点41は昇降が可能な可動部56に設けられる支持部材60に固定されている。ドア6は保持ポート11aおよび11bを有していて、ポッド2の蓋4を真空吸着により保持可能である。ドアアーム42は、搬送室開口部10にドア6を押し付けている際(以下、待機状態とよぶ)にはほぼ鉛直方向になるように配置され、ドアアーム42を回転させることによりドア6が搬送室52の壁面から離れる方向に移動する。
【0039】
フレーム駆動用シリンダ35の駆動によるロッド38の伸縮に応じて、フレームアーム12aおよび12bは、支点41を中心に回動可能である。すわなち、フレームアーム12aおよび12bも、昇降が可能な可動部56に設けられる支持部材60に固定されている。フレーム5は、ドア6が待機状態にある際には、搬送室52の壁面から斜めに離れるように配置されている。すなわち、この状態ではフレームアーム12aおよび12bとはドアアーム42に対してある角度を持つように斜めになった状態で支持されていて、フレーム5の上部は搬送室52の壁面から一定の距離だけ離れている。一方、この待機状態からフレーム5が、搬送室52の壁面に当接する方向にフレームアーム12aおよび12bとを回転させると、フレーム5は搬送室52の壁面にほぼ当接する。
【0040】
フレーム5の上部に配置されている枠部材には、支持棒13aおよび13bが、搬送室52の壁面側に向かって突出するように固定されている。支持棒13aと支持棒13bのそれぞれの先端には、第1の透過式センサたる透過式センサ9aおよび9bとが互いに対向するようにまた、ガス供給ノズル21aおよび21bが上述した位置関係を満たすように、それぞれ取り付けられている。
【0041】
半導体ウエハ処理装置50には、オープナ3を昇降させるための可動部56が設けられている。図4Aは、オープナ3の可動部56を、ロードポート部51側から見た図であり、図4Bは図4Aの矢視Xを示した図である。可動部56は、鉛直方向に昇降を行う為のエアー駆動式のロッドレスシリンダ33と支持部材60とを備え、ポッド2より空気流の下流となるようにポッド2の下面より下方に配置されている。支持部材60には、固定部材39とエアー駆動式のシリンダ31とシリンダ35とが取り付けられている。可動部56はロードポート部51側に設けられており、仕切り55に設けられた長穴57を介して、ドアアーム42およびフレームアーム12aおよび12bにより搬送室52側のオープナ3を支えている。
【0042】
長穴57は、可動部56の移動方向、すなわち本実施例の場合には鉛直方向を長手方向として設けられている。また、長穴57により搬送室52内の清浄度が低下しないように、ロードポート部51と搬送室52とはカバー58により仕切られている。更に、オープナ3が下降したときのオーバランを防止するためのリミッタ59が、仕切り55の下方に設けられている。仕切り55には、ロッドレスシリンダ33とガイド61aとガイド61bとが長穴57に沿って設けられている。可動部56は、ロッドレスシリンダ33によりガイド61aとガイド61bに沿って昇降を行う。可動部56の横にはロッドレスシリンダ33に沿ってセンサードグ7が備えられている。
【0043】
センサードグ7は、ロッドレスシリンダ33に沿った方向に延びる板状体であって、その長手方向には一定間隔で配置した指標手段を有している。本実施例では、指標手段として、一定間隔で配置された切り欠きである凹凸部12を有している。その凹凸の数はポッド内のウエハ配置用棚の段数と対応し、更にその凹凸は可動部がある任意の棚に差し掛かった際に、必ず一の切り欠きが対応するように配置されている。センサードグ7側の可動部56には、横の仕切り55上に、第2の透過式センサたる透過式センサ8が固定されている。
【0044】
透過式センサ8のセンサ部は、センサードグ7に設けられた一定の間隔の切り欠きを備えた凹凸12を挟むように配置されていて、可動部56の移動に応じてこのセンサードグ7の凹凸部12を検出可能となっている。可動部56の支持部材60には、第3の透過式センサ62が備え付けられている一方、長穴57の下側付近の仕切り55には、リミッタ64が設けられている。当該機構においては、突出部がリミッタ64を遮光すると、可動部56に停止信号が発出されオープナ3の全体の動作が停止する。
【0045】
次に、これらの構成に基づいて、ウエハ1上の汚染物質の除去操作およびマッピング操作がどのように行われるかについて図3A、図3B乃至図7を用いて説明する。なお、図3Aは待機状態、図5は蓋4を開閉してフレーム5が稼動した状態、図6はウエハ1における汚染物質の除去操作およびのマッピング操作が完了した状態、図7はウエハ1に対して行われた操作の完了後にフレーム5が待機状態に戻った状態をそれぞれ示した図である。また、図4Aおよび4Bは、フレーム5の駆動位置を検知するために設けられたセンサドグおよび関連する構成についての正面図および側面図をそれぞれ示している
【0046】
前の処理工程を終えたポッド2内の棚には、前処理の処理規格を満たしたウエハ1が収納されている一方、規格を満たさなかったウエハ1は前処理の段階で工程から排除されている。ポッド2内の棚の格段にはウエハ1が存在する段と、存在しない段とが混在している。この状態のポッド2が、図3Aに示すように搬送室52上の台53上に載置され、搬送室開口部10に近接するように移動する。この状態ではオープナ3は待機状態にある。すなわち、ドア開閉用シリンダ31のロッド37が最も伸びた状態であって、ドアアーム42は支点41を中心にドア6を搬送室開口部10に押し付けて塞いでいる状態にある。
【0047】
本実施例では、この状態ではアーム42は鉛直方向に立った状態に有る。一方、フレーム駆動用シリンダ35のロッド38は最も縮んだ状態にあって、フレームアーム12aおよび12bは支点41を中心にフレーム5を搬送室52の壁面から引き離すように作用した状態に有る。すなわち、本実施例ではドアアーム42に対してフレームアーム12aおよび12bはある角度をもって斜めになった状態である。
【0048】
図5は、ポッド2が搬送室開口部10に近接してドア6が蓋4を保持した状態を示している。ポッド2が搬送室開口部10に近接すると、ポッド2の蓋4はドア6に密着し、真空吸引により保持部11aおよび11bを介してポッド2の蓋4を保持する。ドア6が蓋4を保持すると、ドア開閉用シリンダ31が働いてロッド37を縮める。続いて、ドアアーム42の端部に設けられた枢軸40が、支持ベース60側に引き寄せられ、ドアアーム42は支点41によって梃の原理に従ってミニエンバイロンメント開口部10からドア6を引き離すように回動し、ポッド2から蓋4を開放する。
【0049】
蓋4が開放された後、フレーム5の上端が開口部10の位置に入る、フレームアーム12aおよび12bが回動可能となる位置まで可動部56がわずかに下降する。下降終了後、フレームアーム12は、実際にその回動動作を開始する。すなわち、フレーム駆動用シリンダ35のロッド38が伸びてフレーム5が搬送室開口部10の周囲にほぼ当接するまでフレームアーム12aおよび12bが回動する。すると、フレーム5の上側に取り付けられているガス供給ノズル21aおよび21bおよび透過式センサ9aおよび9bが、搬送室開口部10から外に出てポッド2内に挿入される。この時点で、ガス供給ノズル21aおよび21bは図2に示した配置に位置される。また、ガス供給ノズル21aおよび21bと並置された第1の透過式センサ9aおよび9bは、これらを結ぶ直線上にウエハ1が存在するように配置され検出空間を構成する。
【0050】
この状態で可動部56が鉛直方向に移動すると同時に、個々のウエハ1に対する高清浄ガスの吹き付けによる汚染物質の除去操作、およびウエハ1のマッピング操作が、順次実行される。すなわち、オープナ3はロッドレスシリンダ33により、図6に示した位置まで下降する。透過式センサ9aと9bは、可動部56およびオープナ3と共にウエハ1の面に対して垂直方向に下降する。ウエハ1が棚の段に存在するときには透過式センサ9aから発せられた光を遮り、一方、ウエハが棚の段から欠落しているときには、透過式センサ9aの光は遮られない。透過式センサ9bがウエハ1により遮られたときに非透過信号を発し、透過式センサ9bがウエハ1により遮られないときに透過信号を発するように、各々のセンサを設定しておく。
【0051】
これにより、非透過信号が検知されているときにはウエハ1が存在すると判断でき、透過信号が検知されているときはウエハ1が欠落していると判断できる。この透過信号に反応して、ガス供給ノズル21aおよび21bより高清浄ガスが所定時間、所定圧力にて、ウエハ1に対して吹き付けられるようにすることで、個々のウエハに対する汚染物質等の除去操作を効果的に行うことができる。なお、この場合、ガスの使用効率を考慮して非透過信号に応じて高清浄ガスの吹き付けを停止しても良いが、ウエハ間の間隔が異なることによって操作対象となるウエハ上のガス流速が変化することを考慮して、ガスの吹き付け条件を変更することとしても良い。
【0052】
透過式センサ8のセンサ部は、センサードグ7に設けられた一定の間隔の切り欠きを備えた凹凸12を挟むように配置されている。従って、可動部56が下降する際に、透過式センサ8も共に下降してセンサードグ7の凹凸12を検出する。このとき、透過式センサ8が凹部を通過するときには透過式センサ8は遮光されずに透過信号を発し、凸部を通過したときには透過式センサ8が遮光されて非透過信号を発するようになっている。よって、透過式センサ9aと9bがポッド2内の棚の各段を通過する時点と透過式センサ8が凹部を通過する時点とが対応するように、センサードグ7の凹凸12を予め設定しておけば、透過透過式センサ8が検出する透過・非透過の信号は、透過式センサ9が実際に通過する棚の段の信号を示すことになる。
【0053】
これと透過式センサ9aがウエハ1により遮光する結果検出される透過・非透過の信号の検出結果と比較して、透過式センサ8が棚の段に対応する信号を検知したときに透過式センサ9aが遮光されればウエハ1はその棚段に存在したと判断でき、一方、その時透過式センサ9aが遮光されなければその棚段にはウエハ1が欠落していたと判断できる。これら判断に基づいて、高清浄ガスの吹き付けタイミング或いは吹き付け条件等を変更することにより、より効果的に汚染物質等の除去操作を行うことが可能となる。すべてのウエハ1に対してこれを繰り返し、オープナ3のマッピング終了位置に支持棒が至ることにより、汚染物質等の除去操作およびマッピング操作が完了する。
【0054】
その後、フレーム開閉シリンダ35のロッド38を再度縮めるとフレームアーム12aおよび12bが回動し、フレーム5が搬送室開口部10から離れるように移動する。ロッド38が最も縮まったところで、フレーム5の移動が完了する。そして可動部56が最下点まで移動をし、蓋4の開放とともに、ウエハ1に対する汚染物質等の除去およびマッピングを行う一連の動作を完了する。この状態が図7に示す状態である。
【0055】
上記のごとく説明したとおり、本実施例においては、ガス供給ノズル21aおよび21bおよび透過式センサ9aおよび9bを同一フレーム5に固定している。また、フレーム5を回動させる手段であるフレームアーム12aおよび12bおよびフレーム駆動用シリンダを設けている。これらの構成を搬送室開口部10から十分に離れた可動部56に設けたことにより、ガス供給ノズルおよび透過式センサの展開動作を行う装置をウエハ1付近に設ける必要がなくなる。また、センサードグ7と透過式センサ8とを利用することにより、ポッド2内の棚の段に対応した同期信号を容易に発生させることができるため、ドライブモータを駆動装置に使用せずとも、ウエハ1のマッピング操作と同時に、より効果的な汚染物質等の除去操作を行うことが可能となる。このようにセンサードグ7を利用すれば、信号を発生することのできないエアー駆動式シリンダをウエハ1のマッピングに利用することができる。
【0056】
なお、本実施例では、ドアアーム42の支点とマッピングフレーム5の支点とを支点41により共通しているが、両者を別の支点としても同様の効果を奏する。すなわち、ドアアーム42上に設ける第1の支点とマッピングフレーム上に設けられる第2の支点として異なる支点を備えても同様の効果を奏する。可動部56と、支点41,ドア開閉用シリンダ31およびマッピングフレーム駆動用シリンダ35と一体化しているが、本発明の効果を得る上で必ずしも一体化する必要はない。これらの機構がポッド2に対して空気流の下流に配置される限り、同様の効果を奏する。
【0057】
なお、本実施例においては、FOUPの規格に準じた構成に対して大きな変更を加えることなく本発明を適用することを目的として、ガス供給ノズルは、ウエハマッピング用のセンサと並列して支持棒上に固定されることとしているが、本発明はこれに限定されない。具体的には、ガス供給ノズルをセンサとは異なるフレーム上に固定することとしても良い。また、ガス供給ノズルに駆動機構を付加し、ガス供給ノズルをウエハ面と平行に移動或いは回動可能としても良い。当該構成とすることにより、ノズルの数が少なくとも、ウエハ表面をまんべんなくパージすることが可能となる。また、汚染物質等の付着状況は直前に行われる処理に応じて変動することも考えられる。この場合、付着状況およびガスの使用状態に鑑み、ガス供給ノズルの数を増減させても良い。
【0058】
また、本実施例においては、汚染物質等の除去操作は、マッピング操作にあわせて一回のみ行うこととしているが、本発明はこれに限定されない。当該除去操作は、搬送室内のロボットアームがポッド内のウエハにアクセスしている時以外には、常時行うことが可能である。従って、ウエハが処理装置内にて各種処理を施されている間に、ポッド内に保持されたウエハに対して、当該除去操作を繰り返して行うこととしても良い。
【0059】
また、本実施例においては、FOUPを対象として述べているが、本発明の適用例は当該システムに限定されない。内部に複数の被保持物を収容する容器と、当該容器より被保持物を搬送して被保持物を処理する装置に搬送する搬送室とを有する系であれば、本発明に係る汚染物質等の除去装置(パージ装置)を適用することは可能である。
【0060】
【発明の効果】
本発明によれば、ガス供給ノズルが、ポッド開口よりポッド内部に入り込み、ウエハ表面に向けて高清浄のガスを吹き付けることが可能となる。また、ガス供給ノズルはウエハが重ねられる方向に移動可能であり、一枚一枚のウエハに対して個別にガスの吹き付けを行うことが可能である。従って、ウエハ表面に付着している塵、不純物といった汚染物質等を効果的且つ確実に除去することが可能である。また、ポッド内部のパージ操作を、ガス供給ノズルを用いて、ウエハ処理中に随時行うことも可能でありより高清浄な環境にてウエハを保持することが可能となる。また、本発明は、既存のFOUPシステムにおけるマッピング装置に対して、ガス供給ノズルおよびガス配管を付加するのみで実施可能であり、規格化されたシステムに対して安価且つ簡便に取り付けることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態係るパージ装置、ポッド、ポッド用の蓋およびオープナの一部に関し、これらを側面から見た場合の概略構成を示す図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係るパージ装置、および周辺に配置される構成を上方より見た状態の概略構成を示す図である。
【図3】(A)は図1に示すオープナおよびその近傍の構成を縮小し、これを側面から見た状態の概略構成を示す図である。
(B)は図3Aに示す構成を、搬送室側から見た場合の概略構成を示す図である。
【図4】(A)は本発明の実施例におけるオープナの可動部に関し、当該可動部をロードポート側から見た正面図である。
(B)は図3Aに示される構成を側面から見た状態を示す図である。
【図5】ウエハのマッピングのシーケンスを示した、オープナ等を側面から見た状態の概略構成を示す図であって、マッピング準備が完了した際の状態を示した図である。
【図6】ウエハのマッピングのシーケンスを示した、オープナ等を側面から見た状態の概略構成を示す図であって、マッピング動作が完了した際の状態を示した図である。
【図7】ウエハのマッピングのシーケンスを示した、オープナ等を側面から見た状態の概略構成を示す図であって、マッピングおよび蓋の開放動作の全てが完了した際の状態を示した図である。
【図8】本発明および従来技術が適用される一般的な半導体ウエハ処理装置の概略構成を示す全体側面図である。
【図9】(A)は図8に示す装置にける従来のオープナおよびその近傍の構成を拡大し、これを側面から見た状態の概略構成を示す図である。
(B)は図9Aに示す構成を、搬送室側から見た場合の概略構成を示す図である。
【図10】ウエハのパージ操作を示した、オープナ等を側面から見た状態の概略構成を示す図であって、パージ準備が完了した際の状態を示した図である。
【符号の説明】
1:ウエハ
2:ポッド
3:オープナ
4:蓋
5:フレーム
6:ドア
7:センサードグ
9:透過式センサ
10:搬送室開口部
21:ガス供給ノズル
50:半導体処理装置
51:ロードポート
52:搬送室
Claims (10)
- 開口、および被収容物が各々載置される所定の方向に並ぶ複数の棚からなる本体と、前記本体から分離可能であって前記開口を塞ぐ蓋と、を備えるポッドに収容された前記被収容物に対し、所定のガスを吹き付けてパージ操作を行うパージ装置であって、
前記蓋が前記本体から分離された状態において、前記開口の前面を前記所定の方向に移動可能なフレームと、
前記フレームに対して所定の位置関係を保つことで前記所定方向に移動可能なガス供給ノズルとを有することを特徴とするパージ装置。 - 前記フレームは、前記ポッド中に収容された前記被収容物のマッピングを行うセンサを保持し、前記ガス供給ノズルは前記センサと並置されることを特徴とする請求項1記載のパージ装置。
- 前記所定のガスが前記ガス供給ノズルから吹き出されるタイミングは、前記ガス供給ノズルが前記所定方向に移動する際に、前記被収容物が延在する平面を通過するタイミングと同期することを特徴とする請求項1記載のパージ装置。
- 前記ガス供給ノズルは、前記被収容物が延在する平面と平行な方向或いは前記平面に対して所定角度下方を向いた方向に前記所定のガスを吹き出すことを特徴とする請求項1記載のパージ装置。
- 前記被収容物は半導体製造に用いられるウエハであり、前記蓋が前記本体から分離された状態は、前記ポッドがロードポート上に載置されて、前記ポッド内に収容された前記ウエハが前記ロードポートを介してウエハ処理装置に移載される状態であることを特徴とする請求項1記載のパージ装置。
- 開口、および被収容物が各々載置される所定の方向に並ぶ複数の棚からなる本体と、前記本体から分離可能であって前記開口を塞ぐ蓋と、を備えるポッドに収容された前記被収容物に対し、所定のガスを吹き付けてパージ操作を行うパージ方法であって、
前記蓋を前記本体から分離し、
前記開口の前面を前記所定の方向に沿ってガス供給ノズルを移動させ、
前記ガス供給ノズルより前記所定のガスを前記被収容物に対して吹き付けることによって前記被収容物のパージを行う工程を含むことを特徴とするパージ方法。 - 前記ガス供給ノズルはセンサと並置され、前記パージを行う工程と同時に、前記センサにより、前記ポッド内に収容された前記被収容物のマッピングを行う工程が為されることを特徴とする請求項6記載のパージ方法。
- 前記パージを行う工程は、前記ガス供給ノズルが前記所定方向に移動する際に、前記被収容物が延在する平面を通過するタイミングと同期して為されることを特徴とする請求項6記載のパージ方法。
- 前記パージを行う工程において、前記ガス供給ノズルは、前記被収容物が延在する平面と平行な方向或いは前記平面に対して所定角度下方を向いた方向に前記所定のガスを吹き出すことを特徴とする請求項6記載のパージ方法。
- 前記被収容物は半導体製造に用いられるウエハであり、前記蓋が前記本体から分離された状態は、前記ポッドがロードポート上に載置されて、前記ポッド内に収容された前記ウエハが前記ロードポートを介してウエハ処理装置に移載される状態であることを特徴とする請求項6記載のパージ方法。
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