JP2004349619A - Interface seal - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、例えば、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、すなわちその内部の圧力がその周囲の圧力とは異なった状態にて保持される容器に関する。より詳細には、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)を容器とし、その内部に封入された気体を置換するガス置換系と当該容器を接続する際に用いられる、いわゆるインターフェースシール(以下シール部材と称する。)に関するものである。
【0002】
【従来技術】
本発明に係るシール部材を用いる具体的な例としては、前述の如くFOUPおよびこれと接続されるガス置換系との接続部が挙げられる。この様の使用例においては、当該シール部材に対しては、特に周囲環境との間における安定したシール特性が求められる。従って、従来技術以下、本発明の説明に際しては、特にFOUPに関連した技術を例示して述べることとする。
【特許文献1】特表2002−510150号公報
【特許文献2】米国特許第6164664号公報
【特許文献3】米国特許第5988233号公報
【特許文献4】特表2002−531934号公報
【特許文献5】特開平8−203993号公報
【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いわゆるミニエンバイロンメント方式を採用することで、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ン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6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)被収容製品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、不図示のオープナが設けられている。当該オープナがポッド2から蓋4を取り外した後に、ロボットアーム54によるウエハ1の搬出あるいは搬入の操作が為されることとなる。
【0008】
図7は、図6に示した台53およびその上に載置されたポッド2に関し、これらの断面に観察される構成の概略を示している。ポッド2の下部には、凹部5、給気ポート7および排気ポート9が設けられている。また、台53の表面には、凹部5に嵌合することによってポッド2の載置位置を規制する位置決めピン12、ポッド2側の給気ポート7と当接する台53側の給気ポート14、およびポッド2側の排気ポート9と当接する台53側の排気ポート16が設けられている。台53側の給排気ポート14、16の開口部には、これらポートがポッド2側のポートと当接した際にこの部分の気密性を高めるためのシール部材18が配置されている。ポッド側の給排気ポート7、9の開口部近傍にはフィルタ部材11が配置されており、当該ポートを介して塵埃等がポッド2内部に侵入することを防止している。また、台53側の給気ポート14および排気ポート16は、それぞれ不図示の逆止弁、フローメータ等を介して、外部装置たる不図示の置換ガス供給源および置換ガス排気源に接続されている。
【0009】
以上述べた構成は、例えば、
【特許文献4】あるいは
【特許文献5】に、その構成が概略開示されている。通常、この様な製品収容用のポッド2に対しては、塵埃等の付着を抑制したウエハ1が持ち込まれ、その内部雰囲気を清浄な窒素等の不活性ガスにより置換し、収容状態でのウエハ表面に対する自然酸化等の化学変化あるいは有機汚染等の発生を抑制している。この様な内部雰囲気の置換操作は、ポッド2が台53上に載置された状態において、上述したポッド2および台53各々に設けられた給排気ポートから形成されるガス流路を介して行われる。従って、当該ガス流路は、充分な量の置換用ガスあるいは内部雰囲気を流しえる大きさと、置換用ガスあるいは内部雰囲気を汚染しないための充分な機密性を確保する必要がある。シール部材18は、これら要求を満たす十分なシール特性の確保が求められる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
リング状の形状を有するいわゆるパッキンが、シール部材として従来より用いられている。当該パッキンを用いた場合におけるポッド側排気(給気)ポート、台側排気(給気)ポートの概略断面図を、図8Aおよび8Bに示す。図8Aは、シール部材が、上部開口に向かうに従ってその内径が小さくなる湾曲内面形状を有する、いわゆるドーム型の形状を有するシール部材18aを用いた場合を示す。また図8Bは、シール部材が、上部開口に向かうに従ってその内径が大きくなる湾曲内面形状を有する、いわゆる漏斗型の形状を有するシール部材18bを用いた場合を示す。
【0011】
パッキン内部すなわちガス流路側の圧力がパッキン外部の圧力より大きい場合には、図8Aに示すシール部材18aに対しては、当該ドーム型形状を外側に変形させる圧力が加えられる。このような状況として、当該シール部材18aが給気ポート側に用いられる場合等が考えられる。この場合、シール部材18aのシール面が、ポッド2側のポート端部に対してより密着するように変形圧力が与えられることとなり、シール特性はより強化されて安定したものとなる。しかしながら、パッキン内部の圧力が外部の圧力より小さい場合、すなわちシール部材18aが排気ポート側に用いられたような場合等では、この圧力差によって、図中矢印で示すようなドーム型形状が内側に変形させられる変形圧力が与えられる。その結果、シール部材18aのシール面とポッド2のポート端部との密着性が低下し、極端な場合には隙間等が発生することも考えられる。
【0012】
また、パッキン内部の圧力がパッキン外部の圧力より小さい場合には、図8Bに示すシール部材18bに対しては、当該漏斗型形状を内側に変形させる圧力が加えられる。このような状況として、当該シール部材18bが排気ポート側に用いられる場合等が考えられる。この場合、シール部材18bのシール面が、ポッド2側のポート端部に対してより密着するように変形圧力が与えられることとなり、シール特性はより強化されて安定したものとなる。しかしながら、パッキン内部の圧力が外部の圧力より大きい場合、すなわちシール部材18aが給気ポート側に用いられたような場合等では、この圧力差によって、図中矢印で示すような漏斗型形状が外側に変形させられる変形圧力が与えられる。その結果、シール部材18bのシール面とポッド2のポート端部との密着性が低下し、極端な場合には隙間等が発生することも考えられる。
【0013】
従って、ドーム型形状のシール部材と漏斗型形状のシール部材とは共用することが困難であり、各々そのシールすべき環境が正圧であるか負圧であるかに応じて使い分ける必要がある。さらに、これらシール部材が記すべき環境は、一般的にその圧力が変化するため、個々のシール特性が環境圧の変化に伴って変化するため、一定のシール特性を確保するためにはこれらシール部材に対してこれを押しつぶす加重を付加して一定以上の変形を与えておく必要がある。この場合、大きな加重に加えることとが必要となるが、このために繰り返して変形されるうちにシール部材が塑性変形してしまい、当該シール部材の交換頻度が高くなるという問題がある、同時に、これらシール部材を均等に変形して良好なシール特性を確保するために、ポッド側、台側、さらにはシール部材のシール面の面精度を常に保つこととが求められ、これら部材の加工コストの上昇を招いていた。
【0014】
【特許文献1】乃至
【特許文献3】には、この様な繰り返し加重による塑性変形防止を目的とした、湾曲ドーム型のグロメット、あるいはベロータイプのシール部材が開示されている。これら形状は、この塑性変形防止という観点では好適な効果を呈しえると思われる。しかしながら、シール内環境の圧力変化によってシール特性が変化するという本発明が解決しようとする課題に対しては、特に有効な効果は示さないと考えられる。
【0015】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、シール内環境の圧力の正圧、負圧等の変化にかかわらず良好なシール特性を示し得るシール部材の提供を目的とするものである。また、同時に本発明は、シール部材を過大に変形させる大きな変形加重、厳しいシール面精度を達成しなくとも良好なシール特性を示し得るシール部材の提供をも目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るシール部材は、周囲と隔置してその内部の圧力を周囲の圧力とは異なる圧力に保持可能な、開口部を有する第一の空間および第二の空間を連結する際に、第一の空間の開口部形成面と第二の空間の開口部形成面との間に配置されて第一および第二の空間を周囲と隔置するシール部材であって、第一の空間の開口部形成面および前記第二の空間の開口部形成面のうちいずれかにおいて、当該開口部の外周を囲んで固定されるリング形状からなる本体部と、本体部のリング形状の内周部より本体部が固定された側の開口部形成面とは異なる他方の開口部形成面方向に概略向かって伸びる第一のリップ部と、本体部のリング形状の外周部より本体部が固定された側の開口部形成面とは異なる他方の開口部形成面方向に概略向かって伸びる第二のリップ部とを有し、第一のリップ部と第二のリップ部とは、第一および第二の空間の圧力に応じて、第一および第二のリップ部の延在する方向であって各々異なる方向に変形することを特徴としている。
【0017】
なお、上述のシール部材においては、本体部は、第一および第二のリップ部の間に、第一および第二のリップ部が形成されていない端面に貫通する孔を有することが好ましい。また、上述のシール部材においては、第一のリップ部は本体部から離れるに従ってその内径が小さくなる形状を有し、第二のリップ部は本体部から離れるに従ってその内径が大きくなる形状を有することが好ましい。
【0018】
また、上記課題を解決するために、本発明に係るシール部材は、周囲と隔置してその内部の圧力を周囲の圧力とは異なる圧力に保持可能な、開口部を有する第一の空間および第二の空間を連結する際に、第一の空間の開口部形成面と第二の空間の開口部形成面との間に配置されて第一および第二の空間を周囲と隔置するシール部材であって、第一の空間の開口部形成面および第二の空間の開口部形成面のうちいずれかにおいて、当該開口部の外周を囲んで固定されるリング形状からなる本体部と、本体部のリング形状の内周部より本体部が固定された側の開口部形成面とは異なる他方の開口部形成面方向に概略向かって伸びる第一のリップ部と、本体部のリング形状の外周部より本体部が固定された側の開口部形成面とは異なる他方の開口部形成面方向に概略向かって伸びる第二のリップ部とを有し、本体部は、第一および第二のリップ部の間に、第一および第二のリップ部が形成されていない端面に貫通する孔を有することを特徴としている。
【0019】
【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、本発明に係るシール部材の斜視図および部分断面図に関するものであり、図2は、図1に示すシール部材の線2−2における断面図を示したものである。本発明に係るシール部材20は、二重シール構造を有しており、略リング形状からなる本体部20a、本体部20aの一端面上の内周側に形成された上述の第一のリップ部に対応する内周リップ20b、本体部20aにおける内周リップ20bが形成された端面上の外周側に更に形成された上述の第二のリップ部に対応する外周リップ20cとから構成されている。また、本体部20aにおける内周リップ20bと外周リップ20cの間には、本体部20aの一端面から他端面に抜ける吸引孔20dが複数個設けられている。
【0020】
内周リップ20bは、その上方に向かうに従って内径が小さくなる、シール部材20の中心軸に対してのドーム型形状を有している。また、外周リップ20cは、その上方に向かうに従って内径が大きくなる、中心軸に対しての漏斗型形状を有している。これら構成とすることにより、シール内環境が正圧に保たれる場合には、ドーム型形状を有する内周リップ20bが、また、シール内環境が負圧に保たれる場合には漏斗型形状を有する外周リップ20cが、各々好適にシール作用をしめすため、シール内環境の圧力によらず良好なシール特性が得られることとなる。また、2種類のリップが各々異なる動作を示すことからシール面精度が低い場合、あるいはシール部材を押しつぶすための加重がわずかな場合であっても、良好なシール特性を得ることが可能となる。
【0021】
また、上述の如く、本実施の形態に示すシール部材20には、吸気孔20dが設けられている。当該吸気孔20を介することによって、シール部材20における内周リップ20bおよび外周リップ20cが各々ポッド側ポート端部と当接した際に、内周リップ20b、外周リップ20cおよびポート端部によって形成される空間内部を排気することが可能である。この排気操作によって、シール部材20はポッド側ポート端部とより強力に密着することとなり、シール特性を更に改善することが可能となる。また、当該操作を行うことにより、シール面の精度が低い場合、あるいはシール部材を押しつぶすための加重がわずかな場合であっても、シール部材自身が能動的にシール作用を呈することで、良好なシール特性を得ることが可能となる。
【0022】
なお、本実施の形態においては、シール部材に吸気孔を設けることとしているが、仮にこれら吸引孔を有さない構成とし、複数のリップを有するだけの構成としても良い。なお、本実施例においては、二重シールにおける個々のリップ形状をそれぞれドーム型形状および漏斗型形状としたが、本発明はこれに限定されない。具体的には、シール内環境における圧力によって、各々のリップが異なる方向に変形するような形状を有することとすれば、同様の効果が得られる。また、個々のリップ形状を同一の形状からなるものとした場合であっても、本実施例における吸気孔と同等の作用を有する構成を複数のリップの間に設けることにより、シール部材とポート端部との密着性を高める効果が得られる。
【0023】
なお、本発明に係るシール部材を用いる実際の系について図面を参照して以下に簡単に述べる。図9は、当該系を示すものであって、当該系は、周囲の空間とは各々隔置された第一の空間31および第二の空間41により構成されている。第一の空間31には、その内部圧力を高める際に用いられる第一のガス導入系32、および内部圧力を下げる際に用いられる第一の排気系33が接続されている。また、第二の空間41にも、同様に、その内部圧力を高める際に用いられる第二のガス導入系42、および内部圧力を下げる際に用いられる第二の排気系43が接続されている。第一の空間31は開口部35を開口部形成面31a上に有しており、第二の空間41は開口部45を開口部形成面41a上に有している。
【0024】
本発明に係るシール部材20は、この二つの開口部35、45の間に配置され、当該系を周囲に対して隔置する際に好適に用いられる。なお、図中省略されているが、第一および第二の空間に付随するガス導入系および排気系とは別個に、本発明に係るシール部材20における吸気孔20dと繋がる系を有することとしても良い。また、例えば第一の空間がガス導入系および排気系を有さず、第二の空間が排気系のみを有するような構成等、第一および第二の空間を種々変形した場合においても本発明に係るシール部材は好適に用いることが可能である。
【0025】
(適用例)
次に、本発明に係るシール部材を、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。また、オープナ等、ポッド2の蓋4を開閉する機等に関しても本発明と直接的な関係を有さないことから、従来技術に関しての記述を援用することとし、ここでの詳細な説明は省略する。また、本適用例においては、前述の第一の空間がポッドに対応し、台側の給気ポートおよび排気ポートは各々第二の空間に対応する個別の空間における開口部に対応すると考えられる。
【0026】
図3は、台53の概略斜視図を示している。台53の表面には位置決めピン12、給気ポート14および排気ポート16が設けられている。これら給排気ポート14、16の開口部には、本発明に係るシール部材20が配置されている。図4および図5は、台53等、およびこの上に載置されるポッド2の断面構成概略を示しており、図4はポッド2が載治される直前の状態、図5はポッド2が載置された状態をそれぞれ示している。なお、本適用例においては、シール部材20とポッド2の給排気ポート端部との間に形成される空間の減圧を行うための吸気ライン19が、台53の内部に設けられている。吸気ライン19は、吸気孔20dを解して前述の空間と連通しており、吸気ライン19は、外部装置たる不図示の真空排気系に接続されている。
【0027】
以下、図面を参照して本発明を適用したFOUPシステムにおけるパージ操作等について説明する。まず、内部に半導体ウエハ1を収容し、蓋4によってその内部が密閉空間とされたポッド2が台53上方まで運ばれる。ポッド2は、台53上に突出する位置決めピン12がポッド2の下部に設けられた凹部5に略嵌合した状態で、台53上に載置される。この状態において、ポッド側の給気ポート7および排気ポート9は、各々シール部材20を介して台53側の給気ポート14および排気ポート16と当接している。
【0028】
ここで、吸気ライン19を用いて、シール部材20とポッド2側の給排気ポート端部との間に形成される空間20e内部を排気する操作を行う。当該操作によって、空間20eは減圧され、シール部材20は、この減圧空間20eの効果によって、当接するポッド2側の給排気ポート端部と強固に密着することとなる。当該操作終了後、あるいは当該操作を継続しながら、ポッド2内部のパージ操作を行う。パージ操作においては、台53側の給気ポート14、シール部材20、ポッド2側吸気ポート7、フィルタ11、ポッド2内部、フィルタ11、ポッド2側排気ポート9、シール部材20、台53側の排気ポート16の順に置換ガスを循環させることによって、ポッド2内部雰囲気の置換が行われる。
【0029】
本発明に係るシール部材を上述の如くロードポートに用いることによって、給気および排気ラインが各々正圧あるいは負圧いずれに保たれているにもかかわらず、これらラインは外部環境に対して十分なシール特性を保ちながら当該状態を維持することが可能となる。従って、ポッド2内部に対して、従来と比べてより大きな流速でもって置換ガスを送ることが可能となる等、より効果的に雰囲気置換を行うことが可能となる。また、上述の減圧空間20eの内部圧力を、吸気ライン19を介してモニタすることにより、シール部材20のシール状態をモニタすることも可能である。
【0030】
なお、本適用例においては、給気ポートおよび排気ポートが各々一系統のみ形成された台53、およびこれと対応するポッド2が示されている。しかしながら本発明が適用可能となる構成はこれらに限られず、求められるガス置換速度、ポッド2の内容量等を考慮して、適宜その数を増減させることが好ましい。また、給気ポートのみからなる構成としても良い。この場合、当該ポートを介して置換ガスをポッド内部に供給し、置換ガス等によってポッド内部の圧力を外部の大気圧より大きくし、蓋4とポッド本体2a都の間のシール力を低下させる。このようにして、シール力が低下して生じた蓋4とポッド本体2aとの間からポッド2の内部雰囲気を流出させることによって、ポッド内部の排気を行うこととすれば良い。
【0031】
また、本適用例においては、本発明に係るシール部材を台側に配置することとしているが、当該シール部材の配置はこれに限られず、ポッド側にこれを配置することとしても良い。この場合、シール部材には吸気孔を設けず、台側のシール面であって内周リップと外周リップとの間に形成される空間と接触する部分に、当該空間内部を排気するための排気系を接続することとしても良い。また、本適用例においては、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って、当該容器内部の雰囲気をパージすることを要する系であれば、本発明に係るシール部材を適用することは可能である。
【0032】
【発明の効果】
本発明に係るシール部材は、リップ内周部に付加される圧力によって生じる変形方向が各々異なる複数のリップを有することを特徴としている。当該構成を有することにより、シール特性を得る際に、大きな加重によるリップの過大な変形、あるいはシール面とシール面と対向する面との精密な面精度を要することなく、優れたシール性を得ることが可能となる。また、当該シール部材によって外部と隔置された空間の圧力が外部圧力に対して正圧であるか負圧であるかに拘わらず、優れたシール特性を得ることが可能となる。
【0033】
また、本発明に係るシール部材は、本体部と複数のリップ、およびこれらと対向する部材のシール面との間に空間を形成する構造を有し、且つ当該空間内部の排気を行うための吸気孔を有している。当該構成を有することにより、前述の空間内部を排気してシール部材をこれと対向するシール面により強固に密着させ、優れたシール性を得ることが可能となる。このように、シール部材のシール面と対抗する部材のシール面とが物理的な吸着作用によって密着することからも、これらシール面に求められる面精度が、従来のシール面に求められる面精度よりも低いレベルであっても許容することが可能となる。さらに、前述の空間の内部圧力をモニタすることにより、シール状態を確認することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態係るシール部材を斜めから見た状態および部分断面を示す図である。
【図2】図1に示したシール部材の断面形状を示す図である。
【図3】本発明に係るシール部材をFOUP用のロードポートにおける台に設置した際における、当該台を斜め上方から見た状態の概略構成を示す図である。
【図4】図3に示す台上にFOUPを配置した状態における、各々の構成の断面概略を示す図である。
【図5】図3に示す台上にFOUPを載置した状態における、各々の構成の断面概略を示す図である。
【図6】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7】FOUP用ロードポートにおける台に対して従来のシール部材を用い、当該台に対してFOUPを載置した状態における各々の構成断面概略を示す図である。
【図8A】従来のシール部材、これを用いた台における給排気ポート端部、および対向するポッドにおける給排気ポート端部の断面概略を示す図である。
【図8B】従来のシール部材、これを用いた台における給排気ポート端部、および対向するポッドにおける給排気ポート端部の断面概略を示す図である。
【図9】本発明に係るシール部材が好適に用いられる系を模式的に示す図である。
【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
7:ポッド側ガス給気ポート
9:ポッド側ガス排気ポート
10:搬送室開口部
11:フィルタ
12:位置決めピン
14:台側ガス給気ポート
16:台側ガス排気ポート
18、20:シール部材
31:第一の空間
41:第二の空間
50:半導体処理装置
51:ロードポート
52:搬送室
53:台[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is, for example, a semiconductor, a panel for a flat panel display, an optical disk, and the like, in a manufacturing process of an article in which the process is performed in a highly clean environment, a product storage container used for storing the article, that is, It relates to a container in which the pressure inside is kept different from the pressure around it. More specifically, in a process for processing a semiconductor wafer having a diameter of 300 mm, a so-called front-opening unified pod (FOUP), which is used as an object to be stored, is used as a container, and a gas replacement system that replaces gas sealed in the container is used. And a so-called interface seal (hereinafter referred to as a seal member) used when connecting the container and the container.
[0002]
[Prior art]
Specific examples of the use of the seal member according to the present invention include a FOUP and a connection portion with a gas replacement system connected thereto as described above. In such an example of use, the sealing member is required to have a stable sealing characteristic particularly with respect to the surrounding environment. Therefore, in the following description of the present invention, techniques related to FOUP will be particularly exemplified.
[Patent Document 1] Japanese Patent Publication No. 2002-510150 [Patent Document 2] U.S. Pat. No. 6,164,664 [Patent Document 3] U.S. Pat. No. 5,988,233 [Patent Document 4] Japanese Patent Publication No. 2002-53934 [Patent Document 5] Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 8-203993
Heretofore, in the manufacturing process of semiconductor devices, the entire factory for performing various processes on wafers has been made into a clean room, thereby meeting the required high cleanliness during the process. However, with the increase in the diameter of the wafer, in such a solution, obtaining an environment in terms of the configuration poses a problem in terms of cost, etc. In recent years, mini-environment ( Means for securing a space (micro environment) are taken.
[0004]
Specifically, instead of increasing the cleanliness of the entire factory, only the inside of each processing device in the manufacturing process and the storage container (hereinafter, referred to as a pod) during the movement between them are kept at a high cleanliness. . This pod is collectively referred to as FOUP as described above. In this way, the adoption of the so-called mini-environment method, which cleans only a small amount of space, achieves the same effect as if the entire factory was converted to a clean room, and reduced capital investment and maintenance costs, resulting in an efficient production process. Has been realized.
[0005]
Hereinafter, a semiconductor processing apparatus and the like that are actually used and that correspond to the so-called mini-environment method will be briefly described. FIG. 6 shows the entire semiconductor
[0006]
On the load port section 51, a
[0007]
The
[0008]
FIG. 7 schematically shows the configuration of the
[0009]
The configuration described above, for example,
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
A so-called packing having a ring shape has been conventionally used as a seal member. FIGS. 8A and 8B are schematic cross-sectional views of the pod-side exhaust (air supply) port and the table-side exhaust (air supply) port when the packing is used. FIG. 8A shows a case where a
[0011]
When the pressure inside the packing, that is, the pressure on the gas flow path side is higher than the pressure outside the packing, a pressure is applied to the
[0012]
When the pressure inside the packing is smaller than the pressure outside the packing, a pressure is applied to the
[0013]
Therefore, it is difficult to use the dome-shaped seal member and the funnel-shaped seal member in common, and it is necessary to use the seal member properly depending on whether the environment to be sealed is positive pressure or negative pressure. Furthermore, since the environment in which these seal members should be noted generally changes in pressure, individual seal characteristics change with changes in environmental pressure. Therefore, in order to ensure constant seal characteristics, these seal members are required. It is necessary to apply a weight that crushes this to give a certain deformation or more. In this case, it is necessary to add to a large weight, but for this reason, the seal member is plastically deformed while being repeatedly deformed, and there is a problem that the frequency of replacing the seal member increases. In order to uniformly deform these seal members and secure good sealing characteristics, it is necessary to always maintain the surface accuracy of the pod side, the pedestal side, and the sealing surface of the seal member. Was leading up.
[0014]
[0015]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a seal member that can exhibit good sealing characteristics regardless of changes in the pressure of the environment inside the seal, such as positive pressure and negative pressure. is there. Another object of the present invention is to provide a seal member capable of exhibiting good sealing characteristics without achieving a large deformation load for excessively deforming the seal member and strict sealing surface accuracy.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a seal member according to the present invention is provided with a first space having an opening and a second space having an opening capable of holding an internal pressure at a pressure different from the surrounding pressure while being separated from the surroundings. When connecting the spaces, a seal member is disposed between the opening forming surface of the first space and the opening forming surface of the second space to separate the first and second spaces from the surroundings. A ring-shaped main body fixed around the outer periphery of the opening on one of the opening forming surface of the first space and the opening forming surface of the second space; and the main body. A first lip portion extending substantially in the direction of the other opening forming surface different from the opening forming surface on the side where the main body portion is fixed from the inner peripheral portion of the ring shape, and a ring-shaped outer peripheral portion of the main body portion The other opening shape different from the opening forming surface on the side where the main body is fixed A first lip portion and a second lip portion extending substantially in a plane direction, wherein the first lip portion and the second lip portion correspond to the first and second spaces according to the pressure of the first and second spaces. It is characterized in that it is deformed in different directions in which the lip portions extend.
[0017]
In the above-described seal member, the main body preferably has a hole between the first and second lip portions that penetrates an end surface on which the first and second lip portions are not formed. Further, in the above-mentioned sealing member, the first lip has a shape whose inner diameter decreases as the distance from the main body increases, and the second lip has a shape whose inner diameter increases as the distance from the main body increases. Is preferred.
[0018]
Further, in order to solve the above problems, the seal member according to the present invention is capable of holding the internal pressure at a pressure different from the surrounding pressure by separating from the surroundings, a first space having an opening, and When connecting the second space, a seal disposed between the opening forming surface of the first space and the opening forming surface of the second space to separate the first and second spaces from the surroundings A member having a ring-shaped body fixed around the outer periphery of the opening on one of the opening forming surface of the first space and the opening forming surface of the second space; and A first lip extending substantially in the direction of the other opening forming surface different from the opening forming surface on the side where the main body is fixed from the inner peripheral portion of the ring shape of the portion, and a ring-shaped outer periphery of the main body The other opening different from the opening forming surface on the side where the main body is fixed from the part A second lip extending generally in the surface direction, wherein the main body penetrates between the first and second lip portions at an end surface where the first and second lip portions are not formed. It is characterized by having a hole to be formed.
[0019]
Embodiment
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view and a partial cross-sectional view of a seal member according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of the seal member shown in FIG. The
[0020]
The inner
[0021]
Further, as described above, the
[0022]
In the present embodiment, the suction hole is provided in the seal member. However, a configuration may be adopted in which these suction holes are not provided and only a plurality of lips are provided. In the present embodiment, the individual lips in the double seal have a dome shape and a funnel shape, respectively, but the present invention is not limited thereto. Specifically, similar effects can be obtained if each lip is deformed in a different direction by the pressure in the environment inside the seal. Further, even when the individual lip shapes have the same shape, the seal member and the port end are provided by providing a configuration having the same operation as the intake hole in the present embodiment between the plurality of lips. The effect of increasing the adhesion to the part is obtained.
[0023]
An actual system using the seal member according to the present invention will be briefly described below with reference to the drawings. FIG. 9 shows the system. The system includes a
[0024]
The
[0025]
(Application example)
Next, a case where the seal member according to the present invention is applied to a FOUP system currently used will be described below with reference to the drawings. The schematic configuration of the semiconductor wafer processing apparatus and the pod to which the present invention is applied is substantially the same as the configuration described in the related art, and the description of the same configuration will be omitted. Also, since there is no direct relationship with the present invention with respect to a device for opening and closing the
[0026]
FIG. 3 shows a schematic perspective view of the table 53. Positioning pins 12,
[0027]
Hereinafter, a purge operation and the like in a FOUP system to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. First, the
[0028]
Here, an operation of exhausting the inside of the
[0029]
By using the seal member according to the present invention for the load port as described above, even though the air supply and exhaust lines are maintained at either positive pressure or negative pressure, these lines are sufficient for the external environment. This state can be maintained while maintaining the sealing characteristics. Therefore, the atmosphere can be more effectively replaced such that the replacement gas can be sent to the inside of the
[0030]
Note that, in this application example, the table 53 in which only one system is formed for each of the supply port and the exhaust port, and the
[0031]
Further, in this application example, the seal member according to the present invention is arranged on the table side, but the arrangement of the seal member is not limited to this, and it may be arranged on the pod side. In this case, the intake hole is not provided in the seal member, and an exhaust for exhausting the inside of the space is provided on a portion of the base-side seal surface that contacts the space formed between the inner peripheral lip and the outer peripheral lip. The system may be connected. Further, in this application example, the description is made for the FOUP, but the application example of the present invention is not limited to the system. A system having a container accommodating a plurality of held objects therein and a transfer chamber for transferring the held objects from the container and transferring the held objects to an apparatus for processing the held objects, wherein the atmosphere inside the container is purged. It is possible to apply the seal member according to the present invention as long as the system needs to be performed.
[0032]
【The invention's effect】
The seal member according to the present invention is characterized in that the seal member has a plurality of lips each having a different deformation direction caused by a pressure applied to the inner peripheral portion of the lip. By having this configuration, when obtaining the sealing characteristics, excellent sealing properties are obtained without requiring excessive deformation of the lip due to a large load or precise surface accuracy between the sealing surface and the surface facing the sealing surface. It becomes possible. Further, regardless of whether the pressure in the space separated from the outside by the sealing member is positive or negative with respect to the external pressure, it is possible to obtain excellent sealing characteristics.
[0033]
Further, the seal member according to the present invention has a structure in which a space is formed between the main body and the plurality of lips, and a seal surface of the member facing the lip, and an intake for exhausting the inside of the space. Has holes. With this configuration, the inside of the space described above is evacuated, and the sealing member is more firmly adhered to the sealing surface facing the sealing member, so that excellent sealing properties can be obtained. As described above, since the sealing surface of the sealing member and the sealing surface of the opposing member are in close contact with each other due to the physical suction action, the surface accuracy required for these sealing surfaces is smaller than the surface accuracy required for the conventional sealing surface. Can be tolerated even at low levels. Further, by monitoring the internal pressure of the space described above, it is possible to confirm the sealing state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a state in which a seal member according to an embodiment of the present invention is viewed obliquely and a partial cross section.
FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional shape of the seal member shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a state where the seal member according to the present invention is viewed from obliquely above when the seal member is installed on a table in a load port for FOUP.
FIG. 4 is a view schematically showing a cross section of each configuration in a state where a FOUP is arranged on a table shown in FIG. 3;
5 is a view schematically showing a cross section of each configuration in a state where the FOUP is placed on the table shown in FIG. 3;
FIG. 6 is an overall side view showing a schematic configuration of a general semiconductor wafer processing apparatus to which the present invention and the prior art are applied.
FIG. 7 is a view schematically showing the configuration of each section in a state where a conventional seal member is used for a table in a FOUP load port, and the FOUP is placed on the table.
FIG. 8A is a schematic cross-sectional view of a conventional seal member, a supply / exhaust port end of a base using the same, and a supply / exhaust port end of an opposing pod.
FIG. 8B is a view schematically showing a cross section of a conventional seal member, an end of an air supply / exhaust port in a table using the same, and an end of an air supply / exhaust port in an opposing pod.
FIG. 9 is a view schematically showing a system in which the seal member according to the present invention is suitably used.
[Explanation of symbols]
1: wafer 2: pod 3: opener 4: lid 5: frame 7: pod side gas supply port 9: pod side gas exhaust port 10: transfer chamber opening 11: filter 12: positioning pin 14: table side gas supply Port 16: table-side
Claims (4)
前記第一の空間の開口部形成面および前記第二の空間の開口部形成面のうちいずれかにおいて、当該開口部の外周を囲んで固定されるリング形状からなる本体部と、
前記本体部のリング形状の内周部より、前記本体部が固定された側の開口部形成面とは異なる他方の開口部形成面方向に概略向かって伸びる第一のリップ部と、
前記本体部のリング形状の外周部より、前記本体部が固定された側の開口部形成面とは異なる他方の開口部形成面方向に概略向かって伸びる第二のリップ部とを有し、
前記第一のリップ部と前記第二のリップ部とは、前記第一及び第二の空間の圧力に応じて、前記第一および第二のリップ部の延在する方向であって各々異なる方向に変形することを特徴とするシール部材。When connecting the first space and the second space having an opening that can be separated from the surrounding and maintain the internal pressure at a pressure different from the surrounding pressure, the opening of the first space A seal member disposed between the portion forming surface and the opening forming surface of the second space to separate the first and second spaces from the surroundings,
In any one of the opening forming surface of the first space and the opening forming surface of the second space, a ring-shaped main body fixed around the outer periphery of the opening,
From the ring-shaped inner peripheral portion of the main body portion, a first lip portion extending generally toward the other opening forming surface direction different from the opening forming surface on the side where the main body portion is fixed,
A second lip portion extending substantially in the direction of the other opening forming surface different from the opening forming surface on the side where the main body is fixed, from the ring-shaped outer peripheral portion of the main body;
The first lip portion and the second lip portion are different directions in which the first and second lip portions extend in accordance with the pressure of the first and second spaces. A seal member characterized by being deformed into:
前記第一の空間の開口部形成面および前記第二の空間の開口部形成面のうちいずれかにおいて、当該開口部の外周を囲んで固定されるリング形状からなる本体部と、
前記本体部のリング形状の内周部より、前記本体部が固定された側の開口部形成面とは異なる他方の開口部形成面方向に概略向かって伸びる第一のリップ部と、
前記本体部のリング形状の外周部より、前記本体部が固定された側の開口部形成面とは異なる他方の開口部形成面方向に概略向かって伸びる第二のリップ部とを有し、
前記本体部は、前記第一および第二のリップ部の間に、前記第一および第二のリップ部が形成されていない端面に貫通する孔を有することを特徴とするシール部材。When connecting the first space and the second space having an opening that can be separated from the surrounding and maintain the internal pressure at a pressure different from the surrounding pressure, the opening of the first space A seal member disposed between the portion forming surface and the opening forming surface of the second space to separate the first and second spaces from the surroundings,
In any one of the opening forming surface of the first space and the opening forming surface of the second space, a ring-shaped main body fixed around the outer periphery of the opening,
From the ring-shaped inner peripheral portion of the main body portion, a first lip portion extending generally toward the other opening forming surface direction different from the opening forming surface on the side where the main body portion is fixed,
A second lip portion extending substantially in the direction of the other opening forming surface different from the opening forming surface on the side where the main body is fixed, from the ring-shaped outer peripheral portion of the main body;
The sealing member, wherein the main body has a hole between the first and second lip portions, the hole penetrating through an end surface on which the first and second lip portions are not formed.
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