JP2005026674A - 半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウェハ収納容器内の空気を、清浄化する半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置を提供する。
【解決手段】半導体ウェハ収納容器５１の底板６０に設けられた一方の呼吸口５８ａから排出される半導体ウェハ収納容器５１内の空気を、ファン駆動部１、塵除去フィルター部２と水分・ケミカルガス除去フィルター部３とにより構成されている空気清浄装置Ｍに吸気し、該空気清浄装置Ｍにより水分、ケミカルガスおよび塵を除去して清浄空気６３として、他方の呼吸口５８ｂから半導体ウェハ収納容器５１に強制的に送気して、前記半導体ウェハ収納容器５１の空気を循環しながら清浄化して、清浄状態を維持する。
【選択図】図７

Description

本発明は、ミニ・エンバライメント方式の半導体クリーンルームで使用される半導体ウェハ収納容器（ＦＯＵＰ）内の水分やケミカルガスを除去すると共に、空気を清浄化する半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置に関するものである。

半導体ＩＣ回路の微細化により、３００ｍｍウェハの製造ラインでは、製造環境も大幅な変革が進み、従来の製造ラインを設置するクリーンルームにおいては、全体のクリーン度を上げるボールルーム方式から、ウェハの周囲のみのクリーン度を上げるミニ・エンバライメント方式に変わってきた。

前記ミニ・エンバライメント方式クリーンルームでは、初期投資、ランニングコスト削減の目的からクリーンルーム全体のクリーン度を従来より低くして、装置用のウェハの搬送波密閉型収納容器に収納して行われている。前記ウェハ収納容器は、ＦＯＵＰと称され、その仕様は世界標準となっている。

しかしながら、半導体ウェハ収納容器内の水分やケミカルガスを除去すると共に、空気を清浄化して、再び半導体ウェハ収納容器に送気する半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置は、従来実用に供されておらず、また過去の特許文献を検索しても、全く開示されていない。

前記世界標準の半導体ウェハ収納容器は、水分、ケミカルガスに対するシール性が完全ではなくて、通常のクリーンルームに長時間放置すると、クリーンルーム内の水分、ケミカルガスが、前記半導体ウェハ収納容器の底板に設けられた呼吸口から該半導体ウェハ収納容器内に侵入して、ウェハ表面に付着することにより、加工工程での歩留まり低下を引き起こすという課題があった。

また、加工工程によっては、有機物の膜が形成されたウェハが、ウェハ収納容器に収納されることにより、該ウェハ収納容器内壁にケミカルガス成分が付着し、次の工程で加工されたウェハ表面に、前記ウェハ収納容器内壁に付着したケミカルガス成分が再度付着し、歩留まり低下を引き起こすという課題があった。

更に、水分もウェハ収納容器内に侵入し、ウェハ表面に酸化膜が形成されてしまい、工程によっては半導体ＩＣの特性を悪化させてしまうという課題があった。

本発明は、ファンおよびファン駆動装置を備えたファン駆動部、塵除去用フィルターを備えた塵除去フィルター部、水分・ケミカルガス除去フィルター部とが、ケーシング内にそれぞれ設置され、且つ前記ケーシングの上面に吸気ノズルと供給ノズルが突設された空気清浄装置であって、底板に複数個の呼吸口が設けられた半導体ウェハ収納容器を前記空気清浄装置上に載置し、該空気清浄装置上面の吸気ノズルと供給ノズルとが、前記半導体ウェハ収納容器の底板の２個の呼吸口にそれぞれ連結され、空気清浄装置を作動させることにより、一方の呼吸口から排出される半導体ウェハ収納容器内の空気を吸気ノズルより吸気して、前記空気清浄装置により、水分、ケミカルガス、塵を除去して清浄空気とし、且つ前記水分、ケミカルガス、塵が除去された清浄空気を他方の呼吸口から半導体ウェハ収納容器に送気し、半導体ウェハ収納容器内の空気を循環しながら清浄化して、清浄状態を維持するという手段、
を採用することにより、上記課題を解決した。

本発明は上述のようであるから、半導体ウェハ収納容器の底板に設けられた一方の呼吸口から排出される半導体ウェハ収納容器内の空気を、ファン駆動部、塵除去フィルター部および水分・ケミカルガス除去フィルター部とにより構成されている空気清浄装置に吸気し、該空気清浄装置により水分、ケミカルガスおよび塵を除去して清浄空気として、他方の呼吸口から半導体ウェハ収納容器に強制的に送気して、前記半導体ウェハ収納容器の空気を循環しながら清浄化して、清浄状態を維持するようにしたので、クリーンルーム内の水分、ケミカルガスおよび塵がウェハ表面に付着するのを防止し、その結果、加工工程での歩留まりが向上し、生産性の向上に寄与することができる。

半導体ウェハ収納容器の底板に設けられた一方の呼吸口から排出される半導体ウェハ収納容器内の空気を、空気清浄装置に吸気し、該空気清浄装置により水分、ケミカルガスおよび塵を除去して清浄空気として、他方の呼吸口から半導体ウェハ収納容器に強制的に送気して、前記半導体ウェハ収納容器の空気を循環しながら清浄化して、清浄状態を維持することができる半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置を実現した。

本発明の実施例１を図１〜図４に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置を正面側から見た縦断面図、図２は同右側面側から見た縦断面図、図３は同左側面側から見た縦断面図、図４は同横断面図である。

図１〜図４に示すように、本発明半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置Ｍは、ファン駆動部１、塵除去フィルター部２と水分・ケミカルガス除去フィルター部３とにより構成されている。

前記ファン駆動部１と塵除去フィルター部２は、方形状の第１のケーシング４を区画壁５によって２つに区画された第１の区画室５ａと第２の区画室５ｂ内にそれぞれ設置されている。

前記第１の区画室５ａ内に設置されたファン駆動部１は、ファン６および該ファン６を駆動するファン駆動装置７を備え、且つ該ファン駆動部１側の前記第１のケーシング４の上面板４ａに、半導体ウェハ収納容器５１からの空気５２を吸気するための吸気用開口部８を開口すると共に、該吸気用開口部８の外周縁上に吸気ノズル９を突設して形成されている。また、前記ファン駆動部１側のケーシング４の背面板４ｂの上方部には、前記ファン６で加圧された空気５３を、水分・ケミカルガス除去フィルター部３へ送気するための送気用開口部１０が開口されており、更に、前記ファン駆動部１側の第１のケーシング４の前面板４ｃの外部には、ファン運転・停止用スイッチ１１が設けられている。

前記第２の区画室５ｂ内に設置された塵除去フィルター部２は、塵除去用フィルター１２を備え、且つ該塵除去フィルター部２側の第１のケーシング４の背面板４ｂの下方部に、水分・ケミカルガス除去フィルター部３から、水分およびケミカルガスを除去された空気５４を取入れるための取入れ用開口部１３を開口し、更に、前記塵除去フィルター部２側の前記第１のケーシング４の上面板４ａに、前記塵除去用フィルター１２により、除塵された清浄空気６３を半導体ウェハ収納容器５１へ供給するための供給用開口部１４を開口すると共に、該供給用開口部１４の外周縁上に供給ノズル１５を突設して形成されている。前記塵除去用フィルター１２は、特に限定する必要はないが、好ましくは高性能フィルターを使用することが推奨される。なお、前記吸気ノズル９および供給ノズル１５は、後述する半導体ウェハ収納容器５１の、複数個設置された呼吸口のうち、２つの呼吸口５８ａ・５８ｂに対応した位置に突設される。

前記水分・ケミカルガス除去フィルター部３は、方形状の第２のケーシング１６内に、水分およびケミカルガスを吸着して除去する、例えば、ゼオライト、活性炭等の粒状濾材１７を充填した粒状濾材収納ケース１８を配設して形成されている。

前記粒状濾材収納ケース１８は、アルミ等の金属板により、前記第２のケーシング１６の深さの半分程度の厚みを有する方形状の中空部１９を有し、且つ外側面に多数の通気小孔２０を穿設すると共に、四周外側面中央に嵌合突起２１を周設し、且つ前記中空部１９内に粒状濾材１７を充填して形成されている。

また、前記第２のケーシング１６の内周壁面中央には、前記粒状濾材収納ケース１８の嵌合突起２１に嵌合する凹部２２が周設され、該凹部２２に前記嵌合突起２１を嵌合することにより、該粒状濾材収納ケース１８は、第２のケーシング１６内において設置固定されると共に、前記第２のケーシング１６には、前記粒状濾材収納ケース１８により上下に区画されて第１の空間部２３と第２の空間部２４が形成される。

前記第１のケーシング４の送気用開口部１０に対応する第２のケーシング１６の前面板１６ａの上方部に、前記ファン駆動部１のファン６により加圧された空気５３を、前記第１の空間部２３へ受入れる受入れ用開口部２５を開口すると共に、前記取入れ用開口部１３に対応する第２のケーシング１６の前面板１６ａの下方部に、前記粒状濾材１７に水分およびケミカルガスを吸着された後の空気５４を、第２の空間部２４から前記塵除去フィルター部２に供給する供給用開口部２６とをそれぞれ設け、ファン６により加圧された空気５３を第１の空間部２３へ圧送して、前記粒状濾材収納ケース１８の上流側の通気小孔２０から、前記空気５３を粒状濾材１７内に流入させて、該空気５３中の水分およびケミカルガスを吸着させ、下流側の通気小孔２０から第２の空間部２４へ噴出させるよう形成されている。

なお、図２および図３においては、第１の空間部２３がファン駆動部１に連通され、第２の空間部２４が塵除去フィルター部２に連通されているが、逆に第１の空間部２３を塵除去フィルター部２に連通し、第２の空間部２４をファン駆動部１に連通してもよい。

一方、前記第１のケーシング４に設置されたファン駆動部１および塵除去フィルター部２と、第２のケーシング１６に設置された水分・ケミカルガス除去フィルター部３とは、該ファン駆動部１と塵除去フィルター部２の送気用開口部１０と取入れ用開口部１３とに、前記水分・ケミカルガス除去フィルター部３の受入れ用開口部２５と供給用開口部２６とが密に連通して固定できるよう、前記各開口部１０・１３・２５・２６の外周縁縁部にガスケット２７を介在せしめ、更に、各ケーシング４・１６の接合部付近外側部にそれぞれ設けられた連結固定具２８を締付けることにより、前記両ケーシング４・１６は一体に固定されると共に、前記ファン駆動部１および塵除去フィルター部２の送気用開口部１０と取入れ用開口部１３とに、前記水分・ケミカルガス除去フィルター部３の受入れ用開口部２５と供給用開口部２６とがそれぞれ連結されている。

前記両ケーシング４・１６を連結固定具２８で締付けることにより、該各ケーシング４・１６が一体に連結固定されるが、前記連結固定具２８の締付け状態を解除すると、前記各ケーシング４・１６は分離される。このように、前記各ケーシング４・１６をそれぞれ分離できるように構成することにより、該各ケーシング４・１６内に設置されたファン駆動部１および塵除去フィルター部２、並びに水分・ケミカルガス除去フィルター部３の各装置ごとに、それぞれ修理・点検および保守が容易にできる。

そして、前記構成より成る本発明半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置Ｍを装着する半導体ウェハ収納容器は、既に実用に供されているものを使用する。すなわち、半導体ウェハ収納容器５１は、図５・図６に示すように、ドア取付けフランジ部５５、ドア５６、搬送用吊下げ部５７および２つの呼吸口５８ａ・５８ｂをそれぞれ備えると共に、該各呼吸口５８ａ・５８ｂにフィルター５９ａ・５９ｂをそれぞれ設置し、更に底板６０の下面に、半導体ウェハ収納容器５１を、図示していない台板上に載置するための載置盤６１を設けて形成されており、そして、前記半導体ウェハ収納容器５１内にはウェハ６２が収納される。

前記構成より成る本発明半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置Ｍの上面に、前記半導体ウェハ収納容器５１が載置されるが、前記半導体ウェハ収納容器５１を、前記載置盤６１を介して本発明半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置Ｍ上に載置すると、図７に示すように、ファン駆動部１と塵除去フィルター部２の吸気ノズル９と供給ノズル１５が、半導体ウェハ収納容器５１の底板６０に設けられた各呼吸口５８ａ・５８ｂの底部開口内周縁部に装入密着して連結固定される。なお、既に実用に供されている半導体ウェハ収納容器５１の底板６０には、３個以上の呼吸口を設けているものもあるが、本発明においては、そのうちの２個の呼吸口を使用することになる。

前記吸気ノズル９と供給ノズル１５は、前記各呼吸口５８ａ・５８ｂとのシール性が保たれるように、ゴム等の弾性を有する材料により形成されると共に、該各呼吸口５８ａ・５８ｂの底部開口内周縁部に装入密着し易いように、上方に行くに従い、小径となる截頭円錐形状に形成することが好ましい。

本発明半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置の作用について説明する。先ず、ファン駆動部１のファン６を作動させて、吸気ノズル９から、半導体ウェハ収納容器５１の一方側の呼吸口５８ａから、前記半導体ウェハ収納容器５１内の空気５２を、前記ファン６によりファン駆動部１内に吸引し、更に該吸引した空気５３を、該ファン６により送気用開口部１０および受入れ用開口部２５を介して、水分・ケミカルガス除去フィルター部３の第１の空間部２３へ送気して、粒状濾材収納ケース１８の上流側の通気小孔２０から、前記空気５３を粒状濾材１７内に流入させて、該粒状濾材１７に接触させ、該空気５３中に含まれた水分やケミカルガスを吸着させて除去して、第２の空間部２４内に送気する。

その後、前記第２の空間部２４内に排気された水分やケミカルガスを除去された空気５４は、供給用開口部２５と取入れ用開口部１３を介して塵除去フィルター部２内に流入し、該流入した空気５４は塵除去用フィルター１２によって濾過され、清浄空気６３となって、供給ノズル１５から他方の呼吸口５８ｂを経て半導体ウェハ収納容器５１内に供給される。

前記半導体ウェハ収納容器５１内に清浄空気６３が供給されると共に、該清浄空気６３が供給されて半導体ウェハ収納容器５１が加圧されることにより、外部からの水分およびケミカルガスの浸入を防ぎ、半導体ウェハ収納容器５１内の清浄化状態の維持を達成することができる。以下、前記動作を繰返して半導体ウェハ収納容器５１内の空気を循環しながら清浄化するのである。

図８は、本発明半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置の実施例２を示す左側面側から見た縦断面図、図９は同横断面図である。前記図１〜図４に示す実施例１の半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置Ｍは、ファン駆動部１および塵除去フィルター部２を設置した第１のケーシング４と、水分・ケミカルガス除去フィルター部３を設置した第２のケーシング１６が、連結固定具２８を介してそれぞれ分離・連結固定ができるように形成されているが、図８・図９に示す実施例２は、ファン駆動部１、塵除去フィルター部２および水分・ケミカルガス除去フィルター部３を設置したケーシング４・１６が一体に固定して形成されている。なお、図中、２９は粒状濾材収納ケース出し入れ蓋であって、該粒状濾材収納ケース出し入れ蓋２９を開閉して、粒状濾材収納ケース１８の出し入れを行う。

従って、実施例２における半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置Ｍには、実施例１における半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置Ｍに備えているガスケット２７および連結固定具２８が備えられておらず、前記粒状濾材収納ケース出し入れ蓋２９を備えているという以外の構成は全く同一である。そして、実施例２における半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置Ｍの作用は、前記実施例１に示すものとその構成が略同一であって、空気を循環して清浄化を維持するという点については全く同一であるので、詳細な説明は省略する。

本発明の実施例１の半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置を正面側より見た縦断面図である。 同右側面側より見た縦断面図である。 同左側面側より見た縦断面図である 同横断面図である。 本発明半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置上に載置する半導体ウェハ収納容器の縦断面図である。 同底面図である。 本発明半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置の使用状態を示す一部切り欠き縦断面図である。 本発明の実施例２の半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置を示す右側面側から見た縦断面図である。 同横断面図である。

符号の説明

Ｍ 半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置
１ ファン駆動部
２ 塵除去フィルター部
３ 水分・ケミカルガス除去フィルター部
４ 第１のケーシング
６ ファン
７ ファン駆動装置
９ 吸気ノズル
１５ 供給ノズル
１６ 第２のケーシング
１７ 粒状濾材
２８ 連結固定具
５１ 半導体ウェハ収納容器
５８ａ・５８ｂ 呼吸口
６０ 底板
６３ 清浄空気

Claims (3)

1. ファンおよびファン駆動装置を備えたファン駆動部、塵除去用フィルターを備えた塵除去フィルター部、水分・ケミカルガス除去フィルター部とが、ケーシング内にそれぞれ設置され、且つ前記ケーシングの上面に吸気ノズルと供給ノズルが突設された空気清浄装置であって、底板に複数個の呼吸口が設けられた半導体ウェハ収納容器を前記空気清浄装置上に載置し、該空気清浄装置上面の吸気ノズルと供給ノズルとが、前記半導体ウェハ収納容器の底板の２個の呼吸口にそれぞれ連結され、空気清浄装置を作動させることにより、一方の呼吸口から排出される半導体ウェハ収納容器内の空気を吸気ノズルより吸気して、前記空気清浄装置により、水分、ケミカルガス、塵を除去して清浄空気とし、且つ前記水分、ケミカルガス、塵が除去された清浄空気を他方の呼吸口から半導体ウェハ収納容器に送気し、半導体ウェハ収納容器内の空気を循環しながら清浄化して、清浄状態を維持することを特徴とする半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置。
2. ファンおよびファン駆動装置を備えたファン駆動部、並びに塵除去用フィルターを備えた塵除去フィルター部と、粒状濾材を充填した水分・ケミカルガス除去フィルター部とが、２個のケーシング内にそれぞれ設置され、前記各ケーシングは連結固定具により分離・連結固定が自在になるよう形成され、且つ前記ケーシングの上面に吸気ノズルと供給ノズルが突設された空気清浄装置であって、底板に複数個の呼吸口が設けられた半導体ウェハ収納容器を前記空気清浄装置上に載置し、該空気清浄装置上面の吸気ノズルと供給ノズルとが、前記半導体ウェハ収納容器の底板の２個の呼吸口にそれぞれ連結され、空気清浄装置を作動させることにより、一方の呼吸口から排出される半導体ウェハ収納容器内の空気を吸気ノズルより吸気して、前記空気清浄装置により、水分、ケミカルガス、塵を除去して清浄空気とし、且つ前記水分、ケミカルガス、塵が除去された清浄空気を他方の呼吸口から半導体ウェハ収納容器に送気し、半導体ウェハ収納容器内の空気を循環しながら清浄化して、清浄状態を維持すると共に、水分・ケミカルガス除去用フィルター部が容易に交換可能であることを特徴とする半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置。
3. ファンおよびファン駆動装置を備えたファン駆動部、並びに塵除去用フィルターを備えた塵除去フィルター部と、水分・ケミカルガス除去フィルター部とが、２個のケーシング内にそれぞれ設置されると共に、前記各ケーシングは一体に固定され、且つ前記ケーシングの上面に吸気ノズルと供給ノズルが突設された空気清浄装置であって、底板に複数個の呼吸口が設けられた半導体ウェハ収納容器を前記空気清浄装置上に載置し、該空気清浄装置上面の吸気ノズルと供給ノズルとが、前記半導体ウェハ収納容器の底板の２個の呼吸口にそれぞれ連結され、空気清浄装置を作動させることにより、一方の呼吸口から排出される半導体ウェハ収納容器内の空気を吸気ノズルより吸気して、前記空気清浄装置により、水分、ケミカルガス、塵を除去して清浄空気とし、且つ前記水分、ケミカルガス、塵が除去された清浄空気を他方の呼吸口から半導体ウェハ収納容器に送気し、半導体ウェハ収納容器内の空気を循環しながら清浄化して、清浄状態を維持すると共に、水分・ケミカルガス除去用フィルター部が容易に交換可能であることを特徴とする半導体ウェハ収納容器内空気清浄装置。
   

Images