JP2005167168A - Purge valve and stocker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は保管ボックス内のクリーン度を維持するため、クリーンガスでパージし、且つクリーンガスの有効利用を高めた保管装置およびこのような保管装置を実現するためのパージバルブに関する。The present invention relates to a storage device that is purged with a clean gas and maintains an effective use of the clean gas in order to maintain the cleanliness in the storage box, and a purge valve for realizing such a storage device.
半導体の分野では、特にLSI(Large Scale Integration)において、集積度の向上に伴うパターンの微細化が進み、そのパターンの大きさはサブミクロン例えば0.1μmにもなり、半導体の製造工程において半導体ウエハーの周囲環境のクリーン度がますます要求されるようになった。In the field of semiconductors, particularly in LSI (Large Scale Integration), pattern miniaturization has progressed as the degree of integration has improved, and the size of the pattern has reached submicron, for example, 0.1 μm. The cleanliness of the surrounding environment has been increasingly required.
そこで、半導体ウエハーを収納するウエハーキャリア、またはウエハーの保管ボックスであるFOUP(Front Opening Unified Pod)等自体、特にFOUP内をも常にクリーンに維持し保管する必要がある。そのためこれらFOUP等の収納容器を常にクリーンに維持された保管装置に収納し、クリーン度の維持管理をしている。 Therefore, it is necessary to always maintain and store the wafer carrier for storing the semiconductor wafer, or the FOUP (Front Opening Unified Pod) itself which is a storage box for the wafer itself, especially the FOUP. Therefore, storage containers such as FOUPs are stored in a storage device that is always kept clean, and the cleanliness is maintained.
また、それぞれ収納容器、例えばウエハーキャリアを収納された状態で隣同士のウエハーキャリアのクロスコンタミの影響を避けるために各保管室が分離独立した保管装置に収納される。収納容器を入れるこの分離独立した保管室のクリーン度を維持するため保管室は、フィルターを通したクリーンガスたとえば窒素ガスで常時パージされている。 In addition, each storage chamber is stored in a separate storage device in order to avoid the influence of cross contamination between adjacent wafer carriers in a state where each storage container, for example, a wafer carrier is stored. In order to maintain the cleanliness of this separate and independent storage chamber containing the storage container, the storage chamber is constantly purged with a clean gas, such as nitrogen gas, through a filter.
FOUPにはガスを導入する開口孔があるためこのクリーンガスを直接、FOUP内に導入し、FOUP内をパージしクリーン度を維持している。また、FOUPは、収納容器の保管する棚などに設置されてクリーンガスをパージし保管される。 Since the FOUP has an opening hole for introducing a gas, this clean gas is directly introduced into the FOUP, and the inside of the FOUP is purged to maintain the cleanliness. The FOUP is installed on a shelf or the like for storing the storage container and purged with clean gas and stored.
一方、複数枚のウエハーを窒素ガスを充填可能とした収納容器内に入れ、一様に窒素ガスを流してウエハーのクリーン度を維持するだけのものは特許文献1に記載されている。
しかし、保管装置の各保管室へパージする窒素ガスは液体窒素を気化させて製造することもあって高価であり、また従来の保管装置はウエハーキャリアやFOUPの存在しない保管室も窒素パージされるため窒素ガスのロスも大きく、またこれらの窒素パージは昼間の作業時間はもちろん、作業終了後も終夜に渡って行われるためコストに大きな影響を及ぼしていた。また、窒素ガスそのものも大気において占有量が増えると人体に悪い影響も与えることがあり、作業環境も問題となることがある。 However, the nitrogen gas purged into each storage chamber of the storage device is expensive because it can be produced by vaporizing liquid nitrogen, and the conventional storage device is also purged with nitrogen in a storage chamber in which no wafer carrier or FOUP exists. Therefore, the loss of nitrogen gas is large, and these nitrogen purges have a great influence on the cost because they are performed all night after work as well as during daytime work. Further, if the occupation amount of nitrogen gas itself increases in the atmosphere, the human body may be adversely affected, and the working environment may also be a problem.
また、FOUPはその底部にはクリーンガスをパージするための導入孔および排気孔がそれぞれ1つずつあり、その導入孔および排気孔にはチェック弁が付属されている。チェック弁はFOUP内にクリーンガスを導入および排気するため図4に示すように逆向きに取り付けられている。導入側のチェック弁はガス供給圧力により開き、FOUP内にクリーンガスが入り込み、またそのFOUP内ガス圧により排気側のチェック弁が開き排気されることによりFOUP内のクリーンガスによるパージが行われる。
しかし、保管装置または保管エリアにおいてはFOUPが存在しない状態でもクリーンガスが供給される状態におかれているため、クリーンガスがFOUPの存在しないところにも送り込まれ、クリーンガスが無駄に消耗されていた。The FOUP has one introduction hole and one exhaust hole for purging clean gas at the bottom, and a check valve is attached to the introduction hole and the exhaust hole. The check valve is mounted in the reverse direction as shown in FIG. 4 to introduce and exhaust clean gas into the FOUP. The introduction-side check valve is opened by the gas supply pressure, clean gas enters the FOUP, and the exhaust-side check valve is opened and exhausted by the gas pressure in the FOUP, thereby purging with the clean gas in the FOUP.
However, since the storage device or the storage area is in a state where clean gas is supplied even in the absence of FOUP, the clean gas is sent to places where FOUP does not exist, and the clean gas is consumed wastefully. It was.
そこで、本発明は保管装置の各保管室のクリーン度を維持するために必要な各保管室へ流すクリーンガスのロスを極力低減させることにより半導体ウエハー等の保管コストをも低減し、またクリーンルーム内への窒素ガスの漏れ流入も極力抑えることを目的とする。 Therefore, the present invention also reduces the storage cost of semiconductor wafers and the like by reducing the loss of clean gas flowing to each storage chamber necessary to maintain the cleanliness of each storage chamber of the storage device, and also in the clean room. The purpose is to suppress nitrogen gas leakage into the tank as much as possible.
上記問題を解決するため、本発明は、保管物、例えば、ウエハーキャリアやウエハー収納容器FOUPをパージするために必要なときに、すなわち、これらウエハーキャリアの存在する保管室にのみクリーンガスをパージできるようにした収納容器の保管装置であり、ウエハー収納容器FOUPとパージバルブを接続したときにのみ、すなわち、収納容器の存在を感知したときにのみバルブが開き、クリーンガスをパージできるパージバルブを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention can purge clean gas only when it is necessary for purging stored items, for example, a wafer carrier or a wafer storage container FOUP, that is, only in a storage room where these wafer carriers exist. The storage container storage apparatus is configured to provide a purge valve that opens and purges clean gas only when the wafer storage container FOUP and the purge valve are connected, that is, when the presence of the storage container is detected.
また、本発明は、パージバルブが重量物の重量または機械的外力によってバルブを開閉させるバルブ開閉アクチュエータと、ガスを導入するガス通路と、パージバルブの開時にガス供給源からガスの入ってくるガス導入孔と、ガス通路及びガス導入孔を導通孔を介して導通させる中継導通孔と、パージバルブが閉時にガスの流れを遮断するシール材と、バルブ開閉に上下駆動するピストンロッドと、ガス流量を調整するオリフィスと、重量物の有無によりアクチュエータを作動させるばねから構成される。ここでバルブ開閉アクチュエータとは、図1においてフランジ(1)13、ピストンロッド8、ばね(1)11からなる重量または機械的外力によってバルブ開閉作用を行う操作部をいう。 The present invention also provides a valve opening / closing actuator that causes the purge valve to open and close by the weight of a heavy object or a mechanical external force, a gas passage for introducing gas, and a gas introduction hole through which gas enters from a gas supply source when the purge valve is opened. A relay conduction hole for conducting the gas passage and the gas introduction hole through the conduction hole, a sealing material for shutting off the gas flow when the purge valve is closed, a piston rod that is vertically driven to open and close the valve, and a gas flow rate is adjusted. It is composed of an orifice and a spring that operates the actuator depending on the presence or absence of a heavy object. Here, the valve opening / closing actuator refers to an operation portion that opens and closes the valve by a weight or a mechanical external force including the flange (1) 13, the
前記オリフィスの直径は任意の大きさに交換し、流れるガスの量を任意に選定でき、前記ばねは、任意のばね定数のものに交換し、前記積載物の重量または機械的外力の大きさの感知を任意に選定できることを特徴とする。
保管装置は、複数の各分離独立した保管室を有し、保管室内に請求項1記載のパージバルブをそれぞれ設け、保管室に保管物が存在するときにのみにパージバルブが開放し、クリーンガスが保管室内に流れ込むように前記パージバルブが設置されている。
また、本発明は、ガス導入孔と、そのガス導入孔にチェック弁を取り付けたウエハー収納器FOUPを前記パージバルブと該チェック弁が接続され、前記パージバルブが開となり該ウエハー収納器FOUP内を前記ガスによりパージされることを特徴とする。
前記クリーンガスは、たとえば窒素ガスまたはドライエアーまたは不活性ガスを使用する。The diameter of the orifice can be changed to an arbitrary size, and the amount of flowing gas can be selected arbitrarily. The spring can be changed to an arbitrary spring constant, and the weight of the load or the magnitude of the mechanical external force can be changed. It is characterized in that sensing can be arbitrarily selected.
The storage device has a plurality of separate and independent storage chambers, each of which is provided with a purge valve according to
Further, according to the present invention, the purge valve and the check valve are connected to the wafer container FOUP having a gas introduction hole and a check valve attached to the gas introduction hole, the purge valve is opened, and the gas is passed through the wafer container FOUP. It is characterized by purging by.
As the clean gas, for example, nitrogen gas, dry air, or inert gas is used.
本発明によるパージバルブは、パージバルブ作動部分に重量または機械的外力が加わるかどうかでバルブ開閉するため、対象物の存在の有無を確認してバルブ開閉が可能となる。オリフィス径は、容易に任意の大きさに交換し、流れるガスの量を任意に選定でき、ばねは、任意のばね定数のものに交換し、前記積載物の重量または機械的外力の大きさの感知を任意に選定できるためパージバルブの使用の自由度が大きくなり、どのような仕様にも対応できる。 Since the purge valve according to the present invention opens and closes depending on whether a weight or mechanical external force is applied to the purge valve operating portion, the valve can be opened and closed by checking the presence or absence of an object. The orifice diameter can be easily changed to an arbitrary size, and the amount of flowing gas can be selected arbitrarily. The spring can be changed to an arbitrary spring constant, and the weight of the load or the magnitude of the mechanical external force can be changed. Since the detection can be selected arbitrarily, the degree of freedom of use of the purge valve is increased, and any specification can be accommodated.
保管装置の各保管室のクリーン度を維持するため各保管室へ流すクリーンガスのロスを極力低減させることができ、保管コストをも低減し、またクリーンガスとして窒素ガスを使用する場合、クリーンルーム内への窒素ガスの漏れ流入も極力抑えることができ、窒素ガスによる人体に悪い影響を与えることも低減できる。 In order to maintain the cleanliness of each storage room of the storage device, the loss of clean gas flowing to each storage room can be reduced as much as possible, the storage cost is also reduced, and when nitrogen gas is used as the clean gas, Nitrogen gas leakage into the gas can be suppressed as much as possible, and adverse effects on the human body due to nitrogen gas can be reduced.
本発明の実施の形態を図面を参照し、詳細に説明する。図1は本発明のパージバルブの断面図である。本発明のパージバルブ1とは、重量または機械的力によりバルブ開閉を行い、そのバルブ開閉動作によりガスのパージをコントロールするバルブである。
図1(a)は、重量物が存在しないため重量がパージバルブのアクチュエータ2に掛かからないため閉じた状態を示し、図1(b)は、本発明のパージバルブ1が載置された重量物の重量がパージバルブ1のアクチュエータ2に掛かり開いた状態を示す。アクチュエータ2とは、フランジ(1)13、ピストンロッド8、ばね(1)11からなる重量または機械的外力によってバルブ開閉作用を行う操作部をいう。Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the purge valve of the present invention. The
FIG. 1A shows a closed state because there is no heavy object, so that the weight is not applied to the
次に、本発明のパージバルブ1の構造について説明する。図1(a)において、パージバルブ1は主として重量物の重量によってバルブ開閉させるアクチュエータ2、ガス通路23、導通孔4、パージバルブ1の開時にクリーンガス供給源からクリーンガスの入ってくるクリーンガス導入孔5、パージバルブ1の開時にガス通路23とクリーンガス導入孔5を導通孔4を介して導通させる中継導通孔6、パージバルブ1が閉時にクリーンガスの流れを遮断するシール材(1)7、バルブ開閉に上下駆動するピストンロッド8、ガス流量を調整するオリフィス3と、バルブ本体ハウジング10、ピストンロッド8とバルブ本体ハウジング10間をシールするシール材(2)9、重量物の有無によりアクチュエータ2を作動させるばね(1)11、クリーンガス供給源とバルブ本体ハウジング10を接続するフランジ(1)12、アクチュエータ2と図示していないクリーンガス導入室を接続するフランジ(2)13からなる。シール材(1)7,シール材(2)9としてはここではOリングを使用する。また、図1(b)において、同じ番号の符号は図1(a)と同一である。 Next, the structure of the
次に、本発明のパージバルブ1の動作について説明する。図1(a)において、図示していないクリーンガス供給源18とバルブ本体ハウジング10を接続フランジ(1)12により接続され、アクチュエータ2と図示していない保管室をフランジ(2)13により接続されている。 Next, the operation of the
重量物が存在しないため、アクチュエータ2が、ばね(1)11により上方に押し上げられたままの状態にあり開作動しないため、バルブが閉時にクリーンガスの流れを遮断するシール材(1)7によりパージバルブ1が閉状態にあるため保管室にクリーンガスが入り込まない。 Since there is no heavy object, the
図1(b)においては、重量物が存在するためアクチュエータ2が、ばね(1)11の反発力に押し勝って下方に移動する。アクチュエータ2の作動とともにピストンロッド8も下方に移動し、バルブが閉時にクリーンガスの流れを遮断するシール材(1)7も下方に移動し、パージバルブ1の開時にガス通路23とガス導入孔5が導通孔を介して導通させる中継導通孔6により開放される。オリフィス3は、パージバルブ内を流れるガスの流量を調整する。ピストンロッド8の摺動部はピストンロッド8とバルブ本体ハウジング10の間にあるシール材(2)9によりガス漏れを防止している。 In FIG. 1B, since there is a heavy object, the
従って、クリーンガス供給源18、クリーンガス供給管19、クリーンガス導入孔5、オリフィス3、中継導通孔6、導通孔4、ガス通路23および保管室まで導通し、クリーンガス供給源18から保管室までのクリーンガスの通路が確保されるためこの順路で保管室にクリーンガス供給源18からのクリーンガスが流れ込む。
以上、上記の動作手順により、本発明のパージバルブ1の重量物の有無によりバルブ開閉の動作を行う。また、本発明によるパージバルブ1は重量物に代えて強制的に重量物の掛かる方向に力を加えてパージバルブ1を開けることができることはもちろんである。Accordingly, the clean gas supply source 18, the clean
As described above, the opening / closing operation of the
また、次に本発明のパージバルブ1を利用した保管装置14について図2、図3を参照して説明する。
図2に本発明の保管装置14の正面図を示す。保管装置14には複数の別個独立した保管室15が組み込まれ内蔵している。それぞれの保管室15内には、その底部にパージバルブ1を配置し、パージバルブ1の直ぐ上に支持台17をアクチュエータ2に直結して接続し、支持台17の上下動がそのままアクチュエータ2の上下動となるようにする。支持台17は、ばね(2)24により支持されている。
また、パージバルブ1の下側にクリーンガス供給管19を接続配管し、クリーンガス供給管19にはクリーンガス供給源18に接続してクリーンガスを常に供給できる状態に設定している。供給するクリーンガスとしては、たとえば図示しないフィルターを通したクリーンな窒素ガスである。Next, a storage device 14 using the
FIG. 2 shows a front view of the storage device 14 of the present invention. The storage device 14 has a plurality of independent storage chambers 15 incorporated therein. In each storage chamber 15, the
Further, a clean
保管室15に何も存在せず空き室の場合は支持台17に直結しているパージバルブ1のアクチュエータ2が作動せず、パージバルブ1は閉の状態で保管室15にクリーンガスは流れ込まない。
一方、半導体ウエハーを収納したウエハーキャリア20を保管装置扉16を開け、保管装置14内の支持台17に載せる。アクチュエータ2が作動し、パージバルブ1が開になり、保管室15にクリーンガス供給源18からクリーンガス供給管19を経てクリーンガスが流れ込む。When there is nothing in the storage chamber 15 and the chamber is empty, the
On the other hand, the
本発明を収納容器としてFOUPに適用した場合について図4を参照して説明する。FOUP本体21の底部には2つのチェック弁22が設けられており、クリーンガスを導入および排気という働きの違いからチェック弁22の向きはそれぞれ逆に取り付けられている。FOUP本体21を保管装置または保管エリアに載置されると、クリーンガスを導入側のチェック弁22に本発明のパージバルブ1に接続され、パージバルブ1が開状態になりクリーンガスがFOUP本体21内に入り込み、FOUP内圧により排気側チェック弁22が開き、クリーンガスが排気されFOUP本体21内がクリーンガスよりパージされる。 A case where the present invention is applied to a FOUP as a storage container will be described with reference to FIG. Two
本発明による保管装置14は、本発明によるパージバルブ1と合わせて、クリーンな窒素ガスを必要なときに、すなわち保管室15に保管物があるときにのみ必要な量(オリフィス3の直径を任意に適当に選択交換することにより流入ガス量をコントロールできる。)の窒素ガスを保管室15に送り込むことができる。また、重量物の有無によりアクチュエータ2を作動させるばね(1)11を任意に適当なばね定数のものに選択交換によりパージバルブ1の開閉する重量または機械的外力を任意に設定できる。また。クリーンガスとして窒素ガスの他、ドライエアーまたはアルゴンガス等の不活性ガスなどがある。 The storage device 14 according to the present invention, in combination with the
1 パージバルブ
2 アクチュエータ
3 オリフィス
4 導通孔
5 ガス導入孔
6 中継導通孔
7 シール材(1)
8 ピストンロッド
9 シール材(2)
10 バルブ本体ハウジング
11 ばね(1)
12 フランジ(1)
13 フランジ(2)
14 保管装置
15 保管室
16 保管装置扉
17 支持台
18 クリーンガス供給源
19 クリーンガス供給管
20 ウエハーキャリア
21 FOUP本体
22 チェック弁
23 ガス通路
24 ばね(2)DESCRIPTION OF
8
10 Valve body housing 11 Spring (1)
12 Flange (1)
13 Flange (2)
14 Storage device 15
Claims (6)
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