JP2006140516A

JP2006140516A - 基板収納容器

Info

Publication number: JP2006140516A
Application number: JP2005370710A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Inoue; 清敬井上; Terumi Rokusha; 輝美六車; Yuichi Kuroda; 雄一黒田; Noriaki Yoshikawa; 典昭吉川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2019-06-30
Also published as: JP4227137B2

Abstract

【課題】製造工期の短縮化、生産効率の向上および生産コストの削減を実現できる基板収納容器を提供する。
【解決手段】基板１０を収納する容器１２と、上記容器１２に密着固定され、上記容器１２を密閉する蓋体１４と、上記容器内を排気する手段であって、一時的に低圧力空間を実現する手段とを有する基板収納容器であって、上記蓋体１４と上記容器１２が分離している間に、上記低圧力空間を蓋体内部に実現し、上記蓋体１４と上記容器１２が一体となっている間に、上記低圧力空間と上記容器１２を接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボックス内にウェーハを収納してプロセス装置間の搬送を行うＳＭＩＦ（Standard Mechanical Interface）システムに係り、特に、ＳＭＩＦシステムで用いられる半導体ウェーハ運搬用ポッドに関する。

製品の歩留まり向上は半導体生産ラインにおいて非常に重要な事柄である。歩留まり低下の主な原因は、生産環境内に存在する、ゴミや有機物等のパーティクルである。従来、パーティクル対策は、ＬＳＩ生産をクリーンルーム内で行うことで実現されてきた。しかし、ＬＳＩの微細化、高集積化に伴い、除去すべきパーティクルのサイズは小さくなる一方、クリーンルーム自体のこれ以上の高清浄化はコストの上昇等の問題から容易ではない。そこで、従来より半導体ウェーハ搬送に用いられてきたオープン・カセットに代えて密閉式の箱（ポッド）を用いるＳＭＩＦシステムが提案されている。このポッドを用いれば、ウェーハを密閉容器内に収納し、搬送や保管ができるので、ウェーハをダスト・フリーな状態に維持できる。また、装置周辺の環境が必ずしも高清浄でなくても装置間のウェーハ搬送を高清浄環境に保って行うことができる。

図１６は、従来の半導体ウェーハ運搬用ポッドをポッド載置台２０に設置し、半導体ウェーハ１０を搬入または搬出する場合の様子を示す図である。図１６に示すように、従来の半導体ウェーハ運搬用ポッドにおいては、ウェーハ１０を搬出し、プロセス装置（図示しない）にウェーハ１０を移載する場合、ポッド本体１２からポッド蓋１４ｂの取り外しが行われる。ポッド蓋１４ｂの取り外しはポッド蓋開閉器１６ｂを備えた蓋開閉手段２２によって行われる。逆に、ウェーハ１０のプロセス処理が終了し、再びウェーハ１０をポッド本体１２内に搬入する場合、今度はポッド蓋１４ｂをポッド本体１２に固定し、ポッド本体１２を密閉する。

近年、半導体ウェーハ運搬用ポッドの役割として、上記パーティクル対策だけでなく、半導体ウェーハ表面を自然酸化膜生成から保護することも要求されてきている。自然酸化膜は予期できないプロセスの不具合等を招く有害なものであり、できるだけ形成すべきものではない。特に、微細化の進んだＬＳＩには、大きな悪影響を及ぼす。このため、自然酸化膜生成防止を目的として、ポッド内に窒素（Ｎ₂）、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスを封入し、そのままポッドを搬送する案が提案されている。すなわち、図１７に示すように、ポッド蓋１４ｂを密着固定した後、アタッチメント１８を介して窒素等の不活性ガスをポッド本体１２内に封入する。そして、ポッド本体１２内を不活性ガス雰囲気とし、そのままの状態でポッドの搬送を行うものである。プロセス装置間の搬送中は、半導体ウェーハ１０の表面は窒素に晒されるだけであり、酸素には晒されることはない。したがって、ウェーハ１０の表面を自然酸化膜生成から保護することが可能となる。半導体ウェーハ１０を収納した状態で、一時的にストッカ等にポッドを保管する場合であっても、同様に自然酸化膜の生成が防止される。基板収納装置としては例えば特許文献１に開示されてたようなものがある。
特開平１０−６５３７０号公報

ポッド本体１２内に不活性ガスを封入する場合、たとえば３００ｍｍウェーハ２５枚収納可能な半導体ウェーハ運搬用ポッドあれば、その封入におよそ１０分程度要してしまう。

このため、（１）半導体ウェーハ１０の回収後、すぐに次のプロセス装置にそのポッドを搬送することができない。すなわち、ガス封入時間分だけそのポッドの搬送開始が遅れてしまう。現在、半導体の製造工程は２００工程程度となっており、たとえば１工程当りガス封入に１０分かかるとすれば、２００工程全体ではおよそ３３時間も要することになる。したがって、半導体製造期間はその分だけ確実に長くなり、生産効率の低下、延いては生産コストの上昇を招いてしまう問題点がある。

さらに、（２）先のポッドのガス封入中は次のポッドをポッド載置台２０に設置することはできない。すなわち、先のポッドのガス封入時間分だけ次のポッドのプロセス処理開始が遅れてしまう。一方、プロセス装置はこの間アイドリング状態であり、装置利用が非効率的である。その積み重ねによる損失は非常に大きいものとなる。

また、複数のポッド載置台２０が設けられている場合であっても、すべての載置台２０が使用されている場合がある。この場合、搬送されてきたポッドの処理は何れかのポッドのガス封入作業が終了するまで待機状態となる。したがって、上記（１）と同様、製造期間の長期化、生産効率の低下、並びに生産コストの上昇を招くおそれがある。

本発明は、このような課題を解決し、製造工期の短縮化、生産効率の向上および生産コストの削減を実現できる基板収納容器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の特徴は、基板を収納する容器と、その容器の蓋体であって、容器に密着固定され、容器を密閉する蓋体と、容器の封止ガスを一時的に保持し、容器に保持された封止ガスを導入する手段とを有する基板収納容器であることである。好ましくは、封止ガス導入手段が、蓋体に内蔵されたガス封入容器であることである。より好ましくは、そのガス封入容器が、封止ガスを所定の圧力で圧縮された状態で保持することである。

好ましくは、封止ガス導入手段が、蓋体と容器が分離している間に封止ガスを取り入れ、蓋体と容器が一体となっている間にその封止ガスを容器に導入することである。より好ましくは、封止ガス導入手段が、蓋体と容器が分離した時点で封止ガスの取り入れを開始し、蓋体と容器が一体となった時点で封止ガスの導入を開始することである。

本発明の第１の特徴によれば、蓋体にガス封入容器を設け、あらかじめガス封入容器に封止ガスを封入しておき、その封止ガスを容器内に導入する。すなわち、本発明の第１の特徴では、基板搬出後、再び基板搬入までの間に、まずガス封入容器に一旦封止ガスを封入しておく。そして、搬送開始後に、今度はガス封入容器に保持された封止ガスを容器内に封入する。それにより、容器に対する封止ガス封入作業を見掛け上なくすことができる。したがって、封止ガス封入作業に要する時間が不要となり、搬送開始をその分だけ早めることができる。その結果、半導体製造期間全体の短縮化が図られると共に、生産効率の向上、生産コストの削減が実現される。

本発明の第１の特徴において、好ましくは、基板収納容器が、蓋体と容器を密着固定する手段を有し、その密着固定手段が、容器の開口部と蓋体の密着面で囲まれる所定の空間を低圧力とすることである。容器と蓋体の密着性が高まり、容器の密閉性を向上することができる。

本発明の第２の特徴は、基板を収納する容器と、その容器の蓋体であって、容器に密着固定され、容器を密閉する蓋体と、容器内を排気する手段であって、一時的に低圧力空間を実現する手段とを有する基板収納容器であることである。好ましくは、排気手段が、蓋体に設けられた真空容器であることである。より好ましくは、真空容器が、ガスの排気によって低圧力空間を内部に実現することである。

好ましくは、真空容器が、蓋体と容器が分離している間に低圧力空間を内部に実現し、蓋体と容器が一体となっている間に低圧力空間と容器を接続することである。より好ましくは、真空容器が、蓋体と容器が分離した時点で内部の排気を開始し、蓋体と容器が一体となった時点で低圧力空間と容器の接続を開始することである。

本発明の第２の特徴によれば、蓋体に真空容器を設け、あらかじめ真空容器内部を大気圧より多少低い圧力（真空状態）とし、その真空容器を容器と接続することで容器内を真空状態とする。すなわち、本発明の第２の特徴では、基板搬出後、再び基板搬入までの間に、まず真空容器内を真空状態にしておく。そして、搬送開始後に、今度は容器内を真空容器によって排気する。それにより、容器内の排気作業を見掛け上なくすことができる。したがって、容器内の排気作業に要する時間が不要となる。その結果、半導体製造期間全体の短縮化が図られると共に、生産効率の向上、生産コストの削減が実現される。さらに、本発明の第２の特徴によれば、容器の密閉性をより長く維持することができ、それにより、収納された基板を高清浄環境に長期間保持することができる。

本発明によれば、製造工期の短縮化、生産効率の向上および生産コストの削減を実現できる基板収納容器を提供できる。

以下に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の図面においては同一または類似の部分には同一または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（第１の実施の形態）図１に示すように、本発明に係る半導体ウェーハ運搬用ポッドは、半導体ウェーハ１０を半導体製造装置２６に搬出または半導体製造装置２６から搬入する場合、半導体製造装置２６の前面に配置されたポッド載置台２０に設置される。通常、１台の半導体製造装置２６につき２台乃至４台のポッド載置台２０が割り当てられる。先の工程の半導体製造装置２６から搬送されてきた半導体ウェーハ運搬用ポッドは、まずポッド載置台２０に設置される。ポッドの設置後、ポッド本体１２からポッド蓋１４の取り外しが行われる。ポッド蓋１４の取り外しは蓋開閉手段２２によって実行される。同様に、ポッド蓋１４のポッド本体１２への固定についても蓋開閉手段２２が行う。場合によっては人手によることもある。蓋開閉手段２２はポッド蓋開閉器１６を有しており、ポッド蓋開閉器１６とポッド蓋１４が重なり合うことでその取り外し及び固定を行う。

ポッド蓋１４の取り外しが終了すると、半導体製造装置２６に備え付けられたウェーハ移載手段２４がポッド本体１２内に収納されている半導体ウェーハ１０を一枚ずつ半導体装置２６内に移載する。半導体製造装置２６は、イオン注入工程、拡散工程、フォトリソグラフィー工程、薄膜形成工程、エッチング工程等の半導体製造工程を行う装置である。半導体ウェーハ１０の処理終了後、今度は逆にウェーハ移載手段２４は半導体製造装置２６内からポッド本体１２内に半導体ウェーハ１０を移載する。すべてのウェーハ１０の処理が終了し、ポッド本体１２内への移載が完了すれば、蓋開閉手段２２によってポッド蓋１４がポッド本体１２に再び密着固定される。次の工程の半導体製造装置へのポッドの搬送はたとえば、オペレータによる搬送、ＡＧＶ（Automated Guided Vehicle）やＲＧＶ（Rail Guided Vehicle）を用いた床上搬送、ＯＨＴ（Overhead Transpotation）を用いた天井搬送等によって行われる。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体ウェーハ運搬用ポッドをポッド載置台２０に設置し、半導体ウェーハ１０を搬入または搬出する場合の様子を示す図である。また、図３は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体ウェーハ運搬用ポッドをプロセス装置間で搬送する場合の様子を示す図である。

図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る半導体ウェーハ運搬用ポッドは、半導体ウェーハ１０を収納・保管し、プロセス装置間のウェーハ搬送を行うポッド本体１２と、ポッド本体１２に密着固定され、ポッド本体１２内を密閉するポッド蓋１４ａと、で構成される。ポッド本体１２は側面に半導体ウェーハ１０を搬入搬出するための開口部を有する容器であり、その材質は発塵の少ない材料で構成されている。開口部ははめ込み型となっており、ポッド蓋１４ａは開口部に密着固定される。図示はしないが、ポッド本体１２内部にはたとえば１３枚、２５枚等の複数枚のウェーハ１０を一定間隔で水平に収納するための溝が設けられており、直接ウェーハ１０を収納することができる。また、ポッド本体１２の他の側面、上面、あるいは下面にはハンドリング部が設けられている。ポッド搬送の際、オペレータあるいは搬送ロボットはこのハンドリング部によってポッドを保持することができる。

ポッド蓋１４ａは本発明の重要部分であるガス封入容器２８を内蔵している。ガス封入容器２８はのちにポッド本体１２内に封入される封止ガスを一旦保持するものである。ガス封入容器２８に対する封止ガスの封入は蓋開閉手段２２によって行われる。蓋開閉手段２２は、ガス封入容器２８を内蔵するポッド蓋１４ａをポッド本体２２から取り外した後、ポッド蓋開閉器１６ａを介してアタッチメント１８をポッド蓋１４ａに接続する。封止ガスはアタッチメント１８を介してポッド蓋１４ａに供給され、ポッド蓋１４ａ内部の配管を通してその封止ガスはガス封入容器２８に封入される。ガス封入容器２８はポッド本体１２内を封止ガスで完全に置換できる量の封止ガスを一時的に保持する。通常、封止ガスは一定の圧力下で圧縮されて保持される。封止ガスとしては窒素、アルゴン等の不活性ガスが用いられる。

一方、図３に示すように、ガス封入容器２８内の封止ガスは今度はポッド搬送中にポッド本体１２に封入される。封止ガスはポッド蓋１４ａ内部の配管３０を通ってポッド本体１２内に供給される一方、ポッド本体１２内に存在するガスはポッド蓋１４ａ内部の配管３２を通ってポッド外部に排出される。それにより、ポッド本体１２内は一定時間経過後完全に封止ガスに置換される。

次に、本発明の第１の実施の形態の動作について図２及び図３を参照して説明する。本発明の第１の実施の形態の動作は次の２つの動作に大別される。

（１）ガス封入容器２８に対する封止ガス封入作業
（２）ポッド本体１２に対する封止ガス封入作業
まず、図２に示すように本発明の第１の実施の形態においては、半導体ウェーハ１０の搬出、半導体ウェーハ１０のプロセス処理、および半導体ウェーハ１０の搬入の間に、ガス封入容器２８に対する封止ガスの封入作業（１）が行われる。従来、このウェーハ搬出→プロセス処理→ウェーハ搬入の間は、ポッド蓋１４ａはポッド蓋開閉器１６ａに保持されたまま待機状態となっている。本実施の形態では、この期間を利用してガス封入容器２８に封止ガスを封入する作業を並行処理する。封入作業はプロセス処理時間内で十分行うことができる。したがって、ガス封入容器２８に対する封止ガスの封入作業時間は見掛け上なくなる。

次に、図３に示すように、ポッド搬送中にポッド本体１２に対する封止ガス封入作業（２）が行われる。半導体ウェーハ１０の搬入後、ポッドは搬送システム（図示しない）によって次工程の装置に搬送される。この搬送の際にガス封入容器２８内の封止ガスは今度はポッド本体１２内に供給される。封止ガスはガス封入容器２８内に一定の圧力で圧縮されて保持されているので、所定の弁が開けば自然に配管３０を通ってポッド本体１２内に流れ込む。同時にポッド本体１２内のガスは配管３２を通ってポッド外に排出されるので、ポッド本体１２内は封止ガス雰囲気となる。ポッド本体１２内へのガス封入時間は３００ｍｍウェーハ２５枚収納可能な半導体ウェーハ運搬用ポッドあればおよそ１０分程度である。したがって、全体としてみればポッド搬送開始直後に封入作業が終了すると見なすことができる。従来、ポッド本体１２内への封入作業はポッド搬送前に行われていた。そのため、その封入作業時間分だけポッド搬送の開始が遅れることとなり、その積み重ねにより半導体製造期間全体の長期化を招いていた。本実施の形態では、ポッド搬送中にガス封入容器２８に一時的に保持した封止ガスをポッド本体１２内に封入する。それにより、ポッド本体１２に対する封入作業時間を見掛け上なくしている。

本発明の第１の実施の形態においては、ポッド本体１２内への封止ガス封入作業を、（１）ポッド蓋１４ａに内蔵されたガス封入容器２８に封止ガスを封入し、一時的に保持させる作業と、（２）ガス封入容器２８に保持された封止ガスをポッド本体１２に供給し、ポッド本体１２内を置換する作業と、に分けて実行する。そして、さらに本実施の形態は、（１）のガス封入容器２８に対するガス封入作業を半導体ウェーハ１０の搬出作業、ウェーハ１０のプロセス処理、およびウェーハ１０の搬入作業が行われている間に行い、（２）のポッド本体１２に対するガス封入作業をポッド搬送中に行うものである。したがって、（１）および（２）の作業に要する時間は見掛け上なくなり、半導体製造期間に加算されなくなる。それにより、半導体製造期間は短縮され、生産効率の向上および生産コストの削減を図ることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るポッド蓋１４ａはたとえば図４に示すような構成にすれば良い。図４は、本発明の第１の実施の形態に係るポッド蓋１４ａの構成を示す断面図である。図４に示すように、本実施の形態に係るポッド蓋１４ａはその内部に、ガス封入容器２８と、ガス封入容器２８内のガスをポッド本体１２内に封入する配管３０と、配管３０に挿入された開閉バルブ３４およびフィルタ３６と、ガス封入容器２８内にガスを供給する配管４０と、配管４０に挿入された開閉バルブ４２と、ポッド蓋１４ａのポッド本体１２側とその反対側を結ぶ配管３２と、配管３２に挿入された圧力弁３８と、を有している。図４において、開閉バルブ４２が開状態のとき、ガス封入容器２８は配管４０を通して封止ガスの供給を受ける。配管４０はポッド蓋開閉器１６ａを介して蓋開閉手段２２に備え付けられたアタッチメント１８と接続し、アタッチメント１８から供給される封止ガスをガス封入容器２８に封入する。なお、言うまでもないが、これらの作業はポッド蓋１４ａがポッド本体１２から離れ、ポッド蓋開閉器１６ａに固定されている状態で行われる。

一方、開閉バルブ３４が開状態のとき、ガス封入容器２８はその内部に保持した封止ガスを配管３０を通してポッド本体１２内に封入する。上述したように、封止ガスは圧縮された状態でガス封入容器２８内に閉じ込められているので、開閉バルブ３４が開けば封止ガスは配管３０を通ってポッド本体１２内に流れていく。また、フィルタ３６を配管３０に設けることで一旦ガス封入容器２８内に保持された封止ガスをより清浄度を高くしてポッド本体１２内に供給できる。それにより、ポッド本体１２内の半導体ウェーハ１０の清浄度をさらに向上できる。封入進行と共に、ポッド本体１２内部は封止ガスの封入によって圧力が上昇するが、一定圧になると圧力弁３８が開状態となる。圧力弁３８が開くことで配管３２を通ってガス封入容器２８内のガスがポッド外部に排出される。その結果、所定の時間経過後、ポッド本体１２内は封止ガスに完全に置換される。なお、これらの作業はポッド蓋１４ａがポッド本体１２に密着固定されている状態で行われる。

上述した作業はポッド蓋１４ａの開閉作業に連動して行われるのが望ましい。すなわち、ポッド蓋１４ａがポッド本体１２から外された時点で、開閉バルブ４２を開、開閉バルブ３４を閉とし、ガス封入容器２８に対する封止ガス封入作業を開始し、ポッド蓋１４ａがポッド本体１２に固定された時点で、開閉バルブ３４を開、開閉バルブ４２を閉とし、ポッド本体１２に対する封止ガス封入作業を開始することが作業をする上で効率的である。そこで、本発明の第１の実施の形態では、さらにポッド蓋１４ａの開閉作業に連動して開閉バルブ３４および４２の開閉の制御を可能とする例を提案する。

実際には、ポッド蓋１４ａの取り付けおよび取り外しを行うポッド蓋開閉器１６ａをたとえば図５に示すような構成にすれば良い。図５は、従来より用いられているポッド蓋開閉器１６ｂの構成を示す正面図である。また、図６は、ポッド蓋の構成を示す正面図であり、（ａ）が従来技術に係るもの、（ｂ）が本実施の形態に係るものである。図５に示すようにポッド蓋開閉器１６ｂには、ロック開閉機構４４と、アタッチメント１８が接続されるガス供給接続口４８と、ポッド本体１２内のガスを排出するガス排出接続口５０と、ガス供給接続口４８およびガス排出接続口５０の開閉をそれぞれ制御するガス供給弁開閉機構４６と、が設けられている。なお、本発明の第１の実施の形態に係るポッド蓋開閉器１６ａにおいては、ガス排気接続口５０は不要となる。

従来よりポッド蓋１４ａの開閉作業はポッド蓋開閉器１６ｂのロック開閉機構４４によって行われている。ポッド蓋開閉器１６ｂはポッド蓋１４ｂと重なり合うと、図６（ａ）において、ロック開閉機構４４をポッド蓋１４ｂのロック機構５４に接続する。そして、ロック開閉機構４４を回転させることで、ロック機構５４を同一方向に連動して回転させる。リンク５６はロック機構５４の回転によってロックピン５８を上下させる。ロックピン５８がポッド蓋１４ａから飛び出すことでポッド蓋１４ｂはポッド本体１２に密着固定される。一方、ポッド蓋１４ｂをポッド本体１２から取り外す場合には、ロックピン５８をポッド蓋１４ｂ内に収納する。

本実施の形態ではさらに、ロック機構５４を用いてポッド蓋１４ａの開閉バルブ３４および４２の開閉を行う。図６に示すように、本実施の形態に係るポッド蓋１４ａにおいては、ロック機構５４の回転によってリンク６２が開閉バルブ３４および４２の開閉作業を行う。具体的には、ロック機構５４の回転によってリンク５６がロックピン５８をポッド蓋１４ａに収納するとき、同時にリンク６２が開閉バルブ３４を閉状態とし、開閉バルブ４２を開状態とする。一方、ロック機構の回転によってリンク５６がロックピン５８をポッド蓋１４ａから出すとき、同時にリンク６２が開閉バルブ３４を開状態とし、開閉バルブ４２を閉状態とする。したがって、ポッド蓋１４ａがポッド本体１２から外された時点で、開閉バルブ４２を開、開閉バルブ３４を閉とし、ガス封入容器２８に対する封止ガス封入作業を開始し、ポッド蓋１４ａがポッド本体１２に固定された時点で、開閉バルブ３４を開、開閉バルブ４２を閉とし、ポッド本体１２に対する封止ガス封入作業を開始することが実現される。

本発明の第１の実施の形態では、ポッド蓋１４ａにガス封入容器２８を設け、半導体ウェーハ１０の搬出後、再び搬入するまでの間にあらかじめガス封入容器２８に封止ガスを封入しておき、搬送開始後今度はガス封入容器２８に保持された封止ガスをポッド本体１２内に封入する。それにより、ポッド本体１２に対する封止ガス封入作業を見掛け上なくすことができる。したがって、封止ガス封入作業に要する時間が不要となり、ポッド搬送開始をその分だけ早めることができる。その結果、半導体製造期間全体の短縮化が図られると共に、生産効率の向上、生産コストの削減が実現される。

次に、本発明の第１の実施の形態の変形例について説明する。本変形例は、第１の実施の形態におけるポッド本体１２とポッド蓋１４ａの密着性を高めることで、ポッドの密閉性を向上させる例を示すものである。図７は、本発明の第１の実施の形態の変形例に係る半導体ウェーハ運搬用ポッドをポッド載置台２０に設置し、半導体ウェーハ１０を搬入または搬出する場合の様子を示す図である。図７に示すように、本変形例は、第１の実施の形態のポッド蓋１４ａを、ポッド本体１２との密着面に２つのゴムガスケットを設けたポッド蓋１４ｃに置き換えた構成となっている。そして、本変形例は、２つのゴムガスケットと密着面で囲まれる空間を大気圧より多少低い圧力（技術的な意味での“真空状態”）とすることで、ポッド本体１２とポッド蓋１４ｃの密着性を高めるものである。なお、以下では、特に断らない限り、「真空状態」とは低圧力を意味するものとする。

図８は、本発明の第１の実施の形態の変形例に係る半導体ウェーハ運搬用ポッドをポッド載置台２０に設置し、２つのゴムガスケットと密着面で囲まれる空間を排気する場合の様子を示す図である。図８に示すように、本変形例では、半導体ウェーハ１０の搬入後ポッド搬送開始前に、２つのゴムガスケットと密着面で囲まれる空間の排気が行われる。この空間の排気は蓋開閉手段２２に備え付けられた真空ポンプＰによって行われる。真空ポンプＰはアタッチメント１８と接続され、アタッチメント１８はポッド蓋開閉器１６ｃを介してポッド蓋１４ｃ内の配管に接続される。なお、ガスケットとしては断面が円形であるＯリングが最も一般的であるが、ときには甲丸リング、角リングであっても良い。

本変形例に係るポッド蓋開閉器１６ｃ、ポッド蓋１４ｃはたとえば図９、図１０に示すような構成にすれば良い。図９は、本変形例に係るポッド蓋開閉器１６ｃの構成を示す正面図、図１０は、本変形例に係るポッド蓋１４ｃの構成を示す正面図である。図９に示すように、本変形例に係るポッド蓋開閉器１６ｃは、第１の実施の形態と同様、ロック開閉機構４４が設けられ、さらに吸気口６６と、ベント口接続部６８と、吸気口６６およびベント口接続部６８の開閉をそれぞれ制御する弁開閉機構７０と、が設けられている。一方、図１０に示すように、本変形例に係るポッド蓋１４ｃには、第１の実施の形態と同様、ロック機構５４と、リンク５６と、ロックピン５８と、が設けられ、さらに吸気口接続部７２と、ベント口７４と、が設けられている。また、ポッド本体１２との密着面にはＯリングで構成されるゴムガスケットが貼り付けられている。ポッド蓋１４ｃとポッド蓋開閉器１６ｃが重なり合うと、ポッド蓋１４ｃの吸気口接続部７２とポッド蓋開閉器１６ｃの吸気口６６が接続され、ポッド蓋１４ｃのベント口７４とポッド蓋開閉器１６ｃのベント口接続部６８が接続される。空間の排気は吸気口６６からアタッチメント１８を介して真空ポンプＰによって行われる。一方、ポッド蓋１４ｃの取り外しの際には、空間のベントが必要となるが、これは、ベント口接続部６８を介してベント口７４より空間に大気を入れることで行われる。

本発明の第１の実施の形態の変形例では、第１の実施の形態の効果に加えて、ポッド蓋１４ｃとポッド本体１２の密着性をより強くすることができる。したがって、ポッドの密閉性は向上し、ポッド内の清浄度を高めることができる。また、封入されている封止ガスの流出も防止できる。それにより収納されている半導体ウェーハ１０をより高清浄環境に保持することができ、また、自然酸化膜生成からの保護もより強化される。

（第２の実施の形態）次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態におけるポッド内を真空状態とすることで、ポッドの密閉性を向上させると共に、耐リーク特性の向上も図ることができる例を示すものである。

図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体ウェーハ運搬用ポッドをポッド載置台２０に設置し、半導体ウェーハ１０を搬入または搬出する場合の様子を示す図である。また、図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体ウェーハ運搬用ポッドをプロセス装置間で搬送する場合の様子を示す図である。図１１に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る半導体ウェーハ運搬用ポッドは、第１の実施の形態において、ポッド蓋１４ａを、構成の異なるポッド蓋１４ｄに置き換えたものである。

本発明の第２の実施の形態に係るポッド蓋１４ｄは真空容器７６を内蔵している。真空容器７６はその内部をあらかじめ真空状態とすることでポッド本体１２を排気するものである。真空容器７６の排気作業は蓋開閉手段２２によって行われる。蓋開閉手段２２は、真空容器７６を内蔵するポッド蓋１４ｄをポッド本体２２から取り外した後、ポッド蓋開閉器１６ｄを介してアタッチメント１８をポッド蓋１４ｄ内部の配管に接続する。アタッチメント１８は蓋開閉手段２２が有する真空ポンプＰと接続されており、真空ポンプＰによって真空容器７６の排気が行われる。この作業により真空容器７６内は真空状態となる。一方、図１２に示すように、今度はポッド搬送中に真空容器７６によってポッド本体１２内を排気する。それにより、ポッド本体１２内は一定時間経過後真空状態となる。

次に、本発明の第２の実施の形態の動作について図１１および図１２を参照して説明する。本発明の第２の実施の形態の動作は次の２つの動作に大別される。

（１）真空容器７６内の排気作業
（２）ポッド本体１２内の排気作業
まず、図１１に示すように本発明の第２の実施の形態においては、半導体ウェーハ１０の搬出、半導体ウェーハ１０のプロセス処理、および半導体ウェーハ１０の搬入の間に、真空容器７６の排気作業（１）が行われる。従来、このウェーハ搬出→プロセス処理→ウェーハ搬入の間は、ポッド蓋１４ｄはポッド蓋開閉器１６ｄに保持されたまま待機状態となっている。本実施の形態では、この期間を利用して真空容器７６内の排気作業を並行処理する。排気作業はプロセス処理時間内で十分行うことができる。したがって、真空容器７６内の排気作業時間は見掛け上なくなる。

次に、図１２に示すように、ポッド搬送中にポッド本体１２内の排気作業（２）が行われる。半導体ウェーハ１０の搬入後、ポッドは搬送システム（図示しない）によって次工程の装置に搬送される。この搬送の際に、内部が真空状態である真空容器７６が今度はポッド本体１２内を排気する。真空容器７６内は真空状態となっているので、所定の弁が開けば自然に所定の配管からポッド本体１２内のガスが真空容器７６内に流れ込む。ポッド本体１２内の排気作業時間は３００ｍｍウェーハ２５枚収納可能な半導体ウェーハ運搬用ポッドあれば数秒乃至数分程度である。したがって、全体としてみればポッド搬送開始直後に排気作業が終了すると見なすことができる。

第１の実施の形態の変形例においては、ポッド本体１２内の排気作業はポッド搬送前に行われていた。そのため、その排気作業時間分だけポッド搬送の開始が遅れてしまう。本発明の第２の実施の形態では、ポッド搬送中にポッド本体１２内の排気作業を行う。それにより、ポッド本体１２内の排気作業時間を見掛け上なくしている。

さらに、本実施の形態では、ポッド本体１２内を真空状態とすることから、耐リーク特性の向上も可能である。一般に、密閉容器の排気後の圧力Ｐ₁（ｔ）は、容器の体積Ｖ、リーク量Ｑ、排気による容器の圧力変化Ｐ₀（ｔ）によって、
Ｐ₁（ｔ）＝（Ｑ／Ｖ）×ｔ＋Ｐ₀
と表わすことができる。上記式より密閉容器の体積Ｖが大きいほど、大きなリーク量が発生した場合であっても、容器内の圧力Ｐ₁（ｔ）の上昇を小さくできることがわかる。すなわち、密閉容器の体積が大きいほど、耐リーク特性が良くなり、真空保持時間をのばすことができる。図１３は、本発明の第１の実施の形態の変形例と本発明の第２の実施の形態の耐リーク特性を示す図である。第１の実施の形態の変形例では、真空状態となる空間は図８に示した２つのゴムガスケットと密着面で囲まれる小さな空間であったが、本発明の第２の実施の形態では、真空容器７６およびポッド本体１２内全体が真空状態となるので、より高い耐リーク特性を得ることができる。したがって、本実施の形態によれば、ポッドの密閉性をより長く維持することができ、それにより、搬送時間が長くなっても、収納された半導体ウェーハ１０を高清浄環境に保持することができる。ストッカ等に一時的に保管する場合であっても、同様に半導体ウェーハを高清浄環境に保管可能となる。

本発明の第２の実施の形態に係るポッド蓋１４ｄはたとえば図１４に示すような構成にすれば良い。図１４は、本発明の第２の実施の形態に係るポッド蓋１４ｄの構成を示す断面図である。図１４に示すように、本実施の形態に係るポッド蓋１４ｄはその内部に、真空容器７６と、真空容器７６内のガスを排気する配管７８と、配管７８に挿入された開閉バルブ８０と、真空容器７６内にガスを吸気する配管８４と、配管８４に挿入された開閉バルブ８６と、ポッド蓋１４ｄのポッド本体１２側とその反対側を結ぶ配管９０と、配管９０に挿入された開閉バルブ９２およびフィルタ９６と、を有している。図１４において、開閉バルブ８０が開状態のとき、真空容器７６内は配管７８を通して真空ポンプＰによって排気される。配管７８と接続する真空容器内真空引き口８２は、ポッド蓋開閉器１６ｄを介して蓋開閉手段２２に備え付けられたアタッチメント１８と接続する。なお、言うまでもないが、これらの作業はポッド蓋１４ｄがポッド本体１２から離れ、ポッド蓋開閉器１６ｄに固定されている状態で行われる。

一方、開閉バルブ８６が開状態のとき、真空容器７６は配管８４を介してポッド本体１２内を排気する。上述したように、真空容器７６内は真空状態であるので、開閉バルブ８６が開けばポッド本体１２内のガスは配管８４を通って真空容器７６内に流れていく。

なお、ポッド蓋１４ｄの取り外しの際には、ポッド本体１２および真空容器７６内のベントが必要となるが、これは、配管９０を用いて行われる。開閉バルブ９６を開状態とすれば、配管９０を通してベント口９４から大気がポッド内に導入される。また、フィルタ９６を配管９０に設けることで清浄度の高い大気をポッド本体１２内に供給できる。それにより、ポッド本体１２内の半導体ウェーハ１０を高清浄環境に保持できる。

上述した作業はポッド蓋１４ｄの開閉作業に連動して行われるのが望ましい。すなわち、ポッド蓋１４ｄがポッド本体１２から外された時点で、真空容器７６内の排気作業を開始し、ポッド蓋１４ｄがポッド本体１２に再び固定された時点で、ポッド本体１２内の排気作業を開始することが作業をする上で効率的である。そこで、本発明の第２の実施の形態では、さらにポッド蓋１４ｄの開閉作業に連動して２つの作業を行う例を提案する。

実際には、さらにポッド蓋１４ｄをたとえば図１５に示すような構成にすれば良い。図１５は、本発明の第２の実施の形態に係るポッド蓋１４ｄの構成を示す正面図である。図１５に示すように、本実施の形態に係るポッド蓋１４ｄにおいては、ロック機構５４を用いてポッド蓋１４ｄの開閉バルブ８０、８６および９２の開閉を行う。ロック機構５４の回転によってリンク９８が開閉バルブ８０、８６および９２の開閉作業を行う。具体的には、ロック機構５４の回転によってリンク５６がロックピン５８をポッド蓋１４ｄに収納するとき、同時にリンク９８が開閉バルブ８６を閉状態とし、リンク１００が開閉バルブ８０および９２を開状態とする。一方、ロック機構の回転によってリンク５６がロックピン５８をポッド蓋１４ｄから出すとき、同時にリンク９８が開閉バルブ８６を開状態とし、リンク１００が開閉バルブ８０および９２を閉状態とする。したがって、ポッド蓋１４ｄがポッド本体１２から外された時点で、開閉バルブ８０および９２を開、開閉バルブ８６を閉とし、ポッド本体１２内のベントおよび真空容器７６内の排気作業を開始し、ポッド蓋１４ｄがポッド本体１２に固定された時点で、開閉バルブ８６を開、開閉バルブ８０および９２を閉とし、ポッド本体１２内の排気作業を開始することが実現される。

本発明の第２の実施の形態では、ポッド蓋１４ｄに真空容器７６を設け、半導体ウェーハ１０の搬出後、再び搬入するまでの間にあらかじめ真空容器７６内を真空状態にしておき、搬送開始後今度はポッド本体１２内を真空容器７６によって排気する。それにより、ポッド本体１２内の排気作業を見掛け上なくすことができる。したがって、ポッド本体１２内の排気作業に要する時間が不要となる。その結果、半導体製造期間全体の短縮化が図られると共に、生産効率の向上、生産コストの削減が実現される。さらに、本発明の第２の実施の形態によれば、ポッドの密閉性をより長く維持することができ、それにより、収納された半導体ウェーハ１０を高清浄環境に長期間保持することができる。

（その他の実施の形態）上記のように、本発明は第１および第２の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を特定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

たとえば、第１および第２の実施の形態においてはポッド蓋に内蔵されたガス封入容器、真空容器を用いた半導体ウェーハ運搬用ポッドについて説明したが、他の部分にガス封入容器、真空容器が内蔵された構造も採用できることももちろんである。ポッド本体に内蔵することももちろん可能である。さらに、内蔵構造に限らず、ガス封入容器、真空容器をポッドの所定の位置に自由に取付け・取り外しが可能な構造としても構わない。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の記載に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明に係る半導体ウェーハ運搬用ポッドから半導体ウェーハを半導体製造装置に移載する場合の様子を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る半導体ウェーハ運搬用ポッドから半導体ウェーハを半導体製造装置に移載する場合の様子を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る半導体ウェーハ運搬用ポッドをプロセス装置間で搬送する場合の様子を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係るポッド蓋の構成を示す断面図である。従来より用いられているポッド蓋開閉器の構成を示す正面図である。ポッド蓋の構成を示す正面図であり、（ａ）が従来技術に係るもの、（ｂ）が本発明の第１の実施の形態に係るものである。本発明の第１の実施の形態の変形例に係る半導体ウェーハ運搬用ポッドから半導体ウェーハを半導体製造装置に移載する場合の様子を示す図である。本発明の第１の実施の形態の変形例に係る半導体ウェーハ運搬用ポッドの２つのゴムガスケットと密着面で囲まれる空間を排気する場合の様子を示す図である。本発明の第１の実施の形態の変形例に係るポッド蓋開閉器の構成を示す正面図である。本発明の第１の実施の形態の変形例に係るポッド蓋の構成を示す正面図である。本発明の第２の実施の形態に係る半導体ウェーハ運搬用ポッドから半導体ウェーハを半導体製造装置に移載する場合の様子を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る半導体ウェーハ運搬用ポッドをプロセス装置間で搬送する場合の様子を示す図である。本発明の第１の実施の形態の変形例と本発明の第２の実施の形態の耐リーク特性を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係るポッド蓋の構成を示す断面図である。本発明の第２の実施の形態に係るポッド蓋の構成を示す正面図である。従来の半導体ウェーハ運搬用ポッドから半導体ウェーハを半導体製造装置に移載する場合の様子を示す図である。従来の半導体ウェーハ運搬用ポッド内に対するガス封入作業の様子を示す図である。

符号の説明

１０半導体ウェーハ
１２ポッド本体
１４ポッド蓋
１６ポッド蓋開閉器
１８アタッチメント
２０ポッド載置台
２２蓋開閉手段
２４ウェーハ移載手段
２６半導体製造装置
２８ガス封入容器
３０，３２，４０，７８，８４，９０配管
３４，４２，８０，８６，９２開閉バルブ
３６フィルタ
３８圧力弁
４４ロック開閉機構
４６ガス供給弁開閉機構
４８ガス供給接続口
５０ガス排出接続口
５２ガス供給口
５４ロック機構
５６，６２，９８，１００リンク
５８ロックピン
６０ガス排気口
６４ガス注入口
６６吸気口
６８ベント口接続部
７０弁開閉機構
７２吸気口接続部
７４，９４ベント口
７６真空容器
８２真空容器内真空引き口
８８ポッド内真空引き口

Claims

基板を収納する容器と、前記容器の蓋体であって、前記容器に密着固定され、前記容器を密閉する蓋体と、
前記容器内を排気する手段であって、一時的に低圧力空間を実現する手段とを有することを特徴とする基板収納容器。
前記排気手段は、前記蓋体に設けられた真空容器であることを特徴とする請求項１に記載の基板収納容器。
前記真空容器は、ガスの排気によって低圧力空間を内部に実現することを特徴とする請求項２に記載の基板収納容器。
前記真空容器は、前記蓋体と前記容器が分離している間に前記低圧力空間を内部に実現し、前記蓋体と前記容器が一体となっている間に前記低圧力空間と前記容器を接続することを特徴とする請求項３に記載の基板収納容器。
前記真空容器は、前記蓋体と前記容器が分離した時点で内部の排気を開始し、前記蓋体と前記容器が一体となった時点で前記低圧力空間と前記容器の接続を開始することを特徴とする請求項４に記載の基板収納容器。