JP2007119072A - Clean box - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハ、フォトマスク又はハードディスク等の被処理物を、極めて清浄度の高い雰囲気下で保管又は運搬するのに使用して好適なクリーンボックスに関する。 The present invention relates to a clean box suitable for use in storing or transporting an object to be processed such as a semiconductor wafer, a photomask or a hard disk in an extremely clean atmosphere.
例えば、半導体工場において製造された半導体ウエハやフォトマスク等の基板を搬送・保管する時に、雰囲気空気中に存在する微量の粉塵やガス状不純物が半導体ウエハ等の対象物へ付着すると製品歩留まりの低下につながり、この傾向は、集積度の増加に伴って益々顕著になる。また、磁気ディスクにおいても、磁気抵抗ヘッドの登場により、記録の高密度化が一段と加速しており、粉塵だけでなくガス状不純物に対しての高い清浄度が求められつつある。さらに、半導体基板のコロージョン低減の観点から、基板を収納する雰囲気の湿度を低く維持する簡便な手段も求められている。 For example, when transporting and storing substrates such as semiconductor wafers and photomasks manufactured in semiconductor factories, product yield decreases when trace amounts of dust and gaseous impurities present in atmospheric air adhere to objects such as semiconductor wafers. This tendency becomes more pronounced as the degree of integration increases. Also in magnetic disks, with the advent of magnetoresistive heads, the recording density is further accelerated, and high cleanliness against not only dust but also gaseous impurities is being demanded. Furthermore, from the viewpoint of reducing the corrosion of the semiconductor substrate, there is also a demand for a simple means for keeping the humidity of the atmosphere in which the substrate is stored low.
このような搬送・保管の場合に基板を収容する清浄空間を作るため、モータファンと、HEPA(high efficiency particle air)フィルタやULPA(ultra low penetration air)フィルタを搭載したクリーンボックス等が開発されている。また、例えば、半導体ウエハ周辺を局所的に清浄化する方法として、半導体ウエハを収納したクリーンボックス内を高純度の窒素で置換し、清浄度維持と自然酸化膜の成長を抑えるようにしたものがある。 In order to create a clean space that accommodates substrates for such transportation and storage, a clean box equipped with a motor fan and a high efficiency particle air (HEPA) filter or ULPA (ultra low penetration air) filter has been developed. Yes. In addition, for example, as a method of locally cleaning the periphery of a semiconductor wafer, a clean box containing a semiconductor wafer is replaced with high-purity nitrogen to suppress the maintenance of cleanliness and the growth of a natural oxide film. is there.
しかしながら、前記HEPAフィルタやULPAフィルタを使用したものでは、粒子状汚染物は除去できるものの、微量の有機又は無機ガスは除去できない。また、循環する空気が被処理物の清浄化に直接寄与しない部分に大量に流れたり、クリーンボックス内で滞留部があると、クリーンボックス内の換気効率の向上が望めず、清浄化された空気による被処理物の汚染防止効果が薄れてしまう。また、窒素に置換する方法では、例えばレジスト等を塗布した半導体ウエハ自身から発生する不純物を除去できないばかりでなく、窒素使用による安全面の問題がある。 However, with the use of the HEPA filter or ULPA filter, particulate contaminants can be removed, but trace amounts of organic or inorganic gases cannot be removed. In addition, if the circulating air flows in a large amount in a part that does not directly contribute to the purification of the object to be processed, or if there is a stagnant part in the clean box, the ventilation efficiency in the clean box cannot be improved, and the purified air The anti-contamination effect of the object to be processed will be diminished. Further, in the method of substituting with nitrogen, for example, impurities generated from the semiconductor wafer itself coated with resist or the like cannot be removed, and there is a safety problem due to the use of nitrogen.
本発明は上記の課題に鑑み、収容した基板への外部雰囲気からの汚染を効率よく防止するのみでなく、基板自身及び内部構成部材から発生する汚染をも効果的に防止することができるようにしたクリーンボックスを提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, the present invention not only efficiently prevents contamination of the housed substrate from the external atmosphere, but also effectively prevents contamination generated from the substrate itself and internal components. The purpose is to provide a clean box.
本発明のクリーンボックスの一態様は、基板を収容するための容器本体とこれの開口部を密閉可能に覆う蓋体とにより構成される保持容器と、該容器本体内において前記基板に接触する気流の循環流を形成するモータファンと、前記基板に向かって流れる気流の流路に配置された粒子除去フィルタおよびガス状不純物捕捉フィルタと、前記容器本体内に配置された除湿剤とを備え、前記保持容器は、帯電防止剤を混入した樹脂から構成したことを特徴とするものである。 One aspect of the clean box of the present invention is a holding container configured by a container main body for housing a substrate and a lid body that covers the opening of the container in a sealable manner, and an air flow that contacts the substrate in the container main body. A motor fan that forms a circulating flow of the above, a particle removal filter and a gaseous impurity trapping filter disposed in a flow path of the airflow flowing toward the substrate, and a dehumidifying agent disposed in the container body, The holding container is composed of a resin mixed with an antistatic agent.
本発明の好ましい態様によれば、前記モータファンの運転を制御する制御部を具備することを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記気流は前記基板の主面とほぼ平行に流れることを特徴とする。
According to a preferred aspect of the present invention, a control unit for controlling the operation of the motor fan is provided.
According to a preferred aspect of the present invention, the airflow flows substantially parallel to the main surface of the substrate.
本発明の好ましい態様によれば、前記循環流の前記基板保持部の下流側に、前記モータファンからの汚染物質の逆流を防止するフィルタが配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記除湿剤は、前記循環流の前記基板保持部の下流側で、かつ前記モータファンの上流側に設けられていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記ガス状不純物捕捉フィルタは、ケミカルフィルタであることを特徴とする。
According to a preferred aspect of the present invention, a filter for preventing a backflow of contaminants from the motor fan is disposed on the downstream side of the substrate holding part of the circulating flow.
According to a preferred aspect of the present invention, the dehumidifying agent is provided on the downstream side of the substrate holding part of the circulating flow and on the upstream side of the motor fan.
According to a preferred aspect of the present invention, the gaseous impurity trapping filter is a chemical filter.
本発明のクリーンボックスは、容器本体とこれの上部開口部を密閉可能に覆う蓋体とにより構成される保持容器と、該保持容器内において上昇流路と下降流路を有する循環流路を形成する隔壁と、前記上昇流路に配置されて基板をその主面を前記上昇流路にほぼ平行にして保持する基板保持部と、前記上昇流路において前記基板保持部の上流側に配置された粒子除去フィルタ及びケミカルフィルタと、前記保持容器に内蔵されて前記循環流路を循環する循環気流を形成するモータファンとを有するようにしてもよい。 The clean box of the present invention forms a holding container composed of a container main body and a lid that covers the upper opening of the container so as to be hermetically sealed, and a circulation channel having an ascending channel and a descending channel in the holding container. A partition wall that is disposed in the ascending flow path, a substrate holding portion that holds the substrate with its main surface substantially parallel to the ascending flow path, and an upstream side of the substrate holding portion in the ascending flow path You may make it have a motor fan which forms the circulating airflow which is incorporated in the said holding | maintenance container and circulates through the said circulation flow path.
このように、保持容器内に循環流れを形成し、これを粒子除去フィルタ及びケミカルフィルタで物理的及び化学的に清浄化してから基板保持部に向けて流すので、容器内に、容器の内壁や基板自身に付着する粒子、あるいは容器から発生するガス等の汚染源が有ったとしてもこれが基板保持部にある基板を汚染することが防止される。粒子除去フィルタ及びケミカルフィルタが上昇流路の基板保持部の上流側に配置されているので、基板の出し入れが上方から容易に行える。また、容器の蓋が基板保持部より下流側になるので、開閉の際に汚れやすい容器から基板が汚染されることも防止される。 In this way, a circulation flow is formed in the holding container, and this is physically and chemically cleaned by the particle removal filter and the chemical filter and then flowed toward the substrate holding part. Even if there is a contamination source such as particles adhering to the substrate itself or gas generated from the container, it is prevented that this contaminates the substrate in the substrate holder. Since the particle removal filter and the chemical filter are arranged on the upstream side of the substrate holding portion of the ascending flow path, the substrate can be easily taken in and out from above. Further, since the lid of the container is on the downstream side of the substrate holding portion, it is possible to prevent the substrate from being contaminated from a container that is easily soiled during opening and closing.
ケミカルフィルタの膜材として、イオン交換繊維と活性炭素繊維又はウレタン発泡体に粒状活性炭を担持した活性炭を単独又は組み合わせたもの、あるいはこれらを同時に織り込み、一体化したものを用いることができる。イオン交換繊維や、セルロース系、アクリル系及びリグニン系繊維を炭化賦活した活性炭素繊維によって、空気中に存在するアンモニア等のイオン又はミストに含まれるフッ酸や塩酸等のイオン物質を効率よく吸着して、除去することができる。イオン交換繊維は、放射線グラフト重合反応により製造したものを用いることができる。 As the membrane material of the chemical filter, an ion exchange fiber and activated carbon fiber or activated carbon in which a granular activated carbon is supported on a urethane foam alone or in combination, or those in which these are simultaneously woven and integrated can be used. Ion exchange fibers and activated carbon fibers activated by carbonization of cellulose, acrylic and lignin fibers efficiently adsorb ions such as ammonia present in the air or ionic substances such as hydrofluoric acid and hydrochloric acid contained in mist. Can be removed. What was manufactured by the radiation graft polymerization reaction can be used for an ion exchange fiber.
また、前記上昇流路は前記保持容器のほぼ中央に形成され、前記保持容器の頂部及び/又は底部の円弧面又は球面を有する反転部で反転して前記隔壁と前記容器本体の側壁の間に形成された前記下降流路に連絡するようになっていてもよい。保持容器の頂部の蓋体及び/又は底部を円弧面又は球面状のドーム型に形成することにより、全体として円滑で淀みの無い、従って、エネルギーロスが少なくて1つのバッテリーで長時間の稼動が可能となる。円弧面又は球面の曲率半径は、収容すべき基板の半径Rに対して、1.2R以上とするのがよい。 The ascending flow path is formed at substantially the center of the holding container, and is reversed by a reversing portion having an arcuate surface or a spherical surface at the top and / or bottom of the holding container, and between the partition wall and the side wall of the container body. You may come to communicate with the formed said downward flow path. By forming the lid and / or bottom of the top of the holding container into a circular or spherical dome shape, the entire container is smooth and free from stagnation. Therefore, it can operate for a long time with one battery with little energy loss. It becomes possible. The radius of curvature of the arc surface or spherical surface is preferably 1.2 R or more with respect to the radius R of the substrate to be accommodated.
また、前記蓋体の内面及び前記容器本体の底面には前記上昇流路を分岐する案内突起が形成されているようにしてもよい。通常、これは断面が三角柱状に形成される。
また、前記循環流路の前記基板保持部の下流側に、前記モータファンからの汚染物質の逆流を防止するフィルタが配置されているようにしてもよい。これにより、モータファンの運転を止めてもモータファンからの汚染物質によって基板が直接汚染されることがない。
In addition, guide protrusions that branch the ascending flow path may be formed on the inner surface of the lid and the bottom surface of the container body. Usually, this is formed in a triangular prism shape in cross section.
In addition, a filter for preventing a backflow of contaminants from the motor fan may be disposed on the downstream side of the substrate holding portion of the circulation flow path. Thereby, even if the operation of the motor fan is stopped, the substrate is not directly contaminated by contaminants from the motor fan.
なお、前記モータファンのモータは直流ブラシレスモータであることが好ましく、これにより、摺動部であるブラシが無いので、汚染物質の生成が低減される。さらに、例えば、厚さ0.2mm以下のステンレススチールによってコイルを覆い密閉化して、防塵、防ガス構造にした形式のモータを用いても良い。これにより、モータファンを構成するコイルからガス状汚染物が発生して、モータファン自体が汚染の発生源となってしまうことを防止することができる。 In addition, it is preferable that the motor of the motor fan is a direct current brushless motor. Thereby, since there is no brush which is a sliding portion, generation of contaminants is reduced. Further, for example, a motor of a type in which the coil is covered and sealed with stainless steel having a thickness of 0.2 mm or less to have a dustproof and gasproof structure may be used. Thereby, it is possible to prevent gaseous contaminants from the coils constituting the motor fan and the motor fan itself from becoming a source of contamination.
また、前記基板保持部は複数の前記基板を収容する少なくとも上下に開口するキャリアを着脱自在に受容するキャリア受容部であるようにしてもよい。これにより、キャリア単位で基板を保管し、搬送することができる。
また、前記基板保持部には複数の前記基板を直接収容するガイド溝が設けられているようにしてもよい。このようにして、キャリアを用いずに基板を収容することで、クリーンボックスをコンパクトにし、軽量化することができる。
Further, the substrate holding part may be a carrier receiving part that removably receives a carrier that opens at least up and down and accommodates the plurality of substrates. Thereby, a board | substrate can be stored and conveyed per carrier.
The substrate holding part may be provided with guide grooves that directly receive the plurality of substrates. In this way, by accommodating the substrate without using the carrier, the clean box can be made compact and lightweight.
また、前記基板保持部には複数の前記基板が収容され、該基板保持部の上流には循環気体を各基板の間に分散させる拡散板が設けられているようにしてもよい。これにより、複数の基板の間の隙間に均一に空気を流通させて、効率的に清浄化を行なうことができる。
また、前記モータファンの運転を制御する制御部を有するようにしてもよい。これにより、マイクロチップ等に所定の運転制御パターンを記憶させ、これに沿って、例えば、間欠的に運転する、あるいは回転速度を変化させて運転することにより、汚染を防止しつつ長時間の運転を行なうことを可能とする。
In addition, a plurality of the substrates may be accommodated in the substrate holding unit, and a diffusion plate that disperses the circulating gas between the substrates may be provided upstream of the substrate holding unit. Thereby, air can be evenly circulated through the gaps between the plurality of substrates, and cleaning can be performed efficiently.
Moreover, you may make it have a control part which controls the driving | operation of the said motor fan. Thus, a predetermined operation control pattern is stored in the microchip or the like, and along with this, for example, by operating intermittently or by changing the rotation speed, it is possible to operate for a long time while preventing contamination. It is possible to perform.
また、前記容器本体内部の構成物品が固定治具を用いることなく前記容器本体に組み付けられているようにしてもよい。これにより、固定治具の締め付け等により発生する汚染を防止し、かつ、構成物品の容器本体からの取り出し、洗浄や交換を容易に行うことができる。
また、前記容器本体内部にシート状又は袋状の除湿剤を収納することにより、低湿度を保持するようにしてもよい。モーターファンで保持容器内の空気を循環させることにより、短時間で低湿度にすることが可能である。
Moreover, you may make it the structural article inside the said container main body assembled | attached to the said container main body, without using a fixing jig. Thereby, the contamination which generate | occur | produces by clamp | tightening of a fixing jig etc. can be prevented, and taking out from the container main body, washing | cleaning, and replacement | exchange can be performed easily.
Moreover, you may make it hold | maintain low humidity by accommodating the sheet-like or bag-shaped dehumidifier inside the said container main body. By circulating the air in the holding container with a motor fan, the humidity can be reduced in a short time.
また、前記ケミカルフィルタ膜材が、放射線グラフト重合法により製造されたイオン交換不織布又は織布であるようにしてもよい。
また、前記ケミカルフィルタ膜材が、活性炭素繊維又はウレタン発泡体に粒状活性炭を担持させた活性炭であるようにしてもよい。
また、前記ケミカルフィルタ膜材が、放射線グラフト重合法により製造されたイオン交換不織布又は織布と活性炭素繊維又はウレタン発泡体に粒状活性炭を担持させた活性炭を組み合わせて用いるようにしてもよい。
The chemical filter membrane material may be an ion exchange nonwoven fabric or a woven fabric produced by a radiation graft polymerization method.
Further, the chemical filter membrane material may be activated carbon in which granular activated carbon is supported on activated carbon fiber or urethane foam.
The chemical filter membrane material may be used in combination with an ion exchange nonwoven fabric or woven fabric produced by a radiation graft polymerization method and activated carbon in which granular activated carbon is supported on activated carbon fibers or urethane foam.
本発明によれば、保持容器内に循環流れを形成し、これを粒子除去フィルタ及びケミカルフィルタで物理的及び化学的に清浄化してから基板保持部に向けて流すので、収容した基板への外部雰囲気からの汚染を効率よく防止するのみでなく、基板自身から発生する汚染をも効果的に防止することができるようにしたクリーンボックスを提供することができ、この結果、粒子状、ガス状不純物による汚染を極度に避けなければならない半導体ウエハやフォトマスク等の製造歩留まりの向上、品質の向上に寄与することができる。粒子除去フィルタ及びケミカルフィルタが上昇流路の基板保持部の上流側に配置されているので、基板の出し入れを上方から容易に行なうことができ、また、容器の蓋が基板保持部より下流側になるので、開閉の際に汚れやすい容器から基板が汚染されることも防止される。さらに、クリーンボックス内に除湿剤を収納して、ボックス内の空気を循環させることにより、短時間で相対湿度を25%以下にすることができ、基板のコロージョン低減にも寄与することができる。 According to the present invention, a circulation flow is formed in the holding container, which is physically and chemically cleaned by the particle removal filter and the chemical filter and then flows toward the substrate holding portion. In addition to efficiently preventing contamination from the atmosphere, it is possible to provide a clean box that can effectively prevent contamination generated from the substrate itself. As a result, particulate and gaseous impurities can be provided. It is possible to contribute to the improvement of the manufacturing yield and the quality of semiconductor wafers, photomasks and the like that must be avoided extremely. Since the particle removal filter and the chemical filter are arranged on the upstream side of the substrate holding part of the ascending flow path, the substrate can be easily taken in and out from above, and the container lid is located downstream of the substrate holding part. Therefore, it is possible to prevent the substrate from being contaminated from a container that is easily soiled during opening and closing. Furthermore, by storing the dehumidifying agent in the clean box and circulating the air in the box, the relative humidity can be reduced to 25% or less in a short time, which can contribute to the reduction of the corrosion of the substrate.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1乃至図3は、本発明の第1の実施の形態のクリーンボックスを示すもので、これは、複数の半導体ウエハ(被処理基板)Wfをキャリア10内に収納した状態で収容し、搬送・保管等を行なうものである。このクリーンボックスは、角筒状の容器本体12と、該容器本体の上端側の開口部を開閉自在に覆う蓋体14と、下端側の開口部を覆う底板部16とから構成され、これらを緊密に連結して気密な保持容器18が構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show a clean box according to a first embodiment of the present invention, in which a plurality of semiconductor wafers (substrates to be processed) Wf are accommodated in a
保持容器18、すなわち、容器本体12、蓋体14及び底板部16の材質は、脱ガス発生量が少ないといわれている高価なエンジニアリング・プラスチックやフッ素樹脂、例えば、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリブチレンテレフタレートやポリエーテルエーテルケトン等を用いる必然性はなく、成形・加工性が良くて比較的安価な材料、例えばポリプロピレンやアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂及び同アロイ材料等を用いることができ、更には、これらに帯電防止剤を混入したものを用いてもよい。
The material of the holding
容器本体12の内部は、蓋体14及び底板部16の間に隙間を有する左右一対の仕切板20によって、中央の中央室22aと該中央室22aの両側に位置する一対の側室22bに区画されている。各仕切板20の上部には、キャリア10の下部のテーパ部に係合するように上側に広がるテーパ部を有するキャリアサポート24が一体に設けられている。
The interior of the
中央室22aのキャリアサポート24の下側には、主に粒子を除去することを目的とする粒子除去フィルタ26と不純物ガスを除去するケミカルフィルタ28が、上下方向に空気を流通可能なように、着脱自在に配置されている。一方、各側室22bには、直流ブラシレスモータファン30が空気を下向きに送り出すように配置され、更にこのモータファン30の直上方には、逆流防止用ケミカルフィルタ32が設置されている。
Below the
蓋体14の天井部14aは、内向きに滑らかに湾曲した形状に形成されているとともに、その中央部には、三角形状の上部整流板34が設けられている。同様に、底板部16の内面16aも内向きに湾曲した形状に形成されているとともに、その中央部には、三角形状の下部整流板36が設けられている。なお、キャリアサポート24の下方にも、キャリア入口整流板38が設けられている。
The
一般的な25枚収納用ウエハキャリア10を例にした場合、1枚目と25枚目のウエハWfとキャリア本体との隙間が、他のウエハWfどうしの隙間よりも広くなっており、ウエハWfへの均一な流量供給を阻害する。キャリア入口整流板38を設けることにより、空気入口部において1枚目と25枚目のウエハWfとキャリア本体の間の隙間との流量の均一化を図り、効率的に清浄化を行うことができる。
In the case of a typical 25-sheet
容器本体の側面には、電源ユニット40を着脱自在に保持する取付スロット40aが形成され、これには電源ユニット40の電源端子をモータファン30の端子に接続する端子が設けられている。電源ユニット40の内部には制御装置が内蔵されており、このスロット40aに電源ユニット40を取り付けると、直流ブラシレスモータファン30は、制御装置に予め入力された制御プログラムに沿って運転・停止のタイミングや回転数が制御されるようになっている。
A mounting
このクリーンボックス内の構成要素は、容器本体に一体に接着されている仕切板を除いて、図3に示すように、全てビス等の固定用具を用いることなく、各部品を順次積み上げることによって組み立てられている。すなわち、中央室22aに配置されたフィルタ26,28は、底板部16の上枠16bに順次載置されて中央室22a内に保持されている。また、側室22bでは、上枠16bの上に直流ブラシレスモータファン30を取付可能な支持台44が載置され、この支持台44の上に逆流防止用のケミカルフィルタ32が載置されて収納され、これによって、塵埃の発生源となる締め付け部を無くすとともに、洗浄等のための保持容器18の解体作業を容易に行うことができるよう構成されている。
The components in this clean box are assembled by sequentially stacking the parts without using any fixing tools such as screws, as shown in FIG. 3, except for the partition plate that is integrally bonded to the container body. It has been. That is, the
ケミカルフィルタ28は、この実施の形態においては、イオン交換繊維と活性炭素繊維を同時に織り込んで構成されていが、ウレタン発泡体に粒状活性炭を担持させた活性炭にイオン交換不織布を包んだものを用いてもよい。活性炭素繊維は、例えば、レーヨン、カイノール、ポリアクリロニトリルや石油、石油ピッチを原料とし、繊維状に賦形された炭素を水蒸気、炭酸ガス等で800℃以上の高温下においてガス化反応、いわゆる賦活反応させることにより得ることができる。活性炭素繊維には、強度維持と発塵防止の目的で吸着に寄与しないバインダー等を入れたものもあるが、素材的にはバインダー等の含有量が少ないほうが望ましい。
In this embodiment, the
活性炭は、賦活の過程で未組織炭素等が除去されることにより、基本結晶間に多数の細孔を有している。この細孔と大きな比表面積により、活性炭は大きな物理吸着性を持つ。この性質を利用して、粒状の活性炭を充填した活性炭フィルタが市販されている。また、エアフィルタ用膜材として、発塵が少なく、加工性が良く、粒状活性炭よりも細孔が微少で、比表面積の大きな活性炭素繊維を使用したフィルタや、オープンポーラス構造のウレタン発泡体に直径約0.5mmの粒状活性炭を担持したフィルタも市販されている。 Activated carbon has a large number of pores between basic crystals by removing unstructured carbon and the like during the activation process. Due to the pores and the large specific surface area, the activated carbon has a large physical adsorption. Utilizing this property, activated carbon filters filled with granular activated carbon are commercially available. In addition, as an air filter membrane material, it is suitable for filters using activated carbon fibers with less dust generation, better processability, finer pores than granular activated carbon and a large specific surface area, and urethane foam with an open porous structure. A filter carrying granular activated carbon having a diameter of about 0.5 mm is also commercially available.
一方、イオン交換繊維は、例えば、放射線グラフト重合反応によりイオン交換基を導入することによって得ることができる。すなわち、有機高分子で構成される基材、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリマーや、綿、羊毛等の天然高分子繊維又は織布に、まず電子線やガンマ線等の放射線を照射して多くの活性点を発生させる。この活性点は、非常に反応性が高くラジカルといわれるが、このラジカルに単量体を化学結合させることによって、基材の性質とは別の単量体の持つ性質を付与することができる。 On the other hand, an ion exchange fiber can be obtained, for example, by introducing an ion exchange group by a radiation graft polymerization reaction. That is, a substrate composed of an organic polymer, such as a polymer such as polyethylene or polypropylene, or a natural polymer fiber or woven fabric such as cotton or wool, is first irradiated with radiation such as an electron beam or gamma ray to obtain a large amount of activity. Generate points. This active site is called a radical having a very high reactivity, and by chemically bonding the monomer to this radical, the property of the monomer different from the property of the substrate can be imparted.
この技術は、基材に単量体を接ぎ足すようになるため、グラフト(接ぎ木)重合と呼ばれる。放射線グラフト重合によって、ポリエチレン不織布基材にイオン交換基であるスルホン基、カルボキシル基、アミノ基等を持つ単量体、例えばスチレンスルホン酸ナトリウム、アクリル酸、アリールアミンなどを結合させると、通常イオン交換樹脂と呼ばれるイオン交換ビーズよりも格段にイオン交換速度の速い不織布のイオン交換体を得ることが出来る。 This technique is called graft polymerization because the monomer is added to the base material. When a monomer having a sulfone group, carboxyl group, amino group, or the like, which is an ion exchange group, such as sodium styrene sulfonate, acrylic acid, or arylamine is bonded to a polyethylene nonwoven fabric substrate by radiation graft polymerization, it is usually ion exchange. A non-woven ion exchanger having an ion exchange rate much faster than that of an ion exchange bead called a resin can be obtained.
同様に、イオン交換基を導入可能な単量体であるスチレン、クロルメチルスチレン、グリシジルメタクリレート、アクリロニトリル又はアクロレイン等を基材に放射線グラフト重合させた後、イオン交換基を導入しても同様に基材の形状のままでイオン交換体とすることが出来る。
なお、この実施の形態においては、イオン交換繊維と活性炭素繊維を同時に織り込んでケミカルフィルタ28を構成した例を示しているが、イオン交換繊維と活性炭素繊維とを単独又は組合せてケミカルフィルタを構成するようにしても良い。
Similarly, if ion-exchange groups are introduced after ion-grafting groups such as styrene, chloromethylstyrene, glycidyl methacrylate, acrylonitrile, or acrolein, which are monomers capable of introducing ion-exchange groups, are subjected to radiation graft polymerization. An ion exchanger can be formed in the shape of the material.
In this embodiment, an example in which the
次に、粒子除去フィルタ26について説明する。HEPAフィルタは、定格風量で粒径0.3μmの粒子に対して99.97%以上の粒子捕集効率を持つエアフィルタである。しかし、1980年代に入り、特に半導体関係の超LSIの集積度の向上に伴い、清浄度がクラス10(10個/ft3)以下のクリーンルームが必要になり、HEPAフィルタよりも更に捕集効率の高いフィルタが要求されるようになってきた。これに対応して、粒径0.1μmの粒子に対して、99.9995%以上の収支捕集効率を持つULPAフィルタが製品化された。
Next, the
当初、ULPAフィルタの濾材には、ガラス繊維を使用していたが、ガラス繊維は半導体素子の製造プロセスで使用するフッ化水素(HF)蒸気と反応してBF3を生成することが判明し、問題になってきた。近年、ボロンや金属等の不純物がなく、酸、アルカリ、有機溶剤等に侵されないPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を濾材に使用したULPAフィルタが製品化されている。ここでは、必要に応じてガラス繊維とPTFEを使い分ければ良い。 Initially, glass fiber was used for the filter material of the ULPA filter, but it was found that the glass fiber reacts with hydrogen fluoride (HF) vapor used in the manufacturing process of the semiconductor element to produce BF 3 . It has become a problem. In recent years, ULPA filters using PTFE (polytetrafluoroethylene), which is free from impurities such as boron and metals, and is not affected by acids, alkalis, organic solvents, etc., as a filter medium have been commercialized. Here, glass fiber and PTFE may be properly used as necessary.
次に、除湿剤について説明する。除湿剤は、種々のものが市販されているが、代表的な材料を挙げると、物理的に除湿するものとして、シリカゲル、モレキュラシーブ、合成ゼオライト、化学的に除湿するものとして、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等が挙げられる。クリーンボックス内に収納する除湿剤は、どれを用いてもよいが、粒子状及び無機、有機ガス状汚染の放出が少ない物理的な除湿剤が望ましい。 Next, the dehumidifying agent will be described. Various types of dehumidifiers are commercially available, but typical materials include silica gel, molecular sieve, synthetic zeolite, chemical dehumidifier, calcium chloride, magnesium chloride. Etc. Any dehumidifying agent may be used in the clean box, but a physical dehumidifying agent that emits less particulate, inorganic, and organic gaseous contaminants is desirable.
このように構成されたクリーンボックスの作用を説明する。予め保持容器18内部の空間を清浄に維持しておき、フィルタ26,28,32、電源ユニット40等を所定箇所に収納しておく。クリーンルームなどの清浄度の高い空間内で、蓋体を外し、ウエハWfを収容したキャリア10をキャリアサポート24に載せ、蓋体14を被せて緊密に固定する。キャリアサポート24は2つのフィルタ26,28の上側に有るので、キャリア10の収納は容易である。
The operation of the clean box configured as described above will be described. The space inside the holding
外部スイッチをオンにすると、予め設定されたプログラムに従ってモータファン30が運転される。これにより、側室22bを下降し、中央室22aを上昇して上部で2つに分岐し、それぞれ側室22bを下降してファン30に戻る空気の循環経路が形成される。すなわち、直流ブラシレスモータファン30で下方に向けて送り出された空気は、底板部16の床面16aに沿って流れた後、下部整流板36でその向きを上方に変えられて合流し、上昇流路に流入する。
When the external switch is turned on, the
ここで、空気はケミカルフィルタ28とULPAフィルタ26を通過して清浄化され、キャリアサポート24の下方に設置されたキャリア入口整流板38によってウエハWfの隙間に導かれる。キャリア入口整流板38を設けることにより、ウエハWfとキャリア本体の間の隙間に過剰に流れることが防止される。ウエハWfの間を通過した空気は、上部整流板34及び蓋体14の内面14aに沿って流れて反転し、側室22bを下降してフィルタ32を通過して清浄化され、モータファン30に戻る。
Here, the air passes through the
この過程で、各部に付着した粒子等の固形物質あるいはこれらから生成するガス状物質は循環気流に運ばれ、ウエハWfの上流側の2つのフィルタ26,28で清浄化されてからウエハWfに流れる。従って、外部からの汚染のみならず、容器内部にある物体からのいわゆる自己汚染も防止される。また、ウエハWfは上昇流路内に保持されて、開閉時に外気で汚染されやすい蓋体14より上流側に位置するので、これからの汚染が防止される。
In this process, solid substances such as particles adhering to each part or gaseous substances generated from them are carried to the circulating airflow, cleaned by the two
モータファン30の運転のパターンとしては、クリーンボックスの使用状況に応じて適宜の態様が考えられる。一般に、初期には連続的にあるいは流速を大きくして運転し、積極的に容器内に外部から持ち込まれた汚染を除去する運転を行なう。ある程度の時間が経過した後には、流速を小さくしたり、運転を間欠的に行ったりして、収容されたウエハWfや容器内の構成物品から生成する汚染を防止する運転を行なう。これにより、電源の長寿命化を図ることができる。
ここで、間欠運転においてモータファン30が停止した場合に、もしモータから汚染物質が生成しても、逆流防止フィルタ32が設けられているので、これがウエハWf側に逆流して直接ウエハWfを汚染することが防止される。
As an operation pattern of the
Here, when the
図4及び図5は、本発明の第2の実施の形態を示すもので、この実施の形態の第1の実施の形態と異なる点は、蓋体14の天井部14aの形状をほぼ円弧状とし、曲率半径をより大きくした点である。これにより、例えば、ウエハの半径Rに対してこの部分の曲率半径を1.2R以上として、天井部14aに沿って空気の流れの向きがスムーズに反転するように構成されている。なお、この例では、仕切板20の上部に、キャリア10を保持する被処理物保持部として被処理物保持板50を一体に設けており、キャリアを用いない構成となっている。被処理物保持板50の内面には、ウエハWfの周縁部を案内するガイド溝50aが互いに対向して配置されている。
4 and 5 show a second embodiment of the present invention. The difference of this embodiment from the first embodiment is that the shape of the
図6及び図7は、本発明の第3の実施の形態を示すもので、この実施の形態の第1の実施の形態と異なる点は、1台の直流ブラシレスモータファン30を中央室22aの下側の底板部16に、上方へ向けて送風するように配置した点である。すなわち、底板部16にモータファン30の支持部を取り付け、また、ブラシレスモータファン30とケミカルフィルタ24との間には空気を中央室22aの全幅に均等化する拡散板52を配置している。
6 and 7 show a third embodiment of the present invention. The difference of this embodiment from the first embodiment is that one DC
このように構成することにより、モータファンを1台で済ませて全体の軽量化を図っている。すなわち、保持容器18の幅Wを250mm、奥行きDを200mm、高さHを380mmにそれぞれ設定し、6インチのウエハ25枚を収納した場合に、ウエハWfを含む全重量が6kgとなり、人による搬送ができるようになっている。この実施の形態では、モータファン30を動作させることにより、保持容器18内において、風量0.1m3/minの循環空気をウエハWfの隙間中心部の通過速度が0.1m/sになるよう流すことができるように設定されている。
By comprising in this way, the motor fan is completed by one unit and the whole weight reduction is achieved. That is, when the width W of the holding
この第3の実施の形態における流れの状況をコンピュータを用いて解析した結果を、図8(正面図)及び図9(側面図)に示す。これらの図には、モータファン30の出口における空気の流速分布と、容器本体内部における空気の流線が示されている。これらの図より、イオン交換繊維と活性炭素繊維を同時に織り込んだケミカルフィルタ28及びULPAフィルタ26を通過した清浄空気が、ウエハWfの隙間を均一に流れ、保持容器18内を滞留すること無く循環することが確認できる。
FIG. 8 (front view) and FIG. 9 (side view) show the results of analyzing the flow situation in the third embodiment using a computer. In these drawings, the air flow velocity distribution at the outlet of the
次に、所定の初期アンモニア濃度から運転した場合の濃度の推移を図10に示す。測定方法はインピンジャ法である。同図より、低濃度環境においても、10分間の運転でアンモニア濃度が1ppb以下になることが確認できる。 Next, FIG. 10 shows the transition of the concentration when operating from a predetermined initial ammonia concentration. The measuring method is the impinger method. From the figure, it can be confirmed that even in a low concentration environment, the ammonia concentration becomes 1 ppb or less after 10 minutes of operation.
図11及び図12は、本発明の第4の実施の形態を示すもので、この実施の形態が第3の実施の形態と異なる点は、電源ユニット40を底板部16に配置したこと、逆流防止用ケミカルフィルタ32を直流ブラシレスモータファン30の吸い込み口に配置したこと、除湿剤54を収納するポケット53を設けたこと、そして、保持容器18等を射出成形が可能な構造とし、量産化を可能にしたことである。
11 and 12 show a fourth embodiment of the present invention. The difference between this embodiment and the third embodiment is that the
このように構成することにより、低重心な構造とし、かつ、全体の小型・軽量化を図っている。すなわち、保持容器18の幅Wを280mm、奥行きDを220mm、高さHを360mmにそれぞれ設定し、8インチのウエハ25枚を収納した場合に、ウエハWfを含む全重量が6kgとなり、ウエハ径が大きくなったにもかかわらず第3の実施の形態よりもさらに小型・軽量化が達成できる。
With this configuration, the structure has a low center of gravity, and the overall size and weight are reduced. That is, when the width W of the holding
次に、本発明の第4の実施の形態に示したクリーンボックスに除湿剤100gを収納して、保持容器18内部の相対湿度の経時変化を測定した結果を図13に示す。図13には、モータファン30を連続運転した場合と、停止した場合を比較して示してある。図13より、モータファン30を運転することにより、数分間で保持容器内の相対湿度を25%程度に低下させることが可能であることが確認できる。
Next, FIG. 13 shows the result of measuring the change over time in the relative humidity inside the holding
本発明は、例えばクリーンルーム等において半導体ウエハ、フォトマスク又はハードディスク等の被処理物を、清浄度を維持しつつ保管又は運搬するのに使用されるクリーンボックスとして有用である。 The present invention is useful as a clean box used for storing or transporting a workpiece such as a semiconductor wafer, a photomask, or a hard disk in a clean room or the like while maintaining cleanliness.
10 キャリア
12 容器本体
14 蓋体
14a 天井部
16 底板部
16a 内面
16b 上枠
18 保持容器
20 仕切板
22a 中央室
22b 側室
24 キャリアサポート
26 粒子除去フィルタ
28 ケミカルフィルタ
30 直流ブラシレスモータファン
32 逆流防止用ケミカルフィルタ
34 上部整流板
36 下部整流板
38 キャリア入口整流板
40 電源ユニット
40a 取付スロット
44 支持台
50 被処理物保持板
50a ガイド溝
53 ポケット
54 除湿剤
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該容器本体内において前記基板に接触する気流の循環流を形成するモータファンと、
前記基板に向かって流れる気流の流路に配置された粒子除去フィルタおよびガス状不純物捕捉フィルタと、
前記容器本体内に配置された除湿剤とを備え、
前記保持容器は、帯電防止剤を混入した樹脂から構成したことを特徴とするクリーンボックス。 A holding container composed of a container main body for housing the substrate and a lid that covers the opening of the container in a sealable manner;
A motor fan that forms a circulating flow of airflow in contact with the substrate in the container body;
A particle removal filter and a gaseous impurity capturing filter disposed in a flow path of an airflow flowing toward the substrate;
A dehumidifier disposed in the container body,
A clean box, wherein the holding container is made of a resin mixed with an antistatic agent.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010001393A (en) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Nhv Corporation | Granular anion exchanger and method for producing it |
CN108910241A (en) * | 2018-07-26 | 2018-11-30 | 芜湖市奥尔特光电科技有限公司 | Anti-static device is used in a kind of transport of small digital products |
WO2022208602A1 (en) * | 2021-03-29 | 2022-10-06 | ミライアル株式会社 | Substrate container |
-
2007
- 2007-01-19 JP JP2007010288A patent/JP2007119072A/en active Pending
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