JP2007273697A

JP2007273697A - 基板搬送容器および基板搬送容器内空間のガス置換方法

Info

Publication number: JP2007273697A
Application number: JP2006097082A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Taira; 敏和平
Original assignee: Sumika Chemical Analysis Service Ltd
Current assignee: Sumika Chemical Analysis Service Ltd
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2007-10-18

Abstract

【課題】基板搬送容器内空間のガス置換を満遍なく、また効率よく行うことができる基板搬送容器、および基板搬送容器内空間のガス置換を満遍なく、また効率よく行い得る方法を提供する。
【解決手段】一側面に開口部３が設けられ且つ複数枚の基板を夫々独立に収容できる基板支持手段４を有する容器本体１と、容器本体１に３開口部を閉塞可能にかつ開閉自在に取り付けられる蓋体２とを有する基板搬送容器であって、蓋体２には、容器外部から不活性ガスを導入するためのガス導入口１１と、ガス導入口１１から導入された不活性ガスを容器内に収容される基板間の空間に噴出可能に設けられてなるガス供給ノズルと、容器内のガスを容器外に排出するためのガス排出口１２とが設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板搬送容器および基板搬送容器内空間のガス置換方法に関するものである。

半導体ウェーハ、液晶基板、磁気ディスク等の電子基板（以下、基板と称する。）を用いた機器の製造においては、その製造空間中の酸性物質、塩基性物質、有機物等の汚染物質が基板に吸着する等して、製品の歩留まりの低下や品質の低下が生ずることから、このような機器を製造する工程は、クリーンルームで行われている。ところで、近年、基板回路の微細化の進行に相俟って、クリーンルームには、より高度な洗浄空間の確保が求められており、また、基板の大型化に伴い、大規模のクリーンルームが必要となってきている。昨今では、このような清浄度の高い空間の確保のためのコスト節約手段として、局所クリーン方式の採用が提案されている。例えば、上記機器の一連の製造における各クリーンルーム内での各種加工処理工程の間に、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Interface Pod）ポッド（Pod）等の可搬式で密閉可能な基板搬送容器を介在させ、該容器によって局所的なクリーン空間を保持しながら、各工程で処理された基板を該基板搬送容器に収納し、次工程へ搬送する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。

上記のような局所クリーン方式の採用においても、製品の品質および性能を確保し、また、歩留まりを確保するためには、基板の暴露空間が高清浄度であることが必要不可欠であり、また、基板搬送容器空間内の汚染状態の把握、換言すれば、該空間の清浄度の評価が重要である。

そして、上記の基板搬送容器内の清浄化に際し、あるいは、該容器内空間の清浄度評価の為の該容器空間内ガスの採取に際しては、基板搬送容器内に外部から不活性ガスを導入し、空間内のガスを外部に排出させることによる所謂ガス置換が必要となるところ、かかるガス置換の方法としては、容器本体の底部に設けられたガス導入口から窒素ガスを導入する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。

特開２０００−５８６３３号公報特開２００１−８５５０７号公報特開２００３−１７５５３号公報

しかしながら、上記のような基板搬送容器内空間のガス置換方法では、殊に、多数の基板が収容された状態において、置換の偏りが生じ、ガス置換が不充分であったり、また、該容器の清浄度を正確に評価することができない等の問題が生じ、充分なガス置換や正確な評価を達成するためには、煩雑な操作の反覆や長時間を要するなど、必ずしも満足し得るものではなかった。
かかる状況のもと、本発明が解決しようとする課題は、基板搬送容器内空間のガス置換を満遍なく、また効率よく行うことができる基板搬送容器、および基板搬送容器内空間のガス置換を満遍なく、また効率よく行い得る方法を提供することにある。

すなわち、本発明の第一は、一側面に開口部が設けられ且つ複数枚の基板を夫々独立に収容できる基板支持手段を有する容器本体と、該容器本体に該開口部を閉塞可能にかつ開閉自在に取り付けられる蓋体とを有する基板搬送容器であって、該蓋体には、前記容器外部から不活性ガスを導入するためのガス導入口と、該ガス導入口から導入された不活性ガスを該容器内に収容される基板間の空間に噴出可能に設けられてなるガス供給ノズルと、前記容器内のガスを該容器外に排出するためのガス排出口とが設けられていることを特徴とする基板搬送容器にかかるものである。

本発明の第二は、容器本体と蓋体とを有し、該容器本体は一側面に開口部が設けられ且つ複数枚の基板を夫々独立に収容できる基板支持手段を有し、該蓋体は、該開口部を閉塞可能にかつ開閉自在に該容器本体に取り付けられてなる基板搬送容器内空間のガス置換方法であって、該蓋体に設けられたガス導入口を通して前記容器外部から不活性ガスを導入し、該ガス導入口に連通し、該容器内に収容される基板間の空間に噴出可能に設けられたガス供給ノズルから該容器内に該不活性ガスを噴出させ、該蓋体に設けられたガス排出口から該容器内空間のガスを該容器外に排出することを特徴とする基板搬送容器内空間のガス置換方法にかかるものである。

本発明によれば、基板搬送容器内空間のガス置換を満遍なく、また効率よく行うことができ、さらには、基板搬送容器の国際的な標準規格（SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International)）をも満足する基板搬送容器を供給することができると共に、基板搬送容器内空間のガス置換を満遍なく、また効率よく行う方法を提供することができ、延いては、当該搬送容器内空間の清浄化および清浄度の把握を的確にかつ簡易に行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明の一態様につき説明する。本発明の基板搬送容器は、半導体ウェーハ、液晶基板、磁気ディスク等の電子基板を保管、搬送するための容器であって、図１や図２に示すように、容器本体１と蓋体２とを有し、該容器本体１は一側面に開口部３が設けられ、また、該容器本体には、該蓋体２が該開口部３を閉塞可能にかつ該容器本体に開閉自在に取り付けられる。

容器本体１は、例えば、その内側面に、略等間隔で多段状に水平方向に設けられた溝構造などの基板支持手段４を有し、該基板支持手段４に、複数枚の基板５が、夫々その周縁部で載置されることにより、該容器本体に独立に収容される。

図２に示すように、一般的には、蓋体２には、閉塞時に蓋体２を開口部３に固定するためのロック機構６が、内蔵されている。該ロック機構は、インナーロックタイプとアウターロックタイプに分類され、インナーロックタイプの例として具体的には、蓋体２の高さ方向の略中央に、回転可能に取り付けられた円板状カム７を有しており、この円板状カム７には、細長い凹部状のカギ溝８が形成されている。この円板状カム７には、円弧運動を直線運動に変換するクランク機構を介して接続された係止片９が上下方向にそれぞれ一対設けられており、この円板状カム７を９０度回転させることにより、上下の係止片９をそれぞれ上下方向へ突出させるようになっている。蓋体２の開口部３への固定には、この係止片９を、開口部３の上縁部及び下縁部の係止穴１０に嵌合係止させることによりなされる。

蓋体２には、基板搬送容器の外部から容器内に不活性ガスを導入する為のガス導入口１１および該基板搬送容器内空間のガスを基板搬送容器外に排出するガス排出口１２が設けられている。ガス導入口１１およびガス排出口１２は、当該容器内のガス置換を効率よく行う観点から、蓋体２における縦方向の中心線を基準にして、横方向に略等距離の位置に離隔して設置されていることが好ましく、該蓋体の中心点に関して互いに対象となる位置に設置されていることがさらに好ましい。また、標準規格SEMIを充足する基板搬送容器とする観点から、蓋体２に設けられたロック機構６や基板保持部材（図示しない。）の機能に影響を与えない位置、具体的には、図２におけるロック機構６を構成する２つの係止板の間で、該蓋体の中心点に関して互いに対象となる係止片９の近傍位置に設けることが好ましい。

ガス導入口１１およびガス排出口１２には、ガス導入用および排出用のチューブを簡便に取り付ける為に、管継手を設けることが好ましく、該管継手としては、かみ合い式継手など、ワンタッチでチューブの着脱を行うことができるものがより好ましい。また、ガス導入口およびガス排出口にチューブが装着されていないときに、基板搬送容器内空間の気密度を高める観点から、管継手として盲板が装入された管継手を用いるか、あるいは、基板搬送容器内の清浄度を低下させない材質（例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂など）からなる棒状の栓を管継手に充填しておくことが好ましい。また、ガス導入用チューブおよびガス排出用チューブの直径は、通常４ｍｍ〜８ｍｍ程度であり、管継手の大きさは、通常、このような直径のチューブが装着できるものである。

該継手の材料としては、基板搬送容器内の清浄度を低下させない材質が使用され、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂などが用いられる。また、管継手内には、チューブを固定するために通常Ｏ−リングが内蔵されており、該Ｏ−リングの材料としては、シリコン樹脂、フッ素樹脂ゴムなどが使用される。

蓋体２の容器内面に相対する面（以下、蓋体内面ということがある）には、ガス導入口１１に連通してガス供給ノズル１３が設けられている。該ガス供給ノズル１３は、ガス導入口から導入されたガスを該基板搬送容器内に収容される基板間の空間に噴出させることができる構造を有しており、図３に示すように、通常、略垂直方向に伸びたガス導入管１４と、該ガス導入管１４の長手方向に、収容基板の位置に応じ所定の間隔に穿設された複数のガス噴出口１５を有する。ガス噴出口１５の数としては、最上段に収容された基板と基板搬送容器内部上面との間の空間、最下段に収容された基板と基板搬送容器内部底面との間の空間、および、収容された夫々の基板間の空間に向かって不活性ガスを噴出することができる数が好ましく、例えば、基板を２５枚収容する基板搬送容器においては、基板支持手段４の溝構造などの間隔に対応して２７個の噴出口が形成されていることが好ましい。

ガス供給ノズル１３としては、ガス導入管１４を回転させることなどにより、ガス噴出口１５の方向を任意に調整できるものであることが好ましい。また、基板搬送容器内空間のガス置換においては、図４に示すように、ガス噴出口１５から噴出された不活性ガスが、基板５の表面に沿って流れると共に、容器本体の奥側面１６で反射されるなどして、該容器内面および各基板５の表面全体が当該ガスで暴露された後、ガス排出口１２に到達できるようにすることが好ましい。通常、ガス噴出口１５の向きは、ガス導入管１４を基板と平行な断面で見た場合に、容器本体の奥行方向から基板の中心方向に０°〜４５°の向きである。

ガス噴出口１５の口径は、通常０．２５ｍｍ〜１ｍｍである。また、基板搬送容器内空間のガス置換においては、ガス噴出口１５での噴出される不活性ガスの流速は、基板搬送容器内空間のガスを効率よく置換しかつ基板の振動を低減する観点から、０．５ｍ／秒〜２５ｍ／秒であることが好ましく、例えば、ガス噴出口１５の口径が０．５ｍｍ、ガス噴出口１５の個数が２７個の場合、不活性ガスの導入流量を２Ｌ／分とすると、ガス噴出口１５での噴出される不活性ガスの流速は、約６ｍ／秒となる。

ガス供給ノズル１３の設置位置は、標準規格SEMIを充足する基板搬送容器とする観点から、蓋体２に設けられたロック機構６や基板保持部材（図示しない。）の機能に影響を与えない位置であることが好ましく、通常、蓋体２の縦方向の中央線を基準にして横方向に５ｃｍ〜１０ｃｍの位置に設置される。また、ガス供給ノズル１３は、蓋体２に内蔵されてもよい。

ガス供給ノズル１３は、基板搬送容器内の清浄度を低下させない材質が使用され、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂などが用いられる。

本発明において、基板搬送容器内空間のガス置換は、通常、次のようにしてなされる。即ち、ガスボンベなどのガス供給手段により、必要に応じてガス導入用チューブを介して蓋体２のガス導入口１１に不活性ガスを導入する。ガス導入口１１に導入された不活性ガスは、これに連通するガス導入管１４を通り、ガス噴出口１５から、基板搬送容器内に収容された基板と該容器内部上面との間、各基板の間および基板と該容器内部底面との間に向かって噴出され、噴出された不活性ガスは、基板の表面に沿って流れ、容器本体の奥側面１６で反射される。これにより、容器本体の内面および各基板５の表面全体が当該ガスで暴露された後、ガス排出口１２から基板搬送容器外に排出される。

目的にもよるが、不活性ガスの導入量は、充分なガス置換を行い、また、前記清浄度評価の精度の点で、通常、基板搬送容器の内容積の３倍（体積／体積）以上である。また、本発明において、不活性ガスとしては、通常、窒素、アルゴン、ヘリウムなどが用いられ、かかる不活性ガスの純度は、通常９９．９９９％以上であり、好ましくは９９．９９９９％以上である。また、不活性ガスとして空気を用いてもよい。これらの不活性ガスを導入するに際しては、必要に応じ、フィルターを介してもよい。不活性ガスの導入は、通常、０．５〜３Ｌ／分の流量で行い、該流量は、マスフローコントローラー等を用いて調整される。

本発明の基板搬送容器は、その中に多数の基板が収容された状態においても、該基板搬送容器内空間のガス置換を効率よく行うことができ、また、本発明の基板搬送容器は、基板搬送容器の国際的な標準規格SEMIを満足しうる。

本発明のガス置換方法は、多数の基板が収容された状態においても、基板搬送容器内空間のガス置換を効率よく行うことができ、また、本発明のガス置換方法により、ガス排出口１１から排出される基板搬送容器内空間ガスを捕集し、当該ガス中の汚染物質を分析することにより、基板搬送容器内空間の汚染状況を容易に、且つ正確に評価することができる。

排出ガスを捕集装置により捕集し、分析する方法としては、公知の方法、例えば、ＪＡＣＡＮｏ．３５Ａ−２００３「クリーンルームおよび関連する制御環境中における分子状汚染物質に関する空気清浄度の表記方法および測定方法指針、付属書３クリーンルームおよび関連する制御環境空気中の有機物質の測定方法」（社団法人日本空気清浄協会）、特開２００３−３０７５１１号公報等に記載の方法が用いられる。具体例としては、酸性物質や塩基性物質を測定する場合には、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂製、ガラス製または石英製のインピンジャーを捕集装置として用い、インピンジャーに一定容量の排出ガスを通気し、吸収液にバブリングすることで酸性物質や塩基性物質を捕集し、イオンクロマトグラフやキャピラリー電気泳動システムなどにより測定する方法が用いられ、有機物質を測定する場合には、多孔性高分子系吸着剤あるいはグラファイトカーボン系吸着剤が充填された捕集管を捕集装置として用い、捕集管に一定容量の排出ガスを通気し、吸着した有機物質を加熱脱離／ガスクロマトグラフ−質量分析計で測定する方法が用いられ、含ホウ素物質、含リン物質を測定する場合には、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂製または石英製のインピンジャーを捕集装置として用い、インピンジャーに一定容量の排出ガスを通気し、吸収液にバブリングすることで含ホウ素物質、含リン物質を捕集し、誘導結合プラズマ／発光分析装置、誘導結合プラズマ／質量分析装置などにより測定する方法が用いられる。

排出ガスを捕集装置に処理して、基板搬送容器内に存在した汚染物質を捕集する場合、捕集装置にて処理する排出ガスの体積は、汚染物質の分析精度をより高める観点から、基板搬送容器の内容積の３倍（体積／体積）以上であることが好ましい。また、所要時間と経済性を重視する場合には体積は５倍（体積／体積）以下であることが好ましい。

排出ガスのガス流速は、不活性ガスの導入速度と略等速度にすることが好ましい。また、ガス排出口から排出されたガス中の汚染物質を捕集するために捕集装置を設けた場合、該捕集装置が、インピンジャーであるときは、該ガス流量は１〜３Ｌ／分であることが好ましく、捕集管あるいはフィルターであるときは、該ガス流量は０．５〜１Ｌ／分であることが好ましい。

また、基板搬送容器内空間の汚染状況を評価する際には、基板搬送容器内空間の気密性を高めるため、基板搬送容器内のガス置換を行うに際し、基板搬送容器に通常取り付けられている呼吸口を密栓することが好ましい。密栓には例えばポリオレフィン樹脂やポリエステル樹脂、フッ素樹脂などが用いられ、基板搬送容器内部を汚染しない物質製が使用される。

本発明を、実施例によりさらに詳しく説明する。

（実施例）
ガス導入口とガス排出口とが、図２に示すような蓋体のロック機構を構成する２つの係止板の間で、該蓋体の中心点に関して互いに対象となる係止片９に近傍する位置になるように、１つのガス導入口と１つのガス排出口とを、基板２５枚収容用の基板搬送容器の蓋体に設け、該ガス導入口の容器内面側には、口径が０．５ｍｍの２７個のガス噴出口を有するガス供給ノズルを設置し、容器本体の開口部を蓋体で閉塞した際に、ガス噴出口の向きが容器本体の奥行方向から基板の中心方向に略０°となり、且つ、最上段に収容された基板と基板搬送容器内部上面との間の空間、最下段に収容された基板と基板搬送容器内部底面との間の空間、および、収容された夫々の基板間の空間に向かってガスが噴出されるようにした。

容器本体と上記蓋体とを純水にて洗浄した後、容器本体に２５枚の基板を収容し、該容器本体の開口部を蓋体で閉塞し、施錠した。次に、クリーンルーム内で蓋体を解錠して、容器本体の開口部を開放した。１時間経過後、再度、容器本体の開口部を蓋体で閉塞し、施錠した。

ガス導入口の容器外面側に、フッ素樹脂製の高純度空気導入用チューブを取り付け、マスフローコントローラーで高純度空気の流量を調整できるようにした。また、ガス排出口の容器外面側には、フッ素樹脂製のガス排出用チューブを介して２段連結のガラス製インピンジャー（吸収液として純水１５ｍｌを使用。）を接続し、吸引ポンプにより排出ガスの流量を調整できるようにした。

マスフローコントローラーと吸引ポンプにより、基板搬送容器内に導入する高純度空気の流量と排出ガスの流量とを２Ｌ／分に調整し、導入、排出操作を行った。高純度空気の総導入体積が９０Ｌ（基板搬送容器の内容積約３０Ｌの約３倍）になったところで、高純度空気の導入と排出ガスの排出とを停止し、インピンジャー内の吸収液をイオンクロマトグラフで分析した。分析結果を表１に示す。

（参考例）
蓋体にガス供給ノズルを設けず、基板搬送容器内に基板を収容しなかった以外は、実施例と同様に行った。分析結果を表１に示す。

本発明の基板搬送容器を示す斜視図である。蓋体が外されている状態の基板搬送容器を示す斜視図である。蓋体をその容器内面に相対する面の方向から見た斜視図である。本発明の基板搬送容器の上方向の断面の概略図である。

符号の説明

１：容器本体
２：蓋体
３：開口部
４：基板支持手段
５：基板
６：ロック機構
７：円板状カム
８：カギ溝
９：係止片
１０：係止穴
１１：ガス導入口
１２：ガス排出口
１３：ガス供給ノズル
１４：ガス導入管
１５：ガス噴出口
１６：奥側面

Claims

一側面に開口部が設けられ且つ複数枚の基板を夫々独立に収容できる基板支持手段を有する容器本体と、該容器本体に該開口部を閉塞可能にかつ開閉自在に取り付けられる蓋体とを有する基板搬送容器であって、該蓋体には、前記容器外部から不活性ガスを導入するためのガス導入口と、該ガス導入口から導入された不活性ガスを該容器内に収容される基板間の空間に噴出可能に設けられてなるガス供給ノズルと、前記容器内のガスを該容器外に排出するためのガス排出口とが設けられていることを特徴とする基板搬送容器。
容器本体と蓋体とを有し、該容器本体は一側面に開口部が設けられ且つ複数枚の基板を夫々独立に収容できる基板支持手段を有し、該蓋体は、該開口部を閉塞可能にかつ開閉自在に該容器本体に取り付けられてなる基板搬送容器内空間のガス置換方法であって、該蓋体に設けられたガス導入口を通して前記容器外部から不活性ガスを導入し、該ガス導入口に連通し、該容器内に収容される基板間の空間に噴出可能に設けられたガス供給ノズルから該容器内に該不活性ガスを噴出させ、該蓋体に設けられたガス排出口から該容器内空間のガスを該容器外に排出することを特徴とする基板搬送容器内空間のガス置換方法。