JP3305647B2

JP3305647B2 - 半導体基板用搬送ボックス

Info

Publication number: JP3305647B2
Application number: JP6762598A
Authority: JP
Inventors: 敏昭藤井; 修堀田; 幸次大山; 俊哉中山; 文雄崎谷; 峰雄金原; 新横山; 全孝廣瀬
Original assignee: Ebara Corp; Rorze Corp
Current assignee: Ebara Corp; Rorze Corp
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 2002-07-24
Anticipated expiration: 2018-03-04
Also published as: JPH11217119A; WO1999028967A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板用搬送
ボックスに係り、特に半導体、液晶、精密機械工業など
の先端産業におけるＳｉウエハ、ガラス基板、金属被覆
基板等の基板を収納して搬送する搬送ボックス（キャリ
アボックス）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のクリーンルームにおける空気清浄
を、半導体製造工場における空気清浄を例に、図１４を
用いて説明する。図１４において、外気１は先ずプレフ
ィルタ２で粗粒子が除去され、次いで空調機３で空調さ
れ、中性能フィルタ４で除塵される。次に、クリーンル
ーム５の天井部に設置されているＨＥＰＡフィルタ（高
性能フィルタ）６で微細な粒子が除去され、クリーンル
ーム５はクラス１００〜１，０００が維持される（「洗
浄設計」ｐ．１１〜２４、Ｓｕｍｍｅｒ１９８８）。７
_−１、７_−２はファン、矢印は空気の流れを示す。従来
のクリーンルームにおける空気清浄は、微粒子除去を目
的としているので、図１４のように構成されていた。こ
のような構成では、微粒子除去には効果的であるが、ガ
ス状有害成分の除去には効果がない。

【０００３】一方、図１４のような大部屋方式のクリー
ンルームでは超クリーン化に対してコストがかかり過ぎ
るという課題がある（ＢＲＥＡＫＴＨＲＯＵＧＨ、５
号ｐ．３８〜４１、１９９３）。ところで、今後半導体
産業では製品の高品質化、精密化が増々進み、これに伴
い、微粒子（粒子状物質）は当然のこと、微粒子に加え
てガス状物質が汚染物として関与する。即ち、従来は微
粒子除去のみで十分であったのが、今後は、ガス状物質
（ガス状有害成分）の制御も重要となってくる。これ
は、前記図１４に示した、従来のクリーンルームのフィ
ルタでは、微粒子のみしか除去されず、外気からのガス
状有害成分は、除去されずにクリーンルームに導入され
てしまうので問題になるためである。

【０００４】即ち、クリーンルームにおいては、微粒子
（粒子状物質）や、今までの除塵フィルタ（例、ＨＥＰ
Ａ、ＵＬＰＡフィルタ）では捕集、除去されず、クリー
ンルーム内に導入されてしまう自動車の排気ガス、民生
品として広く使用されている高分子樹脂製品からの脱ガ
スなどに起因する炭化水素（Ｈ．Ｃ．）と呼ばれる有機
性ガスやＮＨ_３、アミンのような塩基性（アルカリ性）
ガスなどのガス状物質が、ガス状有害成分として問題と
なる。この内、Ｈ．Ｃ．はガス状有害成分として通常の
空気（室内空気及び外気）中の極低濃度のものが汚染を
もたらすので、除去する必要がある。また、最近ではク
リーンルームの構成材や使用器具（例、ウエハ収納ボッ
クス）の高分子樹脂類からの脱ガスがＨ．Ｃ．発生源と
して問題となっている（（社）日本機械工業連合会、平
成６年度報告書、平成７年３月、ｐ．４１〜４９、１９
９５）。

【０００５】これらのガス状物質は、クリーンルーム内
における作業で発生したものも問題となる。即ち、該ガ
ス状物質の起因として通常のクリーンルームでは、外気
から導入されたガス状物質（クリーンルームでのフィル
タでは、ガス状物質は除去できないので、外気中のガス
状物質は導入されてしまう）に、前記のクリーンルーム
内で発生したガス状物質が加わるので、外気に比べてク
リーンルーム中のガス状物質は高濃度となり、ウエハ基
材や基板を汚染する。即ち、上記の汚染物質（微粒子、
ガス状有害成分）がウエハ、半製品、製品の基板表面に
付着すれば、微粒子は、基板表面の回路（パターン）の
断線や短絡を引き起こし欠陥を生じさせる。また、ガス
状物質として、Ｈ．Ｃ．は、ウエハ（基板）表面に
付着すると、接触角の増加をもたらし、Ｈ．Ｃ．は基板
とレジストとの親和性（なじみ）に影響を与える。そし
て、親和性が悪くなるとレジストの膜厚に悪影響を与え
たり、基板とレジストとの密着性に悪影響を与える（空
気清浄、第３３巻、第１号、ｐ．１６〜２１，１９９
５）。また、Ｈ．Ｃ．はウエハの酸化膜の耐圧劣化（信
頼性の低下）を引き起こす（第３９回応用物理学関係連
合講演会予稿集、ｐ．６８６、１９９２）。

【０００６】ＮＨ_３は、アンモニウム塩の生成など
をもたらし、ウエハにくもり（解像不良）を引き起こす
（リアライス社、最新技術講座、資料集、半導体プロセ
スセミナー、１９９６年１０月２９日、ｐ．１５〜２
５、１９９６）。このような原因により、微粒子はもと
よりこれらのガス状汚染物質は、半導体製品の生産性
（歩留り）を低下させる。特に、ガス状有害成分として
の上記のガス状物質は上述の発生起因により、また最近
では省エネの観点でクリーンルーム空気の循環を多くし
て用いるので、クリーンルーム中のガス状物質の濃度は
濃縮され、外気に比べかなりの高濃度となっており、基
材や基板に付着し、該表面を汚染する。この汚染の程度
は、基材や基板の接触角で表わすことができ、汚染が激
しいと接触角が大きい。接触角が大きい基材や基板は、
その表面に成膜しても膜の付着強度が弱く（なじみが悪
い）、歩留りの低下をまねく。

【０００７】ここで、接触角とは水によるぬれの接触角
のことであり、基板表面の汚染の程度を示すものであ
る。即ち、基板表面に疎水性（油性）の汚染物質が付着
すると、その表面は水をはじき返してぬれにくくなる。
すると基板表面と水滴との接触角は大きくなる。従って
接触角が大きいと汚染度が高く、逆に接触角が小さいと
汚染度が低い。特に、最近省エネの点でクリーンルーム
の空気を循環使用するため、クリーンルーム内のガス状
有害成分は徐々に高まってしまい、基材や基板を汚染す
ることになる。

【０００８】このような汚染物質から基板を汚染防止す
る対策として、（１）ロボットによる搬送が有効であ
る。即ち、人は発塵・発ガス源になっているので、クリ
ーン度維持のために人の介在をなくすることが重要であ
る（月刊Ｓｅｍｉｃｏｎｄａｃｔｏｒｗｏｒｌｄ、１
月号、ｐ．１１２〜１１６、１９９７）。（２）また、
クリーン化という点では、今後の空間のクリーン化は清
浄空間を限定（局所化）する局所クリーン化（ミニエン
バイロメント）が効果的であると提案されている（Ｎ
ＩＫＫＥＩＭＩＣＲＯＤＥＶＩＣＥＳ、７月号、ｐ．
１３６〜１４１、１９９５、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ
ｏｆＩＥＳ，ｐ．３７３〜３７８、１９９４）。現
在、このようなミニエンバイロメントとして、Ｓｉウエ
ハを合成樹脂（プラスチック）製ボックスに収納し、搬
送する方式が検討されているが、（１）内部から突発
的に発塵が起きた場合、かえって粒子汚染が深刻にな
る、（２）ボックス材料からの脱ガス（発ガス）に対
する対策が必要、（３）（１）（２）により、ボック
ス自身を定期洗浄する工程が増えるので、煩雑になり、
実用上問題である等の指摘がある（ＫＡＮＯＭＡＸエ
アロゾルセミナー、ｐ．１〜１０、１９９６）。このよ
うな中にあって、本発明者らは、局所クリーン化技術と
して光電子や光触媒を用いる空間のクリーン化方式を提
案してきた。

【０００９】例えば 1) 光電子による清浄方式（粒子
状物質の除去）：特公平３−５８５９号、特公平６−７
４９０９号、特公平８−２１１号、特公平７−１２１３
６９号公報、 2) 光触媒による清浄方式（ガス状有害成
分の除去）：特開平９−１６８７２２号、特開平９−２
０５０４６号公報、 3) 光電子と光触媒の併用方式（粒
子とガスの同時除去）：特開平１−２６６８６４号公報
がある。これらの清浄方式は適用先（装置の種類）や要
求性能によっては、前記の清浄方式で効果的であるが、
適用先や要求性能によっては、使用法を適宜改善する必
要があった。この改善においては、実用上一層効果的に
なるよう改善するという問題があった。その問題の１つ
として、前記のこれらの清浄方式は紫外線等の光源によ
る発熱により気体を流動化させ清浄化を行っている。即
ち、前記清浄方式の適用先によっては、該気体の流動化
を如何に効果的に行うかが重要であり、改善すべき問題
であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記従来技術に鑑み、半導体、液晶、精密機械工業などの
先端産業において、製品の高品質化、精密化、微細化が
進むにつれ要望が高まるミニエンバイロメントの半導体
基板用搬送ボックスとして、実用上効果的な微粒子及び
ガス状有害成分の除去機能を有する半導体基板用搬送ボ
ックスを提供する供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、半導体基板を出入できる開閉機構を有
する半導体基板用搬送ボックスおいて、該ボックスの一
方の側面に、ボックス内を清浄化するための光照射によ
る光電子及び光触媒を用いる気体清浄化装置と、該装置
に電力を供給するバッテリー搭載充電機能付き電源装置
とを、取り外し可能に該ボックスと一体化した気体清浄
化ユニットとして配備し、気体の流路を、該ユニットで
清浄化した気体を該ユニットの上部から前記ボックスの
上部に供給し、収納した半導体基板の間隙を通って該ボ
ックスの下部から前記ユニットの下部に循環するように
構成すると共に、前記気体清浄化ユニットは、電源装置
における発熱を気体清浄化装置に伝えるための放熱体を
備えることを特徴とする半導体基板用搬送ボックスとし
たものである。

【００１２】前記搬送ボックスは、材料を合成樹脂とす
るのがよく、また前記気体清浄化ユニットは、電源装置
を一体化して、電源装置における発熱を気体清浄化装置
に伝えるための放熱体を備えている。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の半導体基板用搬送ボック
スは、半導体基板をボックス内に収納や搬出用の出入で
きる開閉機構を有し、ボックス内を清浄化するための光
照射による光電子及び光触媒を用いる気体清浄化装置
（気体清浄化ユニット）が一体化されており、該ユニッ
トはボックスから適宜取り外しできるものである。前記
気体清浄化装置は、ボックスの搬送としての本来の利用
の合い間（搬送以外の間）に、ロードポートや工程待ち
中の待機場所、ストッカ等に設置された電力供給装置へ
の接続により、電力供給を受け作動し、これにより基板
が収納されたボックス内の気体の清浄化が行われる。ま
た、本発明の半導体基板用搬送ボックスは、半導体基板
をボックス内に収納や搬出用の出入できる開閉機構を有
し、ボックス内を清浄化するための光照射による光電子
及び光触媒を用いる気体清浄化装置と、該装置に電力を
供給するためのバッテリー搭載充電機能付き電源装置と
を有して、それらは一体化されており（気体清浄化ユニ
ット）、該ユニットはボックスから適宜取り外しできる
ものである。

【００１４】更に、該ユニットには、電源装置からの発
熱を光電子及び光触媒を用いる気体清浄化装置に伝える
放熱体を備えることができる。これらの本発明のボック
スは、半導体基板を収納し、搬送及び／又は保管できる
ものであり、密閉可能な容器であれば何れでも良い。例
えば、金属製、合成樹脂製がある。この内金属製のもの
では、軽量である点でＡｌ製が好ましい。また、合成樹
脂の場合は、加工性、剛性、耐久性に優れ、発ガスが少
ない材料であれば何れでも良いが、透明性のものであれ
ばなお好ましい。例えば、ＡＢＳ、アクリル等の汎用プ
ラスチック及びポリカーボネイト（Ｐ．Ｃ．）等のエン
ジニアリングプラスチック、更にポリエーテルイミド等
のスーパーエンジニアリングプラスチックがある。

【００１５】ボックスの開閉機構は、後述の本発明の光
電子及び光触媒を用いる気体清浄化装置が設置できる密
閉可能な前記のボックスであって、基板を適宜に収納及
び取り出しができるものであれば何れでも良い。例え
ば、ボックスの開閉機構は、ボックスドアとウエハー押
さえ、シール材からなり、一体化されており、ボックス
ドアをドアオープナー（ＳＥＭＩ標準）と係合させ水平
方向にボックス本体より引き出した後に下方行に引き下
げる事により、ボックスドアはボックス本体から開放さ
れる。このようなボックスの例としては、開閉ドアの位
置と、基板の収納形態（基板をオープンカセットに収納
するか否か）から、 1) 横開き一体型搬送ボックス、2)
オープンカセット収納型横開き搬送ボックス、 3) オ
ープンカセット収納型底開き搬送ボックスがある。

【００１６】次に、本発明の特徴である前記開閉機構を
有するボックスに、取り外しが適宜にできる光電子及び
光触媒による気体清浄化装置について述べる。該装置
は、ボックス内の１部に設置することにより、ボックス
内の汚染物質を装置内での発熱を利用した気体の流れ
（自然循環）により、効果的に除去するものである。先
ず、光電子による清浄化装置について、次にその構成を
説明する。光電子による清浄化装置は、光電子放出材、
紫外線ランプ、光電子放出のための電場用電極材、荷電
微粒子捕集材、より構成され、微粒子の除去を行うもの
である。光電子放出材は、紫外線の照射により光電子を
放出するものであれば何れでも良く、光電的な仕事関数
が小さなもの程好ましい。効果や経済性の面から、Ｂ
ａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｔｈ，
Ｐｒ，Ｂｅ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐ
ｔ，Ｃｄ，Ｐｂ，Ａｌ，Ｃ，Ｍｇ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｂｉ，
Ｎｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｕ，Ｂ，Ｅｕ，Ｓｎ，Ｐ，Ｗ
のいずれか又はこれらの化合物又は合金又は混合物が好
ましく、これらは単独で又は二種以上を複合して用いら
れる。複合材としては、アマルガムの如く物理的な複合
材も用いうる。

【００１７】例えば、化合物としては酸化物、ほう化
物、炭化物があり、酸化物にはＢａＯ，ＳｒＯ，Ｃａ
Ｏ，Ｙ_２Ｏ_５，Ｇｄ_２Ｏ_３，Ｎｄ_２Ｏ_３，ＴｈＯ_２，Ｚ
ｒＯ_２，Ｆｅ_２Ｏ_３，ＺｎＯ，ＣｕＯ，Ａｇ_２Ｏ，Ｌａ
_２Ｏ_３，ＰｔＯ，ＰｂＯ，Ａｌ_２Ｏ_３，ＭｇＯ，Ｉｎ_２
Ｏ_３，ＢｉＯ，ＮｂＯ，ＢｅＯなどがあり、またほう化
物にはＹＢ_６，ＧｄＢ_６，ＬａＢ_５，ＮｄＢ_６，ＣｅＢ
_６，ＥｕＢ_６，ＰｒＢ_６，ＺｒＢ_２などがあり、さらに
炭化物としてはＵＣ，ＺｒＣ，ＴａＣ，ＴｉＣ，Ｎｂ
Ｃ，ＷＣなどがある。また、合金としては黄銅、青銅、
リン青銅、ＡｇとＭｇとの合金（Ｍｇが２〜２０ｗｔ
％）、ＣｕとＢｅとの合金（Ｂｅが１〜１０ｗｔ％）及
びＢａとＡｌとの合金を用いることができ、上記Ａｇと
Ｍｇとの合金、ＣｕとＢｅとの合金及びＢａとＡｌとの
合金が好ましい。酸化物は金属表面のみを空気中で加熱
したり、或いは薬品で酸化することによっても得ること
ができる。

【００１８】さらに他の方法としては使用前に加熱し、
表面に酸化層を形成して長期にわたって安定な酸化層を
得ることもできる。この例としてはＭｇとＡｇとの合金
を水蒸気中で３００〜４００℃の温度の条件下で、その
表面に酸化膜を形成させることができ、この酸化薄膜は
長期間にわたって安定なものである。また、光電子を放
出する物質を別の物質に付加して使用することができ
る。この例として、紫外線透過性物質に光電子を放出し
得る物質を付加したものがある（特公平７−９３０９８
号、特開平４−２４３５４０号）。後述の紫外線源との
一体化、例えば紫外線ランプ表面への光電子放出材の付
加がある（特開平４−２４３５４０号）。一体化により
コンパクトになるので適用ボックスの種類によっては好
ましい。他の例として、後述の光触媒との一体化がある
（特願平８−１３２５６３号）。一体化により、微粒子
に共存するガス状有害成分の同時除去や、光電子放出材
がセルフクリーニングされることにより安定化し、特
に、発ガスが多いボックスでの使用で効果的となる。

【００１９】光電子放出材の形状や構造は後述のごと
く、装置（ユニット）の形状、構造あるいは希望する効
果等により異なり、適宜決めることができる。光電子放
出材からの光電子放出のための照射源は、照射により光
電子を放出するものであれば何れでも良く、紫外線が通
常好ましい。紫外線の種類は、光電子放出材がその照射
により、光電子を放出するものであれば何れでも良い。
該紫外線源は紫外線を発するものであれば、何れでも使
用できるが、コンパクト化の点で水銀灯、例えば殺菌ラ
ンプが好ましい。次に、本発明の特徴である紫外線源、
光電子放出材、電極、荷電微粒子捕集材、の位置や形状
について述べる。これらは、要求性能により適宜後述の
光触媒と共に、紫外線源を囲み設置され、有害ガス及び
微粒子を含む気体の清浄化装置（ユニット）として一体
化していることに特徴がある。

【００２０】光電子放出材の位置や形状は、紫外線源か
ら放出される紫外線を囲むように（照射面積が広くでき
るように）設置できるものであればいずれでも良い。通
常、紫外線源からの紫外線は円周方向に放射状に放出さ
れるため、この紫外線を囲むように円周方向に設置でき
るものであれば良い。光電子放出材からの光電子の放出
は、電場下での紫外線照射で効果的である。そのための
電極の位置や形状は、光電子放出材との間に電場（電
界）が形成できるものであれば何れも使用できる。電極
材料とその構造は、周知の荷電装置において使用されて
いるもので良い。電極材料は導体であれば何れも使用で
き、この例としてタングステン、ＳＵＳあるいはＣｕ−
Ｚｎの線、棒状、網状、板状がある。これらを１種類又
は２種類以上組合わせて光電子放出材の近傍に電場が形
成できるように設置する（特開平２−３０３５５７
号）。

【００２１】荷電微粒子の捕集材（集じん材）は、通常
の荷電装置における集じん板、集じん電極等各種電極材
や静電フィルター方式が一般的であるが、スチールウー
ル電極、タングステンウール電極のようなウール状構造
のものも有効である。エレクトレック材も好適に使用で
きる。光電子放出材、電極材、荷電微粒子の捕集材の好
適な組合わせ方は、ボックスの形状、構造、要求性能、
経済性などにより適宜決めることができ、空間部への設
置により後述の清浄化空間部に存在する微粒子などの汚
染物質が本装置内に迅速に移動できるものであれば良
い。光電子放出材と電極の位置と形状は、紫外線源を囲
み、紫外線源、光電子放出材、電極、荷電微粒子捕集材
が一体化でき、紫外線源から放出された紫外線が有効利
用され、かつ光電子の放出と該光電子による微粒子の荷
電・捕集が効果的に行えるようにボックスの形状、効
果、経済性等を考慮して予備試験等により、決めること
ができる。例えば、棒（円筒）状の紫外線ランプを用い
る場合は、紫外線が円周方向に放射状に放出されるた
め、この円周方向の放射状の紫外線を光電子放出材に出
来るだけ多く照射するほど光電子放出量が多くなる。

【００２２】次に、光触媒による清浄化装置を説明す
る。光触媒は、ガス状有害成分の除去を行うものであ
り、光源からの光照射により励起され、接触角増加に関
与する有機性ガス（非メタン炭化水素、Ｈ．Ｃ）を接触
角の増加に関与しない形態に分解あるいは、付着しても
影響を及ぼさない安定な形態に変換するものであればい
ずれでもよい。通常、半導体材料が効果的であり、容易
に入手出来、加工性も良いことから好ましい。効果や経
済性の面から、Ｓｅ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｃｕ，
Ａｌ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｃ，Ｃｄ，
Ｓ，Ｔｅ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｓｒ，Ｗ，
Ｃｒ，Ｂａ，Ｐｂのいずれか、又はこれらの化合物、又
は合金、又は酸化物が好ましく、これらは単独で、また
２種類以上を複合して用いる。

【００２３】例えば、元素としてはＳｉ，Ｇｅ，Ｓｅ、
化合物としてはＡｌＰ，ＡｌＡｓ，ＧａＰ，ＡｌＳｂ，
ＧａＡｓ，ＩｎＰ，ＧａＳｂＩｎＡｓ，ＩｎＳｂ，Ｃ
ｄＳ，ＣｄＳｅ，ＺｎＳ，ＭｏＳ_２，ＷＴｅ_２，Ｃｒ_２
Ｔｅ_３，ＭｏＴｅ，Ｃｕ_２Ｓ，ＷＳ_２、酸化物としては
ＴｉＯ_２，Ｂｉ_２Ｏ_３，ＣｕＯ，Ｃｕ_２Ｏ，ＺｎＯ，Ｍ
ｏＯ_３，ＩｎＯ_３，Ａｇ_２Ｏ，ＰｂＯ，ＳｒＴｉＯ_３，
ＢａＴｉＯ_３，Ｃｏ_３Ｏ_４，Ｆｅ_２Ｏ_３，ＮｉＯなどが
ある。適用先によっては、金属材を焼成し、金属表面に
光触媒の形成を行うことができる。この例として、Ｔｉ
材を焼成し、その表面にＴｉＯ_２の形成を行う光触媒が
ある。光触媒は、前記光電子放出材と同様に光源を囲み
設置され、気体の清浄化装置（ユニット）として一体化
していることに特徴がある。また、要求性能によっては
前記の光電子を用いる清浄化装置に一体化し行うことが
でき、本発明の特徴である。

【００２４】即ち、光触媒の気体清浄化装置における設
置位置は、光電子放出材と一体化して設置する方法、光
電子放出材と個別に設置する方法がある。例えば、
（１）紫外線ランプへの直接の付加、（２）紫外線源を
ガラス状物質あるいはガラス材で囲み、該ガラス状物質
の表面への付加、（３）紫外線源に対向する円周方向の
壁面への付加、（４）あるいは光触媒を板状、綿状、網
状、ハニカム状、膜、円筒状あるいは繊維状などの適宜
の材料にコーティングしたり、あるいは包み、又は挟み
込んで装置内に固定して用いてもよい。例として、ゾル
ゲル法によるガラス板への二酸化チタンのコーティング
がある。光触媒は、粉体状のままでも用いることが出来
るが、焼結、蒸着、スパッタリング、塗布、焼付け塗装
などの周知の方法で適宜の形状にして用いることが出来
る。

【００２５】これらは、ボックスの形状、光源の種類や
形状、光触媒の種類、希望する効果、経済性などにより
適宜選択することができる。また、光触媒作用の向上の
ために、上記光触媒にＰｔ，Ａｇ，Ｐｄ，ＲｕＯ_２，Ｃ
ｏ_３Ｏ_４の様な物質を加えて使用することも出来る。該
物質の添加は、光触媒作用が加速されるので好ましい。
これらは、一種類又は複数組合せて用いることができ
る。添加の方法は、含浸法、光還元法、スパッタ蒸着
法、混練法など周知手段を適宜用いることができる。光
照射のための光源としては、光触媒材が吸収する波長を
発するものであれば何れでも良く、可視及び／又は紫外
線領域の光が効果的であり、周知の光源を適宜用いるこ
とが出来る。例として、水銀灯として殺菌ランプ、ブラ
ックライト、蛍光ケミカルランプ、ＵＶ−Ｂ紫外線ラン
プがある。

【００２６】汚染物質の除去として、ガス状有害成分の
みを除去する場合は可視光の光源が使用できるが、前記
光電子による装置と一体化して行う場合は、前記紫外線
ランプ、例えば殺菌ランプが効果的である。殺菌ランプ
は、光触媒への有効照射光量（光触媒が吸収して光触媒
作用を発揮する照射）を強くでき、光触媒作用が加速さ
れるので、好ましい。光触媒によるガス状有害成分の除
去機構に関して、接触角を増加させる有機性ガスの除去
について説明すると、収容物（ウエハ、ガラス材など）
や収容物上の薄膜の種類、性状によって異なるが、本発
明者らの研究によると次のように考えられる。すなわ
ち、通常クリーンルーム装置における収容物表面の接触
角を増加させる有機性ガス（Ｈ．Ｃ）で共通して言える
ことは、高分子量のＨ．Ｃが主であり、その構造として
−ＣＯ、−ＣＯＯ結合（親水性を有する）を持つことで
ある。このＨ．Ｃは親水部（−ＣＯ、−ＣＯＯ結合部）
を有する疎水性物質（Ｈ．Ｃの基本構造の−Ｃ−Ｃ−の
部分）と考えることができる。

【００２７】具体例で説明すると、通常のクリーンルー
ムにおけるガラス基板などの収容物表面の接触角を増加
させる有機性ガスは、Ｃ_１６〜Ｃ_２０の高分子量Ｈ．
Ｃ、例えばフタル酸エステル、高級脂肪酸フェノール誘
導体であり、これらの成分に共通することは化学的構造
として、−ＣＯ、−ＣＯＯ結合（親水性を有する）を持
つ（空気清浄、第３３巻、第１号、ｐ１６〜２１、１９
９５）ことである。これらの汚染有機性ガスの起因は、
高分子製品の可塑剤、離型剤、酸化防止剤などであり、
高分子製品の存在する個所が発生源である（「空気清
浄」第３３巻、第１号、ｐ１６〜２１、１９９５）。光
触媒によるこれらの有機性ガスの処理メカニズムの詳細
は不明であるが、次のように推定できる。すなわち、こ
れらの有機性ガスは−ＣＯ、−ＣＯＯ結合の部分がウエ
ハやガラス表面のＯＨ基と水素結合し、その上部は疎水
面となり、結果としてウエハやガラス表面は疎水性にな
り、接触角が大きくなり、その表面に成膜すると膜の付
着力は弱い。

【００２８】即ち、有機性ガスが存在する雰囲気に光触
媒を設置すると、光触媒は吸着作用を有するので、Ｈ．
Ｃはその活性部である−ＣＯ、−ＣＯＯ結合部が、光触
媒表面へ吸着し、光触媒作用を受け別の安定な形態に変
換される。その結果として、有機性ガスは安定な形態と
なり（低分子の物質まで変換され）、ウエハやガラス基
板上には付着しないか、又は付着しても疎水性を示さな
いと考えられる。光触媒は、前記Ｈ．Ｃの分解・除去の
他に、アンモニアやアミンのような塩基性ガス（ガス状
有害成分）の除去にも効果的である。本ボックスにおけ
る気体の清浄化は、光電子によるもの、光触媒によるも
のを要求性能、経済性等により組み合せて用いることが
でき、本発明の特徴である。

【００２９】即ち、微粒子とガス状有害成分の両方が問
題となる場合に、光電子と光触媒を一体化した清浄化装
置を用いることができる。本発明では、ボックス内に前
記の清浄化装置（ユニット）を設置することにより、ボ
ックス内で発塵や発ガスがあっても除去される。即ち、
本ボックスは、セルフクリーニング機能を有するボック
スである。本発明のボックスは、任意に取り付け、ある
いは取り外しが容易な前記の光電子及び光触媒を用いる
ユニット状の気体清浄化装置が一体化されており、電力
供給装置と接続して作動し清浄化されるか、又は、バッ
テリー搭載充電機能付き電源装置と、前記清浄化装置と
が一体化され、気体清浄化ユニットとして取り付けられ
て清浄化されており、本発明の特徴である。

【００３０】先ず、本発明の気体清浄化装置と電力供給
装置との接続は、図４にその概略のブロック図を示して
おり、次に説明する。本発明のボックス１０には、光電
子及び光触媒を用いる気体清浄化装置Ａ_−２を備えてい
る。ここで、ボックス１０は気体清浄化装置Ａ_−２と一
体化されている。本発明のボックスは、基板の搬送（キ
ャリア）に用いるものであるが、実用においては、搬送
以外の例えばロードポート、工程待ち待機場所、ストッ
カでの滞留時間の比率が多いことから、気体清浄化装置
Ａ_−２は搬送以外において、該ロードポート、工程待ち
の場所、ストッカに設置された電力供給装置１４におけ
る電源１３からの電力の供給を受け、ボックス１０内の
気体の清浄化が実施される。

【００３１】即ち、気体清浄化装置Ａ_-2が一体化された
本発明のボックス１０は、搬送の合い間は、電力供給装
置１４、例えば半導体加工装置のロードポートや、工程
待ち中の待機場所、ストッカー等に設置され、前記のご
とくして電力供給を受けることにより、ボックス内は清
浄化される。これにより、ボックス内は前記の光電子及
び光触媒を用いる気体の清浄化が、ボックスの待機中
（一般的な設置や夜間の設置など）に行われるので、基
板が収納されたボックス内の空間は超クリーン空間が創
出される。次に、本発明の気体清浄化装置と電源装置と
の一体化については、図５にその概略のブロック図を示
しており、それを用いて説明する。本発明のボックス１
０には、バッテリー搭載充電機能付き電源装置Ａ_-1と、
光電子及び光触媒を用いる気体清浄化装置Ａ_-2を備えて
いる。ここで、該電源装置Ａ_-1 と気体清浄化装置Ａ_-2は
一体化されている（気体清浄化ユニット、Ａ）。

【００３２】即ち、電源装置Ａ_−１は、充電回路１１、
バッテリー１２、気体清浄化装置Ａ_−２に、電力を供給
する電源１３より成り、適宜電力供給装置（電力供給ス
テイション）１４から電力の供給を受け、充電回路１１
を介してバッテリー１２に充電される。本発明のボック
スは、搬送（キャリヤ）に用いるものであり、搬送中に
おける気体清浄化装置Ａ_−２は、前記のごとく該電源装
置Ａ_−１におけるバッテリー１２に充電された電力の電
源１３からの供給により、連続運転される。バッテリー
１２は、充電でき、適宜に電力供給できるものであれば
何れでも良く、例えばＬｉイオン電池、Ｎｉ−水素電池
がある。気体清浄化ユニットＡが一体化された本発明の
ボックス１０は、搬送の合間は、電力供給装置１４、例
えば半導体加工装置のロードボートや、工程待ち中に待
機場所ストッカー等に設置され、前記のごとくしてバッ
テリー１２に電力供給を受ける。これにより、ボックス
内は、前記の光電子及び光触媒を用いる気体の清浄化
が、ボックスの搬送中や設置中、即ち連続的に行われる
ので、ボックス内は超クリーン空間が維持される。

【００３３】次に、本発明の特徴である電源装置Ａ_−１
からの発熱の利用について説明する。電源装置Ａ_−１内
には、使用により発熱が多い電子部品（例、パワートラ
ンジスター、パワーＦＥＴ）と、発熱が少ない電子部品
があり、本発明では発熱が多い電子部品からの熱を、前
記気体清浄化装置Ａ_−２に伝え、気体の流れを促進させ
るものである。これを図６（ａ）、（ｂ）により、説明
する。先ず、図６（ａ）について説明する。作動により
発生する電子部品１５からの発熱は、放熱板１６を介し
て、気体清浄化装置Ａ_−２の壁面１７に伝えられる。１
８は、該熱を効率良く伝えるための熱導伝シートであ
る。１８は該シート以外に熱導伝グリース、エポキシ樹
脂接着剤が使用できる。ここで、放熱板１６は熱を効率
良く伝える材料であれば何れでも良く、例えば、Ｃｕ、
Ａｌがある。通常、重量が軽いこと、コストが比較的安
価なことからＡｌが好ましい。１９はプリント配線基板
２０上に設置された発熱が少ない電子部品である。

【００３４】このようにして、発熱の多い電子部品１５
からの発熱が気体清浄化装置Ａ_−２の壁面に伝えられ
る。該発熱の有効利用により、該装置Ａ_−２における気
体の循環量が加速されるので、ボックス内の清浄化は効
果的に実施される。本発明の前記気体の清浄化は、紫外
線ランプ等の光源からの発熱によって引き起こされる気
体の流れによるため、本質的にゆるやかであるが、前記
の電子部品からの発熱の利用により気体の流れが加速さ
れるので効果的になる。次に、図６（ｂ）を説明する。
図６（ｂ）は、放熱板１６を壁面１７を介して、前記の
気体清浄化装置の内部に直接設置するものである。図６
（ｂ）において、図６（ａ）と同一符号は同じ意味を表
わす。

【００３５】本発明は、通常のクリーンルームにおける
空気中をはじめ各種気体中例えばＮ_２、Ａｒ中でも同様
に使用できる。本ボックスは、電力供給により連続して
清浄空間が得られるので、搬送のみならずストックボッ
クス（ストッカ）としても使用でき、本発明の特徴であ
る。ボックスの種類や要求性能によっては、気体の流れ
の加速のために、内部にヒータやランプなどの加熱源の
設置を行うことができる。該設置により、汚染物質の除
去が加速されるので、適宜に用いることができる。本発
明の気体清浄化装置又は気体清浄化ユニットのボックス
への一体化は、無発ガス性のパッキン材を介して、ある
いは磁石（磁力）による等、周知の接合方法を用いて行
うことができる。

【００３６】

【実施例】次に、実施例を示すが、本発明はこれらの実
施例に何ら限定されるものではない。実施例１半導体工場におけるウエハ搬送ボックス２１を図１を用
いて説明する。図１は横開き一体型搬送ボックスであ
る。半導体工場では、クラス１，０００のクリーンルー
ムで高品質な製品が製造されている。ウエハ２２は、高
品質（微細化、精密化）な製品に加工（成膜等）される
ので、ガス状物質や微細な粒子状物質（微粒子）の影響
を受ける。即ち、クラス１，０００のクリーンルームに
はガス状有害成分として、外気からの導入Ｈ．Ｃに加え
て、クリーンルーム構成材、器具類からの脱ガス起因の
非メタン炭化水素が１．１〜１．５ｐｐｍ存在する。一
方、作業者からも汚染物質（ガス状物質、微粒子）の発
生があるため、人の近傍はウエハ２２にとって、ダーテ
ィな環境である。

【００３７】このため、ウエハ２２はウエハ搬送ボック
ス２１に収納され、各プロセス（例、成膜工程）に搬送
し、高品質製品へと加工される。該ボックス２１の開閉
機構は、ボックスドア２３、ウエハ押さえ２４、シール
材２５から成り、一体化されており、ボックスドア２３
をドアオープナー（図示せず、ＳＥＭＩ標準）と係合さ
せ水平方向にボックス本体より引き出した後に、下方行
に引き下げる事により、ボックスドア２３はボックス本
体２１から開放される。該ボックス２１は、クリーンル
ーム用自動搬送ロボットがロボットフランジ２６を保持
し、半導体加工装置のロードボートに載置し、ボックス
ドア２３の開放後にウエハ２２をクリーンルーム用スカ
ラーロボットにより、１枚毎にローディング及びアンロ
ーディングされる。また、ボックスドア２３を閉じた後
に、再びクリーンルーム用自動搬送ロボットにより、次
工程加工装置に搬送される。

【００３８】該ボックス２１には、紫外線ランプ２７、
光触媒２８、光電子放出材２９、光電子放出板からの光
電子放出用電極３０、荷電微粒子捕集材３１より成る気
体清浄化装置Ａ_−２が設置されている。該清浄化装置Ａ
_−２の作動のための電源からの電力供給は、前記の図４
のごとくであり、ボックス２１内の空気清浄は、該装置
Ａ_−２により実施される。該装置Ａ_−２は、ロードポー
トやストッカに設置された電力供給装置からの電力の供
給を受けるので、長時間にわたり清浄化が実施される
（清浄空間が維持される）。すなわち、ボックス２１に
は、ウエハ２２に付着する、ウエハの接触角を増加させ
るガス状有害成分（有害ガス）としての炭化水素（Ｈ．
Ｃ）及びウエハに付着すると断線や短絡を起こすことか
ら欠陥を生じ、歩留まりの低下をもたらす微粒子が存在
する。これらの汚染物質は、ウエハ２２のボックス２１
への収納や取り出しのためのボックス２１の開閉毎に、
クリーンルームからボックス２１内に侵入する。

【００３９】ここで、該Ｈ．Ｃは、紫外線ランプ２７か
らの紫外線が照射された光触媒２８による光触媒作用に
より分解され、接触角を増加させない形態に変換され
る。また、微粒子（粒子状物質）は、紫外線ランプ２７
が照射された光電子放出材２９から放出される光電子３
３により荷電され、荷電微粒子となり、該荷電微粒子は
荷電微粒子の捕集材として電極３１に捕集され、ウエハ
２２の存在する清浄化空間部Ｂは超清浄化される。ボッ
クス中のＨ．Ｃ及び微粒子の気体清浄化装置Ａ_−２への
移動は、該装置Ａ_−２中の紫外線ランプ２７の照射によ
り生ずる気体清浄化装置Ａ_−２内の上下のわずかな温度
差で引き起こされる空気の流れ（図１中３４_−１〜３４
_−６）による。ここで、ボックスの材質はＰ．Ｃ．製、
紫外線ランプは殺菌ランプ（２５４ｎｍ）、光触媒はＡ
ｌ材にＴｉＯ_２を付加、光電子放出材はＡｌ材にＡｕを
付加、光電子放出用の電極は網状ＳＵＳ（１０Ｖ／ｃ
ｍ）、荷電微粒子捕集材はＳＵＳ材（５００Ｖ／ｃｍ）
である。

【００４０】図１中３５は、しゃ光材で、紫外線ランプ
２７からの紫外線のウエハ２１への照射を妨ぐものであ
る。また、３６は、仕切り板であり、前記の紫外線照射
による空気の流れ３４_−１〜３４_−６を、ウエハ近傍に
効果的に流すためのものである。このようにして、ボッ
クス２１内の空気中の有害ガス及び微粒子は処理され、
ボックス２１内空気は、ウエハなど基板を収納しておく
と、接触角が増加しない、かつ、クラス１よりも超清浄
な空間が保持される。ウエハなどの基板は、接触角が増
加しないので、該基板表面に成膜した場合、付着力が強
く成膜できる効果がある（Ｈ．Ｃ濃度：０．１ｐｐｍ以
下、ＮＨ_３濃度：１ｐｐｂ以下）。気体清浄化装置Ａ
_−２は、ウエハが収納されたボックスの清浄化空間部Ｂ
と、切り離しが可能であり、それらはパッキン材を介し
て接合されている。切り離しは、それぞれ定期保守時、
例えば１回／年毎に行われる。これにより、ボックスに
おけるウエハが収納される清浄化空間部（Ｂ）の容器、
気体清浄化装置（Ａ_−２）の保守、管理が容易にでき
る。３７は、キネマティックカップリングであり、位置
決めのＶみぞである。

【００４１】実施例２実施例１の図１に示したウエハ搬送ボックス２１の別の
タイプのボックスを図２に示す。図２は、オープンカセ
ット収納型横開き搬送ボックスであり、図１のボックス
内に、ウエハ２２を保持したオープンカセット３８を収
納するものである。本ボックスの開閉機構では、ウエハ
２２はオープンカセット３８に保持されるのでウエハ押
さえ（図１中２４）はない。図２において、図１と同一
符号は同じ意味を示す。

【００４２】実施例３実施例１の図１に示したウエハ搬送ボックスの別のタイ
プのボックスを図３に示す。図３は、オープンカセット
収納型底開き搬送ボックスであり、ボックス２１は、そ
の底部にボックスドア２３、シール材２５から成るボッ
クス２１の開閉機構を有する。即ち、該ボックス２１
は、底開きのボックスであり、ボックス２１のボックス
ドア２３、シール材２５から成る開閉機構は、ボックス
ドア２３に、エレベータ機構付きオープナー（図示せ
ず）を係合させ、垂直方向に下降させる事により作動
し、これよりボックスドア２３は開放される。該ボック
ス２１内は、ウエハ２２を保持したオープンカセット３
８を収納するものである。図３において、図１と同一符
号は同じ意味を示す。

【００４３】実施例４図１に示した有害ガス及び微粒子除去のための清浄化装
置を一体化した構成のウエハ搬送ボックスを、クラス
１，０００の半導体工場に設置し、下記試料ガスを入
れ、紫外線照射を行い、ウエハ搬送ボックス内に収納し
たウエハ上の接触角及び該ボックス内の微粒子濃度、非
メタン炭化水素濃度を測定した。ここで、電源装置への
電力供給は、クリーンルームにおけるストッカの電力供
給装置に接続することにより行った。１）搬送ボックスの大きさ；３５リットル、Ｐ．
Ｃ．製２）清浄化装置（１）紫外線源；殺菌ランプ４Ｗ。（２）光触媒材；Ａｌ板上に、ＴｉＯ_２をゾルゲル
法で付加。（３）光電子放出材；Ａｌ板上にＡｕを付加。（４）光電子放出用の電極；格子状ＳＵＳ材、２０
Ｖ／ｃｍ。（５）荷電微粒子の捕集材（電極板）；ＳＵＳ板、
８００Ｖ／ｃｍ。

【００４４】３）試料ガス（入口）媒体ガス：空気、微粒子濃度：クラス１，０００、非メタン炭化水素濃度：１．５ｐｐｍ４）ウエハ；１２インチ５）測定器接触角の測定；水滴式接触角計微粒子濃度の測定；光散乱式パーティクルカウンタ
ー（＞０．１μｍ）非メタン炭化水素濃度の測定；ガスクロマトグラフ尚、微粒子濃度（クラス）は、１ｆｔ^３中に含まれる
０．１μｍ以上の微粒子の総個数を示す。

【００４５】結果（１）ウエハ上の接触角ボックスに収納したウエハ上の接触角について、保持時
間との関係を図１１に示す。図１１において、本発明の
ものを−○−印、比較として光電子放出用の電場を設定
しないものを−△−印、光触媒を取り外したものを−□
−印、紫外線照射なしのものを−●−印で示す。（２）ボックス内の微粒子濃度（クラス）１時間後、２時間後、１日後、１週間後のボックス内の
微粒子濃度（クラス）を表１に示す。比較として、光電
子放出用の電場を設定しないもの、光触媒を取り外した
もの、紫外線照射なしのものを表１に示す。

【００４６】

【表１】（３）ボックス内の非メタン炭化水素濃度（ｐｐｍ）上記と同時間、また同じ比較で評価を行い、表２に示
す。

【００４７】

【表２】

【００４８】非メタン炭化水素の空間中における除去
を、ウエハ上でも確認するために、前記の条件における
ボックスにウエハを収納し、ウエハ上のフタル酸エステ
ル（ＤＯＰ、ＤＢＰ）を調べた。測定法：前記の条件の
空気に１６時間暴露したウエハ上の付着物を脱離させ、
ＧＣ／ＭＳ法によりフタル酸エステルを測定。その結
果、紫外線照射なしのもの、光触媒を取り外したもの
（光電子のみ）は、いずれもフタル酸エステルを検出し
た。これに対し、本発明のもの、光電子放出用の電場を
設定しないもの（光触媒のみ）は、いずれもフタル酸エ
ステルは不検出であった。

【００４９】実施例５半導体工場におけるウエハ搬送ボックス２１を図７、図
８を用いて説明する。図７、８は横開き一体型搬送ボッ
クスであり、図８は図７の側面図である。半導体工場で
は、クラス１，０００のクリーンルームで高品質な製品
が製造されている。ウエハ２２は、高品質（微細化、精
密化）な製品に加工（成膜等）されるので、ガス状物質
や微細な粒子状物質（微粒子）の影響を受ける。即ち、
クラス１，０００のクリーンルームにはガス状有害成分
として、外気からの導入Ｈ．Ｃに加えて、クリーンルー
ム構成材、器具類からの脱ガス起因の非メタン炭化水素
が１．１〜１．５ｐｐｍ存在する。一方、作業者からも
汚染物質（ガス状物質、微粒子）の発生があるため、人
の近傍はウエハ２２にとって、ダーティな環境である。
このため、ウエハ２２はウエハ搬送ボックス２１に収納
され、各プロセス（例成膜工程）に搬送し、高品質製品
へと加工される。

【００５０】該ボックス２１の開閉機構は、ボックスド
ア２３、ウエハ押さえ２４、シール材２５から成り、一
体化されており、ボックスドア２３をドアオープナー）
図示せず、ＳＥＭＩ標準）と係合させ水平方向にボック
ス本体より引き出した後に、下方行に引き下げる事によ
り、ボックスドア２３はボックス本体２１から開放され
る。該ボックス２１は、クリーンルーム用自動搬送ロボ
ットがロボットフランジ２６を保持し、半導体加工装置
のロードボートに載置し、ボックスドア２３の開放後に
ウエハ２２をクリーンルーム用スカラーロボットによ
り、１枚毎にローディング及びアンローディングされ
る。また、ボックスドア２３を閉じた後に、再びクリー
ンルーム用自動搬送ロボットにより、次工程加工装置に
搬送される。該ボックス２１には、紫外線ランプ２７、
光触媒２８、光電子放出材２９、光電子放出板からの光
電子放出用電極３０、荷電微粒子捕集材３１より成る気
体清浄化装置Ａ_−２と、該気体清浄化装置Ａ_−２に電力
を供給するバッテリー１２搭載充電機能付き電源装置Ａ
_−１より成る気体清浄化ユニットＡ（Ａ_−１＋Ａ_−２）
が設置されている。

【００５１】該ユニットＡにおける該電源装置Ａ_−１と
該気体清浄化装置Ａ_−２は、前記の図５、６のごとくで
あり、ボックス２１内の空気清浄は、該ユニットＡによ
り実施される。気体清浄化装置Ａ_−２による清浄化（空
気清浄）は、前記の電源装置Ａ_−１より電力の供給を受
けるので、長時間にわたり連続して実施される。すなわ
ち、ボックス２１には、ウエハ２２に付着する、ウエハ
の接触角を増加させるガス状有害成分（有害ガス）とし
ての炭化水素（Ｈ．Ｃ）及びウエハに付着すると断線や
短絡を起こすことから欠陥を生じ、歩留まりの低下をも
たらす微粒子が存在する。これらの汚染物質は、ウエハ
２２のボックス２１への収納や取り出しのためのボック
ス２１の開閉毎に、クリーンルームからボックス２１内
に侵入する。

【００５２】ここで、該Ｈ．Ｃは、紫外線ランプ２７か
らの紫外線が照射された光触媒２８による光触媒作用に
より分解され、接触角を増加させない形態に変換され
る。また、微粒子（粒子状物質）は、紫外線ランプ２７
が照射された光電子放出材２９から放出される光電子３
３により荷電され、荷電微粒子となり、該荷電微粒子は
荷電微粒子の捕集材として電極３１に捕集され、ウエハ
２２の存在する清浄化空間部Ｂは超清浄化される。ボッ
クス中のＨ．Ｃ及び微粒子の気体清浄化装置Ａ_−２への
移動は、該装置Ａ_−２中の紫外線ランプ２７の照射、及
び電源装置Ａ_−１からの発熱により生ずる気体清浄化装
置Ａ_−２内の上下のわずかな温度差で引き起こされる空
気の流れ（図７中３４_−１〜３４_−６）による。ここ
で、ボックスの材質はＰ．Ｃ．製、紫外線ランプは殺菌
ランプ（２５４ｎｍ）、光触媒はＡｌ材にＴｉＯ_２を付
加、光電子放出材はＡｌ材にＡｕを付加、光電子放出用
の電極は網状ＳＵＳ（１０Ｖ／ｃｍ）、荷電微粒子捕集
材はＳＵＳ材（５００Ｖ／ｃｍ）である。

【００５３】図７中３５は、しゃ光材で、紫外線ランプ
２７からの紫外線のウエハ２１への照射を妨ぐものであ
る。また、３６は、仕切り板であり、前記の紫外線照射
と電源装置からの発熱による空気の流れ３４_−１〜３４
_−６を、ウエハ近傍に効果的に流すためのものである。
このようにして、ボックス２１内の空気中の有害ガス及
び微粒子は処理され、ボックス２１内空気は、ウエハな
ど基板を収納しておくと、接触角が増加しない、かつ、
クラス１よりも超清浄な空間が保持される。ウエハなど
の基板は、接触角が増加しないので、該基板表面に成膜
した場合、付着力が強く成膜できる効果がある（Ｈ．Ｃ
濃度：０．１ｐｐｍ以下、ＮＨ_３濃度：１ｐｐｍ以
下）。気体清浄化ユニットＡは、ウエハが収納されたボ
ックスの清浄化空間部Ｂと、切り離しが可能であり、そ
れらはパッキン材を介して接合されている。切り離し
は、それぞれ定期保守時、例えば１回／年毎に行われ
る。これにより、ボックスにおける清浄化空間部（Ｂ）
の容器、気体清浄化ユニット（Ａ）の保守、管理が容易
にできる。３７は、キネマティックカップリングであ
り、位置決めのＶみぞである。

【００５４】実施例６実施例５の図７、８に示したウエハ搬送ボックス２１の
別のタイプのボックスを図９に示す。図９は、オープン
カセット収納型横開き搬送ボックスであり、図７、８の
ボックス内に、ウエハ２２を保持したオープンカセット
３８を収納するものである。本ボックスの開閉機構で
は、ウエハ２２はオープンカセット３８に保持されるの
でウエハ押さえ（図７）はない。図９において、図７、
８と同一符号は同じ意味を示す。

【００５５】実施例７実施例５の図７、８に示したウエハ搬送ボックスの別の
タイプのボックスを図１０に示す。図１０は、オープン
カセット収納型底開き搬送ボックスであり、ボックス２
１は、その底部にボックスドア２３、シール材２５から
成るボックス２１の開閉機構を有する。即ち、該ボック
ス２１は、底開きのボックスであり、ボックス２１のボ
ックスドア２３、シール材２５から成る開閉機構は、ボ
ックスドア２３に、エレベータ機構付きオープナー（図
示せず）を係合させ、垂直方向に下降させる事により作
動し、これよりボックスドア２３は開放される。該ボッ
クス２１内は、ウエハ２２を保持したオープンカセット
３８を収納するものである。図１０において、図７、８
と同一符号は同じ意味を示す。

【００５６】実施例８図７に示した構成のウエハ搬送ボックスをクラス１，０
００の半導体工場に設置し、内部に図７に示した有害ガ
ス及び微粒子除去のための清浄化装置と図５、６に示し
た構成をなす該装置に電圧を供給するためのバッテリー
搭載充電機能付き電源装置よりなる気体清浄化ユニット
を設置し、下記試料ガスを入れ、紫外線照射を行い、ウ
エハ搬送ボックス内に収納したウエハ上の接触角及び該
ボックス内の微粒子濃度、非メタン炭化水素濃度を測定
した。ここで、電源装置への電力供給は、クリーンルー
ムにおけるストッカの電力供給装置から行った。１）搬送ボックスの大きさ；３５リットル、Ｐ．
Ｃ．製２）清浄化装置（１）紫外線源；殺菌ランプ４Ｗ。（２）光触媒材；Ａｌ板上に、ＴｉＯ_２をゾルゲル
法で付加。（３）光電子放出材；Ａｌ板上にＡｕを付加。（４）光電子放出用の電極；格子状ＳＵＳ材、２０
Ｖ／ｃｍ。（５）荷電微粒子の捕集材（電極板）；ＳＵＳ板、
８００Ｖ／ｃｍ。

【００５７】３）電源装置（１）充電回路；バッテリーを最適条件で充電する
ために、電圧モニター回路を備えたもの。（２）バッテリー；Ｌｉイオン電池。（３）電源；清浄化装置に必要な種類の電圧（殺菌
ランプ点灯用：２０〜５０ｋＨｚのＡＣ電圧、光電子放
出用の電極用；ＤＣ１００Ｖ、荷電微粒子の捕集材用：
ＤＣ１，０００Ｖ）を供給するためのＤＣ−ＤＣコンバ
ータ及びＤＣ−ＡＣコンバータを備えたもの。（４）空気循環量の加速に用いた発熱が多い電子部品
；ＤＣ−ＤＣコンバータ、ＤＣ−ＡＣコンバータ及び
充電回路に用いたパワートランジスターとパワーＦＥ
Ｔ。（５）放熱板；Ａｌ板（厚さ：２ｍｍ）。

【００５８】４）試料ガス（入口）媒体ガス：空気、微粒子濃度：クラス１，０００、非メタン炭化水素濃度：１．５ｐｐｍ５）ウエハ；１２インチ６）測定器接触角の測定；水滴式接触角計微粒子濃度の測定；光散乱式パーティクルカウンタ
ー（＞０．１μｍ）非メタン炭化水素濃度の測定；ガスクロマトグラフ尚、微粒子濃度（クラス）は、１ｆｔ^３中に含まれる
０．１μｍ以上の微粒子の総個数を示す。

【００５９】結果（１）ウエハ上の接触角ボックスに収納したウエハ上の接触角について、保持時
間との関係を図１２に示す。図１２において、本発明の
ものを−○−印、比較として光電子放出用の電場を設定
しないものを−△−印、光触媒を取り外したものを−□
−印、紫外線照射なしのものを−●−印で示す。（２）ボックス内の微粒子濃度（クラス）１時間後、２時間後、１日後、１週間後のボックス内の
微粒子濃度（クラス）を表３に示す。比較として、光電
子放出用の電場を設定しないもの、光触媒を取り外した
もの、紫外線照射なしのものを表３に示す。

【００６０】

【表３】（３）ボックス内の非メタン炭化水素濃度（ｐｐｍ）上記と同時間、また同じ比較で評価を行い、表４に示
す。

【００６１】

【表４】

【００６２】非メタン炭化水素の空間中における除去
を、ウエハ上でも確認するために、前記の条件における
ボックスにウエハを収納し、ウエハ上のフタル酸エステ
ル（ＤＯＰ、ＤＢＰ）を調べた。測定法：前記の条件の
空気に１６時間暴露したウエハ上の付着物を脱離させ、
ＧＣ／ＭＳ法によりフタル酸エステルを測定。その結
果、紫外線照射なしのもの、光触媒を取り外したもの
（光電子のみ）は、いずれもフタル酸エステルを検出し
た。これに対し、本発明のもの、光電子放出用の電場を
設定しないもの（光触媒のみ）は、いずれもフタル酸エ
ステルは不検出であった。前記における本発明のものに
おいて、放熱板を取り外して試験を行った。結果を図１
３に示す。図面は、非メタン炭化水素濃度と、保持時間
との関係を示す。図１３において、本発明のものを−○
−印、比較としての放熱板を取り外したものを−▲−印
で示す。図１３から、放熱板の設置により、本清浄化装
置による除去速度が早くなることが分かる。図１３中↓
は、検出限界（０．１ｐｐｍ）以下を示す。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏す
ることができた。１）半導体基板用搬送ボックスにおいて、ボックスは開
閉機構を有し、ボックス内を清浄化するための光電子及
び光触媒を用いる気体清浄化装置、又は、該装置に電力
を供給するバッテリー搭載充電機能付き電源装置を備え
ることにより、（１）ボックス内は、気体清浄化装置により清浄化さ
れ、更に、該清浄化は電源装置からの電力の供給を受け
るので長時間にわたり連続して実施できた。（２）開閉機構により、ロボットによるハンドリングが
できるボックスとなった。（３）該気体清浄化装置の設置においては、適用ボック
スの種類、要求性能、経済性等により、該光電子と光触
媒が一体化（微粒子とガスの同時除去）を適宜に選択で
きた。即ち、実用上効果的な清浄方式となり、適用範囲
が広がった。

【００６４】（４）ボックス（ウエハ収納空間）中微粒
子及びガス状有害成分が効果的に除去された。即ち、微
粒子除去ではクラス１よりも清浄な空間、ガス状有害成
分除去では、接触角が増加しない清浄な空間となり、こ
れらの微粒子とガス状汚染物質の同時除去ができ、接触
角が増加しないクラス１よりも清浄な超清浄空間が簡便
に創出できた。（５）電源装置を一体化して備えていない場合でも、基
板収納ボックスの滞留時間は、実際の搬送にかかる時間
に対して、ロードポート、ストッカ、工程待ちなど、搬
送以外の所の時間がかなり多い。従って、搬送以外の場
所に電力供給装置を設置することにより、合理的に本発
明の清浄化装置による清浄化が長時間にわたり実施され
た。

【００６５】２）前記１）における該気体清浄化装置に
よる清浄化において、該電源装置における発熱を気体清
浄化装置に伝えることにより、ボックス内の気体の流れ
が加速され、光電子及び光触媒による汚染物質の除去が
効果的となった。３）前記１）における気体清浄化装置
を一体化し、ボックスから取り外しができるようにした
ことにより、（１）ボックスの清浄化空間部と切り離しできるので、
清浄化空間部や該ユニットの保守、管理が容易となっ
た。（２）本発明のボックスのみならず、他の適宜のボック
スにも取り付けることができ適用範囲が広がった。

【００６６】４）前記により、（１）基板の収納や搬出に伴うボックス内への侵入汚染
物質は当然のこと、基板表面からの発ガスや発塵、ボッ
クス材料からの発ガスや発塵も除去され、ボックス内は
セルフクリーニング的に超清浄化された。（２）ボックス材料として、発ガスが懸念されるプラス
チック材料が使用できる。プラスチックは軽いので実用
上有効となった。（３）電源装置からの電力の供給を受け、連続的に清浄
化が実施される（超清浄空間を維持）ので、ストックボ
ックス（ストッカ）としても好適に使用できる。（４）実用上効果的なボックスとなったので、広い分野
における基板の搬送ボックスに使用できるようになっ
た。（５）適用範囲が広がり、実用性が向上した。（６）今後、半導体は高品質化、微細化、精密化が増々
進むと同時に、その基板サイズも大型化していき、ロボ
ットや基板収納ボックスの使用は必須になるが、このよ
うなプロセスにおける基板収納ボックス（搬送、ストッ
ク用）として好適に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の横開き一体型搬送ボックスの一例を示
す断面図。

【図２】本発明のオープンカセット収納型横開き搬送ボ
ックスの一例を示す断面図。

【図３】本発明のオープンカセット収納型横開き搬送ボ
ックスの一例を示す断面図。

【図４】本発明の気体清浄化ユニットと電力供給装置と
を接続したブロック図。

【図５】本発明の気体清浄化装置と電源装置を一体化し
たブロック図。

【図６】電源装置からの発熱を利用するための説明図。

【図７】本発明の横開き一体型搬送ボックスの別の一例
を示す断面図。

【図８】図７の側面図。

【図９】本発明のオープンカセット収納型横開き搬送ボ
ックスの一例を示す断面図。

【図１０】本発明のオープンカセット収納型底開き搬送
ボックスの一例を示す断面図。

【図１１】保持時間（日）による接触角（度）の変化を
示すグラフ。

【図１２】保持時間（日）による接触角（度）の変化を
示すグラフ。

【図１３】保持時間（時間）による非メタン炭化水素濃
度（ｐｐｍ）の変化を示すグラフ。

【図１４】従来のクリーンルームにおける空気清浄を示
す概略図。

【符号の説明】

１０：ボックス、１１：充電回路、１２：バッテリー、
１３：電源、１４：電力供給装置、１５：電子部品（発
熱）、１６：放熱板、１７：壁面、１８：熱導伝シー
ト、１９：電子部品（発熱が少ない）、２０：配線基
板、２１：ウエハ搬送ボックス、２２：ウエハ、２３：
ボックスドア、２４：ウエハ押えシール、２５：シール
材、２６：ロボットフランジ、２７：紫外線ランプ、２
８：光触媒、２９：光電子放出材、３０：光電子放出用
電極、３１：荷電微粒子捕集材、３３：光電子、３４
_１−６：空気の流れ、３５：遮光材、３６：仕切り板、
３７：キネマティックカップリング、３８：オープンカ
セット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀田修神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者大山幸次東京都港区芝浦４丁目15番33号芝浦清水ビル大日商事株式会社内 (72)発明者中山俊哉東京都港区芝浦４丁目15番33号芝浦清水ビル大日商事株式会社内 (72)発明者崎谷文雄広島県深安郡神辺町道上1588番地ローツェ株式会社内 (72)発明者金原峰雄広島県深安郡神辺町道上1588番地ローツェ株式会社内 (72)発明者横山新広島県東広島市高屋高美ケ丘４丁目３番８号 (72)発明者廣瀬全孝広島県広島市中区白島九軒町24丁目３番 504号 (56)参考文献特開平６−29373（ＪＰ，Ａ) 特開平１−266864（ＪＰ，Ａ) 特開平４−179146（ＪＰ，Ａ) 特開平９−205046（ＪＰ，Ａ) 特開平９−168722（ＪＰ，Ａ) 特開平４−218941（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−129246（ＪＰ，Ｕ) 特公平６−74909（ＪＰ，Ｂ２) 特公平３−5859（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/68 B65D 85/86

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板を出入できる開閉機構を有
する半導体基板用搬送ボックスにおいて、該ボックスの
一方の側面に、ボックス内を清浄化するための光照射に
よる光電子及び光触媒を用いる気体清浄化装置と、該装
置に電力を供給するバッテリー搭載充電機能付き電源装
置とを、取り外し可能に該ボックスと一体化した気体清
浄化ユニットとして配備し、気体の流路を、該ユニット
で清浄化した気体を該ユニットの上部から前記ボックス
の上部に供給し、収納した半導体基板の間隙を通って該
ボックスの下部から前記ユニットの下部に循環するよう
に構成すると共に、前記気体清浄化ユニットは、電源装
置における発熱を気体清浄化装置に伝えるための放熱体
を備えることを特徴とする半導体基板用搬送ボックス。