JP3485600B2 - 可搬式密閉容器とその内部雰囲気調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェーハ、液晶
表示板、レチクル、ディスク類を製造するシステムに用
いられる可搬式密閉容器とその内部雰囲気調整装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェーハ、液晶表示板、レチク
ル、ディスク類の製造は、内部雰囲気を清浄化したクリ
ーンルームにおいて行なわれるが、半導体ウェーハの搬
送を、塵埃の付着を防止するために、図５、図６に示す
如き可搬式の密閉容器（以下、コンテナという）に収納
して行なう場合がある。

【０００３】両図において、８は底蓋型の可搬式密閉コ
ンテナ、９はカセット、Ｗはウェーハである。１０は密
閉コンテナ８のコンテナ本体であって、開口１２にフラ
ンジ１３が形成されている。２０は中空の底蓋であっ
て、上面はカセット載置部２１となっており、内部に
は、図７に示すような施錠・解錠機構を内蔵し、この施
錠・解錠機構は側壁２２のラッチ棒進退用窓２３からロ
ッド（ラッチ棒）２４をコンテナ本体１０のフランジ１
３の内周面に形成された凹部１４へ進退させて施錠・解
錠する。底蓋２０は上記施錠時、フランジ１３の底にシ
ール材１５を介して圧接し、コンテナ本体１０内を外気
に対して気密に遮断する。１６は把手である。なお、底
蓋２０の底の周部には、偏平な脚部２１Ｂが形成されて
いる。

【０００４】図７において、板状のラッチ棒２４は転動
子２４ａを有し、長手方向進退可能かつ傾動可能に片持
ち支持されている。２５は転動子２４ａが転動するカム
面を有するカム、２６は支点部材、２７はばねである。
カム軸２８は後述する昇降台３１の上壁中央から底蓋２
０内に伸び、昇降台３１上に底蓋２０が同心に載置され
た時に、カム２５とスプライン係合する。昇降台３１は
カム軸２８を所定角度だけ回動するカム軸駆動機構２９
を内蔵している。

【０００５】ところで、従来より、ウェーハＷのパーテ
ィクル汚染が問題になっていたが、半導体集積回路の高
密度化が進むに従い、空気中の酸素によるウェーハ表面
の自然酸化膜や空気中の有機ガスの影響が問題となり始
め、この自然酸化膜の成長や有機ガス汚染を防止するた
め、ウェーハＷの移動、搬送、処理等を不活性なガス
（Ｎ₂ガス、ドライ空気）雰囲気中で行なう必要が生
じ、現在では、Ｏ₂またはＨ₂Ｏあるいは必要な場合両方
の濃度が１０ｐｐｍ以下であるＮ₂ガス雰囲気が要求さ
れている。

【０００６】そこで、クリーンルーム内の表面処理装置
等の処理装置あるいはウェーハ保管庫等に、図８に示す
ようなガスパージ機構（ガスパージステーション）を設
けて上記要求に応えるようにしている。

【０００７】図８において、３２はガスパージ機構の本
体ケース１の上壁の適所（台部）１Ａに設けられたポー
ト、３０は昇降装置、３１は昇降装置３０の昇降台であ
って、台部１Ａに形成されたポート３２を気密に閉鎖す
るポートドアを兼ねている。３３はシール材である。３
４は台部１Ａに形成された給気路であって、一端はポー
ト３２の内周面に開口し、他端は管路３５を介し図示し
ない不活性ガスボンベに接続されている。３６は台部１
Ａに形成された排気路であって、一端はポート３２の内
周面に開口し、他端は本体ケース１外へ伸びる管路３７
に接続されている。３８、３９は開閉弁である。

【０００８】カセット９を収納したコンテナ８が図示し
ない移載装置により台部１Ａ上へ移載され、底蓋２０が
昇降台３１上に位置決めされると、前記施錠・解錠機構
が作動して、底蓋２０は解錠される。この解錠が終わる
と、昇降台３１が下降し、コンテナ本体１０内部と本体
ケース１内部が連通する。この状態で、開閉弁３８、３
９が開弁し、ガスパージが行なわれる。ガスパージが終
わると、昇降台３１が元の位置まで上昇し、底蓋２０が
開口１２を気密に閉鎖し、施錠・解錠機構が作動して底
蓋２０はコンテナ本体１０に固定される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のガ
スパージ機構では、窒素ボンベの如き不活性ガス源を必
要としていた。

【００１０】ところで、密閉コンテナ８内を不活性なガ
ス雰囲気例えば上記窒素ガス雰囲気にして搬送・保管す
るが、極めてわずかづつではあるが、ガス洩れが生じた
り、保管中に、コンテナ器壁から水分が滲み出たりし
て、コンテナ内窒素濃度が上記規定値以下に低下してし
まう場合が生じる。

【００１１】これを防ぐためには、クリーンルーム内の
複数の適所にガスパージステーションを配設し、一定期
間毎に、密閉コンテナを再パージすればよいが、このパ
ージ機構は、図８に示すように大がかりの機構であるの
で、スペースを取り、価格も高いので、クリーンルーム
内のあちこちに配置することは難しい上、再パージのた
めの搬送・移載のために、システムの効率が低下する。

【００１２】また、例えば特願平３−０５０９８５号公
報に開示されているようなパージ機構を搭載した自走式
の搬送車（図９に示す）を用い、カセット９を不活性ガ
ス雰囲気中に収めて搬送する場合もあるが、大形化・重
量化を余儀なくされ、搭載している窒素ガスボンベ等の
ガス源へのガス自動注入のためのステーションも必要に
なる。

【００１３】図９において、４０は無人搬送車であっ
て、台車枠４０Ａ、天板４０Ｂ上の一方端寄りに移載ロ
ボット４１を搭載し、他部に搬送ボックス４２を載せて
固定している。４３は駆動輪、４４はキャスタである。
５０は不活性ガスボンベであり、当該不活性ガスボンベ
の口と搬送ボックス４２のガス注入口４５とは減圧弁５
１と給ガス弁５３とを設けた配管５２で接続され、排気
口４６からは、排気弁５４を有する排気管５５が天板を
貫通して台車枠４０Ａ内に伸びている。５６は制御器
で、センサ類の検知信号を入力するとともに、無人搬送
車４０及び移載ロボット４１を制御する主制御装置との
間で所要のタイミング信号の授受を行い、給ガス弁５
３、排気弁５４に対する開閉信号を出力する他、搬送ボ
ックス４２の蓋４２Ａを開閉する為の信号を出力する。

【００１４】搬送ボックス４２は在荷センサ４７を備え
ており、蓋４２Ａは図示しない開閉駆動機構により開閉
される。

【００１５】また、従来、密閉容器内に、乾燥剤や酸素
吸着剤等の吸着剤を入れ、上記水分や酸素を吸着除去さ
せるものがあるが、密閉容器内部雰囲気中の、ウェーハ
Ｗにとって好ましくないガス成分だけを除去するもので
あるから、密閉容器内部雰囲気を上記したような不活性
なガス雰囲気に維持したり、置換したりすることはでき
ず、密閉容器内部雰囲気を上記したような不活性なガス
雰囲気に維持したり、置換する場合には、上記したガス
パージ機構を必要としていた。

【００１６】本発明はこの種の問題を解消するためにな
されたもので、窒素ボンベ等の不活性ガス源に接続する
ことなく、また、ガスの給排気系統を設けたりすること
なく、密閉容器の内部雰囲気を不活性ガス雰囲気に維持
あるいは置換することができ、密閉容器の内部雰囲気の
調整に要していた費用や手間を大幅に低減することがで
きる可搬式密閉容器とその内部雰囲気調整装置を提供す
ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項１では、可搬式密閉容器であって、本
体と、当該本体の開口を気密に閉鎖する蓋とを備える可
搬式密閉容器において、不活性ガスを予め吸着させられ
た内部雰囲気成分調整剤を内蔵し、この内部雰囲気成分
調整剤は、密閉容器内ガス雰囲気中の水分を吸着し、当
該吸着時に上記不活性ガスを放出する構成とした。

【００１８】請求項２では、請求項１記載の可搬式密閉
容器であって、上記不活性ガスは窒素成分であることを
特徴とする。

【００１９】請求項３では、請求項１または２記載の可
搬式密閉容器であって、クリーンルーム内で搬送・保管
に用いられる可搬式密閉容器であることを特徴とする。

【００２０】請求項４では、内部雰囲気調整装置であっ
て、内部空所を備えた本体ケースと、前記本体ケースの
上壁に設けられ、コンテナ本体の開口を気密に閉鎖する
底蓋を備えた可搬式密閉容器を気密に載置可能な台部
と、前記台部に形成され、前記内部空所に連通するポー
トと、前記ポートを前記内部空所に対して気密に閉鎖可
能な昇降台と、前記昇降台を前記内部空所において昇降
駆動する駆動機構と、前記内部空所に設けられた内部雰
囲気成分調整剤ユニットとを有し、前記内部雰囲気成分
調整剤ユニットは、不活性ガスを予め吸着させられた内
部雰囲気成分調整剤を内蔵し、この内部雰囲気成分調整
剤は、前記本体ケースおよび前記コンテナ本体の内部雰
囲気中の水分を吸着し、当該吸着時に上記不活性ガスを
放出することを特徴とする。

【００２１】請求項５では、請求項４記載の内部雰囲気
調整装置であって、クリーンルーム内で搬送・保管に用
いられる可搬式密閉容器での再パージ装置に代えて用い
られることを特徴とする。

【００２２】請求項６では、請求項４記載の内部雰囲気
調整装置であって、地上側設備から前記可搬式密閉容器
を搭載して目的地まで自走する無人搬送装置に搭載され
ることを特徴とする。

【００２３】

【作用】本発明では、密閉容器の容器本体内に内蔵す
る、ウェーハに好ましい特定の成分例えば窒素ガスを予
め吸着させた内部雰囲気成分調整剤により、ウェーハに
悪影響を及ぼす水分を吸着し窒素ガスを放出するので、
容器本体内の雰囲気の不活性なガス濃度の低下が防止さ
れる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の１実施例を図面を参照して説
明する。

【００２５】図１において、６０は内部雰囲気調整装置
の本体ケース、６１は本体ケース６０の上壁に設けられ
た台部、６２はこの台部６１に設けられたポート、６３
は本体ケース６０の側壁に設けられた気密扉、６４はコ
ンテナ固定用の自動ロック機構、６５は昇降台、６６は
昇降台６５を昇降駆動する駆動機構、昇降台６５は、前
記昇降台３１と同じ構造の昇降台で、ポート６２に遊嵌
可能な大きさを有し、当該ポート６２をシール材６５Ａ
を介し本体ケース６０内部側より閉鎖するフランジ６７
を備えている。６８はガスパージ装置の制御装置であ
る。

【００２６】７０は内部雰囲気成分調整剤ユニットであ
って、本体ケース７１は内部空所Ａの気密扉６３近くに
配置されている。このユニット７０の本体７１内には、
内部雰囲気成分調整剤８０が充填されている。ユニット
７０の蓋７２にはフィルタ機能を備える蓋である。

【００２７】内部雰囲気成分調整剤８０は、本実施例で
は、ゼオライト等のモレキュラーシーブスであり、予め
窒素Ｎ₂ を吸着させたものを用いる。この窒素Ｎ₂ の吸
着は、例えば、図２に示すような方法を用いて行なう。

【００２８】図２において、９０は窒素ガスボンベ等の
源、９１は処理炉、９２はヒータ、９３は真空排気装
置、Ｖ1 、Ｖ2 は開閉弁であり、処理炉９１内に、内部
雰囲気成分調整剤８０を入れ、開閉弁Ｖ1 、Ｖ2 をそれ
ぞれ開、閉とし、処理炉９１内をヒータ９２で加温しつ
つ、所定期間、真空排気し、その後、開閉弁Ｖ1 、Ｖ2
をそれぞれ閉、開にし、処理炉９１内を窒素ガス雰囲気
として、内部雰囲気成分調整剤８０に窒素を吸着させ
る。

【００２９】図１のガスパージ装置が、クリーンルーム
内のウェーハ保管庫内に設けられているものとする。

【００３０】このウェーハ保管庫内に保管されて一定時
間が経過したコンテナ８が図１に示すように本体ケース
６０の台部６１に載置されると、図７に示すように底蓋
２０内の前記カム２５に昇降台６５からの前記カム軸２
８が係合する。次いで、自動ロック機構６４が作動し
て、コンテナ本体１０のフランジ１３を上から押さえて
コンテナ本体１０を台部６１上に固定する。この固定が
終わると、昇降台６５に内蔵されているカム軸駆動機構
２９が作動してカム２５が所定角度だけ回動し、この回
動に伴い底蓋２０のラッチ棒が底蓋内方へ退避し、底蓋
２０はコンテナ本体１０から離間可能となる。底蓋２０
のこの解錠が終わると、駆動機構６６が作動して昇降台
６５が所定距離だけ下降する。これにより、コンテナ本
体１０の内部と本体ケース６０の内部空所Ａとがポート
６２を通して連通し、コンテナ本体１０の内部雰囲気ガ
スと本体ケース６０の内部の雰囲気ガスとが混合する。
コンテナ８はウェーハ保管庫内に保管されて一定時間が
経過しているので、この一定時間中に、コンテナ器壁か
ら放出された水分があると、その分、内部雰囲気ガス中
の水分濃度が増えている。内部雰囲気成分調整剤８０で
あるゼオライト等のモレキュラーシーブスは水分に対す
る吸着性が強いので、上記混合した雰囲気ガス中の水分
を吸着し、予め吸着していた窒素を放出する。内部雰囲
気成分調整剤８０であるモレキュラーシーブスの、Ｈ₂
Ｏ、Ｎ₂、Ｏ₂に対する吸着性の強さは、Ｈ₂Ｏ＞Ｎ₂＞Ｏ
₂である。

【００３１】上記水分の吸着、窒素Ｎ₂ の放出により、
上記混合した雰囲気ガス中の窒素Ｎ₂ 成分の濃度は上昇
する。

【００３２】昇降台６５を下降させてから、所定時間が
経過すると、駆動機構６６により、昇降台６５は図１に
示す元の位置まで駆動され、底蓋２０は、コンテナ本体
１０の開口に嵌合する。次いで、昇降台６５に内蔵され
ているカム軸駆動機構２９が作動してカム２５が上記と
は逆方向へ所定角度だけ回動し、この回動に伴い底蓋２
０のラッチ棒２４がコンテナ本体１０側へ変位し、凹部
１４に係合し、コンテナ８の施錠が完了する。施錠が完
了したコンテナ８の内部雰囲気は、再パージを行なった
場合と同様、その窒素Ｎ₂ガス濃度が規定値以上となっ
ており、ウェーハ保管庫内の元の場所へ保管される。

【００３３】本実施例のガスパージ装置は、図８に示し
たパージステーションでパージした場合と同様に、コン
テナ８の内部雰囲気の窒素Ｎ₂ガス濃度を規定値以上に
高めることができる。

【００３４】しかも、図８に示したパージステーション
とは異なり、Ｎ₂ガスボンベのようなガス源、給排気系
統を設ける必要がなく、その分、小形化、コストダウン
することができるので、クリーンルーム内のあちこちに
配設することが容易に可能である。

【００３５】上記ガスパージ装置は、コンテナ８を当該
装置上へ移載して、その内部雰囲気の調整を行なうが、
図３に示すように、内部雰囲気成分調整剤ユニット７０
をコンテナ８内に収納させてもよい。

【００３６】図４は、ガスパージ装置を無人搬送車に搭
載した例を示したものである。本実施例では、何らかの
原因で、当該無人搬送車がスケジュール通り稼働しなく
なり、密閉容器が、無人搬送車に長時間放置されるよう
な自体が発生しても、自然酸化膜の成長を防止すること
ができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明は以上説明した通り、窒素ボンベ
等の不活性ガス源を用いることなく、簡便に、密閉容器
の内部雰囲気の調整を行なうことができるので、これに
要していた費用や手間を大幅に低減することができ、特
に、内部雰囲気調整装置は、再パージのための装置とし
ては、極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の実施例を示す縦断面図である。

【図２】上記実施例における内部雰囲気成分調整剤の窒
素を吸着させる手法の１例を示す図である。

【図３】第２の発明の実施例を示す縦断面図である。

【図４】第３の発明の実施例を示す縦断面図である。

【図５】従来の可搬式密閉コンテナの外観図である。

【図６】従来の可搬式密閉コンテナの縦断面である。

【図７】従来の可搬式密閉コンテナの施錠／解錠機構を
説明するための図である。

【図８】従来の可搬式密閉コンテナのガスパージ機構を
説明するための図である。

【図９】従来の可搬式密閉を搬送するための無人搬送装
置を示す図である。

【符号の説明】

８ 可搬式密閉コンテナ １０ コンテナ本体 ２０ 底蓋 ２４ ラッチ棒 ６０ 内部雰囲気調整装置の本体ケース ６１ 台部 ６２ ポート ６３ 気密扉 ６５ 昇降台 ６６ 駆動機構 ６８ 制御装置 ７０ 内部雰囲気調整剤ユニット ８０ 内部雰囲気調整剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０３Ｅ ５０２Ｊ (72)発明者 田中 幹 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電 機株式会社伊勢製作所内 (72)発明者 森田 日也 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電 機株式会社伊勢製作所内 (72)発明者 及部 博之 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電 機株式会社伊勢製作所内 (56)参考文献 特開 平１−226165（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−91864（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−109444（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−206547（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−82594（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−157284（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−168446（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/68 B65G 49/07 B65D 85/86 B65D 67/00 - 79/02 B65D 81/18 - 81/30 B65D 81/38 B65D 85/50 - 85/52 B65D 85/60 B65D 85/72 - 85/84 H01L 21/02 H01L 21/027 A23L 3/00 - 3/3598

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体と、当該本体の開口を気密に閉鎖す
   る蓋とを備える可搬式密閉容器において、不 活性ガスを予め吸着させられた内部雰囲気成分調整剤
   を内蔵し、この内部雰囲気成分調整剤は、密閉容器内ガ
   ス雰囲気中の水分を吸着し、当該吸着時に上記不活性ガ
   スを放出することを特徴とする可搬式密閉容器。
2. 【請求項２】 上記不活性ガスは窒素成分であることを
   特徴とする請求項１記載の可搬式密閉容器。
3. 【請求項３】 可搬式密閉容器は、クリーンルーム内で
   搬送・保管に用いられる可搬式密閉容器であることを特
   徴とする請求項１または２記載の可搬式密閉容器。
4. 【請求項４】 内部空所を備えた本体ケースと、 前記本体ケースの上壁に設けられ、コンテナ本体の開口
   を気密に閉鎖する底蓋を備えた可搬式密閉容器を気密に
   載置可能な台部と、 前記台部に形成され、前記内部空所に連通するポート
   と、 前記ポートを前記内部空所に対して気密に閉鎖可能な昇
   降台と、 前記昇降台を前記内部空所において昇降駆動する駆動機
   構と、 前記内部空所に設けられた内部雰囲気成分調整剤ユニッ
   トとを有し、 前記内部雰囲気成分調整剤ユニットは、不活性ガスを予
   め吸着させられた内部雰囲気成分調整剤を内蔵し、この
   内部雰囲気成分調整剤は、前記本体ケースおよび前記コ
   ンテナ本体の内部雰囲気中の水分を吸着し、当該吸着時
   に上記不活性ガスを放出することを特徴とする内部雰囲
   気調整装置。
5. 【請求項５】 クリーンルーム内で搬送・保管に用いら
   れる可搬式密閉容器での再パージ装置に代えて用いられ
   ることを特徴とする請求項４記載の内部雰囲気調整装
   置。
6. 【請求項６】 地上側設備から前記可搬式密閉容器を搭
   載して目的地まで自走する無人搬送装置に搭載されるこ
   とを特徴とする請求項４記載の内部雰囲気調整装置。