JP3925918B2 - Ｆｏｕｐ内ガス置換装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造で使用される３００ｍｍウェハーの収納容器であるＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｔ）内の雰囲気を不活性ガスあるいはドライエア（以下、両者を不活性ガスと総称する）に置換するＦＯＵＰ内ガス置換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来のガス置換方法を示す。ＦＯＵＰ１内のウェハー５の表面酸化を防ぐため、ＦＯＵＰ１内に不活性ガスを封入することが有効である。ＦＯＵＰ１内に不活性ガスを封入するには、ＦＯＵＰ１のパージポート４（通常は２ヶ所）の一方を不活性ガス供給源３１に接続し、そのパージポート４からＦＯＵＰ１内に不活性ガスを導入するとともに、他方のパージポート４からＦＯＵＰ１内の雰囲気と不活性ガスの混合気体を排出する。ＦＯＵＰ１内の不活性ガスの濃度が一定レベルに達したところで不活性ガスの導入を停止し、パージポートの栓１７でパージポート４を封じる。なお、２はＦＯＵＰボックス、３はＦＯＵＰドアである。
【０００３】
また、ＦＯＵＰ１内のガス置換は生産ラインから外れて、個別に行われているのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の方法では、ＦＯＵＰ１内に高い濃度の不活性ガスを得るためには多量の不活性ガスを長時間流し続けなければならない。ＦＯＵＰ１内の雰囲気を直接真空排気し、不活性ガスを封入する方法が効率的であるが、ＦＯＵＰ１は大気圧のもとで使用することを前提として製造されており、ＦＯＵＰ１内外の大きな圧力差には耐えられない構造である。したがって、ＦＯＵＰ１内を直接真空排気することはできない。
本発明は、ＦＯＵＰを真空容器に入れ、真空容器とＦＯＵＰ内を連通させ圧力差が生じないようにした上で、真空排気および不活性ガス導入により、ＦＯＵＰ内の雰囲気を、真空容器の容積とほぼ等しい消費量と不活性ガス供給源とほぼ等しい濃度の不活性ガスに置換することができるＦＯＵＰ内ガス置換装置を提供することを目的とする。
【０００５】
さらに本発明は、ガス置換するＦＯＵＰのハンドリングが自動化可能であるＦＯＵＰ内ガス置換装置を提供することを目的とする。
【０００６】
さらに本発明は、ＦＯＵＰ内のウェハーの出し入れに引き続いてガス置換するＦＯＵＰのハンドリングが自動化可能であるＦＯＵＰ内ガス置換装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明は、
封じ栓を開閉することによって開閉可能なパージポートを持つＦＯＵＰ内の雰囲気を、不活性ガスまたはドライエアに置換するＦＯＵＰ内ガス置換装置であって、
ＦＯＵＰを収容可能な真空容器と、
前記真空容器内にＦＯＵＰを収容した際に当該ＦＯＵＰのパージポートの封じ栓を開閉することができる、パージポートの封じ栓の開閉機構と、
前記真空容器内に不活性ガスまたはドライエアを導入するガス導入手段と、
前記真空容器内を真空排気する真空排気手段と
を備えている。
【０００８】
請求項２に係る本発明は、前記真空容器の前面フランジを開閉する前面フランジ開閉機構、及び前記真空容器の背面フランジを開閉する背面フランジ開閉機構の少なくとも一方を備えたものである。
【０００９】
請求項３に係る本発明は、前記真空容器に、前記真空容器内に収容された前記ＦＯＵＰのドアを開閉するＦＯＵＰドア開閉機構を付加したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．実施の形態１を図２ａ）、ｂ）に基づいて説明する。図２ａ）において、真空容器６は真空容器本体７と開閉可能な前面フランジ８および背面フランジ９で構成される。真空容器本体７にはＦＯＵＰ置き台１２とＦＯＵＰ固定機構１１とパージポートの封じ栓の開閉機構１０が取り付けられている。さらに、真空容器本体７には真空排気用の排気バルブ１３と不活性ガス導入用のガス導入バルブ１４および大気圧開放用の大気開放バルブ１５が取り付けられ、それぞれ真空排気系３０と不活性ガス供給源３１および大気と連結し取り付けられている。また、真空容器６内の圧力を検知するための圧力センサー１６が取り付けられている。
【００１１】
ＦＯＵＰ１内のガス置換を行なうには、前面フランジ８を開け、真空容器６内にＦＯＵＰ１を、ＦＯＵＰ１のパージポート４とパージポートの封じ栓の開閉機構１０とが勘合できる位置に入れ、ＦＯＵＰ固定機構１１でＦＯＵＰ１を固定し前面フランジ８を閉じる。図２ａ）はその状態を示す。次いで図２ｂ）で示すように、パージポートの封じ栓の開閉機構１０でパージポートの封じ栓１７を開け、真空容器６とＦＯＵＰ１内を連通させ、排気バルブ１３を開け、真空排気する。低い圧力に設定された低圧側圧力センサー１６ａの設定圧力で排気バルブ１３を閉じ、真空排気を止める。次いでガス導入バルブ１４を開け、不活性ガスを導入し、大気圧近辺の高い圧力に設定された大気圧側圧力センサー１６ｂの設定圧力で不活性ガスの導入を止め、パージポートの封じ栓１７を閉じ、真空容器６とＦＯＵＰ１内との連通を断つ。図２ａ）の状態に戻り、ＦＯＵＰＩ内の雰囲気は真空容器６とほぼ等しい容積の、不活性ガス供給源３１とほぼ等しい濃度の不活性ガスで置換される。
【００１２】
実施の形態２．実施の形態２を図３に基づいて説明する。前面フランジ８に水平方向に移動させる機構と上下方向に移動させる機構からなる前面フランジ開閉機構１８を付加する。前面フランジ８を開ける場合はまず水平方向の真空容器本体７から離れる方向に移動し、次いで下方に移動する。前面フランジ８を閉じる場合は前面フランジ８を上昇させ、次いで水平方向の真空容器本体７に密接する方向に移動する。背面フランジ９も同様に開閉機構を付加することができる。前面フランジ８または背面フランジ９を開けた状態で図示しない半導体工場内の自動搬送機器または図示しない半導体工場内のＦＯＵＰストッカーの搬送ロボットと本発明のＦＯＵＰ内ガス置換装置間でＦＯＵＰ１の受け渡しが可能となる。
【００１３】
実施の形態３．実施の形態３を図４，５に基づいて説明する。真空容器６内にＦＯＵＰ１を前後に移動させるＦＯＵＰ前後移動機構２５と背面フランジ９にＦＯＵＰドア開閉機構２７を付加する。ＦＯＵＰ前後移動機構２５は連結板２６によりＦＯＵＰ１を搭載したスライドステージ２３と連結し、スライドステージ２３はガイドレール２４上を前後に移動する構成である。ＦＯＵＰドア開閉機構２７にはＦＯＵＰドア３のラッチを解除およびロックするのラッチキー開閉機構２０とレジストレーションピン２１とＦＯＵＰドア３を吸引固定するための吸着パッド２２が取り付けられている。図４はその構成を示す。真空容器６内に置かれたＦＯＵＰ１のＦＯＵＰドア３を開けるには、ＦＯＵＰ１を搭載したスライドステージ２３をＦＯＵＰ前後移動機構２５で前進させ背面フランジ９と密着させる。次いで吸着パッド２２でＦＯＵＰドア３を吸引固定し、ラッチキー開閉機構２０でラッチを解除する。次いで背面フランジ９を開ける。ＦＯＵＰ１は図示しないウェハー搬送ロボットによりウェハーの出し入れができる。図５はウェハー搬送ロボットによりウェハーの出し入れができる状態を示す。ウェハーの出し入れ完了後、背面フランジ９を閉じ、ＦＯＵＰドア３を閉じ、前面フランジ８を閉じ、ＦＯＵＰ１をガス置換可能な位置に戻し、ＦＯＵＰ固定機構１１でＦＯＵＰ１を固定する。図４はＦＯＵＰ１をガス置換可能な位置に戻した状態を示す。次いでＦＯＵＰパージポートの封じ栓の開閉機構１０によりＦＯＵＰのパージポートの封じ栓１７を開け、真空排気および不活性ガスによるガス置換を行い、ＦＯＵＰのパージポートの封じ栓１７を封じればＦＯＵＰ１内は不活性ガスで置換される。前面フランジ８を開ければ、図示しない半導体工場内の自動搬送機器またはＦＯＵＰストッカーの搬送ロボットと本発明のＦＯＵＰ内ガス置換装置間でＦＯＵＰ１の受け渡しが可能となる。
【００１４】
本発明が上記実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は適宜変更され得ることは明らかである。また上記構成機構、部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のＦＯＵＰ内ガス置換装置によれば、半導体生産ラインで使用されるＦＯＵＰ内の雰囲気を真空容器とほぼ等しい容積の、不活性ガス供給源とほぼ等しい濃度の不活性ガスに置換することができる。排気速度の大きい真空排気系を用いることにより短時間で真空容器内の排気ができるので、短時間でガス置換を行なうことができる。
【００１６】
本発明のＦＯＵＰ内ガス置換装置によれば、不活性ガスで置換するＦＯＵＰのハンドリングが容易になり、自動搬送ラインに組み込む手段を提供することができる。
【００１７】
また、本発明のＦＯＵＰ内ガス置換装置によれば、不活性ガスで置換するＦＯＵＰの、ＦＯＵＰ内のウェハーの出し入れに引き続いてガス置換するＦＯＵＰのハンドリングが容易になり、自動搬送ラインに組み込む手段を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のガス置換方法を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１を説明するための、ａ）ＦＯＵＰを真空容器に入れた状態およびガス置換を終了した状態、ｂ）真空容器とＦＯＵＰを真空排気および不活性ガス導入の状態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２のＦＯＵＰのハンドリング可能な状態を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態３のＦＯＵＰを真空容器に入れた状態およびガス置換を終了した状態を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３のＦＯＵＰドアを開けた状態の概略断面図である。
【符号の説明】
１ ＦＯＵＰ
２ ＦＯＵＰボックス
３ ＦＯＵＰドア
４ パージポート
５ ウェハー
６ 真空容器
７ 真空容器本体
８ 前面フランジ
９ 背面フランジ
１０ パージポートの封じ栓の開閉機構
１１ ＦＯＵＰ固定機構
１２ ＦＯＵＰ置き台
１３ 排気バルブ
１４ ガス導入バルブ
１５ 大気開放バルブ
１６ 圧力センサー
１６ａ 低圧側圧力センサー
１６ｂ 大気圧側圧力センサー
１７ パージポートの封じ栓
１８ 前面フランジ開閉機構
１９ 背面フランジ開閉機構
２０ ラッチキー開閉機構
２１ レジストレーションピン
２２ 吸着パッド
２３ スライドステージ
２４ ガイドレール
２５ ＦＯＵＰ前後移動機構
２６ 連結板
２７ ＦＯＵＰドア開閉機構
３０ 真空排気系
３１ 不活性ガス供給源

Claims (3)

1. 封じ栓を開閉することによって開閉可能なパージポートを持つＦＯＵＰ内の雰囲気を、不活性ガスまたはドライエアに置換するＦＯＵＰ内ガス置換装置であって、
   ＦＯＵＰを収容可能な真空容器と、
   前記真空容器内にＦＯＵＰを収容した際に当該ＦＯＵＰのパージポートの封じ栓を開閉することができる、パージポートの封じ栓の開閉機構と、
   前記真空容器内に不活性ガスまたはドライエアを導入するガス導入手段と、
   前記真空容器内を真空排気する真空排気手段と
   を備えたことを特徴とするＦＯＵＰ内ガス置換装置。
2. 前記真空容器の前面フランジを開閉する前面フランジ開閉機構、及び前記真空容器の背面フランジを開閉する背面フランジ開閉機構の少なくとも一方を備えている請求項１に記載のＦＯＵＰ内ガス置換装置。
3. 前記真空容器に、前記真空容器内に収容された前記ＦＯＵＰのドアを開閉するＦＯＵＰドア開閉機構が付加されている請求項２に記載のＦＯＵＰ内ガス置換装置。

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