JP5842628B2

JP5842628B2 - ガスパージ装置及び該ガスパージ装置を有するロードポート装置

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Publication number: JP5842628B2
Application number: JP2012012731A
Authority: JP
Inventors: 淳江本; 阿部　知史; 知史阿部
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2032-01-25
Also published as: JP2013153036A

Description

本発明は、半導体製造プロセス等において、ポッドと呼ばれる密閉型の搬送容器の内部に保持されたウエハを半導体処理装置に移載する、或いはウエハを該半導体処理装置より該ポッドに移載する際に用いられる所謂FIMS（Front-Opening Interface Mechanical Standard）システム、即ち該ポッド内部をガスでパージするガスパージ装置、及び該ガスパージ装置を有するロードポート装置に関する。

半導体製造プロセスは、近年では各種処理装置の内部、ウエハを収容して各処理装置間でのウエハ搬送を可能とするポッド、及び該ポッドより各処理装置へのウエハの受け渡しを行う微小空間、の３空間のみを高清浄状態に保つことで、プロセスを通じての清浄度の管理を行う手法が一般的となっている。このようなポッドは、ウエハを内部に収容し且つ一側面にウエハ挿脱用の開口を有する本体部と、該開口を閉鎖してポッド内部を密閉空間とする蓋と、から構成される。また、該微小空間は、前述したポッドの開口と対向可能な開口部と、該開口部と向かい合い半導体処理装置側に配置される第二の開口部と、を有する。

ロードポート装置は、この開口部が形成された隔壁の一部となる部材であるサイドプレートと称呼される壁と、該開口部を閉鎖するドアと、該ドアの動作を司るドア駆動機構と、ポッドが載置される載置台と、から構成される。載置台は、ポッドの開口と開口部とを向かい合わせるようにポッドを支持可能であり、且つポッドと一緒に蓋をドアに向かって近接或いはドアより離間させる。ドアは、ポッドの蓋を保持可能であり、ドア駆動機構によって蓋を保持した状態で開口部を開放、閉鎖すると共に、開口部と第二の開口部との間の空間より下方に退避或いは該空間への侵入をさせられる。微小空間内にはロボットが配置され、該ロボットは開口部−ポッド開口を介してポッド内部に対する侵入及び退避が可能であって、第二の開口部も介して該ポッド内部と該半導体処理装置との間でウエハの移載を行う。

半導体の製造工程において、ポッド内に収容されているウエハには、例えば金属配線等が形成されたものが存在する。この様な金属配線は表面が酸化されることによって素子完成時に所望の特性が得られなくなる恐れがあり、このためにポッド内部における酸素濃度を低レベルに保つ必要がある。この様な要求に対応する技術として、特許文献１では、蓋開放状態にあるポッド内部で隔置されて平行に並べられるウエハ各々の隙間に対して、開口両側辺より不活性ガスを供給する構成が開示されている。当該構成では、更に不活性ガスの供給と対応して、ウエハの上面側を通ってポッド奥に向けて流れた不活性ガスを該ウエハの下面側を通ってポッド外部に排出されるように、不活性ガスの吸引手段を更に付加している。特許文献２には、ポッド内部にクリーンエアを供給し且つポッド開口の下方より過剰なクリーンエアを吸引排気してポッド内部の気体の清浄化を図る構成が開示されている。また、特許文献３にも、ポッドの開口の両側辺よりポッド内部に不活性ガスを供給する構成が開示されている。

特許第４５４１２３２号公報特許第４３８６７００号公報特開２００４−２３５５１６号公報

上述した従来構造からなるロードポート装置において、ポッド内の酸素濃度は1000ppmレベルにまでは低下可能であることが確認されている。しかし、半導体素子の高性能化に伴った配線、パターン等の微細化やウエハ厚さ方向への集積化に伴い、従来許容された酸素濃度レベルで生じ得る酸化膜等にために、素子の十分な性能を担保することが困難となりつつある。本発明はこのような状況に鑑みて為されたものであり、ポッド内の酸素濃度をより低いレベルまで低減可能なロードポート装置、及び該装置に適用可能なガスパージ装置の提供を目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係るガスパージ装置は、微小空間を外部空間から分離する壁の一部を構成するサイドプレートと前記サイドプレートが有する開口部を閉鎖可能なドアとを有し、被収容物が収容される密閉容器の開口を前記開口部と対向させるとともに、前記開口に取付けられる蓋を前記ドアが保持して前記密閉容器を開閉することにより前記開口を介して前記密閉容器の内部へガスの供給を行うガスパージ装置であって、前記開口部を囲んで前記微小空間内に配置され、前記微小空間の一部を第二の微小空間として区切るカバー部材と、前記第二の微小空間の内部で前記開口部の上部に配置されて前記第二の微小空間の内部へパージガスを供給するカーテンノズルと、前記第二の微小空間の内部で前記開口部の両側部に配置され、前記開口部を介して前記密閉容器の内部へ前記パージガスを供給する一対のパージノズルと、を有し、前記一対のパージノズルの各々は前記密閉容器の前記開口を開放した際に前記密閉容器の前記開口の両側辺に沿って延在して前記パージガスを吹き出すスリットを有し、前記スリットは前記密閉容器の前記開口の中心を通り前記密閉容器の前記開口に垂直な面を中心に対称に配置され、前記密閉容器は、前記被収容物を前記密閉容器内に収容する収容空間と、前記収容空間と前記開口との間に配置されて前記開口を閉鎖する際に前記蓋が収容される蓋収容空間と、を有し、前記スリットの下端は、前記スリットの延在する方向に関して、前記収容空間の底面が存在する位置と前記蓋収容空間の開口の下辺が存在する位置との間に配置されることを特徴とする。

なお、上述したパージ装置において、前記スリットの上端は、前記スリットの延在する方向に関して、前記密閉容器の前記開口の上辺が存在する位置よりも上方に配置されることが好ましい。更に、前記スリットは、前記スリットの上端から下端に至るにつれて幅が狭くなることがより好ましい。

また、上記課題を解決するために、本発明に係るロードポート装置は、被収容物が収容される密閉容器を開閉することにより前記密閉容器に対する前記被収容物の挿脱を可能とするロードポート装置であって、微小空間を外部空間から分離する壁の一部を構成し、開口部を有するサイドプレートと、前記開口部を閉鎖可能であって、前記密閉容器の開口に取付けられる蓋を保持して前記密閉容器を開閉するドアと、前記ドアを支持し、前記ドアに対して前記開口部への開閉動作を行わせるドア駆動機構と、前記外部空間に配置されて前記密閉容器を載置可能であって、前記開口と前記開口部とを対向させるように前記密閉容器と前記開口部とを整列させる載置台と、更に上述したガスパージ装置と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ポッド内部に供給する不活性ガスの流れの最適化を図ることにより、ポッド内部に残留する気体をより効率的にポッド外部に押し出すことが可能となる。これによりポッド内部の残留酸素濃度を、従来のロードポート装置等が達成し得る1000ppmよりも一桁以上低い100ppm未満のレベルまで低減することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るガスパージ装置及びこれが取付けられたロードポート装置にポッドを載置してこれらを側面から見た状態の概略構成を示す図である。本発明の一実施形態であって、図１に示した構成におけるポッド、ドア、ガスパージ装置に関してこれらを面Ａ−Ａに沿って切断した状態を上方から見た図である。図２に示す実施形態について、図２に示されたガスパージノズルを図２と同様の様式にて拡大して示す図である。図２に示す実施形態について、図１と同じ方向からガスパージ装置を見た場合の部分断面を含む概略構成図である。図１に示すパージノズルとポッドの開口部に関し、これらを拡大して示す図である。図５における領域６Ａを拡大して示す図である。図５における領域６Ｂを拡大して示す図である。パージノズルからポッド内部に供給されるパージガスに関して、図２と同様の様式にてこれらを矢印にて示す図である。本発明に係るパージノズルについて、更なる実施形態を模式的に示す図である。

本発明の実施形態について、以下に図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態におけるガスパージ装置を付加したロードポート装置に関し、ポッド１を載置テーブル上に載置した状態を側面から見た場合の概略構成を示している。また、図２は、該ロードポート装置に関して、後述するドアがポッド１の蓋を保持した状態について図１の構成を断面Ａ−Ａで切断し、これを上方から見た場合の概略構成を、図３は図２におけるパージノズルの拡大図を夫々示している。また、図４は、図１と同じ方向からガスパージ装置を見た場合の部分断面を含む概略構成図である。更に、図５、図６Ａ及び図６Ｂは、図１に示されるパージノズル等の説明を容易にするためにこれらを順次拡大して示す図である。

本実施形態の説明に際し、被収容物のウエハを収容するポッド（密閉容器）について先に述べる。図１に示されるポッド１は、ポッド本体２と蓋３とから構成される。ポッド本体２は略立方体形状であって内部にウエハ等を収容する収容空間２ｂを有し、且つ該立方体形状における一側面に当該収容空間２ｂに連通する開口２ａを有している。当該一側面には、更に蓋３が収容されるように当該開口２ａと繋がった蓋収容空間２ｃが形成されている。収容空間２ｂ内には不図示のウエハ（図中二点鎖線により記載）を水平に支持する複数の棚（不図示）が側壁等から突き出しており、当該棚により複数のウエハが均等な間隔を明けて該収容空間２ｂ内にて水平に保持される。また、ポッド本体２の開口２ａは、規格により所謂段付きの構造を有する。詳細には、収容空間２ｂの天井面２ｄ_１と底面２ｄ_２及び側面２ｄ_３が構成する第一開口２ａ_１に対し、蓋３を収容するために該第一開口２ａ_１よりも内形或いは口径を大きくした蓋用収容空間の開口たる第二開口２ａ_２が連なり、更に蓋３により開口２ａを閉鎖する際に蓋３の取り付けを容易にするために順次第二開口２ａ_２を拡大するテーパ領域２ａ_３を経る構造で開口２ａが形成されている（図５参照）。

次に、本実施形態におけるガスパージ装置が取付けられるロードポート装置の構成について、以下に述べる。ロードポート装置１０１は、サイドプレート１０５によって外部空間１０４と分離される微小空間１０３を構成し、該サイドプレート１０５に隣接して配置されるポッド載置台１２１を有する。サイドプレート１０５は、微小空間１０３と外部空間１０４とを連通させる第一の開口部１１１、及びシール部材１１４を有する。サイドプレート１０５等によって構築される微小空間１０３の上部には不図示のファンが配置され、ロードポート装置が取付けられる半導体処理装置の筐体の外部空間１０４に存在する気体を微小空間内部に導入し、微小空間１０３内部に上方から下方に向かう気体の流である所謂ダウンフローを生成する。

なお、当該ファンに対しては、外部空間の清浄度に応じて、当該空間から導入される気体より塵埃等の汚染物質を除去するフィルタが付随している。微小空間１０３の下部にはダウンフローが流出可能となるような構造が配置されており、該微小空間１０３内部で発生する粉塵等は当該ダウンフローに運ばれて微小空間１０３の下部から外部空間に排出される。ドアシステム１１５におけるドア１１５ａは第一の開口部１１１を略閉鎖可能となっている。ドア１１５ａは、蓋３を保持可能であると共に、ポッド本体２に対する蓋３の固定及び分離の操作が可能となっている。

ポッド載置部１２１は、載置されたポッド１を固定可能であると共に該ポッド１を前述した第一の開口部１１１（より正確にはこれを閉鎖するドア１１５ａ）に対して接近及び離間させることが可能である。ポッド載置部１２１は、ポッド１が所定の間隔まで或いはドア１１５ａと当接するまでポッド１の接近動作を行い、ポッド１の駆動が停止した状態でドア１１５ａは蓋３を保持する。この時、ポッド本体２の開口２ａはサイドプレート１０５のシール部材１１４と接触し、ポッド１の収容空間２ｂと微小空間１０３とが第一の開口部１１１を介して気密に接続される。該シール部材１１４は、金属、樹脂、或いはゴム、さらにはこれらの組み合わせより構成される。ドア１１５ａはこの状態でポッド本体２からの蓋３の分離を行い、更にドア駆動機構１１５ｂにより第一の開口部１１１に対して下方に移動することによってポッド１の開口部２ａを微小空間１０３に対して開放させる。なお、本実施例において、ポッド本体２の駆動方向をＸ軸方向とし、該Ｘ軸に直交して該Ｘ軸と共にウエハの延在面を規定する方向（紙面に垂直な方向）をＹ軸方向とし、これら軸からなるＸＹ平面に垂直な方向をＺ軸として便宜上規定する。本実施例では鉛直方向がＺ軸方向に対応し、本明細書における上方及び下方は鉛直方向における上方及び下方に対応する。しかし、本発明におけるＺ軸の延在方向はこの鉛直方向に限定されず、必要に応じて鉛直方向からずらせて設定することも可能である。

本実施形態に係るガスパージ装置２００は以上に述べたロードポート装置に対し固定されて用いられる。以下にガスパージ装置について詳述する。本発明に係るガスパージ装置２００は、カーテンノズル２１０、一対のパージノズル２２０、及びカバー部材２３０を有する。カバー部材２３０は、上面プレート２３１、一対の側面プレート２３３、及び室画定プレート２３５より構成される。上面プレート２３１は、第一の開口部１１１の上辺より所定間隔だけ外方（上方）であって、サイドプレート１０５より微小空間１０３側（Ｘ軸方向）に所定幅ｗだけ突き出すように配置される。一対の側面プレート２３３は、上端部において各々上面プレート２３１に接続され鉛直方向（Ｚ軸方向）に延在し、サイドプレート１０５より微小空間１０３側に突き出すように固定される。これら構成により、カバー部材２３０は第一の開口部１１１を囲み且つ突き出し幅ｗを有した、下方が開口するコの字形状を形成する。該コの字形状の上辺はＬ１の長さを有し、両側辺はｈ１の長さを有する。開口部１１１の下方に向かう該コの字状における開口は、ドア１１５ａが蓋を保持して開口部１１１の下方に退避する際の動作範囲を確保するためのドア用開口部２３２を構成する。

室画定プレート２３５は、該コの字形状のカバー部材２３０のサイドプレート１０５への固定側とは逆側の自由端である辺に対し、該コの字形状を介してサイドプレート１０５と対向するように固定される。該室画定プレート２３５には、鉛直方向にｈ２の長さを有し且つ水平方向にＬ２の長さを有するカバー部材開口部２３７が設けられる。カバー部材開口部２３７は、該カバー部材開口部２３７を介してポッド１内部に収容されるウエハの挿脱の実行を可能とすると共に、ドア１１５ａの背面にて閉鎖可能となる大きさにされている。以上に述べた構成を有することによって、カバー部材２３０は、第一の開口部１１１と微小空間１０３との間に配置され且つ微小空間１０３とは一部が区切られた第二の微小空間１１７を形成する。

なお、本形態において、カバー部材２３０はカバー部材開口部２３７とドア用開口部２３２とを有し５面が略画定された第二の微小空間１１７を構成している。当該構成とすることによって、微小空間１０３内に生成されている所謂ダウンフローに対して微少空間１０３の一部を第二の微小空間１１７として区切り、当該ダウンフローが第二の微小空間１１７に及ぼす影響をできる限り抑制しようとしている。しかし、後述するカーテンノズル２１０からの十分な量のパージガスの供給が可能である、或いは開口部１１１の直前に十分な濃度の不活性ガスが存在する領域を形成することが可能である場合、例えば室画定プレート２３５を無くする、更には側面プレート２３３の突き出し量を小さくする等を為して、第二の微小空間１１７が明確な外縁を有さない構成とすることも可能である。この場合も、本発明では、該カバー部材２３０は、開口部１１１を囲んで微小空間１０３の一部をダウンフローに対して区切るものとして規定する。図４に示すように、カーテンノズル２１０は、第二の微小空間１１７の内部を規定する上面プレート２３１の内側であって、第一の開口部１１１（本発明における開口部）の上辺に沿って平行に位置するようにその外側に配置される。なお、ここで、カーテンノズル２１０は直方体形状を有し、その底面２１７はフィルタ部材より構成されて全域に多数のガス噴出し口が分布している。カーテンノズル２１０やパージノズル２２０から供給されるパージガスとしては、窒素或いは所謂希ガスに例示される不活性ガスが挙げられる。

次に、パージノズル２２０について述べる。該パージノズル２２０は第二の微小空間１１７内において、第一の開口部１１１の両側部に配置される。パージノズル２２０は、第一の開口部１１１の両側辺と平行な鉛直方向に各々延在する第一のパージノズル室２２５、及び第二のパージノズル室２２７を有し、カバー部材２３０の内側であって側面プレート２３３に対して固定されている。また、ガス供給配管２２１は、第二の微小空間１１７内に存在する各々の構成の数を低減する目的から、本実施形態ではパージノズル２２０と一体化した態様とされている。第一のパージノズル室２２５及び第二のパージノズル室２２７は、長手方向の長さがポッド本体２の開口部と略一致するように構成されている。ガス供給配管２２１から第一のパージノズル室２２５（パージノズル２２０）へのパージガスの供給は、ガス供給配管２２１の延在方向とは異なる方向（本形態では直交する方向）に設けられたこれらを連通させる連通路２２１ａを介して行われる。第一のパージノズル室２２５と第二のパージノズル室２２７との間には、パージノズル室用フィルタ２２８が配置される。

該パージノズル室用フィルタ２２８は、第一のパージノズル室２２５と第二のパージノズル室２２７との間に差圧を形成しつつ、第一のパージノズル室２２５から第二のパージノズル室２２７へのパージガスの供給を可能としている。本実施形態ではガス供給配管２２１から第一のパージノズル室２２５へのパージガスの供給は単一の連通路２２１ａより為される。ここで、パージノズル室用フィルタ２２８の存在により連通路２２１ａから第二のパージノズル室２２７への直接的なパージガスの流入を抑制することでパージガスの第一のパージノズル室２２５内での均等な伝播の時間を確保している。当該構成によって、第二のパージノズル室２２７には、長手方向においてほぼ均等な圧力分布でパージノズル室用フィルタ２２８からのパージガスの供給が為される。

第二のパージノズル室２２７はガス噴出し用のスリット２２７ａを有する。スリット２２７ａはポッド本体２の開口２ａの両側部と対応しこれと平行となるように延在するように設けられている。該スリット２２７ａは、後述するようにポッド本体２の開口２ａに対応して長さが定められる。また、スリット２２７ａの開口は、ポッド１内に収容されるウエハの中心を通りポッド１の進退方向と一致する直線において、ポッド本体２の開口２ａからウエハの中心までの間の任意の位置に向かうように設定される。前述したように、パージノズル２２０は、第一の開口部１１１の両側辺に沿って一対配置される。より厳密には、パージガスの供給或いは吹き出し口であるスリット２２７ａが当該条件を満たすように配置される。これらは、ポッド本体２の開口２ａの中心と第一の開口部１１１の中心とを含み且つウエハ面に垂直な平面に対して左右対称に配置されている。より詳細には、スリット２２７ａの開口からウエハ中心に向かう距離及び角度が左右のパージノズル２２０において均等になるように配置される。

該スリット２２７ａの開口には、パージノズル用フィルタ２２９が配置される。該パージノズル用フィルタ２２９も第二のパージノズル室２２７内と外部の空間との間に差圧を形成可能であって、該パージノズル用フィルタ２２９を介することによってスリット２２７ａから外部空間に供給されるパージガスの延在方向、即ち鉛直方向における流量の均一性が確保される。なお、パージ室用フィルタ２２８は、パージ用フィルタ２２９に対して気体透過が容易な所謂粗い目からなり、且つパージガスの透過範囲は狭くなるように設定されている。また、パージ室用フィルタ２２８は、パージ用フィルタ２２９に対して厚さを薄くしている。即ち、圧損の程度について、パージ室用フィルタ２２８については小さく、パージ用フィルタ２２９については大きくなるようにしている。当該構成とすることによって、第一のパージノズル室２２５から第二のパージノズル室２２７への気体の導入の容易化を図り、且つポッド内パージ用に該パージノズル２２０から放出されるパージ用ガス流生成用のパージガスの流速及び流量について、パージノズル２２０全域での均等化を図っている。以上の構成より、流れ方向に垂直な方向においてある程度の幅を有するパージガス流からなるパージガスを放出することが可能となり、局所的にパージガス濃度が高く且つ酸素濃度が抑制された領域の生成無しにパージガス流をポッド内部に導くことが可能となる。

また、パージノズル２２０は、スリット２２７ａの開口と対応してパージノズル用フィルタ２２９の外側に配置される流れ制御部２２２を更に有する。流れ制御部２２２は、前述したスリット２２７ａの開口方向と一致する方向であって該スリット２２７ａと同一幅のスリット形状からなる。パージノズル用フィルタ２２９を介してパージノズル２２０の外部に流出するパージガスは大まかな指向性しか有さない。しかし、該流れ制御版２２２を配置することにより、パージガスの流れに対して指向性を付与し、ポッド本体２の内部の所定の位置に向けて所定の噴出し角度範囲でのパージガスの供給が可能となる。なお、本実施例では、第一のパージノズル室２２５、第二のパージノズル室２２７を一体化させる部材に流れ制御部２２２を作りこむ様式とし、その形状を単純にスリット２２７ａの開口形状をそのまま延長する態様としている。しかし、例えば板状の整流板を付加する態様としても良い。或いは、パージノズル用フィルタ２２９から供給されたパージガスの拡散を抑制するように開口に向かって幅を狭くする或いはこれとは逆に幅を拡大する形状としても良い。

ここで、パージノズル２２０におけるスリット２２７ａからのパージガスの供給様式について考察する。図７に図２と同様の様式にてパージノズル２２０よりポッド内の収容空間２ｂに供給されるパージガスの流れを複数の矢印Ｐにて模式的に示す。ポッド１中心に対して左右対称に配置されたパージノズル２２０から供給されたパージガスは、図中白抜矢印Ｑを中心にパージノズル２２０から離れるに従って流域が拡大するように放出される。ポッド本体２の両側から放出されたパージガスはポッド中心及び開口２ａ中心を通りウエハ面に垂直な平面にて衝突し、一部はポッド開口２ａ方向に、他は収容空間２ｂの奥に向かう方向に流れの向きを変える。本実施形態のガスパージ装置２００では、カーテンノズル２１０により第二の微小空間１１７の上方から下方へ流れるパージガスの気流であるガスカーテンが生成されている。このため、開口２ａに向かったパージガスの一部は開口２ａよりポッド外部に至った後、ガスカーテンに乗せられて第二の微小空間１１７の下方に排出される。

また、このガスカーテンの存在によってポッド内は上方から下方に向かう気流が生成される圧力分布となる。このため、ウエハ１の表面あるいは裏面に沿って収容空間２ｂの奥に向かったパージガスは、ポッド本体２内部の奥壁２ｅに当って下方に向きを変えて流れ、奥壁２ｅに沿った第一の下降気流経路に沿って底面２ｄ_２まで流れ、更に底面２ｄ_２に当って底面２ｄ_２に沿った向きに流れを変えて開口２ａより排出される。また、供給されるパージガスの総量に応じ、上段のウエハから下段のウエハに至る位置の間で開口２ａから供給されるパージガス量と、開口２ａに向かって排出されるパージガス量の逆転する領域が生じ、この領域より下段では収容空間２ｂ奥から開口２ａに向かうパージガスの流れが増加し始める。収容空間２ｂの奥から開口２ａに向かうパージガスの排出気流は、開口２ａに近づくにつれて収容空間２ｂの両側面２ｄ_３に沿った流れに集まり、図７の黒矢印Ｒが記載されている平面視でのウエハの存在しない略三角形の領域において底面２ｄ_２に向かう第二の下降気流経路を形成し、底面２ｄ_２まで流れる。これらのパージガスの流れは、一対のパージノズル２２０が所謂層流の状態を保ちながら鉛直方向で連続的に、互いに衝突するようにパージガスを供給することで該第一及び第二の下降気流経路を含む上述のガス排出経路を生成することが容易となる。従って、層流を生成困難となる微少量及び過剰量の供給は適当ではない。特許文献１等に示すような個別のノズルによってパージガスを供給する場合には、このような条件を満たすことは困難となる。鉛直方向に沿ってパージガスが噴出す位置と全く噴出さない位置とが交互に存在するためである。これに対し、本形態の如く連続するスリット２２７ａより供給する様式とすることにより、層流の状態をある程度維持しつつ左右からのパージガスを鉛直方向で連続的に、均等且つ中央で衝突させることが可能となり、上述したパージガスの流れを安定的に生成することが可能となる。

次にパージノズル２２０に配置されるスリット２２７ａの形成範囲ＬＳについて説明する。図５は図１に示すポッド１の開口２ａ近傍と対応するガスパージ装置２００を同様の様式にて拡大して示している。また、図６Ａは図５に示すパージノズル２２０の上端部及びその近傍を、図６Ｂは下端部及びその近傍を各々拡大して示している。前述した第二開口２ａ_２の開口上端は第二開口天井面２ｆ_１により規定され、開口下端は第二開口底面２ｆ_２により規定される。これら第二開口天井面２ｆ_１及び第二開口底面２ｆ_２は、各々ポッド中心に対して天井面２ｄ_１及び底面２ｄ_２より隔置し、蓋３の上辺及び下辺に応じて配置される。また、テーパ領域２ａ_３を介して連なる開口２ａの最外縁部は、ポッド中心に対して第二開口天井面２ｆ_１及び第二開口底面２ｆ_２より更に隔置して配置される。なお、図６Ａ及び６Ｂにおいて、ポッド１内に収容されるウエハの内最上段に保持されるものをウエハ５ａ、最下段に保持されるものをウエハ５ｂとして示す。また、図５中において、スリット２２７ａの形成範囲（長さ）はＬＳとして示されており、本発明では主として当該ＬＳの最適化を図ることによりポッド１内の酸素濃度の低減化を達成している。以下ＬＳの長さ及びその根拠について詳述する。

本実施形態において、スリット２２７ａの上端は、ポッド載置台１２１に載置されたポッド１の収容空間天井面２ｄ_１と、第一の開口部１１１の上辺との間に位置する。前述したように、パージノズル２２０から噴出されたパージガスがポッド１の開口２ａにいたる経路にはカーテンノズル２１０により形成されるガスカーテンが存在している。このガスカーテンによるポッド１の開口２ａ正面における上から下へ向かう気流により、パージノズル２２０から供給されるパージガスも下方に流された後にポッド開口２ａに至る。従って、スリット２２７ａの上端は天井面２ｄ_１よりも上方まで形成されることを要する（図６の範囲ＬＳＵ１）。なお、実際には収容空間２ｂからポッド開口２ａに至るまでに蓋３のための蓋収容空間２ｃが存在し、当該空間の上限を形成する第二開口天井面２ｆ_１がポッド本体２には配置される。この蓋３のための蓋収容空間２ｃの上部を好適にパージする関係上、スリット２２７ａの形成範囲ＬＳの上端はこの第二開口天井面２ｆ_１より外側に位置することが好ましい（図６Ａの範囲ＬＳＵ２）。

また、前述したように、蓋収容空間２ｃの第二開口２ａ_２から開口２ａに至るには、蓋３の開閉を容易にするためのテーパ領域が存在する。よって、スリット２２７ａの形成範囲ＬＳの上端は、更にテーパ領域の開口縁部である開口部２ａの上辺よりも外側或いは上側に配置されることがより好ましい（図６Ａの範囲ＬＳＵ３）。これにより蓋収容空間２ｃの隅においても気体の滞留を抑制することが可能となり、開口２ａ近傍まで酸素濃度を低下させておくことが可能となる。なお、前述したように、これら好ましい配置までスリット２２７ａを延在させた場合、該スリット２２７ａから放出されるパージガスはガスカーテンの影響でポッド１の開口２ａに至る際には噴出し位置よりも下方にシフトする。従って、このシフト量を考慮し、開口２ａの上辺よりも上方にパージガスの到達位置が設定されるようにＬＳの上端を定める、或いはパージガスとカーテン生成用のガス各々の流量の最適化を図ることがより好適である。

また、パージガスがサイドプレート１０５に当る場合には、開口２ａの上方にポッド１の内部に入り込まないパージガスがガスカーテンの好適な生成を妨げる可能性がある。従って、ＬＳの上限として、サイドベース１０５における第一の開口部１１１の上辺が定められることがより好ましい。

本実施形態において、スリット２２７ａの形成領域ＬＳの下端は、最下段のウエハ５ｂの下面からポッド１の開口２ａの下辺（下辺のテーパ部の開口縁部）の間に位置するように定められている（図６Ｂの範囲ＬＳＬ１）。ここで、ポッド１内部には複数のウエハが隔置して並べられており、スリット２２７ａから放出されるパージガスはこれら各々のウエハの間で層流を形成し、これを維持した状態でポッド１の開口２ａの前面に存在するガスカーテンのガス流れに合流することを要している。例えば特許文献１等に開示されるように部分的に強制排気を行うことでポッド内部のガスパージを行おうとした場合、ポッド１の開口２ａ、或いはウエハ間の何れか等で乱流を形成してしまい、結果的に気体を排出できない領域を形成することが考えられる。また、ポッド形状が方体形状である関係上、図７に示されるようにパージノズル２２０近傍には黒矢印Ｒが記載されたウエハの存在しない略三角柱状の空間が存在する。この空間はウエハの存在する部分よりも単位空間あたりの気体が存在し得る体積が大きくなって圧力が下がるため、ウエハ間を流れた気体が当該空間に至るとその流速が低下すると考えられる。

本発明の如く図７に示すようにパージガスを供給することで図中黒矢印Ｒに示すようなパージガスの生成が可能となり、当該パージガス流れによって当該略三角柱状部分での流速低下を制御することが可能となる。これにより、前述した第二の下降気流経路に沿ったパージガスの排出が良好に実現される。また、スリット２２７ａ形成領域ＬＳの下端を最下段のウエハ５ｂよりも下或いは外側に配置することによって全てのウエハの間で安定的な層流を形成することが可能となり、気体の停滞領域の発生を抑制することが可能となる。なお、上述したように、収容空間２ｂからポッド１の開口２ａに至るまでには蓋収容空間２ｃが存在し、当該空間の下限を形成する第二開口底面２ｆ_２がポッド本体２には配置される。

この蓋収容空間２ｃの下部を好適にパージする関係上、スリット２２７ａの形成範囲ＬＳの下端は、ガスカーテンの影響を勘案して、収容空間２ｂの底面２ｄ_２とテーパ領域２ａ_３の最外縁部である開口２ａの下辺との間（図６Ｂの範囲ＬＳＬ２）に設定されることが好ましい。これにより蓋収容空間２ｃの隅においても気体の滞留を抑制することが可能となり、開口２ａ近傍まで酸素濃度を低下させておくことが可能となる。また、この最外縁部に至るテーパ領域２ａ_３の近傍の気体はガスカーテンにより下方に引き寄せられる効果もあることから、この下限を第二開口底面２ｆ_２と考えても良い（図６Ｂの範囲ＬＳＬ３）。以上のようにスリット２２７ａの形成領域ＬＳを設定することにより、ポッド１の内部を従来よりも１桁低い酸素濃度に到達させることが可能となる。

なお、本実施形態では、形成領域ＬＳの上端から下端にかけて幅が一定のスリット２２７ａを用いている。上述したように、層流れの維持と三角柱状部分の排気の観点から前述したＬＳの全ての領域でパージガスの供給が必要である。しかし、本発明でのパージ操作の原理がポッド１の開口２ａの下方からパージガスが排出される態様であることから、パージノズル２２０の上方から下方に至るにつれてパージガスの供給量を順次減少させることがより好ましい場合も存在する。図８は本発明の他の実施形態であって、スリット２２７ａのスリット幅を変化させることでこれを実現する形態を示している。同図に示すように、上端から下端に近づくに従ってスリット幅が順次減少していることがわかる。当該形態とすることによって、ポッド内の気体をより効果的にポッド１の開口２ａの下端より排出することが可能となる。

なお、以上で述べたスリット形成領域ＬＳは、前述した第一のパージノズル室２２５、第二のパージノズル室２２７、パージノズル室用フィルタ２２８、及びパージノズル用フィルタ２２９の全てについて対応していることが好ましい。これにより、製造工程上の左右の組み立て精度の影響を小さくし、上述した左右対称の条件を容易に満たすことが可能となる。また、前述したスリット幅の変化を、これら複数のフィルタの何れかのコンダクタンスを順次変化させる態様とする、或いはパージノズル２２０の延在方向に垂直なパージノズル室の断面を順次変化させることによっても、類似した効果を得ることが可能となる。

以上述べたように、本発明は半導体処理装置に対して好適に用いるロードポート装置に用いて所謂ポッド内部の酸化性ガスの低減を図るガスパージ装置に関している。しかしながら、本発明の利用可能性は当該処理装置むけのみに限定されず、例えば液晶ディスプレイのパネルを扱う処理装置等、半導体に準じた各種処理が行われる種々の処理装置に用いられる所謂ロードポート装置やガスパージ装置に対しても適用可能である。

１：ポッド、２：ポッド本体、３：蓋、１０１：ロードポート装置、１０３：微小空間、１０５：サイドプレート、１１１：第一の開口部、１１４：シール部材、１１５：ドアシステム、１１７：第二の微小空間、１２１：ポッド載置部台、２００：ガスパージ装置、２１０：カーテンノズル、２２０：パージノズル、２２１：ガス供給配管、２２２：流れ制御部、２２３：コンダクタンス調整手段、２２５：第一のパージノズル室、２２７：第二のパージノズル室、２２８：パージノズル室用フィルタ、２２９：パージノズル用フィルタ、２３０：カバー部材、２３１：上面プレート、２３２：ドア用開口部、２３３：側面プレート、２３５：室画定プレート、２３７：カバー部材開口部、２３９：開放下面

Claims

微小空間を外部空間から分離する壁の一部を構成するサイドプレートと前記サイドプレートが有する開口部を閉鎖可能なドアとを有し、被収容物が収容される密閉容器の開口を前記開口部と対向させるとともに、前記開口に取付けられる蓋を前記ドアが保持して前記密閉容器を開閉することにより前記開口を介して前記密閉容器内部へのガスの供給を行うガスパージ装置であって、
前記開口部を囲んで前記微小空間内に配置され、前記微小空間の一部を第二の微小空間として区切るカバー部材と、
前記第二の微小空間の内部で前記開口部の上部に配置されて前記第二の微小空間の内部へパージガスを供給するカーテンノズルと、
前記第二の微小空間の内部で前記開口部の両側部に配置され、前記開口部を介して前記密閉容器の内部へ前記パージガスを供給する一対のパージノズルと、を有し、
前記一対のパージノズルの各々は前記密閉容器の前記開口を開放した際に前記密閉容器の前記開口の両側辺に沿って延在して前記パージガスを吹き出すスリットを有し、
前記スリットは前記密閉容器の前記開口の中心を通り前記密閉容器の前記開口に垂直な面を中心に対称に配置され、
前記密閉容器は、前記被収容物を前記密閉容器内に収容する収容空間と、前記収容空間と前記開口との間に配置されて前記開口を閉鎖する際に前記蓋が収容される蓋収容空間と、を有し、
前記スリットの下端は、前記スリットの延在する方向に関して、
前記収容空間の底面が存在する位置と前記蓋収容空間の開口の下辺が存在する位置との間に配置されることを特徴とするガスパージ装置。
前記スリットの上端は、前記スリットの延在する方向に関して、前記密閉容器の前記開口の上辺が存在する位置よりも上方に配置されることを特徴とする請求項１に記載のガスパージ装置。
前記スリットは、前記スリットの上端から下端に至るにつれて幅が狭くなることを特徴とする請求項１或いは２に記載のガスパージ装置。
被収容物が収容される密閉容器を開閉することにより前記密閉容器に対する前記被収容物の挿脱を可能とするロードポート装置であって、
微小空間を外部空間から分離するための壁の一部を構成し、開口部を有するサイドプレートと、
前記開口部を閉鎖可能であって、前記密閉容器の開口に取付けられる蓋を保持して前記密閉容器を開閉するドアと、
前記ドアを支持し、前記ドアに対して前記開口部への開閉動作を行わせるドア駆動機構と、
前記外部空間に配置されて前記密閉容器を載置可能であって、前記開口と前記開口部とを対向させるように前記密閉容器と前記開口部とを整列させる載置台と、
更に請求項１乃至３の何れか一項に記載されたガスパージ装置と、を有することを特徴とするロードポート装置。