JP6695945B2

JP6695945B2 - 基板収納容器

Info

Publication number: JP6695945B2
Application number: JP2018165585A
Authority: JP
Inventors: 隆純石川; 統小川; 公徳冨永; 康大藤本
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2020-05-20
Anticipated expiration: 2035-07-06
Also published as: JP2018198332A

Description

本発明は、容器本体内の気体が不活性ガス等のパージガスにパージされる基板収納容器に関するものである。

従来におけるＦＯＵＰ等の基板収納容器は、図示しないが、複数枚の半導体ウェーハを上下方向に並べて収納可能なフロントオープンボックスの容器本体と、この容器本体の開口した正面を閉鎖する蓋体とを備え、容器本体の底板の前後部に、一対の給気バルブと排気バルブとがそれぞれ配設されており、これら給気バルブと排気バルブとにより、内部の空気がパージされるとともに、窒素ガス等の不活性ガスに置換されることで、半導体ウェーハの表面酸化や汚染、配線の腐食が防止される（特許文献１、２参照）。

容器本体は、その左右両側壁の内面に、半導体ウェーハを水平に支持する左右一対の支持片が対設され、この一対の支持片が上下方向に所定の間隔で配列されており、上下方向に隣接する支持片と支持片との間に、半導体ウェーハの周縁部に摺接する断面略Ｖ字形のスロットが凹み形成されている。この容器本体は、パージ装置の付設された蓋体開閉装置に搭載され、この蓋体開閉装置により、開口した正面に蓋体が嵌合されたり、正面から蓋体が取り外されたりする。

一対の給気バルブと排気バルブとは、例えばパージ装置から容器本体の内部に不活性ガスを給気する一対の給気バルブが容器本体の底板後方にそれぞれ嵌着され、容器本体の内部から外部に空気を排気する一対の排気バルブが容器本体の底板前方にそれぞれ嵌着されている。

一対の給気バルブには、不活性ガスの流通制御に資する観点から、中空の円柱形等に形成されたタワーノズルの開口した下端部がそれぞれ装着される。この一対のタワーノズルは、容器本体の上下方向に指向し、周壁の上下方向に、不活性ガスを吹き出す複数の吹出口が並べて穿孔されており、各吹出口が円形に形成されて上下方向に隣接する半導体ウェーハの間、換言すれば、上下方向に隣接する支持片の間に位置する（特許文献３参照）。

このような基板収納容器は、容器本体の正面が蓋体に閉鎖された状態で蓋体開閉装置に搭載されると、この蓋体開閉装置のパージ装置から容器本体の内部に不活性ガスが各給気バルブを経由して給気され、タワーノズルの周壁上下方向に並んだ複数の吹出口から不活性ガスが複数枚の半導体ウェーハ間を流通しつつ蓋体方向に吹き出て容器本体内に充満する。不活性ガスが容器本体内に充満すると、容器本体内の空気が外部に各排気バルブを経由してパージされ、容器本体内の気体が空気から不活性ガスに置換されることとなる。

特開２００３−１６８７２８号公報特開２０１０−１６１１５７号公報特開２０１２−１１４１３３号公報

従来における基板収納容器は、以上のように構成され、所定の効果が期待できるものの、タワーノズルの吹出口が上下方向に隣接する半導体ウェーハ間に単に位置し、不活性ガスが複数枚の半導体ウェーハ間の中央付近を単に流通するので、吹出口から吹き出る不活性ガスに方向性が生じたり、不活性ガスの流出の勢いが衰え、不活性ガスの流通しない箇所が発生したりすることがある。その結果、容器本体の半導体ウェーハ間における湿度にバラツキ、換言すれば、容器本体の支持片間における湿度にバラツキが生じ、容器本体内の相対湿度を均一に下げることができないおそれが考えられる。

本発明は上記に鑑みなされたもので、パージガスの流通しない箇所が発生するのを防ぎ、容器本体の基板間における湿度にバラツキが生じるのを抑制することのできる基板収納容器を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、複数枚の基板を上下方向に並べて収納可能なフロントオープンボックスの容器本体と、この容器本体の開口した正面を嵌合閉鎖する着脱自在の蓋体と、容器本体の外部から内部後方にパージガスを供給可能な給気部材と、この給気部材からのパージガスを容器本体の内部後方から正面方向に供給可能なパージユニットとを備え、ＥＦＥＭに併せ設けられた蓋体開閉装置に容器本体を搭載して蓋体を取り外し、ＥＦＥＭ天井から床方向にクリーンエアをダウンフローするとともに、正面が開口した容器本体の外部から内部後方にパージガスを供給するものであって、
基板をφ３００ｍｍあるいはφ４５０ｍｍの半導体ウェーハとし、パージガスを不活性ガスあるいはドライエアとし、
容器本体の内部両側に、半導体ウェーハを水平に支持する複数の支持片を対向させて設け、この複数の支持片を容器本体の上下方向に所定の間隔で配列し、
パージユニットを中空に形成し、このパージユニットを容器本体の内部後方に立て設けてその正面を容器本体の正面方向に向け、このパージユニットの正面にパーガス用の吹出口を複数設けるとともに、この吹出口を、容器本体の複数の支持片に水平に支持された半導体ウェーハと同じ高さに設けて半導体ウェーハの表面と周縁部後方の端面とが形成する角部に対向させ、
パージユニットの吹出口から吹き出たパージガスを、半導体ウェーハの周縁部後方に衝突させて上下に分流し、この上下に分流したパージガスを半導体ウェーハの表裏両面に沿わせて容器本体の正面方向に流すようにしたことを特徴としている。

なお、容器本体の複数の支持片の配列数に応じ、パージユニットの正面高さ方向に複数の吹出口を並べ設けることができる。

また、パージユニットは、容器本体の底部後方の給気部材に連通されるパージガス用の導通部材と、この導通部材の導出部から導出したパージガスを容器本体の正面方向に吹き出すユニット本体とを含み、
導通部材の導出部をユニット本体に設け、ユニット本体を容器本体の背面壁の内面寄りに立て設けてユニット本体の正面を容器本体正面に向け、このユニット本体の正面に、パージガス用の複数の吹出口を設けるとともに、この吹き出し口を、容器本体の複数の支持片に水平に支持された半導体ウェーハと同じ高さに設けて半導体ウェーハの表面と周縁部後方の端面とが形成する角部付近に対向させ、ユニット本体の内部正面に、濾過用のメンブレンフィルタを貼着することが可能である。

また、パージユニットの導通部材を、給気部材に連通される導通管とするとともに、ユニット本体を、容器本体の上下方向に指向する中空に形成して容器本体の背面壁の内面寄りに立て設け、導通管の導出部を、ユニット本体の周壁の下部以外の部分に接続し、ユニット本体の容器本体正面に対向する正面上下方向に、パージガス用の複数の吹出口を並べ設けることが可能である。

また、パージユニットの導通部材とユニット本体とを、正面にパージガス用の複数の吹出口を並べ備えたパージボックスに一体構成し、このパージボックスを容器本体の背面壁の内面寄りに立て設けてその正面を容器本体正面方向に向け、パージボックスの内部に、給気部材に連通して容器本体の下方向から上方向に指向するパージガス用の導通路を形成し、この導通路に、容器本体の幅方向に指向してパージボックスの下部以外の部分に位置するパージガス用の導出路を連通形成するとともに、この導出路から吹出口に対向するパージガス用の分岐路を分岐して容器本体の上下方向に伸長することが可能である。

さらに、パージユニットを、容器本体の上下方向に指向する中空の略柱形に形成してその下部を給気部材に接続可能に開口させ、このパージユニットの容器本体正面を向く正面の上下方向に、パージガスを吹き出す複数の吹出口を並べ設けても良い。

ここで、特許請求の範囲における基板には、少なくとも各種のウェーハや液晶ガラス等が含まれる。また、容器本体は、透明、不透明、半透明のいずれでも良い。この容器本体の底部前方には、容器本体の内部から外部に気体を排気可能な排気部材を取り付けることができる。パージガスには、少なくとも各種の不活性ガス（例えば、窒素ガスやアルゴンガス）とドライエア等が含まれる。パージユニットには、圧力損失の大きいフィルタを内蔵し、このフィルタにより、吹出口を被覆することができる。さらに、パージユニットの吹出口の形は、必要に応じ、溝形、円形、楕円形、三角形や台形等の多角形とすることができる。

本発明によれば、基板収納容器をパージする場合には、蓋体開閉装置等に基板収納容器の容器本体を搭載し、この容器本体の外部から内部にパージガスを供給すれば良い。すると、パージガスは、パージ装置から容器本体の給気部材を経由してパージユニットに流入し、このパージユニットの正面の吹出口から基板方向に吹き出し、その後、基板の表裏面に沿いつつ容器本体の正面方向に流れる。

この際、パージガスがその粘性と摩擦抵抗の影響により、基板の表裏面に引き寄せられつつ容器本体の正面方向に流れ、しかも、流速が増大するので、吹出口から吹き出るパージガスに方向性が生じるのを規制したり、基板の周縁部や容器本体の正面付近等でパージガスの流れの勢いが衰えるのを抑制することができる。

本発明によれば、吹出口から吹き出たパージガスを、基板の表裏両面に沿わせて容器本体の正面方向に流すので、パージガスの流通しない箇所が発生するのを防ぎ、容器本体の基板間における湿度にバラツキが生じるのを抑制することができるという効果がある。

また、パージガスがコアンダ効果により、基板である半導体ウェーハの表裏面にそれぞれ引き寄せられつつ、複数枚の半導体ウェーハ間を経由して容器本体の正面方向に流れるので、吹出口から吹き出るパージガスに方向性が生じるのを有効に規制し、パージガスの流通しない箇所の発生を防ぐことができる。また、パージガスが半導体ウェーハの表面だけではなく、裏面に沿って容器本体の正面方向に流れるので、半導体ウェーハ裏面の清浄化が期待できる。したがって、汚れた上段の半導体ウェーハ裏面から下段の半導体ウェーハ表面に塵埃等が落下・付着し、下段の半導体ウェーハの表面が汚れるのを防止することができる。

また、不活性ガス等が複数枚の半導体ウェーハ間の中央付近を単に流通するのではなく、コアンダ効果により、半導体ウェーハの表裏面から剥離することなく、半導体ウェーハの表裏面にそれぞれ引き寄せられつつ、流速を向上させながら容器本体の正面方向に流動するので、吹出口から吹き出る不活性ガス等に方向性が生じるのを有効に規制したり、半導体ウェーハの周縁部や容器本体の正面付近等で不活性ガス等の流出の勢いが衰えるのを抑制することができる。また、吹出口から吹き出た不活性ガスを、半導体ウェーハの表面と周縁部後方の端面とが形成する角部に衝突させて上下に分流することが容易となる。

請求項２記載の発明によれば、複数の吹出口からそれぞれ吹き出るパージガスに方向性が生じるのを規制し、パージガスの流通しない箇所の発生をより低減することが可能となる。

請求項３記載の発明によれば、ユニット本体の内部正面に圧力損失の大きいメンブレンフィルタを貼着するので、メンブレンフィルタのバッファ効果により、複数の吹出口から吹き出る不活性ガスの流速がばらつくのを防ぎ、不活性ガスの流速の均一化を図ることが可能になる。

本発明に係る基板収納容器の実施形態を模式的に示す断面説明図である。本発明に係る基板収納容器の実施形態における容器本体とパージユニットとを模式的に示す正面説明図である。本発明に係る基板収納容器の実施形態におけるパージユニットを模式的に示す正面説明図である。本発明に係る基板収納容器の実施形態における半導体ウェーハとパージユニットとを模式的に示す部分断面説明図である。本発明に係る基板収納容器の第２の実施形態における半導体ウェーハとパージユニットとを模式的に示す部分断面説明図である。本発明に係る基板収納容器の第３の実施形態における容器本体とパージユニットとを模式的に示す正面説明図である。本発明に係る基板収納容器の第３の実施形態における容器本体とパージユニットとを模式的に示す一部切り欠き斜視図である。本発明に係る基板収納容器の第３の実施形態におけるパージユニットを模式的に示す分解斜視図である。本発明に係る基板収納容器の第３の実施形態におけるパージユニットからパージプレートの一部を取り外した状態を模式的に示す正面説明図である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における基板収納容器は、図１ないし図４に示すように、複数枚の半導体ウェーハＷを上下方向に整列収納可能な容器本体１と、この容器本体１の正面を嵌合閉鎖する着脱自在の蓋体１１と、容器本体１の正面を閉鎖した蓋体１１を施錠する施錠機構２０と、容器本体１の外部から内部に不活性ガスを供給可能な一対の給気バルブ３０と、容器本体１の内部から外部に空気を排気可能な一対の排気バルブ４０と、一対の給気バルブ３０からの不活性ガスを容器本体１の内部後方から正面方向に供給可能なパージユニット５０とを備え、パージユニット５０の吹出口５５から吹き出た不活性ガスを、半導体ウェーハＷの表裏両面に沿わせて容器本体１の正面方向に流動させるようにしている。

各半導体ウェーハＷは、図１に示すように、表裏面のうち、少なくとも表面に回路パターンが形成されるφ３００ｍｍやφ４５０ｍｍの薄く丸いシリコンウェーハからなり、図示しない専用のロボット装置のアームにより、容器本体１の内部に水平に支持収納されたり、取り出されたりする。

容器本体１、蓋体１１、施錠機構２０、一対の給気バルブ３０、一対の排気バルブ４０、及びパージユニット５０は、所定の樹脂を含有する成形材料により射出成形される。この成形材料に含まれる樹脂としては、例えばポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、液晶ポリマーといった熱可塑性樹脂やこれらのアロイ等があげられる。

容器本体１は、図１や図２に示すように、正面の開口したフロントオープンボックスタイプに成形され、底板２にインターフェイスとなる平坦なボトムプレート３が下方から螺着されており、このボトムプレート３がパージ装置の付設された蓋体開閉装置等に対する位置決め機能や固定機能を発揮する。

容器本体１の左右両側壁の内面には、半導体ウェーハＷの周縁部両側を水平に支持する左右一対の支持片４が対設され、この一対の支持片４が容器本体１の上下方向に所定の間隔で配列されており、各支持片４が容器本体１の前後方向に指向する長板に形成されるとともに、この支持片４の表面先端部には、半導体ウェーハＷの前方への飛び出しを規制する飛び出し防止段差部５が半導体ウェーハＷの肉厚以上の厚さで一体形成される。

容器本体１の底板２における後部両側付近には、容器本体１の背面壁６に近接する給気バルブ３０用の取付孔７がそれぞれ丸く貫通して穿孔され、底板２における前部両側付近には、排気バルブ４０用の取付孔７がそれぞれ丸く貫通して穿孔される。各取付孔７は、半導体ウェーハＷの円滑な出し入れに資するよう、半導体ウェーハＷの底板２に対する投影領域から外れる箇所に穿孔される。また、容器本体１の天板中央部には、半導体製造工場の天井搬送機構に把持される搬送用のトップフランジ８が着脱自在に装着され、容器本体１の正面内周における上下部の両側には、蓋体１１用の施錠穴がそれぞれ穿孔される。

容器本体１の両側壁の中央部には、握持操作用に機能するグリップ部９がそれぞれ着脱自在に装着される。また、容器本体１の両側壁の下部には、搬送用のサイドレール１０がそれぞれ選択的に装着される。
このような容器本体１は、蓋体開閉装置に位置決めして搭載され、開口した正面に蓋体１１が圧入して嵌合された状態でパージされたり、ＥＦＥＭ（ＥｑｕｉｐｍｅｎｔＦｒｏｎｔＥｎｄＭｏｄｕｌｅ）に併設された蓋体開閉装置に位置決めして搭載され、この蓋体開閉装置により正面からシール状態の蓋体１１が取り外された後、正面が開口した状態でパージされたりする。

ＥＦＥＭは、図示しないが、容器本体１内の相対湿度を一定水準以下に均一に低下させるため、容器本体１の正面を開口させた状態でパージする場合に使用される。このＥＦＥＭの天井にはファンフィルターユニットが設置され、このファンフィルターユニットから床方向に大量のクリーンエアがダウンフローされる。

蓋体１１は、図１に示すように、例えば容器本体１の開口した正面内に圧入して嵌合される蓋本体１２と、この蓋本体１２の開口した正面を被覆する表面プレート１３と、容器本体１の正面内周と蓋本体１２との間に介在される密封封止用のシールガスケットとを備え、蓋本体１２と表面プレート１３との間に施錠用の施錠機構２０が介在して設置される。

蓋本体１２は、基本的には底の浅い断面略皿形に形成され、内部に補強用や取付用のリブが複数配設されており、半導体ウェーハＷに対向する対向面である裏面の中央部付近に、半導体ウェーハＷとの接触を回避する凹部が形成されるとともに、この凹部には、半導体ウェーハＷの周縁部前方を弾発的に保持するフロントリテーナ１４が装着される。

蓋本体１２の裏面周縁部には枠形の嵌合溝が凹み形成され、この嵌合溝内に、容器本体１の正面内周に圧接する弾性のシールガスケットが密嵌されており、蓋本体１２の周壁における上下部の両側には、容器本体１の施錠穴に対向する施錠機構２０用の出没孔が貫通して穿孔される。
表面プレート１３は、横長の正面矩形に形成され、補強用や取付用のリブ、螺子孔等が複数配設される。この表面プレート１３の両側部には、施錠機構２０用の操作孔がそれぞれ穿孔される。

施錠機構２０は、図１に部分的に示すように、例えば蓋体１１の蓋本体１２における左右両側部にそれぞれ軸支され、外部から回転操作される左右一対の回転プレートと、各回転プレートの回転に伴い蓋体１１の上下方向にスライドする複数の進退動プレートと、各進退動プレートのスライドに伴い蓋本体１２の出没孔から出没して容器本体１の施錠穴に接離する複数の施錠爪とを備えて構成される。

各回転プレートは、蓋体１１の表面プレート１３の操作孔に対向し、この操作孔を貫通した蓋体開閉装置の操作キーにより回転操作される。この回転プレートの周縁部付近には、湾曲した一対のカム溝が所定の間隔をおいて切り欠かれ、各カム溝に進退動プレートの末端部の連結ピンがスライド可能に嵌入される。

各給気バルブ３０は、同図に部分的に示すように、例えば容器本体１の内部に臨む略円筒形の第一のハウジング３１と、この第一のハウジング３１の開口下部にＯリングを介し着脱自在に嵌合されて容器本体１の外部に露出する略円筒形の第二のハウジングとを備え、これら第一、第二のハウジングが螺子を介して螺合されており、蓋体開閉装置に容器本体１が位置決めして搭載される際、蓋体開閉装置のパージ装置に接続される。

第一、第二のハウジングの外周面には平面略リング形の係止フランジがそれぞれ周設され、これらの係止フランジが容器本体１の取付孔７の周縁部に上下方向からＯリングを介して係止することにより、容器本体１の底板２に給気バルブ３０が強固に嵌着固定されて容器本体１の背面壁６に近接する。

第一のハウジング３１は、その開口した上端部が容器本体１内に露出し、内部に濾過用のフィルタ３２が収納される。また、第二のハウジングは、第一のハウジング３１よりも低く短く形成され、下部に接続用の継手が必要に応じて一体形成されており、パージ装置からの不活性ガスを第一のハウジング３１方向に供給する。

各排気バルブ４０は、同図に部分的に示すように、例えば容器本体１の底板２における前部両側付近の取付孔７にＯリングを介し嵌合される円筒形のケース４１を備え、このケース４１には、空気の流通を制御する逆止弁である開閉弁がコイルバネを介し上下動可能に内蔵されており、ケース４１の開口した上下部には、濾過用のフィルタ４２がそれぞれ嵌合される。このような排気バルブ４０は、蓋体開閉装置に容器本体１が位置決めして搭載され、給気バルブ３０が不活性ガスを給気すると、正面が蓋体１１により閉鎖された容器本体１内の空気を蓋体開閉装置のパージ装置に排気するよう機能する。

パージユニット５０は、図１ないし図４に示すように、容器本体１の一対の給気バルブ３０にそれぞれ連通されて不活性ガスを導通する一対の導通管５１と、各導通管５１の導出部５２から導出した不活性ガスを容器本体１の正面方向に吹き出す一対のユニット本体５３とを備え、容器本体１の内部後方、具体的には容器本体１の背面壁６内面寄りに位置する。

各導通管５１は、容器本体１の下方向から上方向に伸長して左右横方向に屈曲する中空の薄い略Ｌ字形に屈曲形成され、下端部が不活性ガス用の上流の導入部として給気バルブ３０に接続されており、上端部が不活性ガス用の下流の導出部５２としてユニット本体５３の周壁の上下両端部以外の部分、具体的には側壁の中央部やその付近に接続される。

各ユニット本体５３は、縦長で中空の薄い板形に形成され、容器本体１正面に対向する正面壁５４の上下方向に、不活性ガス用の複数の吹出口５５が所定の間隔で並設されており、容器本体１の背面壁６内面寄りに超音波溶着、螺子結合、凹凸結合等の方法で立設される。各ユニット本体５３の内部正面には、不活性ガス中の微粒子を除去する濾過用のメンブレンフィルタ５６が貼着される。

複数の吹出口５５は、支持片４に支持されて容器本体１の上下方向に並ぶ複数枚の半導体ウェーハＷの配列ピッチに応じ、等間隔に配列される。各吹出口５５は、溝形に形成されて容器本体１の左右横方向に伸長し、支持片４に支持された半導体ウェーハＷと同じ高さに穿孔されており、半導体ウェーハＷの周縁部後方、具体的には半導体ウェーハＷの周縁部後方の端面、あるいは半導体ウェーハＷの表面と周縁部後方の端面とが形成する角部付近に僅かな隙間（例えば、数ｍｍ程度）を介して対向する（図４参照）。

上記構成において、容器本体１の正面を蓋体１１により閉鎖した状態でパージする場合には、蓋体開閉装置に基板収納容器の容器本体１を位置決め搭載し、容器本体１の外部から内部に不活性ガスを供給すれば良い。すると、不活性ガスは、蓋体開閉装置のパージ装置から給気バルブ３０を経由して導通管５１に流入し、この導通管５１を導通して導出部５２からユニット本体５３の内部中央に流入し、このユニット本体５３内の中央部から上下方向にそれぞれ分流して流通した後、メンブレンフィルタ５６を通過して各吹出口５５から吹き出る（図４の矢印参照）。

この際、不活性ガスは、ユニット本体５３の上下両端部における圧力が増大するので、上下両端部における流速がそれぞれ高まることとなる。各吹出口５５から不活性ガスが吹き出すと、この不活性ガスが半導体ウェーハＷの周縁部後方に衝突して上下に分流され、半導体ウェーハＷの表裏面に沿いつつ複数枚の半導体ウェーハＷ間を経由して容器本体１の正面方向に流出し、容器本体１内の空気が排気バルブ４０から外部にパージされ、不活性ガスに置換されることとなる。

この際、不活性ガスは、半導体ウェーハＷの周縁部後方の端面に衝突して上下に分流しても良いし、半導体ウェーハＷの表面と周縁部後方の端面とが形成する角部に衝突して上下に分流しても良い。

これに対し、容器本体１の正面を開口させた状態でパージする場合には、ＥＦＥＭに併設された蓋体開閉装置に基板収納容器の容器本体１を位置決め搭載し、この容器本体１から蓋体１１を蓋体開閉装置により取り外した後、ＥＦＥＭ天井のファンフィルターユニットから床方向に大量のクリーンエアをダウンフローするとともに、容器本体１の外部から内部に不活性ガスを供給する。

すると、不活性ガスは、蓋体開閉装置のパージ装置から給気バルブ３０を経由して導通管５１に流入し、この導通管５１を導通して導出部５２からユニット本体５３の内部中央に流入し、このユニット本体５３内部の中央から上下方向にそれぞれ分流して流通した後、メンブレンフィルタ５６を通過して各吹出口５５から吹き出る。この際にも、不活性ガスは、ユニット本体５３の上下両端部における圧力が増大するので、上下両端部における流速がそれぞれ増速する。

各吹出口５５から不活性ガスが吹き出すと、この不活性ガスが半導体ウェーハＷの周縁部後方に衝突して上下に分流され、半導体ウェーハＷの表裏面に沿いつつ複数枚の半導体ウェーハＷ間を経由して容器本体１の正面方向に流出し、容器本体１内の空気が排気バルブ４０から外部にパージされ、不活性ガスに置換されることとなる。

上記構成によれば、不活性ガスが複数枚の半導体ウェーハ間の中央付近を単に流通するのではなく、コアンダ効果により、半導体ウェーハＷの表裏面から剥離することなく、半導体ウェーハＷの表裏面にそれぞれ引き寄せられつつ、流速を向上させながら複数枚の半導体ウェーハＷ間を経由して容器本体１の正面方向に流動するので、吹出口５５から吹き出る不活性ガスに方向性が生じるのをきわめて有効に規制したり、半導体ウェーハＷの周縁部や容器本体１の正面付近等で不活性ガスの流出の勢いが衰えるのを効果的に抑制することができる。

したがって、不活性ガスの流通しない箇所（例えば、半導体ウェーハＷ周縁部の前方と両側との間、半導体ウェーハＷの周縁部両側等）の発生を低減することができ、この低減効果により、容器本体１の半導体ウェーハＷ間における湿度にバラツキ、換言すれば、容器本体１の支持片４間における湿度にバラツキが生じ、容器本体１内の相対湿度を均一に下げることができないおそれを有効に排除することができる。

具体的には、従来のタワーノズル付きの基板収納容器の場合、不活性ガスの供給後、１分間で半導体ウェーハＷ表面の湿度を１５％〜２０％ＲＨ程度までしか低下させることができなかったが、本実施形態の場合、不活性ガスの供給後、１分間で半導体ウェーハＷ表面の湿度をおおよそ１０％ＲＨ以下まで低下させることができる。

また、不活性ガスが半導体ウェーハＷの表面だけではなく、裏面に沿って容器本体１の正面方向に流出するので、半導体ウェーハＷの裏面の清浄化も大いに期待できる。したがって、汚れた上段の半導体ウェーハＷの裏面から下段の半導体ウェーハＷの表面にパーティクルが落下・付着し、下段の半導体ウェーハＷの表面が汚染するのを有効に防止することができる。また、ユニット本体５３の内部正面に圧力損失の大きいメンブレンフィルタ５６を貼着すれば、このメンブレンフィルタ５６のバッファ効果により、複数の吹出口５５から吹き出る不活性ガスの流速がばらつくのを防ぎ、不活性ガスの流速の均一化を図ることが可能になる。

また、不活性ガスがユニット本体５３の下端部ではなく、中央部から上下方向に流入・分流し、各吹出口５５から吹き出るので、圧力の不均衡により、不活性ガスが下方の吹出口５５よりも上方の吹出口５５から強く大量に吹き出る事態が減少する。この減少により、ユニット本体５３の上下方向で不活性ガスの吹き出し量に差異が生じるのを有効に抑制することができるので、半導体ウェーハＷを収納した容器本体１の支持片４間における湿度がばらつき、容器本体１内の相対湿度を均一に下げることができないおそれを排除することが可能になる。

特に、最上段と最下段の不活性ガスの吹き出し量が略均一化するので、最上段と最下段の半導体ウェーハＷを支持する支持片４間における湿度のバラツキが大きくなるおそれをきわめて有効に排除することが可能になる。さらに、パージユニット５０の導通管５１とユニット本体５３とがそれぞれ薄く形成され、容器本体１の前後方向に大きなスペースを占有しないので、容器本体１の内部後方に容易に設置することが可能になる。

次に、図５は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、パージユニット５０の複数の吹出口５５を、複数の支持片４に支持された半導体ウェーハＷの表面よりも高位に位置するようそれぞれ穿孔し、各吹出口５５を、複数の支持片４に支持された下方の半導体ウェーハＷの表面方向に対して傾斜させ、この吹出口５５から吹き出た不活性ガスを、半導体ウェーハＷの表面に沿わせて容器本体１の正面方向に流動させるようにしている。

吹出口５５の傾斜角度は、下方に位置する半導体ウェーハＷ表面の後方から前方にかけて不活性ガスが沿って流れるのであれば、特に限定されるものではないが、例えば吹出口５５の水平方向の中心軸に対し、２°〜６０°、好ましくは３°〜４５°の範囲が良い。この吹出口５５の傾斜角度は、パージユニット５０の設置位置や幅等により適宜変更される。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、不活性ガスがコアンダ効果により、半導体ウェーハＷの表面から剥離することなく、半導体ウェーハＷの表面に引き寄せられつつ、複数枚の半導体ウェーハＷ間を経由して容器本体１の正面方向に流動するので、吹出口５５から吹き出る不活性ガスに方向性が生じるのを規制することができるのは明らかである。また、半導体ウェーハＷの周縁部や容器本体１の正面付近等で不活性ガスの流勢が衰えるのを効果的に抑制することもできる。

次に、図６ないし図９は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、パージユニット５０の導通管５１とユニット本体５３とを、正面のパージプレート５８に複数の吹出口６３を並べ備えたパージボックス５７に一体構成し、このパージボックス５７の内部に、給気バルブ３０に連通して容器本体１の上下方向に指向する導通路６０を形成し、この導通路６０に、容器本体１の左右幅方向に指向する導出路６１を連通形成するとともに、この導出路６１からパージプレート５８の吹出口６３に対向する分岐路６２を分岐して容器本体１の上下方向に伸長するようにしている。

パージボックス５７は、図６ないし図９に示すように、正面の開口した縦長の薄く浅い箱形に形成され、正面に左右一対のパージプレート５８が覆着されるとともに、各パージプレート５８との間に、不活性ガス中の微粒子を除去する縦長のメンブレンフィルタ５６が介在されており、容器本体１の背面壁６内面寄りに立設されて正面のパージプレート５８が容器本体１の正面方向に向けられる。

パージボックス５７は、容器本体１の背面壁６内面の中央部付近に対向し、下部両側には、下方に伸びる接続管がそれぞれ接続されており、各接続管が給気バルブ３０に接続支持される。このパージボックス５７は、必要に応じ、容器本体１の底板２後方、側壁後方、背面壁６、天板後方に超音波溶着、螺子結合、凹凸結合等の方法で固定される。

パージボックス５７の内部は、図８や図９に示すように、左右一対のパージ空間５９に分割され、各パージ空間５９がメンブレンフィルタ５６に対応する正面矩形の縦長に区画形成される。各パージ空間５９の側部には、接続管に連通したパージ空間５９の下部から中央部付近に伸びる不活性ガス用の導通路６０が略Ｉ字の溝形に区画形成され、この導通路６０の下流の上端部には、パージ空間５９の左右横方向に指向する不活性ガス用の導出路６１が連通形成されており、この導出路６１が略Ｉ字の溝形に形成されてパージ空間５９の中央部付近に位置するとともに、パージ空間５９を上下に二分する。

導出路６１の上下部からは複数の吹出口６３にメンブレンフィルタ５６を介して対向する不活性ガス用の複数の分岐路６２がそれぞれ分岐してパージ空間５９の上下方向に伸長する。この複数の分岐路６２は、図８や図９に示すように、導出路６１の長手方向に所定の間隔で並行に配列され、各分岐路６２が同じ幅・深さで略Ｉ字の溝形に区画形成される。

各パージプレート５８は、同図に示すように、各メンブレンフィルタ５６や各パージ空間５９に対応する正面矩形で縦長の薄板に形成され、上下方向に、複数枚の半導体ウェーハＷに対応する複数の吹出口６３が等間隔に並設される。各吹出口６３は、溝形に形成されて容器本体１の左右横方向に伸長し、支持片４に支持された半導体ウェーハＷと同じ高さに穿孔されており、半導体ウェーハＷの周縁部後方、あるいは半導体ウェーハＷの表面と周縁部後方の端面とが形成する角部付近に僅かな隙間を介して対向する。

上記構成において、容器本体１の正面を蓋体１１により閉鎖した状態でパージする場合には、蓋体開閉装置に基板収納容器の容器本体１を位置決め搭載し、容器本体１の外部から内部に不活性ガスを供給すれば良い。すると、不活性ガスは、蓋体開閉装置のパージ装置から給気バルブ３０を経由してパージボックス５７の接続管に流入し、この接続管を流通して導通路６０と導出路６１とに順次導入され、導出路６１から複数の分岐路６２にそれぞれ分流して上下方向に流通した後、メンブレンフィルタ５６を通過して各吹出口６３から吹き出る。

この際、不活性ガスは、複数の分岐路６２の上下両端部における圧力が増大するので、分岐路６２の上下両端部における流速がそれぞれ増速する。各吹出口６３から不活性ガスが吹き出すと、この不活性ガスが半導体ウェーハＷの周縁部後方に衝突して上下に分流され、半導体ウェーハＷの表裏面に沿いつつ複数枚の半導体ウェーハＷ間を経由して容器本体１の正面方向に流出し、容器本体１内の空気が排気バルブ４０から外部にパージされ、不活性ガスに置換される。

これに対し、容器本体１の正面を開口させた状態でパージする場合には、ＥＦＥＭに併設された蓋体開閉装置に容器本体１を位置決め搭載し、この容器本体１から蓋体１１を蓋体開閉装置により取り外した後、ＥＦＥＭ天井のファンフィルターユニットから床方向に大量のクリーンエアをダウンフローするとともに、容器本体１の外部から内部に不活性ガスを供給する。

すると、不活性ガスは、蓋体開閉装置のパージ装置から給気バルブ３０を経由してパージボックス５７の接続管に流入し、この接続管を流通して導通路６０、導出路６１に順次導入され、導出路６１から複数の分岐路６２にそれぞれ分流して上下方向に流通した後、メンブレンフィルタ５６を通過して各吹出口６３から吹き出る。

この際にも、不活性ガスは、複数の分岐路６２の上下両端部における圧力が増大するので、分岐路６２の上下両端部における流速がそれぞれ増速する。各吹出口６３から不活性ガスが吹き出すと、この不活性ガスが半導体ウェーハＷの周縁部後方に衝突して上下に分流され、半導体ウェーハＷの表裏面に沿いつつ複数枚の半導体ウェーハＷ間を経由して容器本体１の正面方向に流出し、容器本体１内の空気が容器本体１の正面から外部にパージされ、不活性ガスに置換される。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、不活性ガスの供給後、１分間で半導体ウェーハＷ表面の湿度を安定して１０％ＲＨ以下まで確実に低下させることができる。また、不活性ガスがパージボックス５７の導通路６０、導出路６１、及び複数の分岐路６２に順次流入してパージ空間５９の上下方向に流れ、各吹出口６３から吹き出るので、不活性ガスが圧力の不均衡により、下方の吹出口６３よりも上方の吹出口６３から強く大量に吹き出る事態が減少するのは明らかである。

したがって、パージボックス５７の上下方向で不活性ガスの吹き出し量に差異が生じるのを有効に抑制することができるので、半導体ウェーハＷを収納した容器本体１の支持片４間における湿度がばらつき、容器本体１内の相対湿度を均一に下げることができないおそれを排除することができる。また、パージユニット５０の導通管５１とユニット本体５３とを大きなスペースを占有しない薄形のパージボックス５７に一体構成するので、容器本体１内に簡単に設置することが可能となる。

なお、上記実施形態では給気バルブ３０に導通管５１を直接接続したが、給気バルブ３０に導通管５１を継手部材を介して接続しても良い。また、給気バルブ３０にパージボックス５７の接続管を直接接続しても良いが、給気バルブ３０に接続管を継手部材を介して接続しても良い。また、ユニット本体５３の側壁の中央部付近に導通管５１の導出部５２を接続したが、ＥＦＥＭの条件等に応じ、ユニット本体５３側壁の上部、上部と中央部との間、中央部等に導通管５１の導出部５２を接続しても良い。

また、ユニット本体５３を中空の円柱形や角柱形等とすることもできる。また、パージボックス５７の内部を複数のパージ空間５９に分割したり、単一のパージ空間５９とすることも可能である。また、導通路６０と導出路６１とをＬ字形に組み合わせても良いが、何らこれに限定されるものではなく、例えばＴ字形等に組み合わせることも可能である。

また、分岐路６２の幅を導出路６１側から閉じた末端部方向に向かうにしたがい徐々に狭くするとともに、分岐路６２の深さを導出路６１側から末端部方向に向かうにしたがい徐々に浅くすることも可能である。また、複数の吹出口５５・６３のうち、下方の吹出口５５・６３の幅を拡大して不活性ガスの吹き出しの円滑化を図るようにしても良い。また、吹出口５５・６３にテーパを形成し、吹出口５５・６３の開口幅をパージユニット５０の内部から外部方向に向かうにしたがい、徐々に狭めても良い。

また、パージユニット５０を、容器本体１の上下方向に指向する中空の略円柱形に成形してその下部を給気バルブ３０に嵌着可能に開口させ、このパージユニット５０の容器本体１正面を向く正面の上下方向に、不活性ガスを吹き出す複数の吹出口５５を縦一列に配列するとともに、各吹出口５５を円形等に穿孔して支持片４に支持された半導体ウェーハＷと同じ高さとし、半導体ウェーハＷの周縁部後方に隙間を介して対向させることもできる。

本発明に係る基板収納容器は、半導体、液晶ガラス、レチクル等の製造分野で使用される。

１容器本体
２底板
４支持片
６背面壁
７取付孔
１１蓋体
２０施錠機構
３０給気バルブ（給気部材）
５０パージユニット
５１導通管
５２導出部
５３ユニット本体
５４正面壁（正面）
５５吹出口
５６メンブレンフィルタ
５７パージボックス
５８パージプレート（正面）
５９パージ空間
６０導通路
６１導出路
６２分岐路
６３吹出口
Ｗ半導体ウェーハ（基板）

Claims

複数枚の基板を上下方向に並べて収納可能なフロントオープンボックスの容器本体と、この容器本体の開口した正面を嵌合閉鎖する着脱自在の蓋体と、容器本体の外部から内部後方にパージガスを供給可能な給気部材と、この給気部材からのパージガスを容器本体の内部後方から正面方向に供給可能なパージユニットとを備え、ＥＦＥＭに併せ設けられた蓋体開閉装置に容器本体を搭載して蓋体を取り外し、ＥＦＥＭ天井から床方向にクリーンエアをダウンフローするとともに、正面が開口した容器本体の外部から内部後方にパージガスを供給する基板収納容器であって、
基板をφ３００ｍｍあるいはφ４５０ｍｍの半導体ウェーハとし、パージガスを不活性ガスあるいはドライエアとし、
容器本体の内部両側に、半導体ウェーハを水平に支持する複数の支持片を対向させて設け、この複数の支持片を容器本体の上下方向に所定の間隔で配列し、
パージユニットを中空に形成し、このパージユニットを容器本体の内部後方に立て設けてその正面を容器本体の正面方向に向け、このパージユニットの正面にパーガス用の吹出口を複数設けるとともに、この吹出口を、容器本体の複数の支持片に水平に支持された半導体ウェーハと同じ高さに設けて半導体ウェーハの表面と周縁部後方の端面とが形成する角部に対向させ、
パージユニットの吹出口から吹き出たパージガスを、半導体ウェーハの周縁部後方に衝突させて上下に分流し、この上下に分流したパージガスを半導体ウェーハの表裏両面に沿わせて容器本体の正面方向に流すようにしたことを特徴とする基板収納容器。
容器本体の複数の支持片の配列数に応じ、パージユニットの正面高さ方向に複数の吹出口を並べ設けた請求項１記載の基板収納容器。
パージユニットは、容器本体の底部後方の給気部材に連通されるパージガス用の導通部材と、この導通部材の導出部から導出したパージガスを容器本体の正面方向に吹き出す中空のユニット本体とを含み、導通部材の導出部をユニット本体に設け、ユニット本体を容器本体の背面壁の内面寄りに立て設けてユニット本体の正面を容器本体の正面方向に向け、このユニット本体の正面に、パージガス用の複数の吹出口を設けるとともに、吹出口を、容器本体の複数の支持片に水平に支持された半導体ウェーハと同じ高さに設けて半導体ウェーハの表面と周縁部後方の端面とが形成する角部に対向させ、ユニット本体の内部正面に、濾過用のメンブレンフィルタを貼着した請求項１又は２記載の基板収納容器。