JP7005887B2 - 容器内清浄化装置および清浄化方法 - Google Patents

Description

本発明は、容器内清浄化装置および清浄化方法に関し、より詳細には、ウエハ搬送容器内を清浄化する容器内清浄化装置および清浄化方法に関する。

半導体の製造工程では、プープ（ＦＯＵＰ）やフォスビ（ＦＯＳＢ）等と呼ばれる容器を用いて、各処理装置の間や製造工場の間でのウエハの搬送が行われる。

ここで、ウエハが収納される容器内の環境は、ウエハ表面を酸化や汚染から守るために、所定の状態を上回る不活性状態及び清浄度が保たれることが好ましい。搬送容器内の気体の不活性状態や清浄度を向上させる方法としては、搬送容器の底面に形成された底孔や容器の主開口を介して、搬送容器に清浄化ガスを導入するロードポート装置や、これを含むＥＦＥＭが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００３－４５９３３号公報

しかし、ＥＦＥＭに含まれるロードポート装置により搬送容器内を清浄化する従来の方法では、ロードポート装置に搬送容器が載置されてからウエハの搬出を開始するまでの間に容器内を清浄化することになる。このため、容器内の清浄化が終了するまで容器からのウエハの取り出しを開始できないという不都合が生じる場合があり、ウエハの取り出しを待つことにより、処理装置の稼働率が低下するという問題が生じている。また、従来のロードポート装置等による清浄化では、容器内の空間が複雑であったり、搬送容器内に多数のウエハが収容されていたりする場合には、容器内に清浄化ガスを円滑に導入することが難しくなり、効率的な清浄化という観点では問題を有している。

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、ウエハ搬送容器を効率的に清浄化する容器内清浄化装置および清浄化方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る容器内清浄化装置は、
ウエハを取り出し可能な容器主開口を有するウエハ搬送容器内を清浄化する容器内清浄化装置であって、
前記ウエハ搬送容器を載置する載置部と、
前記容器主開口に接続する装置開口を備える清浄化室と、
前記容器主開口を閉鎖する蓋および前記装置開口を閉鎖するドアを開閉し、前記ウエハ搬送容器内と前記清浄化室とを連通させる開閉機構と、
前記清浄化室から気体を排出し、前記清浄化室および前記清浄化室と連通した前記ウエハ搬送容器内を真空状態にできる真空状態形成部と、
前記清浄化室および前記清浄化室と連通した前記ウエハ搬送容器内に清浄化ガスを導入可能なガス導入部と、
を有する。

本発明に係る容器内清浄化装置は、半導体工場内において、ＥＦＥＭや処理室とは別途設置される装置であることが好ましい。このような容器内清浄化装置によれば、たとえばロードポート装置にウエハ搬送容器を設置する前に、容器内を清浄化することが可能である。容器内清浄化装置によって清浄化されたウエハ搬送容器を処理装置に付随するロードポート装置に移動させることにより、ロードポート装置では、移動後の搬送容器内に収容されたウエハを、ミニエンバイロメントや処理室に迅速に移動させることが可能となり、処理装置の稼働率を向上させることができる。また、容器内清浄化装置の清浄化室内には、ウエハの搬送装置等を設置する必要がないため、パーティクルの発生源が少なく、また、清浄化室は、ミニエンバイロメント等よりも容積が小さくてよいため、効果的にウエハ搬送容器内を清浄化することが可能である。

また、本発明に係る容器内清浄化装置は、清浄化室およびウエハ搬送容器内を真空状態にできる真空状態形成部を有しているため、真空状態にしたウエハ搬送容器に清浄化ガスを導入することにより、ウエハ搬送容器を効率的に清浄化することができる。特に、このような容器内清浄化装置によれば、ウエハ搬送容器内に多数のウエハが収容されている状態であっても、また、ウエハ搬送容器内の形状が複雑であっても、一度容器内の気体を排出して真空状態とすることにより、効率的にウエハ搬送容器内を清浄化ガスで満たすことができる。さらに、このような容器内清浄化装置は、真空状態形成部によってウエハ搬送容器内の気体を排出することにより、ウエハから放出されたアウトガスや、酸素又は水蒸気等を、ウエハ搬送容器から効率的に排出することができる。また、このような容器内清浄化装置によれば、清浄化後におけるウエハ搬送容器内における清浄化ガスの濃度（純度）を高めることができ、収容されるウエハの酸化等を効果的に防止することができる。

また、例えば、本発明に係る容器内清浄化装置は、前記装置開口を取り囲むように設けられており、前記清浄化室と連通する前記ウエハ搬送容器と前記清浄化室との隙間をシールするシール部材を有してもよい。

このようなシール部材を有する容器内清浄化装置は、真空状態形成部によって効率的にウエハ搬送容器から気体を排出することが可能であるため、ウエハ搬送容器内を容易かつ素早く真空状態とすることができる。

また、例えば、本発明に係る容器内清浄化装置は、前記ウエハ搬送容器の側面に接触し、前記清浄化室と連通する前記ウエハ搬送容器を、前記清浄化室に向かって押さえつける押さえ部材を有していてもよい。

このような押さえ部材を有する容器内清浄化装置は、清浄化室とウエハ搬送容器の接続部分から気体がリークすることを防止することにより、真空状態形成部による効率的な真空状態の形成に資する。

また、例えば、本発明に係る容器内清浄化装置は、前記清浄化室内の圧力を検出する圧力検出部をさらに有していてもよい。

このような圧力検出部を有する容器内清浄化装置は、ウエハ搬送容器内の真空状態を圧力検出部によって検出することにより、清浄化ガスを導入する前に、ウエハ搬送容器内の気体が排出されたことを確実に認識することができる。したがって、このような容器内清浄化装置は、清浄化後におけるウエハ搬送容器内における清浄化ガスの濃度（純度）を確実に所定値以上とすることができる。また、圧力検出部を用いることにより、ウエハ搬送容器内が過度に減圧されることを防止し、容器の内側と外側との圧力差によりウエハ搬送容器の変形等が生じる問題を防止できる。

また、例えば、本発明に係る容器内清浄化装置において、前記ガス導入部は、前記清浄化室の上部に配置され、前記清浄化室の下方に向かって、クリーンドライエアーと不活性ガスとを切り替えて放出可能な第１のガス放出手段と、
前記清浄化室内に配置され、前記装置開口に向かって不活性ガスを放出可能な第２のガス放出手段と、を有しても良い。

このような容器内清浄化装置は、クリーンドライエアーと不活性ガスとを切り替えて放出可能な第１のガス放出手段を有するため、清浄化室の状態を、クリーンドライエアー充填状態と不活性ガス充填状態とに切り換えることが可能である。ここで、ウエハ搬送容器内の清浄化にあたり、ウエハの表面の酸化を防ぐために不活性ガスを用いることが好ましい。このため、清浄化室内を常に不活性ガスによって清浄化することも考えられるが、この場合、作業者が誤って不活性ガスを吸入する恐れが生じたり、コスト面において負荷が大きくなるおそれがある。そのため、ウエハ搬送容器内を清浄化している状態以外においては、清浄化室内をクリーンドライエアーにて充填しておくことにより、これらの問題点を解消することが可能である。すなわち、ウエハ搬送容器の清浄化が終了した後は、清浄化室をクリーンドライエアー充填状態としておくことにより、作業者が誤って不活性ガスを吸入する問題などを効果的に防止でき、安全性に優れている。また、装置から不活性ガスが流出する問題を防止できるため、不活性ガスの消費量も抑制することが可能である。また、清浄化室内の状態を変更する第１のガス放出手段と、ウエハ搬送容器内に不活性ガスを送り込む第２のガス放出手段とを有するため、ウエハ搬送容器内を素早く不活性ガスで満たし、効果的な清浄化を実現できる。

また、例えば、前記清浄化室は、前記装置開口に対向している背面壁部を有していてもよく、前記装置開口から前記背面壁部までの距離は、前記ウエハの直径以下であってもよい。

このような清浄化室を有する清浄化装置は、清浄化室の容積が小さいため、ウエハ搬送容器からの気体の排出及び清浄化動作を迅速に行うことが可能であるとともに、不活性ガスの消費量を抑制することが可能である。

また、例えば、本発明に係るウエハ搬送容器内の清浄化方法は、ウエハを取り出し可能な容器主開口を有するウエハ搬送容器内を清浄化する清浄化方法であって、
前記ウエハ搬送容器を載置部に載置するステップと、
前記容器主開口を閉鎖する蓋および前記装置開口を閉鎖するドアを開き、前記ウエハ搬送容器内と前記清浄化室とを連通させるステップと、
前記清浄化室から気体を排出し、前記清浄化室および前記清浄化室と連通した前記ウエハ搬送容器内を真空状態にするステップと、
前記清浄化室および前記清浄化室と連通した前記ウエハ搬送容器内に不活性ガスを導入するステップと、
前記蓋および前記ドアを閉じ、前記ウエハ搬送容器内を前記清浄化室から分離させるステップと、
を有する。

本発明の清浄化方法では、清浄化室およびウエハ搬送容器内を真空状態にするステップを有するため、真空状態にしたウエハ搬送容器に清浄化ガスを導入することにより、ウエハ搬送容器を効率的に清浄化することができる。特に、ウエハ搬送容器内に多数のウエハが収容されている状態であっても、また、ウエハ搬送容器内の形状が複雑であっても、一度容器内の気体を排出して真空状態とすることにより、効率的にウエハ搬送容器内を高濃度の清浄化ガスで満たすことができる。

また、例えば、本発明に係る清浄化方法は、前記ウエハ搬送容器に対して分離した前記清浄化室内が真空状態になるように、前記清浄化室内から気体を排出する予備排出ステップを有してもよく、
前記ウエハ搬送容器内と前記清浄化室とを連通させるステップは、前記予備排出ステップの後に行われてもよい。

例えば、ウエハ搬送容器内が減圧されているような場合には、ウエハ搬送容器の蓋を開くことが困難となる場合がある。しかし、このような場合であっても、予備排出ステップを行い、たとえば清浄化室の圧力を、ウエハ搬送容器内の圧力と同等以下にすることにより、ウエハ搬送容器の蓋を開き易くすることが可能であり、このような方法によれば、ウエハ搬送容器内と清浄化室とを連通させるステップを円滑に行うことができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る容器内清浄装置の半導体工場内における設置状態を表す概略図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る容器内清浄化装置の概略断面図である。 図３は、図２に示す容器内清浄装置による清浄方法の第１および第２の段階を表す模式断面図である。 図４は、図２に示す容器内清浄装置による清浄方法の第３および第４の段階を表す模式断面図である。 図５は、図２に示す容器内清浄装置による清浄方法の第５および第６の段階を表す模式断面図である。 図６は、図２に示す容器内清浄装置による清浄方法の第７の段階を表す模式断面図である。 図７は、ウエハ搬送容器の一例を表す模式断面図である。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る容器内清浄化装置１０の半導体工場内における配置状態を表す概略図である。図１に示すように、容器内清浄化装置１０は、ロードポート装置５１が付随する処理装置５０に隣接して、半導体工場内に配置される。容器内清浄化装置１０は、半導体工場内において、ＥＦＥＭや処理室を有する処理装置５０とは別途設置される。

容器内清浄化装置１０は、ウエハ搬送容器としてのフープ（ＦＯＵＰ）２内を清浄化する、他の処理室とは分離した装置である。したがって、容器内清浄化装置１０における清浄化室１１には、フープ２内からウエハ１を取り出すための搬送ロボット等は配置されておらず、また、他のミニエンバイロメントや処理室へ繋がるドア等も形成されていない（図２参照）。図１に示すように、容器内清浄化装置１０は、フープ２を載置するための載置部１４等については、処理室に付随するロードポート装置５１等と同様のサイズであるが、ウエハ１をフープ２から取り出したり、取り出したウエハ１を処理したりするためのスペースが必要ないため、処理装置５０に比べて小型である。

図２は、容器内清浄化装置１０の概略断面図であり、載置部１４にフープ２が載置された状態を表している。容器内清浄化装置１０による清浄化の対象となるフープ２は、ウエハ１を取り出し可能な容器主開口２ｂを有している。容器主開口２ｂは、蓋２ｄによって封止されており、フープ２内には、処理装置５０での処理前又は処理後の複数のウエハ１が、密封して保管される。

図２に示すように、実施形態の説明においては、ウエハ搬送容器としてフープ２を例に挙げて説明を行うが、容器内清浄化装置１０によって清浄化されるウエハ搬送容器としてはフープ２に限定されず、フォスビ（ＦＯＳＢ）その他のウエハ搬送容器を清浄化の対象とすることができる。なお、フープ２やフォスビのようなＳＥＭＩスタンダードに準拠したウエハ搬送容器は、容器主開口２ｂの位置や形状が規格化されているため、容器主開口２ｂを介した清浄化を行う容器内清浄化装置１０は、ＳＥＭＩスタンダードに準拠したウエハ搬送容器に対して、幅広く適用することができる。

図２に示すように、容器内清浄化装置１０は、フープ２を載置する載置部１４と、清浄化室１１と、フープ２内と清浄化室１１とを連通させるための開閉機構１５と、真空状態形成部１８と、ガス導入部１６とを有する。また、容器内清浄化装置１０は、清浄化室１１内における気体の成分を検出する検出手段２０と、清浄化室１１内の圧力を検出する圧力検出部２１と、ガス導入部１６からのガスの放出流量その他の制御を行う制御手段２２等を有する。さらに、容器内清浄化装置１０は、フープ２と清浄化室１１との間をシールするシール部材２３や、フープ２を清浄化室１１に向かって押さえつける押さえ部材２９を有している。

載置部１４は、固定台１４ａと、固定台１４ａの上をスライド移動するスライドテーブル１４ｂとを有する。スライドテーブル１４ｂは、図２に示すようにフープ２を載せた状態で移動し、フープ２の容器主開口２ｂを、清浄化室１１の装置開口１２ａに接続する。

清浄化室１１は、略直方体状の形状を有している。清浄化室１１における載置部１４側の壁である前面壁部１２には、フープ２の容器主開口２ｂに接続する装置開口１２ａが備えられる。前面壁部１２の装置開口１２ａには、装置開口１２ａを閉鎖するドア１３が備えられており、ドア１３によって装置開口１２ａが閉鎖されることにより、清浄化室１１は外気から遮蔽されている。

清浄化室１１には、フープ２の蓋２ｄおよび装置開口１２ａを閉鎖するドア１３を開閉し、フープ２と清浄化室１１とを連通させる開閉機構１５が設けられている。開閉機構１５は、ドア１３及びドア１３に係合する蓋２ｄを、清浄化室１１の内部へ移動させることにより、容器主開口２ｂおよび装置開口１２ａを開放する。開閉機構１５は、たとえばドア１３に接続するアームや、アームが接続するドア１３を平行移動または回動させるモータ等を有するが、開閉機構１５の具体的構成は特に限定されない。

容器内清浄化装置１０では、フープ２からウエハ１を取り出す必要がないため、開閉機構１５による蓋２ｄの移動距離は、フープ２の容器主開口２ｂの開口長さより短くてもよい。容器主開口２ｂの開放の程度は、フープ２内に清浄化ガスを導入可能であれば足りるからである。また、容器内清浄化装置１０は、装置開口１２ａが形成される前面壁部１２に対向する背面壁部２６を有しており、装置開口１２ａから背面壁部２６までの距離は、ウエハ１の直径以下であってもよい。装置開口１２ａから背面壁部２６までの距離を小さくすることにより、清浄化室１１の容積を小さくし、フープ２内の効率的な清浄化が可能となる。また、清浄化室１１は、ロードポート装置５１等によって接続されるミニエンバイロメント等は異なり、ウエハ１が通過可能な容積を有する必要がない。なお、蓋２ｄの移動距離は重心移動距離とする。

清浄化室１１における前面壁部１２の外側面には、図４（ａ）等に示すように清浄化室１１と連通するフープ２と、清浄化室１１との隙間をシールするシール部材２３が設けられている。シール部材２３は、装置開口１２ａを取り囲むように設けられており、フープ２と清浄化室１１との接続部分を介して、フープ２内に外部の気体が流入したり、またはフープ２内の気体が外部に流出したりすることを防止する。シール部材２３は、例えばリング状のゴムやエラストマー等の弾性材料によって構成することができるが、シール部材２３の材質や形状は特に限定されない。

押さえ部材２９は、清浄化室１１の上部に基端が接続される可動アーム２９ａと、可動アーム２９ａの先端に取り付けられた押さえ板２９ｂとを有している。押さえ部材２９は、図３（ｂ）に示すように、フープ２内と清浄化室１１とが気密に連通するように、清浄化室１１と連通するフープ２を、清浄化室１１に向かって押さえつける。押さえ部材２９の押さえ板２９ｂは、フープ２において容器主開口２ｂが設けられる側とは反対側の容器側面２ｃに接触し、フープ２と清浄化室１１との接続部分に隙間が形成されることを防止する。押さえ部材２９の形状は特に限定されないが、フープ２の中心より上側に接触する押さえ板２９ｂを有するものが、フープ２の傾きを防止する観点から好ましい。可動アーム２９ａおよび押さえ板２９ｂは、フープ２を載置部１４に載置する工程等が行われる間は、フープ２の搬送経路に干渉しない位置に移動する。

図２に示すように、真空状態形成部１８は、清浄化室１１に設けられる排出口１８ａに対して第１配管部１８ｄを介して接続される負圧形成手段１８ｃを有している。負圧形成手段１８ｃは、たとえば気体を排出して真空状態を形成する真空ポンプや減圧室等で構成されるが、特に限定されない。真空状態形成部１８は、第１配管部１８ｄを介して負圧形成手段１８ｃと清浄化室１１とを接続することにより、清浄化室１１および清浄化室１１に連通したフープ２内から気体を排出し、清浄化室１１およびフープ２内を真空状態とすることができる。なお、真空状態形成部１８によって真空状態とされる清浄化室１１及びフープ２内の圧力は、大気圧より低くかつ、外圧（大気圧）との圧力差によりフープ２が損傷しない範囲であれば特に限定されない。

真空状態形成部１８における第１配管部１８ｄには、切換弁１８ｂが設けられている。切換弁１８ｂは、清浄化室１１と負圧形成手段１８ｃとを接続する第１の状態と、清浄化室１１とおおむね大気圧である排出経路としての第２配管部１８ｅとを接続する第２の状態と、清浄化室１１の排出側を密閉状態とする第３の状態とに、清浄化室１１の接続状態を変化させることができる。切換弁１８ｂは、第１～第３の状態を電気制御により切り換えできる電磁弁等で構成され、切換弁１８ｂによる接続状態は、制御手段２２によって制御される。制御手段２２は、演算手段としてのマイクロプロセッサや記憶手段としてのメモリ等で構成されるが、制御手段２２の具体的構成は特に限定されない。

容器内清浄化装置１０は、清浄化室１１および清浄化室１１と連通したウエハ搬送容器２内に清浄化ガスを導入可能なガス導入部１６を有している。本実施形態の容器内清浄化装置１０のガス導入部１６は、第１のガス放出手段１６ａと、第２のガス放出手段１６ｂの２つのガス放出手段を有する。

第１のガス放出手段１６ａは、清浄化室１１の上部（本実施形態では清浄化室１１の上面壁部２８）に放出口が配置されており、清浄化室１１の上方から下方に向かって清浄化ガスを放出する。第１のガス放出手段１６ａは、クリーンドライエアー（ＣＤＡ）と不活性ガスとを切り替えて放出可能である。クリーンドライエアーおよび不活性ガスは、図示しない配管部を介して、第１のガス放出手段１６ａに供給される。第１のガス放出手段１６ａによるガスの放出および停止や、クリーンドライエアーと不活性ガスの切り換えは、制御手段２２によって制御される。なお、ここでクリーンドライエアーとは、一般的な環境における空気から水分やパーティクルを除去し清浄化した空気のことを意味する。

第２のガス放出手段１６ｂは、清浄化室１１内に放出口が配置されており、装置開口１２ａに向かって不活性ガスを放出する。第２のガス放出手段１６ｂの放出口は、清浄化室１１における上面壁部２８および前面壁部１２に垂直である側面壁部２４に配置されていることが、開いたドア１３と前面壁部１２との隙間からフープ２内に不活性ガスを送り込む観点で好ましい。また、第２のガス放出手段１６ｂの放出口は、互いに対向する２つの側面壁部２４に分けて配置されてもよく、これによりフープ２内に均一に不活性ガスを送り込むことが可能である。第２のガス放出手段１６ｂが放出する不活性ガスは、第１のガス放出手段１６ａと同様に、図示しない配管部を介して、第２のガス放出手段１６ｂに供給される。

第１および第２ガス放出手段が放出する不活性ガスとしては、窒素ガスやアルゴンガスが考えられるが、不活性ガスの成分は特に限定されない。

清浄化室１１には、清浄化室１１及び清浄化室１１に連通したフープ２内の圧力を検出する圧力検出部２１を有する。圧力検出部２１は、たとえば圧力計又は真空計等で構成され、特に限定されないが、大気圧付近から、真空状態形成部１８によって形成される清浄化室１１の真空状態の圧力までをカバーできる測定範囲を有することが好ましい。

また、清浄化室１１には、清浄化室１１内における気体の成分を検出する検出手段２０が設けられている。検出手段２０の設置場所は特に限定されないが、たとえば前面壁部１２、特に装置開口１２ａ周辺の前面壁部１２に検出手段２０を設置することが、検出値からフープ２内の気体の成分を推定する観点から好ましい。検出手段２０が検出する気体の成分としては特に限定されないが、たとえば酸素濃度や、水分量、パーティクル量等が挙げられる。

清浄化室１１の外部に設けられる制御手段２２は、載置部４、押さえ部材２９、真空状態形成部１８及びガス導入部１６等の動作を制御することができる。また、制御手段２２には、圧力検出部２１や検出手段２０による検出値や、その他のセンサー等の検出結果が伝えられる。制御手段２２は、たとえば圧力検出部２１からの検出値に応じて切換弁１８ｂの接続状態を切り換え、後述する真空状態形成ステップから次のステップへ、清浄化工程を進めることができる。

また、制御手段２２は、圧力検出部２１や検出手段２０の検出値に応じて、少なくとも第１のガス放出手段１６ａおよび第２のガス放出手段１６ｂで構成されるガス導入部１６からのガスの放出量を調整することができる。さらに、制御手段２２は、第１のガス放出手段１６ａにおける放出ガスの切り替えや、第１および第２のガス放出手段１６ａ、１６ｂにおけるガスの放出開始及び放出停止についても、圧力検出部２１や検出手段２０の検出値やその他の信号等に応じて、制御することができる。

以下、図３から図６に示す模式断面図及び表１を用いて、図２に示す容器内清浄化装置１０を用いて行われるフープ２の清浄化方法の一例について、具体的に説明する。なお、図３～図６の模式断面図では、説明の都合上、図２に示す容器内清浄化装置１０に含まれる構成の一部を図示していない場合がある。

表１は、清浄化方法の各段階において、第１のガス放出手段１６ａ、第２のガス放出手段１６ｂ、ドア１３及び真空状態形成部１８がどのような状態であるかをまとめたものである。

図３（ａ）は、表１に示す清浄化方法の第１の段階（待機）を表している。図３（ａ）に示すように、清浄化方法の第１の段階では、容器内清浄化装置１０における第１のガス放出手段１６ａからは、クリーンドライエアーが放出されており、ドア１３が閉じられて外部環境から遮蔽されている清浄化室１１は、クリーンドライエアーで充填されている。また、真空状態形成部１８の切換弁１８ｂは、清浄化室１１を大気圧である第２配管部１８ｅに接続する第２状態にしておく。これにより、清浄化室１１の上方から下方へ向かうクリーンドライエアーの流れが形成されるため、清浄化室１１の内部をよりクリーンな状態に保つことができる。この状態において、図３（ａ）に示すように、工場内のＯＨＴ（オーバーヘッドトランスポート）等を介して、フープ２が載置部１４に搬送および設置される。なお、第１の状態では、第２のガス放出手段１６ｂは停止しており、ガスを放出していない（表２）。

図３（ｂ）は、清浄化方法の第２の段階を表している。図３（ｂ）に示すように、清浄化方法の第２の段階では、フープ２内の清浄化を行う準備処理として、清浄化室１１に不活性ガスを導入する。より具体的には、図２に示す制御手段２２は、フープ２が載置部１４に搬送されたことを検出した後、第１のガス放出手段１６ａが放出するガスをクリーンドライエアーから不活性ガスに切り換え、第１のガス放出手段１６ａから不活性ガスを放出させることにより、清浄化室１１に不活性ガスを導入する。不活性ガスの導入により、図３（ａ）に示す第１の段階において清浄化室１１内に充填されていたクリーンドライエアーは、排出口１８ａから排出されるため、清浄化室１１は不活性ガスで満たされる。

清浄化方法の第２の段階では、載置部１４のスライドテーブル１４ｂが清浄化室１１へ向かって移動し、清浄化室１１の装置開口１２ａは、フープ２の容器主開口２ｂに接続する。さらに、押さえ部材２９の可動アーム２９ａが駆動され、フープ２は押さえ板２９ｂ及び載置部１４によって清浄化室１１に押し当てられる。この際、清浄化室１１とフープ２の間の隙間は、シール部材２３によってシールされ、清浄化室１１とフープ２とは気密に接続する。

図４（ａ）は、清浄化方法の第３の段階（真空形成）を表している。図４（ａ）に示すように、清浄化方法の第３の段階では、図２に示す開閉機構１５が容器主開口２ｂを閉鎖する蓋２ｄおよび装置開口１２ａを閉鎖するドア１３を開き、フープ２内と清浄化室１１とを連通させる。なお、開閉機構１５による蓋２ｄおよびドア１３の開放動作は、図２に示す検出手段２０の検出値により、清浄化室１１の酸素濃度が所定値を下回ったことを検出した後に行われる。

さらに、図４（ａ）に示す清浄化方法の第３の段階では、第１のガス放出手段１６ａからの不活性ガスの放出を停止し、真空状態形成部１８の切換弁１８ｂを、清浄化室１１と負圧形成手段１８ｃとを接続する第１の状態にする。これにより、清浄化室１１および清浄化室１１に連通するフープ２内の気体は、排出口１８ａを介して負圧形成手段１８ｃによって排出され、清浄化室１１およびフープ２内に真空状態が形成される。制御手段２２は、圧力検出部２１による圧力の検出値を監視し、清浄化室１１及びフープ２内があらかじめ設定した真空度（圧力値）に達したことを認識した後、次の段階（第４の段階）へ進む。

図４（ｂ）は、清浄化方法の第４の段階（不活性ガス導入）を表している。清浄化方法の第４の段階では、まず、真空状態形成部１８の切換弁１８ｃを、清浄化室１１の排出側を密閉状態とする第３の状態とする。さらに、図４（ｂ）に示す清浄化方法の第４の段階では、第１のガス放出手段１６ａおよび第２のガス放出手段１６ｂから不活性ガスを放出し、清浄化室１１および清浄化室１１に連通するフープ２内に、不活性ガスを導入する。前工程である第３の段階によって清浄化室１１およびフープ２内は真空状態となっているため、第１のガス放出手段１６ａおよび第２のガス放出手段１６ｂから放出された不活性ガスは、清浄化室１１だけでなく、装置開口１２ａおよび装置開口１２ａを介して連通するフープ２に対しても円滑に導入され、フープ２内を効率的に清浄化することができる。

また、清浄化方法の第４の段階において、制御手段２２は、清浄化室１１およびフープ２内に不活性ガスが導入され、清浄化室１１の圧力が大気圧となったことを、圧力検出部２１の検出値から認識した後、真空状態形成部１８の切換弁１８ｂを、清浄化室１１を大気圧である第２配管部１８ｅに接続する第２状態に変更してもよい。これにより、フープ２内の真空状態が解消されて大気圧となった後も、第２のガス放出手段１６ｂによるフープ２内への不活性ガスの導入を、円滑に継続することができる。

図５（ａ）は、清浄化方法の第５の段階（パージ完了）を表している。図４（ｂ）に示すように、清浄化方法の第５の段階では、第２のガス放出手段１６ｂによる不活性ガスの放出を停止する。より具体的には、図２に示す制御手段２２は、圧力検出部２１や検出手段２０による検出値や、第２のガス放出手段１６ｂによるフープ２内への不活性ガスの導入時間等に基づき、フープ２内の清浄化が完了したと判断した後、第２のガス放出手段１６ｂによる不活性ガスの放出を停止する。この場合、制御手段２２は、排出口１８ａの近傍に配置された検出手段２０の検出値に基づき、不活性ガスの放出を継続するか、停止するかの判断をおこなうことにより、フープ２内の清浄化状態をより適切に反映した制御を行うことができる。なお、制御手段２２は、第５の段階において第２のガス放出手段１６ｂからの不活性ガスの放出を停止した後も、第１のガス放出手段１６ａからの不活性ガスの放出を継続してもよい（表１、図５（ａ））。

図５（ｂ）は、清浄化方法の第６の段階（ドア閉）を表している。図５（ｂ）に示すように、清浄化方法の第６の段階では、図２に示す開閉機構１５が、容器主開口２ｂを閉鎖する蓋２ｄおよび装置開口１２ａを閉鎖するドア１３を閉じ、フープ２内を清浄化室１１から分離させる。さらに、清浄化方法の第６の段階では、第１のガス放出手段１６ａからクリーンドライエアーを放出させ、清浄化室１１にクリーンドライエアーを導入する。より具体的には、図２に示す制御手段２２は、ドア１３および蓋２ｄが閉じられてフープ２内が清浄化室１１から分離されたことを検出した後、第１のガス放出手段１６ａが放出するガスを不活性ガスからクリーンドライエアーに切り換え、第１のガス放出手段１６ａからクリーンドライエアーを放出させることにより、清浄化室１１にクリーンドライエアーを導入する。クリーンドライエアーの導入により、図４（ｂ）～図５（ａ）に示す第４および第５の段階において清浄化室１１内に充填されていた不活性ガスは、排出口１８ａから排出される。

図６（ａ）は、清浄化方法の第７の段階（搬送）を表している。図６（ａ）に示すように、清浄化方法の第７の段階では、載置部１４のスライドテーブル１４ｂが清浄化室１１から離れる方向へ移動し、清浄化室１１の装置開口１２ａとフープ２の容器主開口２ｂとの接続が解除される。スライドテーブル１４ｂは、フープ２をＯＨＴによる受渡位置まで移動させ、受渡位置に移動したフープ２は、所定のタイミングで他の処理装置５０のロードポート装置５１に搬送される。以下、半導体工場内のフープ２が載置部１４に搬送される度に、上述した第１～第７の段階が繰り返される。

なお、図６（ａ）に示すようにフープ２が清浄化室１１から分離された後、次のフープ２が図３（ａ）に示すように載置されるまでの間、第１のガス放出手段１６ａは、連続的にクリーンドライエアーを清浄化室１１に放出しても良いが、たとえば所定時間のクリーンドライエアーの放出を行って清浄化室１１の不活性ガスを排出した後、クリーンドライエアーの放出を停止してもよい。第１のガス放出手段１６ａからのクリーンドライエアーおよび不活性ガスの放出を停止している間は、真空状態形成部１８の切換弁１８ｂは、清浄化室１１の排出側を密閉状態とする第３の状態にされていることが好ましい。また、制御手段２２は、工場内において移動または保管されるウエハ１の状態を統括管理しているホストコンピューターに、清浄化後におけるフープ２内の圧力や気体成分の検出値を送信してもよい。

上述した清浄化方法は、清浄化室１１およびフープ２内を真空状態にするステップを経て、真空状態にしたフープ２内に清浄化ガスを導入することにより、フープ２内を効率的に清浄化することができる。特に、このような清浄化方法によれば、フープ２内に多数のウエハ１が収容されている状態であっても、また、図７に示すフォスビ１０２のように容器内の形状が複雑であっても、一度容器内の気体を排出して真空状態とすることにより、効率的にウエハ搬送容器内を清浄化ガスで満たすことができる。なお、フォスビ１０２は、積み重ね状態での保管等に対応するために、蓋１０２ｄが設けられる側面とは反対側の容器側面１０２ｃ等に、容器の強度を高める突起部１０２ｅが形成されており、フープ２よりも内部の形状が複雑である場合がある。

また、上述した清浄化方法によれば、真空状態形成部１８によってフープ２内の気体を排出することにより、ウエハ１から放出されたアウトガスや、酸素又は水蒸気等を、フープ２から効率的に排出することができる。また、このような清浄化方法によれば、清浄化後におけるフープ２内における清浄化ガスの濃度（純度）を高めることができ、収容されるウエハの酸化等を効果的に防止することができる。

また、表１に示すような清浄化方法によれば、フープ２の清浄化が終了した後は、清浄化室１１をクリーンドライエアー充填状態としておくため、作業者が誤って不活性ガスを吸入する問題を効果的に防止でき、工場設備の安全性の観点で優れている。また、容器内清浄化装置１０から不活性ガスが流出する問題を防止できるため、不活性ガスの消費量も抑制できる。

また、処理装置５０に付随したロードポート装置５１とは別途設置される容器内清浄化装置１０を用いてフープ２内の清浄化を行うことにより、処理室に付随したロードポート装置５１では、清浄化処理を行うことなく迅速に処理前のウエハ１を取り出したり、処理後のウエハ１を収容したフープ２を迅速に移動させたりすることが可能となり、処理装置５０の稼働率を向上させることができる。また、スタンドアローンタイプの容器内清浄化装置１０は、清浄化室１１に、ウエハ１の搬送装置等を設置する必要がないためパーティクルの発生源が少なく、また、清浄化室１１は、ミニエンバイロメント等よりも容積が小さくてよいため、効果的にフープ２内を清浄化することが可能である。

また、容器内清浄化装置１０は、清浄化室１１の環境を変化させる第１のガス放出手段１６ａと、フープ２内を清浄化する第２のガス放出手段１６ｂとを有するため、フープ２内を効率的に清浄化することが可能である。さらに、容器内清浄化装置１０は、規格が統一されている容器主開口２ｂを介してフープ２内の清浄化を行うため、例えば工場内で複数種類のフープ２が使用されるような場合であっても、問題なく使用することができる。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されず、様々な変形例を含むことは言うまでもない。たとえば、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、開閉機構１５によってフープ２の容器主開口２ｂまたは清浄化室１１の装置開口１２ａから取り外された蓋２ｄおよびドア１３は、背面壁部２６に対して斜めに保持されてもよいが、背面壁部２６に対して平行に保持されてもよい。

また、実施形態に係る容器内清浄化装置１０は、第１のガス放出手段１６ａと第２のガス放出手段１６ｂの２つのガス放出手段を有するガス導入部１６を有しているが、容器内清浄化装置１０としてはこれに限定されない。たとえば、変形例に係る容器内清浄化装置は、上述した２つのガス放出手段１６ａ、１６ｂのうちいずれか一方のみを有するガス導入部を有していてもよく、また、ガス導入部が有するガス放出手段は、２種類のガスを切り換えて放出可能なものに限定されず、１種類の清浄化ガスのみを放出可能であってもよい。

表２は、フープ２の清浄化方法の変形例を表したものである。表２に示す変形例の清浄化は、１種類の不活性ガスを放出するガス導入部（例えば図２に示す第２のガス放出手段１６ｂのみ）を用いる点と、清浄化工程の前後でフープ２内が真空状態となっており、フープ２内のウエハ１を真空状態下で保管する点が、表１に示す清浄化方法とは異なる。なお、表２に示す清浄化方法の説明については、表１に示す清浄化方法との相違点を中心に行う。

表２に示す清浄化方法の第１の段階では、ドア１３が閉じられた清浄化室１１の内部において（図３（ａ）参照）、ガス導入部は停止している。また、第１段階で載置部１４に載置されるフープ２内は、フープ２が直前に搬送されていた装置（ロードポート装置等）によって真空状態にされている。清浄化装置の載置部１４に搬送されるフープ２の内圧に関する情報は、工場内を移動するフープ２及びこれに収容されるウエハ１を管理するホストコンピューターから、清浄化装置の制御手段２２に伝えられる。

次に、表２に示すように、清浄化方法の第２の段階では、真空状態形成部１８の切換弁１８ｂを、清浄化室１１と負圧形成手段１８ｃとを接続する第１の状態にする。すなわち、第２段階では、ドア１３及び蓋２ｄを開放する前に、フープ２に対して分離した清浄化室１１が真空状態になるように、清浄化室から気体を排出する予備排出ステップが実施される。これにより、清浄化室１１の圧力を、フープ２内の圧力に対して同等以下とすることができるため、開閉機構１５がフープ２の蓋２ｄを開く動作を、円滑に行うことができる。なお、制御手段２２は、清浄化室１１の圧力を示す圧力検出部２１からの検出値と、ホストコンピューターから受信したフープ２内の内圧とを比較して、清浄化方法の第３段階に進むタイミングを決定することができる。

表２に示す清浄化方法の第３の段階では、開閉機構１５が容器主開口２ｂを閉鎖する蓋２ｄおよび装置開口１２ａを閉鎖するドア１３を開き、フープ２内と清浄化室１１とを連通させる（図４（ａ）参照）。また、切換弁１８ｂは、清浄化室１１と負圧形成手段１８ｃとを接続する第１の状態に維持されるため、清浄化室１１と連通したフープ２内の気体が排出される。

表２に示す清浄化方法の第４の段階では、真空状態形成部１８の切換弁１８ｂを、清浄化室１１の排出側を密閉状態とする第３の状態とした後で、ガス導入部から清浄化室１１およびフープ２へ不活性ガスを導入する。この際、制御手段２２は、不活性ガスの流量又は清浄化室１１の圧力を監視しながら、ガス導入部からの不活性ガスの導入を実施する。

表２に示す清浄化方法の第５の段階では、ガス導入部からの不活性ガスの放出を停止する。制御手段２２は、不活性ガスの流量から算出することにより、又は清浄化室１１の圧力の検出値を認識することにより、清浄化室１１及びフープ２の圧力が、大気圧より低い所定の真空状態（不活性ガス雰囲気の減圧状態）となった時点で、ガス導入部からの不活性ガスの放出を停止する。

表２に示す清浄化方法の第６の段階では、開閉機構１５が、容器主開口２ｂを閉鎖する蓋２ｄおよび装置開口１２ａを閉鎖するドア１３を閉じ、フープ２内を清浄化室１１から分離させる（図５（ｂ）参照）。ただし、表２に示す清浄化方法の第６の段階では、表１及び図５（ｂ）に示す清浄化方法の第６の段階とは異なり、ガス導入部からの不活性ガスの放出は停止されている。また、制御手段２２は、清浄化室１１のドア１３を閉じた後、真空状態形成部１８の切換弁１８ｂを、清浄化室１１を大気圧である第２配管部１８ｅに接続する第２状態に変更する。

表２に示す清浄化方法の第７の段階において、制御手段２２は、載置部１４のスライドテーブル１４ｂを、清浄化室１１から離れる方向へ移動させ、清浄化室１１の装置開口１２ａとフープ２の容器主開口２ｂとの接続を解除する。フープ２は、ＯＨＴによる受渡位置まで動かされ、所定のタイミングで他の処理装置５０のロードポート装置５１に搬送される。以下、上述した第１～第７の段階が繰り返される。

表２に示す清浄化方法によっても、第１に示す清浄化方法と同様に、フープ２内を効率的に清浄化することができる。また、清浄化方法を適用した後のフープ２内を真空状態、特に不活性ガス雰囲気の減圧状態とすることにより、フープ２内のウエハ１が酸化する問題を、効果的に防止することができる。

１… ウエハ
２… フープ
２ｂ… 容器主開口
２ｃ、１０２ｃ…容器側面
２ｄ、１０２ｄ… 蓋
１０… 容器内清浄化装置
１１… 清浄化室
１２… 前面壁部
１２ａ… 装置開口
１３… ドア
１４… 載置部
１４ａ… 固定台
１４ｂ… スライドテーブル
１５… 開閉機構
１６… ガス導入部
１６ａ… 第１のガス放出手段
１６ｂ… 第２のガス放出手段
１８… 真空状態形成部
１８ａ… 排出口
１８ｂ… 切換弁
１８ｃ… 負圧形成手段
１８ｄ… 第１配管部
１８ｅ… 第２配管部
２０… 検出手段
２１… 圧力検出部
２２… 制御手段
２３… シール部材
２４… 側面壁部
２６… 背面壁部
２８… 上面壁部
２９… 押さえ部材
２９ａ… 可動アーム
２９ｂ… 押さえ板
５０… 処理装置
５１… ロードポート装置
１０２… フォスビ
１０２ｅ… 突起部

Claims (6)

1. ウエハを取り出し可能な容器主開口を有するウエハ搬送容器内を清浄化する容器内清浄化装置であって、
   前記ウエハ搬送容器を載置し移動させるスライドテーブルを有する載置部と、
   前記容器主開口に接続する装置開口を備える清浄化室と、
   前記容器主開口を閉鎖する蓋および前記装置開口を閉鎖するドアを開閉し、前記ウエハ搬送容器内と前記清浄化室とを連通させる開閉機構と、
   前記清浄化室から気体を排出し、前記清浄化室および前記清浄化室と連通した前記ウエハ搬送容器内を真空状態にできる真空状態形成部と、
   前記清浄化室および前記清浄化室と連通した前記ウエハ搬送容器内に清浄化ガスを導入可能なガス導入部と、
   前記スライドテーブルとは別途駆動され、前記ウエハ搬送容器の側面であって前記ウエハ搬送容器の中心より上側に接触し、前記清浄化室と連通する前記ウエハ搬送容器を、前記清浄化室に向かって押さえつける押さえ部材と、を有し、
   前記ガス導入部は、前記清浄化室の上部に配置され、前記清浄化室の下方に向かって、クリーンドライエアーと不活性ガスとを切り替えて放出可能な第１のガス放出手段と、
   前記清浄化室内に配置され、前記清浄化室の側面壁部に配置される放出口を有し、前記装置開口に向かって不活性ガスを放出可能な第２のガス放出手段と、を有し、
   前記ウエハ搬送容器は、前記押さえ部材と、前記載置部によって前記清浄化室に押し当てられることにより、載置した前記スライドテーブルから傾くことが防止されることを特徴とする容器内清浄化装置。
2. 前記装置開口を取り囲むように設けられており、前記清浄化室と連通する前記ウエハ搬送容器と前記清浄化室との隙間をシールするシール部材を有することを特徴とする請求項１に記載の容器内清浄化装置。
3. 前記開閉機構は、前記真空状態形成部によって真空状態にした前記清浄化室に対して、前記ウエハ搬送容器内を連通させることを特徴とする請求項１に記載の容器内清浄化装置。
4. 前記清浄化室の圧力を検出する圧力検出部をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の容器内清浄化装置。
5. 前記清浄化室は、前記装置開口に対向している背面壁部を有しており、前記装置開口から前記背面壁部までの距離は、前記ウエハの直径以下であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の容器内清浄化装置。
6. ウエハを取り出し可能な容器主開口を有するウエハ搬送容器内を清浄化する清浄化方法であって、
   前記ウエハ搬送容器を、前記ウエハ搬送容器を移動可能なスライドテーブルを有する載置部に載置するステップと、
   前記スライドテーブルが移動し、前記ウエハ搬送容器と清浄化室とを接続するステップと、
   前記スライドテーブルとは別途、押さえ部材を駆動し、前記ウエハ搬送容器の側面であって前記ウエハ搬送容器の中心より上側に接触させ、前記清浄化室と連通する前記ウエハ搬送容器を、前記清浄化室に向かって押さえつけるステップと、
   前記容器主開口を閉鎖する蓋および前記容器主開口に接続する装置開口を閉鎖するドアを開き、前記ウエハ搬送容器内と前記装置開口を備える前記清浄化室とを連通させるステップと、
   前記清浄化室から気体を排出し、前記清浄化室および前記清浄化室と連通した前記ウエハ搬送容器内を真空状態にするステップと、
   前記清浄化室および前記清浄化室と連通した前記ウエハ搬送容器内に不活性ガスを導入するステップと、
   前記蓋および前記ドアを閉じ、前記ウエハ搬送容器内を前記清浄化室から分離させるステップと、
   前記ウエハ搬送容器に対して分離した前記清浄化室内が真空状態になるように、前記清浄化室内から気体を排出する予備排出ステップと、を有し、
   前記ウエハ搬送容器内と前記清浄化室とを連通させるステップは、前記予備排出ステップの後に、前記清浄化室内を真空状態として行われ、
   前記ウエハ搬送容器は、前記押さえ部材と、前記載置部によって前記清浄化室に押し当てられることにより、載置した前記スライドテーブルから傾くことが防止されることを特徴とする清浄化方法。
   

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