JP7110663B2 - ウエハ収容容器及びウエハ収容容器の清浄化方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウエハを収容する収容空間の気体を検出するセンサー部を有するウエハ収容容器等に関する。

たとえば半導体の製造工程では、スミフ（ＳＭＩＦ）やプープ（ＦＯＵＰ）と呼ばれるウエハ収容容器を用いて、各処理装置の間のウエハの搬送や、ウエハの保管が行われる。

ここで、ウエハが収容されるウエハ収容容器内の環境は、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。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、容器の内部又は容器と連通する空間に清浄化ガスを導入するガスパージ等の技術が提案されている。また一方で、容器内の清浄度を所定の状態に清浄化する技術として、容器に配管を接続し、収容容器内の気体を外部の環境制御ユニットとの間で循環させ、ウエハ収容容器内の水分濃度や酸素濃度を制御する技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００３－３４７３９７号公報

しかしながら、収容容器内の気体を外部に導出して制御する従来の方法では、一度収容容器内の気体を外部に導出しない限り収容容器内の清浄度を検出することができない。そのため、収容容器内の清浄度を検出するためには、清浄度が十分に高い容器についても、清浄度が低い容器についても、一律に収容容器内の気体を外部に導出する工程が必要となる不都合が生じており、処理の効率化が望まれている。また、一方で、ウエハを収容する収容空間の内部に検出機構を設ける方法では、検出機構自体からの発塵により、収容空間の清浄度に悪影響を与える問題が考えられる。

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、収容空間の清浄度に与える影響が小さく、かつ容易に収容空間の気体を検出可能な検出機構を有するウエハ収容容器などを提供する。

上記目的を達成するために、本発明に係るウエハ収容容器は、
内部にウエハを収容する収容空間を有するウエハ収容部と、
前記収容空間の気体を検出するセンサー部と、前記センサー部からの信号が入力されるデータ処理部とを有しており、前記ウエハ収容部の底壁である収容部底壁によって前記収容空間に対して隔てられて、前記収容部底壁の外側面である底壁外面または前記底壁外面より下方に設置される検出機構と、を有しており、
前記収容部底壁には、前記収容空間と前記センサー部とを連通させる通気孔が形成されており、前記センサー部は、前記通気孔を介して前記収容空間の気体に接触することを特徴とする。

本発明に係るウエハ収容容器では、検出機構がウエハ収容部の底壁外面またはこれより下方に設けられており、収容部底壁に形成された通気孔を介して、センサー部が収容空間の気体に接触する。このため、このようなウエハ収容容器では、他の装置等によってウエハ収容容器の外部に収容空間の気体を導出しなくても、収容空間内の雰囲気を検出できる。また、検出機構が、収容空間の内部ではなく、収容空間の外に設けられているため、検出機構からの発塵が、収容空間の清浄度に与える影響を小さくすることができる。また、検出機構が収容部底壁によって収容空間から隔てられるため、このようなウエハ収容容器は、収容空間内に生じるウエハからのアウトガスなどによって検出機構が損傷を受ける問題を防止できる。また、検出機構がウエハ収容部の下方に設けられているため、検出機構自体が外部からの衝撃を受けることを防止することができ、また、ウエハ収容容器の外形寸法が大きくなることを防止できる。

また、例えば、前記検出機構は、前記底壁外面に取り付けられているアタッチメント部材であってもよい。

検出機構を、着脱可能なアタッチメント部材とすることにより、このようなウエハ収容容器は、検出機構の修理やメンテナンスが容易である。また、底壁外面に取り付けられることにより、収容部底壁に形成される通気孔との位置合わせを、精度良く行うことが可能である。また、検出機構が収容空間の外部に設けられているため、アタッチメント部材の脱着時における部品同士の接触に伴う発塵が、収容空間の清浄度に与える影響を抑制することができる。

また、例えば、前記検出機構は、前記センサー部及び前記データ処理部に電力を供給する電源部を備えていてもよい。

検出機構が電源部を備えることにより、このような検出機構は、外部からの電力供給を受けなくても、収容空間の気体を検出することができる。したがって、このようなウエハ収容容器は、特定の装置に設置されている場合だけでなく、半導体工場内を搬送されている間など、ウエハ収容容器がいろいろな状態にある場合において、収容空間の気体を検出できる。

また、例えば、前記収容部底壁に設けられており、前記収容空間の気体を外部に導出させる底部導出ポートを有していてもよく、
前記通気孔は前記底部導出ポートの一部であってもよい。

通気孔が底部導出ポートの一部であることにより、検出機構のセンサー部に対して、専用の通気孔を設ける必要がない。また、このようなウエハ収容容器は、収容空間に清浄化ガスを導入する際、底部導出ポート周辺の気体を検出することにより、清浄化ガスの導入位置ではなく、収容空間における排出位置周辺の気体を検出できる。このような検出機構は、清浄化処理によりウエハ内が適切に清浄化されたかどうかを、精度よく確認することが可能である。

また、例えば、前記検出機構は、前記センサー部を含み前記底部導出ポート内に配置される第１部分と、前記データ処理部を含み前記底部導出ポートから離間する位置に配置されてる第２部分と、前記第１部分と前記第２部分とを接続する第３部分と、を有してもよい。

通気孔が底部導出ポートの一部である場合、センサー部を含む第１部分を底部導出ポート内に配置し、第２部分を程度導出ポートから離間する位置に配置することにより、狭い底部導出ポートの内部で、センサー部と収容空間の気体とを接触させることができる。

また、例えば、前記第１部分は、前記センサー部が配置される先端部と、前記先端部と前記第３部分との間の部分であって前記先端部に接続しており、前記底部導出ポート内において前記先端部から下向に延びる接続部と、を有してもよい。

先端部にセンサー部を配置することにより、センサー部を収容空間に対して、より近づけて配置することができる。そのため、このようなセンサー部は、収容空間の気体を、精度よく検出することができる。また、先端部から下方に延びる接続部を有することにより、収容部底壁を避けて、第１部分を第３部分に対してつなぐことができる。

また、例えば、前記通気孔には、防水機能を有する通気性フィルターが設けられていてもよく、前記センサー部の表面に、防水機能を有する通気性フィルターが設けられていてもよい。

通気孔またはセンサー部の表面に、防水機能を有する通気性フィルターが設けられることにより、ウエハ収容部を洗浄等する場合に、センサー部が浸水してしまう問題を防止できる。

また、本発明に係るウエハ収容容器は、前記収容部底壁の下方に設けられており、前記ウエハ収容容器の容器底面の少なくとも一部を構成する底板を有してもよく、
前記検出機構は、前記収容部底壁と前記底板との間に設置されていてもよい。

収容部底壁と底板との間に検出機構を設けるウエハ搬送容器は、位置決めピンなどを収容するために生じる空間を利用して検出機構を配置することができるため、小型化に適している。また、検出機構の下方に底板が位置するため、検出機構が、接地面の突起構造などに衝突することを防止できる。

また、例えば、前記検出機構は、前記ウエハ収容部の動きを検出して前記データ処理部に出力する動き検出センサー部を有してもよい。

このような検出機構は、例えば角速度センサーや加速度センサーのような動き検出センサーにより、ウエハ収容部の動きを検出し、収容空間に収容されるウエハが受ける衝撃などを算出することができる。

本発明の第１の観点に係るウエハ収容容器の清浄化方法は、上記のいずれかのウエハ収容容器が有する前記検出機構により、前記収容空間の気体を検出する検出ステップと、
前記検出ステップによる検出結果から、前記収容空間の清浄化を実施するか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップによる判断結果に応じて、清浄化ガス供給手段により前記収容空間に清浄化ガスを導入し、前記収容空間の清浄化を実施する清浄化ステップと、を有する。

このような清浄化方法によれば、収容空間の気体を精度よく検出し、清浄化の実施の必要性を正確に判断したうえで、必要な場合のみに収容空間の清浄化を実施することができる。そのため、このような清浄化方法によれば、ウエハを酸化などから効果的に守ることができることに加え、すでに収容空間が清浄である場合などは清浄化を実施しないことにより、ウエハに対する処理を効率化することができる。

本発明の第２の観点に係るウエハ収容容器の清浄化方法は、検出機構が動き検出センサー部を有するウエハ収容容器において、ウエハ収容容器が有する前記検出機構により、前記ウエハ収容部の動きを検出する検出ステップと、
前記検出ステップによる検出結果から、前記収容空間の清浄化を実施するか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップによる判断結果に応じて、清浄化ガス供給手段により前記収容空間に清浄化ガスを導入し、前記収容空間の清浄化を実施する清浄化ステップと、を有する。

このような清浄化方法によれば、ウエハ収容部が振動を生じたり、ウエハ収容部に外部から衝撃が加えられた場合など、収容空間内の清浄度が低下するおそれのあるウエハ収容部の動きを検出した場合、収容空間の清浄化を実施することができる。これにより、第２の観点に係るウエハ収容容器の清浄化方法は、収容空間を清浄な状態に保つことができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るウエハ収容容器及びウエハ収容容器内清浄化装置の概略図である。 図２（ａ）は、図１に示すウエハ収容容器の筐体内を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図（ａ）の部分拡大図である。 図３は、図２に示すウエハ収容容器に取り付けられた検出機構およびその周辺部分を示す概略斜視図である。 図４は、図３に示す検出機構及びその周辺部分を表す概略断面図である。 図５は、図３及び図４に示す検出機構の概略回路構成を示す概念図である。 図６は、図１に示すウエハ収容容器内清浄化装置の載置台周辺を示す概略斜視図である。 図７は、図１に示すウエハ収容容器内雰囲気検出機構とウエハ収容容器内清浄化装置との通信を説明する概念図である。 図８は、ウエハ収容容器を容器底面側から見た底面図である。 図９は、変形例に係る検出機構を表す概略斜視図である。 図１０は、本発明の一実施形態に係るウエハ収容容器の清浄化方法の一例を表すフローチャートである。

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ウエハ収容容器としてのフープ２０と、フープ２０を清浄化する装置の一例としてのロードポート装置４０と、を表す概略図である。

ロードポート装置４０は、フープ２０内からウエハ１０を取り出し、図示しない半導体処理装置へ搬送するためのイーフェム（ＥＦＥＭ）６０の一部を構成する。ロードポート装置４０は、イーフェム６０内に形成されるウエハ搬送室６６の壁部６４に設置され、ウエハ１０を半導体処理室へ移動させるためのインターフェースの一部として機能する。イーフェム６０のウエハ搬送室６６内は、ファンフィルタユニット等を用いて一定の清浄環境に維持される。また、ウエハ搬送室６６には、フープ２０からウエハ１０を取り出すためのロボットアームを有する搬送ロボット６２等が設けられている。

ロードポート装置４０は、フープ２０を設置する載置台４６を有する。載置台４６のＺ軸方向の上部には、ウエハ１０を密封して収容及び搬送するフープ（ＦＯＵＰ）２０が、着脱自在に載置可能になっている。載置台４６は、フープ２０を上部に載置した状態で、図６に示す位置から図１に示す位置までＹ軸方向に移動することができる。なお、図面において、Ｙ軸が載置台４６の移動方向を示し、Ｚ軸が鉛直方向の上下方向を示し、Ｘ軸がこれらのＹ軸およびＺ軸に垂直な方向を示す。

図１に示すロードポート装置４０は、フープ２０の蓋部２３を開くためのドア４７を有している。ロードポート装置４０は、フープ２０が壁部６４の開口に係合する位置までフープ２０を移動させた後、ドア４７を用いてフープ２０の蓋部２３を開放することにより、フープ２０における筐体部２２内部と、ウエハ搬送室６６とを、筐体部２２の主開口２２ａを介して機密に連結することができる。

また、図１に示すロードポート装置４０は、ウエハ収容容器であるフープ２０内を清浄化するウエハ収容容器内清浄化装置としても機能する。ロードポート装置４０は、フープ２０内に清浄化ガスを導入する清浄化ガス導入部であるフロントパージノズル４１と、ボトムパージノズル４２とを有している。フロントパージノズル４１は、ウエハ搬送室６６に連結された主開口２２ａの近傍に配置されている。フロントパージノズル４１は、フープ２０の主開口２２ａに向かって清浄化ガスを放出し、フープ２０内に清浄化ガスを導入する。なお、フープ２０内を清浄化する清浄化ガスとしては、特に限定されないが、窒素ガス等の不活性ガスやドライエア等が挙げられ、窒素ガスが好ましい。

ボトムパージノズル４２は、載置台４６から突出し、フープ２０における筐体部２２の収容部底壁２２ｂに設けられる底部導出ポート２４または底部導入ポート２５に連結する。ボトムパージノズル４２は、主開口２２ａに対して、容器底面２０ａの中央位置より離れた位置に設けられる底部導入ポート２５に連結する導入ノズル４２ａと、主開口２２ａに対して、容器底面２０ａの中央位置より近い位置に設けられる底部導出ポート２４に連結する排出ノズル４２ｂとを有する。導入ノズル４２ａは、清浄化ガスを放出することができ、導入ノズル４２ａから放出された清浄化ガスは、底部導入ポート２５を介してフープ２０内に導入される。また、導入ノズル４２ａから清浄化ガスを放出すると同時に、排出ノズル４２ｂを介してフープ２０内の気体を排出することにより、フープ２０内の雰囲気を効率的に清浄化することが可能である。

フロントパージノズル４１及びボトムパージノズル４２の導入ノズル４２ａによる清浄化ガスの導入は、ロードポート装置４０の制御部４３によって制御される。制御部４３は、例えばフロントパージノズル４１及び導入ノズル４２ａに清浄化ガスを供給する配管部に設けられた電磁弁を開閉することにより、フープ２０内への清浄化ガスの導入を制御する。また、制御部４３は、ボトムパージノズル４２の排出ノズル４２ｂからの排出流量を調整することにより、フープ２０内への清浄化ガスの導入を制御してもよい。なお、排出ノズル４２ｂによるフープ２０内の気体の排出は、強制排気であってもよく、自然排気であってもよい。

ロードポート装置４０は、フープ２０に設けられる検出機構３０から、フープ２０内における雰囲気の検出結果を含む第１情報や、検出機構３０における蓄電部３４（図５参照）の電圧が所定値以上になった際に送信される第２情報等を受信する受信部４４を有する。受信部４４は、モデム等を有しており、少なくとも載置台４６に載置中のフープ２０に設けられる検出機構３０の送信部３２（図５参照）と通信することができる。また、受信部４４は、後述するように、検出機構３０の送信部３２に対して、制御信号を含む各種の信号を送信することができる。制御部４３は、受信部４４が受信した清浄度に関する第１情報に応じて、フロントパージノズル４１及びボトムパージノズル４２を制御し、フープ２０内を清浄化することができる。受信部４４及び受信部４４を介して得られる情報を用いたフープ２０内の清浄化方法については、後ほど詳述する。

図１においてロードポート装置４０の載置台４６に載置されているフープ２０は、半導体工場内などにおいてウエハ１０を収容して保管したり、半導体工場内の装置間でウエハ１０を搬送したりするための収容容器である。フープ２０は箱型（略直方体）の外形状を有しており、フープ２０の内部には、ウエハ１０を内部に収納するための収容空間２１ａが形成されている。

フープ２０は、内部にウエハ１０を収容する収容空間２１ａを有するウエハ収容部２１を有する。図１に示すように、ウエハ収容部２１は、筐体部２２と、筐体部２２に対して着脱自在である蓋部２３とを有する。蓋部２３を取り外した状態のフープ２０の斜視図である図２に示すように、筐体部２２の側面には、収容空間２１ａからウエハ１０を搬出し、また、収容空間２１ａにウエハ１０を搬入するための主開口２２ａが形成されている。筐体部２２の内部には、水平に保持された複数のウエハ１０を、鉛直方向に重ねるための棚（図示省略）が配置されており、ここに載置されるウエハ１０は、その間隔を一定としてフープ２０の内部に収容される。

図１に示すように、蓋部２３は、筐体部２２の主開口２２ａに着脱自在に設けられている。ロードポート装置４０は、蓋部２３に対してドア４７を係合させ、蓋部２３と係合したドア４７をウエハ搬送室６６内に移動させることにより、筐体部２２の主開口２２ａを開くことができる。

図２に示すように、筐体部２２は、ウエハ収容部２１の底壁である収容部底壁２２ｂと、ウエハ収容部２１の側壁である収容部側壁２２ｃと、ウエハ収容部２１の天壁である収容部天壁２２ｄを有する。収容部底壁２２ｂは、収容部側壁２２ｃおよび収容部天壁２２ｄと一体に成形されている。筐体部２２の主開口２２ａが蓋部２３で閉鎖されると、ウエハ１０を収容する収容空間２１ａは、収容部底壁２２ｂ、収容部側壁２２ｃ、収容部天壁２２ｄ及び蓋部２３によって周辺を囲まれ、密閉空間となる。

図１及び図２に示すように、収容部底壁２２ｂには、２つの底部導出ポート２４と、２つの底部導入ポート２５とが設けられている。図１に示すように、主開口２２ａに対して、容器底面２０ａの中央位置より離れた位置に設けられる２つの底部導入ポート２５には、ロードポート装置４０の導入ノズル４２ａが連結され、底部導入ポート２５を介して収容空間２１ａに清浄化ガスが導入される。

また、主開口２２ａに対して、容器底面２０ａの中央位置より近い位置に設けられる２つの底部導出ポート２４には、ロードポート装置４０の排出ノズル４２ｂが連結され、底部導出ポート２４を介して、収容空間２１ａの気体が、フープ２０の外部に導出される。

図２に示すように、フープ２０は、収容部底壁２２ｂの下方に設けられており、フープ２０の容器底面２０ａの少なくとも一部を構成する底板２６を有する。フープ２０を斜め下方向から見た図３に示すように、底板２６には、主開口側からの切り欠き２６ａや、貫通孔２６ｂなどが形成されている。図１に示すロードポート装置４０の排出ノズル４２ｂは、貫通孔２６ｂを通過して、フープ２０の底部導出ポート２４に接続する。

図１に示すように、フープ２０は、収容空間２１ａの気体の状態などを検出する検出機構３０を有する。図３に示すように、検出機構３０は、収容部底壁２２ｂによって、ウエハ１０を収容する収容空間２１ａ（図１参照）によって隔てられている。図３に示すように、検出機構３０は、収容部底壁２２ｂの外側面である底壁外面２２ｂｂに設置されている。

検出機構３０は、底壁外面２２ｂｂに取り付けられているアタッチメント部材となっており、検出機構３０は、底壁外面２２ｂｂに対して着脱自在である。ただし、検出機構３０は、底壁外面２２ｂｂより下方の他の部材、たとえば底板２６などに設置されていてもよい。また、図３に示すように、検出機構３０（特に検出機構３０におけるセンサー部３１（図４参照）は、主開口２２ａに対して近い位置に設けられているが、計測機構３０の配置はこれに限定されない。

断面図である図４に示すように、検出機構３０は、Ｚ軸方向である高さ方向に関して、収容部底壁２２ｂと底板２６との間に配置されており、検出機構３０の厚みは、収容部底壁２２ｂと底板２６との間に形成される隙間と同様か、もしくは隙間より薄くなっている。フープ２０は、位置決めピン４８（図６参照）などを収容するために生じる上下方向のギャップを利用して検出機構３０を配置することにより、小型化を実現できる。

図４に示すように、検出機構３０は、収容空間２１ａの気体を検出するセンサー部３１と、センサー部３１からの信号が入力されるデータ処理部３７とを有する。また、検出機構３０の概略回路構成を表す図５に示されるように、検出機構３０は、センサー部３１及びデータ処理部３７の他に、センサー部３１及びデータ処理部３７に電力を供給する電源部３３およびこれらを収容するケース等を有する。検出機構３０を着脱可能なアタッチ部材とすることにより、フープ２０の洗浄時等には検出機構３０を取り外すことが可能であり、また、必要に応じて、検出機構３０を他のフープ２０に付け替えて使用することができる。ただし、検出機構３０はフープ２０に対して着脱不可に設置されていてもよい。

図４に示すように、センサー部３１は、収容部底壁２２ｂに形成される通気孔２２ｂａの直下に配置される。すなわち、収容部底壁２２ｂの部分拡大図である図２（ｂ）に示すように、収容部底壁２２ｂには、ウエハ１０を収容する収容空間２１ａとセンサー部３１（図４参照）とを連通させる通気孔２２ｂａが形成されている。図４に示すように、収容空間２１ａと通気孔２２ｂａとは、連続する一つの空間を形成するため、センサー部３１は、通気孔２２ｂａを介して、収容空間２１ａの気体に接触することができる。

センサー部３１は、通気孔２２ｂａの下方開口を塞ぐように設けられているため、検出機構３０におけるセンサー部３１以外の部分は、収容空間２１ａの気体に接触しないようになっている。通気孔２２ｂａには、防水機能を有する通気性フィルター３９が設けられており、収容空間２１ａからセンサー部３１へ、水などの液体などが侵入することを防止している。通気性フィルター３９は、センサー部３１における気体との接触面を保護するように、センサー部３１の表面に設けられていてもよい。

センサー部３１は、収容空間２１ａの気体、例えば収容空間２１ａの気体の成分や気体の清浄度（気体に含まれるパーティクルの多少）等を検出するセンサーを有する。センサー部３１が有するセンサーとしては、収容空間２１ａの清浄度を検出するものであれば特に限定されないが、例えば、酸素濃度計、水分（水蒸気）濃度計、窒素濃度計、差圧計、パーティクルカウンタなどが挙げられる。

図５に示すように、データ処理部３７は、送信部３２と通信制御部３６とを有する。センサー部３１による検出結果を含む第１情報は、センサー部３１からの出力信号として、データ処理部３７の送信部３２に入力される。送信部３２は、センサー部３１による検出結果を含む第１情報を、ロードポート装置４０の受信部４４に無線送信する。

図５に示す送信部３２は、フープ２０内における雰囲気の検出結果を含む第１情報や、検出機構３０における蓄電部３４の電圧が所定値以上になった際に送信される第２情報等を、ロードポート装置４０の受信部４４（図１及び図７参照）へ無線送信する。送信部３２は、受信部４４から、検出機構３０に関する制御信号を受信することも可能である。送信部３２は、モデムやアンテナ等で構成されるが、送信部３２の具体的な構成については特に限定されない。

図５に示すように、電源部３３は、充放電が可能な蓄電部３４と、外部からのエネルギー供給を受け、蓄電部３４を充電する受給部３５とを有する。蓄電部３４としては、たとえば、全固体電池、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）、リチウムイオン二次電池などが例示され、特に限定されないが、電解質として固体のセラミック材料を利用する全固体電池が、空間の汚染を防止し、安全性を高める観点などから好ましい。受給部３５としては、例えば、電磁的なエネルギー以外のエネルギーを電気エネルギーに変換して発電する発電素子と、電磁的なエネルギーを外部から受け取る受電素子とが挙げられる。発電素子としては、太陽電池、振動発電素子、などが例示され、受電素子としては、非接触充電用の受電コイルなどが例示される。

本実施形態に係る受給部３５は、図６に示す給電コイル４５ａに対応する非接触充電の受電コイルを有する。図４に示す受給部３５の受電コイルは、図６に示すロードポート装置４０における載置台４６の表面に設けられる給電コイル４５ａから、電磁誘導による電力の供給を受けることができる。受給部３５で受け取るか、又は生じた電力は、蓄電部３４に蓄えられ、送信部３２による情報の送受信や、センサー部３１によるフープ２０内の雰囲気の検出に使用される。

図５に示すデータ処理部３７における通信制御部３６は、電源部３３から送信部３２への電力の供給を制御する。たとえば、通信制御部３６は、送信部３２が通信を行わない非通信期間においては、電源部３３から送信部３２への電力の供給を遮断することができる。これにより、送信部３２を待機状態（スリープ状態）とするために消費する電力を削減し、電源部３３の電力を有効利用することができる。

また、通信制御部３６は、蓄電部３４の電圧が所定値以上になると、雰囲気の検出結果に関する第１情報とは異なる第２情報を、ロードポート装置４０の受信部４４へ無線送信するように、送信部３２を制御することができる。このような構成とすることにより、フープ２０と共に搬送される間に、検出機構３０における蓄電部３４の電圧が所定値未満になったとしても、受給部３５を介して充電が行われることにより、蓄電部３４の電圧が所定値以上に回復した場合は、検出機構３０の動作が可能となる。すなわち、蓄電部３４の電圧が所定値以上に回復した場合は、確認要求信号等で構成される第２情報をロードポート装置４０の受信部４４が受信することにより、対象となる検出機構３０が、通信および検出動作が可能な状態であることを、ロードポート装置４０が認識することができる。したがって、ロードポート装置４０は、たとえ検出機構３０の送信部３２が常に信号を送受信できる待機状態に維持されていなくても、第２情報を受信した後に、受信部４４を介して制御信号を検出機構３０に送信することにより、検出機構３０を動作させてフープ２０内の雰囲気の検出結果を得ることができる。

データ処理部３７の通信制御部３６は、電源部３３から送信部３２への電力の供給だけでなく、電源部３３からセンサー部３１への電力の供給や、送信部３２やセンサー部３１の動作についても制御する。通信制御部３６は、たとえばマイクロプロセッサなどで構成されるが、通信制御部３６の具体的な構成については特に限定されない。

図６は、ロードポート装置４０の載置台４６周辺を示す概略斜視図であり、図７は、フープ２０に含まれる検出機構３０とロードポート装置４０との通信状態を説明する概念図である。図６及び図７に示すように、ロードポート装置４０は、載置台４６の上面に設けられた給電部４５を有している。給電部４５は、図６に示すように非接触充電用の給電コイル４５ａを有している。給電コイル４５ａは、載置台４６にフープ２０が載置された状態において、検出機構３０の受給部３５（図４参照）に対向するように設けられており、電磁誘導により受給部３５に電力を供給することができる。

図７に示すように、ロードポート装置４０の受信部４４と、フープ２０に含まれる検出機構３０に備えられる送信部３２（図５参照）とは、フープ２０内の雰囲気の検出結果に関する第１情報や、蓄電部３４の電圧に関連する第２情報や、その他の制御情報等を、無線通信する。受信部４４と送信部３２との間の通信で使用される無線周波数は、特に限定されないが、ＷｉＦｉおよびブルートゥース（登録商標）のような２．４ＧＨｚ帯であってもよく、２．４ＧＨｚ帯よりも通信距離が長いサブギガＨｚ（９２０ＭＨｚ帯）であってもよい。また、この無線周波数に関して、IrDA規格等にて規格化される赤外線通信を用いることが好ましい。赤外線通信は伝送速度が他の方式よりも劣ることはあるものの、通信可能範囲が限られることから、工場内で使用されうる他の周波数帯における無線通信との干渉等による影響を受けることが少なく、またこのような他の無線通信に対して干渉等による影響を与えることも防ぐことが可能となるためである。

図７に示すように、ロードポート装置４０の受信部４４は、フープ２０に設けられた検出機構３０から、フープ２０における収容空間２１ａの気体の検出結果に関する第１情報を受け取り、ロードポート装置４０の制御部４３は、検出結果に応じて、図１に示すフロントパージノズル４１やボトムパージノズル４２のような清浄化ガス導入部を制御することにより、効率的かつ適切に収容空間２１ａを清浄化することができる。また、検出機構３０で計測された収容空間２１ａの雰囲気の検出結果は、受信部４４を介して、又は直接に、工場内のＨＯＳＴコンピュータ８０に送られてもよい。ＨＯＳＴコンピュータ８０は、ウエハ１０の品質に関するパラメータと、収容空間２１ａの気体の検出結果との相関を算出することにより、フープ２０における収容空間２１ａの清浄度に関する要求値を算出し、これをフープ２０の清浄化処理を開始・停止させる際に用いる閾値として使用してもよい。

図１０は、図１に示すロードポート装置４０と、検出機構３０を設けたフープ２０で行われる収容空間２１ａの清浄化方法の一例を表すフローチャートである。図１０に示すステップＳ００１では、ロードポート装置４０の制御部４３が、フープ２０が載置台４６に正しく載置されたことを検出する。次に、図１０に示すステップＳ００２では、ロードポート装置４０の制御部４３が、載置台４６の上面に設けられた給電部４５を駆動し、フープ２０に設けられた検出機構３０の受給部３５（図５参照）へ給電を行う。これにより、検出機構３０における蓄電部３４（図５参照）が充電され、蓄電部３４の電圧が上昇する。

図１０に示すステップＳ００３では、フープ２０内に設けられた検出機構３０の通信制御部３６が、送信部３２を制御し、蓄電部３４の電圧が所定値以上に回復した際に送る第２情報を、ロードポート装置４０の受信部４４へ送信する。ロードポート装置４０の受信部４４が第２情報を受信することにより、ロードポート装置４０の制御部４３は、検出機構３０が動作可能な状態であることを認識する。

図１０に示すステップＳ００４では、検出機構３０が、フープ２０における収容空間２１ａの気体を検出する。具体的には、検出機構３０が動作可能な状態であることを示す第２情報を受信したロードポート装置４０は、受信部４４を介して、検出機構３０の送信部３２に対して、検出機構３０による収容空間２１ａの気体の検出動作を開始させる旨の制御信号を送信する。送信部３２を介して制御信号を受信した検出機構３０では、センサー部３１を作動させ、収容空間２１ａの気体を検出する（検出ステップ）。さらに、検出機構３０の送信部３２は、センサー部３１による検出結果を含む第１情報を、ロードポート装置４０の受信部４４に無線送信する。

図１０に示すステップＳ００５では、ロードポート装置４０の受信部４４が、検出機構３０の送信部３２が送信した第１情報を受信する。さらに、図１０に示すステップＳ００６では、ロードポート装置４０の制御部４３が、検出ステップによる検出結果から、収容空間２１ａの清浄化を実施するか否かを判断する（判断ステップ）。たとえば、判断ステップにおいて、制御部４３は、検出ステップで取得された第１情報が、収容空間２１ａの清浄化が所定の値以上であることを示すものであった場合、清浄化処理を開始せず、図１０に示す一連の処理を終了する。これに対して、制御部４３は、検出ステップで取得された第１情報が、収容空間２１ａの清浄化が所定の値を下回るものであることを示すものであった場合、ステップＳ００６へ進み、清浄化処理を開始する。

図１０に示すステップＳ００６では、ロードポート装置４０の制御部４３が、判断ステップによる判断結果に応じて、フロントパージノズル４１やボトムパージノズル４２などの清浄化ガス供給手段により収容空間２１ａに清浄化ガスを導入し、フープ２０における収容空間２１ａの清浄化を実施する（清浄化ステップ）。この場合において、ロードポート装置４０の制御部４３は、受信部４４が受信した第１情報に含まれる検出結果に応じて、フープ２０に対する清浄化動作を変更してもよい。

例えば、ロードポート装置４０の制御部４３は、図１に示すフロントパージノズル４１やボトムパージノズル４２を用いてフープ２０の収容空間２１ａに清浄化ガスを導入し、フープ２０内の清浄化処理を開始する。なお、ロードポート装置４０がフープ２０の蓋部２３を開放し、収容空間２１ａとウエハ搬送室６６とを連通させる工程は、図１０のステップＳ００２からステップＳ００５の間に並行して行われてもよく、ステップＳ００６によって清浄化動作を行うことを決定された後に、行われてもよい。

図１に示すフロントパージノズル４１やボトムパージノズル４２を介して収容空間２１ａに清浄化ガスを導入している間も、検出機構３０は、ロードポート装置４０からの制御信号に応じて、又は自動的に、収容空間２１ａの清浄度を検出し、検出結果を含む第１情報をロードポート装置４０に送信する。また、この際、ロードポート装置４０の制御部４３は、必要に応じて給電部４５を動作させ、検出機構３０に電力を供給することができる。

図１０に示すステップＳ００７では、ロードポート装置４０の受信部４４が、清浄化動作中における収容空間２１ａの清浄度の検出結果を含む第１情報を受信する。ロードポート装置４０の制御部４３は、受信部４４が受信した第１情報に含まれる検出結果に基づき、フープ２０に対する清浄化動作を継続するか、終了するかを判断する。

すなわち、ロードポート装置４０の制御部４３は、ステップＳ００７で受信した第１情報に含まれる検出結果により、収容空間２１ａの清浄度が所定値未満であることを認識した場合は、ステップＳ００６で開始した清浄化動作を継続する。一方、ステップＳ００７で受信した第１情報に含まれる検出結果により、収容空間２１ａの清浄度が所定値以上であることを認識した場合は、ステップＳ００８へ進み、一連の動作を終了する。

このように、ロードポート装置４０及び図１０に示すような清浄化方法では、ロードポート装置４０が、ウエハ１０を収容する収容空間２１ａの気体の検出結果を認識することができるため、フープ２０に対して適切かつ効率的な清浄化処理を実施することができる。また、フープ２０の下部に設けられた検出機構３０によって雰囲気を検出するため、フープ２０外部の機構によって収容空間２１ａの気体を外部に導出しなくても、収容空間２１ａの雰囲気を容易かつ正確に認識することができる。

また、図３及び図４に示すように、フープ２０では、検出機構３０が、収容空間２１ａの内部ではなく、収容空間２１ａの外に設けられているため、検出機構３０からの発塵が、収容空間２１ａの清浄度に与える影響を小さくすることができる。また、検出機構３０が収容部底壁２２ｂによって収容空間２１ａから隔てられるため、このようなフープ２０は、収容空間２１ａに生じるウエハ１０からのアウトガスなどによって検出機構３０が損傷を受ける問題を防止できる。また、検出機構３０がウエハ収容部２１の下方に設けられているため、検出機構３０自体が外部からの衝撃を受けることを防止することができ、また、フープ２０の外形寸法が大きくなることを防止できる。また、検出機構３０をウエハ収容部２１の下方に設けることにより、ロードポート装置４０の載置台４６から、電源部３３に対して効率的な給電を行うことができる。

また、フープ２０では、検出機構３０をアタッチメント部材とすることにより、このようなフープ２０は、検出機構３０の交換・修理やメンテナンスが容易である。また、図３に示すように、検出機構３０が底壁外面２２ｂｂに取り付けられることにより、取り付け時において、収容部底壁２２ｂに形成される通気孔２２ｂａとの位置合わせを、精度良く迅速に行うことが可能である。また、検出機構３０が収容空間２１ａの外部に設けられているため、アタッチメント部材の脱着時における部品同士の接触に伴う発塵が、収容空間２１ａの清浄度に与える影響を抑制することができる。

また、フープ２０の検出機構３０による検出結果は、無線通信によってロードポート装置４０に送信されるため、フープ２０の表面にデータを送るための電気的な接点等を設ける必要がなく、検出機構３０をフープ２０に設置することは、フープ２０の気密性や耐久性を阻害することがほとんどない。

また、フープ２０の検出機構３０は、蓄電部３４を充電する非接触充電用の受電コイルを有しており、検出機構３０の蓄電部３４は、ロードポート装置４０の載置台４６に設けられる給電部４５（給電コイル４５ａ）を介して、充電することができる。したがって、このような検出機構３０は、電池の寿命を管理する手間を大幅に削減することができ、電池の管理コスト及び交換コストを低減することができる。

以上、実施形態を示しつつ本発明を説明してきたが、本発明は上述の実施形態のみに限定されるものではなく、他の実施形態や変形例等が多数存在することは言うまでもない。たとえば、ウエハ１０を搬送するウエハ収容容器としてはフープ２０に限定されず、ウエハ１０を搬送するためのフォスビ（ＦＯＳＢ）等の他の容器に、検出機構３０を設けることも可能である。また、フープ２０は、図３及び図４に示す検出機構３０に代えて、図９に示すような変形例に係る検出機構１３０を有していてもよい。以下、検出機構１３０の説明を行うが、検出機構１３０の説明では、検出機構３０との共通部分については、検出機構３０と同様の符号を付し、説明を省略する。

図９に示すように、検出機構１３０は、センサー部１３１を含み底部導出ポート２４内に配置される第１部分１３０ａと、図５に示すデータ処理部３７及び電源部３３を含み、底部導出ポート２４から離間する位置に配置される第２部分１３０ｂと、第１部分１３０ａと第２部分１３０ｂとを接続する第３部分１３０ｃとを有する。

検出機構１３０の第１部分１３０ａは、収容空間２１ａの気体を外部に導出する底部導出ポート２４の１つに配置されており、検出機構１３０の通気孔は、底部導出ポート２４の一部であって収容部底壁２２ｂに形成される導出孔２４ａの一部によって構成される。検出機構１３０の第１部分１３０ａは、センサー部１３１が配置される先端部１３０ａａと、先端部１３０ａａに接続しており、底部導出ポート内において先端部１３０ａａから下方に延びる接続部１３０ａｂを有している。接続部１３０ａｂは、先端部１３０ａａと第３部分１３０ｃとの間の部分であり、センサー部１３１への電気配線等を有する。このような第１部分１３０ａは、センサー部１３１を、収容空間２１ａ（図１参照）に対して近接して配置することができる。

図９に示す第２部分１３０ｂに含まれるデータ処理部３７及び電源部３３は、図３に示す検出機構３０と同様に、ケースに収納されており底壁外面２２ｂｂに取り付けられる。第１部分１３０ａのセンサー部１３１と第２部分１３０ｂのデータ処理部３７とは、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）などにより、電気的に接続されている。第３部分１３０ｃは、たとえば、フレキシブルプリント基板及びこれを支える支持部材等で構成される。

図９に示す検出機構１３０は、第１部分１３０ａが底部導出ポート２４の内部に配置されているため、図２（ｂ）に示すようなセンサー部３１専用の通気孔２２ｂａを、ウエハ収容部２１に設ける必要がない。また、検出機構１３０を有するフープによれば、収容空間２１ａに清浄化ガスを導入する際、収容空間２１ａにおける排出位置周辺の気体を検出できる。その他、図９に示す検出機構１３０を有するフープも、図１等に示す実施形態に係るフープ２０と同様の効果を奏する。

また、他の変形例では、図２に示す位置以外に検出機構３０が配置されていてもよい。図８は、実施形態に係るフープ２０を、下方である容器底面２０ａ側から見た概略図である。なお、図８は概念図であり、各部分の形状は簡略化して表されている。図８に示すように、実施形態に係るフープ２０では、底板２６における主開口２２ａ側（Ｙ軸正方向側）の辺に切り欠き２６ａが形成されており、検出機構３０は、切り欠き２６ａの直上に配置されている。

しかし、検出機構３０の配置としてはこれに限定されず、収容部底壁２２ｂの下方の任意の位置に配置することができる。たとえば、図８において点線で示すように、検出機構３０は、底部導出ポート２４と底部導入ポート２５との間の位置に配置することができる。また、第１変形例に係る検出機構１３０のように、検出機構を複数の部分に分割し、検出機構の各部分が、互いに離間するように複数の場所に配置されていてもよい。

また、フープ２０の清浄化方法において、収容空間２１ａに窒素ガス等の清浄化ガスを導入する装置は、図１に示すロードポート装置４０に限定されず、たとえば、フープ２０内を清浄化するための専用機（いわゆるスタンドアローン型ウエハ容器内清浄化装置）や、フープ２０のストッカー等であってもよい。

さらに、検出機構は、収容空間２１ａの気体を検出するセンサー部３１に加えて、ウエハ収容部２１の動きを検出してデータ処理部３７に出力する動き検出センサー１３９（図９参照）を有していてもよい。動き検出センサー１３９としては、たとえば角速度センサーや加速度センサーなどが挙げられる。このような動き検出センサー１３９を備える検出機構を有するフープでは、動き検出センサー１３９の出力から、収容空間２１ａに収容されるウエハ１０が受ける振動や衝撃などを、検出することができる。また、このようなフープの清浄化方法では、検出ステップにおいてウエハ収容部２１の動きを検出し、判断ステップにおいてその検出結果を用いることができる。このような清浄化方法によれば、ウエハ収容部２１が外部からの衝撃を受けた場合など、収容空間２１ａの清浄度が低下するおそれのある動きを検出機構が検出した場合、収容空間２１ａの清浄化を実施することができる。

なお、ウエハ収容容器に収容されるウエハには、いわゆる半導体製造に用いられるシリコンウエハのみではなく、他の半導体基板や、液晶パネル製造に用いられるガラス基板のような半導体基板以外の薄板状の材料が含まれる。

１０…ウエハ
２０…フープ
２０ａ…容器底面
２１…ウエハ収容部
２１ａ…収容空間
２２…筐体部
２２ａ…主開口
２２ｂ…収容部底壁
２２ｂａ…通気孔
２２ｂｂ…底壁外面
２２ｃ…収容部側壁
２２ｄ…収容部天壁
２３…蓋部
２４…底部導出ポート
２４ａ…導出孔
２５…底部導入ポート
２６…底板
２６ａ…切り欠き
２６ｂ…貫通孔
３０、１３０…検出機構
１３０ａ…第１部分
１３０ａａ…先端部
１３０ａｂ…接続部
１３０ｂ…第２部分
１３０ｃ…第３部分
３１、１３１…センサー部
３２…送信部
３３…電源部
３４…蓄電部
３５…受給部
３６…通信制御部
３７…データ処理部
３９…フィルター
４０…ロードポート装置
４１…フロントパージノズル
４２…ボトムパージノズル
４２ａ…導入ノズル
４２ｂ…排出ノズル
４３…制御部
４４…受信部
４５…給電部
４５ａ…給電コイル
４６…載置台
４７…ドア
６０…イーフェム（ＥＦＥＭ）
６２…搬送ロボット
６４…壁部
８０…ＨＯＳＴコンピュータ

Claims (12)

1. 内部にウエハを収容する収容空間を有するウエハ収容部と、
   前記収容空間の気体を検出するセンサー部と、前記センサー部からの信号が入力されるデータ処理部とを有しており、前記ウエハ収容部の底壁である収容部底壁によって前記収容空間に対して隔てられて、前記収容部底壁の外側面である底壁外面または前記底壁外面より下方に設置される検出機構と、を有しており、
   前記収容部底壁には、前記収容空間と前記センサー部とを連通させる通気孔が形成されており、前記センサー部は、前記通気孔を介して前記収容空間の気体に接触し、
   前記通気孔には、防水機能を有する通気性フィルターが設けられていることを特徴とするウエハ収容容器。
2. 内部にウエハを収容する収容空間を有するウエハ収容部と、
   前記収容空間の気体を検出するセンサー部と、前記センサー部からの信号が入力されるデータ処理部とを有しており、前記ウエハ収容部の底壁である収容部底壁によって前記収容空間に対して隔てられて、前記収容部底壁の外側面である底壁外面または前記底壁外面より下方に設置される検出機構と、を有しており、
   前記収容部底壁には、前記収容空間と前記センサー部とを連通させる通気孔が形成されており、前記センサー部は、前記通気孔を介して前記収容空間の気体に接触し、
   前記センサー部の表面には、防水機能を有する通気性フィルターが設けられていることを特徴とするウエハ収容容器。
3. 前記検出機構は、前記底壁外面に取り付けられているアタッチメント部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載のウエハ収容容器。
4. 前記検出機構は、前記センサー部及び前記データ処理部に電力を供給する電源部を備え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ウエハ収容容器。
5. 前記収容部底壁に設けられており、前記収容空間の気体を外部に導出させる底部導出ポートを有しており、
   前記通気孔は前記底部導出ポートの一部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ウエハ収容容器。
6. 前記検出機構は、前記センサー部を含み前記底部導出ポート内に配置される第１部分と、前記データ処理部を含み前記底部導出ポートから離間する位置に配置されてる第２部分と、前記第１部分と前記第２部分とを接続する第３部分と、を有することを特徴とする請求項５に記載のウエハ収容容器。
7. 前記第１部分は、前記センサー部が配置される先端部と、前記先端部と前記第３部分との間の部分であって前記先端部に接続しており、前記底部導出ポート内において前記先端部から下向に延びる接続部と、を有することを特徴とする請求項６に記載のウエハ収容容器。
8. 前記収容部底壁の下方に設けられており、前記ウエハ収容容器の容器底面の少なくとも一部を構成する底板を有しており、
   前記検出機構は、前記収容部底壁と前記底板との間に設置されていることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載のウエハ収容容器。
9. 前記検出機構は、前記ウエハ収容部の動きを検出して前記データ処理部に出力する動き検出センサー部を有することを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載のウエハ収容容器。
10. 請求項１～９までのいずれかに記載のウエハ収容容器が有する前記検出機構により、前記収容空間の気体を検出する検出ステップと、
    前記検出ステップによる検出結果から、前記収容空間の清浄化を実施するか否かを判断
    する判断ステップと、
    前記判断ステップによる判断結果に応じて、清浄化ガス供給手段により前記収容空間に清浄化ガスを導入し、前記収容空間の清浄化を実施する清浄化ステップと、を有するウエハ収容容器の清浄化方法。
11. 請求項９に記載のウエハ収容容器が有する前記検出機構により、前記ウエハ収容部の動きを検出する検出ステップと、
    前記検出ステップによる検出結果から、前記収容空間の清浄化を実施するか否かを判断する判断ステップと、
    前記判断ステップによる判断結果に応じて、清浄化ガス供給手段により前記収容空間に清浄化ガスを導入し、前記収容空間の清浄化を実施する清浄化ステップと、を有するウエハ収容容器の清浄化方法。
12. ウエハ収容容器の清浄化方法であって、
    前記ウエハ収容容器は、
    内部にウエハを収容する収容空間を有するウエハ収容部と、
    前記収容空間の気体を検出するセンサー部と、前記センサー部からの信号が入力されるデータ処理部と、前記ウエハ収容部の動きを検出して前記データ処理部に出力する動き検出センサー部とを有しており、前記ウエハ収容部の底壁である収容部底壁によって前記収容空間に対して隔てられて、前記収容部底壁の外側面である底壁外面または前記底壁外面より下方に設置される検出機構と、を有し、
    前記収容部底壁には、前記収容空間と前記センサー部とを連通させる通気孔が形成されており、前記センサー部は、前記通気孔を介して前記収容空間の気体に接触しており、
    前記ウエハ収容容器が有する前記検出機構により、前記ウエハ収容部の動きを検出する検出ステップと、
    前記検出ステップによる検出結果から、前記収容空間の清浄化を実施するか否かを判断する判断ステップと、
    前記判断ステップによる判断結果に応じて、清浄化ガス供給手段により前記収容空間に清浄化ガスを導入し、前記収容空間の清浄化を実施する清浄化ステップと、を有するウエハ収容容器の清浄化方法。
    

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