JPH06206605A - 半導体ウエハなどの保管庫及び保管方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ウエハなどの保管庫及び保管方法に関
し、外部との絶縁を徹底した環境下で半導体ウエハなど
の保管物を保管することで、保管物の表面に汚染を発生
させず、且つ、保管庫のランニング・コストも低減でき
るようにする。 【構成】 天井側フィルタ３及び床側フィルタ４及び扉
２が設けられた保管室１と、保管室１の給気側とバルブ
７を介して接続したクリーン・ドライ・ガス供給用ユニ
ット５と、保管室１の排気側とバルブ８を介して接続し
た強制排気ファン１２とを備え、保管室１内に保管物１
６を収納し、バルブ７及び８を開放し且つ強制排気ファ
ン１２を駆動して保管室１内の排気を行いつつクリーン
・ドライ・ガス供給用ユニット５からクリーン・ドライ
・ガスを供給してガス置換を行い、その後、バルブ８及
び７を閉成し保管室１内にクリーン・ドライ・ガスを充
満させたまま密閉状態として保管物１６の保管を行うと
共に各種動力源を断つようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハなどの保
管物を汚染されることがないように外部と絶縁して保管
する為の保管庫の改良に関する。

【０００２】現在、半導体装置は、高集積化が進み、配
線ルールや膜厚などが細分化され、また、表面の平坦化
が強く要求されている。従って、半導体装置の製造に用
いる半導体ウエハは、その保管中に有機系ガス、酸性ガ
ス、アルカリ系ガスで表面汚染されたり、或いは、酸素
の存在で自然酸化膜が成長されたり、或いは、ゴミに依
って表面汚染されたりすることが無いようにしなければ
ならず、その為には、保管庫を改良する必要がある。

【０００３】

【従来の技術】一般に、半導体ウエハなどの保管庫とし
ては、不活性ガス保管庫、或いは、クリーン・ベンチ型
などのストッカが用いられている。

【０００４】不活性ガス保管庫は、樹脂などで作製され
た扉付棚に一箇所の供給口から例えば窒素ガスを少量ず
つ供給するようにしてあり、半導体ウエハなどの保管物
を不活性ガス中で保管するようになっている。

【０００５】クリーン・ベンチ型などのストッカは、棚
の裏面にＵＬＰＡ（ｕｌｔｒａ ｌｏｗ ｐｅｎｅｔｒ
ａｔｉｏｎ ａｉｒ ｆｉｌｔｅｒ）などの高性能のフ
ィルタを装着して棚部分全体にクリーン・エアを供給
し、保管物の清浄保管を行うようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の不活性ガス保管
庫に於いては、少量の不活性ガスしか用いていないにも
拘わらず、保管物を出し入れする際の庫内の不活性ガス
置換が充分ではなく、また、ゴミ濃度の低減も充分では
ない。

【０００７】このようなことは、取り扱い者の不手際に
依るものではなく、保管庫の設計上から招来される問題
であり、従って、保管物の表面汚染を完全に無くするこ
とは不可能に近いことであり、また、保管庫は不活性ガ
スを流したままの状態にしてあるから、ランニング・コ
ストが高くなるのは避けられないことである。

【０００８】この他に、保管庫の設置場所の気密性が高
い場合、保管庫に流れた不活性ガスが滞留して危険な状
態になるので注意しなければならない。

【０００９】従来のクリーン・ベンチ型などのストッカ
に於いては、例えば、有機系ガス、酸性ガス、アルカリ
性ガス、酸素、水分などの分子はＵＰＬＡフィルタを通
過するので、保管物の表面に汚染が発生し、また、停電
などで動作が停止した場合、ゴミが逆流して表面汚染が
発生するから、そのまま保管を持続することはできな
い。

【００１０】前記したように汚染された半導体ウエハ
は、半導体装置の製造歩留りを低下させ、また、その汚
染を除去する為には費用がかかるから、製造コストの上
昇を招来する。

【００１１】本発明は、外部との絶縁を徹底した環境下
で半導体ウエハなどの保管物を保管することで、保管物
の表面に汚染を発生させず、且つ、保管庫のランニング
・コストも低減できるようにする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では、半導体ウエ
ハなどの保管物を外部空間とは絶縁して保管するように
し、また、有機系ガス、酸性ガス、アルカリ性ガス、酸
素、水分を吸着するユニットを介して供給されるクリー
ン・ドライ・ガスを更に高性能のフィルタで濾過してか
ら保管物の存在空間に供給し、半導体ウエハなどの表面
に汚染が発生したり、或いは、自然酸化膜が生成される
のを防止し、しかも、外部空間とは絶縁してあることか
ら、前記クリーン・ドライ・ガスは保存され、その結
果、ランニング・コストは低減されることが基本になっ
ている。

【００１３】尚、本発明に於いて、「クリーン・ドライ
・ガス」、とは、夾雑物を含まず、且つ、乾燥されてい
る稀ガスや窒素ガス、或いは、クリーン・ドライ・エア
を含むものと定義する。エアは不活性ガスに比較すると
好ましいとは言えないが、清浄化され且つ乾燥されたも
のは、保管物の種類に依って、不活性ガスと同様、かな
り高いパフォーマンスを発揮することができる。

【００１４】このようなことから、本発明に依る半導体
ウエハなどの保管庫及び保管方法に於いては、 （１）壁面（例えば保管室側壁１Ａ）に給気側フィルタ
（例えば天井側フィルタ３）及び排気側フィルタ（例え
ば床側フィルタ４）及び保管物（例えば保管物１６）を
出し入れする扉（例えば保管室扉２）が設けられた保管
室（例えば保管室１）と、前記保管室の給気側とバルブ
（例えば外部バルブ７）を介して接続されたクリーン・
ドライ・ガス供給用ユニット（例えばクリーン・ドライ
・ガス供給用ユニット５）と、前記保管室の排気側とバ
ルブ（例えばゲート・バルブ８）を介して接続された強
制排気ファン（例えば強制排気ファン１２）とを備えて
なることを特徴とするか、或いは、

【００１５】（２）壁面に給気側フィルタ及び排気側フ
ィルタ及び保管物を出し入れする扉が設けられた保管室
内に半導体ウエハなどの保管物を収納し、給気側のバル
ブ及び排気側のバルブを開放し且つ強制排気ファンを駆
動して保管室内の排気を行いつつクリーン・ドライ・ガ
ス供給用ユニットからクリーン・ドライ・ガスを供給し
てガス置換を行い、ガス置換が終わった段階で排気側の
バルブ及び給気側のバルブを閉成し保管室内にクリーン
・ドライ・ガスを充満させたまま密閉状態として保管物
の保管を行うと共に各種動力源（例えばクリーン・ドラ
イ・ガス供給用ユニット５の駆動源及び強制排気ファン
１２の駆動源）を断つことを特徴とする。

【００１６】

【作用】前記した手段を採ることに依り、保管室内に在
る半導体ウエハなどの保管物に表面汚染や自然酸化膜成
長などが発生しないのは勿論のこと、停電など本来なら
ば保管庫の動作が停止するような事態が起こっても、保
管室に塵埃が逆流することは皆無であり、従って、保管
物は清浄な状態に保たれ、また、保管状態では、保管庫
に於ける全ての動力源は断つことができるから、省エネ
ルギの面からも大変有効であり、ランニング・コストを
低く抑えることができる。

【００１７】

【実施例】図１は本発明一実施例に於ける主要な部分を
解説する為の保管庫を表す要部説明図である。図に於い
て、１は保管室、１Ａは保管室側壁、２は保管室扉、３
は高性能の天井側フィルタ、４は高性能の床側フィル
タ、５は吸着剤を用いたクリーン・ドライ・ガス供給用
ユニット、５Ａはクリーン・ドライ・ガス供給用ユニッ
ト５に於ける外気吸引口、６はクリーン・ドライ・ガス
供給流量調整バルブ、７はクリーン・ドライ・ガス遮断
及び導通制御用外部バルブ、８は大型のゲート・バル
ブ、９はゲート・バルブ駆動用エア・シリンダ、１０は
排気管、１１は排気流量調整バルブ、１２は強制排気フ
ァン、１３は排気口、１４は酸素濃度センサとして用い
られている酸素濃度計、１５は湿度センサとして用いら
れている湿度計、１６は半導体ウエハなどの保管物をそ
れぞれ示している。

【００１８】この保管庫に於いて、保管室１は不純物を
発生しない材料である保管室側壁１Ａで構成され、その
天井には、不純物を発生しない材料で構成され、ゴミの
侵入を防いで層流ダウン・フローをなすクリーン・ドラ
イ・ガスを供給することができる高性能の天井側フィル
タ３が設置され、その床には、不純物を発生しない材料
で構成され、外部のゴミの逆流を防ぐ高性能の床側フィ
ルタ４が設置され、側壁１Ａの一部には、不純物を発生
しない材料で構成され、保管物１６の出し入れを行う保
管室扉２が取り付けられている。

【００１９】保管室１には、有機系ガス、酸性ガス、ア
ルカリ性ガス、酸素、水分を吸着する吸着剤を用いたク
リーン・ドライ・ガス供給用ユニット５がクリーン・ド
ライ・ガス供給流量調整バルブ６及びクリーン・ドライ
・ガス遮断及び導通制御用外部バルブ７を介して結合さ
れていて、吸着剤を用いたクリーン・ドライ・ガス供給
用ユニット５には外気吸引口５Ａから外部のエアが供給
される。

【００２０】また、保管室１は、ゲート・バルブ駆動用
エア・シリンダ９で開閉される大型のゲート・バルブ８
を介して排気管１０と連通し、排気管１０には排気流量
調整バルブ１１を介して強制排気ファン１２が取り付け
られて排気口１３に至っている。

【００２１】図２は図１について説明した本発明一実施
例の主要な部分を組み込んだ具体的応用例を解説する為
の保管庫系の要部説明図であり、図１に於いて用いた記
号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つもの
とする。

【００２２】図に於いて、１７は移載ロボット、１８は
ロボット・ハンドをそれぞれ示している。この保管庫系
では、複数の保管室１が積み重ねられた構造になってい
て、図では三段分が完全に表れている。

【００２３】下から一段目の保管室１は保管室扉２が閉
じられ、保管物１６が保管されている状態が示され、ま
た、下から二段目の保管室１は保管室扉２が開かれ、そ
れと共に保管物１６が保管室１の外に現れている状態が
示されている。

【００２４】この保管庫系では、保管室側壁１Ａは例え
ば鏡面仕上げのステンレス鋼で構成され、不純物は発生
しない。天井側フィルタ３並びに床側フィルタ４は共に
高純度の石英不織布などで製作されたＵＬＰＡであっ
て、不純物は含まれない。

【００２５】保管室扉２には保管物１６のホルダが取り
付けられ、保管物１６の出し入れを移載ロボット１７を
用いて行う為、エア・シリンダで開閉される。このよう
な構成を採ると、保管物１６の出し入れで発塵すること
はない。

【００２６】保管室１内は天井側フィルタ３及び床側フ
ィルタ４で隔離されていて、保管物１６の挿入後、吸着
剤を用いたクリーン・ドライ・ガス供給用ユニット５と
強制排気ファン１２を同時に稼働させ、クリーン・ドラ
イ・ガス遮断及び導通制御用外部バルブ７及び大型のゲ
ート・バルブ８を開き、クリーン・ドライ・ガスを天井
側フィルタ３から層流ダウン・フローとして加圧供給す
ると共に床側フィルタ４を介して減圧排気することに依
って保管室１内の雰囲気をクリーン・ドライ・ガスで速
やかに置換する。ここでは、置換時間をタイマで制御し
ているが、酸素濃度計１４で酸素濃度を検出し、また、
湿度計１５で湿度を検出し、それぞれが規定値以下にな
ったら置換を停止する制御を行うようにしても良い。

【００２７】置換時間が終了したら、クリーン・ドライ
・ガス遮断及び導通制御用外部バルブ７及び大型のゲー
ト・バルブ８を閉じ、吸着剤を用いたクリーン・ドライ
・ガス供給用ユニット５及び強制排気ファン１２の稼働
を停止させ、保管室１内のクリーン・ドライ・ガスを保
存状態にする。この状態では、一切の動力は必要とせ
ず、また、床側フィルタ４は排気口１３からのゴミの逆
流を有効に防いでいる。

【００２８】図３は床側フィルタの有無に依る保管庫内
の塵埃濃度に関するデータを表す線図であり、縦軸には
塵埃濃度〔個／約２８リットル〕を、また、横軸には保
存経過時間〔時間〕をそれぞれ採ってある。図に於い
て、●はＵＬＰＡの床側フィルタ４を用いた場合のデー
タ線、■は床側フィルタなしの場合のデータ線をそれぞ
れ示している。

【００２９】このデータは、粒径が略０．０３〔μｍ〕
以上の塵埃を計測することができる核凝縮カウンタ（ｃ
ｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ｎｕｃｌｅｕｓ ｃｏｕｎｔ
ｅｒｓ：ＣＮＣ）を用いて測定されたものである。図に
依ると、床側フィルタを設置した場合と設置しない場合
とでは、塵埃濃度の高低に格段の差を生ずることが看取
できる。

【００３０】本発明は、前記実施例に限定されることな
く、特許請求の範囲に記載された発明の要旨を逸脱する
ことなく、多くの改変を実現することができる。例え
ば、前記実施例では、フィルタを天井側と床側に設けた
が、必要あれば、保管室の側面に設置しても良く、扉を
取り付ける壁面を除き、残りの壁面全てにフィルタを設
けることができる。

【００３１】また、給気側のフィルタ及び排気側のフィ
ルタの何れの背後にもガス流路の横断面が同面積である
大型のダクト及びバルブを設けることで、保管室のガス
置換を殆ど瞬時に実現することもできる。

【００３２】

【発明の効果】本発明に依る半導体ウエハなどの保管庫
及び保管方法に於いては、給気側フィルタ及び排気側フ
ィルタ及び扉が設けられた保管室と、保管室の給気側と
バルブを介して接続されたクリーン・ドライ・ガス供給
用ユニットと、保管室の排気側とバルブを介して接続さ
れた強制排気ファンとを備え、保管室内に半導体ウエハ
などの保管物を収納し、各バルブを開放し且つ強制排気
ファンを駆動して保管室内の排気を行いつつクリーン・
ドライ・ガス供給用ユニットからクリーン・ドライ・ガ
スを供給してガス置換を行い、それが終わった段階で排
気側のバルブ及び給気側のバルブを閉成し保管室内にク
リーン・ドライ・ガスを充満させたまま密閉状態として
保管物の保管を行うと共に各種動力源を断つようにして
いる。

【００３３】前記した構成を採ることに依り、保管室内
に在る半導体ウエハなどの保管物に表面汚染や自然酸化
膜成長などが発生しないのは勿論のこと、停電など本来
ならば保管庫の動作が停止するような事態が起こって
も、保管室に塵埃が逆流することは皆無であり、従っ
て、保管物は清浄な状態に保たれ、また、保管状態で
は、保管庫に於ける全ての動力源は断つことができるか
ら、省エネルギの面からも大変有効であり、ランニング
・コストを低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例に於ける主要な部分を解説する
為の保管庫を表す要部説明図である。

【図２】図１について説明した本発明一実施例の主要な
部分を組み込んだ具体的応用例を解説する為の保管庫系
の要部説明図である。

【図３】床側フィルタの有無に依る保管庫内の塵埃濃度
に関するデータを表す線図である。

【符号の説明】

１ 保管室 １Ａ 保管室側壁 ２ 保管室扉 ３ 高性能の天井側フィルタ ４ 高性能の床側フィルタ ５ 吸着剤を用いたクリーン・ドライ・ガス供給用ユニ
ット ５Ａ クリーン・ドライ・ガス供給用ユニット５に於け
る外気吸引口 ６ クリーン・ドライ・ガス供給流量調整バルブ ７ クリーン・ドライ・ガス遮断及び導通制御用外部バ
ルブ ８ 大型のゲート・バルブ ９ ゲート・バルブ駆動用エア・シリンダ １０ 排気管 １１ 排気流量調整バルブ １２ 強制排気ファン １３ 排気口 １４ 酸素濃度センサとして用いられている酸素濃度計 １５ 湿度センサとして用いられている湿度計 １６ 半導体ウエハなどの保管物 １７ 移載ロボット １８ ロボット・ハンド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】壁面に給気側フィルタ及び排気側フィルタ
   及び保管物を出し入れする扉が設けられた保管室と、 前記保管室の給気側とバルブを介して接続されたクリー
   ン・ドライ・ガス供給用ユニットと、 前記保管室の排気側とバルブを介して接続された強制排
   気ファンとを備えてなることを特徴とする半導体ウエハ
   などの保管庫。
2. 【請求項２】壁面に給気側フィルタ及び排気側フィルタ
   及び保管物を出し入れする扉が設けられた保管室内に半
   導体ウエハなどの保管物を収納し、 給気側のバルブ及び排気側のバルブを開放し且つ強制排
   気ファンを駆動して保管室内の排気を行いつつクリーン
   ・ドライ・ガス供給用ユニットからクリーン・ドライ・
   ガスを供給してガス置換を行い、 ガス置換が終わった段階で排気側のバルブ及び給気側の
   バルブを閉成し保管室内にクリーン・ドライ・ガスを充
   満させたまま密閉状態として保管物の保管を行うと共に
   各種動力源を断つことを特徴とする半導体ウエハなどの
   保管方法。