JPH11314703A

JPH11314703A - 基板保管装置

Info

Publication number: JPH11314703A
Application number: JP13614498A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Okubo; 和雄大久保; Akira Tanaka; 亮田中; Yoko Tanabe; 庸子店部
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】コンパクトな装置構成によって、多量の保管
基板を、汚染を防止しながら収容密度高くかつ出し入れ
容易に収容することができる基板保管装置を提供する。【解決手段】基板Ｗ又は基板を収容する容器１０を個
別に出し入れ可能な複数の収容室１６と、各収容室に連
通する送気通路２４及び排気通路２６と、送気通路及び
排気通路を介して各収容室内に清浄空気を循環させる共
通の空気循環手段２４，２６，２８とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板、フォ
トマスク、ハードディスク又は液晶等の被処理基板を、
有害なパーティクルや化学不純物による汚染を防止して
高清浄度を維持しつつ保管・運搬するのに使用して好適
な基板保管装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体工場において製造された
半導体基板やフォトマスク等の基板を搬送・保管する時
に、雰囲気中に存在する微量の粉塵やガス状不純物が半
導体基板等の対象物へ付着すると製品歩留まりの低下に
つながり、この傾向は、集積度の増加に伴って益々顕著
になる。また、磁気ディスクにおいても、磁気抵抗ヘッ
ドの登場により、記録の高密度化が一段と加速してお
り、粉塵だけでなくガス状不純物に対しての高い清浄度
が求められつつある。

【０００３】このような搬送・保管の場合に基板を収容
する清浄空間を作るため、基板を収容したキャリアを個
別に収容する複数の収容室と、これらの収容室にＨＥＰ
Ａ (high efficiency particle air)フィルタやＵＬＰ
Ａ(ultra low penetration air)フィルタを通過した清
浄な空気を循環させるためのモータファンとを備えた基
板保管装置が開発され、多量の基板を外部雰囲気からの
あるいは相互の汚染から防止しつつ保管するようにして
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来例において、特に基板を高密度に収容すると、以
下のような課題が残されていた。キャリアの出し入れのために１つの収容室の扉を開
くと、そこから外気が侵入して基板の汚染を引き起こす
可能性がある。キャリアが収容されていない収容室はコンダクタン
スが低いために多くの空気が流れ、本来送風が必要な収
容室への送風量が減ってしまう。たくさんの収容室に共通ダクトから空気が並列的に
流れて送風されるので、個々の収容室の中で空気の偏流
が起きてしまう。

【０００５】本発明は上記の課題に鑑み、コンパクトな
装置構成によって、多量の保管基板を、汚染を防止しな
がら収容密度高くかつ出し入れ容易に収容することがで
きる基板保管装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、基板又は基板を収容する容器を個別に出し入れ可能
な複数の収容室と、前記各収容室に連通する送気通路及
び排気通路と、前記送気通路及び排気通路を介して前記
各収容室内に清浄空気を循環させる共通の空気循環手段
とを有することを特徴とする基板保管装置である。

【０００７】このように、収容室内に清浄空気を循環さ
せることで、この各収容室に収容した基板の間に送気通
路及び排気通路を介して清浄空気を循環させ、基板を、
外気、他の基板、保管装置の構成要素等から生成される
パーティクルやケミカルによる汚染から防止する。収容
室をある程度気密に維持することにより、一層効果を高
めることができる。

【０００８】前記空気循環手段として、前記循環空気流
を形成するモータファンと、このモータファンの下流側
に配置されたケミカルフィルタ及び粒子除去フィルタと
を設けても良い。これにより、ケミカルフィルタ及び粒
子除去フィルタで物理的及び化学的に清浄化した空気を
モータファンで循環流れとして各収容室に向けて供給す
ることができる。

【０００９】ケミカルフィルタの膜材として、イオン交
換繊維と活性炭素繊維を単独又は組み合わせたもの、あ
るいはこれらを同時に織り込み、一体化したものを用い
ることができる。イオン交換繊維や、セルロース系、ア
クリル系及びリグニン系繊維を炭化賦活した活性炭化繊
維によって、空気中に存在するアンモニア等のイオン又
はミストに含まれるフッ酸や塩酸等のイオン物質を効率
よく吸着して、除去することができる。イオン交換繊維
は、放射線グラフト重合反応により製造したものを用い
ることができる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、前記送気通路及
び／又は排気通路と前記各収容室の間には、該収容室の
状況によって前記送気通路及び／又は前記排気通路と前
記各収容室の間を遮断する開閉弁装置が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の基板保管装置であ
る。

【００１１】これにより、例えば、扉が開いていたり、
容器が存在しない収容室に通じる通気流路の開閉弁装置
を閉じることで、からの収容室に大量の清浄空気が流れ
て他の収容室の空気量が減少したり、扉が開いている収
容室から外気が取り込まれて他の収容室の基板が汚染さ
れたりすることが防止される。

【００１２】前記開閉弁装置を、扉の開閉及び／又は該
収容室への被収容物の着脱によって動作するリンク機構
によって動作するようにしてもよい。これにより、簡単
な構成で上記の目的を達成することができる。また、前
記開閉弁装置を、扉の開閉及び／又は被収容物の有無を
検知するセンサからの信号に基づいて動作するようにし
てもよい。これにより、開閉弁装置を確実に開閉動作さ
せて上記目的を確実に達成することができる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、前記送気通路及
び／又は排気通路と前記各収容室の間には、空気の流れ
を調整する空気流れ調整手段が設けられていることを特
徴とする請求項１に記載の基板保管装置である。これに
より、例えば、各収容室内を流れる清浄空気の流量を均
等化したり、各収容室やその近傍での乱流、渦流、圧力
脈動等を抑制することができる。

【００１４】請求項４に記載の発明は、前記空気流れ調
整手段には、各収容室の通気量を均等化するダクト手段
が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の基
板保管装置である。このダクト手段によってその開口面
積やダクト長さを変えて収容室間のコンダクタンスが等
しくなるように調整し、収容室間の通気量を均等化す
る。

【００１５】請求項５に記載の発明は、前記空気流れ調
整手段には、前記送気通路から前記収容室への及び／又
は前記収容室から前記排気通路への空気流れの方向転換
を円滑に行う方向転換手段が設けられていることを特徴
とする請求項３に記載の基板保管装置である。これによ
り、送気通路から収容室へ及び／又は収容室から排気通
路への空気流れ方向が変わる場合でも、収容室内での円
滑な流れを維持し、各収容室やその近傍での乱流、渦
流、圧力脈動等を抑制することができる。

【００１６】前記空気流れ調整手段に、前記収容室への
空気流れを均等に分散させる分散手段を設けてもよい。
これにより、収容室内に収容されている基板の表面の全
領域に均等に送風して、清浄維持効果を均等化すること
ができる。

【００１７】前記各収容室を正圧に維持するようにして
もよい。これにより、隙間等から外気が収容室内に流入
することが防止される。

【００１８】請求項６に記載の発明は、通気される収容
室の数に基づいて前記空気循環手段の運転を制御する制
御部を有することを特徴とする請求項１に記載の基板保
管装置である。これにより、清浄空気の循環が必要な収
容室の数に合わせた風量でのモータファンの運転が可能
となる。

【００１９】請求項７に記載の発明は、前記空気循環手
段はケミカルフィルタを有し、前記ケミカルフィルタの
寿命を検知するケミカルフィルタ寿命検知手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の基板保管装置であ
る。これにより、ケミカルフィルタの交換のタイミング
を適切に選択して、破過の危険を回避しつつケミカルフ
ィルタを無駄なく使うことが可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１ないし図２６は、本発明の第
１の実施の形態の基板保管装置を示すもので、これは、
複数の半導体基板（被処理基板）を縦に並列配置して収
納するキャリア（容器）１０を最大で５個収容して保管
又は搬送を行なうものである。この基板保管装置は、細
長い気密なケーシング１２を備えており、これの素材と
しては、自らパーティクルの発生源となりにくい、例え
ば、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリブチレンテレフタレート又は弗化
ビニリデン樹脂、あるいはこれらに帯電防止剤を混入し
たものが用いらていれる。

【００２１】このケーシング１２の内部には、ファン室
１４と合計５個の気密な収容室１６が隔壁１８で仕切ら
れて横方向に並列に区画形成されている。各収容室１６
の前面には、扉２０がヒンジ２２を介して取付けられ、
個別に開閉自在になっている。ケーシング１２には、フ
ァン室１４と収容室１６の下側に送気通路２４が、上側
に排気通路２６がそれぞれ設けられ、ファン室１４と収
容室１６は、送気通路２４と排気通路２６にそれぞれ連
通している。

【００２２】ファン室１４の内部には、モータファン２
８が空気を下向きに送り出すように配置され、このモー
タファン２８の上流側には、逆流防止用ケミカルフィル
タ３０が、下流側には、主に不純物ガスを除去すること
を目的とするケミカルフィルタ３２と粒子を除去する粒
子除去フィルタ３４が、それぞれ着脱自在に取り付けら
れている。ファン室１４の外部側方には、電源ユニット
３６を着脱自在に保持する電源ユニット室３８が設けら
れている。この電源ユニット３６の内部には制御装置が
内蔵されており、制御装置に予め入力された制御プログ
ラムに沿ってモータファン２８の運転・停止のタイミン
グや回転数を制御するようになっている。

【００２３】このファン室１４内に配置される各部品
は、図４に示すように、全てビス等の固定用具を用いる
ことなく、各部品を順次積み上げることによって組み立
てられている。すなわち、ケミカルフィルタ３２と粒子
除去フィルタ３４は上下に重ね合わせた状態で、ケーシ
ング１２に固着された支持枠４０ａ上に載置保持され
る。モータファン２８は、ケミカルフィルタ３２上に載
置された矩形枠状の支持台４２ａ上に保持され、逆流防
止用ケミカルフィルタ３０はケーシング１２に固着され
た支持枠４０ｂに保持された矩形枠状の支持台４２ｂ上
に保持される。これによって、塵埃の発生源となる締付
け部をなくすとともに、フィルタ等の交換や洗浄に伴う
解体作業を容易に行うことができるようになっている。
なお、モータファン２８としては直流ブラシレスタイプ
のものを用いるのが望ましい。

【００２４】ケミカルフィルタ３２は、この実施の形態
においては、イオン交換繊維と活性炭素繊維を同時に織
り込んで構成されている。活性炭素繊維は、例えば、レ
ーヨン、カイノール、ポリアクリロニトリルや石油、石
油ピッチを原料とし、繊維状に賦形された炭素を水蒸
気、炭酸ガス等で８００℃以上の高温下においてガス化
反応、いわゆる賦活反応させることにより得ることがで
きる。活性炭素繊維には、強度維持と発塵防止の目的で
吸着に寄与しないバインダー等を入れたものもあるが、
素材的にはバインダー等の含有量が少ないほうが望まし
い。

【００２５】活性炭は、賦活の過程で未組織炭素等が除
去されることにより、基本結晶間に多数の細孔を有して
いる。この細孔と大きな比表面積により、活性炭は大き
な物理吸着性を持つ。この性質を利用して、粒状の活性
炭を充填した活性炭フィルタが市販されている。また、
エアフィルタ用膜材として、発塵が少なく、加工性が良
く、粒状活性炭よりも細孔が微少で、比表面積の大きな
活性炭素繊維を使用したフィルタも市販されている。

【００２６】一方、イオン交換繊維は、例えば、放射線
グラフト重合反応によりイオン交換基を導入することに
よって得ることができる。すなわち、有機高分子で構成
される基材、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等の
ポリマーや、綿、羊毛等の天然高分子繊維又は織布に、
まず電子線やガンマ線等の放射線を照射して多くの活性
点を発生させる。この活性点は、非常に反応性が高くラ
ジカルといわれるが、このラジカルに単量体を化学結合
させることによって、基材の性質とは別の単量体の持つ
性質を付与することができる。

【００２７】この技術は、基材に単量体を接ぎ足すよう
になるため、グラフト（接ぎ木）重合と呼ばれる。放射
線グラフト重合によって、ポリエチレン不織布基材にイ
オン交換基であるスルホン基、カルボキシル基、アミノ
基等を持つ単量体、例えばスチレンスルホン酸ナトリウ
ム、アクリル酸、アリールアミンなどを結合させると、
通常イオン交換樹脂と呼ばれるイオン交換ビーズよりも
格段にイオン交換速度の速い不織布のイオン交換体を得
ることが出来る。

【００２８】同様に、イオン交換基を導入可能な単量体
であるスチレン、クロルメチルスチレン、グリシジルメ
タクリレート、アクリロニトリル又はアクロレイン等を
基材に放射線グラフト重合させた後、イオン交換基を導
入しても同様に基材の形状のままでイオン交換体とする
ことが出来る。

【００２９】なお、この実施の形態においては、イオン
交換繊維と活性炭素繊維を同時に織り込んでケミカルフ
ィルタ３２を構成した例を示しているが、イオン交換繊
維と活性炭素繊維とを単独又は組合せてケミカルフィル
タを構成するようにしても良い。

【００３０】次に、粒子除去フィルタ３４について説明
する。ＨＥＰＡフィルタは、定格風量で粒径０．３μｍ
の粒子に対して９９．９７％以上の粒子捕集効率を持つ
エアフィルタである。しかし、１９８０年代に入り、特
に半導体関係の超ＬＳＩの集積度の工場に伴い、清浄度
がクラス１０（１０個／ｆｔ³）以下のクリーンルーム
が必要となり、ＨＥＰＡフィルタよりも更に捕集効率の
高いフィルタが要求されるようになってきた。これに対
応して、粒径０．１μｍの粒子に対して、９９．９９９
５％以上の収支捕集効率を持つＵＬＰＡフィルタが製品
化された。

【００３１】当初、ＵＬＰＡフィルタの濾材には、ガラ
ス繊維を使用していたが、ガラス繊維は半導体素子の製
造プロセスで使用するフッ化水素（ＨＦ）蒸気と反応し
てＢＦ₃を生成することが判明し、問題となってきた。
近年、ボロンや金属等の不純物がなく、酸、アルカリ、
有機溶剤等に侵されないＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロ
エチレン）を濾材に使用したＵＬＰＡフィルタが製品化
されている。ここでは、必要に応じてガラス繊維とＰＴ
ＦＥを使い分ければ良い。

【００３２】この実施の形態では、発塵の原因になるブ
ラシを有しない直流ブラシレスモータファン２８を用
い、さらに、ガスの発生源であるコイル部を厚さ０．２
ｍｍ以下のステンレススチールで覆ったものを採用して
ガス成分の発生を抑えるようにしている。このように、
防塵、防ガス構造にすることにより、モータファン２８
のブラシから発塵したり、コイルからガス状汚染物が発
生して、モータファン２８自体が汚染の発生源となって
しまうことを防止することができる。

【００３３】図３に示すように、ファン室１４の上下に
は整流板が設けられている。すなわち、粒子除去フィル
タ３４の下方には、鉛直方向の空気の流れを送気通路２
４に沿った水平方向の流れに変える円弧状の粒子除去フ
ィルタ出口整流板４４が、逆流防止用ケミカルフィルタ
３０の上方には、排気通路２６に沿った水平方向の空気
の流れを鉛直方向の流れに変える円弧状の逆流防止用ケ
ミカルフィルタ入口整流板４６がそれぞれ設けられてい
る。

【００３４】各収容室１６の底部には、送気通路２４と
連通する吸気口１６ａと、この吸気口１６ａの下流側の
端部から下方に向けて延び、送気通路２４の幅方向所定
位置で上流側に屈曲して所定長さ延びる仕切板４８Ａ，
４８Ｂ・・４８Ｅが設けられ、これらの仕切板４８Ａ，
４８Ｂ・・４８Ｅによって各収容室１６毎の吸込ダクト
５０が形成されている。これらの仕切板４８Ａ，４８Ｂ
・・４８Ｅの取付位置が、各吸込ダクト５０の空気取入
口断面積を決めることになるので、この断面積を各収容
室ごとに設定することで流量を調整できるので、それに
より各収容室１６での通気量が均等になるように設定さ
れている。

【００３５】吸込ダクト５０には、この内部の空気の流
れを上方に変えて吸気口１６ａに導く、図示例では２枚
の収容室入口整流板５２Ａ，５２Ｂが設けられている。
これらの入口整流板５２Ａ，５２Ｂも、それらの間に形
成される取入口の空気取入面積を、各取入口の単位面積
当たりの通気量が均等になるように設定している。仕切
板４８Ａ，４８Ｂ・・４８Ｅと、入口整流板５２Ａ，５
２Ｂによって、吸込ダクト５０からの空気を滑らかに方
向を変えて各収容室１６に導き、急激な気流方向の変化
による渦流の発生を抑える空気流れ調節手段が構成され
ている。

【００３６】さらに、各吸気口１６ａには、例えば開口
率が２０〜３０％であるような多数の開孔を有する分散
板５４が取り付けられている。複数の入口整流板５２
Ａ，５２Ｂと分散板５４によって、各収容室１６の吸気
口１６ａから取り入れられる空気を、各収容室１６の内
部に収容される複数の基板に向けて均一に分散させる空
気分散手段が構成されている。

【００３７】一方、各収容室１６の上端は排気通路２６
に連通しており、この排気通路２６の内部には収容室１
６の排気口１６ｂの下流側端部から上方に延び、排気通
路２６の幅方向所定位置で下流側に向かって屈曲して延
びる排気側仕切板５６Ａ，５６Ｂ・・５６Ｅ（出口側空
気流れ調節手段）が設けられ、これらの仕切板５６Ａ，
５６Ｂ・・５６Ｅによって各収容室１６毎に排気ダクト
５８が形成されている。これらの仕切板５６Ａ，５６Ｂ
・・５６Ｅも、取付位置によりそれらの間の各排気ダク
ト５８の排気断面積を決めることになるので、この断面
積を各収容室ごとに設定することで流量を調整できるの
で、各収容室１６からの排気量が均等になるように設定
されている。なお、上述した吸気側又は排気側の仕切板
の代わりに、絞り弁を設けるようにしても良い。

【００３８】次に、各収容室１６の内部構造及び扉２０
の構成について、図５ないし図８を参照して説明する。
これらの図に示すように、各収容室１６の底部には、キ
ャリア１０の脚部を載置保持するキャリアサポート６０
が設けられているとともに、収容室１６の後面には、キ
ャリア１０の上部切欠き部及び下部切欠き部の後面をそ
れぞれ塞ぐ後面上部仕切板６２及び後面下部仕切板６４
が設けられている。また、扉２０の裏面には、キャリア
１０の上部切欠き部及び下部切欠き部の前面をそれぞれ
塞ぐ前面上部仕切ブロック６６及び前面下部仕切ブロッ
ク６８が設けられている。更に、扉２０の裏面周縁部に
は、ガスケット７０が設けられて、扉２０を閉めた時の
気密性が確保できるようになっている。

【００３９】これにより、図８に示すように、キャリア
１０を収容室１６内のキャリアサポート６０上に載置保
持した時、後面上部仕切板６２及び後面下部仕切板６４
がキャリア１０の後面側の上部切欠き部及び下部切欠き
部内に位置し、更に扉２０を閉めると、前面上部仕切ブ
ロック６６及び前面下部仕切ブロック６８がキャリア１
０の前面側の上部切欠き部及び下部切欠き部内に位置す
る。従って、キャリア１０の前面及び後面側の外部空間
に多量の空気が流れることを防止することができる。

【００４０】図９ないし図１２に示すように、収容室１
６の上部には、扉２０の開閉に連動して左右に移動する
一対の可動整流板７２ａ，７２ｂが配置されている。可
動整流板７２ａは前後一対のヒンジロッド７４を介して
収容室１６の側壁に連結されて平行移動可能に支持さ
れ、連結ロッド７６を介して扉２０のヒンジの近傍に連
結されている。一方、他方の可動整流板７２ｂはヒンジ
ロッド７８及びベルクランク８０で平行移動可能に支持
され、ベルクランク８０の自由端に連結された連結ロッ
ド８２の他端が、可動整流板７２ａに鉤状に一体に連結
されたリンク部８４の自由端に連結されている。

【００４１】これにより、扉２０を開くと、この動きに
伴って、図９及び図１１に矢印で示すように、両平行運
動機構が同時に折り畳まれるように変形して、一対の可
動整流板７２ａ，７２ｂが同時かつ平行に外方に移動
し、図１０に示すように、ここを開放する。そして、扉
２０を閉じると、この動きに伴って、上記と逆に両平行
運動機構が同時に伸展するように変形して、一対の可動
整流板７２ａ，７２ｂが同時かつ平行に内方に移動し、
図１２に示すように、この可動整流板７２ａ，７２ｂを
キャリア１０の上側部に接触させて塞ぐ。

【００４２】各収容室１６の吸込ダクト５０には、図１
８ないし図１４に示すように、吸込ダクト５０の断面に
沿った形状の吸気弁９０が設けられ、これはリンク機構
によって、扉２０の開閉に連動してかつそれぞれの収容
室１６内のキャリア１０の有無を検知して動作し、吸込
ダクト５０の開閉を行うようになっている。この吸気弁
９０は、その上端をピン１１１によって回転自在に支持
されて自重によって鉛直方向に垂下するよう配置されて
いるとともに、その端部にクランク１１２が該吸気弁９
０と所定の角度をもって一体に連結され、このクランク
１１２の自由端には、ピン１１４が設けられている。

【００４３】キャリアサポート６０とキャリア１０の間
にはスプリング９２によって上方に向けて押されたプッ
シュロッド９４が設けられている。このプッシュロッド
９４は、第１のベルクランク９６の一端に連結され、こ
の第１のベルクランク９６の他端は、ロッド９８を介し
てフック１００の下端に連結されている。また、扉２０
のヒンジ側端部近傍には、ジョイント１０２ａを介して
水平方向に延びるロッド１０４が接続され、これはジョ
イント１０２ｂを介して第２のベルクランク１０６の一
端に連結され、第２のベルクランク１０６の他端は、ロ
ッド１０８を介して第３のベルクランク１１０の一端に
連結され、この第３のベルクランク１１０の他端は、ジ
ョイント１０２ｃを介してフック１００の上端に連結さ
れている。このような構成により、扉２０が開いた状態
ではフック１００が図１７に示すように下降し、扉２０
が閉じた状態では図２０に示すように上昇するようにな
っている。

【００４４】このような構成において、まず、収容室１
６のキャリアサポート６０上にキャリア１０が載置保持
されていない時には、図１３及び図１４に示すように、
スプリング９２の弾性力でプッシュロッド９４が上昇し
て第１のベルクランク９６が同図矢印に示す方向に回動
し、これによって、フック１００の溝１００ａとピン１
１４との係合が解かれる。従って、フック１００の上下
動に拘わらず、吸気弁９０はその自重で常に閉じてい
る。

【００４５】次に、収容室１６にキャリア１０が収容さ
れているときは、キャリア１０の自重でプッシュロッド
９４が下方に押し下げられ、フック１００が図２０又は
図１７に示すようにピン１１４と溝１００ａの係合を維
持する位置に置かれる。これによって、吸気弁９０がリ
ンク機構を介して扉２０と連動するようになっている。

【００４６】収容室１６にキャリア１０が収容され、か
つ扉２０が閉じられた状態では、図１５ないし図１７に
示すように、フック１００が上昇し、クランク１１２を
溝１００ａとの係合により持ち上げ、吸気弁９０はピン
１１１の周りに図１７に矢印で示す方向に回動して吸込
ダクト５０を開く。

【００４７】このような吸気弁９０が開の状態から、扉
２０を開くと、図１８ないし図２０に示すように、ロッ
ド９８が前方に引き出され、第２のベルクランク１０６
と第３のベルクランク１１０が図１９に矢印で示すよう
に回動してフック１００が下降し、クランク１１２が吸
気弁９０と一体となってピン１１１の周りに図２０に矢
印で示す方向に回動し、吸気弁９０が閉じる。

【００４８】排気ダクト５８には、扉２０の開閉に連動
するリンク機構を介して開閉する排気弁装置が設けられ
ている。これを図２１ないし図２５を参照して説明す
る。この排気弁装置は、排気ダクト５８の断面積に沿っ
た形状の排気弁１２０が設けられ、この排気弁１２０を
回動させて排気ダクト５８の遮断及び開放を行うように
なっている。

【００４９】すなわち、扉２０は、両端にジョイント１
２２ａ，１２２ｂを有して水平方向に延びるロッド１２
４を介して第１のクランク１２６の自由端に連結され、
一方、排気弁１２０は、一端に第２のクランク１２８を
固着した支軸１３０にこれと一体に回転するように固着
されている。そして、第１のクランク１２６の途中と第
２のクランク１２８の自由端は、連結ロッド１３２で連
結されている。

【００５０】このような構成によって、扉２０を開く
と、ロッド１２４が前方に引き出されて、第１のクラン
ク１２６と第２のクランク１２８が図２２に矢印で示す
ように回動し、これにより、支軸１３０も同図に矢印で
示す方向に回転して排気弁１２０が閉じる。扉２０を閉
じると、ロッド１２４が後方に押されて、第１のクラン
ク１２６と第２のクランク１２８が図２５に矢印で示す
ように回動し、これにより、支軸１３０も同図矢印に示
す方向に回転して排気弁１２０が開く。

【００５１】以上のように、この実施の形態の装置で
は、扉２０が開いてる収容室１６の吸込ダクト５０の吸
気弁９０及び排気ダクト５８の排気弁１２０が閉じられ
るので、外部に開放している状態の収容室１６に循環空
気を送風し、あるいはここから排気することがない。従
って、扉２０が開いている収容室１６内に外気が取り込
まれ、基板の汚染源となったり、モータファン２８やフ
ィルタの負荷となることが防止される。また、基板が収
容されていない収容室１６の吸込ダクト５０の吸気弁９
０は閉じられて送風がされないので、抵抗が少ない空の
収容室１６に大量の空気が流れてしまい、他の収容室１
６への空気流量が減少するのを防止することができる。

【００５２】電源ユニット室３８の内部には、ケミカル
フィルタ３０，３２の寿命を検知するアンモニアモニタ
（ケミカルフィルタ寿命検知手段）１４２が設けられて
いる。これは、ケミカルフィルタ３０の上流側のサンプ
リングノズル１４０から吸引した空気のアンモニア等の
ケミカルの濃度を分析した後、下流側へ返すように構成
され、制御部においてこの分析値を累積して排気中に含
まれたケミカルの総量を算出し、これに基づいてケミカ
ルフィルタ３０，３２の寿命を推定するものである。

【００５３】このアンモニアモニタ１４２には、ＬＥＤ
等の光源１４４と、フォトダイオード等の受光部１４６
が設けられているとともに、この内部をｐＨ指示薬及び
ｐＨ調整指示薬を含浸させたテープ１４８が走行するよ
う構成されている。そして、テープ１４８にサンプリン
グした清浄空気を通気させ、この時のテープ１４８の色
の濃度変化を光源１４４から照射されテープ１４８で反
射して受光部１４６で受光された光で検出し、電圧変化
率を求めてＮＨ₃濃度を測定するようなっている。

【００５４】例えば、清浄空気中のＮＨ₃により清浄空
気のｐＨがアルカリ側になると、これを通気させたテー
プ１４８が無色から赤色に変化する。この色の変化を受
光部１４６で電圧変化に変換し、応答率（電圧変化率）
を下記の式から求め、これを実験値と対応させることに
より、ＮＨ₃濃度を測定するようにしている。応答率（％）＝（変化電圧／基準電圧）×１００ここに、基準電圧：清浄空気反応前のテープに対する光
の反射電圧変化電圧：清浄空気反応から一定時間経過後の光の反射
電圧である。

【００５５】制御部では、この濃度と、通気時間から推
定されるモニタ１４２の通気量から、モニタ１４２を通
過したアンモニア量が算出される。さらに、予め求めた
モニタ１４２の通気量とケミカルフィルタ３０，３２を
通過した全通気量との比から単位時間当たりのケミカル
フィルタ３０，３２のアンモニア通過量を算出し、さら
に所定期間におけるアンモニア処理量を算出する。この
アンモニア処理量を、ケミカルフィルタ３０，３２が交
換されたｔきから累積し、処理量が新規フィルタの処理
容量に対して所定の割合になったときに、交換を促す信
号をはっするようにする。

【００５６】このようなアンモニアモニタ１４２によ
り、ケミカルフィルタ３０，３２の適切な交換時期（例
えばアンモニア濃度が１ｐｐｂ以下になった時）を予測
することで、用いられる環境その他の条件で異なるケミ
カルフィルタ３０，３２の寿命を予測することができ、
これにより、ケミカルフィルタ３０，３２の交換を早ま
って無駄にすることも、交換が遅れてフィルタの破瓜に
至り、収容された基板を汚染させることもなくなる。

【００５７】このようなテープ式の寿命検知器１４２
は、その占有容積を小さくすることができ、電源ユニッ
ト室３８のような狭い空間にも配置することができる。
従って、排気通路２６からのサンプリング流路も短いも
ので良く、また、間欠的に動作させることにより１つの
テープカセットで長期の測定を行なうことができる。

【００５８】以上のように構成されたこの発明の第１の
実施の形態の基板保管装置は、クリーンルームなどの清
浄度の高い空間で、以下のように用いられる。予めケー
シング１２内部の空間を清浄に維持しておき、フィルタ
３０，３２，３４、電源ユニット３６等を所定箇所に収
納しておき、扉２０を開いて基板Ｗを収容したキャリア
１０を各収容室１６内に収納する。

【００５９】電源スイッチをオンにすると、予め設定さ
れたプログラムに従ってモータファン２８が運転され、
送気通路２４から各収容室１６及び排気通路２６を通っ
てモータファン２８に戻る空気の循環経路が形成され
る。すなわち、モータファン２８で送り出された空気
は、ケミカルフィルタ３２と粒子除去フィルタ３４を通
過して清浄化され、各吸込ダクト５０で均等に分配され
て各収容室１６内に導かれて、各基板Ｗ間を均等に流れ
る。基板Ｗ間を流れた空気は、各排気ダクト５８から排
気通路２６に導かれ、逆流防止用ケミカルフィルタ３０
を通過して清浄化され、モータファン２８に戻る。ここ
において、各収容室１６の雰囲気は周囲の環境よりやや
高い圧力（正圧）に維持される。

【００６０】この過程で、各部に付着した粒子等の固形
物質あるいはこれらから生成するガス状物質は循環気流
に運ばれ、基板Ｗの上流側の２つのフィルタ３２，３４
で清浄化されてから基板Ｗに流れる。従って、外部から
の汚染のみならず、容器内部にある物体からのいわゆる
自己汚染も防止される。また、基板Ｗは上昇気流内に保
持され、開閉時に外気で汚染されやすい扉２０の内面は
収容室１６の前面に位置して基板とは平行になっている
ので、扉２０の内面から基板Ｗへの汚染が起きにくくな
っている。

【００６１】モータファン２８の運転パターンとして
は、基板保管装置の使用状況に応じて適宜の態様が考え
られる。一般に、初期には連続的にあるいは流速を大き
くして運転し、積極的に容器内に外部から持ち込まれた
汚染を除去する運転を行う。ある程度の時間が経過した
後には、流速を小さくしたり、運転を間欠的に行ったり
して、収容された基板Ｗや容器内の構造物質から生成す
る汚染を防止する運転を行う。これにより、電源の長寿
命化を図ることができる。なお、間欠運転においてモー
タファン２８が停止した場合に、もしモータから汚染物
質が生成しても、逆流防止用ケミカルフィルタ３０が設
けられているので、これが基板Ｗ側に逆流して直接基板
Ｗを汚染することが防止される。

【００６２】以上のような構成の基板保管装置において
は、１台のモータファン２８で全体の循環気流を形成す
るようにしており、構成の簡略化と装置の小型化及び軽
量化を図っている。すなわち、ケーシング１２の幅Ｗ₁
を１８７０ｍｍ、奥行きＤ₁を２３５ｍｍ、高さＨ₁を４
３０ｍｍにそれぞれ設定し、６インチの基板２４枚を収
容したキャリア５個を同時に保管できるようになってい
る。

【００６３】次に、この実施の形態に於ける基板保管装
置を所定の初期アンモニア濃度から運転した場合の、送
気通路２４側のアンモニア濃度の変化を図２７に示す。
測定方法はインビンジャ法である。同図より、低濃度環
境においても、１０分間の運転でアンモニア濃度が１ｐ
ｐｂ以下になることが確認できる。

【００６４】図２８ないし図３０に示すのは、吸気弁９
０及び排気弁１２０として電磁弁を使用し、更にモータ
を使用して可動整流板７２ａ，７２ｂを左右に移動させ
るようにしたこの発明の第２の実施の形態の基板保管装
置である。図２８に示すように、各収容室１６には、キ
ャリア１０の有無を検知するキャリアセンサ２００と、
扉２０の開閉を検知する扉開閉センサ２０２が設けられ
ている。一方、吸込ダクト５０を開閉する吸気弁９０に
は弁駆動部２０４が、排気ダクト５８を開閉する排気弁
１２０には弁駆動部２０６がそれぞれ一体に設けられ、
更に可動整流板７２ａ，７２ｂを左右に移動させるモー
タ２０８が設けられている。また、この装置には、これ
らのセンサからの出力信号を基に装置の運転を制御する
制御装置（図示略）が設けられている。

【００６５】このように構成した基板保管装置では、図
２９に示すように、扉２０が閉じており、かつ収容室１
６内にキャリア１０が収納されていることを扉開閉セン
サ２０２及びキャリアセンサ２００で検知した収容室１
６においては、排気弁１２０及び吸気弁９０をそれぞれ
開き、更に可動整流板７２ａ，７２ｂを内方に移動させ
る（閉める）。この時の状態を図３０（ａ）に示す。

【００６６】一方、扉２０が閉じていることを扉開閉セ
ンサ２０２で検知しても、収容室１６内にキャリア１０
が収納されていないことをキャリアセンサ２００で検知
した収容室１６においては、排気弁１２０及び吸気弁９
０をそれぞれ閉め、更に可動整流板７２ａ，７２ｂを外
方に移動させる（開ける）。この時の状態を図３０
（ｂ）に示す。扉２０が開いていることを扉開閉センサ
２０２で検知した収容室１６においては、収容室１６内
のキャリア１０の有無に関係なく、排気弁１２０及び吸
気弁９０をそれぞれ閉め、更に可動整流板７２ａ，７２
ｂを外方に移動させる（開ける）。この時の状態を図３
０（ｃ）に示す。

【００６７】このような判断は各収容室１６毎に個々に
行われる。そして、制御装置は、扉２０が閉じており、
かつ収容室１６内にキャリア１０が収納されている収容
室１６の数を求め、この数を基にモータファン２８の流
量Ｑを計算してこの回転数を調整する。これにより、清
浄空気の循環が必要な収容室１６の数に合わせた必要充
分な風量が送風される。

【００６８】図３１ないし図３３は、本発明の第３の実
施の形態を示すもので、この実施の形態の基板保管装置
は、ケーシング１２Ａ内にファン室１４と合計５個の気
密な収容室１６とを縦方向に区画形成し、更にケーシン
グ１２Ａの一側方に送気通路２４を他側方に排気通路２
６をそれぞれ設け、モータファン２８と、この送気側に
設置されるケミカルフィルタ３２と粒子除去フィルタ３
４、吸気側に設置される逆流防止用ケミカルフィルタ３
０をファン室１４内にケーシング１２Ａの幅方向に縦置
きに直列に配置したものである。

【００６９】この実施の形態においては、モータファン
２８で送り出された空気は、ケミカルフィルタ３２と粒
子除去フィルタ３４を通過して清浄化された後に送気通
路２４に沿って上昇し、この上昇の過程で送気通路２４
内に配置される仕切板４８でその流れが横方向に変えら
れた後、再び上昇して各収容室１６内に流入する。そし
て、各基板Ｗ間を均等に流れた後、排気通路２６内に配
置される仕切板５６に沿って横方向の流れに変えられた
後に下降し、排気通路２６を流れる過程で合流し逆流防
止用ケミカルフィルタ３０を通過して清浄化され、モー
タファン２８に戻る。

【００７０】なお、各収容室１６の吸込ダクト５０及び
排気ダクト５８内には、リンク機構で開閉したり、電磁
弁で構成された吸気弁及び排気弁が配置され、また、各
収容室１６内にはリンク機構やモータで移動する可動整
流板が配置されていることは前述と同様であり、このこ
とは、下記の第４の実施の形態にあっても同様である。
このような構成により、ケーシング１２Ａの幅Ｗ₂を４
８０ｍｍ、奥行きＤ₂を２３５ｍｍ、高さＨ₂を２５２０
ｍｍにそれぞれ設定し、狭い床面積で、６インチの基板
２４枚を収容したキャリア５個を同時に保管することが
できる。

【００７１】図３４ないし図３５は、本発明の第３の実
施の形態を示すもので、この実施の形態の基板保管装置
は、収容室１６を平面配置する形式である。すなわち、
ケーシング１２Ｂ内の下部のファン室１４を形成し、そ
の上に縦横に格子状に並ぶ合計２５個の気密な収容室１
６を区画形成している。そして、ケーシング１２Ｂ内に
は、これらの図において左側部を縦方向に延びる主送気
通路２４ａと、該主送気通路２４ａから水平方向に分岐
する分岐送気通路２４ｂからなる送気通路２４と、右側
部に沿って延びる主排気通路２６ａ及び主排気通路２６
ａに合流する分岐排気通路２６ｂからなる排気通路２６
がそれぞれ設けられている。

【００７２】主送気通路２４ａ内には、ここを流れる空
気を分岐送気通路２４ｂに均等に分配する仕切板４８ａ
が、分岐送気通路２４ｂ内には、吸込ダクト５０を形成
して空気を各収容室１６に均等に分配する仕切板４８ｂ
がそれぞれ配置されている。一方、主排気通路２６ａ内
には、収容室１６毎の排気ダクト５８を形成して分岐排
気通路２６ｂ内を流れる空気をスムーズに合流させる仕
切板５６ａが、分岐排気通路２６ｂ内には、各収容室１
６から流出する空気をスムーズに合流させる仕切板５６
ｂがそれぞれ配置されている。

【００７３】先の実施の形態と同様に、モータファン２
８と、その上流側に逆流防止用ケミカルフィルタ３０
が、下流側にケミカルフィルタ３２及び粒子除去フィル
タ３４がファン室１４内に設けられている。電源ユニッ
ト室３８には、電源３６とアンモニアモニタ１４２が配
置されている。

【００７４】この実施の形態において、モータファン２
８で送り出された空気は、ケミカルフィルタ３２と粒子
除去フィルタ３４を通過して清浄化された後に主送気通
路２４ａに沿って上昇し、この上昇の過程で各分岐送気
通路２４ｂに分配されて横方向の流れに変えられる。そ
して、各分岐送気通路２４ｂ内に配置される仕切板４８
ｂを介し再び上昇して各収容室１６内に流入して、各基
板Ｗ間を均等に流れる。各基板Ｗ間を流れた空気は、分
岐排気通路２６ｂ内に配置される仕切板５６ｂに沿って
横方向の流れに変えられて徐々に合流した後、主排気通
路２６ａを流れる過程で更に合流し逆流防止用ケミカル
フィルタ３０を通過して清浄化され、モータファン２８
に戻る。

【００７５】このように収容室１６を平面的に配置する
ことにより、ケーシング１２Ｂの幅Ｗ₃を１７６０ｍ
ｍ、高さＨ₃を２５２０ｍｍにそれぞれ設定し、８イン
チの基板２５枚を収容したキャリア２５個を同時に保管
できる。なお、第３の実施の形態で収容室を２次元的に
配置したものを説明したが、これを前後に背中合わせに
配置したり、筒状あるいは角筒状に配置してもよい。ま
た、キャリアの出し入れのための適当な機構を設けるこ
とにより、３次元的に配置しても良いことは理解できる
であろう。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
収容室内に清浄空気を循環させ、各収容室に収容した基
板の間に送気通路及び排気通路を介して清浄空気を循環
させて、基板を、外気に含まれるあるいは、他の基板、
保管装置の構成要素等から生成されるパーティクルやケ
ミカルによる汚染から防止する。従って、コンパクトな
装置構成によって、多量の保管基板を、汚染を防止しな
がら収容密度高くかつ出し入れ容易に収容することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す（ａ）正面
図、（ｂ）右側面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の斜視図である。

【図３】図１（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図１のファン室内に収容される部品を説明する
分解斜視図である。

【図５】図１の扉を開いた状態の平面図である。

【図６】図５の右側面図である。

【図７】図５の正面図である。

【図８】キャリアを収容室内に収納する際の説明に付す
る斜視図である。

【図９】可動整流板及びその移動機構を示す扉を開いた
状態の平面図である。

【図１０】図９の正面図である。

【図１１】可動整流板及びその移動機構を示す扉を閉じ
た状態の平面図である。

【図１２】図１１の正面図である。

【図１３】容器を収容室内に収納していない時の吸気弁
装置及びその開閉機構を示す扉を閉じた状態の正面図で
ある。

【図１４】容器を収容室内に収納していない時の吸気弁
装置及びその開閉機構を示す扉を開いた状態の正面図で
ある。

【図１５】容器を収容室内に収納した時の吸気弁装置及
びその開閉機構を示す扉を閉じた状態の平面図である。

【図１６】図１５の右側面図である。

【図１７】図１５の正面図である。

【図１８】容器を収容室内に収納した時の吸気弁装置及
びその開閉機構を示す扉を開いた状態の平面図である。

【図１９】図１８の右側面図である。

【図２０】図１８の正面図である。

【図２１】排気弁装置及びその開閉機構を示す扉を開い
た状態の平面図である。

【図２２】図２１の正面図である。

【図２３】図２２のＢ部拡大図である。

【図２４】図２１の右側面図である。

【図２５】排気弁装置及びその開閉機構を示す扉を閉じ
た正面図である

【図２６】ケミカルフィルタ寿命検知手段としてのアン
モニアモニタの概要を示す斜視図である。

【図２７】第１の実施の形態におけるアンモニア濃度の
推移を示すグラフである。

【図２８】本発明の第２の実施の形態の基板保管装置の
全体概要図である。

【図２９】図２８の制御例を示すブロック図である。

【図３０】図２９の各制御に対応した吸気弁、排気弁及
び可動整流板の動きの説明に付する図である。

【図３１】本発明の第３の実施の形態の基板保管装置を
示す正面図である。

【図３２】図３１の右側面図である。

【図３３】図３２のＣ−Ｃ線断面図である。

【図３４】本発明の第４の実施の形態を基板保管装置を
示す正面図である。

【図３５】図３４の縦断正面図である。

【符号の説明】

１０キャリア（容器）１２ケーシング１４ファン室１６収容室２０扉２４送気通路２６排気通路２８モータファン３０逆流防止用ケミカルフィルタ３２ケミカルフィルタ３４粒子除去フィルタ４４粒子除去フィルタ出口整流板４６逆流防止用ケミカルフィルタ入口整流板４８仕切板５０吸込ダクト５４分散板５６仕切板５８排気ダクト６０キャリアサポート７２ａ，７２ｂ可動整流板８０ベルクランク９０吸気弁９４プッシュロッド９６，１０６，１１０ベルクランク１００フック１１４ピン１２０排気弁１２６，１２８クランク１３０支軸１４０接続ノズル１４２アンモニアモニタ（ケミカルフィルタ寿命検知
手段）１４８テープ２００キャリアセンサ２０２扉開閉センサ２０４，２０６弁駆動部２０８モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板又は基板を収容する容器を個別に出
し入れ可能な複数の収容室と、前記各収容室に連通する送気通路及び排気通路と、前記送気通路及び排気通路を介して前記各収容室内に清
浄空気を循環させる共通の空気循環手段とを有すること
を特徴とする基板保管装置。
【請求項２】前記送気通路及び／又は前記排気通路と
前記各収容室の間には、該収容室の状況によって前記送
気通路及び／又は排気通路と前記各収容室の間を遮断す
る開閉弁装置が設けられていることを特徴とする請求項
１に記載の基板保管装置。
【請求項３】前記送気通路及び／又は排気通路と前記
各収容室の間には、空気の流れを調整する空気流れ調整
手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載
の基板保管装置。
【請求項４】前記空気流れ調整手段には、各収容室の
通気量を均等化するダクト手段が設けられていることを
特徴とする請求項３に記載の基板保管装置。
【請求項５】前記空気流れ調整手段には、前記送気通
路から前記収容室への及び／又は前記収容室から前記排
気通路への空気流れの方向転換を円滑に行う方向転換手
段が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の
基板保管装置。
【請求項６】通気される収容室の数に基づいて前記空
気循環手段の運転を制御する制御部を有することを特徴
とする請求項１に記載の基板保管装置。
【請求項７】前記空気循環手段はケミカルフィルタを
有し、前記ケミカルフィルタの寿命を検知するケミカル
フィルタ寿命検知手段を有することを特徴とする請求項
１に記載の基板保管装置。