KR20010020967A - 밀폐 컨테이너, 보관 장치 및 전자 부품 반송 시스템, 및전자 부품의 보관 및 반송 방법 - Google Patents

밀폐 컨테이너, 보관 장치 및 전자 부품 반송 시스템, 및전자 부품의 보관 및 반송 방법 Download PDF

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Abstract

불활성 가스를 과잉으로 공급하지 않고, 전자 부품 상에의 자연 산화막(酸化膜)의 성장을 방지할 수 있는 밀폐 컨테이너, 보관 장치 및 전자 부품 반송(搬送) 시스템 및 전자 부품의 보관 및 반송 방법을 제공한다.
전자 부품을 내부에 수납하고, 상기 내부를 불활성 가스 분위기로 유지하는 밀폐 컨테이너로서, 내부의 산소 농도 및 수분 농도를 측정하는 측정계, 내부에 전자 부품을 수납한 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 계시(計時) 수단, 산소 농도 및 수분 농도의 시간적 적분값(積分値)을 연산하는 수단, 상기 적분값을 미리 각각 설정된 소정 기준값(임계값)과 비교하여, 임계값의 크기를 판정하는 수단, 및 산소 농도 적분값과 수분 농도 적분값 중 최소한 한쪽이, 임계값을 초과한 것을 경고하는 경보 수단을 가지는 밀폐 컨테이너 및 그것을 사용한 전자 부품의 보관 및 반송 방법이다.

Description

밀폐 컨테이너, 보관 장치 및 전자 부품 반송 시스템, 및 전자 부품의 보관 및 반송 방법 {SEALED CONTAINER, STORAGE APPARATUS, ELECTRONIC PART CONVEYANCE SYSTEM, AND METHOD OF STORAGE AND CONVEYANCE OF ELECTRONIC PARTS}
본 발명은 반도체 장치, 액정 장치 또는 자기 디스크 등의 제조 과정에서 전자 부품을 보관 또는 반송(搬送)하는 밀폐 컨테이너, 보관 장치 및 전자 부품 반송 시스템 및 전자 부품의 보관 및 반송 방법에 관한 것이며, 특히, 실리콘 웨이퍼 표면에서의 자연 산화막의 형성을 방지할 수 있는 밀폐 컨테이너, 보관 장치 및 전자 부품 반송 시스템 및 전자 부품의 보관 및 반송 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 과정에서는, 예를 들면 산화나 성막 등의 처리를 행하기 전에 웨이퍼의 세정 및 건조가 행해진다. 또, 웨이퍼를 상이한 처리 장치로 이동시키는 경우나, 각 제조 공정 간에서 웨이퍼를 일시 보관하는 경우, 통상, 웨이퍼는 클린 룸(clean room) 내의 대기(大氣)에 접촉한 상태로 된다. 상기와 같은 상황에서 웨이퍼 표면에는 수nm 이하 박막의 자연 산화막이 성장한다.
자연 산화막의 성장 속도에 영향을 미치는 인자로서는, 산소 농도, 수분 농도나 온도 외에, 웨이퍼의 조성(組成)이나 표면 상태도 들 수 있다.
반도체 장치의 미세화 및 고집적화에 따라, 박막의 자연 산화막이 반도체 장치의 특성에 부여하는 영향도 증대되어, 막두께 0.5nm 정도의 자연 산화막도 문제시되게 되어 있다. 특히, 폴리실리콘 전극 상에 고융점 금속 실리사이드를 형성하는 경우나, 소스/드레인 영역 등의 불순물 확산층 표면에 실리사이드를 형성하는 경우(SALICIDE; self-aligned silicide process)에는, 자연 산화막이 존재하면 균일한 실리사이드 형성의 방해가 된다. 또, 막두께 0.5nm 정도의 자연 산화막이 존재하면, 게이트(gate) 산화막의 내압(耐壓)에도 영향을 미친다.
상기와 같은 자연 산화막의 성장이나 유기물 등의 부착을 억제하기 위해, 질소 가스 분위기 중에서 웨이퍼의 세정 처리를 행하는 장치가, 예를 들면, 일본국 특개평 3(1991)-242932호 공보, 동 특개평 4(1992)-124825호 공보, 동 특개평 5(1993)-160095호 또는 동 특개평 6(1994)-181191호 공보에 기재되어 있다.
그러나, 이들 종래 기술에 의하면, 세정(洗淨) 공정은 질소 가소 분위기 중에서 행해져 자연 산화막의 형성이 방지되지만, 세정 후, 웨이퍼는 대기 개방된 다음 반송(搬送) 박스에 수납된다. 그 후, 반송 박스 내를 질소 가스 퍼지(purge)하여, 자연 산화막의 형성이 방지된 상태에서 다음 공정의 장치로 웨이퍼를 이동시킨다. 따라서, 웨이퍼를 각 공정의 처리 장치와 반송 박스 사이에서 이동시킬 때 자연 산화막이 성장한다고 하는 문제가 있었다.
그래서, 처리 장치 간의 반송을 모두 질소 가스 분위기 중에서 행함으로써, 웨이퍼 상의 자연 산화막의 성장을 방지한 장치가 몇개인가 제안되어 있다. 예를 들면, 일본국 특개평 5(1993)-82622호 공보에는 웨이퍼 처리 장치를 수납하여, 청정 공기로 채워진 웨이퍼 처리 장치의 본체 케이스와, 본체 케이스와 기밀(氣密)하게 맞물림 가능한 반송 박스(포드(pod))를 가지고 포드가 본체 케이스에 세트될 때마다, 박스 내를 고순도 질소 가스로 용이하게 치환(置換)하는 것이 가능한 기계식 인터페이스 장치가 개시되어 있다.
또, 일본국 특개평 10(1998)-64861호 공보에는 세정 처리로부터 다음 공정의 처리 장치까지의 반송 모두를 불활성 가스, 바람직하게는 질소 가스 분위기 중에서 행하는 것을 가능하게 한 웨이퍼의 세정 장치 및 그것을 이용한 웨이퍼의 세정 방법이 개시되어 있다. 이 세정 방법은, 먼저, 웨이퍼 세정부를 구비한 처리 박스에 웨이퍼의 반송 박스를 장착하고, 처리 박스 및 반송 박스의 상자체에 의해 양 박스의 내부를 기밀 상태로 한다. 기밀 상태가 유지된 채, 반송 박스의 바닥판을 처리 박스 내의 엘리베이터를 이용하여, 처리 박스 내로 이동시킨다. 이에 따라, 웨이퍼가 질소 분위기 중에서 처리 박스에 반입된다. 웨이퍼의 반출은 역(逆)의 순서로 행한다.
이 세정 방법 또는 장치에 의하면, 웨이퍼를 세정 처리 후, 다음 공정의 장치로 반송할 때까지의 동안, 웨이퍼를 대기에 노출시키는 일이 없어지므로, 대기 중의 산소에 의한 자연 산화막의 성장이 방지된다.
또한, 일본국 특개평 10(1998)-321714호 공보에는, 웨이퍼의 제조 공정에서 사용되는 웨이퍼의 가반식(可搬式) 컨테이너로서, 컨테이너 내의 가스를 아주 단시간에 또한 완전하게 치환할 수 있는 밀폐 컨테이너, 및 밀폐 컨테이너용 분위기 치환 장치 및 분위기 치환 방법이 개시되어 있다. 이 가반식 밀폐 컨테이너는 상자체의 서로 대향하는 내면측에 따라 복수의 통기공(通氣孔)을 가지고, 질소 공급 시에 컨테이너 내에 질소의 층류(層流)가 형성된다. 따라서, 치환되는 가스가 효율적으로 배기되고, 공급되는 가스(질소)가 아주 단시간에 컨테이너에 충전된다.
상기 일본국 특개평 5(1993)-82622호 공보, 동 특개평 10(1998)-64861호 공보 및 동 특개평 10(1998)-321714호 공보 기재의 장치 또는 방법에 의하면, 웨이퍼의 제조 과정에서 웨이퍼를 이동, 반송 또는 일시 보관할 때, 웨이퍼 상에 자연 산화막이 성장하는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 상기한 종래의 장치 또는 방법에 의하면, 웨이퍼의 처리 장치가 수납되는 부분(예를 들면, 전술한 본체 케이스나 처리 박스)과 가반식 용기(예를 들면, 전술한 반송 박스나 컨테이너)와의 접합부를 완전히 기밀성으로 하는 것은 곤란하다.
접합부의 기밀성을 높이기 위해, 금속 또는 플라스틱 등으로 이루어지는 접합부의 재료에는 기계 연마 등의 처리가 실시되고, 또, 접합은 진공 흡착이나 O링 등의 패킹을 통한 기계적인 압접(壓接)에 의해 행하여지고 있다.
이들 방법에 의해도, 접합부 표면의 중심선 평균 조도(粗度)는, 예를 들면, 수10㎛ 정도여서, 미시적(微視的)으로는 표면의 조도를 해소하는 것이 곤란하다. 따라서, 약간 리크(leak)가 발생한다. 또, 이와 같은 장치를 사용할 때에는 진공 배기나 가스의 치환이 반복해서 행하여지기 때문에, 내부 압력의 변화나 기류의 영향에 의해 접합부의 표면으로부터 미립자가 이탈하면, 접합부의 기밀성은 더욱 저하된다.
따라서, 웨이퍼가 수납된 용기 내에 불활성 가스로서, 예를 들면, 고순도 질소를 충전시켜, 용기 내의 산소 농도나 수분 농도를 저감시킨 경우에도, 시간의 경과에 따라 산소 농도나 수분 농도는 상승한다.
도 5에, 밀폐 컨테이너 내의 산소 농도 및 수분 농도의 경시 변화(經時變化)의 예를 나타냈다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 산소 농도 및 수분 농도를 10ppm 정도로 하고 난 다음 컨테이너를 밀폐하여 유지하면, 접합부가 플라스틱인 경우와 알루미늄인 경우 모두, 약 1주간 경과 후에는 산소 및 수분 농도가 현저하게 높아진다. 이상과 같이, 산소 및 수분 농도가 저감된 상태에서 밀폐 컨테이너 중에 웨이퍼를 보관해도, 시간이 지남에 따라 자연 산화막이 성장하기 쉬운 조건으로 된다.
이를 방지하기 위해서는, 고순도 질소를 대량으로 계속해서 흐르게 하는 방법이 있지만, 가스의 코스트가 문제로 된다. 불활성 가스로서 알곤 등의 다른 가스를 사용하는 경우에는, 더욱 코스트가 높아진다.
불활성 가스의 코스트를 억제하기 위해 불활성 가스의 유량을 작게 하면, 자연 산화막이 성장하여, 웨이퍼를 사용하여 제조되는 반도체 장치, 액정 장치 또는 자기 디스크 등의 수율이 저하된다.
종래, 질소 분위기 중에서 웨이퍼의 반송 또는 처리를 행하기 위해, 전술한 여러 가지의 장치나 방법이 제안되어 왔지만, 일정 기간 자연 산화막의 성장을 방지할 수 있는 조건에 대하여 명백하게 되어 있지 않았다. 또, 불활성 가스를 과잉으로 공급하지 않고, 또한, 밀폐 용기 내의 기체 조성(組成)의 경시 변화에 대응하여 적정한 양의 불활성 가스를 공급하고, 밀폐 용기 내를 불활성 가스 분위기로 유지하기 위한 조건에 대해서도 명백하게 되어 있지 않았다.
이러한 것들이 요인으로 되어, 이미 제안되어 있는 각종 장치는 생산 레벨에서의 실용화가 늦어지고 있는 것이 현실이다.
본 발명의 목적은 자연 산화막의 성장을 방지하면서, 반도체 웨이퍼 및/또는 다른 전자 부품을 포함하는 밀폐 컨테이너를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 불활성 가스 분위기로 유지되는 전자 부품을 수납하는 보관 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 처리 장치에서 처리된 전자 부품을 불활성 가스 분위기로 유지되는 밀폐 컨테이너로 이동할 수 있게 하는 전자 제품 반송 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 자연 산화막을 성장을 방지하면서, 전자 부품의 보관 및 반송 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 나타낸 전자 부품의 보관 및 반송(搬送) 방법을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 나타낸 전자 부품의 보관 및 반송 방법을 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 실시 형태 3에 나타낸 전자 부품의 보관 방법을 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명의 실시 형태 3에 나타낸 전자 부품의 보관 방법을 나타낸 개략도.
도 5는 밀폐 컨테이너의 산소 농도 및 수분 농도의 경시 변화(經時變化)를 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 전자 부품용 반송 컨테이너, 2: 전자 부품 이동 유닛, 3: 분위기 제어 유닛, 4: 세정(洗淨) 장치, 5: 전자 부품용 보관 장치, 10: 컨테이너 본체, 11: 카세트, 12: 기부(基部), 13: 웨이퍼, 21: 엘리베이터, 22: 급배기(給排氣) 밸브 제어선, 23: 농도 측정용 배관, 23': 배관 조절부, 24: 질소 도입관, 25: 질소 배기관, 26: 질소 급기(給氣) 밸브, 27: 질소 배기 밸브, 30: 순환 펌프, 31: 산소 농도계, 32: 수분 농도계, 33: 적산 시간계, 34: 경보 장치, 41: 질소 퍼지 스토커(nitrogen purging stocker).
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 밀폐 컨테이너는, 불활성 가스 분위기 중에 전자 부품을 수납하는 밀폐 컨테이너로서, 불활성 가스로 채워진 밀폐 공간의 산소 농도를 측정하는 산소 농도계; 상기 밀폐 공간의 수분 농도를 측정하는 수분 농도계; 상기 밀폐 공간에 상기 전자 부품을 수납한 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 계시(計時) 수단; 상기 경과 시간을 소정 기준 시간과 비교하여, 상기 기준 시간과의 크기를 판정하는 판정 수단; 및 상기 경과 시간이 상기 기준 시간을 초과한 것을 경고하는 경보 수단을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 밀폐 컨테이너는, 바람직하게는, 상기 기준 시간은 상기 전자 부품의 표면에 상기 전자 부품의 특성에 영향을 미치는 소정 막두께의 자연 산화막이 형성될 때까지의 시간인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 밀폐 컨테이너는, 불활성 가스 분위기 중에 전자 부품을 수납하는 밀폐 컨테이너로서, 불활성 가스로 채워진 밀폐 공간의 산소 농도를 측정하는 산소 농도계; 상기 밀폐 공간의 수분 농도를 측정하는 수분 농도계; 상기 밀폐 공간에 상기 전자 부품을 수납한 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 계시 수단; 상기 산소 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 수분 농도 적분값을연산하는 연산 수단; 상기 산소 농도 적분값을 소정의 산소 기준값과 비교하여, 상기 산소 기준값과의 크기를 판정하는 제1 판정 수단; 상기 수분 농도 적분값을 소정의 수분 기준값과 비교하여, 상기 수분 기준값과의 크기를 판정하는 제2 판정 수단; 및 상기 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도 적분값 중 최소한 한쪽이, 상기 기준값을 초과한 것을 경고하는 경보 수단을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 밀폐 컨테이너는, 바람직하게는, 상기 기준값은 상기 전자 부품의 표면에 상기 전자 부품의 특성에 영향을 미치는 소정 막두께의 자연 산화막이 형성될 때까지의 산소 농도의 시간적 적분값 또는 수분 농도의 시간적 적분값인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 밀폐 컨테이너는, 바람직하게는, 상기 불활성 가스 분위기는 질소 가스 분위기인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 밀폐 컨테이너는, 바람직하게는, 상기 전자 부품은 실리콘 기판인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 밀폐 컨테이너는, 바람직하게는, 상기 소정 막두께는 대략 0.3nm인 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 반도체 장치 등의 제조 과정에서 전자 부품을 처리 장치 사이에서 반송하는 경우에, 밀폐 컨테이너 내를 웨이퍼 등의 전자 부품 표면에 자연 산화막이 성장하지 않는 불활성 가스 분위기로 유지할 수 있다. 따라서, 불활성 가스를 과잉으로 공급할 필요가 없어, 제조 코스트를 저감시킬 수 있다. 또, 본 발명의 밀폐 컨테이너를 사용하여 전자 부품의 보관 또는 반송을 행하면, 전자 부품 상의 자연 산화막의 성장이 방지되기 때문에, 반도체 장치 등 전자 부품을 이용한 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 보관 장치는, 불활성 가스 분위기로 채워진 보관부에 최소한 1개의 전자 부품을 수납하는 보관 장치로서, 상기 보관부를 불활성 가스 분위기로 치환하는 분위기 치환 장치; 불활성 가스로 채워진 상기 보관부의 산소 농도를 측정하는 산소 농도계; 상기 보관부의 수분 농도를 측정하는 수분 농도계; 상기 보관부에 상기 전자 부품을 수납한 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 계시 수단; 상기 산소 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 수분 농도 적분값을 연산하는 연산 수단; 상기 산소 농도 적분값을 소정의 산소 기준값과 비교하여, 상기 산소 기준값과의 크기를 판정하는 제1 판정 수단; 상기 수분 농도 적분값을 소정의 수분 기준값과 비교하여, 상기 수분 기준값과의 크기를 판정하는 제2 판정 수단; 및 상기 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도 적분값 중 최소한 한쪽이, 상기 기준값을 초과한 것을 경고하는 경보 수단을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 보관 장치는, 바람직하게는, 상기 기준값은 상기 전자 부품의 표면에 상기 전자 부품의 특성에 영향을 미치는 소정 막두께의 자연 산화막이 형성될 때까지의 산소 농도의 시간적 적분값 또는 수분 농도의 시간적 적분값인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 보관 장치는, 바람직하게는, 상기 불활성 가스 분위기는 질소 가스 분위기인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 보관 장치는, 바람직하게는, 상기 전자 부품은 실리콘 기판인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 보관 장치는, 바람직하게는, 상기 소정 막두께는 대략 0.3nm인 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 웨이퍼 등의 전자 부품을 보관하는 경우에, 전자 부품의 표면에 자연 산화막이 성장하지 않는 불활성 가스 분위기로 보관 장치 내(보관부)를 유지할 수 있다. 본 발명의 보관 장치에 의하면, 불활성 가스의 공급량을 적당히 제어하면서, 불활성 가스를 연속적으로 보관 장치 내에 공급할 수 있다. 따라서, 불활성 가스를 과잉으로 공급할 필요가 없어, 불활성 가스의 코스트가 저감된다.
또, 본 발명의 보관 장치를 사용하여 전자 부품을 보관하면, 전자 부품 상의 자연 산화막의 성장이 방지되기 때문에, 전자 부품을 이용한 반도체 장치 등 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 전자 부품 반송 시스템은, 상기 전자 부품을 반출입(搬出入)하는 개구부와, 상기 개구부를 덮고, 또한 상기 전자 부품을 지지하는 덮개 부분을 구비하고, 전자 부품을 불활성 가스 분위기 중에 수납하여 반송하기 위한 밀폐 컨테이너; 상기 밀폐 컨테이너와 착탈(着脫) 가능하고, 상기 밀폐 컨테이너의 상기 덮개 부분 및 상기 개구부 주위와 밀착되고, 상기 불활성 가스로 채워진 내부에서 상기 전자 부품을 처리하는 처리 장치; 상기 덮개 부분과 결합되는 지지부; 상기 처리 장치에 내장되어, 상기 지지부, 상기 덮개 부분 및 상기 전자 부품을 상기 처리 장치 내로 이동시키는 지지부 이동 수단; 상기 지지부, 상기 덮개 부분 및 상기 전자 부품이 상기 처리 장치 내로 이동된 상태에서, 상기 밀폐 컨테이너 및 상기 처리 장치의 내부에 형성된 공유 밀폐 공간에 불활성 가스를 공급하여, 상기 공유 밀폐 공간의 가스를 치환하는 가스 치환 장치; 불활성 가스로 채워진 상기 공유 밀폐 공간의 산소 농도를 측정하는 산소 농도계; 상기 공유 밀폐 공간의 수분 농도를 측정하는 수분 농도계; 상기 처리 장치에서의 상기 전자 부품의 처리가 종료된 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 계시 수단; 상기 산소 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 수분 농도 적분값을, 각각 연산하는 연산 수단; 상기 산소 농도 적분값을 소정의 산소 기준값과 비교하여, 상기 산소 기준값과의 크기를 판정하는 제1 판정 수단; 상기 수분 농도 적분값을 소정의 수분 기준값과 비교하여, 상기 수분 기준값과의 크기를 판정하는 제2 판정 수단; 및 상기 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도 적분값 중 최소한 한쪽이, 상기 기준값을 초과한 것을 경고하는 경보 수단을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 부품 반송 시스템은, 바람직하게는, 상기 기준값은 상기 전자 부품의 표면에 상기 전자 부품의 특성에 영향을 미치는 소정 막두께의 자연 산화막이 형성될 때까지의 산소 농도의 시간적 적분값 또는 수분 농도의 시간적 적분값인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 부품 반송 시스템은, 바람직하게는, 상기 처리는 세정(洗淨) 처리이며, 상기 처리 장치는 세정 장치인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 부품 반송 시스템은, 바람직하게는, 상기 불활성 가스 분위기는 질소 가스 분위기인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 전자 부품 반송 시스템은, 바람직하게는, 상기 전자 부품은 실리콘 기판인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 전자 부품 반송 시스템은, 바람직하게는, 상기 소정 막두께는 대략 0.3nm인 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 세정 장치 등의 처리 장치에서 처리된 전자 부품을, 불활성 가스 분위기 중에 유지한 채 가반식 밀폐 컨테이너 내로 이동하는 것이 가능하게 된다. 처리 장치와 접속된 밀폐 컨테이너 내를 불활성 가스 분위기로 하고 난 다음 밀폐 컨테이너 내에 덮개 부분을 끼워 맞추게 하고, 밀폐 컨테이너와 처리 장치를 분리시킴으로써, 전자 부품이 밀폐 컨테이너에 수납되어, 반송 가능하게 된다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 전자 부품 보관 방법은, 불활성 가스로 채워진, 밀폐 컨테이너 내에 전자 부품을 수납하는 공정과, 상기 밀폐 컨테이너 내의 산소 농도 및 수분 농도를 측정하는 공정; 상기 밀폐 컨테이너 내에 상기 전자 부품을 수납한 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 공정; 상기 산소 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 수분 농도 적분값을 연산하는 공정; 상기 산소 농도 적분값을 소정 의 산소 기준값과 비교하여, 상기 산소 기준값과의 크기를 판정하는 공정; 상기 수분 농도 적분값을 소정의 수분 기준값과 비교하여, 상기 수분 기준값과의 크기를 판정하는 공정; 및 상기 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도 적분값 중 최소한 한쪽이, 상기 기준값을 초과한 것을 경고하는 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 부품 보관 방법은, 바람직하게는, 상기 산소 농도의 적분값이 상기 산소 기준값을 초과한 경우 및/또는 상기 수분 농도 적분값이 상기 수분 기준값을 초과한 경우, 상기 전자 부품을 사용 불가로 하는 공정을 추가로 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 부품 보관 방법은, 바람직하게는, 미리 시험을 행하여, 상기 전자 부품의 표면에 상기 전자 부품의 특성에 영향을 미치는 소정 막두께의 자연 산화막이 형성될 때까지의 산소 농도의 시간적 적분값 및 수분 농도의 시간적 적분값을 구해, 상기 적분값을 상기 기준값으로 사용하는 공정을 추가로 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 부품 보관 방법은, 바람직하게는, 상기 시험은 불활성 가스를 공급하여, 산소 농도 및 수분 농도를 일정하게 유지한 조건으로 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 부품 보관 방법은, 바람직하게는, 상기 불활성 가스는 질소 가스인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 전자 부품 보관 방법은, 바람직하게는, 상기 전자 부품은 실리콘 기판인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 부품 보관 방법은, 바람직하게는, 상기 불활성 가스는 질소 가스이고, 상기 전자 부품은 실리콘 기판이고, 상기 산소 기준값은 산소 농도 약 10ppm을 최소한 1주간에 적분한 산소 농도 적분값이고, 상기 수분 기준값은 수분 농도 약 104ppm을 최소한 1주간에 적분한 수분 농도 적분값이고, 상기 소정 막두께는 대략 0.3nm인 것을 특징으로 한다.
또는, 본 발명의 전자 부품 보관 방법은, 바람직하게는, 상기 불활성 가스는 질소 가스이고, 상기 전자 부품은 실리콘 기판이고, 상기 산고 기준값은 산소 농도 약 2.1 ×105ppm을 최소한 1주간에 적분한 산소 농도 적분값이고, 상기 수분 기준값은 수분 농도 약 10ppm을 최소한 1주간에 적분한 수분 농도 적분값이고, 상기 소정 막두께는 대략 0.3nm인 것을 특징으로 한다.
또는, 본 발명의 전자 부품 보관 방법은, 바람직하게는, 상기 불활성 가스는 질소 가스이고, 상기 전자 부품은 실리콘 기판이고, 상기 산소 기준값은 산소 농도 102ppm을 최소한 1주간에 적분한 산소 농도 적분값이고, 상기 수분 기준값은 수분 농도 약 102ppm을 최소한 1주간에 적분한 수분 농도 적분값이고, 상기 소정 막두께는 대략 0.3nm인 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 반도체 장치 등의 제조 과정에서 전자 부품을 처리 장치 사이에서 반송하는 경우에, 웨이퍼 등 전자 부품의 표면에 자연 산화막이 성장하는 것을 방지할 수 있다. 또, 자연 산화막이 성장하지 않는 분위기에서 일정 시간, 반송 컨테이너를 밀폐하면, 불활성 가스를 과잉으로 공급할 필요가 없어, 제조 코스트를 저감시킬 수 있다. 또, 전자 부품 상의 자연 산화막의 성장이 방지됨으로써, 반도체 장치 등 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 전자 부품 보관 방법은, 불활성 가스로 채워진 보관 장치에 최소한 1개의 전자 부품을 수납하는 공정; 상기 보관 장치 내에 불활성 가스를 공급하는 공정; 상기 보관 장치 내의 산소 농도 및 수분 농도를 측정하는 공정; 상기 보관 장치에 상기 전자 부품을 수납한 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 공정; 상기 산소 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 수분 농도 적분값을 연산하는 공정; 상기 산소 농도 적분값을 소정의 산소 기준값과 비교하여, 상기 산소 기준값과의 크기를 판정하는 공정; 상기 수분 농도 적분값을 소정의 수분 기준값과 비교하여, 상기 수분 기준값과의 크기를 판정하는 공정; 및 상기 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도 적분값 중 최소한 한쪽이, 상기 임계값을 초과한 것을 경고하는 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 부품 보관 방법은, 바람직하게는, 상기 산소 농도 적분값이 상기 산소 기준값을 초과한 경우 및/또는 상기 수분 농도 적분값이 상기 수분 기준값을 초과한 경우, 상기 전자 부품을 사용 불가로 하는 공정을 추가로 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 부품의 보관 방법은, 바람직하게는, 미리 시험을 행하여, 상기 전자 부품의 표면에 상기 전자 부품의 특성에 영향을 미치는 소정 막두께의 자연 산화막이 형성될 때까지의 산소 농도의 시간적 적분값 및 수분 농도의 시간적 적분값을 구해, 상기 적분값을 상기 기준값으로 사용하는 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 반도체 장치 등의 전자 부품을 보관하는 경우에, 웨이퍼 등의 전자 부품 표면에 자연 산화막이 성장하는 것을 방지할 수 있다. 또, 보관 장치 내가 불활성 가스 분위기로 채워진 후, 자연 산화막의 성장을 억제할 수 있는 범위에서 일정 시간, 불활성 가스의 공급량(유량(流量))을 저감시키면, 불활성 가스의 과잉 공급이 방지된다. 따라서, 제조 코스트를 저감시킬 수 있다. 또, 전자 부품 상의 자연 산화막의 성장이 방지됨으로써, 전자 부품을 이용한 반도체 장치 등 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 전자 부품 반송 방법은, 상기 전자 부품을 반출입하는 개구부와, 상기 개구부를 덮고, 상기 전자 부품을 지지하는 덮개 부분을 가지고, 상기 전자 부품을 불활성 가스 분위기 중에 수납하여 반송하는 밀폐 컨테이너, 및 상기 밀폐 컨테이너와 착탈 가능하고, 불활성 가스로 채워진 내부에서 상기 전자 부품을 처리하는 처리 장치와의 사이에서, 상기 전자 부품을 이동하는 전자 부품의 반송 방법으로서, 상기 밀폐 컨테이너의 상기 덮개 부분 및 상기 개구부 주위와, 상기 처리 장치 표면의 지지부를 밀착시키는 공정; 상기 지지부, 상기 덮개 부분 및 상기 전자 부품을 상기 처리 장치 내로 이동시켜, 상기 밀폐 컨테이너 및 상기 처리 장치의 내부에 공유 밀폐 공간을 형성하는 공정; 상기 전자 부품을 처리하는 공정; 상기 공유 밀폐 공간에 불활성 가스를 공급하는 공정; 상기 밀폐 컨테이너 내의 산소 농도 및 수소 농도를 측정하는 공정; 상기 처리가 종료된 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 공정; 상기 산소 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 수분 농도 적분값을 연산하는 공정; 상기 산소 농도 적분값을 소정의 산소 기준값과 비교하여, 상기 산소 기준값과의 크기를 판정하는 공정; 상기 수분 농도 적분값을 소정의 수분 기준값과 비교하여, 상기 수분 기준값과의 크기를 판정하는 공정; 상기 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도 적분값 중 최소한 한쪽이, 상기 기준값을 초과한 것을 경고하는 공정; 및 상기 경고 전에, 상기 덮개 부분이 상기 개구부를 덮을 때까지 상기 지지부를 이동시켜, 상기 밀폐 컨테이너 내에 상기 전자 부품을 수납하는 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 부품 반송 방법은, 바람직하게는, 미리 시험을 행하여, 상기 전자 부품의 표면에 상기 전자 부품의 특성에 영향을 미치는 소정 막두께의 자연 산화막이 형성될 때까지의 산소 농도의 시간적 적분값 및 수분 농도의 시간적 적분값을 구해, 상기 적분값을 상기 기준값으로 사용하는 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 부품 반송 방법은, 바람직하게는, 상기 처리는 세정 처리이고, 상기 처리 장치는 세정 장치인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 부품 반송 방법은, 바람직하게는, 상기 불활성 가스 분위기는 질소 가스 분위기인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 전자 부품 반송 방법은, 바람직하게는, 상기 전자 부품은 실리콘 기판인 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 세정 장치 등의 처리 장치에서 처리된 전자 부품을, 불활성 가스 분위기 중에 유지한 채 가반식 밀폐 컨테이너 내로 이동하는 것이 가능하게 된다. 처리 장치와 접속된 밀폐 컨테이너 내를 불활성 가스 분위기로 하고 난 다음 밀폐 컨테이너 내에 덮개 부분을 끼워 맞추고, 밀폐 컨테이너와 처리 장치를 분리시킴으로써, 전자 부품이 밀폐 컨테이너 내에 수납된다. 또, 상기 조작을, 전자 부품의 표면에 자연 산화막이 형성되기 전에 완성시킬 수 있기 때문에, 전자 부품이 사용되는 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 밀폐 컨테이너, 보관 장치 및 전자 부품 반송 시스템 및 전자 부품의 보관 및 반송 방법의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.
(실시 형태 1)
본 실시 형태의 전자 부품 반송 방법 및 그에 사용되는 밀폐 컨테이너 및 전자 부품 반송 시스템에 대하여, 도 1의 개략도를 참조하여 이하에 설명한다. 본 실시 형태는, 웨이퍼를 가반식 밀폐 컨테이너(1) 내에 수납하여 반송하고, 질소 분위기를 유지한 채, 그 웨이퍼를 예를 들면 세정 장치 등의 처리 장치(4) 내로 이동시키는 반송 방법 및 그에 사용되는 시스템을 나타냈다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 반송 시스템은 가반식 밀폐 컨테이너(1), 기판 이동 유닛(2)을 함유하고, 이동 유닛에는 분위기 제어유닛(가스 퍼지 유닛)(3)이 형성되어 있다.
도 1 (A)는 웨이퍼(13)가 수납되어 있는 가반식 밀폐 컨테이너(1)의 개략도이다. 컨테이너(1) 내의 기체는 농도 측정용 배관(23)을 통해, 순환 펌프(30)에 의해 산소 농도계(31) 및 수분 농도계(32)로 보내진다. 이에 따라, 컨테이너(1) 내의 불활성 가스 분위기 중의 산소 농도 및 수분 농도가 항상 측정된다.
산소 농도계(31)로서는, 예를 들면, 응답 속도 10초 이내, 감도(感度) 1ppm 이하의 지르코니아식(zirconia type) 산소 농도계(오사카 산소(株)) OXYMAC 시리즈)를 사용할 수 있다. 수분 농도계(32)로서는,예를 들면, 응답 속도 10초 이내, 감도 1ppm 이하의 산화 알루미늄 정전(靜電) 용량식 노점계(露点計)(오사카 산소(株) DPO-2형)를 사용할 수 있다. 산소 농도계(31) 및 수분 농도계(32)는 모두 패널 마운트(panel mount)식으로 소형이며, 농도 측정용 배관(23)의 용량이 작게 억제되어 있는 것이 바람직하다.
패널 마운트형의 산소 농도계(31) 및 수분 농도계(32)를 사용하는 경우의 장치예를 도 2에 나타냈다. 도 2의 장치에는 농도 측정용 배관(23)에 신축 가능한 배관 조절부(23')가 형성되어 있어, 배관의 용량을 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.
또, 도 1에 나타낸 바와 같이, 가반식 밀폐 컨테이너(1)에는 적산 시간계(33)가 설치되어 있다. 산소 농도 및 수분 농도를 소정 값 이하로 한 상태에서 컨테이너(1)를 밀폐하고, 밀폐 후의 경과 시간이 적산 시간계(33)에 의해 계측된다. 또, 산소 농도의 시간에 대한 적분값, 및 수분 농도의 시간에 대한 적분값이 적산 시간계(33)에서 계산된다.
컨테이너(1)를 밀폐 후, 시간의 경과에 따라 미량의 리크에 의해 컨테이너(1) 내의 분위기(기체 조성)는 변화되어, 산소 농도 및 수분 농도가 상승한다. 미리, 산소 농도 및 수분 농도를 일정하게 한 조건 하에서, 자연 산화막이 문제로 되는 소정 막두께(예를 들면, 0.3nm)로 될 때까지의 시간을 조사해 두고, 이 때의 농도와 시간과의 적(積)을 상기 적분값의 근사값으로 간주한다. 이것을 산소 농도 적분값 및 수분 농도 적분값의 기준값(임계값)으로 설정한다.
웨이퍼(13)는 컨테이너(1) 내에, 임계값을 초과하지 않는 범위에서 보관된다. 적산 시간계(33)에는 적분값이 임계값에 달한 것을 알리기 위한 수단으로서, 예를 들면 경보 장치(34)가 구비된다.
도 1 (B)는 가반식 밀폐 컨테이너(1) 내의 웨이퍼(13)를, 기판 이동 유닛(2)을 사용하여 세정 장치(4)로 이동시키는 개략도이다. 가반식 밀폐 컨테이너(1)를 기판 이동 유닛(2)에 연결시키고 있지 않은 상태에서는, 기판 이동 유닛(2)의 엘리베이터(21)는 (21')로 나타낸 위치에 있고, 이에 따라, 기판 이동 유닛(2) 및 세정 장치(4)는 외기와 차단되어, 동일한 질소 분위기로 유지되고 있다.
기판 이동 유닛(2)의 엘리베이터(21) 위에 가반식 밀폐 컨테이너(1)의 바닥 덮개(12)가 실리면, 엘리베이터(21)가 하강한다. 이 때, 가반식 밀폐 컨테이너(1)의 컨테이너 본체(10)는 기판 이동 유닛(2)과 밀착되어 있으며, 바닥 덮개(12) 위의 카세트(11)에 수납된 웨이퍼(13)는 질소 분위기로 유지된 채 세정 장치(4)로 옮겨진다. 질소 분위기 내에서 세정 처리가 행해진 후, 웨이퍼(13)는 카세트(11)로 되돌아가, 엘리베이터(21)에 의해 상승한다.
컨테이너(1)의 바닥 덮개(12)가 컨테이너(10)로 완전히 되돌아가기 직전, 즉, 엘리베이터(21)가 (21')의 위치보다 약간 아래에 있는 상태에서, 분위기 제어 유닛(3)을 사용하여 가반식 밀폐 컨테이너(1) 내의 분위기 제어를 행한다. 여기에서, 바닥 덮개(12)를 컨테이너 본체(10)에 덮기 직전에 분위기의 치환을 행함으로써, 컨테이너(1) 내의 분위기를 효율적으로 치환하여, 공급하는 질소 가스의 양을 최소한으로 할 수 있다.
분위기 제어 유닛(3)은 컨테이너(1) 내에 질소 가스를 공급하는 질소 도입관(24), 질소의 도입을 제어하는 질소 급기(給氣) 밸브(26), 농도 측정용 배관(23)에 접속하여 컨테이너(1) 내로 공기를 배출하는 질소 배기관(25), 농도 측정용 배관(23)과 질소 배기관(25) 사이에 설치된 질소 배기 밸브(27), 및 질소 급기 밸브(26)와 질소 배기 밸브(27)의 개폐를 각각 제어하는 급배기 밸브 제어선(22)을 최소한 가진다. 또, 공급되는 질소는 필터링되어, 정제된 고순도 질소로 한다.
분위기 제어 유닛(3)에도 밀폐 컨테이너(1)와 마찬가지로, 산소 농도 적분값 및 수분 농도 적분값의 최소한 한쪽이 임계값을 초과한 것을 알리기 위한 경보 장치(도시하지 않음) 등의 경보 수단이 설치된다.
컨테이너(1) 내에 고순도 질소를 공급하여 산소 농도 및 수분 농도를 저하시켜, 자연 산화막의 성장이 억제되는 소정 조건을 만족시키는 분위기로 된 시점에서, 질소의 공급이 정지된다. 질소의 공급 또는 공급의 정지는, 급배기 밸브 제어선(22)을 통한 신호에 의해 제어된다. 질소의 공급을 정지한 후, 바로 바닥 덮개(12)를 컨테이너 본체(10)로 되돌아가게 하여 가반식 밀폐 컨테이너(1)를 완전히 밀폐하고, 가반식 밀폐 컨테이너(1)를 기판 이동 유닛(2)으로부터 분리한다. 동시에, 적산 시간계(33)에 의한 계측을 개시한다. 그 후, 산소 농도 적분값 및 수분 농도 적분값이 미리 설정된 임계값에 달하기 전에, 다음 공정의 처리 장치로 웨이퍼(13)를 반송한다.
상기 본 실시 형태의 밀폐 컨테이너 및 전자 부품 반송 시스템, 및 그것을 이용한 전자 부품의 반송 방법에 의하면, 밀폐 컨테이너(1) 내에 수납된 웨이퍼(13)를 질소 분위기로 유지한 채 처리 장치 내로 이동시켜, 처리 장치(4) 내에서, 예를 들면, 세정 등의 처리를 행할 수 있다. 처리 후의 웨이퍼는, 역(逆)의 순서에 의해 밀폐 컨테이너(1)로 옮겨지고, 컨테이너 내에 질소를 공급한 다음 컨테이너(1)를 밀폐한다. 이에 따라 웨이퍼(13) 표면에 자연 산화막이 성장하는 것을 방지할 수 있다.
(실시 형태 2)
이하, 상기 실시 형태 1에 나타낸 반송 방법 및 밀폐 컨테이너에서, 자연 산화막의 성장을 유효하게 방지할 수 있는 제(諸)조건, 즉, 컨테이너(1) 내의 산소 농도의 시간에 대한 적분값(산소 농도 적분값)과 수분 농도의 시간에 대한 적분값(수분 농도 적분값)의 임계값을 설정하는 방법을 상세히 설명한다.
자연 산화막의 성장 속도는, 실리콘 웨이퍼가 폭로(暴露)되는 환경 중의 산소 농도, 수분 농도, 및 실리콘 표면이 그 환경에 폭로되는 시간에 영향을 받는다. 또, 웨이퍼의 표면 상태에 따라서도 자연 산화막의 성장 속도는 변동한다. 예를 들면, 불순물 농도가 높은 실리콘 표면이나, 불순물의 이온 주입에 의해 아몰퍼스(amorphous)화 된 실리콘 표면은, 자연 산화막의 성장이 매우 빨라 지는 것이 알려져 있다.
특히, 디자인 룰(design rule) 0.18㎛ 이후의 반도체 장치에서는, SALICIDE 프로세스에 의해 게이트 상 및 기판 표면의 불순물 확산층 표면이 실리사이드화된다. 반도체 장치의 제조 과정에서, n형 불순물인 As가 고농도로 이온 주입된 영역(소스 영역, 드레인 영역 등)의 실리콘 기판 표면을 실리사이드화하는 경우, 실리콘 상에 고융점 금속층을 형성하기 전에 자연 산화막이 성장되기 쉬어, 문제가 된다. 그래서, 이 경우의 제조 프로세스를 모델로 하고, 동일한 조건으로 실리콘 기판을 처리하여 자연 산화막이 성장되는 임계 조건을 검토했다.
실리콘 기판에는 이하의 처리를 행하였다. 먼저, As를 이온 에너지 60keV, 도입량 3 ×1015atoms/㎤로 이온 주입했다. 다음에, 800℃, 30초의 어닐 및 1000℃, 30초의 어닐을 행하여, 불순물을 확산시켰다. 어닐에 의해 실리콘 결정의 격자(格子) 결함이 발생하는 것을 방지하기 위해, 단시간의 어닐(RTA; rapid thermal annealing)을 2회로 나누어 행하였다.
실제의 SALICIDE 프로세스의 경우, 실리사이드를 형성한 후, 기판의 깊이 방향으로 실리사이드나 결함이 이상(異常) 성장하는 일이 있어, 이를 해소하기 위해 재차 이온 주입을 행하여, 실리콘을 아몰퍼스화시킨다. 그래서, 상기 어닐 후, As를 이온 에너지 60keV, 도입량 3 ×1015atoms/㎠로 재차 이온 주입했다.
그 후, 불산을 사용하여 웨이퍼를 세정하고, 세정된 웨이퍼를 질소 분위기에서 상기 실시 형태 1에 나타낸 반송 컨테이너 내로 이동했다. 산소 농도, 수분 농도를 표 1에 나타낸 여러 가지의 조건으로 각각 일정하게 하고, 1주간 후, 자연 산화막의 막두께를 XPS(X선 광전자 분광)법에 의해 측정했다(측정 한계 0.1nm). 이 결과를 표 1에 정리했다. 실험은 20℃에서 행하였다.
[표 1]
밀폐 컨테이너에서의 1주간 후의 자연 산화막의 막두께(nm)
표 1에 나타낸 바와 같이, (A) 질소 분위기 중의 산소 농도가 10ppm 이하, 수분 농도가 104ppm 이하의 경우, (B) 산소 농도가 2.1 ×105ppm 이하, 수분 농도가 10ppm 이하의 경우, 및 (C) 산소 농도가 102ppm 이하, 수분 농도가 102ppm 이하의 경우에는, 1주간 후의 자연 산화막의 성장을 0.4nm 이하로 할 수 있었다.
그래서, 이들 각 조건의 산소 농도와 시간과의 적을 근사치로 해서, 산소 농도 적분값의 임계값으로 한다. 또, 각각 대응하는 수분 농도와 시간과의 적을 근사치로 하여, 수분 농도 적분값으로 한다. 구체적으로는, 이하의 식에 따라 산소 농도 적분값의 임계값(S(O2)) 및 수분 농도 적분값의 임계값(S(H2O))을 계산한다.
S(O2) = (C0·10-6·d0·t)/M0(1)
S(H2O) = (CH·10-6·dH·t)/MH(2)
S(O2) 및 (H2O)는 예를 들면 [(mol/L) ·초]의 단위로 표현되고, 이 때, C0는 산소 농도[ppm], CH는 수분 농도[ppm], d0는 20℃에서의 산소 밀도[g/L], dH는 20℃에서의 포화 수증기 기밀도[g/L], t는 경과 시간[초], M0는 산소 분자량, MH는 수소 분자량이다.
본 발명의 전자 부품의 보관 방법 또는 반송 방법은, 자연 산화막이 매우 얇게 형성되는 단계에 적용되는 것이며, 상기한 근사에 의해 자연 산화막의 성장을 유효하게 방지하는 것이 가능하게 된다. 상기 임계값을 초과하여 보관된 전자 부품에는, 예를 들면 세정 처리 등을 재차 행하여, 자연 산화막을 제거하고 난 다음 다음 공정으로 진행한다. 따라서, 전자 부품이 이용되는 제품의 수율이 개선된다.
(실시 형태 3)
본 실시 형태의 보관 장치 및 그것을 이용한 전자 부품의 보관 방법의 실시 형태에 대하여, 도 3 및 도 4의 개략도를 참조하여 이하에 설명한다. 본 실시 형태는 웨이퍼 등의 전자 부품에 붕소, 인 등의 불순물, 유기물 등의 분자 또는 파티클 등이 부착되어 오염되는 것을 방지하면서, 전자 부품을 장기간 보관할 수 있는 보관 장치 및 그것을 이용한 전자 부품의 보관 방법을 나타냈다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 보관 장치(5)는 복수의 카세트(11)를 격납할 수 있는 질소 퍼지 스토커(41)와, 스토커(41) 내의 분위기를 치환 또는 제어하기 위한 분위기 제어 유닛(3)을 가진다. 카세트(11) 내에는 복수의 웨이퍼(13)가 수납되고, 카세트(11)는 실시 형태 1의 장치에 사용되는 카세트(11)와 공통시킬 수 있다. 따라서, 예를 들면 실시 형태 1의 세정 장치(4)에서 처리된 웨이퍼(13)를 실시 형태 1의 가반식 밀폐 컨테이너(1)를 사용하여 반송하고, 그 후, 웨이퍼(13)가 카세트(11) 내에 수납된 채의 상태에서 본 실시 형태의 스토커(41) 내에 카세트(11)를 격납할 수 있다.
본 실시 형태의 밀폐 스토커에 사용되는 분위기 제어 유닛(3)은 질소 퍼지 스토커(41) 내에 질소 가스를 공급하는 질소 도입관(24), 질소의 도입을 제어하는 질소 급기 밸브(26), 농도 측정용 배관(23)에 접속하여 스토커(41) 내의 공기를 배출하는 질소 배기관(25), 농도 측정용 배관(23)과 질소 배기관(25) 사이에 설치된 질소 배기 밸브(27), 및 질소 급기 밸브(26)와 질소 배기 밸브(27)의 개폐를 각각 제어하는 급배기 밸브 제어선(22)을 최소한 가진다. 또, 공급되는 질소는 필터링에 의해 정제된 고순도 질소로 한다.
스토커(41) 내의 기체는 농도 측정용 배관(23)을 통해, 순환 펌프(30)에 의해 산소 농도계(31) 및 수분 농도계(32)로 보내진다. 이에 따라, 스토커(41) 내의 분위기가 항상 측정되고 있다.
산소 농도계(31)로서는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 예를 들면 응답 속도 10초 이내, 감도 1ppm 이하의 지르코니아식 산소 농도계(오사카 산소(株) OXYMAC 시리즈)를 사용할 수 있다. 수분 농도계(32)로서는, 예를 들면 응답 속도 10초 이내, 감도 1ppm 이하의 산화 알루미늄 정전 용량식 노점계(오사카 산소(株) DPO-2형)를 사용할 수 있다. 산소 농도계(31) 및 수분 농도계(32)는 모두 패널 마운트식으로 소형이며, 농도 측정용 배관(23)의 용량이 작게 억제되고 있는 것이 바람직하다.
또, 질소 퍼지 스토커(41)에는 적산 시간계(33)가 설치되어 있다. 산소 농도 및 수분 농도를 소정 값 이하로 한 상태에서 웨이퍼(13)의 보관을 개시하고, 그 후의 경과 시간이 적산 시간계(33)에 의해 계측된다. 퍼지 스토커(41)에는 질소가 소정 유량으로 연속적으로 공급되어, 질소 분위기 중의 산소 농도 및 수분 농도가 일정한 레벨로 유지된다. 적산 시간계(33)에서, 산소 농도의 시간에 대한 적분값(산소 농도 적분값) 및 수분 농도의 시간에 대한 적분값(수분 농도 적분값)을 항상 계산한다.
미리 시험을 실시하여, 문제가 되는 막두께의 자연 산화막이 형성될 때까지의 산소 농도 적분값 및 수분 농도 적분값을 구해 두고, 이에 따라 산소 농도 적분값과 수소 농도 적분값의 임계값을 설정해 둔다. 상기 산소 농도 적분값 및 수분 농도 적분값의 최소한 한쪽이 임계값을 초과하면, 경보 장치(34) 등의 경보 수단에 의해 경고된다. 그 경우에는, 보관된 전자 부품에, 예를 들면 세정 처리 등을 행하여, 자연 산화막을 제거한다. 이에 따라, 전자 부품 상에 문제가 되는 막두께의 자연 산화막이 성장하는 것을 방지하여, 전자 부품을 사용 가능한 상태로 관리하는 것이 용이하게 된다. 또, 자연 산화막의 성장이 방지됨으로써, 전자 부품을 이용한 제품의 수율이 향상된다.
또, 본 실시 형태의 밀폐 스토커는, 각 카세트(11)가 각각 개별로 밀폐되어, 각각의 카세트(11)에 개별로 질소의 공급이 행해지는 오픈 스토커라도 된다. 이 경우, 카세트(11)를 밀폐하여 수납하는 용기는, 실시 형태 1에 나타낸 반송 컨테이너라도 된다.
도 4에, 실시 형태 1의 반송 컨테이너(컨테이너 본체(10)) 내에 카세트(11)를 수납하고, 패널 마운트형의 산소 농도계(31) 및 수분 농도계(32)를 조합한 오픈 스토커의 장치예를 나타냈다.
상기 도 3 및 도 4에 나타낸 실시 형태의 밀폐 스토커에 의하면, 전자 부품의 보관 시에, 자연 산화막의 성장이 촉진되지 않는 조건에서는 불활성 가스의 공급을 정지, 또는 불활성 가스의 유량을 저감킬 수도 있어, 불활성 가스의 코스트를 저감시킬 수 있다.
상기 본 발명의 실시 형태의 밀폐 컨테이너, 보관 장치 및 전자 부품 반송 시스템 및 전자 부품의 보관 및 반송 방법에 의하면, 과잉 질소를 공급하지 않고, 전자 부품 위의 자연 산화막의 성장을 방지할 수 있는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 밀폐 컨테이너, 보관 장치 및 전자 부품 반송 시스템 및 전자 부품의 보관 및 반송 방법의 실시 형태는, 상기 설명에 한정되지 않는다. 예를 들면, 전자 부품으로서는 실리콘 기판 이외에, 자기 헤드의 메탈 부분이나 디스크 등을 들 수 있으며, 실리콘 기판 이외의 전자 부품에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다. 그 밖에, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변경이 가능하다.
본 발명의 밀폐 컨테이너, 보관 장치 및 전자 부품 반송 시스템에 의하면, 과잉의 불활성 가스를 공급하지 않고, 웨이퍼, 기판 또는 전자 부품의 표면에 자연 산화막이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 전자 부품의 보관 및 반송 방법에 의하면, 과잉의 불활성 가스를 공급하지 않고, 웨이퍼, 기판 또는 전자 부품의 표면에 자연 산화막이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 제조 코스트를 저감하고, 또한 전자 부품이 이용되는 제품의 수율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 대하여 실시 형태를 참조하여 상세히 설명했지만, 기 기술 분야에서 숙련된 사람은 본 발명의 사상 및 범주를 일탈하지 않고 여러 가지의 변형을 행할 수 있음이 명백하다.

Claims (35)

  1. 불활성 가스 분위기 중에 전자 부품을 수납하는 밀폐 컨테이너에 있어서,
    불활성 가스로 채워진 밀폐 공간의 산소 농도를 측정하는 산소 농도계;
    상기 밀폐 공간의 수분 농도를 측정하는 수분 농도계;
    상기 밀폐 공간에 상기 전자 부품을 수납한 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 계시(計時) 수단;
    상기 경과 시간을 소정 기준 시간과 비교하여, 상기 기준 시간과의 크기를 판정하는 판정 수단; 및
    상기 경과 시간이 상기 기준 시간을 초과한 것을 경고하는 경보 수단
    을 포함하는 밀폐 컨테이너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 시간은 상기 전자 부품의 표면에 상기 전자 부품의 특성에 영향을 미치는 소정 막두께의 자연 산화막이 형성될 때까지의 시간인 밀폐 컨테이너.
  3. 불활성 가스 분위기 중에 전자 부품을 수납하는 밀폐 컨테이너에 있어서,
    불활성 가스로 채워진 밀폐 공간의 산소 농도를 측정하는 산소 농도계;
    상기 밀폐 공간의 수분 농도를 측정하는 수분 농도계;
    상기 밀폐 공간에 상기 전자 부품을 수납한 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 계시 수단;
    상기 산소 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 수분 농도 적분값을 연산하는 연산 수단;
    상기 산소 농도 적분값을 소정의 산소 기준값과 비교하여, 상기 산소 기준값과의 크기를 판정하는 제1 판정 수단;
    상기 수분 농도 적분값을 소정의 수분 기준값과 비교하여, 상기 수분 기준값과의 크기를 판정하는 제2 판정 수단; 및
    상기 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도 적분값 중 최소한 한쪽이, 상기 기준값을 초과한 것을 경고하는 경보 수단
    을 포함하는 밀폐 컨테이너.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기준값은 상기 전자 부품의 표면에 상기 전자 부품의 특성에 영향을 미치는 소정 막두께의 자연 산화막이 형성될 때까지의 산소 농도의 시간적 적분값 또는 수분 농도의 시간적 적분값인 밀폐 컨테이너.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 불활성 가스 분위기는 질소 가스 분위기인 밀폐 컨테이너.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 전자 부품은 실리콘 기판인 밀폐 컨테이너.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 소정 막두께는 대략 0.3nm인 밀폐 컨테이너.
  8. 불활성 가스 분위기로 채워진 보관부에 최소한 1개의 전자 부품을 수납하는 보관 장치에 있어서,
    상기 보관부를 불활성 가스 분위기로 치환하는 분위기 치환 장치;
    불활성 가스로 채워진 상기 보관부의 산소 농도를 측정하는 산소 농도계;
    상기 보관부의 수분 농도를 측정하는 수분 농도계;
    상기 보관부에 상기 전자 부품을 수납한 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 계시 수단;
    상기 산소 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 수분 농도 적분값을 연산하는 연산 수단;
    상기 산소 농도 적분값을 소정의 산소 기준값과 비교하여, 상기 산소 기준값과의 크기를 판정하는 제1 판정 수단;
    상기 수분 농도 적분값을 소정의 수분 기준값과 비교하여, 상기 수분 기준값과의 크기를 판정하는 제2 판정 수단; 및
    상기 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도 적분값 중 최소한 한쪽이, 상기 기준값을 초과한 것을 경고하는 경보 수단
    을 포함하는 보관 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기준값은 상기 전자 부품의 표면에 상기 전자 부품의 특성에 영향을 미치는 소정 막두께의 자연 산화막이 형성될 때까지의 산소 농도의 시간적 적분값 또는 수분 농도의 시간적 적분값인 보관 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 불활성 가스 분위기는 질소 가스 분위기인 보관 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전자 부품은 실리콘 기판인 보관 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 소정 막두께는 대략 0.3nm인 보관 장치.
  13. 상기 전자 부품을 반출입(搬出入)하는 개구부와, 상기 개구부를 덮고, 상기 전자 부품을 지지하는 덮개 부분을 구비하고, 전자 부품을 불활성 가스 분위기 중에 수납하여 반송하기 위한 밀폐 컨테이너;
    상기 밀폐 컨테이너와 착탈(着脫) 가능하고, 상기 밀폐 컨테이너의 상기 덮개 부분 및 상기 개구부 주위와 밀착되고, 상기 불활성 가스로 채워진 내부에서 상기 전자 부품을 처리하는 처리 장치;
    상기 덮개 부분과 결합되는 지지부;
    상기 처리 장치에 내장되어, 상기 지지부, 상기 덮개 부분 및 상기 전자 부품을 상기 처리 장치 내로 이동시키는 지지부 이동 수단;
    상기 지지부, 상기 덮개 부분 및 상기 전자 부품이 상기 처리 장치 내로 이동된 상태에서, 상기 밀폐 컨테이너 및 상기 처리 장치의 내부에 형성된 공유 밀폐 공간에 불활성 가스를 공급하여, 상기 공유 밀폐 공간의 가스를 치환하는 가스 치환 장치;
    불활성 가스로 채워진 상기 공유 밀폐 공간의 산소 농도를 측정하는 산소 농도계;
    상기 공유 밀폐 공간의 수분 농도를 측정하는 수분 농도계;
    상기 처리 장치에서의 상기 전자 부품의 처리가 종료된 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 계시 수단;
    상기 산소 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 수분 농도 적분값을 연산하는 연산 수단;
    상기 산소 농도 적분값을 소정의 산소 기준값과 비교하여, 상기 산소 기준값과의 크기를 판정하는 제1 판정 수단;
    상기 수분 농도 적분값을 소정의 수분 기준값과 비교하여, 상기 수분 기준값과의 크기를 판정하는 제2 판정 수단; 및
    상기 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도 적분값 중 최소한 한쪽이, 상기 기준값을 초과한 것을 경고하는 경보 수단
    을 포함하는 전자 부품 반송 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기준값은 상기 전자 부품의 표면에 상기 전자 부품의 특성에 영향을 미치는 소정 막두께의 자연 산화막이 형성될 때까지의 산소 농도의 시간적 적분값 또는 수분 농도의 시간적 적분값인 전자 부품 반송 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 처리는 세정(洗淨) 처리이며, 상기 처리 장치는 세정 장치인 전자 부품 반송 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 불활성 가스 분위기는 질소 가스 분위기인 전자 부품 반송 시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 전자 부품은 실리콘 기판인 전자 부품 반송 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 소정 막두께는 대략 0.3nm인 전자 부품 반송 시스템.
  19. 불활성 가스로 채워진, 밀폐 컨테이너 내에 전자 부품을 수납하는 공정;
    상기 밀폐 컨테이너 내의 산소 농도 및 수분 농도를 측정하는 공정;
    상기 밀폐 컨테이너 내에 상기 전자 부품을 수납한 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 공정;
    상기 산소 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 수분 농도 적분값을 연산하는 공정;
    상기 산소 농도 적분값을 소정의 산소 기준값과 비교하여, 상기 산소 기준값과의 크기를 판정하는 공정;
    상기 수분 농도 적분값을 소정의 수분 기준값과 비교하여, 상기 수분 기준값과의 크기를 판정하는 공정; 및
    상기 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도 적분값 중 최소한 한쪽이, 상기 기준값을 초과한 것을 경고하는 공정
    을 포함하는 전자 부품의 보관 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 산소 농도 적분값이 상기 산소 기준값을 초과한 경우 및/또는 상기 수분 농도 적분값이 상기 수분 기준값을 초과한 경우, 상기 전자 부품을 사용 불가로 하는 공정을 추가로 포함하는 전자 부품의 보관 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    미리 시험을 행하여, 상기 전자 부품의 표면에 상기 전자 부품의 특성에 영향을 미치는 소정 막두께의 자연 산화막이 형성될 때까지의 산소 농도의 시간적 적분값 및 수분 농도의 시간적 적분값을 구해, 상기 적분값을 상기 기준값으로 사용하는 공정을 추가로 포함하는 전자 부품의 보관 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 시험은 불활성 가스를 공급하여, 산소 농도 및 수분 농도를 일정하게 유지한 조건으로 행하는 전자 부품의 보관 방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 질소 가스인 전자 부품의 보관 방법.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 전자 부품은 실리콘 기판인 전자 부품의 보관 방법.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 질소 가스이고,
    상기 전자 부품은 실리콘 기판이고,
    상기 산소 기준값은 산소 농도 약 10ppm을 최소한 1주간에 적분한 산소 농도 적분값이고,
    상기 수분 기준값은 수분 농도 약 104ppm을 최소한 1주간에 적분한 수분 농도 적분값이고,
    상기 소정 막두께는 대략 0.3nm인
    전자 부품의 보관 방법.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 질소 가스이고,
    상기 전자 부품은 실리콘 기판이고,
    상기 산소 기준값은 산소 농도 약 2.1 ×105ppm을 최소한 1주간에 적분한 산소 농도 적분값이고,
    상기 수분 기준값은 수분 농도 약 10ppm을 최소한 1주간에 적분한 수분 농도 적분값이고,
    상기 소정 막두께는 대략 0.3nm인
    전자 부품의 보관 방법.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 질소 가스이고,
    상기 전자 부품은 실리콘 기판이고,
    상기 산소 기준값은 산소 농도 102ppm을 최소한 1주간에 적분한 산소 농도 적분값이고,
    상기 수분 기준값은 수분 농도 약 102ppm을 최소한 1주간에 적분한 수분 농도 적분값이고,
    상기 소정 막두께는 대략 0.3nm인
    전자 부품의 보관 방법.
  28. 불활성 가스로 채워진 보관 장치에 최소한 1개의 전자 부품을 수납하는 공정;
    상기 보관 장치 내에 불활성 가스를 공급하는 공정;
    상기 보관 장치 내의 산소 농도 및 수분 농도를 측정하는 공정;
    상기 보관 장치에 상기 전자 부품을 수납한 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 공정;
    상기 산소 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 수분 농도 적분값을 연산하는 공정;
    상기 산소 농도 적분값을 소정의 산소 기준값과 비교하여, 상기 산소 기준값과의 크기를 판정하는 공정;
    상기 수분 농도 적분값을 소정의 수분 기준값과 비교하여, 상가 수분 기준값과의 크기를 판정하는 공정; 및
    상기 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도 적분값 중 최소한 한쪽이, 상기 임계값을 초과한 것을 경고하는 공정
    을 포함하는 전자 부품의 보관 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 산소 농도 적분값이 상기 산소 기준값을 초과한 경우 및/또는 상기 수분 농도 적분값이 상기 수분 기준값을 초과한 경우, 상기 전자 부품을 사용 불가로 하는 공정을 추가로 포함하는 전자 부품의 보관 방법.
  30. 제28항에 있어서,
    미리 시험을 행하여, 상기 전자 부품의 표면에 상기 전자 부품의 특성에 영향을 미치는 소정 막두께의 자연 산화막이 형성될 때까지의 산소 농도의 시간적 적분값 및 수분 농도의 시간적 적분값을 구해, 상기 적분값을 상기 기준값으로 사용하는 공정을 포함하는 전자 부품의 보관 방법.
  31. 상기 전자 부품을 반출입하는 개구부와, 상기 개구부를 덮고, 상기 전자 부품을 지지하는 덮개 부분을 가지고, 상기 전자 부품을 불활성 가스 분위기 중에 수납하여 반송하는 밀폐 컨테이너 및 상기 밀폐 컨테이너와 착탈 가능하고, 불활성 가스로 채워진 내부에서 상기 전자 부품을 처리하는 처리 장치와의 사이에서, 상기 전자 부품을 이동하는 전자 부품의 반송 방법에 있어서,
    상기 밀폐 컨테이너의 상기 덮개 부분 및 상기 개구부 주위와, 상기 처리 장치 표면의 지지부를 밀착시키는 공정;
    상기 지지부, 상기 덮개 부분 및 상기 전자 부품을 상기 처리 장치 내로 이동시켜, 상기 밀폐 컨테이너 및 상기 처리 장치의 내부에 공유 밀폐 공간을 형성하는 공정;
    상기 전자 부품을 처리하는 공정;
    상기 공유 밀폐 공간에 불활성 가스를 공급하는 공정;
    상기 밀폐 컨테이너 내의 산소 농도 및 수소 농도를 측정하는 공정;
    상기 처리가 종료된 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 공정;
    상기 산소 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도를 상기 경과 시간에 대하여 적분한 수분 농도 적분값을 연산하는 공정;
    상기 산소 농도 적분값을 소정의 산소 기준값과 비교하여, 상기 산소 기준값과의 크기를 판정하는 공정;
    상기 수분 농도 적분값을 소정의 수분 기준값과 비교하여, 상기 수분 기준값과의 크기를 판정하는 공정;
    상기 산소 농도 적분값과 상기 수분 농도 적분값 중 최소한 한쪽이, 상기 기준값을 초과한 것을 경고하는 공정; 및
    상기 경고 전에, 상기 덮개 부분이 상기 개구부를 덮을 때까지 상기 지지부를 이동시켜, 상기 밀폐 컨테이너 내에 상기 전자 부품을 수납하는 공정을 포함하는 전자 부품의 반송 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    미리 시험을 행하여, 상기 전자 부품의 표면에 상기 전자 부품의 특성에 영향을 미치는 소정 막두께의 자연 산화막이 형성될 때까지의 산소 농도의 시간적 적분값 및 수분 농도의 시간적 적분값을 구해, 상기 적분값을 상기 기준값으로 사용하는 공정을 구비하는 전자 부품의 반송 방법.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 처리는 세정 처리이고, 상기 처리 장치는 세정 장치인 전자 부품의 반송 방법.
  34. 제31항에 있어서,
    상기 불활성 가스 분위기는 질소 가스 분위기인 전자 부품의 반송 방법.
  35. 제31항에 있어서,
    상기 전자 부품은 실리콘 기판인 전자 부품의 반송 방법.
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