(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来の装置では、搬送容器内に導入されたパージガスの勢いにより、ウエハの裏側表面等に付着したパーティクルが巻き上げられる現象が起きている。これにより、従来の装置では、パーティクルの付着を最も避けたい高密度配線部分に、パージガスによって巻き上げられたパーティクルが付着する等の問題により、パージガスを導入したにもかかわらず、素子完成時の不良品率を十分に低減できないという課題を有している。
【0007】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、パージガスの導入時におけるパーティクルの巻き上げを防止できるガスパージユニットを提供することである。
【0008】
上記目的を達成するために、本発明に係るガスパージユニットは、
収容物を出し入れするための主開口を有する容器内に、前記主開口から清浄化ガスを導入させるガスパージユニットであって、
長手方向に延在する長空洞と、前記長空洞と外部とを連通させ前記清浄化ガスを放出する多孔質体からなる放出部と、を有する筒状の吹き出し部材と、
前記吹き出し部材の一方の端部に形成された連通孔を介して前記長空洞に接続し、前記長空洞に前記清浄化ガスを供給する供給部と、
を有することを特徴とする。
【0009】
本発明のガスパージユニットでは、ガスが多孔質体からなる放出部を介して外部に放出されるため、放出される清浄化ガスの流速及び方向性を弱めることができる。このため、搬送容器内において、局所的に清浄化ガスの流速が速くなる部分が形成され難く、パーティクルの巻き上げを防止しつつ、搬送容器内部への清浄化ガスの導入を行うことができる。
【0010】
また、例えば、本発明に係るガスパージユニットは、前記吹き出し部材から前記長手方向に直交する放射方向の一部に、前記長手方向に延在するように設けられ、前記吹き出し部材から前記放射方向の一部に向かう前記清浄化ガスの流れを遮蔽する遮蔽部を有しても良い。
【0011】
遮蔽部の働きにより、清浄化ガスをより効率的に容器内に導くことが可能であり、容器内の清浄度を高めることができる。
【0012】
また、例えば、前記放出部を構成する多孔質体が筒状の外形状を有してもよく、また、筒状の前記放出部の内部に前記長空洞が形成されていてもよい。
【0013】
放出部を構成する多孔質体を筒状とし、筒状の放出部の全体から清浄化ガスを放出する構造とすることにより、放出部における部分ごとの放出量のばらつきを低減できる。これにより、このような放出部を有するガスパージユニットは、容器内全体に、清浄化ガスを効率的に導入できる。
【0014】
また、例えば、前記放出部は、無機材料の多孔質体で構成されてもよい。
【0015】
放出部を構成する多孔質体は、無機材料であっても、有機材料であってもよいが、無機材料の多孔質体で放出部を構成することにより、清浄化ガスの中に有機質が混在して収容物に悪影響を与える問題を回避することができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
【0018】
図1は、本発明の一実施形態に係るガスパージユニット20を有するロードポート装置10の一部断面概略図である。
図1に示すロードポート装置10は、イーフェム本体60の中間室60aに連結してある。なお、以下に述べる実施形態においては、ロードポート装置10に適用されるガスパージユニット20を例に本発明の説明を行うが、ガスパージユニット20の用途としてはこれに限定されず、収容物を出し入れするための主開口から清浄化ガスを導入させる他の装置にも適用することができる。
【0019】
ロードポート装置10は、密封搬送容器2の内部に密封状態で収容してあるウエハ1を、クリーン状態を維持しながら、中間室60aの内部に移し替えるためのインターフェース装置である。また、中間室60aには、単一または複数の処理室70が気密に連結してあり、中間室60aに搬送されたウエハ1は、ロボットアーム50によって、さらに中間室60aから処理室70へ搬送される。処理室70は、ウエハ1に対して所定の処理を行うための装置の一部であり、処理室70内では、ロボットアーム50によって搬送されたウエハ1に対して、順次所定の処理が行われる。処理室70を含む装置としては、特に限定されないが、たとえば蒸着装置、スパッタリング装置、エッチング装置など、半導体製造プロセスで用いられる装置が挙げられる。
【0020】
ロードポート装置10は、壁11と、設置台12と、可動テーブル14と、ドア18と、ガスパージユニット20等を有する。可動テーブル14は、設置台12の上に配置されており、設置台12に対してY軸方向に移動可能になっている。なお、図面において、Y軸が可動テーブル14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。
【0021】
可動テーブル14のZ軸方向の上部には、複数のウエハ1を密封して保管して搬送するポットやフープなどで構成される密封搬送容器2が着脱自在に載置可能になっている。ロードポート装置10のその他の構成については後述する。
【0022】
密封搬送容器2は、ケーシング2a、蓋4、給気ポート5、排気ポート6等を有する。ケーシング2aの内部には、被処理物たるウエハ1を内部に収めるための空間が形成されている。ケーシング2aは、水平方向に存在するいずれか一面に、収容物であるウエハ1を出し入れするための主開口2bを有する略箱状の形状を有する。蓋4は、ケーシング2aの主開口2bを密閉可能である。後述するように、ロードポート装置10は、蓋4を動かし、主開口2bを開閉することができる。
【0023】
ケーシング2aの内部には、複数のウエハ1を、互いに接触しないように重ねて収容するための複数の段を有する棚(不図示)が設けられている。密封搬送容器2内に収容されるウエハ1は、棚の各段に1枚ずつ設置されることにより、水平に保持され、かつ、鉛直方向(Z軸方向)に沿って所定の間隔を開けた状態で、ケーシング2aの内部に配置される。
【0024】
イーフェム本体60の中間室60aには、ロボットアーム50が設置してある。中間室60aの上部には、FFU(Fan Filter Unit)40が装着してある。イーフェム本体60は、FFU40から中間室60aの内部に清浄な空気をダウンフローで流し、中間室60aの内部に局所的清浄環境を作り出している。中間室60aの内部の清浄度は、密封搬送容器2の内部の清浄度よりは低いが、外部環境の清浄度よりは高い。
【0025】
ロードポート装置10の壁11は、可動テーブル14に設置された密封搬送容器2に対向しており、中間室60aを密封するケーシングの一部として機能するようになっている。壁11には、壁側開口13が形成されている。ドア18は、壁側開口13を開閉する。
【0026】
ドア18の動きについて、
図3A〜
図3Dを用いて簡単に説明する。
図3Aに示すように、可動テーブル14の上に密封搬送容器2が設置されると、密封搬送容器2のケーシング2aの下面に設けられた位置決め部3の凹部に位置決めピン16が嵌合することにより、密封搬送容器2と可動テーブル14との位置関係が一義的に決定される。なお、ウエハ1の保管中や、ウエハ1を収容する密封搬送容器2自体の搬送中は、密封搬送容器2の内部は密封され、ウエハ1の周囲の環境は、概ね一定の状態に維持される。
【0027】
密封搬送容器2が可動テーブル14の上面に位置決めされて設置されると、密封搬送容器2の下面に形成してある給気ポート5と排気ポート6とが、それぞれ可動テーブル14の内部に配置してあるボトムパージ装置に気密に連結される。そして、密封搬送容器2の下部に設けられた給気ポート5および排気ポート6を通してボトムガスパージが行われる。ボトムガスパージが行われた状態で、
図3Bに示すように、可動テーブル14がY軸方向に移動し、密封搬送容器2の主開口2bを気密に塞いでいる蓋4が取り付けられている開口縁2cが、壁11の壁側開口13の内部に入り込む。
【0028】
それと同時に、壁側開口13を封止するドア18における密封搬送容器2に対向する側の面が、密封搬送容器2の蓋4に係合する。その際に、開口縁2cと壁側開口13の開口縁との間はガスケットなどによりシールされ、これらの間は良好に密封される。その後に、
図3Cに示すように、ドア18を蓋4と共に、Y軸方向に平行移動させ、あるいは回動移動させて、蓋4を中間室60aに移動させることにより、開口縁2cから取り外す。このようにして、密封搬送容器2の主開口2bを開放し、主開口2bと壁側開口13とを通して、密封搬送容器2の内部と中間室60aとを連通させる。
【0029】
主開口2bを開放した後も、ボトムガスパージを継続させて動作させても良い。さらに、ボトムパージに加えて、あるいはボトムパージを停止させて、開放した主開口2bから、窒素ガスやその他の不活性ガスなどのパージガス(清浄化ガス)を、密封搬送容器2の内部に導入させるフロントパージを開始する。フロントパージは、壁11に取り付けられたガスパージユニット20を用いて、ガスパージユニット20に備えられる吹き出し部材22の放出部24から清浄化ガスを放出し、密封搬送容器2の内部に清浄化ガスを導入することにより実施される。ガスパージユニット20については後述する。
【0030】
次に、
図3Dに示すように、ドア18と伴に中間室60aに移動させた、蓋4をZ軸下方に移動させれば、密封搬送容器2の主開口2bは、中間室60aに対して完全に開く。これにより、中間室60aに配置されたロボットアーム50は、主開口2bおよび壁側開口13を通して、密封搬送容器2の内部からウエハ1を取り出し、中間室60aにウエハ1を搬送することが可能となる。ロボットアーム50によるウエハ1の搬送作業中も、好ましくは主開口2bが開いている間は常に、フロントパージが継続される。フロントパージが継続されることにより、密封搬送容器2の内部に向かう中間室60aの空気の流入が抑制され、密封搬送容器2の内部は、中間室60aに比べてクリーンな環境に維持される。密封搬送容器2の主開口2bを閉鎖し、密封搬送容器2を可動テーブル14から取り外すには、上記の逆の動作を行えば良い。
【0031】
なお、図面においては、理解を容易にするために、密封搬送容器2に比較して、給気ポート5、排気ポート6、ガスパージユニット20などを拡大して図示してあるが、実際の寸法比とは異なる。
【0032】
次に、図面を参照しながら、本実施形態に係るフロントパージを行うためのガスパージユニット20について説明する。
【0033】
図2に示すように、本実施形態に係るロードポート装置10において、壁11に形成してある壁側開口13は、四角形の開口面を有し、壁11における上辺部13b、下辺部13c、二つの両側辺部13aで囲まれている。
図3Aに示すように、密封搬送容器2の主開口2bは、壁側開口13に対応する形状をしており、壁側開口13と同じか、または壁側開口13より少し小さな寸法に設定してある。
【0034】
図2に示すように、本実施形態では、壁側開口13の両側辺部13aに、それぞれガスパージユニット20がドア18を避けるように配置されている。ガスパージユニット20は、設置台12とは反対側の壁11の面である内面に隣接して配置されており、ドア18及び蓋4を開いた状態(
図3C及び
図3D参照)において、ガスパージユニット20からの清浄化ガスが、密封搬送容器2の主開口2bから密封搬送容器2内に導入される。ガスパージユニット20の固定方法は特に限定されず、壁11の内面に直接固定する方法の他に、遮蔽部27a、27bを介して壁11に固定する方法や、下方(Z軸負方向)に伸びる供給部28を他の部材に固定することによって固定する方法などがある。
【0035】
図2及び
図4に示すように、ガスパージユニット20は、壁側開口13の両側辺部13aに、それぞれZ軸方向に沿って配置される。また、
図3Dに示すように、ガスパージユニット20のZ方向の長さは、密封搬送容器2の主開口2bのそれよりも長くなるように形成してある。
図2及び
図4に示すように、ガスパージユニット20は、それぞれ筒状の吹き出し部材22を有する。
【0036】
吹き出し部材22は、本実施形態では、Z軸方向に細長い角筒状の外形状を有している。吹き出し部材22の長手方向は、Z軸方向と一致する。
図5(a)及び
図5(b)は、ガスパージユニット20に含まれる吹き出し部材22及び供給部28の概略斜視図及び概略縦断面図である。
図5(a)に示すように、吹き出し部材22は、長手方向に延びる4つの側面と、長手方向に直交する方向に延びる2つの端面とを有する略四角筒状の外形状を有している。
【0037】
図5(b)に示すように、吹き出し部材22は、長手方向(Z軸方向)に延在する長空洞23と、長空洞23と外部とを連通させる放出部24とを有する。放出部24は、長空洞23の周壁を構成しているが、放出部24が多孔質体からなるため、清浄化ガスは周壁である放出部24を通過できる。したがって、長空洞23に供給された清浄化ガスは、放出部24を介して外部に放出される。本実施形態に係る吹き出し部材22では、放出部24を構成する多孔質体が四角筒状の外形状を有しており、四角筒状の放出部24の内部に、直方体状の空間である長空洞23が形成されている。
【0038】
吹き出し部材22の一方の端部である基端部22bには、長空洞23へ通じる連通孔22baが形成されている。連通孔22baを介して、長空洞23に供給部28が接続している。供給部28は、不図示のガス供給タンクから、長空洞23に清浄化ガスを供給する。なお、吹き出し部材22の他方の端部である先端部22aには、放出部24を構成する多孔質材の壁がある。
【0039】
吹き出し部材22及び放出部24の外形状は四角筒状に限定されず、四角筒以外の多角筒状、楕円・円筒状その他の形状であってもよい。長空洞23の形状も、直方体状に限定されず、直方体以外の多角柱状、楕円・円柱その他の形状であってもよい。吹き出し部材22は、長空洞23の全体を多孔質体の放出部24が覆う態様に限定されず、例えば清浄化ガスを通過させない非多孔質で筒状の容器にスリットや孔を形成し、そのスリットや孔に多孔質体の放出部を設けた態様であってもよい。
【0040】
放出部24を構成する多孔質体としては特に限定されないが、樹脂等の有機材料の多孔質体や、セラミックや金属材料等の無機材料の多孔質体を採用できる。特に、放出部24は、無機材料の多孔質体で構成されることが好ましく、これにより、清浄化ガスの中に有機質が混在してウエハ1に悪影響を与える問題を回避することができる。
【0041】
また、放出部24を構成する多孔質材の(空隙率)も特に限定されないが、例えば45%〜50%とすることが、放出される清浄化ガスの流速及び方向性を弱めつつ、効率よく清浄化ガスを放出する観点から好ましい。また、放出部24の平均厚さ(長空洞23の壁の平均厚さ)も特に限定されないが、1.5mm〜2.5mmとすることが、同様の観点から好ましい。また、放出部24の製造方法も特に限定されず、例えば、放出部24は、ステンレスを所定の形状に成形したのち焼結することにより製造することができる。
【0042】
図2及び
図4に示すように、ドア18及び主開口2bに対してX軸負方向側に位置するガスパージユニット20は、吹き出し部材22からその長手方向に直交する放射方向の一部であるX軸負方向側に設けられた遮蔽部27aを有する。
図4に示すように、遮蔽部27aは、吹き出し部材22の長手方向に延在するように設けられており、ドア18及び主開口2bとは反対側のX軸負方向側へ向かう清浄化ガスの流れを遮蔽する。同様に、ドア18及び主開口2bに対してX軸正方向側に位置するガスパージユニット20は、吹き出し部材22のX軸正方向側に設けられ、吹き出し部材からX軸正方向側に向かう清浄化ガスの流れを遮蔽する遮蔽部27bを有する。遮蔽部27a、27bは、ロードポート装置10の壁11の内面に取り付けられている。
【0043】
このような遮蔽部27a、27bを有するガスパージユニット20は、吹き出し部材22から放出される清浄化ガスを効率的に密封搬送容器2内に導くことが可能であり、密封搬送容器2内の清浄度を高めることができる。
【0044】
このように、本実施形態に係るガスパージユニット20では、多孔質体からなる放出部24を介して清浄化ガスが外部に放出されるため、放出される清浄化ガスの流速及び方向性を弱めることができる。このため、密封搬送容器2内において、局所的に清浄化ガスの流速が速くなる部分が形成され難く、パーティクルの巻き上げを防止しつつ、搬送容器内部への清浄化ガスの導入を行うことができる。また、清浄化ガスを通過させない非多孔質の容器にスリットやノズルを形成した吹き出し部材の場合、吹き出し部材の先端部付近のスリット又はノズルでガスの放出量が大きくなり、基端部付近のスリット又はノズルではガスの放出量が小さくなる傾向がある。これに対して、多孔質体からなる放出部24を有する吹き出し部材22では、先端部22a付近の放出量と、基端部22b付近の放出量の差を、単なるノズルやスリットから放出する吹き出し部材に比べて低減できる。したがって、ガスパージユニット20は、密封搬送容器2内のZ軸方向に関する清浄化ガスの濃度ばらつきを低減することができる。
【0045】
また、
図5に示すように、放出部24を構成する多孔質体を筒状とし、筒状の放出部24の内部に長空洞23が形成されている吹き出し部材22は、構造が単純であるため製造が容易である。
【0046】
なお、実施形態に係るロードポート装置10におけるフロントパージでは、
図1、
図3C及び
図3Dに示すように、上述したガスパージユニット20に加えて、上辺部13bに配置されるカーテンノズル30から、清浄化ガスを鉛直下方(Z軸負方向)に噴出してもよい。フロントパージにおいて、カーテンノズル30を用いて、主開口2bの前面に清浄化ガスのダウンフローを形成することにより、中間室60a内の空気が密封搬送容器2内部に侵入することをより効果的に防止できる。
【0047】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。例えば、
図6は、第1変形例に係るガスパージユニット120を表す概略斜視図である。ガスパージユニット120は、
図2に示すX軸正方向側のガスパージユニット20と同様の吹き出し部材22、供給部28及び遮蔽部27bに加えて、遮蔽部27cを有している。遮蔽部27cは、ガスパージユニット120の長手方向に延在しており、吹き出し部材22からY軸正方向側に向かう清浄化ガスの流れを遮蔽する。遮蔽部27cは、遮蔽部27bに取り付けられている。このようなガスパージユニット120は、遮蔽部27b及び遮蔽部27cが、吹き出し部材22に対してドア18及び主開口2bとは反対側であるX軸正方向及びY軸正方向側に向かう清浄化ガスの流れを遮蔽することにより、清浄化ガスを効率的に密封搬送容器2内に導入することができる。
【0048】
図7は、第2変形例に係るガスパージユニット220を表す概略斜視図である。ガスパージユニット220は、
図2に示すX軸正方向側のガスパージユニット20と同様の吹き出し部材22、供給部28及び遮蔽部27bに加えて、遮蔽部27dを有している。遮蔽部27dは、ガスパージユニット120の長手方向に延在しており、吹き出し部材22からY軸正方向及びX軸負方向側に向かう清浄化ガスの流れを遮蔽する。遮蔽部27b及び遮蔽部27dを有するガスパージユニット220は、清浄化ガスの流れを密封搬送容器2内のウエハ1に向けることができるので、ウエハ1の酸化を効果的に抑制できる。
【0049】
図8は、第3変形例に係るガスパージユニット320を表す概略斜視図である。ガスパージユニット320は、
図7に示すガスパージユニット20と同様の吹き出し部材22、供給部28及び遮蔽部27b、27dに加えて、遮蔽部27eを有している。遮蔽部27eは、ガスパージユニット120の長手方向に延在しており、吹き出し部材22から、Y軸負方向側に向かう清浄化ガスの流れを遮蔽する。しかし、吹き出し部材22のY軸負方向側に位置する遮蔽部27eと、吹き出し部材22のX軸負方向側に位置する遮蔽部27dとの間には隙間27fが形成されている。そのため、吹き出し部材22から放出された清浄化ガスは、隙間27fを通過して密封搬送容器2の主開口2bへ導かれる。ガスパージユニット320も、
図7に示すガスパージユニット220と同様に、清浄化ガスの流れをウエハ1に向けることができるので、ウエハ1の酸化を効果的に抑制できる。
【0050】
なお、上述の実施形態及び変形例において、遮蔽部27a〜27eは平板状又はZ軸方向から見てL字状の部材で構成されていたが、遮蔽部はこれに限定されず、例えば曲がった板材等で構成されていてもよい。また、遮蔽部27a〜27eの取り付け方法も特に限定されず、吹き出し部材22に直接取り付けられていてもよい。また、遮蔽部は、吹き出し部材22から長手方向に直交する放射方向の一部に設けられればどのような態様であってもよく、吹き出し部材22の放出部24を構成する多孔質材の表面に形成された金属膜や樹脂層であってもよい。