JP6226190B2

JP6226190B2 - パージシステム、及び該パージシステムに供せられるポッド及びロードポート装置

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Publication number: JP6226190B2
Application number: JP2014030354A
Authority: JP
Inventors: 忠将岩本
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2014-02-20
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2017-11-08
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Also published as: JP2015156421A; US20150235885A1

Description

本発明は、半導体処理装置間にて用いられる、所謂FIMS（Front-Opening Interface Mechanical Standard）システムに関する。FIMSシステムは、ウエハを収容する密閉容器たる所謂FOUP（Front-Opening Unified Pod）と呼ばれるポッドの蓋を開閉して該ポッドに対するウエハの移載を行う。本発明は、該ポッド内部の清浄化を行うパージ操作を為すパージシステムとして機能するFIMSシステム、及び該FIMSシステムに用いられるポッド及び該ポッドに対応するロードポート装置に関する。

ポッドは、ウエハを収容する本体部と該本体部の開口を閉鎖する蓋とを有する。また、蓋の開閉操作とポッドに対するウエハの挿脱とは、半導体処理装置に付随する搬送用ロボットが収容される微小空間を介して行われる。ロードポート装置は、該微小空間の画定を為し且つ該微小空間に連通する開口部を有する壁、該壁の開口部に対してポッド開口を正対させるポッドの載置台、及び該開口部の開閉を行うドア部を有する。

ここで、通常、ウエハ等を収容した状態でのポッド内部は、高清浄に管理された乾燥窒素等によって満たされており、汚染物質、酸化性のガス等のポッド内部への侵入を防止している。しかし、ポッド内のウエハを各種処理装置に持ち込んで所定の処理を施す際には、ポッド内部と処理装置内部とは常に連通した状態に維持されることとなる。ポッド内部に対してウエハの挿脱を行う搬送装置が、微小空間に配置される。微小空間に対してはファン及びフィルタが配置され、当該微小空間内部には通常パーティクル等が管理された清浄空気が導入されている。しかし、このような空気がポッド内部に侵入した場合、空気中の酸素或いは水分がウエハ表面に付着等する恐れがあった。また、半導体素子の小型化・高性能化に伴って、従来はそれほど問題とならなかった、ポッド内部に侵入した酸素等に関しても留意され始めている。

これら酸化性の気体は、ウエハ表面或いはウエハ上に形成された各種層に極薄の酸化膜を形成する。このような酸化膜の存在により、微細素子が所望の特性を確保できない可能性が出てきている。対策として、酸化性気体である酸素等の分圧が制御された気体のポッド内部への導入による酸素分圧上昇の抑制が考えられる。具体的な方法として、特許文献１には、ポッドの蓋の開閉に際して、ポッドの開口前の空間に窒素等の不活性ガスを供給する構成が開示されている。当該構成によれば、蓋を取り外して開口を開放したポッドの内部に対し、その前面の空間をガス供給ノズルより供給する不活性ガスで満たすこととし、これによりポッド内部の酸素濃度の低減を図っている。

特開２０１２−０１９０４６号公報

特許文献１に開示される構成では、ロードポート内であってポッドの開口の正面の空間に配置されるチャンバによって微小空間との分離を為し、ポッド内部と該チャンバによって微小空間から分離された空間内を不活性ガスによってパージしている。当該構成によれば、蓋開放時でのポッド開口前の空間の酸素分圧の低減、或いは蓋閉鎖時のポッド内部の酸素分圧の低減が可能となる。

ここで、実際の半導体ウエハの処理時では、ポッド開口と微小空間内部とはウエハ挿脱のために空間として連通させておくことが必須である。従って、ポッド内のウエハの全てに連続的に処理が施される場合等にあっては、チャンバは退避された状態を維持せざるを得ず、ポッド内部の酸素等の分圧の低減はある程度犠牲にならざるを得なかった。しかし、近年の半導体素子における配線の細線化等により、これまで問題とならなかった連続処理時における蓋開放状態でも、細線での酸化を抑制すべく酸素分圧の更なる低減が要求されつつある。

本発明は、以上の背景に鑑みて為されたものであって、ウエハの連続処理時であっても、ポッド内部における酸素等酸化性の気体の分圧を所定の低いレベルに抑制しすることを可能とする、ロードポート装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るパージシステムは、被収容物を内部に収容するポッドと、前記ポッド内部の気体のパージ操作を行うロードポート装置とからなるパージシステムであって、前記ポッドは、前記被収容物を収容する収容空間の開口と、前記開口を閉鎖する蓋と、前記収容空間の前記開口の対向面側の隅に配置されて前記被収容物の延在に平行な方向に所定のガスを噴き出すポッド内ガス供給ポートと、を有し、前記ロードポート装置は、を備えるポッドから前記蓋を取り外すことによって前記開口を開放して前記被収容物の挿脱を可能とするロードポート装置であって、前記ポッドが載置される載置台と、前記載置台と隣接して配置され、前記被収容物を搬送する機構が収容される微小空間と、前記載置台に隣接して前記微小空間の一部を確定する壁に形成されて、前記載置台に載置された前記ポッドにおける前記開口と正対可能な配置に設けられた開口部と、前記蓋を保持すると共に前記開口部を閉鎖可能であり、前記蓋を保持して前記開口部を開放することにより前記ポッド内部と前記微小空間とを連通させるドアと、前記ポッド内ガス供給ポートと協働して前記ポッド内部に前記所定のガスを供給する供給ポートと、前記開口部の前記微小空間側の側辺に対応して配置されて、前記蓋が開閉された前記ポッドの内部に向けて前記所定のガスを供給するパージノズルと、を有し、前記ポッド内ガス供給ポート及び前記パージノズルより供給される前記所定のガスは、前記被収容物の並置方向における噴き出し時の流量分布において互いに不均一であって、前記ポッド内において前記開口の対向面に沿い且つ前記ポッドの前記開口に至るガス流れを、前記不均一な流量分布を用いて形成することを特徴とする。

なお、前述したパージシステムにおいて、前記ポッド内ガス供給ポートから前記所定のガスを噴き出す範囲は、前記パージノズルから前記所定のガスを噴き出す範囲より狭いことが好ましい。或いは、前記ポッド内ガス供給ポートから前記所定のガスを噴き出す範囲は、前記ポッドにおける板状の前記被収容物の延在面と平行に延在する前記ポッド内の面の何れか一方より突き出すことが好ましい。

また、上記課題を解決するために、本発明に係るポッドは、開口を介して被収容物の挿脱を可能とするポッドであって、前記開口を閉鎖する蓋と、平板状の前記被収容物が平行に並置される並置方向において所定の流量分布を有する所定のガスを前記開口を介して内部に供給する際に、前記所定の流量分布に応ずる流量分布を前記並置方向において有する前記所定のガスを前記開口の対向面側より供給し、これにより前記ポッド内において前記開口対向面に沿い且つ前記ポッドの開口にいたるガス流れを形成するポッド内ガス供給ポートと、を有することを特徴とする。

なお、前述したポッドにおいて、前記ポッド内ガス供給ポートから前記所定のガスを噴き出す範囲は、前記並置方向において、前記被収容物の並置される範囲よりも狭いことが好ましい。或いは、前記ポッド内ガス供給ポートは、前記ポッドが載置される際の底面より前記ポッド内部に突き出すように配置されることが好ましい。

また、上記課題を解決するために、本発明に係るロードポート装置は、前述したポッドの内部の気体のパージ操作を行うロードポート装置であって、前記ポッドが載置される載置台と、前記載置台と隣接して配置され、前記被収容物を搬送する機構が収容される微小空間と、前記載置台に隣接して前記微小空間の一部を確定する壁に形成されて、前記載置台に載置された前記ポッドにおける前記開口と正対可能な配置に設けられた開口部と、前記蓋を保持すると共に前記開口部を閉鎖可能であり、前記蓋を保持して前記開口部を開放することにより前記ポッド内部と前記微小空間とを連通させるドアと、前記ポッド内ガス供給ポートと協働して前記ポッド内部に前記所定のガスを供給する供給ポートと、前記開口部の前記微小空間側の側辺に対応して配置されて、前記蓋が開閉された前記ポッドの内部に向けて前記所定のガスを供給するパージノズルと、を有し、前記パージノズルは、前記所定の流量分布を有する所定のガスを前記開口を介して前記ポッドの内部に供給することを特徴とする。

本発明によれば、蓋が開放されてポッド内部と微小空間とが連通した状態であっても、ポッド内部に直接的に高純度の不活性ガス等の供給が実行される。従って、ウエハの連続処理時であっても、ポッド内部における酸素等酸化性の気体の分圧を所定の低いレベルに抑制しすることが可能となる。

本発明のロードポート装置に関して、パージの方法を説明するための概略図である。本発明のロードポート装置に関して、パージの方法を説明するための概略図である。本発明の一実施形態に係るロードポート装置の主要部における概略構成を示す斜視図である。図１に示した本発明の一実施に形態係るロードポート、ポッド、ポッド用の蓋およびオープナの一部に関し、これらのポッド開口に垂直な切断面の概略構成を示す図である。パージノズルからポッド内部に向けて供給されるパージガスの供給方向を説明する図である。図２に示すパージノズルからのガスの供給状態を示す模式図であって、第一の開口部を微小空間側から見た状態を示す図である。図１に示すロードポート装置における載置台について、ガス供給弁を含んだ鉛直方向の断面を示す図である。本発明の載置台の上面の構成の一例を上方から見た場合の概略構成を示す図である。本発明の一実施形態に係るロードポート装置において、パージ操作を行う際の工程を示すフローチャートである。

以下に図面を参照し、本発明の実施形態に付いて説明する。図１（ａ）は本発明の一実施形態におけるパージ操作の様式を模式的に示す説明図であって、後述する第一の開口部、ポッド、及びポッドの開口の断面を示す。図１（ｂ）は、ポッド開口側からポッドの奥を見た場合に見られる構成の概略を模式的に示す。また、図１（ａ）では更に、これらに供給される不活性ガスの供給様式を矢印により模式的に示している。なお、以降で述べるパージ操作は、ポッド内部に窒素等の不活性ガス或いは所定のガスを導入して、該ポッド内部にそれまで存在していた気体を排除する操作を示す。同図において、ポッド１の内部の空間には、被収容物たるウエハ２が、各々水平方向に延在し、且つ鉛直方向において各々平行となるように所定の保持領域の範囲にて収容される。なお、この水平方向及び鉛直方向は、各々ポッド１の底面の延在方向と開口面の延在方向と一致する方向を示すものであって、実際の水平及び鉛直とされる方向とは異なることもある。

同図において、本発明に係るロードポート装置１００において微小空間を定義する壁１１と、載置台１３とが示されている。図中ポッド１の蓋（不図示）は既に開放されており、壁１１に設けられる開口部１１ａとポッド１の内部とは連通している。載置台１３上には載置台ガス供給ポート１５が配されており、ポッド１の対面に配されたポッド内ガス供給タワー１ｂと対応して、ポッド１内部に所定の不活性ガスを供給可能となっている。ポッド内ガス供給タワー１ｂは、図１（ｂ）に示されるように、ポッド１の開口対向面１ｃの近傍であって、ポッド１に収容されるウエハ２を避けた両隅に配置される。ポッド内ガス供給タワー１ｂはポッド１の底面よりポッド上部に向けて突き出しており、ポッド１の開口１ａに向かう後述する第一のガス流れＡを形成するように指向性を付与して不活性ガスをポッド１内部に供給する。

同図の状態において、本発明では、図中に矢印で示す二方向に流れるように不活性ガスの供給を行うこととしている。まず、微小空間内から第一の開口部１１ａを介してポッド１内部に向かう、第二のガス流れＢが形成される。第二のガス流れＢは、ポッド１内部を不活性ガスにてパージする主たるガス供給経路となる。当該第二のガス流れＢとして、ウエハ２間の空間も効果的にパージするために、ウエハ２の延在方向に沿い且つ開口１ａからポッド１の開口対向面１ｃに主たる指向性を有するように不活性ガスが供給される。また、後述するパージノズルからの放出時において、ポッド１の上部に向けて供給される不活性ガスの流量と、下部に向けて供給される不活性ガスの流量とを相違させている。本実施形態では上部で大きく、下部に向けて流量が暫時小さくなっていく態様としている。

第三のガス流れＣは、前述したポッド内ガス供給タワー１ｂを介してポッド１内部に供給された不活性ガスにより形成される。ポッド内ガス供給タワー１ｂは、前述したように、高さ方向から見たときにウエハ２の縁よりも外側に形成されている。ポッド内ガス供給タワー１ｂは、当該配置よりウエハ２の延在面と平行であって且つ開口１ａに略向かう方向に不活性ガスを供給する。また、本実施形態では、ポッド内ガス供給タワー１ｂにおけるポッド内での上部において供給される不活性ガスの流量と、下部において供給される不活性ガスの流量とを相違させている。本実施形態では上部で大きく、下部に向けて流量が暫時小さくなっていく態様としている。

このため、第二のガス流れＢの上下方向での流量差と相まって、ポッド１内においてポッド１上部では開口対向面１ｃ方向に向かい、開口対向面１ｃ近傍ではポッド１の底面方向に向かい、且つポッド１下部では開口１ａ方向に向かう第一のガス流れＡが形成される。当該第一のガス流れ１の存在によって、ポッド１内部に供給されるガスの循環が容易となり、当該ガスによるポッド１内部全域についての効率的な不活性ガスパージが容易となる。また、当該ポッド内ガス供給タワー１ｂは、同高さ方向から見た場合のポッド１の中心軸を対称としてポッド１の隅に対となるように配置されることが好ましい。後述するパージノズル２１と対となる配置とすることにより、より好適な第一のガス流れＡの形成が達成される。

本発明では、ウエハ２の挿脱が継続され且つ蓋３が開放された状態でこれら３つのガス流れを形成する不活性ガスの供給がなされる。これにより、ポッド１内の複数のウエハ２に連続的な処理が施された場合であっても、ポッド１内部には充分な不活性ガスの供給がポッド１内全域で為され、酸素分圧の上昇が均等に抑制される。なお、パージノズル２１とポッド内ガス供給タワー１ｂとより供給される不活性ガスの供給位置での流量差に関して好適な例をここでは示している。しかしながらが、ポッド１の大きさ、内部形状、ウエハ２の大きさや保持間隔等、装置の構成上、第一のガス流れＡを効果的に形成可能であれば、流量の構成は当該様式に限定されない。

また、ポッド内ガス供給タワー１ｂにおいて不活性ガスをポッド１内に供給可能な範囲となる有効高さは、ポッド１内部の高さと比較して低く設定されていれば良い。なお、パージノズル２１における不活性ガス供給のための有効高さはポッド１の開口１ａの上下を超える範囲であることが好ましいが、より詳細にはウエハ２の保持範囲を上下方向において所定幅超えていれば良い。また、ポッド内ガス供給タワー１ｂの高さはこれより小さければ良い。また、パージノズル２１及びポッド内ガス供給タワー１ｂ各々のガス供給範囲において、供給される不活性ガスの流量を異ならせ、総じて第一のガス流れＡを形成可能であれば、本発明の一態様として包含される。また、例えば開口部１１ａ近傍に更に不活性ガスカーテン等を形成し、ポッド１内に対する微小空間側からの大気の拡散を抑制しても良い。

例えば、ポッド１内部の不活性ガスパージに際してポッド１の上部等の偏った配置より不活性ガスの供給を行う場合、ポッド１の下方の特に開口部１１ａ近傍等にガスの滞留領域が発生し、結果として効率的なパージを行うことが難しい、或いは過剰な供給を維持しなければ充分な効果が得られない場合が起こり得る。即ち、本発明によれば、少なくとも第二のガス流れＢと第三のガス流れＣとを、ポッド１の蓋３を開放した状態にて併用可能とすることで、第一のガス流れＡを好適に形成し、低酸素分圧状態の維持という目的が達成される。

次に本発明の具体的実施形態について、図面を参照して説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るロードポート装置の要部についての概略構成を示す斜視図である。なお、先に説明した構成と同一の構成については同じ参照番号を用いその詳細な説明は以降では省略する。同図において、ロードポート装置１００における主たる構成物である載置台１３、ドア１６、ドアの開閉機構１７(図３参照)の一部、及び開口部１１ａが構成された微小空間の一部を構成する壁１１が示される。また、図３は、ロードポート１００（載置台１３）に対してポッド１を載置し、且つポッド１の蓋３がドア１６に当接した状態におけるロードポート１００及びポッド１の断面の概略構成を示す図である。

載置台１３には、前述した載置台ガス供給ポート１５、可動プレート１９、及び位置決めピン２０（図３参照）が付随する。可動プレート１９に対しては、実際にポッド１が載置される。また、可動プレート１９は、載置されたポッド１を開口部１１ａ方向に向けて接近或いは離間させる動作が可能であり、ポッド１載置のための平坦面を上部に有する。可動プレート１９の平坦面表面には、位置決めピン２０が埋設されている。ポッド１の下面に設けられた位置決め凹部１ｄに当該位置決めピン２０が嵌合することにより、ポッド１と可動プレート１９との位置関係が一義的に決定される。更に、前述したように、ポッド１の載置時において、載置台ガス供給ポート１５とポッド内ガス供給タワー１ｂとが連通し、これらを介してポッ１内部への不活性ガスの供給が可能な状態が形成される。なお、該ポッド内ガス供給タワー１ｂは、本発明におけるポッド内ガス供給ポートとして機能する。

本発明において、平板状の被収容物たるウエハが平行に並置される並置方向において、所定の流量分布を有する所定のガスが、ポッド開口１ａを介してポッド内部に供給される。その際に、該ポッド内ガス供給ポートは、所定の流量分布に応ずる流量分布を並置方向において有する所定のガスを開口の対向面１ｃ側より供給し、これによりポッド内１において開口対向面に沿い且つポッドの開口にいたる第一のガス流れＡを形成する。なお、当該ポッド内ガス供給ポートに関しては、所定のガスを噴き出す範囲は、ウエハ２の並置方向において、該ウエハ２の並置される範囲、或いは後述するパージノズルより所定のガスが噴出される範囲よりも狭い。本実施形態では、該噴き出し範囲は、ポッド１の内部高さの３０〜７０％としており、当該範囲とすることにより、第一のガス流れＡを好適に形成することに成功している。

更に、換言すれば、ポッド内ガス供給ポートは、ポッドが載置される際の底面より前記ポッド内部に突き出すように配置される。なお、ポッド内ガス供給タワー１ｂに関しては、ポッドにおけるウエハの延在面と平行に延在する面である天井面或いは底面何れか一方より突き出す態様としても良い。後述するダウンフローＤを考慮した場合には例示した形態が好適であるが、ウエハの収容枚数等に応じ、これを側面から突き出す形態とすることも可能である。なおこの場合には、後述するパージノズルの延在方向も対応して配置の変更が為されることが好ましい。

ここで、載置台１３において該載置台ガス供給ポート１５を含む鉛直方向断面を示す図６を参照し、当該ポートについて述べる。載置台ガス供給ポート１５は、一方向のみのガス供給が可能なチェッキ弁により構成されるガス供給弁３５を有する。ガス供給弁３５に対しては、ガス圧力及び流量を制御して供給或いはその停止を行なう不図示の不活性ガス供給系より、ガス供給配管３７を介して供給される。また、ガス供給弁３５は、弁上下機構３８を介して載置台１３に固定されており、該弁上下機構３８によって、ポッド１に対する不活性ガス供給が可能となる供給位置と、供給はしないがポッド１の底面との接触を避ける下方の待機位置と、の間で移動される。

壁１１に設けられた開口部１１ａは、ポッド１が開口部１１ａに最も接近させられた際に、開口１ａを閉鎖する蓋３が嵌まり込む大きさ、即ち蓋３の矩形外形より一回り大きな矩形状とされている。なお、可動プレート１９がポッド１を停止させる位置は、ドア１６がポッド１の蓋３をポッド本体から取り外し可能な位置であれば良い。ドア１６は、ドアアームを介してドア開閉機構１７に支持されている。ドア開閉機構１７は、ドア１６を、開口部１１ａを略閉鎖する位置、及び該開口部１１ａを完全に開放し且つ不図示の搬送機構が該開口部１１ａを介してポッド１内部に対するウエハ２の挿脱が可能となる退避位置の間での移動を可能とする。

パージのために不活性ガスをポッド１内に供給するパージノズル２１は、開口部１１ａの両側部であって、微小空間側に配置される。パージノズル２１は一方向に延びる管状のパージノズル本体を有し不図示のパージガス供給系と接続されている。より詳細には、該パージノズル本体は、開口部１１ａにおけるポッド１が載置される載置台１３とは異なる側であって、該開口部１１ａの両側辺における該開口部外側に隣接して該側辺と平行に延在するように一対として配置される。なお、本実施形態ではパージノズル２１が一対配置される形態を例示したが、ポッド内ガス供給タワー１ｂから供給される不活性ガスとの兼ね合いにより、上述した第一のガス流れＡを形成可能であれば、その数は当該例に限定されない。例えば、パージノズル２１を単体として配置することも可能である。

図４は、パージノズル２１、ポッド１、及びウエハ２に関してこれらを上方より見た際の概略構成を、図５はこれらを微小空間側から見た際の概略構成を各々示している。パージノズル２１には、ポッド１におけるウエハ２の収容範囲と対応するように或いはこれより広い範囲でパージノズル開口部が配置されている。また、パージノズル開口部は、ポッド１内のウエハ２の中心部に向かうようにも形成されている。即ち、パージノズル２１からの供給される不活性ガスによる第二のガス流れＢの主線方向は、カーテンノズル１２からのガスの供給方向に対して垂直に延在する平面に平行であって、当該平面内において両パージノズル２１から均等な距離にある点に向かう方向であることが好ましい。このような二つのガス流れの合成により、ウエハ２上の広い範囲でポッド開口１ａから開口対向面１ｃに向かう第二の気体流れＢが形成可能となる。

例えば、処理済ウエハがポッド１に収容されており当該ポッド１に対して処理済ウエハの挿脱を行う場合、ウエハ表面に付着した処理時に用いられたガスが該表面から脱離してポッド１内部を汚染することが考えられる。本発明では、脱離したガスをパージガスが形成する第二のガス流れＢによってウエハ表面近傍から排除し且つポッド１の奥である開口対向面１ｃ側に押し流している。当該ガスは、第二のガス流れＢと第三のガス流れＣとの合成により形成された第一のガス流れＡによって開口対向面１ｃに沿って運ばれ、これらガス流れによる気体の排出経路に従ってポッド１外部に排出される。また、ポッド１外部に排出された気体に関しては、微小空間上部に配されたファンフィルタユニット４１より供されるダウンフローＤにより微小空間の下部、更には外部空間に運ばれる。即ち、複数のガス流れを同時に存在させることによって、処理済ウエハを包含するポッド１内部のパージをより効率的に実施することが可能となる。

本発明によれば、ポッド１の蓋３を開放した状態であってポッド１内部に外部気体の侵入が生じ得る場合であったとしても、比較的少量のガス供給を継続することによって酸化性気体の分圧の上昇を抑制することが可能となる。例えば、従来であれば、ウエハ単体の処理時間が長い場合でなくとも、酸素分圧抑制のために蓋３を適宜閉鎖して一処理の終了を待つことを要した。しかし本発明によれば、待機状態が長くなった場合であって常に酸化性気体の分圧は所定値以下に維持されることとなり、ポッド内のウエハ全ての品質を均等に保つという効果が得られる。また、蓋３を開放した状態で処理工程を個々のウエハに連続的に行うことが可能となり、処理時間の短縮や装置負荷の低減が達成されるという効果も得られる。

なお、パージノズル２１不活性ガスを供給するガス供給経路に関しても、載置台ガス供給ポート１５と同様に、ガス圧力及び流量を制御して供給或いはその停止を行なう不図示の不活性ガス供給系に接続されている。従って、各ノズル等より供給される不活性ガスの流量はポッド１の内容積、内部形状、収容するウエハ枚数、収容態様等に応じて適宜変更可能である。また、載置台ガス供給ポート１５は図７に示すようにポッド１の開口対向面１ｃに接近し、且つ図１に示すように第二のガス流れＢと併せて第一のガス流れＡを効果的に形成可能となる第三のガス流れＣを形成可能なポッド１内壁角の領域近傍に配置されることが好ましい。しかし、上述したように、ウエハ２各々の間を通過した気体をポッド内壁に沿って外部空間に排出する第一のガス流れＡを形成可能であればその配置は特に限定しなくとも良い。

また、本実施形態では、同じ形態を有する二本のポッド内ガス供給タワー１ｂを、ポッド１の中心線に対して対称となるように配置したものを例示している。しかし、ウエハ２の収容形態に対しての干渉が生じなければ、例えば一方をより側壁に近づけ、他方をより側壁より遠ざける等の改変を行うことも可能である。また、タワーの高さ、或いは不活性ガスの高さ方向の噴き出し範囲、が異なる形態としても良い。これらタワーから供給される不活性ガス流の合成によって形成される第三のガス流れＣと、パージノズル２１より得られる不活性ガスによる第二のガス流れＢとを組み合わせて、ポッド１内のパージ操作に好適な第一のガス流れＡが形成可能であれば、これらを好適に組み合わせることも可能である。

次に、実際にポッド１に対するウエハ２の挿脱を実施する場合の当該構成の動作について述べる。図８は、その際のロードポート装置１００において行われる各工程に関してのフローを示している。まずステップＳ１にて、ポッド１が載置台１３上に載置される。この時点で、ドア１６は開口部１１ａを略閉鎖している。ポッド１の載置後、可動プレート１９が開口部１１ａ方向に移動し、蓋３をドア１６に当接させる位置で停止する。ドア１６は不図示の係合機構によって蓋３を保持し、ステップＳ２にあるように、ポッド１からの蓋３の取り外しと開口部１１ａ前より下方への退避を行う。ここで、ファンフィルタユニット４１によるダウンフローＤは、ポッド１の載置が行われる前から常時形成されている。

ステップ２でのドア開閉機構１７によるドア１６の退避動作の終了或いはその途中より、パージノズル２１によるポッド１内の不活性ガスパージ及びポッド内ガス供給タワー１ｂによる不活性ガスパージが開始される（ステップＳ３）。当該状態において、ポッド１の開口１ａは開放され、エンクロージャ３１の第二の開口部を介して、微小空間に配置された不図示の搬送機構によるポッド１内部に対するウエハ２の移送操作が可能となる。当該状態を維持しながら、ステップＳ４のウエハ２の挿脱の操作、及びこれらウエハ２に対する各種処理の実行が行われる。

当該状態にて、ウエハ２の挿脱が連続的に行われる。当該搬送操作時の間、ポッド１の内部に対するパージ操作は継続して行われ、ポッド内部の酸化性気体の分圧を低く抑える（ステップＳ５）。ポッド１内部に対して収容すべきウエハ２の搬入操作が終了した後、ステップＳ６において蓋３の閉鎖操作が行われる。また、その際に、パージノズル２１からの不活性ガス供給のみを停止し、載置台ガス供給ポート１５からの不活性ガス供給は継続させる。当該操作は、パージノズル２１に対する不活性ガスの供給を行う系、及び載置台ガス供給ポート１５に対する不活性ガスの供給を行う系、各々を制御する制御手段により行われる。

当該制御手段は、ドア６が蓋３をポッド１から取り外した状態において、パージノズル２１及び載置台ガス供給ポート１５からポッド１内部に対して同時に不活性ガスを供給する時間帯を構成する。なお、当該制御手段は、ドア６による蓋３を用いた開口１ａの開閉を検知する開閉検知手段と、該開閉検知手段が検知した開口１ａの閉鎖に応じてパージノズル２１からの不活性ガスの供給を開始させる手段と、を有する。これら両手段を配することにより、単なる時間制御を行った場合と比較して不必要な不活性ガスの供給を抑制し、ガス使用量の削減と、不用なガス供給による塵等の巻上げの抑制が達成される。

この状態で、ステップＳ７に示すように所定時間ポッド１内部への不活性ガスの供給を維持する。これによりポッド１内部を不活性ガスによって大気圧よりも高い内圧とし、例えば蓋３のシール等からの待機の漏洩発生の可能性を抑制し得る状態を形成する。以降、ステップ８において載置台１３よりポッド１が取り除かれるまでこの状態が継続される。制御手段によってこの様な不活性ガスの同時供給が行われることにより、蓋３が開放された状態のポッド１内部には第二のガス流れＢ及び第三のガス流れＣからなる第一のガス流れＡが好適に形成され、ポッド１内部全域に亘って均等なパージ操作が行われることとなる。

なお、前述した実施形態では、載置台１３には載置台ガス供給ポート１５のみが配された構成を例示した。しかし、例えば前述したステップ７等において、ポッド１に対する不活性ガスの過剰供給により、蓋３のシール能力が経時変化等により劣化した場合にはこれを考慮せねばならない場合も起こり得る。従って、ガス供給によって内圧が高くなった状態のポッド１内より気体を排出し、ポッド１内に清浄気体の流れを形成することにより、より効果的に酸化性気体の分圧を低下させても良い。この場合、載置台１３の上面に配置された載置台ガス供給ポート１５に加え、ガス排出用のポートを配することが好ましい。当該ポートにおける弁の各々は図６に例示した構造と準じた構造を有し、ポッド１の底面にもこれら弁各々に対応したポートが配置される。

なお、本実施例においては、FOUP及びFIMSを対象として述べているが、本発明の適用例はこれらに限定されない。内部に複数の被保持物を収容するフロントオープンタイプの容器と、当該容器の蓋を開閉して該容器より被保持物の挿脱を行う系であれば、本発明に係る蓋開閉システムを適用し、容器内部の酸化性雰囲気の分圧を低圧に維持することが可能である。また、容器内部を満たすガスとして、不活性ガスではなく所望の特性を有する特定のガスと用いる場合に、本発明に係る蓋開閉システムを用いて、当該容器内部の該特定のガスの分圧を高度に維持することも可能である。

本発明によれば、パージガスをウエハに向けて供給し、且つポッド開口対向面側からのガス供給によりポッド内に供給ガスの循環経路を形成することによって、ポッド内部の気体の酸化性気体の分圧の上昇を効果的に抑制することが可能となる。また、本発明は、既存のFIMSシステムに対してカーテンノズル、パージノズル、ボトムパージ用のポート等を付加するのみで実施可能であり、規格化されたシステムに対して安価且つ簡便に取り付けることが可能である。

１：ポッド、１ａ：開口、１ｂ：ボトム内ガス供給タワー、１ｃ：開口対向面、１ｄ：位置決め凹部、２：ウエハ、３：蓋、１１：壁、１１ａ：開口部、１３：載置台、１５：載置台ガス供給ポート、１６：ドア、１７：ドア開閉機構、１９：可動プレート、２０：位置決めピン、２１：パージノズル、３５：ガス供給弁、３７：ガス供給配管、３８：弁上下機構、４１：ファンフィルタユニット、１００：ロードポート装置、Ａ：第一の気体流れ、Ｂ：第二の気体流れ、Ｃ：第三の気体流れ、Ｄ：ダウンフロー

Claims

被収容物を内部に収容するポッドと、前記ポッド内部の気体のパージ操作を行うロードポート装置とからなるパージシステムであって、
前記ポッドは、
前記被収容物を収容する収容空間の開口と、
前記開口を閉鎖する蓋と、
前記収容空間の前記開口の対向面側の隅に配置されて前記被収容物の延在に平行な方向に所定のガスを噴き出すポッド内ガス供給ポートと、を有し、
前記ロードポート装置は、ポッドから前記蓋を取り外すことによって前記開口を開放して前記被収容物の挿脱を可能とするロードポート装置であって、
前記ポッドが載置される載置台と、
前記載置台と隣接して配置され、前記被収容物を搬送する機構が収容される微小空間と、
前記載置台に隣接して前記微小空間の一部を確定する壁に形成されて、前記載置台に載置された前記ポッドにおける前記開口と正対可能な配置に設けられた開口部と、
前記蓋を保持すると共に前記開口部を閉鎖可能であり、前記蓋を保持して前記開口部を開放することにより前記ポッド内部と前記微小空間とを連通させるドアと、
前記ポッド内ガス供給ポートと協働して前記ポッド内部に前記所定のガスを供給する供給ポートと、
前記開口部の前記微小空間側の側辺に対応して配置されて、前記蓋が開閉された前記ポッドの内部に向けて前記所定のガスを供給するパージノズルと、
を有し、
前記ポッド内ガス供給ポート及び前記パージノズルより供給される前記所定のガスは、前記被収容物の並置方向におけるガス噴き出し時の流量分布において互いに不均一であって、
前記ポッド内において前記開口の対向面に沿い且つ前記ポッドの前記開口に至るガス流れを、前記不均一な流量分布を用いて形成することを特徴とするパージシステム。
前記ポッド内ガス供給ポートから前記所定のガスを噴き出す範囲は、前記パージノズルから前記所定のガスを噴き出す範囲より狭いことを特徴とする請求項１に記載のパージシステム。
前記ポッド内ガス供給ポートから前記所定のガスを噴き出す範囲は、前記ポッドにおける板状の前記被収容物の延在面と平行に延在する前記ポッド内の面の何れか一方より突き出すことを特徴とする請求項１又は２に記載のパージシステム。
開口を介して被収容物の挿脱を可能とするポッドであって、
前記開口を閉鎖する蓋と、
平板状の前記被収容物が平行に並置される並置方向において所定の流量分布を有する所定のガスを前記開口を介して内部に供給する際に、前記所定の流量分布に応ずる流量分布を前記並置方向において有する前記所定のガスを前記開口の対向面側より供給し、これにより前記ポッド内において前記開口の対向面に沿い且つ前記ポッドの前記開口にいたるガス流れを形成するポッド内ガス供給ポートと、を有することを特徴とするポッド。
前記ポッド内ガス供給ポートから前記所定のガスを噴き出す範囲は、前記並置方向において、前記被収容物の並置される範囲よりも狭いことを特徴とする請求項４に記載のポッド。
前記ポッド内ガス供給ポートは、前記ポッドが載置される際の底面より前記ポッド内部に突き出すように配置されることを特徴とする請求項４又は５に記載のポッド。
請求項４乃至６の何れか一項に記載のポッドの内部の気体のパージ操作を行うロードポート装置であって、
前記ポッドが載置される載置台と、
前記載置台と隣接して配置され、前記被収容物を搬送する機構が収容される微小空間と、
前記載置台に隣接して前記微小空間の一部を確定する壁に形成されて、前記載置台に載置された前記ポッドにおける前記開口と正対可能な配置に設けられた開口部と、
前記蓋を保持すると共に前記開口部を閉鎖可能であり、前記蓋を保持して前記開口部を開放することにより前記ポッド内部と前記微小空間とを連通させるドアと、
前記ポッド内ガス供給ポートと協働して前記ポッド内部に前記所定のガスを供給する供給ポートと、
前記開口部の前記微小空間側の側辺に対応して配置されて、前記蓋が開閉された前記ポッドの内部に向けて前記所定のガスを供給するパージノズルと、
を有し、
前記パージノズルは、前記所定の流量分布を有する所定のガスを前記開口を介して前記ポッドの内部に供給することを特徴とするロードポート装置。