JP2003229476A - 摩擦を生じないドア部材を有する基板収納容器 - Google Patents

摩擦を生じないドア部材を有する基板収納容器

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JP2003229476A
JP2003229476A JP2002266077A JP2002266077A JP2003229476A JP 2003229476 A JP2003229476 A JP 2003229476A JP 2002266077 A JP2002266077 A JP 2002266077A JP 2002266077 A JP2002266077 A JP 2002266077A JP 2003229476 A JP2003229476 A JP 2003229476A
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Ikushin So
蘇育進
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Chi Mei Electronics Corp
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 清浄な環境で半導体を製造するためのＳＭＩ
Ｆシステム、特に、作業中における微粒子の発生を防止
するため、摩擦を生じない封止機構を有するＳＭＩＦシ
ステムを提供する。 【解決手段】被処理体を搬送するための摩擦を生じない
ドア部材６０を有する基板収納容器５０は、容器本体５
１と、ドア部材６０と、電磁石と、コネクタ６３とを具
備する。ここで、容器本体５１は被処理体を収納するた
めの内部空間を有し、かつ、その永久磁石を有する一端
面に開口を有する。ドア部材６０は開口に設けた永久磁
石と対応する磁性材料を有し、ドア部材６０を閉じると
ともに気密空間を形成する。電磁石が、開口に設けた永
久磁石と対応した状態で、ドア部材６０に配置されてい
る。コネクタ６３が、電磁石を制御可能に作動してドア
部材６０を開けることができる外部電源に接続されてい
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、一般に、清浄な環
境で半導体装置を製造するためのＳＭＩＦ（Ｓｔａｎｄ
ａｒｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）
システム、特に、作業中における微粒子の発生を防止す
るため、摩擦を生じない封止機構を有するＳＭＩＦシス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、基板上に半導体を製造する技術が
広く用いられている。例えば、半導体ウェーハや液晶表
示基板を製造する際、半導体装置や液晶表示装置（ＬＣ
Ｄ）のようなフラットパネル表示装置（ＦＰＤ）を製造
するためのクリーンルーム内で、ウェーハやガラス基板
が処理されている。
【０００３】清浄な処理環境をもたらす技術として、ヒ
ューレット・パッカード社が提示したＳＭＩＦシステム
が、米国特許第4,532,970号及び米国特許第4,534,389号
に開示されている（特許文献１及び２）。ＳＭＩＦシス
テムは、半導体製造工程においてウェーハを貯蔵したり
搬送したりする際に生じる半導体ウェーハ上の微粒子フ
ラックスを低減することを目的とする。この目的は、貯
蔵や搬送中に、ウェーハの周りのガス状媒体（空気や窒
素のような）がウェーハに対して実質的に静止した状態
を機械的に確保することによって、かつ、微粒子が外部
環境から直近のウェーハ環境に侵入するのを確実に防止
することによって、部分的に達成される。
【０００４】ＳＭＩＦシステムは、３つの主要構成要
素、即ち、（１）ウェーハ及び/又はウェーハカセット
を貯蔵しかつ搬送するために用いられる最小容積の封止
されたポッドと、（２）清浄空気で満たすことによっ
て、小型化クリーン空間を形成するため半導体処理ツー
ル(tool)上に位置し、露出したウェーハ及び/又はウェ
ーハカセットを処理ツールの内部との間で出入可能とす
る入力/出力用小環境と、（３）ウェーハ及び/又はウェ
ーハカセットを、微粒子に曝すことなく、ＳＭＩＦポッ
ドとＳＭＩＦ小環境との間で移送するためのインターフ
ェースとを具備する。また、或る提示されたＳＭＩＦシ
ステムの詳細が、Mihir Parikh と UrlichKaemph著の
“固体技術”（１９８４年７月発行）において、“ＶＬ
ＳＩ製造におけるウェーハカセット移送技術”という名
称の論文（１１１頁から１１５頁）に記載されている。
【０００５】この型のシステムは、約０．０２ミクロン
（μｍ）〜約２００μｍの範囲の粒径を取り扱う。この
寸法の微粒子は、半導体装置を製造するために用いる小
さな幾何寸法によって、半導体処理において非常に大き
な害をもたらす。典型的な先端半導体処理は、今日、２
分の１μｍ又はそれ以下の幾何寸法を用いる。０．１μ
ｍより大きい幾何寸法を有する望ましくない汚染微粒子
は、１μｍの幾何寸法を有する半導体装置と実質的に干
渉する。研究及び開発実験室が０．１μｍより小さくな
っている今日では、この傾向は、もちろん、さらに小さ
な半導体処理幾何寸法を必要とすることになる。将来、
幾何寸法はさらに小さくなり、より小さな微粒子又は分
子レベルの汚染物質が問題となると考えられる。
【０００６】ＳＭＩＦポッドは、一般に、内部にウェー
ハを貯蔵したり移送する封止環境を形成するポッド外殻
と合体するポッドドアを有する。一般に“底部開口”ポ
ッドが公知であり、このポッドでは、ポッドドアはポッ
ドの底部に水平状態に設けられており、ウェーハはカセ
ットによって支持され、カセットはポッドドアによって
支持されている。また、いわゆる“前部開口”ポッドも
公知である。この場合、ポッドドアは垂直面に位置して
おり、ウェーハはポッド外殻に取り付けられたカセット
又はポッド外殻に取り付けられている棚のいずれかによ
って支持されている。前部開口ポッド及び底部開口ポッ
ドのいずれにおいても、ポッドドアは、封止ポッド環境
の一部に含まれる内側表面と、ウェーハ製造装置環境に
曝される外側表面を具備する。
【０００７】ウェーハを、ウェーハ製造装置内で、ＳＭ
ＩＦポッドと処理ツール間で移送するために、ポッド
は、一般に、ツールの前部に配置されている載置用ポー
トに、手動で又は自動的に載置される。処理ツールは、
ポッドがない場合は、処理ツール内で、ウェーハ製造装
置環境に曝される外側表面と封止ポッド環境の一部に含
まれる内側表面とを具備するポートドアによって被覆さ
れるアクセスポッドを有する。ＳＭＩＦポッドは、ポッ
ドドアと載置用ポートは、相互に隣接して配置されるよ
うに載置ポート上に設置される。整合用ピンがポートド
アに設けられ、整合用ピンはポッドドアに設けられた孔
に嵌合して、ポートドアに対してポッドドアを的確に整
合させることができる。
【０００８】ポッドが載置ポート上に位置すると、ポー
トドア内の機構が、ポッドドアをポッド外殻とのラッチ
状態から解除し、ポッドドアとポートドアが共に処理ツ
ール内に移動し、その後、ドアは、ウェーハ移送通路か
ら詰めこまれる。ポッド外殻はインターフェースポート
の近傍に残り、処理ツールの内部及びウェーハ周りのポ
ッド外殻を含めて、清浄環境を維持することができる。
その後、処理ツール内のウェーハ操作ロボットが、ポッ
ドと処理ツール間の移送においてポッド内で支持される
特定のウェーハにアクセスする。
【０００９】処理ツール内で露出されたウェーハ周りに
清浄環境を形成することは極めて重要である。ウェーハ
製造設備内の空気が、一般的に、フィルタによってある
程度までろ過される一方で、処理ツール及びＳＭＩＦポ
ッド周りの環境は、ポッド内やツール内と比較して微粒
子や汚染物質が高いレベルにある。従って、製造設備内
における外部環境からＳＭＩＦポッドや処理ツールの内
部を隔離するため、重要な工程が取られる。
【００１０】例えば、本明細書で参照される２０００年
８月２２日にFujimori et al に付与された米国特許第
６，１０５，７８２号は、図１に示す精密な基板用の貯
蔵容器１０を示す（特許文献３）。貯蔵容器１０は、ウ
ェーハを収納するポッド１１と、ポッド１１の前部開口
を気密状態に閉じる中空ドア部材２０とを具備する。ポ
ッド１１は、さらに、天井コンベヤによって保持されポ
ッド１１を搬送するロボット用フランジ１２と、ポッド
１１を支持するＹ字状の底板１７とを具備する。ドア部
材２０は、内側板２４と外側板２２とを有する。ドア部
材２０は、さらに、ドア２０を閉じた際に、ポッド１１
を気密状態に封止するための封止ガスケット２６と、ポ
ッド１１のガイド手段１８と組み合わされるガイド手段
２８と、ポッド１１にドア部材２０を機能的に固定する
施錠機構２３とを具備する。
【特許文献１】米国特許第4,532,970号明細書
【特許文献２】米国特許第4,534,389号明細書
【特許文献３】米国特許第6,105,782号明細書
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ポッ
ド１１は高度の清浄性を必要とするのに対し、施錠機構
２３とガイド手段１８，２８は、ドアの開閉の際に、摩
擦を受けるので、微粒子が発生し、基板製造の信頼性が
低下する。
【００１２】同様に、２００１年７月１７日にFosnight
et al に付与された米国特許第６，２６１，０４４ B1
号, ２０００年９月２６日にYotsumoto et al に付与さ
れた米国特許第６，１２３，１２０号, ２０００年８月
０８日にOkuda et al に付与された米国特許第６，０９
８，８０９号, ２０００年４月２５日にCheng et al に
付与された米国特許第６，０５３，６８８号は、基板を
処理するための各種ＳＩＭＦポッド及びシステムを開示
する。しかし、ここで参照する上記した各特許は、ドア
部材を開閉する際の微粒子の発生を防止することができ
る適切なドア部材を提示していない。従って、ドア部材
を開閉する際の微粒子の発生を防止することができる、
摩擦を生じないドア部材を有するＳＩＭＦポッド及びシ
ステムが望まれる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の主たる目的は、
半導体ウェーハまたは表示基板を収容する気密隔壁又は
パッドを有する摩擦を生じないドア部材を有する基板収
納容器、即ち、基板収納容器を気密状態に封止し、微粒
子の発生を防止することができる摩擦を生じないドア部
材を有する基板収納容器を提供することにある。
【００１４】本発明の他の目的は、容器と処理ツールの
清浄環境との間で半導体ウェーハまたは表示基板を搬送
するための搬送装置を提供することにある。
【００１５】上記した目的を達成するために、本発明は
被処理体を搬送するための摩擦を生じないドア部材を有
する基板収納容器を提供するものであって、同基板収納
容器は、容器本体と、ドア部材と、電磁石と、コネクタ
とを具備する。ここで、容器本体は被処理体を収納する
ための内部空間を有し、かつ、その永久磁石を有する本
体の一端面に開口を有する。ドア部材は開口に設けた永
久磁石を対応する磁性材料を有し、ドア部材を閉じると
ともに気密空間を形成する。電磁石が、開口に設けた永
久磁石と対応した状態でドア部材に配置されている。コ
ネクタが、電磁石を制御可能に作動してドア部材を開け
る外部電源に接続されている。
【００１６】本発明は、また、基板収納容器とドア取り
外し機構を具備する被処理体を搬送する搬送装置を提供
する。ここに、基板収納容器は、容器本体と、ドア部材
と、電磁石と、コネクタとを具備する。容器本体は、被
処理体を収納するための内部空間を有し、容器本体の一
端面に形成されかつ永久磁石を有する開口を有する。ド
ア部材は、開口に設けた永久磁石と対応すると共に協働
する磁性材料を有し、ドア部材を閉じると共に気密空間
を形成する。電磁石が、開口に設けた永久磁石と対応す
る状態でドア部材に配置される。コネクタが電磁石に電
気的に接続されている。ドア取り外し機構は、ドア部材
のコネクタに接続されるコネクタを有し、電磁石を制御
可能に作動することによって、ドア部材を開けかつ被処
理体を載荷／降荷することができる。
【００１７】本発明は、さらに、被処理体を収納しかつ
搬送する基板収納容器であって、容器本体とドア部材と
を具備する基板収納容器を提供する。ここで、容器本体
は、被処理体を収納するための内部空間と、容器本体の
一端面に設けた開口を有する。ドア部材は、外部真空源
に制御可能に連結される弁を有する外側板と、弁に接続
される複数の孔を有する内側板とを有し、容器本体の内
部に制御可能に負圧を形成し、ドア部材を閉じて気密空
間を形成する。
【００１８】本発明は、さらに、基板収納容器とドア取
り外し機構を具備する被処理体を搬送するための搬送装
置を提供する。ここで、基板収納容器は、容器本体とド
ア部材とを具備する。また、容器本体は被処理体を収納
するための内部空間を有し、かつ、その一端面に開口を
有する。ドア部材は、弁を有する外側板と、この弁に接
続される複数の孔を有する内側板とを有する。ドア取り
外し機構は、ドア部材の弁に接続されるコネクタを有
し、容器本体の内部空間内の圧力を制御して、容器本体
を封止したり、被処理体を載置／降荷するためにドア部
材を開ける。
【００１９】上述したように、本発明に係る基板収納容
器とＳＭＩＦシステムは、半導体又は液晶表示装置の処
理中に、実質的に高度の清浄性を有する処理空間を提供
することができる。さらに、本発明に係る基板収納容器
は、操作中に摩擦部材を有しないので、微粒子の発生を
防止することができ、さらに清浄性のレベルを高めるこ
とができる。上記した本発明の他の目的、効果及び新規
な特徴は、添付図を参照して行なわれる以下の詳細な記
述によってより明らかとなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照
して説明すると、両図は、それぞれ、本発明の好ましい
実施例にかかる基板収納容器５０の斜視図、及び、基板
収納容器５０のドア部材の平面図である。基板収納容器
５０は、半導体ウェーハや液晶表示装置などのフラット
パネル表示装置の基板を収納するためのＳＭＩＦ（Stan
dard Mechanical InterFace）容器である。ここで基板
は処理装置と基板収納容器５０との間で搬送されかつ清
浄環境が形成される。基板は自動または軌条案内車によ
って運ばれる。
【００２１】基板収納容器５０はウェーハやガラス基板
を収納するための容器本体５１と、容器本体５１の前部
開口を気密状態に閉じるための中空ドア部材６０とを有
する。ドア部材６０は内側板６４と外側板６２を具備す
る。ドア部材６０は、さらに、ドア６０を閉じる際に容
器本体５１の前部端面と協働して容器本体５１を気密状
態に封止する封止装置６６を有する。前部端面５８は、
永久磁石を有し、ドア部材６０の封止装置６６は鉄など
の磁性材料からなる部材を有する。したがって、永久磁
石の磁力によって、ドア部材６０は容器本体５１に固着
されかつ気密状態に封止される。ドア部材は電磁石６８
を有し、かつ、ドア部材６０の外側板６２は電磁石６８
を制御する外部電源と接続されるコネクタ６３を有す
る。電磁石６８が作動されると、電磁石６８と永久磁石
が合成磁力によって相互に反発しあうので、容器本体５
１を開けることができる。
【００２２】次に、図３（ａ）及び図３（ｂ）について
説明すると、両図は、上記した基板収納容器５０と同様
な構成を有する本発明の他の実施例にかかる基板収納容
器８０を示す。なお、図中、同様な符号は同様な構成要
素を示す。ドア部材９０は外部真空源に制御自在に接続
される逆止弁９３を有し、ドア部材９０の内側板９４は
複数の孔９５を有する。従って、逆止弁９３が真空装置
に接続されている間は、気体が弁９３を通して容器本体
８１から脱気され、負圧が容器本体８１内に導入され、
ドア部材９０が気密状態に容器本体８１に固着される。
ドア部材９０を開けるためには、弁９３を開放するだけ
でドア部材９０を容器本体８１から離脱させることがで
きる。
【００２３】次に、図４及び図５は本発明に係る基板収
納容器５０をＳＭＩＦシステム１００に適用した場合を
示す。システム１００は処理装置側１２２と基板収納容
器側１１４を分離するためのパネル１１１を有する。基
板収納容器側１１４は基板収納容器５０を載置するため
の降荷台１１８を有する。処理装置側１１２において、
パネル１１１は基板収納容器５０のドア部材６０と寸法
を実質的に等しくする開口１２２を有する。ドア部材６
０を開口１２２と一致させ、汚染物質がクリーンルーム
に侵入するのを防止するため、処理装置のクリーンルー
ム内に正圧が供給される。システム１００はさらに、板
１３２と支持ロッド１３４を有するドア取り外し機構を
具備する。板１３２は後退位置（図４に示す）及び伸長
位置（図５に示す）との間を、支持ロット１３４によっ
て支持された状態で移動することができる。伸長位置
で、板１３２を開口１２２に挿入して基板収納容器５０
のドア部材６０と係合させることができる。この際、板
１３２は、ドア部材６０のコネクタに接続されるコネク
タを取り付けて、ドア部材６０の開閉を制御することが
できる。
【００２４】本発明の他の実施例にかかる基板収納容器
８０も、同様に、ＳＭＩＦシステム１００に適用するこ
とができることは明らかである。その際、板１３２は、
内部の負圧を解除したり、容器８０を気密状態に閉じる
ために負圧を付与するためにドア部材９０の弁９３に接
続されるコネクタを有する。
【００２５】
【発明の効果】上述したように、本発明に係る基板収納
容器とＳＭＩＦシステムは、半導体又は液晶表示装置の
処理中に高度の清浄性を有する処理空間を提供すること
ができる。さらに、本発明に係る基板収納容器は操作中
摩擦部材を有しないので、微粒子の発生を防止すること
ができ、さらに清浄性のレベルを高めることができる。
【００２６】以上、本発明を、好ましい実施例を参照し
て説明してきたが、他の多くの変形例や変容例が、特許
請求の範囲に記載されている発明の要旨及び範囲から逸
脱することなくなしうることは理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の基板収納容器の分解斜視図である。
【図２】（ａ）は、本発明の好ましい実施例に係る基板
収納容器の分解斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す
基板収納容器のドア部材の部分断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の他の好ましい実施例に係る
基板収納容器の分解斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に
示す基板収納容器のドア部材の平面図である。
【図４】ＳＭＩＦシステムに適用した本発明に係る基板
収納容器の概略図である。
【図５】ＳＭＩＦシステムに適用した本発明に係る基板
収納容器の概略図である。
【符号の説明】
５０… 基板収納容器 ５１… 容器本体 ５８… 前部端面 ６０… 中空ドア部材 ６２… 外側板 ６３… コネクタ ６４… 内側板 ６６… 封止装置 ６８… 電磁石 ８０… 基板収納容器 ８１… 容器本体 ９０… ドア部材 ９３… 逆止弁 ９４… 内側板 ９５… 孔 １００… ＳＭＩＦシステム １１１… パネル １１２… 処理装置側 １１４… 基板収納容器側 １１８… 降荷台 １２２… 開口 １３２… 板 １３４… 支持ロッド

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被処理体を収納するための内部空間を有
    し、かつ、永久磁石を設けた一端面に開口を有する容器
    本体と、 前記開口に設けた前記永久磁石と対応する磁性材料を有
    し、前記ドア部材を閉じるとともに気密空間を形成する
    ドア部材と、 を具備する被処理体を収納する摩擦を生じないドア部材
    を有する基板収納容器。
  2. 【請求項２】前記ドア部材は、さらに、前記容器本体を
    気密状態に封止するための封止装置を具備することを特
    徴とする請求項１記載の摩擦を生じないドア部材を有す
    る基板収納容器。
  3. 【請求項３】前記基板収納容器が、さらに、 前記ドア部材に配置され、かつ、前記開口の前記永久磁
    石と対応する電磁石と、 前記電磁石を制御可能に作動して前記ドア部材を開ける
    外部電源に接続されるコネクタと、 を具備することを特徴とする請求項１記載の摩擦を生じ
    ないドア部材を有する基板収納容器。
  4. 【請求項４】前記被処理体が半導体ウェーハであること
    を特徴とする請求項１記載の摩擦を生じないドア部材を
    有する基板収納容器。
  5. 【請求項５】前記被処理体がフラットパネル表示装置の
    基板であることを特徴とする請求項１記載の摩擦を生じ
    ないドア部材を有する基板収納容器。
  6. 【請求項６】被処理体を収納するための内部空間を有す
    る容器本体であって、永久磁石を有する一端面に開口を
    有する容器本体と、 前記開口に設けた前記永久磁石と対応するとともに協働
    する磁性材料を有し、前記ドア部材を閉じることによっ
    て気密空間を形成するドア部材と、 前記ドア部材に配置され、前記開口の前記永久磁石と対
    応する電磁石と、 前記電磁石に電気的に接続されるコネクタとを具備する
    基板収納容器と、 前記ドア部材の前記コネクタに接続されるコネクタを有
    し、前記電磁石を制御可能に作動することによって前記
    ドア部材を開けかつ前記被処理体を載荷／降荷するドア
    取り外し機構とを具備する被処理体を搬送するための搬
    送装置。
  7. 【請求項７】前記ドア部材は、さらに、前記容器本体を
    気密状態に閉じるための封止装置を具備することを特徴
    とする請求項６記載の搬送装置。
  8. 【請求項８】前記被処理体は半導体ウェーハであること
    を特徴とする請求項６記載の搬送装置。
  9. 【請求項９】前記被処理体はフラットパネル表示装置の
    基板であることを特徴とする請求項６記載の搬送装置。
  10. 【請求項１０】被処理体を収納するための内部空間を有
    する容器本体であって、一端面に開口を有する容器本体
    と、 外部真空装置に制御可能に連結される弁を有する外側板
    と、前記弁に接続される複数の孔を有する内側板とを有
    し、前記容器本体の内部に制御可能に負圧を形成し、前
    記ドア部材を閉じると共に気密空間を形成する前記ドア
    部材と、 を具備する被処理体を収納する摩擦を生じないドア部材
    を有する基板収納容器。
  11. 【請求項１１】前記ドア部材は、さらに、前記容器本体
    を気密状態に閉じるための封止装置を具備することを特
    徴とする請求項１０記載の摩擦を生じないドア部材を有
    する基板収納容器。
  12. 【請求項１２】前記被処理体は半導体ウェーハであるこ
    とを特徴とする請求項１０記載の摩擦を生じないドア部
    材を有する基板収納容器。
  13. 【請求項１３】前記被処理体はフラットパネル表示装置
    の基板であることを特徴とする請求項１０記載の摩擦を
    生じないドア部材を有する基板収納容器。
  14. 【請求項１４】被処理体を収納するための内部空間を有
    する容器本体であって、その一端面に開口を有する容器
    本体と、 弁を有する外側板と、前記弁に接続される複数の孔を有
    する内側板とを有するドア部材と、 前記ドア部材の弁に接続されるコネクタを有し、前記容
    器本体の内部空間内の圧力を制御して前記容器本体を封
    止したり、前記被処理体を載荷／降荷するため前記ドア
    部材を開けるドア取り外し機構とを具備する搬送装置。
  15. 【請求項１５】前記ドア部材は、さらに、前記容器本体
    を気密状態に封止するための封止装置を具備することを
    特徴とする請求項１４記載の搬送装置。
  16. 【請求項１６】前記被処理体は半導体ウェーハであるこ
    とを特徴とする請求項１４記載の搬送装置。
  17. 【請求項１７】前記被処理体はフラットパネル表示装置
    の基板であることを特徴とする請求項１４記載の搬送装
    置。
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