JP2006234608A

JP2006234608A - 基板搬送容器内空間の汚染状態の評価方法

Info

Publication number: JP2006234608A
Application number: JP2005050286A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Taira; 敏和平; Hiroshi Fujii; 博史藤井; Takaaki Sakakibara; 孝明榊原; Mikio Hasegawa; 幹男長谷川
Original assignee: Sumika Chemical Analysis Service Ltd
Current assignee: Sumika Chemical Analysis Service Ltd
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2025-02-25
Also published as: JP4512505B2

Abstract

【課題】基板搬送容器内空間の汚染状態を簡便に評価する方法を提供すること。
【解決手段】容器本体と蓋体とを有し、該容器本体は一側面に開口部が形成され、また、該蓋体は該開口部を閉塞可能に、かつ該容器本体に開閉自在に取り付けられてなる基板搬送容器内空間の汚染状態の評価方法であって、該基板搬送容器に袋体を該開口部が該袋体で外気と遮断されるように装着した後、前記蓋体による該開口部の閉塞状態を解除して該容器本体内部空間と該袋体内部とを連通させ、該袋体に設けられたガス導入孔から不活性ガスを前記容器本体内に導入しながら、該袋体に設けられたガス排出口から排出される排出ガスを捕集し、該排出ガス中の汚染物質を分析することを特徴とする基板搬送容器内空間の汚染状態の評価方法
【選択図】なし

Description

本発明は、基板搬送容器内空間の汚染状態の評価方法に関するものである。

半導体ウェーハ、液晶基板、磁気ディスク等の電子基板（以下、基板と称する。）を用いた機器の製造においては、その製造空間中の有機物等の汚染物質が基板に吸着する等して、製品の歩留まりの低下や品質の低下が生ずることから、このような機器を製造する工程は、クリーンルームで行われている。ところで、近年、基板回路の微細化の進行に相俟って、クリーンルームには、より高度な洗浄空間の確保が求められており、また、基板の大型化に伴い、大規模のクリーンルームが必要となってきている。昨今では、このような清浄度の高い空間の確保のためのコスト節約手段として、局所クリーン方式の採用が提案されている。例えば、上記機器の一連の製造における各クリーンルーム内での各種加工処理工程の間に、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Interface Pod）ポッド（Pod）等の可搬式で密閉可能な基板搬送容器を介在させ、該容器によって局所的なクリーン空間を保持しながら、各工程で処理された基板を該基板搬送容器に収納し、次工程へ搬送する方法が提案されている。

そして、各工程に介在させる上記の基板搬送容器内については、その空間の清浄度を評価することが必要であるところ、その手法としては、例えば、基板搬送容器内に半導体ウェーハ等の収納物を収納し、保管ないし移送を所定時間行った後、基板搬送容器から収納物を取り出し、次に、該収納物の表面に付着した汚染物質を脱離させて、脱離した汚染物質を測定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−３４０６８５号公報

しかしながら、上記のような基板搬送容器内空間の洗浄度の評価手法では、例えば、基板表面への付着率が低い汚染物質、すなわち、基板搬送容器内空間中の存在量に対する基板表面の付着量の割合が低い汚染物質等については、その空間内の存在量を正確に測定し，評価することにはならない。一方、基板搬送容器内空間中の汚染物質の存在量を正確に測定するためには、該空間中の気体（ガス）を直接採取することが必要となり、そのためには、基板搬送容器に、ガス導入用の孔やバルブ、ガス排出用の孔やバルブなどを設ける等、既存の基板搬送容器に、種々の加工を施す必要があった。
かかる状況のもと、本発明が解決しようとする課題は、基板搬送容器内空間の汚染状態を簡便に評価する方法を提供することにある。

すなわち、本発明は、容器本体と蓋体とを有し、該容器本体は一側面に開口部が形成され、また、該蓋体は該開口部を閉塞可能に、かつ該容器本体に開閉自在に取り付けらてなる基板搬送容器内空間の汚染状態の評価方法であって、該基板搬送容器に袋体を該開口部が該袋体で外気と遮断されるように装着した後、前記蓋体による該開口部の閉塞状態を解除して該容器本体内部空間と該袋体内部とを連通させ、該袋体に設けられたガス導入孔から不活性ガスを前記容器本体内に導入しながら、該袋体に設けられたガス排出口から排出される排出ガスを捕集し、該排出ガス中の汚染物質を分析することを特徴とする基板搬送容器内空間の汚染状態の評価方法にかかるものである。

本発明方法により、基板搬送容器内空間の汚染状況を簡便に評価することができ、本方法は、基板搬送容器内における高度な清浄空間の確保に有用である。

本発明に係る基板搬送容器は、半導体ウェーハ、液晶基板、磁気ディスク等の電子基板を保管、搬送するための容器であって、容器本体と蓋体とを有し、該容器本体は一側面に開口部が形成され、また、該蓋体は該開口部を閉塞可能に、かつ該容器本体に開閉自在に取り付けられている。ここで、該蓋体には閉塞時に蓋体を開口部に固定するためのロック機構を内蔵してもよい。そのような基板搬送容器としては公知の容器が用いられ、例えば、ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International）規格に定められたＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Interface Pod）ポッド（Pod）、特開２０００−５８６３３号公報や特開２００１−８５５０７号公報等に記載された基板搬送容器等をあげることができる。

袋体としては、上記開口部を外気と遮断できるように該容器本体に装着可能な大きさの口径を有するものが用いられ、通常、該開口部周縁に袋体の開口端部が密着可能な大きさの口径を有するものが用いられる。該袋体の材質としては、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂などが用いられるが、採取した汚染物質の分析に影響を与えない材質を用いることが好ましい。例えば、酸性物質、塩基性物質の採取にはポリエチレン製袋が用いられ、有機物質、含ホウ素物質、含リン物質の採取にはポリエスエル製袋やフッ素樹脂製袋が用いられる。また、袋体の使用に際しては、無機物質を採取する場合は、あらかじめ、純水等による洗浄処理を袋体に施すことが好ましく、有機物質を採取する場合は、あらかじめ、袋体に熱処理を施すことが好ましい。また、該袋体の内容積は、通常、容器本体の空間容積の１〜３倍（体積／体積）である。

該袋体には容器本体内に不活性ガスを導入するためのガス導入孔と、当該不活性ガスの導入に伴い排出されるガスの排出口となるガス排出口を有する。ガス導入孔とガス排出口には、夫々、ガスを不活性ガスボンベから導入、あるいは、排出ガス捕集装置等に導出するための管を接続することができるジョイント構造を設けることが好ましく、該ジョイントしては、例えば、外径が６ｍｍ程度、内径が４ｍｍ程度、長さが１〜２ｃｍ程度のフッ素系樹脂（ポリテトラフルオロエチレンなど）製のジョイントがあげられる。また、ガス導入孔とガス排出口には、開閉弁を設けてもよい。

当該袋体において、ガス導入孔とガス排出口の設置位置としては、ガス排出口をガス導入孔よりも容器本体の開口部に近くなる位置に設置することが好ましく、より具体的には、袋体におけるガス導入孔およびガス排出口の位置関係、基板搬送容器への袋体の装着向き等により、適宜、調整される。また、ガス排出口は袋体としての底部に相当する位置またはその近傍に設けることが好ましい。

上記の袋体は、その開口端部を基板搬送容器の開口部の周縁に密着させる等、当該開口部を外気と遮断するように容器本体に装着される。より詳しくは、容器本体から蓋体を開放または取り外した際に、容器本体内部空間と袋体内部とが連通するように行われる。例えば、容器本体の開口部周縁のフランジ部に袋体の開口端部を押し当てた後、クランプ等の固定治具で嵌着することにより行われる。また、より気密性を高めるために、ガスケットを用いてもよく、該ガスケットには、シリコーン樹脂、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂等が用いられる。

このようにして基板搬送容器に袋体を装着した後、蓋体による開口部の閉塞状態を解除して該容器本体内部空間と袋体内部とを連通させる。この際、例えば、蓋体による開口部の閉鎖状態を解除するために治具が必要な場合、具体例としては、蓋体に設けられたクラッチ機構部を回転操作することによって蓋体を開口部に固定するためのロック機構を有する蓋体が用いられており、ロックを解除するためには、蓋体のクラッチ機構部に開錠治具を嵌合させてクラッチ機構部を回転させなければならない等の場合には、あらかじめ該治具を袋体に入れ、上述の装着を行い、袋体内の治具を用いて基板搬送容器の開口部の閉鎖状態を解除する。この場合、治具はあらかじめ純水、有機溶剤等で十分に洗浄し、乾燥しておくことが好ましい。

また、基板搬送容器の開口部の閉鎖状態を解除する前に、袋体のガス導入孔からの不活性ガスの導入と、ガス排出口からの不活性ガスの排出とを繰り返すことにより、袋体の内部を不活性ガスで置換しておくことが好ましい。

容器本体内部空間と袋体内部とを連通させた後、袋体のガス導入孔から前記容器本体内に不活性ガスを導入する。不活性ガスの導入に際しては、不活性ガスのボンベ等に連通する発射ノズルの先端を該ガス導入孔にセットするか、または、該ノズルを袋体内に一部挿入して、ノズル先を容器本体内の奥部に向ける等して、前記容器本体内に不活性ガスを導入することが好ましい。ノズルやガス導入管の材質としては、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂などが用いられるが、分析の対象となる汚染物質の分析に影響を与えない材質を用いることが好ましく、通常、フッ素樹脂が用いられる。

本発明において、不活性ガスとは、分析の対象となる汚染物質の分析に影響を及ぼさないガスを意味し、分析対象の汚染物質の種類にもよるが、そのようなガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス；空気などが用いられる。かかる不活性ガスの純度は、通常９９．９９９％以上であり、好ましくは９９．９９９９％以上である。また、必要に応じ、フィルターを介して導入してもよい。また、不活性ガスの導入は、０．５〜３Ｌ／分の流量で行うことが好ましく、該流量は、マスフローコントローラー等を用いて調整される。

容器本体内の空間ガスは、導入された不活性ガスに同伴して袋体のガス排出口から排出される。よって、ガス排出口から排出される排出ガスを捕集し、当該排出ガス中の汚染物質を分析することにより、容器本体内空間の汚染状況を評価、判定することができる。

排出ガスのガス流速は、不活性ガスの導入速度と等速度にすることが好ましい。また、ガス排出口から排出されたガス中の汚染物質を捕集するために捕集装置を設けた場合、該捕集装置が、インピンジャーであるときは、該ガス流量は１〜３Ｌ／分であることが好ましく、捕集管あるいはフィルターであるときは、該ガス流量は０．５〜１Ｌ／分であることが好ましい。

排出ガスを捕集装置に処理して、容器本体内に存在した汚染物質を捕集する場合、捕集装置にて処理する排出ガスの体積は、汚染物質の分析精度をより高める観点から、容器本体の内容積と袋体により形成される内容積との合計の３倍（体積／体積）以上であることが好ましい。また、所要時間と経済性を重視する場合には体積は５倍（体積／体積）以下であることが好ましい。

排出ガスを捕集装置により捕集し、分析する方法としては、公知の方法、例えば、ＪＡＣＡＮｏ．３５Ａ−２００３「クリーンルームおよび関連する制御環境中における分子状汚染物質に関する空気清浄度の表記方法および測定方法指針、付属書３クリーンルームおよび関連する制御環境空気中の有機物質の測定方法」（社団法人日本空気清浄協会）、特開２００３−３０７５１１号公報等に記載の方法が用いられる。具体例としては、酸性物質や塩基性物質を測定する場合には、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂製、ガラス製または石英製のインピンジャーを捕集装置として用い、インピンジャーに一定容量の排出ガスを通気し、吸収液にバブリングすることで酸性物質や塩基性物質を捕集し、イオンクロマトグラフやキャピラリー電気泳動システムなどにより測定する方法が用いられ、有機物質を測定する場合には、多孔性高分子系吸着剤あるいはグラファイトカーボン系吸着剤が充填された捕集管を捕集装置として用い、捕集管に一定容量の排出ガスを通気し、吸着した有機物質を加熱脱離／ガスクロマトグラフ−質量分析計で測定する方法が用いられ、含ホウ素物質、含リン物質を測定する場合には、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂製または石英製のインピンジャーを捕集装置として用い、インピンジャーに一定容量の排出ガスを通気し、吸収液にバブリングすることで含ホウ素物質、含リン物質を捕集し、誘導結合プラズマ／発光分析装置、誘導結合プラズマ／質量分析装置などにより測定する方法が用いられる。

本方法により容器本体内の汚染物質を測定する場合は、比較試験として、例えば、蓋体による開口部の閉鎖状態を解除しない状態での排出ガスの分析を行うことが好ましい。

本発明を、実施例によりさらに詳しく説明する。

（実施例１）
容器本体の内容積が３０Ｌであり、容器本体の開口部が蓋体により閉塞された未洗浄の基板搬送容器の開口部に、内容積６０Ｌのポリエチレン製袋体を装着した。装着は、該開口部の周縁のフランジ部分と袋体の開口端部とをあわせ、ステンレス製固定治具により、固定、密着させることにより行った。袋体の底部にはガス導入孔を設け、該ガス導入孔にポリテトラフルオロエチレン製の窒素導入管を接続し、マスフローコントローラーで窒素の流量を調整できるようにした。袋体の開口端部付近には、ガス排出口を設け、該ガス排出口にポリテトラフルオロエチレン製のガス導出管を介して２段連結のガラス製インピンジャー（吸収液として純水を使用。）を接続し、ダイヤフラム型ポンプにより排出ガスの流量を調整できるようにした。また、袋体内には、あらかじめ、蓋体を開錠するための治具を入れておいた。次に、袋体内の治具により蓋体を開錠して、容器本体内部空間と袋体内とを連通させ、マスフローコントローラーとダイヤフラム型ポンプにより、袋体に導入する窒素の流量と排出ガスの流量とを２Ｌ／分に調整した。排出ガスの総体積が９０Ｌ（容器本体の内容積と袋体の内容積との合計の３倍）となったところで、窒素の導入と排出ガスの排出を停止し、インピンジャー内の吸収液をイオンクロマトグラフで分析した。分析結果を表１に示す。

（参考例１）
蓋体を開錠しないかった以外は、実施例１と同様に行った。分析結果を表１に示す。

（実施例２）
洗浄済みの基板搬送容器を用い、アンモニア濃度が３００体積ｐｐｍの空気１ｍｌを袋体に注入した以外は、実施例１と同様に行った。インピンジャー内の吸収液をイオンクロマトグラフで分析し、アンモニア量を測定した結果、２３０ｎｇであった。

本発明の評価方法を実現するためのシステム構成の一例である。

符号の説明

１：容器本体
２：蓋体
３：空間ガス
４：袋体
５：固定治具
６：ガス導入孔
７：ガス導入管
８：ガス排出口
９：排出ガス導出管
１０：排出ガス捕集装置

Claims

容器本体と蓋体とを有し、該容器本体は一側面に開口部が形成され、また、該蓋体は該開口部を閉塞可能に、かつ該容器本体に開閉自在に取り付けられてなる基板搬送容器内空間の汚染状態の評価方法であって、該基板搬送容器に袋体を該開口部が該袋体で外気と遮断されるように装着した後、前記蓋体による該開口部の閉塞状態を解除して該容器本体内部空間と該袋体内部とを連通させ、該袋体に設けられたガス導入孔から不活性ガスを前記容器本体内に導入しながら、該袋体に設けられたガス排出口から排出される排出ガスを捕集し、該排出ガス中の汚染物質を分析することを特徴とする基板搬送容器内空間の汚染状態の評価方法。
袋体において、ガス排出口をガス導入孔の設置位置に比し、容器本体の開口部に近い位置に設置すると共に、容器本体の内容積と袋体により形成される内容積との合計の１〜３倍（体積／体積）の量の排出ガスを捕集することを特徴とする請求項１に記載の基板搬送容器内空間の汚染状態の評価方法。