JP2007184524A - 基板収納容器用の乾式洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライアイス粒子を用いて基板収納容器を洗浄する基板収納容器用の洗浄装置を提供する。
【解決手段】基板収納容器をローディングするローディング部と、前記基板収納容器をドライアイス粒子により洗浄する洗浄部と、洗浄部で洗浄された前記基板収納容器をアンローディングするアンローディング部とを含み、ドライアイス粒子を用いて基板収納容器を洗浄するので、排出される廃棄物がなく新環境的であり、また、ドライアイスを用いるので、微細洗浄が可能であり、基板収納容器の変形や破損を最小化することにより、その使用寿命を延長させるという効果があり、更に、従来の湿式洗浄装置に比べて洗浄工程が単純に進行されるので、機器のサイズも著しく小型化でき、よって経済的であるという効果がある。
【選択図】図２

Description

本発明は基板収納容器用の乾式洗浄装置に関し、より詳しくは基板収納容器の本体及び蓋をドライアイス粒子で個別的に乾式洗浄する基板収納容器用の乾式洗浄装置に関する。

一般に、半導体装置やディスプレー装置は半導体ウエハー或いはフラットパネルディスプレー（ＦＰＤ，Flat panel display）基板を用いて蒸着工程、エッチング工程、写真工程、イオン注入工程などのような多様な製造工程を経て製造される。

前記のような多様な工程の円滑な進行のために、半導体ウエハー或いはフラットパネルディスプレー基板は、各パート別に移送されることをもちろん、同一のパート内でも製造装置間に移送される。

例えば、基板は自動化された台車やロボット型移送アームを介して移動可能である。

かかる基板は、同一のパート内における比較的短い距離は一枚単位で移動でき、比較的
長距離若しくは安定性が重要時される場合はロット（lot）単位でキャリヤーやカセットなどの基板収納容器に収められて移動できる。

その一例として、基板収納容器のうちポリプロピレン材質からなるものはＰＰボックスと称する。

前記ＰＰボックスは、内部に基板の収容される収容空間部が形成される本体と、前記本体の入口の周りに取り付けられる蓋とを含む。

一方、基板はたとえ微細な異物やパーチクル（particle）でもその表面に付着されると、品質が著しく低下する。

このため、基板を収容する基板収容容器は高水準の清浄度が求められる。

従って、基板収納容器は、基板を収容する前に基板収納容器用の洗浄装置により洗浄工程を経るようになる。

一般に、基板収納容器は、前記本体及び蓋に洗浄液を処理した後、乾燥空気を噴射して残留液を乾燥させる湿式洗浄工程を経る。

しかし、従来の基板収納容器用の洗浄装置は湿式洗浄方式であるので、洗浄液処理工程及び乾燥空気噴射工程からなる２段階を経なければならないという不都合があった。

また、従来の基板収納容器用の洗浄装置は、洗浄液を処理する装置及び、乾燥空気を噴射する装置がそれぞれ備えられなければならず、このため装置が大型化し、製造コストも高くなるという短所があった。

更に、従来の基板収納容器用の洗浄装置は、基板収納容器がボックス形状であるため、その内部を乾燥空気により全体として均一に乾燥し難く、精密に洗浄を完了することが容易でないという不具合があった。

また、前記のようにポリプロピレン材質の基板収納容器は乾燥工程で高温の乾燥空気に露出されることによって容易く変形でき、このため寿命が短縮されるという短所があった。

尚、前記した湿式洗浄を含んでブラシや超音波や化学薬品などを用いた種々の洗浄方式が提示されている。

しかし、前記のような洗浄方式は半導体製造技術に発達による精密洗浄に対する要求を充足するには限界が存在する。

更に、近年環境に対する関心が高まることにつれ、環境親和的な洗浄方式に対する要求が増加しているが、前記した洗浄方式はこれを充足できなかった。

最近、環境親和的でありながらも前記した従来の洗浄方式の問題点を克服することができる洗浄方式が提案されたことがある。

その代表例として、二酸化炭素（ＣＯ₂）ガスの相変化によって生じたドライアイス粒子を被洗浄物の表面に高速衝突させて異物又はパーチクルを取り除くドライアイス洗浄方式が提案されている。

前記ドライアイス洗浄方式は、ドライアイス粒子が被洗浄物の汚物を取り除き、昇華して残余物を残さないので、湿式洗浄方式に比べて新環境的である。

また、ドライアイス洗浄方式はドライアイス粒子を噴射するただ１段階で洗浄が終わるので、洗浄工程が単純で、かつ装備のサイズも著しく減らすことができるので、クリーンルームの空間活用性の側面でも有利であり、微細洗浄が可能なので汚染粒子を除去し難い部分も洗浄できるという様々な長所を有する。

よって、ドライアイス粒子を用いて基板収納容器を洗浄する基板収納容器用の洗浄装置が提示されなければならない必要性がある。

従って、本発明は前述した従来の問題点に鑑みて案出されたもので、その目的はドライアイス粒子を用いて基板収納容器を洗浄する基板収納容器用の洗浄装置を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明は基板収納容器をローディングするローディング部と、前記基板収納容器をドライアイス粒子により洗浄する洗浄部と、前記洗浄部で洗浄された前記基板収納容器をアンローディングするアンローディング部とを含む。

また、前記ローディング部は、前記基板収納容器の本体及び蓋を相異なる経路で前記洗浄部にローディングし、前記洗浄部は、前記本体及び蓋の全ての内部に対してドライアイス粒子をそれぞれ噴射し、前記アンローディング部は、洗浄された前記本体及び蓋を相異なる経路でアンローディングすることを特徴とする。

本発明は、ドライアイス粒子を用いて基板収納容器を洗浄するので、排出される廃棄物がなく新環境的であるという効果がある。

また、本発明はドライアイスを用いるので、微細洗浄が可能であり、基板収納容器の変形や破損を最小化することにより、その使用寿命を延長させるという効果がある。

更に、本発明は従来の湿式洗浄装置に比べて洗浄工程が単純に進行されるので、機器のサイズも著しく小型化でき、よって経済的であるという効果がある。

また、本発明は基板収納容器の本体及び蓋をドライアイス粒子の噴射方向によって覆したりすることなく運搬状態のままでローディング及びアンローディングするので、作業効率を向上させるという効果がある。

以下、添付図面を参照して本発明による好適な実施形態をより詳細に説明する。

図１は、一般的な基板収納容器を示す断面図である。

図１に示したように、前記基板収納容器１００は、その内部に基板の収容される収容空間部１０１ａが形成される本体１０１と、前記本体１０１の収容空間部１０１ａを開閉する蓋１０２とを含む。

図２は、本発明の一実施形態に係る基板収納容器用の乾式洗浄装置を示す概略的な平面図である。

図２に示したように、本発明の一実施形態による基板収納容器用の乾式洗浄装置は、本体１０１と蓋１０２とからなる基板収納容器１００を、本体１０１と蓋１０２に分離してそれぞれ相異なる経路でローディングするローディング部２００と、前記ローディング部２００によってローディングされた本体１０１及び蓋１０２の内部にドライアイス粒子を噴射して洗浄する洗浄部３００と、前記洗浄部３００で洗浄された本体１０１及び蓋１０２を相異なる経路でアンローディングするアンローディング部４００と、を含む。

前記ローディング部２００は、基板収納容器１００の本体１０１をローディングする第
１ローディング部２１０（２１１、２１２）と、基板収納容器１００の蓋１０２をローディングする第２ローディング部２２０とを含む。

このローディング部２００は、オペレータが本体１０１及び蓋１０２をローディングし易いように第１ローディング２１０と第２ローディング部２２０とが隣接して並んで設置されることが望ましい。

前記洗浄部３００は、第１ローディング部２１０によりローディングされる本体１０１が移送される第１洗浄移送部３１０と、第２ローディング部２２０によりローディングされる蓋１０２が移送される第２洗浄移送部３２０と、本体１０１及び蓋１０２の内部にドライアイス粒子を噴射する乾式噴射手段３３０とをそれぞれ含む。

前記アンローディング部４００は、洗浄部３００で洗浄された本体１０１をアンローディングする第１アンローディング部４１０と、洗浄部３００で洗浄された蓋１０２をアンローディングする第２アンローディング部４２０とを含む。

前記本体１０１は、一般的な運搬状態で、例えば上方に開口された状態でローディング及びアンローディングが行われることが別途に覆したりする必要がなく好ましい。

そして、本体１０１は、その内部に乾式噴射手段３３０によってドライアイス粒子が噴射された後、前記ドライアイス粒子と共に除去された異物の重力作用により自然落下するように、下方に開口された状態で洗浄部３００に投入されることが望ましい。

また、本体１０１は、洗浄部３００において乾式噴射手段３３０の設置空間を考慮して最初の投入高さよりも一層高い位置に上昇されなければならない。

従って、ローディング部２００は、容易な投入作業のために、最初の上方に開口された状態でローディングされた本体１０１を、下方に開口された状態に上下逆転させるとともに、最初の投入高さよりも一層高い位置に上昇させて洗浄部３００にローディングする。

そして、洗浄部３００は、自然落下により異物が取り除かれるように下方に開口された本体１０１の内部へ下から上に進入してドライアイス粒子を噴射する。

更に、アンローディング部４００は、容易な搬出作業のために、洗浄部３００から下方に開口された状態で搬出される本体１０１を、上方に開口された状態に上下逆転させるとともに、最初の投入高さに下降させてアンローディングする。

このために、ローディング部２００及びアンローディング部３００には後述する一対の逆転手段５００がそれぞれ設置される。

図３は本発明の一実施形態に係る基板収納容器用の乾式洗浄装置のローディング部を示す側面図であり、図４は本発明の一実施形態に係る基板収納容器用の乾式洗浄装置のローディング部を示す正面図である。

前記ローディング部２００には、基板収納容器１００が運搬状態のまま、例えば本体１１０１が上方に開口された状態で第１ローディング部２１０（２１１、２１２）に投入され、蓋１０２は下方に開口された状態で第２ローディング部２２０に投入される。

また、本体１０１は前記のように洗浄作業に必要な高さまで上昇される同時に下方に開口されるように上下逆転された後、洗浄部３００にローディングされなければならない。

このために、ローディング部２００には本体１０１が上昇及び下方へ開口されるように上下逆転させる逆転手段５００が具備される。

例えば、第１ローディング部２１２には逆転手段５００が設置される区間において、本体１０１の進入如何を感知する本体感知センサ（図示せず）が設置されることができる。

これにより、本体１０１が前記本体感知センサに感知されると、第１ローディング部２１２を停止させ、逆転手段５００によって押圧支持されて上昇及び回転されることが望ましい。

前記逆転手段５００は、本体１０１の両側面を押圧支持して回転させる押圧回転部材５１０と、前記押圧回転部材５１０を乗降させる乗降部材５２０とを含む。

前記押圧回転部材５１０は、本体１０１の両側に対向設置される一対の押圧パッド５１１と、前記各押圧パッド５１１を回転させる一対の駆動部５１２と、前記各駆動部５１２を本体１０１の側面へ移送させて押圧パッド５１１を本体１０１の側面に押圧接触させる一対のシリンダー５１３とを含む。

前記押圧パッド５１１は、駆動部５１２に直接連結されて本体１０１の一側面を１点支持することができ、図３に示したように本体１０１を安定に押圧支持できるように本体１０１の一側面を２点支持可能に構成した方がもっと望ましい。

このため、本体１０１の一側の各押圧パッド５１１は、設置バー５１４の両側にそれぞれ結合され、設置バー５１４の中央に駆動部５１２が連結される。

従って、本体１０１が第１ローディング部２１０に沿って上方に開口された状態で洗浄部３００の直前まで至ると、押圧パッド５１１がシリンダー５１３によって本体１０１の両側面へ突き出して本体１０１を押圧支持する。

このように、本体１０１が押圧パッド５１１によって押圧支持された状態でシリンダー５１３が乗降部材５２０に沿って上昇されるので、本体１０１も一緒に上昇される。これと同時に、駆動部５１２は設置バー５１４を１８０度回転させて本体１０１が下方に開口されるように上下逆転させる。

このように、下方に開口されて本体１０１が一定の高さに浮かされると、第１ローディング部２１２を上昇させて本体１０１の底面を支持する。これにより、本体１０１が第１ローディング部２１２に支持されると、逆転手段５００は本体１０１と解除されて下降する。かかる状態で第１ローディング部２１２が回転駆動されて本体１０１を洗浄部３００の第１洗浄移送部３１０にローディングする。

前述のように、本体１０１は手動に持ち上げるか覆す必要なく、逆転手段５００によって自動に上昇及び下方に開口されるように上下逆転されて洗浄部３００に投入される。

一方、蓋１０２は第２ローディング部２２０に沿って水平に移送されて第２洗浄移送部３２０にローディングされる。

図５は本発明の一実施形態に係る基板収納容器用の乾式洗浄装置の洗浄部を示す側面図であり、図６は本発明の一実施形態に係る基板収納容器用の乾式洗浄装置の洗浄部を示す正面図である。

前記洗浄部３００には、本体１０１及び蓋１０２が下方に開口された状態で第１洗浄移送部３１０及び第２洗浄移送部３２０にそれぞれ投入される。

このように、洗浄部３００は第１洗浄移送部３１０及び第２洗浄移送部３２０に移送された本体１０１及び蓋１０２の全ての内部に対してドライアイス粒子を噴射するように第１洗浄移送部３１０及び第２洗浄移送部３２０の下側に乾式噴射手段３３０がそれぞれ設置される。

また、第１洗浄移送部３１０及び第２洗浄移送部３２０は、同図に示したように、その回転軸の中央部が除去された状態で本体１０１及び蓋１０２の周縁部を支持する。これにより、前記各乾式噴射手段３３０は本体１０１及び蓋１０２の内部にドライアイス粒子を噴射する際に干渉を受けないようになる。

また、乾式噴射手段３３０は、本体１０１及び蓋の内部は相異なる複数の部位に放射状にドライアイス粒子を噴射する。

特に、本体１０１の内部にドライアイス粒子を噴射する乾式噴射手段３３０は乗降可能に構成して本体１０１の内部へ上昇進入した方が望ましい。

かかる乾式噴射手段３３０は、駆動軸３３１と結合された回転板３３２に偏心結合されて前記回転板３３２の回転によって放射状にドライアイス粒子を噴射する複数のドライアイス噴射ノズル３３３を含む。

従って、各ドライアイス噴射ノズル３３３は放射状にドライアイス粒子を噴射するので、本体１０１及び蓋１０２の全ての内部に対して乾式洗浄を行うようになる。

前記の構成において、乾式噴射手段３３０は本体１０１の内部に乾燥空気を噴射するエア噴射ノズル３３４を更に含む。

前記エア噴射ノズル３３４は、本体１０１が蓋１０２に比してその奥が深くてドライアイス粒子によって洗浄できない部位が発生することを予防するために設置されるものである。

即ち、各ドライアイス噴射ノズル３３３によって噴射されるドライアイス粒子は前記エア噴射ノズル３３４から噴射される乾燥空気によって本体１０１及び蓋１０２の全ての内部に円滑に誘導されることにより、漏れ箇所がないように完全に洗浄する。

前記の構成において、洗浄部３００は本体１０１及び蓋１０２の外面に乾燥空気を押圧噴射するエアナイフ３４０を更に含む。

かかるエアナイフ３４０によって本体１０１及び蓋１０２の外面までも洗浄されて、基板収納容器１００による基板の汚染要因が完璧に除去される。

また、エアナイフ３４０は、第１洗浄移送部３１０及び第２洗浄移送部３２０の入口の近くに固設されて本体１０１及び蓋１０２が移送されながらシャワーされるようにすることが好ましい。

前記の構成において、洗浄部３００はハウジング３０１内に設置され、前記ハウジング３０１は本体１０１が投入される入口又は搬出される出口を開閉するゲート３５０を更に含む。

例えば、ゲート３５０は上下部がハウジング３０１に摺動しながらエアシリンダー（図示せず）などと結合されて自動に作動されるものでもよい。

従って、洗浄部３０において洗浄中に発生されるパーチクルや異物がローディング部２００又はアンローディング部４００に流入することが防止される。

また、ゲート３５０は本体１０１が投入される入口及び搬出される出口に全部設置されることで洗浄部３００を密閉させることもできる。

前記の構成において、洗浄部３００はその内部から脱落される異物を集める除去手段３６０を更に含む。

従って、洗浄部３００でドライアイス粒子と反応して発生される各種の異物は除去手段３６０を介して外部へ排出されるので、洗浄効率を一層増大させることができる。

かかる除去手段３６０は乾式噴射手段３３０の下側に結合されて一緒に乗降されることが望ましい。

図７は本発明の一実施形態に係る基板収納容器用の乾式洗浄装置のアンローディング部を示す側面図であり、図８本発明の一実施形態に係る基板収納容器用の乾式洗浄装置のアンローディング部を示す正面図である。

前記アンローディング部４００は、本体１０１が下方に開口された状態で第１アンローディング部４１０（４１１、４１２）に搬出され、蓋１０２が下方に開口された状態で第２アンローディング部４２０に搬出される。

また、本体１０１は搬出されるための最初の投入高さまで下降されると同時に上方に開口されるように上下逆転されなければならない。

これにより、アンローディング部４００には、洗浄部３００から搬出された本体１０１を下降させるとともに、上方に開口されるように上下逆転させる逆転手段５００が具備される。

かかる逆転手段５００は、ローディング部４００に設置されるものと同様であるので、これに対する詳細な説明は省略する。

例えば、第１アンローディング部４１１には逆転手段５００が設置される区間において本体１０１の搬出如何を感知する本体感知センサ（図示せず）が設置されることができる。

これによって、本体１０１が前記本体感知センサに感知されると、第１アンローディング部４１１を停止させ、本体１０１は逆転手段５００によって押圧支持されて下降及び回転されることが望ましい。

従って、本体１０１が第１洗浄移送部３１０により洗浄されて下方に開口された状態で第１アンローディング部４１１に至ると、押圧パッド５１１がシリンダー５１３によって本体１０１の両側面へ突き出して本体１０１を押圧支持する。

前述のように、本体１０１が押圧パッド５１１によって押圧支持された状態で第１アンローディング部４１１を下降させる。このように、本体１０１が押圧パッド５１１によって押圧支持されて浮かされた状態で、第１アンローディング部４１１が最初の投入高さまで下降されると、シリンダー５１３が乗降部材５２０に沿って下降するので、本体１０１も一緒に下降される。これと同時に、駆動部５１２は設置バー５１４を１８０度回転させて本体１０１を上方に開口されるように上下逆転させる。

このように、本体１０１が上方に開口された状態で第１ローディング部４１１に支持されると、逆転手段５００は本体１０１と解除されて上昇する。かかる状態で本体１０１は第１ローディング部４１１によってアンローディングされる。

前述のように、本体１０１は手動に持ち下げるか覆す必要なく、逆転手段５００によって自動に下降及び上方に開口されて最初の状態に復帰及び搬出される。

一方、蓋１０２は第２ローディング部２２０に沿って水平に移送されてアンローディングされる。

尚、ローディング部１００、洗浄部３００、及びアンローディング部４００には、本体１０１及び蓋１０２の位置を感知する複数の感知センサ（図示せず）が本体１０１及び蓋１０２の移送経路上に設置される。

以上、本発明を特定の好適な実施形態及び図面に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるわけではなく、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって本発明の技術思想及び請求範囲のカテゴリ内で多様な修正及び変形が可能であるのは明らかである。

一般的な基板収納容器を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る基板収納容器用の乾式洗浄装置を示す概略的な平面図である。 本発明の一実施形態に係る基板収納容器用の乾式洗浄装置のローディング部を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る基板収納容器用の乾式洗浄装置のローディング部を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る基板収納容器用の乾式洗浄装置の洗浄部を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る基板収納容器用の乾式洗浄装置の洗浄部を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る基板収納容器用の乾式洗浄装置のアンローディング部を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る基板収納容器用の乾式洗浄装置のアンローディング部を示す正面図である。

符号の説明

１００ 基板収納容器
１０１ 本体
１０２ 蓋
２００ ローディング部
２１０ 第１投入移送部
２２０ 第２投入移送部
３００ 洗浄部
３１０ 第１洗浄移送部
３２０ 第２洗浄移送部
３３０ 乾式噴射手段
３３３ ドライアイス噴射ノズル
３３４ エア噴射ノズル
３４０ エアナイフ
３５０ ゲート
３６０ 除去手段
４００ アンローディング部
４１０ 第１搬出移送部
４２０ 第２搬出移送部
５００ 逆転手段

Claims (12)

1. 基板収納容器をローディングするローディング部と、
   前記基板収納容器をドライアイス粒子により洗浄する洗浄部と、
   前記洗浄部で洗浄された前記基板収納容器をアンローディングするアンローディング部と、
   を含むことを特徴とする基板収納容器用の乾式洗浄装置。
2. 前記ローディング部は、前記基板収納容器の本体及び蓋を相異なる経路で前記洗浄部にローディングし、
   前記洗浄部は、前記本体及び蓋の全ての内部に対してドライアイス粒子をそれぞれ噴射し、
   前記アンローディング部は、洗浄された前記本体及び蓋を相異なる経路でアンローディングすることを特徴とする請求項１記載の基板収納容器用の乾式洗浄装置。
3. 前記ローディング部は、前記本体を下方に開口させると同時に最初の投入高さよりも一層高い位置に上昇させて前記洗浄部に移送し、
   前記洗浄部は、前記本体の内部へ下から上に進入してドライアイス粒子を噴射し、
   前記アンローディング部は、前記洗浄部から搬出される前記本体を上方に開口させると同時に最初の投入高さに下降させて移送することを特徴とする請求項２記載の基板収納容器用の乾式洗浄装置。
4. 前記ローディング部及び前記アンローディング部は、
   前記ローディング部に投入された前記本体を上下逆転させ、前記洗浄部から前記アンローディング部へ搬出された前記本体を上方に開口されるように上下逆転させる一対の逆転手段を更に含むことを特徴とする請求項３記載の基板収納容器用の乾式洗浄装置。
5. 前記各逆転手段は、
   前記本体の両側面を押圧支持して回転させる押圧回転部材と、
   前記押圧回転部材を乗降させる乗降部材と、を含むことを特徴とする請求項４記載の基板収納容器用の乾式洗浄装置。
6. 前記押圧回転部材は、
   前記本体の両側に対向設置される押圧パッドと、
   前記各押圧パッドを回転させる一対の駆動部と、
   前記各駆動部を前記本体の側面へ移送させて前記押圧パッドを前記本体の側面に押圧接触させる一対のシリンダーと、
   を含むことをことを特徴とする請求項５記載の基板収納容器用の乾式洗浄装置。
7. 前記洗浄部は、前記本体或いは前記蓋の内部における相異なる複数の箇所に放射状にドライアイス粒子を噴射する乾式噴射手段を含むことを特徴とする請求項３記載の基板収納容器用の乾式洗浄装置。
8. 前記乾式噴射手段は、駆動軸と結合された回転板に偏心結合されて前記回転板の回転によって放射状にドライアイス粒子を噴射する複数のドライアイス噴射ノズルを含むことを特徴とする請求項７記載の基板収納容器用の乾式洗浄装置。
9. 前記乾式噴射手段は、前記本体又は蓋の内部に乾燥空気を噴射するエア噴射ノズルを更に含むことを特徴とする請求項８記載の基板収納容器用の乾式洗浄装置。
10. 前記洗浄部は、前記本体又は蓋の外面に乾燥空気を押圧噴射するエアナイフを更に含むことを特徴とする請求項３記載の基板収納容器用の乾式洗浄装置。
11. 前記洗浄部は、ハウジング内に設置され、
    前記ハウジングは、前記基板収納容器が投入される入口或いは前記基板収納容器が搬出される出口を開閉するゲートを更に含むことを特徴とする請求項１０記載の基板収納容器用の乾式洗浄装置。
12. 前記洗浄部は、洗浄工程で発生した異物を外部へ排出して取り除く除去手段を更に含むことを特徴とする請求項３記載の基板収納容器用の乾式洗浄装置。

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