JP3163675B2 - 機械式インターフェース装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体の製造プロセス
で用いられる機械式インターフェース・システム（ＳＭ
ＩＦ装置）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体の処理は、半導体のパーテ
ィクル汚染を防止するために、特別に設計したクリーン
ルーム内で行なわれていたが、その保守を含めて費用が
かかりすぎるという問題がある他、パーティクル汚染の
汚染レベルの低減には限界があるので、例えば特開昭６
０−１４３６２３号公報に開示されているような標準化
された機械的インターフェース装置（ＳＭＩＦ装置）が
開発された。

【０００３】このＳＭＩＦ装置は、例えば、図４に示す
ように、ウエハ処理装置（図示しない）を収納し、清浄
空気で満たされている装置の本体ケース１と、可搬式タ
イプのボックス（以下、ポッドＰＯＤという）１０およ
び搬送装置３０を含んでいる。装置本体の本体ケース１
の天板２にはポートプレート３によりポート（ウエハカ
セット２０の搬入・搬出口）４が形成されており、把持
部１０Ａを持つポッドＰＯＤ１０はこのポートプレート
３上に載置される。ポッドＰＯＤ１０はその開口１１の
周囲に環状部１２ａを持つフランジ１２を有する形状と
なっている。この例の搬送装置３０は昇降装置であっ
て、昇降軸３２に支持された昇降台３１にウエハカセッ
ト２０を載せて昇降するが、この昇降台３１は、ポート
ドアとなっており、最上昇時には、ポートプレート３に
下から当接もしくは嵌合してポート４を本体ケース１を
外部に対して密閉し、また、ポートドア３１上にあるウ
エハカセット２０の台２１はポッドＰＯＤ１０の開口１
１の周部に当接して当該開口１１を密閉する。この台２
１を、以下、ポッドドアという。１３はシール材であっ
て、ポッドＰＯＤ１０の開口とポッドドア２１との間を
シールし、シール材１４はポッドＰＯＤ１０のフランジ
１２とポートプレート３との間をシールし、シール材１
５はポートプレート３とポートドア３１との間をシール
する。４０はロック機構であって、図示しないギヤード
モータにより駆動されるロックレバー４１を有し、ポッ
ドＰＯＤ１０のフランジ１２をポートプレート３上へ押
し下げる働きをする。

【０００４】この例においては、処理前のウエハＷが図
示しない他の場所からポートドア３１上へ移載されたの
ち、ポッドＰＯＤ１０をポートプレート３上に載置し、
ロックレバー４１で固定する。ロックレバー４１で固定
したのち、ポッドＰＯＤ１０内に清浄空気を供給して、
ポッドＰＯＤ１０内を本体ケース１内と同様の清浄雰囲
気としたのち、ポートドア３１を移載位置まで下降す
る。ポートドア３１が移載位置まで下降すると、図示し
ない移載装置がポートドア３１上のウエハカセット２０
を処理機械へ搬送する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来は、ウ
エハＷのパーティクル汚染が問題になっていたが、半導
体集積回路の高密度化が進むに従い、空気中の酸素によ
るウエハ表面の自然酸化膜の影響が問題となり始め、こ
の自然酸化膜の成長を防止するため、ウエハＷの移動、
搬送等を不活性ガス（Ｎ₂ ガス）雰囲気中で行なう必要
が生じ、現在では、Ｏ₂ 、Ｈ₂ Ｏの濃度が１０ｐｐｍ以
下であるＮ₂ ガス雰囲気が要求されている。

【０００６】上記したＳＭＩＦ装置を用いる場合には、
本体ケース１内の空気をＮ₂ ガスで置換してＮ₂ ガス雰
囲気とし、ポッドＰＯＤ１０は、当該ポッドＰＯＤ１０
が本体ケース１の天板２上にセットされる都度、その内
部をＮ₂ ガスで置換してＮ₂ガス雰囲気とすることにな
る。

【０００７】この場合、ポッドＰＯＤ１０とポートプレ
ート３間、ポッドＰＯＤ１０とポッドドア２１との間、
ポートドア２１とポートプレート３との間のシール性、
特に、ポッドＰＯＤ１０とポートプレート３間のシール
性の向上が要求されるが、シール材（Ｏーリング）は製
造上のバラツキがあり、巨視的に見た場合、きれいな平
面に対して波を打った形状のものもあるので、前記ロッ
クレバー４１を用いるような機械的手段でシール材（Ｏ
ーリング）を押圧する方法では、充分なシール性能を得
ることが難しく、この機械的手段でシール性能を向上す
るには、ポートプレート３の周方向に多数のロックレバ
ー４１を配設する必要がある上、ポッドＰＯＤ１０が大
きくなると所要の押圧力が大きくなるので、１つ１つの
ロック機構が大形化し、これに要する費用も高価になる
他、本体ケースのポートまわりが煩雑になり、ロック機
構のために大きなスペースを取られるという問題があ
る。

【０００８】本発明はこの問題を解消するためになされ
たもので、本体ケースのポートまわりにロック機構等を
設けることなく、簡便な手段で、ポッドと装置本体間の
シール性を確実に向上することができる機械式インター
フェース装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項１では、本体ケースに設けられ被処理
物の搬入・搬出用ポートを形成するポートプレート上に
シール材を介して載置されて前記ポートを覆う開口フラ
ンジ付ポッド、このポッドの開口を閉鎖可能なポッドド
ア、前記本体ケース内に昇降可能に支持され最上昇時に
上記ポートプレートに係合して前記ポートを閉鎖するポ
ートドア、および上記ポッドのフランジを上記ポートプ
レートに向けて付勢する手段とを備え、このポートドア
が上記ポッドドアを上記ポッド内から本体ケースへまた
その逆へ搬送する機械式インターフェース装置におい
て、上記付勢する手段が、上記ポッドのフランジとポー
トプレートとの対向面間に周方向に延びる環状の閉鎖さ
れた溝状空間を形成し、この溝状空間の空気を排気して
上記ポートプレートと上記ポッドのフランジとの対向面
間に真空吸引力を作用させる第１の手段を有する構成と
した。

【００１０】請求項２では、請求項１記載の機械式イン
ターフェース装置であって、付勢する手段が、上記ポッ
ドのフランジとポートプレートとの対向面間に磁気吸引
力を作用させる第２の手段を有する構成とした。

【００１１】請求項３では、請求項１または２記載の機
械式インターフェース装置であって、第１の手段が、ポ
ッドのフランジとポートプレートの互いに面対向する部
分のいずれか一方の面に設けられ周方向に延びる溝状空
間を区画する２本のシール材と、上記ポートプレートに
設けられ一端が上記溝状空間に向かって開口し他端が装
置外の真空ポンプに連絡される通路孔とを有する構成と
した。請求項４では、請求項２記載の機械式インターフ
ェース装置であって、第２の手段が、上記ポッドのフラ
ンジと上記ポートプレートの互いに面対向する部分のい
ずれか一方の部材に設けられ周方向に並ぶ複数の永久磁
石と、他方の部材が磁性体であるかもしくは上記永久磁
石列と対向して周方向に延びる磁性体部材とを有してい
る構成とした。

【００１２】請求項５では、請求項１〜４のいずれか１
項に記載の機械式インターフェース装置であって、ポッ
ドのフランジは、嵌合部となる環状部と当該環状部から
外方に広がる延長フランジを有し、上記環状部はポート
プレートに内嵌可能であるとともにポッドドアに外嵌可
能であり、付勢する手段は、上記延長フランジ側に設け
られるようにした。

【００１３】請求項６では、請求項１〜５のいずれか１
項に記載の機械式インターフェース装置であって、ポッ
ドのフランジの下面に偏平の脚部を有し、この偏平脚部
は、溝状空間に対応する位置に設けられている構成とし
た。

【００１４】

【作用】本発明では、ポッドをポートプレート上に載置
すると、第２の手段が働いて、ポッドのフランジに永久
磁石の磁気吸引力が作用し、全周で両シール材を押圧す
る。真空ポンプを動作させると、両シール材が形成する
溝状空間が負圧になり、ポッドのフランジがポートプレ
ート側へ吸引されて、両シール材を強く押圧する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の１実施例を図面を参照して説
明する。

【００１６】図１において、ポッドＰＯＤ１０は磁性体
（磁性ステンレスからなる）であって、そのフランジ１
２は環状部１２ｂから更に外方に広がる延長フランジ１
２Ａが形成された広幅のフランジとなっている。本実施
例の環状部１２ｂは嵌合筒部（位置決め用の嵌合筒部）
となっており、ポッドＰＯＤ１０は、この環状部１２ｂ
をポートプレート３に内嵌して当該ポートプレート３上
に載置され、ポッドドア２１はこの環状部１２ｂに内嵌
する。嵌合筒部１２ｂの先端は丸みを帯びた形状になっ
ている。ポートプレート３の表面の延長フランジ１２Ａ
に対向する部分には、周方向に延びるシール溝３ａと３
ｂが周方向と直交する方向に小間隔を隔てて形成されて
いる。このシール溝３ａと３ｂにはシール材（Ｏーリン
グ）５１ａ、５１ｂが嵌着され、両シール材はポートプ
レート表面に環状の溝状空間Ａを形成する。ポートプレ
ート３には、更に、一端が上記シール溝３ａ、３ｂとの
間からポートプレート３表面に開口し、他端がポートプ
レート３の外側面に開口する通路孔３Ｃが形成されると
ともに、図示しないガス給気口とガス排気口３Ｅが形成
されている。この通路孔３Ｃには配管５２が接続され、
この配管５２は本体ケース１の外に配設された真空ポン
プ６０に接続されている。５３は永久磁石であって、ポ
ートプレート３の表面の延長フランジ１２Ａに対向する
部分に埋設状に設けられており、この永久磁石は、図２
に示すように、ポートプレート３の周方向に一定間隔を
隔てて並んでいる。本実施例のポートドア３１はその下
部に鍔部３１Ａを有し、この鍔部３１Ａにポートプレー
ト３との間をシールするシール材１５が嵌着されてい
る。

【００１７】なお、ガス給気口とガス排気口３Ｅはポッ
ドＰＯＤ１０内をＮ₂ ガス置換する場合に利用されるも
のであり、ガス給気口は配管を通して図示しないＮ₂ ガ
スボンベに連絡される。また本体ケース１内は、Ｎ₂ ガ
ス雰囲気にあり、常時、２０リットル／分のＮ₂ ガス注
入により与圧されている。

【００１８】本実施例においては、ポッドＰＯＤ１０が
装置外から本体ケース１のポートプレート３上へ移載さ
れると、両シール材５１ａ、５１ｂが形成する溝状空間
Ａが延長フランジ１２Ａ下面で閉鎖される。この状態
で、ポッドＰＯＤ１０の上記移載が終わると、真空ポン
プ６０が駆動される。真空ポンプ６０が駆動されると、
配管５２内が負圧になるので、閉鎖された溝状空間Ａの
空気は配管５２を通して外へ排気され、溝状空間Ａが負
圧となる。溝状空間Ａが負圧になると、ポッドＰＯＤ１
０のフランジ１２に対して吸引力が作用するので、ポッ
ドＰＯＤ１０のフランジ１２はシール材５１ａ、５１ｂ
の弾力に抗してポートプレート３側へ変位し、ポートプ
レート３との間にシール材５１ａ、５１ｂを挟圧する。

【００１９】前記したように、一般に、シール材（Ｏー
リング）は製造上のバラツキがあり、巨視的に見た場
合、きれいな平面に対して波を打った形状のものもある
ので、ポッドＰＯＤ１０をポートプレート３上に載置し
た状態では、両シール材５１ａ、５１ｂがその全周でフ
ランジ１２の面に接触係合している保証がなく、一部非
接触係合部分があることを看過して、上記真空吸引した
場合には、充分な真空吸引力が得られない。

【００２０】しかし、本実施例では、ポートプレート３
に永久磁石５３を配設し、ポッドＰＯＤ１０が磁性体で
あるので、ポッドＰＯＤ１０のフランジ１２が磁気吸引
力を受けてシール材５１ａ、５１ｂを押圧する。永久磁
石５３はポートプレート３の周方向に多数並んでいるの
で、上記磁気吸引力はポッドＰＯＤ１０のフランジ１２
の全周に作用する。

【００２１】従って、本実施例では、ポッドＰＯＤ１０
をポートプレート３上に載置すると、ポッドＰＯＤ１０
のフランジ１２に上記磁気吸引力が作用して全周で両シ
ール材５１ａ、５１ｂを押圧するので、上記溝状空間Ａ
が充分に密封された空間となり、上記真空吸引により、
シール材５１ａ、５１ｂはもちろんシール材１３も確実
にその全周で強く挟圧され良好なシール性を確保する。

【００２２】このように、本実施例では、永久磁石５３
の磁気吸引力により、溝状空間Ａを完全に気密な空間と
したのち、真空吸引を行なうから、ポッドＰＯＤ１０内
を確実に外気に対して遮断することができる。

【００２３】本実施例のＳＭＩＦ装置は、このようにし
て、ポッドＰＯＤ１０内を確実に外気に対して遮断した
状態で、図示しないガス給気口およびガス排気口３Ｅを
利用して、ポッドＰＯＤ１０内をＮ₂ ガスで置換する。

【００２４】上記実施例のポッドＰＯＤ１０のフランジ
１２は環状部１２ｂと延長フランジ１２Ａを有している
が、ポッドＰＯＤのフランジ１２として、これらを持た
ないものがものがある。この種のものでは、ポッドＰＯ
Ｄ１０を装置外の床や棚に置いた場合に、フランジ１２
の下面前面に塵埃が付着しやすいので、図３（Ａ）・
（B ）に示すように、偏平の脚部１２ｃを設ける。この
偏平の脚部１２ｃは周方向に複数個並ぶものであって
も、また連続した環状ものであってもよい。この偏平の
脚部１２ｃがあれば、ポッドＰＯＤ１０を、図３の
（Ａ）に示すように、装置外の床や棚に置いた場合、当
該偏平の脚部１２ｃの下面にだけ、塵埃が付着等が付着
する。

【００２５】従って、この偏平の脚部１２ｃを、溝状空
間Ａに対向する位置に設け、ポッドＰＯＤ１０を本体ケ
ース１のポートプレート３上へ移載した状態で、偏平突
部１２ｃが通路孔３Ｃとの間に、図３の（Ｂ）に示すよ
うに、空気流が通過可能な間隙を隔ててポートプレート
３表面に対向するようにしておけば、偏平の脚部１２ｃ
の下面に付着している塵埃等は真空吸引により装置外へ
吸引され、偏平の脚部１２ｃの下面は浄化される。

【００２６】なお、上記実施例では、ホッドＰＯＤ１０
を磁性体としたが、ホッドＰＯＤ１０を非磁性体とし、
延長フランジ１２Ａの上表面に永久磁石の列と当該延長
フランジ１２Ａ部を介して対向するように、周方向に延
びる磁性体部材を取付けてもよい。

【００２７】また、シール材５１ａ、５１ｂを延長フラ
ンジ１２Ａ側に設けてもよい。

【００２８】また、ポートプレート３を磁性体とし、延
長フランジ１２Ａ側に永久磁石５３を配列してもよい。

【００２９】また、２本のシール材５１ａ、５１ｂで１
本の溝状空間Ａを形成しているが、溝状空間Ａを複数本
形成してもよく、２本以上のシール材で１本の溝状空間
Ａを形成してもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明は以上説明した通り、ポッドのフ
ランジをポートプレートに向けて付勢する手段として、
真空吸引力を利用する構成としたことにより、所要の挟
圧力を容易に得ることができるので、気体に対するシー
ル性を向上することができる上、補助的に永久磁石によ
る磁気吸引力も利用するみとにより、シール材の波打ち
等があっても、確実にシール材全周に亘って所要の挟圧
力を作用させることができ、信頼性を向上することがで
きる。

【００３１】また、本体ケースのポートまわりに部材を
配設する必要がないので、前記ロック機構等を設ける場
合に比して、ポートまわりを簡素化することができる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す縦断面図である。

【図２】上記実施例におけるポートプレートの平面図で
ある。

【図３】ポッドのフランジの他の例を示す図である。

【図４】従来のＳＭＩＦ装置の概略を示す図である。

【符号の説明】

１ 本体ケース ３ ポートプレート ３ａ、３ｂ シール溝 ３Ｃ 通路孔 ３Ｅ 排気口 ４ ポート １０ ポッドＰＯＤ １１ ポッドＰＯＤの開口 １２ ポッドＰＯＤのフランジ １２Ａ 延長フランジ １２ｂ 環状部 １２ｃ 偏平の脚部 １３、１５ シール材 ２０ ウエハカセット ２１ ポッドドア ３１ ポートドア ３１Ａ ポートドアの鍔部 ３２ 昇降軸 ４０ ロック機構 ５１ａ、５１ｂ シール材 ５２ 配管 ５３ 永久磁石 ６０ 真空ポンプ Ａ 溝状空間

フロントページの続き (72)発明者 林 満弘 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電 機株式会社伊勢製作所内 (72)発明者 山下 哲平 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電 機株式会社伊勢製作所内 (72)発明者 村田 正直 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電 機株式会社伊勢製作所内 (72)発明者 田中 幹 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電 機株式会社伊勢製作所内 (72)発明者 森田 日也 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電 機株式会社伊勢製作所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/02 B65D 85/38 C23C 14/56 H01L 21/68

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体ケースに設けられ被処理物の搬入・
   搬出用ポートを形成するポートプレート上にシール材を
   介して載置されて前記ポートを覆う開口フランジ付ポッ
   ド、このポッドの開口を閉鎖可能なポッドドア、前記本
   体ケース内に昇降可能に支持され最上昇時に上記ポート
   プレートに係合して前記ポートを閉鎖するポートドア、
   および上記ポッドのフランジを上記ポートプレートに向
   けて付勢する手段とを備え、このポートドアが上記ポッ
   ドドアを上記ポッド内から本体ケースへまたその逆へ搬
   送する機械式インターフェース装置において、 上記付勢する手段は、 上記ポッドのフランジとポートプレートとの対向面間に
   周方向に延びる環状の閉鎖された溝状空間を形成し、こ
   の溝状空間の空気を排気して 上記ポッドのフランジとポ
   ートプレートとの対向面間に真空吸引力を作用させる第
   １の手段を有することを特徴とする機械式インターフェ
   ース装置。
2. 【請求項２】 付勢する手段が、上記ポッドのフランジ
   とポートプレートとの対向面間に磁気吸引力を作用させ
   る第２の手段を有することを特徴とする請求項１記載の
   機械式インターフェース装置。
3. 【請求項３】 第１の手段が、ポッドのフランジとポー
   トプレートの互いに面対向する部分のいずれか一方の面
   に設けられ周方向に延びる溝状空間を区画する少なくと
   も２本のシール材と、上記ポートプレートに設けられ一
   端が上記溝状空間に向かって開口し他端が装置外の真空
   ポンプに連絡される通路孔とを有することを特徴とする
   請求項１または２記載の機械式インターフェース装置。
4. 【請求項４】 第２の手段が、上記ポッドのフランジと
   上記ポートプレートの互いに面対向する部分のいずれか
   一方の部材に設けられ周方向に並ぶ複数の永久磁石と、
   他方の部材が磁性体であるかもしくは上記永久磁石列と
   対向して周方向に延びる磁性体部材とを有していること
   を特徴とする請求項２記載の機械式インターフェース装
   置。
5. 【請求項５】 ポッドのフランジは、嵌合部となる環状
   部と当該環状部から外方に広がる延長フランジを有し、
   上記環状部はポートプレートに内嵌可能であるとともに
   ポッドドアに外嵌可能であり、付勢する手段は、上記延
   長フランジ側に設けられていることを特徴とする請求項
   １〜４のいずれか１項に記載の機械式インターフェース
   装置。
6. 【請求項６】 ポッドのフランジの下面に偏平の脚部を
   有し、この偏平脚部は、溝状空間に対応する位置に設け
   られていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１
   項に記載の機械式インターフェース装置。