JP3617681B2

JP3617681B2 - 可搬式密閉コンテナのガス供給システム

Info

Publication number: JP3617681B2
Application number: JP2865495A
Authority: JP
Inventors: 哲平山下; 正直村田; 幹田中; 日也森田
Original assignee: アシストシンコー株式会社
Priority date: 1995-01-24
Filing date: 1995-01-24
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2020-02-09
Also published as: JPH08203993A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、クリーンルームに用いられる可搬式密閉コンテナ内を不活性ガスで置換するための、可搬式密閉コンテナのガス供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体の製造は、内部雰囲気を清浄化したクリーンルーム内において行われるが、クリーンルーム内での工程間の搬送は、半導体ウエハへの塵埃の付着を防ぐために当該半導体ウエハを収納したウエハカセットを可搬式の密閉コンテナに収納して行う。更に、近年、半導体ウエハの自然酸化による酸化膜の成長を防止するために、この密閉コンテナの内部雰囲気を窒素Ｎ_２ガス等の不活性ガスで置換するようにしている。
【０００３】
このように、近年では、窒素Ｎ_２ガスを充満した密閉コンテナにウエハカセットを入れて搬送・保管するようにしているが、密閉コンテナ内の窒素Ｎ_２ガスの濃度は、搬送待機中や保管中に規定値以下に低下してしまう場合があり、このような場合、従来は、窒素Ｎ_２ガスの濃度が低下した密閉コンテナをクリーンルーム内に設けたガスパージステーションへ搬送して、ここで再パージしたのち元の場所に戻す等していたので、無駄な搬送を行なわなくてはならず、かつ密閉コンテナの保管が複雑になるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この問題を解決するために、本願発明の発明者は、特願平４−１２８８５０号に記載の可搬式密閉コンテナのガス供給システムを提案している。この可搬式密閉コンテナのガス供給システムは、内部に空間を有するパージボックスと、このパージボックスの開口内に嵌入して当該開口をボックス内側から密閉している昇降台と、パージボックス内部に開口する給ガス管及び排ガス管を主要部とし、パージボックスの開口を密閉状態にして錠機構付きの密閉コンテナが載置されている。そして、密閉コンテナ内の不活性ガス（例えば、窒素Ｎ_２ガス）の濃度が低下すると、このコンテナの錠機構を解除して蓋を、昇降台側へ若干だけ変位させて、供給ガスから窒素Ｎ_２ガスを、パージボックスの内部空間内、及びコンテナ内に流入するとともに、これらの内部の気体を排ガス管を通して外部へ追い出すことにより、コンテナ内の窒素Ｎ_２ガスを高い濃度のガスに置換（再パージ）した後、再び、錠機構で蓋を施錠してコンテナ内を密閉状態にするものである。
【０００５】
しかしながら、従来技術の可搬式密閉コンテナのガス供給システムでは、密閉コンテナ内を濃度の高い窒素Ｎ_２ガスで置換した後、蓋を施錠して密閉状態で保管しておいても、コンテナ内面、錠機構等の機構部から吸着物（不純物）がコンテナ内に放出をはじめ水分、酸素濃度が上昇し、半導体ウエハが汚染されるという問題があった。
【０００６】
この問題を解決するために、給ガス管から連続的に窒素Ｎ_２ガスを、供給しつづけることも考えられるが、コンテナ以外のパージボックスの空間が大きく、不要ガス濃度を下げるためには、置換用純粋窒素Ｎ_２ガスが大量に必要となり、その不要ガスの排気も容易に行えず窒素Ｎ_２ガスの置換に長時間かかり、また、パージボックス分だけガス供給システムが大型化して不経済なものとなる。
【０００７】
本発明は、この問題を解決するためになされたもので、経済的に一定量の置換ガスを常時流すことにより、密閉コンテナ内の半導体ウエハへの汚染を低減することのできる可搬式密閉コンテナのガス供給システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明の可搬式密閉コンテナのガス供給システムでは、半導体ウエハを収納し内部を不活性ガス雰囲気に密閉される可搬式密閉コンテナと、この可搬式密閉コンテナの内部に不活性ガスを供給するガス供給装置とを備えてなる可搬式密閉コンテナのガス供給システムにおいて、前記密閉コンテナには、この内部と外部とを連通する複数のガス通路に互いに反する方向に前記不活性ガスの流れを許容する一方向弁をそれぞれ設けると共に、前記ガス供給装置には、前記各ガス通路に対応して接離可能にされ、一方の前記一方向弁を介して不活性ガスを供給し、他方の前記一方向弁を介して前記密閉コンテナ内の不要ガスが排出されるガス流路を形成し、前記可搬式密閉コンテナを載置して保管するときに、前記密閉コンテナの保管中常時、所定圧力となるように前記不活性ガスを供給し続けて、該可搬式密閉コンテナ内を該不活性ガスで置換するよう構成されている。
【０００９】
【作用】
このように本発明の可搬式密閉コンテナのガス供給システムでは、密閉コンテナの各ガス通路を、ガス供給装置の各ガス流路にそれぞれ接続して、一方のガス流路から一方向弁を介して不活性ガスを密閉コンテナ内に供給し、一方向弁を介して他方のガス流路から密閉コンテナ内の不要ガス（空気・水等）を外部に排気することができ、また、密閉コンテナの各ガス通路をガス供給装置のガス流路に接続するだけで、極めて容易、且つ短時間に不活性ガスの置換を行うことができる。
【００１０】
また、可搬式密閉コンテナを、ガス供給装置から取り出して搬送する場合には、各ガス通路に設けられた一方向弁の閉弁作動により、このガス通路からコンテナ内への不要ガス（空気・水等）の進入を阻止することができる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の一実施例である可搬式密閉コンテナのガス供給システムを図面を参照して説明する。図１は本実施例における可搬式密閉コンテナのガス供給システムの構成を示す縦断面図、図２（ａ）及び（ｂ）は本実施例における可搬式密閉コンテナのガス供給システムの一方向弁の構成を示す要部拡大図である。
【００１２】
図１において、１はクリーンルーム内の所定場所に配置された可搬式密閉コンテナのガス供給システムであって、ガス供給装置５と可搬式の密閉コンテナ１０とを主要部としている。１１は密閉コンテナ（ＰＯＤ）１０の本体であって、この開口部１２にはフランジ１３が設けられている。また、密閉コンテナ１０の開口部１２内には、環状シール材１４を介して蓋１５が嵌合されているとともに、この蓋１５に設けられた蓋錠機構１６を施錠することにより密閉コンテナ１０の内部空間Ａを密閉状態にしている。また、この蓋１５には、所定半径を有する周方向に所定の間隔を隔てて（１８０度の位相を持って）、密閉コンテナ１０の内部空間Ａと外部とを連通するガス通路管２０、２１が設けられている。各ガス通路管２０、２１は、互いに並行して蓋１５を貫通して延びており（蓋１５の厚さを貫通して延びている。）、これらの内部には、一方向弁（逆止弁）３０、３１がそれぞれ配置されている。１６は密閉コンテナ１０の外部に設けられた把手である。１７は半導体ウエハＷを収納したウエハカセットであって、密閉コンテナ１０の内部空間Ａ内の蓋１５上に各ガス通路管２０、２１を塞ぐことなく載置されている。
【００１３】
ガス通路管２０には、図２（ａ）に示すように、蓋１５から端部側に向かって小径孔２２Ａ、大径孔２２Ｂ及び小径孔２２Ｃが順々に連続する段付孔２２が形成されており、この大径孔２２Ｂと小径孔２２Ｃとをつなぐ傾斜面を、一方向弁３０の弁座３０Ａとして球状弁体３０Ｂが着座している。この一方向弁３０の球状弁体３１Ｂは、大径孔２２Ｂの段部２２ａとの間に張設された弁ばね２３で弁座３０Ａに付勢されている。これにより、一方向弁３０は、密閉コンテナ１０外部から内部空間Ａ内への不活性ガス（窒素Ｎ_２ガス）の流れを許容し、その逆を阻止するようになっている。また、ガス通路管２１には、図２（ｂ）に示すように、蓋１５から端部側に向かって小径孔２４Ａ、大径孔２４Ｂ及び小径孔２４Ｃが順々に連続する段付孔２４が形成されており、この大径孔２４Ｂと小径孔２４Ａとをつなぐ傾斜面を、一方向弁３１の弁座３１Ａとして球状弁体３１Ｂが着座している。この一方向弁３１の球状弁体３１Ｂは、大径孔３１Ｂの段部３１ａとの間に張設された弁ばね２５で弁座３１Ａに付勢されている。これにより、一方向弁３１は、密閉コンテナ１０の内部空間Ａから外部への窒素ガスＮ_２ガスの流れを許容し、その逆を阻止するようになっている。
【００１４】
４０はガス供給装置５の供給台であって、この上面４０ａには、ガス供給管２０、２１と同一半径を有する周方向に所定の間隔を隔てて（１８０度の位相を持って）、コネクタ管４１と４２がそれぞれ突出しており、この各コネクタ管４１、４２端には、環状シール材４１Ａ、４２Ａがそれぞれ設けられている。このコネクタ管４２は排ガス管４３を介して、図示しない処理装置（外部）に、コネクタ管４２は給ガス管４４及び開閉弁４５を介して、不活性ガス（例えば、窒素Ｎ_２ガス）を生成するガス供給源４６にそれぞれ接続されており、コネクタ管４２と排ガス管４３とでガス排気流路５０を、コネクタ管４１と給ガス管４４、開閉弁４５とでガス供給流路５１を形成している。尚、５２は検知センサであって、密閉コンテナ１０がガス供給装置１の供給台４０に確実に設置されたかを検知するものである。５３は供給台４０に立設されたコンテナガイドである。
【００１５】
そして、密閉コンテナ１０の内部空間Ａ内を窒素Ｎ_２ガスで置換するため、クリーンルーム内の作業者又は図示しない自動搬送により、この各ガス通路管２０、２１をコネクタ管４１、４２にそれぞれに一致させてガス供給装置５の供給台４０に載置すると、ガス通路管２０とコネクタ管４１、ガス通路管２１とコネクタ管４２とが環状シール材４１Ａ、４２Ａを介してそれぞれ気密に接続される。また、検知センサ５０は、密閉コンテナ１０が供給台４０に確実に載置されたか否かを検知する。各ガス通路管２０、２１をコネクタ管４１、４２のそれぞれに接続した後、ガス供給源４６を作動させるとともに、開閉弁４５を開状態にすると、このガス供給源４６で生成された窒素Ｎ_２ガスが、開閉弁４５−給ガス管４４を介してコネクタ管４１に供給され、この供給され窒素Ｎ_２ガスの圧力が一方向弁３０の球状弁体３０Ｂに作用するので、この球状弁体３０は弁ばね２３のばね力に抗して弁座３０Ａから離座して、一方向弁３０が開弁する。これにより、窒素Ｎ_２ガスが一方向弁３０を通って、ガス通路管２０を介して密閉コンテナ１０の内部空間Ａ内に供給される。
【００１６】
このとき、密閉コンテナ１０の内部空間Ａが窒素Ｎ_２ガスで充満されて、この空間Ａ内の窒素Ｎ_２ガスが所定圧力になると、一方向弁３１の球状弁体３１Ｂを弁ばね２５のばね力に抗して弁座３１Ａから離座して、一方向弁３１が開弁する。これにより、コンテナ１０の内部空間Ａの不要ガス（空気・水等）がガス通路管２１、コネクタ管４２、一方向弁３１及び排ガス管４３を介して、図示しない処理装置（密閉コンテナ１０の外部）に排気される。そして、所定の時間中に、ガス通路管２０から窒素Ｎ_２ガスを密閉コンテナ１０内に供給するとともに、ガス通路管２１から密閉コンテナ１０内の不要ガス（空気・水分等）を外部に排気することにより、密閉コンテナ１０の内部空間Ａ内の窒素Ｎ_２ガスの置換が行われ、不要ガス（空気・水等）の濃度を低下させて半導体ウエハＷの保管に適した環境にする。
【００１７】
次いで、この窒素Ｎ_２ガスの置換が完了して、ガス供給源４６の作動を停止するとともに、開閉弁４５を閉弁状態にすると、一方向３０の球状弁３０Ｂが弁ばね２３のばね力で弁座３０Ａに着座して、一方向弁３０が閉弁するとともに、密閉コンテナ１０の内部空間Ａ内の圧力が一定値になる（弁ばね２５のばね力を同じ圧力）と、一方向弁３１の球状弁体３１Ｂが弁ばね２５のばね力で弁座３１Ａに着座して、一方向弁３１が閉弁して、密閉コンテナ１０を密閉状態にする。そして、クリーンルーム内の作業者又は図示しない自動搬送により、密閉コンテナ１０を供給台４０から取り出して所定の目的地に搬送する。
【００１８】
また、密閉コンテナ１０をガス供給装置５に載置して保管する場合には、ガス供給源４６を作動しつづけ、一方向弁３０、３１を開弁状態にして、この保管中に常時、窒素Ｎ_２ガスを給ガス管４４−コネクタ管４１−ガス通路管２０及び一方向弁３０を介して密閉コンテナ１０内に供給し続けるとともに、ガス通路管２１−一方向弁３１−コネクタ管４２及び排ガス管４３を介して、密閉コンテナ１０内に不要ガス（空気・水分等）を順次、密閉コンテナ１０の外部に排気して、密閉コンテナ１０を所定の目的地に搬送するまでの間に、コンテナ内面、錠機構１６等の機構部から密閉コンテナ１０内に放出しはじめる不要ガス（水分・空気）を、順次、密閉コンテナ１０の外部に排気して半導体ウエハＷの汚染を防止する。
【００１９】
尚、本実施例における可搬式密閉コンテナのガス供給システムにおいて、各ガス供給管２０、２１内に配置された一方向弁３０、３１は、これに限定されるものでなく、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すようなものであってもよい。即ち、ガス通路管２０内には、図３（ａ）に示すように、この大径孔部２２Ｂを一方向弁３０の弁座となる仕切部材３０Ｃで２つの空間Ｂ、Ｃに区画し、小径孔部２２Ａ側の空間Ｂの仕切部材３０Ｃに、一方向弁３０を構成するプラスチックやゴム材で形成された傘状弁体５５を設けるとともに、この傘状弁体５５の傘状部５５Ａで仕切部材３０Ｃとの間に形成された密閉空間Ｄに連通する複数の通孔５６を設けたもので、小径孔部２２Ｃからの窒素Ｎ_２ガスにより傘状弁体５５の傘状部５５Ａが仕切部材３０Ｃから離座して開弁状態にする。また、ガス通路管２１内には、図３（ｂ）に示すように、この大径孔部２４Ｂを一方向弁３１の弁座となる仕切部材３１Ｃで２つの空間Ｅ、Ｆに区画し、小径孔部２４Ｃ側の空間Ｆの仕切部材３１Ｃに、一方向弁３１を構成するプラスチックやゴム材で形成された傘状弁体６０を設けるとともに、この傘状弁体６０の傘状部６０Ａで仕切部材３１Ｃとの間に形成された密閉空間Ｇに連通する複数の通孔６１を設けたもので、小径孔部２４Ａからの窒素Ｎ_２ガスにより傘状弁体６０の傘状部６０Ａが仕切部材３１Ｃから離座して開弁状態にする。
【００２０】
また、本実施例における可搬式密閉コンテナのガス供給システムにおいて、各ガス通路管２０、２１を各コネクタ管４１、４２上に載置することにより、環状シール材４１Ａ、４２Ａを介して各ガス通路管２０、２１と各コネクタ管４１、４２を気密に接続するようにしているが、これに限定されるものでなく、図４に示すように、各コネクタ管４１、４２の端面に開口する凹所６５を形成して、この凹所６５の内周面６５ａに環状シール材６６を配置するとともに、各ガス通路管２０、２１の先端部に凹所６５内に嵌合可能な小径部２０Ａ、２１Ａを形成して、この小径部２０Ａ、２１Ａを各コネクタ管４１、４２の凹所６５内にそれぞれ嵌合することにより、環状シール材６６を介して各ガス通路管２０、２１と各コネクタ管４１、４２をと気密にして接続するようにしたものであってもよい。
【００２１】
更に、密閉コンテナ１０及びガス供給装置５に設けられた、ガス通路管２０、２１及びコネクタ管４１、４２の配管数は、これに限定されるものでない。
【００２２】
【発明の効果】
このように本発明の可搬式密閉コンテナのガス供給システムによれば、密閉コンテナの各ガス通路を、ガス供給装置の各ガス流路にそれぞれ接続して、一方のガス流路から一方向弁を介して不活性ガスを密閉コンテナ内に供給し、一方向弁を介して他方のガス流路から密閉コンテナ内の不要ガス（空気・水等）を外部に排気することができるので、密閉コンテナ内の不要ガス濃度を下げるために必要な不活性ガスが少量で、且つその不要ガスの排気も容易に行うことができ、また、常時、不活性ガスを密閉コンテナ内に供給する際においても経済的に半導体ウエハへの汚染を低減することができるとともに、密閉コンテナの各ガス通路をガス供給装置のガス流路に接続するだけで、極めて容易、且つ短時間に不活性ガスの置換を行うことができる。
【００２３】
また、可搬式密閉コンテナを、ガス供給装置から取り出して搬送する場合には、各ガス通路に設けられた一方向弁の閉弁作動により、このガス通路からコンテナ内への不要ガス（空気・水等）の進入を阻止することができるので、密閉コンテナ内の半導体ウエハが汚染されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における可搬式密閉コンテナのガス供給システムの構成を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施例における可搬式密閉コンテナのガス供給システムの一方向弁の構成を示す要部拡大図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施例における可搬式密閉コンテナのガス供給システムの一方向弁の変形例の構成を示す要部拡大図である。
【図４】本発明の実施例における可搬式密閉コンテナのガス供給システムのガス通路管とコネクタ管との接続構造の変形例を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
５ガス供給装置
１０可搬式密閉コンテナ
２０、２１ガス通路管
３０、３１一方向弁
５０、５１ガス流路

Claims

半導体ウエハを収納し内部を不活性ガス雰囲気に密閉される可搬式密閉コンテナと、この可搬式密閉コンテナの内部に不活性ガスを供給するガス供給装置とを備えてなる可搬式密閉コンテナのガス供給システムにおいて、
前記密閉コンテナには、この内部と外部とを連通する複数のガス通路に互いに反する方向に前記不活性ガスの流れを許容する一方向弁をそれぞれ設けると共に、前記ガス供給装置には、前記各ガス通路に対応して接離可能にされ、一方の前記一方向弁を介して不活性ガスを供給し、他方の前記一方向弁を介して前記密閉コンテナ内の不要ガスが排出されるガス流路を形成し、前記可搬式密閉コンテナを載置して保管するときに、前記密閉コンテナの保管中常時、所定圧力となるように前記不活性ガスを供給し続けて、該可搬式密閉コンテナ内を該不活性ガスで置換することを特徴とする可搬式密閉コンテナのガス供給システム。