JP6206126B2

JP6206126B2 - 密閉容器の蓋開閉システム及び当該システムを用いた基板処理方法

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Publication number: JP6206126B2
Application number: JP2013243838A
Authority: JP
Inventors: 忠将岩本; 淳江本; 宮嶋　俊彦; 俊彦宮嶋
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2033-11-26
Also published as: JP2015026806A

Description

本発明は、半導体製造プロセス等において、ポッドと呼ばれる搬送容器に内部保持されたウエハを半導体処理装置間にて移送する際に用いられる、所謂FIMS（Front-Opening Interface Mechanical Standard）システムに関する。より詳細には、ウエハを収容する密閉容器たる所謂FOUP（Front-Opening Unified Pod）と呼ばれるポッドが載置され、当該ポッドの蓋を開閉して該ポッドに対するウエハの移載を行うFIMSシステムにおいて、該ポッド内部の清浄化を行うパージ機構を有したFIMSシステム、即ち蓋開閉システムに関する。

以前、半導体製造プロセスは、半導体ウエハを取り扱う部屋内部を高清浄化した所謂クリーンルーム内において行われていた。しかしウエハサイズの大型化への対処とクリーンルームの管理に要するコスト削減の観点から、近年では処理装置内部、ポッド（ウエハの収容容器）、及び当該ポッドから処理装置への基板受け渡しを行う微小空間のみを高清浄状態に保つ手法が採用されるに至っている。

ポッドは、その内部に複数のウエハを平行且つ隔置した状態で保持可能な棚と、外面を構成する面の一つにウエハ出し入れに用いられる開口とを有する略立方体形状を有する本体と、その開口を閉鎖する蓋とから構成される。この開口が形成されている面がポッドの底面ではなく一側面（微小空間に対して正対する面）に位置するポッドは、FOUP（front-opening unified pod）と総称され、本発明はこのFOUPを用いる構成を主たる対象としている。

上述した微小空間は、ポッドの開口と向かい合う第一の開口部と、第一の開口部を閉鎖するドアと、半導体処理装置側に設けられた処理装置側の開口部と、第一の開口部からポッド内部に侵入してウエハを保持すると共に該処理装置側の開口部を通過して処理装置側にウエハを搬送する移載ロボットとを有している。微小空間を形成する構成は、同時にドア正面にポッド開口部が正対するようポッドを支持する載置台を有している。

載置台上面には、ポッド下面に設けられた位置決め用の穴に嵌合されてポッドの載置位置を規定する位置決めピンと、ポッド下面に設けられた被クランプ部と係合してポッドを載置台に対して固定するクランプユニットとが配置されている。通常、載置台はドア方向に対して所定距離の前後移動が可能となっている。ポッド内のウエハを処理装置に移載する際には、ポッドが載置された状態でポッドの蓋がドアと接触するまでポッドを移動させ、接触後にドアによってポッド開口部からその蓋が取り除かれる。これら操作によって、ポッド内部と処理装置内部とが微小空間を介して連通することとなり、以降ウエハの移載操作が繰り返して行われる。この載置台、ドア、第一の開口部、ドアの開閉機構、第一の開口部が構成された微小空間の一部を構成する壁等を含めて、FIMS（front-opening interface mechanical standard）システムと総称される。

ここで、通常、ウエハ等を収容した状態でのポッド内部は、高清浄に管理された乾燥窒素等によって満たされており、汚染物質、酸化性のガス等のポッド内部への侵入を防止している。しかし、ポッド内のウエハを各種処理装置に持ち込んで所定の処理を施す際には、ポッド内部と処理装置内部とは常に連通した状態に維持されることとなる。移載ロボットが配置される室の上部にはファン及びフィルタが配置され、当該室内部には通常パーティクル等が管理された清浄空気が導入されている。しかし、このような空気がポッド内部に侵入した場合、空気中の酸素或いは水分によってウエハ表面が酸化される恐れがあった。また、半導体素子の小型化・高性能化に伴って、従来はそれほど問題とならなかった、ポッド内部に侵入した酸素等による酸化が留意され始めている。

これら酸化性の気体は、ウエハ表面或いはウエハ上に形成された各種層に極薄の酸化膜を形成する。このような酸化膜の存在により、微細素子が所望の特性を確保できない可能性が出てきている。対策として、酸素分圧等が制御されていない気体のポッド外部からポッド内部への侵入を抑制することが考えられる。具体的な方法として、特許文献１或いは２には、FIMSシステムにおけるポッドの開口に隣接する領域に、窒素等の不活性ガスを供給するためのノズルを配する構成が開示されている。蓋を取り外して開口を開放したポッドの内部に当該ガス供給ノズルより不活性ガスの供給を行い、これによりポッド内部の酸素濃度の低減を図っている。また、特許文献３或いは４に開示される構成では、ポッド壁面に設けられたガスポートより不活性ガスの供給を行い、これにより酸素濃度の低減を図っている。更に、引用文献５にはポッド開口とポッド壁面との両者から不活性ガスを供給する構成が開示されている。

特許第４３０１４５６号公報特許第４３０９９３５号公報特開２０１２−０１９０４６号公報特開２０１２−１３５３５５号公報特開２００９−２９０１０２号公報

特許文献１或いは２に開示される構成では、充分な間口を有する開口を用い、大流量の不活性ガスを供給することができることから、ポッド内部の不活性ガス置換を迅速に行い、酸素濃度を容易に所定値以下に低下させることが可能である。しかし、これら構成では不活性ガス置換のためには蓋の開放が必須であり、例えば載置台上で処理を待つ待機時間等での酸素濃度の管理は事実上不可能である。ここで、例えばウエハ単体に施す処理に要する時間が長い場合、コスト面及び安全面より大流量の不活性ガス供給が容認されず、ウエハの挿脱のタイミング以外では蓋によりポッドを閉鎖して待機する様式もあり得る。その際、リーク等に寄ってポッド内部の酸素濃度が上昇する状況が生じた場合、極微細な配線の形成する場合、酸化性の高い材料、ガス等を用いる処理を為す場合等において、処理直前のウエハ各々の置かれる環境下での酸素濃度が異なってしまい、ウエハ毎の特性に相違が生じる可能性がある。ポッドが大口径ウエハ対応として大型化した場合、ポッドの内部空間を密閉状態に維持することは一般的に困難となり、このような待機時間中での内部気体の漏洩、外部気体の侵入が生じる可能性が高まることが懸念されている。

引用文献３或いは４に開示される構成の場合、ポッドの壁面にポートを設けなければならないことから不活性ガス供給に用いるガス配管の径に制限が生じる。このため、酸素濃度を好適に下げるための不活性ガス量を供給するには、これを大流量にて行なわざるを得なくなる。しかしながら、上述したようにポッドは大型化してきており、充分な供給量を確保することが困難となりつつある。また、仮に満足な供給自体が可能となった場合であっても、供給ガス圧を高めてガス流量を増さざるを得ない関係上、ポート周辺に付着した塵等の供給ガスによる巻上げを生じ、結果としてウエハを汚染させる可能性も有している。また、引用文献５に開示されている構成についても、前述した待機中での酸素濃度の上昇の問題、及び充分な量の不活性ガス供給については考察されていない。

本発明は、以上の背景に鑑みて為されたものであって、ポッド内部における酸素等酸化性の気体の分圧を、迅速に所定の低いレベルに抑制し、且つ所謂待機時間中においてこれを維持することを可能とする、密閉容器たるポッドの蓋開閉システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る蓋の開閉システムは、被収容物を内部に収容可能であって一面に開口を有する略箱状の本体と、前記本体から分離可能であって前記開口を塞いで前記本体と共に密閉空間を形成する蓋と、前記本体の壁面に設けられた外部からの気体の供給を可能とする少なくとも一つの供給ポートと、を備える収容容器から前記蓋を取り外すことによって前記開口を開放して前記被収容物の挿脱を可能とする、前記蓋の開閉システムであって、前記収容容器が載置される載置台と、前記載置台と隣接して配置され、パーティクルが管理されて前記被収容物を搬送する機構が収容される微小空間と、前記載置台に隣接して前記微小空間の一部を確定する壁に形成されて、前記載置台に載置された前記収容容器における前記開口と正対可能な配置に設けられた略矩形状の第一の開口部と、前記蓋を保持可能であると共に前記第一の開口部を略閉止可能であり、前記蓋を保持して前記第一の開口部を開放することにより前記開口と前記第一の開口部とを連通させるドアと、前記ドアによる前記蓋を用いた前記開口の開閉を検知する開閉検知手段と、前記供給ポートと協働して前記収容容器内部に気体を供給する供給弁と、前記収容容器が前記載置台に載置された状態において前記供給ポート及び供給弁を介して総流量として１〜６０L/minの流量にて、或いは各々１〜２０L/minの流量にて所定のガスの供給を行なう気体供給系と、前記収容容器の前記開口を介して前記収容容器に前記所定のガスを供給可能なパージノズルと、前記供給ポート及び供給弁を介した前記所定のガスの供給と前記パージノズルからの前記所定のガスの供給とを制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記開閉検知手段が検知した前記開口の閉鎖に応じて、前記パージノズルからの前記所定のガスの供給から前記供給ポート及び供給弁を介した前記所定のガスの供給へと切り替えることを特徴とする。

なお、上述した蓋開閉システムにおいて、前記収容容器に備えられた排気ポートと協同して前記収容容器内部の気体を排出可能とする排気弁を更に有し、前記排気弁は前記収容容器内部の圧力が所定の圧力よりも高くなった時に開放状態となる差圧弁であることが好ましい。また、収容容器は本体の壁面に設けられた外部への気体の排出を可能とする少なくとも一つの排出ポートを有し、排出ポートと協働して収容容器内部から気体を排出する排出弁を更に有することとしても良い。

或いは、上述した蓋開閉システムにおいて、前記第一の開口部と連続して前記微小空間内に配置され、前記ドアの移動空間を覆って第二の微小空間を構成し、且つ前記第一の開口部と前記微小空間とを連通させて前記被収容物を搬送する機構が前記被収容物と共に通過可能な第二の開口部を有するエンクロージャと、前記エンクロージャの内部であって前記第一の開口部における上辺の上部に配置されて、前記上辺から前記第一の開口部の下辺に向かう方向に沿って前記所定のガスを供給可能なカーテンノズルと、を有し、前記エンクロージャは、前記所定のガスが流れる方向に沿って前記微小空間内に前記所定のガスが流出可能なガス流出口を有することがより好ましい。

本発明によれば、開口からの大流量による不活性ガス置換と、ポッド壁面からの小流量による不活性ガス置換とを組み合わせることにより、ポッド内部の不活性ガス置換を迅速に行なうことを可能とすると共に、載置台上における待機時間等においても効果的に酸素濃度の上昇を抑制することを可能とする。

本発明の一実施形態に係る蓋開閉システムの主要部における概略構成を示す斜視図である。図１に示した本発明の一実施に形態係る蓋開閉システム、即ちロードポート、ポッド、ポッド用の蓋およびオープナの一部に関し、これらのポッド開口に垂直な切断面の概略構成を示す図である。図１に示した第一の開口部１０を矢印２Ｂ方向からから見た状態を示す図である。パージノズルからポッド内部に向けて供給されるパージガスの供給方向を説明する図である。図１に示す蓋開閉システムにおいて、蓋を開閉する動作の一段階を示す図である。図１に示す蓋開閉システムにおいて、蓋を開閉する動作の一段階を示す図である。図４Ｂに示す状態において、第一の開口部１０を図２Ｂと同様の様式にて見た状態を示す図である。本発明が適用される一般的な半導体ウエハ処理装置の概略構成を示す全体側面図である。図５に示す装置におけるドア開閉機構及びその近傍の構成を拡大し、これを側面から見た状態の概略構成を示す図である。図６Ａに示す構成を、搬送室側から見た場合の概略構成を示す図である。図１に示す蓋開閉システムにおける載置台について、ガス供給弁を含んだ鉛直方向の断面を示す図である。本発明の他の実施形態であって、載置台の上面の構成を上方から見た場合の概略構成を示す図である。

以下に図面を参照し、本発明の実施形態に付いて説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る蓋開閉装置（FIMS、以下ロードポートと称する。）の要部についての概略構成を示すものであり、前述した載置台、ドア、第一の開口部、ドアの開閉機構の一部、第一の開口部が構成された微小空間の一部を構成する壁、本発明において新たに加えられたエンクロージャ、及び付随する構成のみを微小空間側から見た場合の概略斜視図である。また、図２Ａは、ロードポート（載置台）に対してポッドを載置し、且つポッドの蓋がドアに当接した状態におけるロードポート及びポッドの断面の概略構成を示す図であり、図２Ｂは図２Ａにおける線Ｂ−Ｂに沿った断面を微小空間側から見た状態を示している。なお、載置台等に付随する種々の構成に関しては図７を参照して後述する。

ここで、ロードポートに対して載置されるポッド及び該ポッドに収容されるウエハについて先に述べる（図２Ａ参照）。ポッド２における本体２ａの内部には、被処理物たるウエハ１を内部に収めるための空間が形成されている。本体２ａは、水平方向に存在するいずれか一面に開口を有する略箱状の形状を有する。また、ポッド２は、本体２ａの開口２ｂを密閉するための蓋４を備えている。本体２ａの内部に水平に保持されたウエハ１を鉛直方向に重ねる為の複数の段を有する棚（不図示）が配置されており、ここに載置されるウエハ１各々はその間隔を一定としてポッド２内部に収容される。ウエハ１は本発明における被収容物に、ポッド２は収容容器に、本体２ａは基本的な形状が箱体であることから略箱上の形状を有するとして定義される本体に、また、ポッド２の開口２ｂは基本形状が矩形であることから略矩形状として定義される開口に対応する。また、本実施形態では、ポッド２は底面にガス供給用の供給ポート２ｄを有する。

本発明に係るロードポート５１は、載置台５３、ドア６、ロードポートの開口部として機能する第一の開口部１０、ドアの開閉機構６０、第一の開口部が構成された微小空間（後述する搬送室５２）を構成する一部材たる壁１１、及び本発明において新たに加えられたエンクロージャ３１を含む。載置台５３は、実際にポッド２が載置され、且つ載置されたポッドを第一の開口部１０方向に向けて接近或いは離間させる動作が可能な、上部に平坦面を有する可動プレート５４を含む。可動プレート５４の平坦面表面には位置決めピン５４ａが埋設されており、ポッド本体２ａ下面に設けられた位置決め凹部２ｃに当該位置決めピン５４ａが嵌合することにより、ポッド２と可動プレート５４との位置関係が一義的に決定される。

また、載置台５３は、ポッド２の底面に設けられたガス供給ポート２ｄと対応して該ポートに対するパージガスの供給を可能とするために、その表面に配置されたガス供給弁５３ａを有する。図７に載置台５３において該ガス供給弁５３ａを含む鉛直方向断面を示す。ガス供給弁５３ａは一方向のみのガス供給が可能なチェッキ弁により構成され、本実施形態ではポッド２の底面に設けられたガス供給ポート２ｄを組み合わせて一対となるように配置されている。ガス供給弁５３ａに対しては、ガス圧力及び流量を制御して供給或いはその停止を行なう不図示の不活性ガス供給系より、ガス供給配管５７を介して供給される。また、ガス供給弁５３ａは、弁上下機構５５を介して載置台５３に固定されており、該弁上下機構５５によって、ポッド２に対する不活性ガス供給が可能となる供給位置と、供給はしないがポッド２の底面との接触を避ける下方の待機位置と、の間で移動される。

壁１１に設けられた第一の開口部１０は、可動プレート５４上で位置決めされたポッド２が該プレートによって第一の開口部１０に最も接近させられた際に、ポッド開口２ｂを閉鎖する蓋４が嵌まり込む大きさ、即ち蓋４の矩形外形より一回り大きな矩形状とされている。なお、可動プレート５４がポッド２を停止させる位置は、ドア６がポッド２の蓋４をポッド本体２ａから取り外し可能な位置であれば良い。ドア６は、ドアアーム６ａを介してドア開閉機構６０に支持されている。ドア開閉機構６０は、ドア６を、第一の開口部１０を略閉鎖する位置、及び該開口部１０を完全に開放し且つ不図示の搬送機構が該開口部１０を介してポッド２内部に対するウエハ１の挿脱が可能となる退避位置の間での移動を可能とする。

また、ドア開閉機構６０は、不図示の複数のエアシリンダ等から構成されており、支点６１を中心としてドアアーム６ａと共にドア６を回動する。当該回転動作は、第一の開口部１０の閉鎖位置と、ドア６が鉛直下方の退避位置に駆動される際の退避姿勢をとる位置の間で為される。また、ドア６の第一の開口部１０に対向する面と反対側の面６ｂは、後述する第二の開口部３１ａを閉鎖可能な大きさを有する矩形状の平坦面とされている。当該平坦面６ｂは、第一の開口部１０を閉鎖する面に対して傾けて配置されている。当該傾斜角は、ドア６が第一の開口部１０を開放するために回動して退避姿勢をとった際に第二の開口部３１ａの形成面と平行となるように設定されている。また、ドア開閉機構６０は、ドア６の位置とドア６による蓋４の保持非保持とを検知することによって、ポッド２に対する蓋の取り付け或いは取り外しの状態を検知する、蓋開閉検知手段を有する。

エンクロージャ３１は、上辺側の整流板３１ｅ、両即辺側の整流板３１ｆ、３１ｇにより構成され、壁１１に向かう一面が開放面となる直方体形状を有する。該エンクロージャ３１内に形成される空間の横方向長さ（第一の開口部１０の水平方向に伸びる辺に対応する向きの長さ、即ち幅）は、ドア６及び後述するカーテンノズル１２を収容可能な長さとされる。また、縦方向長さ（第一の開口部１０の鉛直方向に伸びる辺に対応する向きの長さ）は、ドア６が退避位置及び第一の開口部１０の閉鎖位置各々に存在する場合であってもこれを収容可能とし、且つ第一の開口部１０の上辺の更に上部に配置される後述するパージノズル２１も収容可能とする最小の長さとされる。なお、両側辺側の整流板３１ｆ、３１ｇについては、これらの間に補強用の板材を配してこれらを連結することとしても良い。

また、厚さ（可動プレート５４の動作方向での長さ、即ち奥行き）としては、ドア６が第一の開口部１０を開放する際に、支点６１を中心として回動して退避姿勢をとって停止した際に、当該ドア６の第一の開口部１０側の面とは反対の平坦面６ｂとエンクロージャ３１とが干渉せず、且つ該平坦面６ｂが第二の開口部３１ａを略閉鎖可能となる長さを有する。エンクロージャ３１はこれらパージノズル２１、カーテンノズル１２及びドア６を収容する最適な位置に配置され、壁１１と協働して略直方体形状の第二の微小空間３０を形成する。

エンクロージャ３１における第一の開口部１０に対向する面には、矩形状の第二の開口部３１ａが形成されている。第二の開口部３１ａは第一の開口部１０と対向して配置されるが、矩形の大きさは、微小空間内に配置される不図示の搬送機構がポッド２内部に対してウエハ１を挿脱する動作に対してエンクロージャ３１が干渉しない最低限の大きさであることが好ましい。これにより、エンクロージャ３１内の第二の微小空間３０を閉鎖空間に少しでも近づけ、当該空間３０内と微小空間５２内とが略分離された状態を得ようとしている。エンクロージャ３１のドア６の退避方向は開放されている。エンクロージャ３１内部では、後述するカーテンノズル２１から鉛直下方に向けたパージガスの供給が為されるが、下面３１ｂが開放されていることにより、エンクロージャ３１の内部においても所謂ダウンフローが常に形成された状態を得ることが可能となる。

エンクロージャ３１の内部における最上部であって、該内部の第一の開口部１０の直前の空間の上部（第一の開口の上辺の上部）にはカーテンノズル１２が配置される。当該カーテンノズル１２は、第二の微小空間３０内でのダウンフローの形成及び第一の開口部１０の直前にガスカーテンを形成するために配置される。本実施形態では、カーテンノズル１２は、エンクロージャ３１の上端面３１ｄ（前述した下面３１ｂの対向面）にできるだけ近づけて配置される。カーテンノズル１２は、該上端面３１ｄより一回り小さな上下面を有する直方体形状を有し、その下面１２ａには複数のノズル開口１２ｂが形成されている。

また、エンクロージャ３１の内部には、ポッド２内部をパージするためにパージガスを供給するパージノズル２１も配置される。パージノズル２１は一方向に延びる管状のパージノズル本体２１ａを有し不図示のパージガス供給系と接続されている。該パージノズル本体２１ａは、ロードポート開口部１０におけるポッド２が載置される載置台とは異なる側であって、該開口部１０の両側辺における該開口部外側に隣接して該側辺と平行に延在するように一対として配置される。

図３は、パージノズル本体２１ａ、ポッド２、ウエハ１、エンクロージャ３１に関して、これらを上方より見た際の概略構成を示している。パージノズル本体２１ａには、ポッド２におけるウエハ１の収容間隔と一致し且つ各々のウエハ１間の間と一致するようにパージノズル開口部２１ｂが複数個その延在方向に等間隔で配置されていることが好ましい。また、パージノズル開口部２１ｂは、ウエハ１の中心部に向かうようにも形成されている。即ち、パージノズルからのガス供給の方向は、カーテンノズルからのガスの供給方向に対して垂直に延在する平面に平行であって、当該平面内において両パージノズルから均等な距離にある点に向かう方向であることが好ましい。

カーテンガスの流れ方向と垂直な方向とすることで確実にポッド２内部にパージガスを供給することが可能となる。ここで、本来はパージガスがウエハ表面に向かうようパージガスを噴出すことが最も効果的であるが、ポッド２内部ではウエハ1同時の間隔が狭いこと等からウエハ面に対して平行にガス供給されることとしている。なお、パージノズル２１及び前述したカーテンノズル１２は、実際には不図示のガス供給系に接続されているが、本発明の構成の理解を容易なものとするために当該図面注では省略して示されている。また、このガス供給系は、ガスソース、レギュレータ等から構成される一般的なものであることからここでの説明は省略する。

本実施形態では、当該ノズル開口１２ｂはカーテンノズル１２の下面１２ａのほぼ全面に渡って形成されている。従って、ドア６が退避位置にある場合、エンクロージャ３１内の第一の開口部１０と第二の開口部３１ａとの間の空間には該カーテンノズル１２から供給されるカーテンガスによる所謂ダウンフローが常に形成されることとなる。第二の微小空間３０は、ポッド２の内部と連通した状態において、第二の開口部３１ａ及びエンクロージャ下面３１ｂの抜き穴等により微小空間５２と連通している。即ち、エンクロージャ下面３１ｂは、ガス流出口としてカーテンガスの流出経路として作用する。本発明では、当該ガス流出口はカーテンガスの流れ方向に対向する位置であって当該ガス流れに垂直に配置される。カーテンガスの流出経路をエンクロージャ下面３１ｂに配置することにより、該ダウンフローを第二の微小空間３０の下部まで、安定した流れ状態で確実に至らせることが可能となる。

また、カーテンガスは、後述するファンフィルタユニットを介して微小空間５２内に供給される気体（大気）より更にパーティクル等の所謂コンタミ要因の管理が容易である。従って、当該ガスによるダウンフローを第一の開口部１０の直前に配置することにより、従来のロードポートの場合と比較して、微小空間５２側からポッド２内部側に対するコンタミ要因の流入をより効果的に防止することが可能となる。

ここで、微小空間５２では、該空間内部の清浄度を高く維持するために、該空間の上部に配置されたファンフィルタユニット（FFU）６３によって、清浄空気による所謂ダウンフロー６３ａが形成されている。即ち、該微小空間５２は、パーティクル管理が為され、且つ搬送機構の配置される空間として用いられる。該微小空間５２下部には不図示の気体流出経路が設けられているが、該ファンフィルタユニット６３の送風量を調節することによって該微小空間５２内部の圧力を微小空間の外部の空間の圧力よりも僅かに高く維持している。また、微小空間５２と連通する気体流出経路から流出するカーテンガスの量とカーテンノズル１２及びパージノズル２１から供給されるカーテンガス及びパージガスの量とを調節することにより、第二の微小空間３０、微小空間５２、外部空間の順に順次内部圧力が低下する環境を容易に作成することが可能となる。

なお、実際にはこれら空間間の圧力差は僅かであり、例えば第二の微小空間３０を特定の排気経路を設けてこれによって排気した場合には、実際上このような圧力差を設けることは困難である。本発明においては、直線的なパージガスの流れの下流に連通部を配置することで、該空間の下部において微小空間５２と連通する経路をガス流出口としての第二の微小空間３０からの気体流出の主経路とし、当該経路の排気抵抗を適切なものとすることで上記圧力差の形成を容易としている。

また、本実施形態では、第二の開口部３１ａの開口方向がファンフィルタユニット６３からのダウンフロー６３ａの流れ方向と平行に配置されている。更に、カーテンノズル１２から供給されるパージガスの流れ方向も、第二の開口部３１ａの開口方向と平行に配置されている。パージガスの流れとダウンフロー６３ａの流れとは、平行且つ、微差圧維持の観点から流速の差が僅かに維持されることから所謂ベンチュリー効果の作用は僅かである。従って、該ベンチュリー効果によって微小空間５２から第二の微小空間３０に引き込まれる大気は僅かに抑えられる。これに対し、ポッド２の内部に存在する気体は本来流れておらず、当該気流とカーテンガスの流速差が大きいことからベンチュリー効果によってポッド２内部の気体を第二の微小空間３０側に引き出す効果が期待できる。当該効果と、パージガスの供給とを平行して行うことによって、ポッド２内部のパージ操作をより効率的に行うことが可能となる。

例えば、処理済ウエハがポッドに収容されており当該ポッドに対して処理済ウエハの挿脱を行う場合、ウエハ表面に付着した処理時に用いられたガスが該表面から脱離して微小空間５２を汚染することが考えられる。本発明では、脱離したガスをパージガスによってウエハ表面近傍から排除し且つカーテンガスによって前述したガス流出口を介して第二の微小空間３０から微小空間５２に運んでいる。当該ガスは、微小空間５２内部から外部空間にダウンフロー６３ａを排出する不図示の排出部（微小空間５２の下部或いは下面に形成される。）を介して微小空間５２の外部に運び出すことができる。従って、ウエハ由来のガスは、従来構成における広く且つダウンフローの流速の低い微小空間からではなく、狭く且つダウンフローの流速の早い第二の微小空間を介して且つ微小空間を経る時間を極力減らして外部空間に排除されることとなる。即ち、異なる方向に流れるカーテンガスとパージガスとを同時に存在させることによって、処理済ウエハを包含するポッド２内部のパージをより効率的に実施することが可能となる。

また、通常ノズル等によって特定の空間に向けてガスを供給する場合、ノズル近傍の気体が先のベンチュリー効果によって巻き込まれてしまい、結果として供給されるガスの純度がノズル等からの放出直後から低下する。本発明では、カーテンノズル１２及びパージノズル２１共にその背後にはエンクロージャ３１を構成する壁が配置されている。従って、エンクロージャ３１外部からこれらノズル近傍に大気が供給される恐れは無く、ある程度の時間気体の放出操作を行うことによって、所定のガス以外でノズル周辺に存在する気体を極力低減することが可能となる。即ち、高い純度を保ったガスをノズルから供給することも可能となる。

また、本発明は、ポッド２に対して蓋が固定された所謂待機状態においてポッド２内部の酸化性気体の分圧の上昇を抑制することを目的としている。本実施形態では、通常のポッド２内部の所謂パージ操作においては、パージノズル２１からの大流量の不活性ガスの供給が主として用いられる。当該流量は例えば３００L/minが例示され、これにより短時間でポッド２内部の酸化性気体の分圧を所定値以下まで低下させることが可能となる。また、待機状態では、酸化性気体の分圧の上昇は本来許容されていない微少な漏れ等によることから、大きな流量による不活性ガスの供給は必要ない。本形態ではガス供給弁５３ａ及びガス供給ポート２ｄを介して、これらから問題となる可能性を有する大きさの塵等の巻上げを生じる可能性の低い低流量、例えば全ての供給ポート及び供給弁からの流量の総和を１〜６０L/minとして不活性ガス供給を行なう。なお、該低流量は、例えばパージノズルから供給される気体の流量が大流量の場合、これと比較して低流量としても良い。上記の流量に関し、単一の供給ポート及び供給弁で見た場合、１〜２０L/minでの不活性ガスの供給を行う。単一の供給ポート及び供給弁での流量を１〜２０L/minとすることにより、ポッド２中の供給ポート及び供給弁が位置する領域における局所的な塵等の巻上げを抑制或いは防止することが可能となる。

当該流量であれば、ガス供給配管５７の管径が僅かであっても、塵の巻上げを抑制可能な低い流速で酸化性気体の分圧上昇を抑制することが可能となる。より詳細には、ウエハに形成する配線において問題を生じ得るサイズの塵等が問題となることから、これらサイズの塵等のガス供給ポート２ｄ等よりの巻上げを抑制し得る低流量、低圧での窒素供給を行なうように制御される。本実施形態では当該条件と、待機中においてポッド２内部を外部空間より一定の陽圧（外部空間より高い圧力）に維持するための最低供給量と、に基づいて上記流量を選択している。

なお、本実施形態では、蓋４が取り外された状態では当該経路からの不活性ガス供給はその効果が大きく見込めず、むしろパージノズル２１からの供給が好適であることから、不図示の制御手段により好適なタイミングでの不活性ガスの供給を行なうこととしている。より詳細には、前述した蓋開閉検知手段によって開口２ｂの蓋４による閉鎖が行なわれたことを検知した後に、これに応じて制御手段が不活性ガス供給系に対して供給の開始を実行させる態様としている。また、本実施形態では、ガス供給弁５３ａからなる構成を一対のみ用いる態様を例示しているが、後述するようにポッド２の内容積或いは求められる酸化性気体の分圧に応じて増加させても良い。また、新たにポッド２内部の気体を排気する排気ポートを付加し、待機時間中においても更に酸化性気体の分圧の低減化を図る構成とすることも可能である。

本発明によれば、ポッドの蓋を閉鎖した状態において内部の気体が漏洩し、外部気体の侵入が生じ得るシール状態であったとしても、ポートからのガス供給を継続することによって酸化性気体の分圧の上昇を抑制することが可能となる。例えばウエハ単体の処理時間が長い場合には、蓋を適宜閉鎖して待機状態にて一処理の終了を待つ場合が考えられる。従来であれば、待機時間が長くなることに伴ってポッド内部の酸化性気体の分圧が上昇し、ウエハ表面の酸化が進展する恐れがある。しかし本発明によれば、待機状態が長くなった場合であって常に酸化性気体の分圧は所定値以下に維持されることとなり、ポッド内のウエハ全ての品質を均等に保つという効果が得られる。

パーティクルは管理されているが酸化性気体の分圧が管理されていない微小空間とポッド内部との間に、パーティクルのみならず酸化性気体の分圧も管理された模擬的な第二の微小空間を設けることによって、微小空間からポッドに拡散する酸化性気体の量を従来構成の場合と比較して大きく抑制することが可能となる。また、第二の微小空間と微小空間とを気体の流出口によって連通させ、これら空間間の圧力差に応じて第二の微小空間内の気体が微小空間に流出する構成とし、且つポッド壁面から内部への不活性ガスの供給を行なったことにより、単純な構成によって第二の微小空間、微小空間、微小空間周辺の大気との間で容易に圧力差を生成することが可能となる。これにより、微小空間からポッド内部への酸化性気体の拡散を効果的に抑止することが可能となる。

また、第二の微小空間内においてはパージガスによるダウンフローを構成し、当該ダウンフローにより所謂ガスカーテンを形成することとしている。これにより、微小空間からポッド方向への大気の拡散或いはパーティクルの飛散等を効果的に防止できる。更に、当該効果と、前述した圧力差生成の効果とを組み合わせることにより、単にポッド内部にパージガスを供給することによって該ポッド内部への酸化性気体の侵入を防止する多大なパージガスを必要とする場合、或いは多量のパージガスを一方から供給し且つ他方から当該ガスを吸引排気することでガスカーテンを形成する従来構成と比較して、極僅かな量のパージガスによって同等以上の酸化性気体の低分圧維持効果が得られる。

ここで、ノズルから気体を噴出させた場合、当該気体はノズル開口近傍に存在する他の気体を巻き込み、混合気となって気体流を形成することが知られている。即ち、ガスカーテン形成時に当該ガスがノズル周囲に存在する気体を巻き込むことにより、ガスカーテンを構成する不活性ガス等パージガスの濃度が低下し、該ガスカーテンから酸化性気体がポッド内部に供給される恐れがある。本発明によれば、エンクロージャ及びドアによって略閉鎖された容積の小さい第二の微小空間内をガスカーテンによってある程度パージガスで満たした後に、カーテンノズルとはとは異なるパージノズルからパージガスを供給している。従って、パージノズルから供給されるパージガスがパージノズル周囲の気体を巻き込んだとしても、もともとの酸化性気体の分圧が低い気体を巻き込むことなり、パージガスの純度の低下を抑えることができる。

また、カーテンノズルの周囲もエンクロージャによって囲まれており、当該カーテンノズルの周囲もある程度以上の純度を有するパージガスによって容易に満たすことが可能となる。パージノズルに関しても同様であり、エンクロージャによってその周囲が囲まれることから、当該ノズルの周囲をある程度以上の純度を有するパージガスによって容易に満たすことが可能となる。以上の効果により、ポッド周囲に対して導入するガス中の酸化性気体の分圧を従来と比して低く抑える効果も得られる。

次に、実際にポッド２に対するウエハ１の挿脱を実施する場合の当該構成の動作について述べる。ポッド２が載置台５３上に載置される時点で、ドア６は第一の開口部１０を略閉鎖している。なお、本実施形態において、ドア６は、第一の開口部１０を閉鎖する位置にあるときに周囲に微小空間５２と外部空間とを連通させる隙間を形成する大きさとされている。従って、本実施形態ではドア６は第一の開口部１０を概略閉鎖することしかできない。ポッド２の載置後、可動プレート５４が第一の開口部１０方向に移動し、蓋４をドア６に当接させる位置で停止する。ドア６は不図示の係合機構によって蓋４を保持する。ここで、ファンフィルタユニット６３による微小空間５２内のダウンフローの形成、及びカーテンノズル１２からのガス供給による第二の微小空間３０内でのダウンフローの形成は、ポッド２の載置が行われる前から常時行われている。

ドア６の背面側に設けられた平坦部６ｂは、上述したようにガスカーテンを構成するガスの流れに対して、カーテンノズル１２から離れるに従って第二の開口部３１ａに近づくように傾斜されて配置されている。また、平坦部６ｂの下端部は第二の開口部３１ａを構成する下辺よりも下方に位置するように構成される。エンクロージャ３１により区分される第二の微小空間３０の内部圧力は、カーテンノズル１２からのガス供給によって微小空間５２内部の圧力より高くされている。該圧力差に加え、平坦部６ｂの傾斜面がガスカーテン向きを変えてその一部を微小空間５２に流す構成とすることにより、微小空間５２側から第二の微小空間３０側へのパーティクル等の流入をより効果的に防止している。

続いて、ドア開閉機構６０が支点６１を中心としてドアアーム６ａを回動し、ドア６に対して図４Ａに示す退避姿勢をとらせ、ポッド２を第二の微小空間３０に対して部分的に開放させる。なお、図４Ａ及び後述する図４Ｂは、図２Ａと同様の様式にエンクロージャ３１の周囲を側面から見た状態を示している。この時点よりパージノズル２１からのパージガスの供給が開始される。ドア開閉機構６０は、ドア６に対してこの退避姿勢を維持させた状態で該ドア６をエンクロージャ３１内の最下端である退避位置まで後退させる。図４Ｂに、ドア６が退避位置に配置された状態を示す。当該状態において、ポッド２の開口２ｂは開放され、第二の開口部３１ａを介して、微小空間５２に配置された不図示の搬送機構によるポッド２内部に対するウエハ１の移送操作が可能となる。

図４Ｃに図２Ｂと同様の様式にて第一の開口部１０を微小空間５２側から見た状態の概略構成を示す。カーテンノズル１２からは、壁１１に平行なダウンフローを形成するようにパージガスと同様のガスが供給される。また、一対のパージノズル２１各々からは、ポッド２内部に収容されたウエハ１の中央部に各々パージガスの流れが向かうように、パージガスの供給が為される。当該状態にて、ウエハ１の搬送が行われる。当該搬送操作時の間、ポッド２の内部に対するパージ操作は継続して行われ、ポッド内部の酸化性気体の分圧を低く抑える。ポッド２内部に対して収容すべきウエハ１の搬入操作が終了した後、以下の蓋４の閉鎖操作が行われる。

当該閉鎖操作においては、ドア開閉機構６０がドア６を上昇させ、図４Ａに示すドア６が回動を停止して退避姿勢をとった位置まで戻す。この状態にて、ドア開閉機構６０は一旦動作を停止し、ドア６を回動前の姿勢にて維持する。その際、ドア６の背面側に設けられた平坦面６ｂはエンクロージャ３１の第二の開口部３１ａ周囲と略密着し、第二の微小空間３０の閉鎖度を高める。また、ドア６に保持された蓋４はガスカーテンに対して流れある角度を持って位置することとなり、ガスの流れ方向をエンクロージャ下向きからポッド内部方向に変更させる。

エンクロージャ３１の閉鎖度の向上によって第二の微小空間３０とポッド２内部とを含めた空間内に存在するパージガスの分圧の向上が容易となる。また、カーテンガスを直接的にポッド２内部のパージに用いることが可能となることから、ポッド２内部のパージ効率が、より高められる。図４Ａに示す状態を所定時間維持して、ポッド２内部のパージが十分に為されて当該空間の酸化性気体の存在量を十分に低減した後、ドア開閉機構６０はドア６を回動し、蓋４によってポッド開口部２ａを閉鎖する。以上の操作によって、従来構成では得られない低酸化性気体濃度でのポッド２に対するウエハ１の封入が可能となる。

続いて、蓋開閉検知手段が蓋４による開口２ｂの閉鎖を検知し、これを制御手段に報知する。制御手段は閉鎖の検知が報知されたことに応じ、不活性ガス供給系に対して不活性ガスの供給を指示する。不活性ガス供給系は、ガス供給弁５３ａ及びガス供給ポート２ｄを介して、所定の流量、或いは流速にて不活性ガスのポッド２内部への供給を開始する。また、制御手段は、パージノズル２１に対して不活性ガスを供給する構成に対しても、流量の低下或いは停止の指示を行う。これにより不要の不活性ガスの使用を抑制或いは削減する。以上の操作を行うことにより、必要充分量での不活性ガスの使用により、ポッド２内部の酸化性ガス分圧の低下と、大気状態におけるその維持との両立を達成することが可能となる。

なお、上述した動作においては、ウエハの挿脱動作を実施している際、全てのウエハの挿脱の開始時から終了時までドア６が退避することとしている。ここで、ポッド２の内部のパージを迅速且つ効果的に行おうとした場合、パージ空間に多量のパージガスを供給して当該空間の圧力を高め、それ以前に存在した気体を迅速に排出することが必要となる。しかし、上記動作のように第二の開口部３１ａが開放状態の場合、第二の微小空間３０の内圧を極端に高めることは困難である。また、開放時間が長い場合には、微小空間５２からの大気の拡散によってポッド２内部の酸化性気体の分圧が徐々に増加することも考えられる。このような場合、ウエハ１を一枚挿脱する毎に、ドア６を退避位置から上昇させて図４Ａに示す第二の開口部３１ａの略閉鎖位置に位置させ、第二の微小空間内３０内とポッド２内部とを略密閉状態としてパージすることが望ましい。これにより、酸化性気体の分圧の上昇を効果的に抑制することが可能となる。

なお、以上の実施形態において、カーテンノズル１２は直方体形状を有しその下面全域にガス噴出孔が設けられることとしているが、噴出孔の形状、配置、或いは数等は供給するガスの流量及び第二の微小空間３０の容積等に応じて適宜変更されることが望ましい。パージノズル２１も同様に、ガス噴出用の開口部２１ｂの形状、配置等、適宜変更することが好ましい。また、ドア６は第一の開口部１０を略閉鎖することとしているが、これを完全に閉鎖する構成としても良い。また、カーテンガガスの流れ方向に対向して設けられるガス流出口としてエンクロージャの下面３１ｂが開放されているが、当該下面３１ｂの構成は例えばメッシュ、特定のスリット設けた構造、パンチングメタルの穴等、ダウンフローの形成やドア６の動作を妨げず且つある程度の排気抵抗を呈する構造であれば良い。

また、パーティクル等の発生防止の観点から、エンクロージャ３１における第二の開口部３１ａ周辺の壁と平坦面６ｂとは接近するが接触はしないようにドア６の回転量が定められている。しかし、第二の微小空間３０内部とポッド２内部とを同時にパージする場合、該平坦面６ｂとエンクロージャ３１との間がシールされることがより好ましい。この場合、ドア６の回動範囲を二段階とし、パージ操作時とドア６の退避時とに相違を設け、パージ操作時にのみこれら構成が一時的に密着することとしても良い。或いは、平坦面６ｂの外周部に例えば流体の導入或いは排出によって膨張或いは縮小するシール部材を配置しても良い。この場合、パージ操作時にのみシール部材を膨張させてこれをエンクロージャ３１と密着させて上記密着性を得、収縮させることでエンクロージャ３１との接触解除を行える構成としても良い。

本発明のその他の実施形態について次に述べる。前述した実施形態では、載置台５３に配されたガス供給弁５３ａから供給ポート２ｄを介してポッド２にガス供給する構成を例示した。本形態では、ポッド２に対してガスの供給だけでなく、ガス供給によって内圧が高くなった状態のポッド２内より気体を排出し、ポッド２内に清浄気体の流れを形成することにより、より効果的な酸化性気体の分圧を低下させている。図８は本形態の一例を示すものであって、載置台５３の上面に配置されたガス供給弁５３ａ及びガス排出弁５３ｂの各々を示している。なお、図８において図上方に第一の開口部１０が配置される。また、これら弁の各々は図７に例示した構造と準じた構造を有し、ポッド２の底面にもこれら弁各々に対応したポートが配置される。本実施形態では、ガス供給弁５３ａが３個とガス排出弁５３ｂが１個の場合を例示している。

本形態では、ガス排出弁５３ｂに対しては、ガス供給配管５７と同様に配置されるガス排出配管を介して不図示のガス排出系より排出されるが、ガス排出系を除いてポッド２内部の圧力を利用してガス排出を行うことも可能である。また、先の実施形態において配された制御手段に関しては、ガス供給弁５３ａの動作に応じてガス排出弁５３ｂを動作させることとしても良い。あるいは、ガス排出弁５３ｂを所謂差圧弁等とし、ポッド２内部が所定の圧力よりも高くなった段階で開放状態となる態様としても良い。また、ガス供給弁５３ａを介してガス供給配管に塵等が侵入することを防止するために、ガス供給弁５３ａに対してフィルタ等を配しても良い。このようにガス供給のラインにフィルタ等を配することにより、当該ラインよりポッド２内部に不活性ガスを供給する際の塵の持込を抑制することが可能となる。

なお、これら弁の一部しか用いない形態、供給と排出との個数を変更する形態、等、例えばポッド２の内容積、要求する酸化性気体の分圧、等に応じて種々変更が可能である。例として、１個をガス供給弁５３ａとして用い、１個をガス排出弁と５３ｂとして用い、他の２個に関しては用いないという形態も採用可能である。また、各弁の全部の個数やその配置に関しても、同様に変更可能であって例えば弁の数自体を８個等増加させること、或いはガス供給弁５３ａをポッド２の最深部とし且つ側壁直近に位置させること等の形態も考えられる。更に、これら実施形態では、現状のロードポート装置との互換性を考慮して弁及びポートをポッド２の底面のみに配置しているが、その一部或いは全てを側面、上面、或いは蓋側に配置することとしても同様の効果が得られる。

また、前述した実施形態では、パージノズル２１からの不活性ガスの供給量が３００L/min、且つガス供給弁５３ａからの不活性ガス供給量に関して全供給弁からの供給量が１〜６０L/minであり単一の供給弁からの供給量が１〜２０L/minとした場合を例示している。しかしながら、実際のパージノズル２１からの不活性ガスの供給量は、要求されるポッド内容積、酸化性気体分圧等により、実際には６０〜３００L/minの間にて制御される。従って、これら条件に応じ、又本実施形態の如くガス供給弁５３ａの個数や配置等の変更に応じ、実際には１〜６０L/minの範囲にて制御される。このガス供給弁５３ａを介した不活性ガスの供給量に関しては、酸化性気体の分圧を所望値以下に下げるまでに要する時間を勘案すれば大きいほうが好ましく、ガス供給に伴う塵等の巻上げ等を勘案した場合には小さいほうが好ましい。以上の各々の不活性ガスの供給系の特性を考慮し、ガス供給弁５３ａからの不活性ガス供給量を１〜４５L/minの範囲で制御することが最も好ましい。

なお、本実施形態では、パージノズルからの不活性ガスの供給と、供給弁及び供給ポートを用いた不活性ガスの供給と、を共に用いる場合を例に挙げたが、本発明の実施形態はこの形態には限られない。例えば、パージノズルからの不活性ガス供給を行わず、供給弁及び供給ポートのみを用いて不活性ガスの供給を行うことも可能である。この場合においても、ガス供給量に関し、総量で１〜６０L/minとする、或いは単一の供給弁での供給量を１〜２０L/minとすることで、塵等の巻上を防止する効果を得ることが可能となる。さらに、本実施形態の如く、総量としての供給量を１〜６０L/min及び単一の供給弁からの供給量を１〜２０L/minとする両条件を満たすことで、より好適に塵等の巻上を防止する効果を得ることが可能となる。なお、上述のようにパージノズルでの不活性ガスと組み合わせることによって作業効率が向上するが、塵等の巻上防止の観点においては、供給ポート・供給弁による不活性ガスの供給を主とすることによりパージに要する時間の短縮と同時に塵の発生を抑制するという効果を合わせて得ることが可能となる。

次に、本発明を実施した実際の蓋開閉システムであるFIMSシステム、及び当該システムを用いた半導体ウエハ処理装置について説明する。図５は、所謂ミニエンバイロメント方式に対応した半導体ウエハ処理装置５０の概略構成を示す図である。半導体ウエハ処理装置５０は、主にロードポート部（FIMSシステム、蓋開閉装置）５１、搬送室（微小空間）５２、および処理室５９から構成されている。それぞれの接合部分は、ロードポート側の仕切りおよびカバー５８ａと、処理室側の仕切りおよびカバー５８ｂとにより区画されている。半導体ウエハ処理装置５０における搬送室５２では塵を排出して高清浄度を保つ為、その上部に設けられたファンフィルタユニット６３により搬送室５２の上方から下方に向かって空気流(ダウンフロー)を発生させている。また、搬送室５２の下面にはダウンフォローの排出経路が設けられる。以上の構成により、塵は常に下側に向かって排出されることになる。

ロードポート部５１上には、シリコンウエハ等（以下、単にウエハと呼ぶ）の保管用容器たるポッド２が載置台５３上に据え付けられる。先にも述べたように、搬送室５２の内部はウエハ１を処理する為に高清浄度に保たれており、更にその内部には搬送機構において実際にウエハを保持可能なロボットアーム５５が設けられている。このロボットアーム５５によって、ウエハはポッド２内部と処理室５９の内部との間を移送される。処理室５９には、通常ウエハ表面等に薄膜形成、薄膜加工等の処理を施すための各種機構が内包されているが、これら構成は本発明と直接の関係を有さないためにここでの説明は省略する。

ポッド２は、前述したように、被処理物たるウエハ１を内部に収めるための空間を有し、いずれか一面に開口を有する箱状の本体２ａと、該開口を密閉するための蓋４とを備えている。本体２ａの内部にはウエハ１を一方向に重ねる為の複数の段を有する棚が配置されており、ここに載置されるウエハ１各々はその間隔を一定としてポッド２内部に収容される。なお、ここで示した例においては、ウエハ１を重ねる方向は、鉛直方向となっている。搬送室５２のロードポート部５１側には、開口部１０及び上述したエンクロージャ３１が設けられている。開口部１０は、ポッド２が開口部１０に近接するようにロードポート部５１上で配置された際に、ポッド２の開口部と対向する位置に配置されている。なお、エンクロージャ３１、ドア６等の本発明に係る主たる構成は、上記実施形態において述べていること、及び図面の理解を容易なものとするという観点から、ここでの説明及び図示を省略する。

図６Ａおよび６Ｂは、当該装置におけるドア６及びドア開閉機構６０を拡大した側断面図および搬送室５２側からこれら見た正面図をそれぞれ示している。図６Ｃは、ドア開閉機構６０を用いてポッド２から蓋４を取り外した状態についてその側断面概略を示している。ドア６には固定部材４６が取り付けられており、ドア６は、当該固定部材４６を介してドアアーム６ａの一端に対して回動可能に連結されている。ドアアーム６ａの他端は、エアー駆動式のシリンダの一部であるロッド３７の先端部に対して、枢軸４０を介して、当該枢軸４０に対して回転可能に支持されている。

ドアアーム４２の該一端と該他端との間には、貫通穴が設けられている。当該穴と、ドアアーム４２等のドア開閉を行う構成を昇降させる可動部５６の支持部材６０に固定される固定部材３９の穴とを不図示のピンが貫通することにより、支点６１が構成されている。従って、シリンダの駆動によるロッド３７の伸縮に応じて、ドアアーム４２は支点６１を中心に回動可能となる。ドアアーム４２の支点６１は、昇降が可能な可動部５６に設けられる支持部材６０に固定されている。

これら構成によってウエハ１の処理を行う際には、まず搬送室開口部１０に近接するように載置台５３上に配置して、ドア６により蓋４を保持する。なお、ドア６の表面には不図示の係合機構が、また蓋４の表面には不図示の被係合機構が各々配置されており、蓋４及びドア６各々の表面同士が当接しあった状態においてこれら機構が作動することにより、ドア６による蓋４の保持が行われる。ここで、シリンダ５７のロッドを縮めるとドアアーム４２が支点６１を中心にして、ドア６が第一の開口部１０から離れるように動作する。この動作によりドア６は蓋４とともに回動して蓋４をポッド２から取り外す。その状態が図６Ｃに示されている。その後、可動部５６を下降させて蓋４を所定の待避位置まで搬送する。移行の操作に関しては上述の実施形態において述べていることからここでの説明は省略する。

なお、本実施例においては、FOUP及びFIMSを対象として述べているが、本発明の適用例はこれらに限定されない。内部に複数の被保持物を収容するフロントオープンタイプの容器と、当該容器の蓋を開閉して該容器より被保持物の挿脱を行う系であれば、本発明に係る蓋開閉装置を適用し、容器内部の酸化性雰囲気の分圧を低圧に維持することが可能である。また、容器内部を満たすガスとして、不活性ガスではなく所望の特性を有する特定のガスと用いる場合に、本発明に係る蓋開閉システムを用いて、当該容器内部の該特定のガスの分圧を高度に維持することも可能である。

本発明によれば、エンクロージャによる空間遮蔽効果とガスカーテン等からのパージガス供給による外部気体の進入抑制効果を得る。更には、ガスカーテンとは別個にパージガスをウエハに向けて供給することによってポッド内部の気体の酸化性気体の分圧の上昇を効果的に抑制することが可能となる。また、本発明は、既存のFIMSシステムに対してエンクロージャ、カーテンノズル、パージノズル、等を付加するのみで実施可能であり、規格化されたシステムに対して安価且つ簡便に取り付けることが可能である。

１：ウエハ、２：ポッド、２ａ：本体、２ｂ：開口、２ｃ：位置決め凹部、２ｄ：ガス供給ポート、４：蓋、６：ドア、６ａ：ドアアーム、６ｂ：平坦面、１０：第一の開口部、１１：壁、１２：カーテンノズル、１２ａ：カーテンノズル下面、１２ｂ：ノズル開口部、２１：パージノズル、２１ａ：パージノズル本体、２１ｂ：パージノズル開口部、３０：第二の微小空間、３１：エンクロージャ、３１ａ：第二の開口部、３１ｂ：下面、３１ｄ：上端面、３１ｅ、３１ｆ、３１ｇ：整流板、３７：ロッド、４０：枢軸、４６：固定部材、５０：半導体処理装置、５１：ロードポート、５２：搬送室（微小空間）、５３：載置台、５３ａ：ガス供給弁、５３ｂ：ガス排出弁、５４：可動プレート、５４ａ：位置決めピン、５５：ロボットアーム、５６：可動部、５７：ガス供給配管、５８ａ、５８ｂ：仕切りおよびカバー、６０：ドア開閉機構、６１：支点、６３：ファンフィルタユニット、６３ａ：ダウンフロー

Claims

被収容物を内部に収容可能であって一面に開口を有する略箱状の本体と、前記本体から分離可能であって前記開口を塞いで前記本体と共に密閉空間を形成する蓋と、前記本体の壁面に設けられた外部からの気体の供給を可能とする少なくとも一つの供給ポートと、を備える収容容器から前記蓋を取り外すことによって前記開口を開放して前記被収容物の挿脱を可能とする、前記蓋の開閉システムであって、
前記収容容器が載置される載置台と、
前記載置台と隣接して配置され、パーティクルが管理されて前記被収容物を搬送する機構が収容される微小空間と、
前記載置台に隣接して前記微小空間の一部を確定する壁に形成されて、前記載置台に載置された前記収容容器における前記開口と正対可能な配置に設けられた略矩形状の第一の開口部と、
前記蓋を保持可能であると共に前記第一の開口部を略閉止可能であり、前記蓋を保持して前記第一の開口部を開放することにより前記開口と前記第一の開口部とを連通させるドアと、
前記ドアによる前記蓋を用いた前記開口の開閉を検知する開閉検知手段と、
前記供給ポートと協働して前記収容容器内部に気体を供給する供給弁と、
前記収容容器が前記載置台に載置された状態において前記供給ポート及び供給弁を介して供給される流量の総和を１〜６０L/minとする流量にて所定のガスの供給を行なう気体供給系と、
前記収容容器の前記開口を介して前記収容容器に前記所定のガスを供給可能なパージノズルと、
前記供給ポート及び供給弁を介した前記所定のガスの供給と前記パージノズルからの前記所定のガスの供給とを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記開閉検知手段が検知した前記開口の閉鎖に応じて、前記パージノズルからの前記所定のガスの供給から前記供給ポート及び供給弁を介した前記所定のガスの供給へと切り替えることを特徴とする蓋開閉システム。
前記収容容器に備えられた排気ポートと協同して前記収容容器内部の気体を排出可能とする排気弁を更に有し、
前記排気弁は前記収容容器内部の圧力が所定の圧力よりも高くなった時に開放状態となる差圧弁であることを特徴とする請求項１に記載の蓋開閉システム。
前記収容容器は前記本体の壁面に設けられた外部への気体の排出を可能とする少なくとも一つの排出ポートを有し、
前記排出ポートと協働して前記収容容器内部から気体を排出する排出弁を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓋開閉システム。
前記第一の開口部と連続して前記微小空間内に配置され、前記ドアの移動空間を覆って第二の微小空間を構成し、且つ前記第一の開口部と前記微小空間とを連通させて前記被収容物を搬送する機構が前記被収容物と共に通過可能な第二の開口部を有するエンクロージャと、
前記エンクロージャの内部であって前記第一の開口部における上辺の上部に配置されて、前記上辺から前記第一の開口部の下辺に向かう方向に沿って前記所定のガスを供給可能なカーテンノズルと、を有し、
前記エンクロージャは、前記所定のガスが流れる方向に沿って前記微小空間内に前記所定のガスが流出可能なガス流出口を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の蓋開閉システム。
被収容物を内部に収容可能であって一面に開口を有する略箱状の本体と、前記本体から分離可能であって前記開口を塞いで前記本体と共に密閉空間を形成する蓋と、前記本体の壁面に設けられた外部からの気体の供給を可能とする複数の供給ポートと、を備える収容容器から前記蓋を取り外すことによって前記開口を開放して前記被収容物の挿脱を可能とする、前記蓋の開閉システムであって、
前記収容容器が載置される載置台と、
前記載置台と隣接して配置され、パーティクルが管理されて前記被収容物を搬送する機構が収容される微小空間と、
前記載置台に隣接して前記微小空間の一部を確定する壁に形成されて、前記載置台に載置された前記収容容器における前記開口と正対可能な配置に設けられた略矩形状の第一の開口部と、
前記蓋を保持可能であると共に前記第一の開口部を略閉止可能であり、前記蓋を保持して前記第一の開口部を開放することにより前記開口と前記第一の開口部とを連通させるドアと、
前記ドアによる前記蓋を用いた前記開口の開閉を検知する開閉検知手段と、
前記供給ポートと協働して前記収容容器内部に気体を供給する供給弁と、
前記収容容器が前記載置台に載置された状態において前記供給ポート及び供給弁の流量に関して、単一の前記供給ポート及び供給弁を介して供給される流量を１〜２０L/minとして所定のガスの供給を行なう気体供給系と、
前記収容容器の前記開口を介して前記収容容器に前記所定のガスを供給可能なパージノズルと、
前記供給ポート及び供給弁を介した前記所定のガスの供給と前記パージノズルからの前記所定のガスの供給とを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記開閉検知手段が検知した前記開口の閉鎖に応じて、前記パージノズルからの前記所定のガスの供給から前記供給ポート及び供給弁を介した前記所定のガスの供給へと切り替えることを特徴とする蓋開閉システム。
前記収容容器に備えられた排気ポートと協同して前記収容容器内部の気体を排出可能とする排気弁を更に有し、
前記排気弁は前記収容容器内部の圧力が所定の圧力よりも高くなった時に開放状態となる差圧弁であることを特徴とする請求項５に記載の蓋開閉システム。
前記収容容器は前記本体の壁面に設けられた外部への気体の排出を可能とする少なくとも一つの排出ポートを有し、
前記排出ポートと協働して前記収容容器内部から気体を排出する排出弁を更に有することを特徴とする請求項５又は６に記載の蓋開閉システム。
前記第一の開口部と連続して前記微小空間内に配置され、前記ドアの移動空間を覆って第二の微小空間を構成し、且つ前記第一の開口部と前記微小空間とを連通させて前記被収容物を搬送する機構が前記被収容物と共に通過可能な第二の開口部を有するエンクロージャと、
前記エンクロージャの内部であって前記第一の開口部における上辺の上部に配置されて、前記上辺から前記第一の開口部の下辺に向かう方向に沿って前記所定のガスを供給可能なカーテンノズルと、を有し、
前記エンクロージャは、前記所定のガスが流れる方向に沿って前記微小空間内に前記所定のガスが流出可能なガス流出口を有することを特徴とする請求項５乃至７の何れか一項に記載の蓋開閉システム。