JPH04257244A - ウェーハキャリア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空雰囲気内でウェーハ
を収納して置けるウェーハキャリアに係わり、ロードロ
ック室などの真空チャンバ内で、扉を小さなトルクで開
閉できて、しかも気密性が完全に保持できるウェーハキ
ャリアに関する。

【０００２】近年、エレクトロニクスの発展は目ざまし
いものがあるが、その発展は半導体装置の製造技術の革
新に負うところが大きい。ところで、シリコンウェーハ
から半導体素子に仕上げるまでの一連の工程、いわゆる
ウェーハプロセスと呼ばれる工程においては、一般に、
酸化、レジスト処理、露光、現像、エッチング、不純物
導入といった幾つかの工程が何回か繰り返されるが、そ
の工程の各所でウェーハの保持や移動、移載が行われて
いる。

【０００３】そして、半導体素子の集積度が増大するに
つれて、微細なパターニングを行ったり、スパッタのよ
うな真空処理を行ったりする工程などにおいては、ウェ
ーハを如何に清浄な状態を保ちながら持ち運び、装置内
に搬入したり搬出したりするかが重要な製造技術となっ
ている。

【０００４】

【従来の技術】半導体装置に用いられる素子の集積度が
増大して例えば１６Ｍビットとか６４Ｍビットといった
超高集積度をもった半導体装置が開発されるに伴って、
半導体素子の製造工程における微細化指向がますます進
められている。その結果、例えばウェーハプロセスが行
われるクリーンルームは、クラス１以下といった高い清
浄度（クリーン度）が要求されるようになっている。

【０００５】そこで、このような高清浄度のクリーンル
ームを建設する巨額な費用の低減を図るために、クリー
ンベンチなどの局所クリーンエリア方式が採られるよう
になってきており、各種真空処理装置の中も局所クリー
ンエリアの一種と考えられるようになってきている。

【０００６】この真空がクリーンエリアであるとの考え
方から、局所クリーンエリア間でウェーハを移動させる
際、ウェーハキャリアも内部を真空にした状態で持ち運
びができる形態になってきている。

【０００７】図４はウェーハキャリアの一例の一部切欠
き斜視図、図５は図４の取り扱い例の斜視図である。図
において、１はウェーハ、２はウェーハキャリア、２ａ
は衝合面、２ｂは扉、２ｃは軸、６はＯリング、７は支
持部材、８はロードロック室、８ａはロードロック扉、
８ｂは開閉機構、８ｃはロボットアーム、８ｄは排気手
段である。

【０００８】図４において、ウェーハキャリア２は、複
数枚のウェーハ１を収納する容器であり、清浄度を保つ
ために内部を真空にして収納できるので真空キャリアと
も呼ばれている。

【０００９】ウェーハキャリア２の扉２ｂの内周壁には
、Ｏリング６が設けられている。そして、扉２ｂを閉じ
たとき、このＯリング６がウェーハキャリア２の衝合面
２ａに弾接し、ウェーハキャリア２の内部の気密性が保
てるようになっている。

【００１０】また、収納されているウェーハ１がキャリ
ア内で動かないように支持するために、扉２ｂの内側に
はゴムなどの弾性体からなる支持部材７が設けられてい
る。一方、ウェーハ１は、このウェーハキャリア２に収
納され、ロードロック室８に運び込まれて、ウェーハ１
を搬入したり搬出したりすることが行われる。

【００１１】図５において、ロードロック室８は、図示
してないが例えば真空処理装置などに連なっており、上
部に設けられているロードロック扉８ａを開ければ、ウ
ェーハキャリア２を出し入れできるようになっている。 そして、ウェーハキャリア２を所定の位置に配置すると
開閉機構８ｂが係合して、ロードロック室８の外部から
遠隔操作でウェーハキャリア２の扉２ｂを開閉できるよ
うになっている。

【００１２】また、ロードロック室８の内部にはロボッ
トアーム８ｃが設けられており、このロボットアーム８
ｃによってウェーハ１をウェーハキャリア２の中からロ
ードロック室８に連なる真空処理装置などに搬出したり
、ウェーハ１をウェーハキャリア２の中に搬入したりす
るようになっている。

【００１３】さらに、ロードロック室８の底部は排気手
段８ｄに連なっており、ロードロック室８の内部を減圧
してウェーハキャリア２の内部とほゞ同じ気圧にすれば
、開閉機構８ｂによって扉２ｂを開閉できるようになっ
ている。

【００１４】ところで、従来のウェーハキャリア２の扉
２ｂは、一端部が軸２ｃを介してウェーハキャリア２の
一辺部に枢支されており、この軸２ｃに開閉機構８ｂが
係合して回動し、扉２ｂを開閉する構成になっている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】そのため、扉２ｂを閉
じる際、軸２ｃに近いＯリング６から順次衝合面２ａに
弾接していく。そのため、非常に強いトルクで軸２ｃを
回さないと、扉２ｂが十分気密性を保って閉まり切らな
い。そればかりでなく、Ｏリング６が扱かれて皺が生じ
、Ｏリング６と衝合面２ａとの弾接状態が不揃いとなっ
て、気密性が阻害されることが間々起こる問題があった
。

【００１６】さらに、扉２ｂに内張りされた支持部材７
が円弧を描いてウェーハ１の周縁部に当接するので、ウ
ェーハ１の周縁部を擦って塵が生ずる原因となり、製造
工程における歩留りを落とす原因となっていた。

【００１７】そこで本発明はウェーハキャリアの扉を二
重構造となし、外扉を閉めたあと内扉がウェーハキャリ
アの衝合面に平行に弾接するように構成してなるウェー
ハキャリアを提供することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上で述べた課題は、ウェ
ーハを真空雰囲気で収納できる気密性を具えたウェーハ
キャリアであって、外扉と内扉を有し、前記外扉は、ウ
ェーハキャリアの壁の一辺部に擺動可能に枢支されてい
るものであり、前記内扉は、外壁が外扉の内壁に押圧手
段を介して前進・後退可能に支持されており、かつ内壁
の、周辺部にＯリングと中央部に支持部材を有するもの
であり、前記内扉は、外扉が閉じた際、押圧手段によっ
て前進させられ、Ｏリングが衝合面に気密可能に弾接す
るとともに、支持部材がウェーハの周縁部を支持するも
のであるように構造されたウェーハキャリアによって解
決される。

【００１９】

【作用】ロードロック室に着脱可能に配設される従来の
ウェーハキャリアは、扉を閉じる際、内壁に設けられて
いるＯリングが扱くように押圧されるので、閉めるのに
強い力が必要なばかりでなく、気密性が損なわれること
が間々起こったが、本発明においては、扉を外扉と内扉
の二重構造にして、Ｏリングが扱かれないようになって
いる。

【００２０】すなわち、外扉の内壁に押圧手段を介して
設けられた内扉が、押圧手段によって前進・後退するよ
うにしている。そして、外扉を閉じたあと内扉を押圧手
段によって平行に前進させて、Ｏリングをウェーハキャ
リアの衝合面に一様に弾接させるようにしている。

【００２１】こうすると、外扉が小さなトルクによって
開閉できるとともに、Ｏリングを扱く力が働かないので
、安定な気密性を得ることができる。

【００２２】

【実施例】図１は本発明の一実施例の一部切欠き斜視図
、図２は図１の開閉動作を説明する上断面図、図３は本
発明の他の実施例の要部の上断面図である。図において
、１はウェーハ、２はウェーハキャリア、２ａは衝合面
、３は外扉、３ａは案内孔、４は内扉、４ａは案内軸、
５は押圧手段、５ａはガス導入孔、５ｂは加圧ガス、６
はＯリング、７は支持部材である。

【００２３】実施例：１ 図１〜図２において、複数枚のウェーハ１が収納される
ウェーハキャリア２には、外扉３と内扉４の二重構造の
扉が設けられている。そして、内扉４は外扉３の内壁に
複数個の押圧手段５を介して支持されている。

【００２４】内扉４の内壁の周囲には、ウェーハキャリ
ア２の衝合面２ａに対向してＯリング６が設けられてい
る。このＯリング６には、例えば弾力性のあるシリコー
ンゴムやウレタンゴムなどのＯリングが用いられる。ま
た、内扉４の内壁の中央部にはウェーハキャリア２に収
納されるウェーハ１が動かないように周縁部を支持する
支持部材７が設けられている。この支持部材７にも弾力
性のあるシリコーンゴムやウレタンゴムなどが用いられ
る。

【００２５】押圧手段５は、内扉４を支持するに足る複
数個のベローズからなり、ガス導入孔５ａを通して内部
に加圧ガス５ｂが吹き込めるようになっている。そして
、このベローズは、図２（Ａ）に示したように常時ベロ
ーズが縮まっているので、外扉３を閉めてもＯリング６
が衝合面２ａと僅かな隙間が開くようになっている。

【００２６】一方、例えば高圧窒素ガスなどの加圧ガス
５ｂをガス導入孔５ａから吹き込むと、図２（Ｂ）に示
したようにベローズが伸びて内扉４が前進し、Ｏリング
６がウェーハキャリア２の衝合面２ａに弾接するように
なっている。そして、キャリア２の内部が真空になった
状態では、内扉４は大気圧によって常に押圧されて、ウ
ェーハキャリア２の内部の気密が保たれるようになって
いる。

【００２７】ウェーハ１を内部が真空になったウェーハ
キャリア２から搬出する場合には、まず、ウェーハキャ
リア２を図示してないロードロック室の中の所定の位置
に配置する。次いで、ロードロック室の中を排気してウ
ェーハキャリア２の内部の気圧と同じにする。そうする
と内扉４は、押圧手段５であるベローズの収縮によって
自発的に後退してＯリング６が衝合面２ａから僅かに離
れるので、外扉３を開くことができる。次いで、図示し
てないロボットアームなどによってウェーハ１の搬出が
行われる。

【００２８】一方、ウェーハ１をウェーハキャリア２の
中に搬入する場合には、減圧された図示してないロード
ロック室の中でウェーハ１をウェーハキャリア２に搬入
し終わったら、まず、外扉３を閉じる。次いで、押圧手
段５によって内扉４を前進させる。つまり、ガス導入孔
５ａから加圧ガス５ｂを吹き込んでベローズを伸長させ
、Ｏリング６を衝合面２ａに弾接させる。次いで、ロー
ドロック室をリークさせて大気圧に戻すと内扉４が大気
圧に押圧されてＯリング６が衝合面２ａに密接して閉成
される。 そして、ウェーハキャリア２がロードロック室の中から
取り出されて適宜持ち運ばれる。

【００２９】実施例：２ 図３において、内扉４は外扉３と平行に前進・後退する
ことが望ましい。そこで、内扉４には適宜複数個の案内
軸４ａが設けられており、この案内軸４ａが滑動自在に
嵌合する案内孔３ａが外扉３に設けられている。そして
、内扉４はこの案内軸４ａによって支持されながら前進
・後退するようになっている。

【００３０】こうすると、押圧手段５は内扉４を前進・
後退させるだけの機能なので、例えばベローズを１個設
けるだけでよい。こゝでは押圧手段５にはベローズと加
圧ガスを用いているが、コイルばねや板ばねなどの引っ
張りばねと内扉４を機械的に押す手段を組み合わせるこ
ともでき、種々の変形が可能である。

【００３１】

【発明の効果】内部を真空にしてウェーハを収納する従
来のウェーハキャリアは、扉の開閉に強い力を要したり
気密性が不完全であったりする難点があったが、本発明
になるウェーハキャリアは、扉を二重構造にすることに
よって、軽く開閉できてしかも気密性も完全に保持する
ことができる。

【００３２】その結果、ますます集積度が増大して塵埃
による汚染を避けなければならないウェーハプロセスに
おいて、ロードロック室のような真空チャンバの中に配
置されて遠隔操作されるウェーハキャリアの操作性の向
上とそれに因ってきたるプロセスの効率化に対して、本
発明は寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例の一部切欠き斜視図であ
る。

【図２】　　図１の開閉動作の説明する上断面図である
。

【図３】　　本発明の他の実施例の要部の上断面図であ
る。

【図４】　　ウェーハキャリアの一例の一部切欠き斜視
図である。

【図５】　　図４の取り扱い例の斜視図である。

【符号の説明】

１　　ウェーハ ２　　ウェーハキャリア　　　　２ａ　　衝合面３　　
外扉 ４　　内扉 ５　　押圧手段　　　　　　　　　　　　５ａ　　ガス
導入孔　　　　　　　　　　５ｂ　　加圧ガス ６　　Ｏリング ７　　支持部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ウェーハ（１）　を真空雰囲気で収納
   できる気密性を具えたウェーハキャリア（２）　であっ
   て、外扉（３）　と内扉（４）　を有し、前記外扉（３
   ）　は、前記ウェーハキャリア（２）　の壁の一辺部に
   擺動可能に枢支されているものであり、前記内扉（４）
   　は、外壁が前記外扉（３）　の内壁に押圧手段（５）
   　を介して前進・後退可能に支持されており、かつ内壁
   の、周辺部にＯリング（６）　と中央部に支持部材（７
   ）　を有するものであり、前記内扉（４）　は、前記外
   扉（３）　が閉じた際、前記押圧手段（５）　によって
   前進させられ、Ｏリング（６）　が前記衝合面（２ａ）
   に気密可能に弾接するとともに、支持部材（７）　が前
   記ウェーハ（１）　の周縁部を支持するものであること
   を特徴とするウェーハキャリア。
2. 【請求項２】　　前記押圧手段（５）　は、前記外扉（
   ３）　の内壁と前記内扉（４）　の外壁の間に気密可能
   に架設され、かつ該外扉（３）　に穿設されたガス導入
   孔（５ａ）に連なっているベローズからなり、該ガス導
   入孔（５ａ）から加圧ガス（５ｂ）が吹き込まれた際、
   伸長して該内扉（４）　を前進させるものである請求項
   １記載のウェーハキャリア。
3. 【請求項３】　　前記内扉（４）　は、案内軸（４ａ）
   を有し、該案内軸（４ａ）が前記外扉（３）　に設けら
   れた案内孔（３ａ）に滑動自在に嵌合して前進・後退す
   るものである請求項１記載のウェーハキャリア。