JPH0786370A - ガスパージ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡便な手段を用いるだけで、濃度をより低濃
度の目標値まで下げることができ、かつパージに要する
時間を大幅に短縮することができ、パージガスの消費量
も低減することができるガスパージ装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 定圧力の不活性ガス源３９、密閉空間、当該
密閉空間内部を前記不活性ガス源と連絡するガス供給管
路、当該密閉空間内部を外部と連絡する排気管路、ガス
供給管路に設けられた給気弁４０、排気管路に設けられ
た排気弁４１を備え、これら給気弁と排気弁を開閉して
上記密閉空間内部をガスパージするガスパージ装置にお
いて、パージ時の上記密閉空間内圧が増加する向きに排
気量を調整する加圧手段５０、６０、６１を有すること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェーハ、液晶
表示板、レチクル、ディスク類の製造システムにおい
て、これらを可搬式密閉容器に収納して搬送する場合の
当該可搬式密閉容器のガスパージ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェーハ、液晶表示板、レチク
ル、ディスク類の製造は、内部雰囲気を清浄化したクリ
ーンルームにおいて行なわれるが、半導体ウェーハ等の
搬送・保管を、塵埃の付着を防止するために、可搬式の
密閉容器（以下、コンテナという）に収納して行なう場
合がある。

【０００３】また、半導体集積回路の高密度化が進むに
伴い、空気中の酸素によるウエハ表面の自然酸化膜や空
気中の有機ガスの影響が問題となり始め、この自然酸化
膜の成長や有機ガス汚染を防止するため、ウエハＷの移
動、搬送、処理等を特定の雰囲気例えばＯ₂ またはＨ₂
Ｏあるいは必要な場合両方の濃度が１．０ｐｐｍ以下で
あるガス雰囲気中で行なうことが、要求されるようにな
り、この要求に応えるために、クリーンルーム内の表面
処理装置等の処理装置あるいはウェーハ保管庫等に、図
８に示すようなガスパージ機構（ガスパージユニット）
を設けるようにしている。

【０００４】図８において、１はウェーハ、２はウェー
ハ１を収納したウェーハカセット、１０は底蓋型の可搬
式密閉コンテナである。１１は密閉コンテナ１０のコン
テナ本体であって、開口１２にフランジ１３が形成され
ている。２０は中空の底蓋であって、上面はカセット載
置部２１となっており、内部には、図９に示すような施
錠・解錠機構を内蔵し、この施錠・解錠機構は側壁２２
のラッチ棒進退用窓２３からロッド（ラッチ棒）２４を
コンテナ本体１１のフランジ１３の内周面に形成された
凹部１４へ進退させて施錠・解錠する。底蓋２０は上記
施錠時、フランジ１３の底にシール材１５を介して圧接
し、コンテナ本体１０内を外気に対して気密に遮断す
る。１６は把手である。

【０００５】図９において、板状のラッチ棒２４は転動
子２４ａを有し、長手方向進退可能かつ傾動可能に片持
ち支持されている。２５は転動子２４ａが転動するカム
面を有するカム、２６は支点部材、２７はばねである。
カム軸２８は後述する昇降台３３の上壁中央から底蓋２
０内に伸び、昇降台３３上に底蓋２０が同心に載置され
た時に、カム２５とスプライン係合する。昇降台３３は
カム軸２８を所定角度だけ回動するカム軸駆動機構２９
を内蔵している。

【０００６】３０はガスパージユニットであり、その本
体ケース３１の上壁（ポートプレート）３１ａにはポー
ト（開口部）３１Ａが設けられている。３２は昇降装
置、３３は昇降装置３２の昇降台であって、ポート３１
Ａを気密に閉鎖するポートドアを兼ねている。３４はシ
ール材である。３５はポートプレート３１ａに形成され
た給気路であって、一端はポート３１Ａの内周面に開口
し、他端（給気口）は管路３６を介し図示しない不活性
ガスボンベ３９に接続されている。３７はポートプレー
ト３１ａに形成された排気路であって、一端はポート３
１Ａの内周面に開口し、他端（排気口）は本体ケース３
１外へ伸びる管路３８に接続されている。４０はＯＮ／
ＯＦＦ給気弁、４１はＯＮ／ＯＦＦ排気弁である。

【０００７】ウェーハカセット２を収納したコンテナ１
０が図示しない移載装置によりポートプレート３１ａ上
へ移載され、底蓋２０が昇降台３３上に位置決めされる
と、図示しない自動ロック機構により、コンテナ本体１
１がポートプレート３１ａ上に固定される。次いで、前
記施錠・解錠機構が作動して、底蓋２０は解錠される。
この解錠が終わると、昇降台３３が下降し、コンテナ本
体１１内部と本体ケース３１内部が連通する。この状態
で、ＯＮ／ＯＦＦ給気弁４０、ＯＮ／ＯＦＦ排気弁４１
が開弁し、ガスパージが行なわれる。すなわち、不活性
ガスボンベ３９からの不活性ガス（この例では、Ｎ₂ ガ
ス）が管路３６、ＯＮ／ＯＦＦ給気弁４０、給気路３
５、を通って、例えば、７０リットル／分の流量で、本
体ケース３１内に流入し、コンテナ１０内および本体ケ
ース３１内の空気を排気路３７、排気弁４１、管路３８
を通して追い出し、コンテナ本体１１内および本体ケー
ス３１内に充満する。

【０００８】このガスパージが終わると、昇降台３３が
元の位置まで上昇し、底蓋２０が開口１２を気密に閉鎖
し、施錠・解錠機構が作動して底蓋２０はコンテナ本体
１１に固定される。コンテナ本体１１を底蓋２０で閉蓋
し終わると、上記図示しない自動ロック機構が外れ、コ
ンテナ１０は移載装置により所定の場所へ移載される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、密閉コン
テナ１０内を特定のガスでパージし、コンテナ内部雰囲
気を例えばＯ₂ またはＨ₂ Ｏあるいは必要な場合両方の
濃度が１ｐｐｍ以下であるガス雰囲気にして、搬送・保
管するが、従来は、上記濃度までガスパージするのに、
かなり長い時間を必要とし、その結果、高価である不活
性ガスの消費量も多く、また、場合によっては目標値ま
で濃度が下がらないという問題があった。本発明はこの
種の問題を解消するためになされたもので、簡便な手段
を用いるだけで、濃度をより低濃度の目標値まで下げる
ことができ、かつパージに要する時間を大幅に短縮する
ことができ、パージガスの消費量も低減することができ
る経済的なガスパージ装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【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、定圧力の不活性ガス源、密閉
空間、当該密閉空間内部を前記不活性ガス源と連絡する
ガス供給管路、当該密閉空間内部を外部と連絡する排気
管路、ガス供給管路に設けられた給気弁、排気管路に設
けられた排気弁を備え、これら給気弁と排気弁を開閉し
て上記密閉空間内部をガスパージするガスパージ装置に
おいて、パージ時の上記密閉空間内圧が増加する向きに
上記排気管路の排気抵抗を調整する加圧手段を有する構
成とした。

【００１１】請求項２では、密閉空間は、ガスパージに
際して密閉性の函体に載置される蓋付の可搬式密閉容器
と上記函体がつくる空間であって、当該函体は、上記蓋
の開時に前記密閉容器の開口と連通するポートを設けた
台部を有するとともに当該ポートを気密に閉鎖可能な昇
降台を含む上記蓋の蓋開閉機構を内蔵し、給気口および
排気口を備える構成とした。

【００１２】請求項３では、密閉空間は、ガスパージに
際して密閉性の函体に載置される蓋付の可搬式密閉容器
と上記函体および当該函体内に設けられた仕切りがつく
る空間であって、当該函体は、上記蓋の開時に前記密閉
容器の開口と連通するポートを設けた台部を有するとと
もに当該ポートを気密に閉鎖可能な昇降台を含む上記蓋
の蓋開閉機構を内蔵し、上記仕切りは、上開口部が上記
台部下面のポート周部に離間可能に圧接する有底筒状も
しくは下開口部が昇降台で閉鎖可能な筒状をなす構成と
した。

【００１３】請求項４では、上記排気抵抗を調整する加
圧手段は、排気管路に設けられた開度可変の弁であるこ
とを特徴とする。

【００１４】請求項５では、上記排気抵抗を調整する加
圧手段は、逆止弁であることを特徴とする。

【００１５】請求項６では、排気抵抗を調整する加圧手
段は、複数の分岐管路を備える排気管路と当該分岐管路
の各々に介装された弁であることを特徴とする。

【００１６】請求項７では、排気抵抗を調整する加圧手
段は、主管から分岐する複数の分岐管路を備える排気管
路と当該分岐管路の各々に介装された弁であることを特
徴とする。

【００１７】請求項８では、上記排気抵抗を調整する加
圧手段は、排気抵抗自動制御機能を備えることを特徴と
する。

【００１８】

【作用】本発明では、コンテナ内を加圧しながら、ガス
パージを行なう。

【００１９】

【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。

【００２０】図１において、５０はガスパージユニット
３０における本体ケース３１の排気路３７の出口に設け
られた流量調整弁であって、排気路３７は流量調整弁５
０を介し、管路３８に接続されている。６０は排気抵抗
自動制御装置（弁開度制御装置）である。６１は圧力セ
ンサであり、弁開度制御装置６０は、圧力センサ６１の
検出値が設定圧力（例えば、１．０３〜１．０５気圧）
になるように、流量調整弁０の弁開度を絞る。他の構成
は、図７のものと同じであるので、同一符号を付して示
してある。

【００２１】本実施例によるコンテナ本体のガスパージ
について、以下に説明する。

【００２２】ウェーハカセット２を収納したコンテナ１
０が図示しない移載装置によりポートプレート３１上へ
移載され、底蓋２０が昇降台３３上に位置決めされる
と、図示しない自動ロック機構により、コンテナ本体１
１がポートプレート３１上に固定される。次いで、前記
施錠・解錠機構が作動して、底蓋２０は解錠される。こ
の解錠が終わると、昇降台３３が下降し、コンテナ本体
１１内部と本体ケース３０内部が連通する。

【００２３】この状態で、ＯＮ／ＯＦＦ給気弁４０と流
量調整弁５０が開弁されるが、流量調整弁５０の弁開度
は、弁開度制御装置６０により、圧力センサ６１の検出
値が設定圧力になるように制御される。

【００２４】不活性ガスボンベ３９からの不活性ガス
（この例では、Ｎ₂ ガス）は給気路３５、ＯＮ／ＯＦＦ
給気弁４０を通って（例えば、７０リットル／分の流
量）、本体ケース３１内に流入し、コンテナ１０内およ
び本体ケース３１内の空気を排気路３７、流量調整弁５
０を通して追い出すが、流量調整弁５０が上記のように
絞られているので、コンテナ本体１１と本体ケース３１
が区画する密閉空間内が、前記図７の場合よりも、高く
加圧される。

【００２５】図５および図６は、ガスパージ時における
上記密閉空間内の圧力の大きさと酸素濃度の低減割合
（時間）との関係を示す線図である。

【００２６】図２は上記密閉空間内の圧力がほぼ大気圧
に等しい場合、図５は本実施例の場合であり、上記密閉
空間内の圧力が１．０３〜１．０５気圧である。

【００２７】本実施例の場合、ガスパージ開始後、短時
間Ｔ１でで、残留酸素濃度が１．０ｐｐｍまで低減して
いるが、図５の場合は、時間Ｔ１が経過しても、残留酸
素濃度は１０ｐｐｍ以上である。

【００２８】このように、本実施例では、ガスパージの
間、上記密閉空間内を大気圧よりも高い圧力に加圧する
ので、ガスパージに要する時間（ウェーハに好ましくな
い成分の濃度が規定値以下に低下するまでの時間）が大
幅に低減する。この結果、不活性ガスを長時間にわた
り、上記密閉空間内に供給する必要がないので、不活性
ガスの使用量も少なくて済む。

【００２９】ガスパージに要する時間（ウェーハに好ま
しくない成分の濃度が規定値以下に低下するまでの時
間）が大幅に低減するのは、内部加圧により、排気系を
含む容器内部への外部からの洩れや拡散作用による空気
の侵入を妨げる加圧シール作用が働くためであると考え
られる。

【００３０】本実施例では、この加圧を、複雑な加圧手
段を用いるのではなく、排気側に設けた弁５０を絞り、
上記密閉空間への給気側からの給気量に比し、排気量を
制限することにより行なうから、簡便に行なえる利点が
ある。

【００３１】上記実施例では、加圧手段として、流量調
整弁５０を用いているが、この流量調整弁５０に代え
て、可変ＯＮ／ＯＦＦ弁を用いてもよい。この場合、配
管を含む排気系の抵抗がＯＮ／ＯＦＦ給気弁４０の配管
を含む流入系の抵抗よりも小さいものを使用する。

【００３２】また、加圧手段としては、流量調整弁５０
に代えて、図２に示すように、逆止弁５１を用いること
ができる。この場合、上記密閉空間内の圧力が、逆止弁
５１の図示しない弁体の受圧面積と弁ばねのばね力で決
る所定の圧力に達すると、当該逆止弁５１が開弁し、簡
便に内部圧力をほぼ一定にすることができる。

【００３３】上記密閉空間内の圧力の調整は、図３に示
すように、主管である管路３８のコンダクタンスを可変
にする構成にしてもよい。図３において、３８ａ〜３８
ｂは分岐管であり、各々に、ＯＮ／ＯＦＦ弁３８Ｖ１〜
３８Ｖ３が設けられている。この場合も、必要に応じ、
弁３８Ｖ１〜３８Ｖ３で所望の配管長を選ぶことによ
り、排気系の所要抵抗を得る。圧力センサ６１の検出値
と設定圧力とにより、ＯＮ／ＯＦＦ弁３８Ｖ１〜３８Ｖ
３のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御装置を設ければよい。

【００３４】また、図４に示す如く、本体ケース３１に
複数の排気路３７Ａ〜３７Ｃを形成し、各排気路３７Ａ
〜３７Ｃと管路３８Ａ〜３８Ｃとの間に、ＯＮ／ＯＦＦ
弁３８Ｖ１〜３７Ｖ３を介装し、このＯＮ／ＯＦＦ弁３
７Ｖ１〜３７Ｖ３のＯＮ／ＯＦＦの組合わせにより、上
記密閉空間内の圧力の調整を行なうようにしてもよい。
本例では、排気路３７Ａ〜３７Ｃの径を異ならせること
により、上記密閉空間内の圧力の圧力を７段階に調整す
ることができる。

【００３５】前記したように、パージユニットは、コン
テナ本体１１をポートプレート３１上に固定するための
自動ロック機構を備えているが、本発明例では、上記し
たように、上記密閉空間内を加圧するので、コンテナ本
体１１を傷めないで、この圧力によりコンテナ１０がポ
ートプレート３１ａから浮き上がらないよう充分大きな
ロック力を発揮する自動ロック機構を用いる必要があ
る。

【００３６】なお、不活性ガスの供給量が一定である場
合には、前記した圧力の自動調整は不要で、排気系の弁
の開度を制御する必要はない。

【００３７】前記したガスパージユニット３０は、ユニ
ットとして独立しているが、例えば表面処理装置の一部
を構成している場合には、コンテナ１０から取り出した
カセット２を表面処理装置の処理路へ移送し、また処理
済みのウェーハをいれたカセット２をコンテナ１０に戻
す必要から、図７に示すような構成を採る場合がある。

【００３８】すなわち、図７の場合、本体ケース３１は
表面処理装置の本体ケース１００の一部として形成す
る。本体ケース１００の鎖線で示す部分は、表面処理炉
や移載機等を収納している。本体ケース３１となる分に
は、仕切り７０を設け、この仕切り７０と、コンテナ１
０、昇降台３３で囲まれる密閉空間内でガスパージを行
なう。この仕切り７０は、本例では、筒状をなす本体部
分７０Ａとその底を塞ぐ底部分７０Ｂ部分からなり、こ
の底部分７０Ｂ部分は蛇腹で構成されており、この底部
分７０Ｂ部分を昇降台３３の昇降軸３３ａが気密に貫通
している。仕切り７０の上開口部７１Ｕはポートプレー
ト３１ａ下面のポート３２の周部に、ばね７５のばね力
により圧設し、下開口部７１Ｄは昇降台３３で閉鎖可能
になっている。７３ａ、７３ｂはガイド杆である。ばね
７５は昇降台３３の内部から仕切り７０の下部の内向き
フランジまで伸びているガスパージに際しては、昇降台
３３を若干下降させ、仕切り７０とポート３２とコンテ
ナ１０が作る密閉空間内をガスパージする。

【００３９】なお、上記仕切り７０は、本体部分７０Ａ
とその底を塞ぐ底部分７０Ｂ部分からなるが、本体部分
７０Ａだけであっても、ガスパージに際して、昇降台３
３を下降して下開口部７１Ｄを閉鎖し、仕切り７０と、
コンテナ１０および昇降台３３で囲まれる密閉空間内を
作るようにすれはよい。

【００４０】貫通している。

【００４１】

【発明の効果】本発明は以上説明した通り、コンテナ内
を加圧しながら、ガスパージを行なうことにより、ガス
パージに要する時間を大幅に短縮するもので、排気路側
の管路抵抗を調整するだけの手段で上記加圧を行なうか
ら、簡便な手段で、上記効果を得ることができ、パージ
ガスの消費量も従来に比し大幅に低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す縦断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す縦断面図である。

【図３】本発明の第３の実施例を示す縦断面図である。

【図４】本発明の第４の実施例を示す要部の平面図であ
る。

【図５】ガスパージ時における残留酸素濃度の低減割合
を示す線図である。

【図６】ガスパージ時における残留酸素濃度の低減割合
を示す線図である。

【図７】本発明の第５の実施例を示す要部の平面図であ
る。

【図８】従来の可搬式密閉コンテナのガスパージ機構を
説明するための図である。

【図９】従来の可搬式密閉コンテナの施錠／解錠機構を
説明するための図である。

【符号の説明】

１０ 可搬式密閉コンテナ １０ 可搬式密閉コンテナのコンテナ本体 ２０ 可搬式密閉コンテナの底蓋 ３０ ガスパージユニット ３１ ガスパージユニットの本体ケース ３５ 給気路 ３６ 管路 ３７ 排気路 ３８ 管路 ３７Ａ〜３７Ｃ 排気路 ３７Ｖ１〜３７Ｖ３ ＯＮ／ＯＦＦ弁 ３８ａ〜３８ｂ 分岐管４０ ３８Ｖ１〜３８Ｖ３ ＯＮ／ＯＦＦ弁 ３９ 不活性ガスボンベ ４０ 給気弁 ５０ 流量調整弁 ５１ 逆止弁 ６０ 制御装置 ６１ 圧力センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 及部 博之 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 河野 等 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 奥野 敦 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 中村 昭生 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

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定圧力の不活性ガス源、密閉空間、当該
   密閉空間内部を前記不活性ガス源と連絡するガス供給管
   路、当該密閉空間内部を外部と連絡する排気管路、ガス
   供給管路に設けられた給気弁、排気管路に設けられた排
   気弁を備え、これら給気弁と排気弁を開閉して上記密閉
   空間内部をガスパージするガスパージ装置において、パ
   ージ時の上記密閉空間内圧が増加する向きに上記排気管
   路の排気抵抗を調整する加圧手段を有することを特徴と
   するガスパージ装置。
2. 【請求項２】 密閉空間は、ガスパージに際して密閉性
   の函体に載置される蓋付の可搬式密閉容器と上記函体が
   つくる空間であって、当該函体は、上記蓋の開時に前記
   密閉容器の開口と連通するポートを設けた台部を有する
   とともに当該ポートを気密に閉鎖可能な昇降台を含む上
   記蓋の蓋開閉機構を内蔵し、給気口および排気口を備え
   ることを特徴とする請求項１記載のガスパージ装置。
3. 【請求項３】 密閉空間は、ガスパージに際して密閉性
   の函体に載置される蓋付の可搬式密閉容器と上記函体お
   よび当該函体内に設けられた仕切りがつくる空間であっ
   て、当該函体は、上記蓋の開時に前記密閉容器の開口と
   連通するポートを設けた台部を有するとともに当該ポー
   トを気密に閉鎖可能な昇降台を含む上記蓋の蓋開閉機構
   を内蔵し、上記仕切りは、上開口部が上記台部下面のポ
   ート周部に離間可能に圧接する有底筒状もしくは下開口
   部が昇降台で閉鎖可能な筒状をなすことを特徴とする請
   求項１記載のガスパージ装置。
4. 【請求項４】 排気抵抗を調整する加圧手段は、排気管
   路に設けられた開度可変の弁であることを特徴とする請
   求項１記載のガスパージ装置。
5. 【請求項５】 排気抵抗を調整する加圧手段は、逆止弁
   であることを特徴とする請求項１記載のガスパージ装
   置。
6. 【請求項６】 排気抵抗を調整する加圧手段は、複数の
   分岐管路を備える排気管路と当該分岐管路の各々に介装
   された弁であることを特徴とする請求項１記載のガスパ
   ージ装置。
7. 【請求項７】 排気抵抗を調整する加圧手段は、主管か
   ら分岐する複数の分岐管路を備える排気管路と当該分岐
   管路の各々に介装された弁であることを特徴とする請求
   項１記載のガスパージ装置。
8. 【請求項８】 排気抵抗を調整する加圧手段は、排気抵
   抗自動制御機能を備えることを特徴とする請求項４〜７
   記載のガスパージ装置。