(57)【要約】      （修正有）【課題】ＦＯＵＰ用Ｎ２パージシステムに関するもので、ＦＯＵＰ内をＮ２ガスに置換するときに、外部の塵またはケミカルガスの浸入を抑え、Ｎ２ガスに対する安全性を高めるとともに、Ｎ２ガスへの置換時間を短縮する。【解決手段】ＦＯＵＰ１内へＮ２ガス２１を圧入し、もう一方のブレスフィルター部４よりＦＯＵＰ１内の残留ガス２５を強制的に吸引する方法で、ＦＯＵＰ１内部が外気に対して常に陽圧の状態に維持され、ＦＯＵＰ１のＮ２ガス置換中に外部からの塵およびケミカルガスのＦＯＵＰ１内への浸入を防ぐ。さらに、Ｎ２ガス置換中にＦＯＵＰ１内の圧力の上昇が一定に保たれ、隙間から漏洩するＮ２ガス流量も極少量に一定に保たれるため、Ｎ２ガス２１の供給量を増加させて、ＦＯＵＰ１内のＮ２ガス置換時間の短縮を図る。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＯＵＰ（半導体収納容器）の底部には気圧の変化により容器内部と外部に圧力差が生じないようＦｉｌｔｅｒ付の吸排気口（以降ブレスフィルター部と呼ぶ）が複数個設けられ、前記ブレスフィルター部の片方よりＦＯＵＰ内へＮ２ガスを圧入し、もう一方のブレスフィルター部よりＦＯＵＰ内の残留ガスを排出し、ＦＯＵＰ内を高純度のＮ２ガスに置換し、内部に収納された半導体ウエハ表面を水分またはケミカルガスによる汚染から保護するＮ２パージシステムにおいて、
前記ブレスフィルター部の片方よりＦＯＵＰ内へＮ２ガスを圧入し、もう一方のブレスフィルター部よりＦＯＵＰ内の残留ガスを強制的に吸引する方法において、ＦＯＵＰ内へ圧入するＮ２ガスの流量に対して、ＦＯＵＰ内から強制的に吸引する残瑠ガスの流量を、ＦＯＵＰの開口部とドアとの隙間から漏洩するＮ２ガスの流量分だけ少ない値で一定になるように制御することにより、Ｎ２ガスの漏洩を最小限に抑え、ＦＯＵＰ内部が外気に対して常に陽圧の状態に維持され、ＦＯＵＰ内をＮ２ガスに置換する間に外部からの塵およびケミカルガスのＦＯＵＰ内への浸入を防ぐことができる。さらに、Ｎ２ガス置換中にＦＯＵＰ内の圧力が一定に保たれるため、ＦＯＵＰ内へのＮ２ガスの供給量を増加させても、ＦＯＵＰが膨張せず、ＦＯＵＰの開口部とドアの隙間からのＮ２ガスの漏洩が一定に抑えられ、ＦＯＵＰ内のＮ２ガス置換時間を短縮できる。
上記を特徴としたＦＯＵＰ用Ｎ２パージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】この発明は半導体製造クリーンルームで使用されるＦＯＵＰ用Ｎ２パージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】現在、半導体製造クリーンルームでは、ウエハをＦＯＵＰに収納し、外気に触れずに半導体製造装置間を搬送・ハンドリングするミニエンバイラメント方式が一般的となっている。【０００３】半導体回路の微細化が進み、現状デザインルールは３２ｎｍになってきた。
その結果、半導体プロセスに要求される環境も一段厳しくなり、ウエハを収納したＦＯＵＰ内の雰囲気も、プロセス工程によっては、水分、ケミカルガス等を完全に除去することが必要になってきた。【０００４】ＦＯＵＰの底部にはブレスフィルター部が備えられている。ブレスフィルター部は、輸送中に大気圧が変化した場合、ＦＯＵＰ内圧力と外気圧力を均一にして、ＦＯＵＰの膨張、収縮を防ぐためのものであり、さらにブレスフィルター部に取り付けられているブレスフィルターは、ＦＯＵＰ内と外部との空気の出入り時に外部から塵がＦＯＵＰ内に侵入するのを防ぐためのものである。【０００５】現状、ＦＯＵＰ内を高純度のＮ２ガスで満たし、内部に収納されたウエハ表面を水分またはケミカルガスによる汚染から保護するＮ２パージシステムが採用されているが、前記ブレスフィルター部の片方よりブレスフィルターを通してＮ２ガスが圧入され、もう一方のブレスフィルター部よりＦＯＵＰ内の残留ガスをブレスフィルターを通して押し出し、高純度のＮ２ガスと置換する方法がとられている。、本発明の方法である、ブレスフィルター部よりＦＯＵＰ内の残留ガスをブレスフィルターを通して強制的に吸引する方法は、まだ、採用されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】現状の上記ブレスフィルターの圧力損失は大きく、ＦＯＵＰ内部の残留ガスをＮ２ガス５Ｌ／ｍｉｎ〜７Ｌ／ｍｉｎの供給流量で置換するために、Ｎ２ガスを２Ｋｐａ〜５Ｋｐａの圧力でＦＯＵＰ内へ圧入している。Ｎ２ガスの圧入圧力をさらに高くして、ＦＯＵＰへの供給流量を増加させると、ＦＯＵＰの排気側ブレスフィルター部からの排気流量も増加するが、同時に、排気側のブレスフィルターの圧力損失も増加し、ＦＯＵＰの膨張が大きくなり、開口部とドアの隙間がさらに拡大して、Ｎ２ガスの漏洩が増加してしまう。
結果として、ＦＯＵＰ内のＮ２ガスへの置換が有効に行われず、Ｎ２ガスの消費量の増加の割には置換時間が短縮できない。さらに、ＦＯＵＰの内圧の増加はＦＯＵＰの破損に繋がる。【０００７】Ｎ２ガスは人体に害を及ぼす危険なガスであり、現状のＦＯＵＰ用Ｎ２パージシステムでは漏れたガスを屋外に排出する大規模の排気ダクトの設置が必要になっている。【０００８】上記理由により、現状のＦＯＵＰ用Ｎ２パージシステムは、生産性が極めて悪い。
【課題を解決するための手段】
【０００９】請求項１は、ＦＯＵＰの底部には気圧の変化により容器内部と外部に圧力差が生じないようブレスフィルター部が複数個設けられ、前記ブレスフィルター部の片方よりＦＯＵＰ内へＮ２ガスを圧入し、もう一方のブレスフィルター部よりＦＯＵＰ内の残留ガスを排出し、ＦＯＵＰ内を高純度のＮ２ガスに置換し、内部に収納された半導体ウエハ表面を水分またはケミカルガスによる汚染から保護するＮ２パージシステムにおいて、
前記ブレスフィルター部の片方よりＦＯＵＰ内へＮ２ガスを圧入し、もう一方のブレスフィルター部よりＦＯＵＰ内の残留ガスを強制的に吸引する方法において、ＦＯＵＰ内へ圧入するＮ２ガスの流量に対して、ＦＯＵＰ内から強制的に吸引する残瑠ガスの流量を、ＦＯＵＰの開口部とドアとの隙間から漏洩するＮ２ガスの流量分だけ少ない値で一定になるように制御することにより、Ｎ２ガスの漏洩を最小限に抑え、ＦＯＵＰ内部が外気に対して常に陽圧の状態に維持され、ＦＯＵＰ内をＮ２ガスに置換する間に外部からの塵およびケミカルガスのＦＯＵＰ内への浸入を防ぐことができる。さらに、Ｎ２ガス置換中にＦＯＵＰ内の圧力が一定に保たれるため、ＦＯＵＰ内へのＮ２ガスの供給量を増加させても、ＦＯＵＰが膨張せず、ＦＯＵＰの開口部とドアの隙間からのＮ２ガスの漏洩が一定に抑えられ、ＦＯＵＰ内のＮ２ガス置換時間を短縮できる。
上記を特徴としたＦＯＵＰ用Ｎ２パージ装置である。
【発明の効果】
【００１０】ＦＯＵＰの膨張によるＮ２ガスの漏洩を一定量に押さえ、ＦＯＵＰを破損させること無くＦＯＵＰ内をＮ２ガスに置換できるため、Ｎ２パージシステムの安全性が向上する。
ＦＯＵＰ内のＮ２ガスへの置換時間が短縮でき、生産性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】以下、この発明の実施の形態について説明する。
図１にＦＯＵＰ断面図、図２にＦＯＵＰ底部をしめす。
ＦＯＵＰ１には、ドア３及び開口部２がある。内部にはウエハ１０が２５枚収納できるようになっている。上部にはＦＯＵＰ吊り上げ用の吊り上げフランジ８、ＦＯＵＰ底部７にはブレスフィルター部４が設けられ、ブレスフィルター部４にはＦＯＵＰ１内に塵が入らないように、ブレスフィルター５が設けられている。【００１２】ＦＯＵＰの底部７には、座９があり、座９には、装置への設置位置を決めるためのキネマティクカップリング１１が設けられている。【００１３】図３にＦＯＵＰ底部７に設けられているブレスフィルター部４の断面を示す。
円筒のフィルターケース６には、ブレスフィルター５が取り付けられ、ブレスフィルターケース６はＦＯＵＰ底部７に取り付けられている。ＦＯＵＰ底部７とフィルターケース６の勘合部はＯリング１２でシールされている。【００１４】図４に、本発明におけるＮ２ガスをＦＯＵＰ内への圧入または吸引するためのＮ２パージシステムのガス給排気ノズル１６を示す。ガス給排気ノズル１６は中空円筒１３の先端が円錐状１４になっており、ガス給排気パイプ１５に連結されている。【００１５】図５に、ＦＯＵＰ１がＮ２パージシステムに設置されたときのガス給排気ノズル１６ととＦＯＵＰ底部７のブレスフィルター部４の勘合時の断面図を示す。
ガス給排気ノズル１６の円錐状先端部１４とブレスフィルターケース６の内側コーナ１７が接触し、シールが保たれる。【００１６】図６に従来のＦＯＵＰ用Ｎ２パージシステムを示す。
半導体ウエハ１０が収納されたＦＯＵＰ１をＦＯＵＰ用Ｎ２パージシュステムに設置すると、ＦＯＵＰ底部７のブレスフィルター部４とガス給排気ノズル１６が勘合される。
圧力レギュレータ１８で調整されたＮ２ガス２１はガス給排気パイプ１５を通って、入り側流量計１９を通り、ガス給排気ノズル１６に供給され、ブレスフィルター部４のブレスフィルター５を通ってＦＯＵＰ１に供給される。ＦＯＵＰ１の内部の残留ガス２５は、もう一方のブレスフィルター部４のブレスフィルター５を通り、ブレスフィルター部４を通り、ガス給排気ノズル１６を通り、出側流量計２０を通り、ガス給排気パイプ１５から排出される。【００１７】一般にブレスフィルター５の圧力損失は２Ｋｐ〜５Ｋｐである。ＦＯＵＰ１内部に圧入されたＮ２ガス２１は、排出側のブレスフィルター５の圧力損失に相当する圧力までＦＯＵＰ１内部の圧力を高めてしまう。ＦＯＵＰ１は膨張して、ＦＯＵＰ１の開口部２とドア３との間に隙間が生じてこの隙間からＮ２ガス２１が漏れてしまう。【００１８】Ｎ２ガス２１の圧入圧力をさらに高くして、ＦＯＵＰ１への供給流量を増加させると、ＦＯＵＰ１からの排気側のブレスフィルター部４からの排気流量も増加するが、同時に、排気側のブレスフィルター５の圧力損失も増加し、ＦＯＵＰ１の膨張が大きくなり、開口部２とドア３の隙間がさらに拡大して、Ｎ２ガス２１の漏洩が増加してしまう。
結果として、ＦＯＵＰ１内のＮ２ガス２１への置換が有効に行われず、Ｎ２ガス２１の消費量の増加の割には置換時間が短縮できない。さらに、ＦＯＵＰ１の内圧の増加はＦＯＵＰ１の破損に繋がる。【００１９】図７に本発明の請求項１のＦＯＵＰ用Ｎ２パージシステムを示す。
ＦＯＵＰ１内へのＮ２ガス２１の供給方法は図６に示す従来のＦＯＵＰ用Ｎ２パージシステムと同じである。本発明では、ＦＯＵＰ１内の残瑠ガス２５を一定流量で吸引するすることを特徴としているが、ここでは、吸引装置として真空エジェクタ２３を適応した例を示す。真空エジェクタ２３への高圧エア２４の供給量が増加すると、真空エジェクタ２３の残瑠ガス２５の吸引力も増加する。
吸引装置として、真空ポンプを適応しても良い。【００２０】排気側のガス給排気パイプ１５には出側流量計２０と真空エジェクタ２３が連結される。
高圧エア２４は吸引力調整用圧力レギュレータ２２で圧力を調整されて、真空エジェクタ２５に供給される。ＦＯＵＰ３内部の残瑠ガス２５は、排気側のブレスフィルター部６のブレスフィルター５を通ってガス給排気ノズル１６に至り、さらにガス給排気パイプ１５を経由して出側流量計２０を通り真空エジェクタ２３に至り、高圧エア２４により真空エジェクタ２３に発生した吸引力により吸引され、外部に排出される。【００２１】残瑠ガス２５の排出流量の設定方法について説明する。
吸引力調整用圧力レギュレータ２２を調整して入り側流量計１９にてＮ２ガス２１の流量を確認しながらＦＯＵＰ１内への供給流量を設定する。次に吸引力調整用圧力レギュレータ２２により真空エジェクタ２３の吸引力を調整し、入り側のＮ２ガス２１の流量に対し、残瑠ガス２５の排気流量が、あらかじめ想定したＦＯＵＰ１の開口部２とドア３の間の隙間からの漏洩分だけ少なくなるように設定する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ＦＯＵＰ断面図
【図２】ＦＯＵＰ底部
【図３】ブレスフィルター部
【図４】ガス給排気ノズル
【図５】ガス給排気ノズルとブレスフィルター部の勘合断面図
【図６】従来のＦＯＵＰ用Ｎ２パージシステム
【図７】本発明のＦＯＵＰ用Ｎ２パージシステム
【符号の説明】
【００２３】  １  ＦＯＵＰ
２  開口部
３  ドア
４  ブレスフィルタ部
５  ブレスフィルタ
６  ブレスフィルタケース
７  ＦＯＵＰ底部
８  吊り上げフランジ
９  座
１０  ウェハ
１１  キネマティクカップリング
１２  Ｏリング
１３  中空円筒
１４  円錐状先端
１５  ガス給排気パイプ
１６  ガス給排気ノズル
１７  ブレスフィルタケース内側コーナ
１８  Ｎ２ガス圧力レギュレータ
１９  入り側流量計
２０  出側流量計
２１  Ｎ２ガス
２２  吸引力調整用圧力レギュレータ
２３  真空エジェクタ
２４  高圧エア
２５  残瑠ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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