(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造に用いるレチクルを保持するためのレチクルＳＭＩＦポッドであって、
開口した内部空間および開口した底部を備える上部の外殻と、
開口した底部において上部の外殻に封止係合し掛止されるように構成された扉とを備え、該扉は基部、前記基部から延在しかつ前記レチクルを受容するためのレチクルＳＭＩＦポッド受容領域を限定するレチクル用の支持部材、およびパージノズルと結合するための下向きのノズルインタフェースを備え、前記ノズルインタフェースは、パージガスを通すための中央開口部を備えた弾力性のあるポリマーにより形成されたディスク形状の片持ち状フランジ部を備え、前記片持ち状フランジ部は被支持フランジ部から半径方向外向きに延在し、前記被支持フランジ部は管状の脚部と一体であり、前記片持ち状のフランジ部は下向きのノズル係合面と上向きの面とを有し、前記片持ち状フランジ部の前記上向きの面は、前記ノズルインタフェースが前記パージノズルと係合しないときには非接触状態にあり、前記片持ち状フランジ部がパージノズルと係合すると、水平から上向きに、円錐状のまたは丸みを帯びた円錐状の状態へと前記中央開口部と同軸で変形可能に配置されているレクチルＳＭＩＦポッド。
【請求項２】
請求項１に記載のレチクルＳＭＩＦポッドであって、前記パージノズルは、さらにディフューザ本体を備え、該ディフューザ本体は前記レチクルＳＭＩＦポッド受容領域から離れる方向であって上方にかつ側方外側に向いた出口を有し、ディフューザ本体は前記管状の脚部に係合する大きさにされた中央軸穴を有するレチクルＳＭＩＦポッド。
【請求項３】
請求項１に記載のレチクルＳＭＩＦポッドであって、前記ノズルインタフェースは、当該レチクルＳＭＩＦポッドの前記扉のパージポート開口部内に係合し、前記ノズルインタフェースは開口した内部空間内に位置するディフューザ部を備え、前記ディフューザ部は前記レチクルＳＭＩＦポッド受容領域に開口する複数のディフューザポートを有するレチクルＳＭＩＦポッド。
【請求項４】
請求項１に記載のレチクルＳＭＩＦポッドであって、前記扉はパージポート開口部を有し、前記ノズルインタフェースはパージポート開口部と封止係合する大きさの環状の溝を備えたグロメット部および中央の軸穴を備え、前記片持ち状フランジ部は該中央の軸穴に隙間なく受容されるような大きさにされた管状部と一体化されているレチクルＳＭＩＦポッド。
【請求項５】
パージ可能な基板コンテナおよびパージステーションの組み合わせであって、前記パージステーションは上方に延在するパージノズルを備えた基板コンテナ受容域を有し、前記パージノズルは直径を有して水平面内に位置する円形の係合リップを有し、前記基板コンテナは前記円形の係合リップに対して半径方向外側の片持ち状フランジ部およびその内部の中央開口部を備えるノズルインタフェースを備え、前記片持ち状フランジ部は、水平方向に延在し、前記片持ち状フランジ部から半径方向内側の支持部と連結され、前記支持部は前記円形の係合リップの直径よりも小さい直径を有し、前記ノズルインタフェースを前記パージノズルと整列させた状態で前記基板コンテナが前記基板コンテナ受容域に配置されると、前記半径方向外側の片持ち状フランジ部は水平から円錐または丸みを帯びた円錐状態へと上方に曲がる組み合わせ。
【請求項６】
請求項５に記載の組み合わせであって、前記パージノズルは前記パージステーションに対して固定され、前記パージノズルと前記ノズルインタフェースとの係合が、前記パージノズルの上に部分的に載せられる前記基板コンテナの重量により与えられる組み合わせ。
【請求項７】
請求項５に記載の組み合わせであって、前記ノズルインタフェースが前記基板コンテナの中へ延在するディフューザポートを備えたグロメット部をさらに備える組み合わせ。
【請求項８】
請求項５に記載の組み合わせであって、前記パージステーションが、筐体を備え、かつ、レチクルＳＭＩＦポッドのストック器として構成され、基板コンテナがレチクルＳＭＩＦポッドとして構成される組み合わせ。
【請求項９】
請求項５に記載の組み合わせであって、前記基板コンテナが前部の開口したコンテナであり、ウェハー用の棚部を備えた組み合わせ。
【請求項１０】
少なくとも１つの基板を保持するためのパージ可能な基板コンテナであって、
内部空間を限定し、開口した側部およびパージポート開口部を含むコンテナと、
前記開口したコンテナ内に前記少なくとも１つの基板を保持するため前記コンテナに取り付けられた支持部と、
前記開口した側部に封止可能に掛止できる扉と、
前記コンテナに前記パージポート開口部において取り付けられたパージガス注入用のパージノズルインタフェースアセンブリとを有し、該パージノズルインタフェースアセンブリは、中央開口部および該中央開口部に対して半径方向外側の片持ち状周辺部を備えた弾性ポリマーディスクを含み、前記弾性ポリマーディスクは前記片持ち状周辺部から半径方向内側で保持され、前記片持ち状周辺部は、該片持ち状周辺部が水平にかつ半径方向外側に延在する非撓み位置と、前記片持ち状部分が撓んで水平の非撓み位置から角度をなして上方に延在する封止係合位置とを有するパージノズルインタフェースアセンブリとを備えるパージ可能な基板コンテナ。
【請求項１１】
基板コンテナをパージする方法であって、前記基板コンテナがその底側にパージポートを有し、前記パージポートは内側に管状脚部を一体で有する弾性ポリマー製の半径方向外向きに延びる片持ち状周辺部を備え、前記片持ち状周辺部は下向きの係合面部と反対の上方に向いた面とを有し、前記上方に向いた面は非接触状態にあり、
前記片持ち状周辺部の下向きの係合面と係合する上向きのノズルであって、上側の周囲リップを備えたノズルを有するパージステーション上に基板コンテナを配置する段階と、
前記ノズルに載せられる前記基板コンテナの重量により前記片持ち状周辺部を上方に曲げる段階とを備えた方法。
【請求項１２】
パージポート開口部およびその内部に取り付けられたパージポートアセンブリとを備えた基板コンテナであって、前記パージポートアセンブリは両者とも弾性ポリマーで形成された本体部とノズル受容部とを備え、上記本体部は、それ自体の周りに延在し、前記パージポート開口部を封止嵌合する大きさにされた環状の通路形状をした溝を有し、前記本体部は、ディフューザポートと、前記本体部を通って軸方向に延び、前記ディフューザポートと連通する穴とをさらに有し、前記ノズル受容部は管状部と一体のフランジ部を備え、前記フランジ部は中央開口部を有し、かつ半径方向内側の被支持フランジ部および該被支持フランジ部と同心で被支持フランジ部から半径方向外側に延在する、半径方向外側の支持されない片持ち状フランジ部を備え、前記管状部は前記本体部の前記穴内に挿入されて保持される大きさにされ、それにより、前記フランジ部は前記コンテナの外部に位置され、前記ディフューザポートは内部に位置し、前記パージポートアセンブリを通る軸方向のパージ経路が存在する基板コンテナ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２００７年２月２８日に出願された米国仮特許出願特許第６０／８９２１９６号の利益を要求するものであり、本出願はまた、２００６年４月３日に出願された米国特許出願第１１／３９６９４９号、２００５年４月４日に出願された米国仮特許出願第６０／６６８１８９号、および２００８年２月１２日に発行された米国特許第７３２８７２７号に関連し、これらの全ては参照により全体がここに導入される。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、半導体製造に用いられる基板キャリア、更に具体的には搬送可能なレチクル／フォトマスク‐キャリアおよびそのようなキャリア内の環境を制御するためのパージシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体として用いるシリコンウェハーの処理は、その処理ステップの１つとして、典型的にフォトリソグラフィを含む。フォトリソグラフィにおいて、窒化シリコンの被覆物を含むウェハー表面は、感光性の液体ポリマーまたはフォトレジストで被覆されていて、所望のパターンを有するテンプレートを用いて照射光源に選択的に露光される。典型的に、紫外光がマスクまたはレチクルの表面を透過するかマスクまたはレチクルの表面で反射されて、フォトレジストで被覆されたウェハーの上に所望のパターンを投影する。光で露光されたフォトレジストの部分は化学的に変化し、それに続いて、マスク上のパターンの正確な形状にしたがって、露光されなかったフォトレジストを取り除き、ウェハー上の変化したフォトレジストを残したままにする化学的媒体にウェハーがさらされると、光で露光されたフォトレジストの部分は影響を受けないままである。ウェハーは、マスクの正確なデザインに従って、窒化層の露出部分を取り除き、ウェハー上の窒化層パターンを残したままにするエッチング処理を受ける。
【０００４】
産業のトレンドは、より大きいウェハー上により細い線幅を必要とするより小さいおよび／またはより集積度の高いチップの製造に向かっている。明らかに、レチクルの表面がパターン化される細かさの程度と、このパターン化がウェハーの表面上に忠実に複製できる程度は、究極の半導体製品の品質に影響を与える要素である。パターンがウェハー表面上に再生できる解像度は、フォトレジストに被覆されたウェハーの表面上にパターンを投影するために使用される紫外光の波長に依存する。最高品質のフォトリソグラフィ機器は、１００ｎｍのオーダーの最小特性サイズを可能にする１９３ｎｍの波長の遠紫外光を使用している。最近開発された機器では、１５７ｎｍの極短紫外光を使用して７０ｎｍ未満のサイズの特性の解像度を可能にしている。
【０００５】
レチクルは、ウェハー上に再生されるパターンを含む非常に平らな硝子板である。典型的なレチクルの基板材料は石英である。最近の集積回路の重要な素子の極小サイズのために、容認できない品質の最終製品につながる処理中に、レチクルの有効表面（すなわち、表面上のパターン）から、フォトレジスト層の表面を損傷させるか、または、フォトレジスト層の上に投影されたイメージを変形させる可能性のある汚染物質が除かれることは必須である。典型的に、危険な微粒子のサイズは、極短紫外光がフォトリソグラフィ処理の一部であるとき、パターンでない部分とパターンの部分ではそれぞれ、０．１μｍと０．０３μｍである。一般的に、レチクルのパターンのある表面は、薄くて工学的に透明なフィルム、好ましくはニトロセルロースにより被覆され、フレームに取り付けられて支持され、レチクルに取り付けられている。その目的は、汚染物質を封止し、像面内のそのような汚染により潜在的に引き起こされる印刷不良を減少させることである。
【０００６】
しかし、極短紫外光は、遠紫外光のフォトリソグラフィのレチクルの特性による透過に反して、パターン表面からの反射を利用する。このとき、この発明は極短紫外線の透過する薄膜材料を提供しない。結果として、極短紫外線リソグラフィに使用される反射フォトマスク（レチクル）は、従来のフォトリソグラフィに用いられるレチクルよりもかなりの大きな程度汚染や損傷の影響を受けやすい。この状況は、極短紫外線フォトリソグラフィに用いることになっているレチクルを、保管、移動、および搬送するために設計されたどのＳＭＩＦポッドにも高まる機能的要求を課している。
【０００７】
製造中、処理中、搬送中、取り扱い中、移送中、または保管中に、レチクルの他表面との不要な意図しない接触は、スライド摩擦および摩耗のために、パターンの印刷されたレチクルの表面の繊細な特性に損傷を生じさせる可能性がある。同様に、一般的に当業者に理解されているように、レチクルの表面の微粒子によるどのような汚染も、そのような欠陥のあるレチクルを使用する処理の最終生産物に深刻な影響を与えるのに十分な程度、レチクルを潜在的に危険にさらす。この点において、この分野の技術は、レチクルのスライド摩擦、レチクルの結果として生じる摩耗、および、汚染微粒子の結果としての生成を減少させるかまたは除去するようにレチクルのコンテナ内でレチクルを位置決めして支持する、独創的アプローチを開発してきた。保管、処理、および移送中のウェハーの周囲の制御された環境を維持するための必要性を認めると、従来技術は、微粒子材料の進入を相対的に防止することができるようなコンテナを提供することにより、ウェハーのごく近傍の環境の管理を可能にする隔離技術のアプローチを発展させてきた。
【０００８】
典型的に、コンテナには、処理機械によるコンテナの自動操作を可能にする標準化された機械的インタフェースが設けられている。そのようなコンテナは、２００ｍｍまでのフォトマスクを保持することができ、指定された標準的な機械的インタフェースのポッドまたはＳＭＩＦポッドである。そのような制御された環境でさえも、制御された環境に捕らえられた空気の気圧変動のため、または、コンテナの急激な移動および／または捕らえられた空気の体積の変動により引き起こされる捕らえられた空気の乱流のために、制御された環境内部で存在しうる微粒子の移動が依然発生しうる。例えば、薄壁ＳＭＩＦポッドは、制御された環境内に捕らえられた空気の移動を引き起こす標高に関連する圧力の変化による壁の動きを経験しうる。気温の変化がコンテナ内の滞留を引き起こしうる。圧力の変動によるコンテナおよびその構成部材の寸法の変化は、キャリアのカバーと扉との間の封止を危険にさらし、キャリア内への微粒子の進入につながりうる。従来技術のアプローチは、外部環境と内部の制御された空気の体積との間の呼吸装置を意図している。呼吸装置は、空気の流れる通路を提供する。従来技術の呼吸装置は、外部環境からキャリアの内部の制御された環境への微粒子の侵入を防止する微粒子フィルタを含んでも良い。
【０００９】
当業者ならば、微粒子汚染物質は均衡の半分にすぎないと考えるであろう。同様に重要なのは、周囲の空気の密封されたシステム内への通気、漏れ、または捕捉による気相汚染または空気中の分子汚染（ＡＭＣ）である。例えば、適切な露点温度において、空気中の水分は空気から凝結し、凝結した水分のうちいくらかはレチクルの上に堆積する。完璧に封止したコンテナでさえも、処理中にレチクルがコンテナから取り除かれるとき、およびコンテナ内で移動されるときには、システム内に空気の侵入する可能性がある。レチクルのパターン表面上に凝結した水蒸気は、固体の微粒子のように光学を干渉しうる。重要であると信じられている気相または水蒸気の他の汚染源は、フォトマスクのライフサイクル期間中のレチクル／ポッドの洗浄操作により生じる溶媒残留物、キャリアの構造上の構成部材からのガス流出により生成される化学物質、およびキャリアの外殻とキャリアの扉との間の密封配置を破ることにより、周囲の空気からキャリアに進入する化学物質である。
【００１０】
複数の汚染種が気相汚染に最大の貢献をしていると考えられている。これらはＮＨ3（アンモニア）、ＳＯ2（二酸化硫黄）、Ｈ2Ｏ（水）、および凝結する有機物Ｃ６−Ｃ１０を含む。フォトリソグラフィシステムにより、フォトマスクが４３６ｎｍから１５７ｎｍの範囲の波長のレーザー光源に露光される。現在１９３ｎｍのレーザーがかなり一般的である。レーザーのエネルギーは、レチクルの表面上で欠陥の形成と増殖を促進させる化学反応を開始させうる。例えば、化学種のうちいくつかはＳＯ42-およびＮＨ4+などの非常に反応しやすい反応種を形成するように変化する。例えば酸などのこのような化学物質のうちのいくつかは、ガラスと反応しやすく、エッチングしてパターン表面上にぼやけを生成することによりレチクルを損傷させうる。塩基はレジスト被毒を生成しうる。凝結する有機物はＳｉＣの形成につながりうる。一般的に、汚染の全ては、同じ効果、即ち、レチクルの機能を低下させる結晶成長をもたらすと考えられる。この点で、現在の考えでは、水分または水が結晶成長に必要な鍵となる材料のひとつであると考えられている。本質的に、水は前記汚染物質のうちのいくつかを組み合わせて塩を形成し、結晶成長の規定の元に一般的に協力する。例えば乾燥剤を用いる従来技術は、塩（または結晶）形成を防止するのに十分低いレベルまで水分の凝結を減らすことができないので、この問題を改善することはできていない。乾燥クリーンエア（ＣＤＡ）または他の乾燥ガスによるレチクルキャリアのパージは、結晶成長を避けるのに必要なレベルまで、水分汚染を減少させることができない。したがって、レチクルのライフサイクルの各ステージにおいて、汚染を制御するメカニズムの必要性が存在する。
【００１１】
化学物質汚染の影響を改善するために従来技術で一般的に使用されているアプローチのひとつは、定期的レチクル／マスク洗浄である。そのような洗浄の平均時間間隔（ＭＴＢＣ）は、１９３ｎｍ露光機器では、例えば約８０００ウェハーに近づいている。ＭＴＢＣの閾値は、レチクル／マスクを使用してウェハー状に印刷された欠陥の間の平均時間（ＭＴＢＤ）を抑えるために設定される。しかし、そのようなレチクル／マスクは、機能性を超えて解像度が悪化する前にかつマスクが廃棄される前に、影響を受けるそのような清浄度の数値には限度がある。上記の観点で、従来技術の１つは、保管中、移送中、操作中と同様に、キャリアにレチクルがないときであるスタンバイ状態中にも、キャリア内のレチクル環境が清潔に保たれることを確実にする必要性があると認識するはずである。所望の間、ＡＭＣまたは他の汚染物質の進入を絶対阻止する密封された環境を構築することは一般的に実現不可能である。特にレチクルおよびレチクルキャリアが移送または搬送されねばならないとき、レチクルキャリアを連続的にパージすることも実現不可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第５，９８８，２３３号
【特許文献２】米国特許第５，８１０，０６２号
【特許文献３】米国特許第５，４８２，１６１号
【特許文献４】米国特許第６，７３６，２６８号
【特許文献５】米国再発行特許第３８，２２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記の関連出願に開示されているようなパージ解決手段は、フォトマスクキャリア内のＡＭＣの侵入、凝縮、および蓄積速度を著しく制御しているけれども、更なる改良が望まれている。従って、必要とされるものは、結晶塩の形成を排除または著しく減少させるレベルまで、および、レチクル上のいかなる汚染物質の存在も概して最小にするレベルまで、フォトマスクキャリア内のＡＭＣの侵入、凝縮、および蓄積速度を更に改善するシステム、構造、または装置である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、ある実施の形態において、保管中、移送中、処理中、および搬送中にレチクルを収納するための制御された環境を備えるレチクル／マスク‐キャリアを提供する。本発明の第１の実施の形態によれば、レチクル／マスク‐キャリアは、前記制御された環境内への微粒子および気相汚染物質の侵入および生成を制御する手段を備えている。
【００１５】
本発明は、ポッド内、底部に開口扉を備えるポッド内、特にレチクルＳＭＩＦポッド内の制御された環境を提供および維持するシステム、構成部材、および処理を提供する。
【００１６】
１つの実施の形態では、ポッドが、底部の開口したポッドの扉の下面上に位置する可撓性のノズル受けフランジを有する。ノズル受け封止部は、ノズルにより負荷を受けると軸方向に変形しあるいは曲がることで封止を形成する、下向きで略円形状の封止フランジを含む。
【００１７】
本発明の複数の実施の形態は、底部の開口したポッドを着脱可能に受容するための受容器を提供する。好ましい実施の形態では、受容器は、底部の開口したポッドとのパージ接続のためのノズルインタフェースを備えたトレイとして構成される。ある実施の形態では、ポッド受容器は、ポッドの底部にある中央排出フィルタを通って下向きの通気を可能にするような大きさと位置の開口部を有する。
【００１８】
ある実施の形態では、底部の開口したポッドは、トレイ上のノズルと直接インタフェースする一対の下向き封止フランジを有する。これらの封止フランジはポッドのおよび中身の重量の一部を支持する。ポッドのおよび中身の重量は、封止フランジに負荷を加えて変形させるので、封止フランジとノズルとの間の封止接触を改善する。１つの実施形態では、封止フランジは、扉部を通って延在する開口部内に受容される弾性(elastomericおよび／またはresilient)ブッシュやグロメットと組み合わされるかまたは一体化されてパージポートアセンブリを構成する。ブッシュ逆止めバルブ部材を受容できる穴部を内部に有する。
【００１９】
ある実施の形態では、グロメットの一部としてのディフューザ部は、底部の開口したポッドの扉の上面の上方に延在する。ディフューザは、パターン表面および薄膜から離れる方向にパージガスを向けるように、好ましくは外側を向いた出口を有する。
【００２０】
ある実施の形態では、トレイとポッドの扉との間のパージインタフェースの封止の完全性は、トレイ上のポッドの配置および／または安定性により影響を受けうる。１つの実施の形態では、ポッドの扉とトレイとの間のインタフェースは、トレイ上の不連続の接触領域に有り、ポッドとトレイとの間のほぼ３点または３領域の接触をもたらす。ポッドとの手動での接触に際して視覚的に認識できる垂直移動がなされ得、その場合、パージノズルと封止フランジとの弾性係合において、少なくとも垂直に約０．１インチ（約０．２５ｃｍ）の許容差を有することが好ましい。
【００２１】
ある実施の形態では、パージステーションは、底部の開口したポッドを受容するため積み重ね形態に配置された複数のトレイを提供する。トレイは移動可能であって、例えば水平方向に旋回可能であって、底部の開口したポッドへの容易なアクセスを提供する。
【００２２】
もうひとつの態様によれば、トレイ内の開口部は、底部の開口したポッドの扉上のフィルタに対応しており、実質的に同心である。更に、フィルタは、好ましくはレチクルに実質的につりあった形状と大きさにされ、好ましくはレチクルと実質的に同心に位置される。
【００２３】
本発明のさらにもう１つの実施の形態によれば、底部の開口したポッドは、レチクルキャリアの密封された空間の中へ加圧された非常にきれいな乾燥空気（ＸＣＤＡと命名する）を連続的に噴射する手段と、封止された空間からＸＣＤＡを排出する手段とを備えている。このような密封された空間内への連続パージは、マスク／レチクル上の汚染物質を吹き飛ばし、ぼやけの形成またはひびの形成を防止するように機能する。好ましい実施の形態では、一重ねの旋回可能なトレイは、底部の開口した保管されたレチクルポッドの連続パージを提供するパージラインを有する。
【００２４】
また、上記のようにウェハーコンテナに関連して発生する同様なぼやけおよび汚染も現れる。従って以下に記載するように、解決手段の態様はウェハーコンテナにも適用できる。
【００２５】
本発明の更なる目的、利点、および新規な特徴は以下の説明にある程度記載されていて、以下の説明を精査することにより、または本発明の実施により学ぶことにより、当業者にはある程度明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る底部の開口した基板キャリアのアセンブリの底面斜視図である。
【図２】図１の基板キャリアのアセンブリの分解斜視図である。
【図３】レチクルを支持するように示された図１のレチクルキャリアの基部または扉の斜視図である。
【図４】ポッドの内部のディフューザノズルアセンブリを含む基部の側部断面図およびパージトレイの上方に位置するポッドをさらに描いた図である。
【図４ａ】図４に描かれた基部の側部断面図であり、パージトレイのパージノズルと係合するディフューザノズルアセンブリの封止フランジと共に描かれた図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るディフューザノズルアセンブリの構成部材を描いた詳細斜視図である。
【図６】逆止バルブアセンブリと共に、本発明の実施の形態に係るディフューザノズルアセンブリの構成部材を描いた詳細斜視図である。
【図７】本発明に係るパージ能力を備えた底部の開口したポッドを受容する、積み重ねられた複数の旋回可能なトレイを備えたポッドライブラリの斜視図である。
【図８】図７のポッドライブラリのトレイの上面の斜視図である。
【図９】図７のポットライブラリのトレイの底部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
添付の図は、特にレチクルキャリアとして構成される基板と、レチクルポッドのライブラリを提供する、積み重ねられた複数の旋回可能なトレイとして構成されるパージステーションとを保持する底部の開口したポッドの実施の形態を描いている。前と後ろ、右と左、頂部と底部、上と下、および水平と垂直へのどの参照も簡便な説明を意図していて、任意の位置または空間的方向へ本発明またはその構成部材を限定していない。「基板」が使用されるときは、半導体製造に用いられるウェハーまたはレチクルをここでは参照している。添付の図およびこの明細書中に指定されたどの寸法も、本発明の１つの実施の形態の潜在的デザインおよび意図する使用方法により、本発明の範囲から外れることなく変更されても良い。
【００２８】
図１−４ａでは、本発明の第１の実施の形態に係るパージ能力を備えたレチクルキャリア１００として構成される基板用の底部の開口したポッドが描かれている。レチクルキャリア１００（代わりに、レチクルコンテナ、レチクルポッド、またはレチクルボックスとも呼ばれる）は一般的に扉部１０６（代わりに、基部とも呼ばれる）を備え、前記扉部１０６は、キャリア外殻１１２（代わりにカバーとも呼ばれる）と結合して、密封された内部空間１１８を形成し、前記密封された内部空間１１８はレチクル１２４が保管可能かつ移送可能な封止された環境を提供する。用語「レチクル」は、微粒子および気相化学汚染物質による損傷の影響を受けやすい半導体産業で使用されている水晶ブランク、フォトマスク、マスクを含む広い意味に使用されている。一般的に、レチクル１２４は、上記したようにエッチングされたパターンの設けられた表面領域１２９を有する第２のパターン表面１２８と対向する第１の表面１２６を備えた正方形に形成される。レチクルの側面１３０は、第２のパターン表面１２８から第１のパターン表面１２６を離間させ、レチクルの周囲１３０の周りに延在する。なお、本発明はレチクル１２４の特定の形状に限定されない。
【００２９】
図１―４ａに示された扉部１０６は、側壁１４８により離間される対向する扉の上面１３６と扉の下面１４２とを含む。複数のレチクル支持部１５４、レチクル側部位置決め部材１６０、および後部位置決め部材１６６は、扉の上面１３６から外方向に延在し、前記扉の上面１３６の上部の周囲１７２に隣接して、離間した関係で配置され、扉の上面１３６の中央部分１７８の略周囲に配置されている。レチクル支持部１５４は、扉の上面１３６の上方の所定の高さ１５６にレチクル１２４を支持するように構成されている。レチクル側部位置決め部材１６０および後部位置決め部材１６６は、レチクルが、扉部１０６に関係しかつ図３に最も良く描かれているようにレチクル支持部１５４、レチクルの側部位置決め部材１６０、および後部位置決め部材１６６により限定されるレチクル受容領域１６８を実質的に占めかつその容積の境界を区切られるように、レチクル１２４の手動位置決めを案内する役目をし、レチクル支持部１５４上のレチクルの適切な横方向および後方の配置を確実にする。ガスケット１８４は、扉の上面１３６上の上部の周囲１７２に沿って輪状に配置される。好ましくは、扉部１０６およびキャリア外殻１１２はレチクル１２４を含む基板の形状と一致させる。
【００３０】
次に、図２および図３を参照すると、扉部１０６は、該扉部１０６を通って延在し、扉の上面１３６上の第１開口部１９６、扉の下面１４２上の第２開口部２０２、および第１開口部１９６と第２開口部２０２とを連通する内周壁２０８により区画される中央開口１９０を有する。図２−３に示されている例示的な実施の形態では、第１および第２開口部１９６および２０２は、実質的に正方形の形状で、各々第１および第２領域２１２および２１４により特徴付けられる。内周壁２０８は、第１および第２開口部１９６および２０２の間において扉部１０６の側壁１４８とほぼ平行に延在する。内周壁２０８は、フィルタフレーム２２６が第１開口部１９６に対して実質的に垂直であるように、かつ扉の上面１３６とほぼ面一に位置されるようにフィルタフレーム２２６を確実に支持するのに適した周囲の棚部２２０を備えて構成されている。
【００３１】
図２に描かれている実施の形態では、フィルタフレーム２２６は、本発明に係るフィルタ２３２が使用できる半剛体の成形されたプラスチック容器でもよい。フィルタフレーム２２６は、開口端２４８の周辺における周囲のフランジ２４２（代わりにリップとしても同定される）と、開口端２４８に従属し、かつフィルタ２３２を受容するようになっている空間２６２を限定する閉端２５２で終わるフィルタフレーム側壁２５８とを備えた実質的にハットの形状をしている。閉端２５２は、複数の孔２６４を限定する構造を有する。フィルタフレーム側壁２５８は、内周壁２０８上の周囲の棚部２２０に対する相補的な形状を有する肩部２６８を含む。フィルタフレームは、フランジ２４２が扉の上面１３６の上に位置しかつ肩部２６８が内周壁２０８の周囲の棚部２２０の上に確実に位置した状態で扉部１０６内に着脱可能に取り付けられるようにするため、扉の上面１３６上の第１開口部１９６を通って挿入されて中央孔１９０の中に隙間なく受容されるようにるように構成される。代わりの実施の形態では、弾性シールまたは例えば上記のガスケット１８４などのガスケットを、肩部２６８と周囲の棚部２２０との間に挟んで、フィルタフレーム２２６とフィルタ２３２との間の密封を提供することができる。
【００３２】
本発明の１つの実施の形態では、第１開口部１９６の第１領域２１２は、レチクル１２４の第２のパターン表面１２８の表面領域１２９に実質的に比例して構成される。特定の実施の形態の１つの態様によれば、第１領域２１２は表面領域の少なくとも５０％であり、更なる実施の形態では表面領域１２９の少なくとも６０％であり、好ましくは、表面領域１２９の７５％から１００％の範囲内である。本発明の好ましい実施の形態では、第１領域２１２は実質的にレチクル受容領域１６８と同心である。さらに、組み立てられた構成において、即ち、キャリア外殻１１２が扉部１０６に合わされて、レチクル１２４がレチクル支持部１５４の上に支持されたとき、フィルタ２３２がその表面領域２８８を、密封された空間１１８内において第２のパターン表面１２８の少なくとも一部に対向した状態に配置されて、レチクルの周囲１３０が表面領域２８８の周囲２８９の上に重なるように、第１開口部１９６とレチクル支持部１５４の位置とが配置される。
【００３３】
当業者ならば、表面領域２８８および第２のパターン表面１２８の他の有効な構成が本発明の範囲から逸脱することなく可能であることは分るであろう。前記の有効な構成の全ては、密封された空間１１８と、レチクルキャリアのパージ、レチクルの処理、移送、搬送、および保管中に生成される拡散長と、レチクル１２４がレチクルキャリア１００内に存在中に遭遇する他の状況とに部分的に基づき、第２のパターン表面１２８に対して表面領域２８８の範囲を最大にするように選択される。表面領域２８８は、第２のパターン表面１２８に隣接して配置される。本発明の方法によって表面領域２８８の範囲と場所とを選択することにより、密封空間１１８に存在するまたは進入する微粒子が、第２のパターン表面１２８上に拡散する代わりに、表面２８８の上に優先的に遭遇し定着する可能性が最大化される。当業者ならば、表面領域２８８の範囲は、フィルタ２３２への流体の進入を可能にする流通路の総数を表すことがわかるであろう。参照番号３３８に関連付けられた用語「高度表面領域」は、他方では、流体がフィルタ２３２の全体の厚み２９０を透過して流れるに伴う濾過が可能な全濾材の有効表面領域を意味する。有効表面領域はガスの吸収および化学反応を制御するものである。この点において、表面２８８は扉の上面１３６の大部分を超えて延在し得るので、本発明のフィルタ２３２が扉部１０６の構造的に重要な部材である点で、フィルタ２３２はＳＭＩＦポッドフィルタとは異なる。さらに、組み立てられた構成では、フィルタ２３２が密封された空間１１８を複数の孔２６４を通ってレチクルポッド１００の外部の周囲雰囲気と流体連通させるように、基層２７６が閉口端２５２上に位置される。
【００３４】
本発明の１つの実施の形態によれば、密封された空間１１８内の水分の濃度は、数ｐｐｂに近い濃度レベルを好ましくは維持する。例えば乾燥剤のような従来技術のアプローチを用いれば、密封された空間１１８内の水分濃度を、ほんの数ｐｐｍ以内に制御できる。そのレベルの湿度制御は、密封された空間１１８を通って、例えば乾燥窒素ガスまたは乾燥アルゴンなどの非常に乾燥したガスを定期的に流すパージシステムにレチクルポッド１００を連結することにより達成される。
【００３５】
当業者ならば、非常に乾燥したパージガス、例えば乾燥窒素ガスおよび乾燥アルゴンガスを密封された空間内１１８への圧力下で注入することで、パージガスの少なくとも一部が、フィルタ２３２を通って、かつ、閉口端２５２を通って周囲の雰囲気に排出させられることが分かるであろう。レチクルキャリア１００をパージする装置および方法は、米国特許第５，９８８，２３３号及び米国特許第５，８１０，０６２号に記載されており、これら２つの特許の全内容が全体として参照により本発明に組み込まれている。代わりの実施の形態では、密封された空間１１８は、パージディフューザ取付具を通ってパージガスが流れることにより加圧される。パージガスはフィルタ２３２を通って密封された空間１１８から排出される。一般的に、密封された空間１１８のパージにより、ガス流中に微量汚染物質を取り込むことにより、微量汚染物質が除去される。乾燥ガスによるパージも、フィルタ２３２を除湿する。圧力を加えたパージは、物理吸着媒体による濾材および微粒子を特に濾過する濾材に弱い力で結合された微粒子および他の汚染物質を除去することができる。実際には、パージは、汚染物質を吸収する能力を補充することによりフィルタ２３２を再生させる。当業者ならば、本発明のフィルタ２３２の能力が、消耗したフィルタ２３２を交換することによっても補充することができることは理解できるであろう。
【００３６】
図２、図４、図４ａ、図５、および図６に描かれた１つの実施の形態によれば、ノズルインタフェース、またはパージポートアセンブリ３５０は一般的にディフューザ本体部３５２、ノズル受容部３５４、および任意に逆止弁アセンブリ３５６およびフィルタ３５７を含む。本体部３５２は一般的に側部のチャンネル状溝３６０を限定する胴体部３５８および上半球部３６２を含む。ディフューザ本体部３５２は、中空の内部空間３６４を限定する。複数のディフューザポート３６６は、上半球部３６２の片側に限定され、穴部として外表面３６８に形成された中空の内部空間３６４を通って延在する。ノズル受容部３５４は、一般的に下端３７４において弾性を有して可撓性の封止フランジ部３７２を一体で備えた脚部すなわち管状部３７０を含む。管状部として構成される脚部３７０は中空の内部空間３７６を限定する。入口すなわち開口部３７８はフランジ部３７２を通って内部空間３７６に至り延在する。フランジ部３７２は、管状部３７０に隣接しかつ一体の被支持フランジ部３８１と、被支持フランジ部３８１と一体かつ同心で半径方向外向の片持状フランジ部３８３とを含む。被支持部分３７２は、適切には１／４インチ（約０．６４ｃｍ）から３／４インチ（約１．９１ｃｍ）の直径ｄ1を有し、片持状のフランジ部は、適切には３／８インチ（約０．９５ｃｍ）から１インチ（約２．５４ｃｍ）の直径ｄ2を有する。
【００３７】
ディフューザ本体部およびノズル受容部は、Hytrel（登録商標）（イーアイ・デュポン・デュ・ニューマス・アンド・カンパニー社（E.I. Dupont de Nemours and Company）のポリマー製品）などの弾性ポリマーにより形成される。エラストマーを含むＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの他の熱可塑性プラスチックも適している。
【００３８】
図２に描かれているように、扉部１０６は、扉の上面１３６から扉の下面１４２まで貫通して延在する開口部４００、４０２を限定する。各開口部４００，４０２は、内向の周縁４０４を有する。胴体部３５８の底縁３８０は、丸みを帯びさせられるかまたは斜角を付けられて、扉の上面１３６から開口部４００、４０２の中へのディフューザ本体部３５２の挿入が可能となっている。
【００３９】
別個のパージポートアセンブリ３５０が、各開口部４００、４０２を通って受容される。内向の周縁４０３は、側部の溝３６０に受容されて、前記パージディフューザアセンブリが開口内に定位置でシール状態で固定される。重要なことには、ディフューザポート３６６は、パージガスがレチクルの各側部の中間に導入され、パターン表面薄膜から離れる方向に向けられるように、側壁１４８に向かって外方向に向けられている。図４および図４ａに描かれているように、封止挿入部３５４の脚部または管状部３７０は、下向きフランジ部３７２を備えたディフューザ本体部３５２の中空内部空間３６４内に封止状態で受容される。
【００４０】
図７−図９において、積み重ねられた状態に配置され、中央カラム５０４の周りを水平方向に旋回可能であって、底部の開口したポッド１００への容易なアクセスを提供する複数のパージトレイ５０２を含むパージステーション５００の実施の形態が描かれている。筐体５０３をステーションの閉じ込めを提供するために設けてもよい。各トレイ５０２は、一般的に、基板コンテナまたはレチクルポッド受容領域５０９を限定する溝５０７と、ポッド１００のフィルタフレーム２２６に対応する中央の開口部５０８とを限定する平面状のデッキ部５０６を含む。１対のパージノズル５１０は、図４および図４ａに描かれているように、トレイ５０２から上方向に延在し、管状部５１２を通って非常に乾燥したパージガスの供給源３００．１と連結される。各パージノズル５１０は、上部の周囲のリップ５１４を有し、入口ポート５１８を備えた略ボウル形状の溝５１６を限定している。リップ５１４は、適切には被支持フランジ部分の直径ｄ1より大きく、片持ち状フランジ部の直径ｄ2よりも小さい直径ｄ3を有する。トレイ５０２は第３のポッド当接点５２０をさらに含んでも良い。
【００４１】
使用時には、ポッド１００が、図４に描かれているように各フランジ部３７２がパージノズル５１０の１つに位置合わせされた状態でトレイ５０２上方に設置される。ポッド１００がトレイ５０２上に載せられると、フランジ部３７２は、パージノズル５１０と係合し、図４ａに描かれているように、ポッド１００の重量により負荷を受けるので、角度Ｘまで上方に屈曲すなわち偏向する。本体部の下面５０３は、片持ち状フランジ部に対する湾曲した硬い係止部を提供する。第３のポッド当接点５２０は、ポッド１００が、パージノズル５１０および第３のポッド当接点５２０でのみトレイ５０２上に支持されるように、扉の下面１４２の点に当接しても良い。好ましくは、手動力が加わったときの、フランジ部３７２を備えたパージノズル５１０の弾性係合には、好ましくは垂直に少なくとも約０．１インチ（約０．２５ｃｍ）の許容誤差があり、フランジ３７２上に載せられるポッド１００の重量により、ポッド１００に下向きに力が加わった際に視覚的に認識できる垂直移動が依然としてなされ得る。
【００４２】
次に、乾燥ガスが、管状部５１２を通って導入され、パージノズル５１０を通って流れ、入口開口部３７８を通ってパージディフューザアセンブリ３５０内に流れる。この乾燥ガスは、次に、ディフューザポート３６６を通って密封された空間１１８に導入される。ディフューザポート３６６は、レチクルから外側に離れる方向に向いているので、該ガスはどのパターン表面上にも突き当たらない。パージガスの一部は、フィルタ２３２を通って退出し閉口端２５２を通って周囲の雰囲気中に放出される。
【００４３】
各パージディフューザアセンブリ３５０は、封止挿入部３５４の中空の内部空間３７６に受容される逆止弁アセンブリ３５６を備えて、一方向の流れの通過を可能にして、システム不使用時には、密封された空間１１８に気体または微粒子の汚染物質が進入または排出されるのを防止しても良い。上記で参照した米国特許第５，４８２，１６１号に記載されたようなスリットを備えたダイアフラム弁も、逆止弁アセンブリ３５６と共にまたは逆止弁アセンブリ３５６なしに使用することができる。これは、フィルタ２３２が備える濾材２７６、２７８、２８０、２８２および他の媒体の、レチクルキャリア１００の外部の周囲雰囲気への露出を制限するための機械的手段である。
【００４４】
当業者なら分るであろうが、当然、本ＳＭＩＦレチクルポッドの多くの代わりの実施の形態が可能であり、これらは本発明の範囲内に含まれる。さらに、この発明の特徴は、ウェハーを保管するＦＯＵＰＳ（前開き統合型ポッド(front opening unified pods)）などの他の基板コンテナにも応用できる。そのようなウェハーコンテナは米国特許第６，７３６，２６８号および米国再発行特許第３８，２２１号に開示されており、これらの開示は参照によってここに組み込まれる。本発明に適用可能なこれらの基板コンテナは好ましくは約１／３リットルから１０リットルまでの範囲の内部容積を有し、一般的かつ原則的にはポリカーボネートなどの硬いポリマーから成っている。上記の説明は多くの特定を含むけれども、本発明の範囲を限定するものと解釈するべきではなく、本発明の現在において好ましい実施の形態のいくつかの詳細な説明を単に提供するものと解釈されるべきである。
【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４ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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