(57)【要約】【課題】キャリア乾燥方法及びキャリア乾燥装置に関し、キャリアを熱変形させることなく、比較的短時間で溝の内部まで充分に乾燥させる。【解決手段】キャリア１の外周部に設けた突起部２〜４或いは凹部５の少なくとも一方を差込み或いは挟み込みのいずれかによって固定保持する抑え治具６〜９によって固定した状態で、加熱する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアの外周部に設けた突起部或いは凹部の少なくとも一方を差込み或いは挟み込みのいずれかによって固定保持する抑え治具によって固定した状態で、加熱することを特徴とするキャリア乾燥方法。
【請求項２】
上記キャリアの内壁面に設けた板状体挿入溝の一つ一つに熱風を個別に送風して、前記板状体挿入溝内の水分を蒸発させことを特徴とする請求項１記載のキャリア乾燥方法。
【請求項３】
上記各板状体挿入溝に熱風を送風する際に、熱風を回転軸が前記板状体挿入溝の軸に沿うようにスパイラル状に回転させて送風することを特徴とする請求項２記載のキャリア乾燥方法。
【請求項４】
キャリアの外周部に設けた突起部或いは凹部の少なくとも一方を差込み或いは挟み込みのいずれかによって固定保持する抑え治具によって固定した状態で、加熱することを特徴とするキャリア乾燥装置。
【請求項５】
上記キャリアの内壁面に設けた板状体挿入溝の一つ一つに熱風を個別に送風する熱風送風パイプを設けたことを特徴とする請求項４記載のキャリア乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はキャリア乾燥治具及びキャリア乾燥方法に関するものであり、例えば、半導体製造工程において半導体ウェハを搬送するキャリアを熱変形させることなく比較的短時間で充分に乾燥させるための構成に特徴のあるキャリア乾燥治具及びキャリア乾燥方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体製造工程において、各製造工程間におけるシリコンウェハの保管・搬送のためにキャリアが用いられており、このキャリアの内部に設けられた溝にシリコンウェハを一枚ずつ挿入している。
【０００３】
この様にシリコンウェハを収容したキャリアを各工程における製造装置のローダーにセットに、ローダーのアームがシリコンウェハを抜き取って所要の処理を行うことになる。
なお、このキャリアはウェハボックスに収納されて運搬・保管されることになる。
【０００４】
この様なキャリアは、各製造装置におけるローダーにセットする際に、ハンドリング及びセットを容易に且つ確実に行うためにその装置構成に応じてキャリアの外面に突起を設けているので、ここで、図９を参照して従来のキャリアの一例を説明する。
【０００５】
図９参照
図９は、キャリア２０の概略的斜視図であり、キャリアは樹脂製であり、基本構成としては天井板２１、ウェハを挿入保持するウェハ挿入溝２４を設けた側壁板２３、底板に相当するＨバー２６からなる。
【０００６】
この様な基本構成に対して、ローダーにセットする際のハンドリング・固定のための係合手段として天井板２１にはロボフランジ２２が設けられ、側壁板２３のウェハ挿入側にはトップフランジ２５が設けられ、後方側には一対の脚幅部２９が設けられており、さらに、Ｈバー２６は、幅狭部２７と幅広部２８とによって構成されている。
なお、これらの名称は便宜上の通称名である。
【０００７】
このようなキャリアは、使用後に洗浄して乾燥する必要があるが、この場合の乾燥法としては、自然乾燥法、熱による強制乾燥法、或いは、洗浄工程途中にガスブローで吹き飛ばす方式がある。
【０００８】
このうち、自然乾燥方法は、清浄なクリーンルーム内における比較的広いエリアに洗浄後のキャリアを自然放置して、１日〜２日ぐらい放置して乾燥させる方法である。
【０００９】
また、熱による強制乾燥方法は、乾燥ボックスの中にキャリアを入れて、乾燥ボックス内温度を５０℃〜７０℃に設定して１〜２時間かけて乾燥させる方法である。
【００１０】
さらに、ガスブローで吹き飛ばす方式は、キャリア等の溝へＮ２  ガスを加熱した熱風又は気流を発生させ、水分を吹き飛ばして除去する方式である（必要ならば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平０２−２４６１１６号公報
【特許文献２】
特開平０９−０２２５０５号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、自然乾燥法の場合には、専用のキャリア乾燥エリアを持ち且つ人を隔離出来るエリアを必要とするが、通常のクリーンルームにそのようなエリアを設けることが難しく、人の往来で乾燥中のキャリアへのパーティクル懸念が発生するという問題がある。
【００１３】
また、乾燥のための日数が１〜２日を要するので、キャリアのサイクルを考慮するとかなり余裕な在庫をもたないとレスポンス的に苦しく、キャリアが少なければ必要な時に乾燥が間に合わず不足傾向に陥るという問題がある。
また、キャリアに設けたウェハ挿入用の溝については、水分を充分に除去するのが困難であるという問題もある。
【００１４】
また、熱による強制乾燥法の場合には、プラスチック・樹脂に差異はあるものの、いずれも特性として温度を高くすると柔らかくなる傾向があるため、プラスチック・樹脂からなるキャリアをボックス等の恒温槽に入れて、５０℃〜７０℃の状態かつ１〜２時間入れていることは、言わばキャリア製作における成形工程で言う低温アニール工程と同じ環境になり、キャリアの経時変化促進又はアニール修正前に戻ってしまう現象を引き起こすという問題がある。
また、この場合もキャリアに設けたウェハ挿入用の溝については、水分を充分に除去するのが困難であるという問題もある。
【００１５】
さらに、ガスブロー方式の場合には、キャリアを構成するプラスチック・樹脂は高分子材料であるため、その分子構造が金属分子と比べて荒く、水分子が入りこむ傾向がある。
この分子構造に入り込んだ水分子に関しては、いくら熱風又は気流を発生させ吹き飛ばしても完全に取り除くことができないという問題がある。
【００１６】
したがって、本発明は、キャリアを熱変形させることなく、比較的短時間で溝の内部まで充分に乾燥させることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
図１は、本発明の原理的構成図であり、この図１を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図１参照
上記の課題を解決するために、本発明は、キャリア乾燥方法において、キャリア１の外周部に設けた突起部２〜４或いは凹部５の少なくとも一方を差込み或いは挟み込みのいずれかによって固定保持する抑え治具６〜９によって固定した状態で、加熱することを特徴とする。
【００１８】
この様に、プラスチック・樹脂材料の特性を考慮して、簡易な抑え治具６〜９を用いることによって、恒温ボックス内８０℃前後の加熱工程における熱変形を防止することができるので、短時間で乾燥が可能な熱による強制乾燥を行うことができる。
【００１９】
この場合、キャリア１をローダーにセットする際にストレスの係る突起部２〜４やキャリア１を成形する時のアニール修正箇所のポイントを把握することにより、必要最小限の抑え治具６〜９の使用で良くなり、抑え治具６〜９の差込み工程或いは挟み込み工程が軽減される。
【００２０】
また、キャリア１の内壁面に設けた板状体挿入溝１０の一つ一つに熱風を個別に送風することが望ましく、それによって従来は完全な除去が困難であった板状体挿入溝１０内の水分を完全に蒸発させことができる。
この場合、熱風を送風する際に、熱風を回転軸が板状体挿入溝１０の軸に沿うようにスパイラル状に回転させて送風することが望ましい。
【００２１】
また、本発明は、キャリア乾燥装置において、キャリア１の外周部に設けた突起部２〜４或いは凹部５の少なくとも一方を差込み或いは挟み込みのいずれかによって固定保持する抑え治具６〜９によって固定した状態で、加熱することを特徴とする。
【００２２】
この場合、キャリア１の内壁面に設けた板状体挿入溝１０の一つ一つに熱風を個別に送風する熱風送風パイプを設けることが望ましく、それによって、板状体挿入溝１０内の水分を確実に蒸発させることができる。
【００２３】
この熱風送風パイプは、複数の送風穴を側面に有する中空体と、中空体内に挿入される棒状ヒータとにより構成することが望ましく、この中空体中に乾燥ガスを送り込む送風するとによって、送風穴から加熱された熱風を送り出すことができる。
【００２４】
この場合の熱風送風パイプは、一つのキャリア１に対して一つ設けて、各板状体挿入溝１０を順次乾燥させるようにしても良いし、或いは、一つのキャリア１に対して複数設けて、複数の板状体挿入溝１０を同時に乾燥させるようにしても良い。
【００２５】
【発明の実施の形態】
ここで、図２乃至図８を参照して、本発明の実施の形態のキャリア乾燥方法を説明するが、まず、図２乃至図５を参照してキャリア乾燥の際にキャリアの変形を防止するために用いる抑え治具について説明する。
なお、この場合、多数の製造工程の設備におけるセットする箇所と成形時のアニール箇所を把握して、Ｈバー部，脚幅部，ロボフランジ部，トップフランジ部を同時に抑える治具を採用するものとする。
【００２６】
図２（ａ）参照
図２（ａ）は、天井板の外周部に設けたロボフランジの変形を防止するためのロボフランジ抑え治具３０の概略的斜視図であり、両側に存在するロボフランジに対応して一対の部材で構成する
【００２７】
このロボフランジ抑え治具３０は例えば、ステンレスで構成し、ロボフランジを差し込むためのロボフランジ差込み口３１と、後述する補強部材を差し込むための補強部材差込み口３２を設けている。
なお、差込み時におけるロボフランジ差込み口３１とロボフランジとの間の間隙は、例えば、１ｍｍとし、かなりきつい差込み状態とする。
【００２８】
図２（ｂ）参照
図２（ｂ）は、ロボフランジの差込み時概略的斜視図であり、一対のロボフランジ抑え治具３０の間を補強部材３３で結合して、キャリアの変形をより抑制するようにする。
なお、ここでは、図示を簡単にするためにロボフランジ部、即ち、キャリアの図示は省略している。
【００２９】
図３参照
図３は、Ｈバーの変形を防止するためにＨバーの幅狭部を挟み込むＨバー抑え治具４０の概略的斜視図であり、矩形のステンレス製ブロックの中央部にＨバー差込み凹部４１を設けたものである。
【００３０】
図４参照
図４は、トップフランジの変形を防止するためのトップフランジ抑え治具５０の概略的斜視図であり、この場合も左右に設けたトップフランジに対応して一対の部材で構成する。
【００３１】
このトップフランジ抑え治具５０は、例えば、ステンレス製で、中央部にトップフランジを差し込むためのトップフランジ差込み口５１を設けており、ここでの間隙もロボフランジ抑え治具３０と同様である。
【００３２】
図５参照
図５は、脚幅部の変形を防止するための脚幅部抑え治具６０の概略的斜視図であり、この脚幅部抑え治具６０は、例えば、ステンレス製で、一対の脚幅部に対応して、脚幅部を差し込むための脚幅部差込み口６１を一対設けており、ここでの間隙もロボフランジ抑え治具３０と同様である。
【００３３】
図６参照
図６は、本発明の実施の形態におけるキャリアの抑え込み状態の説明図であり、ここでは、図を見やすくするために、ロボフランジ抑え部材３０、Ｈバー抑え部材４０、及び、トップフランジ抑え部材５０については、１つしか示していないが、実際には両側に設けるものである。
【００３４】
図に示すように、ロボフランジ抑え部材３０、Ｈバー抑え部材４０、トップフランジ抑え部材５０、及び、脚幅部抑え治具６０を、各々ロボフランジ２２、Ｈバー２６の幅狭部２７、トップフランジ２５、及び、脚幅部２９に差し込んで熱による強制乾燥を行う。
なお、図２（ｂ）に示したように、一対のロボフランジ抑え治具３０は補強部材によって係合されている。
【００３５】
この様に、熱変形し易い多数の製造工程の設備におけるセットする箇所と成形時のアニール箇所を各抑え治具で固定してから熱による強制乾燥行っているので、キャリアの熱変形を生ずることなく、単時間での乾燥が可能になる。
【００３６】
但し、このようにしてもウェハ挿入溝２４の内部の乾燥は不十分であるので、図７及び図８を参照して、このウェハ挿入溝２４の内部を乾燥させるための熱風送風パイプを説明する。
【００３７】
図７（ａ）参照
図７（ａ）は、本発明の実施の形態に用いる熱風送風パイプ７０の概念的構成図であり、ステンレス製の中空管７１には多数の送風穴７２が設けられており、この中空管７１の内部に外周部にラセン羽根７４を備えたヒータ７３を挿入したものである。
なお、この中空管７１の外径は、ウェハ挿入溝の幅より小さく設定する。
【００３８】
この中空管７１の根元から、例えば、乾燥したＮ２  ガスを送りこむことで、Ｎ２  ガスは、ヒータ７３により、例えば、１００℃に加熱され、ラセン羽根７４によって向きを変えられて送風穴７２より送り出される。
【００３９】
図７（ｂ）参照
図７（ｂ）は、熱風送風パイプ７０を用いた送風状態の説明図であり、ウェハ挿入溝２４に熱風送風パイプ７０をできるだけ非接触になるように挿入し、中空管７１を回転しながら１００℃に加熱した熱風を送り込み、ウェハ挿入溝２４の内部を充分に乾燥させる。
【００４０】
この場合、中空管７１を回転させているので、熱風をスパイラル状に効率良く送風させ、絶えずウェハ挿入溝２４に１００℃の熱風を効率良く送風することができるので、水分をより効果的に蒸発でき、乾燥時間の短縮が可能になる。
なお、この熱風送風パイプ７０は乾燥装置本体に備えるものである。
【００４１】
図８（ａ）参照
図８（ａ）は、熱風送風パイプ７０をキャリア一個に対して一本設けた場合の操作方法の説明図であり、一本の熱風送風パイプ７０を各ウェハ挿入溝２４に順次差し込んで乾燥工程を行う。
【００４２】
図８（ｂ）参照
図８（ｂ）は、熱風送風パイプ７０をキャリア一個に対して複数本設けた場合の操作方法の説明図であり、複数本（図においては４本）の熱風送風パイプ７０を割り当てられた範囲の各ウェハ挿入溝２４に順次差し込んで乾燥工程を行う。この様に複数本の熱風送風パイプ７０を用いることによって、乾燥時間をより短縮することができる。
【００４３】
以上説明したように、ウェハ挿入溝２４に残る水分を蒸発させ完全に除去することで、真空装置を始め製品処理設備における水分起因する要素がなくなり性能向上及び処理時間短縮などの品質向上が可能になる。
【００４４】
また、キャリアの乾燥時に抑え治具で抑え込んでいるので、キャリアの変形を防止することができ、それによって、設備へ安定したウェーハの取合いを実現、検査装置からのＮＧ品の回避、キャッシュフローの改善等が可能になる。
【００４５】
また、熱による強制乾燥であるので、キャリアの洗浄から乾燥までのサイクルを短縮することができ、現保有しているキャリアの７５％程度で運用が可能になり、キャッシュフローの改善が可能になる。
【００４６】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明は実施の形態に記載した構成に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記実施の形態の説明においては、上記実施の形態の説明においては各抑え治具をステンレスで構成していたが、アルミ或いはアルミ合金を用いて構成しても良いものである。
【００４７】
また、上記の実施の形態においては、キャリアに設けた３種類の突起部及び一種類の凹部に抑え治具を装填しているが、設備におけるセットする箇所と成形時のアニール箇所によっては、特に変形し易い突起部或いは凹部のみを抑えれば良く、それによって抑え治具を少なくすることができるとともに、抑え治具の装填工程を短縮することができる。
【００４８】
また、上記の実施の形態においては、キャリアに設ける突起部或いは凹部を４種類としているが、キャリアによっては、もっと多数種類或いは少数種類の突起部及び凹部を設けることが考えられ、この場合には設けた突起部或いは凹部の形状及び形成箇所に応じた抑え治具を用いれば良い。
【００４９】
また、上記の実施の形態においては、抑え治具と突起部或いは凹部との装着手段を差込みとしているが、差込みに限られるものではなく、挟み込み構造にしても良いものである。
例えば、抑え治具を一対の部材で構成し、突起部或いは凹部を一対の部材で挟み込んだのちの端部においてネジ等で押圧するようにしても良いものである。
【００５０】
また、上記の実施の形態においては、乾燥工程のみを説明しているが、洗浄工程と一連の工程としても良いものであり、それによって、洗浄−乾燥サイクルの短縮が可能になる。
その場合には、キャリアに対する各抑え治具の装填工程を自動化し、洗浄工程の終了したキャリアを治具装填部へ自動搬送し、抑え治具を自動装填したのち、乾燥装置内へ搬入すれば良い。
【００５１】
また、上記の実施の形態においては、シリコンウェハ等の半導体ウェハの搬送・保管に用いるキャリアとして説明しているが、キャリアの搬送・保管対象は半導体ウェハに限られるものではなく、例えば、磁気ディスク用のガラス基板、或いは、磁気ヘッド用のＡｌ２  Ｏ３  −ＴｉＣ基板等の各種の板状体を対象とするものであり、対象の形状に応じてキャリアの形状及びキャリアに設ける突起部及び凹部の形状も変化するものである。
【００５２】
ここで、再び図１を参照して、本発明の詳細な特徴を説明する。
再び、図１参照
（付記１）  キャリア１の外周部に設けた突起部２〜４或いは凹部５の少なくとも一方を差込み或いは挟み込みのいずれかによって固定保持する抑え治具６〜９によって固定した状態で、加熱することを特徴とするキャリア乾燥方法。
（付記２）  上記キャリア１の内壁面に設けた板状体挿入溝１０の一つ一つに熱風を個別に送風して、前記板状体挿入溝１０内の水分を蒸発させことを特徴とする付記１記載のキャリア乾燥方法。
（付記３）  上記各板状体挿入溝１０に熱風を送風する際に、熱風を回転軸が前記板状体挿入溝１０の軸に沿うようにスパイラル状に回転させて送風することを特徴とする付記２記載のキャリア乾燥方法。
（付記４）  キャリア１の外周部に設けた突起部２〜４或いは凹部５の少なくとも一方を差込み或いは挟み込みのいずれかによって固定保持する抑え治具６〜９によって固定した状態で、加熱することを特徴とするキャリア乾燥装置。
（付記５）  上記キャリア１の内壁面に設けた板状体挿入溝１０の一つ一つに熱風を個別に送風する熱風送風パイプを設けたことを特徴とする付記４記載のキャリア乾燥装置。
（付記６）  上記熱風送風パイプが、複数の送風穴を側面に有する中空体と、中空体内に挿入される棒状ヒータとにより構成され、この中空体中に乾燥ガスを送り込む送風手段を設けたことを特徴とする付記５記載のキャリア乾燥装置。
（付記７）  上記一つのキャリア１に対して一つの熱風送風パイプを設けたことを特徴とする付記５または６に記載のキャリア乾燥装置。
（付記８）  上記一つのキャリア１に対して複数の熱風送風パイプを設けたことを特徴とする付記５または６に記載のキャリア乾燥装置。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、キャリアを熱により強制乾燥させる際に、抑え治具と熱風送風パイプを組み合わせて用いているので、キャリアの熱変形をもたらすことなく、ウェハ挿入溝の内部まで充分に乾燥させることができ、乾燥工程の短縮、キャリアの利用効率の向上が可能になり、ひいては、半導体集積回路装置等の低コスト化、信頼性の向上に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に用いるロボフランジ抑え治具の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に用いるＨバー抑え治具の概略的斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に用いるトップフランジ抑え治具の概略的斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に用いる脚幅部抑え治具の概略的斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるキャリアの抑え込み状態の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に用いる熱風送風パイプの説明図である。
【図８】本発明の実施の形態における熱風送風パイプの操作方法の説明図である。
【図９】キャリアの概略的斜視図である。
【符号の説明】
１  キャリア
２  突起部
３  突起部
４  突起部
５  凹部
６  抑え治具
７  抑え治具
８  抑え治具
９  抑え治具
１０  板状体挿入溝
２０  キャリア
２１  天井板
２２  ロボフランジ
２３  側壁板
２４  ウェハ挿入溝
２５  トップフランジ
２６  Ｈバー
２７  幅狭部
２８  幅広部
２９  脚幅部
３０  ロボフランジ抑え治具
３１  ロボフランジ差込み口
３２  補強部材差込み口
３３  補強部材
４０  Ｈバー抑え治具
４１  Ｈバー差込み凹部
５０  トップフランジ抑え治具
５１  トップフランジ差込み口
６０  脚幅部抑え治具
６１  脚幅部差込み口
７０  熱風送風パイプ
７１  中空管
７２  送風穴
７３  ヒータ
７４  ラセン羽根
【図１】
2004294005.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004294005.tif 000007
【図６】
2004294005.tif 000008
【図７】
2004294005.tif 000009
【図８】
2004294005.tif 000010
【図９】
2004294005.tif 000011