JP2007317909A

JP2007317909A - シャッター付きブレスフィルター装置

Info

Publication number: JP2007317909A
Application number: JP2006146376A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Kisakibaru; 稔郎木崎原; Makoto Okada; 誠岡田
Original assignee: Cambridge Filter Japan Ltd; Kondo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Cambridge Filter Japan Ltd; Kondo Kogyo Co Ltd
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2007-12-06

Abstract

【課題】半導体ウエハ収納容器内の空気を、清浄化する半導体ウエハ収納容器に使用するシャッター付きブレスフィルター装置を提供する。
【解決手段】半導体ウエハ収納容器２の底板３に設置されたブレスフィルター部５は、上端開口部にフィルター１４を備え、底壁１１に通気開口１２を設け、且つ前記通気開口１２上に、該通気開口１２よりは径大なマグネット付きシャッター４が上下動移動可能に設置されると共に、前記通気開口１２内に磁性体吸引板２５を設置して形成され、更に、パージ装置６に設置されるマグネット付きノズル部７は、通気空間２６を備えた筐体２７に、前記ブレスフィルター部５のマグネット付きシャッター４と極性を異にするシャッター開放用マグネット３３を取付けて形成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、ミニ・エンバイロメント方式の半導体クリーンルームで使用される半導体ウエハ収納容器に取付けるシャッター付きブレスフィルター装置に関するものである。

半導体ＩＣ回路の微細化により、３００ｍｍウエハの製造ラインでは、製造環境も大幅な変革が進み、従来の製造ラインを設置するクリーンルームにおいては、全体のクリーン度を上げるボールルーム方式から、ウエハの周囲のみのクリーン度を上げるミニ・エンバイロメント方式に変わってきた。

前記ミニ・エンバイロメント方式クリーンルームでは、初期投資、ランニングコスト削減の目的からクリーンルーム全体のクリーン度を従来より低くして、ウエハの搬送は密閉型の半導体ウエハ収納容器に収納して行われている。前記密閉型の半導体ウエハ収納容器は、ＦＯＵＰと称され、その仕様は世界標準となっている。

従来、半導体ウエハ収納容器を気温の違う環境間を搬送したとき、容器内部と外部との圧力差をなくし、前記半導体ウエハ収納容器の破壊を防ぐべく、該半導体ウエハ収納容器に送気することを目的として、半導体ウエハ収納容器に装着されるブレスフィルターとしては、後述する特許文献１に符号「５９ａおよび５９ｂ」として記載されたものが公知である。

そして、半導体が微細化するに従い、前記半導体ウエハ収納容器内部の水分、またはミカルガスに汚染された空気のパージをする必要があり、該半導体ウエハ収納容器内の前記水分をパージするための循環ドライエア、または前記汚染された空気をパージするためのＮ_２ガスの供給が、ブレスフィルターを介して行われるようになってきた。

ブレスフィルターから、短時間で循環ドライエア、またはＮ_２ガスを前記半導体ウエハ収納容器内に送気するために、ブレスフィルターの圧力損失を減らすべく、フィルターの構造を変えた低圧力損失ブレスフィルターについては、後述する特許文献２に記載されたものが公知である。

ブレスフィルターを半導体ウエハ収納容器に装着した先行技術につき、過去の特許文献を遡及検索したところ、本特許出願人の出願に係る特開２００５−２６６７４号および特開２００６−３５１８０号が公知である。

特開２００５−２６６７４号公報特開２００６−３５１８０号公報

しかしながら、ブレスフィルターを介しての半導体ウエハ収納容器内部の水分、またはミカルガスに汚染された空気と、清浄循環ドライエア、または、該半導体ウエハ収納容器内部の汚染空気とＮ_２ガスとの置換後、ブレスフィルターを介して、外気が半導体ウエハ収納容器内部へ侵入することを防ぐと共に、前記清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガスが外部へ拡散することを防ぐために、ブレスフィルターにシャッターを取付けるという技術については、過去の特許文献を遡及検索しても開示された事実はなく、また実用にも供されていない。

前記世界標準の半導体ウエハ収納容器は、水分、またはケミカルガスに対するシール性が完全ではなくて、通常のクリーンルームに長時間放置すると、クリーンルーム内の水分、またはケミカルガスが、前記半導体ウエハ収納容器の内部に侵入し、ウエハ表面に付着して、歩留まり低下を引き起こすという課題があった。

また、加工工程によっては、有機物の膜が形成されたウエハが、前記半導体ウエハ収納容器に収納され、該有機物から発生するケミカルガスが、該半導体ウエハ収納容器の内壁に付着し、次の工程で加工されたウエハ表面に、内壁に付着した前記ケミカルガスが再付着し、歩留まり低下を引き起こすという課題があった。

前記歩留まり低下を防ぐために、ブレスフィルターを介して、前記半導体ウエハ収納容器内部の水分と循環ドライエアとの置換、および内部のケミカルガス汚染された空気とＮ_２ガスとの置換が行われている。そして、最近では、前記特許文献１・２に記載されたように、これら内部の水分と循環ドライエアとの置換、および内部のケミカルガス汚染された空気とＮ_２ガスとの置換を短時間に行うために、ブレスフィルターの面積を大きくし、圧力損失を小さくすることも試みられている。

しかしながら、前記特許文献１・２に記載されたように、面積を大きくして圧力損失を小さくしたブレスフィルターを装着した半導体ウエハ収納容器では、ブレスフィルターを介して、該半導体ウエハ収納容器内に供給した循環ドライエア、またはＮ_２ガスが、短時間で前記半導体ウエハ収納容器外部へ拡散してしまうという課題があった。

本発明は、前記課題を解決すべくなされたもので、前記半導体ウエハ収納容器の下面にパージ装置を配設しないときは、マグネット付きシャッターが磁性体吸引板に吸引されて通気開口を閉鎖することにより、半導体ウエハ収納容器のブレスフィルター部が閉鎖されて、該半導体ウエハ収納容器内部を密閉する一方、前記半導体ウエハ収納容器の下面にパージ装置を配設すると、該パージ装置に設けられたシャッター開放用マグネットと、該シャッター開放用マグネットと極性を異にする、前記ブレスフィルター部を構成するマグネット付きシャッター間に反発力が発生し、該反発力によりマグネット付きシャッターが上動して、前記通気開口を開放し、清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガスを前記半導体ウエハ収納容器内部へ供給し、該半導体ウエハ収納容器内部の水分、またはケミカルガスに汚染された空気と、前記供給された清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガスとを置換し、前記水分、または汚染された空気の排気を可能としたシャッター付きブレスフィルター装置を提供しようとするものである。

本発明は、半導体ウエハ収納容器の底板に設置された少なくとも２個のブレスフィルター部と、前記半導体ウエハ収納容器内の水分、またはケミカルガスに汚染された空気を、清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガスと置換してパージするパージ装置の前記ブレスフィルター部に対応する位置に、それぞれ設置されたマグネット付きノズル部とにより構成され、
前記ブレスフィルター部は、上端開口部にフィルターを備え、底壁に通気開口を設け、且つ前記通気開口上に、該通気開口よりは径大なマグネット付きシャッターが上下動移動可能に設置されると共に、前記通気開口内に磁性体吸引板を設置して形成され、
前記マグネット付きノズル部は、通気空間を備えた筐体が、前記ブレスフィルター部の下面に密着固定可能に形成されると共に、前記筐体に、前記ブレスフィルター部のマグネット付きシャッターと極性を異にするシャッター開放用マグネットを取付けて形成され、
前記半導体ウエハ収納容器の下面にパージ装置が配設されていないときは、マグネット付きシャッターが磁性体吸引板により吸引されて下動して、該マグネット付きシャッターが前記通気開口を閉鎖する一方、前記半導体ウエハ収納容器の下面にパージ装置が配設されたときは、前記マグネット付きシャッターとシャッター開放用マグネット間に反発力が発生し、該反発力がマグネット付きシャッターと磁性体吸引板の吸引力より勝る状態になったとき、前記マグネット付きシャッターを上動させて、前記通気開口を開放するという手段を採用することにより、上記課題を解決した。

通常、マグネット付きシャッターを設けたブレスフィルター部を備えた半導体ウエハ収納容器の下面に、シャッター開放用マグネットを設けたマグネット付きノズル部を備えたパージ装置を配設しないときは、マグネット付きシャッターは磁性体吸引板に吸引されて通気開口を閉鎖することにより、半導体ウエハ収納容器のブレスフィルター部が閉鎖されて、該半導体ウエハ収納容器内部を密閉する。そして、前記半導体ウエハ収納容器の下面にパージ装置を配設すると、シャッター開放用マグネットとマグネット付きシャッターの極性の違いにより両マグネット間に反発力が発生して、該マグネット付きシャッターを上動させ、前記通気開口を開放して清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガスを供給し、該半導体ウエハ収納容器内部の水分、またはケミカルガスに汚染された空気と、前記供給された清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガスとを置換し、前記水分、または汚染された空気の排気を可能とすると共に、前記半導体ウエハ収納容器内部の水分、またはケミカルガスに汚染された空気と、清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガスとの置換後の半導体ウエハ収納容器内部に、前記プレフィルター部を介して外気が侵入することもなく、更に、前記半導体ウエハ収納容器内部に供給された清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガスが、該半導体ウエハ収納容器外へ拡散することもない。

本発明シャッター付きブレスフィルター装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。本発明シャッター付きブレスフィルター装置１は、半導体ウエハ収納容器２の底板３に設置され、マグネット付きシャッター４を備えたブレスフィルター部５と、前記半導体ウエハ収納容器２内の水分、またはケミカルガスに汚染された空気をパージするパージ装置６に設置され、前記マグネット付きシャッター４を開閉するマグネット付きノズル部７とにより構成されており、前記半導体ウエハ収納容器２の下面に前記パージ装置６を配設すると、前記ブレスフィルター部５のマグネット付きシャッター４が開放され、そして、該半導体ウエハ収納容器２から該パージ装置６を取外すと、該ブレスフィルター部５のマグネット付きシャッター４が閉鎖するよう形成されている。

なお、前記マグネット付きシャッター４は、特に限定する必要はないが、好ましくは、図３・図６に示すように、リング状のマグネット５１の下面に、該リング状のマグネット５１、および通気開口１２より径大なドーナツ板状のシャッター５２を一体に連結固定したものを使用することが推奨される。

前記ブレスフィルター部５とマグネット付きノズル部７は、用途に応じて少なくとも２個ずつ使用する。すなわち、後述するが、前記半導体ウエハ収納容器２への清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガスの供給用のブレスフィルター部５ａと、供給用のマグネット付きノズル部７ａとして使用すると共に、該半導体ウエハ収納容器２内部に供給された清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガスと、半導体ウエハ収納容器２内部の水分、またはケミカルガスに汚染された空気とを置換した後の水分、またはケミカルガスに汚染された空気の排気用のブレスフィルター部５ｂと、排気用のマグネットノズル７ｂとして使用される。

図１においては、本発明シャッター付きブレスフィルター装置１を構成するブレスフィルター部５が、半導体ウエハ収納容器２の底板３に２個設置されている例が図示されているが、１個または３個以上設置されていてもよい。

本発明シャッター付きブレスフィルター装置を構成するブレスフィルター部５は、図３に示すように、半導体ウエハ収納容器２の底板３に設置され、大径の通気空間８を備えた円筒体９と、該円筒体９の外周面に密嵌固定する周壁１０、および底壁１１に小径の通気開口１２を備えた断面凹状をしたシャッターケース１３とを一体に連結固定して形成されている。

前記円筒体９の通気空間８の上方開口部には、フィルター１４が、該フィルター１４を下面に固着したリング状の固定枠板１５によって圧着固定されると共に、該円筒体９の上方側の外周壁面には、半導体ウエハ収納容器２の底板３に穿設された取付用孔１６の内周壁面部に密に挿着固定するためのＯリング１７を装入する凹溝１８が周設され、且つ該凹溝１８内にＯリング１７を装入して、前記Ｏリング１７の外周面部を、前記取付用孔１６の内周壁面部に密に圧着して、前記円筒体９を前記底板３に密着して固定することができる。

前記シャッターケース１３は、底壁１１の中央に小径の通気開口１２が穿設されると共に、該通気開口１２より径大な断面逆凹状をしたシャッターホルダー１９が、前記底壁１１上に該通気開口１２を囲繞するようにして固定されている。

そして、前記シャッターホルダー１９の外周壁面２０には、複数個の流通開口２１がそれぞれ開口されると共に、天板２２の中央下面に、該シャッターホルダー１９より小径のリング状のマグネット５１とドーナツ板状のシャッター５２とを一体に連結して形成されたマグネット付きシャッター４を貫挿すると共に、該マグネット付きシャッター４を上下動させるガイドとなるガイド軸２３が垂設固定され、前記外周壁面２０、天板２２およびマグネット付きシャッター４とで送気空間２４が形成され、更に、前記ガイド軸２３の下面には該ガイド軸２３より径大な磁性体吸引板２５が固定されている。

前記ガイド軸２３は、前記通気開口１２の下端部近くまで延設されると共に、該通気開口１２内に位置するガイド軸２３に、前記通気開口１２の上端縁から間隔を有して前記磁性体吸引板２５が固定されている。

また、前記マグネット付きシャッター４を構成するシャッター５２は、前記通気開口１２より径大に形成され、ブレスフィルター部５の下面に該マグネット付きシャッター４を開放するマグネット付きノズル部７が配設されない場合、すなわち、パージ装置６を使用しない場合、前記マグネット付きシャッター４は磁性体吸引板２５によって下方へ吸引されて降下して、前記シャッター５２の下面が底壁１１に圧着し、前記通気開口１２を閉鎖する。

一方、マグネット付きシャッター４を開放するマグネット付きノズル部７は、図４に示すように、通気空間２６を備えた筒状の筐体２７の上端開口内周面が、前記シャッターケース１３の底壁１１の下面に設けられた段部２８の外周面に密嵌固定できる径に形成されたノズル２９を備え、更に、前記筐体２７内に、複数個の開口部３０を備えた取付板３１が横設されると共に、該取付板３１の中央にマグネットホルダー３２が立設され、且つ該マグネットホルダー３２に前記マグネット付きシャッター４と極性を異にするリング状のシャッター開放用マグネット３３を固定して形成されている。

すなわち、マグネットホルダー３２は、前記リング状のシャッター開放用マグネット３３のリング部３４を貫挿固定する固定軸３５が突設されると共に、該固定軸３５の上端に前記シャッター開放用マグネット３３が離脱するのを防止するストッパー３６が固定されている。なお、前記ストッパー３６は、シャッター開放用マグネット３３より小径に形成され、該シャッター開放用マグネット３３の上端面が、該ストッパー３６の外周縁部よりやや露出するように形成されている。

なお、前記マグネット付きノズル部７を構成するノズル２９は、前記ブレスフィルター部５との連結時にシール性が保たれるように、弾性を有する材料により形成することが好ましい。

図５は、清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガスの供給用のブレスフィルター部５ａ、および前記清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガスに置換された水分、またはケミカルガスに汚染された空気の排気用のブレスフィルター部５ｂを装着した半導体ウエハ収納容器２の下面に、パージ装置６を配設した状態を示す縦断面図である。すなわち、パージ装置６は、中空部を有する箱型ケーシング３７の中央に区画壁３８を備え、該区画壁３８により区画された一方側を循環ドライエア、またはＮ_２ガスの供給室３９とすると共に、他方側を前記置換された水分、またはケミカルガスを含んだ汚染空気の排気室４０とし、更に、前記供給室３９側の外側壁に循環ドライエア、またはＮ_２ガスの供給口４１を開口すると共に、前記排気室４０側の外側壁に、前記置換された水分、またはケミカルガスを含んだ汚染空気の排気口４２をそれぞれ開口して備えている。なお、図中、２ａは、半導体ウエハ収納容器２内に収納されたウエハである。

また、前記パージ装置６は、前記供給室３９側のケーシング３７の覆板４３に、循環ドライエア、またはＮ_２ガス４４を、半導体ウエハ収納容器２内へ供給するための供給用開口部４５を開口すると共に、該供給用開口部４５の外周縁上に供給用のマグネット付きノズル部７ａを突設して備えている。

また更に、前記パージ装置６は、前記排気室４０側のケーシング３７の覆板４３に、半導体ウエハ収納容器２からの水分、またはケミカルガスを含んだ汚染空気４６を排気するための排気用開口部４７を開口すると共に、該排気用開口部４７の外周縁上に排気用のマグネット付きノズル部７ｂを突設して備えている。

前記供給用のマグネット付きノズル部７ａおよび排気用のマグネット付きノズル部７ｂは、半導体ウエハ収納容器２の底板３に設置された供給用のブレスフィルター部５ａおよび排気用のブレスフィルター部５ｂに対応した位置にそれぞれ突設される。

前記構成より成るブレスフィルター部５を、それぞれ供給用のブレスフィルター部５ａおよび排気用のブレスフィルター部５ｂとして装着した半導体ウエハ収納容器２の下面に、図５・６に示すように、前記パージ装置６を配設して、前記各ブレスフィルター部５ａ・５ｂを供給用のマグネット付きノズル部７ａと排気用のマグネット付きノズル部７ｂ上にそれぞれ位置させると、前記供給用のマグネット付きノズル部７ａおよび排気用のマグネット付きノズル部７ｂを構成する各ノズル２９の各上端内周面部が、供給用のブレスフィルター部５ａおよび排気用のブレスフィルター部５ｂを構成する各シャッターケース１３の底壁１１の下面の段部２８の外周面部に密嵌固定して連結される。

そして、前記供給用のブレスフィルター部５ａおよび排気用のブレスフィルター部５ｂを構成する各シャッターケース１３の底壁１１の下面の段部２８の外周面部に密嵌固定して連結されると、前記マグネットノズル部７ａ・７ｂを構成するシャッター開放用マグネット３３が、前記ブレスフィルター部５ａ・５ｂを構成するマグネット付きシャッター４と極性を異にしているため、前記各シャッター開放用マグネット３３とマグネット付きシャッター４間に反発力が発生し、その反発力が該マグネット付きシャッター４と磁性体吸引板２５の吸引力より勝る状態になったときに、前記マグネット付きシャッター４がガイド軸２３に沿って上動して、各通気開口１２を開放する。

一方、図示していない循環ドライエア、またはＮ_２ガス供給装置から、供給口４１を介して、前記パージ装置６の供給室３９内へ供給された循環ドライエア、またはＮ_２ガス４４は、該循環ドライエア、またはＮ２ガス供給装置から送風圧力により、マグネット付きノズル部７ａの開口部３０から通気空間２６を通って、供給用のブレスフィルター部５ａの通気開口１２を経て、各流通開口２１から通気空間８を通り、前記フィルター１４により塵を除去されて、清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガス４８となって半導体ウエハ収納容器２内部に流入して、該半導体ウエハ収納容器２内部の水分、またはケミカルガスを含んだ汚染空気と、前記清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガス４８とを置換して、前記半導体ウエハ収納容器２内部の清浄度を保持する。

前記半導体ウエハ収納容器２内において清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガス４８と置換された水分、またはケミカルガスを含んだ汚染空気４６は、排気用のブレスフィルター部５ｂのフィルター１４を通して、通気空間８から各流通開口２１を経て通気空間１２を通って、排気用のマグネット付きノズル部７ｂの通気空間２７および開口部３０を経て、パージ装置６の排気室４０へ流入し、然る後、排気口４２より外部へ排気される。

前記半導体ウエハ収納容器２内部において、清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガス４８と、水分、またはケミカルガスを含んだ汚染空気４６の置換後、該半導体ウエハ収納容器２から前記パージ装置６を取外すと、今迄シャッター開放用マグネット３３との反発力により、上方に位置していたブレスフィルター部５ａ・５ｂの各マグネット付きシャッター４は、前記反発状態が解除されて、磁性体吸引板２５によって下方へ吸引されて降下し、各通気空間１２を閉鎖し、前記半導体ウエハ収納容器２内の密閉度が維持される。

本発明シャッター付きブレスフィルター装置を構成するブレスフィルター部を装着した半導体ウエハ収納容器の斜視図である。同縦断面図である。本発明シャッター付きブレスフィルター装置を構成するブレスフィルター部において、マグネット付きシャッターが通気開口を閉鎖している状態を示す縦断面図である。本発明シャッター付きブレスフィルター装置を構成するマグネット付きノズル部の縦断面図である。本発明シャッター付きブレスフィルター装置を構成するブレスフィルター部を装着した半導体ウエハ収納容器の下面に、マグネット付きノズル部を装着したパージ装置を配設した状態を示す縦断面図である。本発明シャッター付きブレスフィルター装置において、通気開口が開放されたときのブレスフィルター部とマグネット付きノズル部の関係を示す要部の縦断面図である。

符号の説明

１シャッター付きブレスフィルター装置
２半導体ウエハ収納容器
３底板
４マグネット付きシャッター
５ブレスフィルター部
６パージ装置
７マグネット付きノズル部
８通気空間
１１底壁
１２通気開口
１４フィルター
２５磁性体吸引板
２６通気空間
２７筐体
３３シャッター開放用マグネット

Claims

半導体ウエハ収納容器の底板に設置された少なくとも２個のブレスフィルター部と、前記半導体ウエハ収納容器内の水分、またはケミカルガスに汚染された空気を、清浄循環ドライエア、またはＮ_２ガスと置換してパージするパージ装置の前記ブレスフィルター部に対応する位置に、それぞれ設置されたマグネット付きノズル部とにより構成され、
前記ブレスフィルター部は、上端開口部にフィルターを備え、底壁に通気開口を設け、且つ前記通気開口上に、該通気開口よりは径大なマグネット付きシャッターが上下動移動可能に設置されると共に、前記通気開口内に磁性体吸引板を設置して形成され、
前記マグネット付きノズル部は、通気空間を備えた筐体が、前記ブレスフィルター部の下面に密着固定可能に形成されると共に、前記筐体に、前記ブレスフィルター部のマグネット付きシャッターと極性を異にするシャッター開放用マグネットを取付けて形成され、
前記半導体ウエハ収納容器の下面にパージ装置が配設されていないときは、マグネット付きシャッターが磁性体吸引板により吸引されて下動して、該マグネット付きシャッターが前記通気開口を閉鎖する一方、前記半導体ウエハ収納容器の下面にパージ装置が配設されたときは、前記マグネット付きシャッターとシャッター開放用マグネット間に反発力が発生し、該反発力がマグネット付きシャッターと磁性体吸引板の吸引力より勝る状態になったとき、前記マグネット付きシャッターを上動させて、前記通気開口を開放するようにしたことを特徴とするシャッター付きブレスフィルター装置。