サンプリングプレート、基板搬送容器及び基板搬送容器内空間の評価方法
【課題】製造工程で微粒子の他にガス状物質を付着した基板が順次、複数個収納される間に生起する基板搬送容器内雰囲気への持ち込み汚染を簡便に評価するために、パッシブサンプラーを安定した状態で、製造工程にある基板と同時に、複数の基板を収納して保管又は搬送するための基板搬送容器内部に容易に保持するための器具・方法を提供すること。
【解決手段】基板搬送容器に収納可能なサンプリングプレートであって、該サンプリングプレートが、パッシブサンプラーを該サンプリングプレート上に保持可能な手段を有することを特徴とするサンプリングプレート。また、基板搬送容器に収納可能なサンプリングプレートであって、該サンプリングプレート上にパッシブサンプラーを保持することを特徴とするサンプリングプレート。
【解決手段】基板搬送容器に収納可能なサンプリングプレートであって、該サンプリングプレートが、パッシブサンプラーを該サンプリングプレート上に保持可能な手段を有することを特徴とするサンプリングプレート。また、基板搬送容器に収納可能なサンプリングプレートであって、該サンプリングプレート上にパッシブサンプラーを保持することを特徴とするサンプリングプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサンプリングプレートに関し、特に基板搬送容器に収納可能であり、基板搬送容器内の目的成分の捕集が可能なパッシブサンプラーを保持するサンプリングプレートに関する。さらに該サンプリングプレートを収納した基板搬送容器及び基板搬送容器内空間の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種半導体の製造工程において、ＥＦＥＭ(Equipment Front End Module)と呼ばれる局所空間内の空気質、すなわち微粒子、ガス状物質の存在状況を評価することが行われており、局所空間内に試験サンプルを放置し、一定時間経過後、このサンプルに付着したものを測定したり、又は測定器自体を局所空間に設置して測定することが行われている。
【０００３】
さらには、空気質そのものを動的に評価することを目的として、前記局所空間を包囲する包囲体に測定穴を形成すると共に、前記測定穴に空気質評価用の長手測定部材を挿入し、前記長手測定部材の端部を局所空間に配置して局所空間内部の空気質を測定する方法も知られている（特許文献１参照。）。
【０００４】
確かに、この評価法は、局所空間を壊すことなく、また、局所空間内での作業等に干渉することなく局所空間内における微粒子、ガス状物質の存在状況を精密かつ動的に測定することが可能となる。
しかし、近年ＥＦＥＭ空気質のみでなく、製造工程で微粒子、ガス状物質を付着した半導体基板が順次、複数個収納される間に、基板搬送容器内雰囲気への持ち込み汚染の起こることも問題視されるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３３３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような場合において、簡便に製造工程にある基板搬送容器内雰囲気汚染評価を行うためのガス状物質捕集用器材として、ただ静置しておくだけで局所のガス状物質を捕集できるパッシブサンプラーを候補に挙げることができる。ただ、パッシブサンプラーは形状が板状や管状であり、また、対象ガス状物質の捕集に専用吸着剤を必要とする。このようなパッシブサンプラーを、製造工程にある基板と同時に、安定した状態で基板搬送容器内部に保持することは容易ではない。
【０００７】
本発明の目的は、製造工程で微粒子の他にガス状物質を付着した基板が順次、複数個収納される間に生起する基板搬送容器内雰囲気への持ち込み汚染を簡便に評価するために、パッシブサンプラーを安定した状態で、製造工程にある基板と同時に、複数の基板を収納して保管又は搬送するための基板搬送容器内部に容易に保持するための器具・方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下の＜１＞、＜２＞、＜５＞又は＜６＞に記載の手段により解決された。好ましい実施態様である＜３＞及び＜４＞と共に以下に記載する。
＜１＞ 基板搬送容器に収納可能なサンプリングプレートであって、該サンプリングプレートが、パッシブサンプラーを該サンプリングプレート上に保持可能な手段を有することを特徴とするサンプリングプレート、
＜２＞ 基板搬送容器に収納可能なサンプリングプレートであって、該サンプリングプレート上にパッシブサンプラーを保持することを特徴とするサンプリングプレート、
＜３＞ 該サンプリングプレートが通気を促進する機構を有する＜１＞又は＜２＞に記載のサンプリングプレート、
＜４＞ 該サンプリングプレートがポリカーボネートよりなる＜１＞〜＜３＞いずれか１つに記載のサンプリングプレート、
＜５＞ ＜１＞〜＜４＞いずれか１つに記載のサンプリングプレートを収納する基板搬送容器、
＜６＞ （ａ）パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを基板と共に基板搬送容器に収納する工程、（ｂ）基板搬送容器から基板を出し入れする工程、及び、（ｃ）基板搬送容器からパッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを取り出し、該パッシブサンプラーにより捕集された物質を測定する工程を含むことを特徴とする基板搬送容器内空間の評価方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、製造工程で微粒子の他にガス状物質を付着した基板が順次、複数個収納される間に生起する基板搬送容器内雰囲気への持ち込み汚染を簡便に評価するためのパッシブサンプラーを、安定した状態で、製造工程にある基板と同時に、複数の基板を収納して保管又は搬送するための基板搬送容器内部に容易に保持するための器具・方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の第１のサンプリングプレートは、基板搬送容器に収納可能なサンプリングプレートであって、該サンプリングプレートが、パッシブサンプラーを該サンプリングプレート上に保持可能な手段を有することを特徴とする。
また、本発明の第２のサンプリングプレートは基板搬送容器に収納可能なサンプリングプレートであって、該サンプリングプレート上にパッシブサンプラーを保持することを特徴とする。
ここで、特に明示しない場合は、本発明のサンプリングプレートとは、本発明の第１のサンプリングプレート及び第２のサンプリングプレートを指す。
本発明のサンプリングプレートは、パッシブサンプラーを保持することにより、基板付着成分に限定されることなく、基板搬送容器内空間を評価可能であり、パッシブサンプラーが捕集可能な成分を広く評価可能である。
【００１１】
本発明の第１のサンプリングプレートは、サンプリングプレート上に、パッシブサンプラーを保持可能な手段を有する。従って、本発明の第１のサンプリングプレートは、実際にパッシブサンプラーを保持していることを要しない。また、本発明の第１のサンプリングプレートが、パッシブサンプラーを保持可能な手段を通じて、パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを含むものであることはいうまでもない。
本発明の第２のサンプリングプレートは、サンプリングプレート上にパッシブサンプラーを保持している。サンプリングプレートは、１つのパッシブサンプラーを保持することもできるし、複数のパッシブサンプラーを保持していても良い。また、一種類のパッシブサンプラーを保持していても良いし、多種類のパッシブサンプラーを保持していても良い。
【００１２】
本発明において、基板搬送容器（以下、単に容器ともいう）は、ガラス基板、シリコン基板等の基板を収納し、これを保管または搬送するための容器である。基板としては、半導体基板が好適に使用される。基板搬送容器としては、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical InterFace）ＰｏｄやＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）、オートドア付きＦＯＳＢ（Front Opening Shipping Box）が例示でき、このＰｏｄやＢｏｘを所定の位置に位置決めし、外部からドアを開閉するためのロードポートや、基板を自動移載するための移載装置と合わせて使用される。
本発明において、基板搬送容器としては、開放型よりも開閉型の容器であることが好ましい。特に、基板搬送容器は、ＳＭＩＦ−Ｐｏｄ、ＦＯＵＰ、オートドア付きＦＯＳＢのように、開閉扉付きの容器であることが好ましい。本発明のサンプリングプレートは、開閉式の基板搬送容器内に収納することにより、基板が搬送容器内に持ち込む汚染物質の評価に好適に使用できる。本発明は、製造工程で基板が搬送用機内に持ち込む汚染物質の評価に特に好適である。
図５には、本発明に使用可能な基板搬送容器の一例であるＦＯＵＰを示す概念図を示す。図５に示すＦＯＵＰ５０は、φ３００ｍｍの基板（シリコンウェハ）５１に使用される。基板搬送容器は、複数の基板を収納して保管又は搬送するための開閉式容器である。図５において、ＦＯＵＰは２５枚の基板を収納可能であり、正面が扉５２により開閉可能である。また、側面には収納容器にウェハを保持するためのティース５４が設けられている。詳細については後述する。
【００１３】
本発明の第１のサンプリングプレートは、パッシブサンプラーを保持可能な手段をサンプリングプレート上に有する。保持可能な手段は、特に限定されないが、パッシブサンプラーを容易に着脱可能な手段であることが好ましい。
具体的には、サンプリングプレートに凹部、パッシブサンプラーに凸部を設け、これを嵌合させることにより保持する手段が例示でき、またこれとは逆に、サンプリングプレートに凸部、パッシブサンプラーに凹部を設け、これを嵌合させることによりサンプリングプレートにパッシブサンプラーを保持する手段も例示できる。
また、サンプリングプレートに貫通孔、凹部又はネジ孔を設け、ピンによりパッシブサンプラーを固定したり、ネジにより螺合することも好ましい。また、他には、サンプリングプレートに凸部やフックを設け、これに係着可能なリング、貫通孔又はフック等をパッシブサンプラーに設けることも例示できる。
サンプリングプレート上に設けた少なくとも２つ以上の突起の間にパッシブサンプラーを挟み、パッシブサンプラーを保持することもできる。より具体的には、サンプリングプレート上に２つの板状突起を設け、これらの板状突起の間に、パッシブサンプラーを狭持させ、サンプリングプレート上に保持することが例示できる。後述する板状及び管状のいずれのパッシブサンプラーを狭持することもできる。管状のパッシブサンプラーの場合には、エンドキャップの両端で狭持することもでき、また、筒部で狭持することもできる。また、板状のパッシブサンプラーの場合には、対向する２辺を狭持して保持することもできるし、４辺を狭持して保持することもできる。
サンプリングプレート上に、パッシブサンプラーを固定可能な凹みを形成し、パッシブサンプラーを凹みに配置することで保持することもできる。例えば、パッシブサンプラーと略同一の外形を有する凹みを作製して、パッシブサンプラーをその凹みにはめ込むことにより固定することもできる。また、サンプリングプレートにパッシブサンプラーを保持可能なバンドを少なくとも１つ設け、保持させることもできる。
パッシブサンプラーに溝を少なくとも１本設け、サンプリングプレートに溝と同等幅の突起を設けてパッシブサンプラーの溝にサンプリングプレートに設けた突起を挿入して保持することもできる。溝は少なくとも１本あれば良く、例えば、板状のパッシブサンプラーでは、底面に設けることができ、また管状のパッシブサンプラーでは両端のエンドキャップ部に２本の溝を設けることもできる。
本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、公知の保持可能な手段を使用することができ、公知の保持可能な手段を適宜組み合わせて使用することもできる。
さらに、本発明の第２のサンプリングプレートは、パッシブサンプラーを保持可能な手段を介してパッシブサンプラーを保持していても良いが、サンプリングプレートに特別な保持手段を設けることなくパッシブサンプラーを保持していても良い。例えば、接着剤等を用いてパッシブサンプラーを保持していても良い。
【００１４】
本発明のサンプリングプレートについて、図１〜図３を用いて以下に説明する。
図１（ａ）〜図１（ｃ）は本発明のサンプリングプレートの第１〜第３の実施態様を示す概念図であり、Ａは斜視図、Ｂは断面図を示す。
図２は、本発明で使用可能なパッシブサンプラーの一例を示す概念斜視図であり、図２（ａ）は管状、図２（ｂ）は板状のパッシブサンプラーを例示している。図３はパッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートの一実施態様を示す概念斜視図である。
【００１５】
本発明のサンプリングプレートは、通気を促進する機構を有することが好ましい。通気を促進する機構としては、通気孔が例示できるが、本発明はこれに限定されるものではない。サンプリングプレート基板を網状にすることにより通気を促進することもでき、また、サンプリングプレートの一部に切り欠きを設けることもできる。本発明において、サンプリングプレートの形状は、基板移載装置が基板と同じ条件でサンプリングプレートを移載できる範囲で適宜選択することが好ましい。
【００１６】
図１（ａ）を参照すれば、本発明のサンプリングプレート１０において、サンプリングプレート基板１３としては、例えば３００ｍｍウエハのＦＯＵＰ用として使用する場合には、外形３００ｍｍ、厚さ０．５〜３ｍｍのサンプリングプレート基板が例示できる。厚みは０．５〜２ｍｍであることが好ましく、０．５〜１．５ｍｍであることがより好ましい。基板厚みを上記範囲内とすることにより、基板と同じ条件でサンプリングプレートを基板移載装置にて移載可能であるので好ましい。また、基板搬送容器に収納可能であるので好ましい。
図１（ａ）では、φ３００ｍｍのサンプリングプレート１０は、通気を促進する機構として、２５ｍｍφの貫通孔である通気孔１１を円周状に８個有する。サンプリングプレートはポリカーボネート製円盤より構成されており、ＦＯＵＰを一例とする複数の基板を収納して保管又は搬送するための開閉式容器（基板搬送容器）のスロットに収納可能である。なお、サンプリングプレートは、円盤にオリフラを設けた形状とすることもできる。
サンプリングプレート１０が通気孔１１を有することによって、パッシブサンプラー２０及び／又は２５を保持したサンプリングプレート１０の直下に収納された基板の持ち込み汚染ガス成分の中には、サンプリングプレート１０に開けられた２５ｍｍφの通気孔１１を通じて、サンプリングプレート１０上に保持されたパッシブサンプラー２０及び／又は２５に捕集されやすくなるものもある。
本発明において、パッシブサンプラーは通気孔の上部にその一部が存在するようにサンプリングプレートに保持されることが好ましい。パッシブサンプラーを通気孔の上部に配置することにより、サンプリングプレートの直下に収納された基板の基板搬送容器への持ち込み汚染成分が捕集しやすくなるので好ましい。
なお、基板搬送容器の内壁と基板外周の間隙を通じても、持ち込み汚染ガス成分等はパッシブサンプラーに捕集されるので、例えば半導体装置の製造工程でガス状物質を付着した半導体基板が基板搬送容器内雰囲気に持ち込む汚染を簡便に評価することを可能とする。
【００１７】
本発明のサンプリングプレート基板は、いずれの材料により作製されたものであっても良いが、基板搬送容器内雰囲気汚染を生じない材質で作製されたものであることが好ましい。具体的にはポリオレフィン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート等が例示でき、ポリカーボネートが好ましく例示できる。ポリカーボネート製であると、強度に優れ、安価であり、加工性に優れると共に、基板搬送容器内雰囲気の汚染を生じにくいので好ましい。
また、サンプリングプレート基板は、基板搬送容器と同一の材質により作製されたものであることが好ましい。
なお、上記の材質に導電性材料等の添加剤を含有させることも好ましく、導電性付与のため、カーボンブラックを添加することが例示できる。
【００１８】
図１（ａ）、図２及び図３を参照すれば、サンプリングプレート基板１３には、パッシブサンプラー２０及び／又は２５を保持するための貫通孔１２が設けられている。また、パッシブサンプラーは、ピン３０を用いることにより、サンプリングプレート１０上に保持される。ピン３０の胴部３２は、パッシブサンプラー保持用の貫通孔１２とほぼ同一の外径を有する。なお、図１（ａ）において、貫通孔１２の代わりに凹部を設けてピン３０を挿入することもできる。
具体的には、外径３ｍｍφ、長さ３ｍｍ程度の頭部３１を持ち、外径２ｍｍφ、長さ２〜４ｍｍ程度の胴部３２を持つ例えばポリカーボネート製のピン３０が例示でき、図３に示されるように、これを用いることにより、パッシブサンプラー２０及び／又は２５をサンプリングプレート上に保持することが可能である。また、図３では、パッシブサンプラー２０を保持するためのピン３０は、胴部の長さが４ｍｍであり、パッシブサンプラー２５を保持するためのピン３０は、胴部の長さが２ｍｍである。胴部の長さは適宜選択することができるが、ピンの挿入端部が基板の底面から突出しないように調整することが好ましい。本発明のサンプリングプレートは、基板移載装置が基板と同じ条件でサンプリングプレートを基板搬送容器に収納し、取り出すことができるように選択することが好ましい。
また、図３に示された保持用のピン３０の材質は、ポリオレフィン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート等が例示できるが、ポリカーボネートであることが好ましい。ポリカーボネート製であると、強度に優れ、安価であり、加工性に優れると共に、基板搬送容器内雰囲気の汚染を生じにくいので好ましい。
【００１９】
本発明のサンプリングプレートは、図１（ｂ）に示すように、通気孔を持たなくても良い。この場合、上述のように、基板搬送容器内壁と基板外周の間隙を通じて持ち込み汚染ガス成分等の評価成分はパッシブサンプラーに捕集される。
なお、図１（ｂ）において、サンプリングプレート１０’上にはパッシブサンプラーを保持可能な手段１２’が設けられており、図１（ｂ）では、パッシブサンプラー保持用の貫通孔１２’が図示されている。貫通孔１２’にピン差し込むことによりパッシブサンプラーを保持可能である。
【００２０】
さらに、本発明のサンプリングプレート１０”は、図１（ｃ）に示すように、円盤状でなくても良く、例えば１０ｍｍ〜３０ｍｍ幅の円周内に、１０ｍｍ〜３０ｍｍ幅の十字を配置して、互いを固定したものでも良い。図１（ｃ）では、パッシブサンプラーは、例えば円周部及び／又は十字部に設けられた貫通孔を通して、ピンによりサンプリングプレート１０”上に保持されるが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、サンプリングプレート１０”の開口部１１”及び基板搬送容器内壁と基板外周との間隙を通じて、持ち込み汚染ガス成分等の評価成分がパッシブサンプラーに捕集される。
図１（ｃ）では、サンプリングプレートは、サンプリングプレート基板の円周部及び／又は十字部にパッシブサンプラーを保持するための貫通孔を有している（不図示）が、本発明はこれに限定されるものではない。十字部の一辺と、管状のパッシブサンプラーに設けられたリングとを、Ω状や一部を欠いたリング状の留め具等で係合することも例示できる。
【００２１】
本発明において、パッシブサンプラーとは、環境中、例えば空気中の評価対象物質を、吸引等を行うことなく、拡散現象のみによって捕集する捕集器を意味する。
本発明のサンプリングプレートに保持するパッシブサンプラーは管状、板状等の形状を問わず使用することができる。また、保持の方法も、ピンによる方法に限定するものではない。
【００２２】
本発明で使用可能なパッシブサンプラーについて、図２を用いて説明する。
図２（ａ）は、管状のパッシブサンプラーの一例を示す概念斜視図であり、図２（ｂ）は板状のパッシブサンプラーの一例を示す概念斜視図である。
図２（ａ）において、パッシブサンプラー２０は、エンドキャップ２１と筒部２２を有し、エンドキャップ２１には、ピン３０を挿入するためのリング２３が設けられている。
パッシブサンプラーは、例えば、エンドキャップの外径がφ７ｍｍ、長さ５ｍｍであり、筒部の外径がφ５ｍｍ、長さ４０ｍｍの筒状である。
パッシブサンプラー２０は、図３に示すように、リング２３及びパッシブサンプラー保持用の貫通孔１２にピン３０を挿入することにより、サンプリングプレート上に保持される。
従来、管状のパッシブサンプラーは吊り下げて使用されていたが、図３に示すようにサンプリングプレート基板上に横向きに保持することにより、基板搬送容器内で安定に保持可能である。また、基板と共に基板搬送容器内に収納することが可能となり、基板搬送容器内への持ち込み汚染を評価することができるので好ましい。
パッシブサンプラーに設けられたリングを用いてサンプリングプレートに保持するためには、エンドキャップ２１は、少なくとも一端にリング２３を有していれば良い。例えば吊り下げ用のリングを有するパッシブサンプラーを使用することにより、サンプリングプレートに保持可能である。また、両端のエンドキャップ２１がリング２３を有すると、より安定してサンプリングプレートに保持可能であるので好ましい。
筒部２２及び／又はエンドキャップ２１には、吸着剤が収納されており、持ち込み汚染ガス成分等の評価成分がパッシブサンプラーの吸着剤に捕集される。吸着剤は筒部に収納されていることが好ましい。また、筒部及び／又はエンドキャップは、評価成分が通過可能であるように構成されている。特に、筒部が評価成分が通過可能であるように構成されていることが好ましい。例えば、筒部を拡散フィルター、濾紙、メッシュ等で構成し、内部に吸着剤を収納してなる管状のパッシブサンプラーが例示できる。
【００２３】
管状のパッシブサンプラーは、公知のパッシブサンプラーを使用することができ、上述のように、エンドキャップの一端、好ましくは両端をリングを有するエンドキャップに交換及び／又は加工することにより、本発明に好適に使用することができる。
【００２４】
図２（ｂ）において、板状のパッシブサンプラー２５は、ピン３０を挿入可能な貫通孔２８を有している。板状のサンプラー基板２６上に吸着剤収納部２７が配置されている。
図２（ｂ）では、基板の一辺に貫通孔２８が設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、パッシブサンプラー２５が安定してサンプリングプレート上に保持可能な限り、少なくとも１つの貫通孔が設けられていれば良い。パッシブサンプラーの４角に貫通孔を設けることもできる。また、貫通孔に限定されず、上述の管状のパッシブサンプラーのようにリングを設けることもできる。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
また、板状のサンプラー基板２６をメッシュのような素材で形成したり、サンプラー基板２６に通気孔を設けたり、サンプラー基板２６の吸着剤収納部下部に開口部を設けるなどして、吸着剤への被検査空気の接触を増やすことも好ましい。
一例を挙げれば、パッシブサンプラー２５は、サンプラー基板２６の大きさが５０ｍｍ×６０ｍｍ、吸着剤収納部２７の大きさがφ４７ｍｍ、高さは４ｍｍである。また、サンプラー基板２６の高さが１ｍｍであり、吸着剤を含めたパッシブサンプラー２５全体の高さは５ｍｍである。
【００２５】
吸着剤収納部２７は吸着剤が直接サンプラー基板２６上に設けられていても良く、また、吸着剤が容器に収納された状態で配置されていてもよい。
吸着剤収納部は、例えばシャーレの蓋の上面に貫通孔を設けた収納部が例示できる。シャーレの皿の凹部に、吸着剤として、例えば吸着性成分を含浸した濾紙を入れ、これに蓋を被せて固定することが例示できる。蓋の上面の貫通孔は、皿に入れた吸着剤が安定して収納されるように設けることが好ましく、例えば皿内に収納する濾紙よりも狭い面積の貫通孔とすることが好ましい。
吸着剤収納部の形状は特に限定されず、図２（ｂ）では円筒状であるがこれに限定されるものではない。また、吸着剤収納部を拡散フィルター、濾紙、メッシュ等で作製して内部に吸着剤を収納することも好ましい。
【００２６】
パッシブサンプラーは、評価対象となる少なくとも１つの成分を対象とするパッシブサンプラーであり、評価対象となる成分としては、有機成分、塩基性成分、酸性成分、ドーパント成分、水分、酸素が例示できる。パッシブサンプラーは、有機成分、塩基性成分、酸性成分、ドーパント成分、水分及び酸素からなる群の少なくとも１つの成分を対象とするパッシブサンプラーであることが好ましい。また、２つ以上の成分を対象とするパッシブサンプラーを使用することも可能である。
本発明のサンプリングプレートは、１種類のパッシブサンプラーを保持しても良いし、複数種のパッシブサンプラーを保持することも可能である。評価対象成分の異なる複数のパッシブサンプラーを保持することによって、１つのサンプリングプレートで複数の評価対象成分のサンプリングを行うことができる。
【００２７】
パッシブサンプラーは上記の評価対象となる成分を吸着可能な吸着剤を含有する。吸着剤は、評価対象となる成分に応じて、適宜選択することができ、公知の吸着剤の中から選択できる。
吸着剤としては、活性炭、ゼオライト、アルミナ、マグネシア、シリカゲル、官能基導入型シリカゲル、その他酸化金属等の無機系吸着剤、多孔性ポリスチレン及びその誘導体、多孔性ポリエステル及びその誘導体、多孔性ポリビニルアルコール及びその誘導体等の高分子系吸着剤が評価対象物質の特性に合わせて用いられる。また、高分子系吸着剤を一部あるいは全部を炭化したカーボン系吸着剤も開発されており広く利用されている。さらに、前述の吸着剤や濾紙等を支持担体として、吸着性の溶剤、高分子、固体等を含浸固定したものも利用される。
上記パッシブサンプラーに使用される吸着剤は、粉末、ビーズ形、板形、錠剤形のいずれの形態でも良く、評価対象である汚染ガス等を透過するフィルムで包装したり、評価対象である汚染ガス等を透過するシートで包装して作製することもできる。
【００２８】
評価対象となる有機成分としては、トルエン、キシレン、アセトン、トリメチルベンゼン、酢酸エチル、酢酸エトキシエチル、シクロベンゼン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の溶剤、フタル酸ジオクチル、リン酸トリブチル、アジピン酸ジオクチル等の可塑剤、ブチルヒドロキシトルエン等の酸化防止剤、環状シロキサン等のシーリング剤等がクリーンルームの構成材料から発生する有機成分として例示できる。またレジストの溶剤、表面改質剤、現像液、剥離液のプロセス薬品から酢酸ブチル、メトキシプロパノール、乳酸エチル、ヘキサメチルジシラザン、酢酸メトキシプロピル、酢酸エトキシエチル、トリメチルアンモニウムハイドライド、モノエタノールアミン、Ｎ−メチルピロリドン等が半導体生産装置から発生する有機成分として例示することができる。ただし、有機成分としては、これらに限定されるものではない。
これを吸着可能である吸着剤としては、グラファイトカーボンブラック、カーボンモレキュラーシーブが例示でき、これらの中でもカーボンモレキュラーシーブが好ましい。
また、有機成分を評価対象とするパッシブサンプラーは、有機成分の汚染を起こさない材質で作製されていることが好ましく、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレンが例示でき、これらの材質を有機成分の汚染を起こさないように適宜処理して使用することができる。具体的には、表面処理を施して有機成分の汚染を起こさないようにする方法が例示できる。
【００２９】
評価対象となる塩基性成分としてはＮＨ3、アミンなどの塩基性ガスが例示できるが、本発明はこれに限定されず、パッシブサンプラーが吸着可能な塩基性成分の評価に使用可能である。また、塩基性成分を吸着可能な吸着剤としてはセルロース濾紙等のフィルタにクエン酸等が担持された吸着剤が例示できる。また、固体酸性物質であるチタン及び珪素からなる二元系複合酸化物、チタン及びジルコニウムからなる二元系複合酸化物、又は、チタン、珪素、ジルコニウムからなる三元系複合酸化物が例示できる。さらに、塩基性成分の吸着能力を付与するため酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ケイ素、シリカ−アルミナ等の固体酸性物質を使用することもできるが、本発明はこれに限定されず、公知の塩基性成分の吸着剤を使用可能であり、評価対象とする塩基性成分に応じて、適宜選択することが好ましい。
塩基性成分を評価対象とするパッシブサンプラーは、塩基性成分の汚染を引き起こさないことが好ましく、塩基性成分の汚染を引き起こさないように適宜処理を施すことが好ましい。
【００３０】
評価対象となる酸性成分としてはＮＯｘ、ＳＯｘ、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＮＯ3などの酸性ガスが例示できるが、本発明はこれに限定されず、パッシブサンプラーが吸着可能な酸性成分の評価に使用可能である。これを吸着可能な吸着剤としてはセルロース濾紙、活性炭又はゼオライト等の物理吸着材に炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等のアルカリを添着したものが例示できる。また、ＨＣｌを評価対象とする場合、ＮａＮＯ3を含浸した濾紙を吸着剤として使用することができ、ＨＮＯ3を評価対象とする場合、トリエタノールアミンを含浸した濾紙を吸着剤として使用可能である。また、活性炭やゼオライト等の物理吸着材に炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等のアルカリを添着したものも使用可能であるが、本発明はこれに限定されず、公知の酸性成分の吸着剤を使用可能であり、評価対象とする酸性成分に応じて、適宜選択することができる。
酸性成分を評価対象とするパッシブサンプラーは、酸性成分の汚染を引き起こさない材質で作製されていることが好ましく、また、酸性成分の汚染を引き起こさないように適宜処理を施すことが好ましい。
【００３１】
評価対象となるドーパント成分としてはホウ素（Ｂ）及びリン（Ｐ）が例示できる。吸着剤としてはホウ素又はリンを吸着可能な公知の吸着剤を使用可能である。例えば、ホウ素を吸着可能な吸着剤としては、Ｎ−メチルグルカミン基を官能基とする陰イオン交換樹脂、セルロース、高純度シリカ及びキサトンが例示できる。また、リンを吸着可能な吸着剤としてはジルコニウムフェライト、ジルコニウム担持シリカゲルが例示できるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
ドーパント成分を評価対象とするパッシブサンプラーは、ドーパント成分の汚染を引き起こさない材質で作製されていることが好ましく、また、ドーパント成分の汚染を引き起こさないように適宜処理を施すことが好ましい。
【００３２】
水分を吸着可能な吸着剤としてはシリカゲル、活性炭、天然又は合成のゼオライトが例示できるが、本発明はこれに限定されず、公知の水分を吸着可能な吸着剤から適宜選択することができる。水分を評価対象とするパッシブサンプラーは、水分放出を生じないことが好ましい。
【００３３】
また、酸素を吸着可能な吸着剤としてはカーボンモレキュラーシーブや亜ニチオン酸及びその塩類が例示できる。酸素を評価対象とするパッシブサンプラーは、酸素の放出を生じないことが好ましく、酸素の放出を生じないように適宜処理を施すことが好ましい。
【００３４】
上述したサンプリングプレート基板や保持用ピン、さらにパッシブサンプラーに使用される材質は、基板搬送容器内汚染を生じない範囲で適宜選択することが好ましい。具体的には、評価対象となる各種の成分、例えば有機成分、塩基性成分、酸性成分、ドーパント成分、水分、酸素等を発生しない材質であることが好ましい。すなわち、評価対象の異なる複数のパッシブサンプラーがサンプリングプレート上に保持されている場合、全ての評価対象について、汚染や放出を生じない材料を選択することが好ましい。
また、基板搬送容器が半導体装置の製造に使用される場合には、半導体装置の製造に悪影響を与えない物質から選択することが好ましい。
【００３５】
次に、図４及び図５を用いて本発明の基板搬送容器について説明する。
図４は、パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートがＦＯＵＰスロットに収納されている一例を示す断面部分図である。
また、図５は、本発明に使用可能な基板搬送容器の一例であるＦＯＵＰを示す概念断面図である。
図４において、ＦＯＵＰ４０内には、半導体基板４１が収納されており、また、管状のパッシブサンプラー２０をピン３０により保持しているサンプリングプレート１０が収納されている。ＦＯＵＰ側面４２には、半導体基板を着座させるためのティース４３が設けられている。また、ティース４３によりスロット４５が形成されている。図５に示されているＦＯＵＰでは２５のスロットが形成され、２５枚の基板が収納可能である。
サンプリングプレート基板１３には、通気を促進する機構である通気孔１１が設けられている。ＦＯＵＰ４０の開閉により半導体基板４１により持ち込まれた汚染ガス成分等は、通気孔１１を通じてパッシブサンプラー２０に吸着される。また、汚染ガス成分等は、ＦＯＵＰ４０内壁とサンプリングプレート１０の間隙を通じてパッシブサンプラー２０に吸着される。
【００３６】
本発明のサンプリングプレート１０に保持したパッシブサンプラー２０の寸法（高さ方向）によっては、直上に半導体基板を収納することを避けることが必要となる。
例えば、図４において、パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートの高さ方向の厚みが大きくなった場合、サンプリングプレートを収納するためには、直上のスロットに挿入された基板一枚を取り去る必要がある。なお、ＦＯＵＰにおいて、最上段のスロットに挿入された基板と、ＦＯＵＰ天井との間隔は一般的に大きいので最上段のスロットにサンプリングプレートを挿入する際には、他の基板を取り去る必要が生じない。
パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートの厚みと、サンプリングプレートが挿入されたスロット位置や、挿入個数によって、直上のスロットに挿入された基板を取り去る必要がある。但し、本発明において、取り去る必要が生じる基板は、直上のスロットに挿入された基板に限定され、２スロット上の基板は取り去る必要が生じないようにサンプリングプレートの厚みを選択することが好ましい。
サンプリングプレート１０はパッシブサンプラー２０を収納しており、外径φ３００ｍｍのＦＯＵＰに使用する場合、パッシブサンプラーの厚みを含むサンプリングプレート全体の厚みは、８ｍｍ以下であることが好ましく、７ｍｍ以下であることがより好ましい。サンプリングプレート全体の厚みが８ｍｍ以下であると、直上の基板を取り去る必要が生じないので好ましい。
【００３７】
図５には、本発明に使用可能な基板搬送容器の一例であるＦＯＵＰを示す概念図を示す。図５は、基板５１を２５枚収容可能なＦＯＵＰ５０を示している。図５（ａ）は、平面図、図５（ｂ）は底面図、図５（ｃ）は扉開放時の正面図をそれぞれ示している。図５に示すＦＯＵＰ５０は、φ３００ｍｍの基板（シリコンウェハ）５１に使用される。ＦＯＵＰは扉５２により開閉可能であり、また、底面にはブレスフィルター５３が設けられている。ＦＯＵＰ側面５５のティース５４により、基板５１がＦＯＵＰ内に保持される。
本発明のサンプリングプレートは、図５に示されるＦＯＵＰ内にある２５スロットのどこに収納しても良い。また、一枚のサンプリングプレートを収納しても良く、複数のサンプリングプレートを収納しても良い。
これらの条件を工夫することにより、半導体装置の製造工程で、ガス状物質を付着した半導体基板が順次、複数個収納される間に生起するＦＯＵＰ内雰囲気への持ち込み汚染の状況をサンプリングプレートの保持したパッシブサンプラー捕集挙動から解析することも可能となる。
また、本発明において、基板搬送容器はＷＡＣＢ（Wafer Ambient Control Box）であっても良い。ＷＡＣＢは、基板搬送容器の背面にファンが設けられている。このようなファンを有する基板搬送容器を使用することにより、基板搬送容器内の通気を促進することができ、基板搬送容器内空間の汚染度の均一性を図ることができる。
【００３８】
本発明の基板搬送容器内空間の評価方法は、（ａ）パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを基板と共に基板搬送容器に収納する工程、（ｂ）基板搬送容器から基板を出し入れする工程、及び、（ｃ）基板搬送容器からパッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを取り出し、該パッシブサンプラーにより捕集された物質を測定する工程を含むことを特徴とする。
本発明の評価方法により、基板搬送容器内空間の汚染ガス成分等についての評価が可能であり、基板付着成分を評価するのに対し、より直接的に基板搬送容器内空間の評価が可能である。
以下、それぞれの工程について説明する。
【００３９】
（ａ）パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを基板と共に基板搬送容器に収納する工程
本発明において、パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを基板搬送容器に収納する。基板搬送容器には、サンプリングプレートの他に、基板を収納するものである。サンプリングプレートは基板と共に基板搬送容器に収納されるが、基板とサンプリングプレートの収納の順序は問わない。
基板搬送容器としては、上述のようにＳＭＩＦ、ＦＯＵＰ、オートドア付きＦＯＳＢが例示でき、ＦＯＵＰが好適に使用される。
サンプリングプレートは、いかなる方法により収納することもでき、自動移載装置を使用することもできる。
【００４０】
（ｂ）基板搬送容器から基板を出し入れする工程
本発明の基板搬送容器内空気の評価方法は、基板の出し入れを伴う工程において、基板により持ち込まれた汚染ガス成分等の評価方法に好適に使用される。
基板を出し入れする工程としては、半導体基板の製造工程が例示できる。
上記の（ｂ）工程の一例を挙げれば、ＦＯＵＰは、スライドテーブルにクランプされる。また、スライドテーブルはＦＯＵＰを置載してポートドアに密着させ、ロードポートにドッキングさせた後、ロードポートによりＦＯＵＰ扉が開放される。扉が開放されたままの状態で、ＦＯＵＰ内の基板は一枚ずつ移載空間内の移載装置によって半導体製造装置に運ばれ、処理される。処理が終わった基板はＦＯＵＰ内に戻され、次の基板が同様に処理される。全ての基板の処理が終わると、ＦＯＵＰの扉は閉じられ、アンドッキングされたＦＯＵＰは、同一工程内のストッカーに保管されるか、または次工程に搬送される。
ＦＯＵＰ内に収納された２５枚以下の全ての基板の処理が完了するまでの間、基板搬送容器であるＦＯＵＰの扉は開いたままである。そのため、ＦＯＵＰ内には、基板からの持ち込み汚染が発生することがある。本発明の基板搬送容器内空間の評価方法は、このような基板の出し入れによる基板搬送容器内空間への持ち込み汚染の評価方法として好適に使用される。
なお、本発明のサンプリングプレートは、基板と同様に処理されるものではなく、基板が出し入れされる工程の間、基板搬送容器内に存在することが好ましい。
【００４１】
（ｃ）基板搬送容器からパッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを取り出し、該パッシブサンプラーにより捕集された物質を測定する工程
基板搬送容器からサンプリングプレートを取り出し、該サンプリングプレート上に保持されたパッシブサンプラーにより捕集された物質を測定することによって、基板搬送容器内空間の評価をすることができる。
捕集された物質の測定は、パッシブサンプラーの吸着剤や、評価対象成分等により適宜選択することが好ましく、公知の測定方法を選択して使用することができる。
【００４２】
評価対象となる成分の測定方法としては、ガスクロマトグラフィ、ガスクロマトグラフィ質量分析法、イオンクロマトグラフィ、高分解能誘導結合プラズマ質量分析法、比色分析法、等が例示できるが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、有機成分の測定方法としてガスクロマトグラフィ、ガスクロマトグラフィ質量分析法が例示でき、酸性成分及び塩基性成分の測定方法として比色分析法、イオンクロマトグラフィが例示できる。また、ドーパントであるホウ素及びリンに対する測定法として、誘導結合プラズマ質量分析法、高分解能誘導結合プラズマ質量分析法が例示できる。
具体的には、有機成分を測定する方法としては、基板搬送容器から取り出されたサンプリングプレートから、吸着剤を分離し、溶媒処理により有機成分を脱着させ、ガスクロマトグラフィによって測定する方法が例示できる。また、吸着剤を加熱して有機成分を脱着させ、ガスクロマトグラフィにより測定する方法も例示できる。
測定方法は、吸着剤や、評価対象物質の種類により、適宜選択することができ、公知の測定方法を単独又は組み合わせて使用することができる。また、本発明において、定量的あるいは定性的な測定を行うことが好ましく、評価対象物質の特定及びその量の測定を行うことが好ましい。
【００４３】
本発明の基板搬送容器内空間の評価方法は、基板搬送容器を使用する様々な工程で使用することができる。
例えば、基板搬送容器としてＦＯＵＰを使用し、半導体ウェハが半導体製造プロセス処理されている場合には、ウェハ汚染の原因を探索する方法として、ＦＯＵＰ扉が開いてウェハのバッチ処理が始まってから、処理が終了して扉が閉まるまでの間に、ウェハによって製造装置からＦＯＵＰ内に持ち込まれる汚染ガス成分を評価することが例示できる。
【００４４】
また、半導体の製造工程としては、シリコンウェハの洗浄工程、成膜工程、成膜後洗浄工程、感光材料塗布工程、露光工程、現像工程、エッチング工程、イオン注入工程、レジスト剥離工程、保護膜形成工程、後工程などの種々の工程が例示できる。
本発明の基板搬送容器内空間の評価方法は、これらの工程で発生し、基板に付着する粒子以外に、汚染ガス成分として注目されてきた有機成分、酸性・塩基性成分、ドーパント等の評価にも好適に使用できる。
【００４５】
これらのうち、本発明の評価方法は、製造装置内でガス発生の著しい成膜工程、エッチング（ドライ）工程、レジスト剥離工程等における汚染ガス成分の評価に好適に使用できる。
【００４６】
例えば半導体ウェハの製造工程においては、基板搬送容器内空間の評価方法は、成膜工程、ドライエッチング工程、レジスト剥離工程等の単独一工程での汚染の評価方法として好適に使用され、これらの工程を数回繰り返す場合には、目的に応じて何回目の工程で評価を行うのかを適宜選択することができる。
【００４７】
これらの評価結果は、不良品が発生した際の原因を究明するために分析値をストックしておくことに利用できる。
例えば、半導体工場のウェハラインにおける歩留まりは、ウェハの製造原価に大きく寄与しており、歩留まりの高い製造ラインを構築することが望まれている。基板搬送容器内空間の評価結果と歩留まりとの関連についてデータを蓄積し、これを元に歩留まりを向上させるようにラインの見直しを図ることができる。ある評価対象となる成分の測定値と歩留まりとの関連が見出されるような場合には、特にそれらの成分の発生を防ぐことにより歩留まりを向上させることが期待される。また、これによって、歩留まりの高い製造ラインとすることが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明のサンプリングプレートの第１〜第３の実施態様を示す概念図である。（Ａ：斜視図、Ｂ：断面図）
【図２】本発明で使用可能なパッシブサンプラーの例を示す概念斜視図である。（ａ）は管状、（ｂ）は板状のパッシブサンプラーである。
【図３】パッシブサンプラーを保持した本発明のサンプリングプレートの一実施態様を示す概念斜視図である。
【図４】パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートがＦＯＵＰスロットに収納されている一例を示す断面部分図である。
【図５】本発明に使用可能な基板搬送容器の一例であるＦＯＵＰを示す概念図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０、１０’、１０” サンプリングプレート
１１ 通気孔
１１” 開口部
１２ 貫通孔
１２’ 貫通孔
１３ サンプリングプレート基板
２０ パッシブサンプラー
２１ エンドキャップ
２２ 筒部
２３ リング
２５ パッシブサンプラー
２６ パッシブサンプラー基板
２７ 吸着剤収納部
２８ 貫通孔
３０ ピン
３１ 頭部
３２ 胴部
４０ ＦＯＵＰ
４１ 半導体基板
４２ ＦＯＵＰ側面
４３ ティース
４５ スロット
５０ ＦＯＵＰ
５１ 基板
５２ 扉
５３ ブレスフィルター
５４ ティース
５５ ＦＯＵＰ側面
【技術分野】
【０００１】
本発明はサンプリングプレートに関し、特に基板搬送容器に収納可能であり、基板搬送容器内の目的成分の捕集が可能なパッシブサンプラーを保持するサンプリングプレートに関する。さらに該サンプリングプレートを収納した基板搬送容器及び基板搬送容器内空間の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種半導体の製造工程において、ＥＦＥＭ(Equipment Front End Module)と呼ばれる局所空間内の空気質、すなわち微粒子、ガス状物質の存在状況を評価することが行われており、局所空間内に試験サンプルを放置し、一定時間経過後、このサンプルに付着したものを測定したり、又は測定器自体を局所空間に設置して測定することが行われている。
【０００３】
さらには、空気質そのものを動的に評価することを目的として、前記局所空間を包囲する包囲体に測定穴を形成すると共に、前記測定穴に空気質評価用の長手測定部材を挿入し、前記長手測定部材の端部を局所空間に配置して局所空間内部の空気質を測定する方法も知られている（特許文献１参照。）。
【０００４】
確かに、この評価法は、局所空間を壊すことなく、また、局所空間内での作業等に干渉することなく局所空間内における微粒子、ガス状物質の存在状況を精密かつ動的に測定することが可能となる。
しかし、近年ＥＦＥＭ空気質のみでなく、製造工程で微粒子、ガス状物質を付着した半導体基板が順次、複数個収納される間に、基板搬送容器内雰囲気への持ち込み汚染の起こることも問題視されるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３３３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような場合において、簡便に製造工程にある基板搬送容器内雰囲気汚染評価を行うためのガス状物質捕集用器材として、ただ静置しておくだけで局所のガス状物質を捕集できるパッシブサンプラーを候補に挙げることができる。ただ、パッシブサンプラーは形状が板状や管状であり、また、対象ガス状物質の捕集に専用吸着剤を必要とする。このようなパッシブサンプラーを、製造工程にある基板と同時に、安定した状態で基板搬送容器内部に保持することは容易ではない。
【０００７】
本発明の目的は、製造工程で微粒子の他にガス状物質を付着した基板が順次、複数個収納される間に生起する基板搬送容器内雰囲気への持ち込み汚染を簡便に評価するために、パッシブサンプラーを安定した状態で、製造工程にある基板と同時に、複数の基板を収納して保管又は搬送するための基板搬送容器内部に容易に保持するための器具・方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下の＜１＞、＜２＞、＜５＞又は＜６＞に記載の手段により解決された。好ましい実施態様である＜３＞及び＜４＞と共に以下に記載する。
＜１＞ 基板搬送容器に収納可能なサンプリングプレートであって、該サンプリングプレートが、パッシブサンプラーを該サンプリングプレート上に保持可能な手段を有することを特徴とするサンプリングプレート、
＜２＞ 基板搬送容器に収納可能なサンプリングプレートであって、該サンプリングプレート上にパッシブサンプラーを保持することを特徴とするサンプリングプレート、
＜３＞ 該サンプリングプレートが通気を促進する機構を有する＜１＞又は＜２＞に記載のサンプリングプレート、
＜４＞ 該サンプリングプレートがポリカーボネートよりなる＜１＞〜＜３＞いずれか１つに記載のサンプリングプレート、
＜５＞ ＜１＞〜＜４＞いずれか１つに記載のサンプリングプレートを収納する基板搬送容器、
＜６＞ （ａ）パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを基板と共に基板搬送容器に収納する工程、（ｂ）基板搬送容器から基板を出し入れする工程、及び、（ｃ）基板搬送容器からパッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを取り出し、該パッシブサンプラーにより捕集された物質を測定する工程を含むことを特徴とする基板搬送容器内空間の評価方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、製造工程で微粒子の他にガス状物質を付着した基板が順次、複数個収納される間に生起する基板搬送容器内雰囲気への持ち込み汚染を簡便に評価するためのパッシブサンプラーを、安定した状態で、製造工程にある基板と同時に、複数の基板を収納して保管又は搬送するための基板搬送容器内部に容易に保持するための器具・方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の第１のサンプリングプレートは、基板搬送容器に収納可能なサンプリングプレートであって、該サンプリングプレートが、パッシブサンプラーを該サンプリングプレート上に保持可能な手段を有することを特徴とする。
また、本発明の第２のサンプリングプレートは基板搬送容器に収納可能なサンプリングプレートであって、該サンプリングプレート上にパッシブサンプラーを保持することを特徴とする。
ここで、特に明示しない場合は、本発明のサンプリングプレートとは、本発明の第１のサンプリングプレート及び第２のサンプリングプレートを指す。
本発明のサンプリングプレートは、パッシブサンプラーを保持することにより、基板付着成分に限定されることなく、基板搬送容器内空間を評価可能であり、パッシブサンプラーが捕集可能な成分を広く評価可能である。
【００１１】
本発明の第１のサンプリングプレートは、サンプリングプレート上に、パッシブサンプラーを保持可能な手段を有する。従って、本発明の第１のサンプリングプレートは、実際にパッシブサンプラーを保持していることを要しない。また、本発明の第１のサンプリングプレートが、パッシブサンプラーを保持可能な手段を通じて、パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを含むものであることはいうまでもない。
本発明の第２のサンプリングプレートは、サンプリングプレート上にパッシブサンプラーを保持している。サンプリングプレートは、１つのパッシブサンプラーを保持することもできるし、複数のパッシブサンプラーを保持していても良い。また、一種類のパッシブサンプラーを保持していても良いし、多種類のパッシブサンプラーを保持していても良い。
【００１２】
本発明において、基板搬送容器（以下、単に容器ともいう）は、ガラス基板、シリコン基板等の基板を収納し、これを保管または搬送するための容器である。基板としては、半導体基板が好適に使用される。基板搬送容器としては、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical InterFace）ＰｏｄやＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）、オートドア付きＦＯＳＢ（Front Opening Shipping Box）が例示でき、このＰｏｄやＢｏｘを所定の位置に位置決めし、外部からドアを開閉するためのロードポートや、基板を自動移載するための移載装置と合わせて使用される。
本発明において、基板搬送容器としては、開放型よりも開閉型の容器であることが好ましい。特に、基板搬送容器は、ＳＭＩＦ−Ｐｏｄ、ＦＯＵＰ、オートドア付きＦＯＳＢのように、開閉扉付きの容器であることが好ましい。本発明のサンプリングプレートは、開閉式の基板搬送容器内に収納することにより、基板が搬送容器内に持ち込む汚染物質の評価に好適に使用できる。本発明は、製造工程で基板が搬送用機内に持ち込む汚染物質の評価に特に好適である。
図５には、本発明に使用可能な基板搬送容器の一例であるＦＯＵＰを示す概念図を示す。図５に示すＦＯＵＰ５０は、φ３００ｍｍの基板（シリコンウェハ）５１に使用される。基板搬送容器は、複数の基板を収納して保管又は搬送するための開閉式容器である。図５において、ＦＯＵＰは２５枚の基板を収納可能であり、正面が扉５２により開閉可能である。また、側面には収納容器にウェハを保持するためのティース５４が設けられている。詳細については後述する。
【００１３】
本発明の第１のサンプリングプレートは、パッシブサンプラーを保持可能な手段をサンプリングプレート上に有する。保持可能な手段は、特に限定されないが、パッシブサンプラーを容易に着脱可能な手段であることが好ましい。
具体的には、サンプリングプレートに凹部、パッシブサンプラーに凸部を設け、これを嵌合させることにより保持する手段が例示でき、またこれとは逆に、サンプリングプレートに凸部、パッシブサンプラーに凹部を設け、これを嵌合させることによりサンプリングプレートにパッシブサンプラーを保持する手段も例示できる。
また、サンプリングプレートに貫通孔、凹部又はネジ孔を設け、ピンによりパッシブサンプラーを固定したり、ネジにより螺合することも好ましい。また、他には、サンプリングプレートに凸部やフックを設け、これに係着可能なリング、貫通孔又はフック等をパッシブサンプラーに設けることも例示できる。
サンプリングプレート上に設けた少なくとも２つ以上の突起の間にパッシブサンプラーを挟み、パッシブサンプラーを保持することもできる。より具体的には、サンプリングプレート上に２つの板状突起を設け、これらの板状突起の間に、パッシブサンプラーを狭持させ、サンプリングプレート上に保持することが例示できる。後述する板状及び管状のいずれのパッシブサンプラーを狭持することもできる。管状のパッシブサンプラーの場合には、エンドキャップの両端で狭持することもでき、また、筒部で狭持することもできる。また、板状のパッシブサンプラーの場合には、対向する２辺を狭持して保持することもできるし、４辺を狭持して保持することもできる。
サンプリングプレート上に、パッシブサンプラーを固定可能な凹みを形成し、パッシブサンプラーを凹みに配置することで保持することもできる。例えば、パッシブサンプラーと略同一の外形を有する凹みを作製して、パッシブサンプラーをその凹みにはめ込むことにより固定することもできる。また、サンプリングプレートにパッシブサンプラーを保持可能なバンドを少なくとも１つ設け、保持させることもできる。
パッシブサンプラーに溝を少なくとも１本設け、サンプリングプレートに溝と同等幅の突起を設けてパッシブサンプラーの溝にサンプリングプレートに設けた突起を挿入して保持することもできる。溝は少なくとも１本あれば良く、例えば、板状のパッシブサンプラーでは、底面に設けることができ、また管状のパッシブサンプラーでは両端のエンドキャップ部に２本の溝を設けることもできる。
本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、公知の保持可能な手段を使用することができ、公知の保持可能な手段を適宜組み合わせて使用することもできる。
さらに、本発明の第２のサンプリングプレートは、パッシブサンプラーを保持可能な手段を介してパッシブサンプラーを保持していても良いが、サンプリングプレートに特別な保持手段を設けることなくパッシブサンプラーを保持していても良い。例えば、接着剤等を用いてパッシブサンプラーを保持していても良い。
【００１４】
本発明のサンプリングプレートについて、図１〜図３を用いて以下に説明する。
図１（ａ）〜図１（ｃ）は本発明のサンプリングプレートの第１〜第３の実施態様を示す概念図であり、Ａは斜視図、Ｂは断面図を示す。
図２は、本発明で使用可能なパッシブサンプラーの一例を示す概念斜視図であり、図２（ａ）は管状、図２（ｂ）は板状のパッシブサンプラーを例示している。図３はパッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートの一実施態様を示す概念斜視図である。
【００１５】
本発明のサンプリングプレートは、通気を促進する機構を有することが好ましい。通気を促進する機構としては、通気孔が例示できるが、本発明はこれに限定されるものではない。サンプリングプレート基板を網状にすることにより通気を促進することもでき、また、サンプリングプレートの一部に切り欠きを設けることもできる。本発明において、サンプリングプレートの形状は、基板移載装置が基板と同じ条件でサンプリングプレートを移載できる範囲で適宜選択することが好ましい。
【００１６】
図１（ａ）を参照すれば、本発明のサンプリングプレート１０において、サンプリングプレート基板１３としては、例えば３００ｍｍウエハのＦＯＵＰ用として使用する場合には、外形３００ｍｍ、厚さ０．５〜３ｍｍのサンプリングプレート基板が例示できる。厚みは０．５〜２ｍｍであることが好ましく、０．５〜１．５ｍｍであることがより好ましい。基板厚みを上記範囲内とすることにより、基板と同じ条件でサンプリングプレートを基板移載装置にて移載可能であるので好ましい。また、基板搬送容器に収納可能であるので好ましい。
図１（ａ）では、φ３００ｍｍのサンプリングプレート１０は、通気を促進する機構として、２５ｍｍφの貫通孔である通気孔１１を円周状に８個有する。サンプリングプレートはポリカーボネート製円盤より構成されており、ＦＯＵＰを一例とする複数の基板を収納して保管又は搬送するための開閉式容器（基板搬送容器）のスロットに収納可能である。なお、サンプリングプレートは、円盤にオリフラを設けた形状とすることもできる。
サンプリングプレート１０が通気孔１１を有することによって、パッシブサンプラー２０及び／又は２５を保持したサンプリングプレート１０の直下に収納された基板の持ち込み汚染ガス成分の中には、サンプリングプレート１０に開けられた２５ｍｍφの通気孔１１を通じて、サンプリングプレート１０上に保持されたパッシブサンプラー２０及び／又は２５に捕集されやすくなるものもある。
本発明において、パッシブサンプラーは通気孔の上部にその一部が存在するようにサンプリングプレートに保持されることが好ましい。パッシブサンプラーを通気孔の上部に配置することにより、サンプリングプレートの直下に収納された基板の基板搬送容器への持ち込み汚染成分が捕集しやすくなるので好ましい。
なお、基板搬送容器の内壁と基板外周の間隙を通じても、持ち込み汚染ガス成分等はパッシブサンプラーに捕集されるので、例えば半導体装置の製造工程でガス状物質を付着した半導体基板が基板搬送容器内雰囲気に持ち込む汚染を簡便に評価することを可能とする。
【００１７】
本発明のサンプリングプレート基板は、いずれの材料により作製されたものであっても良いが、基板搬送容器内雰囲気汚染を生じない材質で作製されたものであることが好ましい。具体的にはポリオレフィン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート等が例示でき、ポリカーボネートが好ましく例示できる。ポリカーボネート製であると、強度に優れ、安価であり、加工性に優れると共に、基板搬送容器内雰囲気の汚染を生じにくいので好ましい。
また、サンプリングプレート基板は、基板搬送容器と同一の材質により作製されたものであることが好ましい。
なお、上記の材質に導電性材料等の添加剤を含有させることも好ましく、導電性付与のため、カーボンブラックを添加することが例示できる。
【００１８】
図１（ａ）、図２及び図３を参照すれば、サンプリングプレート基板１３には、パッシブサンプラー２０及び／又は２５を保持するための貫通孔１２が設けられている。また、パッシブサンプラーは、ピン３０を用いることにより、サンプリングプレート１０上に保持される。ピン３０の胴部３２は、パッシブサンプラー保持用の貫通孔１２とほぼ同一の外径を有する。なお、図１（ａ）において、貫通孔１２の代わりに凹部を設けてピン３０を挿入することもできる。
具体的には、外径３ｍｍφ、長さ３ｍｍ程度の頭部３１を持ち、外径２ｍｍφ、長さ２〜４ｍｍ程度の胴部３２を持つ例えばポリカーボネート製のピン３０が例示でき、図３に示されるように、これを用いることにより、パッシブサンプラー２０及び／又は２５をサンプリングプレート上に保持することが可能である。また、図３では、パッシブサンプラー２０を保持するためのピン３０は、胴部の長さが４ｍｍであり、パッシブサンプラー２５を保持するためのピン３０は、胴部の長さが２ｍｍである。胴部の長さは適宜選択することができるが、ピンの挿入端部が基板の底面から突出しないように調整することが好ましい。本発明のサンプリングプレートは、基板移載装置が基板と同じ条件でサンプリングプレートを基板搬送容器に収納し、取り出すことができるように選択することが好ましい。
また、図３に示された保持用のピン３０の材質は、ポリオレフィン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート等が例示できるが、ポリカーボネートであることが好ましい。ポリカーボネート製であると、強度に優れ、安価であり、加工性に優れると共に、基板搬送容器内雰囲気の汚染を生じにくいので好ましい。
【００１９】
本発明のサンプリングプレートは、図１（ｂ）に示すように、通気孔を持たなくても良い。この場合、上述のように、基板搬送容器内壁と基板外周の間隙を通じて持ち込み汚染ガス成分等の評価成分はパッシブサンプラーに捕集される。
なお、図１（ｂ）において、サンプリングプレート１０’上にはパッシブサンプラーを保持可能な手段１２’が設けられており、図１（ｂ）では、パッシブサンプラー保持用の貫通孔１２’が図示されている。貫通孔１２’にピン差し込むことによりパッシブサンプラーを保持可能である。
【００２０】
さらに、本発明のサンプリングプレート１０”は、図１（ｃ）に示すように、円盤状でなくても良く、例えば１０ｍｍ〜３０ｍｍ幅の円周内に、１０ｍｍ〜３０ｍｍ幅の十字を配置して、互いを固定したものでも良い。図１（ｃ）では、パッシブサンプラーは、例えば円周部及び／又は十字部に設けられた貫通孔を通して、ピンによりサンプリングプレート１０”上に保持されるが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、サンプリングプレート１０”の開口部１１”及び基板搬送容器内壁と基板外周との間隙を通じて、持ち込み汚染ガス成分等の評価成分がパッシブサンプラーに捕集される。
図１（ｃ）では、サンプリングプレートは、サンプリングプレート基板の円周部及び／又は十字部にパッシブサンプラーを保持するための貫通孔を有している（不図示）が、本発明はこれに限定されるものではない。十字部の一辺と、管状のパッシブサンプラーに設けられたリングとを、Ω状や一部を欠いたリング状の留め具等で係合することも例示できる。
【００２１】
本発明において、パッシブサンプラーとは、環境中、例えば空気中の評価対象物質を、吸引等を行うことなく、拡散現象のみによって捕集する捕集器を意味する。
本発明のサンプリングプレートに保持するパッシブサンプラーは管状、板状等の形状を問わず使用することができる。また、保持の方法も、ピンによる方法に限定するものではない。
【００２２】
本発明で使用可能なパッシブサンプラーについて、図２を用いて説明する。
図２（ａ）は、管状のパッシブサンプラーの一例を示す概念斜視図であり、図２（ｂ）は板状のパッシブサンプラーの一例を示す概念斜視図である。
図２（ａ）において、パッシブサンプラー２０は、エンドキャップ２１と筒部２２を有し、エンドキャップ２１には、ピン３０を挿入するためのリング２３が設けられている。
パッシブサンプラーは、例えば、エンドキャップの外径がφ７ｍｍ、長さ５ｍｍであり、筒部の外径がφ５ｍｍ、長さ４０ｍｍの筒状である。
パッシブサンプラー２０は、図３に示すように、リング２３及びパッシブサンプラー保持用の貫通孔１２にピン３０を挿入することにより、サンプリングプレート上に保持される。
従来、管状のパッシブサンプラーは吊り下げて使用されていたが、図３に示すようにサンプリングプレート基板上に横向きに保持することにより、基板搬送容器内で安定に保持可能である。また、基板と共に基板搬送容器内に収納することが可能となり、基板搬送容器内への持ち込み汚染を評価することができるので好ましい。
パッシブサンプラーに設けられたリングを用いてサンプリングプレートに保持するためには、エンドキャップ２１は、少なくとも一端にリング２３を有していれば良い。例えば吊り下げ用のリングを有するパッシブサンプラーを使用することにより、サンプリングプレートに保持可能である。また、両端のエンドキャップ２１がリング２３を有すると、より安定してサンプリングプレートに保持可能であるので好ましい。
筒部２２及び／又はエンドキャップ２１には、吸着剤が収納されており、持ち込み汚染ガス成分等の評価成分がパッシブサンプラーの吸着剤に捕集される。吸着剤は筒部に収納されていることが好ましい。また、筒部及び／又はエンドキャップは、評価成分が通過可能であるように構成されている。特に、筒部が評価成分が通過可能であるように構成されていることが好ましい。例えば、筒部を拡散フィルター、濾紙、メッシュ等で構成し、内部に吸着剤を収納してなる管状のパッシブサンプラーが例示できる。
【００２３】
管状のパッシブサンプラーは、公知のパッシブサンプラーを使用することができ、上述のように、エンドキャップの一端、好ましくは両端をリングを有するエンドキャップに交換及び／又は加工することにより、本発明に好適に使用することができる。
【００２４】
図２（ｂ）において、板状のパッシブサンプラー２５は、ピン３０を挿入可能な貫通孔２８を有している。板状のサンプラー基板２６上に吸着剤収納部２７が配置されている。
図２（ｂ）では、基板の一辺に貫通孔２８が設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、パッシブサンプラー２５が安定してサンプリングプレート上に保持可能な限り、少なくとも１つの貫通孔が設けられていれば良い。パッシブサンプラーの４角に貫通孔を設けることもできる。また、貫通孔に限定されず、上述の管状のパッシブサンプラーのようにリングを設けることもできる。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
また、板状のサンプラー基板２６をメッシュのような素材で形成したり、サンプラー基板２６に通気孔を設けたり、サンプラー基板２６の吸着剤収納部下部に開口部を設けるなどして、吸着剤への被検査空気の接触を増やすことも好ましい。
一例を挙げれば、パッシブサンプラー２５は、サンプラー基板２６の大きさが５０ｍｍ×６０ｍｍ、吸着剤収納部２７の大きさがφ４７ｍｍ、高さは４ｍｍである。また、サンプラー基板２６の高さが１ｍｍであり、吸着剤を含めたパッシブサンプラー２５全体の高さは５ｍｍである。
【００２５】
吸着剤収納部２７は吸着剤が直接サンプラー基板２６上に設けられていても良く、また、吸着剤が容器に収納された状態で配置されていてもよい。
吸着剤収納部は、例えばシャーレの蓋の上面に貫通孔を設けた収納部が例示できる。シャーレの皿の凹部に、吸着剤として、例えば吸着性成分を含浸した濾紙を入れ、これに蓋を被せて固定することが例示できる。蓋の上面の貫通孔は、皿に入れた吸着剤が安定して収納されるように設けることが好ましく、例えば皿内に収納する濾紙よりも狭い面積の貫通孔とすることが好ましい。
吸着剤収納部の形状は特に限定されず、図２（ｂ）では円筒状であるがこれに限定されるものではない。また、吸着剤収納部を拡散フィルター、濾紙、メッシュ等で作製して内部に吸着剤を収納することも好ましい。
【００２６】
パッシブサンプラーは、評価対象となる少なくとも１つの成分を対象とするパッシブサンプラーであり、評価対象となる成分としては、有機成分、塩基性成分、酸性成分、ドーパント成分、水分、酸素が例示できる。パッシブサンプラーは、有機成分、塩基性成分、酸性成分、ドーパント成分、水分及び酸素からなる群の少なくとも１つの成分を対象とするパッシブサンプラーであることが好ましい。また、２つ以上の成分を対象とするパッシブサンプラーを使用することも可能である。
本発明のサンプリングプレートは、１種類のパッシブサンプラーを保持しても良いし、複数種のパッシブサンプラーを保持することも可能である。評価対象成分の異なる複数のパッシブサンプラーを保持することによって、１つのサンプリングプレートで複数の評価対象成分のサンプリングを行うことができる。
【００２７】
パッシブサンプラーは上記の評価対象となる成分を吸着可能な吸着剤を含有する。吸着剤は、評価対象となる成分に応じて、適宜選択することができ、公知の吸着剤の中から選択できる。
吸着剤としては、活性炭、ゼオライト、アルミナ、マグネシア、シリカゲル、官能基導入型シリカゲル、その他酸化金属等の無機系吸着剤、多孔性ポリスチレン及びその誘導体、多孔性ポリエステル及びその誘導体、多孔性ポリビニルアルコール及びその誘導体等の高分子系吸着剤が評価対象物質の特性に合わせて用いられる。また、高分子系吸着剤を一部あるいは全部を炭化したカーボン系吸着剤も開発されており広く利用されている。さらに、前述の吸着剤や濾紙等を支持担体として、吸着性の溶剤、高分子、固体等を含浸固定したものも利用される。
上記パッシブサンプラーに使用される吸着剤は、粉末、ビーズ形、板形、錠剤形のいずれの形態でも良く、評価対象である汚染ガス等を透過するフィルムで包装したり、評価対象である汚染ガス等を透過するシートで包装して作製することもできる。
【００２８】
評価対象となる有機成分としては、トルエン、キシレン、アセトン、トリメチルベンゼン、酢酸エチル、酢酸エトキシエチル、シクロベンゼン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の溶剤、フタル酸ジオクチル、リン酸トリブチル、アジピン酸ジオクチル等の可塑剤、ブチルヒドロキシトルエン等の酸化防止剤、環状シロキサン等のシーリング剤等がクリーンルームの構成材料から発生する有機成分として例示できる。またレジストの溶剤、表面改質剤、現像液、剥離液のプロセス薬品から酢酸ブチル、メトキシプロパノール、乳酸エチル、ヘキサメチルジシラザン、酢酸メトキシプロピル、酢酸エトキシエチル、トリメチルアンモニウムハイドライド、モノエタノールアミン、Ｎ−メチルピロリドン等が半導体生産装置から発生する有機成分として例示することができる。ただし、有機成分としては、これらに限定されるものではない。
これを吸着可能である吸着剤としては、グラファイトカーボンブラック、カーボンモレキュラーシーブが例示でき、これらの中でもカーボンモレキュラーシーブが好ましい。
また、有機成分を評価対象とするパッシブサンプラーは、有機成分の汚染を起こさない材質で作製されていることが好ましく、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレンが例示でき、これらの材質を有機成分の汚染を起こさないように適宜処理して使用することができる。具体的には、表面処理を施して有機成分の汚染を起こさないようにする方法が例示できる。
【００２９】
評価対象となる塩基性成分としてはＮＨ3、アミンなどの塩基性ガスが例示できるが、本発明はこれに限定されず、パッシブサンプラーが吸着可能な塩基性成分の評価に使用可能である。また、塩基性成分を吸着可能な吸着剤としてはセルロース濾紙等のフィルタにクエン酸等が担持された吸着剤が例示できる。また、固体酸性物質であるチタン及び珪素からなる二元系複合酸化物、チタン及びジルコニウムからなる二元系複合酸化物、又は、チタン、珪素、ジルコニウムからなる三元系複合酸化物が例示できる。さらに、塩基性成分の吸着能力を付与するため酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ケイ素、シリカ−アルミナ等の固体酸性物質を使用することもできるが、本発明はこれに限定されず、公知の塩基性成分の吸着剤を使用可能であり、評価対象とする塩基性成分に応じて、適宜選択することが好ましい。
塩基性成分を評価対象とするパッシブサンプラーは、塩基性成分の汚染を引き起こさないことが好ましく、塩基性成分の汚染を引き起こさないように適宜処理を施すことが好ましい。
【００３０】
評価対象となる酸性成分としてはＮＯｘ、ＳＯｘ、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＮＯ3などの酸性ガスが例示できるが、本発明はこれに限定されず、パッシブサンプラーが吸着可能な酸性成分の評価に使用可能である。これを吸着可能な吸着剤としてはセルロース濾紙、活性炭又はゼオライト等の物理吸着材に炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等のアルカリを添着したものが例示できる。また、ＨＣｌを評価対象とする場合、ＮａＮＯ3を含浸した濾紙を吸着剤として使用することができ、ＨＮＯ3を評価対象とする場合、トリエタノールアミンを含浸した濾紙を吸着剤として使用可能である。また、活性炭やゼオライト等の物理吸着材に炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等のアルカリを添着したものも使用可能であるが、本発明はこれに限定されず、公知の酸性成分の吸着剤を使用可能であり、評価対象とする酸性成分に応じて、適宜選択することができる。
酸性成分を評価対象とするパッシブサンプラーは、酸性成分の汚染を引き起こさない材質で作製されていることが好ましく、また、酸性成分の汚染を引き起こさないように適宜処理を施すことが好ましい。
【００３１】
評価対象となるドーパント成分としてはホウ素（Ｂ）及びリン（Ｐ）が例示できる。吸着剤としてはホウ素又はリンを吸着可能な公知の吸着剤を使用可能である。例えば、ホウ素を吸着可能な吸着剤としては、Ｎ−メチルグルカミン基を官能基とする陰イオン交換樹脂、セルロース、高純度シリカ及びキサトンが例示できる。また、リンを吸着可能な吸着剤としてはジルコニウムフェライト、ジルコニウム担持シリカゲルが例示できるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
ドーパント成分を評価対象とするパッシブサンプラーは、ドーパント成分の汚染を引き起こさない材質で作製されていることが好ましく、また、ドーパント成分の汚染を引き起こさないように適宜処理を施すことが好ましい。
【００３２】
水分を吸着可能な吸着剤としてはシリカゲル、活性炭、天然又は合成のゼオライトが例示できるが、本発明はこれに限定されず、公知の水分を吸着可能な吸着剤から適宜選択することができる。水分を評価対象とするパッシブサンプラーは、水分放出を生じないことが好ましい。
【００３３】
また、酸素を吸着可能な吸着剤としてはカーボンモレキュラーシーブや亜ニチオン酸及びその塩類が例示できる。酸素を評価対象とするパッシブサンプラーは、酸素の放出を生じないことが好ましく、酸素の放出を生じないように適宜処理を施すことが好ましい。
【００３４】
上述したサンプリングプレート基板や保持用ピン、さらにパッシブサンプラーに使用される材質は、基板搬送容器内汚染を生じない範囲で適宜選択することが好ましい。具体的には、評価対象となる各種の成分、例えば有機成分、塩基性成分、酸性成分、ドーパント成分、水分、酸素等を発生しない材質であることが好ましい。すなわち、評価対象の異なる複数のパッシブサンプラーがサンプリングプレート上に保持されている場合、全ての評価対象について、汚染や放出を生じない材料を選択することが好ましい。
また、基板搬送容器が半導体装置の製造に使用される場合には、半導体装置の製造に悪影響を与えない物質から選択することが好ましい。
【００３５】
次に、図４及び図５を用いて本発明の基板搬送容器について説明する。
図４は、パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートがＦＯＵＰスロットに収納されている一例を示す断面部分図である。
また、図５は、本発明に使用可能な基板搬送容器の一例であるＦＯＵＰを示す概念断面図である。
図４において、ＦＯＵＰ４０内には、半導体基板４１が収納されており、また、管状のパッシブサンプラー２０をピン３０により保持しているサンプリングプレート１０が収納されている。ＦＯＵＰ側面４２には、半導体基板を着座させるためのティース４３が設けられている。また、ティース４３によりスロット４５が形成されている。図５に示されているＦＯＵＰでは２５のスロットが形成され、２５枚の基板が収納可能である。
サンプリングプレート基板１３には、通気を促進する機構である通気孔１１が設けられている。ＦＯＵＰ４０の開閉により半導体基板４１により持ち込まれた汚染ガス成分等は、通気孔１１を通じてパッシブサンプラー２０に吸着される。また、汚染ガス成分等は、ＦＯＵＰ４０内壁とサンプリングプレート１０の間隙を通じてパッシブサンプラー２０に吸着される。
【００３６】
本発明のサンプリングプレート１０に保持したパッシブサンプラー２０の寸法（高さ方向）によっては、直上に半導体基板を収納することを避けることが必要となる。
例えば、図４において、パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートの高さ方向の厚みが大きくなった場合、サンプリングプレートを収納するためには、直上のスロットに挿入された基板一枚を取り去る必要がある。なお、ＦＯＵＰにおいて、最上段のスロットに挿入された基板と、ＦＯＵＰ天井との間隔は一般的に大きいので最上段のスロットにサンプリングプレートを挿入する際には、他の基板を取り去る必要が生じない。
パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートの厚みと、サンプリングプレートが挿入されたスロット位置や、挿入個数によって、直上のスロットに挿入された基板を取り去る必要がある。但し、本発明において、取り去る必要が生じる基板は、直上のスロットに挿入された基板に限定され、２スロット上の基板は取り去る必要が生じないようにサンプリングプレートの厚みを選択することが好ましい。
サンプリングプレート１０はパッシブサンプラー２０を収納しており、外径φ３００ｍｍのＦＯＵＰに使用する場合、パッシブサンプラーの厚みを含むサンプリングプレート全体の厚みは、８ｍｍ以下であることが好ましく、７ｍｍ以下であることがより好ましい。サンプリングプレート全体の厚みが８ｍｍ以下であると、直上の基板を取り去る必要が生じないので好ましい。
【００３７】
図５には、本発明に使用可能な基板搬送容器の一例であるＦＯＵＰを示す概念図を示す。図５は、基板５１を２５枚収容可能なＦＯＵＰ５０を示している。図５（ａ）は、平面図、図５（ｂ）は底面図、図５（ｃ）は扉開放時の正面図をそれぞれ示している。図５に示すＦＯＵＰ５０は、φ３００ｍｍの基板（シリコンウェハ）５１に使用される。ＦＯＵＰは扉５２により開閉可能であり、また、底面にはブレスフィルター５３が設けられている。ＦＯＵＰ側面５５のティース５４により、基板５１がＦＯＵＰ内に保持される。
本発明のサンプリングプレートは、図５に示されるＦＯＵＰ内にある２５スロットのどこに収納しても良い。また、一枚のサンプリングプレートを収納しても良く、複数のサンプリングプレートを収納しても良い。
これらの条件を工夫することにより、半導体装置の製造工程で、ガス状物質を付着した半導体基板が順次、複数個収納される間に生起するＦＯＵＰ内雰囲気への持ち込み汚染の状況をサンプリングプレートの保持したパッシブサンプラー捕集挙動から解析することも可能となる。
また、本発明において、基板搬送容器はＷＡＣＢ（Wafer Ambient Control Box）であっても良い。ＷＡＣＢは、基板搬送容器の背面にファンが設けられている。このようなファンを有する基板搬送容器を使用することにより、基板搬送容器内の通気を促進することができ、基板搬送容器内空間の汚染度の均一性を図ることができる。
【００３８】
本発明の基板搬送容器内空間の評価方法は、（ａ）パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを基板と共に基板搬送容器に収納する工程、（ｂ）基板搬送容器から基板を出し入れする工程、及び、（ｃ）基板搬送容器からパッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを取り出し、該パッシブサンプラーにより捕集された物質を測定する工程を含むことを特徴とする。
本発明の評価方法により、基板搬送容器内空間の汚染ガス成分等についての評価が可能であり、基板付着成分を評価するのに対し、より直接的に基板搬送容器内空間の評価が可能である。
以下、それぞれの工程について説明する。
【００３９】
（ａ）パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを基板と共に基板搬送容器に収納する工程
本発明において、パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを基板搬送容器に収納する。基板搬送容器には、サンプリングプレートの他に、基板を収納するものである。サンプリングプレートは基板と共に基板搬送容器に収納されるが、基板とサンプリングプレートの収納の順序は問わない。
基板搬送容器としては、上述のようにＳＭＩＦ、ＦＯＵＰ、オートドア付きＦＯＳＢが例示でき、ＦＯＵＰが好適に使用される。
サンプリングプレートは、いかなる方法により収納することもでき、自動移載装置を使用することもできる。
【００４０】
（ｂ）基板搬送容器から基板を出し入れする工程
本発明の基板搬送容器内空気の評価方法は、基板の出し入れを伴う工程において、基板により持ち込まれた汚染ガス成分等の評価方法に好適に使用される。
基板を出し入れする工程としては、半導体基板の製造工程が例示できる。
上記の（ｂ）工程の一例を挙げれば、ＦＯＵＰは、スライドテーブルにクランプされる。また、スライドテーブルはＦＯＵＰを置載してポートドアに密着させ、ロードポートにドッキングさせた後、ロードポートによりＦＯＵＰ扉が開放される。扉が開放されたままの状態で、ＦＯＵＰ内の基板は一枚ずつ移載空間内の移載装置によって半導体製造装置に運ばれ、処理される。処理が終わった基板はＦＯＵＰ内に戻され、次の基板が同様に処理される。全ての基板の処理が終わると、ＦＯＵＰの扉は閉じられ、アンドッキングされたＦＯＵＰは、同一工程内のストッカーに保管されるか、または次工程に搬送される。
ＦＯＵＰ内に収納された２５枚以下の全ての基板の処理が完了するまでの間、基板搬送容器であるＦＯＵＰの扉は開いたままである。そのため、ＦＯＵＰ内には、基板からの持ち込み汚染が発生することがある。本発明の基板搬送容器内空間の評価方法は、このような基板の出し入れによる基板搬送容器内空間への持ち込み汚染の評価方法として好適に使用される。
なお、本発明のサンプリングプレートは、基板と同様に処理されるものではなく、基板が出し入れされる工程の間、基板搬送容器内に存在することが好ましい。
【００４１】
（ｃ）基板搬送容器からパッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを取り出し、該パッシブサンプラーにより捕集された物質を測定する工程
基板搬送容器からサンプリングプレートを取り出し、該サンプリングプレート上に保持されたパッシブサンプラーにより捕集された物質を測定することによって、基板搬送容器内空間の評価をすることができる。
捕集された物質の測定は、パッシブサンプラーの吸着剤や、評価対象成分等により適宜選択することが好ましく、公知の測定方法を選択して使用することができる。
【００４２】
評価対象となる成分の測定方法としては、ガスクロマトグラフィ、ガスクロマトグラフィ質量分析法、イオンクロマトグラフィ、高分解能誘導結合プラズマ質量分析法、比色分析法、等が例示できるが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、有機成分の測定方法としてガスクロマトグラフィ、ガスクロマトグラフィ質量分析法が例示でき、酸性成分及び塩基性成分の測定方法として比色分析法、イオンクロマトグラフィが例示できる。また、ドーパントであるホウ素及びリンに対する測定法として、誘導結合プラズマ質量分析法、高分解能誘導結合プラズマ質量分析法が例示できる。
具体的には、有機成分を測定する方法としては、基板搬送容器から取り出されたサンプリングプレートから、吸着剤を分離し、溶媒処理により有機成分を脱着させ、ガスクロマトグラフィによって測定する方法が例示できる。また、吸着剤を加熱して有機成分を脱着させ、ガスクロマトグラフィにより測定する方法も例示できる。
測定方法は、吸着剤や、評価対象物質の種類により、適宜選択することができ、公知の測定方法を単独又は組み合わせて使用することができる。また、本発明において、定量的あるいは定性的な測定を行うことが好ましく、評価対象物質の特定及びその量の測定を行うことが好ましい。
【００４３】
本発明の基板搬送容器内空間の評価方法は、基板搬送容器を使用する様々な工程で使用することができる。
例えば、基板搬送容器としてＦＯＵＰを使用し、半導体ウェハが半導体製造プロセス処理されている場合には、ウェハ汚染の原因を探索する方法として、ＦＯＵＰ扉が開いてウェハのバッチ処理が始まってから、処理が終了して扉が閉まるまでの間に、ウェハによって製造装置からＦＯＵＰ内に持ち込まれる汚染ガス成分を評価することが例示できる。
【００４４】
また、半導体の製造工程としては、シリコンウェハの洗浄工程、成膜工程、成膜後洗浄工程、感光材料塗布工程、露光工程、現像工程、エッチング工程、イオン注入工程、レジスト剥離工程、保護膜形成工程、後工程などの種々の工程が例示できる。
本発明の基板搬送容器内空間の評価方法は、これらの工程で発生し、基板に付着する粒子以外に、汚染ガス成分として注目されてきた有機成分、酸性・塩基性成分、ドーパント等の評価にも好適に使用できる。
【００４５】
これらのうち、本発明の評価方法は、製造装置内でガス発生の著しい成膜工程、エッチング（ドライ）工程、レジスト剥離工程等における汚染ガス成分の評価に好適に使用できる。
【００４６】
例えば半導体ウェハの製造工程においては、基板搬送容器内空間の評価方法は、成膜工程、ドライエッチング工程、レジスト剥離工程等の単独一工程での汚染の評価方法として好適に使用され、これらの工程を数回繰り返す場合には、目的に応じて何回目の工程で評価を行うのかを適宜選択することができる。
【００４７】
これらの評価結果は、不良品が発生した際の原因を究明するために分析値をストックしておくことに利用できる。
例えば、半導体工場のウェハラインにおける歩留まりは、ウェハの製造原価に大きく寄与しており、歩留まりの高い製造ラインを構築することが望まれている。基板搬送容器内空間の評価結果と歩留まりとの関連についてデータを蓄積し、これを元に歩留まりを向上させるようにラインの見直しを図ることができる。ある評価対象となる成分の測定値と歩留まりとの関連が見出されるような場合には、特にそれらの成分の発生を防ぐことにより歩留まりを向上させることが期待される。また、これによって、歩留まりの高い製造ラインとすることが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明のサンプリングプレートの第１〜第３の実施態様を示す概念図である。（Ａ：斜視図、Ｂ：断面図）
【図２】本発明で使用可能なパッシブサンプラーの例を示す概念斜視図である。（ａ）は管状、（ｂ）は板状のパッシブサンプラーである。
【図３】パッシブサンプラーを保持した本発明のサンプリングプレートの一実施態様を示す概念斜視図である。
【図４】パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートがＦＯＵＰスロットに収納されている一例を示す断面部分図である。
【図５】本発明に使用可能な基板搬送容器の一例であるＦＯＵＰを示す概念図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０、１０’、１０” サンプリングプレート
１１ 通気孔
１１” 開口部
１２ 貫通孔
１２’ 貫通孔
１３ サンプリングプレート基板
２０ パッシブサンプラー
２１ エンドキャップ
２２ 筒部
２３ リング
２５ パッシブサンプラー
２６ パッシブサンプラー基板
２７ 吸着剤収納部
２８ 貫通孔
３０ ピン
３１ 頭部
３２ 胴部
４０ ＦＯＵＰ
４１ 半導体基板
４２ ＦＯＵＰ側面
４３ ティース
４５ スロット
５０ ＦＯＵＰ
５１ 基板
５２ 扉
５３ ブレスフィルター
５４ ティース
５５ ＦＯＵＰ側面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板搬送容器に収納可能なサンプリングプレートであって、
該サンプリングプレートが、パッシブサンプラーを該サンプリングプレート上に保持可能な手段を有することを特徴とする
サンプリングプレート。
【請求項２】
基板搬送容器に収納可能なサンプリングプレートであって、
該サンプリングプレート上にパッシブサンプラーを保持することを特徴とする
サンプリングプレート。
【請求項３】
該サンプリングプレートが通気を促進する機構を有する請求項１又は２に記載のサンプリングプレート。
【請求項４】
該サンプリングプレートがポリカーボネートよりなる請求項１〜３いずれか１つに記載のサンプリングプレート。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１つに記載のサンプリングプレートを収納する基板搬送容器。
【請求項６】
（ａ）パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを基板と共に基板搬送容器に収納する工程、
（ｂ）基板搬送容器から基板を出し入れする工程、及び、
（ｃ）基板搬送容器からパッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを取り出し、該パッシブサンプラーにより捕集された物質を測定する工程
を含むことを特徴とする基板搬送容器内空間の評価方法。
【請求項１】
基板搬送容器に収納可能なサンプリングプレートであって、
該サンプリングプレートが、パッシブサンプラーを該サンプリングプレート上に保持可能な手段を有することを特徴とする
サンプリングプレート。
【請求項２】
基板搬送容器に収納可能なサンプリングプレートであって、
該サンプリングプレート上にパッシブサンプラーを保持することを特徴とする
サンプリングプレート。
【請求項３】
該サンプリングプレートが通気を促進する機構を有する請求項１又は２に記載のサンプリングプレート。
【請求項４】
該サンプリングプレートがポリカーボネートよりなる請求項１〜３いずれか１つに記載のサンプリングプレート。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１つに記載のサンプリングプレートを収納する基板搬送容器。
【請求項６】
（ａ）パッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを基板と共に基板搬送容器に収納する工程、
（ｂ）基板搬送容器から基板を出し入れする工程、及び、
（ｃ）基板搬送容器からパッシブサンプラーを保持したサンプリングプレートを取り出し、該パッシブサンプラーにより捕集された物質を測定する工程
を含むことを特徴とする基板搬送容器内空間の評価方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−８８３４（Ｐ２００８−８８３４Ａ）
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８１４１１（Ｐ２００６−１８１４１１）
【出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【出願人】（３９００００６８６）株式会社住化分析センター (72)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【出願人】（３９００００６８６）株式会社住化分析センター (72)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]