JP2005340243A - Gas replacing apparatus of accommodation vessel and gas replacing method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハー等の異物の付着を防止する必要のある材料を収納した状態で収納容器内部のガスを不活性ガス等に置換するとともに容器内に収納されている半導体ウエハー等の表面の清浄化を行う収納容器のガス置換装置、およびそれを用いた収納容器のガス置換方法に関するものである。 The present invention replaces the gas inside the storage container with an inert gas or the like in a state in which a material that needs to prevent adhesion of foreign matters such as a semiconductor wafer is stored, and the surface of the semiconductor wafer or the like stored in the container. The present invention relates to a storage container gas replacement device for cleaning, and a storage container gas replacement method using the same.
半導体ウエハーの大口径化が進むと共に、半導体に形成される加工パターンの微細化が急激に進展している。これに伴って、半導体ウエハーの汚染防止と表面の清浄化に関する技術的要求はますます高まってきている。 As semiconductor wafers have become larger in diameter, processing patterns formed on semiconductors have been rapidly miniaturized. Along with this, technical demands regarding the prevention of contamination of semiconductor wafers and the cleaning of surfaces are increasing.
このような背景の中で、半導体ウエハーを収納して保管する半導体ウエハー収納容器中においてウエハー表面を清浄に保つと同時に、表面に不純物元素が吸着したり、保管容器中の水分が吸着したりすることによる劣化を防止するための技術が開発されてきている。 Against this background, the wafer surface is kept clean in the semiconductor wafer storage container for storing and storing semiconductor wafers, and at the same time, impurity elements are adsorbed on the surface and moisture in the storage container is adsorbed. Techniques have been developed to prevent degradation due to this.
また、近年における半導体ウエハー収納容器は、無人で製造可能な高クリーン度の処理室に半導体ウエハーを自動でロード/アンロードできるように、収納容器の蓋が機械的に開閉可能な構造となっている。 In addition, in recent years, semiconductor wafer storage containers have a structure in which the cover of the storage container can be mechanically opened and closed so that a semiconductor wafer can be automatically loaded / unloaded in a high-cleanness processing chamber that can be manufactured unattended. Yes.
さらに、半導体ウエハー収納容器内部に不活性ガスを充填して、内部の半導体ウエハー表面に形成した電極の腐食を防止できるようにした収納容器も用いられるようになってきた。例えば、特許文献1に示すように、半導体ウエハー収納容器に対して、ガス設定装置に接続可能な気密維持型カプラを取り付け、このカプラを介して乾燥した清浄な空気、窒素ガス、不活性ガス等の充填を可能とする収納容器内のガス置換に関する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に示される従来のガス置換装置や方法は、半導体ウエハー収納容器にガス導入孔を有したものを用いなければならず、一般に用いられているガス導入孔を有していない半導体ウエハー収納容器に対しては、そのガス置換を行なうことができないという課題を有していた。 However, the conventional gas replacement apparatus and method disclosed in Patent Document 1 must use a semiconductor wafer storage container having a gas introduction hole, and a semiconductor that does not have a generally used gas introduction hole. The wafer storage container has a problem that the gas replacement cannot be performed.
また、半導体ウエハー上に既に吸着されている水分や不純物を取り除くためには、収納容器内に設けられた加熱装置で収納容器内部を加熱しなければならないために、プラスティック製容器が使用できなくなる上に処理時間が長くかかるという課題を有していた。 In addition, in order to remove moisture and impurities already adsorbed on the semiconductor wafer, the inside of the storage container must be heated by a heating device provided in the storage container, so that the plastic container cannot be used. Has a problem that it takes a long processing time.
本発明の収納容器のガス置換装置およびそれを用いたガス置換方法は、容器本体と蓋体とが蓋体留め構造等で結合可能な一般の半導体ウエハー等の収納容器内にガスを置換することを目的としてなされたものである。即ち、本発明の収納容器のガス置換装置及び方法は、内部を清浄に保つ必要のある容器本体及び当該容器本体内を密封する蓋体からなる収納容器内のガスを置換するためのガス置換装置及びガス置換方法である。本発明のガス置換装置及び方法では、上記収納容器の蓋体を内部に収納した状態で上記容器本体に気密に取り付けてガス置換流路と連通し、この気密状態を維持して上記蓋体を取り外して当該蓋体と上記容器本体との隙間から内部のガスを置換する。上記蓋体と上記容器本体との隙間から内部のガスを置換する手段として、ガス導入手段を用いる。このガス導入手段は、上記収納容器の容器本体と蓋体との隙間から当該容器本体内に挿入されて当該容器本体内にガスを導入するガス導入ノズルを備えて構成した。これにより、容器本体内のガスを効率的に置換することができる。 The gas replacement device for a storage container and the gas replacement method using the same according to the present invention replace gas in a storage container such as a general semiconductor wafer in which the container main body and the lid can be coupled by a lid fastening structure or the like. It was made for the purpose. That is, the gas replacement apparatus and method for a storage container according to the present invention is a gas replacement apparatus for replacing a gas in a storage container comprising a container body that needs to keep its interior clean and a lid that seals the inside of the container body. And a gas replacement method. In the gas replacement apparatus and method of the present invention, the lid of the storage container is hermetically attached to the container main body in a state of being housed therein, and communicated with the gas replacement flow path. The gas inside is removed from the gap between the lid and the container body. Gas introducing means is used as means for replacing the internal gas from the gap between the lid and the container body. This gas introduction means is provided with a gas introduction nozzle that is inserted into the container main body through a gap between the container main body and the lid of the storage container and introduces gas into the container main body. Thereby, the gas in a container main body can be substituted efficiently.
また、本発明の収納容器のガス置換装置は、上記蓋体がガス置換流路内部に全て収納されるように上記収納容器本体を気密に取り付けることが可能な収納容器取付け手段と、上記収納容器本体から上記蓋体を上記収納容器取付け手段の内部で脱着する蓋体脱着手段と、上記蓋体脱着手段の動作を制御する蓋体脱着制御手段と、上記収納容器取付け手段内で上記蓋体を開けた状態で、上記収納容器本体と上記蓋体との隙間からガスを導入するガス導入手段と、上記収納容器本体のガスを排気するガス排気手段と、化学吸着フィルターを介して上記収納容器本体のガスを循環させるガス循環手段と、上記排気手段と上記ガス循環手段との間でガス流を切り替えるガス流切り替え手段とからなる構成とした。 The storage container gas replacement device of the present invention includes a storage container mounting means capable of airtightly mounting the storage container main body so that the lid body is stored in the gas replacement flow path, and the storage container. A lid body detaching means for detaching the lid body from the main body inside the storage container mounting means, a lid body detachment control means for controlling the operation of the lid body detaching means, and the lid body within the storage container mounting means. In the opened state, a gas introducing means for introducing gas from the gap between the storage container body and the lid, a gas exhaust means for exhausting gas from the storage container body, and the storage container body via a chemical adsorption filter The gas circulation means for circulating the gas and the gas flow switching means for switching the gas flow between the exhaust means and the gas circulation means.
このような構成とすることによって、ガス導入孔を有していない収納容器に対しても、蓋を開けた状態でガス置換が可能となり、上記課題を解決することができた。 By adopting such a configuration, it is possible to perform gas replacement with the cover opened even for a storage container that does not have a gas introduction hole, thereby solving the above-described problems.
また、このような構成とすることによって開放系のガス置換装置とすることができ、その結果、収納容器内のガスの排気と導入を同時に行なうことによって短時間で高純度のガス置換が可能となり上記課題を解決することができた。 In addition, such a configuration can provide an open-type gas replacement device. As a result, high-purity gas replacement can be performed in a short time by simultaneously exhausting and introducing the gas in the storage container. The above problems could be solved.
さらに、化学吸着フィルターを介して、収納容器内のガスを循環させることによって常温で短時間に表面の清浄化を可能とし上記課題を解決することができた。特に、この循環ガスとして、窒素ガスまたは5%程度以下の反応性ガスを含む窒素ガスを用いることによって、ウエハー表面に吸着した不純物元素や官能基を短時間で効率良く除去することが可能となった。 Furthermore, by circulating the gas in the storage container through the chemical adsorption filter, the surface can be cleaned in a short time at room temperature, and the above-mentioned problems have been solved. In particular, by using nitrogen gas or nitrogen gas containing about 5% or less reactive gas as this circulating gas, it becomes possible to efficiently remove impurity elements and functional groups adsorbed on the wafer surface in a short time. It was.
そして、上記ガス循環手段によって形成されるガス循環経路の一部を、上記ガス排気手段と共有した構造とすることによって、装置構成を簡素化することができた。 The apparatus configuration can be simplified by adopting a structure in which a part of the gas circulation path formed by the gas circulation means is shared with the gas exhaust means.
さらに、上記収納容器取付け手段の構成として、少なくとも集塵壁によって囲まれてなる集塵室により構成されガス置換工程で発生するマイクロダストを隔離する集塵手段と、上記蓋体が上記集塵室の内部に全て含まれるようにするとともに、気密性を保って上記収納容器を上記収納容器取付け手段に取り付ける収納容器本体取付け手段とから構成し、少なくとも1種類以上のガスを上記ガス導入手段に供給するガス供給手段と、上記集塵室のガスを排気する排気手段とから構成され、上記排気手段は少なくとも排気ポンプおよび上記集塵手段で隔離したマイクロダストを捕獲収集する第一集塵フィルターを含んでおり、上記ガス循環手段は少なくとも第二集塵フィルターと循環ポンプを含んでいる収納容器のガス置換装置とした。 Further, as the configuration of the storage container mounting means, a dust collecting means configured to isolate microdust generated in a gas replacement process, which is constituted by a dust collecting chamber surrounded by at least a dust collecting wall, and the lid body is the dust collecting chamber. And a storage container body mounting means for attaching the storage container to the storage container mounting means while maintaining airtightness, and supplying at least one kind of gas to the gas introduction means. Gas exhaust means for exhausting the gas in the dust collecting chamber, and the exhaust means includes at least an exhaust pump and a first dust collecting filter for capturing and collecting micro dust isolated by the dust collecting means. The gas circulation means is a gas replacement device for a storage container including at least a second dust collecting filter and a circulation pump.
このようにすることによって、半導体ウエハー等の収納容器の蓋体周辺に付着しているホコリなどを効果的に除去することができ、より清浄なガス置換を可能として上記課題を解決した。 By doing in this way, the dust etc. which adhering to the cover body periphery, such as a semiconductor wafer, can be removed effectively, and the above-mentioned subject was solved by enabling cleaner gas substitution.
上記蓋体脱着手段は上記集塵室内外に分離して配置され、上記集塵室内においては、上記収納容器本体と蓋体とを結合する蓋体留め構造を脱着する蓋体留め構造脱着機構と、上記蓋体と、上記蓋体留め構造脱着機構とを同時に移動させて、上記収納容器と上記蓋体との間に所定の隙間を形成する脱着移動機構と、上記蓋体と上記脱着移動機構とを結合して保持する蓋体保持機構で構成されており、上記集塵室外においては、上記蓋体保持機構と上記蓋体留め構造脱着機構と上記脱着移動機構を各々駆動させる脱着駆動機構で構成された収納容器のガス置換装置とした。 The lid body detaching means is separately arranged outside the dust collection chamber, and in the dust collection chamber, a lid body fastening structure detaching mechanism for detaching a lid body fastening structure for coupling the storage container body and the lid body; A desorption movement mechanism that moves the lid and the lid fixing structure desorption mechanism simultaneously to form a predetermined gap between the storage container and the lid, and the lid and desorption movement mechanism. And a desorption drive mechanism for driving the lid holding mechanism, the lid fixing structure detaching mechanism, and the desorption moving mechanism, respectively, outside the dust collection chamber. It was set as the gas replacement apparatus of the comprised storage container.
このような構成とすることで、収納装置のガス置換を機械的に自動化でき、クリーンルーム内の汚染を最小にすると共に、半導体処理工程におけるロード/アンロードの処理にも対応できるようになり上記課題を解決することができた。 By adopting such a configuration, the gas replacement of the storage device can be mechanically automated, the contamination in the clean room can be minimized, and the load / unload processing in the semiconductor processing process can be handled. Could be solved.
さらに、上記収納容器本体と上記収納容器取付け手段との合せ面に、気密維持用のシールを設け、ガスが外部環境に漏れ出すことを防ぎ、純度の高いガス置換を可能とした。 Furthermore, an airtight maintenance seal is provided on the mating surface of the storage container main body and the storage container mounting means to prevent the gas from leaking to the external environment and to enable high-purity gas replacement.
また、上記ガス導入手段として、ガス導入ノズルと、上記ガス導入ノズルを移動させて上記収納容器本体と上記蓋体との隙間に出し入れさせるノズル移動手段とからなる構成とし、上記ガス導入ノズルは、上記収納容器本体と上記蓋体との隙間に、斜方向に平行移動して出し入れ可能に構成されている構造とした。または、上記ガス導入ノズルは、主ノズルと上記主ノズルから分岐した1本以上の副ノズルとから構成され、上記主ノズルは、上記ノズル移動手段によって平行移動および回転自在に構成されている構造とした。 Further, the gas introduction means includes a gas introduction nozzle and nozzle movement means for moving the gas introduction nozzle so as to be taken in and out of a gap between the storage container main body and the lid body. In the gap between the storage container main body and the lid body, the structure is configured such that it can be moved in and out in the oblique direction. Alternatively, the gas introduction nozzle includes a main nozzle and one or more sub nozzles branched from the main nozzle, and the main nozzle is configured to be parallel and rotatable by the nozzle moving means. did.
このような構成とすることによって、収納容器本体と蓋体との隙間から容易にガス導入が可能となり上記課題を解決することができた。そして、上記ガス導入ノズルを半導体ウエハー等の収納物の隙間に挿入することによって、短時間でガス置換が可能となった。また、上記ガス導入ノズルを半導体ウエハー等の収納物に対向近接して配することによって、半導体ウエハー等の収納物の表面に置換ガスの層流を形成でき、半導体ウエハー等の収納物の清浄化の効果を高めることを可能とし、上記課題を解決することができた。 By adopting such a configuration, gas can be easily introduced from the gap between the storage container main body and the lid, and the above-described problems could be solved. Then, the gas replacement nozzle can be replaced in a short time by inserting the gas introduction nozzle into a gap between stored items such as a semiconductor wafer. In addition, by arranging the gas introduction nozzle so as to face and close to the stored item such as the semiconductor wafer, a laminar flow of the replacement gas can be formed on the surface of the stored item such as the semiconductor wafer, thereby cleaning the stored item such as the semiconductor wafer. It was possible to enhance the effect of the above and to solve the above problems.
さらに、上記蓋体留め構造脱着機構と上記脱着移動機構とを、回転自在かつ平行移動可能な同一の回転移動軸で構成し、上記回転移動軸を抜け留を有するフッ素含有高分子軸受けで上記ガス流路形成機構に回転自在に結合し、他のフッ素含有高分子軸受けで上記集塵壁と気密を保って回転自在かつ平行移動可能に結合することによって、装置構成を簡素化すると同時にマイクロダストが発生しない装置構成とすることができ、ガス置換純度を向上させることができた。 Further, the lid fixing structure detaching mechanism and the detaching / moving mechanism are constituted by the same rotational movement shaft that can be rotated and moved in parallel, and the gas is replaced by the fluorine-containing polymer bearing having a slip-off from the rotational movement shaft. It is coupled to the flow path forming mechanism in a freely rotatable manner, and is coupled with the dust collecting wall with other fluorine-containing polymer bearings so as to be airtight and rotatable and movable in parallel. It was possible to obtain an apparatus configuration that did not generate, and the gas replacement purity could be improved.
一方、本発明の収納容器のガス置換装置を用いて行なうガス置換方法として、以下の(ア)〜(カ)の工程からなることを特徴とする収納容器のガス置換方法を実現した。 On the other hand, as a gas replacement method performed using the storage container gas replacement apparatus of the present invention, a storage container gas replacement method comprising the following steps (a) to (f) was realized.
(ア)上記収納容器を上記ガス置換装置に取り付ける工程。 (A) A step of attaching the storage container to the gas replacement device.
(イ)上記収納容器本体と上記蓋体とを分離して、これらの間に所定の隙間を設ける蓋体分離工程。 (A) A lid separating step in which the storage container main body and the lid are separated and a predetermined gap is provided between them.
(ウ)上記ガス排気手段によって上記収納容器本体の空気を排気する工程。 (C) exhausting the air in the container body by the gas exhaust means;
(エ)上記ガス排気手段によって上記収納容器本体のガスを排気しながら、上記ガス導入手段によって上記収納容器本体にガスを導入する工程。 (D) introducing the gas into the storage container body by the gas introduction means while exhausting the gas from the storage container body by the gas exhaust means;
(オ)上記収納容器本体へのガスの導入と排気を停止して、上記ガス循環手段によって、上記化学吸着フィルターを介して上記収納容器本体のガスを循環させる工程。 (E) A step of stopping the introduction and exhaust of gas into the storage container body and circulating the gas in the storage container body through the chemical adsorption filter by the gas circulation means.
(カ)上記収納容器を上記ガス置換装置から取り外す工程。 (F) A step of removing the storage container from the gas replacement device.
このようなガス置換方法を用いることによって、短時間でガス置換と半導体ウエハー等の収納物の清浄化が可能となり、上記課題を解決することができた。 By using such a gas replacement method, gas replacement and cleaning of stored items such as a semiconductor wafer can be performed in a short time, and the above-described problems can be solved.
さらに、本発明の収納容器のガス置換装置を用いて行なうガス置換方法として、以下の(キ)〜(タ)の工程からなるガス置換方法を開示した。 Furthermore, as a gas replacement method performed using the gas replacement apparatus for a storage container according to the present invention, a gas replacement method including the following steps (i) to (t) has been disclosed.
(キ)上記蓋体が上記集塵室内に入るようにして、収納容器を上記収納容器取付け手段に気密に取り付ける容器取付け工程。 (G) A container mounting step for attaching the storage container to the storage container mounting means in an airtight manner so that the lid body enters the dust collection chamber.
(ク)上記脱着移動機構と上記蓋体留め構造脱着機構とを一緒に移動させて上記蓋体に近接させ、上記蓋体保持機構で上記蓋体を結合して保持する蓋体保持工程。 (H) A lid holding step in which the detachment moving mechanism and the lid fastening structure detaching mechanism are moved together to be close to the lid, and the lid is coupled and held by the lid holding mechanism.
(ケ)上記蓋体留め構造脱着機構によって上記収納容器本体と上記蓋体とを結合している蓋体留め構造を作動させ、上記収納容器本体と上記蓋体とを分離して、上記蓋体と上記収納容器本体との間に所定の隙間を形成する蓋体取外し工程。 (K) The lid body fastening structure detaching mechanism operates the lid body fastening structure that couples the storage container body and the lid body to separate the storage container body and the lid body, and the lid body And a lid removing process for forming a predetermined gap between the container body and the container body.
(コ)上記ガス導入ノズルを上記収納容器本体と上記蓋体との間の隙間に挿入するガス導入ノズル挿入工程。 (G) A gas introduction nozzle inserting step of inserting the gas introduction nozzle into a gap between the storage container main body and the lid.
(サ)上記排気手段によって上記集塵室内を排気して減圧する減圧工程。 (Sa) A decompression step of exhausting and depressurizing the dust collection chamber by the exhaust means.
(シ)上記排気手段によって上記集塵室内の排気を行ないながら、上記ガス導入ノズルから上記ガス導入手段を用いて上記収納容器本体にガスを導入するガス置換工程。 (F) A gas replacement step of introducing gas from the gas introduction nozzle into the storage container body using the gas introduction means while exhausting the dust collection chamber by the exhaust means.
(ス)上記収納容器本体と上記集塵手段、および上記ガス導入ノズルに順にガスを循環させるガス循環工程。 (S) A gas circulation step of circulating gas in order through the storage container body, the dust collecting means, and the gas introduction nozzle.
(セ)上記ガス導入ノズルを上記収納容器本体と上記蓋体との間の隙間から取り出すガス導入ノズル取り出し工程。 (C) A gas introduction nozzle taking-out step for taking out the gas introduction nozzle from a gap between the storage container main body and the lid.
(ソ)上記蓋体留め構造脱着機構と上記蓋体とを一緒に移動させて上記蓋体を上記収納容器本体に挿入し、上記蓋体留め構造脱着機構によって上記蓋体留め構造を作動させ、上記収納容器本体と上記蓋体とを結合させる蓋体取付け工程。 (So) The lid fixing structure detaching mechanism and the lid are moved together to insert the lid into the storage container body, and the lid fixing structure is operated by the lid fixing structure detaching mechanism. A lid attaching step for coupling the storage container body and the lid;
(タ)収納容器を上記集塵手段から取り外す容器取外し工程。 (T) A container removal step of removing the storage container from the dust collecting means.
このようなガス置換方法を用いることによって、自動的または半自動的に収納容器のガス置換を可能とし、短時間で純度の高いガス置換と半導体ウエハー等の収納物の清浄化を行うことができるようになり上記課題を解決することができた。 By using such a gas replacement method, the storage container can be automatically or semi-automatically replaced with gas, so that high-purity gas replacement and cleaning of stored items such as semiconductor wafers can be performed in a short time. It was possible to solve the above problems.
さらに、上記工程(シ)の前に、以下の(フ)および(ヘ)工程を付け加えることによって、半導体ウエハー等の収納物の清浄化をより短時間で効果的に行なうことができるようになった。 Furthermore, by adding the following steps (F) and (F) prior to the step (b), it becomes possible to effectively clean stored items such as semiconductor wafers in a shorter time. It was.
(フ)上記排気手段によって上記集塵室内の排気を行ないながら、上記収納容器本体のガス導入孔から上記ガス導入手段を用いて上記収納容器本体に乾燥窒素ガスに約5%以下の反応性ガスを混合したクリーニングガスを導入するクリーニングガス置換工程。 (F) Reactive gas of about 5% or less of dry nitrogen gas in the storage container body using the gas introduction means from the gas introduction hole of the storage container body while exhausting the dust collection chamber by the exhaust means A cleaning gas replacement step of introducing a cleaning gas mixed with
(へ)上記収納容器本体と上記集塵手段、および上記収納容器本体のガス導入孔に順にクリーニングガスを循環させるクリーニングガス循環工程。 (F) A cleaning gas circulation step in which a cleaning gas is circulated through the storage container body, the dust collecting means, and the gas introduction hole of the storage container body in order.
そして、上記反応性ガスとして、少なくともオゾンガスまたは水素ガスまたはアンモニアガスのいずれか1つのガス成分を含む乾燥窒素ガスを用いた。 As the reactive gas, dry nitrogen gas containing at least one gas component of ozone gas, hydrogen gas, or ammonia gas was used.
また、上記置換に用いるガスとして、窒素ガスを95%以上含む乾燥ガスを用いることによって、半導体ウエハー等の収納物の清浄化の効果を高めることができた。 Further, by using a dry gas containing 95% or more of nitrogen gas as the gas used for the replacement, the effect of cleaning stored items such as semiconductor wafers could be enhanced.
さらにまた、上記工程(シ)の前に、工程(f)を入れることによって、より高純度のガス置換を可能として、上記課題を解決することができた。 Furthermore, by introducing the step (f) before the step (b), it is possible to replace the gas with higher purity and solve the above problem.
(f)上記排気手段によって上記集塵室内の排気を行ないながら、上記ガス導入ノズルから上記ガス導入手段を用いて上記収納容器本体にArよりも比重の大きな希ガスまたは二酸化炭素を導入する重ガス置換工程。 (F) Heavy gas that introduces rare gas or carbon dioxide having a specific gravity greater than Ar into the storage container body from the gas introduction nozzle using the gas introduction means while exhausting the dust collection chamber by the exhaust means. Replacement process.
本発明の収納容器のガス置換装置およびそれを用いたガス置換方法は、ガス導入孔を有していない一般の半導体ウエハー等の収納容器を用いることが可能であるため、収納容器に対する費用を削減できると共に、収納容器の管理も容易にするという効果を有する。また、ガス導入孔を有する収納容器に半導体ウエハー等の収納物を移し替える必要もなくなり、半導体等の製造プロセスを簡素化できるという効果をも有する。 The gas replacement apparatus for a storage container and the gas replacement method using the same according to the present invention can use a storage container such as a general semiconductor wafer that does not have a gas introduction hole, thereby reducing the cost for the storage container. In addition, the storage container can be easily managed. In addition, there is no need to transfer a storage item such as a semiconductor wafer to a storage container having a gas introduction hole, and the manufacturing process of a semiconductor or the like can be simplified.
また、本発明の収納容器のガス置換装置およびそれを用いたガス置換方法は、短時間で半導体ウエハー等の収納容器内部を目的とするガスに置換することが可能となるために、半導体ウエハー等の汚染や腐食を防止するためのガス置換工程の短縮化を図ることができ、安価で高品質な半導体部品の製造を可能ならしめる効果を有する。 In addition, the storage container gas replacement apparatus and the gas replacement method using the same according to the present invention can replace the interior of the storage container such as a semiconductor wafer with a target gas in a short time. It is possible to shorten the gas replacement process for preventing contamination and corrosion of the steel, and to produce an inexpensive and high-quality semiconductor component.
さらに、本発明の収納容器のガス置換装置およびそれを用いたガス置換方法は、常温で短時間に半導体ウエハー等の表面の清浄化を実現できるために、微細な加工を施した高品質の半導体部品の製造時間を短縮化できるという効果を有する。 Furthermore, since the gas replacement apparatus for a storage container and the gas replacement method using the same according to the present invention can realize the cleaning of the surface of a semiconductor wafer or the like in a short time at room temperature, a high-quality semiconductor subjected to fine processing is provided. There is an effect that the manufacturing time of parts can be shortened.
さらに、半導体等の収納容器の蓋やその周辺に付着しているマイクロダストを同時に除去することができるために、半導体等の製造プロセスのクリーン化を極限化できるという効果を有する。 Further, since the microdust adhering to the lid of the storage container such as a semiconductor and the periphery thereof can be removed at the same time, there is an effect that the manufacturing process of the semiconductor or the like can be minimized.
さらに、本発明の収納容器のガス置換装置およびそれを用いたガス置換方法は、自動化されたロードおよびアンロードに対応したガス置換をも可能とし、クリーンルームの汚染を最小限に抑えることができるという効果を有する。 Furthermore, the gas replacement apparatus for a storage container and the gas replacement method using the same according to the present invention can perform gas replacement corresponding to automated loading and unloading, and can minimize contamination of a clean room. Has an effect.
以下に本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。本実施形態では、内部を清浄に保つ必要のある収納容器として、半導体ウエハーを収納する半導体ウエハー収納容器を例に説明する。なお、本発明は、半導体ウエハーに限らず、保管空間内を清浄に保つ必要のあるIC等の精密部品等の収納容器に対しても用いることができる。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a semiconductor wafer storage container that stores semiconductor wafers will be described as an example of a storage container that needs to keep the inside clean. The present invention can be used not only for semiconductor wafers but also for storage containers such as precision parts such as ICs that need to keep the storage space clean.
[第1実施形態]
以下に、本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本発明による半導体ウエハー収納容器のガス置換装置に関する実施形態の基本構成を示す構成図である。半導体ウエハー収納容器は、内部を清浄に保つ必要のある収納容器本体1と、収納容器本体1内を密封する蓋体2とで構成され、容器内に大気中の水分や塵埃などが入らないようにシールによって密閉された密閉構造となっている。そして、この密閉された半導体ウエハー収納容器の収納容器本体1中には、溝板(図示せず)によって半導体ウエハーが互いに離間した一定の距離を保って平行に収納されている。
[First Embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a configuration diagram showing a basic configuration of an embodiment relating to a gas replacement device for a semiconductor wafer storage container according to the present invention. The semiconductor wafer storage container is composed of a storage container main body 1 that needs to keep the inside clean and a
図1中の半導体ウエハー収納容器取付け手段3は、収納容器本体1内のガスの置換を行うための装置である。半導体ウエハー収納容器取付け手段3は、蓋体2全体を覆って収納容器本体1に取り付けられた状態で、蓋体2を取り外してガスの出し入れを行う。半導体ウエハー収納容器取付け手段3と収納容器本体1との互いの当接部分には図示しないシールが施されており、このシールによって収納容器本体1が半導体ウエハー収納容器取付け手段3に気密に取り付けられている。これにより、収納容器本体1が半導体ウエハー収納容器取付け手段3に取り付けられた状態で、半導体ウエハー収納容器取付け手段3の内部に形成されるガス置換流路中に蓋体2が気密を保った状態で全て納まるようにして取り付けられており、その結果、蓋体2を収納容器本体1から取り外すことによって、気密を保ったまま収納容器本体1の内部を上記ガス置換流路に接続することができる。半導体ウエハー収納容器取付け手段3には、収納容器本体1を把持して固定するための機構(後述する収納容器本体取付け手段107等)が設けられている。
The semiconductor wafer storage container mounting means 3 in FIG. 1 is an apparatus for replacing the gas in the storage container body 1. The semiconductor wafer storage
一方、ガス供給手段8からのガス配管は半導体ウエハー収納容器取付け手段3に結合されており、第一バルブ17を開閉することによって半導体ウエハー収納容器取付け手段3にガスの導入と停止を制御できるようになっている。すなわち、このガス供給手段8とガス供給手段8に接続されているガス配管と第一バルブ17は、ガス導入手段となっている。
On the other hand, the gas piping from the gas supply means 8 is coupled to the semiconductor wafer storage container mounting means 3 so that the introduction and stop of gas to the semiconductor wafer storage container mounting means 3 can be controlled by opening and closing the
また、半導体ウエハー取付け手段3にはガス配管によって排気ポンプ9が接続されており、収納容器本体1内のガスを排気するガス排気手段を形成している。このガス排気手段には集塵フィルター13と、開閉弁としての第四バルブ19および第五バルブ20が含まれている。第五バルブ20を閉じた状態で排気ポンプ9を作動させ、第四バルブ19を開くことによって、直接的に半導体ウエハー取付け手段3内部のガスを、間接的に収納容器本体1内のガスを排気することができる。この排気されるガスに含まれるマイクロダストは集塵フィルター13によって除去される。また、集塵フィルター13は、排気ポンプ9側から半導体ウエハー取付け手段3に逆流するマイクロダストを阻止する機能をも有している。
Further, an
排気ポンプ9としては、油回転ポンプを用いることができる。この場合、油回転ポンプから発生するオイルミストは、図示していない排気ダクトからオイルミストトラップ等で濾過されて外部環境に排出される。
An oil rotary pump can be used as the
油回転ポンプなどオイルミスト等が発生するタイプの排気ポンプを使用する場合は、第四バルブ19を閉じてから第五バルブ20を開き排気ポンプ9の直前のガス配管の中を大気圧に戻すと共に、オイルミストが半導体ウエハー取付け手段3側に逆流しないようにして、排気ポンプ9を停止する。
When using an exhaust pump that generates oil mist or the like, such as an oil rotary pump, close the
さらに、半導体ウエハー収納容器取付け手段3には、循環ポンプ11によってガスを循環させるガス循環手段が取り付けられている。このガス循環手段により形成されるガス循環経路には化学吸着フィルター10と集塵フィルター12と第二バルブ18と第三バルブ21とが挿入されている。化学吸着フィルター10は、循環ガス中に含まれている不純物ガス成分を吸着濾過する作用をしている。この化学吸着フィルター10は、ステンレス鋼製の容器内に封入した化学吸着剤にガスを通すことによってガス中の水分や不純物の除去を行なう。この化学吸着剤としては、表面を活性化させたステンレスやニッケルなどの金属材料メッシュや、多孔質ガラス繊維や、多孔質アルミナなどのセラミック材料が良く知られている。ガス導入中やガス排気中においては、第二バルブ18と第三バルブ21とは閉じた状態となっている。第二バルブ18と第三バルブ21とを開くことによってガス循環経路が形成される。また、集塵フィルター12は、微細なメッシュ構造によってマイクロダストを除去する作用をする。
Further, the semiconductor wafer storage container attachment means 3 is attached with a gas circulation means for circulating the gas by the
収納容器本体1は、移動手段に取り付けられている。この移動手段は、移動ステージ14とベース16とから構成されている。移動ステージ14は、収納容器本体1に直接取り付けられて収納容器本体1を支持するための部材である。移動ステージ14と収納容器本体1とはメカニカルピンなどの取付け手段15によって取り付けられている。ベース16は、移動ステージ14を支持するための部材である。移動ステージ14は、ベース16に支持された状態で、その上を平行移動することができるようになっている。ベース16には、図示しない位置検出手段が設けられている。この位置検出手段は、光センサやマイクロメカニカルスイッチなどで構成され、移動ステージ14に取り付けられた収納容器本体1の正確な位置(半導体ウエハー収納容器取付け手段3に対する正確な位置)を検出できるようになっている。これにより、収納容器本体1が移動ステージ14によって移動して半導体ウエハー収納容器取付け手段3に密着すると、位置検出手段が半導体ウエハー収納容器取付け手段3に密着した収納容器本体1の位置を検出する。さらに、位置検出手段は、収納容器本体1を固定する上記機構に接続されて、収納容器本体1の位置を示す検出信号を送信するようになっている。その検出信号に従って半導体ウエハー収納容器取付け手段3が作動して収納容器本体1を気密に固定する。もちろん、人の手で半導体ウエハー収納容器を取り付ける場合は、移動ステージ14やそれを支持するベース16は不要となる。収納容器本体1と半導体ウエハー収納容器取付け手段3との合わせ面に気密維持用のシールを配し、これらを機械的に押し付けて取り付けられている。
The storage container body 1 is attached to the moving means. This moving means includes a moving
半導体ウエハー収納容器取付け手段3内には、収納容器本体1と連結した状態で蓋体2が自由に移動して開閉可能なだけの空間を有しており、この空間は環境から密閉されたガス置換流路の一部を構成している。
The semiconductor wafer storage container mounting means 3 has a space in which the
さらに、半導体ウエハー収納容器取付け手段3には、半導体ウエハー収納容器取付け手段3内で収納容器本体1から蓋体2を脱着する蓋体脱着手段4と、蓋体脱着手段4の動作を制御する蓋体脱着制御手段5が設けられている。蓋体脱着手段4は、蓋体2に連結してこの蓋体2の収納容器本体1に対する固定及び固定解除を操作すると共に、固定解除した蓋体2を収納容器本体1から引き離す。蓋体脱着制御手段5は、蓋体脱着手段4の上記動作を制御する。
Further, the semiconductor wafer storage container mounting means 3 includes a lid body detaching means 4 for detaching the
また、上記第三バルブ18と第四バルブ19とでガス流路切り替え手段が構成されている。これらのバルブは、自動又は手動で処理手順に従って切り替えられる。
The
次に、図1に示した構成のガス置換装置を用いたガス置換方法について説明する。 Next, a gas replacement method using the gas replacement apparatus having the configuration shown in FIG. 1 will be described.
まず、第一工程として、半導体ウエハー収納容器1を移動ステージ14に取り付けて移動させ半導体ウエハー収納容器取付け手段3に取り付ける。
First, as a first step, the semiconductor wafer storage container 1 is attached to the moving
その後、第二工程として、蓋体脱着手段4によって蓋体2を収納容器本体1から取外してこれらの間に所定の隙間を形成し、収納容器本体1の内部と半導体ウエハー収納容器取付け手段3内のガス置換流路とを接続する。この蓋体脱着手段4は、蓋体脱着制御手段5によって制御される。
Thereafter, as a second step, the
次の第三工程では、排気手段を動作させて半導体ウエハー収納容器の内部にある空気の排気を開始する。排気手段の動作においては、まず第四バルブ19と第五バルブ20を閉じて排気ポンプ9を稼動させてから第四バルブ19を開き半導体ウエハー収納容器取付け手段3の内部のガスを排気する。この工程で、同時に収納容器本体1内部も排気される。
In the next third step, the exhaust means is operated to start exhausting air inside the semiconductor wafer storage container. In the operation of the exhaust means, first, the
その後、第四工程として、ガス排気手段でガスを排気しながら、ガス導入手段から半導体ウエハー収納容器の内部にガスを導入する。具体的には、第一バルブ17を開いてガス供給手段8から半導体ウエハー収納容器取付け手段3の内部にガスを導入する。このとき、第三バルブ21側から半導体ウエハー収納容器取付け手段3内に流入したガスは、大きく開いた蓋体2と収納容器本体1との間を通過して第二バルブ18側へ循環する際に収納容器本体1内と半導体ウエハー収納容器取付け手段3内のガスが出入りして、収納容器本体1内のガス全体が置換される。
Thereafter, as a fourth step, the gas is introduced into the semiconductor wafer storage container from the gas introduction unit while the gas is exhausted by the gas exhaust unit. Specifically, the
第四工程で用いるガスとしては、高純度の乾燥窒素ガスを用いる。また、容器内の半導体ウエハーの処理状態によっては、乾燥アルゴンガスなどを用いる場合もある。また、低コスト化を図って高純度乾燥窒素ガスに乾燥空気などを混合させたものを用いる場合もあるが、窒素ガスは95%以上含まれていることが望ましい。 High purity dry nitrogen gas is used as the gas used in the fourth step. Further, depending on the processing state of the semiconductor wafer in the container, dry argon gas or the like may be used. Further, there is a case where a high-purity dry nitrogen gas mixed with dry air or the like is used for cost reduction, but it is desirable that the nitrogen gas is contained at 95% or more.
上記第四工程を開始する時点で、半導体ウエハー収納容器の内部は高真空になっている必要はなく、減圧状態で十分である。従来のガス置換装置の多くはガス導入孔とガス排出孔とが共通になった閉鎖系の構造となっており、上記第四工程前に半導体ウエハー収納容器内部のガスが残存しているとそれが置換ガス純度に影響を与えた。そのため、ガス置換に対しては、少なくとも30〜60分以上の時間を必要とした。これに対して、本実施形態によるガス置換装置は開放系の構造を持っており、ガス導入とガス排気を同時に行なうことによって効率良く半導体ウエハー収納容器内部のガスが置換される。 At the time of starting the fourth step, the inside of the semiconductor wafer storage container does not need to be in a high vacuum, and a reduced pressure is sufficient. Many of the conventional gas displacement devices have a closed system structure in which the gas introduction hole and the gas discharge hole are shared, and if the gas inside the semiconductor wafer storage container remains before the fourth step, Affected the displacement gas purity. Therefore, at least 30 to 60 minutes or more is required for gas replacement. On the other hand, the gas replacement apparatus according to the present embodiment has an open system structure, and the gas inside the semiconductor wafer storage container is efficiently replaced by performing gas introduction and gas exhaust simultaneously.
第四工程で所定時間に渡って上記ガス導入とガス排気を行なった後、第五工程として、ガス導入手段からの半導体ウエハー収納容器へのガス導入と、半導体ウエハー収納容器からのガス排気手段によるガスの排気を停止する。具体的には、第一バルブ17を閉じてガス供給手段8からのガス供給を停止すると同時に、第四バルブ19を閉じる。そして、第五バルブ20を開いてから排気ポンプ9を停止する。第四工程に要する時間は、半導体ウエハー収納容器の容積や半導体ウエハーの処理状態に依存するが、60リットル程度の容器であれば少なくとも10〜30分程度必要である。
After the gas introduction and gas exhaust for a predetermined time in the fourth step, the gas introduction from the gas introduction means to the semiconductor wafer storage container and the gas exhaust means from the semiconductor wafer storage container are performed as the fifth step. Stop gas exhaust. Specifically, the
次に、第六工程として、ガス循環手段を用いて半導体ウエハー収納容器内部のガスを循環する。具体的には、第二バルブ18と第三バルブ21とを開いて循環ポンプ11を作動させて第五工程で置換したガスを循環させる。このとき、循環ガスは半導体ウエハー表面の不純物や官能基を取り除く作用を行なう。この循環ガスは化学吸着フィルター7によって水分や不純物元素を吸着されて清浄化される。このとき、半導体ウエハー収納容器内部は、蓋体2が取り外されて収納容器本体1内と連通されているため、収納容器本体1内のガスが置換される。このガス循環の時間は5〜30分程度必要である。
Next, as a sixth step, the gas inside the semiconductor wafer storage container is circulated using a gas circulation means. Specifically, the
第四工程において導入するガスとして純度99.5〜99.999%程度の高純度乾燥窒素ガスを用いることによって、この第六工程によって半導体ウエハー表面に吸着している水分や不純物を効果的に除去することができる。 By using high-purity dry nitrogen gas having a purity of about 99.5 to 99.999% as the gas introduced in the fourth step, moisture and impurities adsorbed on the surface of the semiconductor wafer are effectively removed by this sixth step. can do.
さらにまた、第四工程において導入するガスとして、純度99%以上の高純度乾燥窒素ガスに、純度99%以上のオゾンガスまたは水素ガスまたはアンモニアガスまたはこれらの混合ガスからなる反応性ガスをおよそ5%程度以下混合することによって、第六工程による半導体ウエハー表面に吸着している水分や不純物の除去効果が高くなり、5〜10分程度で表面清浄化の効果が得られる。 Furthermore, as the gas to be introduced in the fourth step, a high purity dry nitrogen gas having a purity of 99% or more and a reactive gas composed of ozone gas, hydrogen gas, ammonia gas or a mixed gas thereof having a purity of 99% or more are approximately 5%. By mixing below about a degree, the effect of removing moisture and impurities adsorbed on the surface of the semiconductor wafer by the sixth step is enhanced, and the effect of surface cleaning can be obtained in about 5 to 10 minutes.
このように第四工程で反応性ガスを混合した乾燥窒素ガスを用いる場合は、その反応性ガスが半導体ウエハー収納容器内部に残留するのを防ぐために、反応性ガスが含まれていない高純度乾燥窒素ガスを用いて上記第四工程から第六工程までの工程を繰り返す。 When using dry nitrogen gas mixed with reactive gas in the fourth step in this way, high purity drying without reactive gas is included to prevent the reactive gas from remaining inside the semiconductor wafer storage container. The steps from the fourth step to the sixth step are repeated using nitrogen gas.
第六工程が終了すると、第七工程として、第二バルブ18と第三バルブ21とを閉じてガス循環を停止した後、蓋体脱着手段4によって蓋体2を収納容器本体1に取り付けて手収納容器本体1の内部に気密にガスを封入してから、半導体ウエハー収納容器を半導体ウエハー収納容器取付け手段3から取り外し、ガス置換工程を終了する。半導体ウエハー収納容器取付け手段3からの取外しは、手動で行なっても良いし、移動ステージ14を用いて自動的に行なっても良い。自動で行なう場合は、あらかじめ条件出しによって決めておいた各工程の時間に従った時間制御に従って行なう。
When the sixth step is completed, as the seventh step, the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図2に本発明のガス置換装置に関する第2実施形態の構成図を示す。図2において、図1と同様の作用をする要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。図2の構成において図1と異なっている点は、ガス導入手段に、ガス導入ノズル6とノズル移動手段7とが設けられている点である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The block diagram of 2nd Embodiment regarding the gas replacement apparatus of this invention is shown in FIG. In FIG. 2, elements having the same functions as those in FIG. 2 is different from FIG. 1 in that a
ガス導入ノズル6は、収納容器本体1と蓋体2との隙間から収納容器本体1内の奥にガスを導入するためのノズルである。ガス導入ノズル6は、ノズル移動手段7を介してガス供給手段8からのガス配管と、ガス循環手段からのガス配管が接続されており、先端から導入ガスまたは循環ガスを噴出させることができるようになっている。具体的には、このガス導入ノズル6は、ガス供給手段8及び化学吸着フィルター10に、第一バルブ17及び第三バルブ21を介して接続されている。これにより、ガス導入ノズル6は、第一バルブ17及び第三バルブ21を適宜切り替えることにより、ガス供給手段8からの新しいガスや、化学吸着フィルター10で浄化された循環ガスを収納容器本体1内の奥に導入するようになっている。ガス導入ノズル6は伸縮する棒状の管材で構成されている。
The
ガス導入ノズル6は、収納容器本体1内に多数の半導体ウエハーが収納されてできる隙間に応じた大きさに設定されている。即ち、収納容器本体1内に収納された各半導体ウエハーの間の寸法よりも小さい外径になるように設定されている。さらに、収納された各半導体ウエハーによってできる隙間の数に応じた本数が設けられている。なお、このガス導入ノズル6の外径と本数は適宜設定する。即ち、このガス導入ノズル6の外径と本数は、各半導体ウエハーによってできるすべての隙間に対応した外径及び本数にするのが置換効率の面では望ましいが、製造コストの面等も考慮して適宜本数を設定する。
The
ノズル移動手段7は、ガス導入ノズル6を収納容器本体1と蓋体2との隙間から出し入れするように伸縮させる機能を備えている。これにより、ガス導入ノズル6は、ノズル移動手段7によって伸縮自在に移動されて、収納容器本体1と蓋体2との隙間に挿入したり取り出したりすることができる。さらに、ノズル移動手段7は、必要に応じてガス導入ノズル6の角度を調整できるように角度調整機構を設けてもよい。ガス導入ノズル6の伸縮量と角度とを調整して、収納容器本体1の形状等に応じた最適位置(最も効率的に収納容器本体1内のガスを置換できる位置)にガスを噴き出すことができるようにする。ガス導入ノズル6の伸縮機構は、既存の技術を用いる。たとえば、アンテナを伸縮させる技術等を用いる。角度調整も同様である。
The nozzle moving means 7 has a function of extending and retracting the
次に、図2に示したガス置換装置を用いた半導体ウエハー収納容器のガス置換方法について説明する。このガス置換方法で図1の場合に説明したのと異なる点は、図1を用いて説明したガス置換工程における第三工程の前にガス導入ノズルを挿入する工程が入ることである。すなわち、この工程では、第二工程で形成された収納容器本体1と蓋体2との隙間にガス導入ノズル6の挿入を行なう。このガス導入ノズル6は、後述するように収納容器本体1の底部まで挿入することもできるし、収納容器本体1の入り口まで挿入することもできる。すなわち、収納容器本体1の構造に応じて、任意の位置までガス導入ノズル6の先端を挿入することができる。さらに細かく制御したい場合は、角度調整機構によってガス導入ノズル6の角度も同時に調整する。これにより、最適な位置にあるガス導入ノズル6の先端からガスが噴き出して、収納容器本体1内に存在するガスを半導体ウエハー収納容器取付け手段3内に押し出し、収納容器本体1内のガスを置換する。
Next, a gas replacement method for the semiconductor wafer storage container using the gas replacement apparatus shown in FIG. 2 will be described. This gas replacement method is different from that described in the case of FIG. 1 in that a step of inserting a gas introduction nozzle is inserted before the third step in the gas replacement step described with reference to FIG. That is, in this step, the
ガス置換以降の工程は、図1を用いて説明した第三工程から第五工程までと同様であるため説明を省略する。ただし、第七工程において、蓋体脱着機構4を用いて蓋体2を収納容器本体1と結合する前に、ガス導入ノズル6を収納容器本体1から取り出す。
The steps after the gas replacement are the same as the third to fifth steps described with reference to FIG. However, in the seventh step, the
これにより、第1実施形態の場合よりもさらに短い時間で効率的にガスの置換作業を行うことができる。 Thereby, the gas replacement operation can be performed efficiently in a shorter time than in the case of the first embodiment.
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図3に本発明による半導体ウエハー収納容器のガス置換装置に関する第3の実施形態を示す構成図を示す。図3に示す実施形態が図2に示した実施形態と異なっている点は、ガス循環手段の一部がガス排気手段の一部と共有されている点である。すなわち、集塵フィルター12を含め、これを接続するガス配管がガス循環手段とガス排気手段によって供給されている。このような構造とすることによって、1つの集塵フィルター12を用いて、ガス循環手段とガス排気手段の両方のガスの集塵作用を行なうことができ、ガス置換装置の構造を簡素化することができる。図3に示したガス置換装置によるガス置換方法は、図2に示した実施形態の場合と同様であるためその説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment relating to a gas replacement device for a semiconductor wafer storage container according to the present invention. The embodiment shown in FIG. 3 is different from the embodiment shown in FIG. 2 in that a part of the gas circulation means is shared with a part of the gas exhaust means. That is, including the
これにより、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。 Thereby, there can exist an effect similar to said each embodiment.
[第4実施形態]
次に本発明の第4実施形態について説明する。図4に本発明のガス置換装置の第4実施形態を示す。図4に示す実施形態が、図2や図3に示す実施形態と異なっている点は、半導体ウエハー収納容器の取り付け姿勢が異なっている点である。図4においては、半導体ウエハー収納容器は、蓋体2側を上に向けて取り付けられている。この場合、蓋体2側を真上に向けて取り付けると、内部に収納されている半導体ウエハーが安定しなくなるために、鉛直方向に対して若干傾けて取り付けられている。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 shows a fourth embodiment of the gas replacement device of the present invention. The embodiment shown in FIG. 4 is different from the embodiment shown in FIGS. 2 and 3 in that the mounting posture of the semiconductor wafer storage container is different. In FIG. 4, the semiconductor wafer storage container is attached with the
図4に示す最良形態に対する特有の項目は、そのガス置換工程にある。すなわち、図2を用いて説明した第四工程としてのガス置換工程の前に、空気よりも比重の大きなガスを充填する重ガス置換工程を行なうことである。具体的には、Arよりも比重の大きな希ガスまたは二酸化炭素ガスをガス導入ノズルから導入する。このような工程を行なうことによって、収納容器本体1の底部に導入ガスが溜まり、初期に存在していた水分等を含んだ空気を効率良く除去することができる。その結果、短時間で置換ガス純度を向上させることができる。このとき、置換ガスを効率良く収納容器本体1の底部に溜めるために、半導体ウエハー収納容器は蓋体側を上にして配置される。この半導体ウエハー収納容器の傾きは、上述したように鉛直よりも若干傾けて配置する。また、効果的にガスを溜めるために鉛直線となす傾きは45度程度以下が望ましい。 A unique item for the best mode shown in FIG. 4 is the gas replacement process. That is, before the gas replacement step as the fourth step described with reference to FIG. 2, a heavy gas replacement step of filling a gas having a specific gravity greater than that of air is performed. Specifically, a rare gas or carbon dioxide gas having a specific gravity greater than that of Ar is introduced from the gas introduction nozzle. By performing such a process, the introduced gas accumulates at the bottom of the storage container main body 1, and the air containing moisture and the like that existed in the initial stage can be efficiently removed. As a result, the substitution gas purity can be improved in a short time. At this time, in order to efficiently store the replacement gas at the bottom of the storage container body 1, the semiconductor wafer storage container is disposed with the lid side facing up. As described above, the inclination of the semiconductor wafer storage container is slightly inclined from the vertical. In addition, in order to effectively store gas, the inclination formed with the vertical line is preferably about 45 degrees or less.
[第5実施形態]
次に本発明の第5実施形態について説明する。本実施形態では、ガス置換装置に関して、より詳細な構造を含めた状態で説明する。図5は、本実施形態のガス置換装置における半導体ウエハー収納容器の脱着方法を示す部分断面図である。図5においては、半導体ウエハー収納容器は蓋体側を上にして配置してあるが、蓋体側が横になっていても良い。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the gas replacement device will be described in a state including a more detailed structure. FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a method for detaching a semiconductor wafer storage container in the gas replacement apparatus of this embodiment. In FIG. 5, the semiconductor wafer storage container is disposed with the lid side up, but the lid side may lie sideways.
図5(a)は、半導体ウエハー収納容器を移動ステージ110に取り付けた状態を示した部分断面図である。このとき、半導体ウエハー100は、収納容器本体101の中に収納され、蓋体102で気密に封止されている。気密維持用シール103が収納容器本体101と蓋体102との気密を保っている。この気密維持用シール103としては、いわゆるOリングと呼ばれるゴム系樹脂やシリコン系樹脂で形成された弾性構造体が一般に用いられている。
FIG. 5A is a partial cross-sectional view showing a state in which the semiconductor wafer storage container is attached to the moving
収納容器本体101にはメカニカルピン受け112が取り付けられており、移動ステージ110に設けられたメカニカルピン111をそのメカニカルピン受け112に嵌め込むことによって収納容器本体101を移動ステージ110に固定する。この移動ステージ110はベース113によって支持されており、ベース113に沿って平行移動ができるようになっている。
A
一方、半導体ウエハー収納容器取付け手段は、集塵壁115と収納容器本体取付け手段107とで構成されている。集塵壁115は、内部に蓋体102を完全に収納してガス置換流路の一部となる集塵室116を構成するための部材である。集塵壁115で構成した集塵室116内には、脱着移動機構108が収納されている。収納容器本体取付け手段107は、収納容器本体101を集塵壁115側に固定するための部材である。収納容器本体取付け手段107は、断面L字型に形成され、集塵壁115に回動可能に取り付けられている。この収納容器本体取付け手段107は、図5(a)に示す開いた状態から閉じることで、収納容器本体101のフランジ部に引っ掛けて固定するようになっている。収納容器本体取付け手段107は、設定に応じて手動、自動で回動する。
On the other hand, the semiconductor wafer storage container mounting means includes a
また、集塵壁115にはガス導入ノズル105とノズル移動手段106とからなるガス導入手段が気密に取り付けられている。また、蓋体脱着手段である脱着移動機構108と蓋体脱着制御手段104とが連結された状態で、集塵壁115に気密に取り付けられている。さらに、集塵壁115には、ガス排気手段やガス循環手段に連結するガス排気口109が設けられている。このとき、ガス導入ノズル105は収縮した状態になっており、また脱着移動機構108も上に収納された状態になっている。上記ガス導入手段は、そのガス導入ノズル105が収納容器本体101と蓋体102の隙間から収納容器本体101内に挿入できる角度に合わせて、集塵壁115に斜めに取り付けられている。
The
次に、図5(b)に示すように移動ステージ110は、ベース113上を矢印117で示す方向に移動して、収納容器本体101を集塵壁115に設けられた気密維持用シール114に密着して押し付ける。その結果、集塵壁115と蓋体102との間には、蓋体102を開閉することが可能な空間であり、ガス置換流路ともなる空間である集塵室116を形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, the moving
その後、図5(c)に示すように、収納容器本体取付け手段107が閉じて収納容器本体101を集塵壁115に固定する。この収納容器本体取付け手段107は、機械的なロック機構になっており、図示していない収納容器本体101の位置検出センサからの信号に応じて作動するようになっている。
After that, as shown in FIG. 5C, the storage container body attaching means 107 is closed to fix the
図6に蓋体脱着手段の動作を表す部分断面図を示す。図6(a)は、図5(c)の状態を半導体ウエハー100に平行な方向から見た部分断面図であり、ガス導入手段や移動ステージは省略して描いてある。収納容器本体101には半導体ウエハー100が平行に等間隔で配列されて収納されている。蓋体102には、蓋体留め構造118と蓋体保持機構113が取り付けられている。蓋体留め構造118は、収納容器本体101の結合孔116に対して着脱することで、蓋体102を収納容器本体101に対して固定、固定解除するための構造である。蓋体保持機構113は、蓋体留め構造脱着機構123に着脱するための機構である。蓋体保持機構113に嵌合した蓋体留め構造脱着機構123によって蓋体102が収納容器本体101に対して固定、固定解除されると共に着脱される。図6(a)では、蓋体留め構造118が結合孔116に挿入されて、蓋体102を収納容器本体101に結合した状態を示す。また、集塵壁115に取り付けられた脱着移動機構108は、蓋体102とは離間された状態で上部に収納されている。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing the operation of the lid body detaching means. FIG. 6A is a partial cross-sectional view of the state of FIG. 5C viewed from a direction parallel to the
次に、図6(b)に示すように、蓋体脱着制御機構104によって脱着移動機構108は矢印119で示される方向に平行移動して、蓋体留め構造脱着機構123の先端を蓋体保持機構113に結合する。
Next, as shown in FIG. 6B, the attachment /
さらに図6(c)に示すように、蓋体脱着制御機構104によって蓋体留め構造脱着機構123が回転し、蓋体止め構造118を作動させて、連結孔116から取り出し、収納容器本体101と蓋体102とを分離する。この蓋体留め構造脱着機構123の回転によって、蓋体留め構造脱着機構123の先端は蓋体保持構造113によって保持される。これにより、蓋体留め構造脱着機構123と蓋体102とが連結される。
Further, as shown in FIG. 6 (c), the lid fixing
次に、図6(c)に示すように、蓋体脱着制御機構104によって、脱着移動機構108は蓋体102を保持したまま矢印122の方向に平行移動して蓋体102と収納容器本体101との間に所定の隙間を形成する。このとき、図示されていないガス導入ノズル105を用いる場合に、ガス導入ノズル105が挿入できるだけの十分な隙間が形成されれば良い。また、ガス導入ノズル105を用いない場合は、蓋体102と気密維持用シール103との間に、ガス流路が形成されるように数mmの隙間が形成されれば良い。
Next, as shown in FIG. 6C, the lid
蓋体留め構造118の構成に関する1例を図8に示す。図8(a)に示すように、蓋体留め構造は、平行移動して収納容器本体101に設けられた結合孔116に挿入されるスライド構造133と、外周部にスライド構造133と係合するピン132が形成され回転中心に蓋体脱着手段の取付け構造130を持った回転自在の円板構造131と、全体を覆って上記スライド板133の平行移動をガイドするガイド板128とから構成されている。ガイド板128は、円板構造131の押さえともなっている。スライド板133は円板構造131の外周部に設けられたピン132に回転自在な長穴134を介してはめ込まれている。この長穴134は、ピン132の移動量に比較して充分短い長さで形成されている。
An example of the structure of the
また、蓋体留め構造脱着機構123の先端は直方体形状の取付け部125が設けられており、ガイド構造に開口された直方体の支持穴129を通して蓋体脱着手段の取付け構造130に開口された直方体の穴に差し込まれるようになっている。なお、スライド板133に円弧状に設けられた、円板構造131に係止するための長穴134は、回転板131によってスライド板133を往復動させることができる形状であればよく、円弧状以外の形状でもよい。
Further, a rectangular
取付け部125を蓋体脱着手段の取付け部130に挿入した後、図8(b)の矢印135で示す方向に蓋体留め構造脱着機構123を回転すると、それに伴って円板構造131が回転する。この円板構造131の回転に伴って、穴134に差し込まれたピンも同時に回転し、スライド構造133は矢印136の方向に平行移動する。その結果、スライド構造133の先端が結合孔116に挿入されて、収納容器本体101と蓋体102とが結合する。これと同時に、支持穴129と取付け部125とが整合して蓋体留め構造脱着機構123が蓋体102から抜き取られる。収納容器本体101と蓋体102とを分離するときは、取付け部125が支持穴129を介して取付け部130に挿入された状態で、蓋体留め構造脱着機構123を逆方向に回転させれば良い。また、蓋体留め構造脱着機構123の回転に伴って、その先端の取付け部125は、蓋体保持機構130とガイド構造128との間に支持され、蓋体留め脱着機構123と蓋体102とが結合・保持される。蓋体脱着手段の制御は蓋体脱着制御手段104によって行なう。
After the
蓋体脱着機構の具体的な構成例を図7に示す。この蓋体脱着機構では、蓋体脱着機構の一部を構成する蓋体留め構造脱着機構と脱着移動機構とが1本の回転移動軸123で兼用されている。回転移動軸123の先端には、蓋体止め構造脱着機構の取付け部125が形成されている。このような構造とすることによって、蓋体脱着機構の構造を著しく簡単にすることができる。この回転移動軸123は軸受け120と121とで支持されている。軸受け120としては、通常の玉軸受けなどを用いても良いが、ダストやオイルミストなどが発生してガス流路内を汚染する恐れがある。そこで、軸受け120および121としては、摺動性が良くダストやオイルミストの発生のないフッ素含有高分子軸受けを用いるのが好ましい。その具体的な材料としては、テフロン(商品名:デュポン社)が良く知られている。
A specific configuration example of the lid removing mechanism is shown in FIG. In this lid body detaching mechanism, the lid body structure detaching mechanism and the detaching movement mechanism that constitute a part of the lid body detaching mechanism are combined with one
軸受け120は脱着移動支持機構122に取り付けられており回転移動軸123を回転自在に支持するが、抜けを防ぐために抜け留124が形成されている。一方、軸受け121は集塵壁115に取り付けられ、回転移動軸123を回転自在であり、かつ平行移動可能に支持している。この回転移動軸123を脱着移動支持機構122の2箇所以上の場所に設けることによって、脱着移動支持機構122を回転させることなく回転移動軸123のみを矢印126に示すように回転させることが可能となる。また、回転移動軸123を矢印127の方向に移動させることによって、回転移動軸123と脱着移動支持機構122とを集塵室116内部で移動させることが可能となる。
The
次に、図9を用いてガス導入ノズル105の挿入に関して説明する。図9(a)は、収納容器本体101と蓋体102とが結合されている状態で、ガス導入ノズル105を伸ばす前の状態を示している。脱着移動機構108は集塵室116内を下降して、蓋体102と結合している。このとき、ガス導入ノズル105は、集塵室116内で脱着移動機構108が自由に移動可能なように、ノズル移動手段106の中に収納されている。そして、ガス導入ノズル105は、気密維持用シール138で気密を保って集塵壁115に取り付けられている。ガス導入ノズル105は、集塵室116内の気密を保った状態で、収納容器本体101に出没される。
Next, the insertion of the
図9(b)においては、脱着制御機構104によって制御された脱着移動機構108が作動して、蓋体102は収納容器本体101から所定の距離を開けて離間されている。ガス導入ノズル105はノズル移動手段106の内部から伸びて、収納容器本体101と蓋体102との隙間を通って、収納容器本体101の内部に挿入されている。図では、ガス導入ノズル105は、半導体ウエハー100の側面を通って収納容器本体101の底部にまで挿入されている。このように、ガス導入ノズル105を収納容器本体101の底部にまで挿入することによって、置換ガスをガス導入ノズル105の先端から収納容器本体101の底部に噴き出して収納容器本体101内のガスを効率的に外部に押し出し、ガス置換効率が向上する。
In FIG. 9B, the
複数収納されている半導体ウエハー100の隙間は10mm程度以下と狭いために、ガス導入ノズル105の集塵壁115への取り付け角度は正確に設定する。さらに、仮にガス導入ノズル105が半導体ウエハー100に接触した場合でも半導体ウエハー100の破損を防止するために、ガス導入ノズル105の先端部分は、フッ素含有高分子材料(例えば、テフロン:デュポン社商品名)などで被覆したものを用いるのが好ましい。また、ガス導入ノズル105を収納容器本体101の底部にまで挿入しないで、収納容器本体101の上部で挿入を停止させても良い。半導体ウエハー100の枚数、半導体ウエハー100及び収納容器本体101の大きさ、ガス導入ノズル105から噴き出すガスの風量、風速等の諸条件で、ガス置換効率も変わってくるため、諸条件に応じて最適な位置にガス導入ノズル105の挿入量を設定する。また、ガス導入ノズル105の挿入角度も、集塵壁115へ取り付け段階で最適角度に設定しておく。
Since the gap between the plurality of
以上のように構成されたガス置換装置を用いたガス置換方法は、上記第1実施形態で説明したガス置換方法と同様である。 The gas replacement method using the gas replacement apparatus configured as described above is the same as the gas replacement method described in the first embodiment.
[第6実施形態]
次に、本発明の第6実施形態について説明する。本実施形態は、ガス導入ノズル105を改良したものである。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the
ガス導入ノズル105は、図10に示すように、主ノズルと副ノズルとから構成されている。具体的には、ガス導入ノズル105のうち、ノズル移動手段106から出没される管部が主ノズルとなり、この主ノズルから副ノズル105a,105bが分岐して設けられている。副ノズル105a,105bは、主ノズルを中心にして回動することでその先端の吹き出し口が収納容器本体101内の奥部に移動されるようになっている。主ノズルは、副ノズル105a,105bに連結されてこの副ノズル105a,105bを回動させると共に収納容器本体101内へ出没させる。
As shown in FIG. 10, the
集塵壁115にはノズル収納室137が一体的に設けられている。ノズル収納室137は、主ノズル及び副ノズル105a,105bを収納するための空間である。ノズル収納室137は、水平状態で並列に複数本並んだ副ノズル105a,105bが完全に収納できる大きさの四角形状の収納空間として構成されている。このノズル収納室137内に主ノズル及び副ノズル105a,105bが収納されることで、収納容器本体101に対して蓋体102を着脱する際に邪魔にならないようになっている。主ノズル(ガス導入ノズル105)はノズル収納室137内から外部に延出されてノズル移動手段106に接続されている。ノズル収納室137内からガス導入ノズル105が外部に延出される部分には、気密維持用シール138が設けられ、ノズル収納室137内及び収納容器本体101内が密封されている。
The
ノズル移動手段106は、ガス導入ノズル105の主ノズルを支持して、回動させると共に出没動させる機能を備えている。
The nozzle moving means 106 has a function of supporting the main nozzle of the
図10(a)は、蓋体102が収納容器本体101から分離された状態である。この図においては、ガス導入ノズル105の主ノズル及び副ノズル105a,105bは、ノズル収納室137の内部に水平に収納されている。主ノズルは、気密維持用シール138で気密を保ってノズル収納室137に収納されている。そして、蓋体102が第1実施形態で示した方法で収納容器本体101から分離されている。
FIG. 10A shows a state in which the
この状態から、図10(b)に示すように、ガス導入ノズル105の主ノズルはノズル移動手段106によって矢印139で示されるように水平方向に移動される。そして、副ノズル105aと105bが適切な位置に達したときに停止すされ。図10(b)に示した例では、2つの副ノズル105aと105bが、半導体ウエハー100と収納容器本体101の側面とで形成される隙間の位置に達したときに、主ノズル105の移動が停止する。
From this state, as shown in FIG. 10B, the main nozzle of the
図10(c)は、図10(b)をもう一つの側面から見た部分断面図である。この状態で、副ノズル105aと105bとを主ノズルを回転中心として矢印140で示す方向に回転させる。これによって、副ノズルを収納容器本体101の内部の位置に移動させることができる。移動後の副ノズルを破線で示し、105a’および105b’で示してある。ガス導入ノズル105を取り出すときは、上記と全く逆の動作を行なえば良い。このような構造とすることによって、複数の副ノズルを持ったガス導入ノズルに対しても、簡単な構造で無理なくガス導入ノズルの挿入を行なうことができる。
FIG.10 (c) is the fragmentary sectional view which looked at FIG.10 (b) from the other side surface. In this state, the
なお、ここでは、副ノズル105a,105bの本数を2本としたが、この副ノズル105a,105bの本数は適宜設定する。この副ノズル105a,105bの本数の一例を図11にしめす。図11においては、ガス導入ノズル105は、半導体ウエハー100の隙間数に対応した数に分岐した副ノズル141を備えている。図11(a)は、副ノズル141を半導体ウエハー100の各隙間の間に挿入する例が示してある。このように、副ノズル141を、各半導体ウエハー100によってできるすべての隙間に挿入することによって、収納容器本体101の底部に直接ガスを導入し、各半導体ウエハー100で仕切られた空間に個別にガスを導入することができるために、ガス置換効率が向上する。この場合は、半導体ウエハー101の作る隙間が10mm程度と狭いために、副ノズル141としては、直径5mm程度以下の細いノズルとするのが好ましく、またノズル先端はテフロンなどのフッ素含有高分子で被服してウエハー表面を傷つけないようにする工夫が必要である。
Although the number of
また、図11(b)においては、半導体ウエハー100に対向した位置の近傍に副ノズル141の先端が来るように配置されている。この場合、副ノズル141の長さと回動角度を適宜調整して、半導体ウエハー100の表面全域にガスを吹き付けられるように設定する。この場合、各副ノズルから噴出した導入ガスは、半導体ウエハー100の表面を準層流となって流れる。風量等の条件によって乱流になる場合もある。これにより、特にガス循環工程におけるウエハー表面の清浄化効果が高くなる。また、半導体ウエハー100の表面に副ノズル141が接触して損傷する心配もない。
Further, in FIG. 11B, the
なおここでは、副ノズル141をその長さ及び回動角度を適宜調整するようにしたが、副ノズル141を固定せずに、左右に回動させて振ってもよい。これにより、半導体ウエハー100の表面全域にガスを効率的に噴くことができる。
Here, the length and rotation angle of the sub-nozzle 141 are adjusted as appropriate, but the sub-nozzle 141 may be swung to the left and right without being fixed. Thereby, gas can be efficiently injected over the entire surface of the
またここでは、副ノズル105a,105bを主ノズルの軸方向に沿って出没するように設定したが、主ノズルが平行移動する方向に動かしてもよい。先端側に副ノズル105a,105bが設けられた主ノズルの基端部を中心にして回転させてもよい。機構が複雑になるが、副ノズル105a,105b等の出没方向は問わない。
Here, the
[第7実施形態]
図3に示した本発明の半導体ウエハー収納容器のガス置換装置を用いたガス置換方法について、図12を基に詳細に説明する。
[Seventh Embodiment]
The gas replacement method using the semiconductor wafer storage container gas replacement apparatus of the present invention shown in FIG. 3 will be described in detail with reference to FIG.
まず、最初の工程は、蓋体2が集塵室内に入るようにして、半導体ウエハー収納容器を半導体ウエハー収納容器取付け手段3に気密に取り付ける容器取付け工程201である。このとき図5に示すように、収納容器本体101と蓋体102とは気密維持用シール103で密閉されている。収納容器内部には半導体ウエハー100が平行に並べて通常25枚収納されている。この容器取付け工程201では、収納容器本体取付け手段107を用いて収納容器本体101を集塵壁115に設けられた気密維持用シール114に機械的に押し付けることによって密着固定する。即ち、収納容器本体取付け手段107を開いた状態で、収納容器本体101を気密維持用シール114に押し付けて収納容器本体取付け手段107を閉じることで、収納容器本体101を集塵壁115に密着固定する。この工程は図5に示したように、移動ステージ113を用いて自動的に行なっても良いし、手動で行なっても良い。
First, the first process is a
次に、脱着移動機構108と蓋体留め構造脱着機構123とを一緒に移動させて蓋体102に近接させ、蓋体保持機構130等に蓋体留め構造脱着機構123の取付け部125が嵌合することで、蓋体102を結合して保持する蓋体保持工程202を行なう。具体的な動作を図6を用いて説明する。蓋体留め構造脱着機構123を蓋体脱着制御機構104によって一緒に蓋体102に近接して移動し、蓋体留め構造脱着機構123の先端を蓋体保持機構113に挿入して蓋体102を保持する。この脱着移動機構108は、集塵壁115の外部に設けられた脱着駆動機構104内部にあるモータなどの駆動源からの力を伝達して駆動される。
Next, the attachment /
次に、蓋体留め構造脱着機構123によって、収納容器本体101と蓋体102とを結合している蓋体留め構造118を作動し、収納容器本体101と蓋体102とを分離する蓋体取外し工程203を行なう。具体的な動作を図6に示した。この蓋体取外し工程203は、脱着駆動機構104によって蓋体留め構造脱着機構123を回転させて蓋体留め構造118を取り外した後、再び脱着駆動機構104を用いて脱着移動機構108を移動させ、これと同時に、蓋体留め構造脱着機構123と蓋体保持機構113によって脱着移動機構108に保持されている蓋体102を移動させて、収納容器本体101と蓋体102を分離する工程である。この収納容器本体101と蓋体102との分離によって、気密維持用シール103と蓋体102との間に隙間ができ、収納容器本体101と集塵室116との間がガス流路によって結合される。
Next, the
次に、ガス導入ノズル105を収納容器本体101と蓋体102との隙間に挿入するガス導入ノズル挿入工程204を行なう。この工程の具体的な動作は図9に示した。図9(a)に示す、収納容器本体101に蓋体102が取り付けられた状態から、図9(b)に示すように、上記蓋体取外し工程203で分離された収納容器本体101と蓋体102との隙間から、ノズル移動手段106でガス導入ノズル105が収納容器本体101の底部まで挿入される。この工程によって、ガス導入ノズル105を用いて収納容器本体101にガスを導入することが可能となる。
Next, a gas introduction
次に、排気手段によって集塵室内を排気して減圧する減圧工程205を行なう。具体的には図3において、まず第四バルブ19と第五バルブ20を閉じて、排気ポンプ9によって排気管の内部を脱気する。このとき、第三バルブ18は閉じた状態になっている。その後、第四バルブ19を開いて集塵室の空気を排気する。このとき、収納容器本体101と蓋体102とは分離されているために、収納容器本体101内部の空気も同時に排気されることになる。
Next, a depressurizing
次に、排気手段によって集塵室内の排気を行ないながら、ガス導入ノズル105から収納容器本体101にガスを導入するガス置換工程206を行なう。このガス置換工程206を、具体的に図3を用いて説明する。ガス導入ノズル105には、ガス供給源と減圧バルブとガス供給管とならなるガス供給手段8が第一バルブ17を介して結合されている。ガス供給源である高圧ガスボンベやクリーンルーム内のガス配管は、およそ7kg/cm2の高圧状態になっている。これを減圧バルブによって適切な供給ガス圧である、例えば1.2〜1.5kg/cm2に調節した後、第一バルブ17を開くことによって、ガス導入ノズル6から収納容器本体1の底部にガスを導入する。このガス置換工程206は減圧工程205が始まってから直ちに開始する。減圧工程205によって収納容器本体101と集塵室の内部を高真空状態まで減圧してから、このガス置換工程206を行なうことが望ましいが、そのためには耐圧特性に優れた半導体ウエハー収納容器を用いる必要がある。一般の半導体ウエハー収納容器はプラスティック材料で形成されているため、減圧工程205で高真空状態にすることは容器の耐圧特性上好ましくない。
Next, a
この導入するガスは、95%以上の純度を持った乾燥窒素ガス、望むならば純度99.9〜99.999%以上の乾燥窒素ガスを供給する。この供給された乾燥ガスは、収納容器本体1に収納された半導体ウエハー100の間を層流となって流れ、収納容器本体1と蓋体2との隙間を通って集塵室に流入する。この工程で、収納容器本体1内のガスが乾燥窒素ガスに置換されると共に、収納容器本体1と蓋体2との隙間や表面に付着していたマイクロダストが吹き飛ばされて除去され表面が清浄化される。このとき、導入ガスは、ガス導入ノズル105の先端から収納容器本体101の底部に導入され、収納容器本体101の底部から集塵室側へ徐々に充填されて収納容器本体101内にそれまで存在したガスを集塵室に押し出す。さらに導入ガスはこれと同時に、収納容器本体101の底部側から半導体ウエハー100の全面に沿って流れて、半導体ウエハー100の表面全域のマイクロダスト等を吹き飛ばす。
The introduced gas supplies dry nitrogen gas having a purity of 95% or more, and if desired, dry nitrogen gas having a purity of 99.9 to 99.999% or more. The supplied dry gas flows as a laminar flow between the
集塵室に流入したガスとマイクロダストは、集塵フィルター12で濾過され、第四バルブ19と排気管を通って排気ポンプ9によって装置外に排気される。
The gas and the microdust that have flowed into the dust collection chamber are filtered by the
このガス置換工程206は、置換ガス流路内のガス純度が十分高くなり、また、集塵室内のマイクロダストが集塵フィルター12で十分吸着濾過されるまで行なう。十分な時間ガス置換を行なった後、第一バルブ17と第四バルブ19とを続けて閉じ、第五バルブ20を開いて排気管に大気を取り込みながら、排気ポンプ9を停止させてガス置換工程206を終了する。
This
半導体ウエハー収納容器内部を減圧にして保管したい場合は第一バルブ17を先に閉じ、半導体ウエハー収納容器内部を加圧状態にして保管したい場合は、第四バルブ19を先に閉じれば良い。また、保管ガス圧を制御したい場合は、ガス流路の適切な場所、例えば集塵壁に真空ゲージを設置し、ガス流路内部のガス圧を計測しながらバルブの開閉を行なうことができる。このようなバルブの開閉操作の自動化は、図中のバルブとして電気的に開閉動作が可能な電磁バルブなどを用いて、図示していない制御回路によってそれらの電磁バルブの開閉を制御することによって行なうことができる。
If the inside of the semiconductor wafer storage container is to be stored under reduced pressure, the
次に、収納容器本体101と集塵手段、およびガス導入ノズル105の順にガスを循環させるガス循環工程207を行なう。このガス循環工程207は、図3の第三バルブ18を開き、循環ポンプ11を作動させてガスを循環させる工程である。この工程によって、ガス置換工程206で置換された乾燥ガスは、循環ポンプ11、化学吸着フィルター10、第二バルブ21、ノズル移動手段7、ガス導入ノズル6、収納容器本体1、集塵室、集塵フィルター12、第三バルブ18を順に流れるガス循環経路を形成する。このガス循環工程207によって、半導体ウエハー100の表面に吸着されていた不純物や水分が循環ガスによって除去され、化学吸着フィルター10で濾過されるために、半導体ウエハー100表面のクリーニングができる。
Next, a
このガス循環工程207における収納容器本体101内でのガスの循環経路は、その供給側がガス導入ノズル105の先端である収納容器本体101の底部であり、排出側が収納容器本体101と蓋体102との隙間であるため、収納容器本体101内に存在するガス全体を滞りなく効率的に循環させることができる。
In the
また、図3に示す構成では、このガス循環経路中に集塵フィルター12が含まれているために、ガス循環中においてもマイクロダストが循環ガス中に含まれていた場合は濾過されて清浄化される。このガス循環工程207を所定の時間行なった後、循環ポンプ11を停止し、第三バルブ18を閉じてガス循環工程を終了する。
Further, in the configuration shown in FIG. 3, since the
次に、ガス導入ノズル105を収納容器本体101と蓋体102との隙間から取り出すガス導入ノズル取り出し工程208を行なう。これは、図9で示したガス導入ノズル挿入工程の逆の工程である。
Next, a gas introduction nozzle taking-out
次に、蓋体留め構造脱着機構123と蓋体102を一緒に移動させて蓋体102を収納容器本体101に挿入し、蓋体留め構造脱着機構123によって蓋体留め構造118を作動して収納容器本体101と蓋体102とを結合させる蓋体取付け工程209を行なう。これは、蓋体取外し工程203および蓋体保持工程202に対する逆の工程である。すなわち、図3において、脱着移動機構4によって蓋体留め構造脱着機構123と蓋体102とを移動させて、蓋体102を収納容器本体101に密着させ、蓋体留め構造脱着機構123を回転させて蓋体留め構造118を結合孔116に挿入し、収納容器本体1と蓋体2とを気密に結合する工程である。その後、脱着移動機構4によって蓋体留め構造脱着機構123を移動させて蓋体保持機構113から蓋体留め構造脱着機構123を取り外す工程である。
Next, the lid fixing
最後に、半導体ウエハー収納容器を集塵手段から取り外す容器取外し工程210を行い本実施形態のガス置換方法を終了する。
Finally, the
なお、上記ガス置換方法では、ガス置換工程26とガス循環工程27とを1つずつ設けたが、このガスとしてクリーニングガスと窒素ガスとで置換と循環を行っても良い。即ち、半導体ウエハー表面の清浄度をより短時間で向上させるために、図12における減圧工程205の後に、クリーニングガス置換工程とクリーニングガス循環工程を入れることができる。その場合における本発明の半導体ウエハー収納容器のガス置換方法の工程図を図13に示す。この工程は既述したように、置換ガスとして乾燥窒素ガス中におよそ5%以下の反応性ガスを混合したものを用いて、図12に示したガス置換工程206(図13に示すクリーニングガス置換工程211)とガス循環工程207(図13に示すクリーニングガス循環工程212)を行なう工程である。この工程を入れることによって、この工程を入れない場合に比べてより短時間で半導体ウエハー100表面の清浄化効果が得られる。
In the above gas replacement method, one gas replacement step 26 and one gas circulation step 27 are provided, but replacement and circulation may be performed with a cleaning gas and a nitrogen gas as this gas. That is, in order to improve the cleanliness of the semiconductor wafer surface in a shorter time, a cleaning gas replacement step and a cleaning gas circulation step can be inserted after the
また、図13に示すようにクリーニングガス置換工程211とクリーニングガス循環工程212を行なうことによって、半導体ウエハー収納容器内部に反応性ガスが残留し、経時的に半導体ウエハー100の表面を損傷する場合があるため、それに続いて窒素ガス置換工程213と窒素ガス循環工程214を行なう。これは、クリーニングガス置換工程211とクリーニングガス循環工程212と同様の工程であって、使用するガスが反応性ガスを含まない純度95%以上の乾燥窒素ガスを用いる工程である。この窒素ガス置換工程213と窒素ガス循環工程214を行なうことによって、ウエハー表面を損傷させることなく半導体ウエハー収納容器内に長時間ウエハー保管をすることができる。
Also, as shown in FIG. 13, by performing the cleaning
図12に示した本発明の半導体ウエハー収納容器のガス置換方法を行なう場合は、ガス供給手段は反応性ガスを供給する第一ガス供給手段と窒素ガスを供給する第二ガス供給手段を用いる。第一ガス供給手段から供給される反応性ガスは、少なくともオゾンガスまたは水素ガスまたはアンモニアガスのいずれか1つのガス成分を含む反応性ガスを約5%以下の割合で窒素ガスに混合したものを用いることができる。また、第一ガス供給手段は少なくともオゾンガスまたは水素ガスまたはアンモニアガスのいずれか1つのガス成分からなる反応性ガスであって、この反応性ガスを第二ガス供給手段からの窒素ガスに所定の割合で混合させて用いても良い。第一ガス供給手段と第二ガス供給手段とを用いてガスを混合する場合は、ガス流量計を用いてガス混合比率を調節して行なう。 When performing the gas replacement method for the semiconductor wafer storage container of the present invention shown in FIG. 12, the gas supply means uses a first gas supply means for supplying reactive gas and a second gas supply means for supplying nitrogen gas. The reactive gas supplied from the first gas supply means is a mixture of a reactive gas containing at least one gas component of ozone gas, hydrogen gas, or ammonia gas mixed with nitrogen gas at a ratio of about 5% or less. be able to. Further, the first gas supply means is a reactive gas composed of at least one gas component of ozone gas, hydrogen gas or ammonia gas, and this reactive gas is in a predetermined ratio to the nitrogen gas from the second gas supply means. You may mix and use. When gas is mixed using the first gas supply means and the second gas supply means, the gas mixing ratio is adjusted using a gas flow meter.
また、クリーニングガス置換工程211とクリーニングガス循環工程212で用いる反応性ガスが微量であったり、反応性の低いものであったりする場合は、窒素ガス循環工程214は省略することができる。
Further, when the reactive gas used in the cleaning
以上説明したように、本発明の半導体ウエハー収納容器のガス置換装置およびそれを用いたガス置換方法は、一般に用いられている半導体ウエハー収納容器に対して、短時間で収納容器内の雰囲気を目的のガスに置換することができると共に、置換ガスを循環させることによって半導体ウエハー表面を清浄にすることができるために、高集積化に適した半導体ウエハーの加工プロセスを実現することができる。また、ガス置換を自動化できるために、自動化されたロード/アンロードシステムにも対応でき、処理室内の汚染をも最小限に抑えることができる。 As described above, the semiconductor wafer storage container gas replacement apparatus and the gas replacement method using the same according to the present invention are intended to provide an atmosphere in the storage container in a short time with respect to generally used semiconductor wafer storage containers. Since the surface of the semiconductor wafer can be cleaned by circulating the replacement gas, a semiconductor wafer processing process suitable for high integration can be realized. Further, since the gas replacement can be automated, it is possible to cope with an automated load / unload system, and contamination in the processing chamber can be minimized.
さらに、本発明の半導体ウエハー収納容器のガス置換装置およびそれを用いたガス置換方法では、既存の半導体ウエハー収納容器をそのまま使用でき、特別な加工も必要ないため、広く一般に使用することができ、極めて有用なガス置換装置および方法である。 Furthermore, in the gas replacement device for a semiconductor wafer storage container and the gas replacement method using the same of the present invention, an existing semiconductor wafer storage container can be used as it is, and no special processing is required. A very useful gas displacement apparatus and method.
また、半導体ウエハー以外の収納物の収納容器に用いた場合も、上記同様の効果を奏する。 In addition, the same effect as described above can be obtained when used as a storage container for storage items other than semiconductor wafers.
1 収納容器本体
2 蓋体
3 半導体ウエハー収納容器取付け手段
4 蓋体脱着手段
5 蓋体脱着制御手段
6 ガス導入ノズル
7 ノズル移動手段
8 ガス供給手段
9 排気ポンプ
10 化学吸着フィルター
11 循環ポンプ
12、13 集塵フィルター
14 移動ステージ
16 ベース
17 第一バルブ
18 第二バルブ
19 第四バルブ
20 第五バルブ
21 第三バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Storage container
Claims (30)
上記収納容器の蓋体を内部に収納した状態で上記容器本体に気密に取り付けられ、この気密状態を維持して上記蓋体を取り外して当該蓋体と上記容器本体との隙間から内部のガスを置換することを特徴とする収納容器のガス置換装置。 A gas replacement device for a storage container that replaces a gas in a storage container composed of a container body that needs to keep the inside clean and a lid that seals the inside of the container body,
The lid of the storage container is hermetically attached to the container body with the lid housed therein, and the lid is removed while maintaining the airtight state, and the internal gas is removed from the gap between the lid and the container body. A gas replacement apparatus for a storage container, wherein the replacement is performed.
上記収納容器の内部にガスを導入して内部のガスを置換するガス導入手段を備え、
当該ガス導入手段が、上記収納容器の容器本体と蓋体との隙間から当該容器本体内に挿入されて当該容器本体内にガスを導入するガス導入ノズルを備えて構成されたことを特徴とする収納容器のガス置換装置。 The gas replacement device for a storage container according to claim 1,
Gas introduction means for introducing gas into the storage container and replacing the internal gas,
The gas introduction means includes a gas introduction nozzle that is inserted into the container main body through a gap between the container main body and the lid of the storage container and introduces gas into the container main body. Gas replacement device for storage containers.
上記ガス導入手段が、上記ガス導入ノズルを上記容器本体と上記蓋体との隙間から出し入れするノズル移動手段を備えたことを特徴とする収納容器のガス置換装置。 The gas replacement apparatus for a storage container according to claim 2,
The gas replacement apparatus for a storage container, wherein the gas introduction means includes nozzle moving means for taking the gas introduction nozzle in and out through a gap between the container body and the lid.
上記ガス導入ノズルが伸縮する棒状の管材で構成され、
上記ノズル移動手段が、上記ガス導入ノズルを上記容器本体と上記蓋体との隙間から出し入れするように伸縮させる機能を備えたことを特徴とする収納容器のガス置換装置。 The gas replacement device for a storage container according to claim 3,
The gas introduction nozzle is composed of a rod-shaped tube that expands and contracts,
The gas replacement apparatus for a storage container, wherein the nozzle moving means has a function of expanding and contracting the gas introduction nozzle so as to be taken in and out through a gap between the container body and the lid.
上記ガス導入ノズルが棒状の管材で構成され、
上記ノズル移動手段が、上記ガス導入ノズルを上記容器本体と上記蓋体との隙間から出し入れするように平行移動させる機能を備えたことを特徴とする収納容器のガス置換装置。 The gas replacement device for a storage container according to claim 3,
The gas introduction nozzle is composed of a rod-shaped pipe material,
The gas replacement apparatus for a storage container, wherein the nozzle moving means has a function of moving the gas introduction nozzle in a parallel manner so that the gas introduction nozzle is taken in and out through a gap between the container body and the lid.
上記ガス導入ノズルが、上記容器本体内に収納物が収納されてできる隙間に応じた大きさに設定されると共に、当該隙間に応じて1又は複数本設けられたことを特徴とする収納容器のガス置換装置。 The gas replacement device for a storage container according to claim 4 or 5,
The gas introduction nozzle is set to a size corresponding to a gap formed by storing the stored item in the container main body, and one or a plurality of the gas introduction nozzles are provided according to the gap. Gas replacement device.
上記ガス導入ノズルが、回動することでその先端の吹き出し口が上記容器本体内の奥部に移動される副ノズルと、当該副ノズルに連結されて当該副ノズルを回動させると共に上記容器本体内へ出没させる主ノズルとを備えて構成され、
上記ノズル移動手段が、上記ガス導入ノズルの主ノズルを回動させると共に出没動させる機能を備えたことを特徴とする収納容器のガス置換装置。 The gas replacement device for a storage container according to claim 3,
The gas introduction nozzle is rotated so that the outlet at the tip thereof is moved to the inner part of the container main body, and the sub nozzle is rotated while being connected to the sub nozzle and the container main body. It is configured with a main nozzle that moves in and out,
The gas replacement apparatus for a storage container, wherein the nozzle moving means has a function of rotating and moving the main nozzle of the gas introduction nozzle.
上記副ノズルが、上記容器本体内に収納物が収納されてできる隙間に応じた大きさに設定されると共に、当該隙間に応じて1又は複数本設けられたことを特徴とする収納容器のガス置換装置。 The gas replacement device for a storage container according to claim 7,
A gas for a storage container, wherein the sub nozzle is set to a size corresponding to a gap formed by storing a stored item in the container body, and one or a plurality of sub nozzles are provided depending on the gap. Replacement device.
上記容器本体を気密に取り付けてガス置換流路の一部を形成すると共に上記蓋体を内部に完全に収納する収納容器取付け手段と、
当該収納容器取付け手段内で上記容器本体から上記蓋体を脱着する蓋体脱着手段と、
当該蓋体脱着手段の動作を制御する蓋体脱着制御手段と、
上記収納容器取付け手段内で上記蓋体を上記容器本体から取り外した状態で上記蓋体と上記容器本体との隙間から当該容器本体内にガスを導入するガス導入手段と、
上記容器本体内のガスを排気するガス排気手段と、
上記容器本体内のガスを循環させて化学吸着フィルターで上記ガス中の異物を除去するガス循環手段と、
上記ガス排気手段と上記ガス循環手段との間でガス流を切り替えるガス流切り替え手段と
を備えてなることを特徴とする収納容器のガス置換装置。 A gas replacement device for a storage container that replaces a gas in a storage container composed of a container body that needs to keep the inside clean and a lid that seals the inside of the container body,
A container mounting means for mounting the container body in an airtight manner to form part of the gas replacement flow path and completely storing the lid inside;
Lid body detaching means for detaching the lid body from the container body in the storage container mounting means;
A lid removal control means for controlling the operation of the lid removal means;
Gas introduction means for introducing gas into the container body from the gap between the lid body and the container body with the lid body removed from the container body in the storage container mounting means;
Gas exhaust means for exhausting the gas in the container body;
A gas circulation means for circulating the gas in the container body and removing foreign substances in the gas with a chemical adsorption filter;
A gas replacement device for a storage container, comprising gas flow switching means for switching a gas flow between the gas exhaust means and the gas circulation means.
上記ガス導入手段として、請求項2ないし8のいずれか1項に記載のガス導入手段を用いたことを特徴とする収納容器のガス置換装置。 The gas replacement device for a storage container according to claim 9,
A gas replacement device for a storage container, wherein the gas introducing means according to any one of claims 2 to 8 is used as the gas introducing means.
集塵壁によって囲まれてなる集塵室により構成されてガス置換工程で発生するマイクロダストを隔離する集塵手段と、
上記蓋体が上記集塵室の内部に全て含まれるようにするとともに、気密性を保って上記収納容器を上記収納容器取付け手段に取り付ける収納容器本体取付け手段とからなり、
当該収納容器取付け手段に、少なくとも、
1種類以上のガスを上記ガス導入手段に供給するガス供給手段と、
上記集塵室のガスを排気する排気手段とを備え、
上記排気手段は少なくとも排気ポンプおよび上記集塵手段で隔離したマイクロダストを捕獲収集する第一集塵フィルターを含んでおり、
上記ガス循環手段は少なくとも第二集塵フィルターと循環ポンプを含んでいることを特徴とする請求項9ないし11のいずれか1項に記載の収納容器のガス置換装置。 The storage container mounting means is at least:
A dust collecting means constituted by a dust collecting chamber surrounded by a dust collecting wall to isolate microdust generated in the gas replacement process;
The lid body is included in the inside of the dust collection chamber, and includes a storage container body mounting means for attaching the storage container to the storage container mounting means while maintaining airtightness.
In the storage container mounting means, at least
Gas supply means for supplying one or more kinds of gases to the gas introduction means;
Exhaust means for exhausting the gas in the dust collection chamber,
The exhaust means includes at least an exhaust pump and a first dust collection filter that captures and collects microdust isolated by the dust collection means,
The gas replacement device for a storage container according to any one of claims 9 to 11, wherein the gas circulation means includes at least a second dust collection filter and a circulation pump.
上記集塵室内においては、
上記容器本体と蓋体とを結合する蓋体留め構造を脱着する蓋体留め構造脱着機構と、
上記蓋体と上記蓋体留め構造脱着機構とを同時に移動させて上記収納容器と上記蓋体との間に所定の隙間を形成する脱着移動機構と、
上記蓋体と上記脱着移動機構とを結合して保持する蓋体保持機構とを備えて構成されており、
上記集塵室外においては、上記蓋体保持機構と上記蓋体留め構造脱着機構と上記脱着移動機構を各々駆動させる脱着駆動機構で構成されていることを特徴とする請求項12に記載の収納容器のガス置換装置。 The lid body detaching means is arranged separately inside and outside the dust collection chamber,
In the above dust collection chamber,
A lid fastening structure detaching mechanism for detaching a lid fastening structure for coupling the container body and the lid;
A desorption movement mechanism that simultaneously moves the lid and the lid fixing structure desorption mechanism to form a predetermined gap between the storage container and the lid;
A lid holding mechanism that holds the lid and the desorption movement mechanism in combination with each other;
13. The storage container according to claim 12, wherein the container is constituted by a desorption drive mechanism that drives the lid holding mechanism, the lid fixing structure desorption mechanism, and the desorption movement mechanism outside the dust collection chamber. Gas replacement device.
上記主ノズルは、上記ノズル移動手段によって平行移動および回転自在に構成されていることを特徴とする請求項15に記載の収納容器のガス置換装置。 The gas introduction nozzle is composed of a main nozzle and one or more sub nozzles branched from the main nozzle,
The gas replacement device for a storage container according to claim 15, wherein the main nozzle is configured to be movable in parallel and rotatable by the nozzle moving means.
上記回転移動軸は、抜け留を有するフッ素含有高分子軸受けで上記ガス流路形成機構に回転自在に結合され、他のフッ素含有高分子軸受けで上記集塵壁と気密を保って回転自在かつ平行移動可能に結合されていることを特徴とする請求項13ないし20のいずれか1項に記載の収納容器のガス置換装置。 The lid-fastening structure detaching mechanism and the detaching / moving mechanism are composed of the same rotational movement shaft that can rotate and move in parallel,
The rotational movement shaft is rotatably coupled to the gas flow path forming mechanism by a fluorine-containing polymer bearing having a retaining hole, and is rotatable and parallel while being airtight with the dust collecting wall by another fluorine-containing polymer bearing. The gas replacement device for a storage container according to any one of claims 13 to 20, wherein the gas replacement device is movably coupled.
上記移動ステージは上記蓋体と結合した上記容器本体を上記ベース上で移動して上記収納容器取付け手段に自動的に密着または分離させ、
上記容器本体の密着または分離を検出する位置検出手段を具備し、
上記位置検出手段からの検出信号に従って収納容器本体取付け手段によって自動的に上記容器本体の脱着を行なうことを特徴とする請求項9ないし21のいずれか1項に記載の収納容器のガス置換装置。 A movable stage to which the container body can be attached; and a base that supports the movable stage;
The moving stage moves the container body coupled to the lid body on the base and automatically closes or separates the container mounting means,
Comprising a position detecting means for detecting close contact or separation of the container body,
The gas replacement apparatus for a storage container according to any one of claims 9 to 21, wherein the container main body is automatically attached and detached by the storage container main body attaching means in accordance with a detection signal from the position detection means.
ガスを置換するためのガス置換流路を上記容器本体に気密に連通して上記収納容器の蓋体を当該ガス置換流路内に収納し、当該ガス置換流路内で上記蓋体を取り外して当該蓋体と上記容器本体との隙間から上記容器本体内部のガスを置換することを特徴とする収納容器のガス置換方法。 A gas replacement method for a storage container that replaces a gas in a storage container consisting of a container body that needs to keep the inside clean and a lid that seals the inside of the container body,
A gas replacement flow path for replacing gas is hermetically communicated with the container body, the lid of the storage container is stored in the gas replacement flow path, and the lid is removed in the gas replacement flow path. A gas replacement method for a storage container, wherein the gas inside the container body is replaced from a gap between the lid body and the container body.
(ア)上記収納容器をガス置換装置に取り付ける工程。
(イ)上記容器本体と上記蓋体とを分離して、これらの間に所定の隙間を設ける蓋体分離工程。
(ウ)上記ガス排気手段によって上記容器本体の空気を排気する工程。
(エ)上記ガス排気手段によって上記容器本体のガスを排気しながら、ガス導入手段によって上記容器本体にガスを導入する工程。
(オ)上記容器本体へのガスの導入と排気を停止して、上記ガス循環手段によって、上記化学吸着フィルターを介して上記容器本体のガスを循環させる工程。
(カ)上記収納容器を上記ガス置換装置から取り外す工程。 A gas replacement method for a storage container that replaces a gas in a storage container including a container body that needs to keep the inside clean and a lid that seals the inside of the container body, and includes the following (a) to (f) A gas replacement method for a storage container comprising a step.
(A) A step of attaching the storage container to the gas replacement device.
(A) A lid separating step in which the container body and the lid are separated and a predetermined gap is provided between them.
(C) exhausting air from the container body by the gas exhaust means;
(D) A step of introducing gas into the container body by the gas introduction means while exhausting the gas in the container body by the gas exhaust means.
(E) A step of stopping the introduction and exhaust of gas to the container body and circulating the gas in the container body through the chemical adsorption filter by the gas circulation means.
(F) A step of removing the storage container from the gas replacement device.
(キ)上記蓋体が集塵室内に入るようにして、収納容器を収納容器取付け手段に気密に取り付ける容器取付け工程。
(ク)脱着移動機構と蓋体留め構造脱着機構とを一緒に移動させて上記蓋体に近接させ、蓋体保持機構で上記蓋体を結合して保持する蓋体保持工程。
(ケ)上記蓋体留め構造脱着機構によって上記容器本体と上記蓋体とを結合している蓋体留め構造を作動させ、上記容器本体と上記蓋体とを分離して、上記蓋体と上記容器本体との間に所定の隙間を形成する蓋体取外し工程。
(コ)ガス導入ノズルを上記容器本体と上記蓋体との間の隙間に挿入するガス導入ノズル挿入工程。
(サ)排気手段によって上記集塵室内を排気して減圧する減圧工程。
(シ)上記排気手段によって上記集塵室内の排気を行ないながら、上記ガス導入ノズルからガス導入手段を用いて上記容器本体にガスを導入するガス置換工程。
(ス)上記容器本体と集塵手段、および上記ガス導入ノズルに順にガスを循環させるガス循環工程。
(セ)上記ガス導入ノズルを上記容器本体と上記蓋体との間の隙間から取り出すガス導入ノズル取り出し工程。
(ソ)上記蓋体留め構造脱着機構と上記蓋体とを一緒に移動させて上記蓋体を上記容器本体に挿入し、上記蓋体留め構造脱着機構によって上記蓋体留め構造を作動させ、上記容器本体と上記蓋体とを結合させる蓋体取付け工程。
(タ)上記収納容器を上記集塵手段から取り外す容器取外し工程。 A gas replacement method for a storage container that replaces a gas in a storage container comprising a container body that needs to keep the inside clean and a lid that seals the inside of the container body, and includes the following (ki) to (ta) A gas replacement method for a storage container comprising a step.
(G) A container mounting step for attaching the storage container to the storage container mounting means in an airtight manner so that the lid body enters the dust collection chamber.
(H) A lid holding step in which the detachment moving mechanism and the lid fastening structure detaching mechanism are moved together to be close to the lid, and the lid is coupled and held by the lid holding mechanism.
(K) The lid fixing structure that connects the container main body and the lid is operated by the lid fixing structure detaching mechanism, and the container main body and the lid are separated, and the lid and the lid A lid removing process for forming a predetermined gap between the container body and the container body.
(G) A gas introduction nozzle insertion step of inserting the gas introduction nozzle into the gap between the container body and the lid.
(C) A decompression step of exhausting and reducing the pressure in the dust collection chamber by an exhaust means.
(F) A gas replacement step of introducing gas from the gas introduction nozzle into the container body using the gas introduction means while exhausting the dust collection chamber by the exhaust means.
(S) A gas circulation step of circulating gas in order through the container body, the dust collecting means, and the gas introduction nozzle.
(C) A gas introduction nozzle taking-out step for taking out the gas introduction nozzle from a gap between the container body and the lid.
(So) The lid fixing structure detaching mechanism and the lid are moved together to insert the lid into the container body, the lid fixing structure detaching mechanism is used to operate the lid fixing structure, A lid attaching step for coupling the container body and the lid.
(T) A container removal step of removing the storage container from the dust collecting means.
(ナ)上記蓋体が集塵室内に入るようにして、収納容器を収納容器取付け手段に気密に取り付ける容器取付け工程。
(ニ)脱着移動機構と蓋体留め構造脱着機構とを一緒に移動させて上記蓋体に近接させ、蓋体保持機構で上記蓋体を結合して保持する蓋体保持工程。
(ヌ)上記蓋体留め構造脱着機構によって上記容器本体と上記蓋体とを結合している蓋体留め構造を作動させ、上記容器本体と上記蓋体とを分離して、上記蓋体と上記容器本体との間に所定の隙間を形成する蓋体取外し工程。
(ネ)ガス導入ノズルを上記容器本体と上記蓋体との間の隙間に挿入するガス導入ノズル挿入工程。
(ノ)排気手段によって上記集塵室内を排気して減圧する減圧工程。
(ハ)上記排気手段によって上記集塵室内の排気を行ないながら、上記ガス導入ノズルからガス導入手段を用いて上記容器本体にガスを導入するガス置換工程。
(ヒ)上記容器本体と上記集塵手段、および上記ガス導入ノズルに順にガスを循環させるガス循環工程。
(フ)上記排気手段によって上記集塵室内の排気を行ないながら、上記容器本体のガス導入孔から上記ガス導入手段を用いて上記容器本体に乾燥窒素ガスに約5%以下の反応性ガスを混合したクリーニングガスを導入するクリーニングガス置換工程。
(ヘ)上記容器本体と上記集塵手段、および上記容器本体のガス導入孔に順にクリーニングガスを循環させるクリーニングガス循環工程。
(ホ)上記ガス導入ノズルを上記容器本体と上記蓋体との間の隙間から取り出すガス導入ノズル取り出し工程。
(マ)上記蓋体留め構造脱着機構と上記蓋体とを一緒に移動させて上記蓋体を上記容器本体に挿入し、上記蓋体留め構造脱着機構によって上記蓋体留め構造を作動させ、上記容器本体と上記蓋体とを結合させる蓋体取付け工程。
(ミ)上記収納容器を上記集塵手段から取り外す容器取外し工程。 A gas replacement method for a storage container that replaces a gas in a storage container comprising a container body that needs to keep the inside clean and a lid that seals the inside of the container body, and includes the following (na) to (mi) A gas replacement method for a storage container comprising a step.
(Na) A container mounting step for attaching the storage container to the storage container mounting means in an airtight manner so that the lid body enters the dust collection chamber.
(D) A lid holding step in which the detachment moving mechanism and the lid fixing structure detaching mechanism are moved together to be close to the lid, and the lid is coupled and held by the lid holding mechanism.
(Nu) The lid fixing structure that connects the container main body and the lid is operated by the lid fixing structure detaching mechanism, the container main body and the lid are separated, and the lid and the lid A lid removing process for forming a predetermined gap between the container body and the container body.
(E) A gas introduction nozzle inserting step of inserting the gas introduction nozzle into the gap between the container body and the lid.
(No) A depressurization step of exhausting and depressurizing the dust collection chamber by an exhaust means.
(C) A gas replacement step of introducing gas from the gas introduction nozzle into the container body using the gas introduction means while exhausting the dust collection chamber by the exhaust means.
(V) A gas circulation step of circulating gas in order through the container body, the dust collecting means, and the gas introduction nozzle.
(F) Mixing about 5% or less of reactive gas into dry nitrogen gas into the container body using the gas introduction means from the gas introduction hole of the container body while exhausting the dust collection chamber by the exhaust means. Cleaning gas replacement step of introducing the cleaned cleaning gas.
(F) A cleaning gas circulation step in which a cleaning gas is circulated in order through the container body, the dust collecting means, and the gas introduction hole of the container body.
(E) A gas introduction nozzle taking-out step of taking out the gas introduction nozzle from a gap between the container body and the lid.
(Ma) The lid fixing structure detaching mechanism and the lid are moved together to insert the lid into the container body, the lid fixing structure detaching mechanism is used to operate the lid fixing structure, A lid attaching step for coupling the container body and the lid.
(Mi) A container removal step of removing the storage container from the dust collecting means.
(ム)上記蓋体が上記集塵室内に入るようにして、収納容器を上記収納容器取付け手段に気密に取り付ける容器取付け工程。
(メ)脱着移動機構と蓋体留め構造脱着機構とを一緒に移動させて上記蓋体に近接させ、蓋体保持機構で上記蓋体を結合して保持する蓋体保持工程。
(モ)上記蓋体留め構造脱着機構によって上記容器本体と上記蓋体とを結合している蓋体留め構造を作動させ、上記容器本体と上記蓋体とを分離して、上記蓋体と上記容器本体との間に所定の隙間を形成する蓋体取外し工程。
(ヤ)ガス導入ノズルを上記容器本体と上記蓋体との間の隙間に挿入するガス導入ノズル挿入工程。
(ユ)排気手段によって上記集塵室内を排気して減圧する減圧工程。
(ヨ)上記排気手段によって上記集塵室内の排気を行ないながら、上記ガス導入ノズルから上記ガス導入手段を用いて上記容器本体にArよりも比重の大きな希ガスまたは二酸化炭素を導入する重ガス置換工程。
(ラ)上記排気手段によって上記集塵室内の排気を行ないながら、上記ガス導入ノズルから上記ガス導入手段を用いて上記容器本体にガスを導入するガス置換工程。
(リ)上記容器本体と上記集塵手段、および上記ガス導入ノズルに順にガスを循環させるガス循環工程。
(ル)上記ガス導入ノズルを上記容器本体と上記蓋体との間の隙間から取り出すガス導入ノズル取り出し工程。
(レ)上記蓋体留め構造脱着機構と上記蓋体とを一緒に移動させて上記蓋体を上記容器本体に挿入し、上記蓋体留め構造脱着機構によって上記蓋体留め構造を作動させ、上記容器本体と上記蓋体とを結合させる蓋体取付け工程。
(ロ)上記収納容器を上記集塵手段から取り外す容器取外し工程。 A gas replacement method for a storage container that replaces a gas in a storage container comprising a container body that needs to keep the inside clean and a lid that seals the inside of the container body, and includes the following (M) to (B) A gas replacement method for a storage container comprising a step.
(M) A container mounting step for attaching the storage container to the storage container mounting means in an airtight manner so that the lid body enters the dust collection chamber.
(M) A lid holding process in which the detachment moving mechanism and the lid fastening structure detaching mechanism are moved together to be close to the lid, and the lid is coupled and held by the lid holding mechanism.
(M) Activating a lid fastening structure that connects the container body and the lid by the lid fastening structure detaching mechanism, separating the container body and the lid, and separating the lid and the lid A lid removing process for forming a predetermined gap between the container body and the container body.
(Y) A gas introduction nozzle inserting step of inserting the gas introduction nozzle into the gap between the container body and the lid.
(U) A decompression step of exhausting and depressurizing the dust collection chamber by an exhaust means.
(Iii) Heavy gas replacement in which rare gas or carbon dioxide having a specific gravity greater than Ar is introduced into the container body from the gas introduction nozzle using the gas introduction means while exhausting the dust collection chamber by the exhaust means. Process.
(La) A gas replacement step of introducing gas from the gas introduction nozzle into the container body using the gas introduction means while exhausting the dust collection chamber by the exhaust means.
(I) A gas circulation step of circulating gas in order through the container body, the dust collecting means, and the gas introduction nozzle.
(L) A gas introduction nozzle taking-out step of taking out the gas introduction nozzle from a gap between the container main body and the lid.
(L) The lid fixing structure detaching mechanism and the lid are moved together to insert the lid into the container body, and the lid fixing structure is operated by the lid fixing structure detaching mechanism. A lid attaching step for coupling the container body and the lid.
(B) A container removal step of removing the storage container from the dust collecting means.
(a)上記蓋体が上記集塵室内に入るようにして、上記収納容器を収納容器取付け手段に気密に取り付ける容器取付け工程。
(b)脱着移動機構と蓋体留め構造脱着機構とを一緒に移動させて上記蓋体に近接させ、蓋体保持機構で上記蓋体を結合して保持する蓋体保持工程。
(c)上記蓋体留め構造脱着機構によって上記容器本体と上記蓋体とを結合している蓋体留め構造を作動させ、上記容器本体と上記蓋体とを分離して、上記蓋体と上記容器本体との間に所定の隙間を形成する蓋体取外し工程。
(d)ガス導入ノズルを上記容器本体と上記蓋体との間の隙間に挿入するガス導入ノズル挿入工程。
(e)排気手段によって上記集塵室内を排気して減圧する減圧工程。
(f)上記排気手段によって上記集塵室内の排気を行ないながら、上記ガス導入ノズルから上記ガス導入手段を用いて上記容器本体にArよりも比重の大きな希ガスまたは二酸化炭素を導入する重ガス置換工程。
(g)上記排気手段によって上記集塵室内の排気を行ないながら、上記ガス導入ノズルから上記ガス導入手段を用いて上記容器本体にガスを導入するガス置換工程。
(h)上記容器本体と上記集塵手段、および上記ガス導入ノズルに順にガスを循環させるガス循環工程。
(i)上記排気手段によって上記集塵室内の排気を行ないながら、上記容器本体のガス導入孔から上記ガス導入手段を用いて上記容器本体に乾燥窒素ガスに約5%以下の反応性ガスを混合したクリーニングガスを導入するクリーニングガス置換工程。
(j)上記容器本体と上記集塵手段、および上記容器本体のガス導入孔に順にクリーニングガスを循環させるクリーニングガス循環工程。
(k)上記ガス導入ノズルを上記容器本体と上記蓋体との間の隙間から取り出すガス導入ノズル取り出し工程。
(l)上記蓋体留め構造脱着機構と上記蓋体とを一緒に移動させて上記蓋体を上記容器本体に挿入し、上記蓋体留め構造脱着機構によって上記蓋体留め構造を作動させ、上記容器本体と上記蓋体とを結合させる蓋体取付け工程。
(m)上記収納容器を上記集塵手段から取り外す容器取外し工程。 A gas replacement method for a storage container that replaces a gas in a storage container including a container body that needs to keep the inside clean and a lid that seals the inside of the container body, and includes the following (a) to (m) A gas replacement method for a storage container comprising a step.
(A) A container mounting step for attaching the storage container to the storage container mounting means in an airtight manner so that the lid body enters the dust collection chamber.
(B) A lid holding process in which the detachment moving mechanism and the lid fastening structure detaching mechanism are moved together to be close to the lid, and the lid is coupled and held by the lid holding mechanism.
(C) operating the lid fastening structure that connects the container main body and the lid by the lid fastening structure detaching mechanism, separating the container main body and the lid, and A lid removing process for forming a predetermined gap between the container body and the container body.
(D) A gas introduction nozzle inserting step of inserting the gas introduction nozzle into the gap between the container body and the lid.
(E) A depressurization step in which the dust collection chamber is evacuated and depressurized by the exhaust means.
(F) Heavy gas replacement in which rare gas or carbon dioxide having a specific gravity greater than Ar is introduced into the container body from the gas introduction nozzle using the gas introduction means while exhausting the dust collection chamber by the exhaust means. Process.
(G) A gas replacement step of introducing gas from the gas introduction nozzle into the container body using the gas introduction means while exhausting the dust collection chamber by the exhaust means.
(H) A gas circulation step in which gas is circulated in order through the container body, the dust collecting means, and the gas introduction nozzle.
(I) Mixing about 5% or less of reactive gas with dry nitrogen gas into the container body from the gas introduction hole of the container body using the gas introduction means while exhausting the dust collection chamber by the exhaust means. Cleaning gas replacement step of introducing the cleaned cleaning gas.
(J) A cleaning gas circulation step in which a cleaning gas is circulated in order through the container body, the dust collecting means, and the gas introduction hole of the container body.
(K) A gas introduction nozzle taking-out step of taking out the gas introduction nozzle from a gap between the container body and the lid body.
(L) The lid fixing structure detaching mechanism and the lid are moved together to insert the lid into the container body, the lid fixing structure detaching mechanism is used to operate the lid fixing structure, A lid attachment process for coupling the container body and the lid.
(M) A container removal step of removing the storage container from the dust collecting means.
29. The container gas according to claim 24, wherein the reactive gas is a dry nitrogen gas containing at least one gas component of ozone gas, hydrogen gas, or ammonia gas. Replacement method.
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