JP2003045953A - 基板搬送容器 - Google Patents

基板搬送容器

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JP2003045953A
JP2003045953A JP2001229071A JP2001229071A JP2003045953A JP 2003045953 A JP2003045953 A JP 2003045953A JP 2001229071 A JP2001229071 A JP 2001229071A JP 2001229071 A JP2001229071 A JP 2001229071A JP 2003045953 A JP2003045953 A JP 2003045953A
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container
piston
substrate transfer
transfer container
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JP2001229071A
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Masaya Yamakawa
真弥 山川
Atsushi Ban
厚志 伴
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Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体基板やガラス基板等をクリーンルーム
内で搬送する際に、比較的容易な構造にて水分等が進入
することのない基板搬送容器を提供する。 【解決手段】 基板を収容するための基板搬送容器1内
に、基板7を保持するための基板ホルダー2が設けられ
ている。基板搬送容器1の一方側には基板7の出し入れ
するためのバルブ3が設けられている。バルブ3とは反
対側に位置する容器1の内部には、ピストン4およびば
ね5が収容される領域が設けられている。そのピストン
4の一方側には、ピストン操作部6が取り付けられてい
る。ピストン操作部6を移動させることで容器1内の圧
力変化させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は基板搬送容器に関
し、特に、半導体装置、液晶表示装置、EL(Electro
Luminescence)表示装置、プラズマ表示装置および電界
放出表示装置などの製造プロセスにおいて、半導体基板
やガラス基板を搬送する際に水分の浸入を抑制すること
のできる基板搬送容器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、半導体装置の製造プロセスや液晶
表示装置の製造プロセスにおいては、クリーンルーム内
に設置された製造装置にて半導体基板やガラス基板等に
順次処理が施される。このとき、一の製造装置にて処理
が施された半導体基板等が次の処理を施すための製造装
置までクリーンルーム内を順次搬送されることになる。
【0003】このような製造プロセスにおいては、搬送
中に半導体基板やガラス基板はクリーンルーム内の大気
に晒されることになる。クリーンルームでは、パーティ
クルの除去や湿度の管理をはじめ、ナトリウム(Na)
等のデバイスに影響を与える物質の除去も行われてい
る。
【0004】半導体素子、液晶その他の表示装置におい
ては、近年の高性能化に伴いさまざまな新しい材料が適
用されるようになってきている。このような新規な材料
の使用においては、従来以上に厳密なクリーンルームの
環境管理が必要とされている。
【0005】たとえば、近年、液晶表示装置ではプラス
ティックなどの基板を用いたものが製造されている。こ
のような基板は水分によって膨張または収縮するため、
製造工程における湿度のより厳密な管理が重要になって
いる。また、有機EL表示装置の製造過程においては、
有機EL材料が空気中の微量の水分と反応して著しく劣
化を起こしてしまう。
【0006】近年では、半導体基板やガラス基板が大型
化するのに合わせて製造装置やクリーンルームも大規模
なものとなってきている。このため、従来のクリーンル
ームの場合のように、クリーンルーム全体の雰囲気を制
御しようとすると、クリーンルーム内の厳密な管理がで
きないだけでなく、その維持管理に膨大なコストが必要
になる。
【0007】このような問題点を解消するために、たと
えば真空中に半導体基板やガラス基板を保管してクリー
ンルーム内の雰囲気に晒されることなく製造装置間を搬
送させるための基板搬送容器が提案されている。
【0008】そのような基板搬送容器の一例について説
明する。図6に示すように、半導体基板等を収容するた
めの真空チャンバ101内に、半導体基板107等を保
持するための基板ホルダー102が設けられている。ま
た、真空チャンバ101には、半導体基板等を出し入れ
するためのバルブ103が設けられている。バルブ10
3は、真空チャンバ101内の真空を維持するために真
空チャンバ101とは、たとえばOリング(図示せず)
などのパッキングを介して密着されている。
【0009】この基板搬送容器の構造は比較的シンプル
であり安価である。しかしながら、長時間放置しておく
と、特に、バルブ103のパッキングの部分にて微小リ
ークが生じ、外部の気体や水分が真空チャンバ101内
に浸入するという問題があった。
【0010】このような、リークの問題を解消するため
に真空ポンプを備えた基板搬送容器が提案されている。
図7に示すように、真空チャンバ101に真空ポンプ用
バルブ112を介して真空ポンプ111が取り付けられ
ている。
【0011】この真空搬送容器によれば、常時真空チャ
ンバ101内が真空ポンプ111により真空引きされる
ためリークの問題は解消される。しかしながら、この基
板搬送容器では真空チャンバごとに真空ポンプを取り付
ける必要があるため、設置面積が大きくなってしまうこ
と、そして、基板搬送装置の価格が大幅に上昇するとい
う問題が生じる。
【0012】そして、このような問題点を軽減するため
の基板搬送装置として、たとえば特開平9−27542
号公報にはゲッタリングポンプを使用した基板搬送容器
が提案されている。図8に示すように、真空チャンバ1
01内にゲッタリングポンプ109が取り付けられてい
る。また、そのゲッタリングポンプ109を冷却または
過熱するための熱交換器110が組み込まれている。ゲ
ッタリングポンプ109には、水素ガスを吸蔵する合金
(水素吸蔵合金)が用いられている。
【0013】従来、半導体基板やガラス基板等をクリー
ンルーム内において搬送するために上述した基板搬送容
器が用いられていた。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
9−27542号公報に記載された基板搬送容器では次
のような問題があった。水素吸蔵合金などのゲッタリン
グポンプ109を利用した基板搬送容器の場合、ある程
度気体の吸着が行われるとその吸着した気体を放出する
作業が必要になった。また、水素吸蔵合金を用いるため
基板搬送容器の価格が高くなるという問題があった。さ
らに、真空チャンバ101内を真空にするため真空チャ
ンバにはその圧力に耐えうる頑丈なものであること、そ
して、リークを抑制できる材質と構造であることが求め
られ、その結果、基板搬送容器の製造コストが高くなる
という問題があった。
【0015】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、半導体基板やガラス基板等をクリーン
ルーム内で搬送する際に、比較的容易な構造にて水分等
が浸入することのない基板搬送容器を提供することを目
的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明に係る基板搬送容
器は、容器本体と、基板ホルダー部と、バルブと、加圧
機構部とを備えている。容器本体は、所定の雰囲気中に
て基板を収容する。基板ホルダー部は、容器本体の内部
に設けられ、基板を支持する。バルブは、容器本体に設
けられ、基板の出し入れを行う。加圧機構部は、容器本
体の内部を陽圧にする。
【0017】この構成によれば、容器本体内部の気体が
外部に多少リークしても容器本体の内部が加圧機構部に
より加圧されて、容器本体の外側の圧力よりも高い圧力
に保持することができる。これにより、容器本体の外側
からの水分の浸入が抑制されて、基板が吸湿することに
起因する基板寸法の変動や基板の劣化を防ぐことができ
る。
【0018】具体的にそのような加圧機構部として、弾
性体と、その弾性体の弾性力により容器本体内の気体に
圧力を加えるためのピストンとを含んでいることが好ま
しい。
【0019】これにより、比較的簡便に容器本体内の気
体に圧力を加えることができる。また、加圧機構部は、
ピストンに接続され、容器本体の外部に向かって延びる
ピストンを操作するためのピストン操作部を含んでいる
ことがより好ましい。
【0020】これにより、ピストンの移動操作が容易に
なる。あるいは、基板ホルダー部はピストンを含んでい
ることが好ましい。
【0021】これにより、付加的なピストンを設ける必
要がなくなって製造コストの削減を図ることができる。
【0022】また、加圧機構部は、所定の気体を充填し
たボンベと、そのボンベと容器本体との間に設けられた
バルブと、所定圧力の気体を送り込むための圧力調整部
とを含んでいることが好ましい。
【0023】これにより、容器本体内部の圧力を所定の
圧力に容易に確実に合わせることができる。
【0024】また、具体的に容器本体内部の所定の雰囲
気は不活性ガスの雰囲気を含んでいる。
【0025】
【発明の実施の形態】実施の形態1 本発明の実施の形態1に係る基板搬送容器21について
説明する。図1に示すように、基板を収容するための容
器1内に、基板7を保持するための基板ホルダー2が設
けられている。基板7として、たとえば寸法320mm
×400mmのプラスティックの基板を想定し、基板ホ
ルダー2の基板7が載置される部分の寸法を340×4
20mmとした。また、基板7が載置される部分の周囲
には基板7がずれないように突起部(図示せず)が設け
られている。また、基板ホルダー2には、基板搬送手段
により基板7を持ち上げることができるように、一部に
切り欠き(図示せず)が設けられている。
【0026】容器1はたとえば厚さ1mmのステンレス
にて形成されており、容器1の形状を基板搬送手段によ
り基板7の出し入れに支障をきたさない程度の大きさを
有する直方体形状とした。
【0027】基板搬送容器1の一方側は基板7の出し入
れするための開放口となっており、この部分には容器1
の内部の気密を保つために開閉可能なバルブ3が設けら
れている。バルブ3は気密を保持するために、パッキン
グ(Oリング)(図示せず)を挟んで容器1と密着して
いる。特に、容器1内部を加圧している際には、バルブ
3を機械的な手段により容器1に密着させておくことで
容器1内の気密が保たれる。
【0028】バルブ3とは反対側に位置する容器1の内
部には、ピストン4が収容される領域が設けられてい
る。この領域と基板7が収容される領域とは隙間13を
介して繋がっている。この隙間13の寸法をたとえば5
mm×300mmとした。このピストン4には、容器1
内の気体のリークを防止するためのパッキング14が装
着されている。
【0029】また、そのピストン4の一方側には、ピス
トン支持棒6aを介してピストン4を操作するためのピ
ストン操作部6が取り付けられている。そのピストン支
持棒6aには、隙間13を介して基板7が収容される領
域の気体に圧力を与えるためのばね5が装着されてい
る。
【0030】ピストン操作部6の位置によりピストン4
の位置が認識され、ピストン操作部6を移動させること
で容器1内の圧力変化させることができる。なお、この
場合、容器1内部の圧力を外気圧に対して0.05MP
a加圧させた状態のもとで基板7の保管を行った。
【0031】なお、容器1をステンレスにより形成した
が、容器1外部との気体の出入りを遮断することがで
き、ある程度の強度を有するものであればこれに限られ
るものではなく、たとえばアルミニウム、チタンまたは
表面にコーティングを施したプラスティックなどを適用
してもよい。また、基板7の寸法として上述した寸法を
想定したが、この寸法に限定されるものではない。
【0032】また、隙間13の寸法を5mm×300m
mとしたが、ピストン4が収容された領域と基板7が収
容された領域との間で気体が支障なく流れる構造であれ
ば上述した寸法に限られない。
【0033】次に、この基板搬送容器21を用いた基板
の搬送方法手順について説明する。図2に示すように、
半導体基板やガラス基板に所定の処理を施すための処理
室20を備えた製造装置のロードロック室18を大気状
態にする。このロードロック室18と処理室20とは、
搬送機構24を収容したトランスファー室19を介して
繋がっている。
【0034】次に、基板搬送容器21をロードロック室
18に入れる。そのロードロック室18内を真空引きす
るとともに、基板搬送容器21のバルブ3を開けて基板
搬送容器21内も真空引きをする。ロードロック室18
内が所定の真空度に達した状態でゲートバルブ22を開
ける。トランスファー室19内の基板搬送機構24によ
り基板搬送容器21から基板を取り出して、基板を処理
室20へ搬送する。
【0035】処理室20にて基板に所定の処理を施す。
所定の処理が終わった後、基板搬送機構24により基板
を処理室20から取り出して、基板を基板搬送容器21
内に戻す。次に、ロードロック室18内に、たとえばア
ルゴンなどの不活性ガスを導入してパージを行う。
【0036】このとき、ピストン操作部6を適当な機械
的手段(図示せず)によりばね5が縮む方向(紙面に向
かって右側)に移動させてその状態を保持する。パージ
終了後バルブ3を閉じ、保持されていたピストン操作部
6を開放する。ロードロック室18から基板を収容した
基板搬送容器21を取り出す。
【0037】上述した基板搬送容器21によれば、不活
性ガスによって満たされた基板搬送容器21内がばね5
およびピストン4の作用により加圧されることになる。
これにより、基板搬送容器21内の不活性ガスが多少リ
ークしたとしても基板搬送容器21内の圧力を基板搬送
容器21の外側の圧力に対して約0.05MPa高い状
態に保持することができる。
【0038】基板としてプラスティック基板を用いて評
価した。その結果、従来の保管方法ではプラスティック
基板が大気中の水分を吸収するため、1日保管した後で
はプラスティック基板には約2000ppmの伸びが認
められたのに対して、本基板搬送容器21を用いた場合
では、プラスティック基板の伸びは測定限界(±100
ppm以内)以下であることがわかった。
【0039】このように本基板搬送容器21を用いるこ
とで水分の侵入を防ぐことができ、基板の寸法の変動を
測定限界以下に抑えることができた。
【0040】なお、この実施の形態では、基板搬送容器
21の全体をロードロック室18に収容した場合につい
て説明したが、基板搬送容器のバルブ3をロードロック
室18に接続し、ロードロック室18を介して基板搬送
容器内を真空引きすることができる形態の基板搬送容器
であってもよい。
【0041】また、不活性ガスとしてアルゴンを例に挙
げたが、このほかに、たとえば酸素(O2)、窒素
(N2)、二酸化炭素(CO2)、ヘリウム(He)、ネ
オン(Ne)、クリプトン(Kr)またはキセノン(X
e)などのガスを用いてもよい。
【0042】実施の形態2 実施の形態1において説明した基板搬送容器では、ピス
トン操作部6が基板搬送容器21の外側に位置してい
た。ここでは、そのようなピストン操作部6を有さず、
ピストンとばねが基板搬送容器内に装着された基板搬送
容器について説明する。
【0043】図3に示すように、この基板搬送容器21
は、ピストン操作部を有していない点を除けば、図1に
示す基板搬送容器21と実質的に同様の構造を有する。
【0044】次に、この基板搬送容器21を用いた基板
の搬送方法手順について説明する。基本的なフローは実
施の形態1において説明したフローと同様である。基板
搬送容器21をロードロック室18に入れて、ロードロ
ック室18内を真空引きするとともに、基板搬送容器2
1のバルブ3を開けて基板搬送容器21内も真空引きを
する。
【0045】ロードロック室18内が所定の真空度に達
した状態でゲートバルブ22を開け、そして、トランス
ファー室19内の基板搬送機構24により基板搬送容器
21から基板を取り出して、基板を処理室20へ搬送す
る。処理室20にて基板に所定の処理が終わった後、基
板搬送機構24により基板を処理室20から取り出し
て、基板を基板搬送容器21内に戻す。
【0046】次に、ロードロック室18内に、たとえば
アルゴンなどの不活性ガスを導入してパージを行う。こ
のとき、ロードロック室18内の圧力を外側の圧力(大
気圧)に対して約0.05MPa高い状態にする。この
とき、ばね5の装着されている領域の圧力はほぼ大気圧
であるため、ピストン4はばね5が縮む方向(紙面に向
かって右側)に移動する。
【0047】すなわち、実施の形態1において説明した
基板搬送容器21のピストン操作部6を移動させた状態
と同じ状態になる。その状態にて基板搬送容器21のバ
ルブ3を閉じる。そして、ロードロック室18の圧力を
大気圧に戻して、ロードロック室18から基板を収容し
た基板搬送容器21を取り出す。
【0048】上述した基板搬送容器21によれば、ロー
ドロック室18内の圧力が外側の圧力に対して約0.0
5MPa高い状態のもとで不活性ガスが基板搬送容器2
1内に導入されて、ばね5が縮んだ状態になる。これに
より、基板搬送容器21を取り出した後、不活性ガスに
よって満たされた基板搬送容器21内がばね5およびピ
ストン4の作用により加圧されることになり、仮に基板
が収容された領域の不活性ガスが時間の経過とともにリ
ークしたとしても、基板搬送用器21内の圧力を基板搬
送容器21の外側の圧力に対して約0.05MPa高い
状態に保持することができる。その結果、水分の侵入を
防ぐことができ、基板の寸法の変動や基板の劣化を抑制
することができる。
【0049】なお、この実施の形態でも、基板搬送容器
21の全体をロードロック室18に収容した場合につい
て説明したが、基板搬送容器21のバルブ3をロードロ
ック室18に接続し、ロードロック室18を介して基板
搬送容器内を真空引きすることができる形態の基板搬送
容器であってもよい。
【0050】実施の形態3 本発明の実施の形態3に係る基板搬送容器について説明
する。ここでは、実施の形態2において説明した基板搬
送容器の変形例について説明する。図4に示すように、
この基板搬送容器21では、基板7を支持する基板ホル
ダー8がピストンを兼ねている。基板ホルダー8の下方
の領域にばね5が装着されている。これ以外の構成につ
いては、実施の形態2において説明した基板搬送容器2
1と実質的に同様である。
【0051】この基板搬送容器21を用いた基板の搬送
方法手順も、実施の形態2において説明した手順と実質
的に同じである。
【0052】したがって、この基板搬送容器21におい
ても、ロードロック室18内の圧力が外側の圧力に対し
て約0.05MPa高い状態のもとで不活性ガスが基板
搬送容器21内に導入されて、ばね5が縮んだ状態にな
るため、不活性ガスによって満たされた基板搬送容器2
1内がばね5およびピストン4の作用により加圧される
ことになる。
【0053】これにより、仮に基板が収容された領域の
不活性ガスが時間の経過とともにリークしたとしても、
基板搬送用器21内の圧力を基板搬送容器21の外側の
圧力に対して約0.05MPa高い状態に保持すること
ができる。その結果、水分の侵入を防ぐことができ、基
板の寸法の変動や基板の劣化を抑制することができる。
【0054】実施の形態4 実施の形態1〜3において説明した基板搬送容器では、
基板搬送容器内をピストンとばねの作用を利用して加圧
していた。ここでは、ピストン等の代わりに所定の気体
が充填されたボンベを有する基板搬送容器21について
説明する。
【0055】図5に示すように、基板搬送容器21の一
方に設けられた基板の出し入れを行うバルブ3とは反対
側の部分には、ボンベ17に充填された気体を基板搬送
容器21内に導入するためのバルブ15が設けられてい
る。また、ボンベ17とバルブ15との間には、一定の
圧力の気体を基板搬送容器21内に送り込むための圧力
調整機構16が設けられている。なお、ボンベ17に充
填する気体としては、ロードロックチャンバに導入され
る不活性ガスと同じガスが望ましい。
【0056】次に、この基板搬送容器21を用いた基板
の搬送方法手順について説明する。基板搬送容器21を
図2に示されるロードロック室18に入れて、ロードロ
ック室18内を真空引きするとともに、基板搬送容器の
バルブ3を開けて基板搬送容器21内も真空引きをす
る。
【0057】ロードロック室18内が所定の真空度に達
した状態でゲートバルブ22を開け、そして、トランス
ファー室19内の基板搬送機構24により基板搬送容器
21から基板を取り出して、基板を処理室20へ搬送す
る。処理室20にて基板に所定の処理が終わった後、基
板搬送機構24により基板を処理室20から取り出し
て、基板を基板搬送容器21内に戻す。
【0058】次に、ロードロック室18内に、たとえば
アルゴンなどの不活性ガスを導入してパージを行い、基
板搬送容器21のバルブ3を閉じる。次に、ロードロッ
ク室18から基板を収容した基板搬送容器21を取り出
す。その基板搬送容器21の圧力調整機構16を、たと
えば大気圧よりも約0.05MPa高い値に設定する。
次に、バルブ15を開けて、基板を収容した基板搬送容
器21内にボンベ17内の気体を送り込む。これによ
り、基板が収容された基板搬送容器21内を大気圧より
も高い圧力に保持することができ、その結果、水分の侵
入が阻止されて基板の寸法の変動や基板の劣化を抑制す
ることができる。
【0059】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって、制限的なものではないと考えられるべき
である。本発明は上記の説明ではなくて特許請求の範囲
によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範
囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0060】
【発明の効果】本発明に係る基板搬送容器によれば、容
器本体内部の気体が外部に多少リークしても容器本体の
内部が加圧機構部により加圧されて、容器本体の外側の
圧力よりも高い圧力に保持することができる。これによ
り、容器本体の外側からの水分の浸入が抑制されて、基
板が吸湿することに起因する基板寸法の変動や基板の劣
化を防ぐことができる。
【0061】具体的にそのような加圧機構部として、弾
性体と、その弾性体の弾性力により容器本体内の気体に
圧力を加えるためのピストンとを含んでいることが好ま
しく、これにより、比較的簡便に容器本体内の気体に圧
力を加えることができる。
【0062】また、加圧機構部は、ピストンに接続さ
れ、容器本体の外部に向かって延びるピストンを操作す
るためのピストン操作部を含んでいることがより好まし
く、これにより、ピストンの移動操作が容易になる。
【0063】あるいは、基板ホルダー部はピストンを含
んでいることが好ましく、これにより、付加的なピスト
ンを設ける必要がなくなって製造コストの削減を図るこ
とができる。
【0064】また、加圧機構部は、所定の気体を充填し
たボンベと、そのボンベと容器本体との間に設けられた
バルブと、所定圧力の気体を送り込むための圧力調整部
とを含んでいることが好ましく、これにより、容器本体
内部の圧力を所定の圧力に容易に確実に合わせることが
できる。
【0065】また、具体的に容器本体内部の所定の雰囲
気は不活性ガスの雰囲気を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1に係る基板搬送容器の
断面図である。
【図2】 同実施の形態において、図1に示す基板搬送
容器の使い方を説明するための断面図である。
【図3】 本発明の実施の形態2に係る基板搬送容器の
断面図である。
【図4】 本発明の実施の形態3に係る基板搬送容器の
断面図である。
【図5】 本発明の実施の形態4に係る基板搬送容器の
断面図である。
【図6】 従来の一の基板搬送容器の断面図である。
【図7】 従来の他の基板搬送容器の断面図である。
【図8】 従来のさらに他の基板搬送容器の断面図であ
る。
【符号の説明】
1 基板搬送容器、2 基板ホルダー、3 バルブ、4
ピストン、4a ピストン支持棒、5 ばね、6 ピ
ストン操作部、7 基板、8 基板ホルダー兼ピスト
ン、13 間隙、14 Oリング、15 真空引き用バ
ルブ、16 圧力調整機構、17 ボンベ、18 ロー
ドロック室、19 トランスファー室、20 処理チャ
ンバー、22、23 ゲートバルブ、24 基板搬送機
構。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3E096 BA15 BB03 CA01 CB03 DA03 DA25 DA26 DC02 FA02 GA20 5F031 CA02 CA05 DA12 EA01 EA04 EA14 EA19 LA15 NA04 NA07 NA17

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の雰囲気中にて基板を収容するため
    の容器本体と、 前記容器本体の内部に設けられ、基板を支持するための
    基板ホルダー部と、 前記容器本体に設けられ、基板の出し入れを行うための
    バルブと、 前記容器本体の内部を陽圧にするための加圧機構部とを
    備えた、基板搬送容器。
  2. 【請求項2】 前記加圧機構部は、 弾性体と、 前記弾性体の弾性力により前記容器本体内の気体に圧力
    を加えるためのピストンとを含む、請求項1記載の基板
    搬送容器。
  3. 【請求項3】 前記加圧機構部は、前記ピストンに接続
    され、前記容器本体の外部に向かって延びる前記ピスト
    ンを操作するためのピストン操作部を含む請求項2記載
    の基板搬送容器。
  4. 【請求項4】 前記基板ホルダー部は前記ピストンを含
    む、請求項2記載の基板搬送容器。
  5. 【請求項5】 前記加圧機構部は、 所定の気体を充填したボンベと、 前記ボンベと前記容器本体との間に設けられたバルブ
    と、 所定圧力の前記気体を送り込むための圧力調整部とを含
    む、請求項1記載の基板搬送容器。
  6. 【請求項6】 前記所定の雰囲気は不活性ガスの雰囲気
    を含む、請求項1〜5のいずれかに記載の基板搬送容
    器。
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