JP2004071784A - Clean transport device for substrate, and method for loading substrate thereon - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不純物汚染或いはパーティクル等の付着を極力防止することを要するフラットパネルディスプレイ用の基板、半導体用ウエハ等の被搬送物を、窒素雰囲気中等に保持し且つその清浄度を変えることなく移送すること等を可能とするクリーン搬送装置(いわゆるクリーンボックス)および当該装置に対する基板のローディング方法に関する。より詳細には、高純度の窒素等の不活性ガスで封止された状態で、前述の被搬送物を保管、搬送等を行うこと等を可能とするクリーンボックス、および当該ボックスに対しての基板の収納および取りだし方法に関する。
【0002】
【従来技術】
例えば、半導体用ウエハを収容するクリーンボックスとして、特許第3167970号公報において本出願人が提案する構成のものが挙げられる。当該クリーンボックスは、正面に開口部を有するボックス本体と、当該開口部と対向して開口部の開閉に供せられるドア部とから構成される。また、密閉空間とされるボックス内部の排気および内部への不活性ガス等の供給等を行うポートが、このボックス本体に設けられている。
【0003】
さらに、開口部周囲にはフランジが設けられており、このフランジ部はドア部の外周部と協動して環状の吸着用空間を形成するように構成されている。この吸着用空間は、フランジ部あるいはドア部周囲の内の一方に設けられた環状溝、当該溝と対向する他方における平坦面、およびこの環状溝の内周側と外周側とに配置された二つのOリングとから形成される。
【0004】
これらOリングはフランジ部あるいはドア部周囲の何れに固定されても良く、両者と密着することによって気密用のシールとして作用する。この吸着用空間内部を減圧することによって、大気圧によってドア部外周とフランジ部とを強固に密着させ、クリーンボックス内部の気密性を高めている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
クリーンボックスが収容する対象物の一つである半導体用ウエハは、種々の要請からその大径化が進められている。また、半導体用ウエハにおけるこれまでの実績から、当該ボックスを、例えばフラットパネルディスプレイ用の基板に対しても用いようとする試みが進められている。この場合、クリーンボックスは、その構成要素であるボックス本体、開口部およびドア部等、全てが大型化されて用いられることとなる。
【0006】
このような大型化が図られた場合、従来から用いられている吸着用空間は、例えば環状溝の幅あるいは深さに対してする長さの比率が極度に大きくなると思われる。このため、当該空間の排気効率が極端に低下し、当該空間が充分な密着力を示すレベルまでその内部を減圧することが困難となる、あるいはOロングによるシールが不完全なものとなり当該空間から得られる密着力が場所により不均一となる等の状況が生じる恐れがある。
【0007】
また、ドア等の大型化に伴ってその重量も大きくなり、これを所定位置に固定する際に従来より大きな密着力が必要となるが、上述の構成からなる吸着空間によっては充分な大きさの密着力を得ること自体が困難となる場合も考えられる。さらには、加工上、ドア等の大型化に伴って、フランジ部とドア外周部との平坦性を従来のクリーンボックスと同等に保つことが困難となり、密着性を低下させてしまう恐れもある。
【0008】
通常、Oリングはゴム等の弾性体から構成されており、クリーンボックス密閉時にはフランジ部とドア外周部とに挟持され、弾性変形することによってシール性を高め、吸着用空間の密閉性を高めている。しかしながら、特定の方向からのみ負荷がかかった状態で繰り返して使用された場合、Oリングはその程度に差はあるが準塑性的な変形を生じることが多い。このような変形がOリングに生じることによって、クリーンボックスの機密性を保つためにはさらに大きな密着力が必要となる。しかし、上述のように吸着空間が長くなるといった条件が付加された場合、このような更なる密着力の提供はより困難となると考えられる。
【0009】
以上述べたように、従来からある構成からなるクリーンボックスをより大きなサイズの基板に対して用いようとした場合、充分な気密性を保つことが困難となり、従って充分な清浄度を提供することも困難となると思われる。本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、フラットパネルディスプレイ用の基板等大型の基板に対して使用可能であり、且つ充分な気密性を提供し得るクリーン搬送装置としてのクリーンボックス、および当該ボックスに対する基板の収納および取り出し方法の提供を目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るクリーン搬送装置は、被保持物を特定圧力に保たれた清浄雰囲気下で保持するクリーン搬送装置であって、被保持物を収容する、特定方向に開口部を有する第1の空間と、第1の空間とは独立して第1の空間の周囲に配置され、開口部の周囲に開口部を有する第2の空間とからなるボックス本体と、第1の空間における開口部および第2の空間における開口部を共に閉鎖するドア部とからなることを特徴としている。
【0011】
また、本発明に係るクリーン搬送装置は、被保持物を特定圧力に保たれた清浄雰囲気下で保持するクリーン搬送装置であって、ドア部と、ボックス本体とを有し、ボックス本体は、ボックス本体を画定する外壁と、外壁の内部に配置され、被保持物を収容する第1の空間と、第1の空間を画定し、第1の空間と外壁との間に第2の空間を形成する隔壁とを有し、第1の空間および第2の空間は各々開口部を有し、各々の開口部はドア部によって共に閉鎖されることを特徴としている。なお、当該クリーン搬送装置においては、第2の空間の開口部は、第1の空間の開口部を囲むように存在することが好ましい。
【0012】
また、上述のクリーン搬送装置においては、ドア部にはラッチ機構が設けられ、ボックス本体の第2の空間開口を有する面における第2の空間開口部の外側にラッチ機構を受けるラッチ受け部が配置されることが好ましい。また、ボックス本体の第2の空間開口を有する面における第2の空間開口部の外側に、第2の空間とクリーンボックス外部とを連通させる真空吸引路における開口部が配置され、真空吸引路はその経路中に開閉バルブを有することが好ましい。
【0013】
また、上記課題を解決するために、本発明に係るクリーン搬送装置に対する基板のローディング方法は、被保持物を収納可能であって特定方向に開口部を有する第1の空間と、第1の空間を囲むと共に第1の空間開口部の周囲に開口部を有する第2の空間とからなるボックス本体と、第1および第2の空間各々の開口部を共に閉鎖するドア部とを有するクリーン搬送装置に被保持物をローディングする方法であって、ドア部を間にして、クリーン搬送装置における第1および第2の空間各々の開口部が存在する特定面をポートエリアと密着させ、ポートエリア内部を第1の所定圧力まで排気し、第2の空間とポートエリアとをドア部以外の部分にて連通させ、ポートエリア内部および第2の空間内部に所定の気体を導入することによって第2の圧力とし、ドア部を所定面に対する密着状態から解放して、第1および第2の空間を開放状態とし、第1の空間内部に被保持物を収納させ、第1および第2の空間をドア部により略閉鎖状態とし、ポートエリア内部および第2の空間内部を第3の所定圧力まで排気し、
第2の空間とポートエリアとを独立した空間とし、ポートエリア内部を第2の圧力と略等しい圧力とする工程からなることを特徴としている。
【0014】
なお、当該ローディング方法においては、ポートエリアは、第1の空間に収納予定の被搬送物を予め保持すると共に、被搬送物を第1の空間に収納させる際にドア部が待機する、所定の気体によって第2の圧力に略等しい圧力に予め保持されたロードポートと連通し、ポートエリアを排気する工程、ポートエリア内部および第2の空間内部に所定の気体を導入する工程、およびポートエリア内部を第2の圧力と略等しい圧力とする工程においては、ロードポートとポートエリアとは独立した空間とされていることが好ましい。
【0015】
また、第2の空間内部およびポートエリア内部の圧力調整が施される各工程において、ドア部に設けられたラッチ機構およびクリーン搬送装置に設けられたラッチ受け部によって、ドア部による第1および第2の空間開口部の略閉鎖状態が保たれ、第1の空間および第2の空間各々開口部からドア部を除去する工程においては、ラッチ機構を介してドア部の移動が為されることが好ましい。
【0016】
【実施例】
本発明に係るクリーンボックス縦断面を側方から見た状態を示す図1を用いて、当該クリーンボックスの構成について説明する。当該クリーンボックス1も、従来と同様ボックス本体3とドア部20とから構成されており、ボックス本体3はドア部10との対向面側に開口部を有している。しかし、本発明に係るボックス本体は、隔壁5によって第1の空間6と、隔壁を挟んでこの第1の空間6の外周部に配置される第2の空間7とに分離されている。
【0017】
従って、本ボックス本体3をドア部方向から見た場合、略中央に配置された第1の空間の開口部6a、当該開口部を規定する隔壁端面5a、隔壁端面を挟んで第1の空間開口部6aを囲む第2の空間の開口部7a、および第2の開口部7aの外周を規定するボックス本体の外壁3aの順で配置されることとなる。すなわち、第1の空間6は隔壁5によってその領域が画定されているといえる。
【0018】
隔壁5のドア部20に面した端面5aには第1のOリング11が配置されており、ドア部20におけるボックス本体との対向面がこの第1のOリング11と密着することにより、第1の空間6の気密性が確保される。第2の空間7の外壁ともなるクリーンボックス外壁におけるドア部20との対向端面3aには第2のOリング12が配置されており、ドア部20におけるボックス本体3との対向面が第1および第2のOリング11、12と密着することにより、第2の空間7の気密性が確保される。
【0019】
第1の空間6は、ガラス基板15等を収容するための収容室として用いられる。また、第2の空間7は、開閉バルブ16および真空吸引路17を介して後述するポートエリアに連通可能となっており、真空室として用いられる。この真空吸引路17は、第2の空間7に対して第2のOリングの外側に設けられており、通常大気と連通している。なお、本実施例においては、第1の空間6の内部に基板支持用の突起15aが設けられており、ガラス基板15等は当該突起によって略一定の間隔を空けて当該空間内部に保持されることとなる。
【0020】
上述の如く、第2の空間7を真空室として用いることによって、非常に大きな密着力によりドア部20を第1のOリング11に対して押し付けることが可能となり、高いシール状態で第1の空間6を密閉することが可能となる。従って、より大きな基板に対応した収容量の大きなクリーンボックスにおいても、確実な気密性を提供することが可能となる。また、排気効率の高い第2の空間7を用いて密着力を得る構成としたことにより、第1の空間の開口部6a外周についてほぼ均等な密着力によって、収容室(第1の空間6)を密閉状態とすることが可能となる。
【0021】
また、本構成においては、収納室6は、大気との間に、体積の大きな真空室7をバッファ層として配置することとなる。このため、仮に第1あるいは第2のOリング11、12にきず等に起因したリーグが生じた場合であって、従来と比較してより長い時間基板等の周囲が清浄な状態に保たれるといった副次的な効果も得られる。
【0022】
なお、ドア部20には、ボックス本体に対する対向面とは逆の面(ドア部表面)20a上に、当該ドア部20の開閉に用いられるラッチ機構25が設けられている。図1においては、クリーンボックス自体の説明を容易なものとするために省いているが、ドア部20の表面20aおよび当該ラッチ機構25を正面から見た図を図2に示し、これについて簡単に説明する。
【0023】
第1および第2の空間の位置関係についての理解を容易なものとするために。図中第1の空間6、隔壁5、第2の空間7各々の境界に対応する部分を点線によって示している。ラッチ機構25は同一軸上において一直線に配置された上部ラッチ25aおよび下部ラッチ25bの一対から構成されており、その配置および駆動方向が各々対称となるだけでその形状は同一となっている。各々のラッチの外側端部には、ボックス本体の開口部周囲に設けられたラッチ受け部18と係合する係合爪27が設けられている。
【0024】
上部および下部のラッチ25a、25bの間には、外部操作機構としてのラッチ駆動軸40が配置され、当該ラッチ駆動軸40には各ラッチをロックおよびアンロックの二位置に駆動するためのここのラッチに対応した駆動用ピン41が二つ設けられている。各々のラッチ25a、25bの内側端部には、ラッチを駆動する際に駆動用ピン41と係合する鈎爪28が設けられている。また、各々のラッチの略中央部にバネ29が配置されており、各ラッチは、これらバネ29によって係合爪27がラッチ受け部18と係合する方向に付勢されている。
【0025】
駆動軸40が回転し、図示の状態となることによって駆動用ピン41は鈎爪28と係合する。駆動軸40が図中矢印Aの方向にさらに回転することによって、各ラッチ駆動用ピン41がバネによる付勢方向とは略逆となる方向にラッチ25a、25bを引っ張り、係合爪27がラッチ受け部18から隔置される。
【0026】
また、駆動軸40が矢印Aとは逆の方向に回転することによって、鈎爪28が駆動用ピン41によって引っ張られた状態から解放され、バネ29の付勢力によって係合爪27がラッチ受け部18と係合することとなる。この係合爪27とラッチ受け部18とが係合状態にある場合には、ドア部20がラッチ機構25を介してボックス本体3の開口部に押し付けられている。当該係合状態が解除されることによって、ボックス本体3とドア部20とが隔置可能な状態となる。
【0027】
次に、図3Aから図3Dを参照して、クリーンボックスとドア部との隔置操作すなわちドア部の開操作について述べる。なお、ここでは空のクリーンボックスに対して基板を収容させる場合について述べる。図は、ドア部開閉機構50と当該機構におけるドア部の開閉位置に配置されたクリーンボックス1およびドア部20を側面から見た場合の概略構成を示すものである。
【0028】
ドア部開閉機構50は、ロード用開口部51aを有する略閉鎖空間であるローポート51と、ロード用開口部51aと連続するポートエリア61とを有している。ロード用開口部51aは、ドア部20が通過可能な大きさを有している。ロードポート51内部には、ロード用開口部51aを閉鎖可能な大きさのポートドア52およびポートドア52を開口部51aに対して接近、隔置するためにポートドア52と接続されたポートドア移動用のシリンダ53が配置されている。
【0029】
ポートドア52の略中央部には、前述のラッチ機構25の駆動に用いられるラッチ駆動軸40がロードポート51の外部、すなわちクリーンボックス1の配置方向に向けて突出するように配置されている。当該駆動軸40には不図示の回転機構が接続されている。また、ポートドア52は、ロードポート51内部側のロード開口部51a外周と接触可能となる大きさを有しており、この接触部分に第4および第5のOリング54、55が配置されている。
【0030】
ポートエリア61は、ロード用開口部51aとは逆側にポート開口部61aが形成されており、当該ポート開口部61aもロード用開口部51aと同様にドア部20が通過可能な大きさを有している。また、ポートエリア61に対しては、窒素供給バルブ62を介して窒素供給系63が、また排気バルブ64を介して不図示の排気系が接続されている。
【0031】
クリーンボックス1は、位置調整機構70によって、ドア部20がロードポート51側に向かい、且つドア部20に設けられたラッチ機構25の中央部とラッチ駆動軸40の先端が一致するようにその保持位置が調整される。この状態を図3Aに示す。
【0032】
保持位置調整後、クリーンボックス1の背後に配置されているクリーンボックス移動用のシリンダ71によって、クリーンボックス1はロードポート51側に移動される。クリーンボックス1の移動は、クリーンボックスのドア部20の外周に配置された第3のOリング13が、ポート開口部61aの位置調整機構側の外周に形成されたOリング受け面に対して略密着状態となったときに停止される。この状態を図3Bに示す。
【0033】
図3Bの状態において、ドア部20、ドア部外周に位置するボックス本体の端部、第3のOリング13、第4のOリング54、およびポートドア52によって、ポートエリア61は密閉空間とされる。なお、この状態において、クリーンボックス1に設けられた真空吸引路17は、ポートエリア61と連通している。また、ラッチ駆動軸40の先端はラッチ機構25の略中心であって、ラッチ機構25を駆動可能な位置に存在することとなる。
【0034】
この状態においてラッチ駆動軸40が回転することによって、駆動用ピン41が鈎爪28と係合する。ラッチ駆動軸40がさらに回転することによって、各ラッチ25a、25bはラッチ機構25の略中央部に引っ張られ、係合爪27がラッチ受け部18から隔置される。この状態を図3Cに示す。
【0035】
なお、この状態では、ポートエリア61には大気圧の空気が存在しているため、この空気にから受ける圧力によって、ドア部20はクリーンボックス本体3に密着している。続いて、排気バルブ64を介してポートエリア61内の排気を行う。この排気操作は、ポートエリア61内部の圧力が第2の空間7内部の所定圧力値と略一致する、第1の所定圧力までは続けられることが好ましい。
【0036】
また、この時、クリーンボックス1に設けられた真空吸引路17内部もポートエリア61と共に排気されることとなる。ポートエリア61内部の排気が終了した後、窒素供給バルブ62を開き、当該バルブ62を介して窒素供給系である窒素タンク63よりポートエリア61内部に窒素が導入される。本実施例において所定の気体として選択された窒素は、ポートエリア61内部が第2の圧力となるまで導入される。
【0037】
さらに、クリーンボックス1に設けられた開閉バルブ16を開くことにより、第2の空間7は真空吸引路17を介してポートエリア61と連通し、第2の空間7内部にも窒素が導入されることとなる。第2の空間7内部が窒素によって満たされ、その内部圧力がポートエリア61内部の圧力とほぼ同一の第2の圧力となることにより、ドア部20に対して周囲の気体より受ける圧力はほぼゼロとなる。その結果、ドア部20をクリーンボックス本体3に対して保持する力はラッチ駆動軸40からによるもののみとなる。
【0038】
図3Dに示す様に、ポートドア移動用のシリンダ53を用いてポートドア52を後退させることにより、ラッチ駆動軸40に保持されたドア部20はポートドア52と共に移動する。なお、当然のことながら、ポートドア52の移動に際しては、ロードポート51内部の空間もポートエリア61内部の空間と同様に窒素によってほぼ同一圧力とされていることを要する。
【0039】
以上の操作によって、クリーンボックス1のドア部20が取り除かれ、クリーンボックス本体3内部への基板15の挿入が可能となる。基板15等の挿入は、ロードポート51内に配置された不図示の基板搬送機構によってなされる。その際、ロードポート51内部およびポートエリア61内部が高純度の窒素ガスによって満たされていることにより、基板収容室である第1の空間6も高純度の窒素により満たされることとなる。
【0040】
基板15の挿入が終了した後、ドア部20を保持したポートドア52が駆動され、ドア部20が第1および第2のOリング6、7と接触したところで、その駆動が停止される。駆動停止後、ラッチ駆動軸40が回転し、鈎爪28が駆動用ピン41から解放され、バネ29の付勢力によって係合爪27がラッチ受け部18に填り、ドア部20はクリーンボックス本体3に対して固定される。
【0041】
この状態で、ポートエリア61に設けられた排気バルブ64を開き、ポートエリア61およびこれと連通状態にある第2の空間7内部の排気を行う。この排気操作は、ポートエリア61内部等が最3の所定圧力となるまで続けられる。なお、その際第1の空間6内部には窒素が満たされているため、これによりドア部20はポートエリア61側に向け圧力を受ける。従って、ラッチ機構25は、この圧力に抗し得るだけの強度を有する必要がある。
【0042】
所定の圧力値までポートエリア61等の排気が為された後、排気バルブ64およびクリーンボックス1側の開閉バルブ16が閉じられる。その後、ポートエリア61に設けられた窒素供給バルブ62を開き、ポートエリア61内が大気圧と略等しい圧力となるまで、窒素を導入する。
【0043】
以上の操作によって、ドア部20はクリーンボックス本体3の開口部3aを完全に閉鎖し、第2の空間7がドア部20を真空吸着することによって、充分な強度を伴って第1および第2の空間6、7を密閉状態とする。また、ポートエリア61が大気圧となることによって、クリーンボックス1はポートエリア61から容易に隔置することが可能となる。なお、基板15の取り出しに際しては、以上に述べた手順を逆に行うことで可能であるため、ここで改めの述べることは省略する。
【0044】
以上の構成からなるドア部開閉機構50を用いることにより、比較的簡便な手順によって、基板収容室6内部の窒素の置換、窒素充填、基板15の収容および取り出しを行うことが可能となる。当該構成は、大型基板向けの搬送技術として特に適しており、装置構成としても安価各安定して動作し得るものとなる。従って、当該基板を用いた製造ラインにおける生産効率の向上にも寄与すると考えられる。
【0045】
なお、本実施例においては、各空間を充填する所定の気体として窒素を用いることとしているが、不活性ガスであれば何れを用いることとしても良い。また、基板の種類あるいは基板に施された処理等に応じて、酸化性ガス等種々の気体を用いることが可能である。
【0046】
また、基板収納時にポートエリア内等を大気圧とすることとしているが、例えば基板収納状態で長時間クリーンボックスを放置することを要する場合には、大気圧よりも高い圧力下で各操作を行い、最終的に基板収容室の内部を大気圧よりも高い圧力とすることが好ましい。さらには、基板収容室である第1の空間に独立した窒素供給系および排気系を設けることとしても良い。
【0047】
また、本実施例において、第2の空間は、ポートエリアと連通させることによって、ポートエリアを介して窒素の導入あるいは排気を行っているが、これを各々個別の窒素供給系および排気系と接続することとしても良い。これにより、第2の空間内部の真空度を高め、ドア部とクリーンボックスとの密着性の向上および第2の空間内部における清浄度の向上を図ることが可能となる。
【0048】
また、本実施例において、第2の空間は、第1の空間における開口を有した面以外の全ての面を囲むように形成されている。しかし、本発明の効果に鑑みた場合、第2の空間は、第1の空間における開口を有した面およびこれと対向する面以外の4面を囲むように形成されても良い。なお、この場合、第1の空間における上記4面各々の接触部と、第2の空間を形成する外壁との間隔を大きくし、この部分の排気抵抗を充分に下げておくことが望ましい。あるいは、必要に応じて開閉バルブ等を複数の位置に設けることとしても良い。
【0049】
また、第2の空間を、略立方体形状の第1の空間における上下に配置し、第2の空間が配置されていない部分の隔壁(外壁と略一致)には第2の空間各々と連通する吸着溝を形成することとしても良い。第2の空間を介して吸着溝内部の排気を良好に行えるため、吸着溝の幅等を従来よりも大きく形成し、当該溝による吸着力を高めることが可能となることから、より大きなドア部に対しても対応することが可能となる。
【0050】
また、本実施例においては、二つのラッチからなるラッチ機構を用いることとした。しかし、本発明はこれに限定されず、以上に述べた基板の収納等の操作においてより強力にドア部を固定する必要があれば、三つあるいはそれ以上のラッチを用いることとしても良い。また、ラッチの形状、あるいはラッチを駆動する方法等も本実施例によって限定されるものではなく、ドア部の固定用式、ドア部の重量等に応じて適宜変更されることが望ましい。
【0051】
【本発明の効果】
本発明に実施により、従来のクリーンボックスと比較して非常に大きな密着力によりドア部を第1のOリングに対して押し付けることが可能となり、高いシール状態で第1の空間を密閉することが可能となる。従って、より大きな基板に対応した収容量の大きなクリーンボックスにおいても、確実な気密性を提供することが可能となる。
【0052】
さらに、本発明によるクリーンボックスに対しては、比較的簡便な手順によって、基板収容室内部の窒素の置換、窒素充填、基板の収容および取り出しを行うことが可能であり、当該基板を用いた生産工程の生産効率を向上させることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るクリーンボックスの断面形状について、これを側方より見た場合の概略構成を示す図である。
【図2】本発明に係るクリーンボックスについて、ドア部をその正面から見た状態の構成を示す図である。
【図3A】図1および2に示したクリーンボックスに対して基板を収納する場合の手順を示す図である。
【図3B】図1および2に示したクリーンボックスに対して基板を収納する場合の手順を示す図である。
【図3C】図1および2に示したクリーンボックスに対して基板を収納する場合の手順を示す図である。
【図3D】図1および2に示したクリーンボックスに対して基板を収納する場合の手順を示す図である。
【符号の説明】
1:クリーンボックス
3:ボックス本体
5:隔壁
6:第1の空間(基板収容室)
7:第2の空間(真空室)
11:第1のOリング
12:第2のOリング
13:第3のOリング
15:基板
16:開閉バルブ
17:真空吸引路
18:ラッチ受け部
20:ドア部
25:ラッチ機構
27:係合爪
28:鈎爪
29:バネ
40:ラッチ駆動軸
41:駆動用ピン
50:ドア部開閉機構
51:ロードポート
52:ポートドア
53:ポートドア用シリンダ
54:第4のOリング
55:第5のOリング
61:ポートエリア
62:窒素供給バルブ
63:窒素供給系
64:排気バルブ
70:位置調整機構
71:シリンダ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, a conveyed object such as a substrate for a flat panel display, a semiconductor wafer, or the like, which needs to be prevented as much as possible from contamination of impurities or adhesion of particles, is transferred in a nitrogen atmosphere or the like without changing its cleanliness. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a clean transfer device (so-called clean box) capable of performing such operations and a method of loading a substrate into the device. More specifically, in a state sealed with an inert gas such as high-purity nitrogen, the above-described transported object can be stored, transported, etc. The present invention relates to a method for storing and removing a substrate.
[0002]
[Prior art]
For example, as a clean box for accommodating a semiconductor wafer, one having a configuration proposed by the present applicant in Japanese Patent No. 3167970 can be cited. The clean box includes a box body having an opening at the front, and a door facing the opening and used for opening and closing the opening. A port for exhausting the inside of the box, which is a closed space, and supplying an inert gas or the like to the inside, is provided in the box body.
[0003]
Further, a flange is provided around the opening, and the flange is configured to cooperate with an outer peripheral portion of the door to form an annular suction space. The suction space includes an annular groove provided on one of the periphery of the flange portion or the door portion, a flat surface on the other side facing the groove, and two spaces disposed on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the annular groove. And two O-rings.
[0004]
These O-rings may be fixed to either the flange portion or the periphery of the door portion, and function as an airtight seal by being in close contact with both. By reducing the pressure inside the suction space, the outer periphery of the door and the flange are firmly adhered to each other by the atmospheric pressure, and the airtightness inside the clean box is enhanced.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Due to various demands, the diameter of a semiconductor wafer, which is one of objects to be accommodated in a clean box, is being promoted. In addition, from the past results of semiconductor wafers, attempts have been made to use the box for a substrate for a flat panel display, for example. In this case, the clean box will be used after all its components such as the box body, the opening and the door are enlarged.
[0006]
When such a large size is achieved, the ratio of the length to the width or the depth of the annular groove in the conventionally used suction space is considered to be extremely large. For this reason, the exhaust efficiency of the space is extremely reduced, and it is difficult to reduce the pressure inside the space to a level showing a sufficient adhesion force, or the sealing by the O-long becomes incomplete and the space becomes insufficient. There is a possibility that the obtained adhesion may become uneven depending on the location.
[0007]
Further, as the size of the door or the like increases, its weight also increases, and when it is fixed at a predetermined position, a larger adhesion force is required than in the past. However, depending on the suction space having the above-described configuration, a sufficient size is required. It may be difficult to obtain the adhesion itself. In addition, it is difficult to keep the flatness between the flange portion and the outer peripheral portion of the door equal to that of the conventional clean box due to the increase in the size of the door or the like due to processing, and the adhesion may be reduced.
[0008]
Normally, the O-ring is made of an elastic material such as rubber, and is sandwiched between the flange portion and the outer peripheral portion of the door when the clean box is sealed. The O-ring is elastically deformed to enhance the sealing property and enhance the sealing property of the suction space. I have. However, when the O-ring is repeatedly used in a state where a load is applied only from a specific direction, the O-ring often causes a quasi-plastic deformation although the degree is different. When such deformation occurs in the O-ring, even greater adhesion is required to maintain the confidentiality of the clean box. However, when the condition that the suction space is lengthened is added as described above, it is considered that it becomes more difficult to provide such further adhesion.
[0009]
As described above, when a clean box having a conventional configuration is used for a substrate having a larger size, it is difficult to maintain sufficient airtightness, and thus it is also possible to provide sufficient cleanliness. It will be difficult. The present invention has been made in view of the above problems, and can be used for a large substrate such as a substrate for a flat panel display, and a clean box as a clean transfer device capable of providing sufficient airtightness, It is another object of the present invention to provide a method for accommodating and removing a substrate from and into the box.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a clean transfer device according to the present invention is a clean transfer device that holds a held object under a clean atmosphere maintained at a specific pressure, and accommodates the held object in a specific direction. A box body including a first space having an opening, a second space having an opening around the opening independently of the first space, and a second space having an opening around the opening; It is characterized by comprising an opening in the first space and a door closing both the opening in the second space.
[0011]
Further, the clean transfer device according to the present invention is a clean transfer device that holds an object to be held in a clean atmosphere kept at a specific pressure, and has a door portion and a box body, and the box body is a box An outer wall defining the main body, a first space disposed inside the outer wall for housing the object to be held, and defining a first space, forming a second space between the first space and the outer wall The first space and the second space each have an opening, and each opening is closed together by a door. In the clean transfer device, it is preferable that the opening of the second space exists so as to surround the opening of the first space.
[0012]
Further, in the above-described clean transfer device, the door portion is provided with the latch mechanism, and the latch receiving portion for receiving the latch mechanism is disposed outside the second space opening on the surface of the box body having the second space opening. Preferably. Further, an opening in a vacuum suction path for communicating the second space with the outside of the clean box is disposed outside the second space opening on the surface of the box body having the second space opening, and the vacuum suction path is It is preferable to have an on-off valve in the path.
[0013]
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of loading a substrate into a clean transfer apparatus, comprising: a first space capable of storing an object to be held and having an opening in a specific direction; And a second space having an opening around the first space opening, and a door body for closing both openings of the first and second spaces. A specific surface where the openings of the first and second spaces in the clean transfer device are in close contact with the port area, with the door portion interposed therebetween, and the inside of the port area is By evacuating to the first predetermined pressure, communicating the second space with the port area at a portion other than the door, and introducing the predetermined gas into the port area and the second space, the second space is formed. The pressure is applied, the door portion is released from the close contact state with the predetermined surface, the first and second spaces are opened, the object to be held is housed in the first space, and the first and second spaces are closed by the door. The port area and the second space are evacuated to a third predetermined pressure,
The method is characterized in that the second space and the port area are independent spaces, and the inside of the port area is set to a pressure substantially equal to the second pressure.
[0014]
In the loading method, the port area holds the object to be stored in the first space in advance, and the door unit waits when the object is stored in the first space. A step of exhausting the port area by communicating with a load port previously held at a pressure substantially equal to the second pressure by the gas, a step of introducing a predetermined gas into the port area and the interior of the second space, and an inside of the port area In the step of making the pressure approximately equal to the second pressure, it is preferable that the load port and the port area are formed as independent spaces.
[0015]
In each of the steps in which the pressure inside the second space and the inside of the port area are adjusted, the latch mechanism provided on the door portion and the latch receiving portion provided on the clean transfer device allow the door portion to perform the first and second steps. In the step of removing the door portion from the opening of each of the first space and the second space, the door portion may be moved via the latch mechanism while the substantially closed state of the second space opening is maintained. preferable.
[0016]
【Example】
The structure of the clean box according to the present invention will be described with reference to FIG. The clean box 1 also includes a box body 3 and a
[0017]
Therefore, when the box body 3 is viewed from the door portion direction, the opening 6a of the first space disposed substantially at the center, the partition end surface 5a that defines the opening, and the first space opening with the partition end surface interposed therebetween. The opening 7a of the second space surrounding the portion 6a and the outer wall 3a of the box body that defines the outer periphery of the second opening 7a are arranged in this order. That is, it can be said that the area of the
[0018]
A first O-ring 11 is disposed on an end surface 5 a of the
[0019]
The
[0020]
As described above, by using the
[0021]
Further, in this configuration, the
[0022]
The
[0023]
To facilitate understanding of the positional relationship between the first and second spaces. In the figure, portions corresponding to the boundaries of the
[0024]
A
[0025]
The driving
[0026]
When the
[0027]
Next, with reference to FIGS. 3A to 3D, an operation of separating the clean box and the door unit, that is, an operation of opening the door unit will be described. Here, a case where the substrate is accommodated in an empty clean box will be described. The figure shows a schematic configuration when the door unit opening /
[0028]
The door opening /
[0029]
At a substantially central portion of the
[0030]
The
[0031]
The clean box 1 is held by the
[0032]
After the adjustment of the holding position, the clean box 1 is moved to the
[0033]
In the state of FIG. 3B, the
[0034]
In this state, the rotation of the
[0035]
In this state, since air at atmospheric pressure exists in the
[0036]
At this time, the inside of the
[0037]
Further, by opening the on-off
[0038]
As shown in FIG. 3D, by retreating the
[0039]
With the above operation, the
[0040]
After the insertion of the
[0041]
In this state, the
[0042]
After the
[0043]
By the above operation, the
[0044]
By using the door opening /
[0045]
In this embodiment, nitrogen is used as the predetermined gas for filling each space, but any inert gas may be used. Further, various gases such as an oxidizing gas can be used depending on the type of the substrate or the treatment performed on the substrate.
[0046]
In addition, when the substrate is stored, the inside of the port area or the like is set to the atmospheric pressure.For example, when it is necessary to leave the clean box in the substrate storing state for a long time, each operation is performed under a pressure higher than the atmospheric pressure. It is preferable that the inside of the substrate accommodating chamber is finally set to a pressure higher than the atmospheric pressure. Further, an independent nitrogen supply system and an independent exhaust system may be provided in the first space which is the substrate accommodating chamber.
[0047]
In the present embodiment, the second space communicates with the port area to introduce or exhaust nitrogen through the port area, but this is connected to the individual nitrogen supply system and exhaust system. It is good to do. This makes it possible to increase the degree of vacuum inside the second space, improve the adhesion between the door section and the clean box, and improve the cleanliness inside the second space.
[0048]
Further, in the present embodiment, the second space is formed so as to surround all surfaces of the first space other than the surface having the opening. However, in view of the effects of the present invention, the second space may be formed so as to surround four surfaces other than the surface having the opening and the surface facing the opening in the first space. In this case, it is desirable to increase the distance between the contact portion of each of the four surfaces in the first space and the outer wall forming the second space, and sufficiently reduce the exhaust resistance of this portion. Alternatively, an on-off valve or the like may be provided at a plurality of positions as needed.
[0049]
In addition, the second space is disposed above and below the first space having a substantially cubic shape, and a partition wall (substantially coincident with the outer wall) in a portion where the second space is not disposed communicates with each of the second spaces. The suction groove may be formed. Since the inside of the suction groove can be evacuated satisfactorily through the second space, the width of the suction groove and the like can be made larger than before and the suction force by the groove can be increased, so that a larger door portion Can also be handled.
[0050]
In this embodiment, a latch mechanism including two latches is used. However, the present invention is not limited to this, and three or more latches may be used if it is necessary to fix the door part more strongly in the above-described operations such as storage of the substrate. In addition, the shape of the latch, the method of driving the latch, and the like are not limited by the present embodiment, and it is desirable that the shape is appropriately changed according to the door fixing type, the weight of the door, and the like.
[0051]
[Effects of the present invention]
By implementing the present invention, it is possible to press the door portion against the first O-ring with a very large adhesion force as compared with the conventional clean box, and it is possible to seal the first space with a high sealing state. It becomes possible. Therefore, even in a clean box having a large storage capacity corresponding to a larger substrate, it is possible to provide reliable airtightness.
[0052]
Further, with respect to the clean box according to the present invention, it is possible to perform the replacement of nitrogen in the substrate accommodating chamber, the filling of nitrogen, and the accommodating and removing of the substrate by a relatively simple procedure. It is also possible to improve the production efficiency of the process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a cross-sectional shape of a clean box according to the present invention when viewed from a side.
FIG. 2 is a view showing a configuration of a clean box according to the present invention in a state where a door portion is viewed from the front.
FIG. 3A is a diagram showing a procedure when a substrate is stored in the clean box shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 3B is a diagram showing a procedure for storing a substrate in the clean box shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 3C is a diagram showing a procedure for storing a substrate in the clean box shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 3D is a diagram showing a procedure for storing a substrate in the clean box shown in FIGS. 1 and 2;
[Explanation of symbols]
1: Clean box
3: Box body
5: Partition wall
6: 1st space (substrate accommodation room)
7: Second space (vacuum chamber)
11: First O-ring
12: Second O-ring
13: Third O-ring
15: Substrate
16: Open / close valve
17: Vacuum suction path
18: Latch receiving part
20: Door section
25: Latch mechanism
27: engaging claw
28: Claw
29: Spring
40: Latch drive shaft
41: drive pin
50: Door opening / closing mechanism
51: Load port
52: Port door
53: Port door cylinder
54: Fourth O-ring
55: Fifth O-ring
61: Port area
62: Nitrogen supply valve
63: Nitrogen supply system
64: Exhaust valve
70: Position adjustment mechanism
71: Cylinder
Claims (8)
被保持物を収容する、特定方向に開口部を有する第1の空間と、
前記第1の空間とは独立して前記第1の空間の周囲に配置され、前記開口部の周囲に開口部を有する第2の空間とからなるボックス本体と、
前記第1の空間における開口部および前記第2の空間における開口部を共に閉鎖するドア部とからなるクリーン搬送装置。A clean transfer device that holds the held object under a clean atmosphere maintained at a specific pressure,
A first space that accommodates the held object and has an opening in a specific direction;
A box body comprising a second space which is arranged around the first space independently of the first space and has an opening around the opening;
A clean transport device comprising: a door that closes both the opening in the first space and the opening in the second space.
ドア部と、
ボックス本体とを有し、
前記ボックス本体は、前記ボックス本体を画定する外壁と、
前記外壁の内部に配置され、前記被保持物を収容する第1の空間と、
前記第1の空間を画定し、前記第1の空間と前記外壁との間に第2の空間を形成する隔壁とを有し、
前記第1の空間および第2の空間は各々開口部を有し、前記各々の開口部は前記ドア部によって共に閉鎖されることを特徴とするクリーン搬送装置。A clean transfer device that holds the held object under a clean atmosphere maintained at a specific pressure,
Door part,
Having a box body,
The box body has an outer wall defining the box body,
A first space arranged inside the outer wall and accommodating the held object;
A partition that defines the first space and forms a second space between the first space and the outer wall;
The said 1st space and 2nd space each have an opening part, The said each opening part is closed together by the said door part, The clean conveyance apparatus characterized by the above-mentioned.
前記ドア部を間にして、前記クリーン搬送装置における前記第1および第2の空間各々の開口部が存在する特定面をポートエリアと密着させ、
前記ポートエリア内部を第1の所定圧力まで排気し、
前記第2の空間と前記ポートエリアとを前記ドア部以外の部分にて連通させ、
前記ポートエリア内部および前記第2の空間内部に所定の気体を導入することによって第2の圧力とし、
前記ドア部を前記所定面に対する密着状態から解放して、前記第1および第2の空間を開放状態とし、
前記第1の空間内部に被保持物を収納させ、
前記第1および第2の空間を前記ドア部により略閉鎖状態とし、
前記ポートエリア内部および第2の空間内部を第3の所定圧力まで排気し、
前記第2の空間と前記ポートエリアとを独立した空間とし、
前記ポートエリア内部を前記第2の圧力と略等しい圧力とする工程からなることを特徴とする被搬送物のローディング方法。A first space capable of storing an object to be held and having an opening in a specific direction; and a second space surrounding the first space and having an opening around the first space opening. A method of loading an object to be held into a clean transfer device having a box body and a door unit for closing both openings of the first and second spaces.
With the door portion in between, the specific surface where the opening of each of the first and second spaces in the clean transfer device is in close contact with a port area,
Evacuating the interior of the port area to a first predetermined pressure;
Allowing the second space and the port area to communicate with each other at a portion other than the door portion;
A second pressure is introduced by introducing a predetermined gas into the port area and the second space,
Releasing the door portion from the close contact state with the predetermined surface to open the first and second spaces,
The object to be held is stored inside the first space,
The first and second spaces are substantially closed by the door portion,
Evacuating the interior of the port area and the interior of the second space to a third predetermined pressure;
The second space and the port area are independent spaces,
A step of setting the inside of the port area to a pressure substantially equal to the second pressure.
前記ポートエリアを排気する工程、前記ポートエリア内部および前記第2の空間内部に所定の気体を導入する工程、および前記ポートエリア内部を前記第2の圧力と略等しい圧力とする工程においては、前記ロードポートと前記ポートエリアとは独立した空間とされていることを特徴とする請求項6記載の方法。The port area holds the object to be stored in the first space in advance, and waits for the door unit to store the object in the first space. Communicating with a load port previously held at a pressure substantially equal to the second pressure;
In the step of exhausting the port area, the step of introducing a predetermined gas into the port area and the interior of the second space, and the step of setting the inside of the port area to a pressure substantially equal to the second pressure, 7. The method according to claim 6, wherein the load port and the port area are independent spaces.
前記第1の空間および第2の空間各々開口部から前記ドア部を除去する工程においては、前記ラッチ機構を介して前記ドア部の移動が為されることを特徴とする請求項6記載の方法。In each of the steps in which the pressure inside the second space and the inside of the port area are adjusted, the latch mechanism provided on the door portion and the latch receiving portion provided on the clean transfer device allow the door portion to be used. A substantially closed state of the first and second space openings is maintained;
7. The method according to claim 6, wherein, in the step of removing the door portion from the opening in each of the first space and the second space, the door portion is moved via the latch mechanism. .
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