KR100607302B1 - 기판 수납 용기 - Google Patents

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Abstract

밸브 부착용의 결합 기구를 간소화할 수 있고, 반복 사용하여도 위치 어긋남이 초래되지 않으며, 밀봉 누설을 제어할 수 있는 동시에, 삼출되는 미량의 금속 이온이 기판을 오염시키는 것을 등을 배제할 수 있는 기판 수납 용기를 제공한다. 반도체 웨이퍼를 정렬 수납하는 용기 본체와, 용기 본체의 정면을 개폐하는 덮개체와, 용기 본체의 저부에 설치되어 용기 본체에 대한 가스의 유통을 제어하는 한 쌍의 밸브체를 구비한다. 각 밸브체를 용기 본체의 관통공의 리브에 끼워 넣음으로써 가스를 유통시키는 고정 슬리브와, 용기 본체의 관통공의 O링을 거쳐서 끼워지고, 고정 슬리브와 조합시켜서 나사 결합되는 유지 슬리브와, 고정 슬리브와 유지 슬리브 사이에 간극을 두고서 내장되는 체크 밸브와, 체크 밸브를 개폐시키는 탄성 변형 부재와, 체크 밸브에 대향하여 탄성 변형 부재를 유지하는 가스 유통용의 내부 덮개 슬리브와, 유지 슬리브와 내부 덮개 슬리브 사이에 개재되는 필터로 구성한다.

Description

기판 수납 용기{SUBSTRATE STORAGE CONTAINER}
본 발명은 반도체 웨이퍼나 포토마스크(photomask) 유리 등으로 이루어지는 기판을 수납하는 가스 퍼지 가능한 기판 수납 용기에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 기판 수납 용기의 내외에 대한 기체의 통과를 제어하는 가스 퍼지용의 밸브체에 관한 것이다.
최근, 반도체 업계에 있어서는, DRAM(Dynamic Random Access Memory)에서 볼 수 있는 바와 같이, 반도체 부품의 비용 삭감에 의한 시장 점유 경쟁이 이루어지고 있지만, 비용 삭감을 위한 생산 시스템의 개수(revision), 또는 반도체 부품의 제조에 사용되는 반도체 웨이퍼의 대구경화(300mm 이상)도 실시되어 오고 있다.
생산 시스템의 개수로서는, 반도체 제조공장 전체를 고도로 깨끗한 환경[예컨대, 클린(clean)도 10 이하]으로 유지하여 반도체 부품을 제조하는 시스템으로부터 반도체 웨이퍼의 복수의 처리 공정을 따로따로 구획하고, 구획된 내부 공간을 고도로 깨끗한 환경으로 하여 처리 공정간의 반도체 웨이퍼를 기판 수납 용기로 주고받는 시스템으로의 이행을 들 수 있다.
이러한 새 시스템에 의하면, 클린 룸 건설을 위한 설비 비용이나 그 유지를 위한 운용 비용을 대폭 삭감할 수 있고, 또한 반도체의 부품 제조의 수율 향상이 가능해진다.
이러한 새 시스템을 채용한 반도체의 제조공장에서 사용되는 기판 수납 용기는 그 규격이 SEMI 규격(E19, E47.1, E62, E63 등)으로 정해지고, 제조공장내를 자동기에 의해 반송하는 반송 수단 및 자동기에 의한 설치ㆍ제거가 가능한 FIMS 대응의 덮개를 갖고 있다. 또한, 기판 수납 용기에는, 반도체 웨이퍼의 오염을 초래하지 않도록, 높은 밀봉성이 요구되거나, 용기 본체내를 청정한 상태로 유지하기 위해서, 휘발성 가스의 발생이 적은 깨끗한 재료를 사용해서 제조하는 것이 요구되고 있다.
그런데, 반도체 부품에 형성되는 전자회로의 최소 선폭은 점점 저 피치화(0.1O㎛ 이하)의 경향에 있지만, 이것에 부합하기 위해서는, 기판 수납 용기에 수납된 반도체 웨이퍼의 표면에 자연 산화막이 형성되거나, 유기 오염이 발생하는 것을 방지할 필요가 있다. 이 대책으로서는, 기판 수납 용기의 내부를 질소 등의 불활성 가스나 수분을 제거(1% 이하)한 건조 공기로 가스 퍼지(치환)하는 방법을 들 수 있다.
이러한 점을 감안하여, 기판 수납 용기의 일부를 개구시켜서 필터를 부착하거나, 개구의 주연부에 체크(check) 밸브 등의 밸브를 설치하여 가스 퍼지하는 기술이 제안되고 있다(일본 특허 공개 제 1999-191587 호 공보, 특허 공표 제 2002-510150 호 공보 참조).
종래의 기판 수납 용기는 이상과 같이 구성되어서 가스 퍼지하지만, 이것에는 이하와 같은 문제가 있다.
우선, 기판 수납 용기에 밸브를 부착하여 가스 퍼지할 경우, 밸브 장착용의 결합 기구가 필요하지만, 이 결합 기구의 구성이 복잡해지는 문제가 있다. 또한, 통상의 밸브는 중공부에 좁은 개구가 형성되고, 이 개구를 폐쇄하는 개폐 밸브가 개구의 테이퍼부에 접촉해서 밀봉하는 구조로 구성되어 있지만, 반복하여 사용하면, 개폐 밸브의 위치 어긋남을 초래하기 쉽고, 그 결과 밀봉이 불완전해져서 누설이 발생한다는 문제가 있다. 또한, 통상의 밸브에는 밸브를 조작하는 스프링 등으로 이루어진 금속 부품이 적지 않게 내장되어 있어서, 기판 수납 용기의 보관시나 세정시에 금속 부품으로부터 삼출(渗出)되는 미량의 금속 이온이 기판 수납 용기내에 침입하여 반도체 웨이퍼를 오염시킬 우려가 있다.
한편, 기판 수납 용기에 필터를 단순히 부착한 경우에는, 간이한 구성으로 가스 퍼지할 수 있지만, 필터에 의해 퍼지한 가스를 기판 수납 용기의 내부에 유지할 수 없다는 문제가 있다. 따라서, 기판 수납 용기내의 가스가 외부로 간단히 유출됨으로서, 가스 퍼지의 효과를 단시간밖에 유지할 수 없다. 또한, 기판 수납 용기의 내외가 연통하므로, 클린 룸에 있어서의 미량의 유기물이 기판 수납 용기의 외부로부터 내부로 유입하는 것을 유효하게 방지할 수 없다는 문제도 있다.
발명의 요약
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로, 밸브 부착용의 결합 기구를 간소화할 수 있고, 예컨대 반복하여 사용해도 밸브의 위치 어긋남을 초래하 지 않으며, 밀봉 누설을 억제방지할 수 있는 동시에, 삼출되는 미량의 금속 이온이 기판을 오염시킬 우려를 배제할 수 있는 기판 수납 용기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 또한, 퍼지한 기체를 비교적 장시간 유지할 수 있고, 오염물이 용기의 외부로부터 내부로 유입하는 것을 유효하게 방지하는 것을 다른 목적으로 하고 있다.
청구범위 제 1 항에 기재된 발명에 있어서는, 상기 과제를 달성하기 위해서, 용기 본체와, 이 용기 본체를 개폐하는 덮개와, 이들 용기 본체와 덮개중 적어도 어느 한쪽의 관통공에 장착되어 용기 본체에 대한 기체의 유통을 제어하는 밸브체를 포함하여 이루어진 것으로서,
밸브체를 관통공에 끼워진 기체 유통용의 고정 슬리브(sleeve)와, 이 고정 슬리브에 조합되는 기체 유통용의 유지 슬리브와, 이들 고정 슬리브와 유지 슬리브 사이에 내장되는 탄성 체크 밸브와, 이 탄성 체크 밸브에 대향하는 기체 유통용 내부 덮개 슬리브로 구성하고, 고정 슬리브와 내부 덮개 슬리브중 어느 한쪽을 탄성 체크 밸브에 의해 개폐 가능하도록 하여, 탄성 체크 밸브의 개방시에는 기체를 유통시키고, 탄성 체크 밸브의 폐색시에는 기체의 유통을 규제하도록 한 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 용기 본체의 바닥부에 관통공을 설치하고, 이 관통공에 밸브체를 가스 도입 밸브 또는 가스 배기 밸브로 하여 끼우는 것이 바람직하다.
또한, 관통공의 주연부에 리브를 형성해서 외측 방향으로 연장시키고, 고정 슬리브에 리브의 주연부에 접촉하는 플랜지를 형성하는 동시에, 유지 슬리브에는 관통공의 주연부에 접촉하는 플랜지를 형성할 수 있다.
또한, 적어도 유지 슬리브와 탄성 체크 밸브의 주연부 사이에, 기체 유통용의 간극을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 유지 슬리브에 내부 덮개 슬리브를 끼워 넣어서 이들 사이에는 기체용의 필터를 개재하는 것이 바람직하다.
또한, 탄성 체크 밸브를, 적어도 고정 슬리브에 간극을 두고서 내장되는 체크 밸브와, 이 체크 밸브와 내부 덮개 슬리브 사이에 개재되는 탄성변형 부재로 구성하고, 고정 슬리브의 개구부를 체크 밸브에 의해 개폐 가능하도록 하여, 체크 밸브의 개방시에는 기체를 유통시키고, 체크 밸브의 폐색시에는 기체의 유통을 규제할 수 있다.
또한, 탄성 체크 밸브를, 적어도 고정 슬리브에 간극을 두고서 내장되는 체크 밸브와, 이 체크 밸브와 고정 슬리브 사이에 개재되는 탄성 변형 부재로 구성하고, 내부 덮개 슬리브의 개구부를 체크 밸브에 의해 개폐 가능하도록 하여, 체크 밸브의 개방시에는 기체를 유통시키고, 체크 밸브의 폐색시에는 기체의 유통을 규제할 수 있다.
또한, 탄성 체크 밸브를, 적어도 고정 슬리브에 간극을 두고서 내장되는 체크 밸브와, 이 체크 밸브용의 탄성변형 부재로 구성하고, 체크 밸브와 탄성변형 부재중 어느 한쪽과 내부 덮개 슬리브를 접촉시켜, 체크 밸브의 개방시에는 기체를 유통시키고, 체크 밸브의 폐색시에는 기체의 유통을 규제할 수 있다.
또한, 탄성 체크 밸브의 체크 밸브와 내부 덮개 슬리브중 어느 한쪽에 가이 드체를, 다른 쪽에는 피가이드체를 마련, 이들 가이드체와 피가이드체를 슬라이드 가능하게 끼워 맞추는 것이 가능하다.
또한, 가이드체를 단면이 대략 볼록하도록 내부 덮개 슬리브에 형성하고, 피가이드체를 단면이 대략 오목하도록 탄성 체크 밸브의 체크 밸브에 형성하는 것이 가능하다.
또한, 탄성 체크 밸브의 체크 밸브에 밀봉 부재를 부착하고, 이 밀봉 부재를 고정 슬리브 또는 내부 덮개 슬리브의 개구부에 변형 접촉시켜서 밀봉하는 것이 가능하다.
또한, 용기 본체의 바닥부에 관통공을 설치하고, 이 관통공에 밸브체에 연통하는 중공의 노즐 타워를 세워 설치하여 그 주벽(周壁)에는 기체용의 분출구를 개구할 수 있다.
또한, 용기 본체의 바닥부에 관통공을 설치하여 그 근방에는 편향판을 붙이고, 이 편향판의 단면을 대략 "L"자형으로 형성해서 그 장편부를 밸브체에 간극을 두고서 대향시킬 수 있다.
또한, 탄성 체크 밸브를, 적어도 고정 슬리브에 간극을 두고서 내장되는 체크 밸브와, 이 체크 밸브에 끼워 넣어진 신축 가능한 벨로우즈로 구성하고, 벨로우즈의 주벽에 유통구를 설치하고, 이 벨로우즈의 신축에 의해 체크 밸브를 개폐하는 것이 가능하다.
또한, 탄성 체크 밸브를, 적어도 고정 슬리브에 간극을 두고서 내장되는 체크 밸브와, 이 체크 밸브에 일체화되는 탄성의 스커트체로 구성하고, 체크 밸브에 유통구를 설치하는 동시에, 스커트체의 주연부에서 대략 통형의 스커트 피이스를 굴곡가능하게 연장하여 체크 밸브에 끼우고, 이 스커트체의 변형에 의해 체크 밸브를 개폐하는 것이 가능하다.
여기에서, 청구범위에 있어서의 용기 본체는, 프론트 오픈 박스 타입이 중심이지만, 상면, 저면, 측면이 개구된 타입이어도 좋고, 투명이나 불투명을 특별히 한정하지 않는다. 이 용기 본체에는, 반도체 웨이퍼나 포토마스크 유리 등으로 이루어지는 기판 등이 단수 복수 수납된다. 기체는 주로 불활성 가스나 건조 공기이지만, 특히 한정되지 않는다.
또한, 밸브체는 용기 본체와 덮개의 관통공에 각각 부착하여도 좋고, 용기 본체 또는 덮개의 관통공에 부착하여도 좋고, 단수 복수 어느 것으로 하는 것도 가능하다. 탄성 체크 밸브는 단일 부재로 이루어지는 것도 좋지만, 별개의 부품인 체크 밸브와 탄성 변형 부재로 이루어지는 것도 좋다. 체크 밸브에는 단수 복수의 밀봉 부재를 부착하고, 이 밀봉 부재를 고정 슬리브나 내부 덮개 슬리브에 변형 접촉시킬 수 있다. 또한, 탄성 변형 부재는 유지 슬리브에 간극을 두고서 내장되어도 좋지만, 그렇게 하지 않아도 좋다. 또한, 내부 덮개 슬리브는 예를 들면 요철 등으로 이루어지는 결합 수단을 거쳐서 유지 슬리브에 지지된다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 실시 형태를 도시하는 분해 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 실시 형태에 있어서의 용기 본체를 도시하는 저면도,
도 3은 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 실시 형태에 있어서의 밸브체를 도시하는 도 1의 I-I 쇄선도에서 절단한 상태의 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 실시 형태에 있어서의 가스 도입 밸브를 도시하는 단면 설명도,
도 5는 도 4의 가스 도입 밸브에 가스가 공급되는 상태를 도시하는 단면 설명도,
도 6은 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 실시 형태에 있어서의 가스 배기 밸브를 도시하는 단면 설명도,
도 7은 도 6의 가스 배기 밸브로부터 가스가 배기되는 상태를 도시하는 단면설명도,
도 8은 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 실시 형태에 있어서의 가스 퍼지용 지그를 도시하는 평면 설명도,
도 9는 도 8의 가스 퍼지용 지그의 사용 상태를 도시하는 측면도,
도 10은 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 제 2 실시 형태에 있어서의 가스 도입 밸브를 도시하는 단면 설명도,
도 11은 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 제 2 실시 형태에 있어서의 가스 배기 밸브를 도시하는 단면 설명도,
도 12는 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 제 3 실시 형태를 도시하는 분해 사시도,
도 13은 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 제 3 실시 형태에 있어서의 용기 본체를 도시하는 저면도,
도 14는 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 제 3 실시 형태에 있어서의 밸브체를 도시하는 도 12의 II-II 쇄선도에서 절단한 상태의 분해 사시도,
도 15는 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 제 3 실시 형태에 있어서의 가스 도입 밸브를 도시하는 단면 설명도,
도 16은 도 15의의 가스 도입 밸브에 가스가 공급되는 상태를 도시하는 단면설명도,
도 17은 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 제 3 실시 형태에 있어서의 가스 배기 밸브를 도시하는 단면 설명도,
도 18은 도 17의 가스 배기 밸브로부터 가스가 외부로 유출되는 상태를 도시하는 단면 설명도,
도 19는 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 제 4 실시 형태를 도시하는 부분단면 설명도,
도 20은 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 제 5 실시 형태를 도시하는 부분단면 설명도,
도 21은 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 제 6 실시 형태에 있어서의 가스 도입 밸브를 도시하는 단면 설명도,
도 22는 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 제 6 실시 형태에 있어서의 가스 배기 밸브를 도시하는 단면 설명도,
도 23은 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 제 7 실시 형태에 있어서의 가스 배기 밸브를 도시하는 단면 설명도,
도 24는 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 제 7 실시 형태에 있어서의 가스 도입 밸브를 도시하는 단면 설명도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명하면, 본 실시형태에 있어서의 기판 수납 용기는, 도 1 내지 도 7에 도시하는 바와 같이, 복수 매의 반도체 웨이퍼(W)를 수평상태에서 상하로 열거하여 정렬 수납하는 용기 본체(1)와, 이 용기 본체(1)가 개구된 정면을 착탈 가능하게 개폐하는 덮개(10)와, 용기 본체(1)의 바닥부에 설치되어 용기 본체(1)에 대한 가스의 유통을 제어하는 한 쌍의 밸브체(20)를 구비하고, 이 한 쌍의 밸브체(20)중 한쪽의 밸브체(20)를 가스 도입 밸브(20A)로 하고, 다른 쪽의 밸브체(20)를 가스 배기 밸브(20B)로 이용하도록 하고 있다.
반도체 웨이퍼(W)로는, 예를 들면 300mm의 실리콘 웨이퍼를 들 수 있고, 25 매 또는 26매가 수납된다.
용기 본체(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 탄소 섬유나 도전성 폴리머(Polymer)등이 첨가되어서 도전성을 갖는 폴리카보네이트 등을 사용하여, 일단면인 정면이 개구된 프론트 오픈 박스 타입으로 성형되고, 내부 양측에는 반도체 웨이퍼(W)의 측부 주연을 지지편을 거쳐서 지지하는 지지체(도시하지 않음)가 배설된다. 이 용기 본체(1)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 바닥부에 기판 수납 용기의 종류를 검지해서 구별하기 위한 관통공을 갖는 평면이 대략 "Y"자형인 바닥 플레이트(2)가 착탈 가능하게 장착되고, 이 바닥 플레이트(2)의 전부 양측과 후부에, 단면이 대략 "V"자형인 가공 장치용의 위치 결정 부재(3)가 각각 설치된다. 바닥 플레이트(2)에는 복수의 위치 결정 부재(3) 외에, 식별 부재 장착용의 관통공과, 용기 본체 고정용의 클램프 구멍이 천공된다.
용기 본체 바닥부의 전방 양측, 환언하면, 반도체 웨이퍼(W)의 투영 면적에 겹치지 않는 영역에는, 도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 둥근 관통공(4)이 각각 천공되고, 각 관통공(4)의 주연부에는 외부 하방으로 돌출하는 원통형의 리브(5)가 일체 형성된다. 용기 본체(1)의 천정에는 핸들(6)이 착탈 가능하게 장착되고, 이 핸들(6)이 OHT(Overhead Hoisting Transfer)로 지칭되는 자동기에 유지됨으로써, 기판 수납 용기가 공정에 따라 반송된다. 용기 본체(1)가 개구된 정면의 주연부에는, 덮개 끼워 맞춤용의 림(rim)부(7)가 폭넓게 일체 형성되고, 이 리브부(7)내의 상하 양측에는, 덮개용의 결합 홈구멍(8)이 각각 함몰 형성된다. 용기 본체(1)의 외부 양측에는 수동 핸들링용의 파지 핸들(9)이 착탈 가능하게 장착된다.
덮개(10)는 네 구석부가 둥글게 만곡되고 가로로 긴 대략 장방형으로 형성되며, 내부에 도시하지 않는 결합 기구가 내장된다. 이 결합 기구는 그 출몰 가능한 복수의 결합 프롱(prong)이 주벽의 출몰 구멍(11)으로부터 돌출하여 림부(7)의 결 합 홈 구멍(8)에 끼워 넣어지고, 용기 본체(1)에 끼워 맞춰진 덮개(10)를 강고하게 폐쇄하도록 기능한다. 덮개(10)의 이면에는, 용기 본체(1)의 림부(7)와 끼워 맞춰지는 단차부가 돌출 형성되고, 이 단차부에는 복수매의 반도체 웨이퍼(W)를 소정의 피치로 상하 방향에 수평으로 정렬 지지하는 프론트 리테이너(12)가 착탈 가능하게 장착된다. 덮개(10)의 주벽에는 용기 본체(1)와의 사이에 밀봉을 형성하는 엔들리스(endless) 가스켓(13)이 끼워 맞춰진다.
또한, 용기 본체(1), 바닥 플레이트(2), 핸들(6), 파지 핸들(9) 및 덮개(10)는, 예를 들면 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 환상 올레핀 수지(Cycle Olefine Polymer: COP)등으로 이루어지는 열가소성 수지 또는 이것들에 도전성을 부여한 재료를 사용해서 성형된다.
각 밸브체(20)는, 도 3 등에 도시하는 바와 같이, 용기 본체(1)의 관통공(4)의 리브(5)에 하방으로부터 착탈 가능하게 끼워 넣어진 가스를 유통시키는 고정 슬리브(21)와, 용기 본체(1)의 관통공(4)에 밀봉용의 O링(31)을 거쳐 상방으로부터 착탈 가능하게 끼워 넣어지고, 고정 슬리브(21)와 조합시켜서 나사 결합되는 유지 슬리브(25)와, 이들 고정 슬리브(21)와 유지 슬리브(25) 사이에 간극(33)을 거쳐서 내장되는 체크 밸브(32)와, 이 체크 밸브(32)를 개폐시키는 탄성 변형 부재(36)와, 체크 밸브(32)에 대향해서 탄성 변형 부재(36)를 유지하는 가스 유통용 내부 덮개 슬리브(37)와, 유지 슬리브(25)와 내부 덮개 슬리브(37) 사이에 개재되는 원판형의 필터(42)로 구성되고, 체크 밸브(32)와 탄성 변형 부재(36)가 탄성 체크 밸브를 형 성하여, 고정 슬리브(21)로부터 유지 슬리브(25)에 걸쳐서 흐르는 가스를 제어한다.
고정 슬리브(21)는, 도 3 또는 도 7에 도시하는 바와 같이, 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone) 등을 사용해서, 기본적으로는 바닥을 갖는 원통형으로 성형되며, 내주면에는 체결용의 나사홈(22)이 형성된다. 이 고정 슬리브(21)는 그 바닥부 중심에 가스 유통용의 둥근 통기구(23)가 천공되고, 바닥부 외주면에는 반경 외측 방향으로 신장하는 링형의 플랜지(24)가 설치되어 있고, 이 플랜지(24)가 리브(5)의 개구 주연부에 하방으로부터 접촉한다.
유지 슬리브(25)는, 도 3 또는 도 4 등에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 고정 슬리브(21)와 같은 수지를 사용해서 기본적으로는 고정 슬리브(21)보다도 약간 작은 원통형으로 성형되고, 개구된 상부에는 가스 유통용의 복수의 통기구(26)를 구획하는 구획 리브(27)가 격자형 혹은 방사상으로 설치되어 있고, 이 구획 리브(27)의 이면이 필터(42)의 형태에 대응해서 유지하는 대응면(28)으로서 기능한다. 이 유지 슬리브(25)는 상부 외주면에 반경 외측 방향으로 신장하는 링형의 플랜지(29)가 설치되고, 이 플랜지(29)가 관통공(4)의 주연부에 상방으로부터 접촉한다. 유지 슬리브(25)의 외주면에는 체결용의 나사(30)가 형성되고, 이 나사(30)가 고정 슬리브(21)의 나사홈(22)과 나사 결합한다.
O링(31)은 관통공(4)과 유지 슬리브(25)의 외주면 사이에 개재되며, 용기 본체(1)에 대한 가스의 침입이나 용기 본체(1)로부터의 가스의 누설을 유효하게 방지한다.
체크 밸브(32)는, 도 3 내지 도 7 등에 도시하는 바와 같이, 밸브체(20)의 용도에 따라 소정의 재료를 사용해서 단면이 대략 판형이거나 또는 단면이 대략 해트(hat)형인 평면 원판으로 형성되어, 고정 슬리브(21)의 내저면에 끼워서 탑재되어 둥근 통기구(23)를 덮고, 유지 슬리브(25)의 내주면과의 사이에, 가스의 유로인 간극(33)을 구획 형성한다. 이 체크 밸브(32)의 재료로는, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 환상 폴리 올레핀 수지, 열가소성 폴리에스터계 엘라스토머를 들 수 있다. 체크 밸브(32)는 그 표면 중심부에, 위치 어긋남을 규제하는 단면이 대략 오목한 피가이드체(34)가 돌출 형성되고, 이면의 주연부에는 엔들리스 밀봉 부재(35)가 끼워 맞춤되어 있고, 이 밀봉 부재(35)가 고정 슬리브(21)의 내저면에 변형 접촉하여 밀봉하도록 기능한다.
밀봉 부재(35)는 예를 들면 O링, 불소 고무, NBR 고무, 우레탄 고무, EPDM 고무, 실리콘 고무 등을 사용해서 탄성 링으로 형성되고, 표면에 불소나 실리콘의 코팅이 적당히 실시되지만, 금속제의 경우에는 표면이 수지 코팅된다. 이 밀봉 부재(35)는 밸브체(20)가 도 4 또는 도 5와 같이 가스 도입 밸브(20A)로서 사용되지 않고, 가스 배기 밸브(20B)로서 사용될 경우에는 도 6 또는 도 7에 도시하는 바와 같이, 단차가 형성된 체크 밸브(32)의 표면 주연부에 끼워 맞춤되어 내부 덮개 슬리브(37)의 개구 주연부(37a)에 압접한다.
이러한 체크 밸브(32)는 밸브체(20)가 가스 도입 밸브(20A)로서 이용될 경우에는, 도 4와 같이 탄성 변형 부재(36)의 탄압 가압 작용에 의해, 고정 슬리브(21)의 통기구(23)를 덮는다. 이에 대해, 밸브체(20)가 가스 배기 밸브(20B)로 이용될 경우에는, 탄성 변형 부재(36)와 상하 반대로 배치되고, 탄성 변형 부재(36)에 탑재 지지되어서 내부 덮개 슬리브(37)의 개구 주연부(37a)에 압접한다(도 6 및 도 7 참조).
탄성 변형 부재(36)는 SUS나 합성 수지 등의 코일 스프링으로 이루어지고, 체크 밸브(32)의 피가이드체(34)와 내부 덮개 슬리브(37) 사이, 또는 체크 밸브(32)내와 고정 슬리브(21) 사이에 개재된다. 이 탄성 변형 부재(36)는 도면에 도시하는 코일 스프링이 주이지만, 특별히 한정되는 것은 아니며, 탄성의 고무, 엘라스토머, 발포체, 판 스프링 등을 사용할 수 있다. 또한, 코일 스프링의 표면을 합성 수지나 엘라스토머에 의해 코팅하여 사용할 수도 있다. 이 경우, 미량의 금속 이온의 삼출을 적합하게 방지할 수 있다.
이러한 탄성 변형 부재(36)는 밸브체(20)가 가스 도입 밸브(20A)로 이용될 경우에는, 도 3 내지 도 5와 같이 체크 밸브(32)의 오목한 표면에 끼워 맞춤되지만, 밸브체(20)가 가스 배기 밸브(20B)로 이용될 경우에는, 체크 밸브(32)와 상하 반대로 배치되고, 고정 슬리브(21)의 통기구(23) 주연부에 탑재된다(도 6 및 도 7 참조).
내부 덮개 슬리브(37)는, 도 3 내지 도 7에 도시하는 바와 같이, 고정 슬리브(21)와 같은 재료를 사용해서 기본적으로는 원통형으로 성형되며, 개구된 상부에는 가스 유통용의 복수의 통기구(38)를 구획하는 구획 리브(39)가 격자형, 방사상으로 설치되어 있고, 유지 슬리브(25)에 내장된 상태에서 탄성 변형 부재(36)에 접촉한다. 이 내부 덮개 슬리브(37)는 유지 슬리브(25)의 내부에 요철 결합 기구 등을 거쳐서 끼워 맞춤 지지되며, 유지 슬리브(25)의 내부 상방과의 사이에 밀봉을 확보하는 O링(40)이 개재된다. 내부 덮개 슬리브(37)의 구획 리브(39)의 하면 중심부에는, 조립성의 확보나 위치 어긋남을 규제하는 단면이 대략 볼록한 가이드체(41)가 돌출 형성되고, 이 가이드체(41)가 피가이드체(34)와 슬라이드 가능하게 끼워 맞춤된다. 요철 결합 기구로는, 예를 들면 유지 슬리브(25)의 내주면 또는 내부 덮개 슬리브(37)의 외주면과의 사이에 형성되는 홈과, 내부 덮개 슬리브(37)의 외주면 또는 유지 슬리브(25)의 내주면에 형성되어서 홈에 끼워지는 돌출부로 이루진 기구를 들 수 있다.
이러한 내부 덮개 슬리브(37)는 밸브체(20)가 가스 도입 밸브(20A)로서 이용될 경우에는 탄성 변형 부재(36)에 접촉되고, 밸브체(20)가 가스 배기 밸브(20B)로서 이용될 경우에는 개구된 하부가 체크 밸브(32)의 주연부에 밀봉 부재(35)를 거쳐 압접된다(도 6 및 도 7 참조).
필터(42)는 4불화 에틸렌, 폴리에스터 섬유, 다공질 테프론(등록상표) 막, 유리 섬유로 이루어지는 분자 여과 필터, 활성 탄소 섬유 등의 여과재에 화학 흡착제를 담지시킨 케미컬 필터로 이루어지고, 유지 슬리브(25)의 대응면(28)과 내부 덮개 슬리브(37)의 구획 리브(39) 사이에 협지된 상태에서 단수 복수 삽입되어, 내부 덮개 슬리브(37)의 통기구(38)를 덮는다. 이 필터(42)의 표리면에는 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등으로 이루어진 보호 부재가 적당히 적층된다.
또, 필터(42)를 복수매 사용할 경우, 같은 종류의 타입을 사용해도 좋지만, 다른 타입을 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 분자 여과 필터와 케미컬 필터를 조합하면, 반도체 웨이퍼(W)의 파티클 오염 이외에, 유기 가스 오염도 방지할 수 있다.
밸브체(20)의 조립에 대해서는, 나사 결합하여도 좋지만, 다른 결합 방법을 채용하거나 병용해도 좋다. 예를 들면, 고정 슬리브(21)와 유지 슬리브(25)중 한 쪽에 오목부를, 다른 쪽에는 볼록부를 형성하고, 이들 오목부와 볼록부를 끼워 맞춤으로써 고정하여도 좋다. 또한, 유지 슬리브(25)와 내부 덮개 슬리브(37)의 한 쪽에 오목부를, 다른 쪽에는 볼록부를 형성하고, 이들 오목부와 볼록부를 끼워 맞춰 고정하는 것도 가능하다.
이러한 구성의 밸브체(20)를 구비한 기판 수납 용기는, 덮개 개폐 장치[로드 포트(load port) 또는 덮개 오프너(opener)]에의 탑재시, 스토커(stocker)에서의 보관시, 공정내에서의 사용시, 스토커로의 반송 도중시에 가스가 치환된다. 이 때, 장치측에는 가스 퍼지용 지그(60)를 설치하고, 이 가스 퍼지용 지그(60)에 기판 수납 용기를 셋트하면, 가스 퍼지의 원활화, 효율화, 용이화를 예상할 수 있다.
가스 퍼지용 지그(60)는 도 5 및 도 7 내지 도 9에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 기판 수납 용기 위치 결정용의 핀(61)을 대략 Y자형으로 나란히 세워 구비한 하우징(62)과, 이 하우징(62)에 설치되어서 밸브체(20)에 접속되는 급기 노즐(63)과, 하우징(62)에 설치되어서 밸브체(20)에 접속되는 배기 노즐(64)과, 하우징(62)에 내장되어서 급기 노즐(63)과 가스 공급원을 접속하는 급기 유로와, 하우징(62)에 내장되어서 배기 노즐(64)과 배기 장치를 접속하는 배기 유로로 구성되다.
급기 노즐(63)과 배기 노즐(64)은 그 돌기부 주변에 가스 누설 방지용의 밀봉 형성 수단이 적당히 형성된다. 급기 노즐(63)은 예를 들면 사용시에는 하우징(62)의 접속면에서 돌출해서 밸브체(20)에 접속되고, 사용하지 않을 시에는 하우징(62)내에 몰입되어 하우징(62)의 접속면을 평탄하게 하도록 설치된다.
상기 구성에 있어서, 밸브체(20)가 가스 도입 밸브(20A)로서 이용되어, 불활성 가스 등의 가스가 기판 수납 용기의 외부로부터 내부에 공급되지 않을 경우에는, 탄성 변형 부재(36)의 가압력에 의해, 가스 도입 밸브(20A)의 체크 밸브(32)가 고정 슬리브(21)의 내저면에 밀봉 부재(35)를 거쳐 압접되어서 통기구(23)를 폐색하며, 밀봉 상태가 형성된다(도 4 참조).
이것에 대하여, 가스 퍼지용 지그(60)의 급기 노즐(63)로부터 가스 도입 밸브(20A)에 불활성 가스 등의 가스가 공급될 경우에는, 급기 노즐(63)로부터 분출하는 가스의 압력에 의해, 가스 도입 밸브(20A)의 체크 밸브(32)가 내부 덮개 슬리브(37) 방향으로 가압되어서 탄성 변형 부재(36)를 같은 방향으로 압축하고, 체크 밸브(32)가 고정 슬리브(21)의 통기구(23)와의 사이에 간극을 형성해서 밀봉 상태를 해제한다(도 5 참조). 이 밀봉 상태의 해제에 의해 가스는 기판 수납 용기의 외부로부터 고정 슬리브(21)의 통기구(23)와 체크 밸브(32)의 간극(33), 간극, 내부 덮개 슬리브(37), 필터(42)를 순차적으로 경유해서 기판 수납 용기의 내부로 유입된다.
한편, 밸브체(20)가 가스 배기 밸브(20B)로서 이용될 경우에는, 가스 배기 밸브(20B)의 탄성 변형 부재(36)가 체크 밸브(32)를 내부 덮개 슬리브(37)의 개구 주연부(37a)에 밀봉 부재(35)를 거쳐서 가압하여, 밀봉 상태가 형성된다.
이것에 대하여, 기판 수납 용기의 내부에 가스가 충만한 경우에는, 충만한 가스의 압력에 의해, 가스 배기 밸브(20B)의 체크 밸브(32)가 고정 슬리브(21) 방향으로 가압되어 탄성 변형 부재(36)를 같은 방향으로 연장시키고, 체크 밸브(32)가 내부 덮개 슬리브(37)와의 사이에 간극(33)을 형성해서 밀봉 상태를 해제한다. 이 밀봉 상태의 해제에 의해 가스는 기판 수납 용기의 내부로부터 필터(42), 내부 덮개 슬리브(37), 체크 밸브(32)와 내부 덮개 슬리브(37) 사이의 간극, 간극, 고정 슬리브(21)의 통기구(23)를 순차적으로 경유해서 기판 수납 용기의 외부로 유출된다. 이 때, 가스 배기 밸브(20B)에 가스 퍼지용 지그(60)의 배기 노즐(64)을 접속해서 감압하면, 가스를 효율적으로 퍼지할 수 있다.
상기 구성에 의하면, 용기 본체(1)의 관통공(4)이나 그 리브(5)에 나사 결합된 고정 슬리브(21)와 유지 슬리브(25)의 플랜지(24, 29)를 접촉시킴으로써, 탈락하지 않는 강고한 결합 기구를 얻을 수 있으므로, 결합 기구의 구성의 간소화가 가능해지고, 또한 용기 본체(1)용의 금형의 간소화를 도모할 수 있다. 또한, 피가이드체(34)와 가이드체(41)가 끼워 맞춤됨으로써 위치 어긋남 제어 기능을 발휘할 수 있어서, 예컨대 반복 사용해도, 체크 밸브(32)가 안정적으로 작동하고, 위치 어긋남을 초래하지 않는다. 따라서, 밀봉이 불완전해져서 누설이 발생하는 문제를 유효하게 해소할 수 있고, 양호한 가스 퍼지를 기대할 수 있다. 또한, 밸브체(20)에 복수의 금속 부품을 내장할 필요가 없으므로, 기판 수납 용기의 보관시나 세정시에 금속 부품으로부터 미량의 금속 이온이 삼출되는 것을 억제하는 것이 가능해지고, 밸브체(20)의 조립의 용이화나 비용 삭감을 기대할 수 있다.
또한, 체크 밸브(32)의 표리면 주연부에, 수직방향으로 압접되는 밀봉 부재(35)를 끼워 맞추면, 밸브체(20)를 가스 도입 밸브(20A)로도, 가스 배기 밸브(20B)로도 유효하게 이용할 수 있다. 따라서, 기판 수납 용기의 내부에 치환된 가스의 유지 시간이 길어져, 가스 퍼지의 효과를 장시간에 걸쳐서 지속하는 것이 가능하게 된다. 또한, 유지 슬리브(25)와 체크 밸브(32)의 주연부의 간극(33)을 넓게 확대하므로, 효율적인 가스 퍼지를 크게 기대할 수 있다. 더욱이, 기판 수납 용기에 필터(42) 내장의 밸브체(20)를 부착하므로, 가스 퍼지할 수 있는 것 외에, 필터(42)에 의해 퍼지한 가스를 기판 수납 용기의 내부에 유지할 수 있다. 따라서, 기판 수납 용기내의 가스가 외부로 간단히 유출하는 일이 없고, 가스 퍼지의 효과를 장시간 유지할 수 있다. 또한, 기판 수납 용기의 내외가 밸브체(20)를 거쳐 간접적으로 연통함으로써, 클린 룸에 존재하는 미량의 유기물이 기판 수납 용기의 외부로부터 내부로 유입하는 것을 대략 완전히 억제 방지할 수 있다.
다음으로, 도 10 및 도 11은 본 발명의 제 2 실시 형태를 도시하는 것으로, 이 경우에는 가스 도입 밸브(20A)와 가스 배기 밸브(20B)의 체크 밸브(32A)를 겸용 가능한 구조로 구성하도록 하고 있다.
체크 밸브(32A)는 기본적으로는 중실(中實)형의 단면이 대략 볼록한 형태로 형성되며, 표리면의 중심부에는 둥근 구멍으로 이루어지는 피가이드체(34)가 천공되는 동시에, 이면의 주연부에는 링형의 밀봉 부재(35)가 끼워 맞춤되어 있고, 내부 덮개 슬리브(37)의 내경보다도 약간 작게 형성된다. 한 쌍의 피가이드체(34)는 서로 연통하지 않도록 구획된다. 이 체크 밸브(32A)는 가스 도입 밸브(20A)로 이용될 경우에는 도 10에 도시하는 바와 같이 돌기부가 상방을 향할 수 있고, 가스 배기 밸브(20B)에 이용될 경우에는 도 11에 도시하는 바와 같이 상하 반대로 배치된다.
내부 덮개 슬리브(37)는 기본적으로는 상기 실시 형태와 같지만, 내주면 상부에 체크 밸브(32A)의 주연부 또는 밀봉 부재(35)에 접촉하는 링형의 밀봉 부재(35)가 별도로 점착된다. 그 밖의 부분에 대해서는, 상기 실시 형태와 같으므로 설명을 생략한다.
본 실시형태에 있어서도 상기 실시 형태와 같은 작용 효과를 기대할 수 있으며, 또한 부품의 공용화를 도모할 수 있으므로, 밸브체(20)의 용도에 따라 복수의 체크 밸브(32A)를 미리 준비할 필요가 전혀 없다. 따라서, 조립 작업이나 관리의 효율화를 크게 기대할 수 있는 것은 명백하다.
또한, 체크 밸브(32A)의 표리면의 주연부에 홈 구멍을 천공하고, 이 한 쌍의 홈 구멍에 밀봉 부재(35)를 선택적으로 끼워 넣어도 좋다.
다음으로, 도 12 또는 도 18은 본 발명의 제 3 실시 형태를 도시하는 것으로, 이 경우에는 각 밸브체(20)를 용기 본체(1)의 관통공(4)의 리브(5)에 하방으로부터 착탈 가능하게 끼워 넣음으로써 가스를 유통시키는 고정 슬리브(21)와, 용기 본체(1)의 관통공(4)에 밀봉용의 O링(31)을 거쳐 상방으로부터 착탈 가능하게 끼워 넣어지고, 고정 슬리브(21)와 조합시켜 나사 결합되는 유지 슬리브(25)와, 이들 고정 슬리브(21)와 유지 슬리브(25) 사이에 간극(33)을 거쳐서 내장되는 탄성의 체크 밸브(32B)와, 이 체크 밸브(32B)를 변형시키는 통기성ㆍ연기성의 탄성 변형 부재(36A)와, 이 탄성 변형 부재(36A)에 접촉하는 가스 유통용 내부 덮개 슬리브(37)와, 유지 슬리브(25)와 내부 덮개 슬리브(37) 사이에 개재되는 원판형의 필터(42)로 구성하여 피가이드체(34)와 가이드체(41)를 생략하고, 각 밸브체(20)를 복수의 가스 도입 밸브(20A) 또는 가스 배기 밸브(20B)로서 이용하도록 하고 있다.
용기 본체(1) 바닥부의 전후 양측, 바꾸어 말하면, 반도체 웨이퍼(W)의 투영면적에 겹치지 않는 영역에는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 둥근 관통공(4)이 천공되고, 각 관통공(4)의 주연부에는 외부 하방으로 돌출하는 원통형의 리브(5)가 일체 형성된다. 각 밸브체(20)의 고정 슬리브(21), 유지 슬리브(25), 필터(42)에 대해서는 상기 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
체크 밸브(32B)는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 소정의 엘라스토머를 사용해서 단면이 대략 "H"자형인 평면 대략 원형으로 형성되고, 고정 슬리브(21)의 내저면에 끼워 넣어 탑재되어서 둥근 통기구(23)를 덮고, 유지 슬리브(25)의 내주면과의 사이에 가스의 유로인 근소한 간극(33)을 형성한다. 이 가요성을 갖는 체크 밸브(32B)의 재료로는, 예를 들면 멜라민 고무, 이소프렌 고무, 부틸, 실리콘 고무, 불소 고무 등의 고무, 폴리에스터계 열가소성 엘라스토머, 각종 열가소성 엘라스토머를 들 수 있다. 체크 밸브(32B)의 고정 슬리브(21)에 대향하는 대향면에는 밀봉 형성용의 요철부가 적절히 형성된다.
이러한 체크 밸브(32B)는 밸브체(20)가 가스 도입 밸브(20A)로서 이용될 경우에는, 도 15와 같이 탄성 변형 부재(36A)의 탄성 가압 작용에 의해 고정 슬리브(21)의 통기구(23)를 덮는다. 이것에 대하여, 밸브체(20)가 가스 배기 밸브(20B)로서 이용될 경우에는, 탄성 변형 부재(36A)와 상하 반대로 배치되며, 탄성 변형 부재(36A)에 탑재 지지되어서 내부 덮개 슬리브(37)의 개구 주연부(37a)에 압접한다(도 17 및 도 18 참조).
탄성 변형 부재(36A)는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 소정의 발포 재료를 사용해서 용기 본체(1)의 내외를 연통하는 연포(連泡)를 구비한 링으로 형성되고, 유지 슬리브(25)의 내부에 끼워져 체크 밸브(32B)의 외주상에 탑재되는 동시에, 유지 슬리브(25)의 내주면과의 사이에 가스의 유로인 근소한 간극(33)을 형성한다. 이 엔들리스 탄성 변형 부재(36A)는, 예를 들면 멜라민 고무, 이소프렌 고무, 부틸 고무, 실리콘 고무, 불소 고무 등의 고무, 폴리에틸렌, 탄성ㆍ통기성의 부직포 등을 재료로 하여 형성되며, 압축 변형하여 체크 밸브(32B)를 동작시키는 관계상, 압축 왜곡 정도가 낮게 설정된다. 탄성 변형 부재(36A)는 통기성을 확보할 수 있는 것이면, 링형상에 전혀 한정되지 않고, 예를 들면 원통형의 다른 형상이어도 좋다.
이러한 탄성 변형 부재(36A)는 밸브체(20)가 가스 도입 밸브(20A)로서 이용될 경우에는, 도 15와 같이 체크 밸브(32B)의 외주연부에 탑재된다. 이것에 대하여, 밸브체(20)가 가스 배기 밸브(20B)로서 이용될 경우에는, 체크 밸브(32B)와 상하 반대로 배치되어, 고정 슬리브(21)의 내저면에 끼워 넣어 탑재된다(도 17 및 도 18 참조). 그 밖의 부분에 대해서는 상기 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
상기 구성에 있어서, 밸브체(20)가 가스 도입 밸브(20A)로서 이용되어, 불활성 가스 등의 가스가 기판 수납 용기의 외부로부터 내부에 공급되지 않을 경우에는, 탄성 변형 부재(36A)의 가압력에 의해 가스 도입 밸브(20A)의 체크 밸브(32B)가 고정 슬리브(21)의 내저면에 압접되는 통기구(23)를 폐색하여, 밀봉 상태가 형성된다(도 15 참조).
이것에 대하여, 가스 퍼지용 지그(60)의 급기 노즐(63)로부터 가스 도입 밸브(20A)에 도 16의 화살표로 도시하는 불활성 가스 등의 가스가 공급될 경우에는, 급기 노즐(63)로부터 분출하는 가스의 압력에 의해, 가스 도입 밸브(20A)의 체크 밸브(32B)가 내부 덮개 슬리브(37) 방향으로 가압되어 탄성 변형 부재(36A)를 같은 방향으로 압축하고, 변형된 체크 밸브(32B)가 고정 슬리브(21)의 통기구(23)와의 사이에 간극(33)을 형성해서 밀봉 상태를 해제한다. 이 밀봉 상태의 해제에 의해 가스는 기판 수납 용기의 외부로부터 고정 슬리브(21)의 통기구(23)와 체크 밸브(32B)의 간극(33), 간극, 내부 덮개 슬리브(37), 필터(42)를 순차적으로 경유해서 기판 수납 용기의 내부로 유입한다.
한편, 밸브체(20)가 가스 배기 밸브(20B)로서 이용될 경우에는, 가스 배기 밸브(20B)의 탄성 변형 부재(36A)가 체크 밸브(32B)를 내부 덮개 슬리브(37)의 개구 주연부(37a)에 밀봉 부재(35)를 거쳐서 가압하여, 밀봉 상태가 형성된다(도 17 참조).
이것에 대하여, 기판 수납 용기의 내부에 도 18에 화살표로 도시하는 가스가 충만할 경우에는, 충만된 가스의 압력에 의해, 가스 배기 밸브(20B)의 체크 밸브(32B)가 고정 슬리브(21) 방향으로 가압되어 탄성 변형 부재(36A)를 같은 방향으로 압축하고, 변형된 체크 밸브(32B)가 내부 덮개 슬리브(37)와의 사이에 간극(33)을 형성해서 밀봉 상태를 해제한다. 이 밀봉 상태의 해제에 의해 가스는 기판 수납 용기의 내부로부터 유지 슬리브(25), 필터(42), 내부 덮개 슬리브(37), 체크 밸브(32B)와 내부 덮개 슬리브(37) 사이의 간극(33), 간극, 고정 슬리브(21)의 통기구(23)를 순차적으로 경유해서 기판 수납 용기의 외부로 유출한다. 이 때, 가스 배기 밸브(20B)에 가스 퍼지용 지그(60)의 배기 노즐(64)을 접속해서 감압하면, 가스를 효율적으로 퍼지할 수 있다.
본 실시형태에 있어서도 상기 실시 형태와 같은 작용 효과를 기대할 수 있으며, 또한 피가이드체(34)와 가이드체(41)를 생략하므로, 구성의 간소화를 도모할 수 있는 것은 명백하다. 또한, 밸브체(20)내에 금속 부품이 존재하지 않으므로, 기판 수납 용기의 보관시나 세정시에 금속 부품으로부터 미량의 금속 이온이 삼출되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
다음으로, 도 19는 본 발명의 제 4 실시 형태를 도시하는 것으로, 이 경우에는 용기 본체(1)에 있어서의 임의의 관통공(4)에 밸브체(20)에 연통하는 노즐 타워(43)를 세워 설치하도록 하고 있다.
노즐 타워(43)는 예를 들면 폴리카보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 사이클로올레핀 등으로 이루어진 소정의 수지를 사용해서 기본적으로는 중공의 원주형으로 형성되며, 반도체 웨이퍼(W)의 측부와 대향하는 주벽에 가스용의 복수의 분출구(44)가 소정의 간격을 두고 상하로 열거하여 천공되어 있고, 이 복수의 분출구(44)로부터 가스가 반도체 웨이퍼(W) 방향으로 공급된다. 복수의 분 출구(44)의 면적은 모두 동일 면적이어도 좋고, 하방으로부터 상방을 향함에 따라 서서히 확대되는 것이어도 좋다. 그 밖의 부분에 대해서는 상기 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
본 실시형태에 있어서도 상기 실시 형태와 같은 작용 효과를 기대할 수 있으며, 또한 복수의 분출구(44)로부터 반도체 웨이퍼(W)를 향해서 유동함으로써, 가스의 도입시에 용기 본체(1)내의 체류 부분을 해소하여 퍼지 시간을 대폭 단축할 수 있다는 것은 명백하다.
다음으로, 도 20은 본 발명의 제 5 실시 형태를 도시하는 것으로, 이 경우에는, 용기 본체(1)에 있어서의 임의의 관통공(4)의 근방에 편향판(45)을 세워 설치하고, 이 편향판(45)의 장편부(46)를 밸브체(20)에 간극을 두고서 대향시키도록 하고 있다.
편향판(45)은 예를 들면 폴리카보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 사이클로올레핀 등으로 이루어진 소정의 수지를 사용해서 기본적으로는 단면이 대략 "L"자형으로 형성되고, 밸브체(20)로부터의 가스를 반도체 웨이퍼(W) 방향으로 안내하거나, 기판 수납 용기내의 가스를 밸브체(20)에 인도하도록 기능한다. 그 밖의 부분에 대해서는 상기 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
본 실시형태에 있어서도 상기 실시 형태와 같은 작용 효과를 기대할 수 있고, 또한 편향판(45)이 가스의 흐름을 제어하므로, 최하단에 수납되는 반도체 웨이퍼(W)에 가스가 직접 충돌하고, 파티클을 내뿜거나, 또는 파티클이 말려 올라가는 것을 유효하게 억제 방지할 수 있다는 것은 명백하다.
다음으로, 도 21 및 도 22는 본 발명의 제 6 실시 형태를 도시하는 것으로, 이 경우에는, 각 밸브체(20)의 탄성 체크 밸브를 단면이 대략 "U"자형이 되도록 형성하여 적어도 유지 슬리브(25)에 유로인 간극(33)을 거쳐 끼워 넣어지는 탄성의 체크 밸브(32C)와, 이 바닥을 갖는 원통형의 체크 밸브(32C)에 끼워 넣어져 체크 밸브(32C)를 변형시키는 신축 가능한 벨로우즈(47)로 형성하여 탄성 변형 부재(36A)를 생략하도록 하고 있다.
벨로우즈(47)는 가요성ㆍ탄성을 갖는 중공의 원주형으로 형성되며, 주벽에는 통기용의 복수의 유통구(48)가 소정의 간격을 두고 천공되어 있고, 고정 슬리브(21)와 내부 덮개 슬리브(37)의 주벽 하부간에 위치하는 체크 밸브(32C)에 적층된다. 이 벨로우즈(47)는, 도면에 도시하는 바와 같이, 밸브체(20)가 가스 도입 밸브(20A)로서 사용되는지, 또는 가스 배기 밸브(20B)로서 사용되는지에 의해, 체크 밸브(32C)와의 상하 관계가 역으로 된다. 그 밖의 부분에 대해서는, 상기 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
상기 구성에 있어서, 밸브체(20)가 가스 도입 밸브(20A)로서 이용되어, 불활성 가스 등의 가스가 기판 수납 용기의 외부로부터 내부에 공급되지 않을 경우에는, 가스 도입 밸브(20A)의 벨로우즈(47)가 체크 밸브(32C)를 고정 슬리브(21)의 내저면에 가압하여 통기구(23)를 폐색하여, 밀봉 상태가 형성된다. 따라서, 기판 수납 용기의 외부로부터 내부로 가스가 유입하거나, 기판 수납 용기의 내부로부터 외부로 가스가 누출되는 것이 유효하게 방지된다.
이것에 대하여, 밸브체(20)가 가스 배기 밸브(20B)로서 이용될 경우에는, 벨 로우즈(47)가 상방의 체크 밸브(32C)를 내부 덮개 슬리브(37)의 개구 하부에 압접하여, 밀봉 상태가 형성된다. 따라서, 기판 수납 용기의 외부로부터 내부로 가스가 유입하거나, 기판 수납 용기의 내부로부터 외부로 가스가 누출되는 것이 유효하게 방지된다.
본 실시형태에 있어서도 상기 실시 형태와 같은 작용 효과를 기대할 수 있고, 또한 탄성 체크 밸브를 복수의 별도 부품으로부터 형성하는 것은 아니고, 변형 시에 가스를 유통시키는 체크 밸브(32C)와, 스프링 기능을 갖는 벨로우즈(47)로 구성하므로, 부품수의 삭감을 기대할 수 있고, 이것을 통해 구성의 간소화, 조립성의 향상, 생산관리의 용이화를 도모할 수 있다.
다음으로, 도 23 및 도 24는 본 발명의 제 7 실시 형태를 도시하는 것으로, 이 경우에는, 각 밸브체(20)의 탄성 체크 밸브를 유지 슬리브(25)에 유로인 간극(33)을 거쳐서 내장되는 탄성의 체크 밸브(32D)와, 이 체크 밸브(32D)에 공극을 거쳐 일체화되는 체크 밸브(32D)용의 탄성의 스커트체(49)로 형성해서 탄성 변형 부재(36A)를 생략하도록 하고 있다.
체크 밸브(32D)와 스커트체(49)의 재료로서는, 예컨대 멜라민 고무, 이소프렌 고무, 부틸 고무, 실리콘 고무, 불소 고무 등의 고무, 폴리에스터계 열가소성 엘라스토머, 각종 열가소성 엘라스토머를 들 수 있다. 체크 밸브(32D)에는 통기용의 복수의 유통구(50)가 소정의 간격을 두고 천공된다.
스커트체(49)는 대략 원판형이거나 또는 단면이 대략 오목한 원주형으로 형성되어서 그 주연부에서 스프링 성을 갖는 얇은 스커트 피이스(51)가 굴곡가능하게 신장되며, 이 대략 중공 원추대의 스커트 피이스(51)가 체크 밸브(32D)의 주위면에 끼워 맞춤되어 일체화된다. 이 스커트체(49)는, 도면에 도시하는 바와 같이, 밸브체(20)가 가스 도입 밸브(20A)로서 사용되는지, 또는 가스 배기 밸브(20B)로서 사용되는지에 의해, 체크 밸브(32D)와의 상하 관계가 역으로 된다. 그 밖의 부분에 대해서는 상기 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
상기 구성에 있어서, 밸브체(20)가 가스 도입 밸브(20A)로서 이용되어, 불활성 가스 등의 가스가 기판 수납 용기의 외부로부터 내부로 공급되지 않을 경우에는, 가스 도입 밸브(20A)의 스커트체(49)가 하방의 체크 밸브(32D)를 스커트 피이스(51)를 거쳐 고정 슬리브(21)의 내저면에 가압하여 통기구(23)를 폐색하고, 밀봉 상태가 형성된다. 따라서, 기판 수납 용기의 외부로부터 내부로 가스가 유입하거나, 기판 수납 용기의 내부로부터 외부로 가스가 누출되는 것이 유효하게 방지된다.
이것에 대하여, 밸브체(20)가 가스 배기 밸브(20B)로서 이용될 경우에는, 하방의 스커트체(49)가 상방의 체크 밸브(32D)를 스커트 피이스(51)를 거쳐 내부 덮개 슬리브(37)의 개구 하부에 압접하고, 밀봉 상태가 형성된다. 따라서, 기판 수납 용기의 외부로부터 내부에 가스가 유입하거나, 기판 수납 용기의 내부로부터 외부로 가스가 누출되는 것이 유효하게 방지된다.
본 실시형태에 있어서도 상기 실시 형태와 같은 작용 효과를 기대할 수 있으며, 또한 탄성 체크 밸브를 변형시에 가스를 유통시키는 체크 밸브(32D)와, 스프링 기능을 갖는 스커트체(49)로 구성함으로써, 부품수의 삭감을 기대할 수 있고, 이것 을 통해서 구성의 간소화, 조립성의 향상, 생산관리의 용이화를 실현할 수 있다.
또한, 용기 본체(1)의 림부(7) 내주면에 결합 홈 구멍(8)을 형성했지만, 이것은 생략할 수 있다. 이 경우, 외부로부터의 조작에 근거하여 동작하는 덮개(10)의 결합 기구를 생략할 수 있다. 또한, 도 10 및 도 11의 체크 밸브(32)의 형상을 변경하면, 체크 밸브(32)의 방향을 상하 반대로 변경하지 않고, 탄성 변형 부재(36)의 설치 위치를 변경하는 것만으로 사용할 수 있다. 또한, 가스를 급배출하는 가공 장치에, 밸브 개폐용의 돌기나 흡착 핸드 등을 설치하는 것도 가능하다.
다음으로, 본 발명에 따른 기판 수납 용기의 실시예를 비교예와 함께 설명한다.
도 4 및 도 6에 도시하는 밸브체를 구비한 기판 수납 용기를 준비하고, 이 기판 수납 용기를 질소 가스로 치환했을 경우의 산소 농도를 측정하는 동시에, 저산소의 상태를 유지할 수 있는 유지 시간을 측정했다.
측정 결과, 질소 가스를 20L/분의 비율로 공급해 가면, 약 15분에서 산소농도를 1Oppm 이하로 할 수 있었다. 또한, 질소 가스의 공급을 정지해서 기판 수납 용기를 방치해 둘 때의 산소 농도의 변화를 조사한 바, 산소 농도가 1%까지 상승하는데도 약 5 시간을 요했다.
이로써, 반도체 웨이퍼를 가공 도중에 일시 보관할 때 등, 저산소 상태를 일정 시간 유지할 수 있고, 반도체 웨이퍼의 오염이나 표면 산화를 억제할 수 있는 것을 확인했다.
이것에 대하여, 비교 예로서 종래의 밸브체를 구비한 기판 수납 용기를 준비 하고, 이 기판 수납 용기를 저산소의 상태로 유지할 수 있는 유지 시간을 측정했다.
측정에 있어서는, 용기 본체의 바닥부에 한 쌍의 관통공을 천공하고, 이 한 쌍의 관통공을 연결하도록 측정용의 배관 경로를 제작하고, 이 배관 경로의 도중에 산소 농도계를 설치해서 산소 농도를 1분마다 측정하도록 했다. 한 쌍의 관통공을 천공하면, 그 주위를 밀폐하고, 기판 수납 용기의 내부에 질소 가스를 도입 밸브를 거쳐 일정 속도로 공급했다. 산소 농도계로서는 측정 범위가 0.1ppm 내지 100VOL%인 도레이 엔지니어링 주식회사(Toray Engineering Co., Ltd.)제를 사용했다.
측정 결과, 질소 가스의 공급을 정지하고 기판 수납 용기를 방치해 둘 때의 산소 농도의 변화를 조사한 바, 산소 농도가 1%까지 상승하는데도 약 70분밖에 소요되지 않았다.
본 발명에 의하면, 밸브 장착용의 결합 기구를 간소화할 수 있고, 예컨대 반복 사용해도 밸브의 위치 어긋남을 초래하지 않는 효과가 있다. 또한, 밀봉 누설을 억제 방지할 수 있고, 삼출되는 미량의 금속 이온이 기판을 오염되게 할 우려를 억제할 수 있는 효과가 있다. 또한, 퍼지한 기체를 비교적 장시간 유지할 수 있고, 오염물이 용기의 외부로부터 내부로 유입하는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.

Claims (15)

  1. 용기 본체와, 이 용기 본체를 개폐하는 덮개와, 이 용기 본체와 덮개의 적어도 어느 한쪽의 관통공에 부착되어 용기 본체에 대한 기체의 유통을 제어하는 밸브체를 포함하여 이루어진 기판 수납 용기에 있어서,
    밸브체를, 관통공에 끼워진 기체 유통용의 고정 슬리브와, 이 고정 슬리브에 조합된 기체 유통용의 유지 슬리브와, 이들 고정 슬리브와 유지 슬리브 사이에 내장되는 탄성 체크 밸브와, 이 탄성 체크 밸브에 대향하는 기체 유통용의 내부 덮개 슬리브로 구성하고, 고정 슬리브와 내부 덮개 슬리브의 어느 한쪽을 탄성 체크 밸브에 의해 개폐 가능하도록 하여, 이 탄성 체크 밸브의 개방시에는 기체를 유통시키고, 탄성 체크 밸브의 폐색시에는 기체의 유통을 규제하도록 하고,
    관통공의 주연부에 리브를 형성해서 외측 방향으로 신장시키고, 고정 슬리브에 리브의 주연부에 접촉하는 플랜지를 형성하는 동시에, 유지 슬리브에는 관통공의 주연부에 접촉하는 플랜지를 형성한 것을 특징으로 하는
    기판 수납 용기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    용기 본체의 바닥부에 관통공을 설치하고, 이 관통공에 밸브체를 가스 도입 밸브 또는 가스 배기 밸브로서 끼우도록 한
    기판 수납 용기.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    적어도 유지 슬리브와 탄성 체크 밸브의 주연부 사이에 기체 유통용 간극을 형성한
    기판 수납 용기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    유지 슬리브에 내부 덮개 슬리브를 끼워 넣어 이들 사이에는 기체용 필터를 개재한
    기판 수납 용기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    탄성 체크 밸브를, 적어도 고정 슬리브에 간극을 두고서 내장되는 체크 밸브와, 이 체크 밸브와 내부 덮개 슬리브 사이에 개재되는 탄성 변형 부재로 구성하고, 고정 슬리브의 개구부를 체크 밸브에 의해 개폐 가능하도록 하여, 체크 밸브의 개방시에는 기체를 유통시키고, 체크 밸브의 폐색시에는 기체의 유통을 규제하도록 한
    기판 수납 용기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    탄성 체크 밸브를, 적어도 고정 슬리브에 간극을 두고서 내장되는 체크 밸브와, 이 체크 밸브와 고정 슬리브 사이에 개재되는 탄성 변형 부재로 구성하고, 내부 덮개 슬리브의 개구부를 체크 밸브에 의해 개폐 가능하도록 하여, 체크 밸브의 개방시에는 기체를 유통시키고, 체크 밸브의 폐색시에는 기체의 유통을 규제하도록 한
    기판 수납 용기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    탄성 체크 밸브를, 적어도 고정 슬리브에 간극을 두고서 내장되는 체크 밸브와, 이 체크 밸브용 탄성 변형 부재로 구성하고, 체크 밸브와 탄성 변형 부재의 어느 한쪽과 내부 덮개 슬리브를 접촉시켜, 체크 밸브의 개방시에는 기체를 유통시키고, 체크 밸브의 폐색시에는 기체의 유통을 규제하도록 한
    기판 수납 용기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    탄성 체크 밸브의 체크 밸브와 내부 덮개 슬리브의 어느 한쪽에 가이드체를, 다른 쪽에는 피가이드체를 각각 설치하고, 이들 가이드체와 피가이드체를 슬라이드 가능하게 끼워 맞춤시키도록 한
    기판 수납 용기
  10. 제 9 항에 있어서,
    가이드체를 단면이 대략 볼록한 형태로 하여 내부 덮개 슬리브에 형성하고, 피가이드체를 단면이 대략 오목한 형태로 하여 탄성 체크 밸브의 체크 밸브에 형성한
    기판 수납 용기
  11. 제 6 항에 있어서,
    탄성 체크 밸브의 체크 밸브에 밀봉 부재를 부착하고, 이 밀봉 부재를 고정 슬리브 또는 내부 덮개 슬리브의 개구부에 변형 접촉시켜서 밀봉하도록 한
    기판 수납 용기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    용기 본체의 바닥부에 관통공을 설치하고, 이 관통공에 밸브체에 연통하는 중공의 노즐 타워를 세워 설치하여 그 주벽(周壁)에는 기체용의 분출구를 개구한
    기판 수납 용기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    용기 본체의 바닥부에 관통공을 설치하여 그 근방에는 편향판을 붙이고, 이 편향판을 대략 "L"자형 단면으로 형성하여, 그 장편부(長片部)를 밸브체에 간극을 두고서 대향시킨
    기판 수납 용기.
  14. 제 1 항에 있어서,
    탄성 체크 밸브를, 적어도 고정 슬리브에 간극을 두고서 내장되는 체크 밸브와, 이 체크 밸브에 끼워지는 신축 가능한 벨로우즈로 구성하고, 벨로우즈의 주벽에 유통구를 설치하고, 이 벨로우즈의 신축에 의해 체크 밸브를 개폐하도록 한
    기판 수납 용기.
  15. 제 1 항에 있어서,
    탄성 체크 밸브를, 적어도 고정 슬리브에 간극을 두고서 내장되는 체크 밸브와, 이 체크 밸브에 일체화된 탄성의 스커트체로 구성하고, 체크 밸브에 유통구를 설치하는 동시에, 스커트체의 주연부로부터 대략 통형의 스커트 피이스를 굴곡 가능하게 신장시켜 체크 밸브에 끼워 맞추고, 이 스커트체의 변형에 의해 체크 밸브를 개폐하도록 한
    기판 수납 용기.
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