KR20060047775A - 수납용기의 가스 치환장치 및 그것을 이용한 가스치환 방법 - Google Patents

수납용기의 가스 치환장치 및 그것을 이용한 가스치환 방법 Download PDF

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류이치 나카노
유키히로 효부
요시히사 오카모토
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미라이얼 가부시키가이샤
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Abstract

가스 도입구멍이 없는 일반적인 수납용기 및 가스 도입구멍을 갖는 수납용기 내의 가스를 단시간에 치환하는 것과 함께, 반도체 웨이퍼 표면을 청정화한다. 가스 도입구멍을 갖는 수납용기본체와, 덮개로 이루어지는 반도체 웨이퍼 수납용기 내에 가스를 치환하는 가스 치환장치에 있어서, 상기 수납용기본체로 가스를 도입하는 가스 도입수단과, 상기 수납용기본체의 가스를 배기하는 가스 배기수단과, 화학 흡착 필터를 통하여 상기 수납용기본체의 가스를 순환시키는 가스 순환수단을 구성한다. 가스 도입구멍을 갖는 수납용기에서는, 수납용기 장착수단 내에서 상기 덮개를 연 상태로, 수납용기본체와 덮개와의 간극으로부터 가스를 도입하는 가스 도입수단을 구비한다.
도입구멍, 치환, 청정화, 가스, 수납용기

Description

수납용기의 가스 치환장치 및 그것을 이용한 가스치환 방법{Apparatus for replacing gas in storage container and method for replacing gas therewith}
도 1은 본 발명의 가스 치환장치에 관한 기본구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 가스 치환장치에 관한 기본구성을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 가스 치환장치에 관한 기본구성을 나타내는 구성도이다.
도 4(a) 및 (b)는 본 발명의 가스 치환장치에 관한 부분 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4(a)는 덮개가 닫힌 경우의 부분 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4(b)는 덮개가 열린 경우의 부분 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 가스 치환장치에 관한 부분 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 가스 치환장치에 관한 구성과 치환가스의 흐름을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 가스 치환장치에 관한 구성과 순환가스의 흐름을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 가스치환 방법의 공정을 나타내는 공정도이다.
도 9는 본 발명의 가스치환 방법의 공정을 나타내는 공정도이다.
도 10(a) 및 (b)는 본 발명의 가스 치환장치에 관한 덮개 꼭지의 구조의 구 성을 나타내는 부분 단면도이다.
도 10(a)는 탈착이동기구의 삽입을 나타내는 부분 단면도이다.
도 10(b)는 덮개 꼭지 구조의 동작을 나타내는 부분 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 가스 치환장치에 관한 기본구성을 나타내는 구성도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 가스 치환장치에 관한 기본구성을 나타내는 구성도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 가스 치환장치에 관한 기본구성을 나타내는 구성도이다.
도 14는 본 발명의 제5 실시형태에 따른 가스 치환장치에 관한 기본구성을 나타내는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제6 실시형태에 따른 가스 도입장치에 관한 구성을 나타내는 부분 단면도이다.
도 16은 본 발명의 가스 치환장치에 관한 부분 구성을 나타내는 단면도이다.
도 17은 본 발명의 가스 치환장치에 관한 구성을 나타내는 부분 단면도이다.
도 18은 본 발명의 가스 치환장치에 관한 덮개 꼭지 구조의 구성을 나타내는 부분 단면도이다.
도 19는 본 발명의 가스 치환장치의 가스 도입노즐의 삽입 전·후의 구성을 나타내는 부분 단면도이다.
도 20은 본 발명의 가스 치환장치의 가스 도입노즐의 삽입 전·중·후의 구 성을 나타내는 부분 단면도이다.
도 21은 본 발명의 가스 도입장치의 변형예에 관한 길이가 길고 짧은 가스 도입노즐의 삽입방법을 나타내는 부분 단면도이다.
도 22는 본 발명의 가스치환 방법의 공정을 나타내는 공정도이다.
도 23은 본 발명의 가스치환 방법의 공정을 나타내는 공정도이다.
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 이물이 부착되는 것을 방지할 필요가 있는 재료를 수납한 상태로 수납용기 내부의 가스를 불활성 가스 등으로 치환시키는 것과 함께, 용기 내에 수납되어 있는 반도체 웨이퍼 등의 표면의 청정화를 실시하는 수납용기의 가스 치환장치, 및 그것을 이용한 수납용기의 가스치환 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼의 대구경화가 진행되는 것과 함께, 반도체에 형성되는 가공 패턴의 미세화가 급격하게 진전되고 있다. 이에 따라, 반도체 웨이퍼의 오염방지와 표면의 청정화에 관한 기술적 요구가 더욱 증대되고 있다.
이러한 배경하에서, 반도체 웨이퍼를 수납하여 보관하는 반도체 웨이퍼 수납용기 내에 있어서, 웨이퍼 표면을 청정하게 유지하는 것과 동시에, 표면에 불순물 원소가 흡착되거나, 보관용기 내의 수분이 흡착되거나 하는 것에 의해 발생하는 열화를 방지하기 위한 기술이 개발되어지고 있다.
또한, 근래의 반도체 웨이퍼 수납용기는, 무인으로 제조 가능한 매우 청결한 처리실에서 반도체 웨이퍼를 자동으로 로드/언로드할 수 있도록, 수납용기의 덮개는 기계적으로 개폐 가능한 구조를 갖는다.
또한, 반도체 웨이퍼 수납용기 내부에 불활성 가스를 충전하여, 내부의 반도체 웨이퍼 표면에 형성한 전극의 부식을 방지할 수 있도록 한 수납용기도 이용되게 되었다. 예를 들면, 일본 특개평5－74921호(제4－5 페이지, 도 2)에는, 반도체 웨이퍼 수납용기에 대해, 가스설정장치에 접속 가능한 기밀 유지형 커플러를 장착하고, 이 커플러를 통하여 건조한 청정 공기, 질소 가스, 불활성 가스 등의 충전을 가능하게 한 수납용기 내의 가스치환에 관한 기술이 개시되어 있다.
그러나, 일본 특개평5－74921호에 나타난 종래의 가스 치환장치나 방법은, 수납용기 내부의 공기를 배기하고 나서 가스치환을 실시해야만 하기 때문에, 치환 후의 가스 순도를 높이기 위해서는 배기후의 용기 내로의 도달 진공도를 충분하게 높일 필요가 있어, 일반적으로 다용되고 있는 플라스틱제 수납용기에 있어서는 내압 강도에 대한 과제를 갖는다.
또한, 가스치환전의 용기 내 진공도를 감압상태 정도로 낮게 한 경우, 수납용기를 기밀상태에서 고순도 가스치환을 실시하기 위해서는 충분하게 장시간 동안 가스를 치환해야만 한다는 과제를 갖는다.
또한, 반도체 웨이퍼 상에 이미 흡착되어 있는 수분이나 불순물을 제거하기 위해서는, 수납용기 내에 설치된 가열장치로 수납용기 내부를 가열해야만 하기 때 문에, 플라스틱제 용기를 사용할 수 없게 될 뿐만 아니라, 처리시간이 길어진다고 하는 과제가 있다.
또한, 일본 특개평5－74921호에 개시된 종래의 가스 치환장치나 방법은, 반도체 웨이퍼 수납용기로서 가스 도입구멍을 갖는 것을 이용해야만 하기 때문에, 일반적으로 이용되고 있는 가스 도입구멍이 없는 반도체 웨이퍼 수납용기에 대해서는, 그 가스치환을 실시할 수 없다고 하는 과제를 갖는다.
본 발명의 수납용기의 가스 치환장치는, 가스 도입구멍을 갖는 수납용기본체와 덮개로 이루어지는 수납용기 내에 가스를 치환하는 가스 치환장치에 있어서, 상기 수납용기본체에 가스를 도입하는 가스 도입수단과, 상기 수납용기본체의 가스를 배기하는 가스 배기수단과, 화학 흡착 필터를 통하여 상기 수납용기본체의 가스를 순환시키는 가스 순환수단으로 구성되고, 수납용기 내의 가스의 배기와 도입을 동시에 실시하는 것에 의해 단시간에 고순도의 가스치환을 가능하게 하는 것이다.
또한, 본 발명의 수납용기의 가스 치환장치는, 상기 수납용기의 덮개를 내부에 수납한 상태로 상기 용기본체에 기밀(氣密)하게(기체가 통하지 않게) 장착하여 가스치환 유로와 연통하고, 이러한 기밀상태를 유지하여 상기 덮개를 떼어내어 상기 덮개와 상기 용기본체와의 극간으로부터 내부의 가스를 치환하는 것이다. 상기 덮개와 상기 용기본체와의 극간으로부터 내부의 가스를 치환하는 수단으로서, 가스 도입수단을 이용한다. 이 가스 도입수단은, 상기 수납용기의 용기본체와 덮개와의 극간으로부터 상기 용기본체 내에 삽입되어 상기 용기본체 내로 가스를 도입하는 가스 도입노즐을 갖추도록 구성된다.
본 발명의 수납용기의 가스 치환장치 및 그것을 이용한 가스치환 방법으로는, 단시간에 수납용기 내의 분위기를 목적의 가스로 효율적으로 치환할 수 있는 것과 함께, 치환가스를 순환시키는 것에 의해 반도체 웨이퍼 등의 표면을 청정하게 할 수 있기 때문에, 고집적화에 적합한 반도체 웨이퍼 등의 가공 프로세스를 실현할 수 있다. 또한, 가스치환을 자동화할 수 있기 때문에, 자동화된 로드/언로드 시스템에도 대응할 수 있어, 처리실 내의 오염을 최소한으로 억제할 수 있다.
또한, 기존의 반도체 웨이퍼 수납용기를 그대로 사용할 수 있으며, 특별한 가공이 필요하지 않기 때문에, 일반적으로 널리 사용할 수 있어, 매우 유용한 가스 치환장치 및 방법이라 할 수 있다.
실시형태
이하, 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 실시형태에 대해서 도면을 이용하여 설명한다.
[제1 실시형태］
본 발명의 제1 실시형태에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 내부를 청정하게 유지할 필요가 있는 수납용기로서, 반도체 웨이퍼를 수납하는 반도체 웨이퍼 수납용기를 그 예로 설명한다. 또한 본 발명은, 반도체 웨이퍼에 한정되지 않으며, 보관공간 내를 청정하게 유지할 필요가 있는 IC 등의 정밀부품 등의 수납용기에 대해서도 이용할 수 있다.
도 1은, 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스 치환장치에 관한 바 람직한 형태의 기본구성을 나타내는 구성도이다. 반도체 웨이퍼 수납용기(1)는, 수납용기 본체(2)와 덮개(3)로 구성되고, 용기 내로 대기중의 수분이나 먼지 등이 들어가지 않도록 씰에 의해 밀폐된 밀폐 구조를 갖는다. 그리고, 이 밀폐된 반도체 웨이퍼 수납용기(1) 내에는, 반도체 웨이퍼가 일정한 거리를 유지하며 평행하게 수납된다.
도 1에 나타내는 반도체 웨이퍼 수납용기(1)에 있어서는, 수납용기본체(2)에 치환가스 도입구멍이, 덮개(3)에 치환가스 배출구멍이 설치된다. 또한, 수납용기본체(2)에는, 순환가스 도입구멍과 순환가스 배출구멍이 설치된다. 이들 치환가스 도입구멍과 치환가스 배출구멍은 양자가 모두 수납용기본체(2)에 설치되어도 좋고, 양자가 모두 덮개(3)에 설치되어도 무방하다. 또한, 순환가스 도입구멍과 순환가스 배출구멍은, 양자가 모두 덮개(3)에 설치되어도 무방하다.
배기수단(4)과 상기 치환가스 배출구멍은 가스 배출관으로 결합되고, 배기수단(4)에 의해 반도체 웨이퍼 수납용기(1) 내부의 공기 또는 가스를 배기할 수 있게 된다.
가스 도입수단(5)과 상기 치환가스 도입구멍은 가스도입관으로 결합되고, 가스 도입수단(5)으로부터 반도체 웨이퍼 수납용기(1)의 내부로 가스를 도입할 수 있게 된다.
또한, 순환가스 도입구멍과 순환가스 배출구멍은 순환가스관을 통하여, 가스 순환수단(6)과 결합되어 가스순환경로를 구성한다. 이 가스순환경로에는 화학 흡착 필터(7)가 삽입되고, 순환가스 중에 포함되어 있는 불순물 가스성분을 흡착 여과하 는 작용을 한다. 이 화학 흡착 필터(7)는, 스테인레스 강철 제품의 용기 내에 봉입한 화학 흡착제에 가스를 통과시키는 것에 의해 가스 중의 수분이나 불순물의 제거를 실시한다. 이 화학 흡착제로서는, 표면을 활성화시킨 스테인레스나 니켈 등의 금속재료 망이나, 다공질 유리섬유나, 다공질 알루미나 등의 세라믹 재료가 알려져 있다.
도 1에 나타낸 가스 치환장치를 이용한 가스치환 방법에 대해서 설명한다.
우선, 제1 공정으로서, 반도체 웨이퍼 수납용기(1)를 가스 배기수단(4), 가스 도입수단(5), 가스 순환수단(6)에 접속한다. 그 후, 제２ 공정에서 가스 배기수단(4)을 동작시켜 반도체 웨이퍼 수납용기(1)의 내부에 있는 공기의 배기를 개시한다. 그 후, 제3 공정으로서, 가스 배기수단(4)으로 가스를 배기하면서, 가스 도입수단(5)으로부터 반도체 웨이퍼 수납용기(1)의 내부로 가스를 도입한다.
제3 공정에서 이용하는 가스로서는, 고순도의 건조 질소 가스를 이용한다. 또한, 용기 내의 반도체 웨이퍼의 처리상태에 따라서는, 건조 아르곤 가스 등을 이용하는 경우도 있다. 또한, 저비용화를 목적으로 고순도 건조 질소 가스에 건조 공기 등을 혼합시킨 것을 이용하는 경우도 있은데, 질소 가스는 95% 이상 포함되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제3 공정을 개시하는 시점에서는, 반도체 웨이퍼 수납용기(1)의 내부가 고진공일 필요는 없으며, 감압상태로도 충분하다. 종래의 가스 치환장치의 대부분은 가스 도입구멍과 가스 배출구멍이 함께 있는 폐쇄계의 구조를 취하고 있으며, 상기 제3 공정 전에 반도체 웨이퍼 수납용기(1) 내부의 가스가 잔존하고 있으면 그 것이 치환가스 순도에 영향을 주었다. 그 때문에, 가스치환에는, 적어도 30~60분 이상의 시간을 필요로 했다. 이에 비해, 본 발명에 의한 가스 치환장치는 개방계의 구조를 갖고 있으며, 가스도입과 가스배기를 동시에 실시하는 것에 의해 효율적으로 반도체 웨이퍼 수납용기(1) 내부의 가스가 치환된다.
제3 공정에서 소정시간에 걸쳐 상기 가스도입과 가스배기를 실시한 후, 제4 공정으로서, 가스 도입수단(5)으로부터의 반도체 웨이퍼 수납용기(1)로의 가스도입과, 반도체 웨이퍼 수납용기로부터의 가스 배기수단(4)에 의한 가스의 배기를 정지한다. 제3 공정에 필요한 시간은, 반도체 웨이퍼 수납용기(1)의 용적이나 반도체 웨이퍼의 처리상태에 의존되는데, 60L 정도의 용기라면, 적어도 10~30분 정도의 시간을 요한다.
이어서, 제５ 공정으로서, 가스 순환수단(6)을 이용하여 반도체 웨이퍼 수납용기(1) 내부의 가스를 순환한다. 이 때, 순환가스는 반도체 웨이퍼 표면의 불순물이나 관능기를 제거하는 작용을 갖는다. 이 순환가스는 화학 흡착 필터(7)에 의해 수분이나 불순물 원소가 흡착되어 청정화된다. 이 가스순환의 시간은 5~30분 정도이다.
제3 공정에 있어서 도입하는 가스로서 순도 99.5~99.999% 정도의 고순도 건조 질소 가스를 이용하는 것에 의해, 이 제５ 공정에 의해 반도체 웨이퍼 표면에 흡착되어 있는 수분이나 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 제3 공정에 있어서 도입하는 가스로서, 순도 99% 이상의 고순도 건조 질소 가스에, 순도 99% 이상의 오존 가스 또는 수소 가스 또는 암모니아 가스 또는 이것의 혼합가스로 이루어지는 반응성 가스를 대략 5% 정도 이하로 혼합하는 것에 의해, 제５ 공정에 의한 반도체 웨이퍼 표면에 흡착되어 있는 수분이나 불순물의 제거 효과가 상승하며, 5~10분 정도로 표면 청정화의 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이 제3 공정에서 반응성 가스를 혼합한 건조 질소 가스를 이용하는 경우, 그 반응성 가스가 반도체 웨이퍼 수납용기(1) 내부에 잔류하는 것을 막기 위해, 반응성 가스가 포함되어 있지 않은 고순도 건조 질소 가스를 이용하여 상기 제3 공정에서 제５ 공정까지의 공정을 반복한다.
제５ 공정이 종료되면, 제6 공정으로서, 반도체 웨이퍼 수납용기(1)의 가스 도입구멍, 가스 배출구멍, 순환가스 도입구멍, 및 순환가스 배출구멍을 밀폐한 후, 반도체 웨이퍼 수납용기(1)로부터 가스 배기수단(4)과 가스 도입수단(5)과 가스 순환수단(6)을 떼어내고, 가스 치환공정을 종료한다.
도 2에 본 발명의 가스 치환장치에 관한, 다른 바람직한 형태의 구성도를 나타낸다. 도 2에 있어서, 도 1과 동일한 작용을 하는 요소에는 동일한 부호를 사용한다. 도 2에 있어서, 반도체 웨이퍼 수납용기(1)는, 덮개(3)가 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(8)의 가스치환 유로 내부에 모두 수납되도록 장착된다. 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(8)은, 반도체 웨이퍼 수납용기(1)를 수납용기본체(2)에 밀폐하도록 장착된다. 수납용기본체(2)와 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(8)과의 접합면에 기밀 유지용의 씰을 배치하여, 이것들을 기계적으로 내리누른다.
반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(8)은, 수납용기본체(2)와 연결된 상태에서 덮개(3)가 자유롭게 개폐 가능할 만큼의 공간을 가지며, 이 공간은 외부 환경으로 부터 밀폐된 가스유로의 일부를 구성한다.
수납용기본체(2)와 덮개(3)는, 덮개 꼭지 구조에 의해 결합된다. 이 덮개 꼭지 구조를 사람의 손 또는 기계로 해제하는 것에 의해, 수납용기본체(2)와 덮개(3)를 분리할 수 있다.
도 2에 있어서는, 가스 도입구멍은 수납용기본체(2)에 설치되고, 가스 도입수단(5)과 결합되어 있다. 한편, 가스 배출구멍은 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(8)에 설치되어 있으며, 가스 배기수단(4)과 연결된다. 또한, 순환가스 도입구멍은 수납용기본체(2)에 설치되어 있는 가스 도입구멍과 연결되며, 순환가스 배출구멍은 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(8)에 설치된다. 그리고, 이들 순환가스 도입구멍과 순환가스 배출구멍은 가스 순환수단과 결합되어, 가스 순환경로를 구성한다. 이 가스 순환경로 내에는, 도 1에서 설명한 화학 흡착 필터(7)가 장착된다.
이하, 도 2에 나타낸 가스 치환장치를 이용한 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스치환 방법에 대해서 설명한다. 이 가스치환 방법에서, 도 1의 경우에서의 설명과 차이를 갖는 점은, 제1 공정으로서, 반도체 웨이퍼 수납용기(1)를 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(8)에 장착한 것이다. 그리고, 제２ 공정으로서 반도체 웨이퍼 수납용기(1)를 가스 도입수단(5)에 접속한다. 가스 배기수단(4)은 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(8)에, 가스 순환수단(6)은 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(8)과 가스 도입수단(5)에 미리 장착되어 있기 때문에, 다시 장착할 필요는 없다.
다음으로, 제3 공정으로서, 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(8)의 가스유로 내부에서 덮개(3)를 수납용기본체로부터 떼어낸다. 즉, 수납용기본체(2)와 덮개(3) 를 결합하고 있는 덮개 꼭지 구조를 사람의 손 또는 기계로 해제하는 것에 의해, 수납용기본체(2)와 덮개(3)를 분리한다. 덮개 꼭지 구조를 사람의 손으로 해제하는 경우, 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(8)은 글로브 박스의 기능을 갖지며, 덮개 꼭지 구조의 해제와, 수납용기본체(2)와 덮개(3)와의 분리를 가스유로의 기밀성을 유지한 채로 실시할 수 있게 된다.
가스치환 후의 공정은, 도 1을 이용하여 설명한 제２ 공정 내지 제５ 공정과 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다. 그리고, 제6 공정으로서, 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(8)의 내부에서, 가스유로의 기밀성을 유지하면서 사람의 손 또는 기계적으로 수납용기본체(2)와 덮개(3)를 밀착하고, 덮개 꼭지 구조를 잠가 결합시킨다.
제7 공정으로서, 수납용기본체(2)의 가스 도입구멍을 밀폐하고 나서, 가스 도입수단(5)을 수납용기본체(2)로부터 떼어내고, 반도체 웨이퍼 수납용기(1)를 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(8)으로부터 떼어내어 가스 치환공정을 종료한다.
이어서, 도 3에 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스 치환장치에 관한 다른 바람직한 형태를 나타내는 구성도를 나타낸다. 도 3에 나타내는 바람직한 형태는, 반도체 웨이퍼 수납용기(1)의 수납용기본체(2)로부터 덮개(3)를 기계적으로 탈착하는 덮개 탈착수단(12)과 그것을 제어하기 위한 덮개탈착 제어수단(13)을 갖는다.
수납용기본체(2)와 덮개(3)는 덮개 꼭지 구조로 고정된다. 반도체 웨이퍼 수납용기(1) 내부에 수납되어 있는 반도체 웨이퍼를 처리실로 자동적으로 로드 또는 언로드할 수 있도록, 덮개 꼭지 구조는 외부로부터 기계적으로 탈착할 수 있도록 되어 있다.
덮개 꼭지 구조의 구성에 관한 일례를 도 10(a) 및 (b)에 나타낸다. 도 10(a)에 나타낸 바와 같이, 덮개 꼭지 구조는, 평행이동하여 수납용기본체(2)에 설치된 결합구멍에 삽입되는 슬라이드 구조(183)와, 외주부에 핀(182)이 형성되고 회전중심에 덮개 탈착수단의 장착구조(180)를 갖는 회전이 자유로운 원판 구조(181)와, 상기 슬라이드 구조의 이동을 가이드하는 가이드 구조(183)로 이루어진다. 가이드 구조(178)는, 원판 구조(181)의 누름부로도 기능한다. 슬라이드 구조(178)는 상기 원판 구조의 외주부에 설치된 핀(182)으로 회전이 자유로운 구멍(184)을 통하여 끼워넣어진다. 또한, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(173)의 선단에는 직방체 형상의 장착부(175)가 가공되어 있고, 가이드 구조(179)로 개구된 직방체의 구멍을 통하여 덮개 탈착수단의 장착구조(180)로 개구된 직방체의 구멍에 삽입되게 된다.
장착부(175)를 덮개 탈착수단의 장착구조(180)에 삽입한 후, 도 10(b)의 화살표(185) 방향으로 덮개 꼭지 구조 탈착기구(173)를 회전하면, 그 동작에 따라 원판구조(181)가 회전한다. 이 원판구조(181)의 회전에 따라, 구멍(184)에 삽입된 핀도 동시에 회전하고, 슬라이드 구조(178)는 화살표(186)의 방향으로 평행 이동한다. 그 결과, 슬라이드 구조(183)의 선단이 결합구멍에 삽입되고, 수납용기본체와 덮개가 결합한다. 수납용기본체와 덮개를 분리할 때는, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(173)를 역방향으로 회전시키면 된다. 또한, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(173)의 회전에 따라, 그 선단의 장착부(175)가, 덮개 유지기구(180)와 가이드 구조(178)와의 사이에서 지지되어, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(173)와 덮개가 결합·유지된다. 덮개 탈착수단의 제어는 덮개탈착 제어수단에 의해 실시한다.
한편, 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(8)은, 수납용기본체 장착수단(9)과 먼지 수집수단(10)으로 구성된다. 먼지 수집수단(10)은 먼지 수집벽으로 둘러쌓여지며, 덮개(3)를 모두 내부에 수납하는 공간이 되는 먼지 수집실로 구성된다. 수납용기본체(2)는 기밀 유지용의 씰을 통하여 먼지 수집벽에 밀착되어 장착된다. 수납용기본체 장착수단(9)은, 용수철 구조를 이용하여 수납용기본체(2)를 먼지 수집벽으로 내리눌러 기밀하게 고정한다.
덮개 탈착수단(12)은, 먼지 수집수단(10)의 내부에 덮개를 탈착시키는 기구를 가지며, 상기에서 설명한 것처럼 덮개(3)에 설치되어 있는 덮개 꼭지 구조의 탈착을 기계적으로 실시한다.
도 3에 나타내는 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스 치환장치는, 도 2에 나타낸 바람직한 형태와 동일하게, 배기수단(4)이 먼지 수집수단(10)에 연결되고, 가스 도입수단(5)은 수납용기본체(2)에 연결된다. 또한, 가스 순환수단(6)은 먼지 수집수단(4)과 가스 도입수단(5)에 연결되고, 가스 순환수단(6)을 통하여 반도체 웨이퍼 수납용기(1) 내부의 가스를 순환시키게 된다.
가스 배기수단(4)은, 먼지 수집필터(14)와 배기펌프(15)와 제3 밸브(19)와 제4 밸브(20), 및 제５ 밸브(21)로 구성된다. 이들 요소는, 가스유로를 형성하는 가스관으로 결합된다. 배기펌프(15)는, 통상의 기름 회전펌프를 이용할 수 있다. 도에서는 나타나고 있지 않지만, 기름 회전펌프를 이용하는 경우는, 오일 미스트에 의해 클린룸 내를 오염하지 않도록, 기름 회전펌프로부터의 배기는 배기덕트에 밀폐되어 배출된다. 또한, 먼지 수집필터(14)는, 상기 화학 흡착 필터와 동일하게, 서브미크론의 망 또는 다공질 구조를 갖는 필터에 의해 배기가스에 포함되는 마이크로 먼지를 여과·흡착하여 제거하게 되는데, 화학 흡착 필터에 요구되는 것과 같은 수분이나 불순물에 대한 흡착 활성은 요구되지 않는다.
제3 밸브(19), 제4 밸브(20), 및 제５ 밸브(21)를 개폐하는 것에 의해, 가스유로의 관련 패턴을 변경한다. 즉, 제4 밸브(20)를 닫고, 제５ 밸브(21)를 여는 것에 의해 배기수단(4)과 먼지 수집수단(10)의 가스유로가 연결된다. 또한, 제５ 밸브(21)와 제3 밸브(19)를 닫은 상태로 배기펌프(15)를 작동하는 것에 의해, 제５ 밸브(21)로부터 배기펌프(15)와의 사이의 가스유로 내의 대기를 제거할 수 있다. 그 후, 제５ 밸브(21)을 여는 것에 의해, 배기수단(4) 내로 대기가 혼입하는 것을 막을 수 있다. 또한, 배기펌프를 정지시키는 경우는, 제５ 밸브(21)를 닫고 나서 제3 밸브(19)를 열고 배기펌프(15) 직전의 가스유로를 대기압으로 하고 나서 정지시킨다. 이와 같은 작동에 의하면, 배기펌프 내의 오일이나 먼지를 가스유로 내로 역류시켜 오염시키는 일 없이 배기펌프(15)를 정지시킬 수 있다.
가스 도입수단(5)은, 제1 밸브(17)와 제２ 밸브(18)와 가스관으로 구성된다. 가스 도입수단(5)에는, 가스 공급수단(11)이 접속된다. 가스 공급장치(11)는 고압 가스실린더나 클린룸에 설치된 가스공급관 등이다. 제1 밸브(17)와 제２ 가스밸브(18)를 열린 상태로 하는 것에 의해, 가스 공급수단(11)과 수납용기본체(2)와의 가스유로가 연결된다. 복수 종류의 가스를 가스 도입수단(5)에 공급하는 경우, 가스 공급수단(11)은 복수의 고압 가스실린더 또는 가스 공급관으로 구성된다.
가스 순환수단(6)은, 순환펌프(16)와 화학 흡착 필터(7)와 먼지 수집필터(14)와 제２ 밸브(18) 및 제4 밸브(20)로 구성된다. 이들 요소는 가스유로를 형성하는 가스관으로 결합된다. 도 3에 나타내는 실시형태에서는, 가스 순환수단(6)은 가스 배기수단(4) 및 가스 도입수단(5)과 결합되고, 이것들과 먼지 수집필터(14), 제２ 밸브(18), 제4 밸브(20)를 공유한다. 제1 밸브(17)와 제５ 밸브(21)를 닫고, 제4 밸브(20)를 여는 것에 의해, 수납용기본체(2)와 먼지 수집수단(10)에 대해 가스순환경로를 형성한다. 즉, 제4 밸브(20)와 제５ 밸브(21)는, 개폐되는 것에 의해 배기수단과 가스 순환수단과의 가스흐름이 변경하는 가스흐름 변환수단(22)이 된다.
도 3에 나타낸 반도체 웨이퍼의 가스 순환장치에 관한 먼지 수집수단 근방의 상세한 구성 단면도를 도 4(a) 및 (b)에 나타낸다. 도 4(a)는, 수납용기본체와 덮개가 덮개 꼭지 구조로 결합되어 있는 상태를 나타내는 부분 단면도이다. 수납용기본체(101)와 덮개(102)로 이루어지는 반도체 웨이퍼 수납용기는, 기밀 유지용 씰(103)로 밀착되어 장착되며, 그 내부에는 반도체 웨이퍼(100)가 수납된다. 이 기밀 유지용 씰(103)로서는, 이른바 O링으로 불리는 고무계 수지나 실리콘계 수지로 형성된 탄성 구조체가 일반적으로 이용된다.
덮개(102)에는, 슬라이드 구조(108)와 원판구조(109)로 이루어진 덮개 꼭지 구조가 설치된다. 또한, 원판구조(109)의 회전중심에는 덮개 유지기구(110)가 설치된다. 상술한 것처럼, 이 슬라이드 구조(108)는, 원판구조(109)의 외주에 설치된 핀에 회전이 자유로운 구멍을 통하여 장착되고, 원판구조(109)의 회전에 따라 평행 이동한다. 원판구조(109)의 회전 중심 근방에 설치된 덮개 유지기구(110)는, 직방체가 삽입되는 구멍 또는 홈 구조를 갖는다. 이 덮개 유지기구(110)에 대해, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(114)의 선단에 가공된 직방체 구조를 삽입하여 덮개(102)를 유지할 수 있게 한다. 또한, 슬라이드 구조(108)의 단부는 수납용기본체(101)에 형성된 결합구멍(101A)에 삽입되고, 수납용기본체(101)와 덮개(102)를 결합한다.
덮개 탈착기구는, 가스유로 형성기구(111)와, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(114)와, 탈착이동기구(112)로 구성된다. 도 4에 나타내는 예에서는 가스유로 형성기구(111)와 탈착이동기구(112)는 일체적으로 만들어져 있으며, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(114)는 가스유로 형성기구(111)와 탈착이동기구(112)의 내부에서 회전 가능하게 장착된다. 또한, 탈착이동기구(112)는, 먼지 수집벽(104)으로 개구된 포트를 통하여, 먼지 수집실(107) 내부에서 평행 이동할 수 있게 된다. 이 포트에는 기밀유지용의 씰(115)이 장착되어 있기 때문에, 탈착이동기구(112)의 이동으로 인해 먼지 수집실(107) 내부의 가스가 밖으로 새거나 하지 않는다.
먼지 수집벽(104)과 수납용기본체(101)는, 수납용기본체 장착수단(106)으로 밀착되어 장착된다. 이 때, 기밀유지용의 씰(105)은, 장착부분으로부터 가스가 새는 것을 방지하는 역할을 한다.
수납용기본체(101)가 먼지 수집벽(104)에 장착되면, 덮개 탈착기구가 이동되어 덮개(102)에 가까워지고, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(114)의 직방체에 가공된 선단이 덮개 유지기구(110)에 삽입되어 정지한다. 이 때, 가스유로 형성기구(111)와 덮개(102)와의 사이에는 소정의 간극이 형성되게 된다. 이 간극은 가스유로 형성기구(111)의 주연부분에서는 넓고, 그 이외의 부분에서는 좁아지도록 형성된다. 이 가스유로 형성기구(111)의 주연부에서 형성되는 간극을 펌프실(116), 그 이외의 중앙 부분의 간극을 통풍간극(117)이라고 한다. 구체적으로는, 펌프실(116)의 간극은 10~20㎜ 정도이고, 그 이외의 부분의 간극은 1㎜ 정도 또는 그 이하이다. 펌프실(116)의 체적이 그 이외의 간극 공간의 체적에 비해 충분하게 크도록 형성되어 있으면 된다.
한편, 가스유로 형성기구(111)의 중심 근방에는, 통풍간극(117)과 먼지 수집실(107)에 연통한 연통구멍(113)이 형성되어 있다. 이 연통구멍(113)의 지름은, 통풍간극(117)측으로부터 먼지 수집실(107)측으로 향하는 방향으로 커지도록 형성된다. 도 4에서는 연통구멍(113)의 수가 1개인 경우를 나타내었는데, 연통구멍(113)을 복수개 설치해도 무방하다.
도 4(b)는, 수납용기본체와 덮개가 분리되어 있는 상태를 나타낸 부분 단면도이다.
덮개 유지기구(110)에 삽입된 덮개 꼭지 구조 탈착기구(114)를 화살표(118) 방향으로 회전시키면, 그것에 따라 원판구조(109)도 회전하고, 원판구조(109)의 외주에 설치된 핀에 회전이 자유로운 구멍을 통하여 장착된 슬라이드 구조(108)가 평행이동하고, 도에 나타낸 것과 같이, 결합구멍(101A)로부터 빠진다. 이것으로 수납용기본체(101)와 덮개(102)가 분리된다.
그리고, 탈착이동기구(112)가, 덮개(102)와 덮개 꼭지구조 탈착기구(114)와 가스유로 형성기구(111)를 함께 화살표(119)의 방향으로 평행 이동시키는 것에 의해, 수납용기본체(101)와 덮개(102)와의 사이의 씰을 찢고, 이들 사이에 간극을 형성한다. 이 간극이 가스치환시 또는 가스순환시의 가스유로를 형성한다.
또한, 도 4(b)로부터 알 수 있듯이, 이 덮개(102)가 이동하여도 펌프실(116) 및 통풍간극(117)의 간극 치수에는 변화가 없다.
도 5에 본 발명의 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스 치환장치에 관한 다른 바람직한 형태의 부분 단면도를 모식적으로 나타낸다. 이 바람직한 형태에 있어서는, 덮개 탈착기구의 일부를 구성하는 덮개 꼭지 구조 탈착기구와 탈착이동기구가 1개의 회전이동축(114)으로 겸용된다. 이러한 구조로 하는 것에 의해, 덮개 탈착기구의 구조를 현저하게 간단화할 수 있다. 이 회전이동축(114)은 베어링(120 및 121)으로 지지된다. 베어링(120)으로서는, 통상의 볼베어링 등을 이용해도 좋지만, 먼지나 오일 미스트 등이 발생하여 가스유로 내를 오염시킬 염려가 있다. 여기서, 베어링(120 및 121)으로서는, 접동성이 우수하고, 먼지나 오일 미스트의 발생이 없는 불소 함유 고분자 베어링을 이용하는 것이 바람직하다. 그 구체적인 재료로서는, 테플론(상품명：듀퐁사)이 알려져 있다.
베어링(120)은 가스유로 형성기구(111)에 장착되어 있고, 회전이동축(114)을 회전 가능하게 지지하는데, 빠지는 것을 방지하기 위해서 스토퍼(122)가 형성된다. 한편, 베어링(121)은 먼지 수집벽(104)에 장착되고, 회전이동축(114)을 회전 가능하게, 또한 평행이동 가능하게 지지한다. 이 회전이동축(114)을 가스유로 형성기구(111)의 2개소 이상의 장소에 구비하는 것에 의해, 가스유로 형성기구(111)를 회전 시키는 일 없이 회전이동축(114)만을 화살표(118) 방향으로 회전시킬 수 있게 된다. 또한, 회전이동축(114)을 화살표(119)의 방향으로 이동시키는 것에 의해, 회전이동축(114)과 가스유로 형성기구(111)를 먼지 수집실(107) 내부에서 이동시키는 것이 가능하게 된다.
도 3에 나타낸 본 발명의 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스 치환장치를 이용한 가스치환 방법에 대해서 설명한다. 도 8은, 도 3에 나타낸 본 발명의 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스치환 방법을 나타내는 공정도이다. 이 공정에 대해서는, 도 3에 나타낸 본 발명의 가스 치환장치의 상세한 단면도를 이용, 가스유로를 나타내는 도 6, 도 7 및 도 8을 참조하면서 설명하기로 한다.
우선, 최초 공정은, 덮개가 먼지 수집실 내에 들어가도록 하고, 반도체 웨이퍼 수납용기를 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단에 기밀하게 장착하는 용기 장착공정(201)이다. 이 때 도 6에 나타낸 것과 같이, 수납용기본체(101)와 덮개(102)는 기밀 유지용 씰(103)로 밀폐된다. 수납용기 내부에는 반도체 웨이퍼(100)가 평행하게 늘어놓아지며 통상 25개 수납된다. 이 용기 장착공정(201)은, 수납용기본체 장착수단(106)을 이용하여 수납용기본체(101)를 먼지 수집벽(104)에 설치된 기밀 유지용 씰(105)에 기계적으로 미는 것에 의해 밀착 고정하는 공정이다.
다음으로, 수납용기본체의 가스 도입구멍과 가스 도입수단을 결합하는 가스 도입수단 결합공정(202)을 실시한다. 이것은, 도 6에 있어서, 수납용기본체(101)에 설치되어 있는 가스 도입구멍(126)에, 제1 밸브(131)와 제２ 밸브(132) 및 가스도입관(137)으로 이루어지는 가스 도입수단을 결합하는 공정이다. 수납용기본체(101) 에 설치되어 있는 가스 도입구멍(126)과 가스 도입수단은 기밀 유지형 커플러(125)에 의해 결합된다. 이 기밀 유지형 커플러(125)는, 수형[雄型(웅형)]과 암형[雌型(자형)]으로 구성되며, 가스 도입구멍(126)에는 기밀 유지 커플러의 수형이, 가스 도입수단에는 암형이 미리 장착되어 있다. 따라서, 수납용기본체(101)와 가스 도입수단과의 결합은, 이 수형에 암형을 삽입하는 것으로 충분하다. 삽입 전에는 기밀 유지형 커플러의 수형은 반도체 웨이퍼 수납용기의 기밀을 유지하고 있지만, 이 삽입에 의해 수납용기본체(101)와 가스 도입수단과의 사이에 가스유로를 형성한다.
다음의 공정은, 가스유로 형성기구와 덮개 꼭지 구조 탈착기구를 함께 이동시켜 상기 덮개에 근접시키고, 상기 덮개 유지기구로 덮개를 결합하여 유지하는 덮개 유지공정(203)이다. 구체적으로는 도 6에 있어서, 가스유로 형성기구(111)와 덮개 꼭지 구조 탈착기구(114)를 탈착이동기구(112)에 의해 함께 덮개(102)에 근접시켜 이동시키고, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(114)의 선단을 덮개 유지기구(110)에 삽입하여 덮개를 유지한다. 이 탈착이동기구(144)는, 먼지 수집벽(104)의 외부에 설치된 탈착 구동 기구(140) 내부에 있는 모터 등의 구동원으로부터의 힘이 전달되어 구동된다. 이 탈착 구동 기구(140) 내부의 구동원은, 탈착 구동 제어기구(141) 내부의 제어 회로에 의해 제어된다.
다음으로, 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해, 수납용기본체와 덮개를 결합하는 덮개 꼭지 구조를 작동시켜, 수납용기본체와 덮개를 분리하는 덮개 분리공정(204)을 실시한다. 구체적으로는 도 6에 있어서, 탈착 구동 기구(140)에 의해 덮개 꼭지 구조 탈착기구(114)를 회전시켜 덮개 꼭지 구조를 떼어낸 후, 다시 탈착 구동 기구(140)를 이용하여 탈착이동기구(112)를 이동시키고, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(114)와 가스유로 형성기구(111)와 덮개 유지기구(110)에 의해 유지되고 있는 덮개(102)를 동시에 이동시켜 수납용기본체(101)와 덮개(102)를 분리하는 공정이다. 이 수납용기본체(101)와 덮개(102)의 분리에 의해, 기밀 유지용 씰(103)과 덮개(102) 사이에 간극이 생기고, 수납용기본체(101)와 먼지 수집실(107)과의 사이가 가스유로에 의해 결합된다.
다음으로, 배기수단에 의해 먼지 수집실 내를 배기하여 감압하는 감압공정(205)을 실시한다. 구체적으로는 도 6에 있어서, 우선 제５ 밸브(135)와 제3 밸브(133)를 닫고, 배기 펌프(127)에 의해 배기관(138) 내부를 탈기한다. 이 때, 제4 밸브(134)는 닫혀진 상태가 된다. 그 후, 제５ 밸브(135)를 열어 먼지 수집실(107)의 공기를 배기한다. 이 때, 수납용기본체(101)와 덮개(102)는 분리되어 있기 때문에, 수납용기본체(101) 내부 공기도 동시에 배기되게 된다.
다음으로, 배기수단에 의해 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 수납용기본체의 가스 도입구멍으로부터 가스 도입수단을 이용하여 수납용기본체에 가스를 도입하는 가스 치환공정(206)을 실시한다. 가스 치환공정(206)을, 구체적으로 도 6을 이용하여 설명한다. 가스 도입수단에는, 가스 공급원(123)과 감압 밸브(124)와 가스 공급관(136)으로 이루어지는 가스 공급수단이 결합된다. 가스 공급원인 고압 가스 실린더나 클린룸 내의 가스 배관은, 대략 7kg/㎠의 고압 상태가 된다. 이것을 감압 밸브(124)에 의해 적절한 공급 가스압인, 예를 들면 1.2~1.5kg/㎠로 조절한 후, 제1 밸브(131)와 제２ 밸브(132)를 여는 것에 의해, 수납용기본체(101)에 가스 를 도입한다. 이 가스 치환공정(206)은 감압공정(205)을 시작한 후, 즉시 개시한다. 감압공정(205)에 의해 수납용기본체(101)와 먼지 수집실(107)의 내부를 고진공 상태로 감압하고 나서, 이 가스 치환공정(206)을 실시하는 것이 바람직한데 이를 위해서는 내압 특성이 뛰어난 반도체 웨이퍼 수납용기를 이용할 필요가 있다. 일반 반도체 웨이퍼 수납용기는 플라스틱 재료로 형성되기 때문에, 감압공정(205)에서 고진공 상태로 하는 것은 용기의 내압 특성상 바람직하지 않다.
이 도입하는 가스는, 95% 이상의 순도를 갖는 건조 질소 가스, 원한다면 순도 99.9~99.999% 이상의 건조 질소 가스를 공급한다. 이 공급된 건조 가스는, 수납용기본체(101)에 수납된 반도체 웨이퍼(100)의 사이를, 층류형으로 흐르고, 수납용기본체(101)와 덮개(102)와의 간극을 통과하여 도 4(a)와 (b)에 나타낸 펌프실 내에 유입된다. 이 펌프실을 형성하는 것에 의해, 수납용기본체(101)와 덮개(102)로 형성되는 간극의 유로 저항이 감소되고, 동시에, 수납용기본체(101) 내부와 비교하여 펌프실이 감압 상태로 되기 때문에, 이 간극을 흐르는 가스는 세게 펌프실로 유입된다. 이것에 의해, 수납용기본체(101)와 덮개(102)와의 간극에 부착되어 있던 마이크로 먼지가 날려 제거되고 표면이 청정화된다. 또한, 이 과정이 진행되면, 이어서 펌프실의 가스압이 점차 높아진다. 먼지 수집실(107)의 용적은 펌프실에 비해 충분히 크기 때문에, 먼지 수집실(107) 내부의 압력은 펌프실에 비해 낮다. 그 때문에, 펌프실의 가스와 마이크로 먼지는, 도 4(a)와 (b)에 나타내는 가스유로 형성기구(111)와 먼지 수집벽(104)의 간극 및 통풍 간극으로부터 먼지 수집실(107) 내부에 배출된다. 통풍 간극을 통과하는 가스는, 가스유로 형성기구(111)에 개구된 연통구멍(113)을 통과하여 먼지 수집실(107)에 배기된다. 이 연통구멍(113)은, 통풍 간극으로부터 먼지 수집실(107)을 향하는 방향으로 지름이 커지도록 형성되어 있으며, 그 결과 유로 저항은 감소하고, 통풍 간극을 통과하는 가스는 감속되지 않고 흐른다. 그 결과, 이 통풍 간극을 흐르는 가스흐름은 덮개(102)의 표면에 부착되어 있던 마이크로 먼지를 제거하여 청정화하는 작용을 하게 된다.
먼지 수집실(107)에 유입한 가스와 마이크로 먼지는, 먼지 수집 필터(130)로 여과되고, 제５ 밸브(135)와 배기관(138)을 통과하여 배기 펌프(127)에 의해 장치 밖으로 배기된다. 이 가스 치환공정(206)에 있어서의 가스의 흐름을 도 6에 화살표로 나타낸다.
이 가스 치환공정(206)은, 치환가스 유로 내의 가스 순도가 충분히 높아지고, 또한, 먼지 수집실(107) 내의 마이크로 먼지가 먼지 수집 필터(130)로 충분히 흡착 여과될 때까지 실시한다. 충분한 시간 동안 가스치환을 실시한 후, 제1 밸브(131)와 제５ 밸브(135)를 연달아 닫고, 제3 밸브(133)을 열어 배기구(123A)로부터 배기관으로 대기를 넣으면서, 배기 펌프(127)을 정지시켜 가스 치환공정(206)을 종료한다.
반도체 웨이퍼 수납용기 내부를 감압 상태로 보관하고 싶은 경우는 제1 밸브(131)을 먼저 닫고, 반도체 웨이퍼 수납용기 내부를 가압 상태로 보관하고 싶은 경우는, 제５ 밸브(135)를 먼저 닫으면 된다. 또한, 보관 가스압을 제어하고 싶은 경우는, 가스유로의 적절한 장소, 예를 들면, 먼지 수집벽(104)에 진공 게이지를 설치하고, 가스유로 내부의 가스압을 계측하면서 밸브의 개폐를 실시할 수 있다. 이 러한 밸브의 개폐 조작의 자동화는, 도 중의 밸브와 같은 전기적으로 개폐 동작이 가능한 전자(電磁) 밸브 등을 이용하고, 도시하고 있지 않는 제어 회로에 의해 이들의 전자 밸브의 개폐를 제어하는 것에 의해 실시할 수 있다.
다음으로, 수납용기본체와 먼지 수집수단, 및 수납용기의 가스 도입구멍에 차례대로 가스를 순환시키는 가스 순환공정을 실시한다. 이 공정은, 도 7의 제4 밸브(134)를 열고, 순환펌프(128)를 작동시켜 가스를 순환시키는 공정이다. 이 공정에 의해, 가스 치환공정(206)으로 치환된 건조 가스는, 순환펌프(128), 가스도입관(137), 제２ 밸브(132), 가스 도입구멍(126), 수납용기본체(102), 먼지 수집실(107), 먼지 수집 필터(130), 제4 밸브(134), 화학 흡착 필터(129), 순환가스관(139)을 차례로 흐르는 가스순환경로를 형성한다. 이 가스 순환공정(207)에 의해, 반도체 웨이퍼(100)의 표면에 흡착되어 있던 불순물이나 수분이 순환가스에 의해 제거되고, 화학 흡착 필터(129)로 여과되기 때문에, 반도체 웨이퍼(100) 표면의 클리닝을 실시할 수 있다. 또한, 도 7에 나타내는 구성에서는, 이 가스순환경로 내에 먼지 수집 필터(130)가 포함되어 있기 때문에, 가스 순환 중에 있어서도 마이크로 먼지가 순환가스 중에 포함되는 경우는 여과되어 청정화된다. 가스 순환공정에 있어서의 가스의 흐름을 도 7의 화살표로 나타낸다. 이 가스 순환공정(207)을 소정의 시간 동안 실시한 후, 순환펌프(128)를 정지시키고, 제4 밸브(134)를 닫아 가스 순환공정을 종료한다.
다음으로, 덮개 꼭지 구조 탈착기구와 가스유로 형성기구를 함께 이동시켜 덮개를 수납용기본체에 삽입하고, 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해 덮개 꼭지 구조 를 작동하여 수납용기본체와 덮개를 결합시키는 덮개 장착 공정(208)을 실시한다. 이것은, 덮개 분리공정(204) 및 덮개 유지공정(203)에 대한 역의 공정이다. 즉, 도 7에 있어서, 탈착이동기구(112)에 의해 덮개 꼭지 구조 탈착기구(114)와 가스유로 형성기구(111) 및 덮개(102)를 이동시키고, 덮개(102)를 수납용기본체(101)에 밀착시켜, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(112)를 회전시켜 덮개 꼭지 구조를 결합구멍에 삽입하고, 수납용기본체(101)와 덮개(102)를 기밀하게 결합한다. 그 후, 탈착이동기구(112)에 의해 덮개 꼭지 구조 탈착기구(114)와 가스유로 형성기구(111)를 이동시켜 덮개 유지기구로부터 덮개 꼭지 구조 탈착기구를 떼어낸다.
다음으로, 수납용기본체의 가스 도입구멍으로부터 가스 도입수단을 떼어내는 가스 도입수단 분리공정을 실시한다. 이것은 기밀 유지형 커플러(125)의 수형과 암형을 떼어내는 것에 의해 용이하게 실시할 수 있다.
마지막으로, 반도체 웨이퍼 수납용기를 먼지 수집수단으로부터 떼어내는 용기 분리공정(210)을 실시하여 본 발명의 가스치환 방법을 종료한다.
또한, 반도체 웨이퍼 표면의 청정도를 보다 단시간에 향상시키기 위해서, 도 8에 있어서의 감압공정(205)과 가스 순환공정(206)과의 사이에, 클리닝 가스 치환공정과 클리닝 가스 순환공정을 추가할 수 있다. 이 경우에 있어서의 본 발명의 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스치환 방법의 공정도를 도 9에 나타낸다. 이 공정은 기술한 것처럼, 치환가스로서 건조 질소 가스 중에 대략 5% 이하의 반응성 가스를 혼합한 것을 이용하여, 도 8에 나타낸 가스 치환공정(206)과 가스 순환공정(207)을 실시하는 공정이다. 이 공정을 추가하는 것에 의해, 이 공정을 추가하지 않은 경우 에 비해 보다 단시간으로 반도체 웨이퍼 표면의 청정화 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 9에 나타낸 것과 같이 클리닝 가스 치환공정(211)과 클리닝 가스 순환공정(212)을 실시하는 것에 의해, 반도체 웨이퍼 수납용기 내부에 반응성 가스가 잔류하게 되고, 경시적으로 웨이퍼 표면을 손상하는 경우가 있기 때문에, 이어서 질소 가스 치환공정(213)과 질소 가스 순환공정(214)을 실시한다. 이것은, 클리닝 가스 치환공정(211)과 클리닝 가스 순환공정(212)과 동일한 공정으로, 사용하는 가스는 반응성 가스를 포함하지 않는 순도 95% 이상의 건조 질소 가스를 이용한다. 이 질소 가스 치환공정(213)과 질소 가스 순환공정(214)을 실시하는 것에 의해, 웨이퍼 표면을 손상시키는 일 없이 반도체 웨이퍼 수납용기 내에 장시간 웨이퍼를 보관을 할 수 있다.
도 8에 나타낸 본 발명의 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스치환 방법을 실시하는 경우, 가스 공급수단은 반응성 가스를 공급하는 제1 가스 공급수단과 질소 가스를 공급하는 제２ 가스 공급수단을 이용한다. 제1 가스 공급수단으로부터 공급되는 반응성 가스는, 적어도 오존 가스 또는 수소 가스 또는 암모니아 가스 중 어느 하나의 성분을 포함하는 반응성 가스를 약 5% 이하의 비율로 질소 가스에 혼합한 것을 이용할 수 있다. 또한, 제1 가스 공급수단은 적어도 오존 가스 또는 수소 가스 또는 암모니아 가스 중 어느 하나의 성분으로 이루어지는 반응성 가스이며, 이 반응성 가스를 제２ 가스 공급수단으로부터의 질소 가스에 소정의 비율로 혼합시켜 이용하여도 무방하다. 제1 가스 공급수단과 제２ 가스 공급수단을 이용하여 가스를 혼합하는 경우는, 가스 유량계를 이용하여 가스 혼합 비율을 조절한다.
또한, 클리닝 가스 치환공정(211)과 클리닝 가스 순환공정(212)에서 이용하는 반응성 가스가 미량이거나, 반응성이 낮은 경우는, 질소 가스 순환공정(214)을 생략할 수 있다.
이상 설명한 것처럼, 본 발명의 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스 치환장치 및 그것을 이용한 가스치환 방법은, 단시간에 반도체 웨이퍼 수납용기 내의 분위기를 목적의 가스로 치환할 수 있는 것과 함께, 치환가스를 순환시키는 것에 의해 반도체 웨이퍼 표면을 청정하게 할 수 있기 때문에, 고집적화에 적합한 반도체 웨이퍼의 가공 프로세스를 실현할 수 있다. 또한, 가스치환을 자동화할 수 있기 때문에, 자동화된 로드/언로드 시스템에도 대응할 수 있어, 클린룸 등의 처리실 내의 오염도 최소한으로 억제할 수 있다.
본 실시형태의 수납용기의 가스 치환장치는, 가스 도입구멍을 갖는 수납용기본체와 덮개로 이루어지는 수납용기 내에 가스를 치환하는 가스 치환장치로서, 상기 수납용기본체에 가스를 도입하는 가스 도입수단과, 상기 수납용기본체의 가스를 배기하는 가스 배기수단과, 화학 흡착 필터를 통하여 상기 수납용기본체의 가스를 순환시키는 가스 순환수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 치환장치이다.
이러한 구성으로 하는 것에 의해 개방계의 가스 치환장치로 할 수 있으며, 그 결과, 수납용기 내의 가스의 배기와 도입을 동시에 실시하는 것에 의해 단시간에 고순도의 가스치환이 가능해져, 상기 과제를 해결할 수 있다.
또한, 화학 흡착 필터를 통하여, 수납용기 내의 가스를 순환시키는 것에 의해 상온에서 단시간에 표면의 청정화를 가능하게 하여 상기 과제를 해결할 수 있 다. 특히, 이 순환가스로서, 질소 가스 또는 5% 정도 이하의 반응성 가스를 포함하는 질소 가스를 이용하는 것에 의해, 웨이퍼 표면에 흡착한 불순물 원소나 관능기를 단시간에 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 덮개가 가스치환 유로 내부에 모두 수납되도록, 상기 수납용기본체를 장착할 수 있는 수납용기 장착수단을 구비하고, 상기 수납용기 장착수단을 통하여 상기 수납용기본체의 가스를 배기하는 배기수단을 장착하고, 상기 수납용기본체와 상기 수납용기 장착수단과 상기 가스도입 구멍과의 사이에 차례대로 가스를 순환시킬 수 있는 가스 순환수단을 장착하는 것에 의해, 도입가스 또는 순환가스의 역류를 막고, 상기 덮개에 부착된 마이크로 먼지를 제거하여 단시간에 청정도가 높은 가스치환을 실현할 수 있어, 상기 과제를 해결할 수 있다.
또한, 상기 수납용기 장착수단을, 적어도 먼지 수집벽에 의해 둘러쌓인 먼지 수집실에 의해 구성되어 가스 치환공정에서 발생하는 마이크로 먼지를 격리하는 먼지 수집수단과, 상기 덮개가 상기 먼지 수집실의 내부에 모두 포함되도록 하는 것과 함께, 기밀성을 유지하여 상기 수납용기를 상기 수납용기 장착수단에 장착하는 수납용기본체 장착수단으로 구성한다. 또한 상기 수납용기본체로부터 상기 덮개를 상기 먼지 수집수단의 내부에서 탈착하는 덮개 탈착수단을 구성하고, 상기 덮개 탈착수단의 구성을, 상기 덮개를 유지하는 덮개 유지기구와, 상기 수납용기본체와 덮개를 결합하는 덮개 꼭지 구조를 탈착하는 덮개 꼭지 구조 탈착기구와, 상기 덮개와 소정의 간극을 갖고 접하는 가스유로 형성기구와, 상기 덮개와 상기 덮개 유지기구와 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구와 상기 가스유로 형성기구를 동시에 이동시 켜 상기 수납용기와 상기 덮개와의 사이에 소정의 간극을 형성하는 탈착이동기구와, 상기 덮개 유지기구와 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구와 상기 탈착이동기구를 각각 구동시키는 탈착 구동기구로 이루어지는 구성이다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해, 반도체 웨이퍼 수납 장치의 가스치환을 기계적으로 자동화할 수 있으며, 클린룸 내의 오염을 최소로 하는 것과 함께, 반도체 처리 공정에 있어서의 로드/언로드의 처리에도 대응할 수 있게 되어, 상기 과제를 해결할 수 있다.
또한, 상기 수납용기본체와 상기 수납용기 장착수단과의 접합면에, 기밀 유지용의 씰을 구비하고, 가스가 외부 환경으로 새는 것을 막아, 순도가 높은 가스치환을 가능하게 한다.
또한, 상기 덮개와 소정의 간극을 갖는 상태로 접하는 상기 가스유로 형성기구를, 상기 덮개 주연부에 형성되는 간극의 체적이, 상기 덮개 중앙부에서 형성되는 간극의 체적에 비해 충분히 큰 체적을 갖는 펌프실을 구성하도록 형성하고, 상기 덮개에서 형성되는 간극에서 상기 펌프실을 제외한 간극과 상기 먼지 수집실을 연통하고, 상기 간극측으로부터 상기 먼지 수집실측을 향하는 방향으로 지름이 커지도록 형성된 연통 구멍을 적어도 1개 형성하는 것에 의해, 덮개에 부착한 마이크로 먼지를 효율적으로 제거하는 것이 가능해졌다.
그리고, 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구와 상기 탈착이동기구를, 회전 가능하고 또한 평행 이동 가능한 동일한 회전이동축으로 구성하고, 상기 회전이동축을 스토퍼를 갖는 불소 함유 고분자 베어링으로 상기 가스유로 형성기구에 회전 자재로 결합하고, 다른 불소 함유 고분자 베어링으로 상기 먼지 수집벽과 기밀성을 유지하 여 회전 가능하게 또한 평행 이동 가능하게 결합하는 것에 의해, 장치 구성을 간소화하는 것과 동시에 마이크로 먼지가 발생하지 않는 장치 구성으로 할 수 있어, 가스치환 순도를 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 수납용기의 가스 치환장치를 이용하여 실시하는 가스치환 방법으로서 이하의 (1)~(5)의 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스치환 방법을 실현했다.
(1) 상기 수납용기를 상기 가스 치환장치에 장착하는 공정.
(2) 상기 가스 배기수단에 의해 상기 수납용기본체의 공기를 배기하는 공정.
(3) 상기 가스 배기수단에 의해 상기 수납용기본체의 가스를 배기하면서, 상기 가스 도입수단에 의해 상기 수납용기본체에 가스를 도입하는 공정.
(4) 상기 수납용기본체로의 가스의 도입과 배기를 정지하고, 상기 가스 순환수단에 의해, 상기 화학 흡착 필터를 통하여 상기 수납용기본체의 가스를 순환시키는 공정.
(5) 상기 수납용기를 상기 가스 치환장치로부터 떼어내는 공정.
이러한 가스치환 방법을 이용하는 것에 의해, 단시간에 가스치환과 반도체 웨이퍼의 청정화가 가능해져, 상기 과제를 해결할 수 있다.
또한, 상기 치환에 이용하는 가스로서 질소 가스를 95% 이상 포함하는 건조 가스를 이용하는 것에 의해, 반도체 웨이퍼의 청정화 효과를 향상시킬 수 있었다.
또한, 본 발명의 수납용기의 가스 치환장치를 이용하여 실시하는 가스치환 방법으로서 이하의 (6)~(15)의 공정으로 이루어지는 가스치환 방법을 개시한다.
(6) 상기 덮개가 상기 먼지 수집실 내에 들어가도록 하고, 수납용기를 상기 수납용기 장착수단에 기밀하게 장착하는 용기 장착공정.
(7) 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍과 상기 가스 도입수단을 결합하는 가스 도입수단 결합공정.
(8) 상기 가스유로 형성기구와 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구를 함께 이동시켜 상기 덮개에 근접시키고, 상기 덮개 유지기구로 상기 덮개를 결합하여 유지하는 덮개 유지공정.
(9) 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해 상기 수납용기본체와 상기 덮개를 결합하고 있는 덮개 꼭지 구조를 작동시켜, 상기 수납용기본체와 상기 덮개를 분리하는 덮개 분리공정.
(10) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내를 배기하여 감압하는 감압공정.
(11) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍으로부터 상기 가스 도입수단을 이용하여 상기 수납용기본체에 가스를 도입하는 가스 치환공정.
(12) 상기 수납용기본체와 상기 먼지 수집수단, 및 상기 수납용기의 가스 도입구멍에 차례대로 가스를 순환시키는 가스 순환공정.
(13) 상기 가스유로 형성기구와 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구 및 상기 덮개를 함께 이동시켜 상기 덮개를 상기 수납용기본체에 삽입하고, 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해 상기 덮개 꼭지 구조를 작동시켜, 상기 수납용기본체와 상기 덮개를 결합시키는 덮개 장착공정.
(14) 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍으로부터 상기 가스 도입수단을 떼어내는 가스 도입수단 분리공정.
(15) 수납용기를 상기 먼지 수집수단으로부터 떼어내는 용기 분리공정.
이러한 가스치환 방법을 이용하는 것에 의해, 자동적 또는 반자동적으로 수납용기의 가스치환을 가능하게 하고, 단시간에 순도가 높은 가스치환과 반도체 웨이퍼의 청정화를 실시할 수 있게 되어, 상기 과제를 해결할 수 있다.
또한, 상기 공정(6)의 실시 전에, 이하의 (16) 및 (17) 공정을 추가하는 것에 의해, 반도체 웨이퍼의 청정화를 보다 단시간에 효과적으로 실시할 수 있게 된다.
(16) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍으로부터 상기 가스 도입수단을 이용하여 상기 수납용기본체에, 건조 질소 가스에 약 5% 이하의 반응성 가스를 혼합한 클리닝 가스를 도입하는 클리닝 가스 치환공정.
(17) 상기 수납용기본체와 상기 먼지 수집수단, 및 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍에 차례로 클리닝 가스를 순환시키는 클리닝 가스 순환공정.
그리고, 상기 반응성 가스로서, 적어도 오존 가스 또는 수소 가스 또는 암모니아 가스 중 어느 하나의 성분을 포함하는 건조 질소 가스를 이용하는 것에 의해, 반도체 웨이퍼의 청정화를 보다 효과적으로 실시할 수 있게 된다.
[제2 실시형태］
다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 본 실시형태에서도, 내부를 청정하게 유지할 필요가 있는 수납용기로서, 반도체 웨이퍼를 수납하는 반도체 웨이퍼 수납용기를 예로 들어 설명한다. 또한, 본 발명은, 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, 보관공간 내를 청정하게 유지할 필요가 있는 IC 등의 정밀 부품 등의 수납용기에 대해서도 이용할 수 있다.
도 11은, 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스 치환장치에 관한 실시형태의 기본구성을 나타내는 구성도이다. 반도체 웨이퍼 수납용기는, 내부를 청정하게 유지할 필요가 있는 수납용기본체(301)와, 수납용기본체(301) 내를 밀봉하는 덮개(302)로 구성되며, 용기 내로 대기 중의 수분이나 먼지 등이 들어가지 않도록 씰에 의해 밀폐된 밀폐 구조를 갖는다. 그리고, 이 밀폐된 반도체 웨이퍼 수납용기의 수납용기본체(301) 내에는, 홈 판(미도시)에 의해 반도체 웨이퍼가 서로 떨어져 일정한 거리를 유지하여 평행하게 수납된다.
도 11 중의 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)은, 수납용기본체(301) 내의 가스치환을 실시하기 위한 장치이다. 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)은, 덮개(302) 전체를 덮고, 수납용기본체(301)에 장착된 상태로, 덮개(302)를 떼어내어 가스의 공급을 실시한다. 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)과 수납용기본체(301)가 서로 접하는 부분에는 미도시의 씰이 설치되고, 이 씰에 의해 수납용기본체(301)가 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)에 기밀하게 장착된다. 이것에 의해, 수납용기본체(301)가 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)에 장착된 상태로, 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)의 내부에 형성되는 가스치환 유로 중에 덮개(302)가 기밀하게 모두 수납되도록 장착되고, 그 결과, 덮개(302)를 수납용기본체(301)로부터 떼어내는 것에 의해, 기밀하게 수납용기본체(301)의 내부를 상기 가스 치환유로에 접속할 수 있다. 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)에는, 수납용기본체(301)를 파지하여 고정하기 위한 기구(후술하는 수납용기본체 장착수단(407) 등)가 설치된다.
한편, 가스 공급수단(308)으로부터의 가스 배관은 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)에 결합되고, 제1 밸브(317)를 개폐하는 것에 의해 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)에 가스의 도입과 정지를 제어할 수 있게 된다. 즉, 이 가스 공급수단(308)과 가스 공급수단(308)에 접속되는 가스 배관과 제1 밸브(317)는, 가스 도입수단이 된다.
또한, 반도체 웨이퍼 장착수단(3)에는 가스 배관에 의해 배기 펌프(309)가 접속되고, 수납용기본체(301) 내의 가스를 배기하는 가스 배기수단을 형성한다. 이 가스 배기수단에는 먼지 수집 필터(313)와, 개폐 밸브로서의 제4 밸브(319) 및 제５ 밸브(320)가 포함된다. 제５ 밸브(320)를 닫은 상태에서 배기 펌프(309)를 작동시키고, 제4 밸브(319)를 여는 것에 의해, 직접적으로 반도체 웨이퍼 장착수단(3) 내부의 가스를, 간접적으로 수납용기본체(301) 내의 가스를 배기할 수 있다. 이 배기되는 가스에 포함되는 마이크로 먼지는 먼지 수집 필터(313)에 의해 제거된다. 또한, 먼지 수집 필터(313)는, 배기 펌프(309) 측으로부터 반도체 웨이퍼 장착수단(3)으로 역류하는 마이크로 먼지를 저지하는 기능도 갖는다.
배기 펌프(309)로서는, 기름 회전 펌프를 이용할 수 있다. 이 경우, 기름 회 전 펌프로부터 발생하는 오일 미스트는, 미도시의 배기 덕트, 오일 미스트 트랩 등에서 여과되어 외부 환경으로 배출된다.
기름 회전 펌프 등 오일 미스트 등이 발생하는 타입의 배기 펌프를 사용하는 경우, 제4 밸브(319)를 닫고 나서 제５ 밸브(320)를 열어 배기 펌프(309) 직전의 가스 배관 내을 대기압으로 하는 것과 함께, 오일 미스트가 반도체 웨이퍼 장착수단(3) 측으로 역류하지 않도록 하여, 배기 펌프(309)를 정지한다.
또한, 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)에는, 순환펌프(311)에 의해 가스를 순환시키는 가스 순환수단이 장착된다. 이 가스 순환수단에 의해 형성되는 가스 순환경로에는 화학 흡착 필터(310)와 먼지 수집 필터(312)와 제２ 밸브(318)와 제3 밸브(321)가 삽입된다. 화학 흡착 필터(310)는, 순환가스 중에 포함되어 있는 불순물 가스 성분을 흡착 여과하는 작용을 한다. 이 화학 흡착 필터(310)는, 스테인레스 강철 제품의 용기 내에 봉입한 화학 흡착제에 가스를 통과시키는 것에 의해 가스 중의 수분이나 불순물의 제거를 실시한다. 이 화학 흡착제로서는, 표면을 활성화시킨 스테인레스나 니켈 등의 금속재료 망이나, 다공질 유리섬유나, 다공질 알루미나 등의 세라믹 재료가 알려져 있다. 가스도입 중이나 가스 배기 중에 있어서, 제２ 밸브(318)와 제3 밸브(321)는 닫혀진 상태가 된다. 제２ 밸브(318)와 제3 밸브(321)를 여는 것에 의해 가스 순환경로가 형성된다. 또한, 먼지 수집 필터(312)는, 미세한 망 구조에 의해 마이크로 먼지를 제거하는 작용을 한다.
수납용기본체(301)는, 이동수단에 장착된다. 이 이동수단은, 이동 스테이지(314)와 베이스(316)로 구성된다. 이동 스테이지(314)는, 수납용기본체(301)에 직 접 장착되어 수납용기본체(301)를 지지하기 위한 부재이다. 이동 스테이지(314)와 수납용기본체(301)는 메카니컬 핀 등의 장착수단(315)에 의해 장착된다. 베이스(316)는, 이동 스테이지(314)를 지지하기 위한 부재이다. 이동 스테이지(314)는, 베이스(316)에 지지된 상태로, 그 위를 평행이동할 수 있게 된다. 베이스(316)에는, 미도시의 위치 검출 수단이 설치된다. 이 위치 검출 수단은, 광 센서나 마이크로 메카니컬 스위치 등으로 구성되고, 이동 스테이지(314)에 장착된 수납용기본체(301)의 정확한 위치(반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)에 대한 정확한 위치)를 검출할 수 있게 된다. 이것에 의해, 수납용기본체(301)가 이동 스테이지(314)에 의해 이동하여 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)에 밀착되면, 위치 검출 수단이 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)에 밀착된 수납용기본체(301)의 위치를 검출한다. 또한, 위치 검출 수단은, 수납용기본체(301)를 고정하는 상기 기구에 접속되고, 수납용기본체(301)의 위치를 나타내는 검출 신호를 송신하게 된다. 이 검출신호에 따라 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)이 작동하여 수납용기본체(301)를 기밀하게 고정한다. 물론, 사람의 손으로 반도체 웨이퍼 수납용기를 장착하는 경우는, 이동 스테이지(314)나 그것을 지지하는 베이스(316)는 불필요하게 된다. 수납용기본체(301)와 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)과의 접합면에 기밀 유지용의 씰을 배치하고, 이것들을 기계적으로 밀어 장착한다.
반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303) 내에는, 수납용기본체(301)와 연결된 상태로 덮개(302)가 자유롭게 이동하여 개폐할 수 있는 만큼의 공간이 있으며, 이 공간은 환경으로부터 밀폐된 가스치환 유로의 일부를 구성한다.
또한, 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)에는, 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)내에서 수납용기본체(301)로부터 덮개(302)를 탈착하는 덮개 탈착수단(4)과, 덮개 탈착수단(4)의 동작을 제어하는 덮개탈착 제어수단(305)이 설치되어 있다. 덮개 탈착수단(4)은, 덮개(302)에 연결되어 이 덮개(302)의 수납용기본체(301)에 대한 고정 및 고정 해제를 조작하는 것과 함께, 고정 해제한 덮개(302)를 수납용기본체(301)로부터 떼어놓는다. 덮개탈착 제어수단(305)은, 덮개 탈착수단(4)의 상기 동작을 제어한다.
또한, 상기 제3 밸브(18)와 제4 밸브(319)로 가스유로 변환수단이 구성된다. 이들 밸브는, 자동 또는 수동으로 처리순서에 따라서 교체된다.
다음으로, 도 11에 나타낸 구성의 가스 치환장치를 이용한 가스치환 방법에 대해서 설명한다.
우선, 제1 공정으로서, 반도체 웨이퍼 수납용기(1)를 이동 스테이지(314)에 장착하여 이동시켜 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)에 장착한다.
그 후, 제２ 공정으로서, 덮개 탈착수단(4)에 의해 덮개(302)를 수납용기본체(301)로부터 떼어내고 이들의 사이에 소정의 간극을 형성하고, 수납용기본체(301)의 내부와 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303) 내의 가스치환 유로를 접속한다. 이 덮개 탈착수단(4)은, 덮개탈착 제어수단(305)에 의해 제어된다.
다음 제3 공정에서는, 배기수단을 동작시켜 반도체 웨이퍼 수납용기의 내부에 있는 공기의 배기를 개시한다. 배기수단의 동작에 있어서는, 우선 제4 밸브(319)와 제５ 밸브(320)를 닫아 배기 펌프(309)를 가동시키고 나서 제4 밸브(319) 를 열어 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)의 내부의 가스를 배기한다. 이 공정에 의해, 수납용기본체(301) 내부도 동시에 배기된다.
그후, 제4 공정으로서, 가스 배기수단으로 가스를 배기하면서, 가스 도입수단으로부터 반도체 웨이퍼 수납용기의 내부로 가스를 도입한다. 구체적으로는, 제1 밸브(317)를 열어 가스 공급수단(308)으로부터 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)의 내부로 가스를 도입한다. 이 때, 제3 밸브(321)측으로부터 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303) 내로 유입한 가스는, 크게 열려진 덮개(302)와 수납용기본체(301)와의 사이를 통과하고 제２ 밸브(318) 측으로 순환할 때에 수납용기본체(301) 내와 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303) 내의 가스를 출입시키고, 수납용기본체(301) 내의 가스 전체가 치환된다.
제4 공정으로 이용하는 가스로서는, 고순도의 건조 질소 가스를 이용한다. 또한, 용기 내의 반도체 웨이퍼의 처리 상태에 따라서는, 건조 아르곤 가스 등을 이용하는 경우도 있다. 또한, 저비용화를 꾀하여 고순도 건조 질소 가스에 건조공기 등을 혼합시킨 것을 이용하는 경우도 있지만, 질소 가스는 95% 이상 포함되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제4 공정을 개시하는 시점에 있어서, 반도체 웨이퍼 수납용기의 내부는 고진공일 상태일 필요는 없고, 감압 상태로도 충분하다. 종래의 가스 치환장치의 상당수는 가스 도입구멍과 가스 배출구멍이 공통으로 존재하는 폐쇄계의 구조를 가지며, 상기 제4 공정 전에 반도체 웨이퍼 수납용기 내부의 가스가 잔존하고 있으면 그것이 치환가스 순도에 영향을 주었다. 그 때문에, 가스치환에 대해서는, 적어도 30~60분 이상의 시간을 필요로 했다. 이에 비해, 본 실시형태에 의한 가스 치환장치는 개방계의 구조를 가지며, 가스도입과 가스 배기를 동시에 실시하는 것에 의해 효율적으로 반도체 웨이퍼 수납용기 내부의 가스를 치환한다.
　제4 공정에서 소정 시간에 걸쳐 상기 가스도입과 가스배기를 실시한 후, 제５ 공정으로서, 가스 도입수단으로부터의 반도체 웨이퍼 수납용기로의 가스도입과, 반도체 웨이퍼 수납용기로부터의 가스 배기수단에 의한 가스의 배기를 정지한다. 구체적으로는, 제1 밸브(317)를 닫아 가스 공급수단(308)으로부터의 가스 공급을 정지하는 것과 함께, 제4 밸브(319)를 닫는다. 그리고, 제５ 밸브(320)를 열고 나서 배기 펌프(309)를 정지한다. 제4 공정의 시간은, 반도체 웨이퍼 수납용기의 용적이나 반도체 웨이퍼의 처리상태에 의존하지만, 60리터 정도의 용기라면 적어도 10~30분 정도 필요하다.
다음으로, 제6 공정으로서, 가스 순환수단을 이용하여 반도체 웨이퍼 수납용기 내부의 가스를 순환시킨다. 구체적으로는, 제２ 밸브(318)와 제3 밸브(321)를 열어 순환펌프(311)를 작동시켜 제５ 공정으로 치환한 가스를 순환시킨다. 이 때, 순환가스는 반도체 웨이퍼 표면의 불순물이나 관능기를 없애는 작용을 실시한다. 이 순환가스는 화학 흡착 필터(310)에 의해 수분이나 불순물 원소가 흡착되어 청정화된다. 이 때, 반도체 웨이퍼 수납용기 내부는, 덮개(302)가 떼어내어져 수납용기본체(301) 내로 연통되기 때문에, 수납용기본체(301) 내의 가스가 치환된다. 이 가스 순환의 시간은 5~30분 정도이다.
제4 공정에 있어서 도입하는 가스로서 순도 99.5~99.999% 정도의 고순도 건 조 질소 가스를 이용하는 것에 의해, 이 제6 공정에 의해 반도체 웨이퍼 표면에 흡착되어 있는 수분이나 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 제4 공정에 있어서 도입하는 가스로서 순도 99% 이상의 고순도 건조 질소 가스에, 순도 99% 이상의 오존 가스 또는 수소 가스 또는 암모니아 가스 또는 이들의 혼합 가스로 이루어지는 반응성 가스를 대략 5% 정도 이하로 혼합하는 것에 의해, 제6 공정에 의한 반도체 웨이퍼 표면에 흡착되어 있는 수분이나 불순물의 제거의 효과가 높아지고, 5~10분 정도로 표면 청정화의 효과가 얻어진다.
이와 같이, 제4 공정에서 반응성 가스를 혼합한 건조 질소 가스를 이용하는 경우는, 그 반응성 가스가 반도체 웨이퍼 수납용기 내부에 잔류하는 것을 막기 때문에, 반응성 가스가 포함되어 있지 않은 고순도 건조 질소 가스를 이용하여 상기 제4 공정으로부터 제6 공정까지의 공정을 반복한다.
제6 공정이 종료되면, 제7 공정으로서, 제２ 밸브(318)와 제3 밸브(321)를 닫아 가스 순환을 정지시킨 후, 덮개 탈착수단(4)에 의해 덮개(302)를 수납용기본체(301)에 장착하여 손수납용기본체(301)의 내부에 기밀하게 가스를 봉입하고 나서, 반도체 웨이퍼 수납용기를 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)으로부터 떼어내어, 가스 치환공정을 종료한다. 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)으로부터의 분리는, 수동으로 실시해도 좋고, 이동 스테이지(314)를 이용하여 자동적으로 실시해도 좋다. 자동으로 실시하는 경우는, 미리 조건에 따라 결정해 둔 각 공정의 시간에 의한 시간 제어에 따라 실시한다.
[제3 실시형태］
다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 대해서 설명한다. 도 12에 본 발명의 가스 치환장치에 관한 제2 실시형태의 구성도를 나타낸다. 도 12에 있어서, 도 11에서와 같은 작용을 하는 요소에는 동일한 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 도 12의 구성에 있어서 도 11과 상이한 점은, 가스 도입수단에, 가스 도입노즐(306)과 노즐 이동수단(307)이 설치된 점이다.
가스 도입노즐(306)은, 수납용기본체(301)와 덮개(302)와의 극간으로부터 수납용기본체(301) 내의 내부로 가스를 도입하기 위한 노즐이다. 가스 도입노즐(306)은, 노즐 이동수단(307)을 통하여 가스 공급수단(308)으로부터의 가스 배관과, 가스 순환수단으로부터의 가스 배관이 접속되어, 선단으로부터 도입가스 또는 순환가스를 분출하게 할 수 있게 된다. 구체적으로는, 이 가스 도입노즐(306)은, 가스 공급수단(308) 및 화학 흡착 필터(310)에, 제1 밸브(317) 및 제3 밸브(321)를 통하여 접속된다. 이것에 의해, 가스 도입노즐(306)은, 제1 밸브(317) 및 제3 밸브(321)를 적당하게 변경하는 것에 의해, 가스 공급수단(308)으로부터의 새로운 가스나, 화학 흡착 필터(310)로 정화된 순환가스를 수납용기본체(301) 내의 내부로 도입하게 된다. 가스 도입노즐(306)은 신축성의 막대 모양의 관재(管材)로 구성된다.
가스 도입노즐(306)은, 수납용기본체(301) 내에 다수의 반도체 웨이퍼가 수납될 수 있는 간극에 대응하는 크기로 설정된다. 즉, 수납용기본체(301) 내에 수납된 각 반도체 웨이퍼 사이의 치수보다 작은 외경이 되도록 설정된다. 또한 수납된 각 반도체 웨이퍼에 따라 형성된 간극의 수에 대응한 갯수가 설치된다. 즉, 이 가스 도입노즐(306)의 외경과 갯수는, 각 반도체 웨이퍼에 의해 형성된 모든 간극에 대응한 외경 및 갯수로 하는 것이 치환 효율의 면에서는 바람직하며, 제조비용의 면 등도 고려하여 적당한 수로 설정한다.
노즐 이동수단(307)은, 가스 도입노즐(306)을 수납용기본체(301)와 덮개(302)와의 간극으로부터 출입시키도록 신축시키는 기능을 구비하고 있다. 이것에 의해, 가스 도입노즐(306)은, 노즐 이동수단(307)에 의해 신축 가능하게 이동되어, 수납용기본체(301)와 덮개(302)와의 간극으로 삽입하거나 꺼내거나 할 수 있다. 또한 노즐 이동수단(307)은, 필요에 따라서 가스 도입노즐(306)의 각도를 조정할 수 있도록 각도 조정기구를 설치해도 좋다. 가스 도입노즐(306)의 신축량과 각도를 조정하여, 수납용기본체(301)의 형상 등에 대응하는 최적위치(가장 효율적으로 수납용기본체(301) 내의 가스를 치환할 수 있는 위치)에 가스를 분출할 수 있도록 한다. 가스 도입노즐(306)의 신축기구는, 기존의 기술을 이용한다. 예를 들면, 안테나를 신축시키는 기술 등을 이용한다. 각도 조정도 동일하게 기존 기술을 이용한다.
다음으로, 도 12에 나타낸 가스 치환장치를 이용한 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스치환 방법에 대해서 설명한다. 이 가스치환 방법에 있어서, 도 11의 경우에서 설명한 것과의 차이점은, 도 11을 이용하여 설명한 가스치환 공정에 있어서의 제3 공정의 전에 가스 도입노즐을 삽입하는 공정이 추가된 것이다. 즉, 이 공정에서는, 제２ 공정에서 형성된 수납용기본체(301)와 덮개(302)와의 극간에 가스 도입노즐(306)의 삽입을 실시한다. 이 가스 도입노즐(306)은, 후술하는 것과 같이 수납용기본체(301)의 저부까지 삽입할 수 있으며, 수납용기본체(301)의 입구까지 삽입 할 수도 있다. 즉, 수납용기본체(301)의 구조에 따라, 임의의 위치까지 가스 도입노즐(306)의 선단을 삽입할 수 있다. 더욱 정밀하게 제어하고 싶은 경우에는, 각도 조정 기구에 의해 가스 도입노즐(306)의 각도도 동시에 조정한다. 이것에 의해, 최적 위치에 있는 가스 도입노즐(306)의 선단으로부터 가스가 분출하고, 수납용기본체(301) 내에 존재하는 가스를 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303) 내로 밀어내어, 수납용기본체(301) 내의 가스를 치환한다.
가스치환 이후의 공정은, 도 11을 이용하여 설명한 제3 공정~제５ 공정과 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다. 단, 제7 공정에 있어서, 덮개 탈착기구(4)를 이용하여 덮개(302)를 수납용기본체(301)에 결합하기 전에, 가스 도입노즐(306)을 수납용기본체(301)로부터 꺼낸다.
이것에 의해, 제1 실시형태의 경우보다 한층 더 짧은 시간으로, 효율적으로 가스의 치환작업을 실시할 수 있게 된다.
［제4 실시형태］
다음으로, 본 발명의 제3 실시형태에 대해서 설명한다. 도 13에 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스 치환장치에 관한 제3의 실시형태를 나타내는 구성도를 나타낸다. 도 13에 나타내는 실시형태가 도 12에 나타낸 실시형태와 다른 점은, 가스 순환수단의 일부가 가스 배기수단의 일부와 공유되어 장착되는 점이다. 즉, 먼지 수집 필터(312)를 포함하여, 이것을 접속하는 가스배관이 가스 순환수단과 가스 배기수단에 의해 공급된다. 이러한 구조로 하는 것에 의해, 1개의 먼지 수집 필터(312)를 이용하여, 가스 순환수단과 가스 배기수단의 양쪽 모두의 가스의 먼지 수집 작용을 실시할 수 있어, 가스 치환장치의 구조를 간소화할 수 있다. 도 13에 나타낸 가스 치환장치에 의한 가스치환 방법은, 도 12에 나타낸 실시형태의 경우와 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.
이것에 의해, 상기 각 실시형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.
［제5 실시형태］
다음으로 본 발명의 제4 실시형태에 대해서 설명한다. 도 14에 본 발명의 가스 치환장치의 제4 실시형태를 나타낸다. 도 14에 나타내는 실시형태가, 도 12나 도 13에 나타내는 실시형태와 다른 점은, 반도체 웨이퍼 수납용기의 장착 모양에 차이가 있는 점이다. 도 14에 있어서, 반도체 웨이퍼 수납용기는, 덮개(302) 측을 위로 향하게 장착한다. 이 경우, 덮개(302) 측을 바로 위를 향하게 장착하면, 내부에 수납되는 반도체 웨이퍼는 안정되지 않게 되기 때문에, 연직 방향으로 약간 기울여서 장착한다.
도 14에 나타내는 바람직한 형태에 대한 특유의 항목은, 그 가스 치환공정에 있다. 즉, 도 12를 이용하여 설명한 제4 공정으로서의 가스 치환공정의 전에, 공기보다 비중이 큰 가스를 충전하는 중가스 치환공정을 실시하는 것이다. 구체적으로는, Ar보다 비중의 큰 희가스(rare gas) 또는 이산화탄소 가스를 가스 도입노즐로부터 도입한다. 이러한 공정을 실시하는 것에 의해, 수납용기본체(301)의 저부에 도입 가스가 괴이고, 초기에 존재하고 있던 수분 등을 포함한 공기를 효율적으로 제거할 수 있다. 그 결과, 단시간에 치환가스 순도를 향상시킬 수 있다. 이 때, 치환가스를 효율적으로 수납용기본체(301)의 저부에 모으기 위해서, 반도체 웨이퍼 수납용기는 덮개 측을 위로 하여 배치된다. 이 반도체 웨이퍼 수납용기의 기울기는, 상술한 것처럼 연직보다 약간 기울여 배치한다. 또한, 효과적으로 가스를 모으기 위한 연직선과 이루는 기울기는 45˚ 정도 이하인 것이 바람직하다.
［제6 실시형태］
다음으로 본 발명의 제5 실시형태에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 가스 치환장치에 관해서, 보다 상세한 구조를 설명한다. 도 15는, 본 실시형태의 가스 치환장치에 있어서의 반도체 웨이퍼 수납용기의 탈착 방법을 나타내는 부분 단면도이다. 도 15에 있어서, 반도체 웨이퍼 수납용기는 덮개측을 위로 하여 배치되었는데, 덮개측이 옆으로 눕혀진 상태라도 무방하다.
도 15(a)는, 반도체 웨이퍼 수납용기를 이동 스테이지(410)에 장착한 상태를 나타낸 부분 단면도이다. 이 때, 반도체 웨이퍼(400)는, 수납용기본체(401) 내에 수납되고, 덮개(402)로 기밀하게 봉인된다. 기밀 유지용 씰(403)이 수납용기본체(401)와 덮개(402)를 기밀하게 유지한다. 이 기밀 유지용 씰(403)로서는, 이른바 O링으로 불리는 고무계 수지나 실리콘계 수지로 형성된 탄성 구조체가 일반적으로 이용된다.
수납용기본체(401)에는 메카니컬 핀 받이(pin receiver)(412)가 장착되며, 이동 스테이지(410)에 설치된 메카니컬 핀(411)을 그 메카니컬 핀 받이(412)에 끼워넣는 것에 의해 수납용기본체(401)를 이동 스테이지(410)에 고정한다. 이 이동 스테이지(410)는 베이스(413)에 의해 지지되고, 베이스(413)를 따라 평행이동할 수 있게 되어 있다.
한편, 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단은, 먼지 수집벽(415)과 수납용기본체 장착수단(407)으로 구성된다. 먼지 수집벽(415)은, 내부에 덮개(402)를 완전하게 수납하여 가스치환 유로의 일부가 되는 먼지 수집실(416)을 구성하기 위한 부재이다. 먼지 수집벽(415)으로 구성한 먼지 수집실(416) 내에는, 탈착이동기구(408)가 수납된다. 수납용기본체 장착수단(407)은, 수납용기본체(401)를 먼지 수집벽(415) 측에 고정하기 위한 부재이다. 수납용기본체 장착수단(407)은, 단면 L자형으로 형성되어, 먼지 수집벽(415)에 회동 가능하게 장착된다. 이 수납용기본체 장착수단(407)은, 도 15(a)에 나타낸 것과 같은 열림 상태가 닫히는 것에, 수납용기본체(401)의 플랜지부에 걸려 고정되게 된다. 수납용기본체 장착수단(407)은, 설정에 따라 수동, 자동으로 회동한다.
또한, 먼지 수집벽(415)에는 가스 도입노즐(405)과 노즐 이동수단(406)으로 이루어지는 가스 도입수단이 기밀하게 장착된다. 또한, 덮개 탈착수단인 탈착이동기구(408)와 덮개탈착 제어수단(404)이 연결된 상태로, 먼지 수집벽(415)에 기밀하게 장착된다. 또한 먼지 수집벽(415)에는, 가스 배기수단이나 가스 순환수단에 연결하는 가스 배기구(409)가 설치된다. 이 때, 가스 도입노즐(405)은 수축된 상태가 되고, 또한 탈착이동기구(408)도 위에 수납된 상태가 된다. 상기 가스 도입수단은, 그 가스 도입노즐(405)이 수납용기본체(401)와 덮개(402)의 극간으로부터 수납용기본체(401) 내로 삽입될 수 있는 각도로 맞춰져, 먼지 수집벽(415)에 비스듬하게 장착된다.
다음으로, 도 15(b)에 나타낸 것과 같이, 베이스(413) 상을 이동 스테이지 (410)가 화살표(417) 방향으로 이동하여, 수납용기본체(401)를 먼지 수집벽(415)에 설치된 기밀 유지용 씰(414)에 밀착시켜 꽉 누른다. 그 결과, 먼지 수집벽(415)과 덮개(402)와의 사이에는, 덮개(402)를 개폐할 수 있고, 동시에 가스치환 유로로도 기능하는 공간인 먼지 수집실(416)이 형성된다.
그 후, 도 15(c)에 나타낸 것과 같이, 수납용기본체 장착수단(407)을 닫아 수납용기본체(401)를 먼지 수집벽(415)에 고정한다. 이 수납용기본체 장착수단(407)은, 기계적인 잠금 기구로 되어, 미도시의 수납용기본체(401)의 위치 검출 센서로부터의 신호에 따라 작동하게 된다.
도 16에 덮개 탈착수단의 동작을 나타내는 부분 단면도를 나타낸다. 도 16(a)는, 도 15(c)의 상태를 반도체 웨이퍼(400)와 평행한 방향으로부터 본 부분 단면도이고, 가스 도입수단이나 이동 스테이지는 생략하였다. 수납용기본체(401)에는 반도체 웨이퍼(400)가 평행하게 등간격으로 배열되어 수납된다. 덮개(402)에는, 덮개 꼭지 구조(418)와 덮개 유지기구(113)가 장착된다. 덮개 꼭지 구조(418)는, 수납용기본체(401)의 결합구멍(116)에 대해서 착탈하는 것으로, 덮개(402)를 수납용기본체(401)에 대해서 고정, 고정 해제하기 위한 구조이다. 덮개 유지기구(113)는, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)에 착탈하기 위한 기구이다. 덮개 유지기구(113)에 감합한 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)에 의해 덮개(402)가 수납용기본체(401)에 대해서 고정, 고정 해제되는 것과 함께 착탈된다. 도 16(a)에서는, 덮개 꼭지 구조(418)가 결합구멍(116)에 삽입되어, 덮개(402)를 수납용기본체(401)에 결합한 상태를 나타낸다. 또한, 먼지 수집벽(415)에 장착된 탈착이동기구(408)는, 덮개(402)와 는 떨어진 상태로 상부에 수납된다.
다음으로, 도 16(b)에 나타낸 것과 같이, 덮개 탈착 제어기구(104)에 의해 탈착이동기구(408)가 화살표(419) 방향으로 평행 이동되어, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)의 선단이 덮개 유지기구(113)에 결합된다.
또한, 도 16(c)에 나타낸 것과 같이, 덮개 탈착 제어기구(104)에 의해 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)가 회전하고, 덮개 고정 구조(118)를 작동시켜, 연결구멍(116)으로부터 꺼내고, 수납용기본체(401)와 덮개(402)를 분리한다. 이 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)의 회전에 의해, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)의 선단이 덮개 유지 구조(113)에 의해 유지된다. 이것에 의해, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)와 덮개(402)가 연결된다.
다음으로, 도 16(c)에 나타낸 것과 같이, 덮개 탈착 제어기구(104)에 의해, 탈착이동기구(408)가 덮개(402)를 유지한 채로 화살표(422)의 방향으로 평행 이동하여 덮개(402)와 수납용기본체(401)와의 사이에 소정의 극간이 형성된다. 이 때, 미도시의 가스 도입노즐(405)을 이용하는 경우에 있어서, 가스 도입노즐(405)이 삽입될 수 있는 충분한 극간이 형성되면 좋다. 또한, 가스 도입노즐(405)을 이용하지 않는 경우는, 덮개(402)와 기밀 유지용 씰(403)과의 사이에, 가스유로가 형성되도록 수mm의 극간이 형성되면 좋다.
덮개 꼭지 구조(418)의 구성에 관한 일례를 도 18에 나타낸다. 도 18(a)에 나타낸 것과 같이, 덮개 꼭지 구조는, 평행 이동하여 수납용기본체(401)에 설치된 결합구멍(116)에 삽입되는 슬라이드 구조(433)와, 외주부에 슬라이드 구조(433)와 계합되는 핀(432)이 형성되고, 회전 중심에 덮개 탈착수단의 장착구조(430)를 갖는 회전 가능한 원판구조(431)와, 전체를 가려 상기 슬라이드판(133)의 평행이동을 가이드하는 가이드판(428)으로 구성된다. 가이드판(428)은, 원판구조(431)의 누름부로서도 기능한다. 슬라이드판(133)은 원판구조(431)의 외주부에 설치된 핀(432)에 회전 가능한 긴 구멍(434)을 통하여 끼워넣어지고 있다. 이 긴 구멍(434)은, 핀(432)의 이동량과 비교하여 짧게 형성한다.
또한, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)의 선단에는 직방체 형상의 장착부분(425)이 설치되고, 가이드 구조로 개구된 직방체의 지지구멍(429)을 통하여 덮개 탈착수단의 장착구조(430)로 개구된 직방체의 구멍에 삽입되게 된다. 또한 슬라이드판(133)에 원괄호 형상으로 설치된, 원판구조(431)에 계지하기 위한 긴 구멍(434)은, 회전판(131)에 의해 슬라이드판(133)을 왕복동시킬 수 있는 형상이라면 되고, 원괄호 형상 이외의 형상이라도 무방하다.
장착부분(425)를 덮개 탈착수단의 장착구조(430)에 삽입한 후, 도 18(b)의 화살표(435) 방향으로 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)를 회전하면, 원판구조(431)가 회전한다. 이 원판구조(431)의 회전에 따라, 구멍(434)에 삽입된 핀도 동시에 회전하고, 슬라이드 구조(433)가 화살표(436) 방향으로 평행 이동한다. 그 결과, 슬라이드 구조(433)의 선단이 결합구멍(116)에 삽입되고, 수납용기본체(401)와 덮개(402)가 결합한다. 이것과 동시에, 지지구멍(429)과 장착부분(425)이 정합되어 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)가 덮개(402)로부터 빠진다. 수납용기본체(401)와 덮개(402)를 분리할 때는, 장착부분(425)이 지지구멍(429)을 통하여 장착부분(130)에 삽입된 상태에서, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)를 역방향으로 회전시키면 된다. 또한, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)의 회전에 따라, 그 선단의 장착부분(425)이, 덮개 유지기구(430)와 가이드 구조(428)와의 사이에서 지지되어 덮개 꼭지 탈착기구(423)와 덮개(402)가 결합·유지된다. 덮개 탈착수단의 제어는 덮개탈착 제어수단(404)에 의해 실시한다.
덮개 탈착기구의 구체적인 구성예를 도 17에 나타낸다. 이 덮개 탈착기구에서는, 덮개 탈착기구의 일부를 구성하는 덮개 꼭지 구조 탈착기구와 탈착이동기구가 1개의 회전이동축(123)으로 겸용된다. 회전이동축(123)의 선단에는, 덮개 고정 구조 탈착기구의 장착부분(425)이 형성된다. 이러한 구조로 하는 것에 의해, 덮개 탈착기구의 구조를 현저하게 간단하게 할 수 있다. 이 회전이동축(123)은 베어링(420 과 421)으로 지지된다. 베어링(420)으로서는, 통상의 볼 베어링 등을 이용해도 좋지만, 먼지나 오일 미스트 등이 발생하여 가스유로 내를 오염시킬 우려가 있다. 여기서, 베어링(420 및 421)으로서는, 접동성이 우수하여 먼지나 오일 미스트의 발생이 없는 불소 함유 고분자 베어링을 이용하는 것이 바람직하다. 그 구체적인 재료로서는, 테플론(상품명：듀퐁사)이 알려져 있다.
베어링(420)은 탈착 이동 지지기구(122)에 장착되어 있어 회전이동축(123)을 회전 가능하게 지지하지만, 빠지는 것을 막기 위해서 스토퍼(424)가 형성된다. 한편, 베어링(421)은 먼지 수집벽(415)에 장착되어 회전이동축(123)을 회전시키고, 또한 평행 이동 가능하게 지지한다. 이 회전이동축(123)을 탈착 이동 지지기구(122)의 2곳 이상의 장소에 구비하는 것에 의해, 탈착 이동 지지기구(122)를 회전 시키는 일 없이 회전이동축(123) 만을 화살표(426) 방향으로, 회전시키는 것이 가능해진다. 또한, 회전이동축(123)을 화살표(427)의 방향으로 이동시키는 것에 의해, 회전이동축(123)과 탈착 이동 지지기구(122)를 먼지 수집실(416) 내부에서 이동시키는 것이 가능해진다.
다음으로, 도 19를 이용하여 가스 도입노즐(405)의 삽입에 관해서 설명한다. 도 19(a)는, 수납용기본체(401)와 덮개(402)가 결합되어 있는 상태로, 가스 도입노즐(405)을 연장시키기 전의 상태를 나타내고 있다. 탈착이동기구(408)는 먼지 수집실(416) 내를 하강시키고, 덮개(402)와 결합하고 있다. 이 때, 가스 도입노즐(405)은, 먼지 수집실(416) 내에서 탈착이동기구(408)가 자유롭게 이동 가능하도록, 노즐 이동수단(406) 내에 수납된다. 그리고, 가스 도입노즐(405)은, 기밀 유지용 씰(438)로 기밀하게 유지되어 먼지 수집벽(415)에 장착된다. 가스 도입노즐(405)은, 먼지 수집실(416) 내를 기밀하게 유지한 상태로, 수납용기본체(401)에 출입된다.
도 19(b)에 있어서는, 탈착 제어기구(104)에 의해 제어된 탈착이동기구(408)가 작동하고, 덮개(402)는 수납용기본체(401)로부터 소정의 거리를 두고 이간된다. 가스 도입노즐(405)은 노즐 이동수단(406)의 내부로부터 연장되고, 수납용기본체(401)와 덮개(402)와의 극간을 통과하여, 수납용기본체(401)의 내부에 삽입된다. 도에서는, 가스 도입노즐(405)은, 반도체 웨이퍼(400)의 측면을 통과하여 수납용기본체(401)의 저부까지 삽입된다. 이와 같이, 가스 도입노즐(405)을 수납용기본체(401)의 저부까지 삽입하는 것에 의해, 치환가스를 가스 도입노즐(405)의 선단으로부터 수납용기본체(401)의 저부로 분출하여 수납용기본체(401) 내의 가스를 효율적 으로 외부로 밀어내어, 가스치환 효율이 향상된다.
복수개 수납되어 있는 반도체 웨이퍼(400)의 극간은 10㎜ 정도 이하로 좁기 때문에, 가스 도입노즐(405)를 먼지 수집벽(415)에 설치하는 각도는 정확하게 설정한다. 또한 만일 가스 도입노즐(405)이 반도체 웨이퍼(400)에 접촉했을 경우의 반도체 웨이퍼(400)의 파손을 방지하기 위해서, 가스 도입노즐(405)의 선단 부분은, 불소 함유 고분자 재료(예를 들면, 테플론：듀퐁사 상품명) 등으로 피복한 것을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 가스 도입노즐(405)을 수납용기본체(401)의 저부까지 삽입하지 않고, 수납용기본체(401)의 상부에서 삽입을 정지시켜도 좋다. 반도체 웨이퍼(400)의 개수, 반도체 웨이퍼(400) 및 수납용기본체(401)의 크기, 가스 도입노즐(405)로부터 분출하는 가스의 풍량, 풍속 등의 제조건으로, 가스치환 효율성도 변경되기 때문에, 제조건에 따라 최적의 위치에 가스 도입노즐(405)의 삽입량을 설정한다. 또한, 가스 도입노즐(405)의 삽입 각도도, 먼지 수집벽(415)에 설치 단계에서 최적 각도로 설정하여 둔다.
이상과 같이 구성된 가스 치환장치를 이용한 가스치환 방법은, 상기 제1 실시형태에서 설명한 가스치환 방법과 같다.
[제7 실시형태］
다음으로, 본 발명의 제6 실시형태에 대해서 설명한다. 본 실시형태는, 가스 도입노즐(405)을 개량한 것이다.
가스 도입노즐(405)은, 도 20에 나타낸 것과 같이, 주노즐과 부노즐로 구성된다. 구체적으로는, 가스 도입노즐(405) 중, 노즐 이동수단(406)으로부터 출입되 는 관부(管部)가 주노즐이 되고, 이 주노즐로부터 부노즐(105a, 105b)이 분기되어 설치된다. 부노즐(105a, 105b)은, 주노즐을 중심으로 회동하는 것에 의해 그 선단의 송풍구가 수납용기본체(401) 내의 내측으로 이동되게 된다. 주노즐은, 부노즐(105a, 105b)에 연결되어 이 부노즐(105a, 105b)를 회동시키는 것과 함께 수납용기본체(401) 내로 출입시킨다.
먼지 수집벽(415)에는 노즐 수납실(437)이 일체적으로 설치된다. 노즐 수납실(437)은, 주노즐 및 부노즐(105a, 105b)을 수납하기 위한 공간이다. 노즐 수납실(437)은, 수평 상태에서 병렬로 복수개 늘어선 부노즐(105a, 105b)을 완전하게 수납할 수 있는 크기의 4각형 모양의 수납공간으로서 구성된다. 이 노즐 수납실(437) 내에 주노즐 및 부노즐(105a, 105b)이 수납되는 것으로, 수납용기본체(401)에 대해서 덮개(402)를 착탈할 때에 방해가 되지 않게 된다. 주노즐(가스 도입노즐(405))은 노즐 수납실(437) 내에서 외부로 연장되어 노즐 이동수단(406)에 접속된다. 노즐 수납실(437) 내로부터 가스 도입노즐(405)이 외부로 연장되는 부분에는, 기밀 유지용 씰(438)이 설치되고, 노즐 수납실(437) 내 및 수납용기본체(401) 내가 밀봉된다.
노즐 이동수단(406)은, 가스 도입노즐(405)의 주노즐을 지지하여, 회동시키는 것과 함께 출입시키는 기능을 갖는다.
도 20(a)는, 덮개(402)가 수납용기본체(401)로부터 분리된 상태를 나타내는 것이다. 이 도에 있어서는, 가스 도입노즐(405)의 주노즐 및 부노즐(105a, 105b)은, 노즐 수납실(437)의 내부에 수평에 수납된다. 주노즐은, 기밀 유지용 씰(438) 로 기밀하게 유지되어 노즐 수납실(437)에 수납된다. 그리고, 덮개(402)가 제1 실시형태에서 나타낸 방법에 의해 수납용기본체(401)로부터 분리된다.
이 상태로부터, 도 20(b)에 나타낸 것과 같이, 가스 도입노즐(405)의 주노즐이 노즐 이동수단(406)에 의해 화살표(439)의 수평 방향으로 이동된다. 그리고, 부노즐(105a, 105b)이 적절한 위치에 이르렀을 때에 정지된다. 도 20(b)에 나타낸 예에서는, 2개의 부노즐(105a, 105b)이, 반도체 웨이퍼(400)와 수납용기본체(401)의 측면에 형성된 극간의 위치에 이르렀을 때에, 주노즐(105)의 이동이 정지한다.
도 20(c)는, 도 20(b)를 상기와 다른 한 측면으로부터 본 부분 단면도이다. 이 상태에서, 부노즐(105a, 105b)은 주노즐을 회전 중심으로 하여 화살표(440) 방향으로 회전된다. 이것에 의해, 부노즐을 수납용기본체(401)의 내부의 위치로 이동시킬 수 있다. 이동후의 부노즐을 파선으로 나타내고, (105a＇) 및 (105b＇)로 나타낸다. 가스 도입노즐(405)을 꺼낼 때는, 상기 동작의 역 동작을 실시하면 된다. 이러한 구조로 하는 것에 의해, 복수의 부노즐을 갖는 가스 도입노즐에 대해서도, 간단한 구조로 무리없이 가스 도입노즐의 삽입을 실시할 수 있다.
또한, 여기에서는, 부노즐(105a, 105b)의 갯수를 2개로 했지만, 이 부노즐(105a, 105b)의 갯수는 적당하게 설정한다. 이 부노즐(105a, 105b)의 갯수의 일례를 도 21에 나타낸다. 도 21에 있어서는, 가스 도입노즐(405)은, 반도체 웨이퍼(400)의 극간수에 대응한 수로 분기한 부노즐(441)을 구비하고 있다. 도 21(a)는, 부노즐(441)을 반도체 웨이퍼(400)의 각 극간의 사이에 삽입한 예가 나타나있다. 이와 같이, 부노즐(441)을, 각 반도체 웨이퍼(400)에 의해 형성되는 모든 극간에 삽입하는 것에 의해, 수납용기본체(401)의 저부로 직접 가스를 도입하고, 각 반도체 웨이퍼(400)로 분리된 공간에 개별적으로 가스를 도입할 수 있기 때문에, 가스치환 효율이 향상한다. 이 경우는, 반도체 웨이퍼(400)가 만드는 극간이 10㎜ 정도로 좁기 때문에, 부노즐(441)로서는, 직경 5㎜ 정도 이하의 가는 노즐로 하는 것이 바람직하고, 또한 노즐 선단은 테플론 등의 불소 함유 고분자로 피복하여 웨이퍼 표면을 손상시키지 않도록 한다.
또한, 도 21(b)에 있어서는, 반도체 웨이퍼(400)에 대향한 위치의 근방에 부노즐(441)의 선단이 오도록 배치된다. 이 경우, 부노즐(441)의 길이와 회동 각도를 적당하게 조정하여, 반도체 웨이퍼(400)의 표면 전체에 가스를 분무하도록 설정한다. 이 경우, 각 부노즐로부터 분출한 도입 가스는, 반도체 웨이퍼(400)의 표면을 준층류로서 흐른다. 풍량 등의 조건에 의해 난류가 되는 경우도 있다. 이것에 의해, 특히 가스 순환공정에 있어서의 웨이퍼 표면의 청정화 효과가 높아진다. 또한, 반도체 웨이퍼(400)의 표면에 부노즐(441)이 접촉되어 손상될 염려도 없다.
또한, 여기에서는, 부노즐(441)을 그 길이 및 회동 각도를 적당 조정하도록 했지만, 부노즐(441)을 고정하지 않고, 좌우로 회동시켜 돌려나도 무방하다. 이것에 의해, 반도체 웨이퍼(400)의 표면 전체에 가스를 효율적으로 분출할 수 있다.
또한 여기에서는, 부노즐(105a, 105b)을 주노즐의 축방향을 따라 출입하도록 설정했지만, 주노즐이 평행 이동할 방향으로 작동시켜도 무방하다. 선단측에 부노즐(105a, 105b)이 설치된 주노즐의 기단부를 중심으로 하여 회전시켜도 괜찮다. 기구가 복잡하게 되지만, 부노즐(105a, 105b) 등의 출입 방향은 적당하게 설정된다.
[제8 실시형태］
도 13에 나타낸 본 발명의 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스 치환장치를 이용한 가스치환 방법에 대해서, 도 22를 기초로 상세하게 설명한다.
우선, 최초의 공정은, 덮개(302)가 먼지 수집실 내에 들어가도록 하고, 반도체 웨이퍼 수납용기를 반도체 웨이퍼 수납용기 장착수단(303)에 기밀하게 장착하는 용기 장착공정(501)이다. 이 때 도 15에 나타낸 것과 같이, 수납용기본체(401)와 덮개(402)는 기밀 유지용 씰(403)로 밀폐된다. 수납용기 내부에는 반도체 웨이퍼(400)가 평행하게 늘어놓아져 통상 25개 수납된다. 이 용기 장착공정(501)에서는, 수납용기본체 장착수단(407)을 이용하여 수납용기본체(401)를 먼지 수집벽(415)에 설치된 기밀 유지용 씰(414)로 기계적으로 꽉 누르는 것에 의해 밀착 고정한다. 즉, 수납용기본체 장착수단(407)을 연 상태에서, 수납용기본체(401)를 기밀 유지용 씰(414)로 꽉 눌러 수납용기본체 장착수단(407)을 닫는 것으로, 수납용기본체(401)를 먼지 수집벽(415)에 밀착 고정한다. 이 공정은 도 15에 나타낸 것처럼, 이동 스테이지(113)를 이용하여 자동적으로 실시해도 좋고, 수동으로 실시해도 좋다.
다음으로, 탈착이동기구(408)와 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)를 함께 이동시켜 덮개(402)에 근접시키고, 덮개 유지기구(130) 등에 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)의 장착부분(425)을 감합하는 것으로, 덮개(402)를 결합하여 유지하는 덮개 유지공정(502)을 실시한다. 구체적인 동작을 도 16을 이용하여 설명한다. 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)를 덮개 탈착 제어기구(104)에 의해 함께 덮개(402)에 근접시켜 이동시키고, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)의 선단을 덮개 유지기구(113)에 삽입하여 덮개(402)를 유지한다. 이 탈착이동기구(408)는, 먼지 수집벽(415)의 외부에 설치된 탈착 구동 기구(104) 내부에 있는 모터 등의 구동원으로부터의 힘이 전달되어 구동된다.
다음으로, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)에 의해, 수납용기본체(401)와 덮개(402)를 결합하고 있는 덮개 꼭지 구조(418)를 작동하고, 수납용기본체(401)와 덮개(402)를 분리하는 덮개 분리공정(503)을 실시한다. 구체적인 동작을 도 16에 나타낸다. 이 덮개 분리공정(503)은, 탈착 구동 기구(104)에 의해 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)를 회전시켜 덮개 꼭지 구조(418)을 떼어낸 후, 다시 탈착 구동 기구(104)를 이용하여 탈착이동기구(408)을 이동시키고, 이것과 동시에, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)와 덮개 유지기구(113)에 의해 탈착이동기구(408)에 유지되어 있는 덮개(402)를 이동시켜, 수납용기본체(401)와 덮개(402)를 분리하는 공정이다. 이 수납용기본체(401)와 덮개(402)와의 분리에 의해, 기밀 유지용 씰(403)과 덮개(402)와의 사이에 극간이 생기고, 수납용기본체(401)와 먼지 수집실(416)과의 사이가 가스유로에 의해 결합된다.
다음으로, 가스 도입노즐(405)을 수납용기본체(401)와 덮개(402)와의 극간에 삽입하는 가스 도입노즐 삽입공정(504)을 실시한다. 이 공정의 구체적인 동작은 도 19에 나타낸다. 도 19(a)에 나타내는, 수납용기본체(401)에 덮개(402)가 장착된 상태로부터, 도 19(b)에 나타낸 것과 같이, 상기 덮개 분리공정(503)으로 분리된 수납용기본체(401)와 덮개(402)와의 극간으로부터, 노즐 이동수단(406)으로 가스 도입노즐(405)이 수납용기본체(401)의 저부까지 삽입된다. 이 공정에 의해, 가스 도 입노즐(405)을 이용하여 수납용기본체(401)에 가스를 도입하는 것이 가능해진다.
다음으로, 배기수단에 의해 먼지 수집실 내를 배기하여 감압하는 감압공정 (505)을 실시한다. 구체적으로는 도 13에 있어서, 우선 제4 밸브(319)와 제５ 밸브(320)를 닫고, 배기 펌프(309)에 의해 배기관의 내부를 탈기한다. 이 때, 제3 밸브(18)는 닫힌 상태가 된다. 그 후, 제4 밸브(319)를 열어 먼지 수집실의 공기를 배기한다. 이 때, 수납용기본체(401)와 덮개(402)는 분리되어 있기 때문에, 수납용기본체(401) 내부의 공기도 동시에 배기되게 된다.
다음으로, 배기수단에 의해 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 가스 도입노즐(405)로부터 수납용기본체(401)로 가스를 도입하는 가스 치환공정(506)을 실시한다. 이 가스 치환공정(506)을, 구체적으로 도 13을 이용하여 설명한다. 가스 도입노즐(405)에는, 가스 공급원과 감압 밸브와 가스 공급관으로 이루어지는 가스 공급수단(308)이 제1 밸브(317)를 통하여 결합된다. 가스 공급원인 고압 가스 실린더나 클린룸 내의 가스 배관은, 대략 7kg/㎠의 고압 상태로 된다. 이것을 감압 밸브에 의한 적절한 공급 가스압인, 예를 들면, 1.2~1.5kg/㎠로 조절한 후, 제1 밸브(317)를 여는 것에 의해, 가스 도입노즐(306)로부터 수납용기본체(1)의 저부로 가스를 도입한다. 이 가스 치환공정(506)은 감압공정(505)이 시작되고 나서 즉시 개시된다. 감압공정(505)에 의해 수납용기본체(401)와 먼지 수집실의 내부를 고진공 상태까지 감압하고 나서, 이 가스 치환공정(506)을 실시하는 것이 바람직하지만, 이를 위해서는 내압 특성이 뛰어난 반도체 웨이퍼 수납용기를 이용할 필요가 있다. 일반적인 반도체 웨이퍼 수납용기는 플라스틱 재료로 형성되기 때문에, 감압공정 (505)으로 고진공 상태로 하는 것은 용기의 내압 특성상 바람직하지 않다.
이 도입하는 가스는, 95% 이상의 순도를 갖는 건조 질소 가스, 원하는 경우에는 순도 99.9~99.999% 이상의 건조 질소 가스를 공급한다. 이 공급된 건조 가스는, 수납용기본체(1)에 수납된 반도체 웨이퍼(400)의 사이를 층류로서 흐르고, 수납용기본체(1)와 덮개(302)와의 극간을 통과하여 먼지 수집실에 유입된다. 이 공정으로, 수납용기본체(1) 내의 가스가 건조 질소 가스로 치환되는 것과 함께, 수납용기본체(401)와 덮개(402)와의 극간이나 표면에 부착되어 있던 마이크로 먼지가 날려 제거되어 표면이 청정화된다. 이 때, 도입 가스는, 가스 도입노즐(405)의 선단으로부터 수납용기본체(401)의 저부로 도입되고, 수납용기본체(401)의 저부로부터 먼지 수집실측으로 서서히 충전되어 수납용기본체(401) 내로 이제까지 존재하고 있던 가스를 먼지 수집실로 밀어낸다. 또한, 도입 가스는 이것과 동시에, 수납용기본체(401)의 저부측으로부터 반도체 웨이퍼(400)의 전면을 따라 흘러, 반도체 웨이퍼(400)의 표면 전체의 마이크로 먼지 등을 날려버린다.
먼지 수집실에 유입한 가스와 마이크로 먼지는, 먼지 수집 필터(312)로 여과되어 제4 밸브(319)와 배기관을 통과하여 배기 펌프(309)에 의해 장치 밖으로 배기된다.
이 가스 치환공정(506)은, 치환가스유로 내의 가스 순도를 충분하게 향상시키고, 또한, 먼지 수집실 내의 마이크로 먼지가 먼지 수집 필터(312)로 충분하게 흡착 여과될 때까지 실시된다. 충분한 시간 가스치환을 실시한 후, 제1 밸브(317)와 제4 밸브(319)를 차례로 닫고, 제５ 밸브(320)를 열어 배기관으로 대기를 넣으 면서, 배기 펌프(309)를 정지시켜 가스 치환공정(506)을 종료한다.
반도체 웨이퍼 수납용기 내부를 감압 상태로 보관하고 싶은 경우는 제1 밸브(317)를 먼저 닫고, 반도체 웨이퍼 수납용기 내부를 가압 상태로 보관하고 싶은 경우는, 제4 밸브(319)를 먼저 닫으면 된다. 또한, 보관 가스압을 제어하고 싶은 경우는, 가스유로의 적절한 장소, 예를 들면, 먼지 수집벽에 진공 게이지를 설치하고, 가스유로 내부의 가스압을 계측하면서 밸브의 개폐를 실시할 수 있다. 이러한 밸브의 개폐 조작의 자동화는, 도 중의 밸브로서 전기적으로 개폐 동작이 가능한 전자 밸브 등을 이용하고, 미도시의 제어회로에 의해 이들 전자 밸브의 개폐를 제어하는 것에 의해 실시할 수 있다.
다음으로, 수납용기본체(401)와 먼지 수집수단, 및 가스 도입노즐(405)에 차례대로 가스를 순환시키는 가스 순환공정(507)을 실시한다. 이 가스 순환공정(507)은, 도 13의 제3 밸브(18)을 열고, 순환펌프(311)을 작동시켜 가스를 순환시키는 공정이다. 이 공정에 의해, 가스 치환공정(506)으로 치환된 건조 가스는, 순환펌프(311), 화학 흡착 필터(310), 제２ 밸브(21), 노즐 이동수단(307), 가스 도입노즐(306), 수납용기본체(1), 먼지 수집실, 먼지 수집 필터(312), 제3 밸브(18)에 차례대로 흐르는 가스순환경로를 형성한다. 이 가스 순환공정(507)에 의해, 반도체 웨이퍼(400)의 표면에 흡착되어 있던 불순물이나 수분이 순환가스에 의해 제거되어 화학 흡착 필터(310)로 여과되기 때문에, 반도체 웨이퍼(400) 표면을 깨끗하게 할 수 있다.
이 가스 순환공정(507)에 있어서의 수납용기본체(401) 내에서의 가스의 순환 경로에 있어서, 그 공급측이 가스 도입노즐(405)의 선단인 수납용기본체(401)의 저부이고, 배출측이 수납용기본체(401)와 덮개(402)와의 극간이기 때문에, 수납용기본체(401) 내에 존재하는 가스 전체를 순조롭게 효율적으로 순환시킬 수 있다.
또한, 도 13에 나타내는 구성에서는, 이 가스순환경로 내에 먼지 수집 필터(312)가 포함되어 있기 때문에, 가스 순환 중에 있어서 마이크로 먼지가 순환가스 중에 포함되어 있는 경우는 여과되어 청정화된다. 이 가스 순환공정(507)을 소정의 시간 실시한 후, 순환펌프(311)을 정지하고, 제3 밸브(18)를 닫아 가스 순환공정을 종료한다.
다음으로, 가스 도입노즐(405)을 수납용기본체(401)와 덮개(402)와의 극간으로부터 꺼내는 가스 도입노즐 인출공정(508)을 실시한다. 이것은, 도 19에서 나타낸 가스 도입노즐 삽입공정의 역 공정이다.
다음으로, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)와 덮개(402)를 함께 이동시켜 덮개(402)를 수납용기본체(401)에 삽입하고, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)에 의해 덮개 꼭지 구조(418)을 작동시켜 수납용기본체(401)와 덮개(402)를 결합시키는 덮개 장착공정(509)을 실시한다. 이것은, 덮개 분리공정(503) 및 덮개 유지공정(502)에 대한 역 공정이다. 즉, 도 13에 있어서, 탈착이동기구(4)에 의해 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)와 덮개(402)를 이동시키고, 덮개(402)를 수납용기본체(401)에 밀착시켜, 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)를 회전시켜 덮개 꼭지 구조(418)을 결합구멍(116)에 삽입하고, 수납용기본체(1)와 덮개(302)를 기밀하게 결합하는 공정이다. 그 후, 탈착이동기구(4)에 의해 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)를 이동시켜 덮개 유 지기구(113)로부터 덮개 꼭지 구조 탈착기구(423)를 떼어내는 공정이다.
마지막으로, 반도체 웨이퍼 수납용기를 먼지 수집수단으로부터 떼어내는 용기 분리공정(510)을 실시하여 본 실시형태의 가스치환 방법을 종료한다.
또한, 상기 가스치환 방법에서는, 가스 치환공정(506)과 가스 순환공정(507)을 1번씩 설정했는데, 그 가스로서 클리닝 가스와 질소 가스로 치환과 순환을 실시해도 무방하다. 즉, 반도체 웨이퍼 표면의 청정도를 보다 단시간에 향상시키기 위해서, 도 22에 있어서의 감압공정(505)의 뒤에, 클리닝 가스 치환공정과 클리닝 가스 순환공정을 추가할 수 있다. 그 경우에 있어서의 본 발명의 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스치환 방법의 공정도를 도 23에 나타낸다. 이 공정은 기술한 것처럼, 치환가스로서 건조 질소 가스 중에 대략 5% 이하의 반응성 가스를 혼합한 것을 이용하고, 도 22에 나타낸 가스 치환공정(506)(도 23에 나타내는 클리닝 가스 치환공정(511))과 가스 순환공정(507)(도 23에 나타내는 클리닝 가스 순환공정(512))을 실시하는 공정이다. 이 공정을 추가하는 것에 의해, 이 공정을 추가하지 않은 경우에 비해 보다 단시간에 반도체 웨이퍼(400) 표면의 청정화 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 23에 나타낸 것과 같이, 클리닝 가스 치환공정(511)과 클리닝 가스 순환공정(512)을 실시하는 것에 의해, 반도체 웨이퍼 수납용기 내부에 반응성 가스가 잔류되고, 경시적으로 반도체 웨이퍼(400)의 표면을 손상시키는 경우가 있기 때문에, 그것에 이어서 질소 가스 치환공정(513)과 질소 가스 순환공정(514)을 실시한다. 이것은, 클리닝 가스 치환공정(511)과 클리닝 가스 순환공정(512)과 동일한 공정이며, 사용하는 가스로서 반응성 가스를 포함하지 않는 순도 95% 이상의 건조 질소 가스를 이용하는 공정이다. 이 질소 가스 치환공정(513)과 질소 가스 순환공정(514)을 실시하는 것에 의해, 웨이퍼 표면을 손상시키는 일 없이 반도체 웨이퍼 수납용기 내에 장시간 동안 웨이퍼를 보관할 수 있다.
도 22에 나타낸 본 발명의 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스치환 방법을 실시하는 경우는, 가스 공급수단은 반응성 가스를 공급하는 제1 가스 공급수단과 질소 가스를 공급하는 제２ 가스 공급수단을 이용한다. 제1 가스 공급수단으로부터 공급되는 반응성 가스는, 적어도 오존 가스 또는 수소 가스 또는 암모니아 가스 중 어느 하나의 가스 성분을 포함한 반응성 가스를 약 5% 이하의 비율로 질소 가스에 혼합한 것을 이용할 수 있다. 또한, 제1 가스 공급수단은 적어도 오존 가스 또는 수소 가스 또는 암모니아 가스 중 어느 하나의 가스 성분으로 이루어지는 반응성 가스이고, 이 반응성 가스를 제２ 가스 공급수단으로부터의 질소 가스에 소정의 비율로 혼합시켜 이용해도 무방하다. 제1 가스 공급수단과 제２ 가스 공급수단을 이용하여 가스를 혼합하는 경우는, 가스 유량계를 이용하여 가스 혼합 비율을 조절하여 실시한다.
또한, 클리닝 가스 치환공정(511)과 클리닝 가스 순환공정(512)에서 이용하는 반응성 가스가 미량이거나 반응성의 낮은 경우는, 질소 가스 순환공정(514)을 생략할 수 있다.
이상 설명한 것처럼, 본 발명의 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스 치환장치 및 그것을 이용한 가스치환 방법은, 일반적으로 이용되고 있는 반도체 웨이퍼 수납용기에 대해서, 단시간에 수납용기 내의 분위기를 목적의 가스로 효율적으로 치환할 수 있는 것과 함께, 치환가스를 순환시키는 것에 의해 반도체 웨이퍼 표면을 청정하게 할 수 있기 때문에, 고집적화에 적합한 반도체 웨이퍼의 가공 프로세스를 실현할 수 있다. 또한, 가스치환을 자동화할 수 있기 때문에, 자동화된 로드/언로드 시스템에도 대응할 수 있어, 처리실 내의 오염도 최소한으로 억제할 수 있다.
또한 본 발명의 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스 치환장치 및 그것을 이용한 가스치환 방법에서는, 기존의 반도체 웨이퍼 수납용기를 그대로 사용할 수 있고, 특별한 가공도 필요없기 때문에, 넓리 일반적으로 사용할 수 있어 지극히 유용한 가스 치환장치 및 방법이라 할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 반도체 웨이퍼의 수납용기에 대해서 설명했지만, 반도체 웨이퍼 이외의 수납물의 수납용기에 이용했을 경우도, 상기 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
[제2~8 실시형태의 효과］
상기 제 2~8 실시형태에서는, 상술한 효과 이외에 이하의 효과도 얻을 수 있다.
가스 도입구멍이 없는 수납용기에 대해서도, 덮개을 연 상태에서 가스치환을 할 수 있어, 상기 과제를 해결할 수 있었다.
또한, 이러한 구성으로 하는 것에 의해 개방계의 가스 치환장치로 할 수 있고, 그 결과, 수납용기 내의 가스의 배기와 도입을 동시에 실시하는 것에 의해 단시간에 고순도의 가스치환이 가능해져 상기 과제를 해결할 수 있다.
또한, 화학 흡착 필터를 통하여, 수납용기 내의 가스를 순환시키는 것에 의 해 상온에서 단시간에 표면의 청정화가 가능해져, 상기 과제를 해결할 수 있다. 특히, 이 순환가스로서 질소 가스 또는 5% 정도 이하의 반응성 가스를 포함한 질소 가스를 이용하는 것에 의해, 웨이퍼 표면에 흡착된 불순물 원소나 관능기를 단시간에 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다.
그리고, 상기 가스 순환수단에 의해 형성되는 가스순환경로의 일부를, 상기 가스 배기수단과 공유하는 구조로 하는 것에 의해, 장치 구성을 간소화할 수 있다.
이와 같이 하는 것에 의해, 반도체 웨이퍼 등의 수납용기의 덮개 주변에 부착되어 있던 먼지 등을 효과적으로 제거할 수 있어, 보다 청정한 가스치환을 가능하게 하여 상기 과제를 해결한다.
수납 장치의 가스치환을 기계적으로 자동화할 수 있으며, 클린룸 내의 오염을 최소로 하는 것과 함께, 반도체 처리 공정에 있어서의 로드/언로드의 처리에도 대응할 수 있게 되어 상기 과제를 해결할 수 있다.
또한, 상기 수납용기본체와 상기 수납용기 장착수단과의 접합면에, 기밀 유지용의 씰을 구비하여, 가스가 외부 환경으로 새는 것을 막아, 순도가 높은 가스치환이 가능해진다.
수납용기본체와 덮개와의 극간으로부터 용이하게 가스도입이 가능해져 상기 과제를 해결할 수 있다. 그리고, 상기 가스 도입노즐을 반도체 웨이퍼 등의 수납물의 극간에 삽입하는 것에 의해, 단시간에 가스치환이 가능해졌다. 또한, 상기 가스 도입노즐을 반도체 웨이퍼 등의 수납물에 대향 근접시켜 배치하는 것에 의해, 반도체 웨이퍼 등의 수납물의 표면에 치환가스의 층류를 형성할 수 있고, 반도체 웨이 퍼 등의 수납물의 청정화의 효과를 높이는 것이 가능해져, 상기 과제를 해결할 수 있다.
또한, 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구와 상기 탈착 이동기구를, 회전 가능하게 또한 평행 이동 가능한 동일한 회전이동축으로 구성하고, 상기 회전이동축을 스토퍼를 갖는 불소 함유 고분자 베어링으로 상기 가스유로 형성기구에 회전 가능하게 결합하고, 다른 불소 함유 고분자 베어링으로 상기 먼지 수집벽에 기밀하게 유지하여 회전 가능하게 또한 평행이동 가능하게 결합하는 것에 의해, 장치 구성을 간소화하고, 동시에 마이크로 먼지가 발생하지 않는 장치구성으로 할 수 있어, 가스치환 순도를 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 수납용기의 가스 치환장치를 이용하여 실시하는 가스치환 방법으로서 이하의 (1)~(6)의 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스치환 방법을 실현한다.
(1) 상기 수납용기를 상기 가스 치환장치에 장착하는 공정.
(2) 상기 수납용기본체와 상기 덮개를 분리하고, 이들 사이에 소정의 극간을 구비하는 덮개 분리공정.
(3) 상기 가스 배기수단에 의해 상기 수납용기본체의 공기를 배기하는 공정.
(4) 상기 가스 배기수단에 의해 상기 수납용기본체의 가스를 배기하면서, 상기 가스 도입수단에 의해 상기 수납용기본체에 가스를 도입하는 공정.
(5) 상기 수납용기본체로의 가스의 도입과 배기를 정지하고, 상기 가스 순환수단에 의해, 상기 화학 흡착 필터를 통하여 상기 수납용기본체의 가스를 순환시키 는 공정.
(6) 상기 수납용기를 상기 가스 치환장치로부터 떼어내는 공정.
이러한 가스치환 방법을 이용하는 것에 의해, 단시간에 가스치환과 반도체 웨이퍼 등의 수납물의 청정화할 수 있어, 상기 과제를 해결할 수 있다.
또한, 상기 치환에 이용하는 가스로서, 질소 가스를 95% 이상 포함하는 건조 가스를 이용하는 것에 의해, 반도체 웨이퍼의 청정화 효과를 향상시킬 수 있었다.
또한, 본 발명의 수납용기의 가스 치환장치를 이용하여 실시하는 가스치환 방법으로서 이하의 (7)~(16)의 공정으로 이루어지는 가스치환 방법을 개시한다.
(7) 상기 덮개가 상기 먼지 수집실 내에 들어가도록 하고, 수납용기를 상기 수납용기 장착수단에 기밀하게 장착하는 용기 장착공정.
(8) 상기 탈착이동기구와 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구를 함께 이동시켜 상기 덮개에 근접시키고, 상기 덮개 유지기구로 상기 덮개를 결합하여 유지하는 덮개 유지공정.
(9) 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해 상기 수납용기본체와 상기 덮개를 결합하고 있는 덮개 꼭지 구조를 작동시키고, 상기 수납용기본체와 상기 덮개를 분리하여, 상기 덮개와 상기 수납용기본체와의 사이에 소정의 극간을 형성하는 덮개 분리공정.
(10) 상기 가스 도입노즐을 상기 수납용기본체와 상기 덮개와의 사이의 극간에 삽입하는 가스 도입노즐 삽입공정.
(11) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내를 배기하여 감압하는 감압 공정.
(12) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 상기 가스 도입노즐로부터 상기 가스 도입수단을 이용하여 상기 수납용기본체로 가스를 도입하는 가스 치환공정.
(13) 상기 수납용기본체와 상기 먼지 수집수단, 및 상기 가스 도입노즐에 차례대로 가스를 순환시키는 가스 순환공정.
(14) 상기 가스 도입노즐을 상기 수납용기본체와 상기 덮개와의 사이의 극간으로부터 꺼내는 가스 도입노즐 인출공정.
(15) 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구와 상기 덮개를 함께 이동시켜 상기 덮개를 상기 수납용기본체에 삽입하고, 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해 상기 덮개 꼭지 구조를 작동시켜, 상기 수납용기본체와 상기 덮개를 결합시키는 덮개 장착공정.
(16) 수납용기를 상기 먼지 수집수단으로부터 떼어내는 용기 분리공정.
이러한 가스치환 방법을 이용하는 것에 의해, 자동적 또는 반자동적으로 수납용기의 가스치환이 가능해지고, 단시간에 순도가 높은 가스치환과 반도체 웨이퍼 등의 수납물의 청정화를 실시할 수 있게 되어, 상기 과제를 해결할 수 있다.
또한 상기 공정 (12)의 전에, (가) 공정 및 (나) 공정을 추가하는 것에 의해, 반도체 웨이퍼 등의 수납물의 청정화를 보다 단시간에 효과적으로 실시할 수 있게 된다.
(가) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍으로부터 상기 가스 도입수단을 이용하여 상기 수납용기본체에 건조 질소 가스에 약 5% 이하의 반응성 가스를 혼합한 클리닝 가스를 도입하는 클리닝 가스 치환공정.
(나) 상기 수납용기본체와 상기 먼지 수집수단, 및 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍에 차례대로 클리닝 가스를 순환시키는 클리닝 가스 순환공정.
그리고, 상기 반응성 가스로서 적어도 오존 가스 또는 수소 가스 또는 암모니아 가스 중 어느 하나의 가스 성분을 포함하는 건조 질소 가스를 이용한다.
또한, 상기 치환에 이용하는 가스로서 질소 가스를 95% 이상 포함하는 건조 가스를 이용하는 것에 의해, 반도체 웨이퍼 등의 수납물의 청정화의 효과를 높일 수 있었다.
또한, 상기 공정 (12)의 전에, 공정(f)을 넣는 것에 의해, 보다 고순도의 가스치환을 가능으로서 상기 과제를 해결할 수 있다.
(f) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 상기 가스 도입노즐로부터 상기 가스 도입수단을 이용하여 상기 수납용기본체에 Ar보다 비중이 큰 희가스 또는 이산화탄소를 도입하는 중가스 치환공정.
본 발명의 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스 치환장치 및 그것을 이용한 가스치환 방법은, 일반적으로 이용되고 있는 반도체 웨이퍼 수납용기에 대해서, 단시간에 수납용기 내의 분위기를 목적의 가스로 효율적으로 치환할 수 있는 것과 함께, 치환가스를 순환시키는 것에 의해 반도체 웨이퍼 표면을 청정하게 할 수 있기 때문 에, 고집적화에 적합한 반도체 웨이퍼의 가공 프로세스를 실현할 수 있다. 또한, 가스치환을 자동화할 수 있기 때문에, 자동화된 로드/언로드 시스템에도 대응할 수 있어, 처리실 내의 오염도 최소한으로 억제할 수 있다.
또한 본 발명의 반도체 웨이퍼 수납용기의 가스 치환장치 및 그것을 이용한 가스치환 방법에서는, 기존의 반도체 웨이퍼 수납용기를 그대로 사용할 수 있고, 특별한 가공도 필요없기 때문에, 넓리 일반적으로 사용할 수 있어 지극히 유용한 가스 치환장치 및 방법이라 할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 반도체 웨이퍼의 수납용기에 대해서 설명했지만, 반도체 웨이퍼 이외의 수납물의 수납용기에 이용했을 경우도, 상기 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

Claims (49)

  1. 가스 도입구멍을 갖는 수납용기본체와, 이 수납용기본체를 덮는 덮개로 이루어지는 수납용기 내에 가스를 치환하는 수납용기의 가스 치환장치에 있어서,
    상기 수납용기본체에 가스를 도입하는 가스 도입수단과,
    상기 수납용기본체의 가스를 배기하는 가스 배기수단과,
    화학 흡착 필터를 통하여 상기 수납용기본체의 가스를 순환시키는 가스 순환수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수납용기본체와 상기 덮개를 결합시키는 덮개 꼭지 구조와,
    상기 덮개가 가스치환 유로 내부에 모두 수납되도록 상기 수납용기본체를 장착하는 것이 가능한 수납용기 장착수단을 구비하고,
    상기 가스 도입수단은, 상기 가스 도입구멍으로부터 상기 수납용기본체로 가스를 도입하고,
    상기 가스 배기수단은, 상기 수납용기 장착수단을 통하여 상기 수납용기본체의 가스를 배기하고,
    상기 가스 순환수단은, 상기 수납용기본체와 상기 수납용기 장착수단과 상기 가스 도입구멍과의 사이에 차례대로 가스를 순환시키는 것과 함께, 상기 수납용기 장착수단과 상기 가스 도입구멍과의 사이에 형성되는 가스순환경로의 도중에 화학 흡착 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  3. 제2항에 있어서,
    적어도 1종류 이상의 가스를 공급하는 가스 공급수단과,
    상기 가스 공급수단으로부터 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍으로 가스를 유도하는 가스 도입수단과,
    상기 먼지 수집실의 가스를 배기하는 배기수단과,
    상기 수납용기본체로부터 상기 덮개를 먼지 수집수단의 내부에서 탈착하는 덮개 탈착수단과,
    상기 덮개 탈착수단의 동작을 제어하는 덮개탈착 제어수단과,
    상기 배기수단과 상기 가스 순환수단과의 사이에서 가스의 흐름을 변경시키는 가스흐름 변환수단을 구비하고,
    상기 수납용기 장착수단은,
    적어도 먼지 수집벽에 의해 둘러쌓여지는 먼지 수집실에 의해 구성되어 가스 치환공정에서 발생하는 마이크로 먼지를 격리하는 먼지 수집수단과,
    상기 덮개가 상기 먼지 수집실의 내부에 모두 포함되도록 하는 것과 함께, 기밀성을 유지하여 상기 수납용기를 상기 수납용기 장착수단에 장착하는 수납용기본체 장착수단으로 구성되고,
    상기 배기수단은 적어도 배기 펌프 및 상기 먼지 수집수단으로 격리된 마이크로 먼지를 포획 수집하는 먼지 수집 필터를 포함하고,
    상기 가스 순환수단은 적어도 순환펌프를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 덮개 탈착수단은 상기 먼지 수집실 내외에 분리되어 배치되고,
    상기 먼지 수집실 내에 있어서는,
    상기 수납용기본체와 덮개를 결합하는 덮개 꼭지 구조를 탈착하는 덮개 꼭지 구조 탈착기구와,
    상기 덮개와 소정의 간극을 갖도록 접하여 가스유로를 형성하는 가스유로 형성기구와,
    상기 덮개와, 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구와, 상기 가스유로 형성기구를 동시에 이동시키고, 상기 수납용기와 상기 덮개와의 사이에 소정의 간극을 형성하는 탈착이동기구와,
    상기 덮개와 상기 탈착이동기구를 결합하여 유지하는 덮개 유지기구로 구성되고,
    상기 먼지 수집실 밖에 있어서는, 상기 덮개 유지기구와 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구와 상기 탈착이동기구를 각각 구동시키는 탈착 구동기구로 구성되는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 수납용기본체와 상기 수납용기 장착수단과의 접합면에는, 기밀 유지용의 씰이 설치되는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 덮개와 소정의 간극을 갖고 접하는 상기 가스유로 형성기구는, 상기 덮개 주연부에서 형성되는 간극의 체적이, 상기 덮개 중앙부에서 형성되는 간극의 체적에 비해 충분하게 큰 체적을 갖는 펌프실을 구성하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 덮개와 소정의 간극을 갖고 접하는 상기 가스유로 형성기구는, 상기 덮개에서 형성되는 간극에 있어서 상기 펌프실을 제외한 간극과 상기 먼지 수집실을 연통하고, 상기 간극측으로부터 상기 먼지 수집실측으로 향함에 따라 지름이 커지도록 형성된 연통 구멍을 적어도 1개 갖는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구와 상기 탈착이동기구는, 회전 가능하고 또한 평행 이동 가능한 동일한 회전이동축으로 구성되고,
    상기 회전이동축은, 스토퍼를 갖는 불소 함유 고분자 베어링으로 상기 가스 유로 형성기구에 회전 가능하게 결합되고, 다른 불소 함유 고분자 베어링으로 상기 먼지 수집벽과 기밀성을 유지하여 회전 가능하게 또한 평행 이동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  9. 수납용기의 가스치환 방법에 있어서, 이하의 (1)~(5)의 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스치환 방법.
    (1) 수납용기를 가스 치환장치에 장착하는 공정.
    (2) 가스 배기수단에 의해 수납용기본체의 공기를 배기하는 공정.
    (3) 가스 배기수단에 의해 상기 수납용기본체의 가스를 배기하면서, 가스 도입수단에 의해 상기 수납용기본체에 가스를 도입하는 공정.
    (4) 상기 수납용기본체로의 가스의 도입과 배기를 정지하고, 가스 순환수단에 의해, 화학 흡착 필터를 통하여 상기 수납용기본체의 가스를 순환시키는 공정.
    (5) 상기 수납용기를 상기 가스 치환장치로부터 떼어내는 공정.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가스는, 질소 가스를 95% 이상 포함하는 건조 가스인 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환방법.
  11. 수납용기의 가스 치환장치를 이용하여 실시하는 수납용기의 가스치환 방법에 있어서, 이하의 (6)~(15)의 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스치환 방법.
    (6) 상기 덮개가 먼지 수집실 내에 들어가도록 하고, 상기 수납용기를 수납용기 장착수단에 기밀하게 장착하는 용기 장착공정.
    (7) 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍과 상기 가스 도입수단을 결합하는 가스 도입수단 결합공정.
    (8) 상기 가스유로 형성기구와 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구를 함께 이동시켜 상기 덮개에 근접시키고, 상기 덮개 유지기구로 상기 덮개를 결합하여 유지하는 덮개 유지공정.
    (9) 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해 상기 수납용기본체와 상기 덮개를 결합하고 있는 덮개 꼭지 구조를 작동시켜, 상기 수납용기본체와 상기 덮개를 분리하는 덮개 분리공정.
    (10) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내를 배기하여 감압하는 감압공정.
    (11) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍으로부터 상기 가스 도입수단을 이용하여 상기 수납용기본체에 가스를 도입하는 가스 치환공정.
    (12) 상기 수납용기본체와 상기 먼지 수집수단, 및 상기 수납용기의 가스 도입구멍에 차례대로 가스를 순환시키는 가스 순환공정.
    (13) 상기 가스유로 형성기구와 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구 및 상기 덮개를 함께 이동시켜 상기 덮개를 상기 수납용기본체에 삽입하고, 상기 덮개 꼭지 구 조 탈착기구에 의해 상기 덮개 꼭지 구조를 작동시켜, 상기 수납용기본체와 상기 덮개를 결합시키는 덮개 장착공정.
    (14) 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍으로부터 상기 가스 도입수단을 떼어내는 가스 도입수단 분리공정.
    (15) 수납용기를 상기 먼지 수집수단으로부터 떼어내는 용기 분리공정.
  12. 수납용기의 가스 치환장치를 이용하여 실시하는 수납용기의 가스치환 방법에 있어서, 이하의 (16)~(27)의 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환방법.
    (16) 상기 덮개가 상기 먼지 수집실 내에 들어가도록 하고, 수납용기를 상기 수납용기 장착수단에 기밀하게 장착하는 용기 장착공정.
    (17) 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍과 상기 가스 도입수단을 결합하는 가스 도입수단 결합공정.
    (18) 상기 가스유로 형성기구와 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구를 함께 이동시켜 상기 덮개에 근접시키고, 상기 덮개 유지기구로 상기 덮개를 결합하여 유지하는 덮개 유지공정.
    (19) 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해, 상기 수납용기본체와 상기 덮개를 결합하는 덮개 꼭지 구조를 작동시켜, 상기 수납용기본체와 상기 덮개를 분리하는 덮개 분리공정.
    (20) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내를 배기하여 감압하는 감압 공정.
    (21) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍으로부터 상기 가스 도입수단을 이용하여 상기 수납용기본체에 건조 질소 가스에 약 5% 이하의 반응성 가스를 혼합한 클리닝 가스를 도입하는 클리닝 가스 치환공정.
    (22) 상기 수납용기본체와 상기 먼지 수집수단, 및 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍에 차례대로 클리닝 가스를 순환시키는 클리닝 가스 순환공정.
    (23) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍으로부터 상기 가스 도입수단을 이용하여 상기 수납용기본체에 건조 질소 가스를 도입하는 질소 가스 치환공정.
    (24) 상기 수납용기본체와 상기 먼지 수집수단, 및 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍에 차례대로 건조 질소 가스를 순환시키는 질소 가스 순환공정.
    (25) 상기 덮개 유지기구와 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구와 상기 가스유로 형성기구 및 상기 덮개를 함께 이동시켜 상기 덮개를 상기 수납용기본체에 삽입하고, 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해 상기 덮개 꼭지 구조를 작동시켜, 상기 수납용기본체와 상기 덮개를 결합시키는 덮개 장착공정.
    (26) 상기 수납용기본체의 가스 도입구멍으로부터 상기 가스 도입수단을 떼어내는 가스 도입수단 분리공정.
    (27) 수납용기를 상기 먼지 수집수단으로부터 떼어내는 용기 분리공정.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 반응성 가스는, 적어도 오존 가스 또는 수소 가스 또는 암모니아 가스 중 어느 하나의 가스 성분을 포함하는 건조 질소 가스인 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환방법.
  14. 내부를 청정하게 유지할 필요가 있는 용기본체 및 이 용기본체 내를 밀봉하는 덮개로 이루어지는 수납용기 내의 가스를 치환하는 수납용기의 가스 치환장치에 있어서,
    상기 수납용기의 덮개를 내부에 수납한 상태로 상기 용기본체에 기밀하게 장착하고, 이 기밀상태를 유지하여 상기 덮개를 떼어내어 이 덮개와 상기 용기본체와의 극간으로부터 내부의 가스를 치환하는 기능을 구비한 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 수납용기의 내부로 가스를 도입하여 내부의 가스를 치환하는 가스 도입수단을 구비하고,
    이 가스 도입수단은, 상기 수납용기의 용기본체와 덮개와의 극간으로부터 상기 용기본체 내에 삽입되어 상기 용기본체 내로 가스를 도입하는 가스 도입노즐을 구비하는 구성인 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 가스 도입수단은, 상기 가스 도입노즐을 상기 용기본체와 상기 덮개와의 극간으로부터 출입시키는 노즐 이동수단을 구비한 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 가스 도입노즐은 신축성의 막대 모양의 관재로 구성되고,
    상기 노즐 이동수단은, 상기 가스 도입노즐이 상기 용기본체와 상기 덮개와의 극간으로부터 출입되도록 신축시키는 기능을 구비한 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 가스 도입노즐은 막대 모양의 관재로 구성되고,
    상기 노즐 이동수단은, 상기 가스 도입노즐이 상기 용기본체와 상기 덮개와의 극간으로부터 출입되도록 평행 이동시키는 기능을 구비한 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 가스 도입노즐은, 상기 용기본체 내에 수납물이 수납되어 형성된 극간에 대응하는 크기로 설정되는 것과 함께, 이 극간에 대응하여 1개 또는 복수개 설 치되는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 가스 도입노즐은, 회동하는 것으로 그 선단의 송풍구가 상기 용기본체 내의 내부로 이동되는 부노즐과, 상기 부노즐에 연결되어 상기 부노즐을 회동시키는 것과 함께 상기 용기본체 내로 출입시키는 주노즐을 갖도록 구성되고,
    상기 노즐 이동수단은, 상기 가스 도입노즐의 주노즐을 회동시키는 것과 함께 출입시키는 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 부노즐은, 상기 용기본체 내에 수납물이 수납되어 형성된 극간에 대응한 크기로 설정되는 것과 함께, 상기 극간에 대응하여 1개 또는 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  22. 내부를 청정하게 유지할 필요가 있는 용기본체 및 상기 용기본체 내를 밀봉하는 덮개로 이루어지는 수납용기 내의 가스를 치환하는 수납용기의 가스 치환장치에 있어서,
    상기 용기본체를 기밀하게 장착하여 가스 치환유로의 일부를 형성하는 것과 함께 상기 덮개를 내부로 완전하게 수납하는 수납용기 장착수단과,
    상기 수납용기 장착수단 내에서 상기 용기본체로부터 상기 덮개를 탈착하는 덮개 탈착수단과,
    상기 덮개 탈착수단의 동작을 제어하는 덮개탈착 제어수단과,
    상기 수납용기 장착수단 내에서 상기 덮개를 상기 용기본체로부터 떼어낸 상태로 상기 덮개와 상기 용기본체와의 극간으로부터 상기 용기본체 내로 가스를 도입하는 가스 도입수단과,
    상기 용기본체 내의 가스를 배기하는 가스 배기수단과,
    상기 용기본체 내의 가스를 순환시켜 화학 흡착 필터로 상기 가스 중의 이물을 제거하는 가스 순환수단과,
    상기 가스 배기수단과 상기 가스 순환수단과의 사이에 가스의 흐름을 변경시키는 가스흐름 변환수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 가스 도입수단은, 상기 수납용기의 용기본체와 덮개와의 극간으로부터 상기 용기본체 내로 삽입되어 상기 용기본체 내로 가스를 도입하는 가스 도입노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 가스 도입수단은, 상기 가스 도입노즐을 상기 용기본체와 상기 덮개와의 극간으로부터 출입시키는 노즐 이동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 수납용 기의 가스 치환장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 가스 도입노즐은 신축성의 막대 모양의 관재로 구성되고,
    상기 노즐 이동수단은, 상기 가스 도입노즐이 상기 용기본체와 상기 덮개와의 극간으로부터 출입되도록 신축시키는 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 가스 도입노즐은 막대 모양의 관재로 구성되고,
    상기 노즐 이동수단은, 상기 가스 도입노즐이 상기 용기본체와 상기 덮개와의 극간으로부터 출입되도록 평행 이동시키는 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 가스 도입노즐은, 상기 용기본체 내에 수납물이 수납되어 형성된 극간에 대응하는 크기로 설정되는 것과 함께, 상기 극간에 대응하여 1개 또는 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 가스 도입노즐은, 회동하는 것으로 그 선단의 송풍구가 상기 용기본체 내의 내부로 이동되는 부노즐과, 상기 부노즐에 연결되어 상기 부노즐을 회동시키는 것과 함께, 상기 용기본체 내로 출입시키는 주노즐을 구비하고,
    상기 노즐 이동수단은, 상기 가스 도입노즐의 주노즐을 회동시키는 것과 함께 출입시키는 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 부노즐은, 상기 용기본체 내에 수납물이 수납되어 형성된 극간에 대응한 크기로 설정되는 것과 함께, 상기 극간에 대응하여 1개 또는 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  30. 제22항에 있어서,
    상기 가스 순환수단에 의해 형성되는 가스순환경로의 일부를, 상기 가스 배기수단과 공유하는 수납용기의 가스 치환장치.
  31. 제22항에 있어서,
    상기 수납용기 장착수단은, 적어도,
    먼지 수집벽에 의해 둘러쌓여지는 먼지 수집실에 의해 구성되어 가스 치환공정에서 발생하는 마이크로 먼지를 격리하는 먼지 수집수단과,
    상기 덮개가 상기 먼지 수집실의 내부에 모두 포함되도록 하는 것과 함께, 기밀성을 유지하여 상기 수납용기를 상기 수납용기 장착수단에 장착하는 수납용기본체 장착수단으로 이루어지고,
    상기 수납용기 장착수단에, 적어도,
    1종 이상의 가스를 상기 가스 도입수단에 공급하는 가스 공급수단과,
    상기 먼지 수집실의 가스를 배기하는 배기수단을 구비하고,
    상기 배기수단은 적어도 배기 펌프 및 상기 먼지 수집수단으로 격리된 마이크로 먼지를 포획 수집하는 제1 먼지 수집 필터를 포함하고,
    상기 가스 순환수단은 적어도 제２ 먼지 수집 필터와 순환펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 덮개 탈착수단은 상기 먼지 수집실 내외에 분리되어 배치되고,
    상기 먼지 수집실 내에 있어서는,
    상기 용기본체와 덮개를 결합하는 덮개 꼭지 구조를 탈착하는 덮개 꼭지 구조 탈착기구와,
    상기 덮개와 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구를 동시에 이동시켜 상기 수납용기와 상기 덮개와의 사이에 소정의 극간을 형성하는 탈착이동기구와,
    상기 덮개와 상기 탈착이동기구를 결합하여 유지하는 덮개 유지기구를 구비하고,
    상기 먼지 수집실 밖에 있어서는, 상기 덮개 유지기구와 상기 덮개 꼭지 구 조 탈착기구와 상기 탈착이동기구를 각각 구동시키는 탈착 구동 기구로 구성되는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  33. 제22항에 있어서,
    상기 용기본체와 상기 수납용기 장착수단과의 접합면에는, 기밀 유지용의 씰이 설치되는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  34. 제22항에 있어서,
    상기 가스 도입수단은, 가스 도입노즐과, 상기 가스 도입노즐을 이동시켜 상기 용기본체와 상기 덮개와의 극간에 출입시키는 노즐 이동수단을 구비하는 수납용기의 가스 치환장치.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 가스 도입노즐은, 상기 용기본체와 상기 덮개와의 극간에, 경사 방향으로 평행 이동하여 출입 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  36. 제34항에 있어서,
    상기 가스 도입노즐은, 주노즐과 상기 주노즐로부터 분기한 1개 이상의 부노즐로 구성되고,
    상기 주노즐은, 상기 노즐 이동수단에 의해 평행 이동 및 회전 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 부노즐은, 용기본체에 수납되어 있는 수납물의 극간에 삽입될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  38. 제36항에 있어서,
    상기 부노즐의 선단은, 상기 용기본체에 수납되어 있는 수납물의 상단에 대향한 위치로 근접하여 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  39. 제34항에 있어서,
    상기 가스 도입노즐 또는 상기 부노즐의 적어도 선단 부분은 불소 함유 고분자 재료로 피복되는 것을 특징으로 하는 상기 수납용기의 가스 치환장치.
  40. 제32항에 있어서,
    상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구와 상기 탈착 이동기구는, 회전 가능하고 또한 평행 이동 가능한 동일한 회전이동축에 구성되고,
    상기 회전이동축은, 스토퍼를 갖는 불소 함유 고분자 베어링으로 상기 가스 유로 형성기구에 회전 가능하게 결합되고, 다른 불소 함유 고분자 베어링으로 상기 먼지 수집벽과 기밀성을 유지하여 회전 가능하게 또한 평행 이동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  41. 제22항에 있어서,
    상기 용기본체를 장착할 수 있는 이동 스테이지와, 상기 이동 스테이지를 지지하는 베이스를 갖고,
    상기 이동 스테이지는 상기 덮개와 결합한 상기 용기본체를 상기 베이스 상에서 이동시켜 상기 수납용기 장착수단에 자동적으로 밀착 또는 분리시키고,
    상기 용기본체의 밀착 또는 분리를 검출하는 위치 검출 수단을 구비하고,
    상기 위치 검출 수단으로부터의 검출 신호에 따라서 수납용기본체 장착수단에 의해 자동적으로 상기 용기본체의 탈착을 실시하는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환장치.
  42. 내부를 청정하게 유지할 필요가 있는 용기본체 및 상기 용기본체 내를 밀봉하는 덮개로 이루어지는 수납용기 내의 가스를 치환하는 수납용기의 가스치환 방법에 있어서,
    가스를 치환하기 위한 가스 치환유로를 상기 용기본체에 기밀하게 연통하여 상기 수납용기의 덮개를 상기 가스 치환유로 내에 수납하고, 상기 가스 치환유로 내에서 상기 덮개를 떼어내어 상기 덮개와 상기 용기본체와의 극간으로부터 상기 용기본체 내부의 가스를 치환하는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스치환 방법.
  43. 내부를 청정하게 유지할 필요가 있는 용기본체 및 상기 용기본체 내를 밀봉하는 덮개로 이루어지는 수납용기 내의 가스를 치환하는 수납용기의 가스치환 방법에 있어서, 이하의 (1)~(6)의 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환방법.
    (1) 상기 수납용기를 가스 치환장치에 장착하는 공정.
    (2) 상기 용기본체와 상기 덮개를 분리하고, 이들의 사이에 소정의 극간을 설치하는 덮개 분리공정.
    (3) 상기 가스 배기수단에 의해 상기 용기본체의 공기를 배기하는 공정.
    (4) 상기 가스 배기수단에 의해 상기 용기본체의 가스를 배기하면서, 가스 도입수단에 의해 상기 용기본체로 가스를 도입하는 공정.
    (5) 상기 용기본체로의 가스의 도입과 배기를 정지하고, 상기 가스 순환수단에 의해, 상기 화학 흡착 필터를 통하여 상기 용기본체의 가스를 순환시키는 공정.
    (6) 상기 수납용기를 상기 가스 치환장치로부터 떼어내는 공정.
  44. 내부를 청정하게 유지할 필요가 있는 용기본체 및 상기 용기본체 내를 밀봉하는 덮개로 이루어지는 수납용기 내의 가스를 치환하는 수납용기의 가스 치환방법에 있어서, 이하의 (7)~(16)의 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스치환 방법.
    (7) 상기 덮개가 먼지 수집실 내에 들어가도록 하고, 수납용기를 수납용기 장착수단에 기밀하게 장착하는 용기 장착공정.
    (8) 탈착이동기구와 덮개 꼭지 구조 탈착기구를 함께 이동시켜 상기 덮개에 근접시키고, 덮개 유지기구로 상기 덮개를 결합하여 유지하는 덮개 유지공정.
    (9) 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해 상기 용기본체와 상기 덮개를 결합하고 있는 덮개 꼭지 구조를 작동시키고, 상기 용기본체와 상기 덮개를 분리하여, 상기 덮개와 상기 용기본체와의 사이에 소정의 극간을 형성하는 덮개 분리공정.
    (10) 가스 도입노즐을 상기 용기본체와 상기 덮개와의 사이의 극간에 삽입하는 가스 도입노즐 삽입공정.
    (11) 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내를 배기하여 감압하는 감압공정.
    (12) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 상기 가스 도입노즐로부터 가스 도입수단을 이용하여 상기 용기본체로 가스를 도입하는 가스 치환공정.
    (13) 상기 용기본체와 먼지 수집수단, 및 상기 가스 도입노즐에 차례대로 가스를 순환시키는 가스 순환공정.
    (14) 상기 가스 도입노즐을 상기 용기본체와 상기 덮개와의 사이의 극간으로부터 꺼내는 가스 도입노즐 인출공정.
    (15) 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구와 상기 덮개를 함께 이동시켜 상기 덮개를 상기 용기본체에 삽입하고, 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해 상기 덮개 꼭 지 구조를 작동시켜, 상기 용기본체와 상기 덮개를 결합시키는 덮개 장착공정.
    (16) 상기 수납용기를 상기 먼지 수집수단으로부터 떼어내는 용기 분리공정.
  45. 내부를 청정하게 유지할 필요가 있는 용기본체 및 상기 용기본체 내를 밀봉하는 덮개로 이루어지는 수납용기 내의 가스를 치환하는 수납용기의 가스치환 방법에 있어서, 이하의 (17)~(28)의 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환방법.
    (17) 상기 덮개가 먼지 수집실 내에 들어가도록 하고, 수납용기를 수납용기 장착수단에 기밀하게 장착하는 용기 장착공정.
    (18) 탈착이동기구와 덮개 꼭지 구조 탈착기구를 함께 이동시켜 상기 덮개에 근접시키고, 덮개 유지기구로 상기 덮개를 결합하여 유지하는 덮개 유지공정.
    (19) 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해 상기 용기본체와 상기 덮개를 결합하고 있는 덮개 꼭지 구조를 작동시키고, 상기 용기본체와 상기 덮개를 분리하여, 상기 덮개와 상기 용기본체와의 사이에 소정의 극간을 형성하는 덮개 분리공정.
    (20) 가스 도입노즐을 상기 용기본체와 상기 덮개와의 사이의 극간에 삽입하는 가스 도입노즐 삽입공정.
    (21) 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내를 배기하여 감압하는 감압공정.
    (22) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 상기 가스 도입노즐로부터 가스 도입수단을 이용하여 상기 용기본체로 가스를 도입하는 가스 치환공정.
    (23) 상기 용기본체와 상기 먼지 수집수단, 및 상기 가스 도입노즐에 차례대로 가스를 순환시키는 가스 순환공정.
    (24) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 상기 용기본체의 가스 도입구멍으로부터 상기 가스 도입수단을 이용하여 상기 용기본체에 건조 질소 가스에 약 5% 이하의 반응성 가스를 혼합한 클리닝 가스를 도입하는 클리닝 가스 치환공정.
    (25) 상기 용기본체와 상기 먼지 수집수단, 및 상기 용기본체의 가스 도입구멍에 차례대로 클리닝 가스를 순환시키는 클리닝 가스 순환공정.
    (26) 상기 가스 도입노즐을 상기 용기본체와 상기 덮개와의 사이의 극간으로부터 꺼내는 가스 도입노즐 인출공정.
    (27) 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구와 상기 덮개를 함께 이동시켜 상기 덮개를 상기 용기본체에 삽입하고, 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해 상기 덮개 꼭지 구조를 작동시켜, 상기 용기본체와 상기 덮개를 결합시키는 덮개 장착공정.
    (28) 상기 수납용기를 상기 먼지 수집수단으로부터 떼어내는 용기 분리공정.
  46. 내부를 청정하게 유지할 필요가 있는 용기본체 및 상기 용기본체 내를 밀봉하는 덮개로 이루어지는 수납용기 내의 가스를 치환하는 수납용기의 가스치환 방법에 있어서, 이하의 (29)~(39)의 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환방법.
    (29) 상기 덮개가 상기 먼지 수집실 내에 들어가도록 하고, 수납용기를 상기 수납용기 장착수단에 기밀하게 장착하는 용기 장착공정.
    (30) 탈착이동기구와 덮개 꼭지 구조 탈착기구를 함께 이동시켜 상기 덮개에 근접시키고, 덮개 유지기구로 상기 덮개를 결합하여 유지하는 덮개 유지공정.
    (31) 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해 상기 용기본체와 상기 덮개를 결합하고 있는 덮개 꼭지 구조를 작동시켜, 상기 용기본체와 상기 덮개를 분리하고, 상기 덮개와 상기 용기본체와의 사이에 소정의 극간을 형성하는 덮개 분리공정.
    (32) 가스 도입노즐을 상기 용기본체와 상기 덮개와의 사이의 극간에 삽입하는 가스 도입노즐 삽입공정.
    (33) 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내를 배기하여 감압하는 감압공정.
    (34) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 상기 가스 도입노즐로부터 상기 가스 도입수단을 이용하여 상기 용기본체에 Ar보다 비중이 큰 희가스 또는 이산화탄소를 도입하는 중가스 치환공정.
    (35) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 상기 가스 도입노즐로부터 상기 가스 도입수단을 이용하여 상기 용기본체로 가스를 도입하는 가스 치환공정.
    (36) 상기 용기본체와 상기 먼지 수집수단, 및 상기 가스 도입노즐에 차례대로 가스를 순환시키는 가스 순환공정.
    (37) 상기 가스 도입노즐을 상기 용기본체와 상기 덮개와의 사이의 극간으로부터 꺼내는 가스 도입노즐 인출공정.
    (38) 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구와 상기 덮개를 함께 이동시켜 상기 덮개를 상기 용기본체에 삽입하고, 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해 상기 덮개 꼭지 구조를 작동시켜, 상기 용기본체와 상기 덮개를 결합시키는 덮개 장착공정.
    (39) 상기 수납용기를 상기 먼지 수집수단으로부터 떼어내는 용기 분리공정.
  47. 내부를 청정하게 유지할 필요가 있는 용기본체 및 상기 용기본체 내를 밀봉하는 덮개로 이루어지는 수납용기 내의 가스를 치환하는 수납용기의 가스치환 방법에 있어서, 이하의 (a)~(m)의 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환방법.
    (a) 상기 덮개가 상기 먼지 수집실 내에 들어가도록 하고, 상기 수납용기를 수납용기 장착수단에 기밀하게 장착하는 용기 장착공정.
    (b) 탈착이동기구와 덮개 꼭지 구조 탈착기구를 함께 이동시켜 상기 덮개에 근접시키고, 덮개 유지기구로 상기 덮개를 결합하여 유지하는 덮개 유지공정.
    (c) 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해 상기 용기본체와 상기 덮개를 결합하고 있는 덮개 꼭지 구조를 작동시켜, 상기 용기본체와 상기 덮개를 분리하고, 상기 덮개와 상기 용기본체와의 사이에 소정의 극간을 형성하는 덮개 분리공정.
    (d) 가스 도입노즐을 상기 용기본체와 상기 덮개와의 사이의 극간에 삽입하는 가스 도입노즐 삽입공정.
    (e) 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내를 배기하여 감압하는 감압공정.
    (f) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 상기 가스 도입노즐로부터 상기 가스 도입수단을 이용하여 상기 용기본체에 Ar보다 비중이 큰 희가스 또는 이산화탄소를 도입하는 중가스 치환공정.
    (g) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 상기 가스 도입노즐로부터 상기 가스 도입수단을 이용하여 상기 용기본체로 가스를 도입하는 가스 치환공정.
    (h) 상기 용기본체와 상기 먼지 수집수단, 및 상기 가스 도입노즐에 차례대로 가스를 순환시키는 가스 순환공정.
    (i) 상기 배기수단에 의해 상기 먼지 수집실 내의 배기를 실시하면서, 상기 용기본체의 가스 도입구멍으로부터 상기 가스 도입수단을 이용하여 상기 용기본체에 건조 질소 가스에 약 5% 이하의 반응성 가스를 혼합한 클리닝 가스를 도입하는 클리닝 가스 치환공정.
    (j) 상기 용기본체와 상기 먼지 수집수단, 및 상기 용기본체의 가스 도입구멍에 차례대로 클리닝 가스를 순환시키는 클리닝 가스 순환공정.
    (k) 상기 가스 도입노즐을 상기 용기본체와 상기 덮개와의 사이의 극간으로부터 꺼내는 가스 도입노즐 인출공정.
    (l) 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구와 상기 덮개를 함께 이동시켜 상기 덮개를 상기 용기본체에 삽입하고, 상기 덮개 꼭지 구조 탈착기구에 의해 상기 덮개 꼭지 구조를 작동시켜, 상기 용기본체와 상기 덮개를 결합시키는 덮개 장착공정.
    (m) 상기 수납용기를 상기 먼지 수집수단으로부터 떼어내는 용기 분리공정.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 가스는, 질소 가스를 95% 이상 포함하는 건조 가스인 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환방법.
  49. 제47항에 있어서,
    상기 반응성 가스는, 적어도 오존 가스 또는 수소 가스 또는 암모니아 가스 중 어느 하나의 가스 성분을 포함하는 건조 질소 가스인 것을 특징으로 하는 수납용기의 가스 치환방법.
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