KR20130079156A - 불활성 가스 주입 설비 및 불활성 가스 주입 방법 - Google Patents

불활성 가스 주입 설비 및 불활성 가스 주입 방법 Download PDF

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Abstract

불활성(不活性) 가스 주입(注入) 설비는, 기판 W를 수납하는 용기(50)를 지지하는 지지부에 설치되고, 용기(50)의 배기구(50o)로부터 용기(50) 내의 기체를 외부로 배출시키는 상태로, 용기(50)의 급기구(50i)로부터 불활성 가스를 용기(50)의 내부로 주입하는 주입 장치 N과, 주입 장치 N의 작동을 제어하는 제어 장치 H를 구비한다. 주입 장치 N이, 불활성 가스의 공급 유량을 변경할 수 있도록 구성되며, 제어 장치 H가, 지지부에 지지된 용기(50)에 불활성 가스를 공급할 때, 공급 유량을 목표 유량을 향해 점증(漸增)시키기 위해 주입 장치 N의 작동을 제어하도록 구성되어 있다.

Description

불활성 가스 주입 설비 및 불활성 가스 주입 방법{INACTIVE GAS INTRODUCING FACILITY AND INACTIVE GAS INTRODUCING METHOD}
본 발명은, 기판을 수납하는 용기를 지지하는 지지부에 설치되고, 상기 용기의 배기구로부터 상기 용기 내의 기체를 외부로 배출시키는 상태로, 상기 용기의 급기구로부터 불활성(不活性) 가스를 상기 용기의 내부로 주입하는 주입(注入) 장치와, 상기 주입 장치의 작동을 제어하는 제어 장치를 구비하는 불활성 가스 주입 설비, 및 이와 같은 불활성 가스 주입 설비를 이용한 불활성 가스 주입 방법에 관한 것이다.
상기와 같은 불활성 가스 주입 설비는, 기판(예를 들면, 반도체 웨이퍼)에 오염물이 부착되는 것을 억제하고, 또한 산소나 습도에 의해 기판이 적정 상태로부터 악화되는 것을 억제하기 위해, 기판을 수납하는 용기에 불활성 가스를 주입하기 위해 사용된다.
즉, 기판을 수납하는 용기의 급기구로부터 불활성 가스를 주입함에 따라, 용기 내의 기체가 배기구로부터 외부로 배출되어, 용기 내가, 주입되는 불활성 가스에 의해 충만된 상태로 된다. 그러므로, 기판에 오염물이 부착되는 것이나, 산소나 습도에 의해 기판이 적정 상태로부터 악화되는 것이 억제된다.
일본공개특허 제2006-86308호 공보(특허 문헌 1)에는, 이와 같은 불활성 가스 주입 설비의 일례가 개시되어 있고, 상기 불활성 가스 주입 설비에서는, 용기로서의 포트에, 불활성 가스로서의 질소 가스를 목표 유량[10리터/분]로 주입한다.
또한, 특허 문헌 1에 있어서는, 급기구에, 대기압보다 약간 큰 압력에 의해 질소 가스가 용기 내로 유입되는 것을 허용하는 밸브가 장비되고, 배기구에, 대기압보다 약간 큰 압력에 의해 용기 내의 기체가 유출(流出)되는 것을 허용하는 밸브가 장비되어 있다.
그리고, 질소 가스를 용기 내에 5분간 주입한 후에는, 주입을 정지한 상태에서 보관하는 것이 기재되어 있다.
즉, 특허 문헌 1에 있어서는, 포트를 보관하는 포트 선반과는 다른 개소(箇所)에, 질소 가스를 주입하기 위해 포트를 지지하는 가스 스테이션이 설치되어, 가스 스테이션에 의해 질소 가스가 주입된 포트를, 포트 선반에 보관하는 것이 기재되어 있다.
일본공개특허 1999-168135호 공보(특허 문헌 2)에는, 불활성 가스 주입 설비의 다른 일례가 개시되어 있다. 이 불활성 가스 주입 설비에서는, 용기로서의 포트에, 불활성 가스로서의 질소 가스를 설정 공급 시간 동안 공급하고, 그 후, 설정 정지 시간 동안은, 질소 가스의 공급을 정지하고, 설정 정지 시간이 경과하면, 다시, 질소 가스를 설정 공급 시간 동안 공급하는 형태로, 포트에 질소 가스를 간헐적으로 공급한다[예를 들면, 특허 문헌 2(단락〔0101〕~〔0118〕) 참조].
또한, 특허 문헌 2에는, 보관 장치의 선반에 지지되어 있는 포트에 질소 가스를 주입하는 것이 기재되어 있다.
그리고, 질소 가스를 포트에 공급할 때의 목표 유량에 대한 설명은 없지만, 질소 가스를 포트에 공급할 때, 가스 공급 밸브가 열리면, 목표 유량으로서의 일정 유량의 질소 가스가 공급되는 것이 기재되어 있다.
그리고, 특허 문헌 2에는, 질소 가스를 간헐적으로 공급하는 대신에, 질소 가스를 포트에 공급하는 상태를 계속해도 되는 것도 기재되어 있다.
특허 문헌 1이나 특허 문헌 2의 불활성 가스 주입 설비에서는, 용기에 불활성 가스를 주입할 때, 목표 유량의 불활성 가스가 한꺼번에 주입된다. 즉, 용기로의 불활성 가스의 공급량이, 순간적으로 또는 단계적으로 목표 유량까지 증가한다. 그러므로, 주입의 개시 시에, 용기 내의 기판이 진동하여, 기판의 이면(裏面)에 존재하는 용제(溶劑)가 낙하하고, 낙하한 용제가 아래쪽에 위치하는 다른 기판의 표면에 부착되는 것에 기인하여, 기판이 적정 상태로부터 악화될 우려가 있다. 또한, 주입의 개시 시에, 용기의 바닥부에 퇴적되어 있는 오염물이 부상하여, 기판에 부착될 염려도 있다.
그리고, 용제로서는, 예를 들면, 레지스트 처리의 현상액 등이 있다.
또한, 용기 내의 기판의 진동이나 오염물의 부상은, 주로, 용기 내의 기체의 장력이 급격하게 크게 증가한 후 급격하게 저하되는 현상이 발생함으로써 생기는 것으로 생각할 수 있다.
즉, 용기에 목표 유량의 불활성 가스를 주입하면, 용기 내의 기체가 정지 상태로부터 유동 상태로 변화한다. 이 때, 용기 내의 기체는 정지 상태로부터 유동 상태로는 급격하게는 변화할 수 없으므로, 목표 유량의 불활성 가스가 한꺼번에 주입되면, 용기 내의 기체의 압력이 급격하게 크게 증가한 후 급격하게 저하되는 현상이 발생한다. 그리고, 용기 내의 기체의 압력이 급격하게 크게 증가한 후 저하할 때, 용기 내의 기체의 흐름에 급속한 흐름이나 난류가 일시적으로 발생한다.
그리고, 용기 내의 기체의 압력이 급격하게 크게 증가한 후 저하되는 현상이 발생하면, 용기에 진동이 발생하여, 기판이 진동을 일으킬 우려가 있다. 또한, 용기 내의 기체의 흐름에 급속한 흐름이나 난류가 일시적으로 발생하면, 용기 내의 기체의 흐름에 의해 기판이 진동할 우려나, 용기의 바닥부에 퇴적되어 있는 오염물이 부상할 우려가 있다.
또한, 기판의 진동 발생이나 오염물의 부상의 발생은, 불활성 가스의 주입 개시 후, 단시간에 용기 내가 불활성 가스에 의해 충만된 상태로 되도록 하기 위해, 목표 유량을 충분히 큰 유량으로 설정하면, 현저하게 된다.
일본공개특허 제2006-86308호 공보 일본공개특허 제1999-168135호 공보
상기 문제점을 해결하기 위해서는, 용기에 불활성 가스를 주입할 때, 기판이 적정 상태로부터 악화되는 것이나 오염물이 기판에 부착되는 것을 회피할 수 있는 불활성 가스 주입 설비의 실현이 요구된다.
본 발명의 불활성 가스 주입 설비는,
기판을 수납하는 용기를 지지하는 지지부에 설치되고, 상기 용기의 배기구로부터 상기 용기 내의 기체를 외부로 배출시키는 상태로, 상기 용기의 급기구로부터 불활성 가스를 상기 용기의 내부로 주입하는 주입 장치;
상기 주입 장치의 작동을 제어하는 제어 장치;
여기서, 상기 주입 장치가, 상기 불활성 가스의 공급 유량을 변경할 수 있도록 구성되며,
상기 제어 장치가, 상기 지지부에 지지된 상기 용기에 상기 불활성 가스를 공급할 때, 상기 공급 유량을 목표 유량을 향해 점증(漸增)시키기 위해 상기 주입 장치의 작동을 제어하도록 구성되어 있다.
상기한 구성에 의하면, 지지부에 지지된 용기에 불활성 가스를 공급할 때, 주입 장치에 의해 용기에 공급되는 불활성 가스의 공급 유량이, 목표 유량을 향해 점증되므로, 용기에 불활성 가스를 공급할 때, 용기 내의 기체의 장력이 급격하게 크게 변화하는 것을 억제할 수 있다.
즉, 주입 장치에 의해 용기에 공급되는 불활성 가스의 공급 유량이 점증되면 용기 내의 기체가, 주입되는 불활성 가스의 공급 유량에 따른 유동 상태로 원활하게 변화되므로, 용기 내의 기체의 압력이 급격하게 크게 변화하는 것을 억제할 수 있다.
이와 같이, 용기에 불활성 가스를 주입할 때, 용기 내의 기체의 압력이 급격하게 크게 변화하는 것을 억제하면서, 용기 내의 기체의 유동 상태를, 주입되는 불활성 가스의 공급 유량에 따른 유동 상태로 원활하게 변화시킬 수 있다. 그러므로, 용기가 진동하여, 기판이 진동하는 것을 억제할 수 있는 동시에, 용기 내의 기체의 급속한 흐름이나 난류때문에, 기판의 진동이나 오염물의 부상이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 기판이 적정 상태로부터 악화되는 것이나, 용기의 바닥부에 퇴적되어 있는 오염물이 부상하여, 기판에 부착되는 것을 회피하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 불활성 가스 주입 설비의 기술적 특징은, 불활성 가스 주입 방법에도 적용 가능하며, 본 발명은 그와 같은 방법도 권리의 대상으로 할 수 있다. 이 불활성 가스 주입 방법에 대해서도, 전술한 불활성 가스 주입 설비에 관한 작용 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 발명의 불활성 가스 주입 방법은,
기판을 수납하는 용기를 지지하는 지지부에 설치되고, 상기 용기의 배기구로부터 상기 용기 내의 기체를 외부로 배출시키는 상태로, 상기 용기의 급기구로부터 불활성 가스를 상기 용기의 내부로 주입하는 주입 장치와, 상기 주입 장치의 작동을 제어하는 제어 장치를 구비하고, 상기 주입 장치가, 상기 제어 장치로부터 지령되는 유량 지령에 맞추어 상기 불활성 가스의 공급 유량을 변경할 수 있도록 구성된 불활성 가스 주입 설비를 이용한 방법이며,
상기 제어 장치에 의해 실행되는, 상기 지지부에 지지된 상기 용기에 상기 불활성 가스를 공급할 때, 목표 유량을 향해 점증하는 유량 지령을, 상기 주입 장치에 지령하는 유량 점증 공정을 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태의 예에 대하여 설명한다.
본 발명의 불활성 가스 주입 설비 실시형태에 있어서는,
상기 제어 장치가, 상기 지지부에 상기 용기가 지지되고 나서 상기 불활성 가스를 최초에 공급할 때, 상기 공급 유량을 제로로부터 상기 목표 유량을 향해 점증시키도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
상기한 구성에 의하면, 지지부에 용기가 지지된 직후에 있어서, 단시간에 용기 내가 불활성 가스에 의해 충만된 상태로 되도록 하기 위해, 목표 유량을 충분히 큰 유량으로 설정한 경우에도, 기판이 적정 상태로부터 악화되는 것이나, 용기의 바닥부에 퇴적되어 있는 오염물이 부상하여, 기판에 부착되는 것을 회피하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 불활성 가스 주입 설비 실시형태에 있어서는,
상기 지지부가, 상기 용기를 보관하는 보관 선반의 수납부이며,
상기 목표 유량으로서, 초기 목표 유량과 그 초기 목표 유량보다 적은 정상 목표 유량이 설정되고,
상기 제어 장치가, 상기 지지부에 지지된 상기 용기에 상기 불활성 가스를 공급할 때, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량으로 조정한 후, 상기 공급 유량을 상기 정상 목표 유량으로 조정하기 위해, 상기 주입 장치의 작동을 제어하고, 또한,
상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량으로 조정할 때, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량을 향해 점증시키기 위해 상기 주입 장치의 작동을 제어하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
상기한 구성에 의하면, 보관되어 있는 용기에 불활성 가스를 공급할 때, 공급 유량이 초기 목표 유량으로 조정되고, 그 후, 공급 유량이 초기 목표 유량보다 적은 정상 목표 유량으로 조정된다. 그러므로, 불활성 가스의 주입 개시 후, 단시간에 용기 내가 불활성 가스에 의해 충만된 상태로 되도록, 초기 목표 유량을 큰 유량으로 설정하는 경우에도, 정상 목표 유량을 작은 유량으로 설정하여, 용기 내가 상기 정상 목표 유량의 불활성 가스에 의해 충만된 상태로 유지함으로써, 불활성 가스의 소비량을 억제할 수 있다.
또한, 공급 유량을 초기 목표 유량으로 조정할 때는, 공급 유량이 초기 목표 유량을 향해 점증된다. 그러므로, 용기에 불활성 가스를 주입할 때, 용기 내의 기체의 압력이 급격하게 크게 변화하는 것을 억제하면서, 용기 내의 기체의 유동 상태를, 주입되는 불활성 가스의 공급 유량에 따른 유동 상태로 원활하게 변화시킬 수 있다. 이 결과, 기판이 적정 상태로부터 악화되는 것이나 오염물이 기판에 부착되는 것을 회피하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 불활성 가스 주입 설비 실시형태에 있어서는,
상기 제어 장치가, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량으로부터 상기 정상 목표 유량으로 변경할 때, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량을 향해 점증시키는 경우에서의 상기 공급 유량의 변화율보다 높은 변화율에 의해, 상기 공급 유량을 감소시키기 위해 상기 주입 장치의 작동을 제어하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
공급 유량을 초기 목표 유량으로부터 정상 목표 유량으로 변경할 때는, 공급 유량을 급격하게 감소시켜도, 용기에 진동이 발생하여, 기판이 진동을 일으킬 우려는 적다. 또한, 용기 내의 기체의 흐름에 일시적으로 급속한 흐름이 발생하여, 용기 내의 기체의 흐름에 의해 기판이 진동할 우려나, 용기의 바닥부에 퇴적되어 있는 오염물이 부상할 염려도 적다. 이와 같은 점들을 감안하여, 상기한 구성에 의하면, 공급 유량을 초기 목표 유량으로부터 정상 목표 유량으로 변경할 때, 공급 유량을 초기 목표 유량을 향해 점증시키는 경우에서의 공급 유량의 변화율보다 높은 변화율에 의해, 공급 유량을 감소시킨다.
이로써, 공급 유량을 초기 목표 유량으로부터 정상 목표 유량으로 변경할 때 공급 유량을 정상 목표 유량을 향해 점감(漸減)시키는 경우와 비교하여, 불활성 가스의 소비량을 억제할 수 있어 결과, 러닝 코스트(running cost)의 저하를 도모할 수 있다.
본 발명의 불활성 가스 주입 설비 실시형태에 있어서는,
상기 제어 장치가, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량으로부터 상기 정상 목표 유량으로 변경한 후에는, 설정 공급 시간이 경과하면 상기 불활성 가스의 공급을 설정 휴지(休止) 시간 동안 정지하는 것을 반복할 수 있도록, 상기 주입 장치의 작동을 제어하고, 또한,
상기 설정 휴지 시간의 경과 후에 상기 공급 유량을 상기 정상 목표 유량으로 조정할 때, 상기 공급 유량을 상기 정상 목표 유량을 향해 점증시키기 위해 상기 주입 장치의 작동을 제어하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
불활성 가스를 정상 목표 유량으로 설정 공급 시간에 걸쳐 용기에 공급한 상태에 있어서, 불활성 가스의 공급을 정지하면, 용기에 존재하는 간극으로부터 용기 내의 불활성 가스가 서서히 누출되지만, 어느 정도의 시간은, 불활성 가스가 용기에 충만하는 상태가 유지되어, 기판이 적정 상태로부터 악화되는 것을 억제할 수 있다.
이와 같은 점을 감안하여, 상기한 구성에 의하면, 공급 유량을 초기 목표 유량으로부터 정상 목표 유량으로 변경한 후에는, 설정 공급 시간이 경과하면 불활성 가스의 공급을 설정 휴지 시간 동안 정지하는 것을 반복하는 형태로, 불활성 가스를 용기에 공급한다. 이로써, 불활성 가스의 소비량을 한층 억제할 수 있다.
또한, 설정 휴지 시간 후에, 공급 유량을 정상 목표 유량으로 조정할 때는, 공급 유량이 정상 목표 유량을 향해 점증된다. 그러므로, 용기에 불활성 가스를 주입할 때, 용기 내의 기체의 압력이 급격하게 크게 변화하는 것을 억제하면서, 용기 내의 기체의 유동 상태를, 주입되는 불활성 가스의 공급 유량에 따른 유동 상태로 원활하게 변화시킬 수 있다. 이 결과, 기판이 적정 상태로부터 악화되는 것이나 오염물이 기판에 부착되는 것을 회피하는 것이 가능해진다.
본 발명의 불활성 가스 주입 설비 실시형태에 있어서는,
상기 제어 장치가, 상기 공급 유량을 점증시킬 때, 설정 대기 시간이 경과할 때마다 상기 공급 유량을 설정량 증가시키기 위해, 상기 주입 장치의 작동을 제어하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
상기한 구성에 의하면, 간단한 제어 구성에 의해, 공급 유량을 점증시키는 것이 가능하다.
즉, 공급 유량을 점증시킬 때, 시간 경과에 따라 공급 유량을 연속적으로 증가시키는 형태로 공급 유량을 점증시키는 것을 생각할 수 있다. 이 경우에는, 예를 들면, 주입 장치를 작동시키기 위해, 시간 경과에 따라 공급 유량을 연속적으로 증가시키기 위한 지령값을 생성하는 함수 발생기를 구비할 필요가 있는 등, 제어 장치의 구성이 복잡하게 될 우려가 있다.
이에 대하여, 공급 유량을 점증시킬 때, 설정 대기 시간이 경과할 때마다 공급 유량을 설정량 증가시키는 형태로 공급 유량을 점증시키는 것은, 마이크로 컴퓨터에 의해 구성되는 제어 장치의 프로그램에 의해 대응할 수 있으므로, 간소한 제어 구성에 의해, 공급 유량을 점증시키는 것이 가능하다.
본 발명의 불활성 가스 주입 설비 실시형태에 있어서는,
상기 설정량을 변경 설정하는 인위적인 조작식의 설정 장치가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
상기한 구성에 의하면, 예를 들면, 용기나 기판에 따라, 기판이 적정 상태로부터 악화되는 것이나 오염물이 기판에 부착되는 것을 회피하면서, 설정량을 최대한 큰 양으로 설정하는 등, 설정량을 임의의 양으로 설정할 수 있으므로, 공급 유량의 점증을 한층 양호하게 행하는 것이 가능해진다.
본 발명의 불활성 가스 주입 방법의 실시형태에 있어서는, 상기 유량 점증 공정에서는, 상기 지지부에 상기 용기가 지지되고 나서 상기 불활성 가스를 최초에 공급할 때, 제로로부터 상기 목표 유량을 향해 점증하는 유량 지령을, 상기 주입 장치에 지령하는 것이 바람직하다.
본 발명의 불활성 가스 주입 방법 실시형태에 있어서는, 상기 지지부가, 상기 용기를 보관하는 보관 선반의 수납부이며, 상기 제어 장치에 의해 실행되는 공정으로서, 상기 지지부에 지지된 상기 용기에 상기 불활성 가스를 공급할 때, 상기 공급 유량을 초기 목표 유량으로 조정한 후, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량보다 적은 정상 목표 유량으로 조정하는 유량 조정 공정을 더 포함하고, 상기 유량 조정 공정에서는, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량으로 조정할 때, 상기 초기 목표 유량을 상기 목표 유량으로 하여 상기 유량 점증 공정을 실행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 불활성 가스 주입 방법 실시형태에 있어서는, 상기 유량 조정 공정에서는, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량으로부터 상기 정상 목표 유량으로 변경할 때, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량으로 조정할 때의 상기 유량 점증 공정에서의 유량 지령의 변화율보다 높은 변화율에 의해, 상기 정상 목표 유량을 향해 감소하는 유량 지령을, 상기 주입 장치에 지령하는 것이 바람직하다.
본 발명의 불활성 가스 주입 방법 실시형태에 있어서는, 상기 유량 조정 공정에서는, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량으로부터 상기 정상 목표 유량으로 변경한 후에는, 설정 공급 시간이 경과하면 상기 불활성 가스의 공급을 설정 휴지 시간 동안 정지하는 것을 반복하는 간헐 공급 공정을 실행하고, 상기 간헐 공급 공정에서는, 상기 설정 휴지 시간의 경과 후에 상기 공급 유량을 상기 정상 목표 유량으로 조정할 때, 상기 정상 목표 유량을 상기 목표 유량으로 하여 상기 유량 점증 공정을 실행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 불활성 가스 주입 방법 실시형태에 있어서는, 상기 유량 점증 공정에서는, 설정 대기 시간이 경과할 때마다 설정량이 증가하는 유량 지령을, 상기 주입 장치에 지령하는 것이 바람직하다,
본 발명의 불활성 가스 주입 방법 실시형태에 있어서는, 상기 불활성 가스 주입 설비는, 상기 설정량을 변경 설정하는 인위적인 조작식의 설정 장치를 구비하는 것이 바람직하다.
도 1은 물품 보관 설비의 종단 정면도이다.
도 2는 동 설비의 절결(切缺) 측면도이다.
도 3은 수납부의 사시도이다.
도 4는 질소 가스의 주입 상태를 나타낸 설명도이다.
도 5는 질소 가스의 퍼지(purge) 패턴을 나타낸 설명도이다.
도 6은 질소 가스의 공급 유량의 제어 형태를 나타낸 설명도이다.
도 7은 동 형태의 상세를 나타낸 설명도이다.
본 발명을 물품 보관 설비에 적용한 경우의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.
[전체 구성]
물품 보관 설비는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판을 밀폐 상태로 수용하는 반송 용기(50)[이하, 용기(50)라고 함]을 보관하는 보관 선반(10), 반송 장치로서의 스태커 크레인(20), 및 용기(50)의 입출고부로서의 입출고 컨베이어 CV를 구비하고 있다.
보관 선반(10) 및 스태커 크레인(20)이, 벽체 K에 의해 외주부가 덮힌 설치 공간 내에 설치되고, 입출고 컨베이어 CV가, 벽체 K를 관통하는 상태로 설치되어 있다.
보관 선반(10)은, 용기(50)를 지지하는 지지부로서의 수납부(10S)를, 상하 방향 및 좌우 방향으로 배열되는 상태로 복수 구비하여, 복수의 수납부(10S)의 각각에, 용기(50)를 수납하도록 구성되어 있고, 그 자세한 것은 후술한다.
그리고, 본 실시형태에 있어서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 물품 보관 설비가 설치된 청정실의 천정부에 부설의 가이드 레일 G를 따라 주행하는 호이스트식(hoist type)의 반송차 D가 장비되고, 이 호이스트식의 반송차 D에 의해, 입출고 컨베이어 CV에 대하여 용기(50)가 반입(搬入) 및 반출(搬出)되도록 구성되어 있다.
[용기(50)의 구성]
용기(50)는, SEMI(Semiconductor Equipment and Materials Institute) 규격에 따른 합성 수지제의 기밀 용기이며, 기판으로서의 반도체 웨이퍼 W(도 4 참조)를 수납하기 위해 사용되고, FOUP(Front Opening Unified Pod)라고 한다. 그리고, 상세한 설명은 생략하지만, 용기(50)의 전면(前面)에는, 착탈(着脫) 가능한 커버체에 의해 개폐되는 기판 출입용의 개구가 형성되고, 용기(50)의 상면에는, 호이스트식의 반송차 D에 의해 파지(把持)되는 탑 플랜지(52)(도 4 참조)가 형성되어 있다. 용기(50)의 바닥면에는, 위치결정핀(10b)(도 3 참조)이 걸어맞추어지는 3개의 걸어맞춤홈(도시하지 않음)이 형성되어 있다.
즉, 용기(50)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 내부에 상하 방향으로 복수의 반도체 웨이퍼 W를 탑재 가능한 기판 지지체(53)를 구비한 케이싱(51)과, 도시하지 않은 커버체를 구비하고 있다. 용기(50)는, 케이싱(51)에 커버체를 장착한 상태에 있어서는, 내부 공간이 기밀(氣密) 상태로 밀폐되도록 구성되며, 그리고, 수납부(10S)에 수납된 상태에 있어서는, 위치결정핀(10b)에 의해 위치 결정되도록 구성되어 있다.
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 용기(50)의 바닥부에는, 후술하는 바와 같이, 불활성 가스로서의 질소 가스를 주입하기 위해, 급기구(50i), 및 배기구(50o)가 설치되어 있다. 도시는 생략하지만, 급기구(50i)에는, 주입측 개폐 밸브가 설치되고, 배기구(50o)에는, 배출측 개폐 밸브가 설치되어 있다.
주입측 개폐 밸브 폐쇄는, 스프링 등의 가압 부재에 의해 폐쇄 방향으로 가압되어 있고, 급기구(50i)에 공급되는 질소 가스의 토출 압력이, 대기압보다 설정값이 높은 설정 밸브 개방 압력 이상으로 되면, 그 압력에 의해 개방 조작되도록 구성되어 있다.
또한, 배출측 개폐 밸브는, 스프링 등의 가압 부재에 의해 폐쇄 방향으로 가압되어 있고, 용기(50) 내부의 압력이, 대기압보다 설정값이 높은 설정 밸브 개방 압력 이상으로 되면, 그 압력에 의해 개방 조작되도록 구성되어 있다.
[스태커 크레인(20)의 구성]
스태커 크레인(20)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 보관 선반(10)의 전면측의 바닥부에 설치된 주행 레일 E를 따라 주행 이동 가능한 주행 대차(臺車; carriage)(21)와, 그 주행 대차(21)에 세워 설치된 마스트(22)와, 그 마스트(22)에 안내되는 상태로 승강 이동 가능한 승강대(24)를 구비하고 있다.
그리고, 도시하지 않지만, 마스트(22)의 상단에 설치된 상부 프레임(23)이, 벽체 K에 의해 외주부가 덮힌 설치 공간의 천정측에 설치된 상부 가이드 레일에 걸어맞추어져 이동하도록 구성되어 있다.
승강대(24)에는, 수납부(10S)에 대하여 용기(50)를 이송탑재하는 이송탑재(transfer) 장치(25)가 장비되어 있다.
이송탑재 장치(25)는, 용기(50)를 탑재 지지하는 판형의 탑재 지지체(25A)를, 수납부(10S)의 내부로 돌출하는 돌출 위치와 승강대(24) 측으로 퇴피(退避)한 퇴피 위치로 출퇴(出退) 가능하게 구비하고 있다. 이송탑재 장치(25)를 구비한 스태커 크레인(20)은, 탑재 지지체(25A)의 출퇴 작동 및 승강대(24)의 승강 작동에 의해, 탑재 지지체(25A)에 탑재한 용기(50)를 수납부(10S)에 내려놓는 내려놓음 처리, 및 수납부(10S)에 수납되어 있는 용기(50)를 인출하는 들어올림 처리를 행하도록 구성되어 있다.
그리고, 이송탑재 장치(25)를 구비한 스태커 크레인(20)은, 입출고 컨베이어 CV에 대해서도, 내려놓음 처리 및 들어올림 처리를 행하여, 입출고 컨베이어 CV에 대한 이송탑재 작업을 행한다.
스태커 크레인(20)에는, 도시하지 않지만, 주행 경로 상의 주행 위치를 검출하는 주행 위치 검출 장치, 및 승강대(24)의 승강 위치를 검출하는 승강 위치 검출 장치가 장비되어 있다. 스태커 크레인(20)의 운전을 제어하는 크레인 컨트롤러(도시하지 않음)가, 주행 위치 검출 장치 및 승강 위치 검출 장치의 검출 정보에 기초하여, 스태커 크레인(20)의 운전을 제어하도록 구성되어 있다.
즉, 크레인 컨트롤러가, 입출고 컨베이어 CV에 반입된 용기(50)를 수납부(10S)에 수납하는 입고 작업, 및 수납부(10S)에 수납되어 있는 용기(50)를 입출고 컨베이어 CV에 인출하는 출고 작업을 행하도록, 주행 대차(21)의 주행 작동 및 승강대(24)의 승강 작동, 및 이송탑재 장치(25)에서의 탑재 지지체(25A)의 출퇴 작동을 제어하도록 구성되어 있다.
[수납부(10S)의 구성]
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 복수의 수납부(10S)의 각각은, 용기(50)를 탑재 지지하는 판형의 탑재 지지부(10a)를 구비하고 있다(도 1 참조).
이 탑재 지지부(10a)는, 이송탑재 장치(25)의 탑재 지지체(25A)가 상하로 통과하는 공간을 형성하기 위해, 평면에서 볼 때 형상이 U자형으로 되도록 형성되고, 그 상면에는, 전술한 위치결정핀(10b)이 위쪽으로 돌출하는 상태로 장비되어 있다.
또한, 탑재 지지부(10a)에는, 용기(50)가 탑재되어 있는지의 여부[즉, 용기(50)가 수납부(10S)에 수납되어 있는지의 여부]를 검출하는 한쌍의 재고 센서(10z)가 설치되고, 이들 검출 정보는, 후술하는 매스플로(mass flow) 컨트롤러(40)의 운전을 관리하는 제어 장치 H(도 4 참조)에 입력되도록 구성되어 있다.
탑재 지지부(10a)에는, 불활성 기체로서의 질소 가스를 용기(50)의 내부에 공급하는 토출 노즐(10i)과, 용기(50)의 내부로부터 배출되는 기체를 통류하는 배출용 통기체(10o)가 설치되어 있다. 또한, 각각의 수납부(10S)에는, 질소 가스의 공급을 제어하는 매스플로 컨트롤러(40)가 장비되어 있다(도 2 참조).
그리고, 토출 노즐(10i)에는, 매스플로 컨트롤러(40)로부터의 질소 가스를 유동시키는 공급 배관 Li가 접속되고, 배출용 통기체(10o)에는, 단부가 개구된 배출관 Lo가 접속되어 있다.
용기(50)가 탑재 지지부(10a)에 탑재 지지되면, 토출 노즐(10i)이 용기(50)의 급기구(50i)에 결합 상태로 접속되고, 또한 배출용 통기체(10o)가 용기(50)의 배기구(50o)에 결합 상태로 접속되도록 구성되어 있다.
그리고, 용기(50)가 탑재 지지부(10a)에 탑재 지지된 상태에 있어서, 토출 노즐(10i)로부터 대기압보다 설정값 이상 높은 압력의 질소 가스를 토출시킴으로써, 용기(50)의 배기구(50o)로부터 용기 내의 기체를 외부로 배출시키는 상태로, 용기(50)의 급기구(50i)로부터 질소 가스를 용기(50)의 내부로 주입 가능하도록 구성되어 있다.
그리고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 공급 배관 Li에는, 수동 조작식의 개폐 밸브 Vi가 장비되어 있고, 매스플로 컨트롤러(40)가 고장난 긴급 시 등에 있어서는, 질소 가스의 공급을 정지하는 상태로 전환할 수 있도록 구성되어 있다.
[매스플로 컨트롤러(40)의 구성]
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 매스플로 컨트롤러(40)는, 유입측 포트(40i)와 토출측 포트(40o)를 구비하고 있다. 토출측 포트(40o)에는, 전술한 공급 배관 Li가 접속되고, 유입측 포트(40i)에는, 질소 봄베 등의 질소 가스 공급원(도시하지 않음)으로부터의 질소 가스를 안내하는 유입 배관 Ls가 접속되어 있다.
그리고, 질소 가스 공급원에는, 질소 가스의 압력을 대기압보다 설정값 이상 높은 설정 압력으로 조정하는 거버너(governor)나, 질소 가스의 공급을 단속(斷續)하는 수동 조작식의 개폐 밸브 등이 장비된다.
매스플로 컨트롤러(40)에는, 유입측 포트(40i)로부터 토출측 포트(40o)를 향하는 내부 유로를 유동하는 질소 가스의 유량[용기(50)로의 공급 유량]을 변경 조절하는 유량 조절 밸브, 내부 유로를 유동하는 질소 가스의 유량[용기(50)로의 공급 유량]을 계측하는 유량 센서, 및 유량 조절 밸브의 작동을 제어하는 내부 제어부가 장비되어 있다.
그리고, 내부 제어부가, 유량 센서의 검출 정보에 기초하여, 용기(50)로의 공급 유량을 전술한 제어 장치 H로부터 지령되는 목표 유량으로 조정하기 위해, 유량 조절 밸브를 제어하도록 구성되어 있다. 즉, 내부 제어부는, 용기(50)로의 공급 유량을, 제어 장치 H로부터 지령되는 유량 지령에 맞추도록, 유량 조절 밸브를 제어한다.
본 실시형태에 있어서는, 매스플로 컨트롤러(40)는, 내부 유로를 유동하는 질소 가스의 유량[용기(50)로의 공급 유량]을, 제로로부터 [50리터/분]의 사이에서 조절한다. 본 실시형태에 있어서 사용하는 매스플로 컨트롤러(40)는, 전체 유량 조절 프레임에 있어서, 제어 장치 H로부터 지령되는 목표 유량(유량 지령)으로 고속(예를 들면, 1초 이내)으로 조절하도록 구성되어 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 용기(50)의 배기구(50o)로부터 용기 내의 기체를 외부로 배출시키는 상태로, 용기(50)의 급기구(50i)로부터 불활성 가스로서의 질소 가스를 용기(50)의 내부로 주입하는 주입 장치 N이, 매스플로 컨트롤러(40) 및 토출 노즐(10i)을 주요부로 하여 구성되며, 상기 제어 장치 H가, 주입 장치 N의 작동을 제어한다. 그리고, 주입 장치 N이, 제어 장치 H로부터 지령되는 유량 지령에 맞추어, 불활성 가스로서의 질소 가스의 공급 유량을 변경할 수 있도록 구성되어 있다.
[제어 장치 H의 목표 유량]
제어 장치 H는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 프로그래머블 로직 컨트롤러 (programmable logic controller) P를 경유하여, 복수의 수납부(10S)의 각각에 대응하여 설치된 매스플로 컨트롤러(40)에 대하여 목표 유량(유량 지령)을 지령한다.
그리고, 제어 장치 H에는, 각종 정보를 입력하기 위한 조작 테이블 HS가 장비되어 있다.
제어 장치 H가 지령하는 목표 유량으로서는, 용기(50)가 수납부(10S)에 수납되어 있는 상태에 있어서, 용기(50)의 내부에 질소 가스를 주입하기 위해, 매스플로 컨트롤러(40)에 대하여 지령되는 보관용의 목표 유량, 용기(50)가 수납부(10S)에 수납되기 직전에 있어서, 토출 노즐(10i)을 청정화하기 위해 지령되는 노즐 정화용의 목표 유량, 및 보관 선반(10)의 설치 시 등에 있어서, 토출 노즐(10i)이나 공급 배관 Li 등을 청정화하기 위해 지령되는 클리닝용의 목표 유량이 있다. 구체적으로는, 제어 장치 H는, 용기(50)로의 질소 가스의 공급량을, 보관용의 목표 유량, 노즐 정화용의 목표 유량, 또는 클리닝용의 목표 유량으로 조정하기 위한 유량 지령을, 매스플로 컨트롤러(40)(주입 장치 N)에 대하여 지령한다.
즉, 제어 장치 H가, 도 5에 나타낸 바와 같이, 목표 유량과 공급 시간을 정한 복수의 퍼지 패턴으로서, 노즐 퍼지 패턴 P1, 클리닝 패턴 P2, 및 4개의 보관용 퍼지 패턴 P3 ~ P6를 기억하고 있다.
그리고, 제어 장치 H가, 보관 선반(10)의 설치 시 등에 있어서, 조작 테이블 HS에 의해 클리닝 개시 지령이 지령되면, 클리닝 패턴 P2에 따라 클리닝용의 목표 유량(공급 유량)을 지령하도록 구성되어 있다.
또한, 제어 장치 H가, 용기(50)가 입출고 컨베이어 CV에 반입되면 노즐 퍼지 패턴 P1에 따라 노즐 정화용의 목표 유량을 지령하도록 구성되어 있다.
본 실시형태에 있어서는, 제어 장치 H는, 용기(50)가 입출고 컨베이어 CV에 반입된 시점을, 호이스트식의 반송차 D의 운전을 제어하는 대차 컨트롤러(도시하지 않음)로부터 수납 지령이 통신되는 것에 의해 판별하도록 구성되어 있다.
즉, 대차 컨트롤러가, 반송차 D가 용기(50)를 입출고 컨베이어 CV에 반입했을 때, 수납 지령을 제어 장치 H에 지령하도록 구성되어 있다.
또한, 제어 장치 H가, 2개의 재고 센서(10z)가 용기(50)를 검출하고 있을 때는, 4개의 보관용 퍼지 패턴 P3 ~ P6 중 조작 테이블 HS에 의해 선택된 1개의 패턴에 따라 보관용의 목표 유량을 지령하도록 구성되어 있다.
또한, 노즐 퍼지 패턴 P1 및 클리닝 패턴 P2에서의 목표 유량과 공급 시간은, 미리 기준 상태로 설정되어 있지만, 4개의 보관용 퍼지 패턴 P3 ~ P6의 각각의 목표 유량과 공급 시간은, 설비의 설치 시에, 사용자가 설정한다.
즉, 사용자는, 4개의 보관용 퍼지 패턴 P3 ~ P6의 각각의 목표 유량과 공급 시간을 조작 테이블 HS에 의해 변경 설정하면서, 4개의 보관용 퍼지 패턴 P3 ~ P6의 각각을 시험적으로 사용하여, 4개의 보관용 퍼지 패턴 P3 ~ P6 중 바람직한 패턴에 대한 목표 유량과 공급 시간을 설정하고, 또한 그 바람직한 패턴을 선택한다.
[퍼지 패턴]
다음에, 노즐 퍼지 패턴 P1, 클리닝 패턴 P2, 및 4개의 보관용 퍼지 패턴 P3 ~ P6의 각각에 대하여, 도 5를 참조하여 설명한다.
노즐 퍼지 패턴 P1은, 전술한 수납 지령이 지령된 시점으로부터 수납 전 공급 시간으로서 설정된 공급 시간 t1 동안, 노즐 정화용의 목표 유량으로서 설정된 목표 유량 L1으로 질소 가스를 공급하는 패턴으로서 정해져 있다.
공급 시간 t1은, 예를 들면, 5초로 설정되고, 목표 유량 L1은, 예를 들면, [30리터/분]로 설정된다.
클리닝 패턴 P2는, 조작 테이블 HS에 의해 클리닝 개시 지령이 지령되고 나서 설치 초기 공급 시간으로서 설정된 공급 시간 t2 동안, 클리닝용의 목표 유량으로서 설정된 목표 유량 L2에 의해 질소 가스를 공급하는 패턴으로서 정해져 있다.
공급 시간 t2는, 예를 들면, 1800초로 설정되고, 목표 유량 L2는, 예를 들면, [20리터/분]로 설정된다.
4개의 보관용 퍼지 패턴 P3 ~ P6의 각각에 대해서는, 보관용의 목표 유량으로서, 초기 목표 유량과 그 초기 목표 유량보다 적은 정상 목표 유량이 설정되어 있다.
초기 목표 유량은, 예를 들면, [50리터/분]로 설정되고, 정상 목표 유량은, 예를 들면, [5리터/분]로 설정된다. 전술한 바와 같은, 초기 목표 유량이나 정상 목표 유량은, 사용자에 따라 변경 설정된다.
그리고, 4개의 보관용 퍼지 패턴 P3 ~ P6의 각각은, 용기(50)에 질소 가스를 공급할 때는, 먼저, 목표 유량을 초기 목표 유량으로 설정하고, 그 후, 목표 유량을 정상 목표 유량으로 설정 변경하는 점이 공통되지만, 서로 다른 패턴으로 정해져 있다. 즉, 4개의 보관용 퍼지 패턴 P3 ~ P6의 각각은, 질소 가스의 공급 유량을 초기 목표 유량으로 조정한 후, 질소 가스의 공급 유량을 상기 초기 목표 유량보다 적은 정상 목표 유량으로 조정하는 유량 조정 공정을 제어 장치 H가 실행할 때의, 퍼지 패턴이다.
이하, 4개의 보관용 퍼지 패턴 P3 ~ P6를, 제1 보관용 퍼지 패턴 P3, 제2 보관용 퍼지 패턴 P4, 제3 보관용 퍼지 패턴 P5, 및 제4 보관용 퍼지 패턴 P6라고 기재하여, 각각의 패턴에 대하여 설명을 추가한다.
제1 보관용 퍼지 패턴 P3는, 용기(50)를 수납부(10S)에 수납하는 것이 완료된 용기 수납 완료 시점으로부터 설정 공급 시간 t3 동안, 초기 목량 유량으로서의 공급 유량 L31로 질소 가스를 공급하고, 그 후, 한쌍의 재고 센서(10z)가 용기(50)의 존재를 검출하고 있는 동안, 정상 목표 유량으로서의 공급 유량 L32로 질소 가스를 계속 공급하는 패턴으로서 정해져 있다.
그리고, 본 실시형태에 있어서는, 용기 수납 완료 시점은, 한쌍의 재고 센서(10z)가 용기(50)의 존재를 검출한 후, 설정 시간(예를 들면, 2초)이 경과한 시점으로 정해져 있다.
제2 보관용 퍼지 패턴 P4는, 용기 수납 완료 시점으로부터 설정 공급 시간 t41 동안, 초기 목표 유량으로서의 공급 유량 L41로 질소 가스를 공급하고, 그 후에는, 한쌍의 재고 센서(10z)가 용기(50)의 존재를 검출하고 있는 동안, 정상 목표 유량으로서의 공급 유량 L42로 질소 가스를 간헐적으로 계속 공급하는 패턴으로 정해져 있다.
즉, 제2 보관용 퍼지 패턴 P4는, 목표 유량을, 초기 목표 유량으로서의 공급 유량 L41로부터 정상 목표 유량으로서의 공급 유량 L42로 변경한 후에는, 설정 공급 시간 t43이 경과하면 질소 가스의 공급을 설정 휴지 시간 동안 정지하는 것을 반복하는 패턴으로 정해져 있다. 즉, 목표 유량이 공급 유량 L41로부터 공급 유량 L42로 변경된 후에는, 설정 공급 시간 t43이 경과하면 질소 가스의 공급을 설정 휴지 시간 동안 정지하는 것을 반복하는, 간헐 공급 공정이 실행된다.
즉, 목표 유량을, 초기 목표 유량으로서의 공급 유량 L41로부터 정상 목표 유량으로서의 공급 유량 L42로 변경한 후에는, 반복 주기 t42 중, 설정 공급 시간 t43 동안은, 공급 유량 L42에 의해 질소 가스를 공급하고, 설정 휴지 시간 t42∼t43 동안은, 질소 가스의 공급을 정지하는 것이, 한쌍의 재고 센서(10z)에 의해 용기(50)를 검출하고 있는 동안, 반복 실행된다.
또한, 이 제2 보관용 퍼지 패턴 P4에 있어서는, 반복 주기 t42도, 사용자에 따라 변경 설정된다.
제3 보관용 퍼지 패턴 P5는, 용기 수납 완료 시점으로부터 설정 공급 시간 t51 동안, 초기 목표 유량으로서의 공급 유량 L51로 질소 가스를 공급하고, 이어서, 설정 공급 시간 t52 동안, 정상 목표 유량으로서의 공급 유량 L52로 질소 가스를 공급하는 것을 기본 패턴으로 하고, 이 기본 패턴을, 한쌍의 재고 센서(10z)가 용기(50)의 존재를 검출하고 있는 동안, 반복하는 패턴으로 정해져 있다.
제4 보관용 퍼지 패턴 P6는, 용기 수납 완료 시점으로부터 설정 공급 시간 t61 동안, 초기 목표 유량으로서의 공급 유량 L61로 질소 가스를 공급하고, 이어서, 설정 공급 시간 t64∼t61 동안, 정상 목표 유량으로서의 공급 유량 L62로 질소 가스를 간헐적으로 공급하는 것을 기본 패턴으로 하고, 이 기본 패턴을, 한쌍의 재고 센서(10z)가 용기(50)의 존재를 검출하고 있는 동안, 계속하는 패턴으로 정해져 있다.
즉, 제4 보관용 퍼지 패턴 P6에는, 초기 목표 유량으로서의 공급 유량 L61로 질소 가스를 공급하는 것을 반복하는 주기인 제1 반복 주기 t64, 및 정상 목표 유량으로서의 공급 유량 L62로 질소 가스를 간헐적으로 공급하는 것을 반복하는 주기인 제2 반복 주기 t62가 설정되어 있다.
그리고, 용기 수납 완료 시점 및 제1 반복 주기 t64의 개시 시점에서는, 설정 공급 시간 t61 동안, 초기 목표 유량으로서의 공급 유량 L61로 질소 가스가 공급되고, 초기 목표 유량으로서의 공급 유량 L61에서의 질소 가스의 공급이 종료된 후에는, 설정 공급 시간 t63 동안, 정상 목표 유량으로서의 공급 유량 L62로 질소 가스를 공급하는 것과, 설정 휴지 시간 t62∼t63 동안, 질소 가스의 공급을 정지하는 것이, 교호적(交互的)으로 반복 실행된다.
또한, 이 제4 보관용 퍼지 패턴 P6에 있어서는, 제1 반복 주기 t64, 및 제2 반복 주기 t62도, 사용자에 따라 변경 설정된다.
본 실시형태에 있어서는, 제어 장치 H는, 수납부(10S)에 용기(50)가 수납된 직후에 있어서 불활성 가스를 최초에 공급할 때를 포함하여, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 제로(공급 정지 상태)로부터 초기 목표 유량으로 변경할 때는, 질소 가스의 공급 유량을 초기 목표 유량을 향해 점증시키기 위해 목표 유량(유량 지령)을 매스플로 컨트롤러(40)에 대하여 지령하도록 구성되어 있다. 마찬가지로, 제어 장치 H는, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 제로(공급 정지 상태)로부터 정상 목표 유량으로 변경할 때는, 질소 가스의 공급 유량을 정상 목표 유량을 향해 점증시키기 위해 목표 유량(유량 지령)을 매스플로 컨트롤러(40)에 대하여 지령하도록 구성되어 있다. 이와 같이, 제어 장치 H는, 목표 유량을 향해 점증하는 유량 지령을 주입 장치 N에 지령하는 유량 점증 공정을, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량이 제로 상태로부터 질소 가스의 공급 유량을 초기 목표 유량 또는 정상 목표 유량으로 조정할 때 실행한다.
또한, 제어 장치 H는, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 초기 목표 유량으로부터 정상 목표 유량으로 변경할 때는, 질소 가스의 공급 유량을 초기 목표 유량을 향해 점증시키는 경우에서의 공급 유량의 단위 시간당의 변화량보다 큰 변화량에 의해, 질소 가스의 공급 유량을 감소시키기 위해 목표 유량(유량 지령)을 매스플로 컨트롤러(40)에 대하여 지령하도록 구성되어 있다.
마찬가지로, 제어 장치 H는, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 정상 목표 유량으로부터 제로(공급 정지 상태)로 변경할 때는, 질소 가스의 공급 유량을 초기 목표 유량을 향해 점증시키는 경우에서의 상기 공급 유량의 단위 시간당의 변화량보다 큰 변화량으로, 질소 가스의 공급 유량을 감소시키기 위해, 목표 유량(유량 지령)을 매스플로 컨트롤러(40)에 대하여 지령하도록 구성되어 있다. 이와 같이, 제어 장치 H는, 질소 가스의 공급 유량을 초기 목표 유량으로부터 정상 목표 유량으로 변경할 때나 정상 목표 유량으로부터 제로로 변경할 때, 질소 가스의 공급 유량을 초기 목표 유량으로 조정할 때의 유량 점증 공정에서의 유량 지령의 변화율보다 높은 변화율로, 정상 목표 유량 또는 제로를 향해 감소하는 유량 지령을, 매스플로 컨트롤러(40)에 대하여 지령한다.
이하, 도 6 및 도 7에 기초하여, 제4 보관용 퍼지 패턴 P6를 대표예로서 채용하여 설명한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 제로(공급 정지 상태)로부터 초기 목표 유량으로 변경할 때, 즉 초기 목표 유량을 목표 유량으로 하는 유량 점증 공정을 실행할 때, 설정 단위 시간 Tx(예를 들면, 1초)가 경과할 때마다 설정량으로서의 설정 단위량 Lx씩 증가시키는 목표 유량(유량 지령)을, 제어 장치 H로부터 매스플로 컨트롤러(40)에 대하여 지령하도록 구성되어 있다.
또한, 설정 단위량 Lx는, 예를 들면, [3리터/분]로 설정된다.
마찬가지로, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 제로(공급 정지 상태)로부터 정상 목표 유량으로 변경할 때, 즉 정상 목표 유량을 목표 유량으로 하는 유량 점증 공정을 실행할 때, 설정 단위 시간 Tx(예를 들면, 1초)가 경과할 때마다 설정 단위량 Lx씩 증가하는 목표 유량(유량 지령)을, 제어 장치 H로부터 매스플로 컨트롤러(40)에 대하여 지령하도록 구성되어 있다.
즉, 제어 장치 H가, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 점증시킬 때, 설정 대기 시간으로서의 설정 단위 시간 Tx가 경과할 때마다, 공급 유량을 설정 단위량 Lx 증가시키는 형태로 질소 가스의 공급 유량을 점증시키기 위해 매스플로 컨트롤러(40)의 작동을 제어하도록 구성되어 있다. 이 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량이 점증된다.
또한, 질소 가스의 공급 유량을 설정 단위량 Lx씩 증가시킬 때, 최종의 단계에서는, 설정 단위량 Lx보다 작은 단수량(端數量)으로 되는 경우가 있지만, 그 경우에는, 그 단수량을 증가시킨다.
또한, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 초기 목표 유량으로부터 정상 목표 유량으로 변경할 때, 즉시(즉, 순간적으로 또는 단계적으로) 정상 목표 유량으로 변화하는 목표 유량(유량 지령)을, 제어 장치 H로부터 매스플로 컨트롤러(40)에 대하여 지령하도록 구성되어 있다.
마찬가지로, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 정상 목표 유량으로부터 제로(공급 정지 상태)로 변경할 때, 즉시(즉, 순간적으로 또는 단계적으로) 제로로 변화하는 목표 유량(유량 지령)을, 제어 장치 H로부터 매스플로 컨트롤러(40)에 대하여 지령하도록 구성되어 있다.
즉, 제어 장치 H가, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 감소시킬 때는, 상기 공급 유량을 신속히 감소시키는 목표 유량(유량 지령)으로 되도록, 매스플로 컨트롤러(40)의 작동을 제어하도록 구성되어 있다. 이 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량이 급속히 감소된다.
그리고, 제3 보관용 퍼지 패턴 P5와 같이, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 정상 목표 유량으로부터 초기 목표 유량으로 변경할 때에 있어서도, 질소 가스의 공급 유량을 제로(공급 정지 상태)로부터 초기 목표 유량으로 변경할 때와 마찬가지로, 제어 장치 H가, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 점증시키기 위해 매스플로 컨트롤러(40)의 작동을 제어하도록 구성되어 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 용기(50)가 수납부(10S)에 수납될 때는, 질소 가스가 용기(50)의 내부로 주입되므로, 용기 내에 수납된 반도체 웨이퍼 W를 적정 상태로 유지할 수 있다.
또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 질소 가스를 용기(50)의 내부로 주입할 때는, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 점증시킴으로써, 반도체 웨이퍼 W가 진동하여, 반도체 웨이퍼 W의 이면에 존재하는 용제가 낙하하고, 낙하한 용제가 아래쪽에 위치하는 다른 반도체 웨이퍼 W의 표면에 부착되는 것에 기인하여, 반도체 웨이퍼 W가 적정 상태로부터 악화되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 용기(50)의 바닥부에 퇴적되어 있는 오염물이 부상하여, 반도체 웨이퍼 W에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
그리고, 본 실시형태에 있어서는, 설정 단위량 Lx 및 설정 단위 시간 Tx는 일정값이지만, 이들 설정 단위량 Lx 및 설정 단위 시간 Tx를, 사용자에 따라, 증감 설정할 수 있도록 해도 된다.
구체적으로는, 예를 들면, 조작 테이블 HS를, 설정 경로로서의 설정 단위량 Lx를 변경 설정하는 인위적인 조작식의 설정 장치로서 사용하여, 설정 단위량 Lx를 변경 설정하도록 해도 되고, 마찬가지로, 조작 테이블 HS를, 설정 단위 시간 Tx를 변경 설정하는 설정 장치로서 사용하여, 설정 단위 시간 Tx를 변경 설정하도록 해도 된다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 점증시키는 동안, 설정 단위량 Lx가 일정값으로 설정되지만, 설정 단위량 Lx를 점차 크게 하는 형태, 설정 단위량 Lx를 점차 작게 하는 형태, 또는 설정 단위량 Lx를 중간점까지는 점차 크게 한 후 점차 작게 하는 형태로, 설정 단위량 Lx를 설정하도록 해도 된다. 이들 경우에 있어서, 그 설정 단위량 Lx를, 사용자에 따라, 변경 설정할 수 있도록 해도 된다.
구체적으로는, 예를 들면, 조작 테이블 HS를, 설정 경로서의 설정 단위량 Lx를 변경 설정하는 인위적인 조작식의 설정 장치로서 사용하여, 설정 단위량 Lx를 변경 설정하도록 해도 된다.
〔다른 실시형태〕
(1) 상기 실시형태에 있어서는, 용기(50)를 지지하는 지지부로서, 보관 선반(10)의 수납부(10S)를 예시했지만, 지지부로서는, 예를 들면, 기판 처리 장치에 장비되는 불활성 가스 주입용의 지지부나, 호이스트식의 반송차 D의 가이드 레일 G의 가로측 옆에 설치한 보관용의 지지부 등, 각종 지지부에 대하여, 본 발명을 적용할 수 있다.
(2) 상기 실시형태에 있어서는, 질소 가스의 공급량을 제로(공급 정지 상태)로부터 정상 목표 유량으로 증가시킬 때도, 질소 가스의 공급 유량을 점증시키는 경우를 예시했지만, 정상 목표 유량이 충분히 작은 값의 경우 등에 있어서는, 질소 가스의 공급량을 제로(공급 정지 상태)로부터 정상 목표 유량으로 증가시킬 때는, 질소 가스의 공급 유량을 점증시키지 않고, 한꺼번에(즉, 순간적으로 또는 단계적으로) 증가시키도록 해도 된다.
(3) 상기 실시형태에서는, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 초기 목표 유량으로부터 정상 목표 유량으로 변경할 때, 질소 가스의 공급 유량을 정상 목표 유량으로 한꺼번에 변경하는 경우를 예시했지만, 점감시키는 형태로 실시해도 된다.
마찬가지로, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 정상 목표 유량으로부터 제로(공급 정지 상태)로 변경할 때, 질소 가스의 공급 유량을 제로(공급 정지 상태)로 한꺼번로 변경하는 경우를 예시했지만, 점감시키는 형태로 실시해도 된다.
(4) 상기 실시형태에서는, 불활성 가스로서, 질소 가스를 사용하는 경우를 예시했지만, 불활성 가스로서는, 아르곤 등의 각종 가스를 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에서의 불활성 가스는, 산소 함유량이 낮고, 절대 습도가 낮은 가스일 필요가 있다.
(5) 상기 실시형태에서는, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 점증시킬 때, 설정 대기 시간으로서의 설정 단위 시간 Tx가 경과할 때마다, 설정량으로서의 설정 단위량 Lx씩, 질소 가스의 공급 유량을 증가시키는 경우를 예시했지만, 질소 가스의 공급 유량을 연속적으로 증가시키는 형태로 실시해도 된다.
(6) 상기 실시형태에서는, 토출 노즐(10i) 및 내부 제어부를 구비하는 매스플로 컨트롤러(40)를 주요부로 하여, 주입 장치 N을 구성하는 경우를 예시했지만, 예를 들면, 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 변경 조절하는 유량조절 밸브, 및 용기(50)로의 질소 가스의 공급 유량을 계측하는 유량 센서를, 질소 가스의 공급로 중에 설치하여, 제어 장치 H가, 유량 센서의 검출 정보에 기초하여, 유량 조절 밸브의 작동을 제어하는 형태로 실시해도 된다.
이 경우, 토출 노즐(10i) 및 유량 조절 밸브를 주요부로서, 주입 장치 N이 구성된다.
(7) 상기 실시형태에서는, 4개의 보관용 퍼지 패턴 P3 ~ P6 를 예시했지만, 보관용 퍼지 패턴으로서는, 예를 들면, 초기 목표 유량에 의해 불활성 가스를 공급하는 것을 간헐적으로 행하는 패턴 등, 각종 패턴을 사용하도록 해도 된다.
10: 보관 선반
10S: 지지부
50: 용기
50i: 급기구
50o: 배기구
H: 제어 장치
HS: 설정 장치
N: 주입 장치
Tx: 설정 대기 시간
Lx: 설정량
W: 기판

Claims (14)

  1. 기판을 수납하는 용기를 지지하는 지지부에 설치되고, 상기 용기의 배기구로부터 상기 용기 내의 기체를 외부로 배출시키는 상태로, 상기 용기의 급기구로부터 불활성(不活性) 가스를 상기 용기의 내부로 주입(注入)하는 주입 장치;
    상기 주입 장치의 작동을 제어하는 제어 장치;
    를 포함하는 불활성 가스 주입 설비로서,
    상기 주입 장치는, 상기 불활성 가스의 공급 유량을 변경할 수 있도록 구성되며,
    상기 제어 장치는, 상기 지지부에 지지된 상기 용기에 상기 불활성 가스를 공급할 때, 상기 공급 유량을 목표 유량을 향해 점증(漸增)시키기 위해 상기 주입 장치의 작동을 제어하도록 구성되어 있는, 불활성 가스 주입 설비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 지지부에 상기 용기가 지지되고 나서 상기 불활성 가스를 최초에 공급할 때, 상기 공급 유량을 제로로부터 상기 목표 유량을 향해 점증시키도록 구성되어 있는, 불활성 가스 주입 설비.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는, 상기 용기를 보관하는 보관 선반의 수납부이며,
    상기 목표 유량으로서, 초기 목표 유량과 그 초기 목표 유량보다 적은 정상(定常) 목표 유량이 설정되고,
    상기 제어 장치는, 상기 지지부에 지지된 상기 용기에 상기 불활성 가스를 공급할 때, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량으로 조정한 후, 상기 공급 유량을 상기 정상 목표 유량으로 조정하기 위해, 상기 주입 장치의 작동을 제어하고, 또한,
    상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량으로 조정할 때, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량을 향해 점증시키기 위해 상기 주입 장치의 작동을 제어하도록 구성되어 있는, 불활성 가스 주입 설비.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량으로부터 상기 정상 목표 유량으로 변경할 때, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량을 향해 점증시키는 경우에서의 상기 공급 유량의 변화율보다 높은 변화율로, 상기 공급 유량을 감소시키기 위해 상기 주입 장치의 작동을 제어하도록 구성되어 있는, 불활성 가스 주입 설비.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량으로부터 상기 정상 목표 유량으로 변경한 후에는, 설정 공급 시간이 경과하면 상기 불활성 가스의 공급을 설정 휴지(休止) 시간 동안 정지하는 것을 반복할 수 있도록, 상기 주입 장치의 작동을 제어하고, 또한,
    상기 설정 휴지 시간의 경과 후에 상기 공급 유량을 상기 정상 목표 유량으로 조정할 때, 상기 공급 유량을 상기 정상 목표 유량을 향해 점증시키기 위해 상기 주입 장치의 작동을 제어하도록 구성되어 있는, 불활성 가스 주입 설비.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 공급 유량을 점증시킬 때, 설정 대기 시간이 경과할 때마다 상기 공급 유량을 설정량 증가시키기 위해, 상기 주입 장치의 작동을 제어하도록 구성되어 있는, 불활성 가스 주입 설비.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 설정량을 변경 설정하는 인위적인 조작식의 설정 장치를 구비한, 불활성 가스 주입 설비.
  8. 불활성 가스 주입 설비를 이용한 불활성 가스 주입 방법으로서,
    상기 불활성 가스 주입 설비는,
    기판을 수납하는 용기를 지지하는 지지부에 설치되고, 상기 용기의 배기구로부터 상기 용기 내의 기체를 외부로 배출시키는 상태로, 상기 용기의 급기구로부터 불활성 가스를 상기 용기의 내부로 주입하는 주입 장치;
    상기 주입 장치의 작동을 제어하는 제어 장치;
    를 포함하고,
    상기 주입 장치는, 상기 제어 장치로부터 지령되는 유량 지령에 맞추어 상기 불활성 가스의 공급 유량을 변경할 수 있도록 구성되며,
    상기 제어 장치에 의해 실행되는 공정으로서,
    상기 지지부에 지지된 상기 용기에 상기 불활성 가스를 공급할 때, 목표 유량을 향해 점증하는 유량 지령을, 상기 주입 장치에 지령하는 유량 점증 공정을 포함하는, 불활성 가스 주입 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유량 점증 공정에서는, 상기 지지부에 상기 용기가 지지되고 나서 상기 불활성 가스를 최초에 공급할 때, 제로로부터 상기 목표 유량을 향해 점증하는 유량 지령을, 상기 주입 장치에 지령하는, 불활성 가스 주입 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 지지부는, 상기 용기를 보관하는 보관 선반의 수납부이며,
    상기 제어 장치에 의해 실행되는 공정으로서, 상기 지지부에 지지된 상기 용기에 상기 불활성 가스를 공급할 때, 상기 공급 유량을 초기 목표 유량으로 조정한 후, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량보다 적은 정상 목표 유량으로 조정하는 유량 조정 공정을 더 포함하고,
    상기 유량 조정 공정에서는, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량으로 조정할 때, 상기 초기 목표 유량을 상기 목표 유량으로 하여 상기 유량 점증 공정을 실행하는, 불활성 가스 주입 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유량 조정 공정에서는, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량으로부터 상기 정상 목표 유량으로 변경할 때, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량으로 조정할 때의 상기 유량 점증 공정에서의 유량 지령의 변화율보다 높은 변화율로, 상기 정상 목표 유량을 향해 감소하는 유량 지령을, 상기 주입 장치에 지령하는, 불활성 가스 주입 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 유량 조정 공정에서는, 상기 공급 유량을 상기 초기 목표 유량으로부터 상기 정상 목표 유량으로 변경한 후에는, 설정 공급 시간이 경과하면 상기 불활성 가스의 공급을 설정 휴지 시간 동안 정지하는 것을 반복하는 간헐 공급 공정을 실행하고,
    상기 간헐 공급 공정에서는, 상기 설정 휴지 시간의 경과 후에 상기 공급 유량을 상기 정상 목표 유량으로 조정할 때, 상기 정상 목표 유량을 상기 목표 유량으로 하여 상기 유량 점증 공정을 실행하는, 불활성 가스 주입 방법.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유량 점증 공정에서는, 설정 대기 시간이 경과할 때마다 설정량이 증가하는 유량 지령을, 상기 주입 장치에 지령하는, 불활성 가스 주입 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 불활성 가스 주입 설비는, 상기 설정량을 변경 설정하는 인위적인 조작식의 설정 장치를 구비한, 불활성 가스 주입 방법.
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