(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテナ本体と、該コンテナ本体の開口部を気密に閉鎖可能な蓋と、該蓋内部に設けられ、外部からの操作によって前記蓋の施錠または解錠可能な施錠・解錠機構とからなる密閉コンテナに収納された収納物に対し、所定の処理を施す処理装置に設置され、前記収納物を外気に触れさせることなく前記処理装置内部に取込む機械的インターフェイス装置において、
前記処理装置内を昇降する第１の昇降手段と、
内部が中空であり、開口を有するボックス形状の気密維持手段であって、前記第１の昇降手段に設けられ、該第１の昇降手段の最大上昇時に、該気密維持手段の開口周縁部が、前記収納物を取込むために前記処理装置に設けられた装置開口部の周囲の装置内面に当接し、前記処理装置内の気密性を維持する気密維持手段と、
該気密維持手段の内部に設けられた第２の昇降手段と、
該第２の昇降手段に設けられ、該第２の昇降手段の最大上昇時に前記装置開口部を前記処理装置内部から密閉し、かつ、前記施錠・解錠機構の開閉操作を行う蓋開閉機構を内蔵する密閉手段と、
前記装置開口部の周部に前記密閉コンテナを載置した際に、前記密閉コンテナ、気密維持手段、および、処理装置によって形成される空間にガスを供給する給気手段と、
前記密閉コンテナ、気密維持手段、および、処理装置によって形成される空間から排出される気体を外部に排出する排気手段と、を具備し、
前記密閉手段は、前記装置開口部の周部に前記密閉コンテナを載置する際に、その載置位置を決定するガイドピンを複数有し、そのうち少なくとも２つのガイドピンは内部が中空であり、かつ、その一端は前記処理装置内部側に開口し、他端は密閉コンテナが載置された際に開状態となる開閉弁構造になっており、該ガイドピンのうち、少なくとも１つは、前記処理装置内部側に開口する一端に可撓性を有するチューブが接続され、前記処理装置外部に通じていることを特徴とする機械的インターフェイス装置。
【請求項２】
コンテナ本体と、該コンテナ本体の開口部を気密に閉鎖可能な蓋と、該蓋内部に設けられ、外部からの操作によって前記蓋の施錠または解錠可能な施錠・解錠機構とからなる密閉コンテナに収納された収納物に対し、所定の処理を施す処理装置に設置され、前記収納物を外気に触れさせることなく前記処理装置内部に取込む機械的インターフェイス装置において、
前記処理装置内を昇降する第１の昇降手段と、
内部が中空であり、開口を有するボックス形状の気密維持手段であって、前記第１の昇降手段に設けられ、該第１の昇降手段の最大上昇時に、該気密維持手段の開口周縁部が、前記収納物を取込むために前記処理装置に設けられた装置開口部の周囲の装置内面に当接し、前記処理装置内の気密性を維持する気密維持手段と、
該気密維持手段の内部に設けられた第２の昇降手段と、
該第２の昇降手段に設けられ、該第２の昇降手段の最大上昇時に前記装置開口部を前記処理装置内部から密閉し、かつ、前記施錠・解錠機構の開閉操作を行う蓋開閉機構を内蔵する密閉手段と、
前記装置開口部の周部に前記密閉コンテナを載置した際に、前記密閉コンテナ、密閉手段および処理装置によって形成される空間と、密閉手段、気密維持手段および処理装置によって形成される空間とに、それぞれガスを供給する給気手段と、
前記密閉コンテナ、密閉手段および処理装置によって形成される空間と、密閉手段、気密維持手段および処理装置によって形成される空間とからそれぞれ排出される気体を外部に排出する排気手段と、
を具備することを特徴とする機械的インターフェイス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハに所要の処理を施す各種処理装置等に設けられ、密閉コンテナに収納された半導体ウエハを外気にさらすことなく上記処理装置内に取込む機械的インターフェイス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体デバイスの製造は、内部雰囲気を清浄化したクリーンルーム内で行われているが、製造工程間における半導体ウエハの搬送は、クリーンルーム内に僅かながら存在する塵埃の付着を避けるため、半導体ウエハをウエハカセットに収納し、さらに可搬式の密閉コンテナ内に収納して行われることがある。
また、半導体ウエハを密閉コンテナに収納するに当たり、コンテナの内部雰囲気中の水分，酸素およびその他のガス等に起因する、半導体ウエハ表面の自然酸化膜生成や有機汚染を避けるため、上記密閉コンテナ内に窒素等の不活性ガスを充満させて内部雰囲気を不活性ガスに置換するようにしている。
【０００３】
図２２に上述した密閉コンテナの外観を、また、図２３にその断面図を示す。図２２および図２３において、１０１は密閉コンテナ１００のコンテナ本体であり、開口部１０２にフランジ１０３が形成されている。１０４は把手であり、密閉コンテナを搬送する際、搬送車等に設けられたマニピュレータまたは人間の手等によって把持される。１０５は底蓋１１０の周縁部に貼付されたシール材であり、密閉コンテナの気密性を維持する。１０６は半導体ウエハＷが複数収納されるウエハカセットであり、密閉コンテナ１００に収納される際は底蓋１１０の上面に載置される。
【０００４】
そして、上述した底蓋１１０は中空になっており、その内部には図２４および図２５に示すようなロック機構が設けられている。ここで図２３は、密閉コンテナの略中心部から左半分の構造しか描写されていないが、右半分の構造も左半分と同様の構造を有している。
図２４において、１１１は平板棒状のロックアームであり、図２５に示すように、その一端に転動子１１１ａを有し、長手方向進退可能、かつ、傾倒可能にカム１１２に取り付けられている。また、ロックアーム１１１の他端は、施錠時にあってはコンテナ本体１０１のフランジ１０３の内周面に形成された凹部１０３ａに嵌合し、底蓋１１０をコンテナ本体１０１に固定する。１１３は支持部材であり、ロックアーム１１１の長手方向中央付近を支持する。１１４はロックアーム１１１を図２４中、下側に付勢するバネである。
【０００５】
また、１２０は密閉コンテナに不活性ガスを再充填するガスパージユニットや、半導体ウエハに所要の処理を行う各種処理装置に設けられたロック開閉機構であり、内部には、その先端が底蓋１１０のカム１１２とスプライン係合するカム軸１２１、および、カム軸１２１を回転させる駆動機構１２２を有している。また、ロック開閉機構１２０は図示せぬ昇降機構によって、図２４中、上下方向に昇降可能となっており、密閉コンテナの開閉を行う場合は上昇して底蓋１１０と接触し、底蓋１１０に設けられたロック機構の解錠または施錠を行う。
【０００６】
すなわち、解錠する場合は駆動機構１２２によりカム１１２とスプライン係合しているカム軸１２１を反時計回りに所定角度回転させて凹部１０３ａからロックアーム１１１の他端を引き抜き、また、施錠する場合はカム軸１２１を時計回りに所定角度回転させてロックアーム１１１の他端を凹部１０３ａに嵌入させる。そして、施錠時においては底蓋１１０がシール材１０５を挟んでコンテナ本体１０１に密着、固定され、コンテナ内部の気密性が保たれる。
【０００７】
また、従来より、半導体ウエハに各種処理（例えば洗浄、表面処理、成膜等）を施す各種半導体ウエハの処理装置には、上述したような密閉コンテナに収納された半導体ウエハを、外気の粒子等に汚染されないように装置内に取込むために、ＳＭＩＦ（standardized mechanical interface ）システムを具備している。以下に図２６ないし図２９を参照して、ＳＭＩＦシステムにより密閉コンテナ内の半導体ウエハを装置内に取込む際の動作を説明する。
【０００８】
まず、動作を説明する前に、図２６ないし図２９において処理装置２００が具備するＳＭＩＦシステムの構成について説明する。ここで、図２６ないし図２９の密閉コンテナは、図２２ないし図２５で説明した密閉コンテナと同一のものであるため、その説明を省略する。
図２６において、２００は半導体ウエハに所定の処理を行う処理装置であり、装置内部の雰囲気は清浄化されている。２０１はラッチ機構であり、密閉コンテナ１００が載置されると、図中矢印イの方向に移動してフランジ１０３と係合し、コンテナ本体１０１を処理装置２００に固定する。
【０００９】
２０２は装置内エレベータ機構であり、ロック開閉機構２２０が取り付けられ、また、レール２０３に沿って上下動する。ここで、このロック開閉機構２２０は、前述した図２４に示すロック開閉機構１２０と同様、カム軸２２１および駆動機構（図示略）を具備し、底蓋１１０の施錠または解錠を行うが、ロック開閉機構２２０本体の周縁部にはフランジ２２３が設けられている。そして、装置内エレベータ機構２０２が最大上昇位置（図２６および図２７における装置内エレベータ機構２０２の位置）にある時、フランジ２２３の上面と処理装置２００の開口部２０４周縁の内面２０５とが密着することで装置内部が気密化され、清浄化された雰囲気を維持している。
【００１０】
次に上述した処理装置２００の動作について説明する。
まず、図２６において、マニピュレータによって密閉コンテナ１００が処理装置２００に載置されると、密閉コンテナの底蓋１１０内部のカム（図示略）とカム軸２２１とがスプライン係合する。また、図示せぬセンサがこれを感知するとラッチ機構２０１が図中矢印イの方向に動いてフランジ１０３と係合し、コンテナ本体１０１を処理装置２００に固定する。
【００１１】
次に図２７において、ロック開閉機構２２０内の駆動機構（図示略）が作動してカム軸２２１を反時計回りに所定角度回転させ、ロックアーム１１１の他端を凹部１０３ａから引き出す。これにより底蓋１１０のロックが解除されると、図２８において装置内エレベータ機構２０２が、ウエハカセット１０６が載置された底蓋１１０をロック開閉機構２２０上面に載せたまま所定の位置まで降下し、図２９において、装置内に設けられたカセット取込機構（図示略）等によってウエハカセット１０６を処理装置２００内に取込む。
このように、ＳＭＩＦシステムを具備する処理装置においては、外気にさらされることなく半導体ウエハを密閉コンテナから取り出すことができるので、外気中に存在する塵埃等により半導体ウエハが汚染されることがない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したＳＭＩＦシステムは、例えば図３０に示すように、密閉コンテナ１００を移動させる際に、底蓋１１０の下面Ａ、および、底蓋１１０の外周面とフランジ１０３の内周面の隙間Ｂが外気にさらされるため、クリーンルーム内の塵埃等が付着する可能性がある。また、処理装置２００側では、密閉コンテナ１００が載置されていない間、ロック開閉機構２２０の上面Ｃ、および、ロック開閉機構２２０の外周面２２０ａと処理装置２００の開口部内周面２０４ａとの隙間Ｄに塵埃等が付着する可能性がある。
【００１３】
また、既に述べたように底蓋１１０は中空構造になっているため、ロックアーム１１１と、底蓋１１０内部からロックアーム１１１の他端を通すための孔との間にできる僅かな隙間から、底蓋１１０内部に塵埃が進入する恐れがある。
そして、上述した隙間Ｂおよび隙間Ｄに塵埃が付着した場合、あるいは、底蓋１１０内部に塵埃が進入していた場合、処理装置内に半導体ウエハを取込む際にその塵埃が処理装置内に進入してしまったり、半導体ウエハに付着してしまう恐れがあった。また、密閉コンテナ１００がロック開閉機構２２０に載置される際、底蓋１１０の下面Ａとロック開閉機構２２０の上面Ｃは密着するが、双方の表面の加工精度によっては隙間が生じてしまい、そこに付着した塵埃が処理装置２００内に進入してしまう恐れがあった。
【００１４】
さらに、密閉コンテナ１００の搬送中には底蓋１１０内部に外気が進入し、また、密閉コンテナ１００が処理装置２００に載置される際、隙間Ｂ、Ｄによって形成される空間には外気で満たされており、例えば密閉コンテナ１００内にＮ2 ガス等の不活性ガスを充填している場合、処理装置２００内に半導体ウエハ１０６を取込むためにロック機構を解錠した際、それら空間に存在する外気が半導体ウエハに触れ、ウエハ表面に悪影響を及ぼす原因となる。
【００１５】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、外気や塵埃等により半導体ウエハ表面に悪影響を及ぼすことなく、密閉コンテナに収納された半導体ウエハを装置内に取込むことができる機械的インターフェイス装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、コンテナ本体と、該コンテナ本体の開口部を気密に閉鎖可能な蓋と、該蓋内部に設けられ、外部からの操作によって前記蓋の施錠または解錠可能な施錠・解錠機構とからなる密閉コンテナに収納された収納物に対し、所定の処理を施す処理装置に設置され、前記収納物を外気に触れさせることなく前記処理装置内部に取込む機械的インターフェイス装置において、前記処理装置内を昇降する第１の昇降手段と、内部が中空であり、開口を有するボックス形状の気密維持手段であって、前記第１の昇降手段に設けられ、該第１の昇降手段の最大上昇時に、該気密維持手段の開口周縁部が、前記収納物を取込むために前記処理装置に設けられた装置開口部の周囲の装置内面に当接し、前記処理装置内の気密性を維持する気密維持手段と、該気密維持手段の内部に設けられた第２の昇降手段と、該第２の昇降手段に設けられ、該第２の昇降手段の最大上昇時に前記装置開口部を前記処理装置内部から密閉し、かつ、前記施錠・解錠機構の開閉操作を行う蓋開閉機構を内蔵する密閉手段と、前記装置開口部の周部に前記密閉コンテナを載置した際に、前記密閉コンテナ、気密維持手段、および、処理装置によって形成される空間にガスを供給する給気手段と、前記密閉コンテナ、気密維持手段、および、処理装置によって形成される空間から排出される気体を外部に排出する排気手段と、を具備し、前記密閉手段は、前記装置開口部の周部に前記密閉コンテナを載置する際に、その載置位置を決定するガイドピンを複数有し、そのうち少なくとも２つのガイドピンは内部が中空であり、かつ、その一端は前記処理装置内部側に開口し、他端は密閉コンテナが載置された際に開状態となる開閉弁構造になっており、該ガイドピンのうち、少なくとも１つは、前記処理装置内部側に開口する一端に可撓性を有するチューブが接続され、前記処理装置外部に通じていることを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、コンテナ本体と、該コンテナ本体の開口部を気密に閉鎖可能な蓋と、該蓋内部に設けられ、外部からの操作によって前記蓋の施錠または解錠可能な施錠・解錠機構とからなる密閉コンテナに収納された収納物に対し、所定の処理を施す処理装置に設置され、前記収納物を外気に触れさせることなく前記処理装置内部に取込む機械的インターフェイス装置において、前記処理装置内を昇降する第１の昇降手段と、内部が中空であり、開口を有するボックス形状の気密維持手段であって、前記第１の昇降手段に設けられ、該第１の昇降手段の最大上昇時に、該気密維持手段の開口周縁部が、前記収納物を取込むために前記処理装置に設けられた装置開口部の周囲の装置内面に当接し、前記処理装置内の気密性を維持する気密維持手段と、該気密維持手段の内部に設けられた第２の昇降手段と、該第２の昇降手段に設けられ、該第２の昇降手段の最大上昇時に前記装置開口部を前記処理装置内部から密閉し、かつ、前記施錠・解錠機構の開閉操作を行う蓋開閉機構を内蔵する密閉手段と、前記装置開口部の周部に前記密閉コンテナを載置した際に、前記密閉コンテナ、密閉手段および処理装置によって形成される空間と、密閉手段、気密維持手段および処理装置によって形成される空間とに、それぞれガスを供給する給気手段と、前記密閉コンテナ、密閉手段および処理装置によって形成される空間と、密閉手段、気密維持手段および処理装置によって形成される空間とからそれぞれ排出される気体を外部に排出する排気手段と、を具備することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
〔参考例〕
参考例における機械的インターフェイス装置について、図１ないし図４を参照して説明する。まず、本参考例における機械的インターフェイス装置１の構成について図１を参照して説明する。
【００２１】
図１において、図２６および図３０の各部に対応する部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。図１に示す機械的インターフェイス装置１が図２６のものと異なる点は以下の通りである。
２は処理装置２００の上壁２００ａ内に設けられた給気管であり、一端が処理装置の開口部内周面２０４ａに開口し、他端はバルブ３を介して不活性ガスボンベ（図示略）に接続されている。４は排気管であり、給気管２と同様、処理装置２００の上壁２００ａ内に設けられ、一端が処理装置２００の開口内周面２０４ａ’に開口し、他端がバルブ５を介して処理装置２００外部に開口している。
【００２２】
次に図１ないし図４を参照して本参考例における機械的インターフェイス装置により密閉コンテナ内のウエハカセット１０６を処理装置２００内に取込む際の動作について説明する。
まず、図１において、マニピュレータ等によって密閉コンテナ１００が処理装置２００のロック開閉機構２２０の上に載置されると、密閉コンテナの底蓋１１０内のカム（図示略）とカム軸２２１とがスプライン係合し、また、図示せぬセンサがこれを感知するとラッチ機構２０１が図中矢印イの方向に動いてフランジ１０３と係合し、コンテナ本体１０１を上壁２００ａの上面に固定する。
【００２３】
次に図２において、バルブ３およびバルブ５を開弁してガスパージを行う。すなわち、バルブ３およびバルブ５を開弁することにより、給気管２を通して図示せぬ不活性ガスボンベから供給される不活性ガス（例えばＮ2 ガス）が、図３０における隙間Ｂと隙間Ｄが１つになった空間である隙間Ｇ1 、底蓋１１０の下面とロック開閉機構２２０上面との間にできた僅かな隙間Ｇ2 、および、底蓋１１０内部に流入し、上記各隙間に存在していた気体は排気管４およびバルブ５を通過して外部に排出されると共に、各隙間の雰囲気が濃度の高い不活性ガスに置換される。また、密閉コンテナ１００の搬送中に底蓋１１０の下面に付着した塵埃、あるいは、底蓋１１０内部に流入した外気等は上記各隙間に存在する気体と共に外部に排出される。
【００２４】
そして、所定時間ガスパージを行った後、図３においてバルブ３およびバルブ５を閉弁して不活性ガスの供給停止および外気の遮断を行い、ロック開閉機構２２０内部に設けられた駆動機構を駆動して、カム軸２２１を反時計回りに所定角度回転させ、ロックアーム１１１を凹部１０３ａから引き出す。底蓋１１０のロックが解除されると、装置内エレベータ機構２０２がレール２０３に沿って降下を開始し、図４において、所定の位置まで降下すると、装置内に設けられたカセット取込機構（図示略）によってウエハカセット１０６が処理装置２００内に取込まれる。
【００２５】
また、処理装置２００内からウエハカセット１０６を取り出す場合は、上述した手順を図４→図３→図２→図１の順で、各々における動作を逆に行えばよいが、図２におけるガスパージの実行を省略しても良い。
このように、本参考例における機械的インターフェイス装置においては、密閉コンテナの底蓋のロックを解除する前にガスパージを行い、密閉コンテナおよび半導体ウエハ処理装置における外気との接触面に付着した塵埃を取り除くので、密閉コンテナ内の半導体ウエハを装置内に取込む際に半導体ウエハが塵埃等により汚染される恐れがなく、また、底蓋１１０内部や各隙間に混入した外気によって半導体ウエハ表面に悪影響を与える恐れがなくなる。
【００２６】
〔第１実施形態〕
次に第１実施形態における機械的インターフェイス装置について、図５ないし図８を参照して説明する。まず、本実施形態における機械的インターフェイス装置１０の構成について図５を参照して説明する。
図５において、図１の各部に対応する部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。図５に示す機械的インターフェイス装置１０が図１のものと異なる点は以下の通りである。
【００２７】
１１は処理装置２００内部に設けられた気密室であり、上面が開放された箱型の形状をしている。また、装置内エレベータ機構２０２が最大上昇位置（図５における装置内エレベータ機構２０２の位置）において、気密室１１の開放面側の周縁部が処理装置の上壁２００ａの開口部周辺の内面Ｉと密着して、気密室１１内を気密化する。
１２は気密室１１内に設けられた室内エレベータ機構であり、気密室１１内においてロック開閉機構２２０を昇降させる。また、図５中、室内エレベータ機構１２は最大上昇位置にあり、この状態においてロック開閉機構２２０に設けられたフランジ２２３の上面と処理装置２００の開口部周縁の内面２０５付近とが密着することで処理装置２００内部が気密化される。
また、本実施形態の給気管２および排気管４の一端は、気密室１１によって気密化される空間の一部をなす処理装置２００の開口部内周面に開口している。
【００２８】
以下、図５ないし図８を参照して本実施形態における半導体ウエハ処理装置が密閉コンテナ内のウエハカセット１０６を装置内に取込む動作について説明する。
まず、図５において、マニピュレータ等によって密閉コンテナ１００が処理装置２００のロック開閉機構２２０の上に載置されると、密閉コンテナの底蓋１１０内のカム（図示略）とカム軸２２１とがスプライン係合し、図示せぬセンサがこれを感知するとラッチ機構２０１が図中矢印イの方向に動いてフランジ１０３と係合し、コンテナ本体１０１を固定する（図６参照）。
【００２９】
次に図７において、底蓋１１０をロックしたまま室内エレベータ機構１２が降下することでロック開閉機構２２０だけを降下させ、バルブ３およびバルブ５を開弁してガスパージを行う。これにより、密閉コンテナ１００の搬送中に底蓋１１０の下面に付着した塵埃や底蓋１１０内部に進入した塵埃、および、ロック開閉機構２２０の表面に付着した塵埃などが、排気管４およびバルブ５を介して装置外部に排出される。
そして、所定時間ガスパージを行った後、図８においてバルブ３およびバルブ５を閉弁して室内エレベータ機構１２が上昇し、底蓋１１０内のカムとカム軸２２１とを再びスプライン係合すると、ロック開閉機構２２０内部の駆動機構が駆動してカム軸２２１を反時計回りに所定角度回転させてロックアーム１１１を凹部１０３ａから引き出して底蓋１１０のロックを解除する。
【００３０】
次に図９において室内エレベータ機構１２が作動し、ロック開閉機構２２０に載置された底蓋１１０と共にウエハカセット１０６を降下させ、次いで図１０において装置内エレベータ機構２０２がレール２０３に沿って降下を開始し、所定位置まで降下すると、装置内に設けられたカセット取込機構（図示略）によってウエハカセット１０６が処理装置２００内に取込まれる。
なお、本実施形態の機械的インターフェイス装置１０において、密閉コンテナ１００に収納されたウエハカセット１０６を装置内に取込む際、図９における手順を省略することも可能であり、この場合、ウエハカセット１０６は気密室内エレベータ１２が最大限上昇した位置のまま、装置内に取込まれることになる。
【００３１】
上述した機械的インターフェイス装置１０によれば、気密室１１を具備しているので、図７に示すように、底蓋１１０とロック開閉機構２２０を離してからガスパージを行うことができ、これにより底蓋１１０下面およびロック開閉機構２２０上面等に付着した塵埃等をより確実に外部に排出することができる。
【００３２】
〔第２実施形態〕
次に第２実施形態における機械的インターフェイス装置について、図１１ないし図１４を参照して説明する。まず、本実施形態における機械的インターフェイス装置２０の構成について図１１を参照して説明する。
図１１において、図５の各部に対応する部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。図１１に示す機械的インターフェイス装置２０が図５のものと異なる点は以下の通りである。
【００３３】
２１，２２はそれぞれ給気管２から分岐した分岐給気管であり、分岐給気管２１の一端は、処理装置２００の開口部内周面において、気密室１１によって気密化される空間に開口している。そして、分岐給気管２２の一端は、処理装置２００の開口部内周面２０４ａに開口している。また、２３は分岐給気管２１の中途に挿入設置された開閉弁であり、２４は分岐給気管２２の中途に挿入設置された開閉弁である。
また、２５，２６はそれぞれ排気管４から分岐した分岐排気管であり、分岐排気管２５の一端は、気密室１１によって気密化される空間の一部をなす処理装置２００の開口部内周面に開口している。そして、分岐排気管２６の一端は、処理装置２００の開口部内周面２０４ａ’に開口している。
【００３４】
以下、図１１ないし図１４を参照して本実施形態における機械的インターフェイス装置２０が、密閉コンテナ内のウエハカセット１０６を装置内に取込む動作について説明する。
まず、図１１において、マニピュレータ等によって密閉コンテナ１００が処理装置２００のロック開閉機構２２０の上に載置されると、密閉コンテナの底蓋１１０内のカム（図示略）とカム軸２２１とがスプライン係合し、また、図示せぬセンサがこれを感知するとラッチ機構２０１が図中矢印イの方向に動いてフランジ１０３と係合し、コンテナ本体１０１を処理装置の上壁２００ａの上面に固定する。
【００３５】
次に図１２において、バルブ２３，２４，バルブ５を開弁してガスパージを行う。これにより、密閉コンテナ１００の搬送中に底蓋１１０の下面に付着した塵埃や底蓋１１０内部に進入した塵埃、および、ロック開閉機構２２０の表面に付着した塵埃などが、分岐排気管２６から排気管４およびバルブ５を介して装置外部に排出される。また、気密室１１内に存在していた気体が分岐排気管２５から排気管４およびバルブ５を介して装置外部に排出され、気密室１１内は濃度の高い不活性ガスに置換される。
【００３６】
そして、所定時間ガスパージを行うと、バルブ２３，２４およびバルブ５を閉弁して不活性ガスの供給停止および外気との遮断を行い、ロック開閉機構２２０内部に設けられた駆動機構が駆動して、カム軸２２１を反時計回りに所定角度回転させ、ロックアーム１１１を凹部１０３ａから引き出す。
底蓋１１０のロックが解除されると、次に図１３において、室内エレベータ機構１２が作動し、ロック開閉機構２２０に載置された底蓋１１０と共にウエハカセット１０６を降下させ、次いで図１４において装置内エレベータ機構２０２がレール２０３に沿って降下を開始し、所定位置まで降下すると、装置内に設けられたカセット取込機構（図示略）によってウエハカセット１０６が処理装置２００内に取込まれる。
【００３７】
上述した機械的インターフェイス装置によれば、不活性ガスボンベから供給される不活性ガスが気密室１１内と、フランジ１０３内面と底蓋１１０の外周面およびロック開閉機構２２０の外周面とによって形成される空間との２箇所に供給されるため、ガスパージ時間を短縮することができ、このため、ガスパージを実施するに当たり、不活性ガスの消費量を節約することができる。
【００３８】
〔第３実施形態〕
次に第３実施形態における機械的インターフェイス装置について、図１５ないし図１８を参照して説明する。まず、本実施形態における機械的インターフェイス装置３０の構成について図１５を参照して説明する。
図１５において、図５の各部に対応する部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。図１５に示す機械的インターフェイス装置３０が図５のものと異なる点は以下の通りである。
【００３９】
３１，３２は、内部が中空となっているパイプ状の位置決めガイドバルブであり、一端がロック開閉機構２２０内部を貫通して気密室１１内に開口しており、他端はロック開閉機構２２０の表面から外部に突き出ている。また、密閉コンテナ１００の底蓋１１０の下面には、位置決めガイドバルブ３１，３２の設置位置に対応する位置にそれぞれガイド孔１１５が設けられており、密閉コンテナ１００が半導体ウエハ処理装置３０に載置される際は、位置決めガイドバルブ３１，３２が各々対応するガイド孔１１５に差し込まれ、これにより密閉コンテナ１００の載置位置の位置決めがなされる。
【００４０】
また、気密室１１内に開口する位置決めガイドバルブ３２の一端には、可撓性を有するチューブ３３が接続されており、このチューブ３３は半導体ウエハ処理装置３０の内部を通って装置外部へと続いている。さらに、ロック開閉機構２２０の表面から突き出た位置決めガイドバルブ３１，３２の他端の先端は、図１９に示す構造になっている。
図１９は位置決めガイドバルブ３１，３２の他端の先端の断面図であり、通常時（図１９（ａ）参照）においては、バネ３５が弁３４を押し上げる方向に付勢しているため、弁３４の折込部３４ａとシール材３６が密着し、閉弁状態になっている。また、密閉コンテナ１００がロック開閉機構２２０に載置されると、弁３４は、底蓋１１０下面に設けられたガイド孔１１５を通ってロック開閉機構２２０の内部上面に当接し、バネ３５の付勢に反して弁３４が押し下げられ、開弁状態になる（図１９（ｂ）参照）。
【００４１】
以下、図１５ないし図１８を参照して本実施形態における機械的インターフェイス装置３０が密閉コンテナ内のウエハカセット１０６を装置内に取込む動作について説明する。
まず、図１５において、マニピュレータ等によって密閉コンテナ１００が半導体ウエハ処理装置３０のロック開閉機構２２０の上に載置されると、密閉コンテナの底蓋１１０内のカム（図示略）とカム軸２２１とがスプライン係合すると共に、位置決めガイドバルブ３１，３２の他端の先端が底蓋１１０のガイド孔１１５をそれぞれ通り、さらに、底蓋１１０内部の上面と当接してその押圧力によって位置決めガイドバルブ３１，３２の弁３３が共に開弁状態となる。また、図示せぬセンサによって密閉コンテナ１００がロック開閉機構２２０に載置されたことを感知すると、ラッチ機構２０１が図中矢印イの方向に動いてフランジ１０３と係合し、コンテナ本体１０１を上壁２００ａに固定する。
【００４２】
次に図１６において、バルブ３およびバルブ５を開弁してガスパージを行う。これにより、図示せぬ不活性ガスボンベから供給された不活性ガスは、気密室１１内に流入し、気密室１１内の気体は排気管４およびバルブ５を通って外部へ排出されて濃度の高い不活性ガスに置換される。また、気密室１１内に流入した不活性ガスの一部は、位置決めガイドバルブ３１を通って底蓋１１０内部にも流入し、底蓋１１０内部の気体は内部に進入した塵埃と共に位置決めガイドバルブ３２からチューブ３３を通って、処理装置２００外部へ排出される。
【００４３】
そして、所定時間ガスパージを行うと、バルブ３，５を閉弁して不活性ガスの供給停止および外気との遮断を行い、ロック開閉機構２２０内部に設けられた駆動機構を駆動して、カム軸２２１を反時計回りに所定角度回転させ、ロックアーム１１１を凹部１０３ａから引き出す。
次に図１７において、底蓋１１０のロックが解除されると、室内エレベータ機構１２が作動してロック開閉機構２２０と共に底蓋１１０およびウエハカセット１０６を降下させ、図１８において、装置内エレベータ機構２０２がレール２０３に沿って所定の位置まで降下すると、装置内に設けられたカセット取込機構（図示略）によってウエハカセット１０６が処理装置２００内に取込まれる。
【００４４】
本実施形態における機械的インターフェイス装置では、位置決めガイドバルブによって、底蓋内部に直接的に不活性ガスを供給するので、ロックアーム１１１と、底蓋１１０内部からロックアーム１１１の他端を通すための孔との間にできる僅かな隙間から底蓋内部に不活性ガスを供給する場合よりも短時間でガスパージを完了させることができる。このため、ガスパージを実施するに当たり、不活性ガスの消費量を節約することができる。
【００４５】
〔第４実施形態〕
本実施形態では、前述した第１ないし第３実施形態における機械的インターフェイス装置をガスパージユニットに応用した形態について説明する。ここで、ガスパージユニットとは、半導体ウエハを収納した密閉コンテナ内部の不活性ガス濃度が、搬送待機中や保管中に規定値以下になってしまう場合があり、そのような時、密閉コンテナを再度ガスパージして、不活性ガス濃度を規定値以上にする装置である。
【００４６】
以下、前述した各実施形態における機械的インターフェイス装置を利用したガスパージユニットについて説明する。
図２０に示すガスパージユニット５０は、第１実施形態における機械的インターフェイス装置の一部を利用したものであり、この図において、図５の各部に対応する部位については同一の符号を付し、その説明を省略する。また、ガスパージユニット５０においては、気密室１１の代わりにパージボックス５１を具備する点が図５に示す機械的インターフェイス装置１０と異なっている。このパージボックス５１は、室内エレベータ機構１２が最大限上昇した状態でパージボックス上壁５２の内面とロック開閉機構２２０のフランジ２２３の上面が密着し、この状態においてパージボックス５１内部が気密化される。
【００４７】
以下、図２０を参照して、ガスパージユニット５０の動作について説明する。まず、図２０（ａ）において、マニピュレータ等によって密閉コンテナ１００がガスパージユニット５０に載置されると、密閉コンテナの底蓋１１０内のカム（図示略）とカム軸２２１とがスプライン係合すると共に、図示せぬセンサがこれを感知し、これによりラッチ機構２０１が作動してフランジ１０３と係合し、コンテナ本体１０１を固定する。
【００４８】
そして、室内エレベータ機構１２が降下して、図２０（ｂ）において、バルブ３およびバルブ５が開弁して図示せぬ不活性ガスボンベから不活性ガスがパージボックス５１および底蓋１１０内部に流入してパージボックス５１内の雰囲気が濃度の高い不活性ガスに置換されると共に、底蓋１１０の下面や内部、および、ロック開閉機構２２０上面の塵埃などが排気管４およびバルブ５を通って外部に排出される。そして、所定時間経過した後バルブ３およびバルブ５が閉弁し、ロック開閉機構２２０が室内エレベータ機構１２によって上昇してカム軸２２１と底蓋１１０内部のカムがスプライン係合すると、ロック開閉機構２２０内部の駆動機構（図示略）が駆動し、カム軸２２１を反時計回りに所定角度回転させて、底蓋１１０のロックを解除する。
【００４９】
次に図２０（ｃ）において、ロック開閉機構２２０、底蓋１１０およびウエハカセット１０６と共に室内エレベータ機構１２が降下し、再びバルブ３およびバルブ５が開弁して、図示せぬ不活性ガスボンベから不活性ガスが密閉コンテナ１００内部に流入して、密閉コンテナ１００内の気体を排気管４およびバルブ５を通過して外部へ排出すると共に、内部の雰囲気を濃度の高い不活性ガスに置換する。所定時間ガスパージを行った後、バルブ３およびバルブ５を閉弁すると、室内エレベータ機構１２が上昇してカム軸２２１と底蓋１１０内部のカムを再度スプライン係合させ、ロック開閉機構２２０内部の駆動機構を駆動し、カム軸２２１を時計回りに所定角度回転させて、底蓋１１０をロックする。そして、以上の動作が終了すると、ラッチ機構２０１が図中矢印ロの方向へ移動して、密閉コンテナのガスパージを完了する。
【００５０】
次に、第２実施形態および第３実施形態で説明した機械的インターフェイス装置２０および３０を利用したガスパージユニットについて説明する。
図２１（ａ）のガスパージユニット６０は、第２実施形態における機械的インターフェイス装置２０の一部を利用するものであり、この図において、図１１の各部に対応する部位については同一の符号を付し、その説明を省略する。
ガスパージユニット６０においては、気密室１１の代わりにパージボックス６１を具備する点が図１１のものと異なっている。また、室内エレベータ機構１２が最大限上昇した状態でパージボックス上壁６２の内面とロック開閉機構２２０のフランジ２２３の上面が密着し、この状態においてパージボックス６１の内部が気密化される。
【００５１】
次にガスパージユニット６０の動作について説明する。まず、マニピュレータ等によって密閉コンテナ１００がガスパージユニット６０に載置されると、密閉コンテナの底蓋１１０内のカム（図示略）とカム軸２２１とがスプライン係合すると共に、図示せぬセンサがこれを感知し、これによりラッチ機構２０１が作動してフランジ１０３と係合し、コンテナ本体１０１を固定する。
【００５２】
そして、バルブ３およびバルブ５が開弁することで図示せぬ不活性ガスボンベから不活性ガスがパージボックス５１および底蓋１１０内部に流入してパージボックス５１内の雰囲気が濃度の高い不活性ガスに置換されると共に、底蓋１１０の下面や内部、および、ロック開閉機構２２０上面の塵埃などが排気管４およびバルブ５を通って外部に排出される。そして、所定時間経過した後バルブ３，５が閉弁し、ロック開閉機構２２０が室内エレベータ機構１２によって上昇してカム軸２２１と底蓋１１０内部のカムがスプライン係合すると、ロック開閉機構２２０内部の駆動機構（図示略）が駆動し、カム軸２２１を反時計回りに所定角度回転させて、底蓋１１０のロックを解除する。
【００５３】
次に、バルブ２３，２４，バルブ５を開弁してガスパージを行う。これにより、図示せぬ不活性ガスボンベから供給された不活性ガスは、底蓋１１０の外気との接触面や内部、ロック開閉機構２２０の外気との接触面、および、気密室１１内に付着した塵埃と共に、分岐排気管２５，２６を通って排気管４からバルブ５を通過し、ガスパージユニット６０の外部へ排出される。
【００５４】
そして、所定時間ガスパージを行うと、バルブ２３，２４およびバルブ５を閉弁して不活性ガスの供給停止および外気の遮断を行い、ロック開閉機構２２０内部に設けられた駆動機構を駆動して、カム軸２２１を反時計回りに所定角度回転させ、ロックアーム１１１を凹部１０３ａから引き出す。これにより、底蓋１１０のロックが解除されると、ロック開閉機構２２０、底蓋１１０およびウエハカセット１０６と共に室内エレベータ機構１２が降下し、再びバルブ２３，２４およびバルブ５を再度開弁して、図示せぬ不活性ガスボンベから不活性ガスが密閉コンテナ１００内部に流入して、密閉コンテナ１００内の気体が排気管４およびバルブ５を通過して外部へ排出すると共に、内部の雰囲気を濃度の高い不活性ガスに置換する。
【００５５】
所定時間経過後、バルブ２３，２４およびバルブ５を閉弁させ、次いで、室内エレベータ機構１２が上昇してカム軸２２１と底蓋１１０内部のカムを再度スプライン係合させ、ロック開閉機構２２０内部の駆動機構を駆動し、カム軸２２１を時計回りに所定角度回転させて、底蓋１１０をロックする。そして、以上の動作が終了すると、ラッチ機構２０１は図中矢印ロの方向へ移動して、密閉コンテナのガスパージを完了する。
【００５６】
図２１（ｂ）のガスパージユニット７０は、第３実施形態における機械的インターフェイス装置３０の一部を利用するものであり、この図において、図１５１５の各部に対応する部位については同一の符号を付し、その説明を省略する。
ガスパージユニット７０においては、気密室１１の代わりにパージボックス７１を具備する点が図１５に示す半導体ウエハ処理装置２０の機械的インターフェイス装置と異なっている。また、室内エレベータ機構１２が最大限上昇した状態でパージボックス上壁７２の内面とロック開閉機構２２０のフランジ２２３の上面が密着し、この状態においてパージボックス７１の内部が気密化される。
【００５７】
次にガスパージユニット７０の動作について説明する。まず、マニピュレータ等によって密閉コンテナ１００がガスパージユニット７０に載置されると、密閉コンテナの底蓋１１０内のカム１１２（図示略）とカム軸２２１とがスプライン係合すると共に、位置決めガイドバルブ３１，３２の他端の先端が底蓋１１０のガイド孔１１５をそれぞれ通り、さらに、底蓋１１０の上内面と当接してその押圧力によって位置決めガイドバルブ３１，３２の弁３３が共に開弁状態となる。また、図示せぬセンサによって密閉コンテナ１００がロック開閉機構２２０に載置されたことを感知すると、ラッチ機構２０１が稼動してフランジ１０３と係合し、コンテナ本体１０１をガスパージユニット７０上に固定する。
【００５８】
次に、バルブ３，５を開弁してガスパージを行う。これにより、図示せぬ不活性ガスボンベから供給された不活性ガスは、パージボックス７１内に流入し、パージボックス７１内の気体は排気管４およびバルブ５を通って外部へ排出される。また、パージボックス７１内に流入した不活性ガスの一部は、位置決めガイドバルブ３１を通って底蓋１１０内部にも流入し、底蓋１１０内部の気体は内部に進入した塵埃と共に位置決めガイドバルブ３２からチューブ３３を通って、ガスパージユニット７０外部へ排出される。
【００５９】
そして、所定時間ガスパージを行うと、バルブ３，５を閉弁して不活性ガスの供給停止および外気の遮断を行い、ロック開閉機構２２０内部に設けられた駆動機構を駆動して、カム軸２２１を反時計回りに所定角度回転させ、ロックアーム１１１を凹部１０３ａから引き出す。これにより底蓋１１０のロックが解除されると、室内エレベータ機構１２が作動してロック開閉機構２２０と共に底蓋１１０およびウエハカセット１０６を降下させる。次に、再びバルブ３およびバルブ５を再度開弁して、図示せぬ不活性ガスボンベから不活性ガスが密閉コンテナ１００内部に流入させ、密閉コンテナ１００内の気体が排気管４およびバルブ５を通過して外部へ排出すると共に、内部の雰囲気を濃度の高い不活性ガスに置換する。
【００６０】
所定時間経過後、バルブ３およびバルブ５を閉弁させ、次いで、室内エレベータ機構１２が上昇してカム軸２２１と底蓋１１０内部のカムを再度スプライン係合させ、ロック開閉機構２２０内部の駆動機構を駆動し、カム軸２２１を時計回りに所定角度回転させて、底蓋１１０をロックする。そして、以上の動作が終了すると、ラッチ機構２０１は図中矢印ロの方向へ移動して、密閉コンテナのガスパージを完了する。
【００６１】
上述した各種ガスパージユニットによれば、一旦、ガスパージを実施する前に、密閉コンテナの搬送中にコンテナの底蓋等に付着した塵埃等を排除するので、密閉コンテナ内部に塵埃等が進入することがなく、常に密閉コンテナ内部が清浄化された状態にすることができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、気密維持手段を具備するので、蓋開閉機構が密閉コンテナの蓋の解錠操作を行う前に、蓋と密閉手段とを一旦離した状態でガスパージを行うことができ、これにより、密閉コンテナの搬送中に外気にさらされていた蓋の下面や、密閉コンテナが載置されない間、外気にさらされていた密閉手段の表面等に付着した塵埃等を確実に排除することができる。
【００６３】
また、請求項１記載の発明によれば、ガイドピンを具備することによって、蓋内部に直接的にガスが流入し、また、蓋内部の気体が処理装置外部に排出され、請求項２記載の発明によれば、密閉コンテナ、密閉手段および処理装置によって形成される空間と、密閉手段、気密維持手段および処理装置によって形成される空間の２箇所同時にガスを供給し、また、それらの空間に存在していた気体を排出するので、より短時間でガスパージを完了させることができる。これにより、ガスパージを実施するに当たり、ガスの消費量を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態における機械的インターフェイス装置の構成、および、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図２】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図３】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図４】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図５】この発明の第２実施形態における機械的インターフェイス装置の構成、および、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図６】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図７】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図８】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図９】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図１０】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図１１】この発明の第３実施形態における機械的インターフェイス装置の構成、および、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図１２】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図１３】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図１４】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図１５】この発明の第４実施形態における機械的インターフェイス装置の構成、および、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図１６】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図１７】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図１８】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図１９】同機械的インターフェイス装置の位置決めガイドバルブの先端の構造を説明するための説明図である。
【図２０】この発明の第５実施形態におけるガスパージユニットの構成、および、ガスパージの手順を説明するための説明図である。
【図２１】同実施形態におけるガスパージユニットの他の構成を説明するための説明図である。
【図２２】従来の密閉コンテナの外観を示す外観図である。
【図２３】同密閉コンテナの断面およびコンテナ収容物の収納状態を示す断面図である。
【図２４】同密閉コンテナの底蓋内部の構造を説明するための説明図である。
【図２５】同底蓋内部に設けられた施錠・解錠機構の一部構造を説明するための説明図である。
【図２６】従来の機械的インターフェイス装置の構成、および、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図２７】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図２８】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図２９】同機械的インターフェイス装置により、密閉コンテナ内の半導体ウエハを処理装置内部に取込む手順を説明するための説明図である。
【図３０】密閉コンテナを搬送するに当たり、塵埃等が付着する恐れのある箇所および従来の機械的インターフェイス装置において塵埃等が付着する恐れのある箇所を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１，１０，２０，３０……機械的インターフェイス装置、２……給気管、３，５，２３，２４……バルブ、１１……気密室、１２……室内エレベータ機構、２１，２２……分岐給気管、２５，２６……分岐排気管、３１，３２……位置決めガイドバルブ、３３……チューブ、３４……弁、３４ａ……折込部、３５……バネ、３６……シール材、５０，６０，７０……ガスパージユニット、５１，６１，７１……パージボックス
【図１】
0003796782.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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