KR100744349B1 - 폐쇄식 용기 덮개 개/폐 시스템 및 폐쇄식 용기 덮개 개/폐방법 - Google Patents

폐쇄식 용기 덮개 개/폐 시스템 및 폐쇄식 용기 덮개 개/폐방법 Download PDF

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Abstract

포드(FOUP) 내에 저장된 웨이퍼로부터 오염물 등을 용이하고 확실하게 제거하기 위해, 가스 공급 파이프는 FIMS 시스템 내에 개구부 위에 위치된다. 청결 가스는 웨이퍼로부터 오염물 등을 제거하도록 가스 공급 파이프를 통해 포드의 내부에 저장된 웨이퍼의 상부면에 송풍된다.
피저장물, 덮개 개/폐 시스템, 저장 용기, 장착 기부, 도어, 가스 공급 유닛

Description

폐쇄식 용기 덮개 개/폐 시스템 및 폐쇄식 용기 덮개 개/폐 방법 {ENCLOSED CONTAINER LID OPENING/CLOSING SYSTEM AND ENCLOSED CONTAINER LID OPENING/CLOSING METHOD}
도1은 포드의 개구에 수직한 절단면으로 절단되었을 때의 본 발명의 실시예에 따른 세척 장치, 포드, 포드 덮개 및 개구기의 일부를 도시한 개략적 구조도이다.
도2a는 아래로 부터 볼 때 도1에 도시된 가스 공급 파이프(12)를 도시한 구조 도면이다.
도2b는 도1의 것과 동일한 평면으로 절단된 상태의 도1에 도시된 가스 공급 파이프(12)를 도시한 구조 도면이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 가스 공급 파이프(12)의 변형예를 도시한 구조도이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 가스 공급 파이프(12)의 변형예를 도시한 구조도이다.
도5는 포드의 개구에 수직인 절단면으로 절단되었을 때의 본 발명의 다른 실시예의 세척 장치, 포드, 포드 덮개 및 개구기의 일부를 도시한 개략적 구조도이다.
도6은 본 발명이 적용된 일반적인 반도체 웨이퍼 처리 장치의 개략적인 구조를 도시한 전체 측면도이다.
도7a는 측면으로부터 볼 때 도6에 도시된 장치의 종래의 개구기와 그 부근을 도시한 개략적 구조 확대도이다.
도7b는 전달 챔버측으로부터 볼 때 도7a에 도시된 구조를 도시하는 개략적 구조도이다.
도8은 측면으로부터 볼 때 웨이퍼 상에서 세척 작업을 수행하는 개구기 등을 도시하고 세척 준비가 완료된 상태를 도시하는 개략적 구조도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 포드
4 : 덮개
6 : 도어
12 : 가스 공급 파이프
51 : 하중 포트부
54 : 전달 챔버
54 : 로봇 아암
59 : 처리 챔버
본 발명은 포드(pod)라 불리우는 전달 용기 내에 보유된 웨이퍼가 반도체 제조 공정 등에서 반도체 처리 장치들 사이에서 전달될 때 사용되는 소위 전방 개방 인터페이스 기계 표준(FIMS: front-opening interface mechanical standard) 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전방 개방 통합 포드(FOUP: front-opening unified pod)라 불리우는 웨이퍼를 수용하는 포드가 배치되고 웨이퍼가 포드로부터 그리고 포드로 전달되는 FIMS 시스템 내의 포드의 내부를 세척하기 위한 정화 방법 및 정화 장치에 관한 것이다.
이제까지, 반도체 제조 공정은 반도체 웨이퍼가 처리되는 방이 매우 청결한 소위 무균실(clean room)이라고 불리는 곳에서 수행되어왔다. 하지만, 웨이퍼 크기의 증가와 방을 청결하게 유지하기 위해 요구되는 비용의 감소를 처리하기 위해, 처리 장치의 내부, 포드(웨이퍼 용기) 및 매우 청결한 상태로 포드로부터 처리 장치로 전달되는 기판을 위한 국부 청정 장치(mini-environment)를 관리하는 방법이 최근에 사용된다.
포드는 대체로 입방체 형상을 갖는 본체부와 덮개를 포함한다. 본체부는 웨이퍼들이 서로 평행하게 분리된 상태에서 내부에 복수의 웨이퍼를 보유할 수 있는 선반부(rack)와 본체의 표면에 제공되어 웨이퍼 전달을 위해 사용되는 개구부를 포함한다.
개구부는 덮개으로 폐쇄된다. 개구부의 형성면이 포드의 수직 아래가 아니라 포드의 측면(국부 청정 장치의 전방)에 위치하는 포드는 일반적으로 전방 개방 통합 포드(FOUP)이라 불린다. 본 발명은 FOUP를 사용하는 장치에 관한 것이다.
상술된 국부 청정 장치는 포드의 개구부에 대향하는 제1 개구부와, 제1 개구부를 폐쇄하기 위한 도어(door)와, 반도체 처리 장치 측에 제공된 제2 개구부와, 웨이퍼를 보유하도록 제1 개구부로부터 포드의 내부로 이동하고 반도체 처리 장치측에 웨이퍼를 전달하도록 제2 개구부를 통과하는 전달 로봇을 포함한다. 국부 청정 장치를 형성하기 위한 구조는 포드의 개구부가 도어의 전방면에 동시에 대향 되도록 포드를 지지하는 장착 기부를 포함한다.
포드의 장착 위치를 조절하기 위해 포드의 하부면에 제공된 위치 설정 구멍에 삽입된 위치 설정 핀과, 장착 기부에 포드를 고정하도록 포드의 하부면에 제공된, 체결될 부분과 결합하는 체결 유닛은 장착 기부의 상부면에 위치한다. 장착 기부는 일반적으로 소정의 거리만큼 도어쪽 방향에 대해 전진 및 후진 가능하다. 포드 내의 웨이퍼가 처리 장치로 전달될 때, 포드는 포드의 덮개가 도어와 접촉하게 될 때까지 포드가 장착되는 상태로 이동된다. 접촉 후, 덮개가 포드를 개방하는 개구를 폐쇄하는 위치로부터 덮개가 제거된다. 그 결과, 포드의 내부는 국부 청정 장치를 통해 처리 장치의 내부에 연결된다. 그 후, 웨이퍼 전달 작업이 반복된다. 장착 기부, 도어, 제1 개구부, 도어 개방/폐쇄 기구, 및 제1 개구부를 포함하는 국부 청정 장치의 일부인 벽부를 포함하는 시스템은 일반적으로 전방 개방 인터페이스 기계 표준(FIMS) 시스템이라 불린다.
웨이퍼 등을 저장하는 포드의 내부는 일반적으로 매우 청결한 상태로 유지되는 건조 질소 등으로 충전되어, 오염물, 산화 가스 등이 포드의 내부에 진입하는 것을 방지한다. 하지만, 포드는 처리 챔버를 통과하는 웨이퍼를 저장하기 때문에, 오염물 등이 처리 챔버 등에서 웨이퍼에 증착되고, 오염물이 증착된 웨이퍼가 포드 내에서 취해지는 경우가 발생할 수 있다. 오염물 등이 증착된 웨이퍼가 후속의 처리 챔버 내에서 취해질 때, 일반적으로 후속의 처리 챔버를 통과하면서 수행되는 소정의 웨이퍼 처리가 몇몇 경우에 불가능하다. 따라서, 웨이퍼가 포드로부터 전달 챔버로 전달될 때, 오염물 등을 제거할 필요가 있다.
종래의 FOUP에서, 이러한 요구 조검을 만족시키기 위해, 포드로 세척 가스를 주입하기 위한 가스 공급 포트와 포드로부터의 세척 가스를 배출하기 위한 가스 배출 포트가 포드의 바닥부에 제공된다. 가스 공급 포트 및 가스 배출 포드는 포드가 배치된 지지 기부에 제공되는 세척 가스 공급 포트와 세척 가스 배출 포트에 각각 연결된다. 실제 작동에 따르면, 매우 청결한 상태를 유지하는 고압 가스는 가스 공급 포트를 통해 포드로 지지 기부측으로부터 포드로 주입된다. 동시에, 포드의 내부에 존재하는 가스와 오염물은 가스 배출 포트를 통해 포드의 외부로 배출된다. 포드 내에서 취해진 웨이퍼 상에 증착된 오염물 등은 상술된 작업에 의해 제거된다.
하지만, 고압 가스만이 포드의 바닥부로부터 주입될 때, 가스는 가스가 용이하게 통과하는 웨이퍼의 주변 부근을 통해 주로 유동할 수 있다. 따라서, 충분한 유량을 갖는 가스를 보유된 미세한 공간인 웨이퍼 각각의 위와 아래의 공간을 통해 통과시키는 것이 어렵다. 오염물 등은 웨이퍼 각각의 상부면 또는 하부면에 주로 증착되기 때문에, 종래의 방법에 의해 오염물 등을 충분하게 제거하는 것이 어려울 수 있다. 이러한 상환은 웨이퍼 크기의 증가와 함께 더욱 심각해질 수 있다. 따 라서, 더욱 적절한 제거 방법이 요구된다.
일본 특허 출원 제2003-045933 A호 에 개시된 방법은 웨이퍼 상에 증착된 오염물을 확실하게 제거하는 방법을 제안한다. 이 방법에 따르면, 전달 챔버와 분리된 개방기(opener)를 저장하는 공간이 제공된다. 이 공간은 포드의 개구부의 전방면 상에 위치하는 가스 공급 포트를 포함한다. 청결 가스가 가스 공급 포트를 통해 포드의 내부에 공급되고 포드의 내부를 통해 순환된다. 포드의 하부로부터 상기 공간으로 유동하는 청결 가스는 상기 공간의 하부로부터 배출된다. 청결 가스가 이러한 구조를 이용하여 포드의 내부를 통해 순환할 때, 오염물 등은 종래 방법과 비교하여 더욱 확실하게 제거될 수 있다.
포드의 내부에 보유된 인접한 웨이퍼들 사이에 청결 가스를 주입하는 방법은 일본 특허 출원 제11-251422 A호에 개시된다. 이 방법에 따르면, 웨이퍼 각각을 저장하는 각각의 홈부와 연통하는 가스 주입 유동 경로와 가스 배출 유동 경로가 포드의 내부에 제공된다. 청결 가스는 가스 주입 유동 경로를 통해 각각의 웨이퍼의 표면에 송풍되고 오염물 등을 포함하는 청결 가스는 가스 배출 유동 경로를 통해 배출되어, 오염물들이 더욱 확실하게 제거될 수 있다.
일본 특허 출원 제2003-045933 A호에 개시된 방법에 따르면, 포드의 내부의 습도와 포드의 산화 가스의 양의 감소, 및 유기 오염물의 방지와 관련하여 약간의 효과가 기대될 수 있다. 그러나, 미세한 공간을 두고 보유된 인접한 웨이퍼들 사이에 존재하는 가스 등을 효과적으로 대체하는 것 역시 어렵다. 따라서, 이 방법 역시 각각의 웨이퍼의 상부 및 하부면 상에 증착된 오염물들을 제거하는 효과를 얻 는 것이 어렵다.
일본 특허 출원 제11-251422 A호에 개시된 방법에 따르면, 웨이퍼의 상부 및 하부면에 증착된 오염물들이 제거될 수 있다. 하지만, 실제 구조적 측면에서 볼 때 큰 내부 지름을 갖는 가스 주입 유동 경로를 제공하는 것은 어려울 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 표면에 주입되는 가스의 압력 차이 또는 가스가 소정의 압력으로 주입되는 시간의 차이가 이 유동 경로의 상류와 하류 사이에서 발생할 수 있어 오염물 제거 효과가 웨이퍼가 보유된 위치에 따라 변경된다는 것이 예측된다.
지지 기부, 포드의 형상, 포드의 내부의 세척을 위해 제공되는 청결 가스 공급 포트 및 가스 배출 포트의 배열 등은 반도체 제조 산업에서 대체로 표준화 되어 있다. 따라서, 일본 특허 출원 제2003-045933 A호에 개시된 시스템 또는 상기 표준의 것과는 다른 구조를 요구하는 일본 특허 출원 제11-251422 A호에 개시된 포드는 현재 일반적으로 사용되는 지지 기부 등에 일반적으로 사용될 수 없다.
본 발명은 상술된 상황에 비춰 이루어졌다. 본 발명의 목적은 FOUP와 같은 전방 개방형 피저장물 저장 용기의 내부를 세척하기 위해, 웨이퍼 상에 증착된 오염물등을 효과적으로 제거할 수 있는 장치를 구비한 FIMS와 같은 저장 용기 덮개 개/폐 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 이러한 저장 용기를 세척하는 방법을 제공하는 것이다.
상술된 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 밀폐식 용기 덮개 개/폐 시스템은 피저장물의 삽입 및 제거를 위해 개구를 개방하도록, 각각에 피저장물이 배 치되고 수직 방향으로 배치된 복수의 쉘프들(shelves)과 수평 방향으로 배치된 개구를 포함하는 본체와, 본체로부터 제거될 수 있고 본체와 밀폐 공간을 형성하고 개구를 덮을 수 있는 덮개를 포함하는, 저장 용기로부터 덮개를 제거하는 덮개 개/폐 시스템이다. 상기 시스템은 저장 용기가 배치되는 장착 기부와, 장착 기부에 인접하고 수평 방향으로 개구에 대향하도록 위치된 개구부와, 덮개를 보유하고 개구부를 폐쇄할 수 있으며 덮개를 유지하고 개구부를 개방하여 개구와 개구부 사이를 연결하는 도어와, 개구 및 개구부가 서로 연결된 상태에서 저장 용기 내에 저장되는 피저장물에 소정의 가스를 공급하도록 장착 기부가 개구부 내에 배치된 측면과는 다른 측면에 개구부 상에 위치된 가스 공급 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
덮개 개/폐 시스템에서, 가스 공급 유닛은 피저장물의 세척된 표면에 대체로 평행하게 연장되고 개구 및 개구부가 서로 연결된 상태에로 피 저장물이 위치되는 영역을 향해 소정의 가스를 공급하기 위한 슬릿을 포함하는 파이프를 포함하는 것이 바람직하다. 다르게는, 가스 공급 유닛은 피저장물의 세척면에 대체로 평행한 샤프트 주위를 피봇 가능하도록 개구부 위에 지지되는 것이 바람직하다. 상기 구조에 따르면, 피저장물의 세척면 상에 존재하는 오염물 등은 확실하고도 효과적으로 제거될 수 있다.
또한, 상술된 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 밀폐 용기에 저장되는 피저장물에 대한 세척 방법은 본체와 덮개를 포함하는 저장 용기로부터의 피저장물 세척 방법이며, 본체는 각각에 피저장물이 배치되고 수평 방향으로 제공된 개구와 수직 방향으로 배열된 복수의 쉘프들을 포함하고, 덮개는 개구를 개방하도록 본체로부터 제거 가능하고 본체와 밀폐 공간을 형성하도록 개구를 덮으며, 저장 용기 내에 저장된 피저장물에 소정의 가스를 송풍하여 세척 작업을 수행한다. 상기 방법은 개구에 대향하는 개구부를 포함하고 개구부의 전방면에 위치된, 덮개 개/폐 시스템 내의 장착 기부 상에 저장 용기를 배치하는 단계와, 덮개는 도어에 의해 고정되고 개구부를 폐쇄하기 위해 덮개 개/폐 시스템의 도어에 의해 본체로부터 덮개를 제거하는 단계와, 개구부 위에 위치된 가스 공급 유닛으로부터의 소정의 가스를 개구와 개구부를 저장 용기 내에 저장되는 피저장물로 송풍하여 피저장물 상에서 세척을 수행하는 단계를 포함한다.
상술된 세척 방법에서, 가스 공급 유닛은 피저장물의 세척면에 대체로 평행하게 연장되고, 개구와 개구부가 서로 연결된 상태로 피저장물이 위치되는 영역을 향해 소정의 가스를 공급하기 위한 슬릿을 포함하는 파이프를 포함하는 것이 바람직하다. 다르게는, 가스 공급 유닛은 피저장물의 세척면에 대체로 평행한 샤프트 주위를 피봇 가능하도록 개구부 위에 지지되고, 소정의 가스가 공급되고 개구와 개구부가 서로 연결된 상태로 소정의 각도로 피봇이 수행되는 것이 바람직하다. 상기 구조에 따르면, 피저장물의 세척 표면 상에 존대하는 오염물 등을 확실하고 효율적으로 제거할 수 있다.
상술된 방법에서, 피저장물은 반도체 제조용으로 사용되는 웨이퍼 또는 매우 깨끗한 환경에서 처리되는 부품에 상응한다. 저장 용기에 상응하는 포드는 반도체 웨이퍼를 저장하는 포드의 일예로서 FOUP를 포함한다. 포드는 다양한 부품을 저장 할 때 FOUP에 특별히 제한되지 않는다. 특히, 전방 개방 용기는 상술된 저장 용기로 사용될 수 있다. 덮개가 본체로부터 제거되는 상태는 포드가 하중 포트 상에 배치되고 포드 내에 저장되는 웨이퍼가 하중 포트를 통해 웨이퍼 처리 장치로 전달되는 상태에 상응한다. 세척 장치를 갖는 덮개 개/폐 시스템의 특정 예는 상술된 FIMS 시스템이다.
본원에 개시된 세척 작업은 부품에 증착되는 먼지, 유기 물질, 불순 요소 및 산화 가스와 같은 오염물을 제거하는 작업을 의미한다. 맵핑은 선반부의 각 쉘프(shelf)에 저장된 웨이퍼의 존재 유무를 탐지하고 탐지 정보를 쉘프 위치 정보와 결합하는 작업을 의미한다. 가스 공급 유닛에 공급된 가스는 소정의 가스, 즉 건조 질소로 나타내어지는 매우 깨끗한 청결 가스인 것이 바람직하다. 가스 공급 유닛은 가스 공급 파이프 또는 노즐과 같은 피저장물에 청결 가스를 공급하는 구조의 총칭이다.
본 발명에 따르면, 오염물 등은 각각의 웨이퍼의 표면에 높은 청결성을 갖는 건조 질소와 같은 세척 가스를 공급하여 확실하고 효과적으로 제거될 수 있다. 다라서, 종래의 경우에 비교하여 높은 청결 상태로 포드의 내부에 웨이퍼를 보유할 수 있다. 가스 공급 파이프 내에 형성된 슬릿 또는 그 내부에 형성된 가스 공급 노즐의 송풍 각이 조절될 때, 각각의 웨이퍼의 표면 상에서 세척 작업이 가압된 적절하게 분사된 청결 가스를 사용하여 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 각각의 웨이퍼에 따라 오염물 등이 제거되기 위해 요구되는 가스의 양, 세척 시간 등이 조절될 수 있다. 다라서, 제거 작업은 일정한 조건 하에서 수행될 수 있어, 포드 내의 모든 웨이퍼들의 제어 상태는 용이하고 일정하게 유지될 수 있다. 본 발명의 가스 공급 파이프 등은 현존하는 FIMS 시스템에 용이하게 부착되기 때문에, 본 발명을 실시하기 위해 요구되는 비용은 절감될 수 있다.
본 발명의 상술된 그리고 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 함게 취해진 후속하는 상세한 설명으로부터 더욱 명확해 질 것이다.
다음으로, 본 발명의 실시예들이 도면을 참조하여 설명될 것이다. 도1은 본 발명의 일 실시예를 따르는 세척 장치를 포함하는 FIMS 시스템의 주요부를 도시하는 개략적 구조도로서, 포드 덮개으로 개방되는 포드를 보유한 FIMS 시스템의 주요부의 단면을 측면에서 볼 때의 상태를 도시한다. 포드는 웨이퍼를 지지하기 위한 선반과 같은 다양한 부재와 포드 덮개과 포드 사이에 위치된 밀봉 부재를 기본적으로 포함한다. 또한, 다양한 부재는 도어에 부착된다. 하지만, 상기 부재들은 본 발명과 직접적으로 연관이 없으므로, 상세한 도시나 설명은 생략된다.
도1에서, 포드(2)의 본체(2a)는 각각이 그 내부에서 처리될 대상인 웨이퍼(1)를 저장하기 위한 공간을 포함한다. 본체(2a)는 상자 형태를 가지며 수평 방향으로 위치된 표면들 중 하나에 제공된 개구부를 포함한다. 포드(2)는 본체(2a)의 개구부를 밀폐하도록 덮개(4)을 포함한다. 본체(2a)는 수평으로 보유된 웨이퍼(1)를 수직 방향으로 적층하기 위한 복수의 쉘프들을 갖는 선반부를 포함한다. 상기 쉐프들 상에 배치된 각각의 웨이퍼(1)는 소정의 간격으로 포드(2)의 내부에 저장된다. 포드(2)의 개구부측은 하중 포트부(51)의 측면에 제공되는 전달 챔버(52)의 개구부(10)에 대향 연결된다. 덮개(4)은 개구부(10)를 일반적으로 폐쇄하는 포트 도어(6)에 의해 보유되고, 구동 기구(도시 안됨)에 의해 이동되어, 포드(2)의 개구부와 전달 챔버(52) 사이에 연결을 설정한다.
가스 공급 파이프(12)는 개구부(10) 위의 전달 챔버(52)의 내벽에 장착된다. 도2a는 아래에서 본 장착된 가스 공급 파이프(12)를 도시한다. 도2b는 도1에 도시된 것과 대체로 동일한 평면을 따라 절단된 장착된 가스 공급 파이프(12)를 도시한 단면도이다. 가스 공급 파이프(12)는 가압된 건조 질소(도시 안됨)와 같은 청결 가스를 공급하는 공급원에 연결되어 일 방향(도1에서 종이의 표면에 수직한 방향)으로 연장된 중공 파이프이다. 가스 공급 파이프(12)는 포드의 내부에 청결 가스를 제공할 수 있는 슬릿(12a)을 포함한다. 슬릿(12a)은 가스 공급 파이프(12)의 개구가 포드(2)의 내부에 저장된 웨이퍼(1)의 포드 개구측 단부와 대면하도록 가스 공급 파이프(12)가 연장되는 방향을 따라 형성된다.
가스 공급 파이프(12)의 슬릿(12a)을 통해 웨이퍼(1)에 공급된 청결 가스는 웨이퍼(1)의 표면에 증착된 오염물 등을 제거하는데 사용된다. 오염물 등을 포함하는 가스는 FOUP의 외측으로 오염물 등을 배출하도록 도1의 화살표에 의해 지시된 경로를 통과한다. 오염물등은 전달 챔버(52)의 하부로 떨어져서, 전달 챔버(52)의 하부에 제공된 (도시되지 않은) 흡입 배출 포틀부터 흡입 및 배출된다. 일반적인 가스 공급 시스템 등이 가스 공급 파이프(12)와 가스 공급을 시작 및 중지하는 밸브 등에 가압된 청결 가스를 공급하는 가스 공급 시스템용으로 사용된다. 따라서, 상세한 설명은 이 실시예에서 생략된다. 가스 공급 파이프를 통해 각 웨이퍼의 전 체 표면에 청결 가스를 제공하는 것이 바람직하다. 따라서, 가스 공급 파이프(12)와 슬릿(12a)이 피저장물의 세척면, 즉 웨이퍼 표면에 대체로 평행하게 연장되는 것이 바람직하다.
가스 공급 파이프(12)를 통해 포드(2)의 내부에 공급되는 가스 등은 포드(2) 내에 종래 방식으로 제공된 배출 포트를 통해 배출될 수 있다. 세척 작업은 덮개(4)이 개방된 상태로 수행되어, 가스 배출은 전달 챔버 내에 제공된 (도시되지 않은) 배출 시스템을 사용하여 수행될 수 있다. 웨이퍼로부터 일시적으로 제거된 오염물 등은 다른 웨이퍼 또는 포드의 내부에 재 증착되거나 또는 전달 챔버 내로 유동하는 것이 방지되는 것이 바람직하다. 이 경우, 오염물 등의 제거 작업에 사용된 청결 가스를 효율적으로 제거하기 위해, 포드의 개구부에 연결된 배출 목적의 부스(booth)가 전달 챔버 내에 제공될 수 있다.
상술된 바와 같이, 웨이퍼의 표면으로부터 일시적으로 제거된 오염물 등은 포드의 외측으로 빠르게 이동되는 것이 바람직하다. 따라서, 오염물등을 효과적으로 제거하기 위해, 각 웨이퍼에 상응하는 추가의 배출 포트가 제공되는 것이 예측될 수 있다. 하지만, 이러한 구조적 추가는 표준에 기초한 포드 세트에 상당한 표준 변화를 요구한다. 따라서, 본 발명이 현재 사용되고 있는 FOUP를 포함하는 시스템에 적용될 때, 이러한 배출 포트가 제공되지 않는 것이 바람직하다.
오염물 등은 예를 들어 먼지 형태로 웨이퍼 상에 증착된다. 이러한 먼지의 다수는 전정기력에 의해 웨이퍼 상에서 대전되어 증착되는 것으로 판단된다. 먼지들은 단지 청결 가스를 송풍하기보다는 이온화된 가스를 송풍하여 웨이퍼로부터 더 욱 효과적으로 제거될 수 있다. 따라서, 가스 등을 이온화하는 소위 이온화 장치가 필요에 따라 이온화된 가스를 공급하기 위해 가스 공급 노즐 내 또는 그 주변에 제공되는 것이 바람직하다.
이 실시예에서, 단일 슬릿을 구비한 가스 공급 파이프는 가스 공급용으로 사용된다. 하지만, 본 발명은 이러한 예에 제한되지 않는다. 예를 들어, 웨이퍼의 형상을 고려하여 오염물 등을 웨이퍼의 표면으로부터 균일하게 제거하기 위해, 웨이퍼의 표면의 중심부를 거쳐 유동하는 가스의 양이 웨이퍼의 표면의 양 단부를 거쳐 유동하는 가스의 양보다 클 필요가 있다. 따라서, 도2a의 것과 동일한 형태로 가스 공급 파이프(12)를 도시하는 도3에 도시된 바와 같이, 대형 크기의 슬릿(12a)이 가스 공급 파이프(12)의 중심부에 제공될 수 있으며, 작은 크기의 슬릿(12b)이 가스 공급 파이프(12)의 양단부에 제공될 수 있다. 이러한 구조에 따라, 웨이퍼의 전체 표면으로부터 오염물 등을 더욱 효과적으로 제거하는 것이 가능하다.
도2b의 것과 유사한 형태인 가스 공급 파이프(12)를 도시하는 도4에 도시된 바와 같이, 슬릿들은 평행하게 형성될 수 있다. 이 경우, 원래 슬릿(12a)이 포드(2)의 상부 쉘프 상에 배치된 웨이퍼에 상응한다고 가정하면, 더 아래 배치된 웨이퍼에 상응하는 슬릿(12c)은 가스가 웨이퍼에 효율적으로 공급될 수 있도록 형성된다. 이 경우, 슬릿 폭, 슬릿 성형각 및 슬릿 길이와 같은 슬릿 형상 인자들은 슬릿과 웨이퍼 사이의 거리에 따라 변경될 수 있다. 이 실시예에서, 슬릿이 가스 공급 파이프에 제공되는 구조가 실제 가스 공급을 위해 사용될 수 있다. 하지만, 본 발명은 이러한 구조에 제한되지 않는다. 예를 들어, 소위 노즐이 위치되거나 또는 복수의 노즐이 배열되는 구조가 사용될 수 있다. 본원에 설명된 슬릿은 예를 들어 길이와 폭이 동일한 구멍 및 소위 핀 구멍의 형태를 갖는 구멍을 개념적으로 포함할 수 있다.
도5에 도시된 바와 같이, 가스 공급 파이프(12)는 파이프가 연장되는 방향에 평행한 샤프트 주위를 회전할 수 있도록 제공될 수 있다. 도5에 도시된 가스 공급 파이프(12)는 지지 샤프트(14)를 통해 전달 챔버(52)의 내벽에 회전 가능하게 지지된다. 가스 공급 파이프(12)를 통한 가스의 공급은 덮개(4)이 개방될 때 개시되고 가스가 공급되는 중에 가스 공급 파이프(12)가 회전한다. 따라서, 청결 가스를 사용하여 포드(2)의 내부에 고정된 모든 웨이퍼(1)로부터 오염물 등을 대체로 균일하게 제거하는 것이 가능하다. 이 실시예에서는, 스텝 모터가 가스 공급 파이프(12)를 회전하는데 사용된다. 하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 압전 소자를 포함하는 다양한 구동원이 사용되고 포트 도어의 작동과 연관될 수 있다.
다음, 본 발명에 따른 세척 장치가 현재 사용되고 있는 FOUP를 포함하는 시스템에 적용되는 경우가 도면을 참조하여 이하 설명될 것이다. 도6은 소위 국부 청정 장치 시스템에 상응하는 반도체 웨이퍼 처리 장치(50)의 전체 구조를 도시한다. 반도체 웨이퍼 처리 장치(50)는 주로 하중 포트부(FIMS 시스템)(51), 전달 챔버(52) 및 처리 챔버(59)를 포함한다. 하중 포트부(51)와 전달 챔버(52)는 그들 사이의 연결부에 위치된 하중 포트측 격벽(55a)과 하중 포트측 덮개(58a)에 의해 서로에 대해 분리된다. 전달 챔버(52)와 처리 챔버(59)는 그들 사이의 연결부에 위치된 처리 챔버측 격벽(55b)과 처리 챔버측 덮개(58b)에 의해 서로로부터 분리된 다. 높은 청결성을 유지하도록 반도체 웨이퍼 처리 장치(50)의 전달 챔버(52)로부터 먼지를 배출하기 위해 전달 챔버(52)의 상부로부터 그 하부로의 공기 유동은 전달 챔버(52)의 상부에 제공된 (도시되지 않은) 팬에 의해 생성된다. 따라서, 먼지들은 하방으로 균일하게 배출된다.
실리콘 웨이퍼 등(이하에서는 "웨이퍼"로 언급)을 저장하기 위한 저장 용기인 포드(2)가 하중 포트부(51) 상에 위치된 기부(53)에 장착된다. 상술된 바와 같이, 전달 챔버(52)의 내부는 웨이퍼(1)를 처리하기 위해 높은 청결도로 유지된다. 또한, 전달 챔버(52)는 로봇 아암(54)을 포함한다. 웨이퍼는 포드(2)와 처리 챔버(59) 사이에서 로봇 아암(54)에 의해 전달된다. 처리 챔버(59)는 일반적으로 예를 들어 웨이퍼의 표면상에서 박막 성형 및 박막 처리와 같은 처리를 수행하는 다양한 기구를 포함한다. 하지만, 상기 기구들은 본 발명과 직접적인 연관이 없기 때문에, 상세한 설명은 생략된다.
포드(2)는 각각이 피처리물인 웨이퍼(1)를 저장하는 공간을 그 내부에 갖는다. 포드(2)는 표면들 중 하나에 제공된 개구부와 개구부를 폐쇄하는 덮개(4)을 구비한 상자 본체(2a)를 포함한다. 본체(2a)는 일 방향으로 웨이퍼(1)를 적층하는 복수의 쉘프들을 갖는 선반을 포함한다. 이 실시예에서, 웨이퍼(1)가 적층되는 방향은 수직 방향으로 설정된다. 전달 챔버(52)의 개구부(10)는 하중 포트부(51) 측에 제공된다. 포드(2)가 개구부(10)에 인접하도록 포드(2)가 하중 포트부(51) 상에 위치되면, 개구부(10)는 포드(2)의 개구부에 대향하여 위치된다. 전달 챔버(52)는 개구부(10)의 주변에서 내측에 제공되는 (후술되는) 개방기(3)를 포함한다.
도7a 및 도7b는 종래 장치의 개방기(3)를 도시한 확대 측단면도와 전달 챔버(52) 측으로부터 볼 때 개방기(3)를 도시한 정면도이다. 도8은 덮개(4)이 개방기(3)에 의해 포드(2)로부터 제거된 상태를 도시한 개략적인 측단면도이다. 개방기(3)는 도어(6)와 도어 아암(42)를 포함한다. 도어(6)는 고정 부재(46)에 접합된다. 도어(6)는 도어 아암(42)의 일단부 주위를 피봇 가능하도록 고정 부재(46)를 통해 도어 아암(42)의 일단부에 연결된다. 도어 아암(42)은 그 타단부에서 피봇부(40)를 통해 피봇부(40) 주위를 피봇 가능하도록 공기 구동 실린더(31)의 일부인 로드의 팁 단부에 지지된다.
관통 구멍이 도어 아암(42)의 일단부와 도어 아암(42)의 타단부 사이에 제공된다. 핀(도시 안됨)은 관통 구멍과 개방기(3)를 상하로 이동하기 위한 가동부(56)의 지지 부재(60)에 고정된 고정 부재(39)의 구멍을 통해 연장하여, 지지점(41)을 형성한다. 따라서, 도어(42)는 실린더(31)으로 인한 로드(37)의 연장 및 후퇴에 따라 지지점(41) 주위에 피봇 가능하다. 도어 아암(42)의 지지 점(41)은 수직 가동부(56)가 제공되는 지지 부재(60)에 고정된다. 도어(6)는 보유부(11a, 11b)를 포함하여, 진공 접촉에 의해 포드(2)의 덮개(4)을 고정할 수 있다.
웨이퍼(1)가 상술된 구조를 사용하여 처리될 때, 우선 포드(2)가 장착된 기부(53)는 전달 챔버(52)의 개구부(10)에 인접하게 위치되고 덮개(4)은 도어(6)에 의해 보유된다. 그 후, 실린더(31)의 로드(37)가 후퇴되고, 도어 아암(42)은 전달 챔버(52)의 개구부(10)로부터의 거리를 증가시키도록 지지점(41)에 대해 피봇된다. 작동에 따라, 도어(6)는 포드(2)로부터 덮개(4)를 제거하도록 덮개(4)과 함께 피봇 된다. 이러한 상태는 도8에 도시된다. 그 후, 가동부(56)는 소정의 대기 위치로 덮개(4)을 전달하도록 하향 이동된다.
본 발명의 가스 공급 파이프(12)는 전달 챔버(52)의 개구부(10) 위에 위치된다. 도어(6)를 사용하여 덮개(4)을 제거 한 후, 가스는 가스 공급 파이프(12)를 통해 공급되어 오염물 등을 제거한다. 청결 가스의 공급으로 인한 전달 챔버(52) 등의 내압의 큰 변화를 방지하기 위해, 가스 공급 작업에 따라 전달 챔버의 흡입 및 배출을 포함하는 다양한 배출 작업이 동시에 수행되는 것이 바람직하다.
이 실시예에서, FOUP와 FIMS 시스템은 목적물로서 설명된다. 하지만, 본 발명의 적용예는 이에 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 오염물 등을 제거하는 장치(세척 장치)는 용기의 덮개를 가지며 복수의 피저장물을 저장하고 피저장물을 용기로 삽입하고 용기로부터 제거하는 전방 개방형 용기를 개방 및 폐쇄하는 시스템에 적용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 매우 청결한 가스는 웨이퍼의 표면에 적절하고 효과적으로 송풍될 수 있다. 분사된 청결 가스는 웨이퍼가 적층된 방향으로 공급될 수 있어 가스가 각각의 웨이퍼에 실질적으로 송풍될 수 있다. 따라서, 포드 내에 고정된 모든 웨이퍼에 대해, 웨이퍼의 표면상에 증착된 먼지와 불순물과 같은 오염물들이 효과적이고 확실하게 제거된다. 세척 작업은 필요한 경우 웨이퍼 처리 중 가스 공급 노즐을 사용하여 포드의 내부에서 수행될 수 있으며, 그 결과 더 깨끗한 환경에서 웨이퍼를 고정하는 것이 가능하다. 본 발명은 현재의 FIMS 시스템의 가스 공급 파이프 등을 제공하여 구현될 수 있다. 가스 공급 파이프 등은 저렴한 표분 시 스템에 용이하게 부착될 수 있다.
본 발명의 많은 명백하고 매우 다양한 실시예들이 본 발명의 기술 사상 및 범주 내에서 이루어질 수 있기 때문에, 본 발명은 본 발명의 특정 실시예에 제한되는 것이 아니라 청구범위에 정의에 의해 제한된다.
본 출원은 본원에 참조로서 함체된 2004년 10월 26일자로 출원된 일본 특허 출원 제2004-310327호로부터 우선권을 청구한다.
본 발명에 따르면, FOUP와 같은 전방 개방형 피저장물 저장 용기의 내부를 세척하기 위해, 웨이퍼 상에 증착된 오염물등을 효과적으로 제거할 수 있는 장치를 구비한 FIMS와 같은 저장 용기 덮개 개/폐 시스템이 제공된다.

Claims (8)

  1. 피저장물의 삽입 및 제거를 위한 개구를 개방하도록, 각각에 피저장물이 배치되는 수직 방향으로 배열된 복수의 쉘프들과 수평 방향으로 제공된 개구를 포함하는 본체와, 본체와 함께 폐쇄된 공간을 형성하도록 본체로부터 제거 가능하고 개구를 덮는 덮개를 포함하는 용기로부터 덮개를 제거하는 덮개 개/폐 시스템이며,
    저장 용기가 배치된 장착 기부와,
    장착 기부에 인접하여 위치되고 개구에 수평 방향으로 대향하는 개구부와,
    덮개를 고정할 수 있고 개구부를 폐쇄할 수 있으며, 덮개를 고정하여 개구와 개구부 사이를 연결하고 개구부를 개방하는 도어와,
    개구와 개구부가 서로에 대해 연결된 상태로 저장 용기에 저장된 피저장물에 소정의 가스를 공급하도록, 장착 기부가 개구부에 배치된 측면과는 다른 측면 상의 개구부 위에 위치된 가스 공급 유닛을 포함하며,
    가스 공급 유닛은 피저장물의 세척 표면에 대체로 평행인 샤프트 주위를 피봇 가능하도록 개구부 위에 지지되는 덮개 개/폐 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 가스 공급 유닛은 피저장물의 세척 표면에 대체로 평행으로 연장된 파이프를 포함하고,
    파이프는 개구와 개구부가 서로 연결된 상태로 피저장물이 위치된 영역을 향해 소정의 가스를 공급하는 슬릿을 포함하는 덮개 개/폐 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 피저장물은 반도체 제조 공정이 가해지는 웨이퍼를 포함하고, 저장 용기는 FOUP를 포함하고, 덮개 개/폐 시스템은 FIMS 시스템인 덮개 개/폐 시스템.
  5. 개구를 개방하도록, 각각에 피저장물이 배치되고 각각에 수직 방향으로 배치된 복수의 쉘프들과 수평 방향으로 제공된 개구를 포함하는 본체와, 본체와 함께 폐쇄된 공간을 형성하도록 본체로부터 제거 가능하고 개구를 덮는 덮개를 포함하는 용기로부터 덮개를 제거하며, 저장 용기 내에 저장된 피저장물에 소정의 가스를 송풍하여 세척 작업을 수행하는 피저장물 세척 방법이며,
    개구에 대향하는 개구부와 개구부의 전방면에 위치된 장착 기부를 포함하는 덮개 개/폐 시스템 내에서 장착 기부 상에 저장 용기를 배치하는 단계와,
    덮개는 도어에 의해 고정되고 개구부를 폐쇄하는 덮개 개/폐 시스템의 도어에 의해 본체로부터 덮개를 제거하는 단계와,
    개구부 위에 위치된 가스 공급 유닛으로부터 개구와 개구부를 통해 저장 용기 내에 저장되는 피저장물로 소정의 가스를 송풍하여 피저장물 상에서 세척을 수행하는 단계를 포함하며,
    가스 공급 유닛은 피저장물의 세척 표면에 대체로 평행한 샤프트 주위를 피봇 가능하도록 개구부 위에 지지되고, 소정의 가스가 공급되고 소정의 각에 의한 피봇은 개구와 개구부가 서로 연결된 상태로 수행되는 피저장물 세척 방법.
  6. 제5항에 있어서, 가스 공급 유닛은 피저장물의 세척면에 대체로 평행하게 연 장된 파이프를 포함하고,
    파이프는 피저장물이 개구와 개구부가 서로 연결된 상태로 위치된 영역을 향해 소정의 가스를 공급하기 위한 슬릿을 포함하는 피저장물 세척 방법.
  7. 삭제
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 피저장물은 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼를 포함하고, 덮개가 본체로부터 제거된 상태는 포드가 하중 포트 상에 배치되고 포드 내에 저장되는 웨이퍼가 하중 포트를 통해 웨이퍼 처리 장치로 전달되는 상태인 피저장물 세척 방법.
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