KR100799411B1

KR100799411B1 - 기밀 용기의 뚜껑 개폐 시스템

Info

Publication number: KR100799411B1
Application number: KR1020060118679A
Authority: KR
Inventors: 쯔또무 오까베
Original assignee: 티디케이가부시기가이샤
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2006-11-29
Publication date: 2008-01-30
Also published as: US20070151619A1; KR20070057003A; TWI324371B; JP4301456B2; TW200735256A; US7726353B2; JP2007180516A

Abstract

커튼 노즐이 FIMS에서 개구부(10) 위에 위치된다. 개구부를 폐쇄하기 위해 불활성 가스로 이루어진 가스 커튼이 형성되며, 이와 동시에, 불활성 가스는 FOUP의 내부에도 공급된다. 여기서, FOUP의 내부에 공급되는 불활성 가스의 공급 방향은 가스 커튼을 형성하는 가스 유동쪽으로 향하는 유동 성분을 갖지 않도록 이루어진다. 상술된 구조는 개방 상태에서 FIMS 시스템에 의해 고정된 FOUP에 있어서 산화 가스의 분압이 시간에 걸쳐 증가되는 것을 방지한다.

FIMS, FOUP, 가스 커튼, 웨이퍼, 국부 클린룸

Description

기밀 용기의 뚜껑 개폐 시스템 {LID OPENING/CLOSING SYSTEM OF AN AIRTIGHT CONTAINER}

도1a는 뚜껑 개폐 시스템의 개략적인 구조도로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 적재 포트, 포드, 포드의 뚜껑 및 오프너의 일부가 도시된 수직 단면도.

도1b는 도1a에 도시된 화살표(1B)의 방향으로부터 바라본 적재 포트 개구부(10)의 도면.

도1c는 도1a에서 점선(1C)으로 도시된 커튼 노즐(12) 및 이에 인접한 구조물의 확대도.

도2는 제1 실시예에 따른 뚜껑 개폐 시스템의 변형예를 도시하는 도면.

도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 뚜껑 개폐 시스템의 주요부의 확대도.

도4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 뚜껑 개폐 시스템의 주요부의 확대도.

도5는 본 발명이 적용되는 통상의 반도체 웨이퍼 프로세싱 장치의 개략적인 구조를 도시하는 측면도.

도6a는 도5에 도시된 장치에서 종래의 오프너 및 이의 관련 구조물의 개략적인 구조를 도시하는 확대 측면도.

도6b는 이송 챔버의 측면으로부터 바라본 도6a에 도시된 구조물의 개략적인 구조를 도시하는 도면.

도7은 세척 작업을 나타내기 위해 세척이 준비된 상태에서 오프너 등의 개략적인 구조를 도시하는 측면도.

도8a는 뚜껑 개폐 시스템 일부의 개략적인 구조를 도시하는 단면도로서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 적재 포트, 포드, 포드용 뚜껑 및 오프너의 수직 단면도.

도8b는 도8a에 도시된 화살표(8B)의 방향으로부터 바라본 적재 포트 개구부(10)를 도시하는 도면.

도8c는 도8a에 도시된 화살표(8C)의 방향으로부터 바라본 적재 포트 개구부(10) 및 이의 주변부에 있는 구조물을 도시하는 도면.

도9a는 뚜껑 개폐 시스템 일부의 개략적인 구조를 도시하는 단면도로서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 적재 포트, 포드, 포드용 뚜껑 및 오프너의 수직 단면도.

도9b는 도9a에 도시된 화살표(9B)의 방향으로부터 바라본 적재 포트 개구부(10)를 도시하는 도면.

도9c는 도9a에 도시된 화살표(9C)의 방향으로부터 바라본 적재 포트 개구부(10)를 도시하는 도면.

도10a는 뚜껑 개폐 시스템 일부의 개략적인 구조를 도시하는 단면도로서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 적재 포트, 포드, 포드용 뚜껑 및 오프너의 수직 단면도.

도10b는 도10a에 도시된 화살표(10B)의 방향으로부터 바라본 적재 포트 개구 부(10)를 도시하는 도면.

도10c는 도10a에 도시된 화살표(10C)의 방향으로부터 바라본 적재 포트 개구부(10)를 도시하는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 웨이퍼

2 : 포드

2a : 본체부

2b : 개구

4 : 뚜껑

6 : 포트 도어

10 : 적재 포트 개구부

12 : 커튼 노즐

본 발명은 포드(pod)라 불리는 운반 용기 내에 보유된 웨이퍼들이 반도체 제조 공정 등에서 반도체 처리 장치들 사이로 운반될 때 사용되는 소위 전방 개방 인터페이스 기계 표준(Front-Opening Interface Mechanical Standard: FIMS) 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 포드의 내부를 세척하기 위한 정화 기구를 가지며, 웨이퍼를 수용하기 위한 기밀 용기로 사용되고 전방 개방 통합형 포드(Front-Openign Unified Pod: FOUP)라 불리는 포드가 배치되고 포드의 뚜껑을 개폐하여 웨이퍼의 이동을 위해 웨이퍼를 삽입 또는 취출하는, 예컨대 뚜껑 개폐 시스템인 FIMS 시스템에 관한 것이다.

이제까지, 반도체 제조 공정은 반도체 웨이퍼가 높은 청결성을 유지하면서 처리되는 소위 클린룸에서 수행되어왔다. 하지만, 웨이퍼 크기 증가에 대처하고 클린룸의 유지에 필요한 비용을 절감하기 위해, 처리 장치, 포드(웨이퍼 용기) 및 포드로부터 처리 장치로 기판을 운반하기 위한 국부 클린룸(mini-environment)의 내부만을 매우 청결한 상태로 유지하는 방법이 최근에 채용되었다.

포드는 대체로 상자 형상을 갖는 본체부와 뚜껑을 포함한다. 본체부는 내부에 복수의 웨이퍼를 서로로부터 평행하게 이격된 상태로 보유할 수 있는 랙(rack)과, 본체부의 표면에 형성되어 웨이퍼를 삽입/취출하는데 사용되는 개구를 포함한다. 상기 개구는 뚜껑으로 폐쇄된다. 개구가 하부 측면 또는 상부면에 위치되지 않고 (국부 클린룸의 전방에서) 측면에 위치된 포드는 통상 전방 개방 통합형 포드(FOUP)로 불리운다. 본 발명은 주로 FOUP를 사용하는 구조를 위해 의도되었다.

상술된 국부 클린룸은 포드의 개구에 대향하는 제1 개구와, 제1 개구를 폐쇄하기 위한 도어와, 반도체 처리 장치 측면에 제공된 제2 개구와, 웨이퍼를 보유하기 위해 제1 개구로부터 포드의 내부로 이동하고 웨이퍼를 반도체 처리 장치 측으로 운반하기 위해 제2 개구를 통과하는 운반 로봇을 포함한다. 국부 클린룸을 형성하기 위한 구조는 포드의 개구가 도어의 전방면에 대향하도록 포드를 지지하는 장착 기부를 포함한다.

포드의 장착 위치를 조절하기 위해 포드의 하부 측면 상에 제공되는 위치 설정 구멍으로 삽입되는 위치 설정 핀과, 장착 기부상으로 포드를 고정하기 위해 포드의 하부 측면 상에 제공되어 클램핑될 부분과 결합하는 클램프 유닛은 장착 기부의 상부면 상에 위치된다. 장착 기부는 소정의 거리만큼 도어 방향에 대해 후방 및 전방으로 수직 이동 가능하다. 포드 내의 웨이퍼가 처리 장치로 운반될 때, 포드는 포드의 뚜껑이 도어와 접촉할 때까지 장착 기부에 장착된 상태로 이동된다. 접촉 후, 상기 뚜껑은 도어에 의해 포드의 개구로부터 제거된다. 상술한 작동으로, 포드의 내부는 국부 클린룸을 통해 처리 장치의 내부와 연통된다. 그 후, 웨이퍼 운반 작동이 반복된다. 장착 기부, 도어, 제1 개구, 도어 개폐 기구, 제1 개구를 포함하는 국부 클린룸의 일부인 벽 등을 포함하는 시스템이 통상 전방 개구 인터페이스 기계 표준(FIMS) 시스템으로 불리운다.

일반적인 경우, 내부에 웨이퍼 등이 위치된 포드의 내부는 오염물, 산화 가스 등이 포드 내로 진입하는 것을 방지하기 위해 매우 청결하도록 제어된 건 질소(dry nitrogen)로 충전된다. 하지만, 포드 내의 웨이퍼가 다양한 종류의 처리 장치로 도입되어 소정의 처리가 가해질 때, 포드의 내부와 처리 장치의 내부는 항상 서로 연통되어 유지된다. 미립자 등이 제어된 청결한 공기가 챔버 내로 도입되도록 운반 로봇이 위치된 챔버 위에 송풍기와 필터가 위치된다. 하지만, 이러한 공기가 포드에 진입할 때, 웨이퍼의 표면이 상기 공기 내의 산소 또는 습기에 의해 산화될 우려가 있다.

반도체 장치가 점점 소형화되고 고성능을 달성할수록, 종래에는 큰 문제가 아니었던 포드 내로 진입하는 산소 등에 의한 산화에 대한 관심이 커지고 있다. 이러한 산화 가스는 웨이퍼의 표면 또는 웨이퍼 상에 형성된 다양한 종류의 층상에 매우 얇은 산화막을 형성한다. 이러한 산화막으로 인해, 초소형 장치의 원하는 특성이 확보되지 않을 가능성이 있다. 이러한 것에 대항하는 수단은 내부의 산소 등의 부분 압력이 포드 외부로부터 포드 내로 제어되지 않고 가스의 진입을 제어하는 것을 포함한다. 더욱 상세하게는, 일본 특허 출원 공개 공보 평11-145245호는 포드 개구에 인접한 FIMS 시스템 내의 구역에는 포드 개구를 대체로 폐쇄하기 위해 가스가 기류 커튼을 형성하는 공급 노즐과 흡입 노즐이 제공된다. 기류 커튼을 형성하여, 외부 가스가 포드로 진입하는 것이 방지된다.

반도체 제조 장비에서는, 에칭 공정과 같이 웨이퍼 상에 형성된 다양한 종류의 배선 등을 오염시키는 가스를 사용하는 공정이 처리 장치 내에서 수행되는 몇몇 경우가 있다. 이런 경우에서 처리 장치 내부로부터 포드로의 가스 진입은 일본 특허 출원 공개 제2003-007799호에 개시된다. 또한, 이 방법은 처리 장치로부터 포드로 가스의 진입을 방지하기 위해 송풍기를 사용하는 FIMS 시스템 내의 포드 개구의 전방에 기류 커튼을 형성한다. 이 방법은 당연히 포드 내로의 산소의 유입을 제어하는 것에도 효과적인 것으로 판단된다.

그러나, 이들 방법은 실제로 사용되었을 때, 포드 개구가 개방된 직후에, 포드 내의 산소의 부분 압력이 두드러지게 증가된 것이 실제로 확인되었다. 따라서, 전술된 조건을 충족하기 위해, 이들 방법을 더 개선할 필요가 있다. 본 발명은 전 술된 상황에서 보아 이루어지고, 본 발명의 목적은 포드가 개방된 후에도 소정의 낮은 레벨로 포드 내의 산소 등의 산화 가스의 부분 압력을 제어할 수 있는 기밀 용기로서의 포드의 두껑 개폐 시스템을 제공하는 것이다.

전술된 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 태양에 따르면, 피수용 물체를 그 안에 수용할 수 있고 그 일 표면에 개구를 구비하는 대략 박스형 본체와, 본체로부터 분리될 수 있고 본체와 함께 기밀 공간을 형성하도록 개구를 폐쇄하기 위한 뚜껑을 포함하는 저장 용기의 개구를 개방하도록 저장 용기로부터 뚜껑을 제거함으로써 피수용 물체를 삽입 및 제거하기 위한 뚜껑 개폐 시스템이 제공되며, 이 뚜껑 개폐 시스템은

저장 용기가 장착되는 장착 기부와,

장착 기부에 인접하고 개구를 대면하는 대략 직사각형 개구부와,

뚜껑을 유지할 수 있고, 개구부를 폐쇄할 수 있으며, 뚜껑을 유지하면서 개구부를 개방함으로써 개구와 개구부를 연결하는 도어와,

장착 기부가 개구부에 대해 위치되어 있는 측면에 대향하는 측면 상에서 대략 직사각형 개구부의 측면들 중 하나인 제1 측면 외부에 위치되고, 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면쪽으로 대략 선형으로 불활성 가스를 방출할 수 있는 커튼 노즐과,

저장 용기에 있어서 커튼 노즐보다 더 내측에 위치되고, 임의의 가스 유동 성분이 상기 커튼 노즐로부터 방출된 불활성 가스 유동쪽으로 향하지 않고, 저장 용기의 내부쪽으로 불활성 가스를 방출하도록 되어 있는 불활성 가스 공급 노즐을 포함한다.

본 발명의 다른 태양에서, 상기 불활성 가스 공급 노즐의 노즐 개구는 대략 직사각형 개구부의 제1 측면에 인접하여 위치되고, 커튼 노즐의 노즐 개구보다 저장 용기의 내부에 대해 더 근접되어 위치될 수 있다.

본 발명의 다른 태양에서, 피수용 물체를 그 안에 수용할 수 있고 그 일 표면에 개구를 구비하는 대략 박스형 본체와, 본체로부터 분리될 수 있고 본체와 함께 기밀 공간을 형성하도록 개구를 폐쇄하기 위한 뚜껑을 포함하는 저장 용기의 개구를 개방하도록 저장 용기로부터 뚜껑을 제거함으로써 피수용 물체를 삽입 및 제거하기 위한 뚜껑 개폐 시스템은

저장 용기가 장착되는 장착 기부와,

불활성 가스를 방출하는 상기 커튼 노즐의 노즐 개구 주위의 공간을 한정하고, 상기 커튼 노즐에 의해 불활성 가스의 방출 방향쪽으로 개방되어 있는 노즐 커버를 포함한다.

본 발명의 다른 태양에서, 뚜껑 개폐 시스템은 불활성 가스 공급 노즐을 더 포함하며, 불활성 가스 공급 노즐은 저장 용기에 있어서 커튼 노즐보다 더 내측에 위치되고, 임의의 가스 유동 성분이 상기 커튼 노즐로부터 방출된 불활성 가스 유동쪽으로 향하지 않고, 저장 용기의 내부쪽으로 불활성 가스를 방출하도록 되어 있다.

본 발명에 따르면, 불활성 가스 유동에 의해 형성된 가스 커튼은 개구를 폐쇄하도록 포드 개구에 인접하여 형성되며, 불활성 가스는 포드의 내측에 공급된다. 불활성 가스의 포드 내측으로의 공급은 가스 커튼에 영향을 미치지 않도록 소정 방향으로 수행된다. 더 구체적으로는, 가스 커튼이 포드의 외측으로부터 포드 내로의 가스의 진입을 제어하고, 동시에 불활성 가스가 포드 내측으로 공급되어서, 일정 레벨로 포드 내의 불활성 가스의 농도를 유지한다. 이들 효과를 조합함으로써, 포드가 개방될 때에도, 포드 내의 산화 가스의 부분 압력은 소정의 낮은 레벨로 항상 유지된다. 또한, 이들 효과를 조합함으로써, 불활성 가스를 포드의 내측으로 간단하게 공급함으로써 포드 내로의 산화 가스의 진입이 방지되어, 따라서 많은 양의 불활성 가스가 필요한 경우와 비교하면, 낮은 레벨의 산화 가스의 부분 압력을 유지하는 동등하거나 더 우수한 효과가 매우 작은 양의 불활성 가스로 인해 얻어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 가스 커튼 자체를 형성하는 불활성 가스 유동 내의 불활성 가스의 농도는 높은 레벨로 유지될 수 있다. 예를 들면, 가스가 노즐로부터 방출될 때, 가스는 노즐 개구에 근접하여 존재하는 다른 가스를 포함하며, 가스 혼합물은 가스 유동을 형성하는 것이 알려져 있다. 더 구체적으로는, 가스 커튼을 형성하는 가스가 노즐에 근접하여 존재하는 다른 가스를 포함하기 때문에, 가스 커튼을 형성하는 불활성 가스의 농도는 감소하고, 산화 가스가 가스 커튼으로부터 포드 내측으로 공급될 위험이 있다. 본 발명에 따르면, 노즐 개구는 노즐 개구에 근접하여 존재하는 가스가 높은 농도의 불활성 가스를 포함하도록 노즐 커버로 폐쇄된다. 따라서, 불활성 가스가 포함될지라도, 산화 가스는 가스 커튼 내에 포함되지 않으며, 산화 가스의 포드 내로의 진입이 효과적으로 제어될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예들은 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 뚜껑 개폐 시스템(이하 적재 포트로서 언급되는 FIMS)의 주요부의 개략적인 구조도이다. 즉, 도1은 뚜껑이 개방된 상태에서 포드를 유지하는 적재 포트의 주요부와 포드의 측단면도이다. 포트는 본질적으로 웨이퍼를 지지하기 위한 래크와 포드의 뚜껑과 포드 사이에 위치된 밀봉 부재와 같은 다양한 구성요소를 포함하고 있음을 알 것이다. 또한, 다양한 구성요소가 포드를 지지하기 위한 기부 및 도어에 부착된다. 그러나, 이들 부재들은 본 발명과 직접적인 관련이 없기 때문에, 이들에 대한 도면에서의 도시 및 상세한 설명은 생략된다. 본 발명에서 이하 설명되는 웨이퍼(1)는 수용될 물체에 해당하고, 포드(2)는 저장 용기에 해당하며, 본체부(2a)는 이의 기본적인 형상이 박스형이기 때문에 실질적으로 박스 형상으로 형성된 본체에 해당하고, 포드(2)의 개구(2b)는 이의 기본적인 형상이 직사각형 또는 사각형이기 때문에 실질적으로 직사각형 형상으로 형성된 개구에 해당한다. 이하 설명되는 기부(53)는 저장 용기가 장착되는 장착 기부에 해당한다.

도1a에서, 포드(2)의 본체부(2a) 내부는 웨이퍼(1)를 저장하기 위한 공간이며, 각각의 웨이퍼는 프로세싱될 물체이다. 본체부(2a)는 박스 형상이고, 본체부의 측면을 구성하는 표면들 중 일 표면에 제공된 개구를 포함한다. 포드(2)는 본체부(2a)의 개구(2b)를 폐쇄하기 위한 뚜껑(4)을 포함한다. 본체부(2a)는 이에 래크(도시되지 않음)를 포함하며, 이는 수직 방향으로 수평 유지되는 웨이퍼(1)를 적층하기 위한 복수의 선반을 구비한다. 선반에 배치된 각각의 웨이퍼(1)는 소정의 간격을 두고 포드(2)의 내부에 저장된다. 포드(2)의 개구 측부는 적재 포트 개구부(10)와 접하여 연통하도록 구성되고, 이는 이하 설명되는 적재 포트의 이송 챔버의 적재 포트부의 측부에 제공된다. 뚜껑(4)은 개구부(10)를 정상적으로 폐쇄하는 포트 도어(6)에 의해 유지되도록 구성되고, 뚜껑(4)은 구동 기구(도시되지 않음)에 의해 이동되고, 이에 따라 포드(2)의 개구부는 (개방 공간으로서 도시된) 이송 챔버(52)와 연통한다.

도1b는 도1a의 화살표(1B)의 방향으로부터 바라본 적재 포트 개구부(10)의 개략적인 구조를 도시한다. 도1c는 도1a에 도시된 점선(1C)에 의해 둘러싸인 영역의 확대 도면이다. 커튼 노즐(12)은 적재 포트 개구부(10) 위쪽에 있는 이송 챔버(52)의 내측벽에 부착된다. 커튼 노즐(12)은 노즐 본체(12a), 제1 노즐 개구(12b), 및 제2 노즐 개구(12c)를 구비한다. 도1b에 도시된 바와 같이, 노즐 본체(12a)는 일 방향(도1a 및 도1c의 평면에 대해 수직 방향)으로 연장하고 적재 포 트 개구부(10)의 폭보다 긴 길이는 가지를 실질적으로 중공의 파이프형 부재로 형성된다. 중공 노즐 본체(12a)는 외부 영역으로부터 내부로 불활성 가스 등을 도입하기 위한 실질적으로 파이프형 가스 도입 경로(13)에 연결된다. 가스 도입 경로(13)의 일 단부는 도면에 도시된 바와 같이, 노즐 본체(12a)에 연결되고, 가스 도입 경로(13)의 타 단부는 불활성 가스 도입 시스템(도시되지 않음)에 연결된다. 불활성 가스 도입 시스템은 소정의 압력하에서 소정의 유동률로 가스 공급부로부터 가스 도입 경로(13)로 불활성 가스를 공급할 수 있다.

포드 개구(2b)의 개구 표면에 대해 평행한 방향으로 불활성 가스를 생성하기 위한 제1 노즐 개구(12b)는 노즐 본체(12a)의 하부 영역에 형성된다. 제1 노즐 개구(12b)는 노즐 본체(12a)가 연장하는 방향으로 연장하는 슬릿형 개구이며, 적재 포트 개구부(10)의 폭보다 긴 길이를 가진다. 따라서, 도1b에 도시된 바와 같이, 제1 노즐 개구(12b)로부터 방출된 불활성 가스의 유동은 가스 커튼(14)을 형성하고, 가스 커튼은 적재 포트 개구부 전체를 커버링한다. 가스 공급 시스템(도시되지 않음)으로부터 가스 도입 경로(13)를 통해 노즐 본체(12a)로 공급되는 불활성 가스의 압력 및 양은, 적재 포트 개구부(10)에 충분히 인접하여 가스 커튼(14)이 형성되도록 조절된다.

노즐 본체(12a)는 내부에 형성된 제2 노즐 개구(12c)를 더 갖는다. 제2 노즐 개구(12c)는 노즐 본체(12a)의 하부 영역에 제2 개구(12c)로부터 방출된 불활성 가스 유동의 방향이 적재 포트 개구부(10) 및 포드(pod) 개구를 통해 포드의 내부를 향해 유도되는 각도로 형성된다. 즉, 포드 개구(2b)의 측면의 포드(2) 내에 포 함된 웨이퍼(1)의 단부를 향해 개구가 유도되도록 제2 노즐 개구(12c)는 형성된다. 따라서, 제2 노즐 개구(12c)로부터 방출된 불활성 가스 유동은 포드(2)의 내부 공간을 향해 방출된다. 이러한 방식으로, 포드 공간의 외부에 대해 가스 커튼(14)에 의해 공간적으로 대체로 폐쇄된 포드(2) 내에 정압(positive pressure) 하의 상태가 형성된다.

전술한 제1 노즐 개구(12b)와 제2 노즐 개구(12c)의 상승 효과에 의해, 즉, 가스 커튼(14)에 의해 외부 공기 또는 가스의 포드로의 유입을 방지하고, 포드의 내부의 압력을 정압으로 만듦으로써 외부 공기 또는 가스의 포드 내로의 유입을 방지하는 것의 상승 효과에 의해 산화 가스의 포드 내부로의 유입은 효율적으로 억제될 수 있다. 본 실시예에서, 각각의 노즐 개구부가 슬릿형, 도트형이 되도록 형성되었으나, 개구는 소정의 간격에서 소정의 선상에 부가적으로 제공될 수도 있다. 또한, 본 실시예에서, 제1 노즐 개구(12b)와 제2 노즐 개구(12c)가 단일 노즐 본체(12a)에 형성되었으나, 공급될 불활성 가스의 압력 및 유동 속도를 고려할 때, 개구들은 서로 독립적이고 분리되어 각각 본체부에 형성될 수도 있을 것이다. 또한, 이 경우에, 불활성 가스를 포드의 내부로 공급하기 위해 노즐 본체에 복수의 노즐 개구가 제공될 수도 있어서 복수의 노즐 개구가 대체로 포드의 내부를 향해 유도되지만 노즐 개구의 특정한 방향은 서로 다를 수도 있다. 다르게는, 노즐 본체는 축을 따라 노즐 본체가 연장되는 축의 둘레로 회전가능할 수도 있어서, 불활성 가스는 노즐 개구로부터 포드 개구의 모든 영역을 통해 포드의 내부로 유도될 수 있다.

본 실시예에서, 불활성 가스가 포드의 내부로 공급되는 때 주의를 기울여야하는 문제가 있다. 더욱 상세하게는, 불활성 가스의 공급의 방향이 가스 커튼(14)을 형성하는 불활성 가스 유동을 향해 유도되는 가스 유동의 성분을 갖지 않도록 설정되어야한다는 것이 필수불가결하다. 가스 커튼은 단순한 가스 유동에 의해 형성된다. 다른 가스의 공급의 방향이 상기 유동에 대향하는 성분을 갖는 경우라면, 가스 커튼의 형성이 방해될 수도 있고, 기류가 교란될 수도 있으며, 외부 가스의 포드 내로의 유입이 발생할 수도 있는 우려가 있다. 예컨대, 포드의 저면으로부터 포드의 내부로 소위 세척(purge) 가스가 공급되는 구조물은 공지되어 있다. 본 실시예에 따른 가스 커튼이 어떤 변경없이 구조물에 직접적으로 가해지는 때에는, 세척 가스의 방출의 방향은 가스 커튼에 대향되는 성분을 갖는다. 따라서, 적어도 가스 커튼에 대향하는 성분은 세척 가스의 방출 방향으로부터 대체로 제거되어야할 필요가 있다. 예컨대, 세척 가스 출구를 포드 개구부로부터 포드의 후방을 향해 멀리 위치시킴으로써 출구로부터 방출된 거의 모든 가스가 바로 위의 웨이퍼를 타격하고 대부분의 가스 유동은 웨이퍼가 연장되는 평면의 방향 내에 있다. 세척 가스 출구가 이러한 방식으로 위치되는 경우라면, 가스 커튼이 적절하게 형성될 수 있다.

이러한 실시예의 변경예로서, 제2 노즐 개구가 분리된 시스템인 불활성 가스 공급 시스템으로 위치되는 경우가 이하에서 설명된다. 도2는 도1c와 동일한 도면에서 본 실시예에 따른 가스 공급 노즐의 확대도를 도시한다. FIMS 시스템에서, 소위 탐색 센서(mapping sensor)는 포드 내의 어떤 선반이 웨이퍼를 가질 것인지를 결정하기 위해 위치된다. 탐색 센서는 예컨대, 웨이퍼가 연장되는 평면과 평행하게 위치된 발광 및 수광을 위한 한 쌍의 센서로 형성된다. 실질적인 검출 작업에서, 이러한 센서는 그들 사이에 웨이퍼를 게재하도록 이동할 수 있도록 구성되어 웨이퍼의 존재 또는 부존재가 센서로부터의 광이 웨이퍼에 의해 차단되는지 여부를 검출함에 의해 검출되도록 한다. 더욱 상세하게는, 발광 및 수광을 위한 센서들은 포드 내로 도입되도록 구성되며 웨이퍼의 배열의 방향으로 구동된다. 불활성 가스를 공급하기 위한 노즐(16)이 이러한 센서들에 부착됨에 의해, 불활성 가스가 포드의 내부로 공급될 수 있다.

그러나, 웨이퍼가 존재하는 영역 내에 센서가 위치되는 상태에 가스 커튼(14)이 형성되는 때, 가스 커튼(14)은 탐색 센서(15)에 의해 차단될 가능성이 있다. 이러한 경우에, 가스 커튼(14)을 형성하는 기류가 교란되기 때문에, 기본적으로 포드로 유입되지 않아야만 하는 외부 가스가 가스 커튼의 기류의 교란으로 인하여 포드 내로 혼합될 수도 있는 가능성이 있다. 따라서, 구조물 내에서, 가스 커튼(14)이 탐색 센서(15)를 타격하고 기류가 교란되더라도 거의 악영향이 없는 구조 즉, 탐색 센서(15)의 각각의 센서가 포드의 최저 단부 위치에 위치되는 상태로 가스 커튼(14)을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 구조물에 의해, 탐색 센서(15) 측으로부터 공급된 불활성 가스는 가스 커튼(14)에 거의 영향이 없으며, 가스 커튼에 대한 탐색 센서 자체의 존재의 영향은 가능한 한 작게 만들어질 수 있다. 따라서, 상기 공간을 가스 커튼으로 차폐하는 전술한 효과 및 불활성 가스를 공급함으로써 외부 가스의 유입을 차단하는 효과가 바람직하게는 얻어질 수 있다.

이어서, 본 발명의 추가적인 실시예가 기술된다. 동일한 참조 번호는 전술한 실시예의 구조적 요소의 그것들과 유사하거나 동일한 기능, 작용 및 효과를 나타내는 본 발명의 구조적 요소를 지시하도록 사용되었다. 도8a는 도1a에 도시된 것과 같은 도면에서 본 실시예에 따른 리드 개폐 장치를 도시한다. 도8b는 도8a에서 화살표(8B) 방향으로부터 도시된 장치에서의 적재 포트 개구부(10)의 개략적인 구조를 도시한다. 도8c는 도8a의 화살표(8C)의 방향으로부터 도시된 웨이퍼 및 웨이퍼가 연장되는 평면을 도시한다. 본 실시예에서도 역시, 가스 커튼(14)을 형성하기 위한 커튼 노즐(12)과 포드의 내부를 향해 불활성 가스 유동을 형성하기 위한 노즐이 별개로 제공되며, 즉, 제2 노즐 개구를 갖는 불활성 가스 공급 시스템이 가스 커튼 노즐(12)로부터 별개로 제공된다. 이러한 실시예에서, 제2 노즐 개구를 갖는 구조물로서, 한 쌍의 세척 노즐(21)이 제공된다.

세척 노즐(21)은 일 방향으로 연장되는 관형 세척 노즐 본체(21a)를 가지며, 세척 가스 공급 시스템(도시되지 않음)에 연결된다. 세척 노즐 본체(21a)는 적재 포트 개구부(10)의 양 측면에 평행하게 연장되도록 적재 포트 개구부(10)에 대해 포드(2)가 장착되는 장착 기저부의 측면에 대향하는 측면 상에 적재 포트 개구부의 외측에 인접하여 적재 포트 개구부의 양측에 쌍으로 위치된다. 복수의 세척 노즐 개구(21b)는 세척 노즐 본체(21a)가 연장되는 방향으로 소정의 간격에서 세척 노즐 본체(21a)에 제공되어 상기 간격이 웨이퍼(1)가 포드(2) 내에 위치되는 간격과 동일하고, 세척 노즐 개구(21b)가 각각의 웨이퍼(1)들 사이의 간격으로 배열되도록 제공된다. 또한, 세척 노즐 개구(21b)는 웨이퍼(1)의 중심을 향하여 유도되도록 형성된다.

본 실시예는, 하나는 커튼 노즐(12)에 대한 주 설계 변형이 요구되고 다른 하나는 세척 노즐(21)에 대한 주 설계 변형이 요구되는 두 개의 불활성 가스 공급 시스템을 포함하며, 복수의 관형 부재는 적재 포트 개구부(10) 주위에 위치되어야 한다. 그러나, 이러한 실시예는 가스 커튼의 효과를 달성할 수 있으며, 동시에 세척 가스는 각각의 웨이퍼(1)의 표면에 균등하게 공급될 수 있다. 또한, 불활성 가스는, 불활성 가스가 공급될 때 최소의 저항으로 가스 유동을 방해하지 않고 포드(2) 내부의 전체 구역에 공급될 수 있다. 따라서, 공기가 뚜껑을 개방 및 폐쇄함으로써 포드(2)에 유입될 때, 포드 내 공기(산소)의 부분 압력이 불활성 가스에 의해 신속하고 효과적으로 감소되면서 가스 커튼에 의해 포드(2) 내로의 추가적인 공기 유입이 억제될 수 있다.

본 실시예에서, 포드(2) 내 웨이퍼의 배열 방향과 평행하게, 즉 커튼 노즐(12)이 위치되는 일측 이외의 두 측과 적재 포트 개구부(10)의 일측에 대향하는 측과 평행하게 위치된 관형 부재가 세척 노즐(21)로서 사용된다. 또한, 세척 노즐(21)의 복수의 노즐 개구는 관형 부재가 연장되는 방향으로 소정의 간극을 두고 제공되어 불활성 가스를 소정의 방향으로 각각 방출한다. 그러나, 노즐 개구의 위치는 사실상 선형인 불활성 가스 유동이 측면들과 평행한 방향과 같은 소정의 방향을 따라 형성될 수 있는 한 거기에 한정되지 않는다. 노즐 개구의 위치와 형상 및 세척 노즐의 형상은 본 실시예에 기재된 것에 한정되지 않는다.

다음에는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 뚜껑 개폐 장치의 주요부가 도1c와 동일한 도면에 가스 커튼 노즐을 도시하는 도3을 참조하여 후술된다. 도1c에 도시된 구조체와 사실상 동일한 기능, 작동 및 효과를 나타내는 구조체에 대해 동일한 도면부호가 이하의 설명에서 사용된다. 또한, 본 실시예의 커튼 노즐(12)은 제2 노즐 개구(12c)를 갖는 점을 제외하고는 제1 실시예에 기술된 커튼 노즐(12)과 동일한 구조를 가지므로, 여기에서는 그 설명을 생략한다. 본 실시예에서, 커튼 노즐(12)은 노즐 본체(12a)를 덮도록 형성된 노즐 커버(18)로 덮인다. 노즐 커버(18)는, 커튼 노즐(12)을 수용할 수 있고 커튼 노즐(12)과 사실상 유사한 내부 형상을 형성하는 부재로 형성된 내부 공간(18a)을 갖는다.

노즐 커버(18)는 그 하부 구역에 제공된 커버 개구(18b)를 더 구비한다. 커튼 노즐(12)은 노즐 커버(18)의 내부 공간(18a)에 위치되고, 제1 노즐 개구(12b) 및 커버 개구(18b)는 가스 커튼(14)의 형성 방향에 대해 서로 정렬되도록 위치된다. 여기서, 노즐 커버(18)와 커튼 노즐(12) 사이의 위치 관계는 제1 노즐 개구(12b)가 노즐 커버(18)의 내부 공간(18a)에 수용되도록 설정된다.

또한, 본 실시예에서, 노즐 커버(18)의 내부 공간(18a)과 연통하는 연통 개구(13a)가 가스 유도 경로(13)에 제공된다. 연통 개구(13a)를 제공함으로써, 본 실시예는 단일 가스 유도 시스템을 통해 불활성 가스를 커튼 노즐(12) 및 노즐 커버(18)의 내부로 유도할 수 있다. 내부 공간(18a)으로부터 불활성 가스를 방출하는 것은 본질적으로 필요한 것은 아니며, 필요한 것은 제1 노즐 개구(12b) 주위의 공간이 불활성 가스로 채우는 것이다. 따라서, 연통 개구(13a)로부터 내부 공간(18a) 내로 유동하는 불활성 가스의 양은 불활성 가스가 노즐 커버(18)로 덮인 공간을 채운다면 충분하다.

본 실시예에서, 적재 포트 개구부(10)가 형성되는 벽의 내부면은 노즐 커버(18)의 일부분을 형성하기 위해 사용되며, 노즐 커버(18)는, 하나는 상부면 부분이고 다른 하나는 상부면 부분의 단부에 연결된 측면 부분인 두 개의 표면으로 형성된 부재로서 도시되어 있다. 그러나, 노즐 커버(18)는 커튼 노즐 본체(12a)와 마찬가지로 사실상 관 형상인 부재로서 형성될 수 있다. 또한, 노즐 커버(18)는 반드시 전체 커튼 노즐을 덮을 필요는 없고, 제1 노즐 개구(12b) 주위의 공간만을 덮을 수도 있다. 또한, 노즐 커버 내부 공간(18a)에 불활성 가스를 공급하기 위한 경로는 가스 유도 경로(13)와는 별개로 제공될 수 있다. 따라서, 노즐 커버가 커튼 노즐의 노즐 개구로부터 방출된 불활성 가스 유동에 커튼 노즐의 노즐 개구 주위의 가스가 포함되는 것을 방지하도록 커튼 노즐의 노즐 개구 주위에 어느 정도의 공간을 형성하고, 가스 커튼을 형성하기 위해 커튼 노즐의 노즐 개구로부터 방출된 불활성 가스의 유동 경로에 대응하는 개방 구역을 갖는 형상을 갖는 한 노즐 커버는 다양한 형상 및 구조를 가질 수 있다.

본 실시예에 따른 뚜껑 개폐 장치에서, 가스 커튼(14)을 형성하기 위한 커튼 노즐(12)은 제1 노즐 개구(12b)에 근접하여 존재하는 균일 가스(even gas)가 고농도의 불활성 가스를 수용하도록 노즐 커버로 덮인다. 따라서, 이러한 불활성 가스가 가스 커튼을 형성하는 가스 유동에 포함되는 경우에도, 산화 가스가 가스 커튼(14)에 포함되지 않고 포드로의 산화 가스의 유입이 효과적으로 억제될 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 제3 실시예가 도4를 참조하여 기술된다. 도4는 도1c 또는 도3과 동일한 도면에 본 발명의 제3 실시예에 따른 뚜껑 개폐 장치의 주요부를 도시하고 있다. 본 실시예의 목적은, 제1 실시예에서 사용된 제2 노즐 개구(12c)에 의해 포드에 불활성 가스를 주입하는 것과, 제2 실시예에서 사용된 노즐 커버에 의해 산화 가스가 가스 커튼에 혼합되는 것을 방지하는 것의 두 가지 효과를 달성하는 것이다. 더 구체적으로는, 도3에 도시된 노즐 커버(18)에 도1c에 도시된 커튼 노즐(12)이 추가된다.

커튼 노즐(12)의 특정 구조와 노즐 커버(18)의 특정 구조는 제1 및 제2 실시예에서 상술된 것들과 사실상 동일하기 때문에, 각 구조의 상세한 설명은 본 실시예에서 생략한다. 본 실시예에서, 제2 노즐 개구(12c) 주위의 공간은 노즐 커버(18)를 사용함으로써 불활성 가스로 또한 덮인다. 그 결과, 포드에 주입된 불활성 가스에 대해 고순도가 또한 유지된다. 따라서, 가스 커튼으로 공간을 차폐하는 상술된 효과와, 불활성 가스를 공급함으로써 외부 가스 유입을 차단하는 효과와, 가스 커튼에 산화 가스가 혼합되는 것을 방지하는 효과가 달성될 수 있을 뿐만 아니라, 포드에 주입된 가스에 대해 고순도도 유지될 수 있다.

상술된 본 실시예에서, 커튼 노즐은 개구부 위에 위치된다. 그러나, 본 발명의 실시예는 그것에 한정되지 않는다. 웨이퍼와 같은 수용될 물체를 효율적으로 전달하는 관점에서, 포드 개구 및 개구부는 대체로 모서리가 둥근 직사각형 형상이다. 커튼 노즐은 직사각형의 일측을 따라 직사각형 형상 외부에 위치된다. 불활성 가스가 상기 직사각형의 일측에 대향하는 측을 향해 방출되는 한, 커튼 노즐은 직사각형의 어느 쪽 측면을 따라서도 위치될 수 있다. 불활성 가스 유동이 방출 방향에 수직인 섹션으로 대략 연속적이고 그리고 사실상 커튼을 형성하는 한, 즉 선형인 한, 노즐 개구는 슬릿형, 도트형 또는 그들의 조합일 수 있다. 또한, 불활성 가스는 항상 포드의 내부를 향하는(포드의 중심을 향하거나 내부에 형성된 개구를 갖는 표면에 대향하는 표면을 향하는) 방향으로 포드에 주입되는 것이 바람직하다. 따라서, 가스 출구는 커튼 노즐이 위치되는 측에 인접하게 그리고 커튼 노즐보다 포드의 내부에 더 근접하게 위치되는 것이 바람직하다.

여기서, 가스 커튼이 형성된 때 가스 커튼을 형성하는 가스 유동에 주변 대기가 영향을 미치는 것을 방지하는 의도로 커튼 노즐 등의 주위에 전술한 실시예의 노즐 커버가 마련된다. 그러나, 커버의 형태가 노즐 커버에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 가스 커튼 내의 가스 유동의 확산을 방지하는 유형의 노즐 커버가 제공되어, 가스 대기가 가스 커튼에 의해 포드 내부 쪽으로 유동하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 유형의 노즐 커버를 갖는 구조가 본 발명의 다른 실시예로서 후술된다. 이 실시예를 설명하는데 있어서, 전술한 실시예의 구조적 요소들과 유사하거나 동일한 기능, 작동 및 효과를 보이는 이 실시예에서의 구조적 요소들을 가리키는데 동일한 도면 부호가 사용되며, 이들의 상세한 설명은 생략된다. 도9a, 도9b 및 도9c는 전술한 도8a, 도8b 및 도8c에서와 유사한 도면으로서 이 실시예에 따르는 뚜껑 개폐 장치를 도시한 것이다.

이 실시예에서, 도8a 등에 도시된 커튼 노즐(12)과 세척 노즐(21)에 부가하여, 커버(23)가 적재 포트 개구부(10) 주변에 위치된다. 커버(23)는 폭이 동일한 3개의 판형 부재(23a, 23b, 23c)로 이루어진다. 판형 부재들은, 표면에 수직이 되 도록 그리고 2개 측면들 및 적재 포트 개구부(10)의 상부 측면과 평행이 되도록, 장착 기부가 적재 포트 개구부에 대하여 형성되는 측면과 대향하는 측면 상에 적재 포트 개구부(10)가 형성되는 벽의 표면으로부터 돌출된다. 2개 측면들을 따라 놓인 판형 부재들(23a, 23b)과 상부 측면을 따라 놓인 판형 부재(23c)가 서로 교차하도록 그 단부에서 서로 연결되어, 적재 포트 개구부(10)의 하부 측면에서 개방되는 대체로 U-형상 부재를 형성한다. U-형상 부재는 적재 포트 개구부(10) 주변에서 돌출하도록 위치되며, 커튼 노즐(12)과 세척 노즐(21)은 U-형상 부재 내부에 수용된다.

이 실시예에 따르면, 상부 측면을 따라 놓인 판형 부재(23c)는 커튼 노즐(12)로부터 공급된 가스 커튼(14) 내의 산화 가스의 발생을 감소시키거나 또는 방지한다. 즉, 상부 측면을 따라 놓인 판형 부재(23c)의 주 목적은 이러한 효과를 얻는 것이며, 이는 제2 실시예서 노즐 커버의 형상에 있어서의 목적일 수도 있다. 가스 커튼에 관련된 효과를 얻기 위해서는, 가스 커튼 유동에서 임의의 산화 가스가 관련되는 것을 방지하기 위해 불활성 가스를 배출하여 가스 커튼 유동을 형성하는 커튼 노즐의 노즐 개구의 영역 둘레에서 원주 공간을 형성하도록, 커버가 구성되는 것으로 충분하다. 불활성 가스 유동은 통상적으로는 커튼 노즐(12)로부터 멀어지게 더 넓은 범위로 확산되어, 단위 부피당 불활성 가스의 농도가 감소하며, 결과적으로 커튼 효과가 열화(degrade)된다. 이 실시예 모드에서, 2개의 측면을 따라 놓인 판형 부재(23a, 23b)는 이들 판형 부재들이 존재하는 방향에서의 불활성 가스의 확산을 방지하며, 불활성 가스 유동에 의해 얻은 효과는 불활성 가스 유동 의 보다 먼 하류측으로 적합하게 유지될 수 있다. 또한, 2개 측면들을 따라 놓인 판형 부재들이 존재하기 때문에, 세척 노즐(21)이 가스 유동을 발생시킬 때 불활성 가스 유동에 의한 산화 가스의 영향이 감소되거나 또는 방지될 수 있다.

이 실시예에서, 2개 측면들을 따라 놓인 판형 부재들(23a, 23b)은 적재 포트 개구부(10)의 2개 측면과 평행이 되도록 위치되는 것임을 알 수 있다. 그러나, 가스 확산의 방지라는 관점에서는, 판형 부재들이 적재 포트 개구부의 하부 측면에 접근함에 따라 판형 부재들로부터 적재 포트 개구부(10)까지의 거리가 증가하도록, 판형 부재들이 적재 포트 개구부(10)의 측면들에 대해 경사질 수 있다. 이것은 판형 부재(23a, 23b)가 개구부의 하부 측면에 접근함에 따라 측면들을 따라 놓인 판형 부재(23a, 23b)들 사이에서 흐르는 개구부의 중심 쪽으로의 가스 유동을 증대시키며, 이에 따라 심지어 가스 유동의 일부가 확산에 의해 점진적으로 손실되는 경우에도, 배출 직후와 동일한 가스 유동이 개구부의 하부 측면에서도 유지될 수 있다. 또한, 판형 부재들 사이의 거리가 적재 포트의 벽으로부터 또는 개구부가 형성되는 평면으로부터 보다 멀어지게 이격됨에 따라 점점 좁아지도록, 측면들을 따라 적재 포트의 벽으로부터 돌출된 판형 부재들(23a, 23b)의 연장 방향이 적재 포트 개구부가 형성되어 있는 평면 또는 적재 포트의 벽의 법선(normal)에 대해 기울어질 수 있다. 측면들을 따라 놓인 판형 부재들(23a, 23b)은, 막 확산하려는 가스 유동이 개방 포트가 형성되는 장소에 집중될 수 있도록 이송 챔버(52) 내의 수렴되는 방향을 향해 지향되게 기울어지며(도1 참조), 이에 따라 마치 개구부의 전 영역에 걸쳐 유동하는 것처럼 가스 유동이 유지될 수 있다. 이러한 기울어짐은 판형 부재들의 전 영역에 걸쳐 마련되는 것이 항상 요구되지는 않으며, 소정 영역에 걸쳐 제공될 수 있다. 이 경우에는, 불활성 가스의 농도의 감소가 중요한 가스 커튼 내 가스 유동의 하류측 상에 이러한 기울어짐을 제공하는 것이 보다 바람직하다.

이 실시예의 다른 변경으로서, 안쪽으로 돌출함으로써 캐노피형 U-형상을 갖도록, 개구부가 형성되는 표면과 평행이며, 개구부가 형성되는 표면에 판형 부재가 결합하는 단부와는 다른 단부에 각각의 판형 부재들로부터 돌출하는 다른 판형 부재들이 부가적으로 제공될 수 있다. 본 실시예가 도9a, 도9b 및 도9c와 동일한 방식으로 도10a, 도10b 및 도10c에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 판형 캐노피(25a, 25b)가 측면들 상의 판형 부재들(23a, 23b)의 단부에 각각 고정된다. 캐노피 때문에, 가스 커튼 내의 불활성 가스의 확산이 보다 적합하게 억제될 수 있으며, 가스 유동은 판형 부재들에 의해 둘러싸인 영역 내에서 유동하도록 유지될 수 있다. 캐노피들(25a, 25b) 사이의 폭은 적재 포트 개구부(10)의 치수를 줄이지 않도록 설정됨을 알 수 있다. 또한, 캐노피들은 전술한 바와 같이 적재 포트 개구부(10)의 측면들에 대해 기울어져 있는 판형 부재들(23a, 23b)에 고정될 수 있다. 또한, 캐노피는 상부 측면 상의 판형 부재(23c)에 대하여 제공될 수 있다. 보다 구체적으로는, 측면들 상의 판형 부재들 사이의 거리가 가스 커튼의 하류측 쪽으로 감소하도록, 측면들 상의 판형 부재들이 적재 포트 개구부(10)의 소정 위치로부터 가스 커튼의 하류 측 상에서 기울어질 수 있다. 또한, 캐노피가 상부 측면 상의 판형 부재(23c)에도 부가될 수 있다. 심지어 가스 유동의 일부가 점진적으로 손실되더라도, 배출 직후와 동일한 가스 유동이 개구부의 하부 측면 상에서도 유지될 수 있다.

다음에, 본 발명을 구현하는 뚜껑 개폐 시스템으로서 FIMS 시스템과 이 시스템을 이용하는 반도체 웨이퍼 처리 장치가 설명된다. 본 실시예에서, 제1 실시예에서 설명된 커튼 노즐(12)이 사용되는 경우가 우선적으로 설명된다. 도5는 소위 초소형 환경 시스템에 맞는 반도체 웨이퍼 처리 장치(50)의 개략적인 구조를 도시한다. 반도체 웨이퍼 처리 장치(50)는 주로 부하 포트부(FIMS 시스템, 뚜껑 개폐 장치)(51), 이송 챔버(52) 및 처리 챔버(59)로 구성된다. 부하 포트측 상의 격벽(55a) 및 커버(58a)와, 처리 챔버측 상의 격벽(55b) 및 커버(58b)는 부하 포트부(51)와 이송 챔버(52) 사이에 제공되며, 이송 챔버(52)와 처리 챔버(59) 사이에 각각 제공된다. 오염을 제거하고 반도체 웨이퍼 처리 장치(50)의 이송 챔버(52)에서 높은 순도를 유지하기 위해서, 이송 챔버(50) 위에 구비된 팬(도시되지 않음)은 이송 챔버(52)의 상부로부터 이송 챔버(52)의 하부로 기류를 발생시킨다. 이로써 오염물이 항상 하방으로 나가게 된다.

규소 웨이퍼 등(이후 "웨이퍼"라 칭함)을 저장하기 위한 저장 용기인 포드(20)가 부하 포트부(51)에 위치된 기부(53) 상에 장착된다. 전술된 바와 같이, 이송 챔버(52)의 내측은 웨이퍼(1)를 처리하기 위해 높은 청결도로 유지된다. 또한, 이송 챔버(52)는 로봇 아암(54)을 포함한다. 웨이퍼는 로봇 아암(54)에 의해 포드(2) 및 처리 챔버(59) 사이에서 이송된다. 처리 챔버(59)는 웨이퍼 표면 상의 얇은 막 형성 및 얇은 막 처리 등의 처리를 수행하기 위한 다양한 기구를 포함한다. 그러나, 이러한 기구는 본 발명과 직접적인 관련이 없으므로 설명을 생략한 다.

포드(2)는 웨이퍼(1)를 저장하기 위한 공간을 포함하며, 각각의 웨이퍼는 그 내부에서 처리될 대상이다. 포드(2)는 표면들 중 하나에 구비된 개구부를 가지는 박스 본체부(2a)와, 개구부를 폐쇄하기 위한 뚜껑(4)을 포함한다. 본체부(2a)는 웨이퍼(1)를 일방향으로 적층시키기 위한 복수의 선반을 갖는 랙(rack)을 포함한다. 선반 위에 놓인 각각의 웨이퍼(1)는 소정 간격으로 포드(2)의 내측에 저장된다. 본 실시예에서, 웨이퍼(1)가 적층된 방향은 수직 방향으로 설정된다. 개구부(10)는 이송 챔버(52) 측의 부하 포트부(51) 상에 구비된다. 포드(2)가 개구부(10)에 근접하도록 부하 포트부(51) 상에 포드(2)가 위치되어야 할 때, 개구부(10)는 포드(2)의 개구부를 향하도록 위치된다. 이송 챔버(52)는 개구부(10)의 근방에서 내측에 제공된 오프너(3)(추후 설명됨)를 포함한다.

도6a는 종래 장치의 오프너(3)를 도시하는 확대 측단면도이며, 도6b는 이송 챔버(52) 측에서 바라본 오프너(3)를 도시하는 정면도이다. 도7은 오프너(3)를 이용하여 뚜껑(4)이 포드(2)로부터 제거되는 상태를 도시하는 개략적인 측단면도이다. 오프너(3)는 도어(6) 및 도어 아암(42)을 포함한다. 고정 부재(46)가 도어(6)에 설치된다. 도어(6)는 고정 부재(46)를 통해 도어 아암(42)의 일단부에 피벗 연결된다. 타단부에서 도어 아암(42)은 피벗축(40)을 중심으로 피벗될 피벗 축(40)을 통해 공압 실린더(31)의 일부인 로드(37)의 팁 단부에서 지지된다.

관통 구멍은 도어 아암(42)의 일단부와 도어 아암(42)의 타단부 사이에 구비된다. 핀(도시되지 않음)은 오프너(3)를 상하로 이동시키기 위한 가동부(56)의 지 지 부재(60)에 고정되는 고정 부재(39)의 구멍과 관통 구멍을 통해 연장되어, 지지점(41)을 형성한다. 그러므로, 도어 아암(42)은 실린더(31)의 구동으로 인해서 로드(37)의 신장 및 후퇴에 따라 지지점(41)을 중심으로 피벗한다. 도어 아암(42)의 지지점(41)은 수직 가동부(56)가 구비되는 지지 부재(60)에 고정된다. 도어(6)는 유지 포트(11a, 11b)를 포함하고 있어, 진공 접촉에 의해 포드(2)의 뚜껑(4)을 유지할 수 있다.

웨이퍼(1)가 상기 구조물에 의해 처리될 때, 우선, 포드는 이동 챔버 개구부(10)에 인접하도록 기부(53) 상에 위치되며, 뚜껑은 도어(6)에 의해 유지된다. 피 결합 기구(도시되지 않음)가 뚜껑(4)의 표면에 제공될 때 결합 기구(도시되지 않음)는 도어(6)의 표면에 제공됨을 알아야 한다. 서로 접촉하고 있는 뚜껑(4)과 도어(6)의 표면과 이러한 기구들을 작동시켜, 뚜껑(4)은 도어(6)에 의해 유지된다. 여기서, 실린더(31)의 로드가 후퇴할 때, 도어 아암(42)은 지지점(41)이 회전 축인 상태에서 이송 챔버 개구부(10)로부터 멀리 이동한다. 이러한 작동에 따르면, 도어(6)는 뚜껑(4)과 함께 회전하여 도7에 도시된 바와 같이 포드(2)로부터 뚜껑(4)을 제거한다. 그런 후에, 가동부(56)는 낮아져서 소정의 후퇴 위치로 뚜껑(4)을 이동시킨다.

본 발명을 따른 커튼 노즐(12)은 이송 챔버 개구부(10)가 상부에 위치한다. 뚜껑(4)이 포트 도어(6)를 이용하여 제거될 때, 커튼 노즐(12)은 가스 커튼(14)을 형성하고, 동시에 포드의 내측에 불활성 가스를 공급한다. 깨끗한 가스가 공급될 때 이송 챔버(52) 등의 내부 압력의 큰 변화를 피하기 위해서, 이송 챔버의 흡입 배기 등의 다양한 종류의 배기 작업이 가스 공급 작업에 상응하여 동시에 수행되는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시예에서, 설명은 FOUP과 FIMS에 관한 것이지만, 본 발명은 그에 한정된 것은 아니다. 용기가 수용될 복수의 대상을 수용하는 전방 개방 타입 용기이며, 수용될 대상이 시스템 내의 용기 내로 삽입되거나 용기로부터 제거될 때 개폐되는 한, 본 발명을 따른 뚜껑 개폐 장치는 용기 내에서 산화 분위기의 부분 압력을 낮은 수준으로 유지시키기 위해 적용될 수 있다. 또한, 용기를 채우는 가스는 불활성 가스는 아니지만 소정의 특성을 갖는 소정의 가스일 때, 본 발명을 따른 뚜껑 개폐 시스템은 용기 내의 소정 가스의 부분 압력을 높은 수준으로 유지시키는데 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 가스 커튼으로 공간을 차폐하는 효과와, 불활성 가스를 공급하여 외부 가스의 유입을 억압하는 효과와, 산화 가스가 가스 커튼 내로 혼합되는 것을 방지하기 위한 효과가 얻어지며, 또한 포드 내로 유입될 가스에 대해서 높은 순도가 유지될 수 있다. 또한, 본 발명은 표준 시스템에 낮은 비용으로 쉽게 추가될 수 있는 가스 공급 파이프 등을 종래의 FIMS 시스템에 추가하여서만 구현될 수 있다.

Claims

피수용 물체를 그 안에 수용할 수 있고 그 일 표면에 개구를 구비하는 대략 박스형 본체와, 본체로부터 분리될 수 있고 본체와 함께 기밀 공간을 형성하도록 개구를 폐쇄하기 위한 뚜껑을 포함하는 저장 용기의 개구를 개방하도록 저장 용기로부터 뚜껑을 제거함으로써 피수용 물체를 삽입 및 제거하기 위한 뚜껑 개폐 시스템이며,

저장 용기가 장착되는 장착 기부와,

장착 기부에 인접하고 개구를 대면하는 대략 직사각형 개구부와,

뚜껑을 유지할 수 있고, 개구부를 폐쇄할 수 있으며, 뚜껑을 유지하면서 개구부를 개방함으로써 개구와 개구부를 연결하는 도어와,

개구부에 대해 장착 기부가 위치된 측면에 대향하는 측면 상에서 대략 직사각형 개구부의 측면들 중 하나인 제1 측면 외부에 위치되는 커튼 노즐로서, 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면쪽으로 대략 선형으로 불활성 가스를 방출할 수 있는 커튼 노즐과,

저장 용기에 있어서 커튼 노즐보다 더 내측에 위치되고, 임의의 가스 유동 성분이 상기 커튼 노즐로부터 방출된 불활성 가스 유동쪽으로 향하지 않고, 저장 용기의 내부쪽으로 불활성 가스를 방출하도록 되어 있는 불활성 가스 공급 노즐을 포함하는 뚜껑 개폐 시스템.
제1항에 있어서, 상기 불활성 가스 공급 노즐의 노즐 개구는 대략 직사각형 개구부의 상기 제1 측면에 인접하여 위치되고, 상기 커튼 노즐의 노즐 개구보다 저장 용기의 내부에 대해 더 근접되어 있는 뚜껑 개폐 시스템.
피수용 물체를 그 안에 수용할 수 있고 그 일 표면에 개구를 구비하는 대략 박스형 본체와, 본체로부터 분리될 수 있고 본체와 함께 기밀 공간을 형성하도록 개구를 폐쇄하기 위한 뚜껑을 포함하는 저장 용기의 개구를 개방하도록 저장 용기로부터 뚜껑을 제거함으로써 피수용 물체를 삽입 및 제거하기 위한 뚜껑 개폐 시스템이며,

저장 용기가 장착되는 장착 기부와,

장착 기부에 인접하고 개구를 대면하는 대략 직사각형 개구부와,

뚜껑을 유지할 수 있고, 개구부를 폐쇄할 수 있으며, 뚜껑을 유지하면서 개구부를 개방함으로써 개구와 개구부를 연결하는 도어와,

개구부에 대해 장착 기부가 위치된 측면에 대향하는 측면 상에서 대략 직사각형 개구부의 측면들 중 하나인 제1 측면 외부에 위치되는 커튼 노즐로서, 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면쪽으로 대략 선형으로 불활성 가스를 방출할 수 있는 커튼 노즐과,

불활성 가스를 방출하는 상기 커튼 노즐의 노즐 개구 주위의 공간을 한정하고, 상기 커튼 노즐에 의해 불활성 가스의 방출 방향쪽으로 개방되어 있는 노즐 커버를 포함하는 뚜껑 개폐 시스템.
제3항에 있어서, 저장 용기에 있어서 커튼 노즐보다 더 내측에 위치되고, 임의의 가스 유동 성분이 상기 커튼 노즐로부터 방출된 불활성 가스 유동쪽으로 향하지 않고, 저장 용기의 내부쪽으로 불활성 가스를 방출하도록 되어 있는 불활성 가스 공급 노즐을 더 포함하는 뚜껑 개폐 시스템.