KR101023900B1 - 용기 내의 대상물 처리 방법 및 그 방법에 사용되는 덮개개폐 시스템 - Google Patents

Abstract

FIMS 시스템에 고정된 개방 상태의 FOUP 내부의 산화 가스의 분압은 FOUP가 폐쇄될 때 저감된다. 정화 가스 공급 노즐은 FIMS 내부에서 개방부(10)의 수직한 두 측면의 외부에 위치된다. 정화 가스로부터 가스 커튼을 형성할 수 있는 커튼 노즐이 개방부(10)의 상측 위에 추가로 설치될 수 있다. 포드(2)가 덮개(4)로 폐쇄될 때, 도어 개폐 기구는 소정 기간 동안 커튼 가스의 유동 방향에 대해 소정 각도로 덮개(4)를 유지하며, 이에 따라 가스 커튼으로 공급되는 정화 가스가 덮개(4)에 의해 포드 내부의 정화를 위해 추가로 사용된다.

FIMS 시스템, FOUP, 정화 가스, 가스 커튼, 도어 개폐 기구, 유입 방지 부재

Description

용기 내의 대상물 처리 방법 및 그 방법에 사용되는 덮개 개폐 시스템{METHOD OF PROCESSING AN OBJECT IN A CONTAINER AND LID OPENING/CLOSING SYSTEM USED IN THE METHOD}

본 발명은 반도체 제조 공정 등에서 포드(pod)라 하는 이송 용기에 보유된 웨이퍼가 반도체 처리장치들 사이에서 이송될 때 사용되는 소위 전방-개방형 인터페이스 기계 표준(FIMS) 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 포드의 내부를 청소하기 위한 정화 기구를 갖고 웨이퍼를 수용하기 위한 기밀 용기로 작용하는 전방-개방형 통합 포드(FOUP)라고 하는 포드가 내부에 배치되고 포드의 덮개를 개폐함으로써, 즉 덮개 개폐 시스템에 의해 웨이퍼가 포드에 대해 이동되는 FIMS 시스템에 관한 것이다.

오늘날, 반도체 제조 공정은 높은 청정도가 유지된 상태로 반도체 웨이퍼를 처리하는 소위 청정실에서 수행된다. 그러나, 최근에는 웨이퍼 크기의 증가에 대처하고 청정실의 유지에 요구되는 비용을 절감하기 위해, 처리장치의 내부와 포드(웨이퍼 용기)와 포드에서 처리장치로 기판을 이송하기 위한 국소 환경만을 고도의 청정 상태로 유지하는 방법이 이용된다.

포드는 사실상 입방체 형상을 갖는 본체부와 덮개를 갖는다. 본체부는 웨이퍼들이 서로 평행하게 이격된 상태로 복수의 웨이퍼들을 보유할 수 있는 선반과 본체부의 표면에 형성되어 웨이퍼의 투입/반출에 사용되는 개구를 포함한다. 개구는 덮개로 폐쇄된다. 개구의 형성면이 포드의 수직 하부가 아닌 포드의 측면(국소 환경의 전방)에 위치된 포드를 총칭하여 전방 개방형 통합 포드(FOUP)라 한다. 본 발명은 주로 FOUP를 이용하는 구조에 관한 것이다.

상술한 국소 환경은 포드의 개구에 대향하는 제1 개방부와, 제1 개방부를 폐쇄하기 위한 도어와, 반도체 처리장치측에 마련되는 제2 개방부와, 제1 개방부를 통해 포드 내부로 이동하여 웨이퍼를 보유하고 제2 개방부를 통해 웨이퍼를 반도체 처리장치측으로 이송하는 이송 로봇을 포함한다. 국소 환경을 형성하기 위한 구조는 포드의 개구가 도어의 전면에 일괄적으로 대향하도록 포드를 지지하기 위한 장착 기부를 포함한다.

포드의 장착 위치를 조절하기 위해 포드의 하부면에 마련된 위치설정 홀 안으로 삽입되는 위치설정 핀과 장착 기부 상으로 포드를 고정하기 위해 포드의 하부면에 마련되는 파지 대상인 부분과 결합하는 클램프 유닛은 장착 기부의 상부면에 위치된다. 장착 기부는 일반적으로 도어 방향에 대해 소정 거리만큼 전후로 이동 가능하다. 포드 내의 웨이퍼가 처리장치로 이송되어야 할 경우, 포드는 포드의 덮개가 도어와 접촉할 때까지 포드가 장착된 상태로 이동된다. 접촉 후, 덮개는 도어에 의해 포드의 개방부로부터 제거된다. 상술한 작업으로 인해 포드의 내부는 국소 환경을 통해 처리장치의 내부에 연결된다. 그후, 웨이퍼 이송작업이 반복된 다. 장착 기부, 도어, 개방부, 도어 개폐 기구, 개방부를 포함하는 국소 환경의 일부인 벽 등을 포함하는 시스템을 일반적으로 전방-개방 인터페이스 기계 표준(FIMS) 시스템이라 한다.

일반적인 경우, 웨이퍼 등이 적재된 포드의 내부는 오염물, 산화 가스 등이 포드 내부로 진입하는 것을 방지하기 위해 고도의 청정 상태로 제어되는 건조 질소 등으로 충전된다. 그러나, 포드 내의 웨이퍼가 소정 처리를 수행할 다양한 종류의 처리장치로 도입될 때, 포드의 내부와 처리장치의 내부는 항상 서로 연통하는 상태로 유지된다. 이송 로봇이 위치된 챔버 상부에는 청정 공기가 챔버 내로 도입될 때 입자 등이 규제되도록 송풍기와 필터가 위치된다. 그러나 이런 공기가 포드로 진입할 경우, 웨이퍼의 표면이 공기에 함유된 산소나 수분에 의해 산화될 수 있다는 우려가 있다.

반도체 장치가 보다 소형화되고 보다 높은 성능을 갖게 됨에 따라, 종래에는 큰 문제가 되지 않았던 포드로 진입하는 산소 등으로 인한 산화에 대해 보다 많은 주목을 하고 있다. 이런 산화 가스는 웨이퍼 표면이나 웨이퍼에 형성된 다양한 종류의 층에 아주 얇은 산화막을 형성한다. 이런 산화막으로 인해서 미세소자들은 바람직한 특성을 확보할 수 없을 가능성이 있다. 이에 대한 대책은 산소 등의 분압이 제어되지 않은 상태로 포드 외부에서 내부로 진입하는 가스의 제어를 포함한다. 보다 구체적으로, 일본 특허출원 공개 제11-145245호는 포드 개구에 인접한 FIMS 시스템 내의 영역에 포드 개방부를 사실상 폐쇄하기 위한 공기 유동 커튼을 형성하기 위해 가스에 대한 공급 노즐과 흡수 노즐이 마련되는 구조를 개시한다. 공기 유동 커튼을 형성함으로써 포드 내로 외부 가스가 진입하는 것이 방지된다.

반도체 제조설비에서는 에칭 공정과 같이 웨이퍼에 형성된 다양한 종류의 배선 등을 오염시키는 가스를 이용한 공정이 처리장치에서 수행되는 경우들이 있다. 이 경우, 처리장치의 내부에서 포드 내로의 가스 진입을 제어하는 방법이 일본 특허출원 공개 제2003-007799호에 개시되어 있다. 이 방법도 처리장치에서 포드 내로의 가스 진입을 방지하기 위해 송풍기를 사용하는 FIMS 시스템의 포드 개구의 전방에 공기 유동 커튼을 형성한다. 이 방법은 당연히 포드 내로의 산소 유입을 제어함에 있어서 효과적일 것으로 생각된다.

그러나, 이들 방법이 실제 사용되는 경우, 포드 개구가 개방된 직후 포드 내부의 산소 분압이 현저히 증가되었음이 실제로 확인되었다. 따라서, 상술한 요건을 충족하기 위해서는 이들 방법을 추가로 개선하는 것이 필수적이다. 본 발명의 발명자들은 이런 상황을 고려하여 공기 유동 커튼 내의 산소 농도가 노즐에서 이격된 위치에서도 마찬가지로 감소되도록 다양한 방식으로 공기 유동 커튼을 형성하기 위해 사용되는 가스 배출 노즐의 형상 등을 개조함으로써 산화 가스가 포드로 침투하는 것을 방지하는 구조를 제안했다. 또한, 본 발명의 발명자들은 공기 유동 커튼을 형성함과 동시에 포드 내로 정화 가스를 도입함으로써 포드 내의 산화 가스가 더욱 저감되는 구조를 제안했다. 그러나 더 높은 반도체 성능과 개선된 처리능력을 갖는 반도체 제조장치에 대한 다양한 요구로 인해 FIMS 시스템에 고정된 포드의 산화 가스 분압을 더욱 줄이는 것이 요구된다.

본 발명은 위에서 설명한 바와 같은 상황에서 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 웨이퍼 처리 방법과 그 방법에 기밀 용기로 사용되는 포드의 덮개 개폐 시스템을 제공함으로써 포드 내의 산소와 같은 산화 가스의 분압을 포드가 개방된 후에도 소정의 낮은 수준으로 제어하는 것을 가능하게 하는 것이다.

상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르면, 용기가 실질적으로 상자 형상인 본체와 덮개를 갖되 본체는 내부에 대상물을 수용할 수 있고 일면에 개구를 가지며 덮개는 본체에서 착탈 가능하고 본체와 함께 기밀 공간을 형성하도록 개구를 폐쇄하는 저장 용기이며 수용되는 대상물은 저장 용기로부터 덮개를 분리하여 개구를 개방함으로써 저장 용기에 투입 및 취출되고 저장 용기 밖에서 소정 처리를 받은 대상물인, 용기 내의 대상물 처리 방법에 있어서, 입자가 조절된 국소 환경을 구성하는 벽에 마련되는 실질적으로 직사각형인 개방부에 직접 대향하게 개구를 배치하는 단계와, 개방부를 실질적으로 폐쇄하는 도어를 이용하여 덮개를 보유하는 단계와, 국소 환경 내로 덮개를 이동시키고 도어를 퇴피 자세로 두기 위해 개방부 아래에 위치하고 벽에 평행한 수평축을 중심으로 소정 각도만큼 덮개를 보유한 도어를 피봇 회전시키고 개방부를 개방하기 위해 퇴피 자세로 유지된 도어를 수직하게 하향 구동하는 단계와, 개구 및 개방부를 통해 수용 대상물을 투입하고 취출하는 단계와, 소정 각도만큼 피봇 회전한 후 도어가 있었던 중단 위치로 도어를 복귀시키기 위해 퇴피 자세에 있는 도어를 수직하게 상향 구동한 다음 개구를 덮개로 폐쇄하기 위해 도어를 소정 각도만큼 역방향으로 피봇 회전시키는 단계와, 도어에 의해 보유된 덮개를 해제하는 단계를 포함하는 용기 내의 대상물 처리 방법이 마련된다. 가스 커튼이 개방부의 상측에서 바닥측으로 유동하는 소정 가스에 의해 형성될 수 있다. 본 방법은 피봇 회전을 중단한 후 도어가 퇴피 자세를 유지하는 동안 도어에 의해 보유된 덮개에 가스 커튼을 접촉시켜서 저장 용기의 내부쪽으로 가스 커튼을 형성하는 소정 가스의 유동을 재배향시킴으로써 저장 용기의 내부를 정화하는 단계를 추가로 포함한다.

또한, 상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르면, 저장 용기가 실질적으로 상자 형상인 본체와 덮개를 갖되 본체는 내부에 대상물을 수용할 수 있고 일면에 개구를 가지며 덮개는 본체에서 착탈 가능하고 본체와 함께 기밀 공간을 형성하도록 개구를 폐쇄하는 저장 용기이며 수용되는 대상물은 저장 용기로부터 덮개를 분리하여 개구를 개방함으로써 저장 용기에 투입 및 취출되는 대상물인, 저장 용기에 수용 대상물을 투입하고 저장 용기로부터 대상물을 취출하기 위한 덮개 개폐 시스템에 있어서, 저장 용기가 장착되는 장착 기부와, 장착 기부에 인접하여 위치되며 내부에 제어된 입자들을 갖는 하강 기류가 상부에 위치된 필터 유닛을 거쳐 형성되고 수용 대상물을 이송하기 위한 기구를 수용하는 국소 환경과, 장착 기부에 인접하고 국소 환경의 일부를 한정하는 벽에 마련되며 저장 용기가 장착 기부에 장착될 때 저장 용기의 개구에 직접 대향하여 위치되는 실질적으로 직사각형인 개방부와, 덮개를 보유하고 개방부를 실질적으로 폐쇄할 수 있으며 개구와 개방부가 서로 연통하도록 덮개를 보유함으로써 개방부를 개방하는 도어와, 국소 환경 내부에 서 개방부의 수직한 두 측면 외측에 위치되어 개방부와 개구를 통해 저장 용기 내로 소정의 가스를 공급하는 정화 노즐과, 국소 환경 내부에서 개방부의 바로 전방에서 개방부의 상측 위에 위치되어 하강 기류가 개방부 바로 전방의 공간으로 유동하는 것을 방지하는 유입 방지 부재를 포함하는 덮개 개폐 시스템이 마련된다. 유입 방지 부재는 개방부의 상측에서 개방부의 바닥측으로 유동하는 하강 기류의 방향에 평행한 방향으로 소정 가스를 공급할 수 있는 커튼 노즐을 포함한다. 개구가 개방되어야 할 때, 덮개를 보유하는 도어는 덮개를 국소 환경 내로 이동시키기 위해 개방부의 아래에 있고 벽에 평행한 수평축을 중심으로 소정 각도만큼 피봇 회전한다. 유입 방지 부재는 도어가 소정 각도만큼 피봇 회전할 때 형성되고 대향하는 두 측면이 하강 기류의 유동 방향에 대해 덮개의 상측과 벽인 직사각형 영역을 담당하며 커튼 노즐에서 나온 소정 가스는 직사각형 영역쪽으로 공급된다.

본 발명에 따르면, 가스 커튼은 포드의 개구에 인접하고 개구가 가스 커튼에 의해 폐쇄되는 위치에서 불활성 가스의 유동에 의해 형성되며 포드의 내부가 정화될 때 포드 내로 정화 가스를 공급하기 위한 추가 경로로 사용된다. 종래기술의 정화 작업은 원래 정화 가스에 대한 것인 가스 공급 경로를 통해서만 수행되는 반면, 본 발명의 정화 작업은 추가 경로를 통해 수행될 수 있는데, 이는 정화 작업의 속도를 증가시키거나 정화 효율성을 향상시킨다.

또한, 가스 커튼 자체를 형성하는 불활성 가스 유동에서 불활성 가스의 농도는 높은 수준으로 유지될 수 있다. 예컨대, 가스가 노즐에서 분사될 때, 가스가 노즐 개구에 인접하게 빠져나가는 다른 가스를 포함하고 그런 가스 혼합물이 가스 유동을 형성한다는 것은 알려져 있다. 보다 구체적으로 설명해서, 가스 커튼을 형성하는 가스는 노즐에 인접해서 빠져나가는 다른 가스를 포함하기 때문에, 가스 커튼을 형성하는 불활성 가스의 농도는 감소하며, 산화 가스가 가스 커튼에서 포드의 내부로 공급될 우려가 있다. 또한, 가스 커튼을 형성하는 불활성 가스의 농도는 가스 커튼 안으로 당겨지는 주변 가스에 의해 낮아질 수 있었다. 본 발명에 따르면, 커튼 커버가 커튼 노즐로부터 주변 가스를 구성하는 하강 기류 또는 커튼 노즐 주변의 공간을 분리하며, 이에 따라 노즐 개방부 근처에서도 고농도의 불활성 가스가 가스를 구성한다. 또한, 커튼 커버는 가스 커튼의 흐름이 덮개와 접촉시 포드의 내부로 재배향될 때 하강 기류가 벽과 덮개 사이의 영역으로 진입하는 것을 방지한다. 따라서 본 발명은 산화 가스를 함유한 하강 기류나 다른 가스가 이 영역으로 이어지는 가스 커튼을 넘어 진입하거나 확산하는 것을 방지한다. 그 결과, 산화 가스가 포드 내로 침투하는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.

가스 커튼을 형성하면 주변 가스가 포드 안으로 확산하는 것이 저감된다. 포드 내부로 불활성 가스의 공급은 가스 커튼에 영향을 주지 않도록 소정 방향으로 수행된다. 보다 구체적으로, 가스 커튼이 포드 외부에서 포드 내부로의 가스 진입을 제어함과 동시에 불활성 가스가 포드 내부로 공급됨으로써 포드 내부의 불활성 가스의 농도를 일정 수준으로 유지한다. 이들 효과를 조합하면, 포드가 개방된 경우에도 포드에서의 산화 가스의 분압은 항상 소정의 낮은 수준으로 유지된다. 또한, 이들 효과를 조합하면, 포드 내부로 불활성 가스를 단순히 공급함으로써 포드 내부로 산화 가스의 진입이 방지되고 대량의 불활성 가스가 필요한 경우에 비해, 산화 가스의 분압을 낮은 수준으로 유지하는 거의 동등하거나 보다 양호한 효과가 극소량의 불활성 가스를 이용하여 얻어질 수 있다.

이하, 본 발명의 특징들은 (첨부도면을 참조로) 바람직한 실시예에 대한 다음의 설명에서 자명하게 될 것이다.

본 발명에 따르면, 포드 내의 산화 가스의 분압을 포드가 개방된 후에도 소정의 낮은 수준으로 제어하는 것을 가능하게 하는 효과가 얻어진다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 덮개 개폐 시스템(FIMS, 이하 로드 포트라 함)의 주요부의 개략적 구조를 도시한다. 도1은 국소 환경측에서 도시한 개략적 사시도로서, 상술한 장착 기부, 도어, 개방부, 도어 개폐 기구의 일부 및 국소 환경의 일부를 구성하고 개방부를 갖는 벽과, 본 발명에서 새롭게 첨가되는 유입 방지 부재 및 보조 구성요소만을 도시한다. 도2a는 로드 포트와, 로드 포트(장착 기부)에 장착된 포드와, 도어에 접하고 있는 포드의 덮개의 개략적 구조를 측단면도로 도시한 도면이다. 도2b는 도2a의 라인 2B-2B를 따라 취한 것으로 국소 환경측에서 도시한 단면도이다. 장착 기부와 그 밖의 구성요소는 다양한 보조 구성요소를 갖지만 본 발명에 직접 연관되지 않기에 본 명세서에서는 설명하지 않는다.

우선, 로드 포트에 장착된 포드와 포드에 수용되는 웨이퍼를 설명한다(도2a 참조). 포드(2)의 본체(2a) 내부는 처리 대상물이 웨이퍼(1)를 수용하기 위한 공 간이다. 본체(2a)는 개구가 그 수평방향으로 위치된 표면 중 하나에 마련된 대략 상자 형상을 갖는다. 포드(2)는 본체(2a)의 개구(2b)를 에워싸기 위한 덮개(4)를 포함한다. 본체(2a)의 내부에는 수직 방향으로 수평하게 보유되는 웨이퍼(1)들을 적층하기 위한 복수의 선반대를 갖는 선반(미도시)을 포함한다. 선반대에 위치된 각각의 웨이퍼(1)는 포드(2)의 내부에 소정 간격으로 저장된다. 웨이퍼(1)는 본 발명의 수용 대상물에 대응하고 포드(2)는 저장 용기에 대응한다. 기본적으로 상자와 같은 형상인 본체(2a)는 실질적으로 상자와 같은 형상으로 한정된 본체에 대응한다. 기본적으로 직사각형인 포드(2)의 개구(2b)는 실질적으로 직사각형으로 한정된 개구에 대응한다.

본 발명에 따른 로드 포트는 51에 의해 지시되며, 장착 기부(53)와, 도어(6)와, 로드 포트의 개방부로 기능하는 개방부(10)와, 도어 개폐 기구(60)와, 개방부를 갖고 국소 환경(후술하는 이송 챔버(52))을 구성하는 부재들 중 하나인 벽(11)을 포함한다. 장착 기부(53)는 포드(2)가 실제로 장착되는 편평한 상부면을 갖는 가동판(54)을 포함한다. 가동판(54)은 장착된 포드를 개방부(10)에 접근하거나 멀어지게 이동시킬 수 있다. 위치설정 핀(54a)이 가동판(54)의 편평면에 매립되고 포드 본체(2a)의 바닥면에 마련된 위치설정 오목부(2c)에 끼워짐으로써 포드(2)와 가동판(54) 사이의 위치 관계를 특유하게 결정한다.

벽(11)에 마련된 개방부(10)는 가동판(54)에 배치된 포드(2)가 가동판에 의해 개방부(10)에 최근접 지점으로 이동될 때 포드 개구(2b)를 덮는 덮개(4)가 개방부(10)에 끼워지도록 하는 크기를 갖는다. 즉 개방부(10)는 덮개(4)의 직사각형 외형보다 큰 직사각형의 크기를 갖는다. 가동판(54)은 도어(6)가 포드 본체(2a)로부터 포드(2)의 덮개(4)를 분리할 수 있기만 하다면 어느 위치에서라도 포드(2)를 중단시킬 수 있다. 도어(6)는 도어 아암(6a)을 거쳐 도어 개폐 기구(60)에 의해 지지된다. 도어 개폐 기구(60)는 개방부(10)가 실질적으로 폐쇄되는 위치와 도시 안된 이송기구가 개방부(10)를 통해서 포드(2) 내로 웨이퍼(1)를 투입하고 포드(2)에서 웨이퍼(1)를 취출할 수 있도록 개방부(10)가 완전히 개방된 퇴피 위치 사이에서 도어(6)가 이동할 수 있도록 한다.

도어 개폐 기구(60)는 복수의 공기 실린더와 같은 도시 안된 구성요소들로부터 구성되며 도어 아암(6a)과 함께 지지대(61)를 중심으로 도어(6)를 피봇 회전시킨다. 도어(6)는 개방부(10)가 폐쇄된 위치와 도어(6)가 수직한 하부의 퇴피 위치로 구동되기 전에 퇴피 자세를 취하는 위치 사이에서 피봇 회전한다. 도어(6)가 퇴피 자세에 있는 상태에서, 개방부(10)와 대면하는 도어(6)의 면(6c)과 개방부(10)가 개방된 편평면(벽(11)) 사이의 거리는 개방부(10)의 상측에서 바닥측으로 지속적으로 감소한다. 즉 퇴피 자세에서 개방부(10)와 대면하는 도어(6)의 대향면(6c)은 벽(11)을 수용하는 면에 대해 소정의 앙각(elevation angle)으로 위치된다. 퇴피 자세에서 도어(6)의 대향면(6c)을 개방부(10)의 바닥측에서 멀리 배치하는 것은 후술하는 포드 내부 정화라는 면에 있어서 바람직하지 않다. 본 발명에서, 퇴피 자세에 있는 도어(6)가 덮개(4)를 보유하는 동안, 개방부(10)의 바닥측과 포드 내부와 대면하는 덮개(4)의 면 사이의 간극은 덮개(4)의 두께를 고려한 상태에서 후술하는 정화 노즐에서 포드 내부로 공급되는 정화 가스의 흐름을 덮개(4)가 방해하는 것을 방지하는 거리로 유지된다.

커튼 노즐(12)이 개방부(10) 바로 전방에 있는 공간의 상부(제1 개구의 상측 위)에 위치된다. 커튼 노즐(12)은 국소 환경(52)에서 개방부(10) 바로 전방에 하강 기류에 의한 가스 커튼을 형성하기 위해 설치된다. 본 실시예의 커튼 노즐(12)은 직육면체 형상을 가지며, 개방부(10)의 바로 전방에 있는 공간과 대면하고 복수의 노즐 개구(12b)가 형성된 바닥면(12a)을 갖는다. 개방부(10)의 두 개의 수직 측면 외부에 있는 국소 환경(52)의 영역에는 정화 노즐(21)이 포드(2)의 내부를 정화하기 위한 정화 가스를 공급하기 위해 위치된다. 각각의 정화 노즐(21)은 일 방향으로 연장되는 관상의 정화 노즐 본체(21a)를 가지며 도시 안된 정화 가스 공급 시스템에 연결된다. 정화 노즐 본체(21a)는 다른 정화 노즐 본체(21a)와 쌍을 이루어 개방부의 수직 측면 외부에서 로드 포트 개방부(10)의 수직한 두 측면에 인접하고 평행하게 이어진다.

도3은 위에서 도시한 정화 노즐 본체(21a), 포드(2) 및 웨이퍼(1)의 개략도이다. 바람직하게는, 복수의 정화 노즐 개구(21b)가 각각의 정화 노즐 본체(21a)의 길이를 따라 규칙직인 간격으로 형성되고 정화 노즐 개구(21b)들 사이의 간격은 웨이퍼(1)가 포드(2)에 수용되는 간격과 하나의 웨이퍼(1)와 다른 웨이퍼 사이의 거리와 일치한다. 또한, 정화 노즐 개구(21b)는 가스가 각 웨이퍼(1)의 중심부를 향해 배출되도록 형성된다. 즉 가스가 정화 노즐에서 공급되는 방향은 바람직하게는 커튼 노즐의 가스 공급 방향에 수직한 평면에 평행하고 이 평면 내에서 두 정화 노즐에서 동일 거리에 있는 지점으로 향하는 방향이다.

정화 가스 공급 방향을 커튼 가스가 흐르는 방향에 수직하게 설정함으로써 정화 가스가 포드(2)의 내부로 공급되는 것이 보장된다. 정상 조건 하에서 가장 효과적인 방식은 정화 가스가 웨이퍼 표면으로 진행하도록 정화 가스를 분사하는 것인 반면, 포드(2) 내부의 웨이퍼(1)들 사이의 좁은 간극을 포함한 여러 이유로 인해 여기에서 정화 가스는 웨이퍼 표면에 평행하게 공급된다. 실제로, 정화 노즐(21)과 상술한 커튼 노즐(12)은 도시 안된 가스 공급 시스템에 연결되는데, 이는 본 발명의 구조가 보다 쉽게 이해될 수 있도록 만들기 위해 도면에서 생략했다. 또한, 본 명세서에서 가스 공급원, 제어기 및 그 밖의 것으로 제조되는 공통 모델인 가스 공급 시스템에 대한 설명은 생략한다.

이하, 웨이퍼(1)가 실제로 포드(2)에 투입되고 취출될 때 본 발명의 구조가 어떻게 작동하는지를 설명한다. 포드(2)가 장착 기부(53)에 장착되었을 때, 개방부(10)는 도어(6)에 의해 실질적으로 폐쇄된다. 본 실시예에서 도어(6)는 개방부(10)가 폐쇄된 위치에 도어(6)가 있을 때 국소 환경(52)을 외부 공간과 연통시키기 위한 유격이 도어(6) 둘레에 남아 있도록 하는 크기이다. 따라서, 본 실시예에서 도어(6)는 단지 실질적으로 그러나 완전하지 않게 개방부(10)를 폐쇄할 수 있다. 포드(2)가 장착된 후, 가동판(54)은 개방부(10)를 향해 이동하다가 덮개(4)가 도어(6)와 접하는 지점에서 멈춘다. 도어(6)는 도시 안된 결합기구를 이용하여 덮개(4)를 보유한다. 송풍기 필터 유닛(63)은 국소 환경(52) 내에서 하강 기류를 형성하는 작업을 계속하고 개방부(10) 바로 전방의 가스 커튼은 포드(2)가 장착되기 전부터 커튼 노즐(12)에서 공급되는 가스로부터 형성된 상태로 유지된다.

그후, 도어 개폐 기구(60)는 도어(6)가 도4a에 도시된 퇴피 자세를 취하도록 지지대(61)를 중심으로 도어 아암(6a)을 피봇 회전시킴으로써 포드(2)를 국소 환경(52)에 대해 부분적으로 개방한다. 후술하는 도4a 및 도4b는 도2a에서와 동일한 방식으로 도시된 개방부(10)의 주변에 대한 측면도이다. 상술한 바와 같이, 퇴피 자세에서 도어(6)에 의해 보유된 덮개(4)의 하단부는 개방부(10)를 실질적으로 폐쇄하는 반면, 덮개(4)의 상단부는 개방부(10)에서 소정 거리에 유지된다. 개방부(10)에서 멀어지게 이동하는 덮개(4)에 의해 형성되고 상향 개방된 유격은 커튼 노즐(12)의 노즐 개구(12b)에 의해 담당되는 범위에서 유지된다. 이 지점에서, 정화 노즐(21)은 정화 가스를 공급하기 시작한다. 도어 개폐 기구(60)는 도어(6)를 퇴피 자세로 유지하면서 도어(6)의 구동 범위 중 최하단인 퇴피 위치로 도어(6)를 후퇴시킨다. 도4b는 퇴피 위치에 있는 도어(6)를 도시한다. 도어(6)가 퇴피 위치에 있는 상태에서, 포드(2)의 개구(2b)가 개방됨으로써 국소 환경(52)에 설치된 도시 안된 이송기구가 웨이퍼(1)를 포드(2) 내부와 외부로 이송할 수 있도록 한다.

도4c는 도2b와 동일한 방식으로 국소 환경(52)에서 도시된 개방부(10)의 개략적 구조도이다. 커튼 노즐(12)은 벽(11)에 평행한 하강 기류를 형성하는 방식으로 정화 가스와 동일한 가스를 공급한다. 쌍으로 된 정화 노즐(21) 각각은 정화 가스의 흐름이 각각 포드(2)에 수용된 웨이퍼(1)의 중심부로 향하도록 정화 가스를 공급한다. 웨이퍼(1)는 이 상태에서 이송된다. 웨이퍼 이송 작업 동안, 포드(2)의 내부 정화는 계속해서 포드 내부의 산화 가스의 분압을 낮게 유지한다. 수용 대상인 웨이퍼(1)가 포드(2)로 이송된 후, 덮개(4)를 폐쇄하는 다음 작업이 실행된다.

덮개 폐쇄 작업에서, 도어 개폐 기구(60)는 도4a에 도시된 도어(6)가 피봇 회전을 중단하고 퇴피 자세를 취하는 위치로 도어(6)를 복귀시키기 위해 도어(6)를 상승시키다. 도어 개폐 기구(60)는 그 작업을 이 상태로 중지시키고 도어(6)가 피봇 회전하기 전에 취했던 자세로 도어(6)를 유지한다. 이는 도어(6)에 의해 보유되는 덮개(4)를 가스 커튼에 대해 소정 각도를 이루도록 하고 가스의 방향을 하향하는 방향에서 포드의 내부쪽 방향으로 변경한다. 이에 따라, 도어(6)가 상술한 바와 같은 퇴피 자세에 있을 때 덮개(4)의 하단부만이 개방부(10)를 실질적으로 폐쇄하기 때문에 덮개(4)의 상단부 위의 유격으로 공급된 커튼 가스의 대부분은 포드(2)의 내부로 전송된다.

이런 구조는 일반적인 포드 노즐로부터만 공급되는 정화 가스의 총량보다 포드가 덮개에 의해 폐쇄되기 직전에 포드 내부쪽으로 공급되는 정화 가스의 총량을 훨씬 더 증가시킨다. 도4a에 도시된 상태는 소정 기간 동안 유지되며, 포드(2)의 내부가 이 공간에 존재하는 산화 가스의 양을 만족스럽게 저감하기에 충분하도록 정화된 후, 도어 개폐 기구(60)는 도어(6)를 피봇 회전시켜서 덮개(4)로 포드 개방부(2a)를 폐쇄한다. 웨이퍼(1)는 상술한 작업을 거쳐 이제까지 종래 구조에 의해 달성되는 농도보다 낮은 산화 가스 농도로 포드(2)에 실링될 수 있다.

상술한 작업에서, 도어(6)는 제1 웨이퍼가 포드(2)에서 취출될 때 부터 최종 웨이퍼가 포드(2)에 진입될 때까지 웨이퍼를 투입 및 취출하는 작업 동안 퇴피 자세로 유지된다. 그러나, 정화 노즐에서 공급되는 정화 가스가 단독으로 사용되어 포드(2)를 장기간 동안 개방 상태로 유지하는 경우, 포드(2) 내부에서 산화 가스의 분압은 국소 환경(52)으로부터 확산되는 대기 공기로 인해 점차 증가할 수 있다. 이런 경우, 향상된 정화 효율은 하나의 웨이퍼(1)가 포드(2)에 투입 및 취출될 때마다 도4a에 도시된 상태에 도달하도록 도어(6)를 퇴피 위치에서 상승시킴으로써 유지된다. 대안으로서, 일단 도4a에 도시된 상태가 도달된 후 포드를 폐쇄하는 작업을 추가하는 것이 바람직하다. 따라서 산화 가스 분압의 상승은 보다 효과적으로 방지된다.

상술한 실시예에서, 가스 커튼은 포드 내부의 산화 가스의 분압을 효과적으로 저감하기 위해 형성된다. 한편, 사용되는 정화 가스의 양을 낮게 유지함으로써 비용을 저감하기 위해서는 필요할 때만 가스 커튼을 형성하는 것이 바람직하다. 극단적인 경우, 웨이퍼가 포트에 투입 및 취출될 때 포드의 폐쇄시 포드 내부의 산화 가스의 분압이 낮아진다면 충분하다. 이 경우의 정화 방법은 아래에서 설명한다. 도5a는 덮개(4)가 포드(2)에서 분리된 때로부터 웨이퍼(1)의 투입 취출이 시작될 때까지 작업을 도시한 흐름도이다. 도5b는 웨이퍼(1)의 투입 취출이 완료된 후 포드(2)에 덮개(4)를 부착하는 작업을 도시한 흐름도이다.

단계 1에서 포드(2)의 장착이 실행되고 단계 2에서 가동판(54)을 이동시켜 도어(6)와 덮개(4)를 결합하고 단계 3에서 포드(2)로부터 덮개(4)를 분리하고 단계 4에서 도어(6)가 퇴피 자세를 취하도록 하여 퇴피 위치로 이동한다. 단계 4를 실행함과 동시에 도시 안된 매핑 기구는 포드(2) 내부의 웨이퍼를 매핑한다. 단계 5에서, 도어(6)의 하단부에 있는 도시 안된 센서는 도어(6)가 퇴피 위치에서 중단되었음을 검출한다. 단계 6에서, 정화 노즐(21)은 검출 결과에 따라 정화 가스를 공급하기 시작한다. 상술한 일련의 작업이 완료될 때, 포드(2)를 로딩하는 작업이 완료된 것으로 인식되고 포드(2) 밖으로 웨이퍼(1)를 취출하고 포드(2) 내부로 웨이퍼(1)를 투입하는 작업이 실행된다. 단계 6에서 시작된 정화 가스 공급은 웨이퍼(1)를 투입하고 취출하는 작업에 걸쳐 계속된다.

도5b는 포드(2)를 언로딩하는 작업을 도시한다. 우선, 단계 11에서, 웨이퍼(1)를 투입하고 취출하는 작업은 완료되고 언로딩 작업을 시작하는 명령이 주어진다. 본 실시예에서, 정화 가스 공급은 정화 가스가 도어(6)와 같은 이동요소에 대해 송풍될 때 발생되는 입자와 같은 먼지를 방지하기 위해 단계 12에서 일시적으로 중지된다. 그후, 단계 13에서 도어(6)는 상승되고 단계 14에서 도어(6)가 상승 범위의 상단부(도어(6)가 피봇 회전후 퇴피 위치를 취하는 위치)에 도달했음이 검출된다. 단계 15에서, 검출 결과에 따라 정화 노즐(21)은 정화 가스의 공급을 시작함과 동시에 커튼 노즐(12)은 커튼 가스의 공급을 시작한다. 커튼 가스의 흐름은 덮개(4)와 접촉할 때 방향을 바꿔서 포드(2)의 내부를 향해 진행하며, 이에 따라 정화 가스와 커튼 가스 모두는 포드의 내부로 공급된다.

이 상태는 단계 16에서 소정 기간의 경과가 검출될 때까지 유지된다. 소정 기간이 경과한 후, 정화 가스 공급과 커튼 가스 공급은 단계 17에서 중단되고 후속 단계 18에서 도어(6)는 포드(2)에 덮개(4)를 부착시킨다. 덮개(4)가 포드 본체(2a)에 고정된 후, 단계 19에서 가동판(54)은 뒤로 이동하고 단계 20에서 포 드(2)의 언로딩 작업의 종료가 확인된다. 상술한 언로딩 작업에서는, 덮개가 폐쇄되기 직전에 커튼 노즐로부터의 커튼 가스(정화 가스와 동일한 가스)가 정화 노즐에서 공급된 원래의 정화 가스만이 정화를 위해 사용되는 구조로 추가 공급된다. 따라서 대량의 정화 가스가 짧은 시간 내에 공급될 수 있는데, 이는 종래구조에서는 가능하지 않았다. 그 결과, 포드는 포드 내부의 산화 가스의 분압을 효과적으로 저감시키면서 폐쇄될 수 있다.

상술한 실시예의 커튼 노즐(12)은 직육면체이고 그 바닥면 전체에 걸쳐 형성된 가스 토출공을 갖는다. 바람직하게는, 가스 토출공의 형상, 배열, 갯수 등은 예컨대 공급된 가스의 유속 또는 도어(6)가 후술하는 퇴피 자세에 있을 때 덮개(4)의 상측과 개방부(10)의 상측 사이의 간극에 맞도록 적절히 변경된다. 이 경우, 가스 토출공(21b)의 형상, 배열, 갯수 등을 적절히 변경함으로써 정화 노즐(21)을 동일한 방식으로 개조하는 것이 바람직하다. 개방부(10)를 실질적으로 폐쇄하는 도어(6)는 개방부(10)가 완전히 폐쇄되도록 구성될 수 있다.

정화 가스와 같은 가스의 흐름이 있는 경우, 그 흐름을 에워싸는 가스는 흐름 속으로 어느 정도 흡수되어 흐름 주변에서 시작하여 유동하는 가스의 순도를 점차 낮춘다. 이런 현상의 측면에서, 상술한 실시예에서는 가스 커튼을 생성하기 위해 커튼 노즐(12)에 마련된 노즐 개구(12b)에 의해 담당되는 범위는 개방부(10)가 폐쇄된 위치로부터 도어(6)가 피봇 회전을 중단한 후 퇴피 자세에 있는 도어(6)에 의해 보유되는 덮개(4)의 상측과 개방부(10)의 상측 사이에 형성되는 직사각형 영역보다 국소 환경(52)측 상에 더 넓게 설정된다. 국소 환경(52)에서 생성된 하강 기류로부터의 가스가 혼합된 커튼 가스인 경우에도, 혼합 가스를 포함하는 커튼 가스는 개방부(10)와 덮개(4) 사이의 공간으로 흐르는 것이 방지된다.

정화 노즐 등으로부터 불활성 가스와 같은 정화 가스를 공급함에 있어서, 노즐 홀에서 토출된 정화 가스는 노즐 홀 주변의 가스를 흡수하고 내부 혼합 가스는 정화 가스의 순도를 낮출 수 있다. 도면을 참조한 아래의 설명은 노즐 홀 주변의 가스를 흡수하는 것에 대한 대책이 취해진 본 발명을 수행하기 위한 다른 구조예에 대한 것이다. 도6은 도2a에 도시된 것과 동일한 방식으로 확대된 주요부를 도시하는 구조예의 측면도이다. 도6에서, 도2a 및 도2b에 도시된 구성요소의 효과와 동일한 효과를 제공하는 구성요소는 동일한 도면부호를 이용하여 나타내기로 하며 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에서, 커튼 커버(23)는 커튼 노즐(12)의 상부면 위의 공간을 추가로 덮으며, 국소 환경(52)과 대면하는 단부면(12c)을 지나 국소 환경측까지 연장된다. 커튼 커버(23)는 커튼 노즐(12)의 직육면체 형상을 덮기 위해 L자 단면과 같은 형상을 갖는다. 커튼 노즐(12)의 단부면(12c)에서 대향하는 커튼 커버(23)의 수직면(23a)은 수직면(23a)이 실질적으로 퇴피 자세에 있는 도어(6)의 최상측과 수직 방향으로 동일 높이가 될 때까지 연장된다. 커튼 커버(23)는 노즐 근처로 주변 가스(입자만이 조절된 하강 기류로부터 공급되는 가스)를 일정하게 공급할 필요가 없게 만든다. 또한, 하향 연장된 수직면(23a)은 하강 기류가 가스 커튼 안으로 당겨지는 것을 방지한다. 따라서, 커튼 노즐(12)에서 덮개(4)로 향하는 커튼 가스의 순도는 상술한 실시예의 구조에서 보다 높은 수준으로 유지될 수 있다.

도7은 도6에서와 동일한 방식으로 도6의 양태를 변경한 변경예를 도시한다. 도6의 양태와 마찬가지로, 위에서 설명된 것들과 동일한 효과를 제공하는 도7의 구성요소는 동일한 도면부호를 이용하여 나타내기로 하며 그에 대한 설명은 생략한다. 본 양태에서, 포드(2)의 구동 방향을 따라 이어지는 커튼 노즐(12)의 측면들은 길이가 짧으며, 따라서 노즐 개구(12b)에 의해 담당되는 범위는 퇴피 자세에서 도어(6)에 의해 보유되는 덮개(4)의 상측과 개방부(10)의 상측 사이에 형성된 직사각형 영역보다 작다. 이런 구조는 가스 커튼을 얇게 만드는데, 이는 커튼 가스의 유속이 커튼 가스에 사용되는 정화 가스의 유속을 상당한 정도로 증가시키기 않고도 상승될 수 있다는 것과 커튼 가스가 포드(2)의 이면으로 공급될 수 있음을 의미한다. 예컨대 포드의 내부는 포드(2)의 이면측 영역으로 커튼 가스를 보내면서 포드(2)의 개구측에 상대적으로 인접한 영역으로 정화 노즐에서 공급되는 가스를 보냄으로서 낮은 유속으로 정화될 수 있다.

이 경우, 노즐 개구를 에워싸는 대기가 주변 가스로 흡수되는 것을 방지하고 커튼 가스 유동이 주변 가스로 끌려 들어가는 것을 방지할 필요성이 상술한 구조에서보다 크다. 따라서 커튼 커버(23)는 커튼 노즐(12)로부터 개방부(10)의 상측(벽(11)의 국소 환경측 면)과 도어(6)에 의해 보유된 덮개(4)의 상측 사이에 형성된 직사각형 영역까지 형성된 공간을 효과적으로 담당할 필요가 있다. 본 양태에서, 커튼 커버(23)의 수평면(23b)의 폭(벽(11)에 연결된 측면에서 그 대향측까지의 길이)는 대응하는 커튼 노즐(12)의 폭과 실질적으로 동일하게 설정된다. 수평면(23b)은 공간을 작게 만들기 위해 제공된 경사면(23c)을 거쳐 수직면(23a)에 연 결된다. 수직면(23a)은 도어(6)의 최상부측을 지나 국소 환경측 상에서 하향 연장된다. 이런 식으로 커튼 커버(23)를 형성하면 커튼 노즐(12)의 크기를 저감시키더라도 국소 환경의 하강 기류로부터 대기 공기로 끌려 들어가는 것이 방지된다.

상술한 커튼 노즐(12)과 커튼 커버(23)는 모두 국소 환경에서 생성되는 하강 기류의 방향으로 서로 대향하는 두 측면인 벽(11)과 덮개(4)를 포함하는 상술한 직사각형 영역과 송풍기 필터 유닛 사이에 위치된다. 커튼 노즐(12)과 커튼 커버(23)는 송풍기 필터 유닛에서 국소 환경의 내부로 공급되는 대기 공기가 하강 기류로 인해 직사각형 영역에 도달하는 것을 줄이거나 방지하는 유입 방지 부재로 작용한다. 커튼 노즐만으로 구성된 유입 방지 부재를 이용하여 본 목적을 달성하기 위해서는, 직사각형 영역보다 큰 형상을 커튼 노즐에 부여함으로써 커튼 노즐이 직사각형 영역을 담당하는 효과를 확보하는 것이 필요하다. 이 경우, 노즐 개구에 의해 담당되는 범위는 바람직하게는 상술한 양태에서와 같이 직사각형 영역보다 크게 설정된다. 커튼 노즐이 직사각형 영역의 형상보다 작은 형상을 갖는 경우, 커튼 커버는 직사각형 영역을 담당하도록 마련되는 것이 바람직하다. 커튼 커버는 바람직하게는 송풍기 필터 유닛으로부터의 하강 기류와 가스 커튼의 흐름 모두를 조절하는 효과를 갖기 위해 상술한 수직면을 갖는다.

실시예

이하, 본 발명을 구현하는 실제 덮개 개폐 시스템인 FIMS 시스템과 본 시스템을 이용한 반도체 웨이퍼 처리장치를 설명한다. 도8은 소위 국소 환경 시스템에 따르는 반도체 웨이퍼 처리장치(50)의 개략적 구조를 도시한다. 반도체 웨이퍼 처리장치(50)는 주로 로드 포트부(FIMS 시스템, 덮개 개폐장치, 51), 이송 챔버(국소 환경, 52) 및 처리 챔버(59)로 형성된다. 로드 포트측 상의 격벽(55a) 및 커버(58a)와 처리 챔버측 상의 격벽(55b) 및 커버(58b)는 각각 로드 포트부(51) 및 이송 챔버(52) 사이와 이송 챔버(52) 및 처리 챔버(59) 사이에 마련된다. 반도체 웨이퍼 처리장치(50)의 이송 챔버(52)에서 고순도를 유지하고 오염물을 제거하기 위해, 이송 챔버(52) 위에 마련된 송풍기 필터 유닛(63)은 이송 챔버(52)의 상부에서 이송 챔버(52)의 하부로 기류(하강 기류)를 생성한다. 또한, 하강 기류 배출 통로가 이송 챔버(52)의 하부면 상에 위치된다. 이런 구성으로 인해, 본 시스템은 오염물을 항상 아래로 방출한다.

실리콘 웨이퍼(이하, 단순히 "웨이퍼"라 함) 등을 저장하기 위한 저장 용기인 포드(2)는 장착 기부(53)에 장착된다. 위에서 설명한 바와 같이, 이송 챔버(52)의 내부는 웨이퍼(1)를 처리하기 위해 높은 청정도로 유지된다. 또한, 이송 챔버(52)는 이송 기구에 의해 웨이퍼를 실제로 보유할 수 있는 로봇 아암(55)을 포함한다. 웨이퍼들은 로봇 아암(55)에 의해 포드(2)와 처리 챔버(59) 사이에서 이송된다. 일반적으로, 처리 챔버(59)는 웨이퍼의 표면 상에 박막 형성 및 박막 처리와 같은 처리들을 수행하기 위해 다양한 기구들을 포함한다. 그러나, 이들 기구는 본 발명에 직접 관련되지 않기에 그 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이, 포드(2)는 그 내부에 각각 처리 대상인 웨이퍼(1)를 저장하기 위한 공간을 갖는다. 포드(2)는 개구가 일면에 마련된 상자 형상의 본체 부(2a)와 개구를 에워싸기 위한 덮개(4)를 포함한다. 본체(2a)는 일 방향으로 웨이퍼(1)들을 적층하기 위한 복수의 선반대를 갖는 선반을 포함한다. 선반대에 위치된 각각의 웨이퍼(1)는 포드(2) 내부에 소정 간격으로 저장된다. 본 실시예에서, 웨이퍼(1)가 적층되는 방향은 수직 방향으로 설정된다. 개방부(10)와 상술한 유입 방지 부재는 이송 챔버(52)의 로드 포트부(51)측에 마련된다. 포드(2)가 개방부(10)에 인접하도록 로드 포트부(51) 상에 위치될 때, 개방부(10)는 포드(2)의 개방부에 대향하여 위치된다. 커튼 노즐(12) 및 도어(6)와 같이 본 발명에 따른 주요 구성은 상기 실시예에서 이미 설명되었고 도면을 보다 이해하기 쉽도록 하기 위해 이들 주요 구성에 대한 설명과 도시는 생략한다.

도9a는 종래 장치에서 도어(6)와 도어 개폐 기구(60)를 도시하는 확대 측단면도이고 도9b는 이송 챔버(52) 측에서 도어(6)와 도어 개폐 기구(60)를 도시하는 정단면도이다. 도9c는 도어 개폐 기구(60)를 이용하는 포드(2)로부터 덮개(4)가 제거된 상태를 도시하는 개략적 측단면도이다. 도어(6)는 고정 부재(46)에 접합된다. 도어(6)는 도어 아암(42)의 일 단부를 중심으로 피봇 회전 가능하도록 고정 부재(46)를 거쳐 도어 아암(6a)의 일 단부에 연결된다. 도어 아암(6a)의 다른 단부는 피봇(40)을 중심으로 피봇 회전 가능하도록 피봇(40)을 거쳐 공기 구동 실린더(57)의 일부인 로드(37)의 선단부에 지지된다.

도어 아암(42)의 일 단부와 도어 아암(42)의 타 단부 사이에는 관통 구멍이 마련된다. 핀(미도시)이 도어 아암(42)의 도어를 개폐하기 위한 구성을 상하로 이동하기 위한 가동부(56)의 지지부재(60)에 고정된 고정 부재(39)의 구멍과 관통 구 멍을 통해 연장됨으로써 지지점(61)을 형성한다. 따라서, 도어 아암(42)은 실린더(57)의 구동으로 인한 로드(37)의 연장 및 수축에 따라 지지점(61)을 중심으로 피봇 회전할 수 있다. 도어 아암(42)의 지지점(61)은 수직 가동부(56)가 마련되는 지지부재(60)에 고정된다.

웨이퍼(1)가 상술한 구조에 의해 처리될 때, 우선 웨이퍼는 이송 챔버 개방부(10)에 인접하도록 장착 기부(53) 상에 위치되고 덮개(4)는 도어(6)에 의해 보유된다. 결합 기구(미도시)는 도어(6)의 표면에 마련되는 반면 피결합 기구(미도시)는 덮개(4)의 표면에 마련된다. 덮개(4) 및 도어(6)의 표면이 서로 접촉한 상태에서 이들 기구를 가동함으로써 덮개(4)는 도어(6)에 의해 보유된다. 여기에서, 실린더(57)의 로드가 후퇴되면, 도어 아암(42)은 지지점(61)을 회전축으로 하여 이송 챔버 개방부(10)에서 멀어지게 이동한다. 도어(6)는 이런 동작에 따라 덮개(4)와 함께 회전하여 도9c에 도시된 바와 같이 포드(2)로부터 덮개(4)를 제거한다. 그후, 가동부(56)는 하강하여 덮개(4)를 소정 후퇴 위치로 이동시킨다. 이송 작업은 상술한 실시예에서 설명했기에 이에 대한 설명은 생략한다.

또한, 본 실시예에서는 FOUP와 FIMS에 대해 설명했지만 본 발명의 용도는 이에 제한되지 않는다. 용기가 복수의 수용 대상물을 수용하고 수용 대상물이 시스템의 용기로 삽입되거나 그로부터 제거될 때 개폐되기만 한다면, 본 발명에 따른 덮개 개폐장치는 용기 내부의 산화 가스의 분압을 낮은 수준으로 유지하기 위해 적용될 수 있다. 또한, 용기를 충전하는 가스가 불활성 가스가 아니고 원하는 특성을 갖는 소정의 가스일 때, 본 발명에 따른 덮개 개폐 시스템은 용기 내부의 소정 가스의 분압을 높은 수준으로 유지하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 포드의 내부는 종래기술에서와 같이 정화 노즐로부터 공급되는 정화 가스뿐 아니라 정화 노즐의 방향과 다른 방향으로 가스 커튼의 형태로 공급되는 정화 가스에 의해서도 정화될 수 있다. 가스 커튼은 대기 공기가 국소 환경측에서 포드의 내부로 진입하는 것을 방지하고, 대기 공기의 차단과 별도로 정화 가스를 웨이퍼로 공급한다. 포드를 폐쇄하면, 정화 노즐로부터의 정화 가스와 더불어 커튼 가스가 정화를 위해 사용된다. 따라서 포드 내부의 산화 가스의 분압이 상승하는 것이 효과적으로 방지된다. 본 발명은 단순히 커튼 노즐, 정화 노즐 등을 기존의 FIMS 시스템에 추가함으로써 수행될 수 있으며, 표준 시스템에 저렴하게 용이하게 설치될 수 있다.

지금까지 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 개시된 바람직한 실시예로 제한되지 않는다. 아래의 특허청구범위는 모든 이런 개조와 균등 구조 및 기능을 포괄하도록 최광의로 해석되어야 할 것이다.

본 출원은 본 명세서에서 원용되는 2007년 7월 31일 출원된 일본 특허 출원 제2007-198622호의 우선권을 주장한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 덮개 개폐 시스템의 주요부의 개략적 구조를 도시한 사시도이다.

도2a는 도1에 도시된 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 덮개 개폐 시스템의 개략적 구조를 측면도로 도시한 도면으로, 구체적으로 포드의 개구에 수직하게 도시한 하중 포트, 포드, 포드의 덮개 및 개방기구의 일부를 도시한 수직 단면도이다.

도2b는 도2a에서 화살표 2B에 의해 지시된 방향으로 도시한 도1의 개방부(10)를 도시한 도면이다.

도3은 정화 노즐에서 포드 내부로 공급되는 정화 가스의 공급 방향을 도시한 도면이다.

도4a는 도1의 덮개 개폐 시스템에서 덮개 개폐 작업의 한 단계를 도시한 도면이다.

도4b는 도1의 덮개 개폐 시스템에서 덮개 개폐 작업의 다른 단계를 도시한 도면이다.

도4c는 도2b에서와 동일한 방향으로 도시한 도4b의 상태에 있는 개방부(10)를 도시한 도면이다.

도5a는 본 발명에 따른 덮개 개폐 시스템에 포드를 로딩하는 작업 단계를 도시한 흐름도이다.

도5b는 본 발명에 따른 덮개 개폐 시스템에서 포드를 언로딩하는 작업 단계 를 도시한 흐름도이다.

도6은 본 발명에 따른 덮개 개폐 시스템의 다른 양태를 도시한 도면이다.

도7은 본 발명에 따른 덮개 개폐 시스템의 다른 양태를 도시한 도면이다.

도8은 본 발명이 적용되는 일반 반도체 웨이퍼 처리장치의 개략적 구조를 도시한 전체 측면도이다.

도9a는 도8의 장치에서 도어 개폐 기구 및 도어 기폐기구에 인접한 구성요소의 개략적 구조를 도시한 확대 측면도이다.

도9b는 이송 챔버에서 도시한 도9a의 구성요소의 개략적 구조도이다.

도9c는 도9a와 같은 확대 측면도로서 덮개가 포드에서 분리된 상태에서 도9a의 구성요소를 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 웨이퍼

2: 포드

2a: 본체

2b: 개구

4: 덮개

6: 도어

11: 벽

10: 개방부

51: 로드 포트

52: 이송 챔버

53: 장착 기부

54: 가동판

60: 도어 개폐 기구

Claims (2)

1. 용기 내의 대상물 처리 방법이며,

   상기 용기는 실질적으로 상자 형상인 본체와 덮개를 가지는 저장 용기로서, 상기 본체는 내부에 대상물을 수용할 수 있고 일면에 개구를 가지고, 상기 덮개는 본체에 착탈 가능하고 본체와 함께 기밀 공간을 형성하도록 개구를 폐쇄하고, 수용되는 상기 대상물은 저장 용기로부터 덮개를 분리하여 개구를 개방함으로써 저장 용기에 투입 및 취출되고, 저장 용기 밖에서 소정 처리를 받으며,

   상기 용기 내의 대상물 처리 방법은,

   입자가 제어되는 국소 환경을 구성하는 벽에 마련되는 실질적으로 직사각형인 개방부에 직접 대향하게 개구를 배치하는 단계와,

   상기 개방부를 실질적으로 폐쇄하는 도어를 이용하여 덮개를 유지하는 단계와,

   국소 환경 내로 덮개를 이동시키고 도어를 퇴피 자세로 두기 위해, 개방부 아래에 위치하고 벽에 평행한 수평축을 중심으로 소정 각도만큼 덮개를 유지하는 도어를 피봇 회전시키고, 개방부를 개방하기 위해 퇴피 자세로 유지된 도어를 상승 위치로부터 수직하게 하향 구동하는 단계와,

   상기 개구 및 개방부를 통해 수용 대상물을 투입하고 취출하는 단계와,

   소정 각도만큼 피봇 회전한 후의 도어가 있었던 상승 위치로 도어를 복귀시키기 위해 퇴피 자세에 있는 도어를 수직하게 상향 구동한 다음, 개구를 덮개로 폐쇄하기 위해 도어를 소정 각도만큼 역방향으로 피봇 회전시키는 단계와,

   상기 덮개를 도어에 의한 유지로부터 해제하는 단계를 포함하며,

   가스 커튼이 상기 개방부의 상측에서 바닥측으로 유동하는 소정 가스에 의해 형성될 수 있고,

   상기 용기 내의 대상물 처리 방법은, 도어가 상승 위치에서 퇴피 자세를 유지하는 동안, 도어에 의해 유지되는 덮개에 상기 가스 커튼을 접촉시켜서 가스 커튼을 형성하는 소정 가스의 유동을 저장 용기의 내부쪽으로 재배향시킴으로써 저장 용기의 내부를 정화시키는 것을 특징으로 하는, 용기 내의 대상물 처리 방법.
2. 저장 용기에 수용 대상물을 투입하고 저장 용기로부터 대상물을 취출하기 위한 덮개 개폐 시스템이며,

   상기 저장 용기는 실질적으로 상자 형상인 본체와 덮개를 가지고, 상기 본체는 내부에 대상물을 수용할 수 있고 일면에 개구를 가지고, 상기 덮개는 본체에 착탈 가능하고 본체와 함께 기밀 공간을 형성하도록 개구를 폐쇄하고, 수용되는 상기 대상물은 저장 용기로부터 덮개를 분리하여 개구를 개방함으로써 저장 용기에 투입 및 취출되며,

   상기 덮개 개폐 시스템은,

   상기 저장 용기가 장착되는 장착 기부와,

   장착 기부에 인접하여 위치되며, 내부에 제어되는 입자를 갖는 하강 기류가 상부에 위치된 송풍기 필터 유닛을 통해, 수용 대상물을 이송하기 위한 기구를 수용하는 국소 환경과,

   상기 장착 기부에 인접하고 국소 환경의 일부를 한정하는 벽에 마련되며, 저장 용기가 장착 기부에 장착되는 경우 저장 용기의 개구에 직접 대향하여 위치되는 실질적으로 직사각형인 개방부와,

   덮개를 유지하고 개방부를 실질적으로 폐쇄할 수 있으며 개구와 개방부가 서로 연통하도록 덮개를 유지함으로써 개방부를 개방하는 도어와,

   국소 환경 내부에서 개방부의 수직한 두 측면 외측에 위치되어 개방부와 개구를 통해 저장 용기 내로 소정의 가스를 공급하는 정화 노즐과,

   국소 환경 내부에서 개방부의 바로 전방에서 개방부의 상측 위에 위치되어 하강 기류가 개방부 바로 전방의 공간으로 유동하는 것을 방지하는 유입 방지 부재를 포함하며,

   상기 유입 방지 부재는 개방부의 상측에서 개방부의 바닥측으로 유동하는 하강 기류의 방향에 평행한 방향으로 소정 가스를 공급할 수 있는 커튼 노즐을 포함하고,

   개구가 개방되어야 하는 경우, 덮개를 유지하는 도어는 덮개를 국소 환경 내로 이동시키기 위해 개방부의 아래에 있고 벽에 평행한 수평축을 중심으로 소정 각도만큼 피봇 회전하고,

   상기 유입 방지 부재는 도어가 소정 각도만큼 피봇 회전하는 경우에 형성되고 대향하는 두 측면이 하강 기류의 유동 방향에 대해 벽과 덮개의 상측인 직사각 형 영역을 담당하며, 커튼 노즐에서 나온 소정 가스는 직사각형 영역쪽으로 공급되는 덮개 개폐 시스템.

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