KR102126527B1 - 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈 - Google Patents

질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈 Download PDF

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Abstract

개시되는 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈은, 풉(Foup, Front Opening Unified Pod)이 거치되는 풉 스테이지 유닛; 및 상기 풉에 질소를 주입하는 질소 퍼지 장치;를 포함하고, 상기 질소 퍼지 장치는, 상기 풉의 내부에 질소를 주입하는 노즐부와, 상기 노즐부의 주변에 배치되어 상기 풉과 접촉하여 상기 질소의 누출을 방지하는 접촉 패드 및, 튜브 형상으로 상단부에 상기 노즐부가 배치되고 하단부로 상기 질소가 외부로부터 공급되는 거치-유동관을 가지는 복수의 노즐 유닛; 상기 거치-유동관을 승하강이 가능하도록 클램핑하는 클램프; 상기 클램프가 체결되는 가이드 유닛; 및 상기 가이드 유닛과 상기 풉 스테이지 유닛의 하측을 체결하되, 상기 가이드 유닛이 상하방향으로 승하강이 가능하도록 체결하는 체결 유닛;을 포함한다.

Description

질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈{FOUP Stage Module having N2 Purge Function}
본 발명(Disclosure)은, 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈에 관한 것으로서, 구체적으로 질소 누출 위험성을 낮추며, 노즐의 유지 보수가 쉬운 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈에 관한 것이다.
여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
반도체 생산 공정에서는, 분산된 단위 공정간 웨이퍼를 이송하는 장치가 널리 쓰이고 있다.
대량 생산체제의 일반적인 반도체 생산 공정에서는 웨이퍼를 이송할 때, 풉(Front Opening Unified Pod)을 이용한다.
풉은, 웨이퍼를 각종 불순물로부터 보호할 수 있는 밀폐된 수용공간을 제공한다. 또한, 그 자체가 규격화됨으로써, 이송과 적재 및 보관등이 자동화 된 공정에 사용되기도 한다.
이러한 풉은 그 내부가 불순물이나 각종 반응성 가스가 제거된 상태로 웨이퍼를 수용해야 한다.
풉은 서로 다른 청결지수를 갖는 단위 공정을 거칠수 있으며, 그때마다 개폐되어 웨이퍼를 로딩하거나 언로딩한다. 또한, 서로 다른 단위 공정을 거친 다양한 종류의 웨이퍼들이 동시에 수용될 수 있다.
이 과정에서, 외부에서 풉 내부로 이물질이 유입될 수 있다. 또는 웨이퍼 표면에 잔류하는 가스 또는 각종 화학물질로 인해서, 풉 내부가 오염될 수 있다.
이렇게 풉 내부가 오염되거나 불순물이 유입되면 수용된 웨이퍼는 전량 폐기될 수 있고, 풉 자체도 특별한 절차에 따른 세척 공정을 거쳐야할 필요가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 풉의 내부에 불활성 기체중에 하나인 질소가스(N2)를 충전하는 질소 퍼지(N2 purge) 장치가 사용되고 있다.
특히 최근에는 질소 퍼지(N2 purge) 장치가 장착된 풉 스테이지가 사용되고 있다. 풉 스테이지는, 웨이퍼를 로딩하거나 언로딩하는 동안에 풉이 거치되는 장비이다.
그러나 불활성기체는 질식사고를 일으키는 문제점이 있다.
반도체 공정이 수행되는 공간은, 고압 상태가 유지되지만, 대표적인 밀폐공간 중에 하나이다. 특정한 필터장치를 거친 공기만 유입될 수 있으며 내부 공기가 외부로 쉽게 배출되지 않는다.
이러한 반도체 공정에서 풉의 내부에 질소를 충진할 때, 질소가 누출되거나, 또 이러한 누출 상황이 인지되지 못하며, 심각한 안전사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
종래의 질소 퍼지 장치가 구비된 풉 스테이지는, 질소 퍼지 장치와 풉 스테이지에 고정됨으로써, 각각의 질소 퍼지 장치를 유지 보수하기 어렵다.
또한 풉 하단 전체가 단일 평면으로 구성되지 않고, 단차가 형성되거나 높이가 다를 경우에는, 사용하기 어려운 문제점이 있다.
1. 한국등록특허공보 제10-1703854호
본 발명(Disclosure)은, 질소 퍼지 공정에서 질소 누출 위험성을 낮추며, 복수의 노즐을 각각 제어하고 유지 보수가 쉬운 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈의 제공을 일 목적으로 한다.
여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 어느 일 관점(aspect)에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈은, 풉(Foup, Front Opening Unified Pod)이 거치되는 풉 스테이지 유닛; 및 상기 풉에 질소를 주입하는 질소 퍼지 장치;를 포함하고, 상기 질소 퍼지 장치는, 상기 풉의 내부에 질소를 주입하는 노즐부와, 상기 노즐부의 주변에 배치되어 상기 풉과 접촉하여 상기 질소의 누출을 방지하는 접촉 패드 및, 튜브 형상으로 상단부에 상기 노즐부가 배치되고 하단부로 상기 질소가 외부로부터 공급되는 거치-유동관을 가지는 복수의 노즐 유닛; 상기 거치-유동관을 승하강이 가능하도록 클램핑하는 클램프; 상기 클램프가 체결되는 가이드 유닛; 및 상기 가이드 유닛과 상기 풉 스테이지 유닛의 하측을 체결하되, 상기 가이드 유닛이 상하방향으로 승하강이 가능하도록 체결하는 체결 유닛;을 포함한다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈에서, 상기 접촉 패드는, 그 상면이 내측에서 외측으로 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈에서 상기 가이드 유닛은, 적어도 두 개 이상을 상기 클램프가 체결될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈에서 상기 클램프는, 상기 거치-유동관의 길이 방향으로 배열되는 서로 다른 복수의 단위 클램프로 구성되는 이중 클램프 구조일 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈에서 상기 노즐 유닛은, 상기 상기 접촉 패드가 상기 풉과 접촉할 때, 상기 접촉 패드가 상기 풉에 압착되는 접촉 압력을 측정하는 패드 압력 센서를 가지며, 상기 풉 스테이지 유닛은, 상기 접촉 압력을 표시하는 표시부를 가질 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈에서 상기 노즐 유닛은, 상기 거치-유동관 내부의 상기 질소 가스의 압력을 측정하는 가스 압력 센서를 가지고, 상기 표시부는 상기 질소 가스의 압력을 표시할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈에서 상기 체결 유닛은, 상기 가이드 유닛을 승하강 시키는 엑츄에이터 및, 일측에 상기 엑츄에이터 또는 상기 가이드 유닛이 결합되고 또 다른 일측이 풉 스테이지 하측에 고정되는 브라켓을 구비할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가이드 유닛과 클램프를 이용하여 노즐 유닛이 승하강하도록 체결됨으로써, 풉 하단의 높이가 다를 경우에도 풉에 질소 주입이 가능하고, 각각의 노즐 유닛을 분해하여 쉽게 유지 보수 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 라운드를 형성하는 접촉 패드를 구비하여, 노즐부의 밀착력을 높임으로써, 질소 누출을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나의 가이드 유닛에 복수의 노즐 유닛을 체결함으로써, 하나의 엑츄에이터 작동으로 복수의 노즐부를 풉에 접촉시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 이중 클램프 구조를 채용하여, 노즐 유닛과 가이드 유닛의 고정성을 개선함으로써, 접착 패드와 풉의 밀착성을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈의 일 실시형태를 설명하는 상측 사시도.
도 2는 도 1의 풉 스테이지 모듈의 하측 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈의 질소 퍼지 장치를 설명하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈의 질소 퍼지 장치에서 노즐 유닛 및 클램프의 결합을 설명하는 측면도.
도 5는 도 4의 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈의 질소 퍼지 장치에서 노즐부 및 접촉 패드가 풉 하면과 접촉한 상태를 설명하는 측단면도.
이하, 본 발명에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈을 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
다만, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상에 기초하여 통상의 기술자에 의해 이하에서 설명되는 실시형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안될 수 있는 범위를 포섭함을 밝힌다.
또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈의 일 실시형태를 설명하는 상측 사시도이며, 도 2는 도 1의 풉 스테이지 모듈의 하측 사시도이다. 또한, 도 3은 본 발명에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈의 질소 퍼지 장치를 설명하는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조면 본 실시형태에 따른 풉 스테이지 모듈은, 풉 스테이지 유닛(100) 및 질소 퍼지 장치(200)를 포함한다.
풉(Foup, Front Opening Unified Pod) 스테이지 유닛(100)은, 그 상측에 풉이 거치된다.
질소 퍼지(N2 purge) 장치(200)는 노즐 유닛(210), 클램프(220) 가이드 유닛(230) 및 체결 유닛(240)을 포함하고 풉에 질소를 주입한다.
노즐 유닛(210)은, 노즐부(211), 접촉 패드(212) 및 거치-유동관(213)을 가진다.
노즐부(211)는 풉의 내부에 질소를 주입한다.
접촉 패드(212)는 노즐부(211)의 주변에 배치되어 풉과 접촉한다. 접촉 패드(212)는 노즐부(211)에서 풉으로 질소가 주입될 때, 풉의 하면과 밀착함으로써 주입되는 질소의 누출을 방지한다.
거치-유동관(213)은, 튜브 형상으로 상단부에 노즐부(211)가 배치되고, 하단부를 통하여 질소가 공급된다.
클램프(220)는 거치-유동관(213)을 클램핑하되, 승하강이 가능하도록 클램핑한다.
가이드 유닛(230)에 클램프(220)가 체결된다.
체결 유닛(240)은 가이드 유닛(230)을 풉 스테이지 유닛(100)의 하측에 체결하되, 가이드 유닛(230)이 상하 방향으로 승하강 가능하도록 체결한다.
체결 유닛(240) 또는 가이드 유닛(230)중 적어도 어느 하나는, 가이드 유닛(230)의 승하강를 감지하는 가이드 유닛 이동감지센서를 더 포함할 수 있다.
본 실시형태에 따른 풉 스테이지 모듈은, 풉 하면이 평탄하지 않을 때도 질소 주입이 가능하다.
복수의 노들 유닛(210)이 서로 다른 위치에 배치된다.
따라서 거치-유동관(213)이 승하강함에 따라 서로 다른 높이에서 풉 스테이지의 하면과 접촉할수 있다.
서로 다른 노즐 유닛(210)이 풉 하면과 각각 밀착될 수 있기 때문에, 풉 하면이 단일 평면이 아니고 높이가 서로 다를 경우에도, 질소 주입이 작동이 가능하다.
본 실시형태에 따른 풉 스테이지 모듈은, 하나의 풉 스테이지 유닛(100)에 적어도 두 개 이상의 질소 퍼지 장치(200)가 장착될 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 풉 스테이지 모듈에서, 가이드 유닛(230)은, 적어도 두 개 이상을 클램프(220)가 체결될 수 있다.
이에 따라, 하나의 풉 스테이지 유닛(100) 또는, 하나의 가이드 유닛(230) 복수개의 노즐 유닛(211)을 구비할 수 있다.
또한, 하나의 가이드 유닛(230)이 승하강함에 따라 두 개 이상의 노즐 유닛(211)을 동시에 승하강 할 수 있다.
또한 본 실시형테에 따른 풉 스테이지 모듈에서 체결 유닛(240)은, 엑츄에이터(242) 및 브라켓(241)을 구비할 수 있다.
엑츄에이터(242)는, 가이드 유닛(230)을 승하강 시킨다.
브라켓(241)은, 그 일측에 엑츄에이터(242) 또는 가이드 유닛(230)이 결합되고 또 다른 일측이 풉 스테이지 유닛(100) 하측에 고정된다.
또한 브라켓(241)은 레일을 가질 수 있고, 엑츄에이터(242) 또는 가이드 유닛(230)이 브라켓(241)의 레일을 따라 이동함으로써, 가이드 유닛(230)이 승하강 할 수 있다.
본 실시형태에 따른 풉 스테이지 모듈에서 클램프(220)는, 거치-유동관(213)의 길이 방향으로 배열되는 서로 다른 복수의 단위 클램프(221, 222)로 구성되는 이중 클램프 구조일 수 있다.
이중 클램프 구조를 채용함으로써, 노즐 유닛(210)과 클램프(220)의 고정성을 향상할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈의 질소 퍼지 장치에서 노즐 유닛 및 클램프의 결합을 설명하는 측면도이며, 도 5는 도 4의 사시도이다. 또한 도 6은 본 발명에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈의 질소 퍼지 장치에서 노즐부 및 접촉 패드가 풉 하면과 접촉한 상태를 설명하는 측단면도이다.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 실시형태에 따른 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈의 질소 퍼지 장치에서 클램프(220)는, 복수의 단위 클램프(221, 222)는, 1차 클램프(221)와 2차 클램프(222)로 구성될 수 있다.
1차 클램프(221)는 거치-유동관(213)이 관통하는 튜브형이다.
거치-유동관(213)의 외주면과 1차 클램프(221)의 내주면이 나사결합한다. 거치-유동관(213)
이에 따라서, 1차 클램프(221)는 거치-유동관(213)의 길이방향의 유격을 최소화할 수 있다.
2차 클램프(222)는 1차 클램프(221)의 하측에 배치되며, 거치-유동관(213)을 감싼다. 2차 클램프(222)의 끝단부에 볼트 체결공(222a)이 형성된다.
1차 클램프(221)와 거치-유동관(213)을 나사 결합하여 접촉패드(212)의 높이를 조절하고, 2차 클램프(222)의 볼트 체결공(222a)에 볼트를 삽입하여 체결함으로써, 거치-유동관(213)을 고정한다.
1차 클램프(221)은 거치-유동관(213)의 높이를 고정하고, 2차 클램프(222)는 거치-유동관(213)의 측방향 유동을 방지한다.
또한, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 접촉 패드(212)는, 그 상면이 내측에서 외측으로 경사지게 형성된다.
접촉 패드(212)의 측단면 형상은 바람직하게는 상측으로 볼록하게 돌출된 라운드를 형성한다.
이에 따라 접촉 패드(212)와 풉 하면과의 밀착성이 개선할 수 있다.
또한, 노즐부(211)와 풉 하면에 형성되어 질소가 주입되는 질소 주입구(1) 상호간의 위치 정렬이 틀어질 경우에, 그 틀어짐을 보정하는 효과를 기대할 수도 있다.
본 발명에 따른 풉 스테이지 모듈의 또 다른 일 실시형태에서는, 노즐 유닛(210)은, 패드 압력 센서를 더 포함하고, 풉 스테이지 유닛(100)은 표시부를 더 가질 수 있다.
패드 압력 센서는, 접촉 패드(212)가 풉과 접촉할 때, 접촉 패드(212)가 풉에 압착되는 접촉 압력을 측정하고, 표시부는 접촉 압력을 표시한다.
본 실시형태에 따르는 풉 스테이지 모듈은, 각각의 노즐부(211)에 인가되는 접촉 압력을 작업자가 확인할 수 있도록 한다.
노즐부(211) 각각의 접촉 압력이 미리 정해진 접촉 압력 하한값보다 낮을 경우에, 상술한 접촉 패드(212)의 밀착성이 불충분한 것으로 추정할 수 있다.
이에 따라, 미리 정해진 접촉 압력 하한값보다 낮은 접촉 압력을 나타내는 노즐부(211)의 수직 위치를 조정할 수 있다.
클램프(220)에서 거치-유동관(213)을 슬라이드 시킴으로써, 노즐부(211)의 위치를 변경할 수 있다.
특히 본 발명에 따른 노즐부(211) 각각의 높이를 조절할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 풉 스테이지 모듈의 또 다른 일 실시형태에서는, 노즐 유닛(210)은, 가스 압력 센서를 더 가질 수 있다.
가스 압력 센서는, 거치-유동관(213) 내부의 질소 가스의 압력을 측정한다. 이때, 표시부는 가스 압력 센서에 의해 측정된 질소 가스의 압력을 디스플레이 한다.
상술한 바와 같이, 질소 가스의 압력은 거치-유동관 내부의 질소 가스의 압력을 나타낸다.
이때, 질소 가스의 압력값으로 접착 패드의 밀착성 또는 풉 내부의 기밀성을 확인할 수 있다.
접촉 압력이 미리 정해진 접촉 압력 하한값 이상으로 측정됨에도, 질소 가스의 압력이 미리 정해진 하한값보다 낮을 경우에는, 접촉 패드(212)이 변형됨을 추정할 수있다.
접촉 패드(212)가 변형되면 풉 하면과의 밀착성이 나빠질 수 있고, 이로 인하여 질소 가스가 누출됨으로써, 거치-유동관(213) 내부의 질소 가스 압력이 낮아질 수 있다.
또한 풉 내부 기밀성이 유지되지 않을 경우, 주입되는 질소 가스가 풉 내부를 통하여 외부로 누출될 수 있다. 따라서 이 경우에도 거치-유동관(213) 내부의 질소 가스 압력이 낮아질 수 있다.

Claims (7)

  1. 풉(Foup, Front Opening Unified Pod)이 거치되는 풉 스테이지 유닛; 및
    상기 풉에 질소를 주입하는 질소 퍼지 장치;를 포함하고,
    상기 질소 퍼지 장치는,
    상기 풉의 내부에 질소를 주입하는 노즐부와, 상기 노즐부의 주변에 배치되어 상기 풉과 접촉하여 상기 질소의 누출을 방지하는 접촉 패드 및, 튜브 형상으로 상단부에 상기 노즐부가 배치되고 하단부로 상기 질소가 외부로부터 공급되는 거치-유동관을 가지는 복수의 노즐 유닛;
    상기 거치-유동관을 승하강이 가능하도록 클램핑하는 클램프;
    상기 클램프가 체결되는 가이드 유닛; 및
    상기 가이드 유닛과 상기 풉 스테이지 유닛의 하측을 체결하되, 상기 가이드 유닛이 상하방향으로 승하강이 가능하도록 체결하는 체결 유닛;을 포함하고,
    상기 접촉 패드는,
    그 상면이 내측에서 외측으로 경사지게 형성되는 질소 퍼지 기능을 구비하고,
    상기 노즐 유닛은,
    상기 접촉 패드가 상기 풉과 접촉할 때, 상기 접촉 패드가 상기 풉에 압착되는 접촉 압력을 측정하는 패드 압력 센서를 가지며,
    상기 풉 스테이지 유닛은,
    상기 접촉 압력을 표시하는 표시부를 가지는 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드 유닛은,
    적어도 두 개 이상의 상기 클램프가 체결되는 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 클램프는,
    상기 거치-유동관의 길이 방향으로 배열되는 서로 다른 복수의 단위 클램프로 구성되는 이중 클램프 구조인 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐 유닛은,
    상기 거치-유동관 내부의 상기 질소 가스의 압력을 측정하는 가스 압력 센서를 가지고,
    상기 표시부는 상기 질소 가스의 압력을 표시하는 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 체결 유닛은,
    상기 가이드 유닛을 승하강 시키는 엑츄에이터 및, 일측에 상기 엑츄에이터 또는 상기 가이드 유닛이 결합되고 또 다른 일측이 풉 스테이지 하측에 고정되는 브라켓을 구비하는 질소 퍼지 기능을 구비한 풉 스테이지 모듈.
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