KR102146517B1 - 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티 가스 분사 유닛 및 가스 배기 유닛을 포함하여 외기 차단 가스막을 형성하는 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치는, 내부에 복수의 웨이퍼가 적재되는 웨이퍼 용기의 전면에 설치되어 웨이퍼가 출입하는 출입구에 외기 차단 가스막을 형성하는 외기 차단 장치에 있어서, 상기 출입구의 일측에 배치되고, 복수의 가스 분사구를 포함하여 상기 출입구가 형성하는 개구면과 평행한 가스 분사면을 형성하도록 가스를 분사하는 제1 가스 분사 유닛; 복수의 가스 분사구를 포함하여 상기 출입구가 형성하는 개구면과 기설정된 각도를 이루는 가스 분사면을 형성하도록 가스를 분사하는 제2 가스 분사 유닛; 및 상기 제1 가스 분사 유닛과 마주보는 위치에 배치되어 가스를 흡기하는 가스 배기 유닛을 포함한다.

Description

웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치 {An air shielding device for shielding the inflow of outside air into the wafer pod and a semiconductor device including the same}
본 발명은 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 멀티 가스 분사 유닛 및 가스 배기 유닛을 포함하여 외기 차단 가스막을 형성하는 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에 있어서 웨이퍼 및 이에 형성되는 반도체 소자는 고정밀도의 물품으로, 보관 및 운반 시 외부의 오염 물질과 충격으로부터 손상되지 않도록 주의해야 한다. 특히, 웨이퍼의 보관 및 운반의 과정에서 그 표면이 먼지, 수분, 각종 유기물 등과 같은 불순물에 의해 오염되지 않도록 관리가 필요하다.
종래에는 반도체의 제조 수율 및 품질의 향상을 위하여, 클린룸 (clean room) 내에서의 웨이퍼의 처리가 이루어지곤 하였다. 그러나 소자의 고집적화, 미세화, 웨이퍼의 대형화가 진행됨에 따라, 비교적 큰 공간인 클린룸을 관리하는 것이 비용적으로도 기술적으로도 곤란해져 왔다. 이에 최근에는 클린룸 내 전체의 청정도를 향상시키는 대신, 웨이퍼 주위의 국소적인 공간에 대하여 집중적으로 청정도를 향상시키는 국소 환경 (mini-environment) 청정 방식이 적용된다.
한편, 반도체 제조 공정은 식각, 증착, 에칭과 같은 다양한 단위 공정들이 순차적으로 반복된다. 각 공정 처리 과정에서 웨이퍼 상에 이물질 또는 오염 물질이 잔존하게 되어 불량이 발생하거나 반도체 공정 수율이 낮아지는 문제가 있었다. 따라서 반도체 공정에 있어서, 웨이퍼는 여러 프로세스 챔버 또는 반도체 처리 공간으로 이송되는데 이때, 웨이퍼를 하나의 처리 공간에서 다른 처리 공간으로 이송시키는 동안 웨이퍼에 이물질이나 오염 물질이 부착되는 것을 최소화하기 위한 다양한 수단이 구비되어 있다.
도 1은 EFEM (Equipment Front End Module) 을 포함하는 반도체 장치의 개략적인 단면도이다.
웨이퍼를 고청정한 환경에서 보관하기 위하여 개구 통합형 포드 (Front-Opening Unified Pod ; FOUP) 라는 웨이퍼 용기 (1) 가 사용된다. 웨이퍼 용기 (1) 에서 반도체 처리 공간 (2) 으로 웨이퍼가 이동하는 경로에 웨이퍼 반송실 (3)이 형성되고, 웨이퍼 반송실 (3) 은 팬 필터 유닛 (4, Fan Filter Unit ; FFU) 에 의하여 청정한 공간으로 유지된다.
웨이퍼 반송실 (3) 내에 설치된 아암 로봇 등의 웨이퍼 반송 로봇 (5) 에 의해, 웨이퍼 용기 (1) 내의 웨이퍼가 로드 포트 (6, Load Port) 를 통하여 웨이퍼 반송실 (3) 내로 반출되거나 또는 웨이퍼 반송실 (3) 로부터 웨이퍼 용기 (1) 내에 수납할 수 있도록 구성된다. 로드 포트 (6) 의 도어부와 웨이퍼 용기 (1) 의 전방면에 설치된 도어가 밀착된 상태에서 동시에 개방되고, 개방된 영역을 통하여 웨이퍼가 반출되거나 또는 수납된다.
일반적으로, 반도체 처리 공정을 거친 웨이퍼 표면에는 공정 후 발생하는 퓸 (Fume) 이 잔류하고 이에 의해 화학반응 발생되어 반도체 웨이퍼의 생산성을 저하시키는 원인으로 작용한다.
따라서, 웨이퍼 반송실 (3) 은 팬 필터 유닛 (4) 에 의하여 퓸과 같은 분자성 오염 물질, 먼지와 같은 미립자가 제거되도록 동작한다. 또한, 웨이퍼 용기 (1) 은 내부에 수납된 웨이퍼의 오염을 방지하고 내부 습도에 의한 화학 반응의 활성화를 감소시키기 위하여, 내부에 건식 질소 가스와 같은 퍼지 가스 (purge gas) 가 공급 수단을 구비한다. 나아가 웨이퍼의 반출 또는 수납을 위하여 웨이퍼 용기 (1) 의 도어가 오픈된 경우, 웨이퍼 용기 (1) 내부의 퍼지 가스 농도는 일정 수준 유지되도록 제어되고 웨이퍼 용기 내로 유입된 외기는 필터링되도록 동작한다.
하지만, 웨이퍼 용기 (1) 내부로 유입된 외기에 의해 웨이퍼 용기 (1) 내부에 일부 필터링되지 않은 공기가 존재하게 된다. 또한, 웨이퍼 반송실 (3) 의 대기 환경은 미립자가 제어된 청정 공기이기는 하지만 산소, 수분 등이 포함되어 있고, 이러한 공기가 웨이퍼 용기 (1) 의 내부로 유입된다면 웨이퍼의 표면이 외기에 함유된 수분 또는 산소에 의해 산화될 가능성이 있다. 따라서 웨이퍼 반송실 (3) 로부터 웨이퍼 용기 (1) 로 외기가 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있는 수단이 필요하다.
한국 특허 공개 제 10-2009-0013097 호는 이러한 문제점을 해결하기 위한 수단으로서 포드 덮개를 구비하는 덮개 개폐 시스템을 개시한다. 이 선행 문헌에 따르면, 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하기 위한 가스 공급 노즐이 구비되고, 웨이퍼 용기의 개방부를 물리적으로 차단할 수 있는 도어 부재를 제시한다.
이러한 덮개 개폐 시스템에 따르면 이중의 도어 개폐 수단을 구비함으로써 외기를 차단할 수는 있으나, 상하 방향으로 슬라이딩 이동하는 도어 부재를 구비함으로써 로드 포트의 구성이 상당히 복잡해지는 문제가 있다. 그 뿐만 아니라, 도어 부재를 상하로 이동시켜 외기를 차단함에 따라, 웨이퍼의 반출 및 수납에 소요되는 시간이 상당히 증가하게 되고, 이는 반도체의 제조 수율의 감소로 이어지게 되는 문제점이 있다.
1. 한국 특허 공개 제 10-2009-0013097 호 (발명의 명칭 : 닫힘 용기용 덮개 개폐 시스템 및 이를 이용한 기재 처리방법) 2. 한국 실용신안 공개 제 20-2017-0003211 호 (발명의 명칭 : 균일하게 차단되는 에어 커튼이 구비된 유동장 장치)
본 발명은 웨이퍼 반송실로부터 웨이퍼 용기로 외기가 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있는 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 종래의 외기 차단 장치가 효과적으로 외기를 차단하지 못하는 한계점을 극복하기 위하여, 다양한 방향 및 각도로 배치된 멀티 가스 분사 유닛 및 가스 배기 유닛을 포함하여 외기 차단 가스막을 형성하는 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 움직이는 도어 부재를 구비함으로써 로드 포트의 구성이 복잡해지는 문제를 해결하고, 외기를 차단함과 동시에 웨이퍼의 반출 및 수납에 소요되는 시간이 증가하지 않도록 하는 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치는, 내부에 복수의 웨이퍼가 적재되는 웨이퍼 용기의 전면에 설치되어 웨이퍼가 출입하는 출입구에 외기 차단 가스막을 형성하는 외기 차단 장치에 있어서, 상기 출입구의 일측에 배치되고, 복수의 가스 분사구를 포함하여 상기 출입구가 형성하는 개구면과 평행한 가스 분사면을 형성하도록 가스를 분사하는 제1 가스 분사 유닛; 복수의 가스 분사구를 포함하여 상기 출입구가 형성하는 개구면과 기설정된 각도를 이루는 가스 분사면을 형성하도록 가스를 분사하는 제2 가스 분사 유닛; 및 상기 제1 가스 분사 유닛과 마주보는 위치에 배치되어 가스를 흡기하는 가스 배기 유닛을 포함한다.
또한 본 발명의 외기 차단 장치는, 복수의 가스 분사구를 포함하여 상기 출입구가 형성하는 개구면과 평행한 가스 분사면을 형성하되, 상기 제1 가스 분사 유닛으로부터 분사된 가스의 분사 방향과 기설정된 각도를 이루는 방향으로 가스를 분사하는 제3 가스 분사 유닛; 을 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 외기 차단 장치는, 복수의 가스 분사구를 포함하여 상기 출입구가 형성하는 개구면과 평행한 가스 분사면을 형성하되, 상기 제3 가스 분사 유닛으로부터 분사된 가스의 분사 방향과 기설정된 각도를 이루는 방향으로 가스를 분사하는 제4 가스 분사 유닛; 을 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 외기 차단 장치는, 상기 제1 가스 분사 유닛은, 상기 웨이퍼 용기의 외부에서 유동하는 외기의 흐름과 상기 제1 가스 분사 유닛으로부터의 가스 분사 방향이 일치하도록 배치될 수 있다.
또한 본 발명의 외기 차단 장치는, 상기 제2 가스 분사 유닛은, 상기 제1 가스 분사 유닛과 함께 상기 출입구의 일측에 나란히 배치되되, 상기 제1 가스 분사 유닛보다 상기 웨이퍼 용기로부터 바깥측에 배치되어 상기 웨이퍼 용기로부터 멀어지는 방향으로 가스 분사면을 형성하도록 가스를 분사할 수 있다.
또한 본 발명의 외기 차단 장치는, 상기 제1 가스 분사 유닛 및 상기 제2 가스 분사 유닛은, 원통형의 파이프 부재에 복수의 가스 분사구가 형성된 형태일 수 있다.
또한 본 발명의 외기 차단 장치는, 상기 제2 가스 분사 유닛에 형성된 복수의 가스 분사구는, 상기 제1 가스 분사 유닛에 형성된 복수의 가스 분사구와 10도 각도 내지 80도 각도를 이루도록 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 외기 차단 장치는, 복수의 가스 분사구가 형성된 방향과 반대 방향에서 상기 제1 가스 분사 유닛 및 상기 제2 가스 분사 유닛을 덮도록 배치되고, 상기 제1 가스 분사 유닛 및 상기 제2 가스 분사 유닛의 부근에서의 외기의 흐름을 차단하도록 길게 연장되어 형성되는 차단 부재; 를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 외기 차단 장치는, 상기 차단 부재의 단부는, 상기 제1 가스 분사 유닛 및 상기 제2 가스 분사 유닛으로부터 분사되는 가스의 분사 방향 측으로 휘어진 곡면을 갖도록 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 외기 차단 장치는, 상기 제1 가스 분사 유닛 및 상기 제2 가스 분사 유닛은 상기 출입구의 상부에 배치되어, 상기 출입구의 상부로부터 하부로 분사되는 가스 흐름을 형성하고, 상기 제3 가스 분사 유닛은, 상기 출입구의 일 측부에 배치되어, 상기 제1 가스 분사 유닛으로부터 분사된 가스의 분사 방향과 수직한 방향으로 분사되는 가스 흐름을 형성하고, 상기 제4 가스 분사 유닛은, 상기 출입구의 타 측부에 배치되어, 상기 제3 가스 분사 유닛으로부터 분사된 가스의 분사 방향과 수평한 방향으로 분사되는 가스 흐름을 형성할 수 있다.
또한 본 발명의 외기 차단 장치는, 상기 제3 가스 분사 유닛에 형성된 복수의 가스 분사구와 상기 제4 가스 분사 유닛에 형성된 복수의 가스 분사구는, 각각의 가스 분사구로부터 분사된 가스가 서로 밀어내지 않게 서로 어긋나게 위치될 수 있다.
또한 본 발명의 외기 차단 장치는, 상기 가스 배기 유닛은, 가스를 흡기하는 흡입구와, 상기 흡입구로부터 유입된 가스를 배출하는 배출관과, 상기 흡입구로부터의 가스 유입 속도를 조절하는 조절 수단을 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 반도체 장치는, 내부에 복수의 기판이 적재되는 적재공간이 형성된 웨이퍼 용기; 상기 웨이퍼 용기와 반도체 공정에 의해 웨이퍼가 처리되는 처리 공간의 사이에 형성되고, 팬 필터 유닛에 의해 청정한 공기의 흐름이 유지되는 웨이퍼 반송실; 및 상기 웨이퍼 용기 및 상기 웨이퍼 반송실의 사이에서 상기 웨이퍼 용기의 전면에 설치되어, 웨이퍼가 출입하는 출입구에 외기 차단 가스막을 형성하는 상기 제1 항 내지 상기 제13 항 중 어느 한 항에 따른 외기 차단 장치; 를 포함한다.
본 발명의 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치에 따르면, 다양한 방향 및 각도로 배치된 멀티 가스 분사 유닛을 포함하여 높은 밀도의 외기 차단 가스막을 형성하면서도 입체적인 외기 차단 가스막을 형성하여 웨이퍼 용기로 외기가 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.
또한 본 발명의 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치에 따르면, 가스 분사 유닛에 대응되는 위치에 가스 배기 유닛을 구비함으로써 웨이퍼 반송실의 공기의 흐름에 따른 간섭을 줄이고 외기 차단 가스막을 형성하는 가스의 흐름을 조절할 수 있다.
또한 본 발명의 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치에 따르면, 종래의 복잡한 로드 포트를 구비함으로써 웨이퍼의 반출 및 수납에 소요되는 시간이 증가하는 문제를 해결하고, 외기를 효과적으로 차단함과 동시에 반도체 제조 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 EFEM을 포함하는 일반적인 반도체 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외기 차단 장치가 장착된 EFEM을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 외기 차단 장치의 멀티 가스 분사 유닛을 도시하는 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 3의 외기 차단 장치의 상부 구조를 확대하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치가 웨이퍼 용기로의 외기를 차단하는 방식을 구체적으로 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 도 3에 따른 외기 차단 장치에 의해 형성된 외기 차단 가스막을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치에 대하여 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외기 차단 장치가 장착된 EFEM을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 외기 차단 장치의 멀티 가스 분사 유닛을 도시하는 개략적인 사시도이고, 도 4는 도 3의 외기 차단 장치의 상부 구조를 확대하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 반도체 장치는 외기 차단 장치 (100) 가 장착된 EFEM (Equipment Front End Module) 을 포함한다.
본 발명의 외기 차단 장치 (100) 는 웨이퍼 용기 (10) 와 웨이퍼 반송실 (20) 의 사이에서 웨이퍼 용기 (10) 의 전면에 설치되어, 웨이퍼가 출입하는 출입구에 외기 차단 가스막 (또는, 에어 커튼) 을 형성한다.
웨이퍼 용기 (10) 는 내부에 복수의 기판이 적재되는 적재공간이 형성되고, 도어가 개방되며 웨이퍼가 반출되도록 하거나 또는 수납되도록 한다. 예컨대 웨이퍼 용기 (10) 는 개구 통합형 포드 (Front-Opening Unified Pod ; FOUP) 일 수 있다.
웨이퍼 반송실 (20) 은 웨이퍼 용기 (10) 와 반도체 공정에 의해 웨이퍼가 처리되는 처리 공간 (미도시) 의 사이에 형성되는 공간이다. 웨이퍼 반송실 (20) 은 웨이퍼를 하나의 처리 공간에서 다른 처리 공간으로 이송시키는 동안 웨이퍼에 이물질이나 오염 물질이 부착되는 것을 최소화하기 위하여 청정한 공간으로 유지된다. 웨이퍼 반송실 (20) 은 팬 필터 유닛 (21) 을 포함하여, 퓸과 같은 분자성 오염 물질, 먼지와 같은 미립자가 제거함으로써 웨이퍼 반송실 (20) 내의 공기를 청정하게 유지한다. 통상 웨이퍼 반송실 (20) 내의 공기의 흐름 (F) 은 팬 필터 유닛 (21) 이 설치된 상부에서 하부로 형성된다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 외기 차단 장치 (100) 는 제1 가스 분사 유닛 (110), 제2 가스 분사 유닛 (120), 제3 가스 분사 유닛 (130), 제4 가스 분사 유닛 (140) 및 가스 배기 유닛 (150) 을 포함한다.
본 발명의 외기 차단 장치 (100) 는 제1 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 으로부터 압축 가스를 분사시키고, 가스 배기 유닛 (150) 으로 분사된 가스를 흡기하여 웨이퍼가 출입하는 출입구 (E) 에 가스 유막을 만든다. 즉, 외기 차단 장치 (100) 는 제1 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 및 가스 배기 유닛 (150) 을 포함하여 웨이퍼 용기 (10) 의 외부와 내부를 차단하는 외기 차단 가스막을 형성한다.
제 1 가스 분사 유닛 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 은 원통형의 파이프 부재에 복수의 가스 분사구 (111, 121, 131, 141) 가 형성된 형태일 수 있다. 예컨대, 제 1 가스 분사 유닛 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 은 서스 (SUS) 소재의 중공의 파이프로 형성될 수 있다. 다만 제 1 가스 분사 유닛 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 플라스틱 소재의 관으로 형성될 수도 있고, 그 밖의 공지된 소재로 형성된 것일 수도 있다.
이러한 제 1 가스 분사 유닛 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 은 압축 가스를 분출시키는 복수의 가스 분사구 (111, 121, 131, 141) 를 포함한다. 이때 분사되는 가스는 웨이퍼의 오염을 방지하고 습기에 의한 화학 반응을 차단하기 위하여 건식 질소 가스와 같은 불활성 가스가 사용될 수 있다.
제1 가스 분사 유닛 (110) 은 출입구 (E) 의 일측에 배치된다.
제1 가스 분사 유닛 (110) 은 웨이퍼 용기 (10) 의 외부에서 유동하는 외기의 흐름 (F) 과 제1 가스 분사 유닛 (110) 으로부터의 분사된 가스의 분사 방향이 일치하도록 배치될 수 있다.
예컨대 도 2에 도시된 바와 같이 웨이퍼 용기 (10) 외부의 외기의 흐름 (F) 이 팬 필터 유닛 (21) 에 의해 형성된 웨이퍼 반송실 (20) 의 하강 기류 (down flow) 인 경우, 제1 가스 분사 유닛 (110) 은 출입구 (E) 의 상부에 배치되어 출입구 (E) 의 상부로부터 하부로 분사되는 가스 (G1) 의 흐름을 형성할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 도시된 바와 같이, 제1 가스 분사 유닛 (110) 은 어레이 구조로 복수의 열로 형성될 수 있다. 즉 제1 가스 분사 유닛 (110) 의 복수의 파이프 부재가 평행하게 배치될 수 있다. 도 3 및 도 4는 제1 가스 분사 유닛 (110) 이 두 줄의 파이프 부재로 형성된 것을 예시하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 한 줄의 파이프 부재 또는 그 이상의 복수의 파이프 부재로 형성될 수 있음은 물론이다. 제1 가스 분사 유닛 (110) 은 복수의 가스 분사구 (111) 를 포함한다.
제1 가스 분사 유닛 (110) 의 복수의 가스 분사구 (111) 는 출입구 (E) 가 형성하는 개구면과 평행한 가스 분사면을 형성하도록 가스 (G1) 를 분사한다. 도 2 및 도 3를 참조하면, 웨이퍼 용기 (10) 가 전면으로 개방되어 출입구 (E) 가 형성하는 개구면이 전면을 향한다. 이때 제1 가스 분사 유닛 (110) 은 출입구 (E) 가 형성하는 개구면과 평행한 가스 분사면을 형성하도록 출입구 (E) 의 상부로부터 하부로 즉, 중력 방향으로 가스 (G1) 를 분사할 수 있다.
제2 가스 분사 유닛 (120) 은 출입구 (E) 의 일측에 배치된다.
제2 가스 분사 유닛 (120) 은 제1 가스 분사 유닛 (110) 과 함께 출입구 (E) 의 일측에 나란히 배치될 수 있다.
제2 가스 분사 유닛 (120) 은 복수의 가스 분사구 (121) 를 포함하고, 가스 분사구 (121) 는 어레이 구조로 복수의 열로 형성될 수 있다.
제2 가스 분사 유닛 (120) 은 출입구 (E) 가 형성하는 개구면과 기설정된 각도를 이루는 가스 분사면을 형성하도록 가스 (G2) 를 분사한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제2 가스 분사 유닛 (120) 은 제1 가스 분사 유닛 (110) 보다 웨이퍼 용기 (10) 로부터 바깥측에 배치되어, 웨이퍼 용기 (10) 로부터 멀어지는 방향으로 가스 분사면을 형성하도록 가스 (G2) 를 분사할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 도시된 바와 같이, 제2 가스 분사 유닛 (120) 은 제1 가스 분사 유닛 (110) 과 같이, 어레이 구조로 복수의 열로 형성될 수 있다. 즉 복수의 파이프 부재가 평행하게 배치될 수 있다. 도 3 및 도 4는 제2 가스 분사 유닛 (120) 이 두 줄의 파이프 부재로 형성된 것을 예시하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 한 줄의 파이프 부재 또는 그 이상의 복수의 파이프 부재로 형성될 수 있음은 물론이다.
제1 가스 분사 유닛 (110) 및 제2 가스 분사 유닛 (120) 은 조절부 (미도시) 에 의해 그 배치 각도가 조절될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제2 가스 분사 유닛 (120) 에 형성된 복수의 가스 분사구 (121) 는 제1 가스 분사 유닛 (110) 에 형성된 복수의 가스 분사구 (111) 와 기설정된 각도를 이루도록 배치된다. 제1 가스 분사 유닛 (110) 의 가스 분사구 (111) 가 하측을 향하도록 배치되고, 제2 가스 분사 유닛 (120) 의 가스 분사구 (121) 가 제1 가스 분사 유닛 (110) 의 가스 분사구 (111) 와 기설정된 각도를 이루도록 제2 가스 분사 유닛 (120) 조절부의 동작에 의해 기설정된 각도를 이루도록 배치될 수 있다.
이때, 제1 가스 분사 유닛 (110) 은 하측을 향하도록 고정되고, 제2 가스 분사 유닛 (120) 은 조절부에 의해 제2 가스 분사구 (121) 가 제1 가스 분사구 (111) 와 기설정된 각도를 이루도록 회동 조작될 수 있다.
제2 가스 분사 유닛 (120) 은 웨이퍼 반송실 (20) 의 외기 (F) 의 흐름 즉, 팬 필터 유닛 (21) 에 의해 하강 기류의 세기에 의해 그 각도가 조절될 수 있다. 팬 필터 유닛 (21) 의 팬 속도가 높을 때 (즉, 웨이퍼 반송실 (20) 의 외기 (F) 의 세기가 셀 때) 제1 가스 분사구 (111) 및 제2 가스 분사구 (121) 로부터 분사된 가스들이 이루는 각도가 커지고, 팬 필터 유닛 (21) 의 팬 속도가 낮을 때 (즉, 웨이퍼 반송실 (20) 의 외기 (F) 의 세기가 약할 때) 제1 가스 분사구 (111) 및 제2 가스 분사구 (121) 로부터 분사된 가스들이 이루는 각도가 작아지도록 제2 가스 분사 유닛 (120) 의 배치가 조절될 수 있다.
한편, 제1 가스 분사 유닛 (110) 및 제2 가스 분사 유닛 (120) 은 본 발명의 외기 차단 장치 (100) 가 동작하는 과정에서 가변적으로 조절될 수 있도록 형성될 수도 있고, 팬 필터 유닛 (21) 등 각 구성의 설계 사양에 따라 기설정된 각도로 고정된 상태를 유지하도록 형성될 수 있음은 물론이다.
나아가 제1 가스 분사 유닛 (110) 및 제2 가스 분사 유닛 (120) 의 조절부 (미도시) 에 의해 제1 가스 분사구 (111) 및 제2 가스 분사구 (121) 로부터 분사되는 가스의 분사 압력 (또는 속도) 가 조절될 수 있다.
제1 가스 분사구 (111) 및 제2 가스 분사구 (121) 로부터 분사되는 가스의 분사 압력 (또는 속도) 역시, 웨이퍼 반송실 (20) 의 외기 (F) 의 흐름 즉, 팬 필터 유닛 (21) 에 의해 하강 기류의 세기에 의해 그 정도가 조절될 수 있다.
팬 필터 유닛 (21) 의 팬 속도가 높을 때 (즉, 웨이퍼 반송실 (20) 의 외기 (F) 의 세기가 셀 때) 제1 가스 분사구 (111) 및 제2 가스 분사구 (121) 로부터 분사되는 가스의 압력이 크도록 (또는 속도가 빠르고), 팬 필터 유닛 (21) 의 팬 속도가 낮을 때 (즉, 웨이퍼 반송실 (20) 의 외기 (F) 의 세기가 약할 때) 제1 가스 분사구 (111) 및 제2 가스 분사구 (121) 로부터 분사되는 가스의 압력이 작도록 (또는 속도가 느리도록) 조절될 수 있다. 이러한 가스의 압력 또는 속도의 조절에 의해, 분사되는 가스의 낭비를 막을 수 있는 이점이 있다.
이러한 조절부는 제1 가스 분사 유닛 (110) 및 제2 가스 분사 유닛 (120) 의 양 단부에 형성될 수도 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 가스 분사 유닛 (110) 및 제2 가스 분사 유닛 (120) 과 연결되어 제1 가스 분사 유닛 (110) 및 제2 가스 분사 유닛 (120) 의 배치 각도 및 제1 가스 분사 유닛 (110) 및 제2 가스 분사 유닛 (120) 로부터 분사되는 가스의 압력을 조절할 수 있다면 본 발명의 외기 차단 장치 (100) 의 임의의 지점에 형성될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 외기 차단 장치 (100) 는 상술한 제1 가스 분사 유닛 (110) 및 제2 가스 분사 유닛 (120) 을 포함하여, 종래의 외기 차단 가스막에 비하여 입체적인 외기 차단 가스막을 형성할 수 있다. 즉 본 발명의 외기 차단 장치 (100) 는 출입구 (E) 가 형성하는 개구면과 평행한 가스 분사면과 출입구 (E) 가 형성하는 개구면과 기설정된 각도를 이루는 가스 분사면을 중첩하여 형성함으로써 보다 입체적인 외기 차단 가스막을 형성할 수 있다.
외기 차단 가스막은 물리적인 차단막이 아니라, 공기 또는 가스의 흐름을 지속적으로 형성하여 다른 공기의 흐름을 차단하는 방식이므로, 본 발명의 외기 차단 장치 (100) 는 보다 입체적인 (혹은 두꺼운) 외기 차단 가스막을 형성함으로써 외기 차단 가스막의 차단 효과를 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명의 외기 차단 장치 (100) 는 웨이퍼 용기 (10) 로부터 멀어지는 방향으로 가스 (G2) 를 분사하는 제2 가스 분사 유닛 (120) 을 포함하여, 웨이퍼 반송실 (20) 에 형성된 외기 (F) 즉, 하강 기류를 효과적으로 차단할 수 있다. 이를 위하여 제2 가스 분사 유닛 (120) 에 형성된 복수의 가스 분사구 (121) 는 제1 가스 분사 유닛 (110) 에 형성된 복수의 가스 분사구 (111) 와 기설정된 각도를 이루도록 배치될 수 있다. 제2 가스 분사 유닛 (120) 을 통한 외기 (F) 차단 효과에 대해서는 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.
제3 가스 분사 유닛 (130) 은 출입구 (E) 의 일측에 배치된다.
제3 가스 분사 유닛 (130) 은 제1 가스 분사 유닛 (110) 으로부터 분사된 가스의 분사 방향과 기설정된 각도를 이루는 방향으로 가스를 분사하도록 배치될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제3 가스 분사 유닛 (130) 은 출입구 (E) 의 측부에 배치되어, 제1 가스 분사 유닛 (110) 으로부터 분사된 가스 (G1) 의 분사 방향과 수직한 방향으로 가스 (G3) 를 분사할 수 있다.
제3 가스 분사 유닛 (130) 은 복수의 가스 분사구 (131) 를 포함한다. 제3 가스 분사 유닛 (130) 의 복수의 가스 분사구 (131) 는 출입구 (E) 가 형성하는 개구면과 평행한 가스 분사면을 형성하도록 가스 (G3) 를 분사할 수 있다.
제4 가스 분사 유닛 (140) 은 출입구 (E) 의 일측에 배치된다.
제4 가스 분사 유닛 (140) 은 제3 가스 분사 유닛 (130) 으로부터 분사된 가스의 분사 방향과 기설정된 각도를 이루는 방향으로 가스를 분사하도록 배치될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제4 가스 분사 유닛 (140) 은 출입구 (E) 의 타측부에 배치되어, 제3 가스 분사 유닛 (130) 으로부터 분사된 가스 (G3) 의 분사 방향과 수평한 방향으로 가스 (G4) 를 분사할 수 있다. 제4 가스 분사 유닛 (140) 은 제3 가스 분사 유닛 (130) 과 대칭되게 배치되어, 제1 가스 분사 유닛 (110) 으로부터 분사된 가스 (G1) 의 분사 방향과 수직한 방향으로 가스 (G4) 를 분사할 수 있다.
제4 가스 분사 유닛 (140) 은 복수의 가스 분사구 (141) 를 포함한다. 제4 가스 분사 유닛 (140) 의 복수의 가스 분사구 (141) 는 출입구 (E) 가 형성하는 개구면과 평행한 가스 분사면을 형성하도록 가스 (G3) 를 분사할 수 있다.
가스 배기 유닛 (150) 은 제1 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 으로부터 분사된 가스를 흡기하여, 분사된 가스의 흐름이 가스 유막을 만들 수 있도록 한다.
제1 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 으로부터 분사된 가스는 직분사 형태이나, 외기 (F) 의 흐름 또는 각각의 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 으로부터 분사된 가스들의 간섭 작용에 의하여 원하는 외기 차단 가스막의 차단 효과가 달성되지 않을 수 있다. 이에, 본 발명의 외기 차단 장치 (100) 는 가스 배기 유닛 (150) 을 포함하여 제1 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 으로부터 분사된 가스의 기류를 유도한다. 달리 말해 가스 배기 유닛 (150) 은 제1 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 으로부터 분사된 가스의 직진성을 보정할 수 있다.
이러한 가스 배기 유닛 (150) 은 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 가스 분사 유닛 (110) 과 마주보는 위치에 배치될 수 있다.
가스 배기 유닛 (150) 은 가스를 흡기하는 흡입구 (151) 와, 흡입구 (151) 로부터 유입된 가스를 배출하는 배출관 (152) 과, 흡입구 (151) 로부터의 가스 유입 속도를 조절하는 배기 조절 수단 (153) 을 포함할 수 있다.
가스 배기 유닛 (150) 은 배기 조절 수단 (153) 을 통하여, 제1 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 으로부터 분사되는 가스의 분사 속도에 대응되도록 가스 유입 속도를 조절할 수 있다. 배기 속도 (또는 배기량) 조절을 통하여 제1 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 으로부터 분사된 가스의 직진성을 보정할 수 있다.
배기 조절 수단 (153) 은 웨이퍼 반송실 (20) 의 외기 (F) 의 흐름 즉, 팬 필터 유닛 (21) 에 의해 하강 기류의 세기 및 제1 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 으로부터 분사되는 가스의 분사 속도에 의해 흡입구 (151) 로부터의 가스 유입 속도를 조절한다.
팬 필터 유닛 (21) 의 팬 속도가 높거나 (즉, 웨이퍼 반송실 (20) 의 외기 (F) 의 세기가 세거나) 또는 제1 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 으로부터 분사되는 가스의 분사 압력 또는 속도가 클 때, 배기 조절 수단 (153) 은 흡입구 (151) 로부터의 가스 유입 속도가 크도록 제어한다. 반대로, 팬 필터 유닛 (21) 의 팬 속도가 낮거나 (즉, 웨이퍼 반송실 (20) 의 외기 (F) 의 세기가 약하거나) 또는 제1 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 으로부터 분사되는 가스의 분사 압력 또는 속도가 작을 때, 배기 조절 수단 (153) 은 흡입구 (151) 로부터의 가스 유입 속도가 작도록 제어한다.
다시 말해 배기 조절 수단 (153) 이 제1 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 으로부터 분사되는 가스의 분사 속도에 대응되도록 가스 유입 속도를 조절함으로써, 제1 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 으로부터 분사된 가스의 직진성을 보정할 수 있다. 이로써 제1 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 에 의해 형성된 가스 차단막의 막밀도가 외기의 차단 효과를 가지도록 균일하게 유지될 수 있다.
한편, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 외기 차단 장치 (100) 는 차단 부재 (160) 를 더 포함한다.
차단 부재 (160) 는 제1 가스 분사 유닛 (110) 및 제2 가스 분사 유닛 (120) 의 부근에서의 외기의 흐름을 차단하도록 배치될 수 있다.
예컨대 도 2에 도시된 바와 같이 웨이퍼 용기 (10) 외부의 외기의 흐름 (F) 이 팬 필터 유닛 (21) 에 의해 형성된 웨이퍼 반송실 (20) 의 하강 기류인 경우, 차단 부재 (160) 는 복수의 가스 분사구 (111, 121) 가 형성된 방향과 반대 방향에서 제1 가스 분사 유닛 (110) 및 제2 가스 분사 유닛 (120) 을 덮도록 배치될 수 있다.
차단 부재 (160) 를 통한 외기 (F) 차단 효과에 대해서는 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치가 웨이퍼 용기로의 외기를 차단하는 방식을 구체적으로 설명하기 위한 개념도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 외기 차단 장치 (100) 는 웨이퍼 용기 (10) 의 전면에 설치되어, 웨이퍼 반송실 (20) 의 외기 (F) 가 웨이퍼 용기 (10) 이 내부로 유입되지 않도록 외기 (F) 를 차단하는 역할을 할 수 있다.
일반적으로 웨이퍼 반송실 (20) 의 외기 (F) 의 흐름은 상부에 배치된 팬 필터 유닛 (21) 에 의해 하강 기류이다.
상술한 외기 차단 장치 (100) 의 제1 가스 분사 유닛 (110) 및 제2 가스 분사 유닛 (120) 은 출입구 (E) 의 상부에 배치되고, 차단 부재 (160) 는 제1 가스 분사 유닛 (110) 및 제2 가스 분사 유닛 (120) 덮도록 제1 가스 분사 유닛 (110) 및 제2 가스 분사 유닛 (120) 의 상부에 배치된다.
웨이퍼 용기 (10) 는 EFEM의 외부에서 스테이지 (12) 에 놓인 상태로 EFEM에 접한 도어 (11) 가 개방됨으로써 웨이퍼가 반출 또는 수납될 수 있도록 설치된다.
웨이퍼 용기 (10) 의 도어 (11) 가 개방되는 시점에 본 발명의 외기 차단 장치 (100) 가 동작하여, 웨이퍼 반송실 (20) 의 외기 (F) 가 웨이퍼 용기 (10) 의 내부로 유입되지 않게 한다.
이때, 제2 가스 분사 유닛 (120) 은 출입구 (E) 가 형성하는 개구면과 기설정된 각도를 이루는 가스 분사면을 형성하도록 가스 (G2) 를 분사한다. 다시 말해 웨이퍼 용기 (10) 로부터 멀어지는 방향으로 가스 분사면을 형성하도록 가스 (G2) 를 분사한다. 이때 웨이퍼 용기 (10) 의 부근의 외기 (F) 의 하강 기류를 제2 가스 분사 유닛 (120) 으로부터 분사된 가스 (G2) 가 밀어냄으로써, 외기 (F) 가 웨이퍼 용기 (10) 의 내부로 유입되지 않게 한다.
나아가, 차단 부재 (160) 의 단부 (161) 는 제2 가스 분사 유닛 (120) 으로부터 분사되는 가스 (G2) 의 분사 방향 측으로 휘어진 곡면을 갖도록 형성된다. 즉, 차단 부재 (160) 의 단부 (161) 는 하향지게 곡률을 갖도록 형성된다.
이러한 단부 (161) 는 제2 가스 분사 유닛 (120) 으로부터 분사되는 가스 (G2) 가 보다 직진성 있게 분사될 수 있도록 제2 가스 분사 유닛 (120) 의 부근의 외기 (F) 를 물리적으로 차단한다. 이로써 제2 가스 분사 유닛 (120) 으로부터 분사되는 가스 (G2) 가 웨이퍼 용기 (10) 의 부근의 외기 (F) 의 하강 기류를 보다 효과적으로 밀어낼 수 있도록 한다. 이러한 제2 가스 분사 유닛 (120) 및 차단 부재 (160) 를 통하여, 외기 (F) 의 웨이퍼 용기 (10) 내부로의 유입을 효과적으로 차단할 수 있다.
이때 제2 가스 분사 유닛 (120) 에 형성된 복수의 가스 분사구 (121) 는 제1 가스 분사 유닛 (110) 에 형성된 복수의 가스 분사구 (111) 와 기설정된 각도 (θ) 를 이루도록 배치된다. 제2 가스 분사 유닛 (120) 의 가스 분사구 (121) 는 제1 가스 분사 유닛 (110) 의 가스 분사구 (111) 와 10도 각도 내지 80도 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는 제2 가스 분사 유닛 (120) 의 가스 분사구 (121) 는 제1 가스 분사 유닛 (110) 의 가스 분사구 (111) 와 30도 각도 내지 70도 각도를 이루도록 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제2 가스 분사 유닛 (120) 의 가스 분사구 (121) 가 배치되는 각도는 웨이퍼 반송실 (20) 의 외기 (F) 의 흐름 즉, 팬 필터 유닛 (21) 에 의해 하강 기류의 세기에 의해 그 정도가 조절될 수 있다. 또한 전술한 바와 같이, 제2 가스 분사 유닛 (120) 의 가스 분사구 (121) 가 기설정된 각도로 고정된 상태로 배치되도록 형성될 수 도 있고, 상기 각도 범위 내에서 제2 가스 분사 유닛 (120) 이 조절 가능하도록 유동적으로 형성될 수 도 있다.
도 6은 도 3에 따른 외기 차단 장치에 의해 형성된 외기 차단 가스막을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6을 참조하면, 제1 가스 분사 유닛 (110) 의 가스 분사구 (111) 로부터 분사된 가스 (G1) 은 출입구 (E) 의 상부로부터 하부로 분사되고, 제3 가스 분사 유닛 (130) 의 가스 분사구 (131) 로부터 분사된 가스 (G3) 은 출입구 (E) 의 일측부로부터 타측부로 분사되며, 제4 가스 분사 유닛 (140) 의 가스 분사구 (141) 로부터 분사된 가스 (G4) 은 출입구 (E) 의 타측부로부터 일측부로 분사된다. 이때 가스 배기 유닛 (150) 은 제1 가스 분사 유닛 (110) 과 마주보는 위치에 배치되어 분사된 가스를 흡기한다.
제3 가스 분사 유닛 (130) 은 제1 가스 분사 유닛 (110) 으로부터 분사된 가스 (G1) 의 분사 방향과 수직한 방향으로 분사되는 가스 (G3) 흐름을 형성하고, 제4 가스 분사 유닛 (140) 은 제3 가스 분사 유닛 (130) 으로부터 분사된 가스 (G3) 의 분사 방향과 수평한 방향으로 분사되는 가스 (G4) 흐름을 형성한다.
제1 가스 분사 유닛 (110), 제3 가스 분사 유닛 (130) 및 제4 가스 분사 유닛 (140) 은 웨이퍼 용기 (10) 의 전면에서 그물망 (mesh) 형상의 외기 차단 가스막을 형성할 수 있다. 본 발명의 외기 차단 장치 (100) 에 의해 형성된 그물망 (mesh) 형상의 외기 차단 가스막은 종래의 상하 구조의 외기 차단 가스막에 비하여 웨이퍼 용기 (10) 의 외기 차단 효과를 현저히 향상시킬 수 있다.
이때, 제3 가스 분사 유닛 (130) 에 형성된 복수의 가스 분사구 (131) 와 제4 가스 분사 유닛 (140) 에 형성된 복수의 가스 분사구 (141) 는 각각의 가스 분사구 (131, 141) 로부터 분사된 가스 (G3, G4) 가 서로 밀어내지 않도록 하기 위하여, 서로 어긋나게 위치되는 것이 바람직하다. 이와 달리 각각의 가스 분사구 (131, 141) 가 대응되도록 형성되되, 각각의 가스 분사구 (131, 141) 로부터 분사되는 가스가 서로 번갈아 가며 분사되도록 동작될 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 외기 차단 장치 (100) 는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 달리, 다양한 방향 및 각도로 배치된 멀티 가스 분사 유닛을 포함할 수 도 있다.
예컨대, 제1 가스 분사 유닛은 출입구의 상부에 배치되어 출입구의 상부로부터 하부로 분사되는 가스의 흐름을 형성하고, 제2 가스 분사 유닛은 제1 가스 분사 유닛과 함께 출입구의 일측에 나란히 배치되어 출입구가 형성하는 개구면과 기설정된 각도를 이루는 가스 분사면을 형성하도록 가스를 분사할 수 있다. 나아가, 제3 가스 분사 유닛은 출입구의 하부에 배치되어 출입구의 하부로부터 상부로 분사되는 가스의 흐름을 형성할 수 있다. 즉, 제3 가스 분사 유닛이 출입구의 하부에 배치되어, 제1 가스 분사 유닛으로부터 분사된 가스의 분사 방향과 수평한 방향으로 가스를 분사할 수 있다.
이때 가스 배기 유닛은 제1 가스 분사 유닛과 마주보는 위치에 배치되어 분사된 가스를 흡기할 수 있다.
이러한 실시예에 따른 외기 차단 장치는, 웨이퍼 용기의 전면에서 보다 밀도 높은 상하 구조의 외기 차단 가스막을 형성할 수 있다. 본 발명의 외기 차단 장치에 의해 형성된 밀도 높은 상하 구조의 외기 차단 가스막은 종래의 상하 구조의 외기 차단 가스막에 비하여 하부에서 상부로 분사되는 가스 흐름을 더 형성함으로써 웨이퍼 용기의 외기 차단 효과를 현저히 향상시킬 수 있다.
첨부된 도면을 참고로 하여 그물망 형상의 외기 차단 가스막 구조의 외기 차단 가스막에 대하여 설명하였지만, 이러한 형상에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 외기 차단 장치는 제1 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 에 더하여 추가적인 가스 분사 유닛을 더 포함하여 구성될 수도 있고, 제1 내지 제4 가스 분사 유닛 (110, 120, 130, 140) 의 상술한 배치 이외에도 다양한 변형 예에 따라 가스 분사 유닛이 배치될 수 있음은 물론이다. 에컨대, 제1 가스 분사 유닛 (110) 및 제2 가스 분사 유닛 (120) 이 출입구 (E) 의 상부에 배치되고, 제3 가스 분사 유닛 (130) 및 제4 가스 분사 유닛 (140) 이 제1 가스 분사 유닛 (110) 을 기준으로 120도 각도를 이루도록 좌우 대칭으로 배치될 수도 있다.
또한 추가적인 가스 분사 유닛을 더 포함하여, 제2 가스 분사 유닛 (120) 과 같이 출입구 (E) 가 형성하는 개구면과 기설정된 각도를 이루는 가스 분사면을 추가로 형성하도록 할 수도 있다.
상술한 본 발명의 외기 차단 장치 (100) 및 이를 포함하는 반도체 장치에 따르면, 다양한 방향 및 각도로 배치된 멀티 가스 분사 유닛을 포함하여 높은 밀도의 외기 차단 가스막을 형성하면서도 입체적인 외기 차단 가스막을 형성할 수 있다. 이로써 본 발명의 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치는 웨이퍼 용기로 외기가 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.
또한 본 발명의 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치에 따르면, 가스 분사 유닛에 대응되는 위치에 가스 배기 유닛을 구비함으로써 웨이퍼 반송실의 공기의 흐름에 따른 간섭을 줄이고 외기 차단 가스막을 형성하는 가스의 흐름을 조절할 수 있다.
또한 본 발명의 외기 차단 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치에 따르면, 종래의 복잡한 로드 포트를 구비함으로써 웨이퍼의 반출 및 수납에 소요되는 시간이 증가하는 문제를 해결하고, 외기를 효과적으로 차단함과 동시에 반도체 제조 수율을 향상시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 … 외기 차단 장치
110 … 제1 가스 분사 유닛
111 … 가스 분사구
120 … 제2 가스 분사 유닛
121 … 가스 분사구
130 … 제3 가스 분사 유닛
131 … 가스 분사구
140 … 제4 가스 분사 유닛
141 … 가스 분사구
150 … 가스 배기 유닛
151 … 흡입구
152 … 배출관
153 … 배기 조절 수단
160 … 차단 부재
161 … 단부
E … 출입구
G1 ~ G4 … 분사된 가스의 흐름
10 … 웨이퍼 용기
11 … 도어
12 … 스테이지
20 … 웨이퍼 반송실
21 … 팬 필터 유닛
F … 외기의 흐름

Claims (13)

  1. 웨이퍼 용기의 전면에 설치되어 웨이퍼가 출입하는 출입구에 외기 차단 가스막을 형성하는 외기 차단 장치에 있어서,
    상기 출입구의 일측에 배치되고, 복수의 가스 분사구를 포함하여 상기 출입구가 형성하는 개구면과 평행한 가스 분사면을 형성하도록 가스를 분사하는 제1 가스 분사 유닛;
    복수의 가스 분사구를 포함하여 상기 출입구가 형성하는 개구면과 기설정된 각도를 이루는 가스 분사면을 형성하도록 가스를 분사하는 제2 가스 분사 유닛; 및
    상기 제1 가스 분사 유닛과 마주보는 위치에 배치되어 가스를 흡기하는 가스 배기 유닛을 포함하고,
    상기 제2 가스 분사 유닛은 상기 제1 가스 분사 유닛과 중첩되게 배치되고, 외기의 하강 기류의 세기에 기초하여 상기 제1 가스 분사 유닛과 이루는 각도가 조절되도록 회동 가능하게 구성되고, 분사되는 가스의 압력이 조절되는, 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    복수의 가스 분사구를 포함하여 상기 출입구가 형성하는 개구면과 평행한 가스 분사면을 형성하되, 상기 제1 가스 분사 유닛으로부터 분사된 가스의 분사 방향과 기설정된 각도를 이루는 방향으로 가스를 분사하는 제3 가스 분사 유닛; 을 더 포함하는, 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    복수의 가스 분사구를 포함하여 상기 출입구가 형성하는 개구면과 평행한 가스 분사면을 형성하되, 상기 제3 가스 분사 유닛으로부터 분사된 가스의 분사 방향과 기설정된 각도를 이루는 방향으로 가스를 분사하는 제4 가스 분사 유닛; 을 더 포함하는, 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가스 분사 유닛은,
    상기 웨이퍼 용기의 외부에서 유동하는 외기의 흐름과 상기 제1 가스 분사 유닛으로부터의 가스 분사 방향이 일치하도록 배치되는, 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 가스 분사 유닛은,
    상기 제1 가스 분사 유닛과 함께 상기 출입구의 일측에 나란히 배치되되, 상기 제1 가스 분사 유닛보다 상기 웨이퍼 용기로부터 바깥측에 배치되어 상기 웨이퍼 용기로부터 멀어지는 방향으로 가스 분사면을 형성하도록 가스를 분사하는, 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 가스 분사 유닛 및 상기 제2 가스 분사 유닛은,
    원통형의 파이프 부재에 복수의 가스 분사구가 형성된 형태인, 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 가스 분사 유닛에 형성된 복수의 가스 분사구는,
    상기 제1 가스 분사 유닛에 형성된 복수의 가스 분사구와 10도 각도 내지 80도 각도를 이루도록 형성되는, 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    복수의 가스 분사구가 형성된 방향과 반대 방향에서 상기 제1 가스 분사 유닛 및 상기 제2 가스 분사 유닛을 덮도록 배치되고, 상기 제1 가스 분사 유닛 및 상기 제2 가스 분사 유닛의 부근에서의 외기의 흐름을 차단하도록 길게 연장되어 형성되는 차단 부재; 를 더 포함하는, 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 차단 부재의 단부는,
    상기 제1 가스 분사 유닛 및 상기 제2 가스 분사 유닛으로부터 분사되는 가스의 분사 방향 측으로 휘어진 곡면을 갖도록 형성되는, 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치.
  10. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 가스 분사 유닛 및 상기 제2 가스 분사 유닛은 상기 출입구의 상부에 배치되어, 상기 출입구의 상부로부터 하부로 분사되는 가스 흐름을 형성하고,
    상기 제3 가스 분사 유닛은, 상기 출입구의 일 측부에 배치되어, 상기 제1 가스 분사 유닛으로부터 분사된 가스의 분사 방향과 수직한 방향으로 분사되는 가스 흐름을 형성하고,
    상기 제4 가스 분사 유닛은, 상기 출입구의 타 측부에 배치되어, 상기 제3 가스 분사 유닛으로부터 분사된 가스의 분사 방향과 수평한 방향으로 분사되는 가스 흐름을 형성하는, 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제3 가스 분사 유닛에 형성된 복수의 가스 분사구와 상기 제4 가스 분사 유닛에 형성된 복수의 가스 분사구는, 각각의 가스 분사구로부터 분사된 가스가 서로 밀어내지 않게 서로 어긋나게 위치되는, 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 가스 배기 유닛은,
    가스를 흡기하는 흡입구와, 상기 흡입구로부터 유입된 가스를 배출하는 배출관과, 상기 흡입구로부터의 가스 유입 속도를 조절하는 배기 조절 수단을 포함하여 형성되는, 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 외기 차단 장치.
  13. 내부에 복수의 기판이 적재되는 적재공간이 형성된 웨이퍼 용기;
    상기 웨이퍼 용기와 반도체 공정에 의해 웨이퍼가 처리되는 처리 공간의 사이에 형성되고, 팬 필터 유닛에 의해 청정한 공기의 흐름이 유지되는 웨이퍼 반송실; 및
    상기 웨이퍼 용기 및 상기 웨이퍼 반송실의 사이에서 상기 웨이퍼 용기의 전면에 설치되어, 웨이퍼가 출입하는 출입구에 외기 차단 가스막을 형성하는 상기 제1 항 내지 상기 제12 항 중 어느 한 항에 따른 외기 차단 장치; 를 포함하는, 웨이퍼 용기로의 외기 유입을 차단하는 반도체 장치.
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