KR102179362B1 - 반도체 기판을 대기압에서 이송하고 보관하기 위한 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 스테이션 및 방법 - Google Patents

반도체 기판을 대기압에서 이송하고 보관하기 위한 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 스테이션 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 측정 스테이션에서 실시되는, 대기압에서 반도체 기판을 이송 및 보관하기 위한 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 방법에 관한 것이다. 측정 방법은,
- 측정 모듈(5)이 강성 케이싱(2)에 커플링됨으로써, 케이싱-측정 인터페이스(16) 및 커플링된 강성 케이싱(2) 사이에 제1 측정 체적(V1)을 형성하여 강성 케이싱(2)의 내벽의 오염을 측정하는 단계; 및
- 도어(3)가 측정 모듈(5)에 커플링됨으로써, 상기 측정면(22) 및 대향하는 도어(3) 사이에 제2 측정 체적(V2)을 형성하여 도어(3)의 오염을 측정하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 관련 측정 스테이션에 관한 것이다.

Description

반도체 기판을 대기압에서 이송하고 보관하기 위한 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 스테이션 및 방법{STATION AND METHOD FOR MEASURING THE PARTICULATE CONTAMINATION OF A TRANSPORT CHAMBER FOR CONVEYING AND ATMOSPHERICALLY STORING SEMICONDUCTOR SUBSTRATES}
본 발명은 대기압에서 반도체 웨이퍼 또는 포토마스크 등의 반도체 기판을 이송하고 보관하는 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 스테이션에 관한 것이다. 본 발명은 또한 대응하는 측정 방법에 관한 것이다.
운반 캐리어는 하나 이상의 기판을 운반 및 보관하기 위해 대기압 상태이고 외부 환경으로부터 분리되어 있는 한정된 공간을 형성한다.
반도체 제조 산업에서, 이들 운반 캐리어는 기판이 하나의 툴로부터 다른 툴로 운반되게 하거나, 기판이 2개의 제조 단계 사이에서 보관되게 한다. 웨이퍼를 운반 및 보관하기 위한 표준화된 캐리어의 예로서, FOUP(front opening unified pod) 또는 FOSB(front opening shipping box) 등의 전방 개방 캐리어, SMIF 포드(standard mechanical interface pod) 등의 바닥 개방 캐리어, 또는 RSP(reticle SMIF pod) 또는 MRP(multiple reticle MIF pod) 등의 포토마스크를 운반 및 보관하기 위한 더욱 표준화된 캐리어를 특히 언급할 수 있다.
이들 운반 캐리어는 특정한 경우에 오염물, 특히 유기, 아민 또는 산성 오염물을 농축시킬 수 있는 폴리카보네이트 등의 재료로 제조된다. 구체적으로, 반도체의 제조 중에, 운반 캐리어가 취급되어, 오염 입자를 형성시킬 수 있는데, 오염 입자는 운반 캐리어의 벽에 머물러 운반 캐리어를 오염시킨다. 운반 캐리어의 벽에 부착된 입자는 그 다음에 떨어져서 이들 캐리어 내에 보관되는 기판 상으로 낙하함으로써 기판을 사용할 수 없게 만든다. 이러한 오염은 기판에 매우 유해할 수 있다. 따라서, 이들 운반 캐리어는 규칙적으로 순수 등의 액체로 세척이 이루어진다. 이들 세척 단계는 반도체 기판 제조 공장 자체에 의해 수행되거나, 대기 운반 캐리어의 세척이 전문인 회사에 의해 수행된다.
캐리어가 세척을 필요로 하는 시기를 결정하기 위하여, 입자 오염물을 측정하는 방법은 액체 입자 검출기를 이용하여 운반 캐리어의 벽 상에 침착된 입자의 갯수를 측정하는 것으로 이루어진다. 그러나, 이 방법은 시간 소모적이고 산업적 반도체 제조의 맥락에서 실시가 어렵다는 단점이 있다. 게다가, 이 타입의 프로세스는 재현이 불가능하다. 취득되는 측정은 측정을 수행하는 일을 하는 전문 기업에 따라 직접적으로 좌우되고, 이로 인해 표준화된 품질의 제어 절차가 실시되지 못한다. 따라서, 특정한 입자가 없는 운반 캐리어가 개의치않고 세척되어, 불필요하게 생산율을 감소시키는 한편, 입자에 의해 오염된 다른 운반 캐리어들이 반도체 기판을 보관 및/또는 운반하도록 계속 사용되어 기판 오염의 잠재적인 위험이 계속된다.
따라서, 산업 그룹은 기판 결함 레벨에 영향을 미치지 못하는 예방 세척을 빈번하게 실시하고 있다.
이를 방지하기 위하여, 제조 공장에서 운반 캐리어의 입자 오염을 직접 실시간으로 측정하는 디바이스가, 예컨대 공개 문헌 제WO 2009/138637호로부터 공지되어 있다. 측정 디바이스는 캐리어로부터 도어를 제거하도록 된 제1 챔버, 및 캐리어의 강성 케이싱의 입자 오염을 측정하도록 된 제2 챔버를 포함한다. 인터페이스는 입자를 분리시키고 입자 카운터를 이용하여 입자를 측정하기 위해 가스 제트를 강성 케이싱의 내벽에 대해 지향시키는 힌지식 분사 노즐을 포함한다. 입자들의 분리를 향상시키기 위해, 분사된 가스 유동을 펄스화하는 것이 제공된다.
그러나, 상기 측정 디바이스는 운반 캐리어에서 대부분 흔히 가장 오염되는 벽인 도어의 입자 오염 수준을 검사하지 못하였다.
따라서, 본 발명의 목적들 중 하나는 도어를 비롯하여 대기 운반 캐리어의 모든 내벽의 입자 오염 수준이 측정되게 하는 측정 스테이션 및 대응하는 방법을 제공하는 것이다.
이 목적을 위해, 본 발명의 한가지 주제는 대기압에서 반도체 기판을 이송 및 보관하기 위한 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 스테이션으로서, 상기 운반 캐리어는 구멍을 포함하는 강성 케이싱과 구멍이 폐쇄되게 하는 착탈식 도어를 포함하고, 상기 측정 스테이션은,
- 상기 도어를 제어된 환경 챔버 내로 이동시키기 위해, 한편으로는, 강성 케이싱에 커플링될 수 있고, 다른 한편으로는 운반 캐리어의 도어에 커플링될 수 있는 적어도 하나의 로드 포트를 포함하는 제어된 환경 챔버; 및
- 입자 측정 유닛을 포함하는 측정 모듈
을 포함하며, 상기 측정 모듈은,
- 도어 대신에 제어된 환경 챔버에 커플링되는 강성 케이싱에 커플링됨으로써, 제1 측정 체적을 형성하도록 구성되고, 적어도 하나의 분사 노즐과, 입자 측정 유닛에 결합되는 제1 샘플링 오리피스를 포함하는 케이싱-측정 인터페이스; 및
- 도어에 커플링됨으로써, 측정 모듈의 측정면 및 대향하는 도어 사이에 제2 측정 체적을 형성하도록 구성된 중공의 도어-측정 인터페이스
를 포함하고, 상기 측정면은 적어도 하나의 분사 노즐과, 입자 측정 유닛에 결합되는 제2 샘플링 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 중공의 도어-측정 인터페이스는 한정된 측정 체적이 형성되게 하고, 이 측정 체적 내로 분사 노즐이 가스를 송풍하여 입자를 도어로부터 분리시키며, 측정이 수행될 때에, 입자 측정 유닛에 결합된 제2 샘플링 오리피스가 측정 체적으로부터 가스 샘플을 받는다. 따라서, 도어의 입자 오염을 측정할 수 있다. 더욱이, 운반 캐리어의 둘레 케이싱의 조개껍질과 같은 형태가 사용되어 제어된 환경 챔버로부터 분리되는 한정된 측정 체적을 형성한다.
중공의 도어-측정 인터페이스는, 예컨대 대체로 프레임형 형태를 갖는다.
도어는 중공의 도어-측정 인터페이스의 방향으로 이동될 수 있다.
측정 모듈은 케이싱-측정 인터페이스를 커플링된 강성 케이싱 내의 측정 위치와 휴지 위치 사이에서 이동시키도록 구성되는 모듈-이동 메카니즘을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 케이싱-측정 인터페이스와 중공의 도어-측정 인터페이스는 잇따라 배치된다. 예컨대, 케이싱-측정 인터페이스는 커플링된 강성 케이싱 내로 병진될 수 있으며, 도어는 중공의 도어-측정 인터페이스의 방향으로 병진될 수 있다.
입자 측정 유닛의 샘플링 라인은 제1 및 제2 샘플링 오리피스 사이에서 선택적으로 전환하기 위한 밸브 구비 디바이스를 포함할 수 있다. 따라서, 단일의 입자 카운터가 사용되어 도어의 입자 오염 수준과 강성 케이싱의 내벽의 입자 오염 수준을 모두 측정함으로써, 측정 스테이션의 비용 및 유지 보수 비용이 절감되게 한다.
일 실시예에 따르면, 케이싱-측정 인터페이스는 가스 제트를 제어된 환경 챔버에 커플링된 강성 케이싱 상의 적어도 2개의 개별적인 지점으로 향하게 하도록 구성되는 적어도 2개의 분사 노즐을 포함하고, 분사 노즐의 각각의 배향은 커플링된 강성 케이싱에 대해 고정된다.
따라서, 분사 노즐은 종래 기술에서와 같이 강성 케이싱의 내벽의 다양한 구역으로 가스를 송풍하기 위해 더 이상 이동되지 않는다. 대신에, 가스는 배향이 고정된 분사 노즐을 통해 송풍되어, 입자를 분리시키고 케이싱-측정 인터페이스에 의해 폐쇄되는 강성 케이싱의 한정된 체적 내에서 이동하는 부품 없이 측정을 받는다. 따라서, 송풍 작동 중에 분사 노즐을 이동시키는 일 없이 강성 케이싱의 내벽에 대해 가능한 한 가까운 곳으로부터 가스가 송풍되는 것이 보장된다.
게다가, 분사 노즐의 출구와 강성 케이싱의 내벽 사이의 거리가 제어되고 최적화될 수 있다.
또한, 가스 제트의 배향 및 분사 노즐의 유량/압력 쌍의 값이 제어되고 최종적으로 정해지며, 입자들의 분리 조건이 동일하게 재현될 수 있어 측정 재현성을 보장한다.
측정 스테이션은 분사 노즐 내로 가스의 선택적인 분사를 제어하도록 구성되는 처리 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 케이싱-측정 인터페이스는 케이싱-측정 인터페이스의 베이스로부터 돌출되는 측정 헤드를 포함한다. 예컨대, 상기 측정 헤드는 대체로 평행육면체 형태를 갖고, 케이싱-측정 인터페이스의 베이스로부터 돌출되는 측정 헤드의 5개의 면 각각은 적어도 하나의 분사 노즐을 포함할 수 있다. 따라서, 강성 케이싱의 5개의 면 각각으로 가스의 분사를 선택적으로 제어하고, 다시 각 면의 오염을 측정하는 것이 가능함으로써, 오염의 근원 및 청결도 상태가 캐리어의 각 내벽에 대해 정확하게 결정되게 한다.
분사 노즐은 분사 오리피스의 치수가 매우 높은 정밀도로 정해지게 함으로써 양호한 측정 재현성이 가능하도록 루비, 사파이어, 또는 지르코니아 등의 경질 재료로 제조되는 인젝터를 포함할 수 있다. 게다가, 경질 재료로 제조된 인젝터는 내마모성을 가짐으로써, 시간 경과에 따른 그 치수에 있어서의 변동을 피할 수 있다.
분사 노즐은, 예컨대 서로 수직이고 그리고 제어된 환경 챔버에 커플링된 강성 운반 캐리어의 벽에 대해 수직인 적어도 2개의 방향으로 가스 제트를 지향시키도록 구성될 수 있다. 벽에 대해 수직 방향으로 한정된 가스 제트는 벽에 대한 충돌을 향상시켜, 강성 케이싱의 내벽에 대해 부착된 입자의 효과적인 분리를 가능하게 한다.
입자 측정 유닛은 퍼지 가스를 샘플링 라인 내로 분사하도록 구성된 세척 수단을 포함할 수 있다.
도어-구동 메카니즘 및/또는 모듈-이동 메카니즘의 액츄에이터는 제어된 환경 챔버 내에 배치될 수 있고, 제어된 환경 챔버는 액츄에이터에 의해 발생되는 임의의 입자가 측정 스테이션으로부터 방출되도록 제어된 환경 챔버의 내부 분위기를 필터링된 공기의 층류 아래에 두기 위한 필터링 층류 유닛을 포함할 수 있다.
측정 스테이션은 제어된 환경 챔버 옆에 배치되는 전기 캐비넷을 포함할 수 있고, 상기 전기 캐비넷은 입자 측정 유닛의 진공 펌프를 수용하며, 따라서, 전기 캐비넷 내에 수용된 다양한 구성요소는 제어된 환경 챔버를 오염시키지 못한다.
한가지 특정한 실시예에 따르면, 제어된 환경 챔버는 각각의 운반 캐리어에 커플링할 수 있는 2개의 로드 포트를 포함한다. 모듈 이동 메카니즘은, 예컨대 커플링된 강성 케이싱의 하나 또는 다른 하나에서 휴지 위치와 측정 간에 케이싱-측정 인터페이스를 이동시키도록 구성된다.
본 발명의 다른 주제는, 전술한 바와 같은 측정 스테이션에서 실시되는, 대기압에서 반도체 기판을 이송 및 보관하기 위한 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 방법으로서,
- 측정 모듈이 강성 케이싱에 커플링됨으로써, 케이싱-측정 인터페이스 및 커플링된 강성 케이싱 사이에 제1 측정 체적을 형성하여 강성 케이싱의 내벽의 오염을 측정하는 단계; 및
- 도어가 측정 모듈에 커플링됨으로써, 상기 측정면 및 대향하는 도어 사이에 제2 측정 체적을 형성하여 도어의 오염을 측정하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 케이싱-측정 인터페이스와 상기 케이싱-측정 인터페이스에 커플링된 강성 케이싱 사이에 제1 간극이 남아 있다. 분사 노즐로 분사되는 가스 제트는 제1 간극을 통해 강성 케이싱의 외부를 향해 지향되는 누출 가스 유동을 발생시키도록 파라미터화된다. 중공의 도어-측정 인터페이스와 상기 중공의 도어-측정 인터페이스에 커플링된 강성 케이싱 사이에 제2 간극이 남아 있다. 분사 노즐로 분사되는 가스 제트는 제2 간극을 통해 중공의 도어-측정 인터페이스의 외부를 향해 지향되는 누출 가스 유동을 발생시키도록 파라미터화된다.
샘플링된 것보다 많은 가스를 분사함으로써, 강성 케이싱과 도어 어느 쪽도 오염되지 않는 것이 보장된다.
따라서, 운반 캐리어의 내벽에 관하여 입자의 근원에 관한 상세를 제공하는, 신속하고 자동이며 재현 가능한 측정이 얻어진다.
다른 이점 및 특징은 첨부된 도면으로부터 그리고 본 발명의 예시적이고 비제한적인 예의 설명을 읽으면 명백해질 것이다.
도 1은 운반 캐리어에 커플링되는, 입자 오염을 측정하기 위한 스테이션의 제1 실시예의 사시도를 도시한다.
도 2는 측정 모듈이 측정 위치에 있는 상태에서 측정 스테이션에 커플링된 운반 캐리어의 강성 케이싱의 확대도를 도시한다.
도 3a는 측정 스테이션과 운반 캐리어의 개략도를 도시한다.
도 3b는 도 3a와 유사한 도면을 도시하는 것으로서, 측정 방법의 제1 단계 중에 측정 스테이션의 로드 포트가 운반 캐리어의 도어에 커플링되는 것을 도시한다.
도 3c는 도 3a와 유사한 도면을 도시하는 것으로서, 측정 방법의 제2 단계 중에 로드 포트의 도어 및 커플링된 도어가 제어된 환경 챔버 내로 이동되는 것을 도시한다.
도 3d는 도 3a와 유사한 도면을 도시하는 것으로서, 측정 방법의 제4 단계 중에 케이싱-측정 인터페이스가 강성 케이싱에 커플링되는 것을 도시한다.
도 3e는 도 3a와 유사한 도면을 도시하는 것으로서, 측정 방법의 제7 단계 중에 도어가 측정 모듈에 커플링되는 것을 도시한다.
도 4는 측정 헤드의 일 실시예를 도시한다.
도 5는 중공의 도어-측정 인터페이스와 로드 포트의 도어 사이에 샌드위치된 도어의 측면도를 도시한다.
도 6은 입자 오염을 측정하기 위한 스테이션의 제2 실시예의 사시도를 도시한다.
도 7은 도 6의 입자-측정 스테이션의 개략도를 도시한다.
도 1은 대기압에서 반도체 기판을 이송하고 보관하기 위한 FOUP 운반 캐리어에 커플링되는, 입자 오염을 측정하기 위한 스테이션(1)을 도시한다.
도면은 FOUP 운반 캐리어에 커플링할 수 있는 측정 스테이션을 도시하지만, 측정 스테이션은 특히 SMIF, FOSB, RSP 또는 MRP 등의 표준화된 캐리어와 같이 대기압에서 반도체 기판을 이송 및 보관하기 위한 다른 타입의 운반 캐리어에 적합되게 될 수 있다.
이들 운반 캐리어는 대기압에서, 즉 청정룸의 작동 환경과 실질적으로 균등하지만 청정룸으로부터 분리되어 있는 압력에서 한정된 공기 또는 질소 내부 분위기를 갖는다.
도 2 및 도 3a에서 알 수 있는 바와 같이, 운반 캐리어는 대체로 거의 평행 육면체 형상을 갖는 주변 강성 케이싱(2)을 포함하고, 착탈식 도어(3)에 의해 폐쇄될 수 있고 기판이 삽입 및 제거되게 하는 치수를 갖는 구멍을 포함한다. 케이싱(2)과 도어(3)는 폴리카보네이트 등의 재료로 제조된다. FOUP 운반 캐리어의 경우에, 강성 케이싱(2)은 실질적으로 원통형 바닥벽을 갖는다. 내부면과 바닥벽과 도어(3)에는 기판을 유지하기 위한 슬롯이 구비된다. 캐리어는 비교적 양호하게 밀봉되지만, 밀봉 수준은 강성 케이싱(2)과 도어(3) 사이에 배치된 시일을 통해 작은 누출이 발생할 수 있도록 되어 있다. 특정한 운반 캐리어, 특히 FOUP 캐리어는 운반 캐리어 내측 압력과 외측 압력 사이에 평형이 도달되게 하도록 필터링 가스 배기구를 포함한다.
측정을 위해, 운반 캐리어에는 기판이 비워져 있다.
도 3a의 개략도에서 알 수 있는 바와 같이, 측정 스테이션(1)은 제어된 환경 챔버(4)와 측정 모듈(5)을 포함한다.
제어된 환경 챔버(4)의 내부 분위기는 전술한 바와 같이 대기압이다. 챔버(4)는 청정룸 챔버이다. 예컨대, 챔버는 표준 ISO 146644-1에 따른 공인 ISO 3이고, 소위 "미니 환경(mini environment)"을 형성한다. 이 목적을 위해, 제어된 환경 챔버(4)는 필터링 층류 유닛(6)을 포함할 수 있다.
필터링 층류 유닛(6)은 제어된 환경 챔버(4) 내로 침투하는 외부 공기로부터의 입자를 필터링하기 위한 공기 필터를 포함한다. 필터링 층류 유닛(6)은 또한 필터링된 공기를 층류 내로, 예컨대 도 3a의 화살표 F1에 의해 개략적으로 도시된 바와 같이 스테이션(1)의 상부로부터 바닥으로 확산시키기 위한 유동 확산기를 포함한다. 게다가, 제어된 환경 챔버(4)의 바닥은 천공되어 층류가 일소되게 한다. 따라서, 필터링 층류 유닛(6)은 제어된 환경 챔버(4)의 내부 분위기가 필터링된 공기의 층류를 이용하여 일소되게 함으로써 가능하게는 순환 공기에 의해 또는 제어 환경 챔버(4) 내에서 이동하는 성분에 의해 발생되는 임의의 입자의 허용을 제한하고, 그 제거를 보장한다.
측정 스테이션(1)은 스테이션의 전기 구성요소의 전부 또는 일부가 수용되고 전력이 공급되는 전기 캐비넷(7)을 포함한다. 전기 캐비넷(7)은 유리하게는 필터링된 공기의 층류 외측에서 제어된 환경 챔버(4) 후방에 배치되어, 제어된 환경 챔버(4)가 전기 캐비넷(7) 내에 수용된 다양한 구성요소에 의해 오염되는 것을 방지한다.
제어된 환경 챔버(4)는 전방 엑세스부(10)와, 엑세스부(10) 아래에 배치되는 로드 포트(8)를 포함한다.
로드 포트(8)는 한편으로는 강성 케이싱(2)에 커플링될 수 있고, 다른 한편으로는 운반 캐리어의 도어(3)에 커플링될 수 있어, 도어(3)를 제어된 환경 챔버(4) 내로 이동시키고 강성 케이싱(2)의 내부를 제어된 환경 챔버(4)의 내부와 연통하도록 배치한다.
로드 포트(8)는 운반 캐리어가 수용 및 위치 설정되게 하는 플랫폼(9)을 포함한다. 플랫폼(9)은 운반 캐리어 모듈이 캐리어를 수용하는 측정 스테이션(1)과 양립할 수 있는지를 점검하도록 된 존재 감지 센서를 포함할 수 있다. 더욱이, 강성 케이싱(2)에 커플링하기 위하여, 로드 포트(8)의 플랫폼(9)은 한편으로는 강성 케이싱(2)을 클램핑하고, 다른 한편으로는 강성 케이싱을 제어된 환경 챔버(4)의 엑세스부(10)에 대해 전진시키는(도 3a의 화살표 D1) 도킹 수단을 포함한다.
로드 포트(8)는 또한 로드 포트 도어(11)를 포함한다. 로드 포트 도어(11)는 운반 캐리어의 도어(3)와 동일한 크기를 갖는다. 로드 포트 도어(11)는 특히 운반 캐리어의 부재시에 제어된 환경 챔버(4)의 엑세스부(10)가 폐쇄되게 한다. 더욱이, 로드 포트 도어는 도어(3)의 로킹 부재를 로킹 및 언로킹하기 위한 로킹 구동 수단을 포함한다.
자체로 공지된 도어(3)의 로킹 부재는, 예컨대 도어(3)에 의해 지탱되는 볼트를 포함하고, 이 볼트는 반경 방향 또는 측방향 슬라이딩 운동을 통해 구동되고 운반 캐리어가 폐쇄될 때에 운반 캐리어의 강성 케이싱(2)과 맞물린다.
로킹 부재가 언로킹되면, 로킹 구동 수단은 도어(3)를 로드 포트 도어(11)에 대해 역으로 고정시킨다. 이어서, 도어/도어 조립체(3, 11)는 제어된 환경 챔버(4) 내로 1개로서 이동될 수 있다. 이를 위해, 로드 포트 도어(11)는 도어 구동 메카니즘을 포함한다.
도어 구동 메카니즘은, 예컨대 도 3b에 화살표(D2)에 의해 도시된 바와 같이 수평 병진 등의 선형 병진을 가능하게 하는 제1 전동 라이너 축(도시 생략)을 포함한다. 이들 액츄에이터는 유리하게는 마찰이 없이 이에 따라 깔끔하게 이동하게 하도록 자기 베어링 액츄에이터이다. 도어 구동 메카니즘은 액츄에이터에 의해 발생된 임의의 입자가 제거되도록 필터링 층류 하에 제어된 환경 챔버(4) 내에 배치된다.
도어/도어 조립체(3, 11)는 엑세스(10)의 정면 구역에서 벗어나 예컨대 엑세스부(10)에 대향하는 제어된 환경 챔버(4)의 내벽 근처로 이동된다. 다른 실시예(도시 생략)에 따르면, 도어 구동 메카니즘은 도어/도어 조립체(3, 11)를 수평이 아니라 제어된 환경 챔버(4)의 바닥을 향해 이동시킨다.
도어(3)가 강성 케이싱(2)으로부터 멀리 이동될 때에, 강성 케이싱(2)의 내부 체적은 제어된 환경 챔버(4)의 내부 체적과 연통하게 된다.
측정 모듈(5)은 도어(2), 입자 측정 유닛(14), 및 모듈 이동 메카니즘(15) 대신에 제어된 환경 챔버(4)에 커플링되는 강성 운반 캐리어 케이싱(2)에 커플링하도록 구성되는 케이싱-측정 인터페이스(16)를 포함한다.
케이싱-측정 인터페이스(16)에는 가스 제트를 커플링된 강성 케이싱(2) 상의 적어도 2개의 별개의 지점으로 향하게 하도록 구성되는 적어도 2개의 분사 노즐(20)이 구비되고, 분사 노즐(20)의 각각 배향은 커플링된 강성 케이싱(2)에 대해 고정된다. 케이싱-측정 인터페이스(16)는 또한 입자 측정 유닛(14)에 연결되는 제1 샘플링 오리피스(12)를 포함한다.
샘플링 오리피스(12)와 분사 노즐(20)은 예컨대 케이싱-측정 인터페이스(16)의 베이스로부터 돌출되는 측정 헤드(13) 상에 배치된다.
분사 노즐(20)은 루비, 사파이어 또는 지르코니아 등의 경질 재료로 제조된 인젝터를 포함한다. 인젝터는 경질 재료로 제조되는 중공 실린더이고, 그 내경은 (약 수 ㎛의) 매우 높은 정밀도로 형성될 수 있고, 이 내경은 제어된 환경 챔버(4)와 가스의 유입 압력 간에 가스 분사 유량/압력 차이를 규정한다. 경질 재료로 제조된 인젝터는 내마모성을 가짐으로써, 시간 경과에 따른 그 치수에 있어서의 변동을 피하게 하고, 인젝터가 매우 정밀하게 제조되어 양호한 측정 재현성을 가능하게 하는 것을 보장한다.
인젝터는 측정 모듈(5)의 하우징(5a)을 통과하는 격리 밸브(도시 생략)가 마련된 가스 공급 시스템에 연결된다. 분사된 가스는 질소 등의 불활성 가스이다. 게다가, 분사 노즐(20)에는 분사된 가스를 오염시키는 임의의 입자를 필터링하기 위해 입자 필터가 마련된다.
분사 노즐(20)은 예컨대 가스 제트가 적어도 2개의 방향으로 향하게 하도록 구성되는데, 이들 방향은 서로 수직인 방향과 제어된 환경 챔버(4)에 커플링된 강성 케이싱(2)의 벽에 수직인 방향이다(도 3d의 점선에 의해 나타낸 예시적인 가스 제트를 참조). 벽에 대해 수직으로 한정된 가스 제트는 입자의 효율적인 분리를 위해 벽에 대한 충돌을 향상시킨다.
측정 헤드(13)는 예컨대 강성 케이싱(2)의 내부 형태에 실질적으로 상보적인 대략 평행육면체 형태를 갖는다. 케이싱-측정 인터페이스(16)의 베이스로부터 돌출되는 측정 헤드(13)의 5개의 면 각각은, 가스 제트가 측정 헤드(13)의 면에 실질적으로 직교하는 방향으로 향하게 하도록 적어도 하나의 분사 노즐(20)을 포함한다. 따라서, 강성 케이싱(2)의 4개의 면 각각을 개별적으로 측정하는 것이 가능하다.
게다가, 각각의 면은 예컨대 가스 제트를 서로 평행한 방향으로 향하게 하도록 구성되는 복수 개의 분사 노즐(20)을 포함할 수 있다.
예컨대, 그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 측정 헤드(13)는 5개의 돌출면 각각에 4개의 분사 노즐(20)을 포함한다. 면의 4개의 분사 노즐(20)은 사각형 형태의 4개의 코너에 배치된다.
도 4에 도시된 다른 예에 따르면, 각 면의 4개의 분사 노즐(20)은 실질적으로 수평 중선을 따라 정렬된다.
측정 신뢰성을 증가시키기 위해, 예컨대 가스 제트를 기판을 유지하기 위한 슬롯, 또는 강성 케이싱(2)의 코너와 같이 강성 케이싱(2)의 특히 중요한 구역으로 국한시킬 수 있다. 또한, 특히 면 당 분사 노즐(20)의 갯수를 증가시킴으로써 내벽의 표면 커버리지를 최대화시킬 수 있다.
제1 샘플링 오리피스(12)는 예컨대 측정 헤드(13)의 면들 중 하나의 면 내에 수용된다.
측정 헤드(13)는 분사 노즐(20)의 출구 및 커플링된 강성 케이싱(2)의 내벽 사이의 거리가 수 센티미터보다 작도록, 예컨대 1 mm 내지 10 cm 범위에 있도록 구성된다. 입자들의 분리를 최적화하기 위하여, 분사 노즐(20)의 유량은 분사 노즐(20)의 갯수에 따라, 예컨대 10 내지 30 ℓ/min의 범위이고, 예컨대 약 20 ℓ/min이고, 유량은 분사 노즐(20)의 갯수가 증가함에 따라 감소한다. 제어된 환경 챔버(4)의 대기압과 가스의 유입 압력 간의 압력차는 예컨대 약 3 내지 4 bar이다.
모듈 이동 메카니즘(15)은 케이싱-측정 인터페이스(16)를 휴지 위치(도 3a)와 제어된 환경 챔버(4)에 커플링된 강성 케이싱(2)의 측정을 위한 위치(도 3d) 사이로 이동시키도록 구성된다. 모듈-이동 메카니즘(15)은, 예컨대 도 3c의 화살표(D3)에 의해 도시된 바와 같은 수평 병진과, 강성 케이싱(2) 내외로 도어(3)를 이동시키는 동안에 측정 헤드(13)를 엑세스부(10)의 정면 구역 밖으로 변위시키는 수직 병진 등의 2개의 선형 병진을 가능하게 하는 제2 전동 선형축을 포함한다. 도어-구동 메카니즘과 관련하여, 모듈-이동 메카니즘(15)의 액츄에이터는 유리하게는 자기 베어링 액츄에이터이고, 필터링된 공기의 층류 하에서 제어된 환경 챔버(4) 내에 배치된다.
측정 헤드(13)는 제어된 환경 챔버(4)의 엑세스부(10)의 방향으로 케이싱-측정 인터페이스(16)의 베이스로부터 돌출된다. 케이싱-측정 인터페이스(16)의 베이스는 도어(3) 대신에 강성 운반 캐리어 케이싱(2)에 쉽게 커플링되도록 운반 캐리어 도어(3)와 실질적으로 동일한 형태 및 크기를 갖는다. 측정 헤드(13)는 예컨대 케이싱-측정 인터페이스(16)의 베이스의 중앙에 대해 단단하게 고정된다.
케이싱-측정 인터페이스(16)가 제어된 환경 챔버(4)에 커플링된 강성 케이싱(2) 내로, 즉 측정 위치로 이동될 때에, 케이싱-측정 인터페이스(16)는 도어(3) 대신에 강성 케이싱(2)을 폐쇄시킴으로써, 제1 측정 체적(V1; 도 3d)을 형성한다. 측정 헤드(13)는 이 제1 측정 체적(V1) 내로 수용됨으로써, 강성 케이싱(2)의 내부가 입자 측정 유닛(14)에 연결된 제1 샘플링 오리피스(12)와, 그리고 분사 노즐(20)과 연통하게 한다. 따라서, 운반 캐리어의 주변 케이싱의 조개껍질과 같은 형태는 강성 케이싱(2)과 케이싱-측정 인터페이스(16) 사이에 제1 측정 체적(V1)을 형성하도록 사용된다. 이어서, 측정 스테이션(1)의 나머지로부터 분리된 이러한 한정된 제1 측정 체적(V1) 내에 측정이 수행된다.
케이싱-측정 인터페이스(16)는 강성 케이싱(2)을 밀봉식으로 폐쇄하지 않고, 작은 제1 간극이 누출 유동의 통과를 위해 이들 둘 사이에 남아 있다. 분사 노즐(20)로 분사되는 가스의 분사 유동은 외부 환경에 대해 제1 측정 체적(V1) 내에 약간의 과압을 생성하도록 파라미터화됨으로써, 가스 유동을 제1 간극을 통해 외부를 향해 촉진시켜 입자 오염의 위험을 감소시킨다.
입자 측정 유닛(14)은 예컨대 도 3a에 도시된 바와 같이, 진공 펌프(17), 진공 펌프(17)의 상류측에 연결된 입자 카운터(18), 및 입자 카운터(18)의 상류측에 있는 샘플링 라인(19)을 포함한다. 진공 펌프(17)는 예컨대 전기 캐비넷(7) 내에 배치된다.
샘플링 라인(19)은 그 단부가 측정 헤드(13)의 제1 샘플링 오리피스(12)에 연결된다. 샘플링 라인(19)은 제1 샘플링 오리피스(12)와 입자 카운터(18) 사이에 배치되는 제1 격리 밸브(19a)를 포함할 수 있다. 샘플링 라인(19)은 충분한 유연성을 갖고 길게 됨으로써 측정 헤드(13)가 전후로 이동되게 한다. 입자 측정 유닛(14)은 예컨대 샘플링 라인(19)을 유지 및 안내하기 위한 케이블 체인을 포함할 수 있다. 입자 카운터(18)는, 예컨대 입자 카운터(18)에 연결된 샘플링 라인(19)의 길이를 제한하기 위하여 샘플링 오리피스(12)에 가능한 한 가깝게 제어된 환경 챔버(4) 내에 수용된다.
더욱이, 입자 측정 유닛(14)은 샘플링 라인(19) 내로 퍼지 가스를 분사하여 아마도 그 안에 머물러 있을 수 있는 입자를 퍼지하도록 구성되는 세척 수단(29)을 포함할 수 있다.
가스 샘플은 케이싱-측정 인터페이스(16)에 커플링된 강성 케이싱(2)의 제1 측정 체적(V1)으로부터 흡인에 의해 측정 헤드(13)의 제1 샘플링 오리피스(12)를 통해 취해진다. 가스 샘플 내에 함유된 입자의 갯수는 입자 카운터(18)에 의해 결정된다. 입자 카운터(18)는 예컨대 에어로졸 입자 카운터로서, 기상 환경에서 부유하는 입자로부터 정량적 형성이 얻어지게 한다. 입자 카운터는 예컨대 레이저 기법을 기반으로 한다. 진공 펌프(17)의 펌핑 유동은 예컨대 약 1.7 m3/h이다.
위치 설정 수단, 운반 캐리어의 모델을 점검하는 수단, 로킹-구동 수단, 로드 포트의 도어-구동 메카니즘, 및 가스-분사 수단은 측정 스테이션(1)의 처리 유닛(27)에 의해 제어된다. 더욱이, 처리 유닛(27)은 분사 노즐(20) 내로 가스의 선택적 분사를 제어하도록 구성된다. 처리 유닛(27)은 유저 인터페이스(28)에 연결되고, 예컨대 특히 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 스크린과 키보드를 포함한다.
측정 스테이션(1)은 또한 운반 캐리어의 도어(3)를 측정하도록 설계된다.
이를 행하기 위해, 측정 모듈(5)은 도어(3)에 커플링함으로써 측정 모듈(5)의 측정면(22) 및 대향하는 도어(3) 사이에 제2 측정 체적(V2)을 형성하도록 구성되는 중공의 도어-측정 인터페이스(21)를 포함한다(도 3e 및 도 5). 로드 포트(8)의 도어-구동 메카니즘은, 예컨대 측정 헤드(13)가 강성 케이싱(2) 내로 이동된 후에 도어(3)를 중공의 도어-측정 인터페이스(21)의 방향으로 이동시킬 수 있다.
측정면(22)은 적어도 하나의 분사 노즐(23)과 제2 샘플링 오리피스(24)를 포함한다. 측정면(22)은, 예컨대 4개의 분사 노즐(23)을 포함한다. 따라서, 중공의 도어-측정 인터페이스(21)는 제2 측정 체적(V2)의 내부가 입자 측정 유닛(14)에 연결되는 제2 샘플링 오리피스(24)와, 그리고 분사 노즐(23)과 연통하게 한다.
도어(3) 자체로는 분리된 입자가 측정되게 하는 체적 부분을 형성하지 못한다는 것을 고려하면, 제2 측정 체적(V2)을 형성하도록 된 도어-측정 인터페이스(21)가 존재하고, 제2 측정 체적 내로 분사 노즐(23)이 가스를 불어넣어 입자를 도어(3)로부터 분리시키고, 측정이 수행된 경우에, 입자 측정 유닛(14)에 연결된 제2 샘플링 오리피스(24)가 제2 측정 체적으로부터 가스를 취한다.
중공의 도어-측정 인터페이스(21)는 예컨대 대체로 프레임형 형태를 갖고, 그 둘레 치수는 도어(3)의 둘레 치수와 실질적으로 동등하고, 그 두께는 분사 노즐(20)의 출구 및 커플링된 강성 케이싱(2)의 내벽 사이의 최적의 거리와 실질적으로 동등하다. 최적의 거리는 대략 수 센티미터이고, 예컨대 1 내지 10 cm의 범위이다. 따라서, 제2 측정 체적(V2)은 운반 캐리어의 내부 체적의 약 1/5 만큼 큰 체적이다.
분사 노즐(23)은 측정 헤드(13)의 분사 노즐(20)과 유사하고, 예컨대 가스 분사를 측정면(22)에 실질적으로 직교하는 방향으로 향하게 하도록 구성된다(도 3e에서 점선으로 나타내는 예시적인 가스 제트를 참조).
중공의 도어-측정 인터페이스(21)는 도어(3)를 밀봉 가능하게 폐쇄하지 않고, 작은 제2 간극이 누출 유동의 통과를 위해 이들 둘 사이에 남아 있다. 분사 노즐(20)로 분사되는 가스의 분사 유동은 외부 환경에 대해 제2 측정 체적(V2) 내에 약간의 과압을 생성하도록 파라미터화됨으로써, 가스 유동을 제2 간극을 통해 외부를 향해 촉진시켜 입자 오염의 위험을 감소시킨다.
케이싱-측정 인터페이스(16)와 중공의 도어-측정 인터페이스(21)는, 예컨대 잇따라 배치된다. 측정 헤드(13)는 커플링된 강성 케이싱(2) 내로 병진될 수 있고, 도어(3)는 중공의 도어-측정 인터페이스(21)의 방향으로 병진될 수 있다.
샘플링 라인(19)은 제1 및 제2 샘플링 오리피스(12, 24; 도 3a) 간에 선택적으로 전환하기 위한 밸브 구비 디바이스를 포함한다.
밸브 구비 디바이스는, 예컨대 제1 샘플링 오리피스(12)와 입자 카운터(18) 사이에 배치되는 제1 격리 밸브(19a)와, 제2 샘플링 오리피스(24)와 입자 카운터(18) 사이에 배치되는 제2 격리 밸브(19b)를 포함한다. 제1 및 제2 격리 밸브(19a, 19b)는 운반 캐리어의 도어(3) 또는 강성 케이싱(2)의 내벽들 중 하나의 내벽을 선택적으로 측정하기 위해 처리 유닛(27)에 의해 제어될 수 있다. 따라서, 단일의 입자 카운터(18)가 사용되어 도어(3)와 강성 케이싱(2)의 내벽을 모두 측정한다. 다른 실시예에 따르면, 밸브 구비 디바이스는 3방향 밸브를 포함한다.
휴지 위치에서, 측정 모듈(5)은 제어된 환경 챔버(4) 내에 배치되고, 그 엑세스부(10)는 로드 포트 도어(11; 도 3a)에 의해 폐쇄된다.
다음에, 작동자 또는 로봇이 운반 캐리어를 로드 포트(8)의 플랫폼(9) 상에 배치할 때에, 로드 포트(8)는 운반 캐리어를 위치 설정하고 운반 캐리어의 모델을 점검한 다음, 운반 캐리어의 강성 케이싱(2)을 클램핑하여 제어된 환경 챔버(4)의 엑세스부(10)에 대해 전진시킨다(도 3a에서 화살표 D1).
이어서, 로드 포트 도어(11)의 로킹-구동 수단은 도어(3)의 로킹 부재를 언로킹하고 도어(3)를 로드 포트 도어(11)에 대해 고정시킨다(제1 단계, 도 3b).
다음에, 도어/도어 조립체(3-11)는 엑세스부(10)로부터 멀어지게 제어된 환경 챔버(4) 내로 이동되어(도 3b에서 화살표 D1), 강성 케이싱(2)의 내부 체적이 제어된 환경 챔버(4)의 내부 체적과 연통하게 된다(제2 단계, 도 3c). 측정 스테이션(1)은 운반 캐리어가 개방된 후에 강성 케이싱(2)에서 사실상 기판이 제거되었는지를 확인할 수 있게 하는 인터록 센서를 포함할 수 있다.
제3 단계에서, 케이싱-측정 인터페이스(16)는 강성 케이싱(2)의 방향으로 이동된다.
제4 단계에서, 케이싱-측정 인터페이스(16)는 측정 위치에서 도어(3) 대신에 강성 케이싱(2)에 커플링된다. 커플링된 상태에서, 측정 헤드(13)는 케이싱-측정 인터페이스(16) 및 커플링된 강성 케이싱(2)에 의해 형성되는 제1 측정 체적(V1) 내에서 이동 불가능하다. 따라서, 이 제1 측정 체적(V1)은 한편으로는 측정 헤드(13) 내에 수용되는 제1 샘플링 오리피스(12)와 연통하고 입자 측정 유닛(14)에 결합되고, 다른 한편으로는 측정 헤드(13)의 분사 노즐(20)과 연통한다(도 3d).
제5 단계에서, 소정의 배향의 모든 분사 노즐(20) 내로 가스 제트가 동시에 분사된다. 예컨대, 가스 제트는 측정 헤드(13)의 소정의 면의 4개의 분사 노즐(20) 내로 분사된다. 가스 제트는 커플링된 강성 케이싱(2)의 내벽 상에 존재하는 입자의 샘플을 분리시킨다. 분사 노즐(20)의 출구와 내벽 간의 거리는 [특히, 측정 헤드(13)의 치수 때문에] 제어됨으로써, 입자가 하나의 운반 캐리어로부터 다른 운반 캐리어로 재현 가능하게 분리될 수 있다.
가스는 제1 측정 체적(V1)으로부터 흡인에 의해 샘플링 라인(19)을 통해 샘플링된다. 가스 샘플 내에 함유된 입자의 갯수는 입자 카운터(18)에 의해 연속적으로 결정된다.
분사 가스 유동은 외부 환경에 대해 제1 측정 체적(V1) 내에서 약간의 과압을 유발시키고, 이에 따라 가스 유동을 케이싱-측정 인터페이스(16)와 강성 케이싱(2) 사이의 제1 간극을 통해 외부를 향해 촉진시킴으로써, 강성 케이싱(2)의 입자 오염의 위험을 감소시킨다.
다음에, 측정 작업이 측정 헤드(13)의 각 면에 소정 각도로 있는 분사 노즐(20)에 대해 되풀이된다.
처리 유닛(27)은 운반 캐리어 면마다의 청결도 상태를 유저에게 알린다.
케이싱-측정 인터페이스(16)가 강성 케이싱(2)에 커플링되면, 로드 포트 도어(11) 및 커플링된 도어(3)는 도어-구동 메카니즘의 작용에 의해 중공의 도어-측정 인터페이스(21)의 방향으로 이동된다(제6 단계, 도 3d에서 화살표 D4).
다음에, 제7 단계에서, 도어(3)는 측정 모듈(5)에 커플링됨으로써, 측정 모듈(5)의 측정면 및 대향하는 도어(3) 사이에 제2 측정 체적(V2)을 형성한다(도 3e). 커플링된 상태에서, 중공의 도어-측정 인터페이스(21)는 측정면(22)에 대해 움직이지 못한다. 따라서, 제2 측정 체적(V2)은 한편으로는 측정면(22) 내에 수용되는 제2 샘플링 오리피스(24)와 연통하고 입자 측정 유닛(14)에 결합되며, 다른 한편으로는 측정면(22)의 분사 노즐(23)과 연통한다. 제7 단계는 제4 단계에 연속하여 수행될 수 있다.
제8 단계에서, 분사 노즐(23)은 가스 제트를 도어(3)의 방향으로 분사한다. 가스 제트는 도어(3) 상에 존재하는 입자의 샘플을 분리시킨다. 분사 노즐(23)의 출구와 도어(3) 간의 거리가 제어됨으로써, 입자가 하나의 운반 캐리어로부터 다른 운반 캐리어로 재현 가능하게 분리되게 한다.
가스는 제1 격리 밸브(19a)가 폐쇄되고 제2 격리 밸브(19b)가 개방된 후에 제2 측정 체적(V2)으로부터 흡인에 의해 샘플링 라인(19)을 통해 샘플링된다. 가스 샘플 내에 함유된 입자의 갯수는 입자 카운터(18)에 의해 연속적으로 결정된다. 분사 가스 유동은 외부 환경에 대해 제2 측정 체적(V2) 내에서 약간의 과압을 유발시키고, 이에 따라 가스 유동을 중공의 도어-측정 인터페이스(21)와 도어(3) 사이의 제2 간극을 통해 외부를 향해 촉진시킴으로써, 입자 오염의 위험을 감소시킨다.
처리 유닛(27)은 도어(3)를 비롯하여 운반 캐리어 면마다의 청결도 상태를 유저에게 알린다.
측정이 종료되면, 도어/도어 조립체(3, 11)는 중공의 도어-측정 인터페이스(21)로부터 멀리 이동되고, 측정 헤드(13)는 강성 케이싱(2)으로부터 제거되며, 운반 캐리어가 다시 폐쇄되어, 그 청결도 상태에 따라, 세척을 위해 보내지거나, 운반 및 이송을 위해 계속 사용된다.
도 6 및 도 7에 도시된 측정 스테이션의 제2 실시예에 따르면, 제어된 환경 챔버(4)는 각각의 운반 캐리어에 커플링할 수 있는 2개의 로드 포트(8a, 8b)를 포함한다.
각 로드 포트(8a, 8b)는 그 자신의 도어-구동 메카니즘(25a, 25b)을 포함한다.
모듈-이동 메카니즘(26)은 측정 헤드(13)를 커플링된 강성 케이싱(2)들 중 하나 또는 다른 하나의 강성 케이싱 내의 측정 위치로 이동시키도록 구성된다. 이를 위해, 모듈-이동 메카니즘(26), 예컨대 측정 헤드(13)가 제어된 한경 챔버(4) 내에서 그 축방향 이동에 대해 측방향으로 변위되게 한다. 따라서, 측정 헤드(13)는 제어된 환경 챔버(4)의 엑세스부(10)로부터 변위되어 도어-구동 메카니즘(25a 또는 25b)을 위한 방식을 삭제한다.

Claims (12)

  1. 대기압에서 반도체 기판을 이송 및 보관하기 위한 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 스테이션에 있어서, 상기 운반 캐리어는 구멍을 포함하는 강성 케이싱(2)과 구멍이 폐쇄되게 하는 착탈식 도어(3)를 포함하고,
    상기 측정 스테이션은,
    - 상기 도어(3)를 제어된 환경 챔버(4) 내로 이동시키기 위해, 한쪽으로는 강성 케이싱(2)에 커플링될 수 있고, 다른 한쪽으로는 운반 캐리어의 도어(3)에 커플링될 수 있는 적어도 하나의 로드 포트(8)를 포함하는 제어된 환경 챔버(4); 및
    - 입자 측정 유닛(14)을 포함하는 측정 모듈(5)
    을 포함하며,
    상기 측정 모듈(5)은,
    - 상기 도어(3) 대신에 상기 제어된 환경 챔버(4)에 커플링되는 강성 케이싱(2)에 커플링됨으로써, 제1 측정 체적(V1)을 형성하도록 구성되고, 적어도 하나의 분사(injecting) 노즐(20)과, 상기 입자 측정 유닛(14)에 결합되는 제1 샘플링 오리피스(12)를 포함하는 케이싱-측정 인터페이스(16); 및
    - 상기 도어(3)에 커플링됨으로써, 상기 측정 모듈(5)의 측정면(22) 및 대향하는 도어(3) 사이에 제2 측정 체적(V2)을 형성하도록 구성된 중공(hollow)의 도어-측정 인터페이스(21)
    를 포함하고,
    상기 측정면(22)은, 적어도 하나의 분사 노즐(23)과, 입자 측정 유닛(14)에 결합되는 제2 샘플링 오리피스(24)를 포함하는 것인 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 스테이션.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중공의 도어-측정 인터페이스(21)는 프레임의 형태를 가지는 것인 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 스테이션.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도어(3)는, 중공의 도어-측정 인터페이스(21)의 방향으로 이동될 수 있는 것인 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 스테이션.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측정 모듈(5)은, 케이싱-측정 인터페이스(16)를 커플링된 강성 케이싱(2) 내의 측정 위치와 휴지 위치 사이에서 이동시키도록 구성되는 모듈-이동 메카니즘(15; 26)을 포함하는 것인 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 스테이션.
  5. 제3항에 있어서, 상기 케이싱-측정 인터페이스(16)와 중공의 도어-측정 인터페이스(21)는 연속하여 배치되고, 상기 케이싱-측정 인터페이스(16)는 커플링된 강성 케이싱(2) 내로 병진될 수 있으며, 상기 도어(3)는 중공의 도어-측정 인터페이스(21)의 방향으로 병진될 수 있는 것인 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 스테이션.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입자 측정 유닛(14)의 샘플링 라인(19)은, 제1 및 제2 샘플링 오리피스(12, 24) 사이에서 선택적으로 전환(switching)하기 위한 밸브 구비 디바이스(29a, 29b)를 포함하는 것인 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 스테이션.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 케이싱-측정 인터페이스(16)는, 가스 제트를 제어된 환경 챔버(4)에 커플링된 강성 케이싱(2) 상의 적어도 2개의 개별적인 지점으로 향하게 하도록 구성되는 적어도 2개의 분사 노즐(20)을 포함하고, 분사 노즐(20)의 각각의 배향은 커플링된 강성 케이싱(2)에 대해 고정되는 것인 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 스테이션.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 케이싱-측정 인터페이스(16)는, 케이싱-측정 인터페이스(16)의 베이스로부터 돌출되는 측정 헤드(13)를 포함하는 것인 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 스테이션.
  9. 제8항에 있어서, 상기 측정 헤드(13)는 평행육면체 형태를 갖고, 상기 케이싱-측정 인터페이스(16)의 베이스로부터 돌출되는 측정 헤드(13)의 5개의 면 각각은 적어도 하나의 분사 노즐(20)을 포함하는 것인 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 스테이션.
  10. 제6항에 있어서, 상기 분사 노즐(20, 23) 내로 가스의 선택적인 분사를 제어하도록 구성되는 처리 유닛(27)을 포함하는 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 스테이션.
  11. 제1항 또는 제2항에 기재된 측정 스테이션에서 실시되는, 대기압에서 반도체 기판을 이송 및 보관하기 위한 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 방법에 있어서,
    - 상기 측정 모듈(5)이 상기 강성 케이싱(2)에 커플링됨으로써, 상기 케이싱-측정 인터페이스(16) 및 커플링된 강성 케이싱(2) 사이에 제1 측정 체적(V1)을 형성하여 상기 강성 케이싱(2)의 내벽의 오염을 측정하는 단계; 및
    - 상기 도어(3)가 상기 측정 모듈(5)에 커플링됨으로써, 상기 측정면(22) 및 대향하는 도어(3) 사이에 제2 측정 체적(V2)을 형성하여 상기 도어(3)의 오염을 측정하는 단계
    를 포함하는 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 케이싱-측정 인터페이스(16)와 상기 케이싱-측정 인터페이스(16)에 커플링된 강성 케이싱(2) 사이에 제1 간극(interstice)이 남아 있고, 분사 노즐(20)로 분사되는 가스 제트는 상기 제1 간극을 통해 상기 강성 케이싱(2)의 외부를 향해 지향되는 누출 가스 유동을 발생시키도록 파라미터화되며, 중공의 도어-측정 인터페이스(21)와 상기 중공의 도어-측정 인터페이스(21)에 커플링된 도어(3) 사이에 제2 간극이 남아 있고, 분사 노즐(23)로 분사되는 가스 제트는 상기 제2 간극을 통해 상기 중공의 도어-측정 인터페이스(21)의 외부를 향해 지향되는 누출 가스 유동을 발생시키도록 파라미터화되는 운반 캐리어의 입자 오염을 측정하는 측정 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110660703B (zh) * 2018-06-29 2022-07-29 台湾积体电路制造股份有限公司 半导体处理系统及半导体处理系统的污染控制方法
JP7234527B2 (ja) * 2018-07-30 2023-03-08 Tdk株式会社 センサー内蔵フィルタ構造体及びウエハ収容容器
US11302552B1 (en) * 2021-01-07 2022-04-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Multiple transport carrier docking device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006261675A (ja) 2005-03-18 2006-09-28 Alcatel 基板ウエハの汚染を監視するための方法および装置
JP2011519481A (ja) 2008-04-24 2011-07-07 アルカテル−ルーセント 半導体基板の搬送に使用するエンクロージャの汚染を測定するためのステーションおよび方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3003550B2 (ja) * 1995-06-22 2000-01-31 信越半導体株式会社 ウエーハ収納部材の清浄度測定・評価方法及びその装置
JPH11274282A (ja) * 1998-03-23 1999-10-08 Toshiba Corp 基板収納容器、基板収納容器清浄化装置、基板収納容器清浄化方法および基板処理装置
JP2000321180A (ja) * 1999-05-12 2000-11-24 Nec Kyushu Ltd 器機の表面汚染測定器
TW533503B (en) * 2000-09-14 2003-05-21 Nec Electronics Corp Processing apparatus having particle counter and cleaning device, cleaning method, cleanliness diagnosis method and semiconductor fabricating apparatus using the same
CN1260778C (zh) * 2000-12-04 2006-06-21 株式会社荏原制作所 基片加工方法
JP2002334863A (ja) * 2001-05-10 2002-11-22 Kaijo Corp Foup用ドアシェルの洗浄乾燥方法及び装置
US20030045098A1 (en) * 2001-08-31 2003-03-06 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for processing a wafer
JP4386700B2 (ja) * 2003-08-20 2009-12-16 株式会社ダン・タクマ ウエハー供給回収装置
JP4512505B2 (ja) * 2005-02-25 2010-07-28 株式会社住化分析センター 基板搬送容器内空間の汚染状態の評価方法
US20070062561A1 (en) * 2005-09-19 2007-03-22 International Business Machines Corporation Method And Apparatus For Testing Particulate Contamination In Wafer Carriers
TW200904551A (en) * 2007-07-20 2009-02-01 Li-Wei Liao Optical mask wiping and cleaning method and device
JP5100265B2 (ja) * 2007-09-03 2012-12-19 株式会社東芝 ウエハ移送システム中の清浄度評価方法
JP5123618B2 (ja) * 2007-09-07 2013-01-23 東京エレクトロン株式会社 容器清浄度計測装置、基板処理システム及び容器清浄度計測方法
US20110114129A1 (en) * 2007-12-18 2011-05-19 Entegris, Inc. Methods and apparatuses for controlling contamination of substrates
KR101668823B1 (ko) * 2009-05-27 2016-10-24 로제 가부시키가이샤 분위기 치환 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006261675A (ja) 2005-03-18 2006-09-28 Alcatel 基板ウエハの汚染を監視するための方法および装置
JP2011519481A (ja) 2008-04-24 2011-07-07 アルカテル−ルーセント 半導体基板の搬送に使用するエンクロージャの汚染を測定するためのステーションおよび方法

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