KR102509334B1 - 기체 공급 장치, 기체 공급 장치의 제어 방법, 로드 포트 및 반도체 제조 장치 - Google Patents

기체 공급 장치, 기체 공급 장치의 제어 방법, 로드 포트 및 반도체 제조 장치 Download PDF

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Abstract

대상 용기의 내부를 소정의 기체로, 대상 용기의 내부에 대하여 소정의 기체를 확실하게 공급할 수 있는 기체 공급 장치, 그 제어 방법, 및 그 기체 공급 장치를 구비한 로드 포트 그리고 반도체 제조 장치를 제공한다.
본 발명에 관한 기체 공급 장치인 퍼지 노즐 유닛(1)은, FOUP(100)의 내부를 소정의 기체로 치환하기 위해 당해 기체를 통과시킬 수 있는 하우징(3)과, FOUP(100)의 한 면에 설치한 포트(101)의 근방에 밀착함과 함께 포트(101)를 개방시키기 위해 가압하는 노즐(2)과, 노즐(2)을 포트(101)를 통해 소정의 기체를 대상 용기 내로 분사할 수 있는 사용 자세 및 포트(101)를 통해 대상 용기 내로 소정의 기체를 분사할 수 없는 대기 자세 사이에서 동작시키기 위해 확대 축소되는 동작 조정 공간(5)과, 동작 조정 공간(5)에 압축 공기를 출입시킴으로써 노즐(2)의 동작을 제어하는 기체 도입부(4)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

기체 공급 장치, 기체 공급 장치의 제어 방법, 로드 포트 및 반도체 제조 장치{GAS FEEDING APPARATUS, CONTROL METHOD OF GAS FEEDING APPARATUS, LOAD PORT AND SEMICONDUCTOR PRODUCING APPARATUS}
본 발명은 대상 공간을 갖는 대상 용기에 대하여 소정의 기체를 공급하기 위한 기체 공급 장치, 기체 공급 장치의 제어 방법, 로드 포트 및 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
종래, 반도체의 제조 공정에 있어서는, 수율이나 품질의 향상을 위해, 클린룸 내에서 웨이퍼의 처리가 이루어지고 있다. 최근에는, 웨이퍼를 고청정한 환경에서 반송·보관하기 위한 대상 용기인 FOUP(Front-Opening Unified Pod)라 불리는 격납용 용기와, FOUP 내의 웨이퍼를 반도체 제조 장치와의 사이에서 출입시킴과 함께 반송 장치와의 사이에서 FOUP의 전달을 행하는 인터페이스부의 장치인 로드 포트(Load Port)가, 웨이퍼의 주위의 국소적인 공간에 대해서만 청정도를 보다 향상시키기 위한 중요한 장치로서 이용되고 있다.
그런데, 반도체 제조 장치 내는 웨이퍼의 처리 또는 가공에 적합한 소정의 기체 분위기로 유지되어 있지만, FOUP 내로부터 반도체 제조 장치 내로 웨이퍼를 송출할 때에는 FOUP의 내부 공간과 반도체 제조 장치의 내부 공간이 서로 연통하게 된다. 따라서, FOUP 내의 환경이 반도체 제조 장치 내보다도 저청정도이면, FOUP 내의 기체가 반도체 제조 장치 내로 진입하여 반도체 제조 장치 내의 기체 분위기에 악영향을 줄 수 있다.
이와 같은 문제에 대응하기 위한 기술로서, 종래에는, 웨이퍼가 수납되어 있는 FOUP를 로드 포트의 적재대에 적재한 상태에서 소정의 기체(예를 들어 질소나 건조 공기, 불활성 가스 등)를 FOUP의 저면측으로부터 내부에 주입하여 충만시켜, FOUP 내를 소정의 기체 분위기로 치환하는 퍼지 장치를 구비한 로드 포트가 개시되어 있다. 이와 같은 FOUP의 저면측으로부터 질소나 건조 공기, 불활성 가스 등의 소정의 기체를 FOUP 내에 주입하여 FOUP 내를 소정의 기체 분위기로 치환하는, 소위 보텀 퍼지 방식은, 프론트 퍼지 방식의 퍼지 장치와 비교하여, 소정의 기체 분위기의 도달 농도가 높다는 이점이 있다.
그리고 특허문헌 1에는, 소정의 기체(예를 들어 질소나 불활성 가스 등)를 FOUP 내에 취입하기 위해, 대상 용기인 FOUP에 설치한 밸브를 소정의 기체 이외의 기체(압축 공기 등)에 의해 조작하도록 구성된 퍼지 장치를 구비한 로드 포트가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2015-88500호 공보
그러나, 종래의 퍼지 장치는, FOUP의 개구부를 개방하기 위해, 소정의 기체의 압력을 이용함으로써 대상 용기인 FOUP에 설치한 밸브를 조작한다는 구조였다. 그 때문에, 소정의 기체의 압력 여하에 따라서는 단위 시간당의 공급량에 변동이 발생해 버리고, 그 결과, 소정의 작업 시간 내에 있어서 FOUP 내를 높은 소정 기체 분위기 농도로 유지하는 것이 곤란하여, 소정의 기체 분위기의 도달 농도가 낮다는 단점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 점에 주목하여 이루어진 것이며, 주된 목적은, 대상 용기의 내부를 소정의 기체에 의해 높은 효율로 치환할 수 있는 기체 공급 장치, 그 제어 방법, 및, 해당 기체 공급 장치를 구비한 로드 포트 그리고 반도체 제조 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 이상과 같은 문제점을 감안하여, 다음과 같은 수단을 강구한 것이다.
즉, 본 발명의 기체 공급 장치는 대상 용기의 내부에 소정의 기체를 공급하기 위해 당해 기체를 통과시킬 수 있는 하우징 구조부와, 상기 대상 용기의 한 면에 설치되며 내부에 개폐 기구를 구비하는 포트부에 접촉하는 노즐부 및 개폐 기구를 개방시키는 가압부를 갖는 노즐 구조부와, 상기 노즐 구조부를, 상기 포트부를 통해 상기 소정의 기체를 상기 대상 용기 내에 공급할 수 있는 사용 자세 및 상기 포트부를 통해 상기 대상 용기 내에 상기 소정의 기체를 공급할 수 없는 대기 자세 사이에서 동작시키기 위해 확대 축소되는 동작 조정 공간을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 것이면, 대상 용기 내에 공급하는 소정의 기체의 압력 여하에 구애되지 않고 노즐 구조부가 동작되기 때문에 대상 용기의 내부에 소정의 기체를 적합하게 도입할 수 있다. 또한 노즐 구조부는 포트부를 개방시킬 뿐만 아니라 포트부의 근방에 밀착됨으로써 소정의 기체가 외부로 누설되어 버리는 것을 유효하게 피하고 있으므로, 소정의 기체를 효율적으로 대상 용기의 내부에 도입할 수 있다. 그 결과 본 발명에 따르면, 대상 용기의 내부를 소정의 기체로, 보다 높은 효율로 치환할 수 있다.
대상 용기의 내부를 높은 효율로 소정의 기체로 치환할 수 있는 구체적인 구성으로서, 노즐부는, 상기 대상 용기의 한 면에 설치한 상기 포트부의 외측 에지에 밀착함으로써 대상 용기 내의 기체가 외부로 유출되는 것을 방지하고, 가압부는, 상기 개폐 기구를 가압하는 가압면 및 상기 대상 용기 내를 향하여 소정의 기체를 공급하기 위해 분사하는 분사부를 갖는 것인 구성을 들 수 있다.
또한, 대상 용기 내의 기체를 보다 효율적으로 소정의 기체로 치환하기 위한 동작 조정 공간의 구성으로서, 동작 조정 공간이, 하우징 구조부 및 노즐부 사이에 설치되며, 노즐부를 포트부의 외측 에지에 밀착시킨 밀착 자세 및 당해 밀착 자세로부터 노즐부와 포트부를 이격시킨 이격 자세 사이에서 노즐부를 동작시키기 위해 확대 축소되는 제1 동작 조정 공간과, 노즐부와 가압부 사이에 설치되며, 가압부를 포트부로부터 이격함으로써 포트부를 폐지시킨 폐지 자세와 포트부를 가압함으로써 당해 포트부를 개방시킨 개방 자세 사이에서 동작시키기 위해 확대 축소되는 제2 동작 조정 공간을 갖는 것인 구성을 들 수 있다.
그리고, 대상 용기 내의 기체를 보다 효율적으로 소정의 기체로 치환하기 위한 구체적인 기체 공급 장치의 제어 방법으로서는, 대상 용기의 내부를 소정의 기체로 치환하기 위해 당해 기체를 통과시킬 수 있는 하우징 구조부와, 상기 대상 용기의 한 면에 설치한 포트부의 외측 에지에 밀착함으로써 상기 대상 용기 내의 기체가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 노즐부와, 포트부를 가압하는 가압면 및 대상 용기 내를 향하여 소정의 기체를 분사하는 분사부를 갖는 가압부와, 하우징 구조부 및 노즐부 사이에 설치되며, 노즐부를 상기 포트부의 외측 에지에 밀착시킨 밀착 자세 및 당해 밀착 자세로부터 노즐부와 포트부를 이격시킨 이격 자세 사이에서 상기 노즐부를 동작시키기 위해 확대 축소되는 제1 동작 조정 공간과, 노즐부와 가압부 사이에 설치되며, 가압부를 상기 포트부로부터 이격함으로써 포트부를 폐지시킨 폐지 자세와 포트부를 가압함으로써 당해 포트부를 개방시킨 개방 자세 사이에서 동작시키기 위해 확대 축소되는 제2 동작 조정 공간을 구비하는 기체 공급 장치의 제어 방법이며, 상기 제1 동작 조정 공간 및 상기 제2 동작 조정 공간으로 상기 제어용 기체를 출입시킴으로써 노즐부 및 가압부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 보다 간소한 구성으로 노즐부 및 가압부의 동작을 제어하기 위해서는, 제어용 기체가, 제1 동작 조정 공간으로 직접 출입되는 것이며, 제1 동작 조정 공간 및 제2 동작 조정 공간을 연통하는 연통로를 더 구비함으로써, 제2 동작 조정 공간도 확대 축소시킬 수 있는 것인 것이 바람직하다.
그리고, 노즐부 및 가압부의 동작을 보다 유효하게 제어하기 위해서는, 연통로가, 노즐부가 상기 포트부의 외측 에지에 밀착한 상기 밀착 자세로 동작시킨 후에 가압부를 개방 자세로 동작시키도록 구성한 것인 것이 바람직하다.
또한, 상술한 기체 공급 장치를 유효하게 이용할 수 있는 일례로서, 상기의 기체 공급 장치를 복수 구비하고, 대상 용기의 저면에 설치한 복수의 포트부의 각각에 상기 기체 공급 장치의 가압부를 연통시킨 상태에서, 대상 용기 내의 기체 분위기를 질소 또는 건조 공기로 치환 가능하게 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 로드 포트를 들 수 있다.
또한, 상술한 로드 포트를 구비하고, 반송되어 온 대상 용기를 수취하고, 당해 대상 용기 내에 격납되어 있는 웨이퍼를 당해 대상 용기의 전방면에 형성한 반출입구를 통해 출입시키는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치에 있어서도, 상술한 효과를 얻을 수 있다.
이상, 설명한 본 발명에 따르면, 대상 용기의 내부를 소정의 기체에 의해 높은 효율로 치환할 수 있는 기체 공급 장치, 그 제어 방법, 및, 해당 기체 공급 장치를 구비한 로드 포트 그리고 반도체 제조 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 외관도.
도 2는 동 실시 형태에 관한 모식적인 측단면도.
도 3은 동 실시 형태에 관한 주요부의 외관도.
도 4는 도 3에 관한 모식적인 단면도.
도 5는 도 3에 관한 중앙 측단면도.
도 6은 도 3에 관한 동작 설명도.
도 7은 도 5에 관한 동작 설명도.
도 8은 도 3에 관한 동작 설명도.
도 9는 도 5에 관한 동작 설명도.
도 10은 동 실시 형태의 변형예에 관한 도 8에 대응한 외관도.
도 11은 실시 형태에 관한 반도체 제조 장치의 모식적인 평면도.
이하, 본 발명의 일 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시 형태에 관한 기체 공급 장치인 퍼지 노즐 유닛(1)은, 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시한 로드 포트 X에 적용되는 퍼지 장치 P에 설치 가능한 것이다. 로드 포트 X는, 반도체의 제조 공정에 있어서 사용되는 반도체 제조 장치에 탑재된다. 도 11에는 반도체 제조 장치 M의 구성이 모식적으로 예시되어 있다. 반도체 제조 장치 M은, 클린룸 내에 배치되어 사용되는 것이며, 반도체 제조 장치 본체(71)와, 반도체 제조 장치 본체(71)에 인접하여 배치되는 이송실(72)과, 이송실(72)에 인접하여 배치되는 1개 이상(도면의 예에서는 3개)의 로드 포트 X를 포함한다. 반도체 제조 장치 M에 있어서는, 본 발명의 퍼지 대상 용기의 일례인 도 2에 도시한 FOUP(100)가 로드 포트 X에 적재된다. 그리고, FOUP(100)의 도어(112)에, 로드 포트 X의 도어부 D를 밀착시켜 도어(112)와 도어부 D를 일체적으로 이동시켜 이들을 개폐함으로써, FOUP(100) 내에 수용된 피수용체인 모식적으로 도시되어 있는 웨이퍼 W를 반도체 제조 장치 M에 대하여 출입시키는 것이다.
본 실시 형태에서 적용하는 FOUP(100)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 내부에 복수매의 웨이퍼 W를 수용하고, 전방면에 형성한 반출입구(111)를 통해 이들 웨이퍼 W를 출입 가능하게 구성되며, 반출입구(111)를 개폐 가능한 도어(112)를 구비한 기지의 것이기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서 FOUP(100)의 전방면이란, 로드 포트 X에 적재하였을 때에 로드 포트 X의 도어부 D와 대면하는 측의 면을 의미한다. FOUP(100)의 저면에는, 후술하는 도 5, 도 7, 도 9에 상상선으로 나타내는 바와 같이, 퍼지용의 포트(101)가 소정 개소에 설치되어 있다. 포트(101)는, 예를 들어 FOUP(100)의 저면에 형성한 개구부에 끼워 넣어진 중공 통상의 그로밋 시일을 주체로 하여 이루어진다.
반도체 제조 장치 M은, 예를 들어 도 11에 도시된 바와 같이, 로드 포트 X와, 상대적으로 로드 포트 X로부터 먼 위치에 배치되는 반도체 제조 장치 본체(71)와, 반도체 제조 장치 본체(71)와 로드 포트 X 사이에 배치되는 이송실(72)을 구비한 것이며, 이송실(72) 내에, 예를 들어 각 로드 포트 X에 적재된 FOUP(100) 내의 웨이퍼 W를, 1매씩, FOUP(100) 내와 이송실(72) 내 사이, 및, 이송실(72) 내와 반도체 제조 장치 본체(71) 내 사이에서 이송하는 이송기(721)를 설치하고 있다. 또한, FOUP(100)와 이송실(72) 사이, 및, 이송실(72)과 반도체 제조 장치 본체(71) 사이에서, 웨이퍼 W를 복수매 격납한 카세트마다 이송하는 것도 가능하다. 이와 같은 구성에 의해, 클린룸에 있어서, 반도체 제조 장치 본체(71) 내, 이송실(72) 내 및 FOUP(100) 내는 고청정도로 유지된다.
로드 포트 X는, 도 1에 도시한 바와 같이, 기립 자세로 배치되며 FOUP(100)의 반출입구(111)에 연통할 수 있는 개구부를 개폐 가능한 도어부 D를 갖는 프레임 F와, 프레임 F 중 반도체 제조 장치 본체(71)로부터 멀어지는 방향으로 대략 수평 자세로 연신하는 적재대 B와, FOUP(100) 내에 퍼지용 기체를 주입하여, FOUP(100) 내의 기체 분위기를 질소 가스 등의 퍼지용 기체로 치환 가능한 퍼지 장치 P를 구비한 것이다.
프레임 F에 설치한 도어부 D는, FOUP(100)를 적재대 B에 적재한 상태에 있어서 FOUP(100)의 전방면에 설치한 도어(112)에 밀착한 상태에서 그 도어(112)를 열어 반출입구(111)를 개방하는 개방 위치와, 반출입구(111)를 폐지하는 폐지 위치 사이에서 작동 가능한 것이다. 도어부 D를 개방 위치와 폐지 위치 사이에서 적어도 승강 이동시키는 도어 승강 기구(도시 생략)로서는 기지의 것을 적용할 수 있다.
적재대 B는, 프레임 F 중 높이 방향 중앙부로부터 약간 상방 근방의 위치에 대략 수평 자세로 배치된 것이며, 상향으로 돌출시킨 복수의 위치 결정용 돌기(키네마틱 핀)(81)를 갖는다. 그리고, 이들 위치 결정용 돌기(81)를 FOUP(100) 저면에 형성된 위치 결정용 오목부(도시 생략)에 걸림 결합시킴으로써, 적재대 B 상에 있어서의 FOUP(100)의 위치 결정을 도모하고 있다. 또한, 적재대 B에는, FOUP(100)가 적재대 B 상에 소정의 위치에 적재되어 있는지 여부를 검출하는 도시하지 않은 착좌 센서(82)를 설치하고 있다. 위치 결정용 돌기(81) 및 착좌 센서(82)의 구조나 배치 개소는 규격 등에 따라서 적절히 설정·변경할 수 있다.
퍼지 장치 P는, 적재대 B 상에 상단부를 노출시킨 상태에서 소정 개소에 배치되는 복수의 퍼지 노즐 유닛(1)을 구비하고 있다.
이들 복수의 퍼지 노즐 유닛(1)은, FOUP(100)의 저면에 설치한 포트(101)의 위치에 따라서 적재대 B 상의 적절한 위치에 설치되며, FOUP(100)의 저부에 설치한 포트(101)에 접촉 가능한 것이다. 또한 본 실시 형태에서는 각 퍼지 노즐 유닛(1) 외에, 포트(101)에 대응하는 어느 개소에는 FOUP(100) 내의 압력이 높아지면 FOUP(100) 내의 가스를 배출할 수 있도록 구성된 배기 밸브를 적절히 배치하고 있다. 당해 배기 밸브의 구성은 기존의 구성에 준한 것이기 때문에, 구체적인 설명을 생략한다.
또한 여기서, FOUP(100)에 설치된 포트(101)의 구성에 대하여 구체적으로 설명해 둔다. 당해 포트(101)는 상술한 바와 같이 퍼지 노즐 유닛(1)과 대응하여 배치되는 것이며, 예를 들어 도 2에 있어서의 A부에 확대하여 도시한 바와 같이, 베이스(103)와, 베이스(103)에 설치되며, 소정의 기체가 유입되는 가스 유입구(104)와, 체크 밸브(105)와, 체크 밸브(105)를 가동할 수 있도록 수납하는 밸브실(106)과, 체크 밸브(105)를 가스 유입구(104)측으로 압박하는 압축 스프링(107)과, 연통 구(108)와, 압축 스프링(107)을 지지하는 지지판(109)과, 필터(110) 등을 구비하고 있다. 이와 같은 구성의 포트(101)는 기존의 것이기 때문에, 한층 더한 상세한 설명은 생략한다. 이와 같은 기존의 포트(101)를 통해 FOUP(100)의 내부에 퍼지 가스를 도입하는 종래의 일반적인 양태는 다음과 같다. 즉, 소정의 기체인 퍼지 가스를 가스 유입구(104)에 유입시키고, 해당 퍼지 가스의 유량에 수반되는 압력에 의해 압축 스프링(107)을 압축시켜, 체크 밸브(105)와 베이스(103) 사이에 간극을 발생시킨다. 이에 의해, 퍼지 가스가, 이 간극으로부터 밸브실(106)과 연통 구(108)를 거쳐, 필터(110)을 통과하여, FOUP(100)의 내부에 도입된다.
그리고 상기 포트(101)를 구성하는 가스 유입구(104), 체크 밸브(105) 및 압축 스프링(107)에 의해, 본 발명에 관한 개폐 기구가 구성되어 있다.
각 퍼지 노즐 유닛(1)은, 도 3∼도 9에 도시한 바와 같이, 노즐 구조부인 노즐(2)과, 노즐(2)을 승강 가능한 상태에서 보유 지지하는 하우징 구조부인 하우징(3)과, 이 하우징(3)에 대해 노즐(2)을 동작시키기 위해 압축 공기를 출입시키는 기체 도입부(4)를 구비한 것이다. 또한 본 명세서에서는, 당해 기체 도입부(4)의 도시를 모식적인 것으로 한다.
여기서, 본 실시 형태에 관한 기체 공급 장치인 퍼지 노즐 유닛(1)은, FOUP(100)의 내부에 소정의 기체를 공급하기 위해 당해 기체를 통과시킬 수 있는 하우징(3)과, FOUP(100)의 한 면에 설치되며 내부에 개폐 기구를 구비하는 포트부인 포트(101)의 근방에 접촉하는 노즐부인 제1 노즐(21) 및 개폐 기구를 개폐시키는 가압부인 제2 노즐(22)을 갖는 노즐(2)과, 하우징(3) 및 노즐(2)에 걸쳐 설치되며 노즐(2)을 포트(101)를 통해 소정의 기체를 대상 용기 내에 공급할 수 있는 사용 자세 및 포트(101)를 통해 대상 용기 내에 소정의 기체를 공급할 수 없는 대기 자세 사이에서 동작시키기 위해 확대 축소되는 동작 조정 공간(5)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 실시 형태에 관한 퍼지 노즐 유닛(1)에서는, 동작 조정 공간(5)에 제어용 기체인 압축 공기를 출입시킴으로써 노즐(2)의 동작을 제어하는 기체 도입부(4)를 더 갖고 있다.
이하, 기체 공급 장치인 퍼지 노즐 유닛(1)의 각 구성 요소에 대하여 설명한다.
하우징(3)은 대상 용기인 FOUP(100)의 내부를 소정의 기체로 치환하기 위해 당해 기체를 통과시킬 수 있는 것이다. 이 하우징(3)은 개략 직육면체 형상을 이루는 하우징 본체(31)와, 이 하우징 본체(31)의 내벽(35)에 설치되며 노즐(2)의 외주면이 첨접하는 쌍을 이루는 외측 링(32)과, 하우징 본체(31)의 외벽(34)으로부터 노즐(2)을 향하여 연통하며 압축 공기를 노즐(2)측을 향하여 도입하기 위한 도입구(33)를 갖고 있다. 구체적으로 설명하면 당해 도입구(33)는 하우징 본체(31)의 외벽(34)으로부터 내벽(35)을 향하여 관통하는 것이며, 하우징(3)과 노즐(2) 사이에 형성되어 있는 동작 조정 공간(5)에 연통하고 있다.
노즐(2)은 대상 용기의 한 면에 설치한 포트(101)의 외측 에지(102)에 밀착함으로써 FOUP(100) 내의 기체가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 제1 노즐(21)과, 포트(101)를 가압하는 가압면 및 대상 용기 내를 향하여 소정의 기체를 분사하는 분사부를 갖는 제2 노즐(22)을 갖고 있다. 제1 노즐(21)은 포트(101)의 외측 에지(102)에 밀착할 수 있는 접촉면(23)과, 제2 노즐(22)에 대하여 간극없이 지지하기 위한 패킹인 내측 링(24)을 갖고 있다. 제2 노즐(22)은 소정의 기체를 도입하기 위한 기체 도입구(25)와, 축심 부분에는 이 기체 도입구(25)로부터 도입된 소정의 기체 즉 질소 가스를 상방으로 안내하기 위해 높이 방향으로 관통하는 가스 안내로(26)와, 선단에 있어서 대상 용기의 포트(101)에 접촉, 가압하여 당해 포트(101)의 내부의 체크 밸브(105)(도 2)를 개방할 수 있는 가압면(27)과, 이 가압면(27)으로부터 기단측으로 슬릿 형상으로 형성되어 질소 가스를 FOUP(100) 내에 도입하기 위한 가스 분사구(28)를 갖고 있다. 그리고 본 실시 형태에서는, 기체 도입구(25)로부터 수평 방향으로 소정의 기체인 퍼지용 기체를 안내하는 제2 유로(25a)와, 이 제2 유로(25a)에 연속하며 수직 방향으로 퍼지용 기체를 안내하는 제1 유로(26a)를, 상대 위치를 고정한 상태에서 일체적으로 구성하고 있다. 그러나 본 발명은 상기 제1, 제2 유로(26a, 25a)의 상대 위치를 변경 가능하게 구성하는 양태를 막는 것은 아니다.
동작 조정 공간(5)은 하우징(3) 및 제1 노즐(21) 사이에 설치되며, 제1 노즐(21)을, 포트(101)의 외측 에지(102)에 밀착시킨 밀착 자세(P1) 및 당해 밀착 자세(P1)로부터 제1 노즐(21)과 포트(101)를 이격시킨 이격 자세(P2) 사이에서 제1 노즐(21)을 동작시키기 위해 확대 축소되는 제1 동작 조정 공간(51)과, 제1 노즐(21)과 제2 노즐(22) 사이에 설치되며, 제2 노즐(22)을, 포트(101)(구체적으로는, 체크 밸브(105))로부터 이격함으로써 포트(101)를 폐지시킨 폐지 자세(Q2)와 포트(101)(구체적으로는, 체크 밸브(105))를 가압함으로써 당해 포트(101)를 개방시킨 개방 자세(Q1) 사이에서 동작시키기 위해 확대 축소되는 제2 동작 조정 공간(52)과, 이들 제1 동작 조정 공간(51) 및 제2 동작 조정 공간(52)을 연통하는 연통로(53)를 갖고 있다.
제1 동작 조정 공간(51)은 상기 하우징(3)의 도입구(33)로부터 도입 기체 즉 압축 공기가 도입되었을 때에 제1 노즐(21)의 접촉면(23)이 포트(101)의 외측 에지(102)로부터 이격한 이격 자세(P2)로부터 포트(101)의 외측 에지(102)에 밀착하는 밀착 자세(P1)로 자세 변경될 수 있는 것이다.
제2 동작 조정 공간(52)은 제1 동작 조정 공간(51)에 기체가 도입되어 제1 노즐(21)이 밀착 자세(P1)로 된 후, 연통로(53)를 통해 압축 공기가 도입됨으로써, 제2 노즐(22)을 포트(101)(구체적으로는, 체크 밸브(105))로부터 이격함으로써 포트(101)를 폐지시킨 폐지 자세(Q2)로부터, 당해 포트(101)(구체적으로는, 체크 밸브(105))를 가압함으로써 당해 포트(101)를 개방시킨 개방 자세(Q1)로 자세 변경시키기 위한 것이다.
연통로(53)는 제1 동작 조정 공간(51)에 제어용 기체를 공급하여 제1, 제2 동작 조정 공간(51, 52)에 기체 즉 압축 공기를 도입함으로써 제1 노즐(21)을 밀착 자세(P1)로 하고 또한 제2 노즐(22)을 개방 자세(Q1)로 동작시킴과 함께, 제1, 제2 동작 조정 공간(51, 52) 내의 제어용 기체인 압축 공기를 흡인하여 제2 노즐(22)을 폐지 자세(Q2)로 하고 또한 제1 노즐(21)을 이격 자세(P2)로 하도록 구성한 것이다. 당해 연통로(53)는 도 4, 도 5, 도 7 및 도 9에 있어서 파선으로 도시하고 있지만, 상기 제1, 제2 노즐(22)의 주위 방향으로 하나 또는 복수 설치되어 있다. 그리고 이 연통로(53)는 그 직경 및 위치, 수를 조정함으로써, 압축 공기가 도입되었을 때에는 상기 제1 동작 조정 공간(51)이 제1 노즐(21)을 밀착 자세(P1)로 자세 변경시킨 후, 제2 동작 조정 공간(52)에 압축 공기가 도입되어 제2 노즐(22)을 개방 자세(Q1)로 자세 변경시킬 수 있도록 설정되어 있다.
기체 도입부(4)는 제1 동작 조정 공간(51) 및 제2 동작 조정 공간(52)에 질소 가스와는 상이한 기체인 일례로서 압축 공기를 출입시킴으로써 제1 노즐(21) 및 제2 노즐(22)의 동작을 제어하기 위한 것이다. 이 기체 도입부(4)는 제1 동작 조정 공간(51)에 제어용 기체를 출입시키는 것이며, 제1 동작 조정 공간(51) 및 제2 동작 조정 공간(52)을 연통하는 연통로(53)를 통함으로써, 제2 동작 조정 공간(52)도 확대 축소시킬 수 있는 것이다.
본 실시 형태에서는, 동작 조정 공간(5) 내로 압축 공기를 도입함으로써, 도 3∼도 5에 도시한 대기 위치, 즉 제1 노즐(21)이 이격 자세(P2)에 있고 또한 제2 노즐(22)이 폐지 자세(Q2)에 있는 상태로부터, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 제1 노즐(21)이 밀착 자세(P1)로 되어 포트(101)의 외측 에지(102)에 밀착하면서 제2 노즐(22)이 폐지 자세(Q2)에 있어 포트(101)의 외측 에지(102)에 밀착하면서도 포트(101)를 개방시키지 않은 상태로 하고, 또한 도 8 및 도 9에 도시한 사용 위치와 같이, 제2 노즐(22)이 더 상방으로 돌출되어 가압면(27)이 포트(101)(구체적으로는, 체크 밸브(105))를 밀어올림으로써 포트(101)를 개방시키는 개방 자세(Q1)로 하는 상태로, 단계적으로 제어할 수 있다.
또한 물론, 도 8 및 도 9에 도시한 상태(P1, Q1)로부터 기체 도입부(4)를 제어함으로써 압축 공기를 흡인하면, 상기 도 6 및 도 7에 도시한 상태(P1, Q2)를 거쳐, 도 3∼도 5에 도시한 상태(P2, Q2)로 되돌아가는 것은 물론이다. 즉, 본 실시 형태에 따르면, 소정의 기체인 질소 가스와는 상이한 압축 공기를 기체 도입부(4)로부터 출입시킴으로써, 노즐(2)을 구성하는 제1 노즐(21) 및 제2 노즐(22) 각각의 승강 이동을 원활하게 또한 적절하게 행할 수 있도록 하고 있다.
이상에 상세하게 설명한 본 실시 형태에 관한 퍼지 노즐 유닛(1)은, 유닛화한 상태에서 로드 포트 X의 적재대 B에 있어서의 복수의 소정 개소(본 실시 형태에서는 적재대 B의 4코너 근방)에 설치함으로써, 적재대 B 상에 적재되는 FOUP(100) 내의 기체 분위기를 퍼지용 기체로 치환 가능한 퍼지 장치 P로서 기능하는 것이 실현되어 있다.
또한, 본 실시 형태의 변형예로서, 도 10에 도시한 기체 공급 장치인 퍼지 노즐 유닛(1)을 들 수 있다. 당해 변형예에 대하여 상기 실시 형태의 구성 요소에 상당하는 것에 대해서는 동일한 부호를 붙임과 함께 상세한 설명을 생략한다.
구체적으로 설명하면 본 변형예에 관한 퍼지 노즐 유닛(1)은, 상기 제2 노즐(22)의 형상이 상이하다. 제2 노즐(22)이, 가압면(27)과는 이격한 위치에 개구(29)를 형성하고, 당해 개구(29)를 가스 분사구(28)에 상당하도록 한 것이다. 이와 같은 것이어도, 상기 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘한다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 관한 기체 공급 장치는, 대상 용기의 내부를 소정의 기체로 치환하기 위해 당해 기체를 통과시킬 수 있는 하우징(3)과, 대상 용기의 한 면에 설치한 포트(101)의 근방에 밀착함과 함께 포트(101)를 개방시키기 위해 가압하는 노즐(2)과, 하우징(3) 및 노즐(2)에 걸쳐 설치되며 노즐(2)을 포트(101)를 통해 소정의 기체를 대상 용기 내에 공급할 수 있는 사용 자세 및 포트(101)를 통해 대상 용기 내에 소정의 기체를 공급할 수 없는 대기 자세 사이에서 동작시키기 위해 확대 축소되는 동작 조정 공간(5)과, 동작 조정 공간(5)에 기체를 출입시킴으로써 노즐(2)의 동작을 제어하는 기체 도입부(4)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 함으로써, 대상 용기 내에 공급하는 소정의 기체의 압력 여하에 구애되지 않고 노즐(2)이 동작되기 때문에 대상 용기인 FOUP(100)의 내부에 소정의 기체를 적합하게 도입할 수 있다. 또한 노즐(2)은 포트(101)를 개방시킬 뿐만 아니라 포트(101)의 근방에 밀착함으로써 소정의 기체가 외부로 누설되어 버리는 것을 유효하게 피하고 있으므로, 소정의 기체를 효율적으로 대상 용기의 내부에 도입할 수 있다. 그 결과 본 실시 형태에 따르면, 대상 용기의 내부를 소정의 기체로, 보다 높은 효율로 공급할 수 있는 퍼지 노즐 유닛(1), 및 그 퍼지 노즐 유닛(1)을 구비한 퍼지 장치 P 및 로드 포트 X, 그리고 당해 로드 포트 X를 구비하는 반도체 제조 장치 M을 제공할 수 있다.
대상 용기의 내부를 높은 효율로 소정의 기체로 치환할 수 있는 구체적인 구성으로서 본 실시 형태에서는, 노즐(2)이, 대상 용기의 한 면에 설치한 포트(101)의 외측 에지(102)에 밀착함으로써 대상 용기 내의 기체가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 노즐부인 제1 노즐(21)과, 포트(101)를 가압하는 가압면(27) 및 대상 용기 내를 향하여 기체를 분사하는 분사부를 갖는 가압부인 제2 노즐(22)을 갖는 것인 구성으로 하고 있다.
또한, 대상 용기 내의 기체를 보다 효율적으로 소정의 기체로 치환하기 위한 동작 조정 공간(5)의 구성의 일례로서 본 실시 형태에서는, 동작 조정 공간(5)이, 하우징(3) 및 제1 노즐(21) 사이에 설치되며 제1 노즐(21)을 포트(101)의 외측 에지(102)에 밀착시킨 밀착 자세(P1) 및 당해 밀착 자세(P1)로부터 제1 노즐(21)과 포트(101)를 이격시킨 이격 자세(P2) 사이에서 제1 노즐(21)을 동작시키기 위해 확대 축소되는 제1 동작 조정 공간(51)과, 제1 노즐(21)과 제2 노즐(22) 사이에 설치되며, 제2 노즐(22)을 포트(101)로부터 이격함으로써 포트(101)를 폐지시킨 폐지 자세(Q2)와 포트(101)를 가압함으로써 당해 포트(101)를 개방시킨 개방 자세(Q1) 사이에서 동작시키기 위해 확대 축소되는 제2 동작 조정 공간(52)을 갖는 것으로 한 구성을 적용하고 있다.
그리고, 본 실시 형태에 관한 퍼지 노즐 유닛(1)의 제어 방법은, FOUP(100) 내의 기체를 보다 효율적으로 소정의 기체로 치환하기 위한 구체적인 구성으로서 본 실시 형태에서는, 하우징(3) 및 제1 노즐(21) 사이에 설치되며 제1 노즐(21)을 포트(101)의 외측 에지(102)에 밀착시킨 밀착 자세(P1) 및 당해 밀착 자세(P1)로부터 제1 노즐(21)과 포트(101)를 이격시킨 이격 자세(P2) 사이에서 제1 노즐(21)을 동작시키기 위해 확대 축소되는 제1 동작 조정 공간(51)과, 제1 노즐(21)과 제2 노즐(22) 사이에 설치되며, 제2 노즐(22)을 포트(101)로부터 이격함으로써 포트(101)를 폐지시킨 폐지 자세(Q2)와 포트(101)를 가압함으로써 당해 포트(101)를 개방시킨 개방 자세(Q1) 사이에서 동작시키기 위해 확대 축소되는 제2 동작 조정 공간(52)을 갖는 퍼지 노즐 유닛(1)에 적용되는 제어 방법이며, 기체 도입부(4)에 의해, 이들 제1 동작 조정 공간(51) 및 제2 동작 조정 공간(52)에 압축 공기를 출입시키는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 보다 간소한 구성으로 제1 노즐(21) 및 제2 노즐(22)의 동작을 제어하기 위해 본 실시 형태에서는, 제어용 기체 도입 장치를, 제1 동작 조정 공간(51)에 제어용 기체를 출입시키는 것으로 하고, 제1 동작 조정 공간(51) 및 제2 동작 조정 공간(52)을 연통하는 연통로(53)를 더 설치함으로써, 제2 동작 조정 공간(52)도 확대 축소시킬 수 있는 것으로 하고 있다.
그리고, 제1 노즐(21) 및 제2 노즐(22)의 동작을 보다 유효하게 제어하기 위해 본 실시 형태에서는, 연통로(53)를, 제1 노즐(21)이 포트(101)의 외측 에지(102)에 밀착한 밀착 자세(P1)로 동작시킨 후에 제2 노즐(22)을 개방 자세(Q1)로 동작시키도록 구성하고 있다.
또한 본 실시 형태에 관한 반도체 제조 장치 M은, 로드 포트 X를 구비하고, 반송되어 온 퍼지 대상 용기인 FOUP(100)를 수취하고, 당해 FOUP(100) 내에 격납되어 있는 웨이퍼 W를 당해 FOUP(100)의 전방면에 형성한 반출입구(111)를 통해 출입시키는 것을 특징으로 한다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태의 구성에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태에서는 기체 도입부(4)는 제1 동작 조정 공간(51) 및 제2 동작 조정 공간(52)에 질소 가스와는 상이한 기체인 일례로서 압축 공기를 출입시키는 양태를 개시하였지만 물론, 제어용 기체로서는 압축 공기에 한정되지 않고, 질소 가스나 다른 불활성 가스, 혹은 건조시킨 공기를 사용해도 된다.
상기 실시 형태에서는, 제1 동작 조정 공간에 압축 공기를 도입함으로써 노즐 기구가 상승하는 상승용 동작 조정 공간을 형성하였지만, 압축 공기의 흡인이 아니라 도입에 의해 노즐 기구를 강하시키는 강하용 동작 조정 공간을 더 설치해도 된다. 제2 동작 조정 공간에 대해서도 마찬가지로 상승용의 동작 조정 공간뿐만 아니라, 강하용의 동작 조정 공간을 설치해도 된다. 또는, 스프링 등의 탄성 가압과 조합함으로써 상승용, 강하용 중 어느 하나의 동작 조정 공간만을 형성해도 된다.
그리고, 상기 실시 형태에서는 제1 유로(26a)를 구성하는 가압부인 제2 노즐(22)에 의해 밸브인 포트(101)를 개방하는 구성으로 하였지만, 제1 유로(26a)를 형성하는 부재와는 별개로, 포트(101)를 개방하는 가압부를 설치해도 된다. 또한 상기 실시 형태에서는, 제2 유로(25a)를 형성하는 부재가 하우징(3)에 대하여 상대적으로 이동하는 구성을 적용하였지만, 제2 유로를 하우징에 대하여 고정하고, 제1 유로에 대하여 상대적으로 동작할 수 있는 구성으로 해도 된다.
또한 예를 들어 상기 실시 형태에서는 동작 조정 공간(51, 52)과 통기 구멍을 일대일의 관계로 형성한 양태를 예시하였지만, 하나의 동작 조정 공간에 연통하는 통기 구멍을 복수 형성한 구성을 채용해도 된다. 또한 상기 실시 형태에서는 기체 도입부(4)에 의한 압축 공기의 제어만으로 노즐(2)을 제어하는 양태를 개시하였지만, 노즐을 탄성 가압함으로써 동작 가능하게 하는 양태를 부정하는 것은 아니다.
그 밖의 구성도, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형이 가능하다.
1 : 기체 공급 장치(퍼지 노즐 유닛)
2 : 노즐 구조부(노즐)
21 : 노즐부(제1 노즐)
22 : 가압부(제2 노즐)
3 : 하우징 구조부(하우징)
4 : 기체 도입부
5 : 동작 조정 공간
51 : 제1 동작 조정 공간
52 : 제2 동작 조정 공간
53 : 연통로
X : 로드 포트
P : 퍼지 장치
100 : 대상 용기(FOUP)

Claims (8)

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  2. 삭제
  3. 대상 용기의 내부에 소정의 기체를 공급하기 위해 당해 기체를 통과시킬 수 있는 하우징 구조부와,
    상기 대상 용기의 한 면에 설치되며 내부에 개폐 기구를 구비하는 포트부에 접촉하는 노즐부 및 상기 개폐 기구를 개방시키는 가압부를 갖는 노즐 구조부와,
    상기 노즐 구조부를, 상기 포트부를 통해 상기 소정의 기체를 상기 대상 용기 내에 공급할 수 있는 사용 자세 및 상기 포트부를 통해 상기 대상 용기 내에 상기 소정의 기체를 공급할 수 없는 대기 자세 사이에서 동작시키기 위해 확대 축소되는 동작 조정 공간을 구비하고,
    상기 노즐부는, 상기 대상 용기의 한 면에 설치한 상기 포트부의 외측 에지에 밀착함으로써 상기 대상 용기 내의 기체가 외부로 유출되는 것을 방지하고,
    상기 가압부는, 상기 개폐 기구를 가압하는 가압면 및 상기 대상 용기 내를 향하여 상기 소정의 기체를 분사하는 분사부를 갖고,
    상기 동작 조정 공간이,
    상기 하우징 구조부 및 상기 노즐부 사이에 설치되며, 상기 노즐부를 상기 포트부의 외측 에지에 밀착시킨 밀착 자세 및 당해 밀착 자세로부터 상기 노즐부와 상기 포트부를 이격시킨 이격 자세 사이에서 상기 노즐부를 동작시키기 위해 확대 축소되는 제1 동작 조정 공간과,
    상기 노즐부와 상기 가압부 사이에 설치되며, 상기 가압부를 상기 포트부로부터 이격함으로써 상기 포트부를 폐지시킨 폐지 자세와 상기 포트부를 가압함으로써 당해 포트부를 개방시킨 개방 자세 사이에서 동작시키기 위해 확대 축소되는 제2 동작 조정 공간을 갖는 것인, 기체 공급 장치.
  4. 대상 용기의 내부를 소정의 기체로 치환하기 위해 당해 기체를 통과시킬 수 있는 하우징 구조부와,
    상기 대상 용기의 한 면에 설치한 포트부의 외측 에지에 밀착함으로써 상기 대상 용기 내의 기체가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 노즐부와,
    상기 포트부를 가압하는 가압면 및 상기 대상 용기 내를 향하여 상기 소정의 기체를 분사하는 분사부를 갖는 가압부와,
    상기 하우징 구조부 및 상기 노즐부 사이에 설치되며, 상기 노즐부를 상기 포트부의 외측 에지에 밀착시킨 밀착 자세 및 당해 밀착 자세로부터 상기 노즐부와 상기 포트부를 이격시킨 이격 자세 사이에서 상기 노즐부를 동작시키기 위해 확대 축소되는 제1 동작 조정 공간과,
    상기 노즐부와 상기 가압부 사이에 설치되며, 상기 가압부를 상기 포트부로부터 이격함으로써 상기 포트부를 폐지시킨 폐지 자세와 상기 포트부를 가압함으로써 당해 포트부를 개방시킨 개방 자세 사이에서 동작시키기 위해 확대 축소되는 제2 동작 조정 공간을 구비하는 기체 공급 장치의 제어 방법이며,
    상기 제1 동작 조정 공간 및 상기 제2 동작 조정 공간에 제어용 기체를 출입시킴으로써 상기 노즐부 및 상기 가압부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는, 기체 공급 장치의 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어용 기체가, 상기 제1 동작 조정 공간에 직접 출입되는 것이며, 상기 제1 동작 조정 공간 및 상기 제2 동작 조정 공간을 연통하는 연통로를 더 구비함으로써, 상기 제2 동작 조정 공간도 확대 축소시킬 수 있는 것인, 기체 공급 장치의 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연통로가, 상기 노즐부가 상기 포트부의 외측 에지에 밀착한 상기 밀착 자세로 동작시킨 후에 상기 가압부를 상기 개방 자세로 동작시키도록 구성한 것인, 기체 공급 장치의 제어 방법.
  7. 제3항에 기재된 기체 공급 장치를 복수 구비하고,
    상기 대상 용기의 저면에 설치한 복수의 상기 포트부의 각각에 상기 기체 공급 장치의 상기 가압부를 연통시킨 상태에서, 상기 대상 용기 내의 기체 분위기를 질소 또는 건조 공기로 치환 가능하게 구성하고 있는 것을 특징으로 하는, 로드 포트.
  8. 제7항에 기재된 로드 포트와, 반도체 제조 장치 본체와, 상기 로드 포트와 상기 반도체 제조 장치 본체 사이에 배치되는 이송실을 구비하고,
    반송되어 온 대상 용기를 수취하고, 당해 대상 용기 내에 격납되어 있는 웨이퍼를 당해 대상 용기의 전방면에 형성한 반출입구를 통해 출입시키는 것을 특징으로 하는, 반도체 제조 장치.
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