KR102577608B1

KR102577608B1 - 노즐 유닛

Info

Publication number: KR102577608B1
Application number: KR1020187005709A
Authority: KR
Inventors: 도시히로 가와이; 다카시 시게타; 마사요시 요시카와
Original assignee: 신포니아 테크놀로지 가부시끼가이샤
Priority date: 2015-09-04
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2023-09-13
Also published as: CN107949905B; WO2017038501A1; CN107949905A; JP2017050518A; KR20180048650A; TWI715624B; TW201718109A; JP6623627B2

Abstract

FOUP에 가스를 충전할 때, 대기가 침입되는 것을 방지하는 노즐 유닛을 제공한다. 이 때문에, 수용물을 수용하는 용기(7)에 연통하는 가스 공급구(72)와, 가스 공급구(72)에 연통하는 가스 유로(77)를 갖는 노즐 본체(71)와, 가스 유로(77)에 접속되고, 가스 공급구(72)를 통해 용기(7)에 가스를 공급하는 공급 노즐(78)과, 가스 유로(77)에 접속되고, 가스 유로(77)를 배기하는 배기 노즐(83)을 구비하였다.

Description

노즐 유닛

본 발명은, 반송 중의 웨이퍼를 수용하는 수용 용기에 가스를 충전하는 노즐 유닛에 관한 것이다.

종래, 기판으로서의 웨이퍼에 대하여 다양한 처리 공정이 실시됨으로써 반도체의 제조가 이루어져 왔다. 최근에는 소자의 고집적화나 회로의 미세화가 점점 진행되고 있으며, 웨이퍼 표면으로의 파티클이나 수분의 부착이 발생하지 않도록, 웨이퍼 주변을 높은 클린도로 유지하는 것이 요구되고 있다. 또한, 웨이퍼 표면이 산화하는 등 표면의 성상이 변화하는 일이 없도록, 웨이퍼 주변을 불활성 가스인 질소 분위기로 하거나, 진공 상태로 하는 것도 행해지고 있다.

이러한 웨이퍼 주변의 분위기를 적절하게 유지시키기 위해서, 웨이퍼는, FOUP(Front-Opening Unified Pod)라 불리는 밀폐식의 격납 포드의 내부에 넣어 관리되고, 이 내부에는 질소가 충전된다. 또한, 웨이퍼에 처리를 행하는 처리 장치와, FOUP의 사이에서 웨이퍼의 수수를 행하기 위해서, EFEM(Equipment Front End Module)이 이용되고 있다. EFEM은, 하우징의 내부에서 대략 폐지된 웨이퍼 반송실을 구성함과 함께, 그 대향 벽면의 한쪽에 FOUP와의 사이에서의 인터페이스부로서 기능하는 로드 포트(Load Port)를 구비함과 함께, 다른 쪽에 처리 장치의 일부인 로드 로크실이 접속된다. 웨이퍼 반송실 내에는, 웨이퍼를 반송하기 위한 웨이퍼 반송 장치가 설치되어 있고, 이 웨이퍼 반송 장치를 사용하여, 로드 포트에 접속되는 FOUP와 로드 로크실의 사이에서 웨이퍼의 출납이 행해진다. 웨이퍼 반송실은, 통상 반송실 상부에 배치한 팬 필터 유닛으로부터 청정한 대기인 다운 플로우를 상시 흐르게 하고 있다.

또한, 최근에는 웨이퍼의 최첨단 프로세스에 있어서는, 다운 플로우로서 이용되는 청정한 대기에 포함되는 산소, 수분 등에서조차, 웨이퍼의 성상을 변화시킬 우려가 있다. 이 때문에 특허문헌 1과 같이, 웨이퍼 주변을 질소 분위기로 하도록 불활성 가스를 FOUP 내에 주입하는 기술의 실용화가 요구되고 있다.

일본 특허공개 제2011-187539호 공보

그러나, 특허문헌 1에 기재된 노즐 유닛에서는, 여전히 주입 노즐 내의 유로에 대기나 파티클이 잔존해버린다. 이 결과, 보다 저산소 농도, 저습도가 요구되는 FOUP 내에 있어서, 이들이 잔존하는 대기나 파티클이 혼입되어 버려, 웨이퍼의 성상이 변화될 우려가 있다는 문제가 있다.

그래서, 본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, FOUP에 불활성 가스를 충전할 때, 대기가 침입하는 것을 방지하는 노즐 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1 발명에 따른 노즐 유닛은,

수용물을 수용하는 용기에 연통하는 가스 공급구와, 상기 가스 공급구에 연통하는 가스 유로를 갖는 노즐 본체와,

상기 가스 유로에 접속되고, 상기 가스 공급구를 통해 상기 용기에 가스를 공급하는 공급 노즐과,

상기 가스 유로에 접속되고, 상기 가스 유로 내를 배기하는 배기 노즐을

구비하였다.

이 노즐 유닛에서는, 배기 노즐에 의해 대기를 배기한다. 따라서, 용기와 노즐 본체가 접촉한 후, 노즐 본체, 공급 노즐 및 배기 노즐을 포함하는 노즐 유닛 내의 대기를 배기하여 공급 노즐이 용기에 가스를 공급한다. 이에 의해, 노즐 유닛 내의 대기가 용기의 내부에 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 여기에서 대기란, 용기에 수용되는 웨이퍼를 산화시키는 등, 산소, 수분, 파티클과 같이 웨이퍼의 성상을 변화시킬 우려가 있는 물질, 및 이들을 포함하는 기체를 의미한다. 이 대기가 용기에 유입되는 것을 방지하므로, 용기에 수용된 웨이퍼의 성상 변화를 방지할 수 있다.

제2 발명에 따른 노즐 유닛은,

상기 노즐 본체는,

상기 가스 공급구를 형성하는 동체부와,

상기 동체부의 상단면으로부터 세워지는 제1 주위벽과,

상기 동체부의 상단면과 상기 제1 주위벽에 의해 형성된 상방 공간을 갖고,

상기 가스 유로가, 상기 가스 공급구를 통해 상기 상방 공간과 연통한다.

이 노즐 유닛에서는, 배기 노즐이, 공급 노즐, 가스 유로, 상방 공간 및 배기 노즐 내의 대기를 배기한다. 따라서, 용기와 노즐 본체가 접촉한 후, 공급 노즐이 용기에 가스를 공급할 때 대기가 용기에 유입되는 것을 확실하게 방지한다. 이에 의해, 용기에 수용된 웨이퍼의 성상 변화를 방지할 수 있다.

제3 발명에 따른 노즐 유닛은,

상기 공급 노즐과 상기 배기 노즐이 일체이다.

이 노즐 유닛에서는, 공급 노즐과 배기 노즐을 일체로 설치함으로써 구성을 간단하게 하여, 제조 비용을 삭감할 수 있다.

제4 발명에 따른 노즐 유닛은,

상기 노즐 본체 내의 압력을 조정하는 압력 조정 수단을 구비하고,

상기 노즐 본체 내를 가스로 치환할 때 상기 압력 조정 수단이, 상기 노즐 본체 내의 압력을 소정값 이하로 제어한다.

이 노즐 유닛에서는, 압력 조정 수단이 노즐 본체 내의 압력을 소정값 이하로 제어한다. 따라서, 노즐 본체 내의 대기를 배기하여 불활성 가스를 공급할 때, 즉 노즐 본체 내를 대기로부터 불활성 가스로 치환할 때 불활성 가스가 용기 내에 유입되는 것을 방지할 수 있다.

제5 발명에 따른 노즐 유닛은,

상기 노즐 본체와,

상기 가스 공급구를 폐지하는 개폐 기구와,

상기 개폐 기구에 의해 폐지된 상기 가스 공급구를 개방하는 개방 수단을

구비하였다.

이 노즐 유닛에서는, 용기와 노즐 본체가 접촉한 후, 개방 수단이 개폐 기구에 의해 폐지된 가스 공급구를 개방하고, 배기 노즐이 노즐 유닛 내의 대기를 배기한다. 따라서, 배기 노즐이 노즐 유닛 내의 대기를 배기하고 나서, 공급 노즐이 용기에 불활성 가스를 공급하므로, 노즐 유닛 내의 대기가 용기의 내부에 유입되는 것을 방지할 수 있다.

제6 발명에 따른 노즐 유닛은,

상기 개폐 기구는, 상기 상방 공간에 위치하여 외주연부에서 상기 가스 공급구의 주연을 폐지하는 탄성 폐지 부재와, 상기 탄성 폐지 부재를 상기 동체부에 고정하는 고정부를 갖고,

상기 개방 수단은, 상기 탄성 폐지 부재를 압박하여 탄성 변형시킴으로써 상기 폐지를 해제하는 불활성 가스이다.

이 노즐 유닛에서는, 불활성 가스의 압력을 소정값 이상으로 함으로써, 불활성 가스가 탄성 폐지 부재를 압박하여 탄성 변형시키고, 가스 공급구의 폐지를 해제한다. 이에 의해, 용이한 구성으로 가스를 공급할 수 있다.

제1 발명에서는, 배기 노즐에 의해 대기를 배기한다. 따라서, 용기와 노즐 본체가 접촉한 후, 노즐 본체, 공급 노즐 및 배기 노즐을 포함하는 노즐 유닛 내의 대기를 배기하여 공급 노즐이 용기에 불활성 가스를 공급한다. 이에 의해, 노즐 유닛 내의 대기가 용기의 내부에 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 여기에서 대기란, 용기에 수용되는 웨이퍼를 산화시키는 등, 웨이퍼의 성상을 변화시킬 우려가 있는 산소, 수분, 파티클 등을 포함한다. 이 대기가 용기에 유입되는 것을 방지하므로, 용기에 수용된 웨이퍼의 성상 변화를 방지할 수 있다.

제2 발명에서는, 배기 노즐이, 공급 노즐, 가스 유로, 상방 공간 및 배기 노즐 내의 대기를 배기한다. 따라서, 용기와 노즐 본체가 접촉한 후, 공급 노즐이 용기에 가스를 공급할 때 대기가 용기에 유입되는 것을 확실하게 방지한다. 이에 의해, 용기에 수용된 웨이퍼의 성상 변화를 방지할 수 있다.

제3 발명에서는, 공급 노즐과 배기 노즐을 일체로 설치함으로써 구성을 간단하게 하여, 제조 비용을 삭감할 수 있다.

제4 발명에서는, 압력 조정 수단이 노즐 본체 내의 압력을 소정값 이하로 제어한다. 따라서, 노즐 본체 내의 대기를 배기하여 불활성 가스를 공급할 때, 즉 노즐 본체 내를 대기로부터 불활성 가스로 치환할 때 불활성 가스가 용기 내에 유입되는 것을 방지할 수 있다.

제5 발명에서는, 용기와 노즐 본체가 접촉한 후, 개방 수단이 개폐 기구에 의해 폐지된 가스 공급구를 개방하고, 배기 노즐이 노즐 유닛 내의 대기를 배기한다. 따라서, 배기 노즐이 노즐 유닛 내의 대기를 배기하고 나서, 공급 노즐이 용기에 불활성 가스를 공급하므로, 노즐 유닛 내의 대기가 용기의 내부에 유입되는 것을 방지할 수 있다.

제6 발명에서는, 불활성 가스의 압력을 소정값 이상으로 함으로써, 불활성 가스가 탄성 폐지 부재를 압박하여 탄성 변형시키고, 가스 공급구의 폐지를 해제한다. 이에 의해, 용이한 구성으로 불활성 가스를 공급할 수 있다.

도 1은, EFEM의 측면 벽을 떼어낸 상태를 나타내는 측면도.
도 2는, 도 1에 도시한 로드 포트의 사시도.
도 3은, FOUP와 로드 포트를 나타내는 측면 단면도.
도 4는, EFEM을 구성하는 윈도우 유닛과 도어부를 확대하여 나타내는 주요부 확대 사시도.
도 5는, 위치 결정 센서의 부분 확대 사시도.
도 6은, 제1 실시 형태에 따른 노즐 유닛의 단면도.
도 7은, 도 6의 노즐 유닛을 FOUP를 향해 이동시킨 단면도.
도 8은, 도 6의 노즐 유닛을 FOUP에 장착한 상태를 나타내는 단면도.
도 9는, 제어부의 접속 상태를 나타내는 블록도.
도 10은, FOUP로의 가스 주입 동작을 나타내는 흐름도.
도 11은, 제2 실시 형태에 따른 노즐 유닛의 단면도.
도 12는, 도 11의 노즐 유닛을 FOUP를 향해서 이동시킨 단면도.
도 13은, 도 12의 노즐 유닛을 FOUP를 향해 더 이동시킨 단면도.
도 14는, 도 12의 노즐 유닛을 FOUP에 장착한 상태를 나타내는 단면도.
도 15는, 제2 실시 형태에 따른 노즐 유닛의 변형예를 나타내는 단면도.
도 16은, 도 15의 변형예에 따른 노즐 유닛을 FOUP에 장착한 상태를 나타내는 단면도.
도 17은, 도 15의 변형예에 따른 노즐 유닛을 FOUP에 장착해 가스를 주입하는 상태를 나타내는 단면도.
도 18은, 도 15와 상이한 탄성 폐지 부재를 사용한 노즐 유닛의 단면도.
도 19는, 도 18의 탄성 폐지 부재가 개방한 상태를 나타내는 단면도.
도 20은, 스프링 대신에 압력실을 채용한 제2 실시 형태의 변형예에 따른 노즐 유닛의 단면도.
도 21은, 가스 공급구를 개폐하는 레귤레이터를 채용한 제2 실시 형태의 변형예에 따른 노즐 유닛의 단면도.
도 22는, 가스 치환 기구를 승강시키지 않고 고정한 변형예에 따른 적재대 주변의 단면도.
도 23은, 위치 결정 센서로서 가압 센서를 사용한 변형예에 따른 적재대 주변의 단면도.

이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면에 따라서 설명한다.

도 1은, EFEM(1)의 측면 벽을 제거함으로써 내부가 보이도록 한 측면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, EFEM(1)은, 소정의 수수 위치 간에서 웨이퍼 W의 반송을 행하는 웨이퍼 반송 장치(2)와, 이 웨이퍼 반송 장치(2)를 둘러싸도록 설치된 상자형의 하우징(3)과, 하우징(3)의 전방면측의 벽의 외측에 접속되는 로드 포트(4)와, 제어 수단(5)으로 구성되어 있다. 여기서, 본원에 있어서는 하우징(3)에서 볼 때 로드 포트(4)가 접속되는 측의 방향을 전방, 하우징(3)에서 볼 때 로드 포트(4)가 접속되는 측과 반대측의 방향을 후방이라 정의한다.

제어 수단(5)이 웨이퍼 반송 장치(2)의 동작을 제어함으로써, 로드 포트(4)에 적재된 FOUP(용기)(7)에 수용되어 있는 웨이퍼(수용물) W를 하우징(3) 내부의 반송 공간(9)으로 반송하는 것, 및 각 처리가 행해진 후의 웨이퍼 W를 FOUP(7) 내로 다시 반송하는 것이 가능하게 되어 있다.

로드 포트(4)는 도어부(51)(도 2 참조)를 구비하고 있으며, 이 도어부(51)가 FOUP(7)에 설치된 덮개(32)와 연결하여 모두 이동함으로써, FOUP(7)가 반송 공간(9)에 대하여 개방되도록 되어 있다. FOUP(7) 내에는 적재부가 상하 방향에 다수 설치되어 있으며, 이것에 의해 다수의 웨이퍼 W를 수용할 수 있다. 또한, FOUP(7) 내에는 통상 질소가 충전됨과 함께, 제어 수단(5)의 제어에 의해 로드 포트(4)를 통해 FOUP(7) 내의 분위기를 질소 치환하는 것도 가능하게 되어 있다.

제어 수단(5)은, 하우징(3)의 상부 공간에 설치된 컨트롤러 유닛으로서 구성되어 있다. 또한 제어 수단(5)은, 웨이퍼 반송 장치(2)의 구동 제어, 로드 포트(4)에 의한 FOUP(7)의 질소 치환 제어, 도어부(51)의 개폐 제어, 및 하우징(3) 내에 있어서의 질소 순환 제어 등을 행하고 있다. 제어 수단(5)은, CPU, 메모리 및 인터페이스를 구비한 통상의 마이크로프로세서 등에 의해 구성되는 것으로, 메모리에는 미리 처리에 필요한 프로그램이 저장되어 있으며, CPU는 순차 필요한 프로그램을 취출하여 실행하고, 주변 하드 리소스와 협동하여 소기의 기능을 실현하게 되어 있다. 또한, 질소 순환 제어에 대해서는 후술한다.

하우징(3)의 내부 공간은, 구획 부재(8)에 의해 웨이퍼 반송 장치(2)가 구동하는 공간인 반송 공간(9)과, 가스 귀환로(10)로 구획되어 있다. 반송 공간(9)과 가스 귀환로(10)는, 반송 공간(9)의 상부에 폭 방향으로 연장되어 설치된 가스 송출구(11)와 반송 공간(9)의 하부에 폭 방향으로 연장되어 설치된 가스 흡인구(12)에서만 연통하고 있다. 그리고, 가스 송출구(11)와 가스 흡인구(12)가 반송 공간(9) 내에 하강 기류를 발생시키고, 가스 귀환로(10) 내에 상승 기류를 발생시킴으로써, 질소 가스가 순환하도록 되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 하우징(3) 내에 불활성 가스인 질소를 순환시키는 것으로 하지만, 순환시키는 가스는 이것으로 한정되는 것이 아니라, 다른 가스를 사용할 수도 있다.

귀환로(10)의 배면측 상부에는 하우징(3) 내에 질소를 도입하는 가스 공급 수단(16)이 접속되어 있다. 가스 공급 수단(16)은, 제어 수단(5)으로부터의 명령에 기초하여 질소의 공급과 공급의 정지를 제어하는 것이 가능하게 되어 있다. 그로 인해, 질소의 일부가 하우징(3)의 외부로 유출된 경우에는, 가스 공급 수단(16)이 유출분의 질소를 공급함으로써, 하우징(3) 내의 질소 분위기를 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 배면측 하부에는 하우징(3) 내의 질소 가스를 배출하는 가스 배출 수단(17)이 접속되어 있다. 가스 배출 수단(17)은, 제어 수단(5)으로부터의 명령에 기초하여 동작하고, 도시하지 않은 셔터를 개방함으로써 하우징(3)의 내부와 외부에 설치된 질소 가스 배출처를 연통시키는 것이 가능하게 되어 있다. 그리고, 전술한 가스 공급 수단(16)에 의한 질소의 공급과 병용함으로써, 하우징(3) 내를 질소 분위기로 치환하거나 하우징(3) 내의 압력을 제어하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 순환시키는 가스를 질소로 하기 위해서, 가스 공급 수단(16)은 질소를 공급하지만, 다른 가스를 순환시키는 경우에는, 가스 공급 수단(16)은 그 순환시키는 가스를 공급한다.

또한, 가스 송출구(11)에는 제1 송풍 수단으로서의 팬(13a)과 필터(13b)로 구성되는 팬 필터 유닛(13)[FFU(13)]이 설치되어 있다. 팬 필터 유닛(13)은, 하우징(3) 내를 순환하는 질소 가스 내에 포함되는 파티클을 제거함과 함께, 반송 공간(9) 내에 하방을 향해 송풍함으로써 반송 공간(9) 내에 하강 기류를 발생시키고 있다. 또한, FFU(13)는, 구획 부재(8)에 연결되어 수평 방향으로 연장되는 지지 부재(18)에 의해 지지되어 있다.

그리고, 전술한 FFU(13)의 팬(13a) 및 팬(15)에 의해, 하우징(3) 내의 질소 가스는 반송 공간(9) 내를 하강하고, 가스 귀환로(10) 내를 상승함으로써 순환하게 되어 있다. 가스 송출구(11)는 하방을 향해 개구되어 있는 점에서, FFU(13)에 의해 질소 가스가 하방을 향해서 송출된다. 가스 흡인구(12)는 상방을 향해서 개구되어 있는 점에서, FFU(13)에 의해 발생시킨 하강 기류를 교란시키지 않고 그대로 하방을 향해 질소 가스를 흡인시킬 수 있어, 이들에 의해 원활한 질소 가스의 흐름을 만들어 낼 수 있다. 또한, 반송 공간(9) 내에 하강 기류가 발생하고 있음으로써, 웨이퍼 W 상부에 부착된 파티클이나 처리 완료 웨이퍼로부터 일시적으로 방출되는 방출 가스를 제거함과 함께, 반송 공간(9) 내의 웨이퍼 반송 장치(2) 등의 장치가 이동함으로써, 그것들의 방출 가스나 파티클이 부유되는 것을 방지하고 있다.

도 2는, 로드 포트(4)의 사시도를 나타낸다. 이하, 로드 포트(4)의 구성을 설명한다.

로드 포트(4)는, 캐스터 및 설치 다리가 부착되는 다리부(25)의 후방으로부터 베이스(21)를 수직으로 기립시키고, 이 베이스(21)의 약 60％ 정도의 높이 위치로부터 전방을 향해 수평 기초부(23)가 설치되어 있다. 또한, 이 수평 기초부(23)의 상부에는, FOUP(7)를 적재하기 위한 적재대(24)가 설치되어 있다.

FOUP(7)는, 도 3에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 W(도 1 참조)를 수용하기 위한 내부 공간 Sf를 구비한 본체(31)와, 웨이퍼 W의 반출 입구로 되도록 본체(31)의 한 면에 형성된 개구(31a)를 개폐하는 덮개(32)로 구성되어 있다. FOUP(7)는, 적재대(24)에 정확하게 적재된 경우에는 덮개(32)가 베이스(21)와 대향하도록 되어 있다.

도 2로 되돌아가서, 적재대(24) 위에는, FOUP(7)의 위치 결정을 행하기 위한 위치 결정 핀(24a)이 설치됨과 함께, 적재대(24)에 대하여 FOUP(7)의 고정을 행하기 위한 로크 갈고리(24b)가 설치되어 있다. 로크 갈고리(24b)는, 적재대(24) 위에 FOUP(7)가 적절하게 위치 결정된 후, 로크 동작을 행함으로써 FOUP(7)를 고정할 수 있고, 언로크 동작을 행함으로써 FOUP(7)를 적재대(24)로부터 이격 가능한 상태로 할 수 있다. 또한, 적재대(24)는 FOUP(7)를 적재한 상태에서, 적재대 구동부(도시하지 않음)에 의해 전후 방향으로 이동하는 것이 가능하게 되어 있다. 여기서, 적절하게 위치 결정되면, 적재대(24)에 대한 FOUP(7)의 저면의 높이가, 적재대(24)의 상면으로부터 소정 범위 내에 있음을 의미한다.

FOUP(7)가 적정한 위치에 위치 결정되었는지 여부는, 위치 결정 핀(24a)의 근방에 배치된 위치 결정 센서(60)(도 5 참조)에 의해 검지된다. 위치 결정 센서(60)는, 판 스프링에 의해 형성된 센서(61)와, 센서(61)에 하향으로 돌출 설치된 플래그(62)와, 플래그(62)의 하방에 배치된 투과형의 포토 센서(63)와, 포토 센서(63)에 접속된 센서 케이블(64)을 구비하고 있다. 이 위치 결정 센서(60)는, 각 위치 결정 핀(24a)의 근방에, 각각 배치하는 것이 바람직하다.

FOUP(7)가 적재대(24)에 적재되면, FOUP(7)의 위치 결정 홈(도시하지 않음)이 위치 결정 핀(24a)에 삽입되고, FOUP(7)의 저부가 센서(61)에 접촉한다. 그렇게 하면 FOUP(7)의 가중치로 플래그(62)가 내려가서 포토 센서(63)를 차광하기 때문에, FOUP(7)를 인식(검출)할 수 있다. 검출 결과는 센서 케이블(64)에 의해 컨트롤러에 송신된다. 이와 같이, 플래그(62)가 포토 센서(63)를 차광했을 때, FOUP(7)가 적재대(24)에 적절하게 위치 결정되어 있음을 검출할 수 있다. 구체적으로 FOUP(7)가 적절하게 위치 결정된 상태인지를 검출하기 위해서, FOUP(7)가 적절하게 위치 결정된 상태에 있을 때, 플래그(62)가 포토 센서(63)를 차광하도록 설계해 두면 된다. 이밖에, 포토 센서(63)가 검지하는 플래그(62)의 차광량과, 소정의 임계값을 비교하여 검지해 두어도 된다.

또한, 적재대(24)에는, FOUP(7) 내에 질소 가스를 공급하는 노즐 유닛(70)과, FOUP(7) 내로부터 질소 가스를 배출하는 제2 배기 노즐(104)이 각각 2군데에 설치되어 있다. 노즐 유닛(70)과 제2 배기 노즐(104)은 통상, 적절하게 위치 결정된 상태에 있는 FOUP(7)의 저면보다 하방에 위치하고, 사용 시에 상방으로 진출하여 FOUP(7)가 구비하는 가스 공급 밸브(33)(도 3 참조)와 가스 배출 밸브(34)에 각각 연결하도록 되어 있다.

사용 시에는, 노즐 유닛(70)의 상단이 FOUP(7)의 가스 공급 밸브(33)에 접촉하고, 마찬가지로, 제2 배기 노즐(104)의 상단이 FOUP(7)의 가스 배기 밸브(34)에 접촉한다. 그리고, 가스 공급 밸브(33)를 통해 노즐 유닛(70)으로부터 FOUP(7)의 내부 공간 Sf에 건조 질소 가스 등의 가스를 공급하고, 가스 배출 밸브(34)를 통해 제2 배기 노즐(104)로부터 내부 공간 Sf의 가스를 배출 가능하도록 되어 있다. 또한, 질소 가스 공급량을 질소 가스 배출량보다도 많게 함으로써, 외부나 하우징(3)의 반송 공간(9)의 압력에 대하여 내부 공간 Sf의 압력을 높인 양압 설정으로 할 수도 있다.

여기서, 통상 로드 포트(4)에 적재되는 FOUP(7)의 가스 공급 밸브(33)가, 소위 그로밋 타입이라 불리는 탄성 부재인 경우, 대응하는 노즐 유닛(70)의 상단은, 가스 공급 밸브(33)보다도 강성이 높은, 예를 들어 금속이나 플라스틱과 같은 물질, 혹은 그로밋 타입과 마찬가지의 탄성 부재로 구성된다. 본 실시 형태에서는 노즐 유닛(70)의 상단을 플라스틱으로 구성하고 있다.

로드 포트(4)를 구성하는 베이스(21)는, 반송 공간(9)을 외부 공간으로부터 격리하는 전면 벽의 일부를 구성하고 있다. 도 2에 도시한 바와 같이 베이스(21)는, 양측 쪽에 기립시킨 지주(21a, 21a)와, 이들에 의해 지지된 베이스 본체(21b)와, 이 베이스 본체(21b)에 대략 직사각 형상으로 개방된 창부(21c)에 설치된 윈도우 유닛(40)으로 구성되어 있다. 여기서, 본원에서 말하는 대략 직사각형이란, 4변을 구비하는 직사각형을 기본 형상으로 하면서 4 코너를 원호에 의해 매끈하게 연결한 형상을 말한다.

윈도우 유닛(40)은, 전술한 FOUP(7)의 덮개(32)(도 3 참조)와 대향하는 위치에 설치되어 있다. 윈도우 유닛(40)은, 후에 상세히 설명하는 바와 같이 대략 직사각 형상의 개구부(42)(도 4 참조)가 설치되어 있기 때문에, 이 개구부(42)를 통해 하우징(3)의 반송 공간(9)을 개방할 수 있다.

윈도우 유닛(40)은, 창틀부(41)와, 이것에 설치되는 탄성재로서의 제1 O링(43), 제2 O링(44)과, 제1 O링(43)을 통해 FOUP(7)를 창틀부(41)에 대하여 밀착시키기 위한 인입 수단으로서의 클램프 유닛(45)으로 구성되어 있다.

창틀부(41)는, 내측에 대략 직사각 형상의 개구부(42)가 형성된 프레임 형상을 이루고 있다. 창틀부(41)는, 윈도우 유닛(40)의 구성 요소로서 전술한 베이스(21)(도 2 참조)의 일부를 구성하는 것이기 때문에, 개구부(42)는 하우징(3) 앞면 벽을 개방하는 것이라고 할 수 있다. 창틀부(41)의 전방면에는, 개구부(42)의 주연 근방을 주회하도록 제1 O링(43)이 배치되어 있다. 창틀부(41)의 후방면에는, 개구부(42)의 주연 근방을 주회하도록 제2 O링(44)이 배치되어 있다.

개구부(42)는 FOUP(7)의 덮개(32)의 외주보다도 약간 크고, 이 개구부(42)를 통하여 덮개(32)는 이동 가능하게 되어 있다. 또한, FOUP(7)를 적재대(24)에 적재시킨 상태에 있어서, 덮개(32)의 주위를 이루는 본체(31)의 전방면은 맞닿음면(31b)으로서, 제1 O링(43)을 통해 창틀부(41)의 전방면에 맞닿는다. 이에 의해, FOUP(7)가 윈도우 유닛(40)에 설치될 때, 제1 O링(43)은 개구부(42)[베이스(21)]의 주연과 FOUP(7)의 사이를 시일한다.

또한, 창틀부(41)의 후방면에는, 전술한 도어부(51)가 제2 O링(44)을 통해 맞닿도록 되어 있다. 이에 의해, 제2 O링(44)이 개구부(42)의 주연과 도어부(51)의 사이를 시일한다.

클램프 유닛(45)은, 창틀부(41)의 양측부에 있어서 상하 방향으로 이격하여 배치된 합계 4군데에 설치되어 있다. 각 클램프 유닛(45)은, 대략 걸림 결합편(46)과 이것을 동작시키는 실린더(47)로 구성되고, FOUP(7)가 윈도우 유닛(40)에 설치된 상태에서, FOUP(7)를 베이스(21)측으로 압박한다.

그리고, 걸림 결합편(46)이 전방으로 돌출된 경우에는 그 선단이 상측 방향을 향하고, 후방에 인입된 상태로 될 경우에는 선단이 내측의 FOUP(7)를 향하는 방향으로 된다. 클램프 조작에 의해, 걸림 결합편(46)은 선단이 내측을 향함으로써, FOUP(7)로부터 측방으로 돌출된 플랜지부에 걸림 결합하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 로드 포트(4)는, FOUP(7)를 부착 가능하게 구성된 윈도우 유닛(40)을 개폐하기 위한 개폐 기구(50)를 구비하고 있다.

도 3에 도시한 바와 같이 개폐 기구(50)는, 개구부(42)를 개폐하기 위한 도어부(51)와, 이것을 지지하기 위한 지지 프레임(52)과, 이 지지 프레임(52)이 슬라이드 지지 수단(53)을 통해 전후 방향으로 이동 가능하게 지지하는 가동 블록(54)과, 이 가동 블록(54)을 베이스 본체(21b)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 슬라이드 레일(55)을 구비하고 있다.

또한, 도어부(51)의 전후 방향으로의 이동 및 상하 방향으로의 이동을 행하게 하기 위한 액추에이터(도시하지 않음)가, 각 방향마다 설치되어 있으며, 이들에 제어부 Cp로부터의 구동 명령을 부여함으로써, 도어부(51)를 전후 방향 및 상하 방향으로 이동시킬 수 있도록 되어 있다. 이렇게 로드 포트(4)는 제어부 Cp에 의해, 각 부에 구동 명령이 부여됨으로써 동작하게 되어 있다.

도어부(51)는, FOUP(7)의 덮개(32)를 흡착하는 흡착부(56)(도 4 참조)와, FOUP(7)의 덮개(32)를 개폐하기 위한 래치 조작이나, 덮개(32)의 유지를 행하기 위한 연결 수단(57)을 구비하고 있다. 도어부(51)는 덮개(32)의 고정 및 고정의 해제를 행하여, FOUP(7)로부터 덮개(32)의 분리 및 설치가 가능하게 되어 있다. 연결 수단(57)에서는, 덮개(32)의 언래치 동작을 행함으로써 덮개(32)를 개방 가능한 상태로 함과 함께, 덮개(32)를 도어부(51)에 연결하여 일체화한 상태로 할 수 있다. 또한, 이와는 반대로, 덮개(32)와 도어부(51)의 연결을 해제함과 함께, 덮개(32)를 본체(31)에 설치하여 폐지 상태로 할 수도 있다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 노즐 유닛(70)에 대하여 설명한다.

<제1 실시 형태>

도 6에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태에 따른 노즐 유닛(70)은, 질소 가스를 FOUP(7)에 공급하는 가스 공급구(72)를 갖는 노즐 본체(71)와, 노즐 본체(71)를 상하 이동시키는 구동 수단(96)을 구비하고 있다.

노즐 본체(71)는, 가스 공급구(72)를 형성하는 동체부(73)와, 동체부(73)의 상단면의 외주연으로부터 상방으로 세워지는 제1 주위벽(74)과, 동체부(73)의 하단부면의 외주연으로부터 하방으로 늘어지는 제2 주위벽(75)을 갖는다.

동체부(73)는, 노즐 본체(71)의 축 방향을 따라 연장되는 원기둥 형상이다. 동체부(73)는, 가스 공급구(72)에 연통하는 가스 유로(77)와, 동체부(73)의 외주면으로부터 직경 방향 외측을 향해 돌출되는 원환 형상의 걸림부(86)를 포함한다.

가스 유로(77)는, 노즐 본체(71)의 축 방향과 직교하는 수평 방향으로 동체부(73)의 내부를 직선 형상으로 연장하고, 중앙부에서 가스 공급구(72)에 연통하고 있다. 가스 유로(77)의 한쪽의 개구가 공급 노즐(78)과 접속되고, 공급 유로(79)를 형성하고 있다. 공급 노즐(78)은, 공급 밸브(80)(도 3 참조)를 통해 도시하지 않은 질소 공급원에 접속되고, FOUP(7)에 질소 가스를 공급한다. 가스 유로(77)의 다른 쪽의 개구가, 제1 배기 노즐(81)에 접속되고, 배기 유로(82)를 형성하고 있다. 제1 배기 노즐(81)은, 배기 밸브(83)를 통해 도시하지 않은 진공 펌프에 접속되고, 가스 유로(77) 및 후술하는 상방 공간(87)의 대기를 배기한다.

제1 주위벽(74)과, 동체부(73)의 상단면의 사이에는, 동체부(73)보다 상방의 상방 공간(87)이 형성되어 있다. 제1 주위벽(74)의 선단부에는, FOUP(7)를 향해 돌출되는 돌출 벽(88)이 형성되어 있다.

제2 주위벽(75)과, 동체부(73)의 하단부면의 사이에는, 동체부(73)보다 하방의 하방 공간(89)이 형성되어 있다. 제2 주위벽(75)의 하단이, 적재대(24)에 고정된 받침대(90)에 지지되어 있다.

또한 상기 노즐 본체(71)에는, 접촉 검지 센서(도시하지 않음)와, 공급 밸브(80)에 접속된 압력 조정 수단인 유량 컨트롤러(76)(도 3 참조)가 설치되어 있다.

접촉 검지 센서는, FOUP(7)와, 노즐 유닛(70)이 접촉하는 것을 검지한다. 이 검지는, 에어 실린더(101)의 스트로크 양에 의해 행해져도 되며, 또는 에어 실린더(101)의 압력으로 간접적으로 검지되어도 된다.

유량 컨트롤러(76)는 공급 노즐(80)의 개방도를 조정함으로써, 공급되는 질소 가스의 유량을 제어하고, 노즐 유닛(70) 내의 압력을 조정한다. 구체적으로는, 노즐 유닛(70) 내의 대기를 배기하여 질소 가스를 공급할 때 노즐 유닛(70) 내의 압력을 소정값 이하로 제어한다. 여기서, 노즐 유닛(70) 내라 함은, 가스 유로(77), 상방 공간(87), 공급 노즐(78) 및 제1 배기 노즐(81)의 내부를 포함한다.

구동 수단(96)은, 원판 형상의 지지 부재(지지부)(97)와, 지지 부재(97)의 상면으로부터 상방으로 세워지는 원환 형상의 기립벽(98)을 갖는다. 지지 부재(97)의 기립벽(98)의 내측에는, 지지 부재(97)를 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(99)이 형성되고, 제2 주위벽(75)이 관통 구멍(99)에 삽입 관통하고 있다.

지지 부재(97)의 직경 방향 외측은, 적재대(24)에 배치된 에어 실린더(101)의 하단에 접속되어 있다. 이에 의해, 에어 실린더(101)가 지지 부재(97)를 승강 구동시킴으로써, 노즐 본체(71)를 승강시키도록 구동한다.

또한 도 9에 도시한 바와 같이, 제어부 Ct의 입력측은, FOUP(7)가 적절하게 위치 결정된 것을 검지하는 위치 결정 센서(60)와, FOUP(7)와 노즐 본체(71)가 접촉하였음을 검지하는 접촉 검지 센서에 접속되어 있다. 제어부 Ct의 출력측은, 공급 밸브(80)와 배기 밸브(83)와 에어 실린더(101)에 접속되어 있다. 제어부 Ct는 EFEM(1)에 설치되고, 각종 메모리나, 유저에 의한 조작 입력을 접수하는 컨트롤러가 내장되어 있다.

이하, 제1 실시 형태의 노즐 유닛(70)을 사용한 경우의 동작예를, 도 6 내지 도 10을 이용하여 설명한다. 또한, 초기 상태에서는 공급 밸브(80)와 배기 밸브(83)가 폐쇄되어 있다.

도 10에 도시한 바와 같이 스텝 S1에서는, 위치 결정 센서(60)가, FOUP(7)가 적재대(24)에 적절하게 위치 결정된 것을 검지하고, 스텝 S2로 진행된다.

스텝 S2에서는, FOUP(7)가 적재대(24)에 위치 결정된 후, 에어 실린더(101)가 지지 부재(97)를 통해 노즐 유닛(70)을 FOUP(7)를 향해 상승시킨다(도 7 참조). 이때, 제2 주위벽(75)의 하단은 받침대(90)로부터 이격한다.

스텝 S3에서는, FOUP(7)와 노즐 본체(71)의 돌출 벽(88)이 접촉한 것을 접촉 검지 센서에 의해 검지한다. 또한, 접촉 검지 센서를 사용하지 않을 경우, 적재대(24)에 적절하게 위치 결정된 상태에 있는 FOUP(7)의 저면을 기준으로, 노즐 본체(71)의 상승 위치를 설정해 두면 된다. 이에 의해, 에어 실린더(101)의 스트로크 양이나, 에어 실린더(101)의 압력을 검출함으로써 간접적으로, FOUP(7)와 노즐 본체(71)의 돌출 벽(88)과의 접촉을 검지할 수 있다.

스텝 S4에서는 배기 밸브(83)를 개방하고, 가스 유로(77), 상방 공간(87), 공급 노즐(78) 및 제1 배기 노즐(81)의 내부로부터 대기를 배기한다. 배기가 종료되면, 배기 밸브(83)를 폐쇄한다. 그러나 이것으로 한정되지 않고, 제1 배기 노즐(81)이 노즐 유닛(70) 내의 대기를 배기할 때, 동시에 공급 노즐(78)이 상방 공간(87)을 포함하는 노즐 유닛(70)에 질소 가스를 공급하여 대기와 치환해도 된다. 또한, 공급 노즐(78)로부터 상방 공간(87)에 질소 가스를 공급할 때, 유량 컨트롤러(76)가 노즐 유닛(70) 내의 압력을 소정값 이하로 제어한다. 또한, 여기에서 말하는 소정값이란, 가스 공급구(72)에 설치된 역지 밸브와 같은 개폐 밸브(도시하지 않음)가 개방되지 않을 정도의 압력을 의미한다. 이 개폐 밸브는 폐쇄된 상태에서 가스 공급구(72)를 시일하고, FOUP(7) 내의 가스가 FOUP(7) 밖으로 유출되는 것을 저지함과 함께, FOUP(7)밖의 대기가 FOUP(7) 내에 유입되는 것을 방지한다. 그러나, 이 개폐 밸브는, 소정의 압력을 받음으로써 개방되고, 가스 공급구(72)를 통과하는 FOUP(7) 내로의 질소 가스 유입을 가능하게 한다.

이 후, 스텝 S5에서는 공급 밸브(80)를 개방하고, 질소 가스가, 공급 노즐(78)로부터 공급 유로(79), 가스 공급구(72), 및 상방 공간(87)을 순서대로 유동하여 FOUP(7)에 공급된다. 이에 의해 FOUP(7) 내가 질소 가스로 충전되고, 질소 가스로의 치환이 행해진다. 이 치환이 종료되면 공급 밸브(80)를 폐쇄한다.

스텝 S6에서는, 로드 포트(4)가 질소 가스의 정지 명령을 받으면 공급 밸브(80)를 폐쇄하고, 노즐 유닛(70)으로부터의 질소 가스의 공급을 정지한다. 이 후, 스텝 S7에서는, 에어 실린더(101)가 지지 부재(97)를 하방으로 이동됨으로써, 노즐 유닛(70)이 하방으로 이동하여 FOUP(7)로부터 이격한다(도 7 참조). 그리고, 제2 주위벽(75)의 하단이 받침대(90)에 맞닿으면, 노즐 유닛(70)의 하강이 종료된다(도 6 참조).

[본 실시 형태의 노즐 유닛의 특징]

본 실시 형태의 노즐 유닛(70)에는 이하의 특징이 있다.

제1 실시 형태의 노즐 유닛(70)에서는, 배기 노즐(83)에 의해 대기를 배기한다. 따라서, FOUP(7)와 노즐 본체(71)가 접촉한 후, 노즐 본체(71), 공급 노즐(78) 및 제1 배기 노즐(81)을 포함하는 노즐 유닛(70) 내의 대기를 배기하고 나서 공급 노즐(78)이 FOUP(7)에 질소 가스를 공급한다. 이에 의해, 노즐 유닛(70) 내의 대기가 FOUP(7)의 내부에 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이 대기가 FOUP(7)에 유입되는 것을 방지하므로, FOUP(7)에 수용된 웨이퍼의 성상 변화를 방지할 수 있다.

제1 실시 형태의 노즐 유닛(70)에서는, 제1 배기 노즐(81)이, 공급 노즐(80), 가스 유로(77), 상방 공간(87) 및 제1 배기 노즐(81) 내의 대기를 배기한다. 따라서, FOUP(7)와 노즐 본체(71)가 접촉한 후, 공급 노즐(78)이 FOUP(7)에 질소 가스를 공급할 때 대기가 FOUP(7)에 유입되는 것을 확실하게 방지한다. 이에 의해, FOUP(7)에 수용된 웨이퍼의 성상 변화를 방지할 수 있다.

제1 실시 형태의 노즐 유닛(70)에서는, 유량 컨트롤러(76)가 노즐 본체(71) 내의 압력을 소정값 이하로 제어한다. 따라서, 노즐 본체(71) 내의 대기를 배기하여 질소 가스를 공급할 때, 즉 노즐 본체(71) 내를 대기로부터 질소 가스로 치환할 때 질소 가스가 FOUP(7) 내에 유입되는 것을 방지할 수 있다.

<제2 실시 형태>

이하, 제2 실시 형태에 따른 노즐 유닛(70)에 대하여 설명한다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

도 11에 도시한 바와 같이, 노즐 유닛(70)은, 질소 가스를 FOUP(7)에 공급하는 가스 공급구(72)를 갖는 노즐 본체(71)와, 가스 공급구(72)를 시일하는 개폐 기구(92)와, 개폐 기구(92)에 의해 시일된 가스 공급구(72)를 개방하는 개방 수단(96)을 구비하고 있다.

동체부(73)는, 가스 공급구(72)에 연통하는 가스 유로(77)와, 가스 공급구(72)의 상측연부에 설치된 제1 시일부(85)와, 동체부(73)의 외주면으로부터 직경 방향 외측을 향해 돌출되는 원환 형상의 걸림부(86)를 포함한다.

개폐 기구(92)는 단면 T자 형상이며, 원판 형상의 덮개부(93)와, 덮개부(93)의 하면 중앙부로부터 하방으로 연장되는 원기둥 형상의 연신부(94)를 갖는다. 덮개부(93)는 상방 공간(87)에 위치하고, 하면의 외주연부가 제1 시일부(85)와 맞닿아 가스 공급구(72)의 주연을 시일한다. 연신부(94)는, 덮개부(93)로부터 동체부(73)를 관통하여 하방 공간(89)까지 연장되어 있다. 연신부(94)와 동체부(73)의 사이에는, 동체부(73)의 하단에 배치된 제2 시일부(95)에 의해 시일되어 있다.

개방 수단(96)은, 연신부(94)의 하단에 접속되고, 연신부(94)를 상방으로 압박하여 개폐 기구(92)를 상방으로 이동시킨다. 개방 수단(96)은, 원판 형상의 지지 부재(지지부)(97)와, 지지 부재(97)의 상면으로부터 상방으로 세워지는 원환 형상의 기립벽(98)을 갖는다. 지지 부재(97)의 기립벽(98)의 내측에는, 지지 부재(97)를 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(99)이 형성되어 있다. 제2 주위벽(75)이 관통 구멍(99)에 삽입 관통함으로써, 개방 수단(96)이 하방 공간(89)에, 동체부(73)에 대하여 상하 이동 가능하게 설치되어 있다. 또한 제2 실시 형태에 따른 개방 수단(96)은, 제1 실시 형태에 따른 구동 수단(96)과 동일한 요소이며, 각 실시 형태에 있어서의 기능의 상이에 의해 부재의 명칭을 변경하고 있다.

지지 부재(97)의 직경 방향 외측은, 적재대(24)에 배치된 에어 실린더(101)의 하단에 접속되어 있다. 이에 의해, 에어 실린더(101)가 지지 부재(97)를 승강 구동시킴으로써, 스프링(102)을 통해 노즐 본체(71)를 승강시키도록 구동한다(도 12, 13 참조).

동체부(73)와 지지 부재(97)의 사이에는 가압 부재인 스프링(102)이 배치되어 있다. 개방 수단(96)은, 스프링(102)에 의한 탄성력에 저항하여 개폐 기구(92)를 상방으로 압박한다. 또한, 개방 수단(96)과 개폐 기구(92)는 일체로 형성되어 있다.

[본 실시 형태의 노즐 유닛의 특징]

본 실시 형태의 노즐 유닛(70)에는 이하의 특징이 있다.

제2 실시 형태의 노즐 유닛(70)에서는, 가스 유로(77)를 배기한 후에, 개폐 기구(82)로 시일된 가스 공급구(72)를 개방할 수 있다(도 14 참조). 따라서, 가스 유로(77) 내의 대기가, 질소 가스의 공급을 받는 FOUP(7)의 내부에 유입되는 것을 방지하고, FOUP(7)에 수용된 웨이퍼의 성상 변화를 방지할 수 있다. 또한, 개방 수단(96)이, 개폐 기구(92)에 의해 시일된 가스 공급구(72)를 개방하므로, 가스 공급구(72)로부터 질소 가스를 용이하게 공급할 수 있다.

제2 실시 형태의 노즐 유닛(70)에서는, 개방 수단(96)을 상방으로 이동시키는 것만으로 개폐 기구(92)도 상방으로 이동하고, 덮개부(93)에 의한 가스 공급구(72)의 시일을 해제할 수 있다. 따라서, 가스 공급구(72)로부터 질소 가스를 용이하게 공급할 수 있다.

제2 실시 형태의 노즐 유닛(70)에서는, 스프링(102)에 의해 개방 수단(96)이, 노즐 본체(71)에 대하여 하방으로 가압되어 있으므로, 개방 수단(96)에 접속된 개폐 기구(92)의 덮개부(93)가 확실하게 가스 공급구(72)를 시일할 수 있다. 또한 개방 수단(96)을 상방으로 이동시켜도, 스프링(102)이 동체부(73)를 덮개부(93)를 향해 가압하므로 덮개부(93)에 의한 가스 공급구(72)의 시일을 확실하게 유지할 수 있다.

제2 실시 형태의 노즐 유닛(70)에서는, 노즐 본체(71)의 상단을 FOUP(7)에 맞닿게 해서 가스 공급구(72)로부터 질소 가스를 공급하기 전에, 제1 배기 노즐(81)에 의해 가스 유로(77) 내의 대기를 배기할 수 있다. 따라서, 질소 가스를 공급할 때 가스 유로(77) 내의 대기가, 질소 가스의 공급을 받는 FOUP(7) 내부에 유입되는 것을 방지할 수 있다.

제2 실시 형태의 노즐 유닛(70)에서는, 제1 배기 노즐(81)에 의해 가스 유로(77) 내의 대기를 배기하고, 노즐 본체(71)의 상단이 FOUP(7)에 접촉한 후, 가스 공급구(72)를 개방하여 FOUP(7)로의 질소 가스 주입을 개시한다. 따라서, FOUP(7)로의 질소 가스 주입을 개시할 때, 가스 유로(77) 내의 대기가 FOUP(7)의 내부에 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, FOUP(7)에 수용된 웨이퍼의 성상 변화를 방지할 수 있다. 여기서, 노즐 본체(71)의 상단이 FOUP(7)에 접촉한 후, 가스 공급구(72)를 개방할 때, 노즐 내를 배기하면서 개방 수단(96)을 상방으로 이동시킴으로써, 상방 공간 내의 대기를 배기하는 것이 바람직하다. 또한, FOUP(7)로의 질소 가스 주입은, 전술한 상방 공간 내의 대기를 배기한 후에 행하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 상방 공간 내의 대기가 FOUP 내에 들어가는 것을 방지할 수 있다.

제2 실시 형태의 노즐 유닛(70)에서는, FOUP(7)로의 질소 가스 주입이 종료된 후, 개폐 기구(92)가 가스 공급구(72)를 시일한다. 그리고, 노즐 본체(71)를 FOUP(7)로부터 분리한다. 따라서, 질소 가스 주입의 종료 후에 가스 공급구(72)로부터 질소 가스가 누출되는 것을 방지할 수 있다. 이 밖에, FOUP(7)로의 질소 가스 주입이 종료된 후, 노즐 본체(71)를 소정값 이하의 양압 상태로 유지한 상태에서 노즐 본체(71)를 FOUP(7)로부터 노즐 본체(71)를 분리시킨 후, 또는 분리와 동시에 개폐 기구(92)로 가스 공급구를 폐지(시일)해도 된다. 또한, 여기에서 말하는 소정값이란, 가스 공급구(72)에 설치된 역지 밸브(도시하지 않음)가 개방되지 않을 정도의 압력을 의미한다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면에 기초하여 설명하였지만, 구체적인 구성은, 이들 실시 형태로 한정되는 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명뿐만 아니라 청구범위에 의해 나타내고, 나아가 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.

제2 실시 형태에서는, 개폐 기구(92)를 상하로 이동시킴으로써 가스 공급구(72)의 시일, 및 시일의 해제를 행하였다. 그러나 이것으로 한정되지 않으며 도 15에 도시한 바와 같이, 상방 공간(87)에 위치하고, 하면의 외주연부에서 가스 공급구(72)의 주연을 시일하는 탄성 폐지 부재(111)와, 탄성 폐지 부재(111)를 동체부(73)에 고정하는 고정부(112)를 갖는 개폐 기구(110)를 채용해도 된다. 또한 이하의 변형예에서는 도면 중, 상기 실시 형태와 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

이 개폐 기구(110)에서는, 도시하지 않은 에어 실린더가 동체부(73)를 상방으로 이동시키고(도 16 참조), 돌출 벽(88)을 FOUP(7)의 가스 공급 밸브(33)에 접촉시킨다. 이 상태에서, 공급 노즐(78)로부터 상방 공간(87)을 향해 질소 가스를 유동시키면, 도 17에 도시한 바와 같이 질소 가스의 압력에 의해 탄성 폐지 부재(111)가 탄성 변형하여 가스 공급구(72)의 시일을 해제한다. 이와 같이, 질소 가스의 압력을 소정값 이상으로 함으로써, 질소 가스가 탄성 폐지 부재(111)를 압박하여 탄성 변형시키고, 가스 공급구(72)의 시일을 해제한다. 여기에서 말하는 소정값이란, 탄성 폐지 부재(111)를 탄성 변형시키고, 역지 밸브에 의한 가스 공급구(72)의 시일을 해제할 수 있는 압력값을 의미한다. 이에 의해, 용이한 구성으로, 공급 유로(79)로부터 상방 공간(87)을 통해 FOUP(7)에 질소 가스를 공급할 수 있다. 또한, 이 경우, 상기 실시 형태와 같이 배기 유로(82)는 필요 없으며, 공급 노즐(78)과 제1 배기 노즐(81)을 일체화하여 공통 사용한다. 예를 들어, FOUP(7)로부터 노즐 본체(71)를 이격시키기 전에, 질소 가스 공급을 멈춰 탄성 폐지 부재(111)에 의해 가스 공급구(72)의 시일을 행한다. 이에 의해, FOUP(7)로부터 노즐 본체(71)가 이격한 후라도, 실질적으로 공급 유로(79) 내에 대기가 잔존하는 것을 방지할 수 있다. 이 개폐 기구(110)로서는, 역지 밸브로서의 기능을 하고 있으며, 기지의 역지 밸브를 사용할 수 있다.

개폐 기구(110)의 또 다른 변형예로서, 도 18에 도시한 바와 같이, 중앙부가 맞닿아 밀착됨으로써 가스 공급구(72)를 시일하는 탄성 폐지 부재(113)와, 이 탄성 폐지 부재(113)의 직경 방향 외측에 형성되고, 탄성 폐지 부재(113)를 동체부(73)에 고정하는 고정부(114)를 갖는 개폐 기구(110)를 채용해도 된다.

이 개폐 기구(110)에서는, 공급 노즐(78)로부터 상방 공간(87)을 향해서 질소 가스를 유동시키면, 도 19에 도시한 바와 같이 질소 가스의 압력에 의해 탄성 폐지 부재(113)가 탄성 변형하여 외측으로 구부러지고, 가스 공급구(72)의 시일을 해제한다. 이에 의해, 간단한 구성으로 FOUP(7)에 질소 가스를 공급할 수 있다.

제2 실시 형태에서는, 스프링(102)이 지지 부재(97)에 대하여 노즐 본체(71)를 상방으로 가압함으로써, 개폐 기구(92)에 의한 가스 공급구(72)의 시일이 유지되었다. 그러나 이것으로 한정되지 않고, 가압 부재로서 스프링(102) 대신에 압력실(115)을 사용함으로써 가스 공급구(72)의 시일 또는 시일의 해제를 행해도 된다. 도 20에 도시한 바와 같이, 압력실(115)은, 노즐 본체(71)에 일체화된 지지 부재(97)와 동체부(73)의 사이에 형성되어 있다. 또한 압력실(115)은, 기체를 공급 또는 배기하는 압력 조정 노즐(116)에 접속되어 있다.

압력 조정 노즐(116)은, 압력실(115)에 기체를 공급함으로써 압력을 높게 하고, 개폐 기구(92)의 하단부(117)를 하방으로 압박하여 개폐 기구(92)를 하방으로 가압한다. 이에 의해, 덮개부(93)가 가스 공급구(72)를 시일한다. 한편, 압력 조정 노즐(116)이 압력실(115)로부터 기체를 배기함으로써 압력을 낮게 하고, 부압에 의해 하단부(117)를 상방으로 올려서 개폐 기구(92)를 상방으로 이동시킨다. 이에 의해, 덮개부(93)에 의한 가스 공급구(72)의 시일을 해제한다.

제2 실시 형태에서는, FOUP(7)의 가스 공급 밸브(33)로서 그로밋 타입이라 불리는 탄성 부재를 채용하였다. 그러나 가스 공급 밸브(33)로서, 소위 립 타입이라 불리는, 예를 들어 금속이나 플라스틱과 같은 강성이 높은 소재를 채용해도 된다. 이 경우, 대응하는 노즐 유닛(70)의 상단은, 그로밋 타입과 같은 탄성 부재(37)(도 20 참조)로 구성된다. 이와 같이, 가스 공급 밸브(33)와 노즐 유닛(70)의 상단을, 탄성 부재와 강성 부재 또는 탄성 부재끼리의 관계로 설정한다. 이에 의해, 가스 공급 밸브(33)에 가스 주입 장치(70)의 상단이 접촉했을 때, 가스 공급 밸브(33)의 돌기(33a)와 탄성 부재(37)가 접촉하여 밀폐성을 갖게 할 수 있다. 따라서, FOUP(7) 내에 공급되는 질소 가스가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

제2 실시 형태에서는, 개방 수단(96)과 개폐 기구(92)를 일체로 형성하였다. 그러나, 조립을 용이하게 하기 위해서, 각각 별체로 하고, 예를 들어 개방 수단(96)에 대한 개폐 기구(92)의 상대 위치를 규제하는 수나사(133) 및 암나사(134)의 관계로서 착탈 가능하게 구성해도 된다. 이에 의해, 조립 및 밸브 기구(92)의 교환이 용이해진다.

또한, 가스 유로(77) 내의 질소 가스의 압력을 조정함으로써, 가스 공급구(72)의 시일 또는 시일의 해제를 행하여도 된다. 구체적으로는 도 21에 도시한 바와 같이, 공급 노즐(78)에, 유량 컨트롤러(120)에 병렬 접속된 제1 레귤레이터(121) 및 제2 레귤레이터(122)를 연결한다. 이에 의해, 고압 질소 가스를 토출하는 제1 레귤레이터(121)를 구동함으로써, 공급 노즐(78)에 고압의 질소 가스가 흐른다. 이 질소 가스의 압력에 의해, 개폐 기구(92)를 상방으로 이동시켜 덮개부(93)에 의한 가스 공급구(72)의 시일을 해제한다. 이때, 배기 밸브(83)는 폐쇄되어 있다. 한편, 저압 질소 가스를 토출하는 제2 레귤레이터(122)를 구동함으로써, 공급 노즐(78)에 저압의 질소 가스가 흐른다. 이 저압 질소 가스에 의해, 개폐 기구(92)를 하방으로 이동시켜 덮개부(93)에 의해 가스 공급구(72)를 시일한다.

제1 및 제2 실시 형태에서는, 에어 실린더(101)에 의해 노즐 유닛(70)을 승강시켰다. 그러나 이것으로 한정되지 않고, 노즐 유닛(70)을 승강시키지 않는 구성을 채용해도 된다. 도 22에 도시한 바와 같이, 기체 치환 기구(125)는, 불활성 가스를 충전한 도시 생략의 가스 공급 장치를 갖고 있으며, 적재대(24)에 배치된 FOUP(7) 내에 불활성 가스를 공급한다. 기체 치환 기구(125)에는, 가스 공급구(126)와 가스 배기구(127)가 설치되어 있다. 가스 공급구(126)는 적재대(24)의 취입용 퍼지 포트(128)에 접속되어 있으며, 가스 배출구(127)는, 적재대(24)의 취출용 퍼지 포트(129)에 접속되어 있다. 이들에 의해, 가스 공급구(126)와 가스 배기구(127)는 적재대(24)에 대하여 고정되고, 승강하지 않는 구성으로 되어 있다.

제1 및 제2 실시 형태에서는, FOUP(7)가 적정한 위치에 고정되었는지 여부는, 위치 결정 센서(60)에 의해 검지하였다. 그러나 이것으로 한정되지 않고, 도 23에 도시한 바와 같이, FOUP(7)의 저부에 설치된 돌출부(130)가 적재대(24)의 상부에 설치된 가압 센서(131)의 가압부(131a)를 압박한 것을 검출함으로써, FOUP(7)의 적정한 위치 결정을 검지해도 된다.

상기 실시 형태에서는 불활성 가스로서 질소를 예로 들었지만, 이것으로 한정되지 않고, 건조 가스, 아르곤 가스 등 원하는 가스를 사용할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 위치 결정 센서는, 광학식 센서나 압력 센서를 예로 들었지만, 이것으로 한정되지 않고, 기계식 센서나 전기식 센서 등을 사용할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 로드 포트에 적용하였지만 이들로 한정되지 않는다. 예를 들어, FOUP 내에 불활성 가스를 공급하기 위한 퍼지 스테이션(퍼지 장치) 장치, 복수의 적재대를 구비하고, 복수의 FOUP를 보관하기 위한 FOUP 스토커 또는 FOUP를 임시 적재하기 위해 버퍼 장치에도 적용할 수 있다.

70: 노즐 유닛
71: 노즐 본체
72: 가스 공급구
73: 동체부
76: 유량 컨트롤러(압력 조정 수단)
77: 가스 유로
78: 공급 노즐
81: 제1 배기 노즐
87: 상방 공간
89: 하방 공간
92: 개폐 기구
93: 덮개부
94: 연신부
96: 개방 수단
97: 지지 부재(지지부)
102: 스프링(가압 부재)
111: 탄성 폐지 부재
112: 고정부

Claims

수용물을 수용하는 용기에 연통하는 가스 공급구와,
상기 가스 공급구에 연통하는 가스 유로를 갖는 노즐 본체와,
상기 가스 유로에 접속되고, 상기 가스 공급구를 통해 상기 용기에 가스를 공급하는 공급 노즐과,
상기 가스 유로에 접속되고, 상기 가스 유로 내를 배기하는 배기 노즐을 구비하고,
상기 용기의 가스 공급 밸브와 상기 노즐 본체의 상단이 접촉한 상태에서, 상기 용기에 상기 가스를 공급하기에 앞서, 상기 노즐 본체의 내부를 퍼지하기 위해 상기 배기 노즐에 의해 상기 노즐 본체의 내부의 대기를 배기함과 동시에, 상기 공급 노즐에 의해 상기 가스 공급구를 거쳐 상기 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는, 노즐 유닛.
제1항에 있어서,
상기 노즐 본체는,
상기 가스 공급구를 형성하는 동체부와,
상기 동체부의 상단면으로부터 세워지는 제1 주위벽과,
상기 동체부의 상단면과 상기 제1 주위벽에 의해 형성된 상방 공간을 갖고,
상기 가스 유로가, 상기 가스 공급구를 통해 상기 상방 공간과 연통하는 것을 특징으로 하는, 노즐 유닛.
제1항에 있어서,
상기 노즐 본체의 일단에는 상기 공급 노즐을 설치하고, 상기 노즐 본체의 타단에는 상기 배기 노즐을 설치하는 것을 특징으로 하는, 노즐 유닛.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐 본체 내의 압력을 조정하는 압력 조정 수단을 구비하고,
상기 노즐 본체 내를 가스로 치환할 때 상기 압력 조정 수단이, 상기 노즐 본체 내의 압력을 소정값 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는, 노즐 유닛.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐 본체와,
상기 가스 공급구를 폐지하는 개폐 기구와,
상기 개폐 기구에 의해 폐지된 상기 가스 공급구를 개방하는 개방 수단을
구비한 것을 특징으로 하는, 노즐 유닛.
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