KR20140123425A - 수납 용기 내의 분위기 관리 방법 - Google Patents

수납 용기 내의 분위기 관리 방법 Download PDF

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

FOUP 등의 기판의 수납 용기 내를, 고속으로 불활성 가스로 치환할 수 있는 수납 용기 내의 분위기 관리 방법을 제공한다.
개폐 도어(5)에 의해 개폐되는 반송구(20)를 구비한 격벽(2)으로 구획된 기판 반송 영역(S1)과 용기 반송 영역(S2)을 구비하고,
상기 용기 반송 영역에 마련되며, 덮개의 개폐에 의해 복수의 기판(W)을 밀폐 수납 가능한 수납 용기(C)를 일시 배치하여 대기시키는 용기 보관 선반(18)과,
상기 개폐 도어에 마련되고, 상기 반송구의 입구 가장자리에 밀착된 상기 수납 용기의 상기 덮개를 제거하면서 상기 수납 용기 내를 불활성 가스로 치환 가능한 덮개 개폐 기구(6)를 구비한 처리 장치(1, 10)에 있어서의 상기 수납 용기 내의 분위기 관리 방법으로서,
상기 덮개 개폐 기구를 이용하여, 미처리의 상기 기판을 수납한 상기 수납 용기 내를, 상기 불활성 가스로 치환하는 공정과,
상기 불활성 가스로 내부가 치환된 상기 수납 용기를, 상기 용기 보관 선반에 반송하여 배치하는 공정과,
상기 수납 용기를 상기 용기 보관 선반에서 대기시키는 공정을 포함한다.

Description

수납 용기 내의 분위기 관리 방법{METHOD FOR MANAGING ATMOSPHERE IN STORAGE CONTAINER}
본 발명은 수납 용기 내의 분위기 관리 방법에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 제조 프로세스에 있어서는, 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 「웨이퍼」라고 부를 수도 있음)에 대하여 열 처리, 성막 처리, 에칭 처리 등의 상이한 복수 종류의 처리를 반복하여 행할 필요가 있다. 이러한 여러 가지의 프로세스는, 상이한 처리 장치에서 행해지는 경우가 많기 때문에, 처리 장치 사이에서 반도체 웨이퍼를 반송할 필요가 있다. 따라서, 반도체 웨이퍼를 반송할 때, 반도체 웨이퍼의 표면에 대한 이물의 부착이나, 자연 산화막의 형성을 방지하기 위해, FOUP(Front-Opening Unified Pod)라고 불리는 기판 수납 용기(웨이퍼 캐리어)에 반도체 웨이퍼가 수용되고, 용기 내의 청정도를 어느 정도의 레벨로 유지한 상태에서 반송이 행해진다. FOUP는, 복수 매의 반도체 웨이퍼를 수평으로 배치할 수 있는 용기와, 용기의 앞면에 마련된 덮개를 구비하고, 덮개에는 로킹 기구가 마련되며, 반도체 웨이퍼를 밀폐 수용 가능하게 구성되어 있다.
한편, 반도체 웨이퍼에 대하여 처리를 행하는 각 처리 장치에는, FOUP에 수납된 반도체 웨이퍼를 반입하기 위한 반송구가 형성되어 있다. 이 반송구는, FIMS(Front-Opening Interface Mechanical Standard) 규격에 따른 개폐 도어에 의해 개폐된다. 개폐 도어는, FOUP의 앞면에 마련되는 덮개를 제거하기 위한 덮개 개폐 기구를 구비하고 있다. 즉, 개폐 도어에는, FOUP 내와 처리 장치 내의 웨이퍼 반송 영역 사이에서 웨이퍼를 전달하기 위해 덮개를 개폐하는 역할과, 처리 장치 내의 웨이퍼 반송 영역을 저산소 농도로 유지하기 위해, 웨이퍼 반송 영역을 캐리어 반송 영역으로부터 격리하는 역할이 요구된다.
덮개를 제거하는 공정을 구체적으로 설명하면, FOUP의 앞면이 처리 장치의 반송구에 밀착된 상태에서, 덮개 개폐 기구가 FOUP의 덮개를 향하여 전진하고, 덮개에 마련된 로킹 기구에 작용하여, 이 로킹을 해제한다. 그리고, 덮개 개폐 기구가, 로킹이 해제된 덮개를 유지한 상태로 처리 장치 내의 웨이퍼 반송 영역측으로 후퇴하여, 캐리어 내의 반도체 웨이퍼가 웨이퍼 반송 영역에 개방된다. FOUP를 개방할 때, 개폐 도어와 FOUP 사이의 공간에 질소 가스가 퍼지되어, FOUP 내부 분위기를 질소 가스로 치환한다. 이와 같이, FOUP로부터 반출되는 반도체 웨이퍼가 산소에 노출되지 않고, 또한, 처리 장치 내에 산소가 들어가지 않은 상태에서 반도체 웨이퍼의 장치 내로의 반입이 행해진다.
그런데, FOUP가 각종의 처리 장치에 반입되었을 때, 그대로 반송구에 설치되어, 처리 장치의 웨이퍼 반송 영역 내에 반입되는 경우와, FOUP를 배치하는 스토커라고 불리는 용기 보관 선반에 일단 보관되는 경우가 있다. 일반적으로, 배치(batch) 처리를 행하는 처리 장치에 있어서는, 복수 개의 FOUP에 수납된 웨이퍼를 한번에 처리하기 위해, 일단 스토커에 FOUP를 수납하고, 웨이퍼를 웨이퍼 반송 영역 내에 반입할 때에, 복수의 FOUP를 연속적으로 교대로 반송구에 설치하고, 1회에 처리하는 매수의 웨이퍼를 한번에 웨이퍼 반송 영역 내에 반입한다. 이에 의해, 스토커 대기 시에는, 웨이퍼를 FOUP 내에 밀폐 수납하여 어느 정도의 청정도를 유지할 수 있고, 또한, 웨이퍼 반송 영역 내에 반송하였을 때에도, 곧바로 처리 용기 내에 반입하여 처리를 행하는 것이 가능해지기 때문에, 웨이퍼를 청정한 상태로 유지하면서 처리를 행할 수 있다.
또한, 이러한 스토커를 이용한 기판 처리 장치에 있어서, FOUP 카세트가 카세트 랙(스토커)의 선반판 상에서 대기하고 있는 동안도 FOUP 내의 질소 치환을 행하도록, FOUP 카세트의 바닥판에 설치된 질소 가스 유입 포트가 선반판의 질소 가스 공급 포트에 감입된 후, 질소 가스 공급 포트로부터 질소 가스가 FOUP 카세트 내에 유입되어, FOUP 카세트 내가 질소 가스로 충만하도록 구성한 기판 처리 장치가 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
이러한 구성에 의해, FOUP가 스토커에서 대기하고 있는 경우라도, FOUP 내의 질소 치환을 행하여, FOUP 내의 청정도를 유지할 수 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 제4308975호 공보
그런데, 최근의 반도체 제조 프로세스에 있어서는, 처리 장치에 있어서의 처리 중은 물론, 처리의 전후에 있어서의 FOUP 내의 웨이퍼에 대해서도, 습도를 적절하게 관리하는 요청이 있다. 또한, 에너지 절약의 관점에서, 장치 내의 청정도는 종래대로 유지하지만, 클린 룸 내의 장치 사이의 영역은, 청정도를 저하시키는 경향이 있어, 처리 장치에서 대기 중인 웨이퍼를 수용하는 FOUP 내의 분위기를, 질소 치환 등에 의해 장치측에서 적절하게 관리해 주길 바란다고 하는 요청이 있다. 아울러, 작업 처리량 향상의 관점에서, 질소 치환 등에 의한 FOUP 내의 습도 조정을 고속으로 행해 주길 바란다고 하는 요청이 있다.
그러나, 전술한 특허문헌 1에 기재된 구성에서는, FOUP 카세트의 바닥판에 설치된 질소 가스 유입 포트의 직경이 작기 때문에, 대유량으로 질소를 FOUP 카세트 내에 공급할 수 없어, 고속으로 질소 치환을 행할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
또한, 질소 가스 유입 포트의 직경은, FOUP 카세트의 밀폐성을 유지하는 관점에서 너무 크게 할 수 없기 때문에, 구조적인 변경도 곤란하다.
그래서, 본 발명은, FOUP 등의 기판의 수납 용기 내의 분위기를, 고속으로 불활성 가스로 치환할 수 있는 수납 용기 내의 분위기 관리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일양태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법은, 개폐 도어에 의해 개폐하는 반송구를 구비한 격벽으로 구획된 기판 반송 영역과 용기 반송 영역을 구비하고,
상기 용기 반송 영역에 마련되며, 상기 수납 용기를 배치 가능한 로드 포트와,
상기 용기 반송 영역에 마련되고, 덮개의 개폐에 의해 복수의 기판을 밀폐 수납 가능한 수납 용기를 일시 배치하여 대기시키는 용기 보관 선반과,
상기 개폐 도어에 마련되며, 상기 반송구의 입구 가장자리에 밀착된 상기 수납 용기의 상기 덮개를 제거하면서 상기 수납 용기 내를 불활성 가스로 치환 가능한 덮개 개폐 기구를 구비한 처리 장치에 있어서의 상기 수납 용기 내의 분위기 관리 방법으로서,
상기 덮개 개폐 기구를 이용하여, 미처리의 상기 기판을 수납한 상기 수납 용기 내를, 상기 불활성 가스로 치환하는 가스 치환 공정과,
상기 불활성 가스로 내부가 치환된 상기 수납 용기를 상기 용기 보관 선반에 반송하여 배치하는 보관 공정과,
상기 수납 용기를 상기 용기 보관 선반에서 대기시키는 분위기 유지 공정을 포함한다.
본 발명에 따르면, 고속으로 수납 용기 내를 불활성 가스로 치환할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법을 실시하는 데 적합한 종형 열 처리 장치의 일례의 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법을 실시하는 데 적합한 종형 열 처리 장치의 일례의 평면도이다.
도 3은 종형 열 처리 장치의 캐리어, 웨이퍼의 반송구 및 개폐 도어의 종단면도이다.
도 4는 종형 열 처리 장치의 캐리어, 웨이퍼의 반송구 및 개폐 도어의 횡단면도이다.
도 5는 종형 열 처리 장치의 반송구 및 캐리어의 사시도이다.
도 6은 캐리어의 덮개의 정면 단면도이다.
도 7은 캐리어가 반송구에 밀착한 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 덮개 개폐 기구의 대향판이 덮개에 접촉한 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 대향판이 덮개를 진공 흡착하여, 덮개가 대향판에 고정된 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 덮개가 제거된 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 웨이퍼 반입 공정의 일례를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법의 실시에 적합한 종형 열 처리 장치의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시한 종형 열 처리 장치를 간략화한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법의 일례의 시퀀스를 설명하기 위한 도면이다. 도 14의 (A)는 로드 포트에 캐리어가 투입된 상태를 나타낸 도면이다. 도 14의 (B)는 질소 치환 공정을 실시한 상태를 나타낸 도면이다. 도 14의 (C)는 캐리어가 로드 포트로부터 캐리어 보관 선반에 반송된 상태를 나타낸 도면이다. 도 14의 (D)는 캐리어 보관 공정 및 분위기 유지 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 도 14의 (E)는 캐리어 보관 선반이 채워진 상태를 나타낸 도면이다. 도 14의 (F)는 캐리어 이동 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 도 14의 (G)는 프로세스 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 도 14의 (H)는 웨이퍼 반출 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 도 14의 (I)는 캐리어 반출 공정의 일례를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법의 일례를 나타낸 처리 흐름도이다.
도 16은 캐리어의 일례의 바닥면의 구성을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 실시형태에 따른 종형 열 처리 장치의 캐리어 보관 선반에 있어서의 저속 질소 치환 기구를 설명하기 위한 도면이다. 도 17의 (A)는 본 실시형태에 따른 종형 열 처리 장치의 캐리어 보관 선반의 구성을 나타낸 도면이다. 도 17의 (B)는 캐리어 보관 선반의 일례의 표면을 확대한 도면이다. 도 17의 (C)는 캐리어 보관 선반의 공급 노즐을 나타낸 도면이다. 도 17의 (D)는 캐리어 보관 선반의 배기 노즐을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법에 이용되는 종형 열 처리 장치의 캐리어 보관 선반의 가스 치환 유닛의 일례를 나타낸 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법을 실시하는 데 적합한 종형 열 처리 장치의 일례의 종단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법을 실시하는 데 적합한 종형 열 처리 장치의 일례의 평면도이다.
또한, 본 발명의 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법은, 종형 열 처리 장치 이외의 여러가지의 처리 장치에 적용할 수 있지만, 이해를 용이하게 하기 위해, 본 실시형태에 있어서는, 수납 용기 내의 분위기 관리 방법을, 구체적인 처리 장치의 하나인 종형 열 처리 장치를 이용하여 실시한 예를 들어 설명한다.
도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이, 종형 열 처리 장치(1)는, 케이스(11)에 수용되어 구성된다. 케이스(11)는, 종형 열 처리 장치(1)의 외장체를 구성하고, 이 케이스(11) 내에, 피처리체인 웨이퍼(W)를 수납한 용기인 캐리어(C)가 장치에 대하여 반입, 반출되기 위한 캐리어 반송 영역(S1)과, 캐리어(C) 내의 웨이퍼(W)를 반송하여 후술하는 열 처리로 내에 반입하기 위한 이동 탑재 영역인 웨이퍼 반송 영역(S2)이 형성되어 있다. 캐리어(C)는 이미 서술한 FOUP이다.
캐리어 반송 영역(S1)과 웨이퍼 반송 영역(S2)은, 격벽(2)에 의해 구획되어 있다. 캐리어 반송 영역(S1)은, 대기 분위기 하에 있는 영역이며, 캐리어(C)에 수납한 웨이퍼(W)를 반송하는 영역이다. 각 처리 장치 사이의 영역이 캐리어 반송 영역(S1)에 해당하고, 본 실시형태에 있어서는, 종형 열 처리 장치(1)의 외부의 클린 룸 내의 공간이 캐리어 반송 영역(S1)에 해당한다. 한편, 웨이퍼 반송 영역(S2)은, 반입된 웨이퍼(W)에 산화막이 형성되는 것을 막기 위해, 불활성 가스 분위기, 예컨대 질소(N2) 가스 분위기로 되어 있고, 캐리어 반송 영역(S1)보다 청정도가 높으며, 또한 저산소 농도로 유지되고 있다. 이후의 설명에서는, 캐리어 반송 영역(S1) 및 웨이퍼 반송 영역(S2)의 배열 방향을 종형 열 처리 장치(1)의 전후 방향으로 한다.
격벽(2)에는, 캐리어 반송 영역(S1)과 웨이퍼 반송 영역(S2) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 반송구(20)가 마련되어 있다. 반송구(20)에는, 반송구(20)를 개폐하는 개폐 도어(5)가 마련되고, 개폐 도어(5)의 캐리어 반송 영역(S1)측에는, 덮개 개폐 기구(6)가 마련되어 있다. 반송구(20), 개폐 도어(5) 및 덮개 개폐 기구(6)는, 전술한 FIMS(또는 FIMS 포트)로 구성되어 있다.
캐리어 반송 영역(S1)에 대해서 설명한다. 캐리어 반송 영역(S1)은, 제1 반송 영역(12)과, 제1 반송 영역(12)의 후방측(웨이퍼 반송 영역(S2)측)에 위치하는 제2 반송 영역(13)으로 이루어진다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 반송 영역(12)에는, 상하 2단의 로드 포트(14)와, 캐리어 보관 선반(18)이 구비되어 있다. 로드 포트(14)는, 캐리어(C)가 종형 열 처리 장치(1)에 반입되었을 때에, 캐리어(C)를 받아들이는 반입용의 배치대이다. 로드 포트(14)는, 케이스(11)의 벽이 개방된 부분에 마련되고, 외부로부터 종형 열 처리 장치(1)에의 액세스가 가능하게 되어 있다. 구체적으로는, 종형 열 처리 장치(1)의 외부에 마련된 캐리어 반송 장치(도시하지 않음)에 의해, 로드 포트(14) 상으로의 캐리어(C)의 반입 배치와, 로드 포트(14)로부터 외부로의 캐리어(C)의 반출이 가능하게 되어 있다. 또한, 로드 포트(14)는, 상하에 2단 존재하기 때문에, 양방에서의 캐리어(C)의 반입 및 반출이 가능하게 되어 있다.
또한, 제1 반송 영역(12)의 상하 2단의 로드 포트(14) 사이에는, 캐리어 보관 선반(18)이 마련되어 있다. 캐리어 보관 선반(18)은, 제2 반송 영역(13)에도 마련되어 있지만, 종형 열 처리 장치(1) 내에 캐리어(C)를 많이 보관할 수 있게 하기 위해, 제1 반송 영역(12)의 로드 포트(14)가 존재하지 않는 위치에도 마련하도록 하여도 좋다. 또한, 캐리어 보관 선반(18)의 구성 및 기능의 상세에 대해서는 후술한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 캐리어(C)를 배치하는 로드 포트(14)는, 제1 반송 영역(12)의 좌우 방향으로 2개 나란히 마련되어도 좋다. 도 2에 있어서는, 도 1에 있어서의 하단측의 로드 포트(14)가 도시되어 있지만, 상단측의 로드 포트(14)도, 좌우 방향으로 복수 나란히 마련되어도 좋다. 또한, 각 로드 포트(14)의 배치면에는, 캐리어(C)를 위치 결정하는 핀(15)이 예컨대 3부분에 마련되어 있다.
로드 포트(14)에는, 공급 노즐(19a)과, 배기 노즐(19b)이 마련되어도 좋다. 캐리어(C)의 바닥면에는, 흡기구 및 배기구가 마련되어 있는 것이 일반적이고, 로드 포트(14)는, 캐리어(C)가 배치되었을 때에, 캐리어(C)의 흡기구와 감합하는 위치에 공급 노즐(19a), 캐리어(C)의 배기구와 감합하는 위치에 배기 노즐(19b)을 마련하도록 하여도 좋다. 이러한 공급 노즐(19a) 및 배기 노즐(19b)을 마련함으로써, 캐리어(C)가 로드 포트(14) 상에 배치되었을 때, 캐리어(C)의 내부에 N2 가스를 공급하여, 캐리어(C) 내부의 질소 치환을 행할 수 있다. 이에 의해, 공간 내가 N2 가스로 채워져 있지만, N2 가스의 공급이 없는 상태에서 반송되어 있던 캐리어(C)가, 종형 열 처리 장치(1) 내의 로드 포트(14)에 반입된 단계에서 곧바로 N2 가스의 공급을 재개할 수 있어, 캐리어(C) 내를 계속적으로 청정한 상태로 유지할 수 있다.
또한, 로드 포트(14) 상에서의 캐리어(C)의 질소 치환은, 처리가 종료된 웨이퍼(W)를 수용한 캐리어(C)를 종형 열 처리 장치(1)로부터 반출할 때에도 행할 수 있어, 반출 시에 로드 포트(14) 상에 배치된 캐리어(C) 내부의 질소 치환도 행하여도 좋다.
또한, 로드 포트(14) 상에 있어서의 질소 치환 시에 캐리어(C)에 공급되는 N2 가스의 유량은, 1(l/min) 이상은 필요하지만, 예컨대, 10∼20(l/min)의 범위여도 좋고, 바람직하게는 13∼17(l/min)여도 좋으며, 보다 바람직하게는 15(l/min)여도 좋다.
제2 반송 영역(13)에는, 로드 포트(14)에 대하여 전후로 배열되도록, 좌우에 2개의 캐리어 배치대(16)가 배치되어 있다. 각 캐리어 배치대(16)는 전후로 이동 가능하게 구성되어 있다. 캐리어 배치대(16)의 배치면에도, 로드 포트(14)와 마찬가지로, 캐리어(C)를 위치 결정하는 핀(15)이 3부분에 마련되어 있다. 또한, 캐리어 배치대(16)의 배치면에는, 캐리어(C)를 고정하기 위한 훅(16a; hook)도 마련되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 제2 반송 영역(13)의 상부측에는 캐리어(C)를 보관하는 캐리어 보관 선반(18)이 마련되어 있다. 캐리어 보관 선반(18)은, 2단 이상의 선반에 의해 구성되어 있고, 각 선반은 좌우에 2개의 캐리어(C)를 배치할 수 있다. 도 1에서는 선반이 2단인 예를 나타내고 있다. 또한, 캐리어 보관 선반(18)은, 스토커라고 불러도 좋다.
캐리어 보관 선반(18)의 바닥면에도, 로드 포트(14)와 마찬가지로, 공급 노즐 및 배기 노즐을 마련하여, 캐리어 보관 선반(18) 상에 배치된 캐리어(C) 내부의 질소 치환을 행하도록 하여도 좋다. 캐리어 선반(18) 상에서의 질소 치환에 있어서, 캐리어(C)에 공급되는 N2 가스의 유량도, 로드 포트(14)와 동일하여도 좋고, 1(l/min) 이상은 필요하며, 예컨대, 10∼20(l/min)의 범위, 바람직하게는 13 내지 17(l/min)의 범위, 보다 바람직하게는 15(l/min)여도 좋다. 또한, 캐리어 보관 선반(18)의 공급 노즐 및 배기 노즐을 포함한 구성 및 기능의 상세는 후술한다.
이와 같이, 로드 포트(14) 및 캐리어 보관 선반(18)에서는, 필수적이지 않지만, 소(小)유량의 질소 치환을 행하는 것이 바람직하다. FOUP 등의 캐리어(C)는, 완전 밀봉된 것이 아니기 때문에, 후술하는 덮개 개폐 기구(6)를 이용한 폐색 공간에서의 고속 질소 치환 후에도, 습도를 유지하기 위해서는, 질소 치환을 계속적으로 행하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 로드 포트(14) 및 캐리어 보관 선반(18)에 있어서도, 질소 치환을 계속하는 것이 바람직하다. 또한, 덮개 개폐 기구(6)를 이용한 고속 질소 치환 후에, 캐리어(C) 내의 습도를 계속 유지하기 위해서는, 전술한 바와 같이, N2 가스의 유량은 1(l/min) 이상은 필요하다.
제2 반송 영역(13)에는, 캐리어(C)를, 로드 포트(14)와 캐리어 배치대(16)와 캐리어 보관 선반(18) 사이에서 반송하는 캐리어 반송 기구(21)가 설치되어 있다. 이 캐리어 반송 기구(21)는, 좌우로 연장하며 또한 승강 가능한 가이드부(21a)와, 이 가이드부(21a)에 의해 가이드되면서 좌우로 이동하는 이동부(21b)와, 이 이동부(21b)에 마련되고, 캐리어(C)를 유지하여 수평 방향으로 반송하는 관절 아암(21c)을 구비하고 있다.
격벽(2)에는, 캐리어 반송 영역(S1)과 웨이퍼 반송 영역(S2)을 연통시키는 웨이퍼(W)의 반송구(20)가 마련되어 있다. 반송구(20)에는, 상기 반송구(20)를 웨이퍼 반송 영역(S2)측으로부터 막는 개폐 도어(5)가 마련되어 있다. 개폐 도어(5)에는 구동 기구(50)가 접속되어 있고, 구동 기구(50)에 의해 개폐 도어(5)는 전후 방향 및 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되며, 반송구(20)가 개폐된다. 이 개폐 도어(5) 및 반송구(20)의 주위의 구성에 대해서는, 뒤에 상세하게 서술한다.
웨이퍼 반송 영역(S2)에는, 하단이 노 입구로서 개구된 종형의 열 처리로(22)가 마련되어 있다. 이 열 처리로(22)의 하방측에는, 다수매의 웨이퍼(W)를 선반형으로 유지하는 웨이퍼 보트(23)가, 단열부(24)를 사이에 두고 캡(25) 위에 배치되어 있다. 캡(25)은, 승강 기구(26) 위에 지지되어 있고, 이 승강 기구(26)에 의해 웨이퍼 보트(23)가 열 처리로(22)에 대하여 반입 혹은 반출된다.
또한 웨이퍼 보트(23)와 격벽(2)의 반송구(20) 사이에는, 웨이퍼 반송 기구(27)가 마련되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 웨이퍼 반송 기구(27)는, 좌우로 연장하는 가이드 기구(27a)를 따라 이동하며, 도 1에 나타내는 바와 같이, 연직축 둘레로 회동하는 이동체(27b)에, 5개의 진퇴 가능한 아암(27c)을 마련하여 구성되며, 웨이퍼 보트(23)와 캐리어 배치대(16) 상의 캐리어(C) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송한다.
도 3, 도 4는 각각 캐리어(C), 웨이퍼(W)의 반송구(20) 및 개폐 도어(5)의 종단면도, 횡단면도이며, 도 5는 반송구(20) 및 캐리어(C)의 사시도이다. 도 3 및 도 4에서는, 캐리어 배치대(16)에 의해 캐리어(C)가, 웨이퍼 반송 영역(S2)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하기 위한 전달 위치로 이동한 상태를 나타내고 있다.
도 5를 이용하여, 캐리어(C)에 대해서 설명한다. 캐리어(C)는, 용기 본체인 캐리어 본체(31)와, 덮개(41)로 이루어지고, 캐리어 본체(31)의 좌우에는, 웨이퍼(W)의 이면측 주연부를 지지하는 지지부(32)가 다단으로 마련된다. 캐리어 본체(31)의 앞면에는, 웨이퍼(W)의 취출구(33)가 형성되어 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 취출구(33)의 개구 가장자리(34)의 내주측의 좌우의 상하에는, 각각 걸어 맞춤홈(35)이 형성되어 있다.
캐리어 본체(31)의 상부에는, 캐리어 반송 기구(21)가 캐리어(C)를 반송할 때에, 캐리어(C)를 파지하기 위한 파지부(36)가 마련된다. 또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 캐리어 본체(31)의 하부에는, 오목부(37)와 홈부(38)가 마련되고, 오목부(37)는, 로드 포트(14) 및 캐리어 배치대(16)의 핀(15)에 감합된다. 홈부(38)는, 캐리어 배치대(16)의 훅(16a)과 걸어 맞춰지며, 이 걸어 맞춤에 의해 캐리어 본체(31)가 캐리어 배치대(16)에 고정된다.
도 6은 캐리어(C)의 덮개(41)의 정면 단면도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 덮개(41)에는 내부 공간(42)이 형성되어 있고, 내부 공간(42)의 좌우에는 각각 수평축 둘레로 회동하는 원판형의 회동부(43)가 마련되어 있다. 회동부(43)는, 후술하는 래치 키(67)에 걸어 맞춰지는 걸어 맞춤 구멍(44)과, 슬릿(45)을 구비하고 있다. 각 회동부(43)의 상하에는 직동부(46)가 마련되어 있다. 직동부(46)의 기단측에는, 덮개(41)의 두께 방향으로 연장하며 상기 슬릿(45)에 진입하는 핀(46a)이 마련되어 있다. 회동부(43)가 90도 회동함으로써, 슬릿(45)의 이동에 맞추어 상기 슬릿(45) 내를 핀(46a)이 이동하여 직동부(46)가 상하로 이동하고, 직동부(46)의 선단을 이루는 걸어 맞춤부(47)가, 덮개(41)의 측면측에 마련된 개구부(48)를 통해 덮개(41)의 외부로 출입한다. 그때, 직동부(46)는, 가이드(46b)에 의해 가이드된다. 덮개(41)의 외부로 돌출한 걸어 맞춤부(47)가, 용기 본체(31)의 개구 가장자리(34)의 걸어 맞춤홈(35)에 걸어 맞춰짐으로써, 덮개(41)가 용기 본체(31)에 고정된다. 또한, 도 6 중 좌측의 걸어 맞춤부(47)는, 고정을 행하기 위해 덮개(41)의 외부로 돌출한 상태를 나타내고, 우측의 걸어 맞춤부(47)는, 고정을 해제하기 위해 내부 공간(42)에 인입한 상태를 나타내고 있다. 실제로는 좌우의 걸어 맞춤부(47)에서 서로 일치하여, 내부 공간(42)으로의 인입 및 덮개(41)의 외부로의 돌출이 행해진다. 예컨대, 캐리어(C)는, 이러한 로킹 기구를 구비하며, 덮개(41)를 용기 본체(31)에 로킹할 수 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 덮개(41)의 앞면에는, 회동부(43)의 걸어 맞춤 구멍(44)(도 6 참조)에 중첩되도록 래치 키(67)의 삽입구(40)가 개구하고 있다. 래치 키(67)가 삽입구(40)에 삽입되고, 걸어 맞춤 구멍(44)까지 도달하여, 회동부(43)를 회전시킴으로써, 캐리어(C)의 덮개(41)의 로킹을 해제할 수 있다.
또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 덮개(41)의 앞면에는, 위치 맞춤용의 오목부(401)가 형성되어 있다. 대향하는 지지판(61)의 레지스트레이션 핀(601)이 삽입되어, 지지판(61)과, 캐리어(C)의 위치 맞춤을 행할 수 있도록 구성되어 있다. 이러한 레지스트레이션 핀(601)은, 관형으로 구성되며, 오목부(401)에 삽입되었을 때에, 진공 흡착하여 덮개(41)를 유지할 수 있는 구성으로 되어도 좋다.
도 4를 이용하여, 개폐 도어(5) 및 웨이퍼(W)의 반송구(20)의 구성에 대해서 설명한다. 반송구(20)에 있어서의 캐리어 반송 영역(S1)측의 입구 가장자리에는, 캐리어 본체(31)의 개구 가장자리(34)가 접촉하는 위치에 시일 부재(51)가 마련되어 있다. 또한, 반송구(20)에 있어서의 측 가장자리측에는, N2 가스 공급관(52)이 수직으로 마련되어 있다. 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 이 N2 가스 공급관(52)은, 연직 방향으로 연장되는 가스 공급구(53)를 상하에 구비하고, 웨이퍼(W)의 전달 위치에 있어서의 캐리어(C)와 개폐 도어(5)로 둘러싸이는 폐색 공간(54)에 N2 가스를 공급한다. 또한 반송구(20)의 하단부에는, 가로로 긴 배기구(55)가 마련되어 있다. 도 3 중 도면 부호 55a는 가로 방향에 있어서의 배기의 편향을 억제하기 위해 배기구(55)에 마련된 다공질체이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 개폐 도어(5)는, 그 둘레 가장자리가 캐리어 반송 영역(S1)측을 향하여 굴곡되며, 전체로서 오목형이 되도록 굴곡된 하우징으로서 형성되어 있다. 이 하우징을 이루는 개폐 도어(5)의 개구 돌기에는 시일 부재(56)가 마련되고, 상기 시일 부재(56)를 사이에 두고 개폐 도어(5)는 반송구(20)의 가장자리에 밀착한다.
개폐 도어(5)의 캐리어 반송 영역(S1)측에는, 덮개(41)를 제거하기 위한 덮개 개폐 기구(6)가 마련되어 있다. 이 덮개 개폐 기구(6)는, 덮개(41)에 대향하며, 덮개 개폐 기구(6)의 구동 기구를 수용하는 대향판(61)을 구비하고, 대향판(61)은 진퇴 기구(62)에 의해 전후 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 도면 중 도면 부호 61a는 덮개(41)에 대향하는 대향면이다.
대향판(61)의 내부에는, 덮개 개폐 기구(6)를 구동시키는 메커니컬 부분의 구동 기구가 수용되지만, 필요에 따라, 그 내부 공간에 접속되는 배기 라인(602)이 마련되어도 좋다. 배기 라인(602)은, 진공 펌프(604)에 접속되어, 대향판(61)의 내부 공간이 배기 가능하게 구성되어도 좋다. 도 3에 있어서, 배기 라인(602)은, 대향판(61)의 하부에 접속된 하부 배기 포트(602a)와, 대향판(61)의 중앙부에 접속된 중앙 배기 포트(602b)의 2개가 마련되고, 최종적으로 합류하여 배기 라인(602)이 진공 펌프(604)에 접속된 구성으로 되어 있다. 그러나, 대향판(61)의 내부 공간을 배기할 수 있으면, 배기 라인(602)은 대향판(61)의 내부 공간과 연통하는 여러가지의 장소에 마련할 수 있다. 또한, 배기 라인(602)의 수도, 용도에 따라 여러가지 변화시켜도 좋다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 이 종형 열 처리 장치(1)에는, 예컨대 컴퓨터로 이루어지는 제어부(1A)가 마련되어 있다. 제어부(1A)는 프로그램, 메모리, CPU로 이루어지는 데이터 처리부 등을 구비하고 있으며, 프로그램에는, 제어부(1A)로부터 종형 열 처리 장치(1)의 각 부에 제어 신호를 보내어, 이미 서술한 각 처리 공정을 진행시키도록 명령(각 단계)이 내장되어 있다. 그 제어 신호에 의해 캐리어(C)의 반송, 웨이퍼(W)의 반송, 덮개(41)의 개폐, 개폐 도어(5)의 개폐, 캐리어(C) 내에의 N2 가스의 공급 등의 동작이 제어되어, 후술하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 반송 및 처리가 행해진다. 이 프로그램은, 컴퓨터 기억 매체, 예컨대 플렉시블 디스크, 컴팩트 디스크, 하드 디스크, MO(광자기 디스크) 및 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되어 제어부(1A)에 인스톨된다.
다음에, 도 1, 도 2 및 도 7∼도 10을 이용하여, 본 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법의 질소 치환 공정의 일례에 대해서 설명한다. 또한, 지금까지 설명한 것과 동일한 구성 요소에는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다. 또한, 도 7 이후의 도면에는, 도 3에서 나타낸 덮개 개폐 기구(6)의 구동 부분에 마련된 배기 라인(602), 그것에 접속되는 진공 펌프(604)는 도시하지 않지만, 필요에 따라 이들을 마련하여도 좋은 것은, 도 3에 있어서 설명한 대로이다.
도 1 및 도 2에 있어서, 우선 클린 룸의 천장부를 따라 이동하는 도시하지 않는 자동 반송 로봇에 의해, 캐리어(C)가 로드 포트(14)에 배치된다. 계속해서, 캐리어 반송 기구(21)에 의해 캐리어(C)가 캐리어 배치대(16) 상에 반송되고, 훅(16a)에 의해 캐리어 배치대(16)에 고정되며, 캐리어 배치대(16)가 격벽(2)을 향하여 이동한다.
도 7은 캐리어(C)가 반송구(20)에 밀착한 상태를 나타낸 도면이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 캐리어 배치대(16)가 격벽(2)을 향하여 이동함으로써, 우선, 캐리어(C)의 개구 가장자리(34)가, 격벽(2)의 반송구(20)의 둘레의 입구 가장자리에 있는 시일 부재(51)에 기밀하게 접촉한다.
계속해서 가스 공급구(53)를 통하여 N2 가스가 캐리어(C)와 개폐 도어(5) 사이의 폐색 공간(54)에 공급되고, 배기구(55)를 흘러 배기되어, 폐색 공간(54)이 대기 분위기로부터 질소 분위기로 치환된다. 그리고 대향판(61)이 덮개(41)를 향하여 전진한다. N2 가스의 유량은, 예컨대, 160(l/m)이다. 이것은, 캐리어(C) 내의 질소 치환이 100∼120(sec) 정도의 단시간에 가능한 유량이다. 또한, 이 질소 치환에 의해, 캐리어(C) 내의 습도를 5％ 이하로 하는 것이 가능한 유량이다. 이 단계에서는, 캐리어(C)의 덮개(41)는 제거되어 있지 않지만, 덮개(41)가 제거된 경우에는, 100∼120(sec) 정도로 캐리어(C) 내의 질소 치환이 가능한 유량으로 N2 가스를 공급한다. 따라서, N2 가스는, 가스 공급구(53)를 통하여 분사되도록 하여 공급된다. 또한, N2 가스의 공급과, 배기구(55)로부터의 배기는, 이후의 동작에 있어서도 계속된다.
도 8은 덮개 개폐 기구(6)의 대향판(61)이, 덮개(41)에 접촉한 상태를 나타낸 도면이다. 대향판(61)이 전진하여 덮개(41)에 접촉하면, 래치 키(67)가 덮개(41)의 앞면의 삽입구(40)를 통해 덮개(41)의 내부 공간(42)에 진입하고, 회동부(43)의 걸어 맞춤 구멍(44)에 삽입되어 회동부(43)와 걸어 맞춰진다.
도 9는 대향판(61)이 덮개(41)를 진공 흡착하여, 덮개(41)가 대향판에 고정된 상태를 나타내는 도면이다. 이 상태에서, 키(67)가 90도 회동하여 덮개(41)의 회동부(43)가 회동하고, 그에 의해 직동부(46)의 선단의 걸어 맞춤부(47)가 덮개(41) 내에 인입되어, 상기 걸어 맞춤부(47)와 용기 본체(31)의 걸어 맞춤홈(35)의 결합이 해제된다. 이에 의해, 덮개(41)의 캐리어 본체(31)에 대한 결합이 해제되고, 키(67)에 덮개(41)가 유지된다.
도 10은 덮개(41)가 제거된 상태를 나타낸 도면이다. 덮개(41)와 캐리어 본체(31)의 록이 해제된 후는, 덮개 개폐 기구(6)가, 래치 키(67)에 의해 덮개(41)를 유지한 상태로 개폐 도어(5)를 향하여 후퇴하여, 캐리어 본체(31)의 웨이퍼(W)의 취출구(33)가 개방된다.
여기서, N2 가스는 가스 공급구(53)를 통하여 계속적으로 공급되어, 저산소의 분위기가 형성되어 있기 때문에, 단시간에 N2 치환이 달성된다. 전술한 바와 같이, N2 가스의 유량은 160(l/min) 정도이며, 100∼120(sec) 정도의 단시간에 캐리어(C) 내의 질소 치환이 달성된다. 따라서, 덮개(41)가 제거된 캐리어(C) 내에, N2 가스가 분사되도록 하여 공급된다. 이 단계에서, 캐리어(C) 내의 습도는 5％ 이하가 된다. 또한, 상세한 것은 뒤에 서술하지만, 캐리어 보관 선반(18)에 있어서의 질소 치환에서의 N2 가스의 유량은 약 15(l/m)이며, 캐리어(C) 내의 질소 치환을 행하기 위해서는 10분 정도의 시간을 요하게 된다. 또한, 습도도 10％ 정도로까지밖에 저하시킬 수 없다.
이와 같이, 본 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법에 따르면, 덮개 개폐 기구(6)를 이용하여 캐리어(C) 내의 질소 치환을 행함으로써, 캐리어 보관 선반(18)에서 질소 치환을 하는 경우보다 1/5 이하의 시간으로 질소 치환을 행할 수 있어, 고속으로 질소 치환을 행할 수 있다.
캐리어(C) 내의 질소 치환을 종료한 후는, 도 7∼도 9에서 설명한 동작과 반대의 동작을 추적하여, 캐리어(C)의 취출구(33)에 덮개(41)를 씌워, 로킹 기구를 로크한다.
구체적으로는, 우선, 도 9에 나타내는 바와 같이, 덮개(41)를 유지한 대향판(61)을 전진시켜, 취출구(33)를 막도록, 덮개(41)를 씌운다.
그리고, 도 8에 나타내는 바와 같이, 래치 키(67)를, 제거 시와 반대 방향으로 90도 회동시켜, 덮개(41)의 회동부(43)를 회동시킨다. 이에 의해, 직동부(46)의 선단의 걸어 맞춤부(47)가 덮개(41)로부터 돌출하여 걸어 맞춤홈(35)과 걸어 맞춰지고, 덮개(41)가 캐리어 본체(31)에 고정되며, 키(67)와 삽입구(40)의 방향이 일치하여, 래치 키(67)가 삽입구(40)로부터 탈착 가능한 상태가 된다(도 5, 도 6 참조).
이어서, 도 7에 나타내는 바와 같이, 대향판(61)을 후퇴시키면, 캐리어(C)와 덮개 개폐 기구(6)의 걸어 맞춤은 해제되어, 캐리어(C)는, 캐리어 반송 영역(S1)에 있어서 반송 가능한 상태가 된다.
또한, 덮개(41)를 폐쇄하는 동작 중에도, N2 가스의 공급은 계속해서 행해지고 있기 때문에, 덮개(41)를 제거하여 캐리어(C) 내의 질소 치환을 행하였을 때의 분위기는 유지되게 된다.
이와 같이, 본 실시형태에 따른 수납 용기의 분위기 관리 방법의 질소 치환 공정은, 캐리어(C)의 취출구의 입구 가장자리(34)를 반송구(20)의 입구 가장자리에 밀착시켜 밀폐된 폐색 공간(54)을 형성하고, 그 내에서 질소 치환을 행하기 때문에, 질소 치환을 고속으로 행할 수 있으며, 확실하게 습도를 저감시킬 수 있다.
도 11은 웨이퍼 반입 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 본 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법에 있어서는, 질소 치환 공정 후, 곧 웨이퍼(W)를 웨이퍼 반송 영역(S2) 내에 반입하는 것은 아니지만, 최종적으로는, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 반송 영역(S2) 내에 이송하여, 처리 장치에서의 처리를 행하기 때문에, 웨이퍼 반입 공정에 대해서도 여기서 설명한다.
웨이퍼 반입 공정에서는, 도 7∼10에 있어서 설명한, 덮개(41)를 제거한 상태에서의 질소 치환 공정을 행한 후, 덮개(41)를 캐리어 본체(31)에 씌우지 않고, 개방한 취출구(33)로부터 웨이퍼(W)를 취출함으로써, 웨이퍼 반송 영역(S2)에의 반입을 행한다.
웨이퍼 반입 공정에서는, 도 10의 상태 후, 덮개 개폐 기구(6)가 후퇴하여, 개폐 도어(5)의 내벽면에 도달한 후는, 개폐 도어(5)도 일체가 되어 후퇴한다. 그 후, 개폐 도어(5)는 하강하여, 반송구(20)로부터 후퇴하고, 도 11에 나타내는 바와 같이, 캐리어(C) 내가 웨이퍼 반송 영역(S2)에 개방된다.
그리고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 반송 기구(27)에 의해 캐리어(C) 내의 웨이퍼(W)가 순차 취출되어 웨이퍼 보트(23)에 이동 탑재된다. 캐리어(C) 내의 웨이퍼(W)가 비면, 전술한 것과 반대의 동작으로 캐리어(C)의 덮개(41)가 폐쇄되며 캐리어 본체(31)에 고정된다. 그 후, 캐리어 배치대(16)가 후퇴하여 캐리어(C)가 격벽(2)으로부터 떨어져, 캐리어 반송 기구(21)에 의해 캐리어 보관 선반(18)에 반송되어 일시적으로 보관된다.
한편, 웨이퍼(W)가 탑재된 웨이퍼 보트(23)는, 열 처리로(22) 내에 반입되어, 웨이퍼(W)에 열 처리, 예컨대 CVD, 어닐링 처리, 산화 처리 등이 행해진다. 그 후, 처리를 끝낸 웨이퍼(W)를 캐리어(C)에 복귀시킬 때도, 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 인출할 때와 같은 순서로, 덮개(41)가 개방된다. 덮개(41)가 개방된 후는, 웨이퍼 반송 기구에 의해 캐리어(C) 내에 처리 후의 웨이퍼(W)가 순차 복귀된다. 그리고, 덮개(41)가 폐쇄되고, 캐리어 반송 기구(21)를 이용하여, 캐리어(C) 내에 수납된 처리 후의 웨이퍼(W)가 캐리어 보관 선반(18)에 배치되고, 보관된다. 예컨대, 이러한 순서로, 웨이퍼 반입 공정 후의 처리가 행해진다.
도 12는 본 발명의 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법의 실시에 적합한 종형 열 처리 장치의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 12에 나타낸 종형 열 처리 장치(10)는, 덮개 개폐 기구(6)가, 좌우가 아니라 상하로 배열되어 2개 배치된 점과, 캐리어 보관 선반(18)의 단수가 증가하고 있는 점에서 상이하다. 그러나, 개개의 구성 요소에 대해서는, 지금까지 설명한 구성 요소와 동일하기 때문에, 지금까지와 동일한 참조 부호를 붙여 설명한다.
도 12에 있어서, 종형 열 처리 장치(10)는, 상단 및 하단에 각각 수평 방향으로 2열로 나란히 배치된 로드 포트(14)를 4개 갖는다. 덮개 개폐 기구(6)는, 로드 포트(14)보다 약간 낮은 위치와, 높은 위치의 수직 방향 2단으로 배치되어 있다. 또한, 캐리어 보관 선반(18)은, 상단과 하단의 로드 포트(14) 사이에 2열로 2단, 하단의 로드 포트(14) 하방에 2열로 1단의 합계 6개 마련되고, 덮개 개폐 기구(6)의 상방에 3단, 옆의 열에 7단 마련되어 있다. 즉, 도 12에 따른 종형 열 처리 장치(10)는, 2개의 덮개 개폐 기구(6)와, 16개의 캐리어(C)에 대응한 캐리어 보관 선반(18)과, 4개의 로드 포트(14)를 구비하고 있다.
이후, 본 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법은, 도 12에 나타낸 종형 열 처리 장치(10)를 예로 들어 설명한다.
도 13은 도 12에 나타낸 종형 열 처리 장치(10)를 간략화한 도면이다. 도 13에 있어서는, 캐리어 반송 기구(21) 이외에는, 도 12에 나타낸 도면과 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다.
도 14는 본 발명의 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법의 일례의 시퀀스를 설명하기 위한 도면이다. 도 14에 있어서는, 도 13을 더욱 간략화하고, 캐리어(C)가 배치 가능한 위치를 사각 프레임으로 표시하여 각 구성 요소를 나타내고 있기 때문에, 필요에 따라 도 13을 참조하면 좋다. 또한, 각 구성 요소에 붙인 참조 부호는, 도 13과 동일하다. 또한, 도 14에 있어서, 이해를 용이하게 하기 위해, 캐리어(C) 내의 습도에 대해서, 다음과 같은 기호를 이용하여 표시한다. 즉, 종형 열 처리 장치(10)에 반입 직후의 캐리어(C)로서, 캐리어(C) 내의 습도가 40％-45％인 상태를 ○, 캐리어(C) 내가 질소 치환의 도중으로서, 습도가 10％-30％인 상태를 ◎, 캐리어(C) 내의 질소 치환이 완료하여 습도가 10％ 이하를 유지하고 있는 상태를 ●로 각각 표시하는 것으로 한다.
도 14의 (A)는 로드 포트(14)에 캐리어(C)가 투입된 상태를 나타낸 도면이다. 도 14의 (A)에 있어서는, 하단의 로드 포트(14)의 한쪽에 캐리어(C)가 반입된 상태를 나타내고 있다. 로드 포트(14)에 웨이퍼(W)를 수용한 캐리어(C)가 반입되었을 때에는, 캐리어(C) 내의 습도는, 40％∼45％의 범위 내에 있는 경우가 많다. 이 단계에서, 도 2에 나타낸 공급 노즐(19a) 및 배기 노즐(19b)을 이용하여, 캐리어(C) 내의 질소 치환이 개시된다. 따라서, 캐리어(C) 내의 습도는, 로드 포트(14) 상에서 저하하기 시작하여, 10％-30％의 상태를 향하여 추이하기 시작한다. 또한, 이 단계에서, 일시적으로 저속의 질소 치환 공정을 행하기 때문에, 이 단계를, 일시 질소 치환 공정이라고 불러도 좋다.
한편으로, 캐리어(C)가 로드 포트(14)에 배치되었을 때에는, 덮개 개폐 기구(6), 즉 FIMS 포트가 비어 있느냐의 여부가 확인된다. 또한, 덮개 개폐 기구(6)가 비어 있느냐의 여부는, 예컨대, 캐리어 배치대(16)에 리밋 스위치 등의 기계적 검출기나, 레이저 등을 이용한 광학적 검출 수단 등의 검출 수단을 마련하여, 캐리어 배치대(16)에 다른 캐리어(C)가 이미 배치되어 있는지의 여부를 검출함으로써 행해져도 좋다.
또한, 로드 포트(14)에 캐리어(C)가 배치되었을 때의 질소 치환은, 반드시 필수가 아니며, 필요에 따라 행하도록 하여도 좋다, 이 경우에는, 캐리어(C) 내의 질소 치환을 행하는 일없이, 캐리어(C)가 로드 포트(14) 상에 배치된 채의 상태로, 덮개 개폐 기구(6)가 비어 있는지의 여부가 확인된다. 이 경우에는, 본 공정을, 캐리어 반입 공정이라고 불러도 좋다.
도 14의 (B)는 질소 치환 공정을 실시한 상태를 나타낸 도면이다. 도 14의 (A)의 상태에 있어서, 캐리어 배치대(16)에 다른 캐리어(C)가 존재하지 않는다고 판단되었을 때에는, 반입된 캐리어(C)가, 덮개 개폐 기구(6)로 덮개(41)의 제거가 가능한 위치, 즉 캐리어 배치대(16) 위에 반송된다. 그리고, 도 7∼도 10을 이용하여 설명한 질소 치환 공정이 행해진다. 이에 의해, 캐리어(C) 내는 고속으로 질소로 치환되고, 캐리어(C) 내의 분위기는, 습도가 10％ 이하의 상태가 된다.
도 14의 (C)는 캐리어(C)가 로드 포트(14)로부터 캐리어 보관 선반(18)에 반송된 상태를 나타낸 도면이다. 도 14의 (A)의 상태에 있어서, 캐리어 배치대(16)에 다른 캐리어(C)가 존재한다고 판정된 경우에는, 캐리어(C)는, 캐리어 보관 선반(18)에 일단 반송되어, 캐리어 배치대(16)가 빌 때까지 대기한다. 상세한 것은 후술하지만, 캐리어 보관 선반(18)에도, 저속으로 질소 치환을 행하는 기능이 탑재되어 있기 때문에, 캐리어 보관 선반(18)에 배치된 캐리어(C)에 대해서, 질소 치환이 행해진다. 따라서, 캐리어 보관 선반(18)에 캐리어(C)가 배치되어 있는 동안에, 예컨대, 캐리어(C) 내의 습도는 10％∼30％ 정도로까지 저하한다.
도 14의 (C)의 상태로 대기하며, 캐리어 배치대(16)가 비어, 덮개 개폐 기구(6)에 의한 고속 질소 치환이 가능해지면, 캐리어(C)는 캐리어 배치대(16)에 이송되어, 도 14의 (B)에서 설명한 질소 치환 공정이 실시된다.
도 14의 (D)는 캐리어 보관 공정 및 분위기 유지 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 캐리어 보관 공정에서는, 질소 치환 공정이 종료하고, 질소 치환이 행해진 캐리어(C)를, 캐리어 보관 선반(18)이 비어 있는 부분에 반송하여, 배치한다. 전술한 바와 같이, 캐리어 보관 선반(18)에 배치된 캐리어(C)에는, 질소가 공급되기 때문에, 캐리어(C)의 내부 공간은, 질소로 채워지고, 덮개 개폐 기구(6)를 이용하여 질소 치환한 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 분위기 유지 공정에서, 캐리어(C) 내의 습도를 10％ 이하로 유지할 수 있다.
도 14의 (E)는 캐리어 보관 선반(18)이 채워진 상태를 나타낸 도면이다. 도 14의 (A)∼도 14의 (D)를 반복하여, 빈 캐리어 보관 선반(18)에 순차 질소 치환 공정을 끝낸 캐리어(C)를 보관·유지함으로써, 모든 캐리어 보관 선반(18)에, 습도가 10％ 이하로 유지된 캐리어(C)를 배치할 수 있다. 이 상태로, 처리 장치에 있어서의 처리 프로세스를 대기한다.
도 14의 (F)는 캐리어 이동 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 캐리어 이동 공정에 있어서는, 캐리어 보관 선반(18)에 배치·보관된 캐리어(C) 중, 처리 장치의 웨이퍼 반송 영역(S2)에 투입하는 웨이퍼(W)를 수납한 캐리어(C)를, 덮개 개폐 기구(6)의 캐리어 배치대(16)에 이동시킨다. 그리고, 도 7∼도 11에서 설명한 것과 같은 덮개 제거 동작, 질소 치환, 웨이퍼 반입 동작이 연속적으로 행해져, 웨이퍼(W)가 웨이퍼 반송 영역(S2) 내에 투입된다.
또한, 종형 열 처리 장치(10)의 경우에는, 배치식(batch type) 처리가 가능하고, 복수의 캐리어(C)에 수납된 웨이퍼(W)를, 처리 용기인 열 처리로(22)에 단번에 투입하여, 1회에 처리하는 것이 가능하다. 이러한 경우에는, 웨이퍼 반송 영역(S2)에 웨이퍼(W)가 장시간 노출하여 배치된 상태를 회피하기 위해, 복수의 캐리어(C) 내의 웨이퍼(W)를 연속적으로 웨이퍼 반송 영역(S2) 내에 투입하여 웨이퍼 보트(23)에 트랜스퍼하고, 웨이퍼 보트(23)에 모든 웨이퍼(W)가 트랜스퍼되면, 신속하게 열 처리로(22) 내에 반입하는 것이 바람직하다. 따라서, 열 처리로(22)에서 한번에 처리 가능한 매수의 웨이퍼(W) 분량의 캐리어(C)를, 연속적으로 캐리어 배치대(16)에 설치하고, 순차 웨이퍼(W)를 투입한다. 예컨대, 열 처리로(22)에서 100장의 웨이퍼(W)를 한번에 처리 가능하고, 캐리어(C)에 25장의 웨이퍼(W)가 수납 가능한 경우에는, 4개의 캐리어(C)에 수납된 웨이퍼(W)를 연속적으로 투입하는 것이 바람직하다. 따라서, 각종의 처리 장치에 적합한 웨이퍼 투입 방법을 채용하여도 좋고, 필요에 따라, 전술한 웨이퍼(W)의 연속 투입을 행하도록 하여도 좋다.
또한, 웨이퍼(W)가 웨이퍼 반송 영역(S2)에 투입되어, 비게 된 캐리어(C)는, 캐리어 보관 선반(18)에 복귀된다. 이때, 도 7 내지 도 11에서 설명한 고속의 질소 치환이 행해지고 있기 때문에, 빈 캐리어(C) 내도, 습도는 10％ 이하로 유지된 상태이다.
도 14의 (G)는 프로세스 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 프로세스 공정에 있어서는, 열 처리로(22) 내에서 웨이퍼(W)의 열 처리가 행해진다. 도 14의 (F)에서 설명한 바와 같이, 비게 된 캐리어(C) 내도 습도는 10％ 이하로 유지되고 있기 때문에, 대기 중인 캐리어(C) 및 빈 캐리어(C) 전부가, 습도는 10％ 이하인 상태이다.
도 14의 (H)는 웨이퍼 반출 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 웨이퍼 반출 공정에 있어서는, 열 처리 후의 웨이퍼(W)가, 덮개 개폐 기구(6)를 이용하여, 캐리어(C) 내에 복귀되고, 웨이퍼 반송 영역(S2)으로부터 반출된다. 그때도, 덮개 개폐 기구(6)에 의한 고속의 질소 치환이 행해지기 때문에, 처리 후의 웨이퍼(W)를 수납한 캐리어(C) 내도, 습도는 10％ 이하가 된다.
또한, 처리 후의 웨이퍼(W)를 수납한 캐리어(C)는, 캐리어 반송 기구(21)에 의해, 비어 있는 캐리어 보관 선반(18)에 이송된다.
도 14의 (I)는 캐리어 반출 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 캐리어 반출 공정에 있어서는, 처리 후의 웨이퍼(W)를 수납한 캐리어(C)를, 종형 열 처리 장치(10) 밖으로 반출한다. 캐리어(C)의 반출은, 캐리어 반송 기구(21)에 의해, 캐리어(C)가 로드 포트(14)에 반송되고, 로드 포트(14)로부터 종형 열 처리 장치(10)의 외부에 반출되는 식으로 이루어진다. 로드 포트(14)에 있어서도, 캐리어 보관 선반(18)과 마찬가지로 저속의 질소 치환이 행해지기 때문에, 캐리어(C) 내는, 반출되기 직전까지, 저속의 질소 치환이 행해지고 있는 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 습도 10％ 이하의 상태로, 캐리어(C)를 반출할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법에 따르면, 덮개 개폐 기구(6)를 이용한 고속의 질소 치환을 행하고 나서 캐리어 보관 선반(18)에서 캐리어(C)를 대기시킴으로써, 캐리어(C) 내의 습도를 고속으로 저감시킬 수 있다. 또한, 덮개 개폐 기구(6)를 이용한 고속의 질소 치환과, 로드 포트(14) 및 캐리어 보관 선반(18)에 있어서의 저속의 질소 치환을 조합함으로써, 더욱 효과적으로 캐리어(C) 내의 습도 관리를 행할 수 있다. 단, 전술한 바와 같이, 로드 포트(14)에 있어서의 저속의 질소 치환은 필수가 아니며, 필요에 따라 행하도록 하여도 좋다. 그러나, 캐리어(C) 내의 습도 관리의 관점에서는, 로드 포트(14) 및 캐리어 보관 선반(18)의 쌍방에 있어서, 소(小)유량의 질소 치환을 행하는 것이 바람직하다. 캐리어(C)는 완전 밀폐된 것이 아니기 때문에, 덮개 개폐 기구(6)를 이용한 고속의 질소 치환 후도, 캐리어(C) 내의 저습도를 유지하기 위해서는, 질소 치환을 계속적으로 행하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 로드 포트(14) 및 캐리어 보관 선반(18)에 있어서도, 질소 치환을 계속하는 것이 바람직하다. 또한, 캐리어(C) 내의 저습도를 계속 유지하기 위해서는, 1(l/min) 이상의 유량이 필요하다.
또한, 도 14에 있어서는, 이해를 용이하게 하기 위해, 2개의 덮개 개폐 기구(6) 중, 하나만이 동작하고 있는 예를 들어 설명하였지만, 2개의 덮개 개폐 기구(6)는, 병행하여 동작하는 것이 가능하기 때문에, 각각이 병행하여, 질소 치환 공정, 보관 공정, 분위기 유지 공정 등의 일련의 공정을 행하도록 하여도 좋다. 또한, 도 12∼도 14에 있어서는, 덮개 개폐 기구(6)를 2개 이상 마련하고, 복수의 덮개 개폐 기구(6)가 병행하여 질소 치환 공정 등의 일련의 공정을 각각 행하도록 구성하여도 좋다.
다음에, 흐름도를 이용하여, 본 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법의 처리 흐름에 대해서 설명한다.
도 15는 본 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법의 일례를 나타낸 처리 흐름도이다. 또한, 지금까지 설명한 구성 요소와 동일한 구성 요소에는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
단계 S100에서는, 캐리어(C)가 로드 포트(14)에 반입된다. 또한, 캐리어(C)가 로드 포트(14)에 반입되었을 때에는, 캐리어(C) 내의 습도는, 예컨대, 40％-45％ 정도이다.
단계 S110에서는, 캐리어(C)가 로드 포트(14) 상에서 대기한다. 이 상태로, 로드 포트(14)에 마련된 공급 노즐(19a) 및 배기 노즐(19b)을 이용하여, 캐리어(C) 내에 N2 가스를 공급하여, 캐리어(C) 내부의 저속 질소 치환이 행해진다. 또한, 저속 질소 치환은, 예컨대, 1(l/min) 이상의 유량은 필요하며, 바람직하게는 10∼20(l/min)의 범위의 유량, 보다 바람직하게는 13∼17(l/min)의 범위의 유량, 더욱 바람직하게는 15(l/min) 정도의 유량으로 질소를 공급함으로써 행해져도 좋다. 이러한 저속 질소 치환에 의해, 캐리어(C) 내의 습도는, 예컨대, 10％-30％ 정도가 되거나, 또는 이 범위에 접근한다.
단계 S120에서는, 덮개 개폐 기구(6)가 이용 가능한지의 여부에 대해서 판정된다. 또한, 덮개 개폐 기구(6)가 이용 가능한지의 여부의 판정은, 예컨대, 캐리어 배치대(16)에 이미 다른 캐리어(C)가 배치되어 있는지의 여부에 기초하여 판정되어도 좋다. 캐리어 배치대(16)에 다른 캐리어(C)가 배치되어 있는지의 여부는, 리밋 스위치 등의 기계적 검출기나, 레이저 등의 광학적 검출기를 이용하여 용이하게 검출할 수 있다. 또한, 그와 같은 판정 처리는, 예컨대, 검출기로부터 출력된 검출 신호가 제어부(1A)에 입력되어, 제어부(1A)에서 행하도록 하여도 좋다.
단계 S120에서, 덮개 개폐 기구(6)가 이용 가능하다고 판정되었을 때에는 단계 S140으로 진행하고, 덮개 개폐 기구(6)가 이용 가능하지 않다고 판정되었을 때에는, 단계 S130으로 진행한다.
단계 S130에서는, 로드 포트(14)로부터 캐리어 보관 선반(18)에 캐리어(C)를 이송하고, 덮개 개폐 기구(6)가 이용 가능한 상태로 되는 것을 대기한다. 또한, 캐리어 보관 선반(18)에서는, 캐리어(C)의 바닥면의 구멍을 통하여 질소 가스가 공급되고, 저속의 질소 치환이 행해져도 좋다. 저속의 질소 치환은, 예컨대, 1(/min) 이상의 유량은 필요하며, 바람직하게는 10∼20(l/min)의 범위의 유량, 보다 바람직하게는 13∼17(l/min)의 범위의 유량, 더욱 바람직하게는 15(l/min) 정도의 유량으로 질소를 공급함으로써 행해져도 좋다.
단계 S130과 단계 S120을 순환하고, 단계 S120에서, 덮개 개폐 기구(6)가 이용 가능하게 되면, 단계 S140으로 진행된다.
단계 S140에서는, 질소 치환 공정이 행해진다. 구체적으로는, 덮개 개폐 기구(6)를 이용하여, 캐리어(C) 내가 고속으로 질소 치환된다. 덮개 개폐 기구(6)를 이용한 고속 질소 치환은, 개폐 도어(61)와 캐리어(C)로 형성된 밀폐 공간 내에서 덮개(61)를 제거하고, 가스 공급구(53)로부터 N2 가스가 캐리어(C) 내에 분사됨으로써 행해진다. 예컨대, 50∼200(l/min)의 범위의 유량, 바람직하게는 100∼200(l/min)의 범위의 유량, 보다 바람직하게는 130∼180(l/min)의 범위의 유량, 더욱 바람직하게는 160(l/min) 정도의 대유량으로 N2 가스가 공급됨으로써, 100∼120(sec) 정도의 단시간에 질소 치환이 실시되고, 캐리어(C) 내의 습도가 10％ 이하로까지 저감된다. 즉, 질소 치환 공정에서는, 캐리어 보관 선반(18)에서의 질소 치환의 3배 이상, 바람직하게는 5배 이상, 보다 바람직하게는 8배 이상, 더욱 바람직하게는 10배 이상의 질소 공급 유량으로 질소 치환이 행해지고, 그 결과, 캐리어 보관 선반(18)에 있어서의 질소 치환의 1/4 이하의 시간, 바람직하게는 1/5 이하의 단시간으로 질소 치환이 행해진다.
또한, 질소 치환에 의한 습도의 저하는, 캐리어(C) 내의 수(水)분자가, 질소 치환에 의해 외부로 추방됨으로써 달성된다.
단계 S140에서, 질소 치환이 종료하면, 웨이퍼(W)의 반입을 행하는 일없이 덮개 개폐 기구(6)에 의해 덮개(41)를 부착한다. 이에 의해, 캐리어(C) 내가 질소 치환되고, 습도가 10％ 이하인 상태로 캐리어(C)가 밀폐된다.
단계 S150에서는, 질소 치환된 캐리어(C)를, 캐리어 배치대(16)로부터 캐리어 보관 선반(18)에 반송하여, 배치한다. 또한, 캐리어(C)의 반송은, 캐리어 반송 기구(21)에 의해 행해져도 좋다.
단계 S160에서는, 캐리어 보관 선반(18)에 이송된 캐리어(C)의 내부에 저속으로 질소가 공급되고, 습도가 10％ 이하로 유지된다. 이 상태로, 캐리어(C)는 대기하며, 처리의 순서를 기다린다.
단계 S170에서는, 다음에 처리되는 웨이퍼(W)를 수납하는 캐리어(C)가 캐리어 배치대(16)에 이송되고, 덮개 개폐 기구(6)에 의해 덮개(41)가 개방되며, 웨이퍼(W)가 웨이퍼 반송 영역(S2) 내에 반입된다.
단계 S180에서는, 웨이퍼 반송 영역(S2)에 반입된 웨이퍼(W)의 처리가 행해진다. 종형 열 처리 장치(1, 10)의 경우에는, 열 처리가 행해지지만, 다른 처리 장치의 경우에는, 해당 처리 장치에서 행해야 하는 처리를 행한다.
단계 S190에서는, 처리 후의 웨이퍼(W)가, 덮개 개폐 기구(6)를 이용하여, 캐리어(C) 내에 반입된다. 이 경우에도, 덮개 개폐 기구(6)를 이용하고 있기 때문에, 캐리어(C) 내는 충분한 질소 치환이 행해지고, 습도는 10％ 이하로 유지되고 있다.
단계 S200에서는, 처리 후의 웨이퍼(W)를 수납한 캐리어(C)가, 캐리어 반송 기구(21)에 의해 캐리어 보관 선반(18)에 이송된다. 전술한 바와 같이, 캐리어 보관 선반(18)에서는, 저속의 질소 치환이 행해지기 때문에, 캐리어(C) 내에서의 습도는 10％ 이하인 채로 유지된다.
단계 S210에서는, 캐리어(C)가, 캐리어 보관 선반(18)으로부터 로드 포트(14)로 이송된다.
단계 S220에서는, 캐리어(C)의 내부에 대해서, 저속의 질소 치환이 행해진다. 저속의 질소 치환은, 캐리어 보관 선반(18)에서 행해지는 질소 치환과 동일하여도 좋다. 따라서, 캐리어(C)의 내부는, 단계 S210의 캐리어(C)의 이송 기간만 질소 치환이 정지하지만, 로드 포트(14) 상에 배치되면 곧바로 저속 질소 치환이 재개되기 때문에, 캐리어(C) 내의 습도를 10％ 이하로 유지할 수 있다.
단계 S230에서는, 처리가 끝난 웨이퍼(W)를 수납한 캐리어(C)가 장치로부터 반출되어, 다음 처리 장치에 반송된다.
이와 같이, 본 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법에 따르면, 캐리어 반송 영역(S1)에 반입된 캐리어(C)의 고속 질소 치환을 행하고 나서 캐리어 보관 선반(18)에서 처리를 대기하기 때문에, 작업 처리량을 저하시키는 일없이 저습도로 관리된 웨이퍼(W)를 처리할 수 있어, 높은 작업 처리량을 유지하면서 웨이퍼(W)의 처리 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 캐리어 보관 선반(18)에서의 저속의 질소 치환은, 고속의 질소 치환 공정에서 형성된 캐리어(C) 내의 분위기를 확실하게 관리하기 위해 실시하는 것이 바람직하지만, 반드시 필수는 아니며, 예컨대, 캐리어 보관 선반(18)에 보관하는 기간이 짧은 장치의 경우에는, 필요에 따라 실시하도록 하여도 좋다.
마찬가지로, 로드 포트(14)에서의 저속의 질소 치환도, 반드시 필수는 아니며, 필요에 따라 행하도록 하여도 좋다. 단, 신속한 질소 치환의 개시와, 반출하기 직전까지 캐리어(C) 내를 확실하게 10％ 이하의 저습도로 유지하는 관점에서는, 로드 포트(14) 상에서의 저속 질소 치환도 아울러 행해지는 것이 바람직하다.
또한, 도 14, 도 15에 나타낸 일련의 시퀀스는, 도 1에 나타낸 제어부(1A)에 있어서 실행하여도 좋다.
다음에, 도 16∼도 18을 이용하여, 캐리어 보관 선반(18)의 저속 질소 치환을 행하는 기구의 일례에 대해서 설명한다.
도 16은 캐리어(C)의 일례의 바닥면의 구성을 나타낸 도면이다. 캐리어(C)는, 용도에 따라 여러가지의 구성의 것이 이용되고 있지만, 예컨대, 도 16에 나타내는 바와 같이, 흡기구(Cin)와 배기구(Cout)를 구비하고 있는 것이 일반적이다. 흡기구(Cin)로부터 질소 가스를 공급하고, 배기구(Cout)에서 배기를 행하면, 캐리어(C) 내의 질소 치환을 행할 수 있다. 그러나, 캐리어(C)의 흡기구(Cin) 및 배기구(Cout)는, 캐리어(C)의 바닥면에 마련된 작은 개구이기 때문에, 대유량의 질소 가스를 흐르게 하여, 단시간에 질소 치환을 행하는 것은 곤란하다. 따라서, 본 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법에 있어서는, 캐리어(C)의 바닥면에 마련된 흡기구(Cin) 및 배기구(Cout)는, 캐리어 보관 선반(18)에 있어서의 저속의 질소 치환에만 이용하는 것으로 하고 있다. 이러한 캐리어(C)에 마련된 흡기구(Cin) 및 배기구(Cout)도 효과적으로 이용함으로써, 캐리어(C) 내부의 분위기를 확실하게 관리할 수 있다.
또한, 도 16에 있어서는, 흡기구(Cin)가 3개이며, 배기구(Cout)가 1개로 되어 있지만, 반드시 모든 흡기구(Cin)를 이용할 필요는 없고, 용도에 맞는 흡기구(Cin)를 필요에 따라 이용할 수 있다.
도 17은 본 실시형태에 따른 종형 열 처리 장치(10)의 캐리어 보관 선반(18)에 있어서의 저속 질소 치환 기구를 설명하기 위한 도면이다. 도 17의 (A)는 본 실시형태에 따른 종형 열 처리 장치(10)의 캐리어 보관 선반(18)의 구성을 나타낸 도면이다. 도 17의 (A)에 나타내는 바와 같이, 캐리어 보관 선반(18)의 배치면의 표면에는, 복수의 구멍이 형성되어 있고, 캐리어(C)에 가스를 공급할 수 있는 구성으로 되어 있다.
도 17의 (B)는 캐리어 보관 선반(18)의 일례의 표면을 확대한 도면이다. 도 17의 (B)에 나타내는 바와 같이, 캐리어 보관 선반(18)의 표면에는, 공급 노즐(19c) 및 배기 노즐(19d)이 형성되어 있고, 캐리어(C)의 흡기구(Cin) 및 배기구(Cout)와 감합함으로써, 공급 노즐(19c)로부터 캐리어(C)의 흡기구(Cin)를 통해 캐리어(C)의 내부에 질소 가스를 공급하고, 캐리어(C)의 배기구(Cout)를 통해 배기 노즐(19d)로부터 배기를 행하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 공급 노즐(19c) 및 배기 노즐(19d)은, 캐리어 보관 선반(18) 상에 캐리어(C)가 배치되었을 때에, 캐리어(C)의 흡기구(Cin) 및 배기구(19d)와 감합하는 위치에 형성된다.
도 17의 (C)는 캐리어 보관 선반(18)의 공급 노즐(19c)을 나타낸 도면이다. 캐리어 보관 선반(18)의 표면에 형성된 공급 노즐(19c)은, 이면에 있는 공급관(191)과 접속되어 있고, 가스의 공급이 가능하게 구성되어 있다.
도 17의 (D)는 캐리어 보관 선반(18)의 배기 노즐(19d)을 나타낸 도면이다. 캐리어 보관 선반(18)의 표면에 형성된 배기 노즐(19d)은, 이면에 있는 배기관(192)과 접속되어 있고, 가스의 배기가 가능하게 구성되어 있다.
캐리어 보관 선반(18)은, 이러한 공급 노즐(19c) 및 배기 노즐(19d)을 가짐으로써, 캐리어(C)의 흡기구(Cin) 및 배기구(Cout)를 이용하여 보관 중도 질소 치환을 행할 수 있다.
또한, 도 2에 나타낸 로드 포트(14)의 공급 노즐(19a) 및 배기 노즐(19b)에 대해서는, 공급관(191) 및 배기관(192)의 설명을 하지 않았지만, 로드 포트(14)의 공급 노즐(19a) 및 배기 노즐(19b)도, 캐리어 보관 선반과 마찬가지로, 공급관(191) 및 배기관(192)과 접속되어 구성되어도 좋다.
도 18은 본 실시형태에 따른 수납 용기 내의 분위기 관리 방법에 이용되는 종형 열 처리 장치(1, 10)의 캐리어 보관 선반(18) 및 로드 포트(14)의 가스 치환 유닛의 일례를 나타낸 도면이다. 도 18에 있어서는, 2개의 캐리어 보관 선반(18)의 가스 치환 유닛(공급 노즐(19c), 배기 노즐(19d))과, 하나의 로드 포트(14)의 가스 치환 유닛(공급 노즐(19a), 배기 노즐(19b))이 예시적으로 도시되어 있다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 캐리어(C)에 질소 가스를 공급하는 가스 공급 시스템으로서, 매스 플로우미터(70), 필터(71), 압력 계측 레귤레이터(72) 및 볼 밸브(73)가 구비되어 있다. 매스 플로우미터(70)는, 각 캐리어(C)에 대응하여 마련되어 있고, 캐리어마다, 공급하는 질소 가스의 유량을 조정할 수 있도록 구성되어 있다.
예컨대, 이러한 가스 공급 시스템을 구비함으로써, 정해진 유량으로 각 캐리어(C)에 질소 가스를 공급할 수 있다.
또한, 이러한 질소 가스의 공급 시스템의 도중, 예컨대, 캐리어 보관 선반(18)의 배기 노즐(19d) 내에, 캐리어(C) 내의 습도를 계측할 수 있는 센서를 마련하고, 습도에 의해 캐리어(C) 내의 분위기를 관리할 수 있도록 하여도 좋다. 또한, 로드 포트(14)의 배기 노즐(19b) 내에도, 습도를 계측할 수 있는 센서를 마련하여도 좋다. 또한, 습도를 직접 계측하는 것이 아니라, 어떠한 환산값으로부터, 캐리어(C) 내의 습도를 추정하고, 습도에 의한 캐리어(C) 내의 분위기를 관리하도록 하여도 좋다. 첫머리에서 서술한 바와 같이, 처리 장치 내에서 처리 대기 중인 캐리어(C) 내의 분위기의 습도를 관리하는 요청이 높기 때문에, 습도에 의해 캐리어(C) 내의 분위기를 관리하여도 좋다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 상세하게 설명하였지만, 본 발명은, 전술한 실시형태로 제한되는 일은 없고, 본 발명의 범위를 일탈하는 일없이, 전술한 실시형태에 여러가지의 변형 및 치환을 가할 수 있다.
예컨대, 본 실시형태에 있어서는, 질소 가스를 이용하여 질소 치환을 행하는 예에 대해서 설명하였지만, Ar, Ne, He 등의 희가스를 이용하여도 좋고, 불활성 가스 전반에 본 발명을 적용할 수 있다. 그 경우에는, 질소 치환 공정을, 각 가스를 이용한 가스 치환 공정 또는 불활성 가스 치환 공정이라고 불러도 좋다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 종형 열 처리 장치에 있어서 본 발명의 수납 용기 내의 분위기 관리 방법을 적용하는 예를 들어 설명하였지만, 다른 처리 장치라도 적합하게 본 발명을 적용할 수 있다.
C 캐리어
Cin 흡기구
Cout 배기구
W 웨이퍼
S1 캐리어 반송 영역
S2 웨이퍼 반송 영역
1, 10 종형 열 처리 장치
2 격벽
5 개폐 도어
6 덮개 개폐 기구
14 로드 포트
16 캐리어 배치대
18 캐리어 보관 선반
19a, 19c 공급 노즐
19b, 19d 배기 노즐
20 반송구
21 캐리어 반송 기구
22 열 처리로
27 웨이퍼 반송 기구
33 취출구
40 삽입구
41 덮개
43 회동부
53 가스 공급구
54 폐색 공간
61 대향판
67 래치 키

Claims (19)

  1. 개폐 도어에 의해 개폐되는 반송구를 갖는 격벽으로 구획된 기판 반송 영역과 용기 반송 영역을 구비하고,
    상기 용기 반송 영역에 마련되며, 수납 용기를 배치 가능한 로드 포트와,
    상기 용기 반송 영역에 마련되고, 덮개의 개폐에 의해 복수의 기판을 밀폐 수납 가능한 수납 용기를 일시 배치하여 대기시키는 용기 보관 선반과,
    상기 개폐 도어에 마련되며, 상기 반송구의 입구 가장자리에 밀착된 상기 수납 용기의 상기 덮개를 제거하면서 상기 수납 용기의 내부 분위기를 불활성 가스로 치환 가능한 덮개 개폐 기구를 구비한 처리 장치에 있어서의 상기 수납 용기 내의 분위기 관리 방법으로서,
    상기 덮개 개폐 기구를 이용하여, 미처리의 상기 기판을 수납한 상기 수납 용기 내를, 상기 불활성 가스로 치환하는 가스 치환 공정과,
    상기 불활성 가스로 내부가 치환된 상기 수납 용기를, 상기 용기 보관 선반에 반송하여 배치하는 보관 공정과,
    상기 수납 용기를 상기 용기 보관 선반에서 대기시키는 분위기 유지 공정
    을 포함하는 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 로드 포트에 상기 수납 용기가 배치되었을 때에, 상기 덮개 개폐 기구에 의해 상기 가스 치환 공정이 행해지고 있지 않은 경우에는, 상기 수납 용기는, 상기 덮개 개폐 기구에 의한 상기 덮개의 제거가 가능한 위치로 반송되는 것인 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 로드 포트에 상기 수납 용기가 배치되었을 때에, 상기 덮개 개폐 기구에 의해 다른 수납 용기에 대해서 상기 가스 치환 공정이 행해지고 있는 경우에는, 상기 수납 용기는, 상기 용기 보관 선반에 일시 배치되고,
    상기 다른 수납 용기의 상기 가스 치환 공정이 종료한 후에, 상기 덮개 개폐 기구에 의한 상기 덮개의 제거가 가능한 위치로 반송되는 것인 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 덮개 개폐 기구는, 상기 불활성 가스를 제1 유량으로 상기 수납 용기 내에 분사함으로써, 상기 불활성 가스의 치환을 행하고,
    상기 용기 보관 선반은, 상기 제1 유량보다 작은 제2 유량으로 상기 불활성 가스를 상기 수납 용기 내에 공급하는 것인 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 로드 포트에 상기 수납 용기가 배치되었을 때에, 상기 수납 용기의 내부 분위기를 상기 불활성 가스로 치환하는 일시 치환 공정을 포함하는 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 일시 치환 공정은, 상기 제2 유량으로 행해지는 것인 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제1 유량은, 상기 제2 유량의 3배 이상의 유량인 것인 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 덮개 개폐 기구가 상기 수납 용기 내를 상기 불활성 가스로 치환하는 데 요하는 시간은, 상기 용기 보관 선반이 상기 수납 용기 내를 상기 불활성 가스로 치환하는 데 요하는 시간의 1/5 이하인 것인 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  9. 제4항에 있어서, 상기 용기 보관 선반은, 상기 수납 용기의 바닥면에 형성된 개구로부터 상기 불활성 가스를 공급하는 것인 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  10. 제5항에 있어서, 상기 로드 포트는, 상기 수납 용기의 바닥면에 형성된 개구로부터 상기 불활성 가스를 공급하는 것인 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불활성 가스는, 질소 가스인 것인 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수납 용기 내의 분위기는, 습도에 의해 관리되는 것인 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 보관 선반에서 대기하고 있는 상기 수납 용기를, 상기 덮개 개폐 기구에 의한 상기 덮개의 제거가 가능한 위치로 이동시키는 용기 이동 공정과,
    상기 덮개 개폐 기구에 의해, 상기 덮개를 제거하면서 상기 불활성 가스로 상기 수납 용기 내를 치환하며, 상기 수납 용기 내의 상기 기판을 상기 기판 반송 영역 내에 반입하는 기판 반입 공정을 더 포함하는 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 처리 장치는, 복수의 상기 수납 용기 내의 기판을 한번에 처리 가능한 처리 용기를 구비하는 배치식(batch type) 처리 장치이고,
    상기 용기 이동 공정 및 상기 기판 반입 공정은, 연속적으로 행해지는 것인 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 덮개 개폐 기구는 복수 구비되고, 상기 가스 치환 공정은, 복수의 상기 덮개 개폐 기구에서 병행하여 행해지는 것인 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 덮개 개폐 기구는 복수 구비되고, 상기 용기 이동 공정 및 상기 기판 반입 공정은, 복수의 상기 덮개 개폐 기구에 의해 병행하여 행해지는 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 덮개 개폐 기구를 이용하여, 상기 처리 용기에 의한 처리 후의 상기 기판을, 상기 수납 용기 내를 상기 불활성 가스로 치환하면서 상기 수납 용기 내에 수납하는 기판 반출 공정과,
    처리 후의 상기 기판을 수납한 상기 수납 용기를 상기 용기 보관 선반에 일시 배치하는 용기 반출 대기 공정을 포함하는 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 용기 반출 대기 공정 후, 상기 수납 용기를 상기 처리 장치 밖으로 반출하는 용기 반출 공정을 더 포함하는 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
  19. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 장치는, 상기 기판 반송 영역 내에 열 처리로를 구비하는 열 처리 장치인 것인 수납 용기 내의 분위기 관리 방법.
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