KR20170092120A - 기판 수납 용기의 연결 기구 및 연결 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는, 기판 수납 용기를, 질소 등의 퍼지 가스를 순환하는 구조의 상압 반송실에 연결할 때에, 연결부나 기판 수납 용기로부터 산소 가스나 수분, 및 파티클의 침입을 극력 방지하는 것이다. 해결 수단으로서, FOUP(10)을 탑재하는 스테이지(42)와, 상압 반송실(8)의 벽부(8a)에 마련된 웨이퍼 반송구(40)와, 웨이퍼 반송구(40)를 개폐하는 개폐 도어(43)와, 스테이지(42)에 탑재된 FOUP(10)을 개폐 도어(43)에 밀착시키고, FOUP(10)의 덮개체(22)와 개폐 도어(43)를 결합시키는 결합 기구와, FOUP(10)이 결합 기구에 의해 개폐 도어(43)에 결합하여 있는 상태로, FOUP(10) 내를 배기·퍼지하는 배기·퍼지 기구(51, 54)와, 웨이퍼 반송구(10)의 주연부와 개폐 도어(43) 사이, 개폐 도어(43)와 덮개체(22) 사이 등에 밀폐 공간을 형성하는 시일 부재(47, 71, 72)와, 밀폐 공간을 배기하는 배기 수단(62, 66)을 구비한다.

Description

기판 수납 용기의 연결 기구 및 연결 방법{CONNECTING MECHANISM AND CONNECTING METHOD OF SUBSTRATE CONTAINER}
본 발명은 복수의 기판을 수납하여 반송하는 밀폐형의 기판 수납 용기를 상압 반송실에 연결할 때의 연결 기구 및 연결 방법에 관한 것이다.
종래로부터, 반도체 제조 프로세스에 있어서는, 피처리 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 단지 웨이퍼라고도 표기함)에 대하여, 열처리, 성막 처리, 에칭 처리 등의 복수의 처리가 실행된다. 최근, 반도체 소자의 고집적화나 미세화가 진행되고 있어, 웨이퍼에의 파티클(particle)의 부착이나 웨이퍼의 표면의 산화를 방지하기 위해서, 웨이퍼는, 청정한 분위기에 유지된 FOUP(Front-Opening Unified Pod)이라고 지칭되는 밀폐식의 수납 용기 내에 수납된 상태로 반송된다. FOUP은 복수매의 웨이퍼를 수평 상태로 수납하는 용기 본체와, 용기 본체를 개폐하는 덮개체를 갖고 있다.
한편, 웨이퍼에 대하여 소정의 처리를 실행하는 기판 처리 시스템은, 그 반입측에 EFEM(Equipment Front End Module)이라고 지칭되는 대기압(상압)의 웨이퍼 반송실을 갖고, EFEM 내의 반송 장치에 의해 FOUP과 상기 기판 처리 시스템의 처리 장치의 사이의 웨이퍼의 주고받기가 실행된다.
EFEM은 웨이퍼를 반입하기 위한 로드 포트(load port)를 갖고 있고, FOUP은 이러한 로드 포트에 장착된다. 로드 포트는 FIMS(Front-opening Interface Mechanical Standard) 규격에 따른 개폐 도어를 갖고 있으며, 이러한 개폐 도어가 FOUP에 마련된 덮개체와 연결하여 이동하는 것에 의해, FOUP 내의 공간과 EFEM 내의 공간이 연통하고, 웨이퍼의 주고받기가 가능해진다.
한편, 최근에는, 새로운 반도체 소자의 고집적화나 미세화가 요구되고 있어, EFEM 내에 있어서의 수분이나 산소, 파티클 등의 영향을 극력 작게 하기 위해서, EFEM 내에 퍼지 가스로서 질소 가스를 순환시키는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 1).
일본 공개 특허 제 2015-146349 호 공보
그런데, 특허문헌 1과 같이 EFEM 내에 질소 가스를 순환시키는 기술의 경우, EFEM 내를 극력 청정한 질소 분위기로 하는 것이 요구되고, 그 때문에 로드 포트나 FOUP으로부터의 산소 가스나 수분, 및 파티클의 침입을 극력 방지하는 것이 요구된다.
따라서, 본 발명은, 기판 수납 용기를, 질소 등의 퍼지 가스를 순환하는 구조의 상압 반송실에 연결할 때에, 연결부나 기판 수납 용기로부터 산소 가스나 수분, 및 파티클의 침입을 극력 방지할 수 있는 기판 수납 용기의 연결 기구 및 연결 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 관점은, 복수의 기판을 수납하는 용기 본체와 상기 용기 본체의 개구부를 개폐하는 덮개체를 갖는 기판 수납 용기를, 내부에 퍼지 가스가 순환되고, 기판을 처리하는 처리부에 기판을 반송하는 상압 반송실에 연결하는 기판 수납 용기의 연결 기구로서, 상기 기판 수납 용기를 탑재하는 탑재부와, 상기 상압 반송실의 벽부에 마련된 기판 반송구와, 상기 기판 반송구를 폐색하고, 상기 상압 반송실측으로 이동하여 상기 기판 반송구를 개방하도록 구성된 개폐 도어와, 상기 탑재부에 탑재된 상기 기판 수납 용기의 상기 덮개체와 상기 개폐 도어를 결합시키는 결합 기구와, 상기 기판 수납 용기가 상기 개폐 도어에 결합하여 있는 상태로, 상기 기판 수납 용기 내를 배기하는 동시에, 상기 기판 수납 용기 내에 퍼지 가스를 공급하는 배기·퍼지 기구와, 상기 개폐 도어가 상기 기판 반송구를 폐색했을 때에, 상기 기판 반송구의 주연부와 상기 개폐 도어 사이의 제 1 공간을 시일하는 제 1 시일 부재와, 상기 기판 수납 용기가 상기 개폐 도어에 결합되었을 때에, 상기 개폐 도어와 상기 기판 수납 용기의 덮개체 사이의 제 2 공간을 시일하는 제 2 시일 부재와, 상기 기판 수납 용기가 상기 개폐 도어에 결합되었을 때에, 상기 기판 반송구의 주연부와 상기 기판 수납 용기의 상기 용기 본체 사이의 제 3 공간을 시일하는 제 3 시일 부재와, 상기 제 1 내지 제 3 시일 부재에 의해 시일된 상기 제 1 공간 및 상기 제 2 공간을 배기하는 배기 수단을 구비하며, 상기 배기 수단에 의해, 상기 제 1 공간 및 상기 제 2 공간을 배기하는 것에 의해, 이들 공간에, 상기 배기·퍼지 기구로부터 상기 기판 수납 용기에 공급된 퍼지 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 기판 수납 용기의 연결 기구를 제공한다.
본 발명의 제 2 관점은, 복수의 기판을 수납하는 용기 본체와 상기 용기 본체의 개구부를 개폐하는 덮개체를 갖는 기판 수납 용기를, 내부에 퍼지 가스가 순환되고, 기판을 처리하는 처리부에 기판을 반송하는 상압 반송실에 연결하는 기판 수납 용기의 연결 방법으로서, 상기 상압 반송실의 벽부에 마련된 기판 반송구를 개폐 도어로 폐색한 상태로 하는 단계와, 상기 기판 수납 용기의 상기 덮개체와 상기 개폐 도어를 결합시키는 단계와, 상기 기판 반송구의 주연부와 상기 개폐 도어 사이, 상기 개폐 도어와 상기 기판 수납 용기의 덮개체 사이, 및 상기 기판 반송구의 주연부와 상기 기판 수납 용기 상기 용기 본체 사이를 시일하고, 이들 사이의 공간을 밀폐 공간으로 하는 단계와, 상기 기판 수납 용기가 상기 개폐 도어에 결합하여 있는 상태로, 상기 기판 수납 용기 내를 배기하는 동시에, 상기 기판 수납 용기 내에 퍼지 가스를 공급하는 단계와, 상기 밀폐 공간을 배기하는 것에 의해, 상기 밀폐 공간에, 상기 기판 수납 용기에 공급된 퍼지 가스를 공급시키는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 수납 용기의 연결 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 퍼지 가스를 순환시킨 상압 반송실에 기판 수납 용기를 연결함에 있어서, 기판 수납 용기의 덮개체를 개폐 도어에 결합했을 때에, 기판 수납 용기 내를 퍼지 가스로 퍼지하는 것이 가능해지고, 또한 제 1 내지 제 3 시일 부재에 의해, 기판 수납 용기의 덮개체와 개폐 도어 사이의 공간, 개폐 도어와 기판 반송구의 주연부 사이의 공간을 밀폐된 공간으로 하고, 이들 공간을 배기함으로써, 기판 수납 용기 내에 공급된 퍼지 가스에 의해, 밀폐된 이들 공간도 퍼지할 수 있고, 이들 공간으로부터 산소 가스나 수분, 게다가 파티클을 배출할 수 있다. 이 때문에, 기판 수납 용기를 상압 반송실에 연결할 때에, 퍼지 가스에 의해 순환 퍼지되어 있는 상압 반송실에의 산소 가스나 수분의 혼입을 극력 방지할 수 있는 동시에, 파티클의 혼입도 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연결 기구를 구비한 멀티 챔버 타입의 기판 처리 시스템을 개략적으로 도시하는 수평 단면도,
도 2는 웨이퍼 수납 용기인 FOUP의 일부를 절결하여 도시하는 사시도,
도 3은 도 2의 FOUP의 저부를 도시하는 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연결 기구로서의 로드 포트를 도시하는 사시도,
도 5는 도 4의 로드 포트를 도시하는 종단면도,
도 6은 도 4의 로드 포트를 도시하는 평면도,
도 7은 도 4의 로드 포트에 FOUP을 도킹한 상태를 도시하는 종단면도,
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연결 기구로서의 로드 포트의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연결 기구로서의 로드 포트의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연결 기구로서의 로드 포트의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연결 기구로서의 로드 포트의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연결 기구로서의 로드 포트의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 13은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연결 기구로서의 로드 포트의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 14는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연결 기구로서의 로드 포트의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 15는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연결 기구로서의 로드 포트의 동작을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다.
<기판 처리 시스템>
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연결 기구를 구비한 멀티 챔버 타입의 기판 처리 시스템을 개략적으로 도시하는 수평 단면도이다.
기판 처리 시스템(100)은 피처리 기판인 웨이퍼에 대하여 성막 처리 등의 소정의 진공 처리를 실행하는 것이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 기판 처리 시스템(100)은 웨이퍼(W)에 대하여 진공 처리를 실행하는 4개의 처리 유닛(1, 2, 3, 4)을 구비하고 있으며, 이들 처리 유닛(1 내지 4)은 6각형을 이루는 진공 반송실(5)의 4개의 변에 대응하는 벽부에 각각 대응하여 마련되어 있다. 처리 유닛(1, 2, 3, 4)은, 그 중에서 처리 플레이트 상에 웨이퍼(W)를 탑재한 상태로 소정의 처리가 실행된다. 또한, 진공 반송실(5)의 다른 벽부에는 2개의 로드록실(6)이 접속되어 있다.
2개의 로드록실(6)의 진공 반송실(5)과 반대측에는 EFEM으로서 구성되는 상압 반송실(8)이 접속되어 있고, 상압 반송실(8)의 로드록실(6)과 반대측에는 웨이퍼(W)의 수납 용기인 FOUP(10)을 탑재하고, 연결하기 위한 3개의 로드 포트(11)가 마련되어 있다. 상압 반송실(8)의 내부에는 건조한 퍼지 가스, 예를 들어 질소 가스(N2 가스)가 순환 공급되도록 되어 있다. 상압 반송실(8)의 상부에는 팬 필터 유닛(fan filter unit)이 마련되고, 웨이퍼 반송 영역에 청정한 퍼지 가스가 다운플로우((downflow)로서 공급되도록 되어 있다. 퍼지 가스로서는 아르곤 가스 등의 다른 불활성 가스를 이용할 수도 있지만 N2 가스가 바람직하다.
처리 유닛(1 내지 4)은, 동 도면에 도시하는 바와 같이, 진공 반송실(5)의 각 벽부에 대응하는 벽부에 게이트 밸브(G)를 거쳐서 접속되고, 이들은 대응하는 게이트 밸브(G)를 개방하는 것에 의해 진공 반송실(5)과 연통되고, 대응하는 게이트 밸브(G)를 폐쇄하는 것에 의해 진공 반송실(5)로부터 차단된다. 또한, 2개의 로드록실(6)은, 진공 반송실(5)의 나머지의 벽부 각각에, 게이트 밸브(G1)를 거쳐서 접속되고, 또한 상압 반송실(8)에 게이트 밸브(G2)를 거쳐서 접속되어 있다.
진공 반송실(5) 내에는, 처리 유닛(1 내지 4), 로드록실(6)에 대하여, 웨이퍼(W)의 반입출을 실행하는 반송 장치(12)가 마련되어 있다. 이러한 반송 장치(12)는 2개의 다관절 아암(14)에 의해 각각 독립적으로 웨이퍼(W)를 반송 가능하게 되어 있다. 이러한 진공 반송실(5) 내는 진공 펌프(도시하지 않음)에 의해 배기되어 소정의 진공도로 보지되도록 되어 있다.
또한, 상압 반송실(8)의 측면에는 얼라인먼트실(alignment chamber)(15)이 마련되어 있고, 거기에서 웨이퍼(W)의 얼라인먼트가 실행된다.
상압 반송실(8) 내에는, 로드 포트(11)에 연결된 FOUP(10) 및 로드록실(6)에 대한 웨이퍼(W)의 반송을 실행하는 반송 장치(16)가 마련되어 있다. 반송 장치(16)는 2개의 다관절 아암(17)을 갖고 있으며, 이들 2개의 다관절 아암(17)이 레일(18) 상을 FOUP(10)의 배열 방향을 따라 주행 가능하게 되어 있어, 다관절 아암(17)에 의해 웨이퍼(W)의 반송을 실행한다.
기판 처리 시스템(100)은 또한 제어부(19)를 갖고 있다. 제어부(19)는 CPU나 기억부를 구비한 컴퓨터로 이루어지고, 기판 처리 시스템(100)의 각 구성부, 예를 들어 처리 유닛(1 내지 4), 반송실(5), 로드록 장치(6)에 있어서의 가스 공급계나 배기계, 반송 장치(12, 16), 게이트 밸브 등을 제어하도록 되어 있다. 기억부에는, 성막 장치(1)로 소정의 성막 처리를 실행하기 위해서 각 구성부에 지령을 주는 제어 프로그램, 즉 처리 레시피(recipe)나, 각종 데이터베이스 등이 격납되어 있다. 처리 레시피 등은 기억 매체에 기억되어 있다. 기억 매체는 컴퓨터에 내장된 하드디스크이어도 좋고, CDROM, DVD, 반도체 메모리 등의 가반성의 것이어도 좋다. 또한, 처리 레시피 등을 다른 장치로부터 적당한 회선을 거쳐서 전송시키도록 해도 좋다.
이러한 기판 처리 시스템(100)에 있어서는, 로드 포트(11)에 웨이퍼가 수납된 FOUP(10)을 장착하고, 그 중의 웨이퍼(W)를 반송 장치(16)에 의해 웨이퍼(W)를 취출하고, 상압 반송실(8)을 경유하여 얼라인먼트실(15)로 반송하고, 웨이퍼(W)의 얼라인먼트를 실행한 후, 어느 하나의 로드록실(6)로 반송한다. 로드록실(6)을 진공으로 한 후, 반송 장치(12)에 의해 웨이퍼(W)를 처리 유닛(1 내지 4) 중 어느 하나로 반송하고, 웨이퍼(W)에 성막 처리 등의 소정의 처리를 실시한다. 처리후, 반송 장치(12)에 의해 웨이퍼(W)를 어느 하나의 로드록실로 반송하고, 로드록실(6) 내를 대기압으로 되돌린 후, 그 중의 웨이퍼(W)를 반송 장치(16)에 의해 FOUP(10)으로 되돌린다.
<FOUP>
다음에, 웨이퍼 수납 용기인 FOUP(10)에 대해서 설명한다.
도 2는 FOUP(10)의 일부를 절결하여 도시하는 사시도이며, 도 3은 그 저부를 도시하는 단면도이다.
FOUP(10)은 용기 본체(20)와, 용기 본체(20)의 전면의 웨이퍼(W)의 취출구(21)를 폐색하여, 용기 본체(20) 내를 기밀하게 유지하기 위한 평판형상을 이루는 덮개체(22)와, 용기 본체(20)를 지지하는 평판형상을 이루는 다리부(23)(도 3 참조)를 구비하고 있다. 용기 본체(20) 내부의 좌우에는, 웨이퍼(W)의 이면 주연부를 지지하는 지지부(슬롯)(24)가 다단으로 마련되어 있으며, 좌우의 대응하는 지지부(24)에 의해, 복수매, 예를 들어 25매의 웨이퍼(W)가 각각 선반형상으로 보지되도록 되어 있다. 용기 본체(20)의 상부에는, 예를 들어 FOUP을 반송하는 반송 장치가 파지하기 위한 파지부(25)가 마련되어 있다. 파지부(25)에는, 클램프 부재가 삽입되는 클램프 홈(25a)이 형성되어 있다(후술의 도 5 참조). 취출구(21)의 개구 연부의 내주측의 좌우의 상부 및 하부에는 각각 2개(하부만 도시)의 결합 홈(26)이 형성되어 있다.
덮개체(22)의 내부에는 좌우에 병렬로 도시하지 않은 2개의 회전 부가 마련되어 있으며, 이들 회전부의 상하에는 수직 방향으로 신장하는 직동부(27)가 연결되어 있어, 직동부(27)는, 회전부의 회전에 의해, 도시하는 바와 같은 상측 및 하측으로 돌출한 상태, 또는 내부로 인입된 상태와의 사이에서 전환하도록 되어 있다. 덮개체(22)가 취출구(21)를 폐색한 상태로, 직동부(27)의 선단이 돌출되는 것에 의해, 선단이 용기 본체(20)의 결합 홈(26)에 결합되고, 덮개체(22)가 용기 본체(20)에 결합된 로킹 상태가 된다. 또한, 덮개체(22)의 전면에는, 후술하는 래치 키(latch key)가 찔러넣어져서 결합되는 열쇠 구멍(28)이 좌우에 병렬로 마련되어 있고, 래치 키의 회전에 의해 회전부의 회동이 실행된다.
다리부(23)의 하면에는, 전방측에 2개소, 후방측에 1개소, 후술의 키네마틱 핀(kinematic pin)에 끼워맞춰지는 3개(도면에서는 전후의 2개만을 도시함)의 오목부(30)가 형성되어 있다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 용기 본체(20)의 저면에는 3개의 가스 공급구(31)가 마련되어 있다. 가스 공급구(31)는, 용기 본체(20)의 후방측의 좌우 양측 단부, 및 전방측의 좌측 단부에 마련되고, 용기 본체(20)의 저부 및 다리부(23)를 관통하고 있다. 가스 공급구(31)에는, 역지 밸브(32)가 마련되어 있다. 역지 밸브(32)는 밸브체(33)를 구비하고 있고, 밸브체(33)에 개재되는 스프링의 복원력에 의해 가스 공급구(31)를 폐쇄하도록 되어 있고, 밸브체(33)는 하방측의 기압이 높아지면, 스프링의 복원력에 저항하여 가스 공급구(31)를 개구한다. 또한, 밸브체(33)의 상방측에는 가스 중의 파티클을 제거하기 위한 필터(34)가 마련되어 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 용기 본체(20)의 내부의 취출구(21)로부터 보아 안쪽의 2개의 가스 공급구(31)는 각각 상방을 향해서 신장하는 가스 노즐(35)이 마련되어 있다. 각 가스 노즐(35)에는, 각 지지부(24)에 보지된 웨이퍼(W)의 표면의 높이에 대응한 높이 위치에 웨이퍼(W)를 향해서 퍼지 가스를 토출하도록 토출 구멍(36)이 마련되어 있다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 용기 본체(20)의 저면에 있어서의 전방측의 우측의 위치에는, 배기구(37)가 마련되어 있다. 배기구(37)는, 가스 공급구(31)에 마련된 역지 밸브(32)와는 상하 방향 반대로 마련된 역지 밸브(32)를 구비하고 있고, FOUP(10) 내의 기압이 그 외부의 기압보다 높아졌을 때에 개방되도록 되어 있다.
<로드 포트>
다음에, 웨이퍼 수납 용기인 FOUP을 상압 반송실(8)에 연결하는 연결 기구인 로드 포트(11)에 대해서 설명한다.
도 4는 로드 포트(11)를 도시하는 사시도, 도 5는 로드 포트(11)를 도시하는 종단면도, 도 6은 로드 포트(11)를 도시하는 평면도, 도 7은 로드 포트(11)에 FOUP(10)을 도킹한 상태를 도시하는 종단면도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 3개의 로드 포트(11)는, 각각, 웨이퍼 반송구(40)와, 기대(41)와, 그 상에 마련된 FOUP(10)을 탑재하는 스테이지(탑재대)(42)와, 웨이퍼 반송구(40)를 폐색하는 개폐 도어(43)를 구비하고 있다. 스테이지(42)는, 스테이지 이동 기구(도시하지 않음)에 의해서, 전후 방향으로 신장하는 레일(44)을 따라 전진 및 후퇴되도록 되어 있다. 스테이지(42)의 진퇴 동작에 의해, FOUP(10)은 후퇴 위치인 언로딩 위치(unloading position)와 전진 위치인 로딩 위치(loading position) 사이에서 이동한다. 도 4, 도 5에서는 FOUP(10)이 언로딩 위치에 배치된 상태를 도시하고 있다. FOUP(10)은, 적당한 반송 장치에 의해 파지부(25)를 파지한 상태로, 언로딩 위치에 있는 스테이지(42) 상으로 반송된다. 그리고, 스테이지(42)가 전진되고, 로딩 위치에서, FOUP(10)과 상압 반송실(8)이 연결되고, 반송 장치(16)에 의한 웨이퍼(W)의 주고받기가 가능해진다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 상압 반송실(8)의 외벽(8a)에는 웨이퍼 반송구(40)에 대응하는 부분에 개구가 형성되어 있고, 그 개구의 외측 부분에는, 시일 부재(45)를 거쳐서 프레임체(46)가 장착되어 있다. 그리고 프레임체(46)의 내측의 공간이 웨이퍼 반송구(40)가 된다. 즉, 프레임체(46)가 웨이퍼 반송구(40)의 주연부를 구성하고 있다. 개폐 도어(43)는 시일 부재(47)를 거쳐서 프레임체(46)에 밀착되는 것에 의해 웨이퍼 반송구(40)를 폐쇄한다. 개폐 도어(43)는, 폐쇄 상태로부터 개방 상태에 도달할 때에, 구동 기구(도시하지 않음)에 의해 최초에 상압 반송실(8)의 내부측으로 수평 이동되고, 그 후 하방으로 이동되도록 되어 있다.
개폐 도어(43)의 FOUP(10)과 대향하는 면에는 래치 키(48)가 마련되어 있고, 스테이지(42)에 탑재된 FOUP(10)이 해당 스테이지(42)와 함께 진퇴 이동함으로써, 덮개체(22)의 열쇠 구멍(28)(도 2 참조)에 대하여, 래치 키(48)의 찔러넣기 및 잡아뽑기가 실행된다. 또한, 개폐 도어(43)에는, FOUP(10)의 덮개체(22)를 흡착하는 흡착 기구(도시하지 않음)를 갖고 있다.
도 5, 도 6에 도시하는 바와 같이, 스테이지(42)의 표면에는, FOUP(10)의 오목부(30)에 대응한 위치에 FOUP(10)의 위치 결정용의 돌기부인 키네마틱 핀(49)이 마련되어 있다. 또한, 스테이지(42)에는 FOUP(10)이 위치 결정되었을 때에 클램프하는 클램프 기구(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 더욱이, 스테이지(42)에는, FOUP(10)에 마련된 가스 공급구(31)와 배기구(37)에 대응하는 위치에, 관통 구멍(50)이 마련되어 있다. 기대(41)에는, 스테이지(42)를 로딩 위치에 위치시켰을 때의 FOUP(10)의 가스 공급구(31)에 대응하는 위치에, 각각 가스 공급용 커넥터(51)가 마련되어 있다. 가스 공급용 커넥터(51)에는 가요성인 가스 공급관(52)의 일단측이 접속되어 있다. 가스 공급관(52)의 타단측에는, 가스 공급원(53)이 접속되고, 가스 공급관(52)을 거쳐서 건조한 퍼지 가스, 예를 들어 N2 가스를 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 도 6 중의 V1∼V3은 밸브이다.
가스 공급용 커넥터(51)는 에어 실린더 등의 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 승강할 수 있도록 구성되어 있다. 가스 공급용 커넥터(51)의 선단에는 링형상의 시일 부재(도시하지 않음)가 마련되어 있고, 가스 공급용 커넥터(51)를 상승시키는 것에 의해, 커넥터(51)가 FOUP(10)의 가스 공급구(31)에 딱 맞춰져서 FOUP(10) 내에 퍼지 가스를 공급하는 것이 가능해진다.
또한 기대(41)에는, 로딩 위치에 배치된 스테이지(42)의 전방측에 있어서의 우측의 관통 구멍(50)에 대응하는 위치에, 배기용 커넥터(54)가 마련되어 있다. 배기 커넥터(54)는 상방이 개구된 바닥을 갖는 원통체에 의해 구성되고, 배기용 커넥터(54)에는 배기관(55)이 접속되어 있다. 배기용 커넥터(54)는 에어 실린더 등의 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 승강할 수 있도록 구성되어 있다. 배기용 커넥터(54)의 선단에는 링형상의 시일 부재(도시하지 않음)가 마련되어 있고, 배기용 커넥터(54)를 상승시키는 것에 의해, 커넥터(54)가 FOUP(10)의 배기구(37)에 딱 맞춰져서 FOUP(10) 내를 배기하는 것이 가능해진다.
가스 공급용 커넥터(51), 가스 공급관(52), 배기용 커넥터(54), 배기관(55)에 의해, 배기·퍼지 기구가 구성된다.
상기 프레임체(46)는, 시일 부재(47)를 개재시키는 것에 의해 개폐 도어(43)의 기밀성을 보지하는 부재로서 기능하는 이외에, 배기·가스 공급 링으로서 구성되어 있고, 그 내주면에, 배기·가스 공급 홈(61)이 형성되어 있다. 배기·가스 공급 홈(61)에는, 제 1 반송구 배기 라인(62), 반송구 퍼지 가스 라인(63), 상압 반송실(8) 내와 연통하는 연통 배관(64)이 접속되어 있다. 연통 배관(64)은 제 1 반송구 배기 라인(62)을 거쳐서 배기·가스 공급 홈(61)에 접속되어 있다. 제 1 반송구 배기 라인(62)에는 밸브(V4), 반송구 퍼지 가스 라인(63)에는 밸브(V5), 연통 배관(64)에는 연통 밸브(V6)가 마련되어 있다.
한편, 개폐 도어(43)의 FOUP(10)에 대향하는 면의 중앙에는, 배기 홈(65)이 형성되어 있고, 배기 홈(65)에는 제 2 반송구 배기 라인(66)이 접속되어 있다. 제 2 반송구 배기 라인(66)에는 밸브(V7)가 마련되어 있다.
개폐 도어(43)의 FOUP(10)과 대향하는 면에는, FOUP(10)의 덮개체(22)에 밀착하는 시일 부재(71)가 마련되어 있다. 또한, 프레임체(46)의 FOUP(10)과 대향하는 면에는, FOUP(10)의 용기 본체(20)에 밀착하는 시일 부재(72)가 마련되어 있다. 또한, FOUP(10)의 용기 본체(20)와 덮개체(22) 사이에 시일 부재(22a)가 마련되고, 이들 사이도 밀폐되어 있다.
스테이지(42)를 상압 반송실(8)측으로 이동시켜서 FOUP(10)을 개폐 도어(43)에 도킹시켰을 때는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 프레임체(46)와 개폐 도어(43) 사이에는 시일 부재(47)가 마련되고, 개폐 도어(43)와 FOUP(10)의 덮개체(22) 사이 및 프레임체(46)와 FOUP(10)의 용기 본체(20) 사이에는, 각각 시일 부재(71 및 72)가 마련되어 있으므로, FOUP(10)과 개폐 도어(43) 사이의 공간, 및 개폐 도어(43)와 프레임체(46) 사이의 공간의 기밀성이 얻어지고, 그들에 의해 형성되는 밀폐 공간을 배기 및 퍼지 가능한 구성으로 되어 있다.
다음에, 이와 같이 구성되는 연결 기구로서의 로드 포트(11)에 있어서의 동작에 대해서 설명한다.
최초에, 도 8에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 25매의 웨이퍼(W)가 수납된 웨이퍼 수납 용기인 FOUP(10)을 반송 기구에 의해, 언로딩 위치에 위치하는 스테이지(42) 상에 탑재하고, 스테이지(42) 상에 마련된 3개의 키네마틱 핀(49)에 의해 위치 결정하고, 클램프 부재(81)에 의해 클램프한다. 이 때, FOUP(10)의 용기 본체(20)와 덮개체(22)는 직동부(27)에 의해 로킹되어 있다.
다음에, 도 9에 도시하는 바와 같이, 스테이지(42)를 반송구(40)를 향해서 이동시키고, FOUP(10)의 덮개체(22)를 개폐 도어(43)에 도킹시킨다. 다음에, 도 10에 도시하는 바와 같이, FOUP(10)의 파지부(25)에 마련된 클램프 홈(25a)에 클램프 부재(82)를 삽입하고, 상압 반송실(8) 내의 압력으로 FOUP(10)이 어긋나지 않도록 고정한다. 단, FOUP(10)가 어긋날 우려가 작을 경우는, 클램프 부재(82)에 의한 클램프를 실행하지 않아도 좋다.
다음에, 도 11에 도시하는 바와 같이, 도시하지 않은 흡착 기구에 의해 FOUP(10)의 덮개체(22)를 개폐 도어(43)에 흡착시킨다. 이와 같이, 상기 스테이지 이동 기구(도시되지 않음), 래치 키(48), 열쇠 구멍(28), 클램프 부재(82) 및 상기 흡착 기구(도시되지 않음)는 FOUP(10)의 덮개체(22)를 개폐 도어(43)에 결합시키는 결합 기구를 구성할 수 있다.
다음에, 가스 공급용 커넥터(51) 및 배기용 커넥터(54)를 상승시키고, 도 12에 도시하는 바와 같이, 배기용 커넥터(54) 및 배기관(55)을 거쳐서 FOUP(10) 내를 배기하는 동시에, 가스 공급관(52) 및 가스 공급용 커넥터(51)를 거쳐서 FOUP(10) 내에 건조한 질소 가스 등의 퍼지 가스를 공급하여, FOUP(10) 내의 퍼지를 실행한다. 그 동안에, 제 1 반송구 배기 라인(62)(Vacuum1), 제 2 반송구 배기 라인(66)(Vacuum2)의 밸브(V4, V7)를 개방으로 하는 것에 의해, 시일 부재(47, 71, 72)로 밀폐된 밀폐 공간인, 개폐 도어(43)와 프레임체(46)(반송구(40)) 사이의 공간 및 개폐 도어(43)와 FOUP(10)의 덮개체 사이의 공간에도, FOUP(10) 내에 공급된 퍼지 가스(질소 가스)가 시일 부재(22a, 71, 72)의 간극으로부터 누설되어 공급된다. 따라서, 이들 공간도 퍼지 가스(질소 가스)로 치환된다. 이것에 의해, FOUP(10) 내의 공간, 및 개폐 도어(43)와 프레임체(46)(반송구(40)) 사이의 공간 및 개폐 도어(43)와 FOUP(10)의 덮개체 사이의 공간으로부터 산소 가스나 수분, 및 파티클을 배출할 수 있다. 또한, 개폐 도어(43)의 내부도 퍼지할 수 있다.
다음에, 도 13에 도시하는 바와 같이, 직동부(27)를 하강시켜서, FOUP(10)의 용기 본체(20)와 덮개체(22)의 로킹을 해제한다. 이때도, 제 1 반송구 배기 라인(62)(Vacuum1), 제 2 반송구 배기 라인(66)(Vacuum2)으로부터의 배기를 계속하고, 발생한 파티클을 흡인한다.
다음에, 퍼지 가스 공급 기구에 의해 개폐 도어(43)와 프레임체(46)(반송구(40)) 사이의 공간에 퍼지 가스를 공급한다. 예를 들어, 도 14에 도시하는 바와 같이, 제 1 반송구 배기 라인(62)(Vacuum1)의 밸브(V4)를 폐쇄하고, 반송구 퍼지 가스 라인(63)의 밸브(V5)를 개방하고, 배기·가스 공급 홈(61)을 거쳐서 개폐 도어(43)와 프레임체(46)(반송구(40)) 사이의 공간 및 개폐 도어(43)의 내부에 퍼지 가스(질소 가스)를 도입한다. 이것을 규정 시간 계속한 후, 밸브(V5)를 폐쇄하여 반송구 퍼지 가스 라인(63)으로부터의 퍼지 가스를 정지한다. 이와 같이, 배기·가스 공급 홈(61), 반송구 퍼지 가스 라인(63) 및 밸브(V5)는 퍼지 가스 공급 기구를 구성한다. 그 때의 압력 관계는 상압 반송실 < 개폐 도어 내부 및 시일 부재에 의해 밀폐된 공간 < FOUP이 된다. 이러한 상태로, 밸브(V1, V2, V3)를 폐쇄하여 FOUP(10) 내에의 퍼지 가스(질소 가스)의 공급을 정지하는 동시에, 연통 밸브(V6)를 개방으로 하여, 개폐 도어(43)와 프레임체(46)(반송구(40)) 사이의 공간과 상압 반송실(8)의 공간을 연통시킨다. 그 때의 압력 관계는, 상압 반송실 = 개폐 도어 내부 및 시일 부재에 의해 밀폐된 공간 < FOUP이 되므로, 개폐 도어(43)의 개방이 가능해진다.
그 후, 도 15에 도시하는 바와 같이, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 개폐 도어(43)를 FOUP(10)의 덮개체(22)와 함께 상압 반송실(8) 내로 이동시키고, 반송구(40)를 개방한다. 이것에 의해, FOUP(10)과 상압 반송실(8)이 연통하고, FOUP(10) 내의 웨이퍼(W)를 상압 반송실(8) 내의 반송 장치(16)에 의해 취출하는 것, 및 로드록실(6) 내의 웨이퍼(W)를 반송 장치(16)에 의해 FOUP(10) 내로 되돌리는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 퍼지 가스를 순환시킨 상압 반송실(8)에 웨이퍼 수납 용기인 FOUP(10)을 연결하는 로드 포트(11)에 있어서, FOUP(10)을 탑재부인 스테이지(42)에 탑재, FOUP(10)의 덮개체(22)를 개폐 도어(43)에 도킹했을 때에, FOUP(10) 내를 퍼지 가스로 퍼지하는 것이 가능하게 되어 있고, 또한 시일 부재(47, 71, 72)에 의해, FOUP(10)의 덮개체(22)와 개폐 도어(43) 사이의 공간, 개폐 도어(43)의 외주와 웨이퍼 반송구(40)를 형성하는 프레임체(46) 사이의 공간을 밀폐된 공간으로 하고, 이들 공간을 퍼지 및 배기할 수 있으므로, FOUP(10) 내에 공급된 퍼지 가스에 의해, 밀폐된 이들 공간도 퍼지할 수 있어, 이들 공간으로부터 산소 가스나 수분, 게다가 파티클을 배출할 수 있다. 또한, 이때에 개폐 도어(43)의 내부도 퍼지할 수 있어, 개폐 도어(43) 내부에서 발생하는 파티클도 배출할 수 있다. 이 때문에, 로드 포트(11)에 의해 FOUP(10)을 상압 반송실(8)에 연결할 때에, 퍼지 가스에 의해 순환 퍼지되어 있는 상압 반송실(8)에의 대기(산소 가스나 수분)의 혼입을 극력 방지할 수 있는 동시에, 파티클의 혼입도 방지할 수 있다.
또한, FOUP(10) 내 및 상압 반송실(8) 내가 동일한 퍼지 가스(예를 들면, 질소 가스)로 퍼지되어 있으므로, 연통 밸브(V6)를 개방하여 연통 배관(64)에 의해 상압 반송실(8)과 개폐 도어(43)를 연통하는 것뿐인 간단한 동작으로, 이들 압력을 동등하게 하여 개폐 도어(43)의 개방을 실행할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 이와 같이 간단하게 압력 조정을 할 수 있으므로, 개폐 도어(43)를, 도어 본체와 FOUP(10)의 덮개체를 보지하는 보지부로 나눌 필요 없이, 단일 부재로서 웨이퍼 반송구(40)의 주연부를 구성하는 프레임체(46)에 대하여 시일 부재(47)로 시일되도록 하면 좋기 때문에, 구조를 극히 단순하게 할 수 있고, 또한 소형화가 가능하다.
<기타의 적용>
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 일없이, 본 발명의 사상의 범위 내에 있어서 다양하게 변형 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 웨이퍼 반송구(40)의 주연부를 프레임체(46)로 구성하고, 프레임체(46)와 상압 반송실의 벽부(8a)를 별체로 한 예에 대해서 나타냈지만, 이들은 일체적으로 마련해도 좋다.
또한, 로드 포트의 구성은 상기 실시형태에 한정하는 것이 아니고, 웨이퍼 반송구를 폐색하는 개폐 도어에 FOUP의 덮개체를 도킹한 상태로 FOUP을 퍼지할 수 있고, 또한 FOUP의 덮개체와 개폐 도어 사이의 공간, 개폐 도어의 외주의 공간을 밀폐하여 퍼지 및 배기할 수 있으면 좋다.
더욱이, 상기 실시형태에서는, 진공 처리를 실행하는 처리 시스템에 본 발명을 적용했을 경우를 나타냈지만, 이것에 한정하지 않고, 웨이퍼에 레지스트 도포 및 현상 처리를 실행하는 도포·현상 장치나 세정 장치 등, 상압 처리를 실행하는 처리 시스템에도 적용할 수 있다.
더더욱, 상기 실시형태에서는, 본 발명을 반도체 웨이퍼의 처리에 이용했지만, 플랫 패널 디스플레이 기판 등, 다른 기판의 처리에 이용되는 것은 말할 필요도 없다.
1 내지 4; 처리 유닛 5; 진공 반송실
6; 로드록실 8; 상압 반송실
8a; 벽부 10; FOUP(기판 수납 용기)
11; 로드 포트(연결 기구) 19; 제어부
20; 용기 본체 22; 덮개체
31; 가스 공급구 37; 배기구
40; 웨이퍼 반송구 41; 기대
42; 스테이지(탑재부) 43; 개폐 도어
46; 프레임체 47, 71, 72; 시일 부재
51; 가스 공급용 커넥터 52; 가스 공급관
54; 배기용 커넥터 55; 배기관
61; 배기·가스 공급 홈 62; 제 1 배기구 배기 라인
63; 반송구 퍼지 가스 라인 64; 연통 배관
65; 배기 홈 66; 제 2 배기구 배기 라인
V1, V2, V3, V5, V6, V7; 밸브 V4; 연통 밸브
W; 반도체 웨이퍼

Claims (10)

  1. 복수의 기판을 수납하는 용기 본체와 상기 용기 본체의 개구부를 개폐하는 덮개체를 갖는 기판 수납 용기를, 내부에 퍼지 가스가 순환되고, 기판을 처리하는 처리부에 기판을 반송하는 상압 반송실에 연결하는 기판 수납 용기의 연결 기구에 있어서,
    상기 기판 수납 용기를 탑재하는 탑재부와,
    상기 상압 반송실의 벽부에 마련된 기판 반송구와,
    상기 기판 반송구를 폐색하고, 상기 상압 반송실측으로 이동하여 상기 기판 반송구를 개방하도록 구성된 개폐 도어와,
    상기 탑재부에 탑재된 상기 기판 수납 용기의 상기 덮개체와 상기 개폐 도어를 결합시키는 결합 기구와,
    상기 기판 수납 용기가 상기 개폐 도어에 결합하여 있는 상태로, 상기 기판 수납 용기 내를 배기하는 동시에, 상기 기판 수납 용기 내에 퍼지 가스를 공급하는 배기·퍼지 기구와,
    상기 개폐 도어가 상기 기판 반송구를 폐색했을 때에, 상기 기판 반송구의 주연부와 상기 개폐 도어 사이의 제 1 공간을 시일하는 제 1 시일 부재와,
    상기 기판 수납 용기가 상기 개폐 도어에 결합되었을 때에, 상기 개폐 도어와 상기 기판 수납 용기의 덮개체 사이의 제 2 공간을 시일하는 제 2 시일 부재와,
    상기 기판 수납 용기가 상기 개폐 도어에 결합되었을 때에, 상기 기판 반송구의 주연부와 상기 기판 수납 용기의 상기 용기 본체 사이의 제 3 공간을 시일하는 제 3 시일 부재와,
    상기 제 1 내지 제 3 시일 부재에 의해 시일된 상기 제 1 공간 및 상기 제 2 공간을 배기하는 배기 수단을 구비하며,
    상기 배기 수단에 의해, 상기 제 1 공간 및 상기 제 2 공간을 배기하는 것에 의해, 이들 공간에, 상기 배기·퍼지 기구로부터 상기 기판 수납 용기에 공급된 퍼지 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는
    기판 수납 용기의 연결 기구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기 수단은, 제 1 공간을 배기하는 제 1 배기 기구와, 제 2 공간을 배기하는 제 2 배기 기구를 갖는 것을 특징으로 하는
    기판 수납 용기의 연결 기구.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 상압 반송실과 상기 제 1 공간을 연통하는 연통 배관과, 상기 연통 배관에 마련된 연통 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는
    기판 수납 용기의 연결 기구.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 공간에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는
    기판 수납 용기의 연결 기구.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 반송구의 주연부는 상기 상압 반송실의 상기 벽부와는 별개로 구성된 프레임체로 구성되고, 상기 프레임체와 상기 개폐 도어가 상기 제 1 시일 부재로 시일되고, 상기 제 1 배기 기구의 배기 홈이 상기 프레임체의 내주에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
    기판 수납 용기의 연결 기구.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 개폐 도어의 상기 기판 수납 용기와 대향하는 면에 배기 홈이 형성되어 있고, 상기 제 2 배기 기구는 상기 배기 홈을 거쳐서 상기 제 2 공간을 배기하는 것을 특징으로 하는
    기판 수납 용기의 연결 기구.
  7. 복수의 기판을 수납하는 용기 본체와 상기 용기 본체의 개구부를 개폐하는 덮개체를 갖는 기판 수납 용기를, 내부에 퍼지 가스가 순환되고, 기판을 처리하는 처리부에 기판을 반송하는 상압 반송실에 연결하는 기판 수납 용기의 연결 방법에 있어서,
    상기 상압 반송실의 벽부에 마련된 기판 반송구를 개폐 도어로 폐색한 상태로 하는 단계와,
    상기 기판 수납 용기의 상기 덮개체와 상기 개폐 도어를 결합시키는 단계와,
    상기 기판 반송구의 주연부와 상기 개폐 도어 사이, 상기 개폐 도어와 상기 기판 수납 용기의 덮개체 사이, 및 상기 기판 반송구의 주연부와 상기 기판 수납 용기의 상기 용기 본체 사이를 시일하고, 이들 사이의 공간을 밀폐 공간으로 하는 단계와,
    상기 기판 수납 용기가 상기 개폐 도어에 결합하여 있는 상태로, 상기 기판 수납 용기 내를 배기하는 동시에, 상기 기판 수납 용기 내에 퍼지 가스를 공급하는 단계와,
    상기 밀폐 공간을 배기하는 것에 의해, 상기 밀폐 공간에, 상기 기판 수납 용기에 공급된 퍼지 가스를 공급시키는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는
    기판 수납 용기의 연결 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 밀폐 공간을 배기하여 퍼지한 후, 상기 밀폐 공간의 배기를 정지하고, 상기 개폐 도어 내와 상기 상압 반송실을 연통시켜서, 이들 압력이 동등하게 되도록 한 후, 상기 개폐 도어를 상기 상압 반송실측으로 이동시켜서 상기 기판 반송구를 개방하는 것을 특징으로 하는
    기판 수납 용기의 연결 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 밀폐 공간의 배기는, 상기 개폐 도어와 상기 기판 반송구의 주연부 사이의 제 1 공간과, 상기 개폐 도어와 상기 기판 수납 용기의 덮개체 사이의 제 2 공간에서 개별적으로 실행하는 것을 특징으로 하는
    기판 수납 용기의 연결 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 밀폐 공간을 배기하여 퍼지한 후, 상기 제 1 공간의 배기를 정지하고, 상기 제 1 공간에 퍼지 가스를 공급하고, 그 후 상기 제 2 공간의 배기 및 상기 제 1 공간에의 퍼지 가스의 공급을 정지하고, 계속해서 상기 개폐 도어 내와 상기 상압 반송실을 연통시켜서, 이들 압력이 동등하게 되도록 하고, 그 후 상기 개폐 도어를 상기 상압 반송실측으로 이동시켜서 상기 기판 반송구를 개방하는 것을 특징으로 하는
    기판 수납 용기의 연결 방법.
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