KR20090013097A

KR20090013097A - 닫힘 용기용 덮개 개폐 시스템 및 이를 이용한 기재 처리방법

Info

Publication number: KR20090013097A
Application number: KR1020080074412A
Authority: KR
Inventors: 쯔또무 오까베; 쥰 에모또
Original assignee: 티디케이가부시기가이샤
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2009-02-04
Also published as: TW200917407A; US9349627B2; US20090035099A1; US7789609B2; US20100290888A1; JP4309935B2; TWI371819B; JP2009038073A; KR101030884B1

Abstract

FIMS 시스템에서의 개구부(10)의 주변에는 도어의 작동 공간을 둘러싸며 개구부(10)과 대향하는 제2 개구부(31)를 가지는 외장부가 제공된다. 커튼 노즐은 외장부의 상부에서의 개구부(10)의 상단부 상에 제공된다. 퍼지 가스는 개구부의 상단부로부터 하단부로의 방향을 따라 커튼 노즐로부터 공급된다. 또한, 퍼지 가스가 외장부의 내부로부터 외부로 유동하는 가스 출구가 상기 설명된 방향으로 유동하는 퍼지 가스가 향하는 외장부의 벽에 제공됨으로써, FOUP의 내부에서의 산화 가스의 부분압 증가가 방지될 수 있다.

포드, 웨이퍼, 크린 룸, 에어 커튼

Description

닫힘 용기용 덮개 개폐 시스템 및 이를 이용한 기재 처리 방법 {LID OPENING/CLOSING SYSTEM FOR CLOSED CONTAINER AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD USING SAME}

본 발명은 소위 포드(pod)로 불리는 이송 용기 내에 저장된 웨이퍼를 하나의 반도체 공정 장치로부터 다른 공정 장치로 전달시키기 위하여 반도체 제조 공정에 이용되는 소위 FIMS(Front-opening Interface Mechanical Standard) 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 FOUP(Front-Opening Unified Pod)라 불리는 포드 형태로 웨이퍼를 저장하기 위한 닫혀진 용기가 배치된 FIMS 시스템 또는 덮개 개폐 시스템에 관한 것이며, 상기 포드의 덮개는 웨이퍼를 넣기 위하여 개폐되며 포드의 내부를 정화시키는 퍼지 기구가 제공된다.

과거에, 반도체 제조 공정은 소위 반도체 웨이퍼가 취급되는 공간이 매우 높은 청정도로 유지되도록 구성된 소위 크린 룸에서 실행되었다. 그러나, 최근, 웨이퍼 크기의 증가와 크린 룸의 유지에 발생되는 가격을 감소시키기 위해서, 공정 장치, 포드(또는 웨이퍼 용기) 및 작은 공간(기재 또는 웨이퍼가 상기 포드와 공정 장치 사이에서 이송되는 공간)의 내부에만 청정도를 유지시키는 방법이 사용되었 다.

포드는 복수의 웨이퍼를 평행하게 분리된 상태로 보유할 수 있는 선반, 웨이퍼를 내외로 넣거나 꺼낼 수 있으며 일측에 제공된 개구 및 이 개구를 닫기 위한 덮개를 가지는 실질적으로 입방체로 이루어진다. 바닥이 아닌 일 측면(즉, 작은 공간과 대향하는 전방 측)에 제공된 개구부를 가지는 이들 포드를 총칭해서 FOUP 라고 한다. 본 발명은 주로 FOUP가 사용된 기술과 관련이 있다.

상기 언급된 작은 공간을 규정하는 구조는 포드의 개구와 대향하는 제1 개구부, 이 제1 개구부를 닫는 도어, 유닛의 반도체 공정 장치 측에 제공된 공정 장치 측 개구부 및 웨이퍼를 집어 공정 장치 측 개구부를 통하여 공정 장치 내부로 웨이퍼가 이송되도록 제1 개구부를 통하여 포드의 내부에 이르는 이송 로봇을 가진다. 또한 작은 공간을 규정하는 구조는 포드 개구가 도어 바로 앞에 위치되는 방식으로 포드를 지지하는 지지 테이블을 가진다.

지지 테이블의 상면에는 포드의 배열 위치가 규제되도록 포드의 바닥면에 제공된 위치 결정 구멍과 맞추어지는 위치 결정 핀과, 포드를 지지 테이블에 고정시키기 위해서 포드의 바닥면에 제공된 클램핑부와 연결되는 클램프 유닛이 제공된다. 일반적으로, 지지 테이블은 규정된 거리를 넘어 도어를 향하거나 이 도어로부터 멀리 이동가능하도록 형성된다. 포드에서의 웨이퍼가 처리 장치 내로 이송될 때, 지지 테이블에 배치된 포드는 포드의 덮개가 도어와 접촉할 때까지 이동되며, 이러한 접촉 후에, 상기 덮개는 도어에 의해 제거된다. 이러한 처리에 의해, 포드의 내부 및 처리 장치의 내부는 반복적으로 실행될 웨이퍼 이송 작업이 이루어지도 록 작은 공간을 통하여 서로 소통된다. 지지 테이블, 도어, 제1 개구부, 도어를 개폐하기 위한 기구 및 작은 공간을 부분적으로 형성하고 제1 개구를 가지는 벽의 모두는 FIMS 시스템에 포함된다.

일반적으로, 웨이퍼 등이 저장되는 포드의 내부는 오염성 물질 및 산화 가스 등이 포드의 내부로 진입하는 것이 방지되도록 높은 청정도가 유지되는 건식 질소 가스로 채워진다. 그러나, 포드에서의 웨이퍼가 처리 장치 내로 이동하여 특정 처리를 실행할 때, 포드의 내부 및 처리 장치의 내부는 서로 연속적으로 소통이 유지된다. 팬 및 필터는 이송 로보트가 배치된 챔버의 상부에 제공되어, 미립자 제어된 청정 공기가 일반적으로 챔버 내로 도입된다. 그러나, 상기 공기가 포드의 내부로 진입한다면, 웨이퍼의 표면이 공기에 함유된 습기 또는 산소에 의해 산화될 가능성이 있다.

반도체 소자의 고성능화 및 소형화에 있어서, 이전에 크게 문제시 되지 않았던, 포드의 내부로 진입하는 산소 등에 의해 초래된 산화가 최근에 들어 주목받고 있다. 상기 산화 가스는 웨이퍼의 표면에 매우 얇은 산화막 또는 웨이퍼 상에 형성된 여러 층을 생성시킬 수 있다. 상기 산화막과 같은 존재로 인하여, 소형화된 소자의 소망하는 특성이 확보되지 않을 가능성이 있다. 이에 대한 대책은 산소 부분압이 제어되지 않은 가스가 외부로부터 포드의 내부로 진입하지 않게 하는 것이다. 특정 방법으로서 일본 특허 출원 공개 제11-145245호에는 포드 개구를 실질적으로 폐쇄시키는 에어 커튼을 형성하기 위해서 FIMS 시스템에서의 포드의 개구와 인접한 영역에서 가스 공급 노즐 및 흡입 노즐을 제공하는 것이 개시되어 있다. 이와 같이 형성된 에어 커튼은 외부 가스가 포드의 내부로 진입하는 것을 방지시킨다.

반도체 제조 장치의 내부에서, 웨이퍼 상에 형성된 여러 배선 등을 오염시킬 수 있는 가스는 처리 장치의 내부에서 에칭과 같은 처리에 때때로 사용된다. 일본 특허 출원 공개 제2003-007799에는 상기 경우에 상기 오염 가스가 처리 장치의 내부로부터 포드의 내부로 진입하는 것을 방지하기 위한 방법이 개시되어 있다. 또한, 이러한 방법에서는, 처리 장치로부터 포드의 내부로 가스가 유입하는 것이 방지되도록 FIMS 시스템에서의 포드의 개구 전방에 에어 커튼을 형성시키기 위해서 팬을 사용한다. 이러한 방법은 산소가 포드의 내부로 유입하는 것을 방지하는데 효과적이다.

그러나, 이들 방법을 실행할 때, 포드 개구가 개방된 직후에 포드의 내부에서의 산소 부분압이 상당히 증가한다는 것을 발견하였다. 이러한 관점에서, 이들 방법은 상기 언급된 요구가 만족되도록 더 향상될 필요가 있다. 주어진 상기 설명된 상황에서, 본 발명의 발명자는 다양한 방법으로 에어 커튼을 형성하는데 사용된 가스 공급 노즐의 형상을 변경하여 노즐로부터 떨어진 위치에서도 에어 커튼을 형성하는 가스에서의 산소 농도를 감소시킴으로써 포드 내부로의 산화 가스의 진입이 방지되는 시스템을 앞서 발전시켰다.

또한, 본 발명자는 포드 내부에서의 산화 가스를 더 감소시키기 위해서 에어 커튼을 형성하는 이외에 퍼지 가스가 포드 내부로 도입되는 시스템을 앞서 발전시켰다. 그러나, 반도체 디바이스의 고성능과 같은 다양한 요구 또는 반도체 제조 장치의 처리 성능의 증가를 만족시키기 위해서, FIMS 시스템 상에 탑재된 포드에서의 산화 가스의 부분압을 더 감소시키는 것이 소망된다.

본 발명은 상기 설명된 상황의 관점에서 이루어진 것이며, 포드의 내부에서 산소와 같은 산화 가스의 부분압이 포드가 개방된 후에도 규정된 낮은 레벨로 유지될 수 있는 밀폐된 용기로서의 포드에 덮개 개폐 시스템을 제공하는 것을 목적으로서 가진다.

본 발명에 따르면, 상기 목적을 달성하기 위해서, 실질적으로 박스형 본체를 가지는 저장 용기의 덮개를 분리시키며, 상기 박스형 본체와 협력하여 닫혀진 공간을 형성하도록 개구를 닫을 수 있어 상기 개구를 개폐함으로써 대상물이 상기 저장 용기 내외로 저장될 수 있게 하는 덮개 개폐 시스템이며, 상기 박스형 본체는 내부에 대상물을 저장할 수 있으며 일 측에 개구와, 박스형 본체로부터 분리될 수 있는 덮개를 가지며, 상기 덮개 개폐 시스템은, 상기 저장 용기가 위치되는 지지 테이블과, 상기 대상물을 이송하여 미립자 제어 하에서 저장하기 위한 기구가 수용되는 상기 지지 테이블에 인접하여 배치되는 작은 공간과, 상기 작은 공간의 일부를 규정하는 상기 지지 테이블에 인접한 벽에 형성된 실질적으로 사각 형상을 가지며, 상기 지지 테이블에 위치된 상기 저장 용기의 상기 개구와 바로 대향하는 위치에 제공되는 제1 개구부와, 상기 덮개를 보유할 수 있고 실질적으로 상기 제1 개구부 를 닫을 수 있으며, 상기 덮개를 보유하면서 상기 제1 개구부를 개방시킴으로써 상기 개구 및 상기 제1 개구부를 소통시키는 도어와, 도어가 이동하여 제2 작은 공간을 규정하는 공간을 둘러싸도록 상기 제1 개구부가 연속적으로 상기 작은 공간에 제공되며, 상기 제1 개구부와 상기 작은 공간 사이에서 소통이 이루어지도록 제2 개구부를 가지며, 저장될 상기 대상물을 이송시키기 위한 상기 기구가 저장될 상기 대상물과 함께 상기 작은 공간을 통과하는 외장부와, 상기 외장부에서 상기 제1 개구부의 상단부 상에 배치되며, 상기 제1 개구부의 상기 상단부로부터 하단부로의 방향을 따라 특정 가스를 공급할 수 있는 커튼 노즐을 포함하며, 상기 외장부는 가스가 상기 가스 유동의 방향을 따라 상기 작은 공간으로 유동할 수 있는 가스 출구를 가진다.

상기 설명된 덮개 개폐 시스템에 있어서, 상기 저장 용기의 내부를 향한 방향으로 가스를 공급할 수 있는 퍼지 노즐은 상기 제2 작은 공간에서 상기 제1 개구부의 측 단부의 외측에 더 제공될 수 있다. 퍼지 노즐이 제공된 경우에 있어서, 상기 퍼지 노즐에 의한 가스 공급의 방향은 커튼 노즐로부터의 가스 공급 방향과 수직하게 뻗어있는 평면과 실질적으로 평행하며, 상기 평면에서 상기 퍼지 노즐로부터 등거리인 특정 지점을 향하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 설명된 덮개 개폐 기구에 있어서, 상기 도어는 상기 제1 개구부를 닫는 면과 대향하는 편평면에 의해 제2 개구부를 실질적으로 닫을 수 있다. 이러한 경우에, 상기 편평면 또는 상기 편평면에 포함된 부재는 상기 제2 작은 공간의 폐쇄 정도를 향상시키기 위해서 주변에서 상기 제2 개구부를 규정하는 상기 외장부의 일부와 접촉할 수 있도록 형성될 수 있다. 상기 설명된 덮개 개폐 시스템은 제2 개구부를 실질적으로 닫을 시에 도어가 제1 개구부를 닫는 위치로부터 선회되고, 커튼 노즐로부터 공급된 가스가 상기 도어에 의해 상기 제2 개구부가 닫혀진 상태에서 저장 용기 내로 도입될 수 있도록 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따라, 상기 설명된 목적을 달성하기 위해서, 실질적으로 박스형 본체를 가지는 저장 용기의 덮개가 저장 용기로부터 분리되어 개구를 개방함으로써 대상물이 상기 저장 용기 내외로 이동할 수 있게 해주는 저장 대상물 처리 방법이며, 상기 박스형 본체는 일 측에 개구를 가지며, 내부에 저장되는 대상물을 저장할 수 있으며, 상기 박스형 본체로부터 분리될 수 있고 상기 박스형 본체와 협력하여 닫혀진 공간이 형성되도록 상기 개구를 닫을 수 있는 덮개를 가지며, 저장될 상기 대상물은 상기 저장 용기 내외로 이동되며, 규정된 처리가 상기 저장 용기의 외부에 저장되는 상기 대상물에 수행되는 상기 저장 대상물 처리 방법은, 미립자 제어된 작은 공간을 규정하는 벽에 제공된 실질적으로 사각 형상을 가지는 제1 개구부에 대하여 저장 용기의 상기 개구를 대향시키는 단계와, 상기 제1 개구부를 실질적으로 닫는 도어에 의해 상기 덮개를 보유하는 단계와, 상기 제1 개구부가 개방되도록 상기 덮개를 보유하는 상기 도어를 구동시키는 단계와, 저장되는 상기 대상물을 상기 개구 및 상기 제1 개구부를 통하여 상기 저장 용기 내외로 이동시키는 단계를 포함하며, 저장되는 상기 대상물이, 상기 제1 개구부와 연속적이고 상기 작은 공간과 소통하는 제2 개구부를 갖는 제2 작은 공간을 통하여 상기 저장 용기 내외로 이동되며, 상기 작은 공간에는 상기 제1 개구부의 상단부로부터 하단 부로 유동하는 특정 가스가 존재하며, 상기 가스 유동은 상기 작은 공간에서의 상기 가스 유동이 향하는 위치에 제공된 가스 출구를 통하여 상기 작은 공간 내로 유동하는 저장 대상물 처리 방법이 제공된다.

대상물을 처리하는 상기 설명된 방법에 있어서, 퍼지 가스는 덮개가 저장 용기로부터 분리된 시점 이후에, 저장 용기의 내부로 공급될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 퍼지 가스가 공급되는 방향은 상기 가스가 제1 개구부의 상단부로부터 하단부로의 방향을 따라 공급된 방향과 수직하게 뻗어있는 평면과 평행하며, 상기 평면에서 퍼지 노즐로부터의 등거리인 소정 지점을 향하는 것이 바람직하다. 또한, 대상물을 처리하는 상기 설명된 방법에 있어서, 덮개를 보유하는 상기 도어가 저장 용기로부터 덮개를 분리할 때, 저장 용기의 내부와 마주보는 덮개면은 제1 개구부의 상단부로부터 하단부로의 방향을 따라 공급되는 상기 가스 유동 방향을 일시적으로 편향시켜 상기 가스 유동을 저장 용기로 유동시키도록 형성될 수 있다. 상기 가스 유동이 저장 용기 내부로 도입되는 상태는 저장되는 각각의 대상물이 저장 용기 내외로 이동하는 기간 동안이 아닌 시점에서 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 대상물을 처리하는 상기 설명된 방법에 있어서, 상기 가스가 저장 용기의 내부로 도입될 때, 상기 제2 개구부는 덮개를 보유하는 면과 대향하는 편평 도어면에 의해 닫혀지는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 따르면, 포드의 내부 공간과, 미립자 제어가 실행되나 산화 가스의 부분압이 실행되지 않는 작은 공간 사이에서, 미립자 제어뿐만 아니라 산화 가스 부분압의 제어가 실행되는 제2 작은 공간이 제공된다. 이는 종래 장치에서와 비교해 볼 때, 작은 공간으로부터 포드로 확산되는 산화 가스의 양을 상당히 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 제2 작은 공간 및 작은 공간은 가스 출구에 의해 서로 소통되어 제2 작은 공간에서의 가스는 이들 공간 사이의 압력 차에 따라 작은 공간으로 유입되게 된다. 이러한 특징에 의해, 단순한 구조로 제2 작은 공간, 작은 공간 및 상기 작은 공간 외측의 대기 간의 압력 차를 용이하게 형성시킬 수 있다. 이는 작은 공간으로부터 포드로의 가스 확산을 효과적으로 방지시킬 수 있다.

제2 작은 공간에서, 퍼지 가스의 하방 유동이 발생되어 소위 가스 커튼이 하방 가스 유동에 의해 형성된다. 이는 작은 공간으로부터 포드로 향하는 대기 공기의 확산 및 미립자의 분산을 효과적으로 방지시킬 수 있다. 또한, 이들 효과를 조합하여 이용함으로써, 매우 작은 양의 퍼지 가스를 이용하여 산화 가스 부분압을, 포드로의 산화 가스의 진입이 방지되도록 퍼지 가스가 포드의 내부로 단순 도입되는 종래 시스템(이 시스템은 많은 양의 퍼지 가스를 필요로 함) 및 많은 양의 퍼지 가스가 일 부분으로부터 공급되어 다른 부분에서의 흡입에 의해 배출됨으로써 가스 커튼을 형성하는 종래 시스템에서의 산화 가스 부분압보다 낮거나 또는 이와 동등의 낮은 상태로 유지시킬 수 있는 효과를 달성할 수 있다.

가스가 노즐로부터 분사될 때, 노즐 개구의 주변에 있는 다른 가스가 분사된 가스 내로 흡입되어 혼합된 가스 유동을 형성한다고 알려져 있다. 이러한 이유로, 가스 커튼이 형성될 때, 노즐 주변에 있는 가스는 퍼지 가스 내로 흡입될 가능성이 있다. 이는 커튼 가스를 구성하는 불활성 가스와 같은 퍼지 가스의 농도 감소를 초래할 수 있으며, 가스 커튼으로부터 포드 내부로의 산화 가스 도입의 위험을 초래할 수 있다. 본 발명에 따르면, 체적이 비교적 작고 외장부와 도어에 의해 실질적으로 닫혀진 제2 작은 공간이 퍼지 가스로 일정 정도 채워진 후에, 퍼지 가스가 커튼 노즐과 상이한 퍼지 노즐로부터 더 공급된다. 노즐 주변에 존재하는 가스가 퍼지 노즐로부터 공급된 퍼지 가스 내로 흡입된다 하더라도, 흡입되는 가스들에서의 산화 가스 부분압은 실질적으로 낮다. 그래서, 퍼지 가스의 순도 감소는 방지될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 커튼 노즐 또한 외장부에서 둘러질 수 있어, 커튼 노즐 분위기를 특정 고순도의 퍼지 가스로 용이하게 채울 수 있다. 퍼지 노즐의 경우도 마찬가지이다. 퍼지 노즐 또한 외장부에 둘러지기 때문에, 퍼지 노즐의 분위기를 특정 고순도의 퍼지 가스로 용이하게 채울 수 있다. 그래서, 포드의 분위기로 도입되는 가스에서의 산화 가스 부분압은 종래의 장치에 비하여 바람직하게 낮게 유지될 수 있다.

본 발명으로, 포드의 내부에서 산소와 같은 산화 가스의 부분압이 포드가 개방된 후에도 규정된 낮은 레벨로 유지될 수 있는 밀폐된 용기로서의 포드에 덮개 개폐 시스템을 제공할 수 있다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 도1은 작은 공간 측으로부터 본 개략적인 사시도이다. 도1은 본 발명의 실시예에 따 른 덮개 개폐 장치(FIMS, 이제부터 적재 포트라 함) 중의 관련부의 일반적인 구조를 나타낸다. 도1에서는, 상기 언급된 지지 테이블, 도어, 제1 개구부, 도어 개폐기구의 일부, 제1 개구부가 제공되어 작은 공간을 부분적으로 규정하는 벽, 본 발명에 따라 제공된 신규한 외장부 및 이들과 관련된 구조체가 도시되어 있다. 도2a는 포드가 적재 포트(또는 지지 테이블) 위에 위치되며 이 포드의 덮개가 도어와 접촉상태에 있는 상태의 포드 및 적재 포드를 나타내는 개략 단면도이다. 도2b는 작은 공간으로 볼 수 있는 바와 같은, 도2a의 선 2B - 2B를 따라 취한 단면도이다. 지지 테이블 등은 다양한 추가 장치를 가지나, 이들이 본 발명에 직접 관련된 것이 아니기 때문에, 이들의 상세한 도시 및 설명은 본 명세서에 포함되어 있지 않다.

우선, 적재 포트에 탑재된 포드 및 상기 포드에 저장된 웨이퍼를 설명한다(도2a 참조). 포드(2)의 본체(2a)는 처리될 대상물 또는 웨이퍼(1)가 저장될 내부 공간을 가진다. 본체(2a)는 실질적으로 박스형이며, 이의 측면에 개구를 가진다. 또한, 포드(2)는 본체(2a)의 개구(2b)를 닫기 위한 덮개(4)를 가진다. 본체(2a)의 내부에는 웨이퍼(1)가 수평으로 보유되면서 수직 방향을 따라 겹쳐 배치되는 복수의 선반을 가지는 랙(미도시)이 제공된다. 상기 선반에 배치된 웨이퍼(1)는 이 웨이퍼들 간의 규칙적인 간격으로 포드(2)에 저장된다. 웨이퍼(1)는 본 발명에 있어서 저장될 대상물에 대응되며, 포드(2)는 본 발명에서의 저장 용기에 대응되며, 본체(2a)는 기본적으로 박스형태이며, 본 발명에 있어서 실질적으로 박스형태로 규정된 본체에 대응하며, 기본적으로 사각형인 포드(2)의 개구(2b)는 본 발명에 있어서 실질적으로 사각형으로 규정된 개구에 대응된다.

본 발명에 따른 적재 포트(51)는 지지 테이블(53), 도어(6), 적재 포트의 개구부로서 역할하는 제1 개구부(10), 도어 개폐 기구(60), 제1 개구부가 제공되며 작은 공간(또는 후술될 트랜스퍼 챔버(52))을 일부 규정하는 벽(11) 또는 부재 및 본 발명에 따라 제공되는 신규한 외장부(31)를 포함한다. 지지 테이블(53)은, 포드(2)가 실질적으로 위에 위치되는 편평한 면을 가지며 위에 위치된 포드를 제1 개구부(10) 측으로 이동 및 이 제1 개구부(10)로부터 이격시킬 수 있는 가동 플레이트(54)를 포함한다. 위치 결정 핀(54a)은 가동 플레이트(54)의 편평한 면에 제공된다. 위치 결정 핀(54a)이 포드 본체(2a)의 바닥면에 제공된 위치 결정 홈(2c)과 맞추어지도록 형성됨으로써, 포드(2)와 가동 플레이트(54) 간의 위치 관계가 독자적으로 결정된다.

벽(11)에 제공된 제1 개구부(10)는 사각형이며, 가동 플레이트(54)에 위치된 포드(2)가 가동 플레이트(54)에 의해 제1 개구부(10)에 가장 근접한 위치로 설정될 때에 포드 개구부(2b)를 닫는 덮개(4)를 받아들일 수 있는 크기를 가진다. 다시 말하면, 사각형 제1 개구부(10)의 크기는 덮개(4)의 사각 외부 윤곽부 보다 약간 크다. 가동 플레이트(54)는 포드(2)의 덮개(4)가 도어(6)에 의해 포드 본체(2a)로부터 제거될 수 있는 위치로 포드(2)를 설정할 수 있다. 도어(6)는 도어 아암(6a)으로 도어 개폐 기구(60)에 의해 지지된다. 도어 개폐 기구(60)는 도어(6)가 실질적으로 제1 개구부(10)를 닫는 위치와, 도어가 제1 개구부(10)를 떠나 완전히 개방되어 미도시의 이송 기구에 의해 제1 개구부(10)를 통하여 포드(2)의 내외로 웨이퍼(1)를 이송시킬 수 있는 후퇴된 위치 사이로 도어(6)를 이동시킬 수 있다.

도어 개폐 기구(60)는 복수의 에어 실린더(미도시)를 포함하여 피봇부(61) 근방에서 도어 아암(6a) 및 도어(6)를 선회할 수 있게 한다. 이러한 선회 동작에 의해, 도어(6)는 도어가 제1 개구부(10)를 닫는 위치와 도어가 후퇴된 자세가 되어 수직 하방으로 후퇴된 위치로 이동되는 위치 사이에서 선회된다. 제1 개구부(10)와 대면하도록 대향하는 도어(6)의 면(6b)은 후술될 제2 개구부(31a)를 닫을 수 있는 크기를 가지는 사각형의 편평한 면으로 설계된다. 이러한 편평한 면(6b)은 제1 개구부(10)가 닫혀지도록 도어(6)의 면에 대해 경사져 배치된다. 이러한 경사각은 제1 개구부(10)가 개방되도록 도어(6)가 후퇴된 자세로 선회될 때에 제2 개구부(31a)가 제공된 표면과 편평한 면(6b)이 평행하게 되는 방식으로 설계된다.

외장부(31)는 사각형의 평행육면체 형상을 가지며, 벽(11)과 대면하는 외장부의 측면은 개방된다. 외장부(31) 내의 공간의 수평 치수(즉, 제1 개구부(10)의 수평 단부 방향을 따른 치수)는 후술될 도어(6) 및 커튼 노즐이 상기 공간에 수용될 수 있도록 설계된다. 상기 공간의 수직 치수(즉, 제1 개구부(10)의 수직 단부 방향을 따른 치수)는, 도어가 후퇴된 위치에 있을 때 및 제1 개구부(10)를 닫는 위치에 있을 때의 상기 공간에 도어(6)가 수용될 수 있으며, 제1 개구부(10)의 상단부 위에 제공된 후술될 퍼지 노즐(21)이 또한 외장부(31)에 수용되는 방식으로 설계된다.

깊이 방향으로의 공간 치수(즉, 가동 플레이트(54)의 이동 방향으로의 치수)는 제1 개구부(10)가 개방되도록 도어(6)가 피봇부(61) 근방에서 선회한 후에 후퇴된 자세로 정지될 때, 제1 개구부(10)와 대면하는 면과 대향하는 도어(6)의 편평 면(6b)과 외장부(31)가 서로 간섭받지 않고, 상기 편평면(6b)이 실질적으로 제2 개구부(31a)를 닫을 수 있는 방식으로 설계된다. 외장부(31)는 퍼지 노즐(21), 커튼 노즐(12) 및 도어(6)을 수용하는 최적의 위치로 배치되어, 벽(11)과 상호작용하여 실질적으로 사각형의 평행육면체 형상을 가지는 제2 작은 공간(30)을 규정한다.

제1 개구부(10)와 대향하는 외장부(31)의 벽에는 사각 형상을 가지는 제2 개구부(31a)가 제공된다. 제2 개구부(31)는 제1 개구부(10)와 대향된다. 외장부(31)가 작은 공간에 제공된 이송 기구(미도시)에 의해 포드(2)의 내외로 웨이퍼(1)를 이송하는 동작을 방해하지 않는 한, 설계될 사각형 제2 개구부(31a)의 크기는 가능한 작은 것이 바람직하다. 이러한 특징에 의해, 외장부(31)의 제2 작은 공간(30)은 공간(30)과 작은 공간(52)이 서로 실질적으로 단절되도록 가능한 한 닫혀진다. 도어(6)가 후퇴되는 방향의 외장부(31)의 바닥 벽(31b)은 도어 아암(6a)이 통과할 수 있는 개구부(31c)를 가진다. 몇 개의 관통 구멍을 가지는 소위 펀칭된 판금이 바닥 벽(31b)를 구성하는데 사용된다. 외장부(31)의 내부로는 후술될 커튼 노즐(21)로부터 수직 하방으로 퍼지 가스가 공급된다. 바닥 벽(31b)과 같은 펀칭된 판금을 이용하여 연속적인 하방의 공기 유동이 형성된다.

커튼 노즐(12)은 벽(11)의 바로 앞의 위치이며 외장부(31)의 내부 공간의 상부에서의 제1 개구부(10)의 상부(즉, 제1 개구부의 상단부의 상부)의 위치에 배치된다. 커튼 노즐(12)은 제2 작은 공간(30)으로 하방 공기 유동을 발생시키고 제1 개구부(10)의 바로 전방에 가스 커튼을 형성시키기 위해서 제공된다. 이러한 실시예에서, 커튼 노즐(12)은 외장부(31)의 상부 벽(31d) (상기 언급된 바닥 벽(31b)과 대향하는 벽)에 근접하여 배치된다. 커튼 노즐(12)은 사각의 평행육면체 형상을 가지며, 이의 상부면 및 하부면은 상기 언급된 상부 벽(31d)보다 약간 작다. 커튼 노즐의 하부면(12a)은 복수의 노즐 개구(12b)이다.

외장부(31)의 내부에는 포드(2)의 내부 정화(purge)용 퍼지 가스를 제공하기 위해서 퍼지 노즐(21)이 제공된다. 각각의 퍼지 노즐(21)은, 일 방향으로 뻗어있으며 퍼지 가스 공급 시스템(미도시)에 연결된 튜브형 퍼지 노즐체(21a)를 가진다. 퍼지 노즐체(21a)는 포드(2)가 위치되는 지지 테이블과 대향하는 적재 포트 개구부(10)의 측에 배치된다. 여기에는 개구부(10) 근방에서 개구부(10)의 측단부와 평행하게 뻗어있는 방식으로 개구부(10) 영역의 외측부에 쌍으로 상기 두 개의 퍼지 노즐체(21a)가 존재한다.

도3에는 상기에 나타낸 바와 같은, 퍼지 노즐체(21a)의 구조체, 포드(2), 웨이퍼(1) 및 외장부(31)가 개략적으로 나타나 있다. 각각의 퍼지 노즐체(21a)에는 웨이퍼(1) 사이의 공간과 정렬되는 위치에서 퍼지 노즐체가 뻗어있는 방향을 따라 포드(2)에 저장된 웨이퍼(1)의 간격과 동일한 규칙적인 간격으로 배치된 복수의 퍼지 노즐 개구부(21b)가 제공되는 것이 바람직하다. 퍼지 노즐 개구부(21b)는 웨이퍼(1)의 중앙부를 향한다. 퍼지 노즐로부터의 가스 공급 방향은 커튼 노즐로부터의 가스 공급 방향과 수직하는 평면과 평행하며, 상기 평면의 두 개의 퍼지 노즐로부터 등 거리인 특정 지점을 향하는 것이 바람직하다.

퍼지 가스 공급의 방향을 커튼 가스의 유동 방향과 수직하게 배치함으로써, 퍼지 가스는 안정적으로 포드(2) 내로 공급될 수 있다. 원칙적으로, 웨이퍼 면을 향하여 퍼지 가스를 분사하는데는 이러한 방법이 가장 효율적일지라도, 웨이퍼(1)와 포드(2) 사이의 공간이 크지 않기 때문에 상기 가스는 웨이퍼 면과 평행한 방향으로 공급된다. 실질적으로, 퍼지 노즐(21)과 상기 언급된 커튼 노즐(12)은 연결되어, 이러한 예의 구조의 이해를 돕기 위하여 도면에 미도시된 가스 공급 시스템을 형성한다. 상기 가스 공급 시스템은 가스 공급원 및 조절기 등을 포함하는 일반적인 가스 공급 시스템일 수 있기 때문에, 이에 대한 설명은 생략한다.

이러한 실시 예의 장치에서, 노즐 개구부(12b)는 실질적으로 커튼 노즐(12)의 하부 면(12a)의 전체에 제공된다. 그래서, 도어(6)가 후퇴된 위치에 있을 때, 커튼 노즐(12)로부터 공급된 커튼 가스의 연속된 하방 유동이 제1 개구부(10)와 외장부(31)에서의 제2 개구부(31a) 사이의 공간에서 발생된다. 제2 작은 공간(30)은 포드(2)의 내부 공간과 소통할 때, 제2 개구부(31a) 및 외장부(31)의 바닥 벽(31b) 상의 관통 구멍을 통하여 작은 공간(52)과 소통된다. 그래서, 펀칭된 판금 상의 구멍은 가스 출구로서 역할하여 커튼 가스의 유동 경로를 제공한다. 본 발명에 따르면, 가스 출구는 커튼 가스의 유동 방향에 대향한 위치에 배치되며, 이의 개구는 가스 유동과 수직하게 위치된다. 커튼 가스의 유동 경로를 외장부(31)의 바닥 벽(31b)에 배치함으로써, 하방의 가스 유동이 안정적인 안정 유동 상태로 작은 공간(30)의 아래 부분에 도달할 수 있다.

미립자 등으로의 커튼 가스의 오염은 후술될 팬 필터 유닛을 통하여 작은 공간(52) 내로 유입되는 공기(즉, 대기) 오염보다 쉽게 제어될 수 있다. 이러한 예에서, 제1 개구부(10)의 바로 앞에 커튼 가스의 하방 유동을 제공함으로써, 종래의 적재 포트에 비하여, 작은 공간(52)으로부터 포드(2)의 내부로 오염물이 유입되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다. 또한, 바닥을 완전히 개방해 두는 것이 아니라 펀칭된 판금으로 만들어진 바닥 벽(31b)을 제공하여 개구부를 제한함으로써, 제2 작은 공간(30)이 밀접하게 닫혀질 수 있어, 요구되는 커튼 가스의 유량이 바람직하게 감소될 수 있으며, 바닥(31b) 측으로부터 제2 작은 공간(30) 내로 상방으로 이동하는 미립자 등의 출입이 효율적으로 방지될 수 있다.

작은 공간(52)에서 높은 청정도를 유지하기 위해서는, 크린 에어의 하방 유동(63a)은 상기 공간의 상부에 제공된 팬 필터 유닛(FFU, 63)에 의해 형성된다. 다시 말하면, 작은 공간(52)에서의 미립자는 제어되며, 작은 공간(52)은 이송 기구가 배치되는 공간으로 사용된다. 작은 공간(52)의 하부에는 도면에 도시되지 않은 가스 유동 경로가 있으며, 작은 공간(52)에서의 압력은 팬 필터 유닛(63)에 의해 생성된 공기 유동을 조정함으로써 작은 공간 외측의 외부 공간의 압력보다 약간 높게 유지된다. 작은 공간(52)과 소통하는 가스 유동 경로를 통하여 유출하는 커튼 가스의 양과, 커튼 노즐(12) 및 퍼지 노즐(21)에 의해 각각 공급되는 커튼 가스 및 퍼지 가스의 양을 조정함으로써, 제2 작은 공간(30)에서의 압력이 작은 공간(52)에서의 압력보다 높으며, 작은 공간(52)에서의 압력이 외부 공간보다 높은 분위기를 형성할 수 있다.

실질적으로, 이들 공간 사이의 압력차는 작다. 예컨대, 제2 작은 공간(30)에 가스가 배출되는 특정 배기 통로가 제공되는 경우에, 상기 압력 차를 발생시키는 것은 실질적으로 곤란하다. 본 발명에 따르면, 소통부가 퍼지 가스의 직선 유 동으로 하류 위치에 제공됨으로써, 제2 작은 공간(30)의 바닥에서 작은 공간(52)과 소통하는 유동 통로는 제2 작은 공간(30)으로부터의 가스 출구와 마찬가지로 주 가스 유동 통로로 역할한다. 상기 통로의 외부 저항을 적절히 설계함으로써, 상기 언급된 압력 차가 쉽게 생성될 수 있다.

이러한 실시형태에서, 제2 개구부(31a)에서의 개구는 팬 필터 유닛(63)으로부터의 하방 공기 유량(63a)의 방향과 평행하게 뻗어있다. 또한, 커튼 노즐(12)에 의해 공급된 퍼지 가스 유동 방향은 제2 개구부(31a)에서의 개구와 평행하다. 퍼지 가스의 유동 및 하방 공기 유동(63a)은 평행하며, 유동 속도의 약간의 차이는 작은 압력 차를 유지하기 위한 관점으로 이들 사이에서 유지된다. 따라서, 벤투리 효과는 크지 않다. 그래서, 벤투리 효과에 의해 작은 공간(52)으로부터 제2 작은 공간(30) 내로 유입되는 공기의 양은 적다. 다른 한편, 포드(2)의 내부에서의 공기는 기본적으로 유동하지 않으며, 따라서 상기 공기 유동과 커튼 가스 유동 사이의 유동 속도 차는 크다. 따라서, 포드(2)의 내부에서의 공기는 벤투리 효과에 의해 제2 작은 공간(30) 내로 효과적으로 유입될 수 있다. 이러한 효과 및 퍼지 가스의 공급으로 인해, 포드(2)의 내부는 효과적으로 정화될 수 있다.

예컨대, 이미 처리된 웨이퍼가 포드에 저장된 경우 및 이미 처리된 웨이퍼의 경우에, 포드의 내외로 웨이퍼가 이송될 때, 웨이퍼 표면 상의 부착 처리에 사용되는 가스 물질이 탈착되어 작은 공간(52)의 오염을 일으킬 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 탈착된 가스는 퍼지 가스에 의해 웨이퍼 표면 근방으로부터 제거되어, 커튼 가스에 의해 상기 언급된 가스 출구를 통하여 제2 작은 공간(30)으로부터 작 은 공간(52)으로 이동된다. 또한, 상기 탈착된 가스는 하방 가스 유동(63a)이 작은 공간(52)으로부터 외부 공간으로 배출되도록 작은 공간(52)의 하부 및 작은 공간(52)의 바닥 벽에 제공된 배기부(미도시)를 통하여 작은 공간(52)의 외부로 더 이동될 수 있다. 그래서, 웨이퍼로부터 발생된 가스는, 비교적 작으며 제2 작은 공간에서의 하방 유동 속도가 통상의 장치(이 통상의 장치는 비교적 크며 이 장치에서 하방 유동 속도는 낮으며, 최소 시간이 작은 공간을 제공하는데 얻어짐)의 작은 공간을 통과하는 것보다 높은 제2 작은 공간을 통하여 외부로 배출된다. 다시 말하면, 동시에 상이한 방향으로 유동하는 커튼 가스 및 퍼지 가스를 제공함으로써, 이미 처리된 웨이퍼가 저장되는 포드(2)의 내부는 효과적으로 정화될 수 있다.

가스가 노즐 등에 의해 특정 공간 내로 공급되는 경우에, 노즐과 인접 상태에 있는 주위 가스는 벤투리 효과에 의해 흡입되며, 따라서 복수의 공급 가스는 노즐 등으로부터 분사가 시작되면서부터 감소된다. 본 발명에 따르면, 커튼 노즐(12) 및 퍼지 노즐(21)의 후방에는 외장부(31)의 벽이 있으며, 대기 공기가 외장부의 외부로부터 이들 노즐 근방 영역으로 공급될 가능성은 없다. 그래서, 규정된 가스 이외의 가스는 몇 시간 동안 가스를 분사시킴으로써 가능한 한 노즐의 인접부로부터 제거될 수 있다. 따라서, 높은 순도를 가지는 가스는 노즐이 제공된 영역으로부터 공급될 수 있다.

다음으로, 포드(2) 내외로 웨이퍼(1)가 이송될 때의 장치의 동작에 대하여 설명한다. 포드(2)가 지지 테이블(53)에 위치될 때, 제1 개구부(10)는 실질적으로 도어(6)에 의해 닫혀진다. 이러한 실시 예에서, 도어(6)는, 제1 개구부(10)를 닫 는 위치에 도어(6)가 위치할 때, 작은 공간(52)과 외부 공간 사이의 소통이 이루어지도록 도어(6) 주위의 간격이 확보된 크기를 갖는다. 그래서, 도어(6)는 이러한 실시 예에서 제1 개구부(10)를 밀접하게 닫을 수 있다. 포드(2)가 위치된 후에, 가동 플레이트(54)는 제1 개구부(10)를 향해 이동하여, 포드(2)의 덮개(4)가 도어(6)와 접촉하는 위치에서 정지한다. 이후, 도어(6)는 미도시의 연결 기구에 의해 덮개(4)를 잡거나 유지시킨다. 팬 필터 유닛(63)에 의한 작은 공간(52)에서의 하방 가스 유동의 공급 및 커튼 노즐(12)에 의한 제2 작은 공간(30)에서의 하방 가스 유동의 공급은 포드(2)가 위치되기 전에 연속적으로 실행된다.

상기 설명된 바와 같이, 도어(6)의 후방측의 편평한 부분(6b)은 가스 커튼의 가스 유동에 대하여 경사져 있어, 커튼 노즐(12)로부터 이격되어 뻗어있음에 따라 제2 개구부(31a)에 근접하게 된다. 편평한 부분(6b)의 하단부는 제2 개구부(31a)의 하단부 아래에 위치되도록 설계된다. 외장부(31)에 의해 규정된 제2 작은 공간(30)에서의 압력은 커튼 노즐(12)로부터의 가스 공급에 의한 작은 공간(52)에서의 압력보다 높다. 이러한 압력차와, 가스 커튼의 유동 방향이 편평한 부분(6b)의 경사진 면에 의해 편향된다는 특징으로 인하여, 가스 유동의 일부는 작은 공간(52) 내로 유입되게 되며, 작은 공간(52)로부터 제2 작은 공간(30) 내로의 미립자 등의 진입은 효과적으로 방지된다.

이후, 도어 개폐 기구(60)는 도어 아암(6a)을 피봇부(61) 주위에서 선회시켜, 도어(6)가 도4a에 도시된 후퇴된 자세로 되어, 포드(2)가 제2 작은 공간(30)으로 부분적으로 개방된다. 이하에 참조된 도4a 및 도4b는 도2a와 유사한 방식으로 측면으로부터 본, 외장부(31) 및 관련 부분을 나타낸다. 이 시점에서, 퍼지 노즐(21)로부터의 퍼지 가스의 공급이 시작된다. 도어 개폐 기구(60)는 후퇴된 자세로 도어(6)를 후퇴된 위치 또는 외장부(31)의 최하부 위치로 후퇴시킨다. 도4b는 후퇴된 위치에 있는 도어(6)를 나타낸다. 이러한 상태에서, 포드(2)의 개구(2b)가 개방되어, 작은 공간(52)에 제공된 이송 기구(미도시)에 의해 제2 작은 공간(31a)을 통하여 웨이퍼(1)를 포드(2)의 내부로부터 꺼내거나 넣을 수 있다.

도4c는 도2b와 유사한 방식으로 작은 공간(52)으로부터 보여진 바를 개략적으로 도시한다. 커튼 노즐(12)은 벽(11)과 평행한 하방 가스 유동을 발생시키는 방식으로 퍼지 가스와 (종류가) 동일한 가스를 공급한다. 두 개의 퍼지 노즐(21)은 포드(2)에 저장된 웨이퍼(1)의 중앙을 향하여 퍼지 가스의 유동을 직접 향하게 하는 방식으로 퍼지 가스를 공급한다. 웨이퍼(1)의 이송은 이러한 상태에서 실행된다. 웨이퍼 이송 작동 동안에, 포드(2) 내부에서의 산소 부분압이 낮게 유지될 수 있도록 포드(2) 내부의 정화가 연속적으로 실행된다. 포드(2) 내에 저장된 웨이퍼(1)의 이송이 완료된 후에, 덮개 닫기 작동이 이하와 같이 실행된다.

닫기 작동 동안에, 도어 개폐 기구(60)는, 도어(6)가 선회 후의 후퇴된 자세로 된 도4a에 도시된 위치로 복귀하도록 도어(6)를 상방으로 이동시킨다. 이러한 상태에서, 도어 개폐 기구(60)의 작동은 일시적으로 멈춰지며, 도어(6)는 선회 전의 자세로 유지된다. 이러한 상태에서, 도어(6)의 후방 측 상의 편평한 면(6b)은 제2 작은 공간(30)의 닫힘 정도가 향상되도록 제2 개구부(31a)를 둘러싸는 외장부(31)의 일부와 밀접하게 접촉한다. 또한, 도어(6)에 의해 유지되는 덮개(4)가 소정의 각도로 가스 커튼에 대해 경사져 유지됨으로써, 이는 가스 유동을 편향시켜 외장부(31)에서의 하방으로부터 포드(2)의 내부를 향한 방향으로 방향을 변경시킨다.

외장부(31)의 닫힘 정도를 증가시키면, 제2 작은 공간(30)을 포함하는 공간 및 포드(2)의 내부 공간에서의 퍼지 가스의 부분압이 용이하게 증대된다. 또한, 커튼 가스 자체가 포드(2)의 내부를 정화하는데 사용될 수 있기 때문에, 포드(2)의 내부의 효율적인 정화가 더욱 향상될 수 있다. 도4a에 도시된 상태가 규정된 시간 동안 유지된 후에, 포드 내부 공간에서의 산화 가스의 양이 포드(2) 내부의 충분한 정화에 의해 충분히 감소됨으로써, 도어 개폐 기구(60)는 덮개(4)로 포드 개구부(2a)가 닫혀지도록 도어(6)를 선회시킨다. 상기 설명된 동작에 의해, 웨이퍼(1)는, 종래 장치에 의해서는 이루어질 수 없는 낮은 산화 가스 농도가 달성되는 포드(2) 내에 둘러싸일 수 있다.

상기 설명된 작동에 있어서, 도어(6)는 전체 웨이퍼의 이송 시작으로부터 이송 종료까지의 웨이퍼 이송 작동 동안에 후퇴된 위치로 유지된다. 포드(2) 내부의 정화가 신속하고 효율적으로 실행되어야 한다면, 상기 공간에서의 압력이 증가되도록 많은 양의 퍼지 가스를 정화된 공간 내로 공급하여 이미 존재하는 가스를 신속히 제거할 필요가 있다. 그러나, 상기 설명된 작동의 경우와 같이, 제2 개구부(31a)가 개방된 경우에, 제2 작은 공간(30)에서의 압력을 증가시키기는 극히 곤란하다. 또한, 제2 개구부(31a)가 장시간 개방 상태를 유지한다면, 작은 공간(52)으로부터의 대기 공기의 확산으로 인하여 포드(2)의 내부에서의 산화 가스의 부분 압은 점진적으로 증가될 수 있다. 상기 경우에, 제2 작은 공간(30) 및 포드(2)의 내부를 실질적으로 닫혀진 상태로 유지하면서 이들을 정화시키기 위해서 웨이퍼(1)의 이송이 실행될 때마다, 도어(6)는 후퇴된 위치로부터 제2 개구부(31a)를 실질적으로 닫는 도4a에 도시된 위치로 상방 이동되는 것이 바람직하다. 이는 산화 가스 부분압의 증가를 효과적으로 방지하게 한다.

상기 설명된 실시 예에서 커튼 노즐(12)이 사각의 평형육면체 형상을 가지며 가스 분사 포트가 이의 바닥면의 전체에 걸쳐 제공되어있더라도, 분사 포트의 형상, 위치, 다른 특징의 갯 수는 공급된 가스의 유량, 제2 작은 공간의 체적 및/또는 다른 조건에 따라 적절히 변경될 수 있는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 퍼지 노즐(21)의 형상, 위치 및 다른 특징은 적절히 변경될 수 있는 것이 바람직하다. 본 실시 예에서, 도어(6)는 제1 개구부(10)가 밀접하게 닫혀지도록 되어있지만, 도어(6)는 상기 제1 개구부를 완전히 닫을 수 있다. 본 실시 예에서 커튼 가스의 유동과 대향하는 가스 출구로서 역할하는 구멍을 가지는 펀칭된 판금이 외장부의 바닥 벽(31d)으로서 사용되더라도, 배기 저항의 소정의 정도를 제공하면서 하방 가스 유동의 발생을 억제하지 않는 방 메쉬 구조체 또는 슬릿부를 가지는 플레이트와 같은 다른 구조체가 바닥 벽에 사용될 수 있다.

도어(6)의 선회량은 미립자 등의 발생을 억제할 수 있는 관점으로 도어(6)의 편평한 면(6b)이 외장부(31)의 제2 개구부(31a) 근방의 벽에 근접하나 이 제2 개구부 근방의 벽과 접촉하지 않도록 설계된다. 그러나, 제2 작은 공간(30) 및 포드(2)의 내부가 동시에 정화되는 경우에, 편평한 면(6b)과 외장부(31)의 접촉면은 밀봉되는 것이 바람직하다. 상기 경우에, 도어(6)는, 정화가 실행되고 도어(6)가 후퇴되는 각각의 때에 도어(6)가 상이한 위치로 유지되며 편평한 면(6b)과 외장부(31)가 정화 작동 동안에만 서로 접촉하여 일시적으로 닫힘 상태를 유지하도록 두 단계로 선회될 수 있다. 다른 안으로서, 예컨대 유체를 도입 및 배출시킴으로써 팽창 및 수축될 수 있는 시일 부재가 편평한 면(6b)의 외주 상에 제공될 수 있다. 이러한 경우에, 시일 부재는 외장부(31)와 밀접한 접촉을 이루어 상기 언급된 밀접한 접촉이 달성되도록 퍼지 작동 동안에만 팽창될 수 있으며, 또한 시일 부재는 외장부(31)로부터 분리되도록 수축될 수 있다.

이하에서, 본 발명이 이행되는 실제 덮개 개폐 시스템 및 이 시스템을 이용한 반도체 웨이퍼 처리 장치로서의 FIMS 시스템에 대하여 설명한다. 도5는 소위 소형 인바이얼먼트(mini environment) 시스템에 수용되는 반도체 웨이퍼 처리 장치(50)의 일반적인 구조를 나타낸다. 반도체 웨이퍼 처리 장치(50)는 주요부분으로서 적재 포트부(즉, FIMS 시스템, 또는 덮개 개폐 장치; 51), 이송 챔버(또는 작은 공간; 52) 및 처리 챔버(59)로 이루어진다. 이들 부분은 격벽(55a) 및 적재 포트 측의 커버(58a)와, 격벽(55b) 및 처리 챔버 측의 커버(58b)에 의해 분리된다. 먼지를 배출시켜 반도체 장치(50)의 이송 챔버(52)에서의 간격을 높은 정밀도로 하기 위해서, 이송 챔버의 상부로부터 하부로의 하방 공기 유동이 상부에 제공된 팬 필터 유닛(63)에 의해 이송 챔버(52)에서 발생된다. 또한, 하방 공기 유동에 대한 배기 통로는 이송 챔버(52)의 바닥에 제공된다. 이러한 장치에 의해, 먼지는 항상 하방으로 운반되어 외부로 배출된다.

실리콘 웨이퍼 등(이하 간단히 웨이퍼라 함)을 위한 저장 용기 포드(2) 또는 저장 용기는 적재 포트(51)의 지지 테이블(53) 상에 탑재된다. 상기 설명된 바와 같이, 이송 챔버(52)의 내부는 웨이퍼(1)가 처리되도록 매우 청정한 상태로 유지된다. 이송 기구에서 웨이퍼를 실제로 보유할 수 있는 로보트 아암(55)은 이송 챔버(52)에 제공된다. 웨이퍼는 로보트 아암(55)에 의해 포드(2)의 내부와 처리 챔버(59)의 내부 사이에서 이송된다. 처리 챔버(59)에는 웨이퍼 면 상의 얇은 막의 침착과 같은 처리와 상기 얇은 막의 처리를 실행하기 위한 다양한 처리 장치가 제공되는 것이 일반적이다. 이들은 본 발명에 직접 관련이 없기 때문에, 더 상세히 설명하지 않는다.

포드(2)는 처리될 대상물로서 웨이퍼(1)를 수용하는 공간을 가진다. 포드(2)는 일 측 상의 개구를 가지는 실질적으로 박스형상의 본체(2a)와 이 본체(2a)의 개구를 닫기 위한 덮개(4)를 가진다. 상기 본체(2a)의 내부에는, 웨이퍼(1)가 일 방향을 따라 겹쳐 배열된 복수의 선반을 가지는 랙(rack)이 제공된다. 포드(2)에 저장된 웨이퍼(1)는 규칙적인 간격으로 선반 상에 배치된다. 이러한 실시 예에서, 웨이퍼(1)는 수직 방향을 따라 배치된다. 이송 챔버(52)에는 개구부(10)와 적재 포트(51) 측의 상기 설명된 외장부(31)가 제공된다.

포드(2)가 적재 포트(51) 상의 개구부(10)에 근접하여 배치될 때, 개구부(10)는 포드(2)의 개구부와 대향하는 위치로 배치된다. 외장부(31)와 도어(6)와 같은, 본 발명에 관련된 부품이 본 실시예와 연관되어 상세히 설명되었기 때문에, 도면의 이해를 돕기 위하여 다른 설명 및 도시를 생략한다.

도6a 및 도6b는 각각 도어(6) 및 이러한 장치에서의 도어 개폐 기구(60)를 확대하연 나타낸 측 단면도와, 이들을 이송 챔버(52)로부터 본 정면도이다. 도6c는 덮개(4)가 도어 개폐 기구(60)에 의해 포드(2)로부터 제거된 상태를 개략적으로 나타낸 측 단면도이다. 도어(6)는 고정 부재(46)에 의해 선회가능한 방식으로 도어 아암(42, 도1 등에 도시된 실시예에서의 도면부호(6a)로 나타낸 요소에 대응됨)의 일 단부에 부착된다. 도어 아암(42)의 다른 단부는, 피봇 축(40) 주위에서 선회될 수 있도록 피봇 축(40)을 통하여 공기 구동식 실린더(57)의 일부를 구성하는 로드(37)의 단부에서 지지된다.

도어 아암(42)은 두 단부 사이의 몇몇 위치에서 관통 구멍을 가진다. 핀(미도시)은 피봇(61)이 제공되도록 도어 아암(42)을 포함하는 도어 개폐 기구를 이동시키는 가동부(56)를 위하여 이러한 관통 구멍 및 지지 부재(60)에 단단히 부착된 고정 부재(39)에 제공된 구멍을 통하여 삽입된다. 그래서, 도어 아암(42)은 실린더(57)에 의해 구동된 로드(37)의 신장 및 수축에 따라 피봇(61) 근방에서 선회될 수 있다. 도어 아암(42)의 피봇(61)은 상하로 이동가능한 가동부에 제공된 지지 부재(60)에 단단히 고정된다.

웨이퍼(1)의 처리가 이러한 장치에서 실행될 때, 포드(2)는 지지 테이블(53) 상에 배치되어 이송 챔버의 개구부(10)에 근접한 위치로 설정되며, 덮개(4)는 도어(6)에 의해 유지된다. 상호협력하는 연결 기구(미도시)는 각각 도어(6)의 면과 덮개(4)의 면에 제공된다. 상기 연결 기구는 덮개(4)의 면과 도어(6)의 면이 서로 접촉상태에 있을 때에 작동됨으로써, 덮개(4)는 도어(6)에 의해 유지된다. 이후, 실린더(57)의 로드가 수축됨으로써 도어 아암(42)이 피봇(61) 주위에서 선회하여 도어(6)는 제1 개구부(10)으로부터 이격된다. 이러한 작동에 의해, 도어(6)는 포드(2)로부터 덮개(4)가 제거되도록 덮개(4)와 함께 선회한다. 이러한 상태에서의 장치가 도6c에 도시되어 있다. 이후, 가동부(56)는 덮개(4)가 규정된 후퇴 위치로 가도록 하방으로 이동된다. 웨이퍼 이송 작동은 상기 설명된 실시 예와 관련하여 상세히 설명하였기 때문에 더이상 상세히 설명하지 않는다.

상기 설명된 실시 예가 FOUP 및 FISM 시스템에 관한 것이지만, 본 발명의 적용은 이들에 한정되지 않는다. 본 발명에 따른 덮개 개폐 장치는 복수의 대상물이 저장되는 임의의 전방 개방형 용기와, 용기의 덮개를 개폐하여 저장된 대상물을 용기에 넣거나 빼내는 임의의 시스템에 적용될 수 있어, 용기에서의 산화 가스의 부분압을 낮게 유지한다. 비활성 가스가 아닌 소망하는 특성을 가지는 특정 가스가 용기의 내부에 채워지는 사스로 사용되는 경우에, 용기에서의 상기 특정 가스의 부분압은 본 발명에 따른 덮개 개폐 시스템을 이용하여 높게 유지될 수 있다.

본 발명에 따르면, 외장부에 의한 공간의 분리가 이루어지며, 퍼지 가스 공급시에 가스 커튼 등에 의해 외부로부터 용기에서의 가스의 유입이 바람직하게 감소될 수 있다. 또한, 커튼 가스 이외에 퍼지 가스를 웨이퍼에 공급하여 포드 내부에서의 산화 가스의 부분압의 증가를 효과적으로 방지할 수 있다. 본 발명은 외장부, 커튼 노즐, 퍼지 노즐 및 다른 관련 장치를 추가적으로 제공하여 기존의 FIMS 시스템에 적용될 수 있다. 이들 추가 부품은 낮은 가격으로 표준화된 시스템에 추가될 수 있다.

본 출원은 2007년 7월 31일에 출원된 일본 특허 출원 제2007-198618호를 우선권 주장하며, 상기 출원이 참조로 본 명세서에 포함되어 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 덮개 개폐 시스템의 관련부를 개략적으로 나타내는 사시도.

도2a는 포드의 개구부와 수직한 평면 상의 단면으로 도1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 덮개 개폐 시스템을 개략적으로 나타내는 도면으로서, 상기 개폐 시스템은 적재 포트, 포드, 상기 포드의 덮개 및 오프너의 일부를 포함한다.

도2b는 작은 공간으로부터 볼 수 있는 바와 같은, 도2a의 선 2B - 2B 를 따라 취한 단면도.

도3은 퍼지 가스가 퍼지 노즐로부터 포드의 내부를 향하여 공급되는 방향을 나타내는 도면.

도4a는 도1에 도시된 덮개 개폐 시스템에 의해 덮개가 개폐되는 동작의 특정 단계를 나타내는 도면.

도4b는 도1에 도시된 덮개 개폐 시스템에 의해 덮개가 개폐되는 동작의 특정 단계를 나타내는 도면.

도4c는 도2b와 동일한 방식으로 도4b에 도시된 단계에서 작은 공간으로부터 본 바를 나타내는 도면.

도5는 본 발명이 적용된 일반적인 반도체 웨이퍼 처리 장치의 전체를 나타내는 측면도.

도6a는 도어 개폐 기구 및 도5에 도시된 장치에서의 도어 개폐 기구의 다른 요소를 개략적으로 나타내는 확대된 측면도.

도6b는 트랜스퍼 챔버로부터 볼 수 있는 바와 같은, 도6a에 도시된 구조를 개략적으로 나타내는 도면.

도6c는 도6a와 동일한 방식으로, 도어에 의해 덮개가 포드로부터 분리된 상태로 도6a에 도시된 구조를 나타내는 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2: 포드

6: 도어

10: 제1 개구부

11: 벽

12: 커튼 노즐

21: 퍼지 노즐

51: 적재 포트

52: 트랜스퍼 챔버

54: 가동 플레이트

53: 지지 테이블

60: 도어 개폐 기구

Claims

실질적으로 박스형 본체를 가지는 저장 용기의 덮개를 분리시키며, 상기 박스형 본체와 협력하여 닫혀진 공간을 형성하도록 개구를 닫을 수 있어 상기 개구를 개폐함으로써 대상물이 상기 저장 용기 내외로 저장될 수 있게 하는 덮개 개폐 시스템이며, 상기 박스형 본체는 내부에 대상물을 저장할 수 있으며, 일 측에 개구와, 박스형 본체로부터 분리될 수 있는 덮개를 가지며,

상기 덮개 개폐 시스템은,

상기 저장 용기가 위치되는 지지 테이블과,

미립자 제어 하에서 저장되는 대상물을 이송하기 위한 기구가 수용되는 상기 지지 테이블에 인접하여 배치되는 작은 공간과,

상기 작은 공간의 일부를 규정하는 상기 지지 테이블에 인접한 벽에 형성된 실질적으로 사각 형상을 가지며, 상기 지지 테이블에 위치된 상기 저장 용기의 상기 개구와 바로 대향하는 위치에 제공되는 제1 개구부와,

상기 덮개를 보유할 수 있고 실질적으로 상기 제1 개구부를 닫을 수 있으며, 상기 덮개를 보유하면서 상기 제1 개구부를 개방시킴으로써 상기 개구 및 상기 제1 개구부를 소통시키는 도어와,

도어가 이동하여 제2 작은 공간을 규정하는 공간을 둘러싸도록 상기 제1 개구부가 연속적으로 상기 작은 공간에 제공되며, 상기 제1 개구부와 상기 작은 공간 사이에서 소통이 이루어지도록 제2 개구부를 가지며, 저장될 상기 대상물을 이송시 키기 위한 상기 기구가 저장될 상기 대상물과 함께 상기 작은 공간을 통과하는 외장부와,

상기 외장부에서 상기 제1 개구부의 상단부 상에 배치되며, 상기 제1 개구부의 상단부로부터 하단부로의 방향을 따라 특정 가스를 공급할 수 있는 커튼 노즐을 포함하며,

상기 외장부는 가스가 상기 가스 유동의 방향을 따라 상기 작은 공간으로 유동할 수 있는 가스 출구를 가지는 덮개 개폐 시스템.
제1항에 있어서, 상기 저장 용기의 내부를 향한 방향으로 가스를 공급할 수 있으며, 상기 제2 작은 공간에서 상기 제1 개구부의 측 단부의 외측에 배치되는 퍼지 노즐을 더 포함하는 덮개 개폐 시스템.
제2항에 있어서, 상기 퍼지 노즐에 의한 가스 공급의 방향은 커튼 노즐로부터의 가스 공급 방향과 수직하게 뻗어있는 평면과 실질적으로 평행하며, 상기 평면에서 상기 퍼지 노즐로부터 등거리인 특정 지점을 향하는 덮개 개폐 시스템.
제1항에 있어서, 상기 도어는 상기 제1 개구부를 닫는 면과 대향하는 편평면에 의해 제2 개구부를 실질적으로 닫을 수 있는 덮개 개폐 시스템.
제4항에 있어서, 상기 편평면 또는 상기 편평면에 포함된 부재는 상기 제2 작은 공간의 폐쇄 정도를 향상시키기 위해서 주변에서 상기 제2 개구부를 규정하는 상기 외장부의 일부와 접촉할 수 있는 덮개 개폐 시스템.
제1항에 있어서, 상기 도어는 제2 개구부를 실질적으로 닫을 시에 제1 개구부를 닫는 위치로 부터 선회되고, 커튼 노즐로부터 공급된 가스는 상기 도어에 의해 상기 제2 개구부가 닫혀진 상태에서 저장 용기 내로 도입될 수 있는 덮개 개폐 시스템.
실질적으로 박스형 본체를 가지는 저장 용기의 덮개가 저장 용기로부터 분리되어 개구를 개방함으로써 대상물이 상기 저장 용기 내외로 이동할 수 있게 해주는 저장 대상물 처리 방법이며, 상기 박스형 본체는 일 측에 개구를 가지며, 내부에 저장되는 대상물을 저장할 수 있으며, 상기 박스형 본체로부터 분리될 수 있고 상기 박스형 본체와 협력하여 닫혀진 공간이 형성되도록 상기 개구를 닫을 수 있는 덮개를 가지며, 저장될 상기 대상물은 상기 저장 용기 내외로 이동되며, 규정된 처리가 상기 저장 용기의 외부에 저장되는 상기 대상물에 수행되는 상기 저장 대상물 처리 방법은,

미립자 제어된 작은 공간을 규정하는 벽에 제공된 실질적으로 사각 형상을 가지는 제1 개구부에 대하여 저장 용기의 상기 개구를 대향시키는 단계와,

상기 제1 개구부를 실질적으로 닫는 도어에 의해 상기 덮개를 보유하는 단계와,

상기 제1 개구부가 개방되도록 상기 덮개를 보유하는 상기 도어를 구동시키는 단계와,

저장될 상기 대상물을 상기 개구 및 상기 제1 개구부를 통하여 상기 저장 용기 내외로 이동시키는 단계를 포함하며,

저장될 상기 대상물이, 상기 제1 개구부와 연속적이고 상기 작은 공간과 소통하는 제2 개구부를 갖는 제2 작은 공간을 통하여 상기 저장 용기 내외로 이동되며, 상기 작은 공간에는 상기 제1 개구부의 상단부로부터 하단부로 유동하는 특정 가스 유동이 존재하며, 상기 가스 유동은 상기 작은 공간에서의 상기 가스 유동이 향하는 위치에 제공된 가스 출구를 통하여 상기 작은 공간 내로 유동하는 저장 대상물 처리 방법.
제7항에 있어서, 덮개가 저장 용기로부터 분리된 시점 이후에, 퍼지 가스를 저장 용기의 내부로 공급하는 단계를 더 포함하는 저장 대상물 처리 방법.
제8항에 있어서, 상기 퍼지 가스가 공급되는 방향은 상기 가스가 제1 개구부의 상단부로부터 하단부로의 방향을 따라 공급된 방향과 수직하게 뻗어있는 평면과 평행하며, 상기 평면에서 퍼지 노즐로부터의 등거리인 소정 지점을 향하는 저장 대상물 처리 방법.
제7항에 있어서, 덮개를 보유하는 상기 도어가 저장 용기로부터 덮개를 분리 할 때, 저장 용기의 내부와 마주보는 덮개면은 제1 개구부의 상단부로부터 하단부로의 방향을 따라 공급되는 상기 가스 유동 방향을 일시적으로 편향시켜 상기 가스유동을 저장 용기의 내부로 도입시키는 저장 대상물 처리 방법.
제7항에 있어서, 상기 가스 유동이 저장 용기 내부로 도입되는 상태는 저장되는 각각의 대상물이 저장 용기 내외로 이동하는 기간 동안이 아닌 시점에서 이루어지는 저장 대상물 처리 방법.
제7항에 있어서, 상기 가스 유동이 저장 용기의 내부로 도입될 때, 상기 제2 개구부는 덮개를 보유하는 면과 대향하는 편평 도어면에 의해 닫혀지는 저장 대상물 처리 방법.