KR102679603B1 - 도어 개폐 시스템 및 도어 개폐 시스템을 구비한 로드 포트 - Google Patents

Abstract

FOUP와 EFEM을 연통할 때, FOUP 및 EFEM 내로 대기가 침입하는 것을 방지하는 도어 개폐 시스템 및 도어 개폐 시스템을 구비한 로드 포트를 제공한다. 반송 공간을 외부 공간으로부터 격리하는 벽의 일부를 구성하는 베이스(41)와, 베이스(41)에 형성된 개구부(92)와, 개구부(92)를 개폐 가능한 도어(81)와, 베이스(41)와 용기(7)의 사이를 시일하는 제1 시일 부재(94)와, 베이스(41)와 도어(81)의 사이를 시일하는 제2 시일 부재(96)와, 제1 시일 부재(94)를 통해 용기(7)가 개구부(92)와 맞닿는 상태에 있을 때, 베이스(41), 제1 시일 부재(94), 제2 시일 부재(96), 덮개(72) 및 도어(81)에 의해 구성된 밀폐 공간과, 밀폐 공간에 가스를 주입하는 제1 가스 주입부(87)와, 밀폐 공간을 배기하는 제2 가스 배출부(88)를 구비하였다.

Description

도어 개폐 시스템 및 도어 개폐 시스템을 구비한 로드 포트

본 발명은, 반송 중의 웨이퍼를 외기에 노출하는 일이 없도록, 웨이퍼 반송실 내의 가스를 순환시킬 수 있는 도어 개폐 시스템 및 도어 개폐 시스템을 구비한 로드 포트에 관한 것이다.

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

이러한 웨이퍼 주변의 분위기를 적절하게 유지하기 위해서, 웨이퍼는, FOUP(Front-Opening Unified Pod)라고 불리는 밀폐식 격납 포드의 내부에 넣어 관리되고, 이 내부에는 질소가 충전된다. 또한, 웨이퍼에 처리를 행하는 처리 장치와, FOUP 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 로크실 사이에서 웨이퍼의 출납이 행해진다. 웨이퍼 반송실은, 통상, 반송실 상부에 배치한 팬 필터 유닛으로부터 청정한 대기인 다운 플로우를 상시 흐르게 한다.

또한, 최근에는, 웨이퍼의 최첨단 프로세스에 있어서는, 다운 플로우로서 사용되는 청정한 대기에 포함되는 산소, 수분 등조차, 웨이퍼의 성상을 변화시킬 우려가 있다. 이 때문에 특허문헌 1과 같이, 불활성 가스를 EFEM 내로 순환시키는 기술의 실용화가 요구되고 있다.

일본 특허 공개 제2014-112631호 공보

그러나, 특허문헌 1에 기재된 개폐 시스템에서는, 여전히 시일 부재, 덮개 및 도어부의 사이에 밀폐된 공간에 대기나 파티클이 잔존해버린다. 이 결과, 보다 저산소 농도, 저습도가 요구되는 EFEM에 있어서는, 이들 잔존하는 대기나 파티클이 FOUP 내나 웨이퍼 반송실에 혼입되어버려, 웨이퍼의 성상이 변화되어버릴 우려가 있다는 문제가 있다.

그래서, 본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, FOUP와 EFEM을 연통할 때, FOUP 및 EFEM 내에 대기가 침입하는 것을 방지하는 도어 개폐 시스템 및 도어 개폐 시스템을 구비한 로드 포트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 도어 개폐 시스템은,

반송 공간을 외부 공간으로부터 격리하는 벽의 일부를 구성하는 베이스와,

상기 베이스에 마련된 개구부와,

상기 개구부의 개폐와, 수용물을 수용한 용기에 대한 덮개의 고정 및 고정의 해제가 가능한 도어와,

상기 베이스와 상기 용기의 사이를 시일하는 제1 시일 부재와,

상기 베이스와 상기 도어의 사이를 시일하는 제2 시일 부재와,

상기 제1 시일 부재를 통해 상기 용기가 상기 개구부와 맞닿는 상태에 있을 때, 적어도 상기 제1 시일 부재, 상기 제2 시일 부재, 상기 덮개 및 상기 도어에 의해 구성된 밀폐 공간과,

상기 밀폐 공간에 가스를 주입하는 제1 가스 주입부와,

상기 밀폐 공간을 배기하는 제1 가스 배출부를 구비하고,

상기 제1 가스 주입부와 상기 제1 가스 배출부는, 상기 도어의 상기 용기와 대향하는 면에 설치되어 있다.

이 도어 개폐 시스템에서는, 제1 시일 부재를 통해 용기가 개구부와 맞닿는 상태에 있을 때, 즉, 용기가 개구부에 설치되었을 때, 용기와 도어 사이의 밀폐 공간에 가스를 주입하는 제1 가스 주입부와, 밀폐 공간의 가스를 배출하는 제1 가스 배출부를 구비하였다. 이에 의해, 용기가 개구부에 설치된 상태에서, 용기와 도어 사이의 대기를 제거하고 질소 가스를 충전(퍼지)할 수 있다. 따라서, 용기와 도어 사이에 존재하여 웨이퍼를 산화시키는 등, 웨이퍼의 성상을 변화시킬 우려가 있는 산소, 수분, 파티클 등을 포함하는 대기가, 도어를 개방했을 때에 반송 공간 및 용기의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 바꿔 말하면, 용기의 덮개를 개방하여 밀폐 공간이 개방되기 전에, 밀폐 공간의 산소, 수분, 파티클을 배제할 수 있다. 이에 의해, 덮개의 개방 시에 산소 등이 용기 내나 반송 공간으로 누출되는 일없이, 용기 내 및 반송 공간을 소기의 환경 조건으로 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 도어 개폐 시스템은,

상기 제1 가스 주입부에 의해, 상기 용기와 상기 도어의 사이에 가스를 주입하는 가스 주입 동작과, 상기 제1 가스 배출부에 의해, 상기 용기와 상기 도어 사이의 가스를 배출하는 배출 동작이 반복된다.

이 도어 개폐 시스템에서는, 제1 가스 주입부에 의한 가스 주입 동작과, 제1 가스 배출부에 의한 가스 배출 동작이 반복되므로, 용기와 도어 사이에 존재하는 대기를 확실하게 제거하여 가스를 충전할 수 있다.

본 발명에 따른 도어 개폐 시스템은,

상기 용기 내의 압력을 P1, 상기 밀폐 공간의 압력을 P2라 했을 때, 압력 P1과 압력 P2를 조정하는 압력 조정 수단을 구비하고,

상기 압력 조정 수단은, P1과 P2가 근접하도록 제어한다.

이 도어 개폐 시스템에서는, 용기에 대한 덮개의 고정을 해제하면, 용기의 내부 공간과 밀폐 공간이 연통되는 경우가 있다. 이 때, P1과 P2의 압력차가 크면, 용기와 밀폐 공간의 사이를 이동하는 기체의 유량이 커지므로, 용기 저부에 퇴적되어 있는 파티클을 날아오르게 하여, 수용물을 오염시킬 우려가 있다. 그래서, P1과 P2가 근접하도록 제어함으로써 용기와 밀폐 공간의 사이에서 이동하는 기체의 양을 저감시키고, 파티클의 비산을 억제함으로써 수용물의 오염을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 도어 개폐 시스템은,

상기 반송 공간을 형성하는 상기 베이스를 포함하는 반송실을 갖고,

상기 반송 공간 내의 압력을 P3이라 했을 때,

상기 압력 조정 수단이 압력 P3을 더 조정하고, P1과 P2와 P3이 근접하도록 제어한다.

이 도어 개폐 시스템에서는, 도어가 개구부를 개방하면, 용기 내의 공간과 밀폐 공간과 반송 공간이 연통된다. 이 때, 가령 각 공간의 압력차가 크면, 각 공간의 사이를 이동하는 기체의 유량이 커지므로, 각 공간에 존재하는 파티클을 날아오르게 할 우려가 있다. 그래서, P1과 P2와 P3이 근접하도록 제어함으로써 용기와 밀폐 공간과 반송 공간의 사이에서 이동하는 기체의 양을 저감시키고, 파티클의 비산을 억제함으로써 각 공간의 오염을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 도어 개폐 시스템은,

상기 반송 공간을 형성하는 상기 베이스를 포함하는 반송실을 갖고,

상기 용기 내의 압력을 P1, 상기 밀폐 공간의 압력을 P2, 상기 반송 공간 내의 압력을 P3이라 했을 때, 압력 P1과 압력 P2와 압력 P3을 조정하는 압력 조정 수단을 구비하고,

상기 압력 조정 수단은, P1, P2, P3이 순서대로 높아지도록 제어한다.

이 도어 개폐 시스템에서는, 압력 P1, P2, P3이 순서대로 높아지도록 제어함으로써, 용기 내의 공간과 밀폐 공간과 반송 공간 중, 인접하는 공간의 압력차가 작아진다. 이에 의해, 도어가 개구부를 개방하여 각 공간이 연통되었을 때, 인접하는 공간의 압력차가 커지는 경우와 비교하여 각 공간의 사이를 이동하는 기체의 유량을 작게 할 수 있다. 따라서, 용기와 밀폐 공간과 반송 공간의 사이에서 이동하는 기체의 양을 저감시키고, 파티클의 비산을 억제함으로써 각 공간의 오염을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 도어 개폐 시스템은,
상기 개구부의 주연에 배치되어 있는 상기 제1 시일 부재와 제2 시일 부재는, 중공 시일 부재인 것이다.

본 발명에 따른 도어 로드 포트는,

상기 도어 개폐 시스템을 구비하고,

상기 개구부의 개방 및 상기 덮개의 떼어냄과, 상기 개구부의 폐지 및 상기 덮개의 설치를 각각 동시에 행한다.

이 로드 포트에서는, 개구부를 개방했을 때에 용기의 덮개를 확실하게 떼어냄과 함께, 개구부를 폐지했을 때에 덮개를 설치하므로, 각 조작을 신속히 행할 수 있다.

본 발명에서는, 제1 시일 부재를 통해 용기가 개구부와 맞닿는 상태에 있을 때, 즉, 용기가 개구부에 설치되었을 때, 용기와 도어 사이의 밀폐 공간에 가스를 주입하는 제1 가스 주입부와, 밀폐 공간의 가스를 배출하는 제1 가스 배출부를 구비하였다. 이에 의해, 용기가 개구부에 설치된 상태에서, 용기와 도어 사이의 대기를 제거하고 질소 가스를 충전(퍼지)할 수 있다. 따라서, 용기와 도어 사이에 존재하여 웨이퍼를 산화시키는 등, 웨이퍼의 성상을 변화시킬 우려가 있는 산소, 수분, 파티클 등을 포함하는 대기가, 도어를 개방했을 때에 반송 공간 및 용기의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 바꿔 말하면, 용기의 덮개를 개방하여 밀폐 공간이 개방되기 전에, 밀폐 공간의 산소, 수분, 파티클을 배제할 수 있다. 이에 의해, 덮개의 개방 시에 산소 등이 용기 내나 반송 공간으로 누출되는 일없이, 용기 내 및 반송 공간을 소기의 환경 조건으로 유지할 수 있다.

본 발명에서는, 제1 가스 주입부에 의한 가스 주입 동작과, 제1 가스 배출부에 의한 가스 배출 동작이 반복되므로, 용기와 도어 사이에 존재하는 대기를 확실하게 제거하여 가스를 충전할 수 있다.

본 발명에서는, 용기에 대한 덮개의 고정을 해제하면, 용기의 내부 공간과 밀폐 공간이 연통되는 경우가 있다. 이 때, P1과 P2의 압력차가 크면, 용기와 밀폐 공간의 사이를 이동하는 기체의 유량이 커지므로, 용기 저부에 퇴적되어 있는 파티클을 날아오르게 하여, 수용물을 오염시킬 우려가 있다. 그래서, P1과 P2가 근접하도록 제어함으로써 용기와 밀폐 공간의 사이에서 이동하는 기체의 양을 저감시키고, 파티클의 비산을 억제함으로써 수용물의 오염을 방지할 수 있다.

본 발명에서는, 도어가 개구부를 개방하면, 용기 내의 공간과 밀폐 공간과 반송 공간이 연통된다. 이 때, 가령 각 공간의 압력차가 크면, 각 공간의 사이를 이동하는 기체의 유량이 커지므로, 각 공간에 존재하는 파티클을 날아오르게 할 우려가 있다. 그래서, P1과 P2와 P3이 근접하도록 제어함으로써 용기와 밀폐 공간과 반송 공간의 사이에서 이동하는 기체의 양을 저감시키고, 파티클의 비산을 억제함으로써 각 공간의 오염을 방지할 수 있다.

본 발명에서는, 도어가 개구부를 개방하면, 용기 내의 공간과 밀폐 공간과 반송 공간이 연통된다. 이 때, 가령 각 공간의 압력차가 크면, 각 공간의 사이를 이동하는 기체의 유량이 커지므로, 각 공간에 존재하는 파티클을 날아오르게 할 우려가 있다. 그래서, P1과 P2와 P3이 근접하도록 제어함으로써 용기와 밀폐 공간과 반송 공간의 사이에서 이동하는 기체의 양을 저감시키고, 파티클의 비산을 억제함으로써 각 공간의 오염을 방지할 수 있다.

본 발명에서는, 개구부를 개방했을 때에 용기의 덮개를 확실하게 떼어냄과 함께, 개구부를 폐지했을 때에 덮개를 설치하므로, 각 조작을 신속히 행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 EFEM과 처리 장치와의 관계를 모식적으로 나타내는 평면도.
도 2는 EFEM의 측면벽을 떼어낸 상태를 나타내는 측면도.
도 3은 EFEM의 일부를 파단하여 나타내는 사시도.
도 4는 EFEM의 순환로에 있어서의 가스의 흐름을 나타내는 모식도.
도 5는 도 1에 나타내는 로드 포트의 사시도.
도 6은 도 1에 나타내는 로드 포트의 정면도.
도 7은 도 1에 나타내는 로드 포트의 배면도.
도 8은 도 1에 나타내는 로드 포트의 측단면도.
도 9는 도어부와 제1 시일 부재와의 관계를 나타내는 부분 확대 단면도.
도 10은 도 8의 상태로부터 FOUP를 하우징측으로 이동시킨 상태를 나타내는 측단면도.
도 11은 시일 부재에 의해 밀폐된 밀폐 공간을 나타내는 부분 확대 단면도.
도 12는 클램프함으로써 FOUP를 도어부에 접근시킨 상태를 나타내는 부분 확대 단면도.
도 13은 도 10의 상태로부터 FOUP의 덮개와 함께 도어부를 개구부로부터 이격시킨 상태를 나타내는 측단면도.
도 14는 도 13의 상태로부터 FOUP의 덮개와 함께 도어부를 하방으로 이동시킨 상태를 나타내는 측단면도.
도 15는 EFEM을 구성하는 윈도우 유닛과 도어부를 확대하여 나타내는 주요부 확대 사시도.
도 16은 도 15의 A-A 단면을 확대하여 나타내는 주요부 확대 단면도.
도 17은 윈도우 유닛에 설치된 클램프를 나타내는 주요부 확대 정면도.
도 18은 제어부와 각 압력계 및 각 밸브와의 접속 상태를 나타내는 블록도.
도 19는 FOUP를 EFEM에 접속하여 연통시키는 수순을 나타내는 흐름도.
도 20의 (a)는 클램프 유닛의 변형예를 나타내는 단면도, (b)는 (a)의 클램프 상태를 나타내는 정면도.
도 21의 (a)는 도 20의 클램프를 해제한 상태를 나타내는 단면도, (b)는 (a)의 지지편을 나타내는 확대 단면도.
도 22의 (a)는 클램프를 해제한 상태를 나타내는 확대 평면도, (b)는 동작 도중의 클램프를 나타내는 확대 평면도, (c)는 클램프를 행한 상태를 나타내는 확대 평면도.
도 23의 (a)는 반송 공간측으로 오목해지는 함몰 오목부를 갖는 변형예의 도어부를 나타내는 단면도, (b)는 반송 공간측으로 활 형상으로 오목해지는 만곡면을 갖는 변형예의 도어부를 나타내는 단면도.
도 24의 (a)는 반송 공간측으로 오목해지는 함몰 오목부를 갖는 또다른 변형예의 도어부를 나타내는 단면도, (b)는 반송 공간측으로 활 형상으로 오목해지는 만곡면을 갖는 또다른 변형예의 도어부를 나타내는 단면도.
도 25는 압력 P1이 P2보다도 높은 경우에 변형예에 관한 가스의 유로를 나타내는 도면.
도 26은 압력 P1이 P2보다도 낮은 경우에 변형예에 관한 가스의 유로를 나타내는 도면.
도 27은 제어부와 각 압력계 및 각 밸브와의 변형예의 접속 상태를 나타내는 블록도.
도 28은 도 11의 상태로부터 FOUP의 덮개를 향하여 도어부를 전진시킨 변형예를 나타내는 부분 확대 단면도.
도 29는 2개의 O링을 일체로 한 변형예를 나타내는 단면도.

이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 따라서 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 EFEM(1)과, 이것과 접속하는 처리 장치(6)의 천장판 등을 제거함으로써 내부가 보이도록 하고, 이들 EFEM(1)과 처리 장치(6)의 관계를 모식적으로 도시한 평면도이다. 또한, 도 2는, EFEM(1)의 측면벽을 제거함으로써 내부가 보이도록 한 측면도이다. 이들 도 1 및 2에 도시한 바와 같이, EFEM(1)은, 소정의 수수 위치 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행하는 웨이퍼 반송 장치(2)와, 이 웨이퍼 반송 장치(2)를 둘러싸도록 설치된 상자형 하우징(3)과, 하우징(3)의 전방면측의 벽(전면벽(31))의 외측에 접속되는 복수(도면 중에서는 3개)의 로드 포트(4)와, 제어 수단(5)으로 구성되어 있다.

여기서, 본원에 있어서는 하우징(3)으로부터 보아 로드 포트(4)가 접속되는 측의 방향을 전방, 전면벽(31)과 대향하는 배면벽(32)측의 방향을 후방이라 정의하고, 또한 전후 방향 및 수직 방향에 직교하는 방향을 측방이라고 정의한다. 즉, 3개의 로드 포트(4)는 측방에 배열하여 배치되어 있다.

또한, EFEM(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 배면벽(32)의 외측에 인접하고, 처리 장치(6)의 일부를 구성하는 로드 로크실(61)을 접속할 수 있게 되어 있다. EFEM(1)과 로드 로크실(61) 사이에 설치된 도어(1a)를 개방함으로써, EFEM(1) 내와 로드 로크실(61)을 연통한 상태로 하는 것이 가능하게 되어 있다. 처리 장치(6)로서는 각종 다양한 것을 사용할 수 있지만, 일반적으로는, 로드 로크실(61)과 인접하여 반송실(62)이 설치되고, 또한 반송실(62)과 인접하며, 웨이퍼(W)에 처리를 행하는 복수(도면 중에서는 3개)의 처리 유닛(63 내지 63)이 설치되는 구성으로 되어 있다. 반송실(62)과, 로드 로크실(61)이나 처리 유닛(63 내지 63)과의 사이에는, 각각 도어(62a, 63a 내지 63a)가 설치되어 있고, 이것을 개방함으로써 각각의 사이를 연통시킬 수 있다. 또한, 반송실(62) 내에 설치된 반송 로봇(64)을 사용하여 로드 로크실(61) 및 처리 유닛(63 내지 63)의 사이에서 웨이퍼(W)를 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다.

웨이퍼 반송 장치(2)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)를 적재하여 반송하는 피크를 구비한 아암부(2a)와, 이 아암부(2a)를 하방으로부터 지지하고, 아암부를 동작시키기 위한 구동 기구 및 승강 기구를 갖는 베이스부(2b)로 구성되어 있다. 베이스부(2b)는, 하우징(3)의 앞면벽(31)에 지지부(21) 및 가이드 레일(22)을 통해 지지되어 있다. 그리고, 웨이퍼 반송 장치(2)는 하우징(3) 내의 폭 방향으로 연장되는 가이드 레일(22)을 따라 이동할 수 있도록 되어 있다. 제어 수단(5)이 웨이퍼 반송 장치(2)의 동작을 제어함으로써, 측방에 배열된 각 로드 포트(4)에 적재된 FOUP(용기)(7)에 수용되어 있는 웨이퍼(수용물)(W)를 로드 로크실(61)로 반송하는 것, 및 각 처리 유닛(63 내지 63)에서 처리가 행해진 후의 웨이퍼(W)를 FOUP(7) 내로 다시 반송하는 것이 가능하게 되어 있다.

하우징(3)은, 웨이퍼 반송 장치(2)의 사방을 둘러싸는 전면벽(31), 배면벽(32), 측면벽(33, 34)과, 천장벽(35), 저벽(36), 또한 상기 하우징 벽(31 내지 35)을 지지하는 지주(37a 내지 37d)를 포함하여 구성되어 있다. 전면벽(31)에 마련된 개구부(92)에 로드 포트(4)가 설치된다. 배면벽(32)에 설치된 직사각형상의 개구(32a)에 로드 로크실(61)이 접속된다. 하우징(3)은, 반송 공간(9)과 후술하는 가스 귀환로(10)를 갖고, 이들을 포함하는 대략 폐지 공간(CS)(도 4 참조)이 형성되어 있다. 또한, 상술한 각 부재는, 부재간에 내부의 가스가 유출되는 간극을 발생하지 않도록 정밀하게 설치되어 있지만, 부재간에 시일 부재를 설치하여, 더욱 하우징(3) 내의 기밀성을 높이도록 구성해도 된다. 또한, 배면벽(32)에 형성된 개구(32a)는, 구동 기구(1b)를 갖고, 상하로 구동하는 일반적으로 게이트 밸브라 칭해지는 도어(1a)(도 3 참조)에 의해 폐지하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 도시 및 설명을 생략하지만, 측면벽(33, 34)에도 개구가 설치되어 있고, 한쪽은 웨이퍼(W)의 위치 조정에 이용되는 얼라이너가 접속되는 것으로 되어 있으며, 다른 쪽은 통상 시에는 폐쇄된 메인터넌스용 개구로 되어 있다.

로드 포트(4)는 도어부(81)를 구비하고 있고, 이 도어부(81)가 FOUP(7)에 설치된 덮개(72)와 연결되어 함께 이동함으로써, FOUP(7)가 대략 폐지 공간(CS)에 대하여 개방되도록 되어 있다. FOUP(7) 내에는 적재부가 상하 방향으로 다수 설치되어 있고, 이것에 의해 다수의 웨이퍼(W)를 수용할 수 있다. 또한, FOUP(7) 내에는 통상적으로 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 천장벽(35)보다 상방의, 천장판(38)과의 사이에 위치하는 상부 공간(US)에 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, 도어(1a), 도어부(81)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 순차로 필요한 프로그램을 취출하여 실행하고, 주변 하드 리소스와 협동하여 소기의 기능을 실현하는 것으로 되어 있다. 또한, 질소 순환 제어에 대해서는 후술한다.

대략 폐지 공간(CS)는, 도 4에 도시한 바와 같이 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)에 있어서만 연통되어 있다. 그리고, 가스 송출구(11)와 가스 흡인구(12)가 반송 공간(9) 내에 하강 기류를 발생시키고, 가스 귀환로(10) 내에 상승 기류를 발생시킴으로써, 대략 폐지 공간(CS) 내에 도 4에 화살표로 나타내는 순환로(Ci)를 형성하고, 가스가 순환하게 되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 이 대략 폐지 공간(CS)에 불활성 가스인 질소를 순환시키는 것으로 하는데, 순환시키는 가스는 이것으로 한정되는 것은 아니고, 다른 가스를 사용할 수도 있다.

이어서, 가스 귀환로(10)의 구성을 상세하게 설명한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 가스 귀환로(10)는 저벽(36), 배면벽(32), 천장벽(35) 및 구획 부재(8)에 의해 폐지된 공간이다. 또한 가스 귀환로(10)는, 반송 공간(9)의 하부에 있어서 가스 흡인구(12)로부터 흡인된 가스를, 반송 공간(9) 상부의 가스 송출구(11)로 귀환시키기 위해 설치된다.

귀환로(10)의 배면측 상부에는 대략 폐지 공간(CS) 내에 질소를 도입하는 가스 공급 수단(제3 가스 주입부)(16)이 접속되어 있다. 가스 공급 수단(16)은, 제어 수단(5)으로부터의 명령에 기초하여 질소의 공급과 공급의 정지를 제어하는 것이 가능하게 되어 있다. 그 때문에, 질소의 일부가 대략 폐지 공간(CS)의 외부로 유출된 경우에는, 가스 공급 수단(16)이 유출분의 질소를 공급함으로써, 대략 폐지 공간(CS) 중의 질소 분위기를 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 배면측 하부에는 대략 폐지 공간(CS) 중의 가스를 배출하는 가스 배출 수단(제3 가스 배출부)(17)이 접속되어 있다. 가스 배출 수단(17)은, 제어 수단(5)으로부터의 명령에 기초하여 동작하여, 도시하지 않은 셔터를 개방함으로써 대략 폐지 공간(CS)의 내부와 외부에 설치된 가스 배출처를 연통시키는 것이 가능하게 되어 있다. 그리고, 상술한 가스 공급 수단(16)에 의한 질소의 공급과 병용함으로써, 대략 폐지 공간(CS)을 질소 분위기로 치환하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 순환로(Ci)를 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, 대략 폐지 공간(CS) 내를 순환하는 가스 내에 포함되는 파티클을 제거함과 함께, 반송 공간(9) 내로 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.

한편, 가스 흡인구(12)에는 케미컬 필터(14)가 접속되어 있고, 반송 공간(9) 내의 가스는 케미컬 필터(14)를 통해 가스 귀환로(10)에 유입되게 되어 있다. 상술한 바와 같이, 웨이퍼 반송 장치(2)(도 2 참조)를 하우징(3)의 앞면벽(31)에, 지지부(21) 및 가이드 레일(22)을 통해 지지되도록 되어 있다. 이 때문에, 가스 흡인구(12)는, 웨이퍼 반송 장치(2)와 간섭하지 않고, 크게 상방을 향해 개구된 것으로 하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 가스 흡인구(12)는 폭 방향으로 연장하여 설치되어 있기 때문에, 동일하게 폭 방향으로 연장하여 설치된 가이드 레일(22)로부터 웨이퍼 반송 장치(2)의 구동 시에 파티클이 발생했다고 해도, 이 파티클을 효과적으로 흡인시키는 것이 가능하게 되어 있다. 그리고, 가스 흡인구(12)에 케미컬 필터(14)를 설치함으로써, 처리 장치(6)(도 1 참조)에 있어서의 처리 등에서 발생하여, 반송 공간(9) 내로 유입된 분자상 오염 물질을 제거하는 것을 가능하게 하고 있다. 또한, 가스 귀환로(10) 내의 케미컬 필터(14)보다도 배면측에는, 제2 송풍 수단으로서의 팬(15)이 폭 방향에 걸쳐 설치되어 있다(도 4 참조). 당해 팬(15)이 가스 귀환로(10)의 하류측, 즉, 도 4의 상방을 향하여 송풍을 행함으로써, 가스 흡인구(12)에 있어서의 가스의 흡인력을 발생시킴과 함께, 케미컬 필터(14)를 통과한 가스를 상방으로 송출하고, 가스 귀환로(10) 내에 상승 기류를 발생시키고 있다.

그리고, 상술한 FFU(13)의 팬(13a) 및 팬(15)에 의해, 대략 폐지 공간(CS) 내의 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 가스가 하방을 향해 송출된다. 가스 흡인구(12)는 상방을 향해 개구되어 있는 점에서, FFU(13)에 의해 발생시킨 하강 기류를 어지럽히는 일없이 그대로 하방을 향해 가스를 흡인시킬 수 있어, 이들에 의해 원활한 가스의 흐름을 만들어 낼 수 있다. 또한, 반송 공간(9) 내에 하강 기류가 발생하고 있음으로써, 웨이퍼(W) 상부에 부착된 파티클을 제거함과 함께, 반송 공간(9) 내에 파티클이 부유하는 것을 방지하고 있다.

이어서, 상기와 같이 구성한 EFEM(1) 내에 있어서, 질소를 순환시키는 질소 순환 제어의 동작을, 도 4를 사용하여 설명한다.

먼저, 초기 단계로서, 제어 수단(5)이 가스 배출 수단(17)으로 가스를 배출시키면서, 가스 공급 수단(16)으로 대략 폐지 공간(CS) 내에 질소를 공급시킴으로써 대기 분위기에 있는 EFEM(1)의 대략 폐지 공간(CS)을 질소 분위기로 퍼지한다. 이 단계 이후, 제어 수단(5)은 순환로(Ci) 내의 질소가 외부로 누설된 경우, 그 누설량에 따라서 가스 공급 수단(16)으로 질소의 공급을 행하게 한다.

그리고, 이와 같이 하여 질소 분위기가 된 대략 폐지 공간(CS)에 있어서, 제어 수단(5)이 FFU(13)의 팬(13a) 및 팬(15)을 구동시킴으로써, 순환로(Ci) 내에 가스의 순환을 발생시킨다. 이 때, FFU(13)의 필터(13b) 및 케미컬 필터(14)가 순환하는 가스 중의 파티클 및 분자상 오염 물질을 제거하기 때문에, 반송 공간(9) 내는 항상 청정한 질소의 하강 기류가 발생하고 있는 상태가 된다.

이러한 상태가 된 EFEM(1)에 있어서는, 로드 포트(4)에 적재되어 질소 분위기로 퍼지된 FOUP(7)와 반송 공간(9)을 연통시켜, 웨이퍼(W)의 출납을 행한다. 이 때, 반송 공간(9)과 FOUP(7)는 모두 동일한 질소 분위기이며, 반송 공간(9) 내의 질소도 청정하게 유지되어 있다. 따라서, FOUP(7) 내에 파티클이나 분자상 오염 물질이 들어가지 않도록 FOUP(7) 내를 반송 공간(9) 내에 비해 양압으로 할 필요가 없고, FOUP(7) 내로 퍼지되는 질소의 소비량을 억제할 수 있다.

도 5, 6, 7은, 각각, 로드 포트(4)의 사시도, 전방으로부터 본 경우의 정면도, 후방으로부터 본 경우의 배면도를 나타내는 것으로 되어 있다. 이하, 이들의 도면을 사용하여, 로드 포트(4)의 구성을 설명한다. 또한, 이들 도면은, 적재대(44)의 하방에 위치하는 외부 커버(42)(도 3 참조)를 떼어내어, 내부 구조의 일부를 노출시킨 상태를 나타내고 있다.

로드 포트(4)는, 캐스터 및 설치 다리가 설치되는 다리부(45)의 후방으로부터 베이스(41)를 수직으로 기립시켜, 이 베이스(41)의 약 60％ 정도의 높이 위치로부터 전방을 향해 수평 기초부(43)가 설치되어 있다. 또한, 이 수평 기초부(43)의 상부에는, FOUP(7)(도 2 참조)를 적재하기 위한 적재대(44)가 설치되어 있다.

FOUP(7)는, 도 8에 모식적으로 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)(도 2 참조)를 수용하기 위한 내부 공간(Sf)을 구비한 본체(71)와, 웨이퍼(W)의 반출입구가 되기 위해 본체(71)의 한 면에 형성된 개구(71a)를 개폐하는 덮개(72)로 구성되어 있다. FOUP(7)는, 적재대(44)에 정확하게 적재된 경우에는 덮개(72)가 베이스(41)와 대향하게 되어 있다. 덮개(72)의 내부에는, 덮개(72)를 개폐하는 후술하는 연결 수단(82)(도 7 참조) 등을 수납하기 위해서, 공간(Sc)이 형성되어 있다(도 11 참조).

도 5 내지 7로 돌아가서, 적재대(44) 상에는, FOUP(7)의 위치 결정을 행하기 위한 위치 결정핀(44a)이 설치됨과 함께, 적재대(44)에 대하여 FOUP(7)의 고정을 행하기 위한 로크 갈고리(44b)가 설치되어 있다. 로크 갈고리(44b)는 로크 동작을 행함으로써, 위치 결정핀(44a)과 협동하여 FOUP(7)를 적정한 위치로 안내하면서 고정시킬 수 있고, 언로크 동작을 행함으로써 FOUP(7)를 적재대(44)로부터 이격 가능한 상태로 할 수 있다. 또한, 적재대(44)는 FOUP(7)를 적재한 상태에서, 적재대 구동부(도시하지 않음)에 의해 전후 방향으로 이동하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 적재대(44)에는, FOUP(7) 내에 가스를 공급하는 제2 가스 주입 노즐(제2 가스 주입부)(44c)과, FOUP(7) 내로부터 가스를 배출하는 제2 가스 배출 노즐(제2 가스 배출부)(44d)이 각각 2군데에 설치되어 있다. 제2 가스 주입 노즐(44c)과, 제2 가스 배출 노즐(44d)은, 통상은 적재대(44)의 상면보다 하방에 위치하고, 사용 시에 상방으로 진출하여 FOUP(7)가 구비하는 가스 공급 밸브(73)와 가스 배출 밸브(74)(도 8 참조)에 각각 연결하게 되어 있다.

사용 시에는, 제2 가스 주입 노즐(44c)의 일단부가 FOUP(7)의 내부로 연통되고, 타단부에는 제2 가스 주입 밸브(44e)가 배치되어 있다. 동일하게, 제2 가스 배출 노즐(44d)의 일단부가 FOUP(7)의 내부로 연통되고, 타단부에는 제2 가스 배출 밸브(44f)가 배치되어 있다. 그리고, 가스 공급 밸브(73)를 통해 제2 가스 주입 노즐(44c)로부터 FOUP(7)의 내부 공간(Sf)으로 건조 질소 가스 등의 가스를 공급하고, 가스 배출 밸브(74)를 통해 제2 가스 배출 노즐(44d)로부터 내부 공간(Sf)의 가스를 배출함으로써, 가스 퍼지를 행하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 가스 공급량을 가스 배출량보다도 많게 함으로써, 외부나 하우징(3)의 내부 공간(Se)(도 2 참조)의 압력에 비해 내부 공간(Sf)의 압력을 높인 양압 설정으로 할 수도 있다. FOUP(7) 내(내부 공간(Sf))의 압력을 높임으로써, 도 11에 도시한 바와 같이, 덮개(72)의 표면이 맞닿음면(71b)보다도 도어부(81)를 향해 팽출되어 있다.

로드 포트(4)를 구성하는 베이스(41)는, 반송 공간(9)을 외부 공간으로부터 격리하는 전면벽(31)의 일부를 구성하고 있다. 도 5에 도시한 바와 같이 베이스(41)는, 양측방에 기립시킨 지주(41a, 41a)와, 이들에 의해 지지된 베이스 본체(41b)와, 이 베이스 본체(41b)에 대략 직사각형상으로 개방된 창부(41c)에 설치된 윈도우 유닛(90)으로 구성되어 있다. 여기서, 본원에서 말하는 대략 직사각형이란, 4변을 구비하는 직사각형을 기본 형상으로 하면서 4코너를 원호에 의해 부드럽게 연결한 형상을 말한다. 베이스 본체(41b)의 후방면의 외주 근방에는, 직사각형 프레임 형상으로 형성된 탄성재로서의 가스킷(47)(도 7 참조)이 설치되어 있다. 가스킷(47)은 가스의 투과가 적은 고무 재료에 의해 형성되어 있다.

윈도우 유닛(90)은, 상술한 FOUP(7)의 덮개(72)(도 8 참조)와 대향하는 위치에 설치되어 있다. 윈도우 유닛(90)은, 후에 상세하게 설명한 바와 같이 대략 직사각형상의 개구부(92)(도 15 참조)가 설치되어 있기 때문에, 이 개구부(92)를 통해 하우징(3)의 내부 공간(Se)을 개방할 수 있다. 그리고, 로드 포트(4)는, FOUP(7)를 설치 가능하게 구성된 윈도우 유닛(90)을 개폐하기 위한 개폐 기구(80)를 구비하고 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이 개폐 기구(80)는, 개구부(92)를 개폐하기 위한 도어부(81)와, 이것을 지지하기 위한 지지 프레임(83)과, 이 지지 프레임(83)을 슬라이드 지지 수단(84)을 통해 전후 방향으로 이동 가능하게 지지하는 가동 블록(85)과, 이 가동 블록(85)을 베이스 본체(41b)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 슬라이드 레일(86)을 구비하고 있다.

지지 프레임(83)은, 도 8에 나타내는 바와 같이 도어부(81)의 후부 하방을 지지하는 것이며, 하방을 향해 연장된 후에, 베이스 본체(41b)에 설치된 슬릿 형상의 삽입 관통 구멍(41d)을 통과하여 베이스 본체(41b)의 전방을 향해 돌출된 대략 크랭크 형상을 하고 있다. 그리고, 이 지지 프레임(83)을 지지하기 위한 슬라이드 지지 수단(84), 가동 블록(85) 및 슬라이드 레일(86)은 베이스 본체(41b)의 전방에 설치되어 있다. 즉, 도어부(81)를 이동시키기 위한 구동 개소가 하우징(3)의 외측에 있고, 만일 이들 부분에서 파티클이 발생한 경우에도, 삽입 관통 구멍(41d)을 슬릿 형상으로서 작게 함으로써, 파티클의 하우징(3) 내로의 진입을 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

이하, 개폐 기구(80)의 도어부(81)에 대하여 상세하게 설명한다. 도 8에 나타내는 바와 같이 도어부(81)에는, FOUP(7)가 윈도우 유닛(90)에 설치되었을 때, FOUP(7)와 도어부(81)의 사이에 가스를 주입하는 제1 가스 주입 노즐(제1 가스 주입부)(87)과, FOUP(7)와 도어부(81) 사이의 가스를 배출하는 제1 가스 배출 노즐(제1 가스 배출부)(88)이 설치되어 있다. 제1 가스 주입 노즐(87)의 일단부가 도어부(81)의 외표면까지 연장되고, 타단부에는 제1 가스 주입 밸브(87a)가 배치되어 있다. 동일하게, 제1 가스 배출 노즐(88)의 일단부가 도어부(81)의 외표면까지 연장되고, 타단부에는 제1 가스 배출 밸브(88a)가 배치되어 있다. 이에 의해, 후술하는 바와 같이 도어부(81)와 덮개(72)를 크랭크 조작에 의해 일체로 한 상태에서, 제1 가스 주입 노즐(87)이 밀폐 공간(Sd)(도 11 참조)에 연통되어 건조 질소 가스 등의 가스를 공급하고, 제1 가스 배출 노즐(88)이 밀폐 공간(Sd)에 연통되어 가스를 배출함으로써, 가스 퍼지를 행하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 제1 가스 배출 노즐(88)은 도중에 분기되어 균압 밸브(89)가 배치되어, 밀폐 공간(Sd)과 반송 공간(9)을 균압하는 균압용 노즐로서도 사용된다.

도 9는, 도어부(81)와 O링(제1 시일 부재)(94)의 관계를 나타내는 도면(8)의 부분 확대 단면도이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 도어부(81)의 FOUP(7)측 단부면(81c)이, O링(94)의 FOUP(7)측 단부로부터 원하는 치수 L2만큼 반송 공간(9)측에 있다. 이와 같이, 도어부(81)의 FOUP(7)측 단부면(81c) 전체가, O링(94)의 FOUP(7)측 단부보다 반송 공간(9)측에 위치한다. 따라서, 덮개(72)와 도어부(81)의 접촉을 확실하게 방지하여, O링(96)에 의한 베이스(41)와 도어부(81) 사이의 시일을 유지할 수 있다. 또한 도면 중, O링(94)의 FOUP(7)측 단부의 위치를 가상선 L1로 나타내고 있다. 치수 L2는 예를 들어 0.1mm 이상이며 3mm 이하이다.

또한, 도어부(81)의 전후 방향으로의 이동 및 상하 방향으로의 이동을 행하게 하기 위한 액추에이터(도시하지 않음)가, 각 방향마다 설치되어 있고, 이들에 제어부(Cp)로부터의 구동 명령을 부여함으로써, 도어부(81)를 전후 방향 및 상하 방향으로 이동시킬 수 있게 되어 있다.

또한, 베이스 본체(41b)의 전방에는, 수평 기초부(43) 바로 아래로부터 하측을 향해 연장되는 커버(46)(도 8 참조)가 설치되어 있고, 이 커버(46)의 내부에서 지지 프레임(83), 슬라이드 지지 수단(84), 가동 블록(85) 및 슬라이드 레일(86)을 덮어, 밀폐 상태가 되도록 하고 있다. 그 때문에, 베이스 본체(41b)에는 삽입 관통 구멍(41d)이 형성되어 있기는 하지만, 이 부분을 통해서, 하우징(3)(도 3 참조) 내의 가스가 외측으로 유출되지 않도록 되어 있다. 커버(46)의 내측에는, 제1 가스 주입 노즐(87)의 하단, 제1 가스 주입 밸브(87a), 제1 가스 배출 노즐(88) 및 제1 가스 배출 밸브(88a)가 설치되어 있다.

도어부(81)는, FOUP(7)의 덮개(72)를 흡착시키는 흡착부(79)(도 6 참조)와, FOUP(7)의 덮개(72)를 개폐하기 위한 래치 조작이나, 덮개(72)의 유지를 행하기 위한 연결 수단(82)(도 7 참조)을 구비하고 있다. 도어부(81)는 덮개(72)의 고정 및 고정의 해제를 행하여, FOUP(7)로부터 덮개(72)의 제거 및 설치가 가능하게 되어 있다. 연결 수단(82)에서는, 덮개(72)의 언래치 동작을 행함으로써 덮개(72)를 개방 가능한 상태로 함과 함께, 덮개(72)를 도어부(81)에 연결하여 일체화된 상태로 할 수 있다. 또한, 이것과는 반대로, 덮개(72)와 도어부(81)의 연결을 해제함과 함께, 덮개(72)를 본체(71)에 설치하여 폐지 상태로 할 수도 있다.

여기서, 도 15를 사용하여, 전술한 윈도우 유닛(90)의 상세한 구성에 대하여 설명을 행한다. 윈도우 유닛(90)은, 창틀부(91)와, 이것에 설치되는 탄성재로서의 O링(94, 96)과, O링(94)을 통해 FOUP(7)를 창틀부(91)에 대하여 밀착시키기 위한 인입 수단으로서의 클램프 유닛(50)으로 구성되어 있다.

창틀부(91)는, 내측에 대략 직사각형상의 개구부(92)가 형성된 프레임 형상을 이루고 있다. 창틀부(91)는, 윈도우 유닛(90)의 구성 요소로서 상술한 베이스(41)(도 5 참조)의 일부를 구성하는 것이기 때문에, 개구부(92)는 하우징(3)의 벽면으로서의 전면벽(31)을 개방하는 것이라고 할 수 있다. 창틀부(91)의 전방면에는, 개구부(92)의 주연 근방을 주회하도록 O링(94)이 배치되어 있다. 창틀부(91)의 후방면에는, 개구부(92)의 주연 근방을 주회하도록 O링(96)이 배치되어 있다.

개구부(92)는 FOUP(7)의 덮개(72)(도 8 참조)의 외주보다도 약간 크고, 이 개구부(92)를 통해 덮개(72)는 이동 가능하게 되어 있다. 또한, FOUP(7)를 적재대(44)에 적재시킨 상태에 있어서, 덮개(72)의 주위를 이루는 본체(71)의 전방면은 맞닿음면(71b)으로서, O링(94)을 통해 창틀부(91)의 전방면에 맞닿는다. 이에 의해, FOUP(7)가 윈도우 유닛(90)에 설치되었을 때, O링(94)은 개구부(92)(베이스(41))의 주연과 FOUP(7) 사이를 시일한다(도 16 참조).

또한, 창틀부(91)의 후방면에는, 상술한 도어부(81)가 O링(제2 시일 부재)(96)을 통해 맞닿게 되어 있다. 이에 의해, O링(96)이 개구부(92)의 주연과 도어부(81) 사이를 시일한다. 구체적으로는, 도어부(81)의 외주에 플랜지 형상으로 설치된 박육부(81a)가 맞닿는다. 이 때, 박육부(81a)의 내측에 형성된 후육부(81b)는, 개구부(92)보다도 작게 형성되어 있음으로써, 개구부(92)를 통해 전방을 향해 돌출되도록 되어 있다.

도 15로 돌아가서, 클램프 유닛(50)은, 창틀부(91)의 양측부에 있어서 상하 방향으로 이격되어 배치된 총 4군데에 설치되어 있다. 각 클램프 유닛(50)은, 대략 걸림 결합편(51)과 이것을 동작시키는 실린더(52)로 구성되고, FOUP(7)가 윈도우 유닛(90)에 설치된 상태에서, FOUP(7)를 베이스(41)측에 압박한다.

클램프 유닛(50)을 구성하는 실린더(52)는, 창틀부(91)의 후방에 설치되고, 창틀부(91)에 설치된 구멍부를 통해 전방을 향하여 진퇴 가능하도록 된 샤프트(53)를 구비하고 있다. 샤프트(53)의 선단에는 걸림 결합편(51)의 기단부(51a)가 설치되고, 이 기단부(51a)로부터 샤프트(53)의 외주 방향을 향해 선단(51b)이 연장되도록 되어 있다. 또한, 샤프트(53)의 외주에는, 축 방향을 따라서 90° 위상이 비틀린 가이드 홈(53a)이 형성되고, 그 내부에는 창틀부(91)측에 고정된 가이드 핀(54)이 반경 방향으로부터 삽입되어 있다. 그 때문에, 실린더(52)에 의한 진퇴 동작에 따라서 가이드 핀(54)에 의해 가이드 홈(53a)이 안내되고, 샤프트(53)는 축 중심 주위로 90° 회동한다.

그리고, 도 17에 도시한 바와 같이, 걸림 결합편(51)이 샤프트(53)와 함께 전방으로 튀어나온 경우에는 선단(51b)이 상측 방향을 향하고, 후방으로 인입된 상태가 된 경우에는 선단(51b)이 내측의 FOUP(7)를 향하는 방향이 된다. 클램프 조작에 의해, 걸림 결합편(51)은 선단(51b)이 내측을 향함으로써, FOUP(7)보다 측방으로 돌출된 플랜지부(71c)에 걸림 결합하는 것이 가능하게 되어 있다. 이렇게 걸림 결합한 상태를 유지하면서, 샤프트(53)가 실린더(52)에 의해 추가로 인입된다. 이에 의해, FOUP(7)의 맞닿음면(71b)을 O링(94)에 대하여 한층 강하게 밀착시킨 클램프 상태로 하는 것이 가능하게 되어 있다. 이러한 클램프 유닛(50)이 4군데에서 작용함으로써, O링(94)의 변형량을 균일하게 하여 보다 시일성을 높일 수 있다. 클램프 상태에 있어서도, FOUP(7)의 맞닿음면(71b)에 의해 베이스(41)측에 압박된 O링(94)의 FOUP(7)측 단부보다, 도어부(81)의 FOUP(7)측 단부면(81c)이 반송 공간(9)측에 위치하고 있다.

또한, 걸림 결합편(51)을 전방으로 이동한 경우에는, 선단(51b)이 상측을 향함으로써, 정면으로부터 보아 플랜지부(71c)와 간섭하지 않는 위치가 된다. 이렇게 함으로써, FOUP(7)를 적재대(44)와 함께 이동시킬 수 있다. 또한, 선단(51b)을 전방으로 이동시켰을 경우에는, 단순히 플랜지부(71c)와 간섭하지 않도록 할 수 있으면 되고, 선단(51b)은 상측 방향에 한정되지 않고 하측 방향이나 외측 방향이 되도록 설정해도 된다.

상기와 같이 구성한 로드 포트(4)는, 도 5에 나타내는 제어부(Cp)에 의해, 각 부에 구동 명령이 부여됨으로써 동작하도록 되어 있다. 또한 도 18에 도시한 바와 같이, 제어부(Ct)의 입력측은, 밀폐 공간(Sd)의 압력을 계측하는 압력계와, FOUP(7)의 내부 공간(Sf)의 압력을 계측하는 압력계와, 하우징(3)의 내부 공간(Se)의 압력을 계측하는 압력계에 접속되어 있다. 동일하게 제어부(Ct)의 입력측은, 밀폐 공간(Sd)의 습도를 계측하는 습도계와, FOUP(7)의 내부 공간(Sf)의 습도를 계측하는 습도계와, 하우징(3)의 내부 공간(Se)의 습도를 계측하는 습도계에 접속되어 있다. 산소 농도를 계측하기 위해 제어부(Ct)의 입력측은, 밀폐 공간(Sd)의 산소 농도를 계측하는 산소(농도)계와, FOUP(7)의 내부 공간(Sf)의 산소 농도를 계측하는 산소(농도)계와, 하우징(3)의 내부 공간(Se)의 산소 농도를 계측하는 산소(농도)계에 접속되어 있다. 유량에 대하여 제어부(Ct)의 입력측은, 제1 가스 주입 노즐(87)의 유량을 계측하는 유량계와, 제2 가스 주입 노즐(44c)의 유량을 계측하는 유량계와, 제3 가스 주입부(16)의 유량을 계측하는 유량계에 접속되어 있다.

제어부(Ct)의 출력측은, 유량 제어부(Cf)를 통해 제1 가스 주입 밸브(87a), 제1 가스 배출 밸브(88a), 제2 가스 주입 밸브(44e), 제2 가스 배출 밸브(44f), 제3 가스 주입 밸브, 제3 가스 배출 밸브, 가스 공급 수단(16), 가스 배출 수단(17) 및 균압 밸브(89)에 접속되고, 구동 제어부(Cd)를 통해 클램프 유닛(50), 연결 수단(82) 및 흡착부(79)에 접속되어 있다. 제어부(Ct)는 EFEM(1)에 설치되고 각종 메모리나, 유저에 의한 조작 입력을 접수하는 컨트롤러가 내장되어 있다. 유량 제어부(Cf), 구동 제어부(Cd)는 EFEM(1)의 컨트롤러 내에 설치되어 있다.

이하, 본 실시 형태의 로드 포트(4)를 사용한 경우의 동작예를, 도 8 내지 12를 사용하여 설명한다. 또한, 초기 상태에서는 각 밸브가 폐쇄되어 있다.

도 8은, 적재대(44) 상에 FOUP(7)를 적재시키고, 베이스(41)로부터 이격시킨 상태를 나타내고 있다. 이 상태에 있어서, 윈도우 유닛(90)을 구성하는 창틀부(91)(도 15 참조)의 후방면에 O링(96)을 통해 도어부(81)가 맞닿아 있는 점에서, 창틀부(91)와 도어부(81)의 사이에는 간극이 발생하는 일이 없어, 높은 시일성을 얻을 수 있다. 그 때문에, 하우징(3)의 내부 공간(Se)을 질소 가스 등으로 채운 상태로 하고 있어도, 외부로의 가스의 유출이나, 외부로부터 내부 공간(Se)으로의 가스의 유입을 억제할 수 있다.

도 19에 나타내는 바와 같이 스텝 S1에서는, FOUP(7)가, 로크 갈고리(44b)(도 5 참조)에 의한 로크 동작과, 위치 결정핀(44a)과의 위치 결정 작용에 의해, 적재대(44)에 대하여 적절한 위치로 되어 고정된다.

그리고, 적재대(44)가 구비하는 제2 가스 주입 노즐(44c)과 제2 가스 배출 노즐(44d)이 상방으로 돌출되고, FOUP(7)가 구비하는 가스 공급 밸브(73)와 가스 배출 밸브(74)에 각각 접속된다. 그 후, 스텝 S2에서, 제2 가스 주입 밸브(44e)를 개방함으로써 제2 가스 주입 노즐(44c)로부터 가스 공급 밸브(73)를 통해 후레쉬한 건조 질소 가스가 공급된다. 동시에 제2 가스 배출 밸브(44f)를 개방함으로써, 그 때까지 내부 공간(Sf)에 머물고 있던 가스를 가스 배출 밸브(74)를 통해 제2 가스 배출 노즐(44d)로부터 배출한다. 이렇게 가스 퍼지를 행함으로써, 내부 공간(Sf)을 질소 가스로 채움과 함께, 하우징(3)의 내부 공간(Se)보다도 압력을 높은 상태로 한다. 또한, FOUP(7) 내로의 질소 가스의 충전은, 이 플로우가 종료될 때까지 계속된다.

다음으로 스텝 S3에서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 적재대(44)를 후방을 향해 이동시켜, FOUP(7)의 맞닿음면(71b)을 창틀부(91)에 맞닿게 한다. 이 때, 도어부(81)의 단부면(81c)이 O링(94)의 FOUP(7)측 단부보다도 소정의 치수 L2만큼, 반송 공간(9)측에 위치하고 있다. 따라서, FOUP(7)의 덮개(72)가 도어부(81)측으로 팽출되어 있어도, FOUP(7)를 윈도우 유닛(90)에 접근시키면, FOUP(7)의 맞닿음면(71b)이 O링(94)과 맞닿아, 덮개(72)가 도어부(81)의 단부면(81c)에 접촉하는 일은 없다(도 11 참조). 따라서, O링(96)과 도어부(81) 사이의 시일이 확실하게 유지된다. 이와 같이, 맞닿음면(71b)을 O링(94)을 통해 창틀부(91)와 맞닿게 하고, 도어부(81)가 O링(96)을 통해 창틀부(91)와 맞닿으므로, 밀폐 공간(Sd)이 형성된다. 밀폐 공간(Sd)을 형성하는 베이스(41), O링(94, 96), 덮개(72) 및 도어부(81)에, 개구부(92), 제1 가스 주입 노즐(87) 및 제1 가스 배출 노즐(88)을 더하여 도어 개폐 시스템을 구성하고 있다.

적재대(44)를 이동시키는 경우에는, 미리 클램프 유닛(50)을 구성하는 실린더(52)에 의해 걸림 결합편(51)(도 15 참조)을 전방을 향해 돌출시키고, 선단(51b)이 상측 방향을 향한 상태로 하여 FOUP(7)에 간섭하지 않도록 해둔다.

이 후, 스텝 S4에서는, FOUP(7)를 클램프하여 윈도우 유닛(90)에 고정시킨다. 이에 의해, 도어부(81)와 덮개(72)가 이격된 상태로부터 도어부(81)를 향해 FOUP(7)를 접근시킴으로써, O링(94)이 압박되어 탄성 변형되고, FOUP(7)와 베이스(41) 사이의 시일성을 향상시킬 수 있다(도 12 참조). 또한, 클램프 유닛(50)에 의해 FOUP(7)를 도어부(81)를 향해 접근시킨 후의 도어부(81)와 덮개(72)의 거리가, 상술한 래치 조작이나 언래치 동작을 행할 수 있는 거리로 설정해두는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 클램프 유닛(50)을 구성하는 실린더(52)에 의해 걸림 결합편(51)을 후방을 향해 인입하고, 선단(51b)이 내측을 향한 상태로 하여 FOUP(7)의 플랜지부(71c)에 걸림 결합시킨다. 또한 선단(51b)을 삽입함으로써 FOUP(7)의 맞닿음면(71b)을 보다 O링(94)에 밀착시켜, 시일성을 높인 상태로 한다. 이들 일련의 동작을 클램프 조작이라고 한다. 이 때, 도 11에 도시한 바와 같이, 덮개(72)와 도어부(81) 사이에는 공간(Sg)이 형성되고, 연결 수단(82)을 장착하는 장착 구멍(75)을 통해 덮개의 내부 공간(Sc)과 연통되어 있다. 이 공간(Sg)과 공간(Sc)이, FOUP(7)와 도어부(81) 사이에서 시일된 밀폐 공간(Sd)을 형성하고 있다.

스텝 S5에서는, 도어부(81)에 설치된 연결 수단(82)(도 7 참조)을 동작시킴으로써, 덮개(72)를 언래치 상태로 하여 본체(71)로부터 제거 가능하게 함과 함께, 흡착부(79)를 통해 도어부(81)가 덮개(72)를 일체적으로 유지하는 상태로 한다.

스텝 S6에서는, 제1 가스 주입 밸브(87a)를 개방함으로써 제1 가스 주입 노즐(87)로부터 질소 가스가 밀폐 공간(Sd)에 공급된다. 동시에, 제1 가스 배출 밸브(88a)를 개방함으로써 그 때까지 밀폐 공간(Sd)에 머물고 있던 가스(대기)를 제1 가스 배출 노즐(88)로부터 배출한다. 그리고 소정 시간의 경과 후, 제1 가스 주입 밸브(87a)와 제1 가스 배출 밸브(88a)를 닫음으로써, 밀폐 공간(Sd)으로의 가스의 충전을 종료한다. 또한, 제1 가스 주입 노즐(87)에 의해, 밀폐 공간(Sd)에 가스를 주입하는 가스 주입 동작과, 제1 가스 배출 노즐(88)에 의해, 밀폐 공간(Sd)에 가스를 배출하는 배출 동작을 반복해도 된다. 여기서, 대기는, 웨이퍼(W)를 산화시키는 등, 웨이퍼(W)의 성상을 변화시킬 우려가 있는 산소, 수분, 파티클 등을 포함한다. 또한 밀폐 공간(Sd)에 머물고 있던 가스(대기)를 배출한다는 것은, FOUP(7)와 도어부(81) 사이에 존재하는 대기뿐만 아니라, 덮개(72)의 내부에 존재하는 대기를 배출하고, 가스를 충전할 수 있음을 의미한다.

스텝 S7에서는, FOUP(7)의 내부 공간(Sf)과 밀폐 공간(Sd)을 균압으로 한다. 구체적으로는, 클램프 조작 후의 내부 공간(Sf)의 압력을 P1, 밀폐 공간(Sd)의 압력을 P2라 했을 때, P1과 P2가 근접하도록 제어한다.

이 압력 조정은, 밀폐 공간(Sd) 및 FOUP(7)의 압력계에서 검지하는 압력에 의해, 제1 가스 주입 노즐(87)과 제1 가스 배출 노즐(88)의 유량을 조정함으로써 행해진다. 단, 압력 조정은 압력계를 사용하지 않고 행해도 된다. 구체적으로는, 제1 가스 주입 노즐(87) 및 제1 가스 배출 노즐(88)의 유량과, 제2 가스 주입 노즐(44c) 및 제2 가스 배출 노즐(44d)의 유량으로부터 압력을 추정하고, 이 추정 압력에 기초하여 압력 조정을 행해도 된다. 이 경우에는 압력계를 사용하지 않아도 압력 조정을 할 수 있기 때문에, 비용을 삭감시킬 수 있다. 압력을 추정할 때, 산소 농도계에 의한 도달 산소 농도 또는 습도계에 의한 도달 습도도 고려하여 추정해도 된다.

압력의 조정은, 다양한 방법으로 행해진다. 사용하는 FOUP가 미리 결정되어 있으면, 사용하는 FOUP(7)의 내부 공간(Sf)이나 FOUP(7)의 덮개 체적이 결정되므로, 밀폐 공간(Sd)의 체적을 대략 추정할 수 있다. 그래서, 밀폐 공간(Sd)을 소정 시간, 소정 유량의 가스를 충전함으로써, 밀폐 공간(Sd)의 압력 P2를, 소정의 압력으로 압력 조정하는 것도 가능하다. 이 경우, 압력 조정을 위해 압력계, 산소 농도계, 습도계를 사용하지 않아도 된다.

여기에서는 압력 P2의 조정 방법을 설명했지만, 이들은 압력 P1 및 P3을 조정하기 위해 사용할 수도 있다. 또한, 압력 조정은 유량의 조정뿐만 아니라 균압 밸브에 의한 조정, 및 유량과 균압 밸브의 조합으로 행해도 된다. 이들 압력 조정에 사용하는 기구를 통합하여 압력 조정 수단이라고 한다.

스텝 S8에서는 도 13에 도시한 바와 같이, 지지 프레임(83)과 함께 도어부(81) 및 덮개(72)를 후방을 향해 이동시킨다. 이렇게 함으로써, FOUP(7)의 덮개(72)를 본체(71)로부터 이격시켜 내부 공간(Sf)을 개방함과 함께, 도어부(81)를 개구부(92)로부터 이격시켜 하우징(3)(내부 공간(Se))을 개방한다. 이 때, FOUP(7)의 맞닿음면(71b)이 O링(94)을 통해 윈도우 유닛(90)에 밀착되어 있는 점에서, 하우징(3) 및 FOUP(7)와 외부의 사이에서의 가스 유출이나 유입을 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, FOUP(7)의 압력이 높게 되어 있는 점에서, FOUP(7)의 내부 공간(Sf)으로부터 하우징(3) 내를 향하여 가스의 흐름이 발생한다. 그 때문에, FOUP(7) 내로의 하우징(3)으로부터의 파티클 등의 진입을 억제하여, FOUP(7) 내를 청정하게 유지하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 제2 가스 주입 노즐(44c)을 통해 저유량의 가스를 계속적으로 공급하는 것도, 파티클의 진입 방지를 위해서는 적합하다. 이 후, 압력 조정을 종료한다.

다음으로 스텝 S9에서는 도 14에 도시한 바와 같이, 지지 프레임(83)과 함께 도어부(81) 및 덮개(72)를 하방으로 이동시킨다. 이렇게 함으로써, FOUP(7)의 반출입구로서의 개구(71a)의 후방을 크게 개방할 수 있고, FOUP(7)와 EFEM(1) 사이에서 웨이퍼(W)의 이동을 행하는 것이 가능해진다. 이렇게 도어부(81)를 이동시키기 위한 기구가, 모두 커버(46)에 의해 덮여 있기 때문에, 하우징(3) 내의 가스의 외부로의 누출을 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

이상과 같이, FOUP(7)의 개구(71a)를 개방할 때의 동작을 설명했지만, FOUP(7)의 개구(71a)를 폐지할 때에는, 상기와 반대의 동작을 행하게 하면 된다. 단, 도어 개폐 시스템의 운용상, FOUP(7)의 개구(71a)를 폐지할 때에 있어서 내부 공간(Sf) 내의 압력이나 산소 농도, 습도 농도 등이 문제없는 레벨인 경우, S6이나 S7의 스텝을 생략할 수 있다.

이러한 동작을 반복함으로써, O링(94, 96)은 덮개(72) 또는 도어부(81) 사이에서 탄성 접촉이 반복되어, 새로운 파티클이 발생하는 경우도 있다. 이러한 파티클은, 덮개(72) 또는 도어부(81)를 개방했을 때, 하우징(3)의 내부에 형성된 다운 플로우에 의해 하방으로 이동된다. 그 때문에, 웨이퍼(W) 표면에 부착되는 일없이, 웨이퍼(W) 표면을 청정한 상태로 유지하는 것이 가능하게 되어 있다.

[본 실시 형태의 로드 포트의 특징]

본 실시 형태의 로드 포트(4)에는 이하의 특징이 있다.

본 실시 형태의 로드 포트(4)에서는, 가령 FOUP(7)의 덮개(72)가 베이스(41)측으로 팽창되어 있다고 해도, FOUP(7)를 개구부(92)에 설치했을 때, 도어부(81)의 FOUP(7)측 단부면이 제1 시일 부재(94)의 FOUP(7)측 단부보다도 반송 공간(9)측에 위치하므로, 덮개(72)와 도어부(81)가 접촉하지 않는다. 이에 의해, 덮개(72)가 도어부(81)에 접촉하여 파편이 비산되는 것을 방지하여, 로드 포트(4)의 주변 공간을 청정하게 유지할 수 있다. 또한, 도어부(81)에 미리 부착되어 있는 티끌이 접촉의 충격으로 날아올라가거나, 접촉의 충격으로 FOUP(7)가 흔들려, FOUP(7) 저부의 티끌이 비산되거나 수용물의 위치가 어긋나는 것을 저감시킬 수 있다.

본 실시 형태의 로드 포트(4)에서는, 클램프되어, 베이스(41)측에 압박된 제1 시일 부재(94)의 FOUP(7)측 단부보다, 도어부(81)의 FOUP(7)측 단부면의 적어도 일부가 반송 공간(9)측에 위치한다. 따라서, FOUP(7)를 개구부에 설치한 상태에서, 덮개(72)와 도어부(81)의 접촉을 확실하게 방지할 수 있다.

본 실시 형태의 로드 포트(4)에서는, 가령 FOUP(7)의 덮개(72)가 베이스(41)측으로 팽창되어 있다고 해도, 덮개(72)와 도어부(81)의 접촉을 확실하게 방지할 수 있다.

[본 실시 형태의 도어 개폐 시스템의 특징]

본 실시 형태의 도어 개폐 시스템에는 이하의 특징이 있다.

본 실시 형태의 도어 개폐 시스템 또는 로드 포트(4)에서는, 제1 시일 부재(94)를 통해 FOUP(7)가 개구부(92)와 맞닿는 상태에 있을 때, 즉, FOUP(7)가 개구부(92)에 설치되었을 때, FOUP(7)와 도어부(81) 사이의 밀폐 공간(Sd)에 가스를 주입하는 제1 가스 주입 노즐(87)과, 밀폐 공간(Sd)의 가스를 배출하는 제1 가스 배출 노즐(88)을 구비하였다. 이에 의해, FOUP(7)가 개구부(92)에 설치된 상태에서, FOUP(7)와 도어부(81) 사이의 대기를 제거하고 질소 가스를 충전(퍼지)할 수 있다. 따라서, FOUP(7)와 도어부(81) 사이에 존재하여 웨이퍼(W)를 산화시키는 등, 웨이퍼의 성상을 변화시킬 우려가 있는 산소, 수분, 파티클 등을 포함하는 대기가, 도어부(81)를 개방했을 때에 반송 공간(9) 및 FOUP(7)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 바꿔 말하면, FOUP(7)의 덮개(72)를 개방하여 밀폐 공간(Sd)이 개방되기 전에, 밀폐 공간(Sd)의 산소, 수분, 파티클을 배제할 수 있다. 이에 의해, 덮개(72)의 개방 시에 산소 등이 FOUP(7) 내나 반송 공간(9)으로 누출되는 일없이, FOUP(7) 내 및 반송 공간(Sd)의 청정도를 유지할 수 있다.

본 실시 형태의 도어 개폐 시스템에서는, 제1 가스 주입 노즐(87)에 의한 가스 주입 동작과, 제1 가스 배출 노즐(88)에 의한 가스 배출 동작이 반복되므로, FOUP(7)와 도어부(81) 사이에 존재하는 대기를 확실하게 제거하여 가스를 충전할 수 있다.

본 실시 형태의 도어 개폐 시스템에서는, FOUP(7)를 베이스(41)에 클램프할 때, 도어부(81)와 덮개(72)가 이격된 상태로부터, 도어부(81)를 향해 FOUP(7)를 접근시킨다. 이에 의해, O링(94)을 통해 FOUP(7)와 베이스(41) 사이의 시일성이 향상된다.

본 실시 형태의 도어 개폐 시스템에서는, FOUP(7)에 대한 덮개(72)의 고정을 해제하면, FOUP(7)의 내부 공간(Sf)과 밀폐 공간(Sd)이 연통되는 경우가 있다. 이 때, P1과 P2의 압력차가 크면, FOUP(7)와 밀폐 공간(Sd) 사이를 이동하는 기체의 유량이 커지므로, FOUP(7) 저부에 퇴적되어 있는 파티클을 날아오르게 하여, 웨이퍼(W)를 오염시킬 우려가 있다. 그래서, P1과 P2가 근접하도록 제어함으로써 FOUP(7)와 밀폐 공간(Sd) 사이에서 이동하는 기체의 양을 저감시키고, 파티클의 비산을 억제함으로써 웨이퍼(W)의 오염을 방지할 수 있다.

본 실시 형태의 도어 개폐 시스템을 구비한 로드 포트(4)에서는, 개구부(92)를 개방했을 때에 FOUP(7)의 덮개(72)를 확실하게 떼어냄과 함께, 개구부(92)를 폐지했을 때에 덮개(72)를 설치하므로, 각 조작을 신속히 행할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면에 기초하여 설명했지만, 구체적인 구성은, 이들 실시 형태에 한정되는 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명뿐만 아니라 특허 청구 범위에 의해 개시되고, 또한 특허 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.

상기 실시 형태에서는 도 19의 스텝 S6에서, 제1 가스 주입 노즐(87)이 밀폐 공간(Sd)에 질소 가스를 공급하고, 제1 가스 배출 노즐(88)이 밀폐 공간(Sd)으로부터 가스를 배출함으로써 가스 퍼지를 행하고 있었다. 그러나 이것에 한정되지 않고, 제1 가스 배출 노즐(88)이 부압 배기를 행해도 된다. 구체적으로는, 제1 가스 배출 노즐(88)에 의해 밀폐 공간(Sd)에 존재하는 대기를 흡인하여 부압으로 한 후, 제1 가스 주입 노즐(87)이 질소 가스를 공급한다. 이에 의해, 효율적으로 밀폐 공간(Sd)에 가스를 충전할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 제어부(Ct), 유량 제어부(Cf), 구동 제어부(Cd)를 EFEM(1)에 설치하였다. 그러나 이것에 한정되지 않고, 제어부(Ct), 유량 제어부(Cf), 구동 제어부(Cd)의 일부 또는 모두를 로드 포트(4)에 설치해도 된다. 이 때 로드 포트(4)에는, EFEM(1)의 컨트롤러 등의 상위 컴퓨터로부터의 신호를 수신하는 수신부가 설치된다. 각 제어부가 로드 포트(4)에 설치된 경우에는, 도 27에 도시한 바와 같이, 제어부(Ct)의 입력측은, 밀폐 공간(Sd) 및 FOUP(7)의 내부 공간(Sf)의 압력계, 습도계, 산소계에 접속됨과 함께, 제1 가스 주입 노즐 및 제2 가스 주입 노즐의 유량계에 접속되어 있다.

상기 실시 형태에서는 도 19의 스텝(7)에서, 내부 공간(Sf)의 압력 P1과 밀폐 공간(Sd)의 압력 P2를 접근시켰다. 그러나 이것에 한정되지 않고, 반송 공간(9) 내의 압력을 P3으로 하여, P1과 P2와 P3이 근접하도록 제어해도 된다. 구체적으로는, P1, P2, P3 중 어느 하나에 맞추고, 나머지 2개의 압력을 조정해도 된다. 이 경우, 밀폐 공간(Sd), FOUP 내부 공간(Sf), 하우징 내부 공간(Se) 중, 체적이 가장 큰 하우징 내부 공간(Se)의 압력 P3에, P1, P2의 압력이 접근하도록 조정하면, 압력 조정 시간을 짧게 할 수 있다. 또한 P1, P2, P3을 소정의 압력값에 근접하도록 제어해도 된다. 도어부(81)가 개구부(92)를 개방하면, FOUP(7) 내의 공간(Sf)과 밀폐 공간(Sd)과 반송 공간(9)이 연통된다. 이 때, 가령 각 공간의 압력차가 크면, 각 공간의 사이를 이동하는 기체의 유량이 커지므로, 각 공간에 존재하는 파티클을 날아오르게 할 우려가 있다. 그래서, P1과 P2와 P3이 근접하도록 제어함으로써 FOUP(7)와 밀폐 공간(Sd)과 반송 공간(9) 사이에서 이동하는 기체의 양을 저감시키고, 파티클의 비산을 억제함으로써 각 공간의 오염을 방지할 수 있다.

또한, 스텝 S7에서 P1과 P2를 접근시키지 않고, P1, P2, P3이 순서대로 높아지도록 제어해도 된다. 압력 P1, P2, P3이 순서대로 높아지도록 제어함으로써, FOUP(7) 내의 공간(Sf)과 밀폐 공간(Sd)과 반송 공간(9) 중, 인접하는 공간의 압력차가 작아진다. 이에 의해, 도어부(81)가 개구부(92)를 개방하여 각 공간이 연통되었을 때, 인접하는 공간의 압력차가 커지는 경우와 비교하여 각 공간의 사이를 이동하는 기체의 유량을 작게 할 수 있다. 따라서, FOUP(7)와 밀폐 공간(Sd)과 반송 공간(9) 사이에서 이동하는 기체의 양을 저감시키고, 파티클의 비산을 억제함으로써 각 공간의 오염을 방지할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 용기로서 웨이퍼 반송에 사용되는 FOUP(7)를 채용하였다. 그러나 웨이퍼 수용 용기로서는 이것에 한정되지 않고, MAC(Multi Application Carrier), H-MAC(Horizontal-MAC), FOSB(Front Open Shipping Box) 등을 채용해도 된다. 또한, 용기는 웨이퍼 수용 용기에 한정되지 않고, 불활성 가스를 충전한 상태에서 반송되는 전자 부품과 같은 수용물을 수용하는 밀폐 용기에도 적용할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 로드 포트는 EFEM에 설치되어 있었다. 그러나, 로드 포트에 적재된 용기 내의 수용물의 재배열이나 다른 로드 포트에 적재된 용기의 수용물을 교환하기 위한 반송실을 구비하는 소터나, 프로세스 장치 자체를 반송실로 하여, 프로세스 장치 자체에 로드 포트가 설치되는 장치에도 적용할 수 있다.

상기 실시 형태에서는 실린더(52)를 갖는 클램프 유닛(50)을 채용했지만, 이것에 한정되지 않는다. 도 20의 (a)에 도시한 바와 같이, 창틀부(91)에 설치된 클램프 유닛(100)은, 지지편(101)과, 지지편(101)에 회전 가능하게 지지된 막대 형상의 회전체(103)와, 회전체(103)를 구동하는 모터(106)를 갖는다. 지지편(101)은 창틀부(91)로부터 전방을 향해 연장되고, 그 중공부(102)에서 회전체(103)를 회동 가능하게 지지하고 있다(도 21의 (b) 참조). 회전체(103)는, 상단부 및 축 방향의 중앙부로부터 돌출되는 압박편(107)을 갖고 있다(도 20의 (b) 참조). 압박편(107)의 선단에는 압박 돌기(108)(도 22 참조)가 형성되고, 이 압박 돌기(108)를 통해 FOUP(7)의 플랜지부(71c)를 클램프한다. 수평 기초부(43)에 매설된 모터(106)는 회전체(103)의 하단부와 연결되고, 회전체(103)를 축 주위에 회전시킨다.

도 21의 (a)에 도시한 바와 같이, 클램프를 해제한 상태에서는, 압박편(107)이 창틀부(91)와 수직으로 수평 방향 전방을 향해 연장되어 있다(아울러 도 22의 (a) 참조). 이 상태로부터 모터(106)가 회전체(103)를 회전 구동시킴으로써, 도 22의 (b)에 도시한 바와 같이, 압박편(107)이 회전체(103)의 축 주위로 회전한다. 또한 회전체(103)를 회전시킴으로써, 압박편(107)이 압박 돌기(108)를 통해 플랜지부(71c)를 압박하여 FOUP(7)를 클램프한다(아울러 도 20의 (b) 참조). 또한, 회전체(103)를 회전시키는 구동부로서 모터(106) 대신에, 에어 구동식의 캠 등을 사용해도 된다.

상기 구성의 클램프 유닛(100)을 채용함으로써, 클램프 유닛(100)의 전후 방향의 두께를 얇게 함과 함께, 클램프 유닛(100)을 외부 공간측에 배치할 수 있으므로, 반송 공간(9) 내에서 가동하는 웨이퍼 반송 장치(2)와의 간섭을 방지할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 도어부(81)의 FOUP(7)측 단부면(81c)의 전체가, O링(94)의 FOUP(7)측 단부보다 반송 공간(9)측에 위치하고 있다. 그러나, 도어부(81)의 FOUP(7)측 단부면(81c)의 적어도 일부가, O링(94)의 FOUP(7)측 단부보다 반송 공간(9)측에 위치하고 있으면 된다.

도 23의 (a)에 도시한 바와 같이, 도어부(81)의 FOUP(7)측(전방측)의 단부면(110)에, 반송 공간(9)측으로 오목해지는 함몰 오목부(111)가 형성되어 있다. 이 함몰 오목부(111)의 저면(112)이, O링(94)의 FOUP(7)측 단부의 위치를 나타내는 가상선 L1보다도 반송 공간(9)측에 위치하고 있다. 바꿔 말하면, 도어부(81)의 FOUP(7)측 단부면(110)의 적어도 일부(저면(112))가, 제1 시일 부재(94)의 FOUP(7)측 단부보다 반송 공간(9)측에 위치하고 있다. 이에 의해, 상기 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 단부면(110)의 적어도 일부란, 주로 도어부(81)의 중앙부 근방이나 중앙부 주변 영역을 가리킨다. 또한, 단부면(110)의 개념에는, FOUP(7)에 대한 덮개(72)의 고정 및 고정의 해제를 행하는 래치 기구, 덮개(72)와 도어부(81)를 고정하는 흡착부(79)나 덮개(72)를 도어부(81)에 위치 결정하기 위한 레지스트레이션 핀(도시하지 않음)을 포함하지 않는다. 한편, 단부면(110)의 외주에 형성된 외주면(113)은, FOUP(7) 및 덮개(72)의 종류나 제조 시의 정밀도 오차에 의해 가상선 L1보다도 FOUP(7)측에 위치하고 있다. 또한, FOUP(7)의 맞닿음면(71b)이 덮개(72)보다도 반송 공간(9)측에 위치하고 있으므로, 맞닿음면(71b)이 O링(94)과 맞닿아서 밀폐 공간(Sd)을 형성할 수 있다.

도 23의 (b)에 도시한 바와 같이, 도어부(81)의 FOUP(7)측(전방측)의 단부면(116)에, 반송 공간(9)측으로 오목해지는 만곡면(117)이 형성되어 있다. 이 만곡면(117)이, O링(94)의 FOUP(7)측 단부의 위치를 나타내는 가상선 L1보다도 반송 공간(9)측에 위치하고 있다. 바꿔 말하면, 도어부(81)의 FOUP(7)측 단부면(116)의 대부분이, 제1 시일 부재(94)의 FOUP(7)측 단부보다 반송 공간(9)측에 위치하고 있다. 이에 의해, 상기 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 한편, 단부면(116)의 외주에 형성된 외주면(113)은, 제조 시의 정밀도 오차에 의해 가상선 L1보다도 FOUP(7)측에 위치하고 있다. 또한, FOUP(7)의 일부(덮개(72))가 반송 공간(9)측을 향해 만곡되어 있다. 또한, FOUP(7)의 맞닿음면(71b)이 덮개(72)의 외주부보다도 반송 공간(9)측에 위치하고 있으므로, 맞닿음면(71b)이 O링(94)과 맞닿아서 밀폐 공간(Sd)을 형성할 수 있다. 이와 같이, 만곡면(117)의 형상이, FOUP(7) 내의 압력을 높여 팽창한 팽창면(118)에 대응함으로써, 가령 FOUP(7)가 다양한 형상으로 팽창되어 있다고 해도, FOUP(7)와 도어부(81)의 접촉을 확실하게 방지할 수 있다.

도 23의 (a)의 변형예로서 도 24의 (a)에 도시한 바와 같이, 도어부(81)의 단부면(110)에 함몰 오목부(111)가 형성되는 한편, 외주면(113)은 가상선 L2보다도 반송 공간(9)측에 위치하는 구성을 채용해도 된다. 즉, 본 변형예는, 도어부(81)의 단부면(110) 전체가, 제1 시일 부재(94)의 FOUP(7)측 단부보다 반송 공간(9)측에 위치하고 있다. 이에 의해, 덮개(72)가 반송 공간(9)측으로 돌출되어 있어도, 덮개(72)와 도어부(81)의 간섭을 방지하고, 또한 맞닿음면(71b)이 시일 부재(94)와 맞닿을 수 있다.

도 23의 (b)의 변형예로서 도 24의 (b)에 도시한 바와 같이, 도어부(81)에 만곡면(117)이 형성되는 한편, 외주면(113)은 가상선 L2보다도 반송 공간(9)측에 위치하는 구성을 채용해도 된다. 즉, 본 변형예는, 도어부(81)의 단부면(110) 전체가, 제1 시일 부재(94)의 FOUP(7)측 단부보다 반송 공간(9)측에 위치하고 있다. 이에 의해, 팽창면(118)을 갖는 덮개(72)가 반송 공간(9)측으로 돌출되어 있어도, 덮개(72)와 도어부(81)의 간섭을 방지하고, 또한 맞닿음면(71b)이 시일 부재(94)와 맞닿을 수 있다.

도어부(81)에 의해, FOUP(7)로부터 팽창한 덮개(72)를 떼어낸 후, 덮개(72)의 팽창이 원래의 상태로 복귀되는 경우가 있다. 이 때, 도 24의 (a) 및 도 24의 (b)과 같이 도어부(81)의 단부면(110) 전체가 제1 시일 부재(94)보다도 반송 공간(9)에 위치하고 있으면, 래치 기구나 흡착부의 종류에 따라서는, FOUP(7)에 대한 덮개(72)의 고정 및 FOUP(7)에의 덮개(72)의 설치를 적절하게 행할 수 없는 경우가 있다. 이 때문에, 상기 동작을 행하는 위치를, FOUP(7)에 대한 덮개(72)의 고정 해제 및 FOUP(7)로부터 덮개(72)를 떼어내는 위치보다도, 소정 거리만큼 FOUP(7)측의 위치에서 행해도 된다. 이 소정 거리는, 덮개(72)의 팽창률이나, 래치 기구나 흡착부의 종류에 따라서 적절하게 설정된다.

상기 실시 형태에서는, 각각 독립된 제1 가스 주입 노즐(87), 제2 가스 배출 노즐(88), 제2 가스 주입 노즐(44c) 및 제2 가스 배출 노즐(44d)를 사용하여 압력 조정을 행했지만, 이것에 한정되지 않는다.

도 25 및 도 26에 도시한 바와 같이, 가스를 공급하는 제1 공급 노즐(120)이 제2 가스 주입 노즐(44c)에 합류되어 있다. 제2 가스 배출 노즐(44d)과 제1 가스 주입 노즐(87)을 중간 노즐(121)을 통해 연결되어 있다. 또한 제2 가스 주입 노즐(44c)과 제2 가스 배출 노즐(88)을 접속 노즐(122)을 통해 연결되어 있다. 중간 노즐(121)은 도중에 제2 공급 노즐(123)과 합류되어 있다.

도 25에 나타내는 바와 같이 압력 P1이 P2보다 높을 때, 제1 밸브(125)와 제2 밸브(126)를 개방하고, 제3 밸브(127)로부터 제6 밸브(130)까지를 폐지하고 있다. 따라서, 제1 공급 노즐(120)로부터 공급된 가스가 제2 가스 주입 노즐(44c)을 통해 FOUP(7)에 유입된다. FOUP(7)로부터 배출된 가스는 제2 가스 배출 노즐(44d)로부터 제2 밸브(126)를 통해 중간 노즐(121) 내를 유동한다. 그리고, 제1 가스 주입 노즐(87)을 통해 밀폐 공간(Sd)에 공급된 가스는, 제2 가스 배출 노즐(88)로부터 배출되어, 접속 노즐(122), 제2 가스 주입 노즐(44c)의 순서대로 유동한다. 제2 가스 주입 노즐(44c)에서는 제1 공급 노즐(120)로부터 새롭게 공급된 가스와 합류한다. 가스가 상기 유로를 유동함으로써, FOUP(7) 내의 압력 P1과 밀폐 공간(Sd) 내의 압력 P2가 근접한다.

도 26에 나타내는 바와 같이 압력 P1이 P2보다 낮을 때, 제4 밸브(128)와 제5 밸브(129)를 개방하고, 제1 밸브(125)로부터 제3 밸브(127)까지, 및 제6 밸브(130)를 폐지하고 있다. 따라서, 제4 밸브(128)를 통해 제2 공급 노즐(123)로부터 공급된 가스가 중간 노즐(121) 및 제1 가스 주입 노즐(87)을 통해 밀폐 공간(Sd)에 유입된다. 밀폐 공간(Sd)으로부터 배출된 가스는 제2 가스 배출 노즐(88), 접속 노즐(122)을 순서대로 유동하고, 제2 가스 주입 노즐(44c)을 통해 FOUP(7)에 유입된다. FOUP(7)로부터 배출된 가스는 제2 가스 배출 노즐(44d)로부터 제5 밸브(129)를 통해 외부로 토출된다. 가스가 상기 유로를 유동함으로써, FOUP(7) 내의 압력 P1과 밀폐 공간(Sd) 내의 압력 P2가 근접한다. 또한, 압력 P1과 P3을 조정하는 경우, 반송 공간(9)에 배치된 제3 밸브(127)만을 개방한다. 이에 의해, 제2 가스 주입 노즐(44c)과 접속 노즐(122)을 통해 FOUP(7) 및 반송 공간(9)을 연통하여 균압으로 할 수 있다.

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

상기 실시 형태에서는 제1 시일 부재(94), 제2 시일 부재(96)로서, O링을 예로 했지만, 이들에 한정되지 않고, 시일성(밀폐성)을 담보하는 부재이면 된다.

또한, 시일 부재로서 O링 대신에, 유체의 도입 또는 배출에 의해 팽창 또는 수축하는 중공 시일 부재를 배치해도 된다. 이 중공 시일 부재를 제1 시일 부재(94)에 사용한 경우, FOUP(7)를 베이스(41)에 맞닿게 한 후, 중공 시일 부재를 팽창시킴으로써 FOUP(7)와 베이스(41)의 밀착성을 얻을 수 있다. 또한, 중공 시일 부재의 팽창은, 보다 밀착성을 높이기 위해서, 클램프 유닛(50)에 의한 클램프 후에 행하는 것이 바람직하다. 이 때, 클램프에 의해 작용하는 힘과, 중공 시일 부재의 팽창에 의해 작용하는 힘에 의해 중공 시일 부재가 찌부러지고, 시일성을 높일 수 있다.

상기 실시 형태의 스텝 S4에서는, FOUP(7)를 베이스(41)에 클램프할 때, 도어부(81)를 향해 FOUP(7)를 근접시켰다. 그러나 이것 대신에, 밀폐 공간(Sd)이 형성된 후, 도어부(81)와 덮개(72)가 이격된 상태로부터, 덮개(72)를 향해 도어부(81)를 전진시켜도 된다(도 28 참조). 또한, 이 전진은 도어부(81)와 덮개(72)를 근접시키고, 덮개(72)를 언래치 상태로 하기 위해 행해진다. 따라서, 도어부(81)와 덮개(72) 사이에 간극이 발생할 정도로 전진시켜도 되고, 도어부(81)를 덮개(72)와 접촉할 때까지 전진시켜도 된다. 덮개(72)를 향해 도어부(81)를 전진시키면, O링(96)이 압박되어 탄성 변형되면서, 밀폐 공간(Sd)의 밀폐 상태를 유지한다.

상기 실시 형태에서는, 베이스(41)와 O링(94, 95)과 덮개(72)와 도어부(81)에 의해 밀폐 공간(Sd)이 형성되었다. 그러나, 2개의 O링(94, 95)를 일체로 한 O링(97)(도 29 참조)을 채용함으로써, O링(97)과 덮개(72)와 도어부(81)에 의해 밀폐 공간(Sd)을 형성해도 된다.

3 하우징
7 FOUP(용기)
9 반송 공간
41 베이스
50 클램프 유닛(클램프)
72 덮개
81 도어부(도어)
87 제1 가스 주입 노즐(제1 가스 주입부)
88 제1 가스 배출 노즐(제1 가스 배출부)
92 개구부
94 O링(제1 시일 부재)
96 O링(제2 시일 부재)
Sd 밀폐 공간

Claims (7)

1. 반송 공간을 외부 공간으로부터 격리하는 벽의 일부를 구성하는 베이스와,
   상기 베이스에 마련된 개구부와,
   상기 개구부의 개폐와, 수용물을 수용한 용기에 대한 덮개의 고정 및 고정의 해제가 가능한 도어와,
   상기 베이스와 상기 용기의 사이를 시일하는 제1 시일 부재와,
   상기 베이스와 상기 도어의 사이를 시일하는 제2 시일 부재와,
   상기 용기가 상기 개구부에 설치된 상태에서, 상기 용기를 베이스측으로 압박하는 클램프 유닛과,
   상기 제1 시일 부재를 통해 상기 용기가 상기 개구부와 맞닿는 상태에 있을 때, 적어도 상기 제1 시일 부재, 상기 제2 시일 부재, 상기 덮개 및 상기 도어에 의해 구성된 밀폐 공간과,
   상기 밀폐 공간에 가스를 주입하는 제1 가스 주입부와,
   상기 밀폐 공간을 배기하는 제1 가스 배출부를 구비하고,
   상기 제1 가스 주입부와 상기 제1 가스 배출부는, 상기 도어의 상기 용기와 대향하는 면에 설치되어 있고,
   상기 밀폐 공간에 대한 가스 퍼지를 행하기 위한 상기 제1 가스 주입부와 상기 제1 가스 배출부는 상기 도어를 관통하여, 상기 반송 공간에 배관이 나와 있고,
   상기 용기가 상기 도어를 향해 상기 용기의 덮개를 개폐할 수 있는 거리까지 상기 클램프 유닛의 클램프 조작에 의해 접근함으로써, 상기 제1 시일 부재가 압박되어 탄성 변형된 상태에서도 상기 덮개의 단부면과 상기 도어가 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 도어 개폐 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 가스 주입부에 의해, 상기 용기와 상기 도어의 사이에 가스를 주입하는 가스 주입 동작과, 상기 제1 가스 배출부에 의해, 상기 용기와 상기 도어 사이의 가스를 배출하는 배출 동작이 반복되는 것을 특징으로 하는 도어 개폐 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용기 내의 압력을 P1, 상기 밀폐 공간의 압력을 P2라 했을 때, 압력 P1과 압력 P2를 조정하는 압력 조정 수단을 구비하고,
   상기 압력 조정 수단은, P1과 P2가 근접하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 도어 개폐 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 반송 공간을 형성하는 상기 베이스를 포함하는 반송실을 갖고,
   상기 반송 공간 내의 압력을 P3이라 했을 때,
   상기 압력 조정 수단이 압력 P3을 더 조정하고, P1과 P2와 P3이 근접하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 도어 개폐 시스템.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반송 공간을 형성하는 상기 베이스를 포함하는 반송실을 갖고,
   상기 용기 내의 압력을 P1, 상기 밀폐 공간의 압력을 P2, 상기 반송 공간 내의 압력을 P3이라 했을 때, 압력 P1과 압력 P2와 압력 P3을 조정하는 압력 조정 수단을 구비하고,
   상기 압력 조정 수단은, P1, P2, P3이 순서대로 높아지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 도어 개폐 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 개구부의 주연에 배치되어 있는 상기 제1 시일 부재와 제2 시일 부재는, 중공 시일 부재이고,
   상기 용기 내의 압력을 높여 상기 용기의 덮개가 도어측으로 팽창하는 것에 대응 가능하도록, 상기 도어의 용기측의 단부면에는 상기 반송 공간측으로 오목해지는 함몰 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도어 개폐 시스템.
7. 제1항, 제2항 및 제6항 중 어느 한 항에 기재된 도어 개폐 시스템을 구비하고,
   상기 개구부의 개방 및 상기 덮개의 떼어냄과, 상기 개구부의 폐지 및 상기 덮개의 설치를 각각 동시에 행하는 것을 특징으로 하는 로드 포트.

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