KR20220053034A - 외부 수동 게터 모듈을 구비하는 웨이퍼 컨테이너 - Google Patents

Abstract

반도체 웨이퍼 컨테이너 조립체는 외부 및 내부를 형성하고 내부에는 하나 이상의 반도체 웨이퍼를 지지하도록 구성된 웨이퍼 저장 영역이 구비되는 컨테이너를 구비한다. 컨테이너는 또한 외부와 내부 사이에 컨테이너 내의 개구를 형성한다. 컨테이너는 도어 및 폐쇄된 도어를 밀봉 고정하기 위한 래칭 기구를 가지며, 도어는 웨이퍼 저장 영역에 대한 액세스를 위해 개방될 수 있다. 수동 게터 모듈은 실질적으로 강성인 게터 모듈 하우징의 부분이거나 그로부터 연장되는 실질적으로 강성인 연결 구조물에 의해 컨테이너의 외부에 대해 착탈식으로 고정된다. 게터 재료는 컨테이너의 웨이퍼 저장 영역 내의 오염물의 농도를 액세스 개구 및 컨테이너 내의 개구를 통해서 감소시키기 위해 하우징 내에 배치된다.

Description

외부 수동 게터 모듈을 구비하는 웨이퍼 컨테이너 {WAFER CONTAINER WITH EXTERNAL PASSIVE GETTER MODULE}

본 출원은 2015년 5월 12일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 미국 가출원 제62/160,467호의 이익을 청구한다.

반도체 처리에 사용되는 웨이퍼 및 레티클(reticle)과 같은 기판은 수분, 휘발성 유기 성분(volatile organic component: VOC) 및 입자를 포함하는 오염물에 대해 매우 취약하다. 예를 들어 수분의 존재는 레티클과 웨이퍼 양자에서의 헤이즈(haze) 성장에 기여할 수 있다. 수분을 포함하는 오염물을 제어하는 한 가지 방법은 기판이 수납되거나 보관되는 컨테이너 내의 공간을 연속적으로 또는 주기적으로 퍼지(purge)시키는 것이다. 운송 중에, 퍼지를 사용하는 것은 실용적인 것으로 간주되지 않았으며, 게터(getter)와 같은 장치가 습기 및 VOC를 허용 가능한 레벨로 유지하기 위해 운송 중에 컨테이너 내에서 사용되었다. 기판 컨테이너 내의 건조제 및 다른 형태의 게터는 통상적으로 컨테이너가 세척되기 전에 제거 또는 분해될 필요가 있는데, 이는 사용되는 유체가 건조제 또는 게터를 파괴할 수 있기 때문이다.

FOUP(front opening unified pod: 전면 개방 통합 포드), FOSB(front opening shipping box: 전면 개방 운송 박스) 또는 SMIF(standard mechanical interface: 표준 기계 인터페이스) 포드로 공지되어 있는 밀봉된 컨테이너가 웨이퍼 컨테이너 또는 레티클 포드로서 사용된다. 이들 컨테이너는 집적 회로를 제조하는데 사용되는 웨이퍼 및 기판을 둘러싸는 체적을 격리 및 제어하기 위한 미소환경을 제공한다. 이러한 컨테이너는 본 출원의 소유자인 Entegris, Inc.로부터 입수 가능하다.

수분, VOC 및 입자가 반도체 생산에 끼치는 악영향 때문에, 이러한 오염물의 제어를 개선하는 것이 요구될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 반도체 웨이퍼 컨테이너 조립체는 외부 및 내부를 형성하고 내부에는 하나 이상의 반도체 웨이퍼를 지지하도록 구성된 웨이퍼 저장 영역이 구비되는 컨테이너를 구비한다. 컨테이너는 또한 외부와 내부 사이에 컨테이너 내의 게터 액세스 개구를 형성한다. 컨테이너는 도어, 및 폐쇄된 도어를 밀봉 고정하기 위한 래칭 기구를 갖는 컨테이너 부분을 가지며, 도어는 웨이퍼 저장 영역에 대한 액세스를 위해 개방될 수 있다. 수동(passive) 게터 모듈은 실질적으로 강성인 게터 모듈 하우징의 부분이거나 그로부터 연장되는 실질적으로 강성인 연결 구조물에 의해 컨테이너의 외부에 대해 착탈식으로 고정된다. 게터 재료는 하우징 내에 배치되며, 게터 재료는 컨테이너의 웨이퍼 저장 영역 내의 오염물의 농도를 액세스 개구 및 컨테이너 내의 개구를 통해서 감소시키도록 구성된다. 수동 게터 모듈은 컨테이너의 내부에 대한 임의의 능동 퍼지 유동 경로 외부에 배치되며, 그렇지 않으면 컨테이너의 내부에 대한 액세스를 제외하고 밀봉된다.

본 발명의 실시예는 미소환경을 포함하는 인클로저를 구비하는 조립체를 제공한다. 인클로저는 인클로저의 뒷면에 설치되는 게터 모듈을 구비한다. 게터 모듈은 미소환경 내의 물, 산소 및/또는 다른 오염물의 농도를 감소시키기 위해 사용된다. 게터 모듈에 대한 인클로저의 부착 경계 내에서는, 미소환경과 게터 모듈 사이의 환경 교환이 가능하도록 포트 구멍 또는 출구가 인클로저의 쉘을 통해서 연장된다. 인클로저와 모듈 사이의 인터페이스는 인클로저 또는 모듈에 설치되는 가스켓으로 밀봉될 수 있다. 또한, 인클로저는 경우에 따라서 미소환경과 게터 모듈 사이에 및/또는 게터 모듈과 외부 환경 사이에 필터를 구비한다. 게터 모듈은 체결구, 스냅 끼워맞춤, 압입 끼워맞춤 및/또는 억지 끼워맞춤과 같은 다양한 방법에 의해 인클로저에 설치될 수 있다. 게터 모듈은 소모품이거나 별도의 교체 가능한 카트리지일 수 있다. 경우에 따라서 다양한 종류의 오염물을 제거하기 위해 다수의 게터 모듈이 단일 인클로저에 사용된다.

웨이퍼 컨테이너는 개방된 정면, 폐쇄된 뒷벽, 내부의 복수의 수평 웨이퍼 지지체, 및 개방된 정면에서 래칭 및 밀봉하기 위한 도어를 갖는 컨테이너 부분을 포함한다. 외부 장착된 모듈 인클로저는 게터 액세스 개구에서 뒷벽에 부착되며, 모듈 인클로저는 컨테이너의 내부에 대해서만 연통하는 게터를 그 안에 구비한다. 모듈 인클로저를 분리하지 않고서 게터를 갱신하기 위해 게터가 모듈 인클로저로부터 제거될 수 있다.

본 발명의 실시예는 다양한 운송장치 또는 다른 컨테이너 또는 다양한 웨이퍼 크기, 예를 들어 몇 가지 예를 들자면 150mm, 200mm, 300mm 및 450mm 실리콘 웨이퍼를 수용하는 컨테이너에 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 양태는 본 발명을 숙독할 때 통상의 기술자에게 명백할 것이며, 이 개요는 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 도어를 갖는 컨테이너 조립체의 정면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너 조립체의 배면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도 2의 컨테이너 조립체의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 게터 모듈의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 게터 모듈, 식별 판, 및 컨테이너 보스 사이의 연결 구조물을 도시하는 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 게터 모듈의 사시도이다.
도 7의 a) 및 도 7의 b)는 본 발명의 실시예에 따른, 게터 모듈과 컨테이너 사이의 연결 구조물의 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너 조립체의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 도 8의 컨테이너 조립체의 게터 모듈의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 도 9의 게터 모듈의 대체 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른, 연장된 트레이를 갖는 도 9 및 도 10에 도시된 게터 모듈의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너 조립체의 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너 조립체의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너 조립체의 상부 정면 사시도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른, 도 15의 컨테이너 조립체의 배면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른, 도 15의 컨테이너 조립체의 저면도이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른, 도 15의 컨테이너 조립체의 평면도이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른, 도 15의 컨테이너 조립체의 우측면도이며, 좌측면도는 우측면도의 실질적인 거울 이미지이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른, 도 15의 컨테이너 조립체의 정면도이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른, 도 15의 컨테이너 조립체의 배면 사시도이다.

웨이퍼 컨테이너 미소환경의 내부에서의 수분, 산소, 공기중 분자 오염물(airborne molecular contaminant: AMC), 휘발성 유기 화합물(VOC) 또는 기타 이물질의 통제되지 않은 농도는 회로 결함 및 수율 감소로 이어질 수 있다. 이러한 농도를 제어하고 감소시키기 위해 건조제를 포함하는 게터가 사용된다. 일부 웨이퍼 컨테이너, 예를 들어 450mm 이상 웨이퍼 컨테이너에서는, 컨테이너의 뒷면에서의 공간이 게터를 배치하기에 불충분할 수 있으며, 또한 게터가 구비된 디스크를 수용하기 위한 26번째 또는 기타 추가 웨이퍼 슬롯을 위한 컨테이너 내의 공간이 불충분할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예는, 컨테이너의 내부와 유체식으로 연통하고 컨테이너의 내부를 퍼지시키기 위해 사용될 수 있는 임의의 능동 퍼지 유동 스트림의 외부에 배치되는, 웨이퍼 컨테이너의 외표면 상에 하나 이상의 수동 게터 또는 건조제 모듈/카트리지를 제공함으로써 이들 문제를 해결한다.

보다 구체적으로, 게터 모듈, 조립체 또는 카트리지는 게터 재료가 제공되고 미소환경 컨테이너의 외부에 설치되는 하우징 또는 인클로저를 구비한다. 게터 재료는 다양한 화학물질 또는 습기/수분을 제거하거나 아니면 컨테이너 내의 오염물 또는 기타 이물질의 농도를 감소시키기 위해 사용된다. 하나 이상의 게터 모듈이 여러 위치에서 외부에 부착될 수 있다. 게터 모듈을 컨테이너의 뒷벽, 측벽, 상부, 하부, 도어 또는 외부의 다른 위치에 부착하기 위해 나사식 끼워맞춤, 마찰-끼워맞춤, 스냅-끼워맞춤, 접착제 및 기타 연결이 사용될 수 있다. 게터 모듈은 소모품이거나 일회용 생필품 품목일 수 있으며; 이들 게터 모듈은 또한 특정 미소환경 컨테이너의 사용시 마다 재사용되거나 보충할 수 있다. 특정 실시예는 외부 장착된 게터 모듈을 게터 백팩으로서 지칭한다.

본 발명의 실시예는 증가된 웨이퍼 수율과 수분, 산소, 산, 염기 및 기타 오염물로부터의 연장된 미소환경 보호와 같은 장점을 제공할 수 있다. 게터 모듈을 컨테이너 외부에 설치하는 것은 특정 상황에서 이러한 모듈을 위한 공간을 컨테이너 내부에 제공할 필요를 제거하거나 감소시킨다. 다수의 상이한 게터 모듈이 필요에 따라 다양한 화학물질을 제거하도록 구성 및 배열될 수 있으며, 게터 모듈은 웨이퍼 핸들링 체적에 보다 가까운 컨테이너의 내부로 침입하지 않으면서 컨테이너 외부로부터 교체될 수 있다.

본 발명의 실시예는 반도체 재료, 웨이퍼 또는 기타 기판 또는 컨테이너에 사용하도록 제한되지 않는 것을 알아야 한다. 본 발명의 실시예는 청정하거나, 오염되지 않거나, 보호된 상태로 운송되어야 하는 임의의 품목을 보호하는데 유용하며, 이러한 실시예는 반도체 산업을 넘어서 다양한 산업 및 다른 세팅에 적용될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 집적 회로, 태양 전지판(solar panel), 평판 또는 다른 반도체 디바이스로 가공되는 웨이퍼를 포함하며; 기판은 또한 리소그래피에 사용되는 레티클 및 하드 드라이브와 같은 메모리 디스크에 사용되는 디스크, 및 보호되어야 할 임의의 기타 품목을 포함한다. 본 발명의 실시예는 단지 반도체 산업 및 반도체 웨이퍼뿐만 아니라 다양한 산업 및 다양한 오염-민감성 품목에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예는 생명 과학 및 바이오/제약 산업에도 적용된다. 추가로, 컨테이너, 운송장치, 카세트, 운송 저장 빈(bin) 등의 용어도 달리 지시되지 않는 한 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용된다. 또한, 게터 모듈, 게터 카트리지 및 게터 조립체라는 용어는 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용되며, 게터 재료라는 용어는 건조제 재료를 포함하지만 이것에 한정되지 않는 전술한 다양한 재료를 포함한다.

도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 웨이퍼 컨테이너로서 구성된 기판 컨테이너 조립체(10)의 정면 사시도이다. 조립체(10)는 하나 이상의 반도체 웨이퍼(20) 또는 기타 기판을 미소환경 또는 웨이퍼 저장 영역(30) 내에 스택(25)으로 지지하도록 구성된 컨테이너(15)를 구비한다. 컨테이너(15)는 컨테이너(15)를 밀봉식으로 폐쇄하고 웨이퍼 저장 영역(30)에 액세스를 가능하게 하도록 컨테이너(15)를 개방하는 도어(35)를 갖는다. 도어(35)는 웨이퍼 저장 영역(30)과 대면하는 내측(40) 및 웨이퍼 저장 영역(30)으로부터 외면하는 외측(45)을 갖는다. 도어(35)는 도어(35)를 폐쇄 고정하기 위해 개구(60)로부터 컨테이너(15)의 대응 리세스(65) 내로 연장되는 탭(55)를 구비하는 래칭 기구를 갖는 도어 하우징(50)을 구비한다. 컨테이너(15)는 외부(70)와 내부(75)를 형성한다. 웨이퍼 저장 영역(30)은 컨테이너 내부(75) 내에 배치된다. 컨테이너(15)는 측벽(80, 85)을 구비하며, 도어(35)와 뒷벽(90)은 측벽(80, 85) 사이에서 연장된다. 뒷벽(90)은 도어(35)와 대향한다.

도시된 실시예에서, 컨테이너 조립체(10)는 FOUP로 공지된 전면 개방 웨이퍼 컨테이너이다. 본 발명의 실시예에 따른 다른 형태의 컨테이너 조립체는 FOSB(전면 개방 운동 박스), SMIF 포드(표준 기계 인터페이스 포드), 수평 웨이퍼 운송장치(shipper), 단일 웨이퍼 운송장치, 유니버설 웨이퍼 운송장치, 또는 임의의 다른 형태의 반도체 디스크 또는 웨이퍼용 컨테이너뿐 아니라, 플랫 패널, 유리 패널, 레티클, 인쇄 회로 기판 및 기타 유사한 기판 또는 다른 품목을 위한 컨테이너를 포함한다. 이러한 컨테이너의 예가 미국 특허 제4,815,912호, 제4,995,430호, 제5,788,082호, 제6,010,008호 및 제6,354,601호에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 모두 본 출원의 소유자에 의해 소유되고 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용된다. SMIF 포드 인클로저 내의 다양한 게터는 미국 특허 제5,346,518호에 예시되어 있으며, 이는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용된다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너 조립체(10)의 보다 상세한 배면도 및 정면도이며, 이는 컨테이너(15)의 외부(70)에 대해 장착된 수동 게터 모듈(100)을 도시한다. 컨테이너(15)는 모듈(100)을 수용하거나 모듈(100)에 연결되기 위해 컨테이너(15)의 외부(70)와 내부(75) 사이에 게터 액세스 개구(105, 110)(도 3)를 형성한다. 웨이퍼 스택(25) 내의 웨이퍼는 웨이퍼 지지체(112)(도 1) 상에 놓인다. 도시된 실시예에 따르면, 개구(105, 110)는 웨이퍼 스택(25) 내의 15번째 웨이퍼의 위치 또는 그 부근에서 또는 스택(25)의 중간점보다 약간 위에서 컨테이너(15)에 진입한다. 이 위치는 일 실시예에 따르면, 300mm 웨이퍼의 스택(25)을 수용하는 컨테이너에 있어서 유리하다. 다른 크기의 웨이퍼는 개구(105, 110)의 상이한 배치에 의해 이득을 볼 수 있다. 예를 들어, 450mm 웨이퍼는 공간 제약으로 인해 컨테이너(15)의 바닥면에 또는 컨테이너(15)의 도어(35)에 개구(105, 110)를 배치함으로써 이득을 볼 수 있다. 개구(105, 110)는 경우에 따라서, 예를 들어 무거운 오염물이 웨이퍼 저장 영역(30) 내에 잠재적으로 존재할 가능성이 있는 경우에, 다른 요인을 설명하기 위해 도시된 것보다 컨테이너(15)의 바닥에 더 가깝게 배치된다. 개구(105, 110)는 경우에 따라서, 더 가볍고 더 휘발성인 오염물이 영역(30) 내에 잠재적으로 존재할 가능성이 있는 경우에, 도시된 것보다 컨테이너(15)의 상부에 더 가깝게 배치된다. 각각의 개구(105, 110)는 컨테이너(15)와 모듈(100) 내의 미소환경 사이에서 환경 교환을 가능하게 하는 포트, 구멍 또는 출구이다.

컨테이너 조립체(10)는 컨테이너(10) 및/또는 그 내용물에 대한 정보를 수용하거나, 포함하거나, 그와 연관되는 라이센스 판(115)을 구비한다. 바코드(120)는 도시하듯이 라이센스 판(115) 또는 바로 인접한 구조물의 외부에 배치되는, 이러한 정보의 일 예이다. 플랜지 또는 탭(125)이 라이센스 판(115)으로부터 연장되며, 이는 게터 모듈(100)로부터 연장되거나 그 부분으로 형성되는 연결 구조물(130)에 부착되고, 구체적으로 게터 모듈(100)의 두 개의 장착 플랜지(135)에 부착된다. 체결구(140)는 장착 플랜지(135)를 라이센스 판 플랜지(125)에 고정한다. 따라서, 수동 게터 모듈(100)은 라이센스 판(115) 상에 장착되거나 아니면 고정된다.

도 4에 도시되어 있듯이, 게터 모듈(100)은 베이스(155) 및 커버(160)를 갖는 하우징(150)을 구비한다. 예를 들어 건조제 재료를 구비하는 게터 재료(165)가 하우징(150) 내에 배치된다. 게터 재료(165)는 베이스(155)에 쉽게 삽입되거나 그로부터 쉽게 제거되기 위해, 다양한 예에 따른, 백, 팩, 웨이퍼 또는 케이크와 같은 일체로 착탈 가능한 유닛으로 가압되거나 형성되는 하나 이상의 게터 재료의 자립 부분을 구비한다. 대안적으로, 분말, 과립 또는 다른 형태의 게터 또는 건조제 재료(165)가 자립 형태 대신에 사용하기에 적합하다.

경우에 따라서 하나 이상의 필터 디스크 팩(170) 형태인 필터 재료는 또한 일 실시예에 따라 게터 재료(165)의 컨테이너 측에서 베이스(155) 내에 배치된다. 각각의 필터 디스크 팩은 외부 하우징(175) 및 상기 하우징(175) 내에 고정된 필터 재료(180)를 가지며, 상기 하우징은 환경 교환을 위한 창(176)을 형성한다. 본 발명의 실시예에 따른 사용에 적합한 특정 필터 디스크 팩(170)은 본 출원의 소유자인 Entegris, Inc.로부터의 퍼지 용도에 사용하기에 이용 가능하지만, 본 명세서에서 비-퍼지(non-purge) 용도로 다시 의도된다. 필터 디스크 팩(170)은 예를 들어 게터 재료(165)에 의해 발생된 입자와 관련하여, 그러나 모듈(100)과 컨테이너(15) 사이의 유동을 실질적으로 방해하지 않으면서, 모듈(100)과 컨테이너(15) 사이의 입자 교환을 실질적으로 방지한다. 필터 디스크 팩(170)은, 미립자 물질을 여과하고 외부 입자에 의한 게터 재료(165)의 오염을 실질적으로 감소시키는 역할을 하고 또한 임의의 입자를 하우징(150) 내에 보유하여 컨테이너(15) 내의 미소환경의 대응 오염을 방지하는 역할을 하는, 내측에서 외측으로 및 외측에서 내측으로의 보호를 둘 다 제공한다.

커버(160)는 접착제, 초음파 용접 또는 기타 용접, 또는 다른 방법에 의해 실질적으로 밀봉되거나 베이스(155)에 연결된다. 커버(160)와 베이스(155)를 유체-기밀한 방식으로 밀봉 연결하기 위해 커버(160)와 베이스(155) 사이에 경우에 따라서 시일 또는 O-링(185)이 배치된다. 커버(160)는 경우에 따라 베이스(155)에 대해 예를 들어 스냅-끼움 연결에 의해 착탈식으로 부착되며, 따라서 하우징(150) 내의 게터 재료(165) 또는 기타 성분은 때때로 또는 사용시 마다 교체 또는 보급될 수 있으며 사용 시에 여전히 하우징(150) 내에 안전하게 보관된다.

게터 모듈(100)을 컨테이너(15)에 연결하기 위한 연결 구조물(130)은 체결구(140)를 수용하기 위한 개구(190)를 갖는 전술한 장착 플랜지(135)를 구비한다. 연결 구조물(130)은 또한 컨테이너(15) 내의 개구(105, 110)와 정렬하기 위해 게터 모듈(100)로부터 그 부분으로서 연장되는 게터 모듈 보스(195)를 구비한다. 보스(195)는 실질적으로 중공이거나 개방되고, 보스는 사용 중에 게터 모듈(100)의 내부와 유체식으로 연결되는 액세스 개구(198)(도 7의 a))를 형성한다. 보스(195)는 도시된 실시예에 따라 실질적으로 원통형이며, 보스는 필터 디스크 팩(170)을 수용하고 이들 필터 디스크 팩을 도 3에 도시하듯이 컨테이너(15)의 개구(105, 110)와 실질적으로 정렬하여 유지하도록 형상을 갖는다. 예를 들어 실질적으로 정사각형, 직사각형, 다각형, 타원형 또는 다른 형상과 같은 보스(195)의 다른 형상도 고려된다. 연결 구조물(130)은 게터 모듈(100)을 컨테이너(15)의 외부(70)에 대해 착탈식으로 및 밀봉식으로 고정시키고 보스(195) 내의 액세스 개구(198)를 컨테이너(15)의 개구(105, 110)에 유체식으로 연결하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 게터 재료(165)는 보스(195) 내의 액세스 개구(198) 및 컨테이너(15)의 개구(105, 110)를 통해서 컨테이너(15)의 웨이퍼 저장 영역(30) 내의 오염물의 농도를 수동적으로 감소시키도록 구성된다.

게터 모듈(100)은 도시된 실시예에 따라 게터 모듈(100)을 통한 임의의 능동 퍼지 유동 없이 컨테이너(15) 내의 오염물의 농도를 감소시킨다. 도시되어 있듯이, 게터 모듈(100)은 컨테이너(15)를 위한 임의의 퍼지 유동 경로 외부에 있으며, 컨테이너(15)의 내부(75)를 물세정하거나 퍼지하는 퍼지 포트, 퍼지 튜브 또는 다른 경로 내에 위치하지 않는다. 게터 모듈(100)은 컨테이너(15)를 둘러싸는 주위 환경에 대해 밀봉되고, 게터 재료(165)는 컨테이너(15)의 내부(75)에 대해서만 연통한다. 본 발명의 실시예는 컨테이너(15)가 예를 들어 하나의 목적지에서 다른 목적지로 운송되거나 그렇지 않으면 퍼지 가스 또는 유체 공급원으로부터 분리되는 동안 컨테이너(15) 내의 오염물 농도를 감소시킬 수 있다는 장점을 제공한다.

도 5는 도 6에 도시된 일반적인 영역에서의 체결구(140)와 컨테이너(15) 사이의 연결을 상세히 도시한 부분 단면도이다. 컨테이너(15)는 컨테이너(15)의 외표면을 형성하는 쉘(200)을 구비한다. 보스(205)는 쉘(200)로부터 연장되며, 체결구(140)를 나사식 끼워맞춤, 스냅 끼워맞춤, 또는 다른 소정 체결 모드를 통해서 수용하기 위한 삽입체(210)를 수용한다. 삽입체(210)는 예를 들어 초음파 용접에 의해 보스(205) 내에 고정된다. 다른 형태의 고정도 고려된다. 체결구(140)는 게터 모듈(100)의 장착 플랜지(135)를 라이센스 판(115)의 플랜지(125)에 대해 고정하고 플랜지(125)를 컨테이너(15)의 보스(205)에 대해 고정하기 위해 조여진다. 도시의 간소화를 위해, 플랜지(125)는 도 5에서 제거되고, 게터 모듈(100)의 장착 플랜지(135)는 예를 들어 모듈(100)에 대한 테스트 환경에 맞게 보스(205)에 직접 부착된 것으로 도시되어 있다. 삽입체(210) 및 체결구(140)는 경우에 따라서 PEEK(폴리에테르 에테르 케톤) 재료, 다른 적합한 폴리머, 또는 다른 소망 재료로 형성된다. 보스(205)는 경우에 따라서 본래 라이센스 판(115)에 연결되도록 의도되며, 체결구(140) 및/또는 게터 모듈(100)을 추가로 결합시키고 고정시키기 위해 삽입체(210)와 함께 구성되거나 개량될 수 있다.

도 7의 a) 및 도 7의 b)는 게터 모듈(100)의 보스(195)와 컨테이너(15) 내의 대응 개구(105, 110) 사이의 연결을 상세하게 도시한다. 컨테이너 쉘(200)은 게터 모듈 보스(195) 사이의 게터 모듈(100) 구역에서의 윤곽 또는 아치형 부분(215), 및 보스(195) 외부의 윤곽 또는 아치형 부분(220)을 구비한다. 그러나, 부분(215, 220)과 대면하는 모듈(100)의 표면은 본 발명의 실시예에 따라서 실질적으로 편평하다. 모듈(100)과 컨테이너(15)의 상이한 표면 형상을 수용하기 위해, 개구(105, 110)는 부분(215)에 대한 보스(195)의 반대쪽에서의 쉘(200)의 부분(220)이 부분(215)에 대해 후퇴되도록 테이퍼진다. 따라서 각각의 게터 모듈 보스(195)의 내측 부분에는 중첩(225)이 생성되는 반면에, 각각의 게터 모듈 보스(195)의 외측 부분(230)은 일반적으로 235로 도시하듯이 쉘 부분(220)과 정렬된다. 컨테이너(15)의 후방 쿠션(245) 내의 개구(240)는, 도 7의 a) 및 도 7의 b)에 도시되어 있듯이, 마찬가지로 테이퍼진다.

본 발명의 실시예에 따르면, 게터 모듈(100)의 보스(195)는 FOUP 또는 다른 컨테이너(15)의 만곡 외표면에 대해 밀봉 연결을 생성하기 위해 테이퍼진 개구(105, 110) 내에 압입-끼워맞춤 또는 억지 끼워맞춤된다. 일 실시예에 따르면, 외표면의 만곡된 성질은 O-링, 가스켓 또는 다른 실질적으로 편평한 밀봉 장치 대신에 도시된 억지 끼워맞춤의 사용을 선호하지만, 본 발명의 실시예에 따른 사용을 위해서는 O-링, 가스켓 또는 다른 실질적으로 편평한 밀봉 장치도 고려된다. 게터 모듈 보스(195)와 컨테이너 내의 개구(105, 110) 사이의 억지 끼워맞춤과, 모듈(100), 라이센스 판(115) 및/또는 컨테이너 보스(205) 사이의 체결구(140)를 사용하는 나사식 또는 다른 끼워맞춤의 조합은 진동, 충격 하중 또는 다른 악영향에도 불구하고 컨테이너 내의 개구(105, 110) 내로의 밀봉 연결을 유지하기 위해 모듈(100)에 충분한 지지를 제공한다.

도 7의 a) 및 도 7의 b)에 도시되어 있듯이, 각각의 게터 모듈 보스(195) 내의 액세스 개구(198)는 베이스(155)에 배치된 게터 재료(165)를 위한 최대 공간을 여전히 제공하면서 필터 디스크 팩(170)을 확실하게 수용하기 위해 그 근위 단부에 확대 부분(240)을 구비한다.

도 8 내지 도 11은 본 발명의 대체 실시예를 도시하며 여기에서 컨테이너 조립체(250)는 게터 모듈 또는 카트리지(260)가 그 외부에 고정된 컨테이너(255)를 구비한다. 도시된 실시예에 따르면, 체결구(262)는 모듈(260)을 컨테이너(255)에 고정하기 위해 제1 및 제2 세트의 러그(lug)(265, 270)를 통해서 연장된다. 게터 재료(275)는 도 11에 도시된 방향 화살표(290)를 따라서 직선으로 모듈(260)의 하우징(285)에 대해 삽입 및 제거되기 위해 트레이(280)에 의해 지지된다. 따라서 트레이(280)는 게터 모듈 또는 카트리지(260)의 내부에 직선으로 슬라이딩 출입하도록 구성된다. 트레이(280)는 예를 들어 트레이(280)를 폐쇄 유지하기 위해 나사 또는 다른 체결구에 의해 대응 리세스(286) 내에 고정되기 위한 장착 러그(284)를 갖는 단부(282)를 구비한다. 게터 재료(275)는 전술한 바와 같이 다양한 형태의 것일 수 있고 다양한 형상 인자로 이루어질 수 있으며, 필요할 경우 쉽게 제거될 수 있고 신선한 게터 재료로 대체될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 게터 재료(275)는 Entegris, Inc.로부터 입수 가능한 CLARILITE 재료로 형성된다. CLARILITE는 Entegris, Inc.의 등록 상표이다. 모듈(260)을 컨테이너(255)에 밀봉 연결하는 것을 보조하기 위해 경우에 따라서 가스켓 재료(288) 및/또는 적절한 O-링 또는 기타 시일이 사용된다. 게터 모듈 또는 카트리지(260)가 수동적이며 모듈을 통한 능동 퍼지 유동 없이 컨테이너(255) 내의 오염물 레벨을 감소시키는 특징을 포함하는, 도 8 내지 도 11에 도시된 실시예의 다른 특징 및 장점은 전술한 실시예로부터 명백할 것이다.

도 12는 컨테이너(305)를 구비하는 추가 컨테이너 조립체(300)를 도시한다. 컨테이너(305)는 전면 개구(315)에 대향하여 배치되는 뒷벽(310)을 구비한다. 뒷벽(310)은 뒷벽(310)의 실질적으로 또는 거의 전체 높이를 따라서 거의 수직하게 또는 길이 방향으로 연장되는 세장형 개구(315)를 구비한다. 본 발명의 실시예에 따르면 뒷벽(310) 상의 개구(315)의 폭방향 배향도 고려되지만, 길이 방향 배향은 도시된 실시예에서 더 큰 개구 길이를 제공한다. 게터/건조제 카트리지(320)는 카트리지(320) 내의 게터 재료를 개구(315)를 거쳐서 컨테이너(305)의 내부에 노출시키기 위한 액세스 개구(325)를 구비한다. 카트리지(320)는 개구(325)가 형성되는 하부 인클로저(335)에 고정되는 상부 인클로저(330)를 구비한다. 상부 인클로저(330)와 하부 인클로저(335) 사이에는 건조제 또는 게터 재료(340), 및 필터 재료(350)를 지지하는 격자 또는 필터 프레임(345)이 고정된다. 점착성 시일(355)은 개구(325)를 실질적으로 둘러싸며, 카트리지(320)를 컨테이너(305)의 외부에 고정하는데 도움을 주는 역할을 한다. 상부 및/또는 하부 인클로저(330, 335)로부터 연장되는 구조적 특징부, 예를 들어 플랜지(360) 및 레그(365) 역시 카트리지(320)를 컨테이너(305)에 고정하는데 도움을 준다.

도 13은 액세스 개구(386)를 통해서 액세스 가능한 게터 재료(385)를 갖는 두 개의 게터 카트리지 또는 모듈(380)이 컨테이너(390) 상의 하나 이상의 세장형 개구(387) 위에 고정되는 다른 대체 실시예를 도시한다. 개구(387)는 전술한 방식으로 게터 재료(385)를 액세스 개구(386) 및 개구(387)를 통해서 컨테이너(390)의 내부에 밀봉적으로 및 수동적으로 노출시키기 위해 컨테이너(390)의 각진 측벽(395) 상에 배치된다. 이들 실시예의 다른 특징 및 장점은, 게터 모듈 또는 카트리지(260)가 수동적이며, 모듈을 통한 능동 퍼지 유동 없이 컨테이너(255) 내의 오염물 레벨을 감소시키는 특징을 포함하여, 전술한 실시예로부터 다시 명백해질 것이다.

본 명세서에 개시된 실시예에서, 게터 재료는 컨테이너 내에서, 특히 컨테이너의 웨이퍼 저장 영역에서 오염물의 농도를 감소시키도록 구성된다. 보다 구체적으로, 게터 재료는 컨테이너 및 컨테이너 조립체 내의 품목 또는 공정에 악영향을 줄 수 있는 가스, 수분, 습기, 공기중 분자 오염물(AMC), 휘발성 유기 화합물(VOC) 및/또는 기타 불필요한 오염물 또는 물질을 제거한다. 본 발명에 따라 제어될 수 있는 AMC는 산 및 염기(예를 들어 NH₃ 및 SO₄), 생물독소, 응축성 또는 부식성 오염물, VOC, 도펀트(dopant), 및 다른 카테고리의 이러한 오염물 또는 물질을 포함한다. 또한, 특정 형태의 오염물 또는 물질의 농도를 제거하거나 감소시키기 위해 다른 형태의 게터 팩 또는 다른 형태의 게터 재료가 선택될 수 있으며, 이는 특정 용도에서 필요할 수 있다. 본 명세서에 개시된 컨테이너 조립체의 사용자는 제어되어야 할 오염물의 형태에 따라서 및/또는 컨테이너 조립체 내에서 발생하는 특정 품목 또는 공정에 따라서 상이한 게터 재료 또는 게터 모듈을 골라서 선택할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 사용에 적합한 게터 재료의 예는 오염물 및 수분을 흡수하기 위해 FOUP 및 FOSB 내의 웨이퍼 슬롯에 끼워지는, Entegris, Inc.에서 입수 가능한 전술한 CLARILITE 웨이퍼에 사용되는 것을 포함한다. CLARILITE는 Entegris, Inc.의 등록 상표이다. 사용에 적합한 게터 재료 및 컨테이너 조립체의 예는 또한 동일 출원인에 의한 미국 특허 제6,447,584호; 제6,740,147호; 제6,610,128호; 및 제6,761,753호; 제8,776,841호; 제8,783,463호, 2014년 9월 5일자로 출원된 특허협력조약 출원 제PCT/US2014/054399호 및 2015년 3월 11일자로 출원된 미국 특허 출원 제62/131,478호에 개시되어 있으며, 이들 문헌은 모두 본 출원의 소유자에 의해 소유되고 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용된다. 예를 들어, 게터용 흡착 매체는 필터, 화학흡착성 및/또는 물리흡착성 매체 및 그 조합을 비제한적으로 구비할 수 있다. 필터는 매체의 보유뿐 아니라 기판 컨테이너의 내부로부터 매체의 분리를 제공할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 게터는 필터 재료, 활성탄 및 화학흡착성 재료이다. 본 실시예의 특징은 또한 게터 재료를 통한 능동 퍼지를 갖는 외부 장착된 게터에 적용될 수 있으며 이러한 대체 실시예는 본 발명의 일부이다.

본 발명의 실시예에 따른 게터 재료는 몇 가지 예를 들어 보면, 입자상 건조제, 강성 판, 흡수성 디스크, 분자 체(sieve) 및/또는 건조제 또는 분자 체 재료를 보유하는 폴리머 매트릭스의 형태일 수 있다. 또한 게터 재료는 경우에 따라서 폴리머 베이스, 채널링 작용제(channeling agent) 및/또는 건조제를 포함한다. 특정 실시예에서 폴리머는 열가소성 폴리머이다. 열가소성 폴리머는 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)와 같은 아크릴; 나일론과 같은 폴리아미드; 폴리벤즈이미다졸(PBI); 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 및 저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 폴리에틸렌; 폴리프로필렌(PP); 폴리스티렌; 폴리염화비닐(PVC); 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 포함한다. 채널링 작용제는 폴리머 중에서 용해되지 않는 화합물이며, 건조제와 연통 가능한 폴리머를 통한 통로를 형성하기 위해 사용된다. 이러한 채널링 작용제의 예는 에틸렌-비닐 알콜(EVOH) 및 폴리비닐 알콜(PVOH)을 포함하지만 이것에 한정되지 아니다. 건조제의 예는 물을 함유하는 결정을 형성하는 무수염, 물과 화학 반응하여 새로운 화합물을 형성하는 반응성 화합물, 및 그 안에 다수의 미세모세관을 가짐으로써 환경으로부터 수분을 심지이동시키는 물리적 흡수제를 포함한다. 이러한 흡수제의 예는 분자 체, 실리카 겔, 점토 및 전분을 포함한다. 실시예에서, 활성탄은 특히 VOC에 대한 흡수 재료일 수 있다. 본 발명의 실시예는 관련 운송장치 또는 다른 컨테이너 내의 산소, 습도, 수분, VOC 및 다른 오염물의 양을 상당히 감소시킬 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법 단계를 도시한다. 컨테이너 미소환경 내의 가스, 수분 및/또는 다른 공기중 분자 오염물의 농도를 감소시키는 방법은 수동 게터 조립체를 컨테이너의 외부에 부착하는 단계(410)를 포함한다. 수동 게터 조립체는 하우징 내에 게터 재료를 포함하고, 부착하는 단계는 수동 게터 조립체를 컨테이너의 외부와 컨테이너 미소환경 사이의 개구에 밀봉적으로 연결하는 것을 포함한다. 상기 방법은 경우에 따라서, 수동 게터 조립체를 컨테이너의 외부에 배치된 식별 판에 고정하는 단계(415)를 포함한다. 상기 방법은 또한 단계(420)에서 게터 재료를 컨테이너 미소환경에 수동적으로 노출시키고 따라서 컨테이너 미소환경 내의 가스, 물 및/또는 공기중 분자 오염물의 농도를 감소시키는 단계(420)를 포함한다. 상기 방법은 또한 게터 재료를 하우징 밖으로 슬라이딩시키고, 게터 재료를 새로운 게터 재료로 대체하며, 게터 재료를 다시 하우징 내로 슬라이딩시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예는 비-퍼지 수동 환경에서 특히 유용하다. 이러한 실시예에서, 외부 장착된 게터 모듈은 퍼지 포트 또는 다른 퍼지 부품에 대한 연결이 없으며 따라서 퍼지 스트림으로부터 벗어난다. 그러나, 이러한 수동 게터 모듈이 사용되는 컨테이너는 그 자체가 오염물의 농도를 능동적으로 감소시키기 위해 퍼지 가스 및 시스템이 사용되는 미소환경을 포함할 수 있다.

도 15 내지 도 21은 도 2 내지 도 7에 도시된 것에 전반적으로 대응하는 본 발명의 실시예를 도시하는 상세한 선화도이다. 유사한 참조 번호는 도면 내의 유사한 요소를 나타낸다. 도 15 및 도 20은 컨테이너(15)의 전방 도어(450)를 도시하며, 도 17의 저면도는 물, 산소 및 다른 오염물의 농도를 감소시키기 위해 내부(75)를 컨테이너(15) 내부(75)로의 퍼지 유동 스트림, 예를 들어 질소 퍼지 유동 스트림에 노출시키기 위한 입구 퍼지 포트(455) 및 출구 퍼지 포트(460)를 도시한다. 본 발명의 실시예에 따르면 본 명세서에 기재된 모듈(100) 및 기타 게터 또는 건조제 모듈은 퍼지 포트(455, 460)를 거쳐서 생성되는 퍼지 스트림의 외부에 있다.

관련 기술분야의 통상의 기술자에게는 상기 도시되고 설명된 실시예에 대한 다양한 수정 및 변경이 명백할 것이다. 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않는 한도에서 형태 및 물질에 대한 변경이 이루어질 수 있다.

Claims (1)

1. 기판 컨테이너 조립체이며,
   외부 및 내부를 형성하고 내부에는 하나 이상의 기판을 지지하도록 구성된 기판 저장 영역이 구비되는 컨테이너로서, 상기 컨테이너는 상기 외부와 내부 사이에 컨테이너 내의 개구를 형성하고, 상기 컨테이너는 도어, 및 폐쇄된 도어를 밀봉 고정하기 위한 래칭 기구를 구비하며, 상기 도어는 기판 저장 영역에 대한 액세스를 위해 개방될 수 있고, 상기 도어는 컨테이너의 내부와 대면하는 내측을 형성하는, 컨테이너; 및
   컨테이너의 외측에 장착된 게터 모듈을 포함하고, 상기 게터 모듈은,
   컨테이너 외부와의 연결을 위한 연결 구조물;
   액세스 개구를 갖는 실질적으로 강성인 게터 모듈 하우징; 및
   게터 모듈 하우징 내에 배치되는 게터 재료로서, 상기 게터 재료는 건조제, 물리흡착성 매체, 화학흡착성 매체, 및 그 조합 중 어느 하나를 포함하고, 컨테이너의 기판 저장 영역 내의 오염물의 농도를, 게터 모듈을 통한 임의의 능동 퍼지 유동 없이, 액세스 개구 및 컨테이너 내의 개구를 통해서 수동적으로 감소시키도록 구성되는 게터 재료를 포함하고,
   상기 연결 구조물은 게터 모듈을 컨테이너의 외부에 대해 착탈식으로 및 밀봉식으로 고정하고 게터 모듈 하우징 내의 액세스 개구를 컨테이너 내의 개구에 연결하도록 구성되며, 이에 따라 게터 재료는 컨테이너 외부에 배치되고 컨테이너의 내부와 연통 가능하고,
   상기 게터 모듈과 컨테이너 사이에서 상기 액세스 개구에 배치되는 필터를 더 포함하며, 상기 필터는 필터 재료를 포함하는 필터 하우징을 포함하고, 상기 필터 하우징은 창(window)을 형성하는, 기판 컨테이너 조립체.

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