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퍼지 기능을 구비한 스토커와, 스토커 유닛 및 클린 가스의 공급 방법{STOCKER PROVIDED WITH PURGING FUNCTIONALITY, STOCKER UNIT, AND METHOD FOR SUPPLYING CLEANING GAS}
본 발명은 퍼지(purge) 기능을 구비한 스토커(stocker)와 스토커 유닛, 및 스토커 내의 컨테이너에 대한 클린 가스의 공급 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼, 레티클 등의 클린 룸(clean room) 내에서 취급하는 공작물(workpieces)은, SMIF(Standard Mechanical Interface) 포드, FOUP(Front Opened Unified Pod) 등의 컨테이너에 수용되어, 반송과 보관이 이루어진다. 그리고 컨테이너의 가스 주입구로부터, 질소(N 2 가스), 청정 건조 공기 등의 클린 가스를 도입함으로써, 컨테이너 내부를 국소적으로 클린하게 유지하는 것이 제안된 바 있다. 특히 질소 가스의 경우, 반도체 웨이퍼 표면에 산화막이 형성되는 것을 방지하는 역할도 있다. 특허문헌 1(JP2010-241515A)은 컨테이너에 클린 가스를 공급하는 노즐이 부착된 스토커를 제안하고 있으며, 특허문헌 2(WO2008/106622)는 레티클을 보관하기 위한 가스 주입구(注入口)가 구비된 SMIF 포드(pod)를 제안하고 있다. 그런데 특허문헌 1의 스토커는, 모든 개구가 퍼지 기능에 대응하여, 퍼지 기능에 대응한 개구와 대응하지 않는 개구를 공존시킬 수가 없다. 만일 일부의 개구에 대해 퍼지용 배관(퍼지 라인)을 설치하지 않도록 하면, 그 개구는 퍼지용으로는 사용할 수 없다. 또한 퍼지 라인을 구비하지 않는 기존의 스토커에 퍼지 기능을 추가할 경우, 기존의 스토커를 새로운 스토커로 교체할 필요가 있다. 스토커를 교체하는 대신에, 스토커를 클린 룸 내에서 개조하면, 작업시간이나 작업 공간이 제한되며, 또한 먼지 발생(發塵)의 방지가 요구되기 때문에 문제이다.
JP2010-241515A
WO2008/106622(JP2010-520625A)
본 발명의 과제는, 퍼지 기능을 구비한 개구와 구비하지 않는 개구가 공존할 수 있으며, 또한 퍼지 기능을 구비하지 않는 개구를 퍼지 기능을 구비한 개구로 용이하게 변경할 수 있는, 스토커를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 퍼지 기능을 구비한 스토커는, 상하방향 혹은 수평방향을 따라, 클린 가스의 공급용 노즐을 구비하지 않는 선반 받이(cell supports)를 복수개 부착할 수 있는 프레임과, 스토커 유닛(stocker unit)으로 이루어지며, 상기 스토커 유닛은, 칼럼(柱, column) 또는 빔(梁, beam)으로 이루어지며, 상기 프레임에 부착되어 있는 베이스와, 상기 베이스를 따라 설치되어 있는 클린 가스의 공급용 파이프와, 복수 개의 퍼지 기능이 구비된 선반 받이로 이루어지고, 상기 퍼지 기능이 구비된 선반 받이는, 상기 베이스에 부착되어, 상하방향 혹은 수평방향을 따라 배열되며, 컨테이너를 지지할 수 있고, 또 컨테이너에 상기 파이프로부터 클린 가스를 공급하는 노즐을 구비하고 있다. 또 본 발명의 스토커 유닛은, 칼럼 또는 빔으로 이루어지며, 스토커의 프레임에 부착 가능한 베이스와, 상기 베이스를 따라 설치되어 있는 클린 가스의 공급용 파이프와, 상기 베이스에 부착되고, 또한 상하방향 혹은 수평방향을 따라 배열되어 있는, 복수개의 퍼지 기능을 구비한 선반 받이를 구비하며, 상기 선반 받이는 컨테이너를 지지할 수 있고, 또 컨테이너에 상기 파이프로부터 클린 가스를 공급하는 노즐을 구비하고 있다. 본 발명의 컨테이너에 대한 클린 가스의 공급 방법에서는, 클린 가스의 공급용 노즐을 구비하지 않는 선반 받이를, 상하방향 혹은 수평방향을 따라, 복수개 부착할 수 있는 프레임을 갖는 스토커에 대하여, 칼럼 또는 빔으로 이루어지는 베이스와, 상기 베이스를 따라 설치되어 있는 클린 가스의 공급용 파이프와, 상기 베이스에 상하방향 혹은 수평방향을 따라 부착되는 동시에, 상기 파이프로부터 클린 가스를 공급하는 노즐을 구비하고 있는, 복수의 퍼지 기능을 구비한 선반 받이로 이루어지는 스토커 유닛을, 상기 베이스를 상기 프레임에 부착함으로써, 상기 스토커에 부착하는 단계와, 상기 선반 받이에 지지되어 있는 컨테이너에, 상기 노즐로부터 클린 가스를 공급하는 단계 를 실행한다. 본 발명에서는, 스토커 유닛을 스토커의 프레임에 부착함으로써, 클린 가스를 노즐로부터 컨테이너로 공급하는 퍼지 기능을 추가할 수가 있다. 그리고 스토커의 프레임에는, 퍼지 기능을 구비한 스토커 유닛도, 퍼지 기능을 구비하지 않는 선반 받이도 부착할 수가 있다. 또 기존의 스토커에, 퍼지 기능을 구비한 스토커 유닛을 조립할 수도 있다. 또한 본 명세서에 있어서, 스토커에 관한 기재는 그대로 스토커 유닛 및 클린 가스의 공급 방법에도 적용되며, 스토커 유닛에 관한 기재는 그대로 스토커에도 적용된다. 바람직하게는, 상기 프레임은, 컨테이너의 수용 공간 후단(後端)에, 적어도 한 쌍의 제 1 칼럼을 구비하고, 상기 베이스는, 컨테이너의 수용 공간 후단의, 적어도 한 쌍의 제 2 칼럼으로 이루어지며, 상기 제 2 칼럼의 간격은, 상기 제 1 칼럼의 간격보다 좁고, 또 컨테이너의 수용 공간 전방에서 볼 때, 상기 제 2 칼럼은 상기 제 1 칼럼의 비스듬한 전방에 위치하여, 상기 제 1 칼럼에 부착되어 있다. 스토커 유닛의 제 2 칼럼이, 스토커의 프레임의 제 1 칼럼의 비스듬한 전방에 위치하도록, 스토커 유닛을 스토커 내에 조립하여, 제 2 칼럼을 제 1 칼럼에 부착하면, 스토커 유닛을 간단히 스토커에 부착할 수가 있다. 특히 바람직하게는, 상기 퍼지 기능이 구비된 선반 받이는, 상기 파이프로부터 클린 가스를 상기 노즐로 공급하는 분기(分岐) 라인과, 분기 라인에서의 클린 가스의 유량을 제어하는 밸브를 더 구비하며, 상기 파이프와 상기 밸브는, 컨테이너의 수용 공간 전방에서 볼 때, 상기 제 2 칼럼의 전단(前端)보다 후방측이면서, 또한 상기 제 1 칼럼의 후단보다 전방측에 설치되어 있다. 제 2 칼럼의 전단보다 후방측이면서 제 1 칼럼의 후단보다 전방측인 공간은, 컨테이너와 간섭하지 않는 빈 공간이 되기 쉽다. 상기 공간에 파이프와 밸브를 설치함으로써, 공간 절약적인 스토커 유닛이 된다. 바람직하게는, 상기 프레임에 클린 가스의 공급용 노즐을 구비하지 않는 선반 받이가 복수개 부착되는 동시에, 상기 프레임에 상기 스토커 유닛이 부착되어 있다. 즉, 동일한 스토커 내에, 클린 가스의 공급용 노즐을 구비하지 않는 선반 받이와, 클린 가스의 공급용 노즐을 구비한 퍼지 기능이 구비된 선반 받이가 공존하고 있다.
도 1은 실시예의 스토커의 주요부 평면도이다.
도 2는 도 1의 주요부 확대 평면도이다.
도 3은 실시예에서의 스토커의 선반의 주요부 확대 정면도이다.
이하에 본 발명을 실시하기 위한 최적의 실시예를 나타낸다. 본 발명의 범위는, 특허청구범위의 기재에 근거하며, 명세서의 기재와 본 분야에서의 주지 기술을 참작하여, 당업자의 이해에 따라 정해져야 할 것이다. (실시예) 도 1~도 3에, 실시예의 스토커(2)와 스토커 유닛(12)을 나타낸다. 도 1은 스토커(2)의 전체 구조를 나타내며, 예컨대 한 쌍의 선반(4,4)의 사이를 반송장치용 공간으로 하여, 도시되지 않은 스토커 크레인(stocker crane) 등의 반송장치가 주행한다. 또 선반(4,4)의 일부에 도시되지 않은 입출고용 로드 포트(load port)가 설치되어, 도시되지 않은 천정 주행차 등과의 사이에서, FOUP, SMIF 포드 등의 컨테이너를 주고 받는다. 반송장치는, 로드 포트와 선반(4)의 사이, 혹은 선반(4,4) 사이 등에서, 컨테이너를 주고 받는다. 선반(4,4)에 대하여, 공간(6)쪽을 전방, 그 반대쪽을 후방으로 한다. 선반(4,4)의 후단에 칼럼(8)이 복수개 설치되며, 한 쌍의 칼럼(8,8)에 선반 받이(10)가 상하로 복수개 부착되어 있다. 또 한 쌍의 칼럼(8,8)에는, 퍼지 기능을 구비하는 스토커 유닛(12)이 부착되어 있다. 스토커 유닛(12)은 그 후단에 한 쌍의 연직(鉛直)의 칼럼(14,14)을 구비하며, 또 칼럼(14)과 거의 평행한 배관으로 이루어지는 퍼지 라인(18)을 구비하여, 공장 내에 설치된 파이프 라인 등으로부터 건조 질소, 청정 건조 공기 등의 클린 가스를 컨테이너 내에 공급할 수 있게 되어 있다. 한 쌍의 칼럼(14,14)에 의해 지지되도록, 선반 받이(16)가 상하로 복수개 설치되며, 퍼지 라인(18)은 선반 받이(16)를 상하로 관통하여, 클린 가스를 컨테이너 내부로 불어넣기 위한 노즐(19,19)과 컨테이너로부터 클린 가스를 배기하기 위한 노즐(20)이, 선반 받이(16)에 설치되어 있다. 또 선반 받이(16)당 1개의 노즐(19)을 설치하여도 무방하고, 배기용 노즐(20)을 좌우로 2개를 설치하여도 무방하다. 또한, 컨테이너의 본체와 덮개간의 틈새로부터 클린 가스를 자연 배기하는 경우, 배기용 노즐(20)은 불필요하다. 도면부호 22는 재하(在荷) 센서로서, 선반 받이(16)에 지지되어 있는 컨테이너의 유무를 검출한다. 재하 센서(22)는 선반 받이(16)당 2개를 설치하였으나, 3개 이상 혹은 1개여도 무방하며, 또 재하 센서(22)를 설치하지 않고, 반송장치가 선반 받이(16)에 대해 컨테이너를 입/출고한 데이터에 기초하여 컨테이너의 유무를 판단하여도 무방하다. 도 2, 도 3에, 스토커 유닛(12)의 상세를 나타낸다. 선반 받이(16)의 후단부는 연직 상방을 향해 절곡(折曲)되어 연직판(24)을 구성하며, 여기에 제어부(26), 유량계(36) 및 밸브(38)가 부착되어 있다. 퍼지 라인(18)에 선반 받이(16)마다의 분기 라인(34)이 조인트(32)에 의해 접속되며, 재하 센서(22)의 신호에 따라 제어부(26)는 밸브(38)를 개방하여, 유량계(36)에 의해 분기 라인(34)의 유량을 감시하고, 밸브(38)에 피드백하여, 분기 라인(34)을 정유량(定流量, constant flow rate)의 클린 가스가 흐르도록 한다. 분기 라인(34)은 조인트(39)에 의해 두 갈래로 나뉘며, 노즐(19,19)로부터, FOUP(44)의 가스 도입 구멍을 통해, 클린 가스를 FOUP(44) 내에 도입한다. 또 45는 FOUP(44)의 덮개, 46은 천정 주행차가 파지(把持)하기 위한 손잡이이다. 노즐(20)로부터 배기된 질소 가스는, 배기 파이프(47)와, 칼럼(14)과 거의 평행한 배관으로 이루어지는 배기 라인(48)을 통해 회수된다. 또 42는 선반 받이(10)를 칼럼(8)에 부착하기 위한 부착 부재이다. 칼럼(8)은 특허청구범위에서의 제 1 칼럼에 대응하고, 칼럼(14)이 제 2 칼럼에 대응하며, 칼럼(8)은 스토커(2)의 프레임의 주요부이다. 칼럼(14)의 전단과 칼럼(8)의 후단 사이의 공간, 특히 FOUP(44)의 후단과 칼럼(8)의 후단 사이의 공간은 빈 공간이 되기 쉽다. 이에 상기 공간에, 퍼지 라인(18), 제어부(26), 유량계(36), 밸브(38) 등을 수용한다. 칼럼(14,14)은 칼럼(8,8)의 비스듬한 전방에 배치되고, 칼럼(14,14)의 간격은 칼럼(8,8)의 간격보다 좁다. 그리고 L자 부재(28)와 체결 부재(30)에 의해, 칼럼(14)을 칼럼(8)에 체결한다. 또 FOUP(44)의 후방측은, 상방에서 볼 때(平面視) 후단으로 갈수록 끝이 가늘어지는 형상, 즉 수평방향의 폭이 좁아지는 형상을 이루고 있다. 예컨대 상방에서 볼 때 원호 형상이어도 무방하고, 좌우 양측을 모따기 형상(cutout shape)으로 절결(切缺)한 형상이어도 무방하다. 이러한 형상이기 때문에, 칼럼(14)을 FOUP(44)와 간섭하지 않는 위치에 설치할 수가 있다. 또 도 2에 쇄선(29)으로 나타낸 바와 같이, L자 부재를 칼럼(14)의 후단측에 배치하여도 무방하며, 또 도 2의 하부에 확대하여 나타낸 바와 같이, 예컨대 십자(十字) 형상의 부착편(取付片; 31)을 이용하여도 무방하다. 스토커의 구성 등에 따라 적절한 설계 변경이 가능하다. 스토커 유닛(12)의 수평방향의 폭은 선반 받이(10)의 폭과 거의 같아, 선반(4)의 칼럼(8,8) 사이에 스토커 유닛(12)을 설치할 수가 있다. 이 때문에, 예컨대 퍼지 기능을 구비하지 않는 기존의 스토커에, 스토커 유닛(12)을 조립함으로써, 퍼지 기능을 추가할 수가 있다. 또 스토커(2)에, 퍼지 기능을 구비하는 선반 받이(16)와 구비하지 않는 선반 받이(10)를 설치할 수 있어, 선반 받이(10)를 떼어내고 스토커 유닛(12)으로 교체하거나, 혹은 반대로 스토커 유닛(12)을 떼어내고 선반 받이(10)로 교체할 수가 있다. 스토커 유닛(12)에서는 복수의 선반 받이(16)를 상하로 배열하였으나, 수평으로 배열하여도 무방하다. 이 경우, 칼럼(14,14) 대신에, 예컨대 한 쌍의 빔을 연직 방향으로 겹치도록 설치하여, 빔을 스토커의 프레임의 빔 등에 부착한다. 그리고 한 쌍의 수평한 빔에 연직판(24)의 상하를 부착한다. 이 경우, 선반 받이(10)는 빔의 길이 방향으로 복수개 배열된다. 퍼지 라인(18)에 대한 클린 가스의 공급은, 공장 내에 설치된 파이프 라인에 의해 행해진다. 또한, 가반식(可搬式, portable)의 봄베(bombe) 등을 이용하도록 하여도 무방하다. 이 경우, 퍼지 라인(18)에 클린 가스를 공급하는 봄베 등은, 스토커 유닛(12)의 최하부 등의 적절한 위치에 배치한다. 또 스토커 유닛(12)은 스토커(2)와는 별개의 개체로서 제조하며, 칼럼(8,8)을 이용하여 스토커(2)에 부착한다. 실시예에서는 이하의 효과가 얻어진다. 1) 퍼지 기능을 구비하지 않는 기존의 스토커를 간단히 개조하여, 퍼지 기능을 구비하는 스토커(2)로 할 수가 있다. 2) 스토커(2)에서는, 퍼지 기능을 구비하는 선반 받이(16)와 구비하지 않는 선반 받이(10)를 임의의 비율로 배치할 수가 있다. 3) 칼럼(14,14)의 간격을 칼럼(8,8)의 간격보다 좁게 함으로써, L자 부재(28)를 이용하여, 간단히 스토커 유닛(12)을 스토커(2)에 조립할 수가 있다. 4) FOUP(44)의 후단측의 빈 공간에, 파이프(18), 제어부(26), 유량계(36), 밸브(38) 등을 배치할 수가 있다.
2 ; 스토커(stocker)
4 ; 선반
6 ; 반송장치용 공간
8,14 ; 칼럼
10,16 ; 선반 받이
12 ; 스토커 유닛
18 ; 퍼지 라인
19,20 ; 노즐
22 ; 재하(在荷) 센서
24 ; 연직판
26 ; 제어부
28 ; L자 부재
30 ; 체결 부재
32,39 ; 조인트
34 ; 분기(分岐) 라인
36 ; 유량계
38 ; 밸브
40,42 ; 부착 부재
44 ; FOUP
46 ; 손잡이
47 ; 배기 파이프
48 ; 배기 라인 |
