JP2015065259A - ガス供給装置、自動倉庫、及びガス供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】収納容器内にガスを注入する際、パーティクルフィルタ等が適切に設定されていることを確認して、収納容器内に塵挨が浸入することを防止する。
【解決手段】収納容器５０の注入口５１に接続するノズル１０と、ノズル１０に所定のガスＧを供給するガス供給系２０とを備えるガス供給装置１であって、ノズル１０内の圧力が所定圧力から外れたことを検出する圧力検出部３０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガス供給装置、自動倉庫、及びガス供給方法に関し、特に、シリコンウェハやレチクルなどを保管するための収納容器内に、所定のガスを供給するようにしたものに関する。

半導体装置や液晶装置などにおいては、その製造工程において超微細化パターンを形成する。従って、その加工素材であるシリコンウェハやガラス基板、さらには露光時の原板となるレチクルなど（以下、単にウェハ等という。）を不活性ガスや乾燥空気などの所定雰囲気の環境に保管することが行われている。また、ウェハ等の保管・搬送に際しては、その内部雰囲気を維持可能な、例えばフープ（ＦＯＵＰ）やレチクルポッドと称される収納容器を用いて自動倉庫等への保管や、他の製造装置への搬送等を行う場合がある。収納容器を使用する場合、収納容器側には少なくともガスの注入口を設ける一方、収納容器を保管する自動倉庫等のガス供給装置側には、容器のガスの注入口と接続することのできるノズルを設けることで、保管に際してガスの供給を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４６７０８０８号公報

ところで、収納容器へのガスの注入口には、収納容器内に塵埃を入れないようにパーティクルフィルタが設けられている。また、この注入口には、ガス注入後に容器内の環境を長く維持するためにチェック弁が設けられている。このパーティクルフィルタやチェック弁は、定期的に交換するなどメンテナンスが必要であることから、取り外しが可能な構造となっているのが一般的である。しかし、パーティクルフィルタ等が適正に装着されていない、あるいは装着忘れ等が生じると、ガスの供給に際して収納容器中に塵埃が入り込んでしまい、容器内の環境が損なわれてウェハ等に塵埃が付着するといった事態を引き起こす。また、適正に装着されても、異常なパージや搬送中の振動等によってパーティクルフィルタの破損や、位置ずれ等が生じると同様の問題が生じる。

一方、ウェハ等に塵埃が付着していると、塵埃を含んだまま露光等によって回路パターン等が形成されることになり、例えば電気的な接続不良や短絡等が生じて製造歩留りを低下させる要因となる。回路パターン等の不良が塵埃を原因とする場合は、回路パターンの形成後の製造段階後半に発覚することが大半であり、原因の解明、除去には多くの時間を費やす結果となる。また、収納容器から取り出したウェハ等に対して適宜ゴミ検出等を行うことも可能であるが、ウェハ等を１枚ずつ検査するのでは製造スループットが長くなり、製造コストの上昇を招いてしまう。

以上のような事情に鑑み、本発明では、収納容器内にガスを注入する際、パーティクルフィルタ等が適切に設定されていることを確認することにより、収納容器内に塵挨が浸入することを防止できるガス供給装置、自動倉庫、及びガス供給方法を提供することを目的とする。

本発明では、収納容器の注入口に接続するノズルと、ノズルに所定のガスを供給するガス供給系とを備えるガス供給装置であって、ノズル内の圧力が所定圧力から外れたことを検出する圧力検出部を備える。

また、ガス供給系は、ガス流量を制御する流量制御部を有するものでもよい。また、圧力検出部は、流量制御部によるガス流量に応じて設定された圧力の範囲から外れたことを検出するものでもよい。また、収納容器の複数の注入口に接続する複数のノズルを備え、圧力検出部は、複数のノズル内の圧力を比較してその差または比が所定値を超えたときにノズルのいずれかが所定圧力から外れたと判断するものでもよい。また、圧力検出部は、ノズル内の圧力が所定圧力から外れたことを検出したときに、ガス供給系からのガスの供給を停止させるものでもよい。また、ノズルは、収納容器が載置台に載置された際に注入口と接続するように載置台に形成されるものでもよい。

また、本発明では、収納容器を載置する複数の載置台を備える自動倉庫であって、載置台の少なくとも１つは、載置した収納容器に対して所定のガスを供給するガス供給装置を有し、ガス供給装置としては、上記したガス供給装置が用いられる。

また、本発明では、収納容器の注入口に接続するノズルから所定のガスを供給するガス供給方法であって、ノズル内の圧力が所定圧力から外れたことを検出する。

本発明によれば、収納容器の注入口に接続するノズル内のガス供給時のガスの圧力を検出する圧力検出部を備えているので、ノズル内の圧力が所定圧力から外れたことを検出したときに、ガスの供給に際して所定の負荷がかかっていないことが容易に判別可能となっている。これにより、例えば、収納容器のパーティクルフィルタ等の異常を予測することができる。この結果、収納容器へのガス供給における塵挨混入等の異常事態に対して適切な対応を迅速に行うことができる。

また、ガス供給系が、ガス流量を制御する流量制御部を有する場合には、収納容器に対して供給するガス流量を制御することができるので、ガス流量に応じた既定のガス圧力の検出が可能になる。また、ガス流量を流量制御部によって制御することができるので、容積の異なった収納容器に対しても適切なガス流量を設定できる。また、圧力検出部が、流量制御部によるガス流量に応じて設定された圧力の範囲から外れたことを検出する場合には、ガス流量の変化に応じた圧力監視ができるので、収納容器に対するガス供給が正常か否かを容易に判断することができる。

また、収納容器の複数の注入口に接続する複数のノズルを備え、圧力検出部が、複数のノズル内の圧力を比較してその差または比が所定値を超えたときにノズルのいずれかが所定圧力から外れたと判断する場合には、ガス供給の異常か否かの判断基準として特定の閾値を予め設定しなくても、ガス供給の異常のあるノズルを容易に検出することができる。また、収納容器に供給されるガスが正常に供給されていないことを検出するのに、ガス流量やガス圧力等の基準閾値がないので、ガス流量やガス注入圧力を容易に変更できる。

また、圧力検出部が、ノズル内の圧力が所定圧力から外れたことを検出したときに、ガス供給系からのガスの供給を停止させる場合には、異常事態の検出によってガス供給を停止することにより、塵埃等の汚染されたガスが注入されるのを迅速に防止できる。また、ノズルが、収納容器を載置台に載置した際に注入口と接続するように載置台に形成される場合には、収納容器を載置台に置くだけの単純な動作でガスの注入を行うことができ、収納容器内へのガス注入工程を簡略化できる。

また、本発明によれば、上記したガス供給装置を有する自動倉庫が提案されるので、載置台に保管した収納容器に対して適切なガス供給を行うことができ、収納容器の保管に際して、収納容器内に塵埃等が入り込むのを効率よく防止できる。

また、本発明によれば、収納容器の注入口に接続するノズルからガスを供給する際に、ノズル内の圧力が所定圧力から外れていることを検出する方法が提案されるので、収納容器に供給されるガスが正常に供給されていないことを、容易かつ迅速に判別することができる。

第１実施形態に係るガス供給装置を示す要部概略図である。 図１に示すガス供給装置の要部拡大断面図である。 （ａ）は載置台の一例を示す斜視図、（ｂ）は収納容器の一例を示す底面図である。 供給ガス流量とガス圧力との関係を示すグラフである。 （ａ）はガス供給の不具合が生じた場合を示す要部拡大断面図、（ｂ）はガス供給に他の不具合が生じた場合を示す要部拡大断面図である。 第２実施形態に係るガス供給装置を示す要部概略図である。 実施形態に係る自動倉庫の一例を示す要部斜視図である。 図７に示す自動倉庫の概略側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。

＜第1実施形態＞
第１実施形態に係るガス供給装置１について、図１〜図５を参照しながら説明する。図１は、収納容器５０及びガス供給装置１を示した要部概略図である。ガス供給装置１は、図１に示すように、収納容器５０内に所定のガスＧを供給するための装置である。なお、ガスＧとしては、窒素ガスなどのウェハ等にとって不活性なガスや、清浄乾燥空気（クリーンドライエア）が用いられる。

収納容器５０は、例えば、半導体装置を製造するためのシリコンウェハや、液晶装置を製造するためのガラス基板、露光処理を行うためのレチクルなど（以下、ウェハ等１５という。）を収容する。収納容器５０は、ウェハ等１５の保管環境を窒素ガスや乾燥空気等の所定の環境下に保つように、密閉可能かつ搬送可能な容器である。収納容器５０には、図１に示すように、内部にウェハ等１５を収容するための、棚状の複数の保持部５５が形成されており、ウェハ等１５を出し入れするための、開閉可能な蓋部５０ａが設けられている。収納容器５０の天井部５０ｔには、搬送装置によって把持可能な把持部５０ｈが形成されている。収納容器５０の底部５０ｂには、ガスを収納容器５０内に供給可能にする注入口５１及び排出口５２が設けられている。

ガス供給装置１は、図１に示すように、収納容器５０の注入口５１に接続するノズル１０と、ガス供給源２１に貯蔵されたガスＧをノズル１０まで導くガス供給系２０と、を備えている。ノズル１０は、載置台６０（図３（ａ）参照）から上方に突出した状態で形成される。ガス供給系２０は、ガス供給源２１からノズル１０までのガス搬送用の配管２２と、この配管２２の途中に配置された流量制御部２３と、を備えている。ガス供給源２１は、ガスＧを配管２２に供給するためのポンプを備えてもよい。また、ガス供給装置１は、流量制御部２３とノズル１０との間に配管２２内の圧力を検出する圧力検出部３０が設けられている。

ガス供給装置１は、制御部４０を備えている。制御部４０は、例えば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）や各種記憶装置等を備え、これらがデータバス等によって接続された構成を有している。また、制御部４０は、外部の中央制御装置等に対して無線または有線で接続されてもよい。制御部４０は、圧力検出部３０からの検出信号を受信可能となっている。したがって、ノズル１０内の圧力（配管２２内の圧力）は、圧力検出部３０から適宜検出信号を受け取ることにより、制御部４０によって監視された状態となっている。制御部４０は、圧力検出部３０からの検出信号を、予め記憶装置等に記憶している適正値と比較することにより、ノズル１０内の圧力が適正な範囲に保たれているか否かを判断する。

制御部４０は、流量制御部２３に対してガスＧの流量を制御するための制御信号を出力する。流量制御部２３は、制御部４０によって制御されることでガスＧの流量をコントロールする。流量制御部２３としては、ＭＦＣ（マスフローコントローラ）が用いられるが、これに限定するものではない。なお、制御部４０は、例えば、キーボードや、マウスまたはジョイスティック等のポインティングデバイス、バーコードリーダ等の入力部４１と、液晶ディスプレイ等の表示部４２と、を備えている。入力部４１は、ノズル１０内の圧力と比較対象となる基準圧力値の設定、変更や、流量制御部２３によるガスＧの単位時間あたりの流量の設定を行う。表示部４２は、入力部４１で入力した情報の表示や、現在の稼働状況の表示を行う。ただし、ガス供給装置１が、制御部４０や入力部４１、表示部４２を備えるか否かは任意である。また、制御部４０は、圧力検出部３０の一部として構成されてもよい。

図２は、収納容器５０及びガス供給装置１の要部拡大断面図である。収納容器５０の注入口５１は、図２に示すように、収納容器５０の底部５０ｂにおいて、収納容器５０の内側に突出する円筒形の円筒凹部５１ａの中に、ユニット化された注入口ユニット５１ｕを装着した構造を有している。円筒凹部５１ａは、上端部分が内側に張り出した張出部５１ｂを有し、張出部５１ｂの内側に開口部５１ｃが形成されている。張出部５１ｂは、注入口ユニット５１ｕを保持するストッパ機能を有する。張出部５１ｂは、注入口ユニット５１ｕとの間にオーリング５１ｋを挟み込むことにより、両者間の間隙をシールする。

注入口ユニット５１ｕには、円筒形の胴部５１ｄの内部にパーティクルフィルタ５１ｆ及びチェック弁５１ｖを備えている。胴部５１ｄは、上端部分が内側に張り出した張出部５１ｅを有し、張出部５１ｅの内側にて開口部５１ｍが形成されている。パーティクルフィルタ５１ｆは、その外周縁部５１ｆｅが張出部５１ｅと重なるように配置され、開口部５１ｍを内側から覆うようにしている。

パーティクルフィルタ５１ｆの外周縁部５１ｆｅは、張出部５１ｅとオーリング５１ｊによって挟まれることにより、所定位置に保持される。オーリング５１ｊは、オーリング押え５１ｇによってパーティクルフィルタ５１ｆ側へ押圧された状態となっている。オーリング押え５１ｇは、胴部５１ｄの内周面に固着される。胴部５１ｂへの固着方法は特に限定されないが、例えば、オーリング押え５１ｇの外周面と胴部５１ｄの内周面とがネジ結合させる方法や、オーリング押え５１ｇを胴部５１ｄに圧入させる方法、接着剤等による方法などがある。

オーリング押え５１ｇの下側（ガスＧの流れの上流側）に、チェック弁５１ｖが取り付けられている。チェック弁５１ｖは、収納容器５０内へのガスＧの流れを許容するとともに、逆流を防止する逆止弁または一方向弁である。チェック弁５１ｖは、胴部５１ｄの内周面に固着される。胴部５１ｄへの固着方法は特に限定されるものではないが、例えば、チェック弁５１ｖの外周部にゴム等の弾性体を取り付けて胴部５１ｄの内周面に押し付ける方法や、チェック弁５１ｖの外周面と胴部５１ｄの内周面とをネジ結合させる方法、接着剤等による方法などがある。

チェック弁５１ｖの取り付け位置は、例えば、その下端面５１ｖｅが胴部５１ｄの下端部５１ｄｅよりも上方側に位置するようになっている。これによって、後述するノズル１０の先端突出部１０ｂが挿入される挿入スペース５１ｎが形成されている。

注入口５１は、円筒凹部５１ａ内にオーリング５１ｋを配置した後に、注入口ユニット５１ｕを、嵌め込んで固定することにより形成される。注入口ユニット５１ｕの固定方法は特に制限するものではないが、例えば、胴部５１ｄの外周面と円筒凹部５１ａの内周面とをネジ結合させる方法や、胴部５１ｄを円筒凹部５１ａに圧入させる方法、剥離可能な接着剤等による方法などがある。注入口ユニット５１ｕは、円筒凹部５１ａ（収納容器５０）に対して着脱自在に構成されている。これにより、パーティクルフィルタ５１ｆやチェック弁５１ｖの交換に際しては、注入口ユニット５１ｕの交換によって対応可能となっており、パーティクルフィルタ５１ｆ等の交換を容易に行うことができる。

ノズル１０は、載置台６０の表面に形成された、扁平な略円筒形のノズル本体部１０ａを有している。このノズル本体部１０ａは、その中央に、ガス流路部１０ｇを備えており、このガス流路部１０ｇが、載置台６０を貫通して配管２２に接続されている。ノズル本体部１０ａの上端面には、その中央部分が外周部分よりも上方に突出する突出部１０ｂが設けられている。突出部１０ｂ内にもガス流路部１０ｇが配置されている。

突出部１０ｂよりも低い外周部分は、注入口ユニット５１ｕの胴部５１ｄの下端部５１ｄｅが当接する平坦な環状の当接部１０ｃとして形成されている。当接部１０ｃと、胴部５１ｄの下端部５１ｄｅとが当接することで両者間がシールされ、ノズル１０から排出されたガスＧが外部に漏出しないようにしている。突出部１０ｂの側面は、先端側から当接部１０ｃに向かって広がるようなテーパ部１０ｔとして形成されている。外周テーパ側面１０ｔは、後述するように、ノズル１０と注入口５１とが接続される際に、ノズル１０の誘い込み面として機能する。

図３（ａ）は、ガス供給装置１のノズル１０を備えた載置台６０の斜視図、図３（ｂ）は、収納容器５０の底面図である。ノズル１０は、図３（ａ）に示すように、載置台６０上に２個形成されている。また、ノズル１０とは別に、排気ノズル１２が２個設けられている。ただし、ノズル１０や排気ノズル１２の個数は任意であり、例えば、ノズル１０の個数が排気ノズル１２の個数より多くてもよい。この載置台６０は、例えば支持フレーム１０１により一端側が保持されている。ただし、載置台６０は図３に示すような片側支持構造により支持されることに限定されず、例えば、載置台６０の下側が床あるいは梁などにより適宜支持される構造であってもよい。

また、載置台６０は、支持フレーム１０１とは反対側の他端側を切り欠いた形状の切り欠き部６０ａが形成されている。ノズル１０及び排気ノズル１２は、切り欠き部６０ａを囲むように左右対称に配置されている。この配置は、図３（ｂ）に示すように、収納容器５０の注入口５１及び排出口５２の配置に合わせて設定される。したがって、収納容器５０において注入口５０等の配置が異なる場合は、その配置に合わせて載置台６０のノズル１０等の配置が適宜変更される。また、切り欠き部６０ａは、移載装置の容器支持台１１４に収納容器５０を載置して搬送する場合、載置台６０への収納容器５０の受け渡しに際して容器支持台１１４と干渉しない形状となっている。

排気ノズル１２は、構造的にはノズル１０と同様である。この排気ノズル１２に接続される排出口５２（図１参照）は、注入口５１とは異なった構造となる。すなわち、排出口５２は、注入口５１とは逆向きのチェック弁５２ｖを備えており、収納容器５０内のガスを外部に排出できるようになっている。また、排出口５２は、パーティクルフィルタ５１ｆは不要であり、設けられていない。排出口５２は、注入口５１と同様にユニット化されており、交換可能となっている。また、この排出口５２のユニットを注入口ユニット５１ｕに代えて注入口５１としてもよい。

なお、載置台６０に排気ノズル１２を付けるか否かは任意である。排気ノズル１２を形成しない場合であっても、収納容器５０内に供給されたガスＧは、排出口５２や蓋部５０ａの隙間等から外部に排出される。また、ノズル１０や排気ノズル１２は、例えば、弾性を有する樹脂やゴム等が用いられる。これにより、収納容器５０を載置台６０に置いたときに、収納容器５０の自重によって、当接部１０ｃに胴部５１ｄの下端部５１ｄｅをくい込ませることができ、シール機能を向上させることができる。

また、載置台６０には、図３（ａ）に示すように、突出ピン６１が３個設けられている。突出ピン６１の高さは、ノズル１０の高さＨ（図２参照）よりも高く形成されている。また、突出ピン６１にそれぞれ隣接した位置には、センサ６２が設けられている。このセンサ６２は、例えば、収納容器５０の底部５０ｂを検出して、収納容器５０が載置台６０の上に載置されたか否かを検出する。

一方、収納容器５０の底部５０ｂには、図３の（ｂ）に示すように、注入口５１及び排気口５２とともに、突出ピン６１が挿入される３個の溝部５０ｍが形成されている。この溝部５０ｍは、長手方向が底部５０ｂの中央に向かうようにそれぞれ形成されており、さらに、後述するように、搬送装置の容器支持台１１４のピンも挿入可能な長さに形成されている。上記のように、突出ピン６１は、ノズル１０の高さＨよりも高いため、収納容器５０を載置台６０に載置する場合、溝部６０に入り込むことで収納容器５０を位置決めする。これにより、ノズル１０や排気ノズル１２に対して、注入口５１や排出口５２を容易に位置決めすることができ、それぞれの接続を確実に行うことができる。

また、流量制御部２３としてＭＦＣが用いられる場合、ノズル１０からのガスＧの供給または停止はＭＦＣによって行われる。ただし、ＭＦＣが用いられない場合は、ノズル１０に、ガスＧの供給または停止を行う開閉弁が設けられてもよい。この開閉弁は、制御部４０からの指示により動作するか、または手動によって動作可能としてもよい。制御部４０からの指示により動作する場合、上記した載置台６０のセンサ６２から収納容器５０が載置された検出結果に基づいて、制御部４０が開閉弁を開放させるものでもよい。また、制御部４０によらず、例えば収納容器５０を載置台６０に載置した場合、収納容器５０の自重によって解放弁を開放させるような機構が組み込まれてもよい。

続いて、上記したガス供給装置１を用いて収納容器５０にガスＧを供給する場合について説明する。先ず、ウェハ等１５が収納されて蓋部５０ａが閉じられた収納容器５０は、搬送装置等によって載置台６０に載置される。このとき、上記したように、突出ピン６１によって収納容器５０は位置決めされるため、載置台６０のノズル１０及び排気ノズル１２は、正確に収納容器５０の注入口５１及び排出口５２に接続される（図１に示す状態）。なお、搬送装置は、例えば３本のピンを備える容器支持台１１４を用いて、収納容器５０の底部５０ｂの溝部５０ｍに各ピンを挿入させた状態で保持して搬送する形態の他に、収納容器５０の上部に形成された把持部５０ｈを掴んで搬送する形態がある。

ノズル１０及び排気ノズル１２は、収納容器５０が載置台６０に載置されたときに、注入口５１及び排出口５２とそれぞれ接続されるので、収納容器５０を載置台６０に置くだけでガスＧを注入するための流路ならびに排気の流路が形成され、収納容器５０内へのガスＧの注入を容易に行うことができる。

続いて、ガス供給装置１を動作させてガス供給源２１からガスＧを、配管２２を介してノズル１０に供給する。ノズル１０から放出されたガスＧは、チェック弁５１ｖ及びパーティクルフィルタ５１ｆを介して収納容器５０内に供給される。ガスＧの供給に際して、圧力検出部３０は所定の間隔で圧力の検出値を制御部４０に出力している。制御部４０は、受信した圧力値が正常であるか、異常であるかを判断する。

図４は、供給ガス流量と圧力Ｐとの関係を示すグラフである。図４のグラフにおいて、横軸は、供給するガスＧの流量であり、規定の流量に対するパーセンテージで表している。一方、縦軸は、同様に既定の圧力に対するパーセンテージで表している。なお、これら既定の流量や圧力は、予め試験等により収納容器５０に適切にガスＧを供給できることを確認した流量及び圧力が用いられる。

ガスＧが適正に収納容器５０に供給されている場合、図４の上側の実線に示すようにあらわれる。すなわち、図４に示すように、「正常なガス供給」の場合、ガスＧを既定の流量で供給（既定の流量に対して１００％で供給）すると、圧力Ｐは９０％弱〜１００％弱の範囲Ｒとなる。この圧力は、チェック弁５１ｖやパーティクルフィルタ５１ｆが正常に機能していることによる抵抗によって生じる圧力である。なお、範囲Ｒは、予め制御部４０の記憶装置等に記録されている。制御部４０は、圧力検出部３０から受信した圧力値が範囲Ｒに入っているかを判断し、範囲Ｒに入っている場合は正常と判断する。

また、収納容器５０に対してガスＧが供給されると、収納容器５０内に当初入っていたガスは排気口５２から排気ノズル１２を介して外部に排出される。この結果、収納容器５０内は、所定のガスＧにより満たされ、ウェハ等１５に対して所定の環境が形成される。なお、収納容器５０に供給されるガスＧは、流量制御部２３によって予め設定された流量が供給された後に供給を停止するか、あるいは予め設定された供給時間を経過した後に供給を停止する。

また、ガスＧが適正に収納容器５０に供給されない場合、図４の下側の実線や点線に示すようにあらわれる。すなわち、図４に示すように、「異常なガス供給」の場合、ガスＧを既定の流量で供給しても、そのときの圧力Ｐは範囲Ｒから外れた値となる。

図５は、ガス供給装置１において、ガス供給に不具合が生じる場合の要部拡大断面図である。図５（ａ）に示すように、例えば、注入口５１のパーティクルフィルタ５１ｆが誤って位置ずれしてセットされている場合には、パーティクルフィルタ５１ｆがオーリング５１ｊから外れてしまい、隙間５８が形成されてしまう。その結果、パーティクルフィルタ５１ｆを通過せずに、隙間５８から収納容器５０内に流入するガスＧが生じることになる。これにより、ガスＧに含んだ塵埃等がそのまま収納容器５０内に浸入し、ウェハ等１５に付着するおそれを有している。

図５（ａ）に示す状況では、ガスＧがパーティクルフィルタ５１ｆを通過しない箇所が生じるので、パーティクルフィルタ５１ｆを通過する抵抗が減少し、ガスＧの圧力Ｐは、図４に示すように、既定の範囲Ｒから外れた低い値になる。

また、汚染されたガス注入が行われてしまう状況としては、図５（ｂ）に示すように、パーティクルフィルタ５１ｆの外周縁部５１ｆｅが張出部５１ｂから外れることも考えられる。このような状況では、パーティクルフィルタ５１ｆと張出部５１ｂとの隙間５８が大きく形成されるため、多量のガスＧが隙間５８を介して収納容器５０に流入する。したがって、ガスＧの大半がパーティクルフィルタ５１ｆを通過しないため、その圧力Ｐは図５（ａ）に示す場合よりさらに低い値となる。

図５（ｂ）に示す状況においても、図５（ａ）と同様「異常なガス供給」である。ガスＧの大半がパーティクルフィルタ５１ｆを通過しないので、パーティクルフィルタ５１ｆを通過する抵抗が大幅に減少し、ガスＧの圧力Ｐは、既定の範囲Ｒから大きく外れた低い値になる（図４にて不図示）。

なお、ガスＧの注入における異常は、パーティクルフィルタ５１ｆのセッティング異常によるものだけではなく、その他、チェック弁５１ｖが解放状態のままとなっている場合や、ノズル１０が注入口５１に適切に接続されていない等の気密性の不良などが生じた場合にも生じる。これらの場合は、いずれも圧力Ｐが低下して範囲Ｒから外れるため「異常なガス供給」となり、検出可能となっている。

また、ガスＧの注入における異常は、パーティクルフィルタ５１ｆが目詰まりを起したような場合や、チェック弁５１ｖが開かない場合、ノズル１０や配管２２の一部または全部が閉塞している場合によっても生じる。このような場合は、図５に示すような圧力Ｐの低下とは異なり、図４の点線で示すように、圧力Ｐが上昇する。このような場合においても、圧力Ｐが範囲Ｒから外れるため、「異常なガス供給」となっていることが判断できる。

このように、収納容器５０の注入口５１に接続するノズル１０からガスＧを供給するときに、ノズル１０内の圧力Ｐが所定圧力から外れたことを検出することにより、ガスＧが正常に供給されていないことが判別できる。この検出によって、ガス供給の停止等の適切な対応を迅速に行うことが可能である。

制御部４０は、圧力検出部３０から受信した圧力値が範囲Ｒに入っているかを判断し、範囲Ｒに入っていない場合は異常と判断する。なお、圧力Ｐの範囲Ｒは任意に設定可能である。また、範囲Ｒは、収納容器５０に設置されるパーティクルフィルタ５１ｆやチェック弁５１ｖの種類に応じて適宜変更されてもよい。制御部４０は、異常と判断した場合に、流量制御部２３にガスＧの供給を停止するように指示してもよい。また、制御部４０は、不図示の開閉弁を閉じて、ガスＧの供給を停止させてもよい。さらに、制御部４０は、異常であることを表示部４２に表示させてもよい。また、制御部４０は、異常と判断した場合に、音声や発光等によるアラームを生じさせてもよく、異常が生じた旨を中央制御装置等に送信してもよい。

また、本実施形態においては、圧力Ｐが範囲Ｒから外れるか否かにより判断しているが、これに限定されない。例えば、図４に示す「正常なガス供給」のグラフを予め設定しておき、このグラフから外れることで正常または異常を判断してもよい。これにより、ガスＧの流量が変化した場合でも、その流量に応じた圧力を基準とすることにより、正常または異常を判断することができる。この場合、正常な圧力値に対して±５％など、圧力値の許容範囲を設定してもよい。

＜第２実施形態＞
第２実施形態に係るガス供給装置について、図６を参照しながら説明する。図６は、ガス供給装置１ａを示した要部概略図である。ガス供給装置１ａは、図１に示すガス供給装置と同様、収納容器５０内にガスＧを供給するための装置である。なお、本実施形態においては、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略または簡略化する。

このガス供給装置１ａは、収納容器５０に備える複数の注入口５１のそれぞれに対応するように、ガス供給系２０として、流量調整部２３からガスＧを供給する複数の系統を有する。図６に示すように、流量調整部２３には配管２２ａが接続され、別のノズル１０に供給される。この配管２２ａには、圧力検出部３０ａが設けられている。この圧力検出部３０ａは、図１に示す圧力検出部３０と同様であり、検出信号は、制御部４０に送信されている。なお、図６では、２つの注入口５１について図示しているが、３つ以上の注入口５１についても同様に構成される。

制御部４０は、圧力検出部３０、３０ａのそれぞれから送られた検出結果に基づいて、上記したように範囲Ｒから外れているか否かを判断し、正常または異常のガス供給のいずれかを決定する。ただし、このような複数の圧力値を取得する場合、それぞれの圧力値について範囲Ｒと比較することに限定されない。例えば、図４に示すように、２つの圧力値のうち一方が正常な場合、制御部４０は、他方の圧力値との差圧Ｑ１を算出し、この差圧Ｑ１が閾値を超えた場合にガスＧの供給が異常と判断してもよい。また、圧力値が正常な場合より高い場合についても、図４に示すように、差圧Ｑ２を算出し、この差圧Ｑ２が閾値を超えた場合にガスＧの供給が異常と判断される。

また、制御部４０は、２つの圧力値のうち一方が正常な場合、他方の圧力値との比を算出し、この比が閾値を超えた場合にガス供給が異常と判断してもよい。なお、ガスＧの供給系統が３つ以上の場合も、それぞれについて差圧や比が算出されて、閾値を超えたか否かが判断される。また、差圧Ｑ１、Ｑ２や比の閾値は、予め実験等によって設定される。差圧Ｑ１、Ｑ２や比が閾値を超える場合、全ての配管２２、２２ａによるガスＧの供給を停止してもよい。また、差圧Ｑ１、Ｑ２や比が閾値を超える場合、各圧力値を範囲Ｒと比較することにより、異常が生じたノズル１０を特定してもよい。

このように、本実施形態においては、圧力検出部３０が、複数のノズル内のガス圧力を比較し、その圧力の差または比が所定値を超えたときにノズル１０のいずれかの供給が異常と判断する。したがって、各圧力値を基準圧力とそれぞれ比較するといった処理が不要であり、ノズル１０間の圧力の比較といった簡単な処理で、ガス供給の異常を迅速に検出することができる。

＜自動倉庫＞
自動倉庫の実施形態について、図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、収納容器５０を保管する自動倉庫１００の要部斜視図である。図８は、自動倉庫１００を側面側から見た概略側面図である。この自動倉庫１００は、複数の収納容器５０を保管するとともに、保管中に収納容器５０内に所定のガスＧを供給するパージストッカである。なお、本実施形態においては、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略または簡略化する。

図７及び図８に示すように、自動倉庫１００は、床９０に設置された支持フレーム１０１と、支持フレーム１０１の内側に水平かつ多段（本実施形態においては４段）に配列された複数の載置台６０と、床９０上を走行するスタッカクレーン１１０と、載置台６０にガスＧを供給するガス供給装置１と、を備えている。なお、この自動倉庫１００では、図１に示すガス供給装置１が用いられるが、これに代えて、図６に示すガス供給装置１ａが用いられてもよい。各載置台６０のそれぞれには、配管２２等からなるガス供給系２０を介してガスＧが供給される。載置台６０のそれぞれには、流量制御部２３（ＭＦＣ）及び圧力検出部３０が設置されている。

なお、図７では説明のため自動倉庫１００の外側（支持フレーム１０１の外側）に流量制御部２３を記載しているが、図８に示すように、支持フレーム１０１内（自動倉庫１００内）に各流量制御部２３が設置されている。ただし、流量制御部２３の一部または全部を支持フレーム１０１の外側に配置してもよい。また、ガス供給源２１や制御部４０は、支持フレーム１０１の外側に配置されているが、支持フレーム１０１内（自動倉庫１００内）に配置されてもよい。

各載置台６０に対するガスＧの供給または停止は、それぞれの流量制御部２３（ＭＦＣ）によって行っており、各載置台６０に対して選択的にガスＧを供給できるようにしている。制御部４０は、第１実施形態と同様に、各圧力検出部３０からの検出信号を受信するとともに、各流量制御部２３（ＭＦＣ）の制御を行う。また、制御部４０は、後述するスタッカクレーン１１０の動作を制御してもよく、収納容器５０の搬入及び搬出を１つの制御部４０で行ってもよい。なお、上記では載置台６０ごとに流量制御部２３（ＭＦＣ）及び圧力検出部３０が配置されているが、これに限定されない。例えば、２以上の載置台６０に対して流量制御部２３（ＭＦＣ）及び圧力検出部３０の一方または双方を兼用させるようにしてもよい。

載置台６０は、自動倉庫１００の奥行方向（図８において左右方向）に沿って等間隔に配置されている。また、各載置台６０の下部には、ガスＧを供給するための配管２２及び排気用の配管２８が設けられている。なお、排気ガスは、排気用の配管２８を介して、例えば、不図示の排気装置によって自動倉庫１００外に排出される。

スタッカクレーン１１０は、走行基台１１１と、支持柱１１２と、アーム支持部１１３と、容器支持台１１４と、を備えている。走行基台１１１は、走行用の車輪１１５を有する。車輪１１５のうち少なくとも１つはモータ等の不図示の駆動装置によって駆動し、走行基台１１１を、床９０に設けられたレール１１６に沿って矢印Ａ方向に移動させる。支持柱１１２は、走行基台１１１の上面から高さ方向に延在している。

アーム支持部１１３は、支持柱１１２に沿ってスライド可能に支持されており、モータ等の不図示の駆動装置によって矢印Ｂ方向に移動する。容器支持台１１４は、収納容器５０を載置するとともに、アーム支持部１１３から水平方向に伸縮可能な複数のアームによって構成されている。容器支持台１１４は、モータ等の不図示の駆動装置によって矢印Ｃ方向に伸縮する。なお、走行基台１１１の矢印Ａ方向の移動や、アーム支持部１１３の矢印Ｂ方向の移動、容器支持台１１４の矢印Ｃ方向の伸縮は、制御部４０によって制御される。

続いて、スタッカクレーン１１０の動作について説明する。収納容器５０を自動倉庫１００内に入庫するときは、自動倉庫１００の受渡し部（図示せず）までスタッカクレーン１１０が移動する。容器支持台１１４によって、受渡し部に載置された収納容器５０をすくい上げて保持する。収納容器５０を保持した状態で、走行基台１１１及びアーム支持部１１３を矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に移動させ、所望の載置台６０に位置決めする。続いて、容器支持台１１４を矢印Ｃ方向に伸長させることにより、収納容器５０を所望の載置台６０の上方に配置させる。続いて、アーム支持部１１３を下方に移動させることにより、収納容器５０は、容器支持台１１４から載置台６０に移って保持される。

この載置動作によって、第１実施形態で説明した様に、載置台６０のノズル１０及び排気ノズル１２は、収納容器５０の注入口５１及び排気口５２にそれぞれ接続される。収納容器５０が載置された後、ガスＧの供給が開始される。制御部４０は、収納容器５０の載置を確認した後、開閉弁を開くとともに流量制御部２３を制御してガスＧの供給を行う。このガス供給に際して、制御部４０は、圧力検出部３０の圧力値を所定の時間間で受け取り、その都度、正常なガスＧの供給が行われているかを判断する。

なお、制御部４０は、載置台６０に載置された段階でガスＧの供給を行うが、一定期間が経過した収納容器５０に対して改めてガスＧの供給を行ってもよい。また、制御部４０は、自動倉庫１００に搬入された段階でガスＧの供給が必要かを確認し、必要な場合はガスＧの供給を行うようにしてもよい。

また、本実施形態の自動倉庫１００では、載置台６０の全てについてガスＧの供給が可能となっているが、これに限定するものではなく、一部の載置台６０（例えば最下段の載置台６０など）についてガスＧを供給可能としてもよい。この場合、例えば、制御部４０は、収納容器５０にガスＧの供給が必要かを監視し、必要な場合は適宜スタッカクレーン１１０を動作させて、収納容器５０をガス供給可能な載置台６０まで搬送してガスＧの供給を行う。ガス供給が終了した後は、収納容器５０を元の位置に戻す。これにより、自動倉庫１００内の構造を簡素化できるとともに、ガス供給系２０の配管２２も簡素化できる。

また、自動倉庫１００の載置台６０にガス供給可能な載置台６０を設けずに、例えば収納容器５０の受渡し部において、その載置台にガス供給装置１が形成されてもよい。また、自動倉庫１００の一部にガス供給装置を設置することに限定されず、自動倉庫１００への搬入前または搬出後に一旦収納容器５０を載置させ、ガスＧを供給するような、自動倉庫１００に付属する専用のガス供給ステーション等であってもよい。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記した各実施形態において、圧力検出部３０は、検出信号を制御部４０に発信することに代えて、ノズル１０内の圧力Ｐが所定圧力から外れたことを表示する機能を有するものでもよい。利用者は、この表示を確認することにより、ガスが正常に供給されていないことを判別でき、適切な対策を講ずることが可能となる。

また、上記した各実施形態において、ガス供給装置１、１ａのノズル１０は、図２に示す構成に限定するものではなく、収納容器５０に形成された注入口５１の形態に合わせて適宜変更可能である。また、収納容器５０のパーティクルフィルタ５１ｆは、注入口ユニット５１ｕ内に設ける構造としたが、収納容器５０側に設ける構造であってもよい。

また、上記した自動倉庫１００において、図７及び図８に示すように、各載置台６０が支持フレーム１０１に取り付けられる構造としたが、例えば、支持フレーム１０１内に収納棚を形成させ、この収納棚に並べて各載置台６０を取り付ける構造でもよい。また、収納容器５０の移載をスタッカクレーン１１０に行っているが、これに代えて例えば、各種任意の搬送装置が用いられてもよい。また、収納容器５０の底部を保持して搬送することに限定されず、例えば、収納容器５０の上部５０ｔに設けられた把持部５０ｈを用いて搬送させてもよい。

また、上記した各実施形態において、ガス供給源２１内のガスＧや、ガス供給源２１からノズル１０まで送られるガスＧに対して温度を調節する温調装置が設けられてもよい。この温調装置は、例えば、自動倉庫１００が設置された室内または建屋内の温度調節する温調装置が用いられてもよい。

なお、上記した各実施形態に係るガス供給装置１、１ａは、収納容器５０のメンテナンス時等において、パーティクルフィルタ５１ｆが正しくセットされているか等をテストする装置として用いられてもよい。テスト用の装置として用いられる場合は、自動倉庫１００等に固定されて用いられる他に、スタッカクレーン１１０等によって運搬可能に構成されてもよい。

Ｇ・・・ガス
１、１ａ・・・ガス供給装置
１０・・・ノズル
２０・・・ガス供給系
２１・・・ガス供給源
２２、２２ａ・・・配管
２３・・・流量制御部
３０、３０ａ・・・圧力検出部
４０・・・制御部
５０・・・収納容器
５１・・・注入口
５２・・・排出口
６０・・・載置台
１００・・・自動倉庫

Claims (8)

1. 収納容器の注入口に接続するノズルと、前記ノズルに所定のガスを供給するガス供給系とを備えるガス供給装置であって、
   前記ノズル内の圧力が所定圧力から外れたことを検出する圧力検出部を備えることを特徴とするガス供給装置。
2. 前記ガス供給系は、ガス流量を制御する流量制御部を有することを特徴とする請求項１記載のガス供給装置。
3. 前記圧力検出部は、前記流量制御部によるガス流量に応じて設定された圧力の範囲から外れたことを検出することを特徴とする請求項１記載のガス供給装置。
4. 前記収納容器の複数の注入口に接続する複数の前記ノズルを備え、
   前記圧力検出部は、複数の前記ノズル内の圧力を比較してその差または比が所定値を超えたときに前記ノズルのいずれかが所定圧力から外れたと判断することを特徴とする請求項１または請求項２記載のガス供給装置。
5. 前記圧力検出部は、前記ノズル内の圧力が所定圧力から外れたことを検出したときに、前記ガス供給系からのガスの供給を停止させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のガス供給装置。
6. 前記ノズルは、前記収納容器が載置台に載置された際に前記注入口と接続するように前記載置台に形成されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のガス供給装置。
7. 収納容器を載置する複数の載置台を備える自動倉庫であって、
   前記載置台の少なくとも１つは、載置した前記収納容器に対して所定のガスを供給するガス供給装置を有し、
   前記ガス供給装置としては、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のガス共供給装置が用いられることを特徴とする自動倉庫。
8. 収納容器の注入口に接続するノズルから所定のガスを供給するガス供給方法であって、
   前記ノズル内の圧力が所定圧力から外れたことを検出することを特徴とするガス供給方法。

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