JP2023016949A - ロードポート - Google Patents

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Atsushi Suzuki
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Yasushi Taniyama
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Abstract

【課題】ＦＯＵＰを筐体に接続させる際に、周辺空間を清浄に保つことができるロードポートを提供する。【解決手段】搬送空間９を外部空間から隔離する壁の一部を構成するベース４１と、ベース４１に設けられた開口部９２と、開口部９２の開閉と、収容物を収容した容器に対する蓋体の固定及び固定の解除が可能なドア８１と、ベースと容器との間をシールする第１シール部材９４と、を備え、ドア８１の容器側の端面８１ｃの少なくとも一部が、第１シール部材９４の容器側の端部より搬送空間９側に位置する。【選択図】図１１

Description

本発明は、搬送中のウェーハを外気に晒すことのないよう、ウェーハ搬送室内のガスを循環させることのできるロードポートに関する。
従来、基板としてのウェーハに対し種々の処理工程が施されることにより半導体の製造がなされてきている。近年では素子の高集積化や回路の微細化がますます進められており、ウェーハ表面へのパーティクルや水分の付着が生じないように、ウェーハ周辺を高いクリーン度に維持することが求められている。さらに、ウェーハ表面が酸化するなど表面の性状が変化することがないよう、ウェーハ周辺を不活性ガスである窒素雰囲気としたり、真空状態としたりすることも行われている。
こうしたウェーハ周辺の雰囲気を適切に維持するために、ウェーハは、ＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）と呼ばれる密閉式の格納ポッドの内部に入れて管理され、この内部には窒素が充填される。さらに、ウェーハに処理を行う処理装置と、ＦＯＵＰとの間でウェーハの受け渡しを行うために、ＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）が利用されている。ＥＦＥＭは、筐体の内部で略閉止されたウェーハ搬送室を構成するとともに、その対向壁面の一方にＦＯＵＰとの間でのインターフェース部として機能するロードポート（Load Port）を備えるとともに、他方に処理装置の一部であるロードロック室が接続される。ウェーハ搬送室内には、ウェーハを搬送するためのウェーハ搬送装置が設けられており、このウェーハ搬送装置を用いて、ロードポートに接続されるＦＯＵＰとロードロック室との間でウェーハの出し入れが行われる。
ロードポートとしては例えば特許文献１に示すように、ドア部を閉じた状態でドア部が筐体よりもＦＯＵＰ側に突出する構成が採用されている。
特開２０１４―１１２６３１号公報
しかし、特許文献１に記載のロードポートでは、ＦＯＵＰを筐体に接続するために接近させると、ＦＯＵＰと、筐体から突出したドア部とが接触する。この接触により破片が飛散し、ＥＦＥＭの周辺空間が汚染されるという問題がある。
そこで、この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ＦＯＵＰを筐体に接続させる際に、周辺空間を清浄に保つことができるロードポートを提供することを目的とする。
本発明に係るロードポートは、
搬送空間を外部空間から隔離する壁の一部を構成するベースと、
前記ベースに設けられた開口部と、
前記開口部の開閉と、収容物を収容した容器に対する蓋体の固定及び固定の解除が可能なドアと、
前記ベースと前記容器との間をシールする第１シール部材と、
を備え、
前記ドアの前記容器側の端面の少なくとも一部が、前記第１シール部材の前記容器側の端部より前記搬送空間側に位置する。
このロードポートでは、仮に容器の蓋体がベース側に膨張していたとしても、容器を開口部に取り付けた際に、ドアの容器側の端面が第１シール部材の容器側の端部よりも搬送空間側に位置するので、蓋体とドアとが接触しない。これにより、蓋体がドアに接触して破片が飛散するのを防止し、ロードポートの周辺空間を清浄に保つことができる。また、ドアに予め付着しているゴミが接触の衝撃で舞い上がったり、接触の衝撃で容器が揺れて、容器底部のゴミが飛散したり収容物の位置がずれることを低減できる。
本発明に係るロードポートは、
前記容器が前記開口部に取付けられた状態で、前記容器を前記ベース側に押圧するクランプユニットを有し、
前記クランプユニットにクランプされた前記容器により前記ベース側に押圧された前記第１シール部材の前記容器側の端部より、前記ドアの前記容器側の端面の少なくとも一部が前記搬送空間側に位置する。
このロードポートでは、クランプされ、ベース側に押圧された第１シール部材の容器側の端部より、ドアの容器側の端面の少なくとも一部が搬送空間側に位置する。従って、容器を開口部に取り付けた状態で、蓋体とドアとの接触を確実に防止できる。
本発明に係るロードポートは、
前記容器と対向する、前記ドアの端面の一部が、前記搬送空間側に凹む凹部を有する。
このロードポートでは、仮に容器の蓋体がベース側に膨張していたとしても、蓋体とドアとの接触を確実に防止できる。
本発明に係るロードポートは、
前記凹部の形状は、前記容器内の圧力を高めることで膨張した前記蓋体の膨張面に対応する。
このロードポートでは、凹部の形状が、容器内の圧力を高めることで膨張した蓋体の膨張面に対応することで、仮に蓋体が種々の形状で膨張していたとしても、蓋体とドアとの接触を確実に防止できる。
本発明に係るロードポートは、
前記ベースと前記ドアとの間をシールする第２シール部材を備え、
前記ドアの前記容器側の端面の全てが、前記第１シール部材の前記容器側の端部より前記搬送空間側に位置する。
このロードポートでは、ドアの容器側の端面の全てが、第１シール部材の容器側の端部より搬送空間側に位置する。従って、蓋体とドアとの接触をより防止して、第２シール部材によるベースとドアとの間のシールを維持できる。
本発明に係るロードポートは、
前記ベースと前記ドアとの間をシールする第２シール部材と、
前記第１シール部材を介して前記容器が前記開口部と当接する状態にあるとき、少なくとも前記第１シール部材、前記第２シール部材、前記蓋体、および前記ドアによって構成された密閉空間と、
前記密閉空間にガスを注入する第１ガス注入部と、
前記密閉空間を排気する第１ガス排出部と、
を備えた。
このロードポートでは、第１シール部材を介して容器が開口部と当接する状態にあるとき、すなわち容器が開口部に取付けられた際に、容器とドアとの間の密閉空間にガスを注入する第１ガス注入部と、密閉空間のガスを排出する第１ガス排出部と、を備えた。これにより、容器が開口部に取付けられた状態で、容器とドアとの間の大気を除去して窒素ガスを充填（パージ）できる。従って、容器とドアとの間に存在してウェーハを酸化させるなど、ウェーハの性状を変化させる恐れのある酸素、水分、パーティクルなどを含む大気が、ドアを開放した際に搬送空間および容器の内部に流入するのを防止できる。言い換えれば、容器の蓋体を開放して密閉空間が開放される前に、密閉空間の酸素、水分、パーティクルを排除できる。これにより、蓋体の開放時に酸素などが容器内や搬送空間に漏れ出すことなく、容器内および搬送空間を所期の環境条件に維持できる。
本発明に係るロードポートは、
前記ベースと前記ドアとの間をシールする第２シール部材と、
前記第１シール部材を介して前記容器が前記ベースと当接し、かつ前記第２シール部材を介して前記ドアが前記ベースと当接する状態にあるとき、前記ベース、前記第１シール部材、前記第２シール部材、前記蓋体、および前記ドアによって構成された密閉空間と、
を備え、
前記容器を前記ベースにクランプする際、前記ドアと前記蓋体とが離隔した状態から、前記ドアに向かって前記容器を近づける。
このロードポートでは、容器を前記ベースにクランプする際、前記ドアと前記蓋体とが離隔した状態から、前記ドアに向かって前記容器を近づける。これにより、第１シール部材を介する容器とベースとの間のシール性が向上する。
本発明では、仮に容器の蓋体がベース側に膨張していたとしても、容器を開口部に取り付けた際に、ドアの容器側の端面が第１シール部材の容器側の端部よりも搬送空間側に位置するので、蓋体とドアとが接触しない。これにより、蓋体がドアに接触して破片が飛散するのを防止し、ロードポートの周辺空間を清浄に保つことができる。また、ドアに予め付着しているゴミが接触の衝撃で舞い上がったり、接触の衝撃で容器が揺れて、容器底部のゴミが飛散したり収容物の位置がずれることを低減できる。
本発明では、クランプされ、ベース側に押圧された第１シール部材の容器側の端部より、ドアの容器側の端面の少なくとも一部が搬送空間側に位置する。従って、容器を開口部に取り付けた状態で、蓋体とドアとの接触を確実に防止できる。
本発明では、仮に容器の蓋体がベース側に膨張していたとしても、蓋体とドアとの接触を確実に防止できる。
本発明では、凹部の形状が、容器内の圧力を高めることで膨張した蓋体の膨張面に対応することで、仮に蓋体が種々の形状で膨張していたとしても、蓋体とドアとの接触を確実に防止できる。
本発明では、ドアの容器側の端面の全てが、第１シール部材の容器側の端部より搬送空間側に位置する。従って、蓋体とドアとの接触をより防止して、第２シール部材によるベースとドアとの間のシールを維持できる。
本発明では、第１シール部材を介して容器が開口部と当接する状態にあるとき、すなわち容器が開口部に取付けられた際に、容器とドアとの間の密閉空間にガスを注入する第１ガス注入部と、密閉空間のガスを排出する第１ガス排出部と、を備えた。これにより、容器が開口部に取付けられた状態で、容器とドアとの間の大気を除去して窒素ガスを充填（パージ）できる。従って、容器とドアとの間に存在してウェーハを酸化させるなど、ウェーハの性状を変化させる恐れのある酸素、水分、パーティクルなどを含む大気が、ドアを開放した際に搬送空間および容器の内部に流入するのを防止できる。言い換えれば、容器の蓋体を開放して密閉空間が開放される前に、密閉空間の酸素、水分、パーティクルを排除できる。これにより、蓋体の開放時に酸素などが容器内や搬送空間に漏れ出すことなく、容器内および搬送空間を所期の環境条件に維持できる。
本発明では、容器を前記ベースにクランプする際、前記ドアと前記蓋体とが離隔した状態から、前記ドアに向かって前記容器を近づける。これにより、第１シール部材を介する容器とベースとの間のシール性が向上する。
本発明の実施形態に係るＥＦＥＭと処理装置との関係を模式的に示す平面図。 ＥＦＥＭの側面壁を取り外した状態を示す側面図。 ＥＦＥＭの一部を破断して示す斜視図。 ＥＦＥＭの循環路におけるガスの流れを示す模式図。 図１に示すロードポートの斜視図。 図１に示すロードポートの正面図。 図１に示すロードポートの背面図。 図１に示すロードポートの側断面図。 ドア部と第１シール部材との関係を示す部分拡大断面図。 図８の状態よりＦＯＵＰを筐体側に移動させた状態を示す側断面図。 シール部材により密閉された密閉空間を示す部分拡大断面図。 クランプすることによりＦＯＵＰをドア部に近づけた状態を示す部分拡大断面図。 図１０の状態よりＦＯＵＰの蓋体と共にドア部を開口部から離間させた状態を示す側断面図。 図１３の状態よりＦＯＵＰの蓋体と共にドア部を下方に移動させた状態を示す側断面図。 ＥＦＥＭを構成するウインドウユニットとドア部を拡大して示す要部拡大斜視図。 図１５のＡ－Ａ断面を拡大して示す要部拡大断面図。 ウインドウユニットに設けたクランプを示す要部拡大正面図。 制御部と各圧力計および各バルブとの接続状態を示すブロック図。 ＦＯＵＰをＥＦＥＭに接続して連通する手順を示すフローチャート。 （ａ）はクランプユニットの変形例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のクランプ状態を示す正面図。 （ａ）は図２０のクランプを解除した状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の支持片を示す拡大断面図。 （ａ）はクランプを解除した状態を示す拡大平面図、（ｂ）は動作途中のクランプを示す拡大平面図、（ｃ）はクランプをした状態を示す拡大平面図。 （ａ）は搬送空間側に凹む陥凹部を有する変形例のドア部を示す断面図、（ｂ）は搬送空間側に弓状に凹む湾曲面を有する変形例のドア部を示す断面図。 （ａ）は搬送空間側に凹む陥凹部を有する更なる変形例のドア部を示す断面図、（ｂ）は搬送空間側に弓状に凹む湾曲面を有する更なる変形例のドア部を示す断面図。 圧力Ｐ１がＰ２よりも高い場合に変形例に係るガスの流路を示す図。 圧力Ｐ１がＰ２よりも低い場合に変形例に係るガスの流路を示す図。 制御部と各圧力計および各バルブとの変形例の接続状態を示すブロック図。 図１１の状態からＦＯＵＰの蓋体に向かってドア部を前進させた変形例を示す部分拡大断面図。 ２つのＯリングを一体とした変形例を示す断面図。
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るＥＦＥＭ１と、これと接続する処理装置６の天板等を取り除くことで内部が見えるようにし、これらＥＦＥＭ１と処理装置６との関係を模式的に示した平面図である。また、図２は、ＥＦＥＭ１の側面の壁を取り除くことで内部が見えるようにした側面図である。これら図１及び２に示すように、ＥＦＥＭ１は、所定の受け渡し位置間でウェーハＷの搬送を行うウェーハ搬送装置２と、このウェーハ搬送装置２を囲むように設けられた箱型の筐体３と、筐体３の前面側の壁（前面壁３１）の外側に接続される複数（図中では３つ）のロードポート４と、制御手段５とから構成されている。
ここで、本願においては筐体３より見てロードポート４が接続される側の向きを前方、前面壁３１と対向する背面壁３２側の向きを後方と定義し、さらに、前後方向及び垂直方向に直交する方向を側方と定義する。すなわち、３つのロードポート４は側方に並んで配置されている。
また、ＥＦＥＭ１は、図１に示すように、背面壁３２の外側に隣接して、処理装置６の一部を構成するロードロック室６１が接続できるようになっている。ＥＦＥＭ１とロードロック室６１との間に設けられた扉１ａを開放することで、ＥＦＥＭ１内とロードロック室６１とを連通した状態とすることが可能となっている。処理装置６としては種々様々なものを使用できるが、一般には、ロードロック室６１と隣接して搬送室６２が設けられ、さらに搬送室６２と隣接して、ウェーハＷに処理を行う複数（図中では３つ）の処理ユニット６３～６３が設けられる構成となっている。搬送室６２と、ロードロック室６１や処理ユニット６３～６３との間には、それぞれ扉６２ａ，６３ａ～６３ａが設けられており、これを開放することで各々の間を連通させることができる。また、搬送室６２内に設けられた搬送ロボット６４を用いてロードロック室６１及び処理ユニット６３～６３の間でウェーハＷを移動させることが可能となっている。
ウェーハ搬送装置２は、図２に示すように、ウェーハＷを載置して搬送するピックを備えたアーム部２ａとこのアーム部２ａを下方より支持し、アーム部を動作させるための駆動機構及び昇降機構を有するベース部２ｂとから構成されている。ベース部２ｂは、筐体３の前面壁３１に支持部２１及びガイドレール２２を介して支持されている。そして、ウェーハ搬送装置２は筐体３内の幅方向に延在するガイドレール２２に沿って移動できるようになっている。制御手段５がウェーハ搬送装置２の動作を制御することによって、側方に並んだ各ロードポート４に載置されたＦＯＵＰ（容器）７に収容されているウェーハ（収容物）Ｗをロードロック室６１へ搬送すること及び、各処理ユニット６３～６３にて処理が行われた後のウェーハＷをＦＯＵＰ７内へ再び搬送することが可能となっている。
筐体３は、ウェーハ搬送装置２の四方を囲む前面壁３１、背面壁３２、側面壁３３，３４と、天井壁３５、底壁３６、さらに上記の筐体壁３１～３５を支える支柱３７ａ～３７ｄとを含んで構成されている。前面壁３１に設けられた開口部９２にロードポート４が取り付けられる。背面壁３２に設けられた矩形状の開口３２ａにロードロック室６１が接続される。筐体３は、搬送空間９と後述するガス帰還路１０とを有し、これらを包含する略閉止空間ＣＳ（図４参照）が形成されている。なお、上述した各部材は、部材間に内部のガスが流出する隙間を生じないよう精密に取り付けられているが、部材間にシール部材を設け、さらに筐体３内の気密性を高めるように構成してもよい。また、背面壁３２に設けられた開口３２ａは、駆動機構１ｂを有し、上下に駆動する一般にゲートバルブと称される扉１ａ（図３参照）によって閉止することが可能となっている。なお、図示及び説明を省略するが、側面壁３３，３４にも開口が設けられており、一方はウェーハＷの位置調整に利用されるアライナが接続されるものとなっており、他方は通常時は閉じられたメンテナンス用の開口となっている。
ロードポート４はドア部８１を備えており、このドア部８１がＦＯＵＰ７に設けられた蓋体７２と連結してともに移動することで、ＦＯＵＰ７が略閉止空間ＣＳに対して開放されるようになっている。ＦＯＵＰ７内には載置部が上下方向に多数設けられており、これによって多数のウェーハＷを収容することができる。また、ＦＯＵＰ７内には通常窒素が充填されるとともに、制御手段５の制御によってロードポート４を介してＦＯＵＰ７内の雰囲気を窒素置換することも可能となっている。
制御手段５は、筐体３の天井壁３５より上方の、天板３８との間に位置する上部空間ＵＳに設けられたコントローラユニットとして構成されている。また制御手段５は、ウェーハ搬送装置２の駆動制御、ロードポート４によるＦＯＵＰ７の窒素置換制御、扉１ａ，ドア部８１の開閉制御及び、筐体３内における窒素循環制御等を行っている。制御手段５は、ＣＰＵ、メモリ及びインターフェースを備えた通常のマイクロプロセッサ等により構成されるもので、メモリには予め処理に必要なプログラムが格納してあり、ＣＰＵは逐次必要なプログラムを取り出して実行し、周辺ハードリソースと協働して所期の機能を実現するものとなっている。なお、窒素循環制御については後述する。
略閉止空間ＣＳは、図４に示すように仕切り部材８によってウェーハ搬送装置２が駆動する空間である搬送空間９と、ガス帰還路１０とに仕切られている。搬送空間９とガス帰還路１０とは、搬送空間９の上部に幅方向に延在して設けられたガス送出口１１と搬送空間９の下部に幅方向に延在して設けられたガス吸引口１２とにおいてのみ連通している。そして、ガス送出口１１とガス吸引口１２とが搬送空間９内に下降気流を生じさせ、ガス帰還路１０内に上昇気流を生じさせることで、略閉止空間ＣＳ内に図４に矢印で示す循環路Ｃｉを形成し、ガスが循環するようになっている。なお、本実施形態においては、この略閉止空間ＣＳに不活性ガスである窒素を循環させることとするが、循環させるガスはこれに限られるものではなく、他のガスを用いることもできる。
次に、ガス帰還路１０の構成を詳細に説明する。図４に示すように、ガス帰還路１０は底壁３６、背面壁３２、天井壁３５及び仕切り部材８によって閉止された空間である。またガス帰還路１０は、搬送空間９の下部においてガス吸引口１２から吸引されたガスを、搬送空間９上部のガス送出口１１へ帰還させるために設けられる。
帰還路１０の背面側上部には略閉止空間ＣＳ内に窒素を導入するガス供給手段（第３ガス注入部）１６が接続されている。ガス供給手段１６は、制御手段５からの命令に基づいて窒素の供給と供給の停止を制御することが可能となっている。そのため、窒素の一部が略閉止空間ＣＳの外部に流出した場合には、ガス供給手段１６が流出分の窒素を供給することによって、略閉止空間ＣＳ中の窒素雰囲気を一定に保つことができる。また、背面側下部には略閉止空間ＣＳ中のガスを排出するガス排出手段（第３ガス排出部）１７が接続されている。ガス排出手段１７は、制御手段５からの命令に基づいて動作して、図示しないシャッタを開放することによって略閉止空間ＣＳの内部と外部に設けられたガス排出先とを連通させることが可能となっている。そして、上述したガス供給手段１６による窒素の供給と併用することにより、略閉止空間ＣＳを窒素雰囲気に置換することが可能となっている。なお、本実施形態においては、循環路Ｃｉを循環させるガスを窒素とするため、ガス供給手段１６は窒素を供給するが、他のガスを循環させる場合は、ガス供給手段１６はその循環させるガスを供給する。
また、ガス送出口１１には第１の送風手段としてのファン１３ａとフィルタ１３ｂとから構成されるファンフィルタユニット１３（ＦＦＵ１３）が設けられている。ファンフィルタユニット１３は、略閉止空間ＣＳ内を循環するガス内に含まれるパーティクルを除去するとともに、搬送空間９内へ下方に向けて送風することによって搬送空間９内に下降気流を生じさせている。なお、ＦＦＵ１３は、仕切り部材８に連結され水平方向に延びる支持部材１８によって支持されている。
一方、ガス吸引口１２にはケミカルフィルタ１４が接続されており、搬送空間９内のガスはケミカルフィルタ１４を介してガス帰還路１０に流入するようになっている。上述したように、ウェーハ搬送装置２（図２参照）を筐体３の前面壁３１に、支持部２１及びガイドレール２２を介して支持されるようにしている。このため、ガス吸引口１２は、ウェーハ搬送装置２と干渉することなく、大きく上方に向かって開口したものすることが可能となっている。また、上述したように、ガス吸引口１２は幅方向に延在して設けられているため、同様に幅方向に延在して設けられたガイドレール２２よりウェーハ搬送装置２の駆動時にパーティクルが生じたとしても、このパーティクルを効果的に吸引させることが可能となっている。そして、ガス吸引口１２にケミカルフィルタ１４を設けることによって、処理装置６（図１参照）における処理等で生じ、搬送空間９内に流入した分子状汚染物質を除去することを可能としている。さらに、ガス帰還路１０内のケミカルフィルタ１４よりも背面側には、第２の送風手段としてのファン１５が幅方向に亘って設けられている（図４参照）。当該ファン１５がガス帰還路１０の下流側、すなわち図４の上方へ向けて送風を行うことによって、ガス吸引口１２におけるガスの吸引力を生じさせるとともに、ケミカルフィルタ１４を通過したガスを上方へ送出し、ガス帰還路１０内に上昇気流を生じさせている。
そして、上述したＦＦＵ１３のファン１３ａ及びファン１５とによって、略閉止空間ＣＳ内のガスは搬送空間９内を下降し、ガス帰還路１０内を上昇することで循環するようになっている。ガス送出口１１は下方に向かって開口されていることから、ＦＦＵ１３によってガスが下方に向かって送り出される。ガス吸引口１２は上方に向かって開口されていることから、ＦＦＵ１３によって生じさせた下降気流を乱すことなくそのまま下方に向かってガスを吸引させることができ、これらによって円滑なガスの流れを作り出すことができる。なお、搬送空間９内に下降気流が生じていることで、ウェーハＷ上部に付着したパーティクルを除去するとともに、搬送空間９内にパーティクルが浮遊することを防止している。
次に、上記のように構成したＥＦＥＭ１内において、窒素を循環させる窒素循環制御の動作を、図４を用いて説明する。
まず、初期段階として、制御手段５がガス排出手段１７にガスを排出させつつ、ガス供給手段１６に略閉止空間ＣＳ内に窒素を供給させることによって、大気雰囲気にあるＥＦＥＭ１の略閉止空間ＣＳを窒素雰囲気にパージする。この段階以降、制御手段５は循環路Ｃｉ内の窒素が外部へ漏れた場合、その漏れ量に応じてガス供給手段１６に窒素の供給を行わせる。
そして、このようにして窒素雰囲気になった略閉止空間ＣＳにおいて、制御手段５がＦＦＵ１３のファン１３ａ及びファン１５を駆動させることによって、循環路Ｃｉ内にガスの循環を生じさせる。この時、ＦＦＵ１３のフィルタ１３ｂ及びケミカルフィルタ１４が循環するガス中のパーティクル及び分子状汚染物質を除去するため、搬送空間９内は常に清浄な窒素の下降気流が生じている状態となる。
このような状態となったＥＦＥＭ１においては、ロードポート４に載置され窒素雰囲気にパージされたＦＯＵＰ７と搬送空間９とを連通させ、ウェーハＷの出し入れを行う。このとき、搬送空間９とＦＯＵＰ７はともに同じ窒素雰囲気であり、搬送空間９内の窒素も清浄に維持されている。従って、ＦＯＵＰ７内にパーティクルや分子状汚染物質が入らないようＦＯＵＰ７内を搬送空間９内に対して陽圧にする必要がなく、ＦＯＵＰ７内にパージする窒素の消費量を抑えることができる。
図５，６，７はそれぞれ、ロードポート４の斜視図、前方より見た場合の正面図、後方より見た場合の背面図を示すものとなっている。以下、これらの図面を用いて、ロードポート４の構成を説明する。なお、これらの図面は、載置台４４の下方に位置する外部カバー４２（図３参照）を取外し、内部構造の一部を露出させた状態を示している。
ロードポート４は、キャスタ及び設置脚の取り付けられる脚部４５の後方よりベース４１を垂直に起立させ、このベース４１の約６０％程度の高さ位置より前方に向けて水平基部４３が設けられている。さらに、この水平基部４３の上部には、ＦＯＵＰ７（図２参照）を載置するための載置台４４が設けられている。
ＦＯＵＰ７は、図８に模式的に示すように、ウェーハＷ（図２参照）を収容するための内部空間Ｓｆを備えた本体７１と、ウェーハＷの搬出入口となるべく本体７１の一面に設けられた開口７１ａを開閉する蓋体７２とから構成されている。ＦＯＵＰ７は、載置台４４に正しく載置された場合には蓋体７２がベース４１と対向するようになっている。蓋体７２の内部には、蓋体７２を開閉する後述する連結手段８２（図７参照）などを収納するために、空間Ｓｃが形成されている（図１１参照）。
図５～７に戻って、載置台４４上には、ＦＯＵＰ７の位置決めを行うための位置決めピン４４ａが設けられるとともに、載置台４４に対してＦＯＵＰ７の固定を行うためのロック爪４４ｂが設けられている。ロック爪４４ｂはロック動作を行うことで、位置決めピン４４ａと協働してＦＯＵＰ７を適正な位置に案内しながら固定することができ、アンロック動作を行うことでＦＯＵＰ７を載置台４４より離間可能な状態とすることができる。なお、載置台４４はＦＯＵＰ７を載置した状態で、載置台駆動部（図示せず）により前後方向に移動することが可能となっている。
また、載置台４４には、ＦＯＵＰ７内にガスを供給する第２ガス注入ノズル（第２ガス注入部）４４ｃと、ＦＯＵＰ７内よりガスを排出する第２ガス排出ノズル（第２ガス排出部）４４ｄがそれぞれ２箇所に設けられている。第２ガス注入ノズル４４ｃと、第２ガス排出ノズル４４ｄとは、通常は載置台４４の上面より下方に位置し、使用の際に上方に進出してＦＯＵＰ７の備えるガス供給弁７３とガス排出弁７４（図８参照）にそれぞれ連結するようになっている。
使用時には、第２ガス注入ノズル４４ｃの一端がＦＯＵＰ７の内部に連通し、他端には第２ガス注入バルブ４４ｅが配設されている。同様に、第２ガス排出ノズル４４ｄの一端がＦＯＵＰ７の内部に連通し、他端には第２ガス排出バルブ４４ｆが配設されている。そして、ガス供給弁７３を介して第２ガス注入ノズル４４ｃよりＦＯＵＰ７の内部空間Ｓｆに乾燥窒素ガス等のガスを供給し、ガス排出弁７４を介して第２ガス排出ノズル４４ｄより内部空間Ｓｆのガスを排出することで、ガスパージを行うことが可能となっている。また、ガス供給量をガス排出量よりも多くすることで、外部や筐体３の内部空間Ｓｅ（図２参照）の圧力に対して内部空間Ｓｆの圧力を高めた陽圧設定とすることもできる。ＦＯＵＰ７内（内部空間Ｓｆ）の圧力を高めることで、図１１に示すように、蓋体７２の表面が当接面７１ｂよりもドア部８１に向かって膨出している。
ロードポート４を構成するベース４１は、搬送空間９を外部空間から隔離する前面壁３１の一部を構成している。図５に示すようにベース４１は、両側方に起立させた支柱４１ａ，４１ａと、これらにより支持されたベース本体４１ｂと、このベース本体４１ｂに略矩形状に開放された窓部４１ｃに取り付けられたウインドウユニット９０とから構成されている。ここで、本願でいう略矩形とは、四辺を備える長方形を基本形状としながら四隅を円弧によって滑らかにつないだ形状をいう。ベース本体４１ｂの後面の外周近傍には、矩形枠状に形成された弾性材としてのガスケット４７（図７参照）が設けられている。ガスケット４７は、ガスの透過の少ないゴム材料によって形成されている。
ウインドウユニット９０は、上述したＦＯＵＰ７の蓋体７２（図８参照）と対向する位置に設けられている。ウインドウユニット９０は、後に詳述するように略矩形状の開口部９２（図１５参照）が設けられていることから、この開口部９２を介して筐体３の内部空間Ｓｅを開放することができる。そして、ロードポート４は、ＦＯＵＰ７を取り付け可能に構成されたウインドウユニット９０を開閉するための開閉機構８０を備えている。
図６に示すように開閉機構８０は、開口部９２を開閉するためのドア部８１と、これを支持するための支持フレーム８３と、この支持フレーム８３をスライド支持手段８４を介して前後方向に移動可能に支持する可動ブロック８５と、この可動ブロック８５をベース本体４１ｂに対して上下方向に移動可能に支持するスライドレール８６を備えている。
支持フレーム８３は、図８に示すようにドア部８１の後部下方を支持するものであり、下方に向かって延在した後に、ベース本体４１ｂに設けられたスリット状の挿通孔４１ｄを通過してベース本体４１ｂの前方に向かって張り出した略クランプ状の形状をしている。そして、この支持フレーム８３を支持するためのスライド支持手段８４、可動ブロック８５及びスライドレール８６はベース本体４１ｂの前方に設けられている。すなわち、ドア部８１を移動させるための駆動箇所が筐体３の外側にあり、万が一これらの部分でパーティクルが発生した場合でも、挿通孔４１ｄをスリット状として小さくしていることにより、パーティクルの筐体３内への進入を抑制することが可能となっている。
以下、開閉機構８０のドア部８１について詳述する。図８に示すようにドア部８１には、ＦＯＵＰ７がウインドウユニット９０に取付けられた際に、ＦＯＵＰ７とドア部８１との間にガスを注入する第１ガス注入ノズル（第１ガス注入部）８７と、ＦＯＵＰ７とドア部８１との間のガスを排出する第１ガス排出ノズル（第１ガス排出部）８８とが設けられている。第１ガス注入ノズル８７の一端がドア部８１の外表面まで延び、他端部には第１ガス注入バルブ８７ａが配設されている。同様に、第１ガス排出ノズル８８の一端がドア部８１の外表面まで延び、他端部には第１ガス排出バルブ８８ａが配設されている。これにより、後述するようにドア部８１と蓋体７２とをクランプ操作により一体にした状態で、第１ガス注入ノズル８７が密閉空間Ｓｄ（図１１参照）に連通して乾燥窒素ガス等のガスを供給し、第１ガス排出ノズル８８が密閉空間Ｓｄに連通してガスを排出することで、ガスパージを行うことが可能となっている。なお、第１ガス排出ノズル８８は途中で分岐して均圧バルブ８９が配設され、密閉空間Ｓｄと搬送空間９とを均圧する均圧用のノズルとしても使用される。
図９は、ドア部８１とＯリング（第１シール部材）９４との関係を示す図８の部分拡大断面図である。図９に示すように、ドア部８１のＦＯＵＰ７側の端面８１ｃが、Ｏリング９４のＦＯＵＰ７側端部より所望の寸法Ｌ２だけ搬送空間９側にある。このように、ドア部８１のＦＯＵＰ７側の端面８１ｃの全てが、Ｏリング９４のＦＯＵＰ７側端部より搬送空間９側に位置する。従って、蓋体７２とドア部８１との接触を確実に防止して、Ｏリング９６によるベース４１とドア部８１との間のシールを維持できる。なお図中、Ｏリング９４のＦＯＵＰ７側端部の位置を仮想線Ｌ１で示している。寸法Ｌ２は例えば０．１ｍｍ以上で３ｍｍ以下である。
さらに、ドア部８１の前後方向への移動及び上下方向への移動を行わせるためのアクチュエータ（図示せず）が、各方向毎に設けられており、これらに制御部Ｃｐからの駆動指令を与えることで、ドア部８１を前後方向及び上下方向に移動させることができるようになっている。
また、ベース本体４１ｂの前方には、水平基部４３の直下より下側に向かって延在するカバー４６（図８参照）が設けられており、このカバー４６の内部で支持フレーム８３、スライド支持手段８４、可動ブロック８５及びスライドレール８６を覆い、密閉状態とするようにしている。そのため、ベース本体４１ｂには挿通孔４１ｄが形成されているものの、この部分を通して、筐体３（図３参照）内のガスが外側に流出しないようにされている。カバー４６の内側には、第１ガス注入ノズル８７の下端、第１ガス注入バルブ８７ａ、第１ガス排出ノズル８８および第１ガス排出バルブ８８ａが設けられている。
ドア部８１は、ＦＯＵＰ７の蓋体７２を吸着する吸着部７９（図６参照）と、ＦＯＵＰ７の蓋体７２を開閉するためのラッチ操作や、蓋体７２の保持を行うための連結手段８２（図７参照）を備えている。ドア部８１は蓋体７２の固定および固定の解除を行って、ＦＯＵＰ７から蓋体７２の取り外し、および取り付けが可能となっている。連結手段８２では、蓋体７２のアンラッチ動作を行うことで蓋体７２を開放可能な状態とするとともに、蓋体７２をドア部８１に連結して一体化した状態とすることができる。また、これとは逆に、蓋体７２とドア部８１との連結を解除するとともに、蓋体７２を本体７１に取付けて閉止状態とすることもできる。
ここで、図１５を用いて、前述したウインドウユニット９０の詳細な構成について説明を行う。ウインドウユニット９０は、窓枠部９１と、これに取り付けられる弾性材としてのＯリング９４，９６と、Ｏリング９４を介してＦＯＵＰ７を窓枠部９１に対して密着させるための引き込み手段としてのクランプユニット５０とから構成されている。
窓枠部９１は、内側に略矩形状の開口部９２が形成された枠形状をなしている。窓枠部９１は、ウインドウユニット９０の構成要素として上述したベース４１（図５参照）の一部を構成するものであることから、開口部９２は筐体３の壁面としての前面壁３１を開放するものということができる。窓枠部９１の前面には、開口部９２の周縁近傍を周回するようにＯリング９４が配設されている。窓枠部９１の後面には、開口部９２の周縁近傍を周回するようにＯリング９６が配設されている。
開口部９２はＦＯＵＰ７の蓋体７２（図８参照）の外周よりも僅かに大きく、この開口部９２を通って蓋体７２は移動可能となっている。また、ＦＯＵＰ７を載置台４４に載置させた状態において、蓋体７２の周囲をなす本体７１の前面は当接面７１ｂとして、Ｏリング９４を介して窓枠部９１の前面に当接する。これにより、ＦＯＵＰ７がウインドウユニット９０に取付けられた際に、Ｏリング９４は開口部９２（ベース４１）の周縁とＦＯＵＰ７との間をシールする（図１６参照）。
また、窓枠部９１の後面には、上述したドア部８１がＯリング（第２シール部材）９６を介して当接するようになっている。これにより、Ｏリング９６が開口部９２の周縁とドア部８１との間をシールする。具体的には、ドア部８１の外周に鍔状に設けられた薄肉部８１ａが当接する。この際、薄肉部８１ａの内側に形成された厚肉部８１ｂは、開口部９２よりも小さく形成されていることで、開口部９２を通じ前方に向かって張り出すようになっている。
図１５に戻って、クランプユニット５０は、窓枠部９１の両側部において上下方向に離間して配された合計４箇所に設けられている。各クランプユニット５０は、概ね係合片５１とこれを動作させるシリンダ５２とから構成され、ＦＯＵＰ７がウインドウユニット９０に取付けられた状態で、ＦＯＵＰ７をベース４１側に押圧する。
クランプユニット５０を構成するシリンダ５２は窓枠部９１の後方に取り付けられ、窓枠部９１に設けられた孔部を通じて前方に向かって進退可能とされたシャフト５３を備えている。シャフト５３の先端には係合片５１の基端５１ａが取り付けられ、この基端５１ａよりシャフト５３の外周方向に向かって先端５１ｂが延在するようになっている。また、シャフト５３の外周には、軸方向に沿って９０°位相がねじれたガイド溝５３ａが形成され、その内部には窓枠部９１側に固定されたガイドピン５４が半径方向より挿入されている。そのため、シリンダ５２による進退動作に伴ってガイドピン５４によりガイド溝５３ａが案内され、シャフト５３は軸中心回りに９０°回動する。
そして、図１７に示すように、係合片５１がシャフト５３とともに前方に飛び出した場合には先端５１ｂが上方向を向き、後方に引き込まれた状態となった場合には先端５１ｂが内側のＦＯＵＰ７に向かう方向となる。クランプ操作により、係合片５１は先端５１ｂが内側を向くことで、ＦＯＵＰ７より側方に張り出した鍔部７１ｃに係合することが可能となっている。このように係合した状態を保ちながら、シャフト５３がシリンダ５２によって更に引き込まれる。これにより、ＦＯＵＰ７の当接面７１ｂをＯリング９４に対して一層強く密着させたクランプ状態とすることが可能となっている。このようなクランプユニット５０が４箇所で働くことによって、Ｏリング９４の変形量を均一にしてよりシール性を高めることができる。クランプ状態においても、ＦＯＵＰ７の当接面７１ｂによりベース４１側に押圧されたＯリング９４のＦＯＵＰ７側端部より、ドア部８１のＦＯＵＰ７側の端面８１ｃが搬送空間９側に位置している。
また、係合片５１を前方に移動した場合には、先端５１ｂが上側を向くことで、正面より見て鍔部７１ｃと干渉しない位置になる。こうすることで、ＦＯＵＰ７を載置台４４とともに移動させることができる。なお、先端５１ｂを前方に移動させた場合には、単に鍔部７１ｃと干渉しないようにできればよく、先端５１ｂは上方向に限らず下方向や外側方向になるように設定してもよい。
上記のように構成したロードポート４は、図５に示す制御部Ｃｐによって、各部に駆動指令が与えられることで動作するようになっている。また図１８に示すように、制御部Ｃｔの入力側は、密閉空間Ｓｄの圧力を計測する圧力計と、ＦＯＵＰ７の内部空間Ｓｆの圧力を計測する圧力計と、筐体３の内部空間Ｓｅの圧力を計測する圧力計とに接続されている。同様に制御部Ｃｔの入力側は、密閉空間Ｓｄの湿度を計測する湿度計と、ＦＯＵＰ７の内部空間Ｓｆの湿度を計測する湿度計と、筐体３の内部空間Ｓｅの湿度を計測する湿度計とに接続されている。酸素濃度を計測するため制御部Ｃｔの入力側は、密閉空間Ｓｄの酸素濃度を計測する酸素（濃度）計と、ＦＯＵＰ７の内部空間Ｓｆの酸素濃度を計測する酸素（濃度）計と、筐体３の内部空間Ｓｅの酸素濃度を計測する酸素（濃度）計とに接続されている。流量に関して制御部Ｃｔの入力側は、第１ガス注入ノズル８７の流量を計測する流量計と、第２ガス注入ノズル４４ｃの流量を計測する流量計と、第３ガス注入部１６の流量を計測する流量計とに接続されている。
制御部Ｃｔの出力側は、流量制御部Ｃｆを介して第１ガス注入バルブ８７ａ、第１ガス排出バルブ８８ａ、第２ガス注入バルブ４４ｅ、第２ガス排出バルブ４４ｆ、第３ガス注入バルブ、第３ガス排出バルブ、ガス供給手段１６、ガス排出手段１７および均圧バルブ８９に接続され、駆動制御部Ｃｄを介してクランプユニット５０、連結手段８２および吸着部７９に接続されている。制御部ＣｔはＥＦＥＭ１に設置され、各種メモリや、ユーザによる操作入力を受け付けるコントローラが内蔵されている。流量制御部Ｃｆ、駆動制御部ＣｄはＥＦＥＭ１のコントローラ内に設けられている。
以下、本実施形態のロードポート４を用いた場合の動作例を、図８～１２を用いて説明する。なお、初期状態では各バルブが閉じられている。
図８は、載置台４４上にＦＯＵＰ７を載置させ、ベース４１より離間させた状態を示している。この状態において、ウインドウユニット９０を構成する窓枠部９１（図１５参照）の後面にＯリング９６を介してドア部８１が当接していることから、窓枠部９１とドア部８１との間には隙間が生じることがなく、高いシール性を得ることができる。そのため、筐体３の内部空間Ｓｅを窒素ガス等で満たした状態としていても、外部へのガスの流出や、外部から内部空間Ｓｅへのガスの流入を抑制することができる。
図１９に示すようにステップＳ１では、ＦＯＵＰ７が、ロック爪４４ｂ（図５参照）によるロック動作と、位置決めピン４４ａとの位置決め作用によって、載置台４４に対して適切な位置とされて固定される。
そして、載置台４４が備える第２ガス注入ノズル４４ｃと第２ガス排出ノズル４４ｄとが上方に突出し、ＦＯＵＰ７が備えるガス供給弁７３とガス排出弁７４にそれぞれ接続される。その後、ステップＳ２で、第２ガス注入バルブ４４ｅを開くことで第２ガス注入ノズル４４ｃよりガス供給弁７３を通じてフレッシュな乾燥窒素ガスが供給される。同時に第２ガス排出バルブ４４ｆを開くことで、それまで内部空間Ｓｆに留まっていたガスをガス排出弁７４を通じて第２ガス排出ノズル４４ｄより排出する。このようにガスパージを行うことで、内部空間Ｓｆを窒素ガスで満たすとともに、筐体３の内部空間Ｓｅよりも圧力を高い状態とする。なお、ＦＯＵＰ７内への窒素ガスの充填は、このフローが終了するまで継続される。
次にステップＳ３では、図１０に示すように、載置台４４を後方に向かって移動させ、ＦＯＵＰ７の当接面７１ｂを窓枠部９１に当接させる。このとき、ドア部８１の端面８１ｃがＯリング９４のＦＯＵＰ７側端部よりも所定の寸法Ｌ２だけ、搬送空間９側に位置している。従って、ＦＯＵＰ７の蓋体７２がドア部８１側に膨出していても、ＦＯＵＰ７をウインドウユニット９０に接近させると、ＦＯＵＰ７の当接面７１ｂがＯリング９４と当接し、蓋体７２がドア部８１の端面８１ｃに接触することはない（図１１参照）。従って、Ｏリング９６とドア部８１との間のシールが確実に維持される。このように、当接面７１ｂをＯリング９４を介して窓枠部９１と当接させ、ドア部８１がＯリング９６を介して窓枠部９１と当接するので、密閉空間Ｓｄが形成される。密閉空間Ｓｄを形成するベース４１、Ｏリング９４，９６、蓋体７２およびドア部８１に、開口部９２、第１ガス注入ノズル８７および第１ガス排出ノズル８８を加えてドア開閉システムを構成している。
載置台４４を移動させる場合には、予めクランプユニット５０を構成するシリンダ５２により係合片５１（図１５参照）を前方に向かって突出させ、先端５１ｂが上方向を向いた状態としてＦＯＵＰ７に干渉しないようにしておく。
この後、ステップＳ４では、ＦＯＵＰ７をクランプしてウインドゥユニット９０に固定する。これにより、ドア部８１と蓋体７２とが離隔した状態からドア部８１に向かってＦＯＵＰ７を近づけることで、Ｏリング９４が押圧されて弾性変形し、ＦＯＵＰ７とベース４１との間のシール性を向上できる（図１２参照）。更に、クランプユニット５０によってＦＯＵＰ７をドア部８１に向かって近づけた後のドア部８１と蓋体７２との距離が、上述のラッチ操作やアンラッチ動作を行うことができる距離に設定しておくことが好ましい。
具体的には、クランプユニット５０を構成するシリンダ５２により係合片５１を後方に向かって引き込み、先端５１ｂが内側を向いた状態としてＦＯＵＰ７の鍔部７１ｃに係合させる。更に先端５１ｂを引き込むことでＦＯＵＰ７の当接面７１ｂをよりＯリング９４に密着させ、シール性を高めた状態とする。これら一連の動作をクランプ操作という。このとき、図１１に示すように、蓋体７２とドア部８１との間には空間Ｓｇが形成され、連結手段８２を装着する装着孔７５を介して蓋体の内部空間Ｓｃと連通している。この空間Ｓｇと空間Ｓｃとが、ＦＯＵＰ７とドア部８１との間でシールされた密閉空間Ｓｄを形成している。
ステップＳ５では、ドア部８１に設けられた連結手段８２（図７参照）を動作させることで、蓋体７２をアンラッチ状態として本体７１より取り外し可能とするとともに、吸着部７９を介してドア部８１が蓋体７２を一体的に保持する状態とする。
ステップＳ６では、第１ガス注入バルブ８７ａを開くことで、第１ガス注入ノズル８７より窒素ガスが密閉空間Ｓｄに供給される。同時に、第１ガス排出バルブ８８ａを開くことで、それまで密閉空間Ｓｄに留まっていたガス（大気）を第１ガス排出ノズル８８より排出する。そして所定時間の経過後、第１ガス注入バルブ８７ａと第１ガス排出バルブ８８ａとを閉じることで、密閉空間Ｓｄへのガスの充填を終了する。なお、第１ガス注入ノズル８７により、密閉空間Ｓｄにガスを注入するガス注入動作と、第１ガス排出ノズル８８により、密閉空間Ｓｄにガスを排出する排出動作とを繰り返してもよい。ここで、大気とは、ウェーハＷを酸化させるなど、ウェーハＷの性状を変化させる恐れのある酸素、水分、パーティクルなどを包含する。また密閉空間Ｓｄに留まっていたガス（大気）を排出するとは、ＦＯＵＰ７とドア部８１との間に存在する大気だけではなく、蓋体７２の内部に存在する大気を排出し、ガスを充填できることを意味する。
ステップＳ７では、ＦＯＵＰ７の内部空間Ｓｆと密閉空間Ｓｄとを均圧にする。具体的には、クランプ操作後の内部空間Ｓｆの圧力をＰ１、密閉空間Ｓｄの圧力をＰ２としたときに、Ｐ１とＰ２とが近づくように制御する。
この圧力調整は、密閉空間ＳｄおよびＦＯＵＰ７の圧力計で検知する圧力により、第１ガス注入ノズル８７と第１ガス排出ノズル８８との流量を調整することで行われる。ただし圧力調整は圧力計を用いずに行ってもよい。具体的には、第１ガス注入ノズル８７および第１ガス排出ノズル８８の流量と、第２ガス注入ノズル４４ｃおよび第２ガス排出ノズル４４ｄの流量とから圧力を推定して、この推定圧力に基づいて圧力調整を行ってもよい。この場合は圧力計を用いなくても圧力調整ができるため、コストを削減できる。圧力を推定する際、酸素濃度計による到達酸素濃度もしくは湿度計による到達湿度も考慮して推定しても良い。
圧力の調整は、種々の方法でなされる。使用するＦＯＵＰが予め決まっておれば、使用するＦＯＵＰ７の内部空間ＳｆやＦＯＵＰ７の蓋体体積が決まるので、密閉空間Ｓｄの体積がおよそ推定できる。そこで、密閉空間Ｓｄを所定時間、所定流量のガスを充填することで、密閉空間Ｓｄの圧力Ｐ２を、所定の圧力に圧力調整することも可能である。この場合、圧力調整のために圧力計、酸素濃度計、湿度計を用いなくとも良い。
ここでは圧力Ｐ２の調整方法を述べたが、これらは圧力Ｐ１およびＰ３を調整するために用いることもできる。また、圧力調整は流量の調整だけではなく均圧バルブによる調整、および流量と均圧バルブとの組み合わせで行ってもよい。これらの圧力調整に用いる機構をまとめて圧力調整手段という。
ステップＳ８では図１３に示すように、支持フレーム８３とともにドア部８１および蓋体７２を後方に向かって移動させる。こうすることで、ＦＯＵＰ７の蓋体７２を本体７１より離間させて内部空間Ｓｆを開放すると共に、ドア部８１を開口部９２から離間させて筐体３（内部空間Ｓｅ）を開放する。この際、ＦＯＵＰ７の当接面７１ｂがＯリング９４を介してウインドウユニット９０に密着していることから、筐体３及びＦＯＵＰ７と外部との間でのガスの流出や流入を抑制することが可能となっている。
また、ＦＯＵＰ７の圧力が高くされていることから、ＦＯＵＰ７の内部空間Ｓｆから筐体３内に向かってガスの流れが生ずる。そのため、ＦＯＵＰ７内への筐体３からのパーティクル等の進入を抑制して、ＦＯＵＰ７内を清浄に保つことが可能となっている。なお、第２ガス注入ノズル４４ｃを介して低流量のガスを継続的に供給することも、パーティクルの進入防止のためには好適である。この後、圧力調整を終了する。
次にステップＳ９では図１４に示すように、支持フレーム８３とともにドア部８１および蓋体７２を下方に移動させる。こうすることで、ＦＯＵＰ７の搬出入口としての開口７１ａの後方を大きく開放することができ、ＦＯＵＰ７とＥＦＥＭ１との間でウェーハＷの移動を行うことが可能となる。このようにドア部８１を移動させるための機構が、全てカバー４６によって覆われていることから、筐体３内のガスの外部への漏出を抑制することが可能となっている。
以上のように、ＦＯＵＰ７の開口７１ａを開放する際の動作を説明したが、ＦＯＵＰ７の開口７１ａを閉止する際には、上記と逆の動作を行わせればよい。ただし、ドア開閉システムの運用上、ＦＯＵＰ７の開口７１ａを閉止する際において内部空間Ｓｆ内の圧力や酸素濃度、湿度濃度等が問題ないレベルである場合、Ｓ６やＳ７のステップを省略することができる。
こうした動作を繰り返し行うことで、Ｏリング９４，９６は蓋体７２またはドア部８１との間で弾接が繰り返され、新たなパーティクルが発生する場合もある。こうしたパーティクルは、蓋体７２またはドア部８１を開放した際に、筐体３の内部で形成されたダウンフローによって下方に移動される。そのため、ウェーハＷ表面に付着することなく、ウェーハＷ表面を清浄な状態に維持することが可能となっている。
[本実施形態のロードポートの特徴]
本実施形態のロードポート４には以下の特徴がある。
本実施形態のロードポート４では、仮にＦＯＵＰ７の蓋体７２がベース４１側に膨張していたとしても、ＦＯＵＰ７を開口部９２に取り付けた際に、ドア部８１のＦＯＵＰ７側の端面が第１シール部材９４のＦＯＵＰ７側の端部よりも搬送空間９側に位置するので、蓋体７２とドア部８１とが接触しない。これにより、蓋体７２がドア部８１に接触して破片が飛散するのを防止し、ロードポート４の周辺空間を清浄に保つことができる。また、ドア部８１に予め付着しているゴミが接触の衝撃で舞い上がったり、接触の衝撃でＦＯＵＰ７が揺れて、ＦＯＵＰ７底部のゴミが飛散したり収容物の位置がずれることを低減できる。
本実施形態のロードポート４では、クランプされ、ベース４１側に押圧された第１シール部材９４のＦＯＵＰ７側の端部より、ドア部８１のＦＯＵＰ７側の端面の少なくとも一部が搬送空間９側に位置する。従って、ＦＯＵＰ７を開口部に取り付けた状態で、蓋体７２とドア部８１との接触を確実に防止できる。
本実施形態のロードポート４では、仮にＦＯＵＰ７の蓋体７２がベース４１側に膨張していたとしても、蓋体７２とドア部８１との接触を確実に防止できる。
[本実施形態のドア開閉システムの特徴]
本実施形態のドア開閉システムには以下の特徴がある。
本実施形態のドア開閉システムまたはロードポート４では、第１シール部材９４を介してＦＯＵＰ７が開口部９２と当接する状態にあるとき、すなわちＦＯＵＰ７が開口部９２に取付けられた際に、ＦＯＵＰ７とドア部８１との間の密閉空間Ｓｄにガスを注入する第１ガス注入ノズル８７と、密閉空間Ｓｄのガスを排出する第１ガス排出ノズル８８と、を備えた。これにより、ＦＯＵＰ７が開口部９２に取付けられた状態で、ＦＯＵＰ７とドア部８１との間の大気を除去して窒素ガスを充填（パージ）できる。従って、ＦＯＵＰ７とドア部８１との間に存在してウェーハＷを酸化させるなど、ウェーハの性状を変化させる恐れのある酸素、水分、パーティクルなどを含む大気が、ドア部８１を開放した際に搬送空間９およびＦＯＵＰ７の内部に流入するのを防止できる。言い換えれば、ＦＯＵＰ７の蓋体７２を開放して密閉空間Ｓｄが開放される前に、密閉空間Ｓｄの酸素、水分、パーティクルを排除できる。これにより、蓋体７２の開放時に酸素などがＦＯＵＰ７内や搬送空間９に漏れ出すことなく、ＦＯＵＰ７内および搬送空間Ｓｄの清浄度を維持できる。
本実施形態のドア開閉システムでは、第１ガス注入ノズル８７によるガス注入動作と、第１ガス排出ノズル８８によるガス排出動作とが繰り返されるので、ＦＯＵＰ７とドア部８１との間に存在する大気を確実に除去しガスを充填できる。
本実施形態のドア開閉システムでは、ＦＯＵＰ７をベース４１にクランプする際、ドア部８１と蓋体７２とが離隔した状態から、ドア部８１に向かってＦＯＵＰ７を近づける。これにより、Ｏリング９４を介するＦＯＵＰ７とベース４１との間のシール性が向上する。
本実施形態のドア開閉システムでは、ＦＯＵＰ７に対する蓋体７２の固定を解除すると、ＦＯＵＰ７の内部空間Ｓｆと密閉空間Ｓｄとが連通する場合がある。このとき、Ｐ１とＰ２との圧力差が大きいと、ＦＯＵＰ７と密閉空間Ｓｄとの間を移動する気体の流量が大きくなるので、ＦＯＵＰ７底部に堆積しているパーティクルを舞い上げ、ウェーハＷを汚染するおそれがある。そこで、Ｐ１とＰ２とが近づくように制御することでＦＯＵＰ７と密閉空間Ｓｄとの間で移動する気体の量を減らし、パーティクルの飛散を抑えることでウェーハＷの汚染を防止できる。
本実施形態のドア開閉システムを備えたロードポート４では、開口部９２を開放した際にＦＯＵＰ７の蓋体７２を確実に取り外すと共に、開口部９２を閉止した際に蓋体７２を取り付けるので、各操作を迅速に行うことができる。
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
前記実施形態では図１９のステップＳ６で、第１ガス注入ノズル８７が密閉空間Ｓｄに窒素ガスを供給し、第１ガス排出ノズル８８が密閉空間Ｓｄからガスを排出することで、ガスパージを行っていた。しかしこれに限定されず、第１ガス排出ノズル８８が負圧排気を行ってもよい。具体的には、第１ガス排出ノズル８８により密閉空間Ｓｄに存在する大気を吸引して負圧にした後、第１ガス注入ノズル８７が窒素ガスを供給する。これにより、効率的に密閉空間Ｓｄにガスを充填できる。
前記実施形態では、制御部Ｃｔ、流量制御部Ｃｆ、駆動制御部ＣｄをＥＦＥＭ１に設置した。しかしこれに限定されず、制御部Ｃｔ、流量制御部Ｃｆ、駆動制御部Ｃｄの一部またはすべてをロードポート４に設置してもよい。このときロードポート４には、ＥＦＥＭ１のコントローラなどの上位コンピュータからの信号を受信する受信部が設けられる。各制御部がロードポート４に設置された場合には、図２７に示すように、制御部Ｃｔの入力側は、密閉空間ＳｄおよびＦＯＵＰ７の内部空間Ｓｆの圧力計、湿度計、酸素計に接続されると共に、第１ガス注入ノズルおよび第２ガス注入ノズルの流量計に接続されている。
前記実施形態では図１９のステップ７で、内部空間Ｓｆの圧力Ｐ１と密閉空間Ｓｄの圧力Ｐ２とを近づけた。しかしこれに限定されず、搬送空間９内の圧力をＰ３として、Ｐ１とＰ２とＰ３とが近づくように制御してもよい。具体的には、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のうちいずれか１つに合わせて、残り２つの圧力を調整しても良い。この場合、密閉空間Ｓｄ、ＦＯＵＰ内部空間Ｓｆ、筐体内部空間Ｓｅのうち、体積が最も大きい筐体内部空間Ｓｅの圧力Ｐ１に、Ｐ２、Ｐ３の圧力が近づくように調整すれば、圧力調整時間を短くできる。またＰ１、Ｐ２，Ｐ３を所定の圧力値に近づくように制御してもよい。ドア部８１が開口部９２を開放すると、ＦＯＵＰ７内の空間Ｓｆと密閉空間Ｓｄと搬送空間９とが連通する。このとき、仮に各空間の圧力差が大きいと、各空間の間を移動する気体の流量が大きくなるので、各空間に存在するパーティクルを舞い上げるおそれがある。そこで、Ｐ１とＰ２とＰ３とが近づくように制御することでＦＯＵＰ７と密閉空間Ｓｄと搬送空間９との間で移動する気体の量を減らし、パーティクルの飛散を抑えることで各空間の汚染を防止できる。
また、ステップＳ７でＰ１とＰ２とを近づけずに、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が順に高くなるように制御してもよい。圧力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が順に高くなるように制御することで、ＦＯＵＰ７内の空間Ｓｆと密閉空間Ｓｄと搬送空間９とのうち、隣り合う空間の圧力差が小さくなる。これにより、ドア部８１が開口部９２を開放して各空間が連通したときに、隣り合う空間の圧力差が大きくなる場合と比べて各空間の間を移動する気体の流量を小さくできる。従って、ＦＯＵＰ７と密閉空間Ｓｄと搬送空間９との間で移動する気体の量を減らし、パーティクルの飛散を抑えることで各空間の汚染を防止できる。
前記実施形態では、容器としてウェーハ搬送に用いられるＦＯＵＰ７を採用した。しかしウェーハ収容容器としてはこれに限定されず、ＭＡＣ(MultiApplication Carrier)、Ｈ－ＭＡＣ(Horizontal-MAC)、ＦＯＳＢ(Front Open Shipping Box)などを採用してもよい。また、容器はウェーハ収容容器に限定されず、不活性ガスを充填した状態で搬送される電子部品のような収容物を収容する密閉容器にも適用できる。
前記実施形態では、ロードポートはＥＦＥＭに取付けられていた。しかし、ロードポートに載置された容器内の収容物の並べ替えや他のロードポートに載置された容器の収容物とを交換するための搬送室を備えるソータや、プロセス装置自体を搬送室として、プロセス装置自体にロードポートが取付けられる装置にも適用できる。
前記実施形態ではシリンダ５２を有するクランプユニット５０を採用したが、これに限定されない。図２０（ａ）に示すように、窓枠部９１に設置されたクランプユニット１００は、支持片１０１と、支持片１０１に回転可能に支持された棒状の回転体１０３と、回転体１０３を駆動するモータ１０６とを有する。支持片１０１は窓枠部９１から前方に向かって延び、その中空部１０２で回転体１０３を回動可能に支持している（図２１（ｂ）参照）。回転体１０３は、上端部および軸方向の中央部から突出する押圧片１０７を有している（図２０（ｂ）参照）。押圧片１０７の先端には押圧突起１０８（図２２参照）が形成され、この押圧突起１０８を介してＦＯＵＰ７の鍔部７１ｃをクランプする。水平基部４３に埋設されたモータ１０６は回転体１０３の下端部と連結し、回転体１０３を軸周りに回転する。
図２１（ａ）に示すように、クランプを解除した状態では、押圧片１０７が窓枠部９１と垂直に水平方向前方に向かって延びている（併せて図２２（ａ）参照）。この状態からモータ１０６が回転体１０３を回転駆動させることで、図２２（ｂ）に示すように、押圧片１０７が回転体１０３の軸周りに回転する。更に回転体１０３を回転させることで、押圧片１０７が押圧突起１０８を介して鍔部７１ｃを押圧してＦＯＵＰ７をクランプする（併せて図２０（ｂ）参照）。なお、回転体１０３を回転させる駆動部としてモータ１０６に代えて、エア駆動式のカムなどを使用しても良い。
上記構成のクランプユニット１００を採用することで、クランプユニット１００の前後方向の厚さを薄くするとともに、クランプユニット１００を外部空間側に配置できるので、搬送空間９内で稼働するウェーハ搬送装置２との干渉を防止できる。
前記実施形態では、ドア部８１のＦＯＵＰ７側の端面８１ｃの全体が、Ｏリング９４のＦＯＵＰ７側端部より搬送空間９側に位置している。しかし、ドア部８１のＦＯＵＰ７側の端面８１ｃの少なくとも一部が、Ｏリング９４のＦＯＵＰ７側端部より搬送空間９側に位置していればよい。
図２３（ａ）に示すように、ドア部８１のＦＯＵＰ７側（前方側）の端面１１０に、搬送空間９側に凹む陥凹部１１１が形成されている。この陥凹部１１１の底面１１２が、Ｏリング９４のＦＯＵＰ７側端部の位置を示す仮想線Ｌ１よりも搬送空間９側に位置している。言い換えれば、ドア部８１のＦＯＵＰ７側の端面１１０の少なくとも一部（底面１１２）が、第１シール部材９４のＦＯＵＰ７側の端部より搬送空間９側に位置している。これにより、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。端面１１０の少なくとも一部とは、主にドア部８１の中央部近傍や中央部周辺領域を指す。また、端面１１０の概念には、ＦＯＵＰ７に対する蓋体７２の固定および固定の解除を行うラッチ機構、蓋体７２とドア部８１とを固定する吸着部７９や蓋体７２をドア部８１に位置決めするためのレジストレーションピン（不図示）を包含しない。他方、端面１１０の外周に形成された外周面１１３は、ＦＯＵＰ７および蓋体７２の種類や製造時の精度誤差により仮想線Ｌ１よりもＦＯＵＰ７側に位置している。なお、ＦＯＵＰ７の当接面７１ｂが蓋体７２よりも搬送空間９側に位置しているので、当接面７１ｂがＯリング９４と当接して密閉空間Ｓｄを形成できる。
図２３（ｂ）に示すように、ドア部８１のＦＯＵＰ７側（前方側）の端面１１６に、搬送空間９側に凹む湾曲面１１７が形成されている。この湾曲面１１７が、Ｏリング９４のＦＯＵＰ７側端部の位置を示す仮想線Ｌ１よりも搬送空間９側に位置している。言い換えれば、ドア部８１のＦＯＵＰ７側の端面１１６の大部分が、第１シール部材９４のＦＯＵＰ７側の端部より搬送空間９側に位置している。これにより、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。他方、端面１１６の外周に形成された外周面１１３は、製造時の精度誤差により仮想線Ｌ１よりもＦＯＵＰ７側に位置している。なお、ＦＯＵＰ７の一部（蓋体７２）が搬送空間９側に向かって湾曲している。また、ＦＯＵＰ７の当接面７１ｂが蓋体７２の外周部よりも搬送空間９側に位置しているので、当接面７１ｂがＯリング９４と当接して密閉空間Ｓｄを形成できる。このように、湾曲面１１７の形状が、ＦＯＵＰ７内の圧力を高めることで膨張した膨張面１１８に対応することで、仮にＦＯＵＰ７が種々の形状で膨張していたとしても、ＦＯＵＰ７とドア部８１との接触を確実に防止できる。
図２３（ａ）の変形例として図２４（ａ）に示すように、ドア部８１の端面１１０に陥凹部１１１が形成される一方、外周面１１３は仮想線Ｌ２よりも搬送空間９側に位置する構成を採用してもよい。すなわち本変形例は、ドア部８１の端面１１０の全てが、第１シール部材９４のＦＯＵＰ７側の端部より搬送空間９側に位置している。これにより、蓋体７２が搬送空間９側に突出していても、蓋体７２とドア部８１との干渉を防止し、且つ当接面７１ｂがシール部材９４と当接できる。
図２３（ｂ）の変形例として図２４（ｂ）に示すように、ドア部８１に湾曲面１１７が形成される一方、外周面１１３は仮想線Ｌ２よりも搬送空間９側に位置する構成を採用してもよい。すなわち本変形例は、ドア部８１の端面１１０の全てが、第１シール部材９４のＦＯＵＰ７側の端部より搬送空間９側に位置している。これにより、膨張面１１８を有する蓋体７２が搬送空間９側に突出していても、蓋体７２とドア部８１との干渉を防止し、且つ当接面７１ｂがシール部材９４と当接できる。
ドア部８１により、ＦＯＵＰ７から膨張した蓋体７２を取り外した後、蓋体７２の膨張が元の状態に戻る場合がある。このとき、図２４（ａ）および図２４（ｂ）のようにドア部８１の端面１１０の全てが第１シール部材９４よりも搬送空間９に位置していると、ラッチ機構や吸着部の種類によっては、ＦＯＵＰ７に対する蓋体７２の固定およびＦＯＵＰ７への蓋体７２の取付けを適切に行なうことができない場合がある。このため、上記動作を行なう位置を、ＦＯＵＰ７に対する蓋体７２の固定の解除およびＦＯＵＰ７から蓋体７２を取外す位置よりも、所定距離だけＦＯＵＰ７側の位置で行なっても良い。この所定距離は、蓋体７２の膨張率や、ラッチ機構や吸着部の種類によって適宜、設定される。
前記実施形態では、それぞれ独立した第１ガス注入ノズル８７、第２ガス排出ノズル８８、第２ガス注入ノズル４４ｃおよび第２ガス排出ノズル４４ｄを用いて圧力調整を行ったが、これに限定されない。
図２５および図２６に示すように、ガスを供給する第１供給ノズル１２０が第２ガス注入ノズル４４ｃに合流している。第２ガス排出ノズル４４ｄと第１ガス注入ノズル８７とを中間ノズル１２１を介して連結している。また第２ガス注入ノズル４４ｃと第２ガス排出ノズル８８とを接続ノズル１２２を介して連結している。中間ノズル１２１は途中で第２供給ノズル１２３と合流している。
図２５に示すように圧力Ｐ１がＰ２より高いとき、第１バルブ１２５と第２バルブ１２６とを開放し、第３バルブ１２７から第６バルブ１３０までを閉止している。従って、第１供給ノズル１２０から供給されたガスが第２ガス注入ノズル４４ｃを介してＦＯＵＰ７に流入する。ＦＯＵＰ７から排出されたガスは第２ガス排出ノズル４４ｄから第２バルブ１２６を介して中間ノズル１２１内を流動する。そして、第１ガス注入ノズル８７を介して密閉空間Ｓｄに供給されたガスは、第２ガス排出ノズル８８から排出されて、接続ノズル１２２、第２ガス注入ノズル４４ｃの順に流動する。第２ガス注入ノズル４４ｃでは第１供給ノズル１２０から新たに供給されたガスと合流する。ガスが上記流路を流動することで、ＦＯＵＰ７内の圧力Ｐ１と密閉空間Ｓｄ内の圧力Ｐ２が近づく。
図２６に示すように圧力Ｐ１がＰ２より低いとき、第４バルブ１２８と第５バルブ１２９とを開放し、第１バルブ１２５から第３バルブ１２７まで、および第６バルブ１３０を閉止している。従って、第４バルブ１２８を介して第２供給ノズル１２３から供給されたガスが中間ノズル１２１および第１ガス注入ノズル８７を介して密閉空間Ｓｄに流入する。密閉空間Ｓｄから排出されたガスは第２ガス排出ノズル８８、接続ノズル１２２を順に流動し、第２ガス注入ノズル４４ｃを介してＦＯＵＰ７に流入する。ＦＯＵＰ７から排出されたガスは第２ガス排出ノズル４４ｄから第５バルブ１２９を介して外部に吐出される。ガスが上記流路を流動することで、ＦＯＵＰ７内の圧力Ｐ１と密閉空間Ｓｄ内の圧力Ｐ２が近づく。なお、圧力Ｐ１とＰ３とを調整する場合、搬送空間９に配設された第３バルブ１２７だけを開放する。これにより、第２ガス注入ノズル４４ｃと接続ノズル１２２とを介してＦＯＵＰ７および搬送空間９を連通して均圧にすることができる。
前記実施形態では不活性ガスとして窒素を例にしたが、これに限定されず、乾燥ガス、アルゴンガスなど所望のガスを用いることができる。
前記実施形態では第１シール部材９４、第２シール部材９６として、Ｏリングを例にしたが、これらに限定されず、シール性（密閉性）を担保する部材であれば良い。
また、シール部材としてＯリングに代えて、流体の導入或いは排出によって膨張或いは収縮する中空シール部材を配置しても良い。この中空シール部材を第１シール部材９４に使用した場合、ＦＯＵＰ７をベース４１に当接させた後、中空シール部材を膨張させることでＦＯＵＰ７とベース４１との密着性を得ることができる。さらに、中空シール部材の膨張は、より密着性を高めるため、クランプユニット５０によるクランプ後に行なうことが好ましい。このとき、クランプにより作用する力と、中空シール部材の膨張により作用する力とによって中空シール部材が押しつぶされ、シール性を高めることができる。
前記実施形態のステップＳ４では、ＦＯＵＰ７をベース４１にクランプする際、ドア部８１に向かってＦＯＵＰ７を近づけた。しかしこれに代えて、密閉空間Ｓｄが形成された後、ドア部８１と蓋体７２とが離隔した状態から、蓋体７２に向かってドア部８１を前進させても良い（図２８参照）。なお、この前進はドア部８１と蓋体７２とを近づけ、蓋体７２をアンラッチ状態とするために行われる。従って、ドア部８１と蓋体７２との間に隙間が生じる程度に前進させても良いし、ドア部８１を蓋体７２と接触するまで前進させても良い。蓋体７２に向かってドア部８１を前進させると、Ｏリング９６が押圧されて弾性変形しつつ、密閉空間Ｓｄの密閉状態を維持する。
前記実施形態では、ベース４１とＯリング９４，９５と蓋体７２とドア部８１とによって密閉空間Ｓｄが形成された。しかし、２つのＯリング９４，９５を一体としたＯリング９７（図２９参照）を採用することで、Ｏリング９７と蓋体７２とドア部８１とによって密閉空間Ｓｄを形成しても良い。
３ 筐体
７ ＦＯＵＰ（容器）
９ 搬送空間
４１ ベース
５０ クランプユニット（クランプ）
７２ 蓋体
８１ ドア部（ドア）
８７ 第１ガス注入ノズル（第１ガス注入部）
８８ 第１ガス排出ノズル（第１ガス排出部）
９２ 開口部
９４ Ｏリング（第１シール部材）
９６ Ｏリング（第２シール部材）
Ｓｄ 密閉空間

Claims (1)

  1. 搬送空間を外部空間から隔離する壁の一部を構成するベースと、
    前記ベースに設けられた開口部と、
    前記開口部の開閉と、収容物を収容した容器に対する蓋体の固定及び固定の解除が可能なドアと、
    前記ベースと前記容器との間をシールする第１シール部材と、
    を備え、
    前記ドアの前記容器側の端面の少なくとも一部が、前記第１シール部材の前記容器側の端部より前記搬送空間側に位置することを特徴とするロードポート。
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