JP2023031991A - Ｅｆｅｍ、不活性ガス供給制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】窒素ガスの無駄遣いを回避して、規定の使用量で筐体内の圧力を常に微陽圧に保つことが可能なＥＦＥＭを提供する。【解決手段】筐体２内の酸素濃度に基づいて筐体２内に供給する不活性ガス供給総量を設定する不活性ガス供給総量設定部１１と、ロードポート３ごとにＦＯＵＰ４のドアがオープン状態であって且つボトムパージ装置３６によるボトムパージ処理中であるか否かを判定するドアオープン・ボトムパージ判定部１２と、判定部１２の判定結果がＹＥＳである場合に、当該ロードポート４のボトムパージ装置３６によるボトムパージ不活性ガス供給量を不活性ガス供給総量から減算した値に基づいて筐体２内への不活性ガス供給量を演算する筐体内不活性ガス供給量演算部１３とを備え、演算部１３の演算結果に基づいて決定した不活性ガス供給量指令値によって筐体２内への不活性ガス供給量を制御するように構成した。【選択図】図３

Description

本発明は、基板の自動搬送に用いられるＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）、特にＥＦＥＭの本体部である筐体内に窒素ガス等の不活性ガスを供給する制御システム及び制御方法に関する。

半導体の製造工程においては、歩留まりや品質の向上のため、クリーンルーム内で基板の処理がなされている。近年では、基板の周囲の局所的な空間についてのみ清浄度をより向上させる「ミニエンバイロメント方式」を取り入れ、基板の搬送その他の処理を行う手段が採用されている。ミニエンバイロメント方式では、略閉止された基板搬送空間（以下「搬送空間」）を内部に有する筐体の壁面の一部を構成するとともに、高清浄な内部空間に基板が収納された容器であるＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）を載置し、ＦＯＵＰのドア（以下「ＦＯＵＰドア」）に密着した状態で当該ＦＯＵＰドアを開閉させる機能を有するロードポート（Load Port）が筐体に隣接して設けられている。

ロードポートは、筐体内との間で基板の出し入れを行うための装置であり、筐体とＦＯＵＰの間におけるインターフェース部として機能する。そして、ＦＯＵＰドアに係合可能であってＦＯＵＰドアを開閉させるロードポートのドア（以下「ロードポートドア」）を開放すると、筐体内の搬送空間に配置された基板搬送ロボットによって、ＦＯＵＰ内の基板を筐体内に取り出したり、基板を筐体内からＦＯＵＰ内に収納できるように構成されている。

そして、半導体の製造工程では、基板周辺の雰囲気を適切に維持するために、上述のＦＯＵＰと呼ばれる格納ポッドが用いられ、ＦＯＵＰの内部に基板を収容して管理している。特に近年では素子の高集積化や回路の微細化が進められており、基板表面へのパーティクルや水分の付着が生じないように、基板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。そこで、基板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に、ＦＯＵＰの内部に窒素ガスを充填して、基板周辺を不活性ガスである窒素ガス雰囲気としたり、真空状態にする処理（パージ処理）も行われている。

また、不活性ガスである窒素ガスで筐体内が満たされるように構成されたＥＦＥＭも案出され、実用化されている（例えば特許文献１）。具体的に、このＥＦＥＭは、搬送室の内部で窒素ガスを循環させる搬送空間を含む循環流路と、循環流路に窒素ガスを供給するガス供給手段と、循環流路から窒素ガスを排出するガス排出手段とを備える。窒素ガスは、循環流路内の酸素濃度等の変動に応じて適宜供給及び排出される。これにより、窒素ガスを常時供給及び排出する構成と比べて窒素ガスの供給量の増大を抑えつつ、搬送室内を窒素ガス雰囲気に保つことが可能となる。

ところで、ナノメートルオーダーの微細化・多層化が進む次世代の半導体デバイス製造過程において、半導体デバイスの歩留まりや品質安定の向上を図るために、基板搬送空間をその外部の雰囲気から隔離し、高純度窒素ガス雰囲気（極低酸素濃度・湿度）で酸化防止や腐食防止効果を得ることが求められている。このようなニーズに応えるべく、従来では重要視されていなかった搬送室内の環境項目についても、より一層高いレベルで管理する必要が生じている。具体的に求められるレベルは、低湿度（例として露点湿度マイナス５０度未満）、低酸素濃度（例として１００ｐｐｍ）等である。また、半導体の微細化・多層化に伴って、半導体製造中の基板の劣化も問題とされている。処理されてから時間が経過した基板からは、基板を劣化させる有害物質が放出される。
このため近年では、ロードポートにＦＯＵＰを載置し、ＦＯＵＰドアを開ける前にＦＯＵＰ内に窒素ガスをパージするボトムパージ工程だけでなく、ＦＯＵＰドアを開けた後、ＦＯＵＰ内で待機中の基板に対しても、ボトムパージノズルから窒素ガスを供給し続ける構成を採用することで、待機中の基板の劣化を防止・抑制する対策がなされている。

特開２０１５－１４６３４９号公報

しかしながら、従来のＥＦＥＭでは、搬送室に対する窒素ガスの供給量と、ボトムパージ処理時におけるロードポートに対する窒素ガスの供給量は別々に制御されていたため、ＦＯＵＰを筐体にドッキングした状態で、ＦＯＵＰドアを開けてボトムパージを継続すると、筐体内に規定量よりも多く窒素ガスが流入してしまい、筐体内の圧力が高くなるという問題が生じる。

また、既定値よりも圧力が高くなった場合、排気口から筐体内の窒素ガスを排気することも可能であるものの、酸素濃度や湿度に異常が無いにもかかわらず、減圧のためだけに排気を行うのは窒素ガスの無駄遣いになり得る。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、窒素ガスの無駄遣いを回避して、規定の使用量で筐体内の圧力を常に微陽圧に保つことが可能なＥＦＥＭ及びＥＦＥＭ内への不活性ガス供給制御方法を提供することである。なお、本発明は、ＦＯＵＰ以外の基板収納容器であっても対応可能な技術である。

すなわち、本発明は、略閉止された基板搬送空間を内部に有する筐体と、少なくとも筐体内に不活性ガスを供給する制御を行う制御部とを備えたＥＦＥＭに関するものである。そして、本発明に係るＥＦＥＭは、制御部が、筐体内に供給する不活性ガスの供給総量を筐体内の酸素濃度に基づいて設定する不活性ガス供給総量設定部と、ロードポートごとに、基板収納容器を載置可能な載置台上に載置された基板収納容器の容器ドアがオープン状態であって、且つ、載置台に載置された当該基板収納容器内の気体雰囲気を不活性ガスに置換可能なパージ装置によるパージ処理中であるか否かを判定するドアオープン・パージ判定部と、ドアオープン・パージ判定部の判定結果がＹＥＳである場合に、当該ロードポートのパージ装置による基板収納容器内への不活性ガス供給量である容器内不活性ガス供給量を不活性ガス供給総量設定部で設定した不活性ガスの供給総量から減算した値に基づいて、筐体内への不活性ガス供給量を演算する筐体内不活性ガス供給量演算部と、筐体内不活性ガス供給量演算部の演算結果に基づいて決定した不活性ガス供給量指令値によって筐体内への不活性ガス供給量を制御するように構成していることを特徴としている。

本発明者は、ロードポートによるパージ実施状況に基づいて筐体内への不活性ガス（主な例としては窒素ガス）供給量を制御するという斬新且つ有用な技術的思想を採用することで、窒素ガスの無駄遣いを回避して、規定の使用量でＥＦＥＭの搬送室内の圧力を常に微陽圧に保つことが可能なＥＦＥＭを実現するに至った。

つまり、本発明に係るＥＦＥＭでは、筐体内の酸素濃度に基づいて筐体内への不活性ガス供給量を設定し、容器ドアをオープンにした状態でパージ装置によるパージ処理を実行している場合（ドアオープン・パージ判定部の判定結果がＹＥＳである場合）には、当該パージ処理に用いる不活性ガス供給量（容器内不活性ガス供給量）を不活性ガス供給総量から減算し、その減算値に基づいて筐体内へ不活性ガス供給量の指令値である不活性ガス供給量指令値を決定し、その不活性ガス供給量指令値に基づいて筐体内への不活性ガス供給量を制御するようにした。これにより、パージ処理実行中に用いる不活性ガス供給量を考慮して、ＥＦＥＭ全体へのガス供給量の上限（筐体内の酸素濃度に基づいて設定した不活性ガス供給総量）を越えないように制御することができ、酸素濃度が変化していないにもかかわらず不活性ガスを筐体内から排出するという不活性ガスの無駄遣いを回避して、不活性ガスを節約しつつ規定の使用量でＥＦＥＭの筐体内の圧力を常に微陽圧に保つことが可能である。

特に、本発明に係るＥＦＥＭにおいて、筐体内への不活性ガス供給制御を実行中において、筐体内への不活性ガス供給量を、筐体内不活性ガス供給量演算部の演算結果に基づいて決定した不活性ガス供給量指令値に変更する際（筐体内不活性ガス供給量演算部の演算結果に基づいて決定した不活性ガス供給量指令値を最新の不活性ガス供給量指令値として更新する際）に、所定時間を掛けて徐々に変更するように制御することで、筐体内の急激な圧力変化を防止・抑制することができる。

本発明に係るＥＦＥＭが、基板搬送空間に配置された基板搬送ロボットの内部に不活性ガスを供給する搬送ロボット内不活性ガス供給装置を備えた構成や、基板搬送空間における所定箇所に載置された基板に対して局所的に不活性ガスを供給することで基板の除電を実施するイオナイザを備えた構成である場合には、これらの不活性ガス供給量も加味して不活性ガス供給量指令値を算出して決定することが好ましい。具体的には、搬送ロボット内不活性ガス供給装置が不活性ガス供給状態である場合に、筐体内不活性ガス供給量演算部が、不活性ガス供給総量設定部で設定した不活性ガス供給総量から少なくとも搬送ロボット内不活性ガス供給装置による不活性ガス供給量と容器内不活性ガス供給量とを減算した値に基づいて、筐体内への不活性ガス供給量を演算するように構成したり、イオナイザが不活性ガス供給状態である場合に、筐体内不活性ガス供給量演算部が、不活性ガス供給総量設定部で設定した不活性ガス供給総量から少なくともイオナイザによる不活性ガス供給量と容器内不活性ガス供給量とを減算した値に基づいて、筐体内への不活性ガス供給量を演算するように構成することが好ましい。

また、本発明に係る不活性ガス供給量制御方法は、略閉止された基板搬送空間を内部に有する筐体と、筐体内に不活性ガスを供給する制御を行う制御部とを備えたＥＦＥＭに適用可能な不活性ガス供給量制御方法であり、筐体内に供給する不活性ガスの供給総量を筐体内の酸素濃度に基づいて設定する不活性ガス供給総量設定ステップと、筐体に隣接しているロードポートごとに、当該ロードポートの基板収納容器を載置可能な載置台に載置された基板収納容器の容器ドアがオープン状態であって、且つ、パージ装置によるパージ処理中であるか否かを判定するドアオープン・パージ判定ステップと、ドアオープン・パージ判定部の判定結果がＹＥＳである場合に、当該ロードポートのパージ装置による基板収納容器内への不活性ガス供給量である容器内不活性ガス供給量を不活性ガス供給総量設定ステップで設定した不活性ガスの供給総量から減算した値に基づいて、筐体内への不活性ガス供給量を演算する筐体内不活性ガス供給量演算ステップとを経て、筐体内不活性ガス供給量演算ステップにおける演算結果に基づいて筐体内への不活性ガス供給量を制御することを特徴としている。

このような本発明に係る不活性ガス供給量制御方法であれば、上述した本発明に係るＥＦＥＭが奏する作用効果と同様の作用効果を得ることができ、筐体内に当初の制御量以上の不活性ガスが供給される事態を回避することができる。その結果、筐体内の圧力上昇を防止することができるとともに、余分な不活性ガスを供給することによる問題点、すなわち、酸素濃度が変化してないにもかかわらず不活性ガスを排出することによる不活性ガスの無駄遣いという問題点を解消することができ、不活性ガスを節約できる。

本発明によれば、筐体内へ窒素ガス等の不活性ガスを供給するに際して、筐体内への当初の制御量であるガス供給量から、ロードポートのパージ装置によって基板収納容器内へ供給されるガス供給量（容器内不活性ガス供給量）を差し引いて算出した値に基づいて不活性ガス供給量を制御するように構成しているため、不活性ガスの無駄遣いを回避して、規定の使用量で筐体内の圧力を常に微陽圧に保つことが可能なＥＦＥＭ及びＥＦＥＭ内不活性ガス供給制御方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るＥＦＥＭとその周辺装置の相対位置関係を示す模式的に示す側面図。 同実施形態におけるガス配管系統を模式的に示す図。 同実施形態における制御部の機能ブロック図。 同実施形態における酸素濃度制御テーブルの一例を示す図。 同実施形態における筐体内不活性ガス供給量制御のフローチャート（簡易版）。 同実施形態における筐体内不活性ガス供給量制御のフローチャート（詳細版）。 同実施形態における酸素濃度制御テーブルの一例を示す図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態に係るＥＦＥＭ１（Equipment Front End Module）は、図１に示すように、半導体の製造工程において、クリーンルームに配置される本体部である筐体２及びロードポート３を備えたものである。図１には、ＥＦＥＭ１とその周辺装置の相対位置関係を模式的に示す。同図に示すＦＯＵＰ４は、本発明における「基板収納容器」の一種であり、ＥＦＥＭ１とともに用いられるものである。

筐体２のうちロードポート３を配置した前面壁２ａに対向する背面壁２ｂには処理装置Ｍ（半導体処理装置）が隣接して設けられる。つまり、筐体２の前面壁２ａに設けられた開口にロードポート３が接続され、且つ背面壁２ｂに設けられた開口に処理装置Ｍが接続されることで、筐体２の内部に略閉止された空間（基板搬送空間２Ｓａ、ＦＦＵ配置空間２Ｓｂ）が形成される。

クリーンルームにおいて、処理装置Ｍの内部空間ＭＳ、筐体２の内部空間である基板搬送空間２Ｓａ、ＦＦＵ配置空間２Ｓｂ、及びロードポート３上に載置されるＦＯＵＰ４の内部空間４Ｓは高清浄度に維持される。

本実施形態では、図１に示すように、ＥＦＥＭ１の前後方向Ｘにおいてロードポート３、筐体２、処理装置Ｍをこの順で相互に密接させて配置している。なお、ＥＦＥＭ１の作動は、ＥＦＥＭ１全体のコントローラ（図１に示す制御部１Ｃ）や、ロードポート３のコントローラ（図１に示す制御部３Ｃ）によって制御され、処理装置Ｍの作動は、処理装置Ｍのコントローラ（図１に示す制御部ＭＣ）によって制御される。ここで、処理装置Ｍ全体のコントローラである制御部ＭＣや、ＥＦＥＭ１全体のコントローラである制御部１Ｃは、ロードポート３の制御部３Ｃの上位コントローラである。これら各制御部１Ｃ，３Ｃ，ＭＣ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。

筐体２の内部空間である基板搬送空間２Ｓａには、基板Ｗ（半導体ウェーハ）をＦＯＵＰ４と処理装置Ｍとの間で搬送可能な基板搬送ロボットＲを設けている（図１参照）。筐体２の内部空間のうち基板搬送空間２Ｓａよりも上側の空間であるＦＦＵ配置空間２ＳｂにはＦＦＵ２３（ファンフィルタユニット）を設け、ＦＦＵ２３を駆動させることにより、筐体２の基板搬送空間２Ｓａに下降気流を生じさせ、清浄度の高い気体である窒素ガス等の不活性ガス（環境ガス）を基板搬送空間２Ｓａで循環させることが可能である。筐体２の内部には、窒素ガスを循環させるための循環路２１が形成されている。循環路２１は、基板搬送空間２Ｓａと、ＦＦＵ設置空間２Ｓｂと、帰還路２２とによって構成されている。循環路２１において、清浄な窒素ガスがＦＦＵ設置空間２ＳｂからＦＦＵ２３を通じて下方へ送り出され、基板搬送空間２Ｓａの下端部まで到達した後、帰還路２２を通って上昇し、ＦＦＵ設置空間２Ｓｂに戻るように設定されている。

ＦＦＵ２３は、ファンによってＦＦＵ設置空間２Ｓｂの窒素ガスを下方に送出しつつ、窒素ガスに含まれるパーティクルをフィルタによって除去するものである。清浄化された窒素ガスは、ＦＦＵ設置空間２Ｓｂから基板搬送空間２Ｓａに送り出されて層流を形成し、下方へ流れる。基板搬送空間２Ｓａの下端部に到達した窒素ガスは、帰還路２２の下端部に形成した開口２２ａを通じて帰還路２２に流入する。本実施形態では、開口２２ａの上方に設けたファン２２ｂによって窒素ガスを帰還路２２に吸い込んで上方に送り出し、ＦＦＵ設置空間２Ｓｂに戻す。ＦＦＵ設置空間２Ｓｂに戻された窒素ガスは、ＦＦＵ２３によって清浄化され、再び基板搬送空間２Ｓａへ送り出される。なお、帰還路２２は、隔壁２２ｃ（適宜の支柱壁等）によって基板搬送空間２Ｓａ及びＦＦＵ設置空間２Ｓｂから隔離された経路であり、帰還路２２の下端に形成した開口２２ａのみが基板搬送空間２Ｓａに連通し、帰還路２２の上端のみがＦＦＵ設置空間２Ｓｂに連通するように構成している。

以上の構成により、窒素ガスを循環路２１内で循環させることが可能である。ＦＦＵ設置空間２Ｓｂの側部には、循環路２１内に窒素ガスを供給する供給路５１が接続されている。供給路５１は、図２に示すように、窒素ガスの供給源５０に接続されている。供給路５１の所定箇所には、ガス流路である供給路５１の流量測定・制御するＭＦＣ５１ａ（マスフローコントローラー；Mass Flow Controller）と、単位時間あたりのガス供給量を変更可能な供給バルブ５１ｂとを設けている。本実施形態では、供給路５１のうちＭＦＣ５１ａ及び供給バルブ５１ｂよりも上流側の所定箇所から分岐するサブ供給路５２を設定し、サブ供給路５２を供給路５１のうちＭＦＣ５１ａ及び供給バルブ５１ｂよりも下流側の所定箇所に接続している。サブ供給路５２の所定箇所には、窒素ガスの供給ＯＮ／ＯＦＦを切り替える供給バルブ５２ｂを設けている。なお、図２に示す「ＦＭ」はフローメータ５２ａ（Flow Meter）である。したがって、本実施形態では、循環路２１内へのガス供給量の一部を、サブ供給路５２を通じたガス供給量に担わせることができる。本実施形態では、供給路５１の供給源を、上述の窒素ガス供給源５０と、図２に示すＣＤＡ（クリーンドライエア）供給源の何れかに切替可能に構成している。図１に示す小文字のローマ数字は、図２に示す同じ小文字のローマ数字に連続する意味で用いている。

また、図１に示すように、基板搬送空間２Ｓａの前端部には、循環路２１内の気体を排出するための排出管２２ｄが接続されている。排出管２２ｄは、外部空間に連通している。排出管２２ｄの所定箇所には、筐体２の圧力に応じて制御され、循環路２１内の気体の単位時間あたりの排出量を変更可能な排出バルブを設けている。これにより、循環路２１に窒素ガスを適宜供給及び排出して、筐体２の内部空間の酸素濃度を調整する処理（筐体内パージ処理、またはＥＦＥＭパージ処理とも称される）を実行することが可能になる。例えば、循環路２１内の酸素濃度が上昇した場合に、供給源５０から供給路５１（サブ供給路５２も含む）を介して循環路２１に窒素ガスを一時的に多く供給し、排出管２２ｄを介して窒素ガスと共に酸素を排出することで、酸素濃度を下げることができる。制御部１Ｃは、筐体２内に設置された酸素濃度計２ｅ、圧力計２ｆ、湿度計２ｇ等と電気的に接続されており、これらの計測機器の計測結果を受信して、筐体２内の雰囲気に関する情報を把握する（図１では、説明の便宜上、酸素濃度計２ｅ、圧力計２ｆ、湿度計２ｇを制御部１Ｃとともに筐体２の外部に示している）。

ロードポート３に載置されるＦＯＵＰ４は、図１に示すように、搬出入口４１を通じて内部空間４Ｓを後方にのみ開放可能なＦＯＵＰ本体４２と、搬出入口４１を開閉可能なＦＯＵＰドア４３（本発明の「容器ドア４３」に相当）を備えている。ＦＯＵＰ４は、内部に多段式スロットを設け、各スロットに搬送対象物である基板Ｗを収容可能に構成され、搬出入口４１を介してこれら基板Ｗを出し入れ可能に構成された既知のものである。ＦＯＵＰ本体４２の上向面には、ＦＯＵＰ４を自動で搬送する装置（例えばＯＨＴ：Over Head Transport）等に把持されるフランジ部４４を設けている。ＦＯＵＰ４は、ロードポート３の載置台３５に載置される。ＦＯＵＰ本体４２の底壁にはポート（図示省略）が設けられている。ポートは、例えば、ＦＯＵＰ本体４２の底壁に形成したポート取付用貫通孔に嵌め込まれた中空筒状のグロメットシールを主体としてなり、チェック弁によって開閉可能に構成されたものである。

本実施形態に係るロードポート３は、図１に示すように、筐体２の前面壁２ａの一部を構成し、且つ筐体２の内部空間（基板搬送空間２Ｓａ）を開放するための開口部３１が形成された板状をなすフレーム３２と、フレーム３２の開口部３１を開閉するロードポートドア３３と、ロードポートドア３３を筐体２側に後退したドア開放位置に移動させることによりフレーム３２の開口部３１を開状態にするドア開閉機構３４と、フレーム３２に略水平姿勢で設けた載置台３５とを備えている。

フレーム３２は、起立姿勢で配置され、載置台３５上に載置したＦＯＵＰ４の搬出入口４１と連通し得る大きさの開口部３１を有する略矩形板状のものである。図１にフレーム３２の開口部３１を模式的に示している。

載置台３５は、フレーム３２のうち高さ方向中央よりもやや上方寄りの位置に略水平姿勢で配置される水平基台３５１（支持台）の上部に設けられ、ＦＯＵＰ本体４２の内部空間４Ｓを開閉可能とするＦＯＵＰドア４３をロードポートドア３３に対向させる向きでＦＯＵＰ４を載置可能なものである。また、載置台３５は、ＦＯＵＰドア４３がフレーム３２の開口部３１に接近する所定のドッキング位置と、ＦＯＵＰドア４３をドッキング位置よりもフレーム３２から所定距離離間した位置（図１参照）との間で、フレーム３２に対して進退移動可能に構成されている。本実施形態では、載置台３５に載置したＦＯＵＰ４とフレーム３２が並ぶ前後方向Ｘ（図１等参照）において、ＦＯＵＰ４側を前方と定義し、フレーム３２側を後方と定義する。

ロードポートドア３３は、ドア開閉機構３４によって、ＦＯＵＰドア４３との係合状態を維持したまま、フレーム３２の開口部３１を密閉する全閉位置と、全閉位置よりも筐体２側に後退したドア開放位置と、開口部３１の開口スペースを後方に全開放させる全開位置との間でＦＯＵＰドア４３と一体的に移動可能に構成されている。なお、図１に示すように、ロードポートドア３３及びドア開閉機構３４は、側面視において循環路２１の帰還路２２に重なる位置に配置される。しかしながら、実際には、循環路２１を筐体２の幅方向に所定ピッチで設け、幅方向に並ぶ循環路２１同士の間に形成されるスペースであって且つ基板搬送空間２Ｓａに連通するスペースでロードポートドア３３がドア開閉機構３４によりＦＯＵＰドア４３と一体的に移動するように構成している。したがって、ロードポートドア３３がＦＯＵＰドア４３とともに帰還路２２で移動することはない。

本実施形態のロードポート３は、ＦＯＵＰ４の内部空間４Ｓに窒素ガス等の不活性ガスからなるパージ用気体を注入し、ＦＯＵＰ４の内部空間４Ｓの気体雰囲気をパージ用気体に置換可能なボトムパージ装置３６（本発明の「パージ装置」に相当）を備えている。ボトムパージ装置３６は、載置台３５上に上端部を露出可能な状態で所定箇所に配置される複数のパージノズル３７（気体給排装置）を備えたものである。これら複数のパージノズル３７は、ＦＯＵＰ４の底面に設けたポートの位置に応じて載置台３５上の適宜位置に取り付けられ、ポートに接触した状態で接続可能なものである。このようなボトムパージ装置３６を用いたボトムパージ処理（本発明の「パージ処理」に相当）は、ＦＯＵＰ４の底部に設けられた複数のポートのうち、所定数（全部を除く）のポートを「供給ポート」として機能させ、供給ポートに接続したパージノズル３７により当該ＦＯＵＰ４内に窒素ガスや不活性ガス又はドライエア等の適宜選択されたパージ用気体を注入するとともに、残りのポートを「排気ポート」として機能させ、排気ポートに接続したパージノズル３７を通じてＦＯＵＰ４内の気体雰囲気を排出することで、ＦＯＵＰ４内にパージ用気体を充満する処理である。各ロードポート３は、供給ポートに接続するパージノズル３７に窒素ガスを供給する供給路６１を備えている。供給路６１は、図２に示すように、ボトムパージ処理用の窒素ガスの供給源６０に接続されている。なお、図２における「LP Purge」はロードポートパージを意味し、供給源６０がボトムパージ処理に用いる窒素ガスの供給源であることを示している。供給路６１の所定箇所には、ガス流路である供給路６１の流量測定・制御するＭＦＣ６１ａ（Mass
Flow Controller）と、単位時間あたりのガス供給量を変更可能な供給バルブ６１ｂを設けている。また、排気ポートに接続するパージノズルには、ＦＯＵＰ４内の気体を排出するための排出管（図示省略）が接続されている。

基板搬送ロボットＲは、図１に示すように、基板搬送空間２Ｓａ内に固定した基台部Ｒ１と、基端部を基台部Ｒ１に旋回可能に支持されたアームＲ２とを有し、アームＲ２を構成する複数のアーム要素Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５及びハンドＲ６を順次旋回可能に接続した多関節ロボットである。本実施形態のアームＲ２は、３つのアーム要素Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５と、２つ（２段状）のハンドＲ６とを有し、アーム要素Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５が旋回することで、基板Ｗを保持するハンドＲ６を水平移動させるものである。なお、アーム要素及びハンドの数はこれに限定されない。アーム要素Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は、この順番で下方から配置されている。具体的には、最下段のアーム要素Ｒ３の基端部は基台部Ｒ１に旋回可能に連結され、中段のアーム要素Ｒ４の基端部が最下段のアーム要素Ｒ３の先端部に旋回可能に連結され、最上段のアーム要素Ｒ５の基端部が中段のアーム要素Ｒ４の先端部に旋回可能に連結され、ロボットハンドＲ６が最上段のアーム要素Ｒ５の先端部に旋回可能に連結されている。

各アーム要素Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５の内部空間Ｒ３ａ，Ｒ４ａ，Ｒ５ａは所定器の隙間を介して相互に連通している。ロボットハンドＲ６に内蔵されたシリンダＲ７等の機構部品が作動することによってロボットハンドＲ６に基板Ｗを保持することができる。シリンダＲ７のロッド（図示省略）は、上述した供給源５０とは別の供給源（図示省略）からの窒素ガスの供給によって、所定方向に伸縮可能に構成されている。

ＥＦＥＭ１は、シリンダＲ７の動作によって発生するパーティクルを吸引除去するエジェクタＲ８を基板搬送ロボットＲの内部に設けている。そして、供給源５０から供給路５３を通じてエジェクタＲ８に窒素ガスを供給することで、シリンダ等の機構部品の動作によって発生するパーティクルが吸引路５３１を介して吸引される。エジェクタＲ８に供給された窒素ガスは、吸引されたパーティクルと共に適宜の経路（後述する接続路Ｒ１２）に流れて、帰還路２２に送り出される。つまり、窒素ガスは、そのまま筐体２の外部空間に排出されることなく、循環路２１内に流れ込む。このように、エジェクタＲ８によってシリンダＲ７の近傍に発生するパーティクルが吸引され、供給源５０から供給される窒素ガスがパーティクルと共に帰還路２２に排出されるため、当該窒素ガスはそのまま循環する。さらに、パーティクルは、ＦＦＵ２３によって除去される。したがって、真空排気を行う構成と比べて、窒素ガスの補充によるコストの増大を抑制することができる。本実施形態では、エジェクタＲ８に窒素ガスを供給する供給源５０を、循環路２１内に窒素ガスを供給する供給源５０と同じものにして（供給源の共用化）、エジェクタＲ８への供給路５３の所定箇所に窒素ガスの供給ＯＮ／ＯＦＦを切り替える供給バルブ５３ａを設けている。なお、図２に示す「ＦＭ」はフローメータ５３ａである。エジェクタＲ８への供給路５３は、上述の筐体内パージ処理時のガス供給路として機能する供給路５１のうちＭＦＣ５１ａ及び供給バルブ５１ｂよりも上流側の所定箇所から分岐している。

また、搬送ロボットＲの基台部Ｒ１の所定箇所には、循環路２１へ窒素ガスを送り出すための送出口Ｒ１１を形成し、送出口Ｒ１１を接続路Ｒ１２によって帰還路２２に接続している。送出口Ｒ１１の近傍には、一定の回転速度で回転駆動するファンＲ１３を設けている。本実施形態のＥＦＥＭ１は、基台部Ｒ１の内部空間Ｒ１ａ及びアーム要素Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５の内部空間Ｒ３ａ，Ｒ４ａ，Ｒ５ａを通る供給路５４を備え、供給路５４の先端部を最上段のアーム要素Ｒ５の内部空間Ｒ５ａ内に配置している。供給路５４に窒素ガス等の不活性ガスを供給源５０から供給すると、不活性ガスは、供給路５４を通って、最上段のアーム要素Ｒ５の内部空間Ｒ５ａに供給され、引き続いて、中段のアーム要素Ｒ４の内部空間Ｒ４ａ、最下段のアーム要素Ｒ３の内部空間Ｒ３ａ、基台部Ｒ１の内部空間Ｒ１ａの順に流れ込み、基台部Ｒ１の送出口Ｒ１１を通って帰還路２２へ送り出される。これにより、搬送ロボットＲの内部空間（基台部Ｒ１の内部空間Ｒ１ａ、アーム要素Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５の内部空間Ｒ３ａ，Ｒ４ａ，Ｒ５ａ）の気体を窒素ガス等の不活性ガスに置換することができる。

このように、本実施形態のＥＦＥＭ１は、搬送ロボットＲの内部空間（基台部Ｒ１の内部空間Ｒ１ａ、アーム要素Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５の内部空間Ｒ３ａ，Ｒ４ａ，Ｒ５ａ）の気体を窒素ガス等の不活性ガスに置換する搬送ロボット内パージ装置Ｒ９を備えたものであるため、搬送ロボットＲの内部空間（基台部Ｒ１の内部空間Ｒ１ａ、アーム要素Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５の内部空間Ｒ３ａ，Ｒ４ａ，Ｒ５ａ）でパーティクルが発生しても、このパーティクルが基板搬送空間２Ｓａ内に漏れることを抑制できる。さらに、帰還路２２に排出されたパーティクルは、帰還路２２の下流側に配置されたＦＦＵ２３によって除去される。したがって、基板搬送ロボットＲの内部空間（基台部Ｒ１の内部空間Ｒ１ａ、アーム要素Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５の内部空間Ｒ３ａ，Ｒ４ａ，Ｒ５ａ）で発生したパーティクルによって基板搬送空間２Ｓａが汚染されることを抑制できる。本実施形態では、搬送ロボット内パージ装置Ｒ９に窒素ガスを供給する供給源５０を、循環路２１内に窒素ガスを供給する供給源５０と同じものにして（供給源の共用化）、供給路５４の所定箇所に窒素ガスの供給ＯＮ／ＯＦＦを切り替える供給バルブ５４ｂを設けている。搬送ロボット内パージ装置Ｒ９への供給路５４は、上述の筐体内パージ処理時にガス供給路として機能する供給路５１のうちＭＦＣ５１ａ及び供給バルブ５１ｂよりも上流側の所定箇所から分岐している。

上述したエジェクタＲ８及び搬送ロボット内パージ装置Ｒ９は、それぞれ本発明における「基板搬送ロボットの内部空間に不活性ガスを供給する搬送ロボット内不活性ガス供給装置」に相当するものである。

本実施形態のＥＦＥＭ１は、図１に示すように、搬送ロボットＲのアームＲ２に保持されている基板Ｗの保持位置に関して目標保持位置からのずれ量を検出するとともに、位置ずれを是正するための位置補正（アライメント）を行うアライナ７を基板搬送空間２Ｓａに設置している。アライナ７は、アライメントの対象である基板Ｗを載置するアライメントテーブル７１を備え、アライメントテーブル７１を回転駆動させる機構を内蔵したアライメントケース７２の側壁に形成した貫通口７３を接続路７４で帰還路２２に接続している。本実施形態では、アライメントケース７２の貫通口７３付近にはファン７５を設け、ファン７５が回転駆動すると、アライメントケース７２内のガスがアライメントケース７２内で発生したパーティクルとともに接続路７４に向かって排出されるように構成している。

本実施形態のＥＦＥＭ１は、アライメントテーブル７１上に載置された基板に対して上方からイオン化空気である窒素ガスを吹き付けるイオナイザ８を備えている。イオナイザ８は、供給源５０から供給される不活性ガスが流れる供給路５５に接続され、供給源５０から供給された不活性ガス（イオン化空気を）をアライメントテーブル７１上に載置した基板Ｗに対して吹き付けることで、基板Ｗに帯電している静電気を中和・除去（除電）することができる。本実施形態では、図２に示すように、イオナイザ８に窒素ガスを供給する供給源５０を、循環路２１内に窒素ガスを供給する供給源５０と同じものにして（供給源の共用化）、イオナイザ８への供給路５５の所定箇所に窒素ガスの供給ＯＮ／ＯＦＦを切り替える供給バルブ５５ｂを設けている。図２に示す「ＦＭ」はフローメータ５５ａである。イオナイザ８への供給路５５は、上述の筐体内パージ処理時にガス供給路として機能する供給路５１のうちＭＦＣ５１ａ及び供給バルブ５１ｂよりも上流側の所定箇所から分岐している。

次に、ＥＦＥＭ１の動作フローを説明する。
先ず、ＯＨＴ等の容器搬送装置によりＦＯＵＰ４がロードポート３の上方まで搬送され、載置台３５上に載置される。この際、例えば載置台３５に設けた位置決め用突起がＦＯＵＰ４の位置決め用凹部に嵌まり、載置台３５上のロック爪をロック状態にする（ロック処理）。本実施形態では、筐体２の幅方向に３台並べて配置したロードポート３の載置台３５にそれぞれＦＯＵＰ４を載置することができる。また、ＦＯＵＰ４が載置台３５上に所定の位置に載置されているか否かを検出する着座センサ（図示省略）によりＦＯＵＰ４が載置台３５上の正規位置に載置されたことを検出するように構成することもできる。

本実施形態のロードポート３では、載置台３５上の正規位置にＦＯＵＰ４が載置された時点で、載置台３５に設けた例えば加圧センサの被押圧部をＦＯＵＰ４のうち底面部が押圧したことを検出する。これをきっかけに、載置台３５に設けたパージノズル３７（全てのパージノズル３７）が載置台３５の上面よりも上方へ進出してＦＯＵＰ４の各ポートに連結し、各ポートは閉止状態から開放状態に切り替わる。そして、本実施形態のロードポート３は、ボトムパージ装置３６によりパージＦＯＵＰ４の内部空間４Ｓに窒素ガスを供給して、ＦＯＵＰ４の内部空間４Ｓを窒素ガスに置換する処理（ボトムパージ処理）を行う。ボトムパージ処理時に、ＦＯＵＰ４内の気体雰囲気は排気ポートとして機能するポートに接続されているパージノズル３７からＦＯＵＰ４外に排出される。このようなボトムパージ処理によって、ＦＯＵＰ４内の水分濃度及び酸素濃度をそれぞれ所定値以下にまで低下させてＦＯＵＰ４内における基板Ｗの周囲環境を低湿度環境及び低酸素環境にする。ボトムパージ処理時におけるＦＯＵＰ４の内部空間４Ｓへの窒素ガス供給量は、ボトムパージ用ＭＦＣ６１ａによって変更することができ、ＦＯＵＰ４内の水分濃度及び酸素濃度に応じて窒素ガスの供給流量を変化させることができる。

本実施形態のロードポート３は、ロック処理後に、図１に示す位置にある載置台３５を所定のドッキング位置まで移動させることで、ＦＯＵＰドア４３とフレーム３２を密着させる。そして、ＦＯＵＰドア４３をロードポートドア３３とともに移動させて、フレーム３２の開口部３１及びＦＯＵＰ４の搬出入口４１を開放して、ＦＯＵＰ４内の密閉状態を解除する処理（ドアオープン処理）を実行する。ドアオープン処理を実行することによって、ＦＯＵＰ本体４２の内部空間４Ｓと筐体２の基板搬送空間２Ｓａとが連通した状態になり、筐体２の基板搬送空間２Ｓａに設けた基板搬送ロボットＲがＦＯＵＰ本体４２のスロットから基板Ｗを取り出したり、特定のスロットに基板Ｗを収納する処理（搬送処理）を実施する。

本実施形態に係るロードポート３は、ＦＯＵＰ４内の基板Ｗが全て処理装置Ｍによる処理工程を終えたものになると、ドア駆動機構３４によりロードポートドア３３を全閉位置に移動させて、フレーム３２の開口部３１及びＦＯＵＰ４の搬出入口４１を閉止して、ＦＯＵＰ４の内部空間４Ｓを密閉する処理（ドアクローズ処理）を実行する。以上の処理により、フレーム３２の開口部３１及びＦＯＵＰ４の搬出入口４１はそれぞれロードポートドア３３、ＦＯＵＰドア４３によって閉止されて、ＦＯＵＰ４の内部空間４Ｓは密閉状態になる。

続いて、本実施形態に係るロードポート３は、載置台３５をフレーム３２から離間する方向に移動させて、ＦＯＵＰ４をロックしている状態を解除する。これにより、所定の処理を終えた基板Ｗを格納したＦＯＵＰ４は、各ロードポート３の載置台３５上から容器搬送装置に引き渡され、次工程へと運び出される。

このような動作フローを経る本実施形態に係るＥＦＥＭ１において、ドアオープン処理よりも前の時点で実行するボトムパージ処理をドアオープン処理後も継続して行うことで、ＦＯＵＰ４内で待機中の基板の劣化を防止・抑制することができる。一方で、ボトムパージ処理をドアオープン処理後も継続して行うことにより、ＦＯＵＰ４内から筐体２内にパージ用気体である窒素ガスが流入してしまい、筐体２内の圧力が高くなるおそれがある。このような事態を回避すべく、本実施形態に係るＥＦＥＭ１は、筐体２内に不活性ガスを供給する量を制御部１Ｃによって制御するように構成している。具体的には、制御部１Ｃが不活性ガス供給量指令値に基づいて筐体２内への不活性ガス供給量を制御するように構成している。

制御部１Ｃは、図３に示すように、不活性ガス供給総量設定部１１と、ドアオープン・ボトムパージ判定部１２（本発明の「ドアオープン・パージ判定部」に相当）と、筐体内不活性ガス供給量演算部１３と、指令値決定部１４とを備えている。

不活性ガス供給総量設定部１１は、筐体２内の酸素濃度に基づいて筐体２内に供給する不活性ガスの総量を設定するものである。本実施形態では、図４に示すように、筐体２内の酸素濃度に応じた筐体２内への不活性ガス供給総量を酸素濃度制御テーブルとして制御部１Ｃの所定の記憶領域に格納している。

ドアオープン・ボトムパージ判定部１２は、ロードポート３ごとに当該ロードポート３の載置台３５に載置しているＦＯＵＰ４の容器ドア４３がオープン状態であって且つボトムパージ装置３６によるボトムパージ処理中であるか否かを判定するものである。ＦＯＵＰ４の容器ドア４３がオープン状態であるか否かはロードポート３のうちＦＯＵＰ４の容器ドア４３付近に設けた適宜のセンサ（例えば、コの字型のマイクロフォトセンサなど）で判定することができ、ボトムパージ装置３６によるボトムパージ処理中であるか否かはボトムパージ装置３６に関連付けて設けた適宜のセンサ（気体流量計など）で判定することができる。本実施形態のＥＦＥＭ１は、３台のロードポート３を備えているため、ドアオープン・ボトムパージ判定部１２による判定処理をロードポート３ごとに実施する（計３回実施する）。

筐体内不活性ガス供給量演算部１３は、ドアオープン・ボトムパージ判定部１２の判定結果がＹＥＳである場合に、当該ロードポート３のボトムパージ装置３６によるＦＯＵＰ４へのボトムパージ不活性ガス供給量（本発明の「容器内不活性ガス供給量」に相当）を不活性ガス供給総量設定部１１で設定した不活性ガス供給量から減算した値に基づいて、筐体２内への不活性ガス供給量を演算するものである。ボトムパージ装置３６によるＦＯＵＰ４へのボトムパージ不活性ガス供給量は、ＦＯＵＰ４内の酸素濃度やボトムパージ処理継続時間等に応じて可変する値であり、その値（ボトムパージ不活性ガス供給量）は、ボトムパージ用ＭＦＣ６１ａの指令値に基づくものである。したがって、適宜の手段によってボトムパージ用ＭＦＣ６１ａの指令値を特定することで、ボトムパージ装置３６によるＦＯＵＰ４へのボトムパージ不活性ガス供給量を特定することができ、その特定した値を筐体内不活性ガス供給量演算部１３における演算処理に利用することができる。また、筐体内不活性ガス供給量演算部１３は、ドアオープン・ボトムパージ判定部１２の判定結果がＮｏである場合（ロードポート３の載置台３５に載置しているＦＯＵＰ４の容器ドア４３がクローズ状態である場合、またはボトムパージ装置３６によるボトムパージ処理が実行されていない場合）に、不活性ガス供給総量設定部１１で設定した不活性ガス供給総量から減算する値はゼロ（当該ロードポート３のボトムパージ装置３６によるＦＯＵＰ４へのボトムパージ不活性ガス供給量はゼロ）であるとして、筐体２内への不活性ガス供給量を演算するものである。

さらに、搬送ロボット内不活性ガス供給装置が不活性ガス供給状態である場合に、筐体内不活性ガス供給量演算部１３は、搬送ロボット内不活性ガス供給装置による不活性ガス供給量も不活性ガス供給総量設定部１１で設定した不活性ガス供給総量から減算して筐体２内への不活性ガス供給量を演算するように構成している。本実施形態では、エジェクタＲ８及び搬送ロボット内パージ装置Ｒ９がそれぞれ搬送ロボット内不活性ガス供給装置に相当し、エジェクタＲ８が不活性ガス供給状態である場合に、筐体内不活性ガス供給量演算部１３は、エジェクタＲ８の不活性ガス供給量を不活性ガス供給総量から減算して筐体２内への不活性ガス供給量を演算したり、搬送ロボット内パージ装置Ｒ９が不活性ガス供給状態である場合に、筐体内不活性ガス供給量演算部１３は、搬送ロボット内パージ装置Ｒ９の不活性ガス供給量を不活性ガス供給総量から減算して筐体２内への不活性ガス供給量を演算するように構成している。

また、本実施形態では、イオナイザ８が不活性ガス供給状態である場合に、筐体内不活性ガス供給量演算部１３が、イオナイザ８の不活性ガス供給量も不活性ガス供給総量から減算して筐体２内への不活性ガス供給量を演算するように構成している。

ここで、図４の酸素濃度制御テーブルにおけるＣ列が「Robot Ejector」（エジェクタＲ８）の不活性ガス供給量に関する列であり、Ｄ列が「Robot Inner Purge」（搬送ロボット内パージ装置Ｒ９）の不活性ガス供給量に関する列であり、Ｅ列が「Ionizer Purge」（イオナイザ８）の不活性ガス供給量に関する列である。また、酸素濃度制御テーブルにおけるＢ列は、「Main Purge」つまり上述したサブ供給路５２を通じた筐体２内への不活性ガス供給量に関する列である。これらＢ乃至Ｅ列の供給量は、それぞれ筐体２の酸素濃度（ＥＦＥＭ内酸素濃度）の値によって可変するものではなく、ゼロまたは一定の値（固定値）である。

指令値決定部１４は、筐体内不活性ガス供給量演算部１３の演算結果を筐体２内への不活性ガス供給量指令値として決定するものである。本実施形態では、筐体２内への不活性ガス供給量を、筐体内不活性ガス供給量演算部１３の演算結果に基づいて決定した不活性ガス供給量指令値に変更（更新）する場合、つまり現在の不活性ガス供給量指令値から最新の不活性ガス供給量指令値（指令値決定部１４で決定した最新の不活性ガス供給量指令値）に更新する場合に、現在の不活性ガス供給量指令値から最新の不活性ガス供給量指令値に所定時間を掛けて徐々に変更するように構成している。

本実施形態のＥＦＥＭ１は、電源ＯＮで起動すると、筐体２内の大気置換処理を実施するメンテナンスモードになる。このメンテナンスモードでは、筐体２内の酸素濃度が１９．５％未満から１９．５％以上に大気置換を行う。ＥＦＥＭ１は、メンテナンスモードから搬送モードへ移行し、さらに搬送モードから酸素濃度制御付き搬送モードへ移行する。酸素濃度制御付き搬送モードにおいて制御部による不活性ガス供給制御（筐体内酸素濃度制御）を実施する。

酸素濃度制御付き搬送モードへの移行が開始すると、ＥＦＥＭ１は、筐体２内の適宜箇所に設けた酸素濃度計２ｅの数値を監視して酸素濃度が一定となるように制御する（搬送室内酸素濃度制御）。

上述の通り、制御部１Ｃの所定の記憶領域には図４に示す酸素濃度制御テーブルが予め格納されている。そして、１秒に１回、酸素濃度に応じて、以下の式１による演算処理を行い、演算結果に応じて制御対象である筐体２内への不活性ガス供給量、具体的には筐体２の循環路２１内に窒素ガスを供給する供給路５１の所定箇所に設けた筐体内パージ用ＭＦＣ５１ａへの流量設定を行う。
Ａ（ＬＰＭ）＝Ｔ－（Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ） ・・・式１
ここで、式１におけるＡ乃至Ｈはそれぞれ図４の酸素濃度制御テーブルにおけるＡ乃至Ｈと同義であり、Ａは、制御対象である筐体２内への不活性ガス供給量（EFEM MFC Purge）であり、具体的には筐体内パージ用ＭＦＣ５１ａへの流量指令値であり、単位はLPM；リットル／分である。Ｔは、筐体２内の酸素濃度に応じて予め設定された筐体２内への不活性ガス供給総量（Ｎ２供給総量（LPM））である。また、式１におけるＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、それぞれメインパージ不活性ガス供給量（Main Purge（LPM））、エジェクタ不活性ガス供給量（Robot Ejector（LPM））、搬送ロボットインナパージ不活性ガス供給量（Robot Inner Purge（LPM））、イオナイザ不活性ガス供給量（Ionizer Purge（LPM））である。式１におけるＦ，Ｇ，Ｈは、それぞれ１台目のロードポート、２台目のロードポート、３台目のロードポートのボトムパージ装置３６の不活性ガス供給量（LP－１MFC Purge（LPM）、LP－２ MFC Purge（LPM）、LP－３ MFC Purge（LPM））である。酸素濃度制御テーブルにおけるＮ,Ｔ列は個別パラメータであり、Ｂ乃至Ｅ列は列ごとのパラメータである。図３の酸素濃度制御テーブルではデフォルト値の一例を示している。

本実施形態では、「Ａ＜５」の場合に、筐体内パージ用ＭＦＣ５１ａへの流量設定を５ＬＰＭに設定している。これは、筐体内パージ用ＭＦＣ５１ａの制御範囲が４乃至２００ＬＰＭで、例えば２ＬＰＭの流量設定はＭＦＣ５１ａによって制御できないためであり、特に、流量０（ゼロ）ＬＰＭに設定すると、筐体内パージ用供給バルブ５１ｂをクローズする必要があり、濃度の境界ではバルブＯＮ／ＯＦＦが繰り返されることが予想され、このようなバルブＯＮ／ＯＦＦの繰り返しを回避するためでもある。

次に、制御部１Ｃが上記式１の演算処理を行って筐体２内への不活性ガス供給量を制御する筐体内酸素濃度制御（筐体内不活性ガス供給量制御）について、図５に示す詳細なフローチャート及び図６に示す簡易なフローチャートを参照して説明する。

本実施形態のＥＦＥＭ１では、先ず、制御部が、不活性ガス供給総量設定部１１により、筐体２内に供給する不活性ガスの総量［Ｔ］（不活性ガス供給総量）を設定する（不活性ガス供給総量設定ステップＳ１、図６参照）。具体的には、酸素濃度制御テーブルを参照して、筐体２内の酸素濃度に基づいて不活性ガス供給総量［Ｔ］を設定する。この際、式１における［Ｆ］,［Ｇ］,［Ｈ］、つまり各ロードポート３のボトムパージ装置３６によるＦＯＵＰ４へのボトムパージ不活性ガス供給量の値をクリアする（数値が与えられていない状態にする）。

次いで、制御部１Ｃは、ドアオープン・ボトムパージ判定部１２により、ロードポート３ごとに当該ロードポート３の載置台に載置しているＦＯＵＰ４の容器ドア４３がオープン状態であって且つボトムパージ装置３６によるボトムパージ処理中であるか否かを判定する（ドアオープン・ボトムパージ判定ステップＳ２；本発明の「ドアオープン・パージ判定ステップ」に相当）。本実施形態のＥＦＥＭ１では、３台のロードポート全てに対して順番にドアオープン・ボトムパージ判定ステップＳ２を行う。

制御部１Ｃは、ドアオープン・ボトムパージ判定ステップＳ２における判定結果がＹＥＳである場合に、筐体内不活性ガス供給量演算部１３により、当該ロードポート３のボトムパージ装置３６によるＦＯＵＰ４へのボトムパージ不活性ガス供給量［Ｆ］,［Ｇ］,［Ｈ］を不活性ガス供給総量［Ｔ］から減算した値に基づいて、筐体２内への不活性ガス供給量［Ａ］を演算する（筐体内不活性ガス供給量演算ステップＳ３）。また、ドアオープン・ボトムパージ判定ステップＳ２における判定結果がＮｏである場合、筐体内不活性ガス供給量演算ステップＳ３では、当該ロードポート３（例えば１台目のロードポート３）のボトムパージ装置３６によるＦＯＵＰ４へのボトムパージ不活性ガス供給量［Ｆ］をゼロに設定して、筐体２内への不活性ガス供給量［Ａ］を演算する。図７に、３台のロードポート３のうち、１台目のロードポート３についてはドアオープン・ボトムパージ判定部１２の判定結果がＹｅｓ（載置台３５に載置しているＦＯＵＰ４の容器ドア４３がオープン状態であって且つボトムパージ装置３６によるボトムパージ処理実行中）であり、２台目及び３台目のロードポート３についてはドアオープン・ボトムパージ判定部１２の判定結果がＮｏである場合の酸素濃度制御テーブルの一例を示す。

さらに、筐体内不活性ガス供給量演算ステップＳ３では、搬送ロボット内不活性ガス供給装置（エジェクタＲ８、搬送ロボット内パージ装置Ｒ９）が不活性ガス供給状態である場合や、イオナイザ８が不活性ガス供給状態である場合に、搬送ロボット内不活性ガス供給装置（エジェクタＲ８、搬送ロボット内パージ装置Ｒ９）の不活性ガス供給量「Ｃ」,「Ｄ」、イオナイザ８の不活性ガス供給量「Ｅ」も不活性ガス供給総量［Ｔ］から減算して筐体２内への不活性ガス供給量を演算する。図７に示す酸素濃度制御テーブルは、１台目のロードポートの載置台３５に載置しているＦＯＵＰ４の容器ドア４３がオープン状態であって且つボトムパージ装置３６によって５０ＭＬＰの流量でボトムパージ処理を実行している場合のものである。同図より理解できるように、例えば、筐体２内の酸素濃度が１００ｐｐｍである場合、不活性ガス供給総量設定ステップＳ１により不活性ガス供給総量［Ｔ］は３１０ＬＰＭに設定され、筐体内不活性ガス供給量演算ステップＳ３において不活性ガス供給総量［３１０］（ＬＰＭ）から１台目のロードポート３のボトムパージ装置３６によるＦＯＵＰ４へのボトムパージ不活性ガス供給量［Ｆ］（ＬＰＭ）つまり［５０］（ＬＰＭ）を減算する処理を実施することによって、全てのロードポート３のボトムパージ装置３６によるボトムパージ処理が実施されていない場合（図４）と比較して、筐体２内への不活性ガス供給量［Ａ］は５０ＬＰＭ減少した値になる。

次に、制御部１Ｃは、指令値決定部１４により、筐体内不活性ガス供給量演算部１３の演算結果を不活性ガス供給量指令値［Ａ］として決定する（指令値決定ステップＳ４）。そして、指令値決定ステップＳ４で決定した不活性ガス供給量指令値［Ａ］と現在の不活性ガス供給量指令値（現在の筐体内パージ用ＭＦＣ５１ａへの流量指令値；［Acurrent］、図６中の「現在のＭＦＣ指令値」）とが異なる場合、つまり、酸素濃度制御テーブルで規定する酸素濃度に対する不活性ガス供給総量［Ｔ］の切り替わりの境界値を越えた場合は、当該異なる状態が「Ｔ１」秒続いたか否かを判定する。「Ｔ１」は安定して流量の境界を越えたと判断する時間であり、本実施形態では「Ｔ１」のデフォルト値を２０秒に設定している。すなわち、現在の不活性ガス供給量指令値［Acurrent］と指令値決定ステップＳ４で決定した不活性ガス供給量指令値［Ａ］が異なる場合、「Ｔ１」秒間の間継続して現在の不活性ガス供給量指令値［Acurrent］と指令値決定ステップＳ４で決定した不活性ガス供給量指令値［Ａ］が異なれば、安定して流量の境目を越えたと判断し、筐体内パージ用ＭＦＣ５１ａの指令値を指令値決定ステップＳ４で決定した不活性ガス供給量指令値［Ａ］に更新する。これは、酸素濃度に対する不活性ガス供給量の切り替わりの境界で酸素濃度値のふらつきにより不活性ガス流量が変化することに伴って自動圧力制御を不安定にさせる事態を回避するためである。

不活性ガス供給量指令値［Ａ］と現在の不活性ガス供給量指令値［Acurrent］とが異なる状態が「Ｔ１」秒続いたとの判定結果である場合は、筐体内パージ用ＭＦＣ５１ａへの不活性ガス供給量指令値を更新して、最終的な不活性ガス供給量指令値の更新を終了し、更新した不活性ガス供給量指令値に基づいて筐体内パージ用ＭＦＣ５１ａへの流量制御を実施し、以降、上述の手順を所定時間経過時点または所定の処理完了時点まで繰り返し行う。本実施形態では、不活性ガス供給量指令値を更新する場合、つまり指令値決定ステップＳ４で決定した指令値を最新の不活性ガス供給量指令値として更新する場合に、所定時間を掛けて徐々に変更するように構成している。具体的には、上述した酸素濃度制御付き搬送モードに移行後である場合、［Ｆ２］LPM／secで不活性ガス供給量指令値を更新し、酸素濃度制御付き搬送モードに移行中である場合、［Ｆ１］LPM／secで不活性ガス供給量指令値を更新する。本実施形態では、［Ｆ２］を［Ｆ１］よりも相対的に小さい値に設定し、不活性ガス供給量指令値を更新する際の１秒あたりの変化量（LPM／sec）を小さく設定している。これにより、酸素濃度制御付き搬送モード移行後は、酸素濃度制御付き搬送モード移行中よりも相対的に緩やかに変更することになる。例えば、酸素濃度制御付き搬送モード移行後において、不活性ガス供給量指令値を２００LPMから１５０LPMに変更（更新）する場合、つまり、筐体内パージ用ＭＦＣ５１ａへの流量設定値を５０LPM減少させる場合、筐体２内の圧力が急激に変動しないように１秒間に２LPMずつ、トータル２５秒掛けて徐々に流量を変化させるとともに、不活性ガス供給量に応じて、排出管２２ｄの排出バルブの開度を変化させる。

このように、本実施形態に係るＥＦＥＭ１によれば、筐体２内の酸素濃度に基づいて筐体２内への不活性ガス供給量を設定し、容器ドア４３をオープンにした状態でボトムパージ装置３６によるボトムパージ処理を実行している場合（ドアオープン・ボトムパージ判定部１２の判定結果がＹＥＳである場合）には、当該ボトムパージ処理に用いる不活性ガス供給量（ボトムパージ不活性ガス供給量）を不活性ガス供給総量から減算し、その減算値に基づいて筐体２内へ不活性ガス供給量の指令値である不活性ガス供給量指令値を決定し、その不活性ガス供給量指令値に基づいて筐体２内への不活性ガス供給量を制御するようにした。これにより、ボトムパージ処理実行中に用いる不活性ガス供給量を加味して、ＥＦＥＭ１全体へのガス供給量の上限（筐体２内の酸素濃度に基づいて設定した不活性ガス供給総量）を越えないように制御することができ、酸素濃度が変化していないにもかかわらず不活性ガスを筐体２内から排出するという不活性ガスの無駄遣いを回避して、不活性ガスを節約しつつ規定の使用量でＥＦＥＭ１の筐体２内の圧力を常に微陽圧に保つことが可能である。

特に、本実施形態に係るＥＦＥＭ１において、筐体２内への不活性ガス供給制御実行中において、筐体２内への不活性ガス供給量を、筐体内不活性ガス供給量演算部１３の演算結果に基づいて決定した不活性ガス供給量指令値に変更する際（筐体内不活性ガス供給量演算部１３の演算結果に基づいて決定した不活性ガス供給量指令値を最新の不活性ガス供給量指令値として更新する際）に、所定時間を掛けて徐々に変更するように制御することで、筐体２内の急激な圧力変化を防止・抑制することができる。

加えて、本実施形態に係るＥＦＥＭ１が、基板搬送空間２Ｓａに配置された基板搬送ロボットＲの内部に不活性ガスを供給する搬送ロボット内不活性ガス供給装置（エジェクタＲ８、搬送ロボット内パージ装置Ｒ９）を備えた構成や、基板搬送空間２Ｓａにおける所定箇所に載置された基板に対して局所的に不活性ガスを供給することで基板の除電を実施するイオナイザ８を備えた構成である場合には、これらの不活性ガス供給量も加味して不活性ガス供給量指令値を算出して決定しているため、ＥＦＥＭ１全体へのガス供給量の上限（筐体２内の酸素濃度に基づいて設定した不活性ガス供給総量）を越えないように制御することができ、不活性ガスの無駄遣いを回避して、規定の使用量でＥＦＥＭ１の筐体２内の圧力を常に微陽圧に保つことが可能である。

また、本実施形態に係る不活性ガス供給量制御方法は、上述の通り、不活性ガス供給総量設定ステップＳ１と、ドアオープン・ボトムパージ判定ステップＳ２と、筐体内不活性ガス供給量演算ステップＳ３と、指令値決定ステップＳ４とを経て決定した指令値に基づいて、筐体２内への不活性ガス供給量を制御する方法であるため、筐体２内に当初の制御量以上の窒素ガスが供給される事態を回避することができ、窒素ガスを節約しつつ、規定の使用量でＥＦＥＭ１の筐体２内の圧力を常に微陽圧に保つことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態の構成に限られるものではない。例えば、上述の実施形態で示した酸素濃度制御テーブルのパラメータは一例であり、パラメータの具体的な数値やデフォルト値は適宜変更・選択することができる。

上述の実施形態では、基板収納容器としてＦＯＵＰを採用した。しかし本発明では、ＦＯＵＰ以外の収納容器、例えば、ＭＡＣ(Multi Application Carrier)、Ｈ－ＭＡＣ(Horizontal-MAC)、ＦＯＳＢ(Front Open Shipping Box)などを用いることも可能である。

上述の実施形態ではボトムパージ処理等に用いる不活性ガスとして窒素ガスを例にしたが、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。
上述した実施形態では、搬送室の前面壁に３台のロードポートを接続した構成を例示したが、３基未満または４基以上のロードポートを接続した構成を採用することもできる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…ＥＦＥＭ
１１…不活性ガス供給総量設定部
１２…ドアオープン・パージ判定部（ドアオープン・ボトムパージ判定部）
１３…筐体内不活性ガス供給量演算部
１Ｃ…制御部
２…筐体
３…ロードポート
３６…ボトムパージ装置
４…基板収納容器（ＦＯＵＰ）
８…イオナイザ
Ｒ…基板搬送ロボット
Ｒ８、Ｒ９…搬送ロボット内不活性ガス供給装置（エジェクタ、搬送ロボット内パージ）

Claims (5)

1. 略閉止された基板搬送空間を内部に有する筐体と、少なくとも前記筐体内に不活性ガスを供給する制御を行う制御部とを備えたＥＦＥＭであって、
   前記制御部が、
   前記筐体内の酸素濃度に基づいて前記筐体内に供給する不活性ガスの供給総量を設定する不活性ガス供給総量設定部と、
   前記筐体に隣接しているロードポートごとに、基板収納容器を載置可能な載置台上に載置された前記基板収納容器の容器ドアがオープン状態であって、且つ、前記載置台に載置された当該基板収納容器内の気体雰囲気を不活性ガスに置換可能なパージ装置によるパージ処理中であるか否かを判定するドアオープン・パージ判定部と、
   前記ドアオープン・パージ判定部の判定結果がＹＥＳである場合に、当該ロードポートの前記パージ装置による前記基板収納容器内への不活性ガス供給量である容器内不活性ガス供給量を前記不活性ガス供給総量設定部で設定した不活性ガス供給総量から減算した値に基づいて、前記筐体内への不活性ガス供給量を演算する筐体内不活性ガス供給量演算部とを備え、
   前記筐体内不活性ガス供給量演算部の演算結果に基づいて決定した不活性ガス供給量指令値によって前記筐体内への不活性ガス供給量を制御するように構成していることを特徴とするＥＦＥＭ。
2. 前記筐体内への不活性ガス供給量を、前記筐体内不活性ガス供給量演算部の演算結果に基づいて決定した不活性ガス供給量指令値に変更する際に、所定時間を掛けて徐々に変更するように制御する請求項１に記載のＥＦＥＭ。
3. 前記基板搬送空間に配置された基板搬送ロボットの内部に不活性ガスを供給する搬送ロボット内不活性ガス供給装置を備え、
   前記搬送ロボット内不活性ガス供給装置が不活性ガス供給状態である場合に、前記筐体内不活性ガス供給量演算部が、少なくとも前記搬送ロボット内不活性ガス供給装置による不活性ガス供給量を前記容器内不活性ガス供給量とともに前記不活性ガス供給総量設定部で設定した不活性ガス供給総量から減算した値に基づいて、前記筐体内への不活性ガス供給量を演算するように構成している請求項１または２に記載のＥＦＥＭ。
4. 前記基板搬送空間における所定箇所に載置された基板に対して局所的に不活性ガスを供給することで前記基板の除電を実施するイオナイザを備え、
   前記イオナイザが不活性ガス供給状態である場合に、前記筐体内不活性ガス供給量演算部が、少なくとも前記イオナイザによる不活性ガス供給量を前記容器内不活性ガス供給量とともに前記不活性ガス供給総量設定部で設定した不活性ガス供給総量から減算した値に基づいて、前記筐体内への不活性ガス供給量を演算するように構成している請求項１乃至３の何れかに記載のＥＦＥＭ。
5. 略閉止された基板搬送空間を内部に有する筐体と、前記筐体内に不活性ガスを供給する制御を行う制御部とを備えたＥＦＥＭにおける前記筐体内への不活性ガス供給量制御方法であり、
   前記筐体内に供給する不活性ガスの供給総量を前記筐体内の酸素濃度に基づいて設定する不活性ガス供給総量設定ステップと、
   前記筐体に隣接しているロードポートごとに、当該ロードポートの基板収納容器を載置可能な載置台に載置された前記基板収納容器の容器ドアがオープン状態であって、且つ、前記載置台上に載置された当該基板収納容器の気体雰囲気を不活性ガスに置換可能なパージ装置によるパージ処理中であるか否かを判定するドアオープン・パージ判定ステップと、
   前記ドアオープン・パージ判定部の判定結果がＹＥＳである場合に、当該ロードポートの前記パージ装置による前記基板収納容器内への不活性ガス供給量である容器内不活性ガス供給量を不活性ガス供給総量設定ステップで設定した不活性ガスの供給総量から減算した値に基づいて、前記筐体内への不活性ガス供給量を演算する筐体内不活性ガス供給量演算ステップと、
   前記筐体内不活性ガス供給量演算ステップにおける演算結果に基づいて前記筐体内への不活性ガス供給量を制御することを特徴とする不活性ガス供給量制御方法。

Images