JP6459682B2 - ガスパージ装置、ロードポート装置およびガスパージ方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガスパージ装置、ロードポート装置およびガスパージ方法に関する。

たとえば半導体の製造工程では、ロードポート装置の載置台にガスパージノズルを配置し、ウエハ搬送容器の底部に設けられたガスパージポートにパージノズルを接触させ、パージガスを導入することでウエハ搬送容器の内雰囲気をパージガスによって清浄化する技術がある（ボトムパージ）。

ボトムパージに際しては、パージ対象容器であるウエハ搬送容器の底部に設けられたガスパージポートにパージノズルを接触させるために、パージノズルをパージポート方向に移動させる（たとえば特許文献１参照）。その際、ウエハ搬送容器の底部に設けられた複数のパージポートに対してパージノズルからの突き上げが生じ、ウエハ搬送容器が傾くおそれがある。

もし仮に、ウエハ搬送容器が傾くと、ウエハのハンドリングに悪影響を与える。たとえばウエハ搬送容器の内部棚に載置されたウエハが傾いてしまうことによるウエハ損傷の可能性や、パージポートとパージノズルとの接触が不十分となることによるパージガス漏れや、搬送容器内への外部気体の流入等が問題となる。

特開２００３−６０００７号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、パージ対象である容器を傾かせることなく、容器の内部を清浄化ガスで満たすことが可能なガスパージ装置、ロードポート装置およびガスパージ方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るガスパージ装置は、
第１パージポートと第２パージポートとが底部に設けられた容器の内部に清浄化ガスを導入するガスパージ装置であって、
前記容器が着脱自在に設置されるテーブルと、
所定の規制位置で前記容器に接触し、前記容器の前記テーブルに対する少なくとも上方向の相対移動を規制する移動規制機構と、
前記規制位置からの距離が第１の距離である第１上昇位置で、前記第１パージポートに気密に接続する第１パージノズルと、
前記規制位置からの距離が前記第１の距離より長い第２の距離にあり、前記第１上昇位置までの距離が前記規制位置までの距離より長い第２上昇位置で、前記第２パージポートに気密に接続する第２パージノズルと、
前記第１パージノズルを、前記第１パージポートから離間した第１下降位置と前記第１上昇位置との間で移動させる第１ノズル駆動機構と、
前記第２パージノズルを、前記第２パージポートから離間した第２下降位置と前記第２上昇位置との間で移動させる第２ノズル駆動機構と、
前記第１及び第２ノズル駆動機構を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記第２パージノズルが前記第２パージポートに接触するより先に、前記第１パージノズルが前記第１パージポートに接触するように、前記ノズル駆動機構を制御することを特徴とする。

本発明に係るガスパージ装置は、パージポートにパージノズルを接続する際、規制位置までの距離が短い第１パージノズルを、規制位置までの距離が長い第２パージノズルより先に、パージポートに接触させる。第１パージノズルと第１パージポートの接触時には、規制位置を中心として容器を傾かせるモーメントが生じるが、第１パージノズルと第１パージポートが接続する第１上昇位置は、規制位置までの距離が短いため、そのモーメントの大きさは、第２パージノズルと第２パージポートとの接触時より小さい。さらに、第２パージノズルと第２パージポートの接触時には、既に第１パージノズルが第１パージポートに接触しており、第１パージノズルが容器を下方から支えることができる。したがって、このようなガスパージ装置では、パージポートにパージノズルを接続する際、容器が傾く問題を防止することができる。また、容器の傾きを防止することにより、容器の内部に収容してある収容物（ウエハなど）のハンドリング性が傾きにより悪化する問題も防止できる。また、パージポートとパージノズルとの接触が十分となり、ガス漏れが生じにくく、容器内への外部気体の流入も防ぐことができる。

また、例えば、本発明に係るガスパージ装置では、前記容器における複数の側面の一つである第１側面には、前記容器の内部に収容された収容物を搬出できる搬出口が形成されていてもよく、
前記移動規制機構により前記容器の移動が規制された状態において、前記規制位置から前記第１側面までの距離は、前記規制位置から前記容器における複数の前記側面の他の一つであって前記第１側面に対向する第２側面までの距離より短くてもよい。

搬出口が形成されている第１側面の近くに規制位置が配置されていることにより、搬出口側の位置精度を向上させることができるため、内容物を搬送するロボットアームを、搬出口から円滑に出入りさせることができる。

また、例えば、前記第１及び前記第２上昇位置と、前記移動規制機構により移動を規制された前記容器の内部に収容された収容物とは、上方からの正投影図において互いに重ならないように配置されてもよい。

パージノズル及びパージポートを、収容物とは重ならないように配置することにより、底部のパージポートから導入された清浄化ガスを、円滑に密封搬送容器内に拡散させることができる。また、過度に強い気流が内容物に当たり、パーティクルの飛散などを発生させる問題を抑制できる。

また、例えば、本発明に係るガスパージ装置において、前記第１及び第２パージノズルの少なくとも一方は、
上方の端部に上方開口が形成された筒状であって、前記第１又は第２上昇位置に位置する際と前記第１又は第２下降位置に位置する際との間で変形しない筒状のノズル本体と、
前記上方開口の周囲を囲むように前記ノズル本体に基端部が固定され、前記第１又は第２上昇位置に位置する際と前記第１又は第２下降位置に位置する際との間で弾性変形する筒状弾性部材と、
前記筒状弾性部材の先端部に設けられ、前記第１又は第２上昇位置で前記第１又は第２パージポートに接触する接触部材と、を有してもよく、
前記接触部材の硬度が前記筒状弾性部材の硬度よりも高くてもよい。

このようなパージノズルは、筒状弾性部材が弾性変形することにより、パージポートに対して良好な気密性を保って接続することが可能である。また、パージポートに接触する接触部材は、筒状弾性部材よりも硬度が高いため、筒状弾性部材の先端がパージポートに直接接触する場合に比較して、給気ポートに長時間接触していたような場合でも、接触部分がパージポートに固着することでパージノズルが下降する際に接触部分に損傷が発生する問題を、効果的に防止できる。また、接触部分の摩耗を防止することができ、パーティクルの発生を抑制することができると共に、チリ・ホコリによる作動不具合も防止できる。

また、例えば、本発明に係るガスパージ装置において、前記第１及び第２パージノズルの一方は給気用であり他方は排気用であってもよい。

このようなガスパージ装置では、給気用のガスパージノズル・ガスパージポートと排気用のガスパージノズル・ガスパージポートとが互いに離れて配置されるため、容器全体に効果的に正常化ガスを導入できる。

本発明に係るガスパージ方法は、
第１パージポートと第２パージポートとが底部に設けられた容器の内部に清浄化ガスを導入するガスパージ方法であって、
前記容器をテーブルに設置するステップと、
所定の規制位置で前記容器に接触する移動規制機構によって、前記容器の前記テーブルに対する少なくとも上方向の相対移動を規制するステップと、
前記規制位置からの距離が第１の距離である第１上昇位置で、前記第１パージポートに気密に接続する第１パージノズルを、前記第１パージポートから離間した第１下降位置から前記第１上昇位置まで上昇させるステップと、
前記規制位置からの距離が前記第１の距離より長い第２の距離にあり、前記第１上昇位置からの距離が前記第２の距離より長い第２上昇位置で、前記第２パージポートに気密に接続する第２パージノズルを、前記第２パージポートから離間した第２下降位置から前記第２上昇位置まで上昇させるステップと、を有しており、
前記第２パージノズルが前記第２パージポートに接触するより先に、前記第１パージノズルが前記第１パージポートに接触するように、前記第１及び第２パージノズルを上昇させることを特徴とする。

このようなガスパージ方法によれば、パージ対象である容器を傾かせることなく、容器の内部を清浄化ガスで満たすことが可能である。

図１は本発明の一実施形態に係るガスパージユニットが適用されるロードポート装置の概略図である。 図２は図１に示すロードポート装置のテーブル付近を示す要部斜視図である。 図３Ａは図１および図２に示すロードポート装置に組み込まれているガスパージ装置の概略断面図である。 図３Ｂは図３Ａに示すガスパージ装置のクランプ機構の動きを示す概略断面図である。 図３Ｃは図３Ｂの続きのクランプ機構の動きを示す概略断面図である。 図４（Ａ）は図３Ａ〜図３Ｃに示すパージノズルを移動させるためのノズル駆動機構を示す概略断面図、図４（Ｂ）はパージノズルの動きを示す概略断面図である。 図５Ａはパージノズルの第１の作動状態を表す概略断面図である。 図５Ｂはパージノズルの第２の作動状態を表す概略断面図である。 図５Ｃはパージノズルの第３の作動状態を表す概略断面図である。 図６は、ウエハとパージノズルの配置関係を示す上方からの正投影図である。 図７は、変形例に係るパージノズルの構造を表す概略断面図である。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るガスパージ装置としてのロードポート装置１０は、半導体処理装置とロードポート装置１０とを連結するイーフェム（ＥＦＥＭ）６０に連結してある。ロードポート装置１０は、設置台１２と、その設置台１２に対して、Ｙ軸方向に移動可能な可動テーブル１４とを有する。なお、図面において、Ｙ軸が可動テーブル１４の移動方向を示し、Ｚ軸が鉛直方向の上下方向を示し、Ｘ軸がこれらのＹ軸およびＺ軸に垂直な方向を示す。

可動テーブル１４のＺ軸方向の上部には、収容物としての複数のウエハ１を密封して保管して搬送するポットやフープなどで構成される密封搬送容器２が着脱自在に載置可能になっている。密封搬送容器２の内部には、ウエハ１を内部に収めるための空間が形成されている。密封搬送容器２は、密封搬送容器２の内部に対して水平方向に位置する複数の側面と、上下方向に位置する上部と底部２ｆとを有する箱状の形状を有している。密封搬送容器２が有する複数の側面の一つである第１側面２ｄには、密封搬送容器２の内部に収容させたウエハ１を搬出できる搬出口２ｂが形成されている。なお、密封搬送容器２の底部２ｆの平面形状は、図２に示す可動テーブル１４の平面形状と同じような形状になっている。

また、密封搬送容器２は、搬出口２ｂを密閉するための蓋４を備えている。密封搬送容器２の内部には、水平に保持された複数のウエハ１を、鉛直方向に重ねるための棚（不図示）が配置されており、ここに載置されるウエハ１各々はその間隔を一定として密封搬送容器２の内部に収容される。また、密封搬送容器２の底部２ｆには、第１パージポート５−１と、第２パージポート５−２と、位置決め部３と、係合用端縁７とが設けられている。第１および第２パージポート５−１、５−２等の詳細については後述する。

ロードポート装置１０は、密封搬送容器２の内部に密封状態で収容してあるウエハ１を、クリーン状態を維持しながら、イーフェム６０を介して半導体処理装置の内部に、移し替えるためのインターフェース装置である。このロードポート装置１０は、壁部材１１の受渡口１３を開閉するドア１８を有する。壁部材１１は、イーフェム６０の内部をクリーン状態に密封するケーシングの一部、またはイーフェム６０を介して接続される半導体処理装置の内部をクリーン状態に密封するケーシングの一部として機能するようになっている。

密封搬送容器２からのウエハ１の搬出は、密封搬送容器２を可動テーブル１４の上に設置した状態で行われる。ロードポート装置１０は、可動テーブル１４に設置された密封搬送容器２に対して、後述するように、クランプ機構５０による位置規制工程を行った後、密封搬送容器２の内部に清浄化ガスを導入するボトムガスパージを開始する。

さらに、可動テーブル１４がＹ軸方向に移動し、密封搬送容器２の蓋４が壁部材１１の受渡口１３に入り込み、ドア１８が蓋４に係合する。その後に、ドア１８を蓋４と共に、Ｙ軸方向に平行移動させ、あるいは回動移動させて、蓋４を密封搬送容器２から取り外し、搬出口２ｂを開く。このようにして、ロードポート装置１０は、密封搬送容器２の内部とイーフェム６０の内部とを連通させることにより、イーフェム６０内に設けられるロボットアーム等を用いて密封搬送容器２内のウエハ１を搬出することが可能となる。

図２に示すように、可動テーブル１４の上面１４ａには、１つ以上（好ましくは３つ）の位置決めピン１６が埋設されている。位置決めピン１６は、密封搬送容器２の底部２ｆに設けられた位置決め部３の凹部に嵌合する。これにより、密封搬送容器２と可動テーブル１４とのＸ軸−Ｙ軸位置関係が一義的に決定される。

また、可動テーブル１４の上面１４ａには、各位置決めピン１６の近くに、位置検出センサ４０が設置してある。位置検出センサ４０は、密封搬送容器２が可動テーブル１４の上面１４ａでＸ−Ｙ軸方向に所定の位置に位置決めされて配置されているか否かを検出する。位置検出センサ４０としては、特に限定されず、接触式位置検出センサでも非接触式位置検出センサでも良い。

接触式位置検出センサとしては、密封搬送容器２の底部２ｆの一部に接触してスイッチが入る電気式検出センサなどが例示される。また、非接触センサとしては、光検出センサや磁力検出センサなどが例示される。いずれにしても、位置検出センサ４０により検出された検出信号は、図３Ａに示す制御手段８０に入力される。制御手段８０は、たとえばマイクロプロセッサなどの制御回路で構成される。

可動テーブル１４の上面１４ａのＸ軸に沿った中央部には、フック５２の頭部が露出している。図２に示す状態では、フック５２の頭部は、可動テーブル１４の上面１４ａと略面一の位置にある。フック５２は、本実施形態では、可動テーブル１４の上面１４ａで、ドア１８の近くに配置してある（フロントリテーニング機構）。

図３Ａに示すように、フック５２は、位置規制機構としてのクランプ機構５０の一部である。本実施形態のクランプ機構５０は、フック５２をＺ軸方向の上下に移動させるＺ軸駆動機構５４と、フック５２をＹ軸方向の前後に移動させるＹ軸駆動機構５６とを有する。クランプ機構５０は、制御手段８０により制御される。

たとえば図３Ａに示す状態では、制御手段８０により制御されたクランプ機構５０により、フック５２は、可動テーブル１４の内部に引き込まれており、フック５２の頭部が可動テーブル１４の上面１４ａと面一になっている。制御手段８０が制御信号を送ると、Ｚ軸駆動機構５４が駆動され、フック５２は、図３Ｂに示すように、可動テーブル１４の上面１４ａから上方に飛び出す。

たとえば密封搬送容器２の底部２ｆには、フック５２が係合する係合用端縁７が形成してある。図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、フック５２を可動テーブル１４の上面１４ａからＺ軸方向の上方に飛び出させた後に、Ｙ軸駆動機構５６を制御手段８０が駆動させ、フック５２の係合凸部５２ａを係合用端縁７の上部に位置させる。

その後に、制御手段８０は、Ｚ軸駆動機構５４を駆動させ、フック５２をＺ軸方向の下方に移動させ、フック５２の係合凸部５２ａを係合用端縁７の上部に押し付ける。このように、クランプ機構５０は、フック５２の係合凸部５２ａが密封搬送容器２の係合用端縁７に接触する位置を規制位置９０として、密封搬送容器２の可動テーブル１４に対する上方向（Ｚ軸方向）の相対移動を規制する。本実施形態に係るクランプ機構５０は、規制位置９０において、係合凸部５２ａを係合端縁７に対して強く係合させることにより、密封搬送容器２と可動テーブル１４の相対移動に関して、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸及びＹ軸方向の移動を規制する機能も果たすことができる。

本実施形態では、図３Ａに示すように、クランプ機構５０には、クランプ検出センサ４２が装着してある。クランプ検出センサ４２は、可動テーブル１４に対する密封搬送容器２の相対移動が、図３Ｃに示すようにフック５２によって正常に規制若しくは制限されているか否かを検出し、その検出信号が制御手段８０に入力されるようになっている。クランプ検出センサ４２としては、特に限定されず、接触式センサでも非接触式センサでも良い。

なお、図面においては、理解を容易にするために、第１及び第２パージポート５−１、５−２、第１及び第２パージノズル３０−１、３０−２、位置決めピン１６、フック５２などを相対的に大きく図示してあるが、実際の寸法比とは異なる。

なお、ロードポート装置１０には、位置検出センサ４０やクランプ検出センサ４２とは別に、可動テーブル１４上に密封搬送容器２が存在するか否かを検出する在荷センサが装着してあっても良い。在荷センサは、たとえば光センサ（発光素子と受光素子）のような非接触式センサや、リミットスイッチなどの接触式センサで構成される。ロードポート装置１０が在荷センサを有する場合、在荷センサの検出信号も、図３Ａに示す制御手段８０に入力される。

図２に示すように、可動テーブル１４の上面１４ａには、さらに、第１パージノズル３０−１及び第２パージノズル３０−２の頭部が露出している。ロードポート装置１０は、合計４つのパージノズル３０−１、３０−２を有している。４つのパージノズル３０−１、３０−２のうち、ドア１８の近くに配置してある２つは第１パージノズル３０−１であり、Ｙ軸方向に関して、クランプ機構５０を挟んで第１パージノズル３０−１とは逆側に配置してある２つは第２パージノズル３０−２である。また、第１パージノズル３０−１の一つが排気用であり、第１パージノズル３０−１の他の１つと、第２パージノズル３０−２が給気用である。

図４Ａ及び図４Ｂは、給気用の第１パージノズル３０−１を含む第１ガスパージユニット２０−１の詳細構造を表す拡大断面図である。なお、排気用の第１パージノズル３０−１を含むガスパージユニットは、清浄化ガスの流れが逆になるだけで給気用の第１ガスパージユニット２０−１と同様の構造を有する。また、第２パージノズル３０−２を含む第２ガスパージユニット２０−２も、可動テーブル１４における配置が異なるだけで、給気用の第１ガスパージユニット２０−１と同様の構造を有する。したがって、給気用の第１パージノズル３０−１を含む第１ガスパージユニット２０−１の説明のみを行い、他のガスパージユニットの説明は省略する。

第１ガスパージユニット２０−１は、第１パージノズル３０−１、第１ノズル駆動機構２６−１、制御バルブ２３、給気部材２４及び仕切り板２５等を有する。図５Ａに示すように、給気部材２４には、給気流路２２が形成してあり、窒素ガスやその他の不活性ガスなどの清浄化ガスを、第１パージノズル３０−１に供給する。給気部材２４のＺ軸方向の上部には、仕切り板２５を介して、第１ノズル駆動機構２６−１の一部であるシリンダ２７が固定してある。シリンダ２７の内部には、ピストン式の第１パージノズル３０−１がＺ軸方向に相対移動自在に収容してある。

第１ノズル駆動機構２６−１は、シリンダ２７、流入バルブ２９ａ及び排出バルブ２９ｂ等を有しており、第１パージノズル３０−１を上下（Ｚ軸方向）に移動させる。第１パージノズル３０−１とシリンダ２７との間には、ピストン室２８が形成してある。このピストン室２８に、ピストン流路２７ａを通して油などの圧力流体を導入または導出させることで、第１ノズル駆動機構２６−１は、第１パージノズル３０−１をシリンダ２７に対して相対的にＺ軸方向に上下動させることができる。ピストン室２８への圧力流体の導入及び導出は、ピストン流路２７ａへつながる流入バルブ２９ａ及び排出バルブ２９ｂを開閉することにより制御される。図３Ａに示す制御手段８０は、流入バルブ２９ａ及び排出バルブ２９ｂの開閉を制御することで、第１ノズル駆動機構２６−１による第１パージノズル３０−１の駆動を制御する。

第１ノズル駆動機構２６−１は、第１パージノズル３０−１を、図４Ａに示すように第１パージポート５−１から離間した第１下降位置と、図４Ｂに示すように第１パージポート５−１に気密に接触する第１上昇位置９１との間で移動させることができる。図４（Ａ）に示すように第１パージノズル３０−１が第１下降位置に位置する際、第１パージノズル３０−１のＺ軸方向の頭部（上部）は、図２に示すように、可動テーブル１４の上面１４ａと面一または引っ込んでいる。

図４（Ｂ）に示すように、第１パージノズル３０−１が第１上昇位置９１に位置する際、第１パージノズル３０−１におけるノズル本体３２の頭部が、図２に示す可動テーブル１４の上面１４ａからＺ軸方向の上部に飛び出し、図４（Ｂ）に示す密封搬送容器２の底部２ｆに形成してある第１パージポート５−１の下面に密着する。第１パージノズル３０−１におけるノズル本体３２の頭部には、Ｏリングなどのシール部材３６が装着してあることから、第１パージノズル３０−１のノズル口３２ａと、第１パージポート５−１のパージ口５−１ａとが気密に連通する。

ノズル本体３２のＺ軸方向の下端には突出部が形成してあり、図４（Ｂ）に示すように、第１パージノズル３０−１が第１上昇位置９１にある場合でも、給気流路２２の空間２２ａと、ノズル本体３２のノズル口３２ａとが連通するようになっている。給気流路２２には、たとえば制御バルブ２３が設けられ、制御バルブ２３を制御することで、給気流路２２の内部に清浄化ガスを流すことが可能である。

図４（Ｂ）に示す状態では、第１パージポート５−１のパージ口５−１ａが第１パージノズル３０−１のノズル口３２ａに連通し、さらにノズル口３２ａが給気流路２２の空間２２ａに連通する。その結果、第１パージポート５−１のパージ口５−１ａを通して、図５Ａに示す密封搬送容器２の内部には、清浄化ガスが導入される。また、給気用の第１パージノズル３０−１及び第２パージノズル３０−２から清浄化ガスが導入されると同時に、排気用の第１パージノズル３０−１から清浄化ガスの排気が行われることにより、ボトムパージが行われる。図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すガスパージユニット２０−１は、図３Ａに示す制御手段８０により制御される。

図５Ｃに示すように、第１パージノズル３０−１は、クランプ機構５０による密封搬送容器２の規制位置９０からの距離が第１の距離９１ａである第１上昇位置９１で、第１パージポート５−１に気密に接続する。また、第２パージノズル３０−２は、規制位置９０からの距離が第１の距離９１ａより長い第２の距離９２ａにあり、かつ、第１上昇位置９１からの距離が第２の距離９２ａより長い第２上昇位置９２で、第２パージポート５−２に気密に接続する。

以下、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃを用いて、ロードポート装置１０によるボトムガスパージを開始する手順について説明する。ロードポート装置１０でボトムガスパージを開始する場合、ガスパージの対象である密封搬送容器２を可動テーブル１４に設置する。なお、ロードポート装置１０に設置されるまでの間、密封搬送容器２の内部は密封され、収容されたウエハ１の周囲は、クリーンな環境に維持されている。

密封搬送容器２が可動テーブル１４の上面１４ａに搬送されると、図３Ａに示す制御手段８０は、まず、在荷センサからの検出信号に基づき、密封搬送容器２が可動テーブル１４の上に存在するか否かを検出する。検出されない場合には、次の制御ステップには進行しない。

在荷センサからの検出信号に基づき、密封搬送容器２が可動テーブル１４の上に存在することを、制御手段８０が検出すると、制御手段８０は、次に、図２に示す位置検出センサ４０により、密封搬送容器２が、可動テーブル１４の所定位置に載置されているか否かを判断する。位置検出センサ４０からの検出信号に基づき、密封搬送容器２が、可動テーブル１４の所定位置に載置されていると判断した場合には、制御手段８０はクランプ機構５０を制御して、密封搬送容器２の可動テーブル１４に対する相対移動を規制する。

クランプ機構５０は、図３Ａ〜図３Ｃに示すようにフック５２を移動させることで、フック５２の係合凸部５２ａを、所定の規制位置９０で、密封搬送容器２の係合用端縁７に対して上方から接触させる（図３Ｃ）。これにより、密封搬送容器２の可動テーブル１４に対する上方向（Ｚ軸方向）への相対移動を規制する。

次に、図３Ａに示す制御手段８０は、クランプ検出センサ４２からの検出信号を受け取り、密封搬送容器２が可動テーブル１４に対して確実に相対移動を規制されているか否かを判断する。確実に相対移動が規制されていると判断した場合には、制御手段８０は、次に、第１及び第２ガスパージユニット２０−１、２０−２の第１及び第２ノズル駆動機構２６−１、２６−２を駆動制御し、第１及び第２パージノズル３０−１、３０−２を移動させる。

ロードポート装置１０では、制御手段８０が第１ノズル駆動機構２６−１を駆動し、図５Ａに示すように第１下降位置にある第１パージノズル３０−１を、図５Ｂに示すように、第１上昇位置９１まで上昇させる。第１パージノズル３０−１は、規制位置９０からの距離が第１の距離９１ａである第１上昇位置９１で、密封搬送容器２の第１パージポート５−１に気密に接続する。なお、ロードポート装置１０に含まれる２つの第１パージノズル３０−１（図２）は、同じタイミングで第１上昇位置９１に達するように制御される。これにより、図５Ｂに示すように、第１パージノズル３０−１は、第２パージノズル３０−２が第２パージポート５−２に接触するより先に、第１パージポート５−１に接触する。

次に、制御手段８０は第２ノズル駆動機構２６−２を駆動し、図５Ｂに示すように第２下降位置にある第２パージノズル３０−２を、図５Ｃに示すように、第２上昇位置９２まで上昇させる。第２パージノズル３０−２は、規制位置９０からの距離が第１の距離９１ａより長い第２の距離９２ａにあり、第１上昇位置９１からの距離が第２の距離９２ａより長い第２上昇位置９２で、密封搬送容器２の第２パージポート５−２に気密に接続する。なお、ロードポート装置１０に含まれる２つの第２パージノズル３０−２（図２）は、同じタイミングで第２上昇位置９２に達するように制御される。

このように、ロードポート装置１０では、パージポート５−１、５−２にパージノズル３０−１、３０−２を接続する際、規制位置９０までの距離が短い第１パージノズル３０−１を、規制位置９０までの距離が長い第２パージノズル３０−２より先に、第１パージポート５−１に接触させる。第１パージノズル３０−１と第１パージポート５−１の接触時には、規制位置９０を中心として密封搬送容器２を傾かせるモーメントが生じる場合がある。しかし、第１パージノズル３０−１が第１パージポート５−１に接続する第１上昇位置９１は、クランプ機構５０による規制位置９０までの距離が短いため、そのモーメントの大きさは、第２パージノズル３０−２と第２パージポート５−２が接触した際に生じるモーメントの大きさより小さいと考えられる。したがって、ロードポート装置１０は、規制位置９０までの距離が短い第１パージノズル３０−１を、確実に第２パージノズル３０−２より先に第１パージポート５−１に接触させることで、密封搬送容器２の傾きを防止する。

また、ロードポート装置１０において、第２パージノズル３０−２と第２パージポート５−２が接触する際には、既に第１パージノズル３０−１が第１パージポート５−１に接触しており、第２パージノズル３０−２の接触時に生じるモーメントを、第１パージノズル３０−１が密封搬送容器２の下方から受けることができる。したがって、ロードポート装置１０では、パージポート５−１、５−２にパージノズル３０−１、３０−２を接続する際、密封搬送容器２が傾く問題を効果的に防止することができる。また、密封搬送容器２の傾きを防止することにより、密封搬送容器２の内部に収容してあるウエハ１のハンドリング性が、これらの傾きにより悪化する問題も防止できる。また、パージポート５−１、５−２とパージノズル３０−１、３０−２との接続不良及びこれに伴う清浄化ガスのリークを防止することができる。

また、ロードポート装置１０では、図５Ａに示すように、クランプ機構５０による規制位置９０が、可動テーブル１４の中央に対して、可動テーブル１４に載置された密封搬送容器２の搬出口２ｂ側に配置されている。すなわち、規制位置９０から搬出口２ｂが形成された第１側面２ｄまでの距離は、規制位置９０から密封搬送容器２における複数の側面の他の一つであって第１側面２ｄに対向する第２側面２ｅまでの距離より短い。このようなロードポート装置１０は、搬出口２ｂが形成されている第１側面２ｄの近くに規制位置９０が配置されていることにより、搬出口２ｂ側の位置精度を向上させることができるため、ウエハ１を搬送するロボットアームを、搬出口２ｂから円滑に出入りさせることができる。

また、図６に示すように、ロードポート装置１０では、パージノズル３０−１、３０−２とパージポート５−１、５−２との接続位置である第１及び第２上昇位置９１、９２は、クランプ機構５０でクランプされた密封搬送容器２内にあるウエハ１に対して、上方からの正投影図において重ならないように配置されている。このような配置とすることにより、密封搬送容器２のパージポート５−１、５−２から導入された清浄化ガスを、円滑に密封搬送容器２内に拡散させることができる。また、過度に強い気流がウエハ１に当たり、パーティクルの飛散などを発生させる問題を抑制できる。また、このような配置とした場合、規制位置９０から第１及び第２上昇位置９１、９２までの距離が長くなり、パージポート５−１、５−２にパージノズル３０−１、３０−２が接触した際に生じるモーメントが大きくなる傾向がある。しかし、本実施形態に係るロードポート装置１０は、規制位置９０までの距離が短い第１パージノズル３０−１を、先に第１パージポート５−１に接触させることにより、密封搬送容器２が傾く問題を防止できる。

なお、図５Ａに示すように、規制位置９０を搬出口２ｂに近い第１側面２ｄ側とし、パージノズル３０−１、３０−２とパージポート５−１、５−２との接続位置である第１及び第２上昇位置９１、９２を、密封搬送容器２の隅に近い位置に配置した場合、ロードポート装置１０のドア１８に近い側のパージノズル３０−１が、先にパージポート５−１に接触する第１パージノズル３０−１となるが、クランプ機構５０やパージポート５−１、５−２の配置は、実施形態の配置に限定されない。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。たとえば、図５Ａ〜図５Ｂで説明した実施形態では、第１パージノズル３０−１を第１上昇位置９１まで上昇させた後に、第２パージノズル３０−２の移動を開始させたが、第１パージノズル３０−１と第２パージノズル３０−２の移動方法はこれに限定されない。例えば、ロードポート装置は、第１パージノズル３０−１の上昇中に第２パージノズル３０−２の上昇を開始させたり、第２パージノズル３０−２の上昇速度を第１パージノズル３０−１の上昇速度より遅く設定したりすることにより、第１パージノズル３０−１を第２パージノズルより先に第１パージポート５−１に接触させてもよい。また、第１又は第２下降位置の高さを異ならせ、第１パージノズル３０−１と第２パージノズル３０−２とでＺ軸方向の移動ストロークを異ならせることにより、第２パージノズルより先に、第１パージノズル３０−１を第１パージポート５−１に接触させてもよい。

また、たとえば、上述した実施形態では、本発明のガスパージ装置を、ロードポート装置１０に適用したが、それ以外の装置にも適用しても良い。たとえば複数の密封搬送容器２を並べて保管しておく棚や設置台などに本発明のガスパージ装置を取り付けても良い。あるいは、本発明のガスパージ装置は、その他の装置や場所に設置しても良い。

また、図４Ａ及び図４Ｂで説明した第１パージノズル３０−１及び第１ノズル駆動機構２６−１も、本発明の一実施形態に過ぎない。例えば、第１ノズル駆動機構２６−１は、ピストン室２８の流体圧制御を利用したものを例示したが、回転モータや直動モータでパージノズル３０−１、３０−２を駆動するものであってもよい。

図７（ａ）は、本発明の変形例に係るパージノズル３００の概略断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の部分拡大図である。パージノズル３００は、実施形態で示した第１及び第２パージノズル３０−１、３０−２の代りにロードポート装置１０に適用することができる。

パージノズル３００は、清浄化ガスが流出（又は密封搬送容器２からガスが流入）するノズル口３２０ａが形成されたノズル本体３２０と、ノズル本体３２０の上方の端部に固定された筒状弾性部材３６０と、筒状弾性部材３６０の先端部に設けられる接触部材３７０とを有する。ノズル本体３２０は、上方の端部に上方開口としてのノズル口３２０ａが形成された筒状の外形状を有している。また、ノズル本体３２０は、筒状弾性部材３６０に比較して外力によって変形しにくい材質（金属又は硬質の樹脂等）を用いて製造されており、パージノズル３００が第１パージポート５−１（又は第２パージポート５−２）に接触する第１又は第２上昇位置に移動した際と、第１又は第２下降位置にある際との間で変形を生じない。

筒状弾性部材３６０は、その基端部がノズル口３２０ａの周囲を囲むように、ノズル本体３２０に固定されている。筒状弾性部材３６０は、ノズル本体３２０に比べて外力によって弾性変形しやすい材質（ゴムやエラストマ等の軟質の樹脂等）を用いて製造されており、パージノズル３００が第１パージポート５−１（又は第２パージポート５−２）に接触する第１又は第２上昇位置に移動した際と、第１又は第２下降位置にある際との間で弾性変形する。

接触部材３７０は、筒状弾性部材３６０の先端部に設けられ、第１又は第２上昇位置で第１パージポート５−１（又は第２パージポート５−２）に直接接触する。接触部材３７０の硬度は、筒状弾性部材３６０の硬度より高く、例えばアルミニウム、鉄、銅、チタンなどの金属又はこれらを含む合金や、筒状弾性部材３６０より硬度の高いプラスチック等を用いて製造される。また、接触部材３７０は、筒状弾性部材３６０と同じ材料を、加熱等により変性させて硬化させることにより製造されてもよい。

このようなパージノズル３００は、筒状弾性部材３６０が弾性変形することにより、パージポート５−１、５−２に対して良好な気密性を保って接続することが可能である。また、パージポート５−１、５−２に接触する接触部材３７０は、筒状弾性部材３６０よりも硬度が高いため、筒状弾性部材３６０の先端がパージポート５−１、５−２に直接接触する場合に比較して、パージポート５−１、５−２に長時間接触していたような場合でも、接触部分がパージポート５−１、５−２に固着することでパージノズルが下降する際に接触部分に損傷が発生する問題を、効果的に防止できる。また、接触部分の摩耗を防止することができ、パーティクルの発生を抑制することができると共に、チリ・ホコリによる作動不具合も防止できる。

１… ウエハ
２… 密封搬送容器（収容物）
２ｂ… 搬出口
２ｄ… 第１側面
２ｅ… 第２側面
２ｆ… 底部
３… 位置決め部
５−１… 第１パージポート
５−２… 第２パージポート
７… 係合用端縁
１０… ロードポート装置
１１… 壁部材
１２… 設置台
１３… 受渡口
１４… 可動テーブル
２０−１… 第１ガスパージユニット
２０−２… 第２ガスパージユニット
２６−１… 第１ノズル駆動機構
２６−２… 第２ノズル駆動機構
３０−１… 第１パージノズル
３０−２… 第２パージノズル
３００… パージノズル
３２、３２０… ノズル本体
３２ａ、３２０ａ… ノズル口
３６… シール部材
３６０… 筒状弾性体
３７０… 接触部材
５０… クランプ機構
５２… フック
５２ａ… 係合凸部
８０… 制御手段
９０… 規制位置
９１… 第１上昇位置
９１ａ… 第１の距離
９２… 第２上昇位置
９２ａ… 第２の距離

Claims (7)

1. 第１パージポートと第２パージポートとが底部に設けられた容器の内部に清浄化ガスを導入するガスパージ装置であって、
   前記容器が着脱自在に設置されるテーブルと、
   所定の規制位置で前記容器に接触し、前記容器の前記テーブルに対する少なくとも上方向の相対移動を規制する位置規制機構と、
   前記規制位置からの距離が第１の距離である第１上昇位置で、前記第１パージポートに気密に接続する第１パージノズルと、
   前記規制位置からの距離が前記第１の距離より長い第２の距離にあり、前記第１上昇位置からの距離が前記第２の距離より長い第２上昇位置で、前記第２パージポートに気密に接続する第２パージノズルと、
   前記第１パージノズルを、前記第１パージポートから離間した第１下降位置と前記第１上昇位置との間で移動させる第１ノズル駆動機構と、
   前記第２パージノズルを、前記第２パージポートから離間した第２下降位置と前記第２上昇位置との間で移動させる第２ノズル駆動機構と、
   前記第１ノズル駆動機構及び第２ノズル駆動機構を制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記第２パージノズルが前記第２パージポートに接触するより先に、前記第１パージノズルが前記第１パージポートに接触するように、前記ノズル駆動機構を制御することを特徴とするガスパージ装置。
2. 前記容器における複数の側面の一つである第１側面には、前記容器の内部に収容された収容物を搬出できる搬出口が形成されており、
   前記位置規制機構により前記容器の移動が規制された状態において、前記規制位置から前記第１側面までの距離は、前記規制位置から前記容器における複数の前記側面の他の一つであって前記第１側面に対向する第２側面までの距離より短いことを特徴とする請求項１に記載のガスパージ装置。
3. 前記第１上昇位置及び前記第２上昇位置と、前記位置規制機構により移動を規制された前記容器の内部に収容された収容物とは、上方からの正投影図において互いに重ならないように配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガスパージ装置。
4. 前記第１パージノズル及び第２パージノズルの少なくとも一方は、
   上方の端部に上方開口が形成された筒状であって、前記第１上昇位置又は第２上昇位置に位置する際と前記第１下降位置又は第２下降位置に位置する際との間で変形しないノズル本体と、
   前記上方開口の周囲を囲むように前記ノズル本体に基端部が固定され、前記第１上昇位置又は第２上昇位置に位置する際と前記第１下降位置又は第２下降位置に位置する際との間で弾性変形する筒状弾性部材と、
   前記筒状弾性部材の先端部に設けられ、前記第１上昇位置又は第２上昇位置で前記第１パージポート又は第２パージポートに接触する接触部材と、を有し、
   前記接触部材の硬度が前記筒状弾性部材の硬度よりも高いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガスパージ装置。
5. 前記第１パージノズル及び第２パージノズルの一方は給気用であり他方は排気用であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載のガスパージ装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のガスパージ装置を有するロードポート装置。
7. 第１パージポートと第２パージポートとが底部に設けられた容器の内部に清浄化ガスを導入するガスパージ方法であって、
   前記容器をテーブルに設置するステップと、
   所定の規制位置で前記容器に接触する位置規制機構によって、前記容器の前記テーブルに対する少なくとも上方向の相対移動を規制するステップと、
   前記規制位置からの距離が第１の距離である第１上昇位置で、前記第１パージポートに気密に接続する第１パージノズルを、前記第１パージポートから離間した第１下降位置から前記第１上昇位置まで上昇させるステップと、
   前記規制位置からの距離が前記第１の距離より長い第２の距離にあり、前記第１上昇位置からの距離が前記第２の距離より長い第２上昇位置で、前記第２パージポートに気密に接続する第２パージノズルを、前記第２パージポートから離間した第２下降位置から前記第２上昇位置まで上昇させるステップと、を有しており、
   前記第２パージノズルが前記第２パージポートに接触するより先に、前記第１パージノズルが前記第１パージポートに接触するように、前記第１パージノズル及び第２パージノズルを上昇させることを特徴とするガスパージ方法。

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