JP6562078B2 - パージ装置、パージストッカ、及びパージ方法 - Google Patents

Description

本発明は、パージ装置、パージストッカ、及びパージ方法に関する。

パージストッカは、ウェハ、レチクルなどの各種物品を収容する容器を保管する。この容器は、ＦＯＵＰ、ＳＭＩＦ Ｐｏｄ、レチクルＰｏｄなどである。パージストッカは、保管に際してパージ装置により容器内に清浄乾燥空気や窒素ガスなどのパージガスを充填し、収容物の汚染や酸化などを抑制している。パージ装置においては、パージガスを節約可能なことが期待される（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、酸素ガスあるいは埃が容器内に再流入するおそれのない安全期間に、パージガスを容器に供給しないで容器を放置する放置工程を設け、急速パージを行うパージ工程と放置工程とを交互に行うことが開示されている。上記の安全期間は、ＦＯＵＰの種類、クリーンルームの条件に応じて経験的に設定され、あるいはＦＯＵＰ内に設けたセンサにより酸素ガス分圧を測定した結果に基づいて制御装置により判別される。

特開２０１０−１８２７４７号公報

ところで、パージ装置へ搬入される段階の容器においては、例えば前回のパージが行われてから経過した時間等に応じた量のパージガスが漏れていることがある。従って、パージガスの充填が十分な状態の場合もあるし、不十分な状態の場合もある。パージガスの充填が十分な状態で搬入される容器を基準に、今回のパージにおけるパージガスの供給量を少なく設定すると、パージガスの充填が不十分な状態で搬入される容器に対してパージの効果が不足する。また、パージガスの充填が不十分な状態で搬入される容器を基準に、今回のパージにおけるパージガスの供給量を多く設定すると、パージガスの充填が十分な状態で搬入される容器に対してパージガスの無駄が多い。このように、従来の技術では、パージガスを節約しつつ適切なパージを行うことが容易でない。

本発明は、上述の事情に鑑み、パージガスを節約しつつ適切なパージを行うことが可能なパージ装置、パージストッカ、及びパージ方法を提供することを目的とする。

本発明のパージ装置は、パージ対象の容器にパージガスを供給する第１のパージノズルと、第１のパージノズルでのパージ処理が開始されるよりも前に、第１のパージノズルとは異なる位置で容器の内部状態を検出する内部状態検出部と、内部状態検出部の検出結果に基づいて、容器に対して第１のパージノズルからパージガスを供給するパージ条件を決定するパージ決定部と、を備え、内部状態検出部から第１のパージノズルに搬送された容器に、パージ条件に基づいてパージガスを供給する。

また、内部状態検出部が、容器にパージガスが供給された際に容器から排気される排気ガスの組成に基づいて、容器の内部状態を検出するパージ装置でもよい。また、内部状態検出部が、排気ガスにおける水分または酸素の濃度を検出し、その検出結果に基づいて、容器の内部状態を検出するパージ装置でもよい。また、容器と第１のパージノズルとが接続されるパージ位置への容器の搬送経路に設けられ、容器にパージガスを供給する第２のパージノズルを備え、内部状態検出部は、第２のパージノズルから容器にパージガスが供給された際の排気ガスの組成に基づいて、容器の内部状態を検出してもよい。また、第１のパージノズルから容器に供給されるパージガスの流量を制御する流量制御装置を備え、パージ決定部が、決定したパージ条件に基づいて、流量制御装置を制御するパージ装置でもよい。また、パージ条件が、第１のパージノズルから容器に供給されるパージガスの流量および供給時間を含むパージ装置でもよい。

本発明のパージストッカは、パージ対象の容器が搬入される入庫ポートに設けられ、容器の内部状態を検出する内部状態検出部と、内部状態検出部とは異なる位置で容器にパージガスを供給する第１のパージノズルと、内部状態検出部の検出結果に基づいて、容器に対して前記第１のパージノズルからパージガスを供給するパージ条件を決定するパージ決定部と、パージ条件に基づいてパージされた容器を保持する棚と、を備え、内部状態検出部から第１のパージノズルに搬送された容器に、パージ条件に基づいてパージガスを供給する。

本発明のパージ方法は、パージ対象の容器にパージガスを第１のパージノズルから供給することと、第１のパージノズルでのパージ処理が開始されるよりも前に、第１のパージノズルとは異なる位置で容器の内部状態を検出することと、容器の内部状態の検出結果に基づいて、容器に対して第１のパージノズルからパージガスを供給するパージ条件を決定することと、を含み、内部状態検出部から第１のパージノズルに搬送された容器に、パージ条件に基づいてパージガスを供給する。

本発明によれば、第１のパージノズルでのパージ処理が開始されるよりも前に、第１のパージノズルとは異なる位置で容器の内部状態を検出し、その検出の結果に基づいて容器に対して第１のパージノズルからパージガスを供給するパージ条件を決定する。これにより、容器の内部状態に応じたパージ条件でパージを行うことが可能になり、パージガスを節約しつつ適切なパージを行うことができる。

また、内部状態検出部が、容器にパージガスが供給された際に容器から排気される排気ガスの組成に基づいて、容器の内部状態を検出するパージ装置では、容器の外部から内部状態を検出することができるので、例えば容器ごとにセンサを設ける必要がなく、コストを下げることができる。また、内部状態検出部が、排気ガスにおける水分または酸素の濃度を検出し、その検出結果に基づいて、容器の内部状態を検出するパージ装置では、例えば排気ガスにおける水分または酸素の濃度によって、容器に供給すべきパージガスの量を判別することができるので、適切なパージを行う上で無駄なパージガスを格段に減らすことができる。また、容器と第１のパージノズルとが接続されるパージ位置への容器の搬送経路に設けられ、容器にパージガスを供給する第２のパージノズルを備え、内部状態検出部が、第２のパージノズルから容器にパージガスが供給された際の排気ガスの組成に基づいて、容器の内部状態を検出するパージ装置では、パージ位置へ搬送される複数の容器に対して第２のパージノズルを共用することができるので、例えば装置コストを下げることができる。

また、第１のパージノズルから容器に供給されるパージガスの流量を制御する流量制御装置を備え、パージ決定部が、決定したパージ条件に基づいて、流量制御装置を制御するパージ装置では、流量制御装置によりパージガスの供給量を高精度に制御することができるので、容器内のパージの状態を高精度に制御することができる。また、パージ条件が、第１のパージノズルから容器に供給されるパージガスの流量および供給時間を含むパージ装置では、パージガスの供給量の時間履歴を制御することができるので、容器内のパージの状態を高精度に制御することができる。

第１実施形態に係るパージストッカを示す図である。 第１実施形態に係るパージ装置を示す図である。 内部状態検出部の動作を示す図である。 （Ａ）から（Ｃ）は、パージ条件の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、パージ条件の決定方法の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施形態に係るパージ方法を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るパージ装置を示す図である。 第３実施形態に係るパージストッカを示す図である。

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、鉛直方向をＺ方向とし、水平方向をＸ、Ｙ方向とする。

［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係るパージストッカ１Ａの一例を示す図である。パージストッカ１Ａは、例えば、半導体素子の製造に用いられるウェハあるいはレチクルなどの物品を収容する容器Ｆを保管する自動倉庫である。容器Ｆは、例えば、ＦＯＵＰ、ＳＭＩＦ Ｐｏｄ、レチクルＰｏｄなどである。レチクルは、液浸露光装置に用いられてもよいし、ＥＵＶ露光装置に用いられてもよい。

図１に示すように、パージストッカ１Ａは、筐体２、複数の保管棚３、複数のパージ装置４、スタッカクレーン（搬送装置）５、及びストッカ制御装置６を備える。筐体２は、外部に対して隔離可能な内部空間２ａを有する。筐体２は、天井搬送車ＯＨＶから容器Ｆが受け渡される入出庫ポート（入庫ポートＰｉ、出庫ポートＰｏ）を備える。天井搬送車ＯＨＶは、パージストッカ１Ａに保管する容器Ｆを入庫ポートＰｉに渡し、また、パージストッカ１Ａから搬出予定の容器Ｆを出庫ポートＰｏから受け取る。天井搬送車ＯＨＶは、例えば露光装置などの処理装置とパージストッカ１Ａとの間で容器Ｆを搬送する。

複数の保管棚３、複数のパージ装置４、及びスタッカクレーン５は、筐体２の内部空間２ａに配置される。ストッカ制御装置６は、筐体２の内部または外部のいずれに配置されてもよい。ストッカ制御装置６は、パージ装置４およびスタッカクレーン５を制御する。なお、パージ装置４を制御する制御装置と、スタッカクレーン５を制御する制御装置とが別々に設けられていてもよい。

スタッカクレーン５は、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の各方向に容器Ｆを搬送可能であり、例えば、入庫ポートＰｉと保管棚３との間、保管棚３と他の保管棚３との間、保管棚３と出庫ポートＰｏとの間などで容器Ｆを搬送可能である。スタッカクレーン５は、例えば、走行台車１０、支持柱１１、支持台１２、及び移載装置１３を備える。走行台車１０は、複数の車輪１４を有し、筐体２の底面に設けられたレール１５に沿って水平方向（Ｘ方向）に移動する。

支持柱１１は、走行台車１０の上面から鉛直方向（Ｚ方向）に延びて設けられる。支持台１２は、支持柱１１に支持され、支持柱１１に沿ってＺ方向にスライド可能に設けられる。移載装置１３は、例えば、伸縮可能なアーム部と、上面に容器Ｆを載置可能な載置部と、備える。なお、スタッカクレーン５は、容器Ｆを載置する構成に代えて、例えば容器Ｆの上部に備えるフランジ部２３（図１（Ｂ）参照）を把持して、容器Ｆを吊り下げて搬送してもよく、また、容器Ｆの側面を把持して搬送してもよい。また、図１には１台のスタッカクレーン５を図示したが、筐体２内に配置されるスタッカクレーン５は２台以上であってもよい。

保管棚３は、高さ方向（Ｚ方向）に複数段並んで配置され、水平方向（Ｘ方向）に複数列並んで配置されている。複数の保管棚３には、それぞれ、容器Ｆを載置可能である。複数の保管棚３は、それぞれ、パージ装置４によりパージされた容器Ｆを保持可能な棚である。なお、容器Ｆの保管状況によっては、一部の保管棚３に容器Ｆが載置されていない場合がある。

パージ装置４は、入庫ポートＰｉに設けられた内部状態検出部８と、保管棚３に設けられたパージ本体部９とを備える（後の図２等でも示す）。内部状態検出部８は、パージ処理の前に容器Ｆの内部状態を検出する。パージ本体部９は、内部状態検出部８の検出結果に基づいて容器Ｆにパージ処理を行う。パージ本体部９は、パージ装置４ごとに設けられ、複数の保管棚３のそれぞれに設けられる。内部状態検出部８は、複数のパージ装置４で共通に使用される（共用である）。

図２は、本実施形態に係るパージ装置４を示す図である。図２では容器Ｆの一例としてＦＯＵＰを示しており、容器Ｆは、前面に開口（図示せず）を有する箱状の本体部２１と、この開口を塞ぐ蓋部（図示せず）とを備える。ウェハなどの物品は、本体部２１の開口を介して容器Ｆの内部Ｆａ（内部空間、収容スペース）に収容される。本体部２１の上部にはフランジ部２３が設けられる。本体部２１は、その底面側に位置決め用の凹部２２を備える。凹部２２は、例えば、本体部２１の底面の中心から放射状に延びる溝状である。容器Ｆを移載装置１３により搬送する際に、凹部２２には移載装置１３の載置台に設けられる位置決め用のピン（図示せず）が入り込み、容器Ｆが移載装置１３の載置台に対して位置決めされる。

容器Ｆの本体部２１は、底面側に、ガス導入ポート２４およびガス排気ポート２５を備える。ガス導入ポート２４には、例えば、導入口、フィルタ、及び逆止弁が設けられる。導入口は、本体部２１の内部Ｆａと外部とに連通する。導入口の内側は、容器Ｆの内部Ｆａに供給されるパージガスＧ１の流路であり、フィルタはこの流路に設けられる。フィルタは、例えばパーティクルフィルタであり、導入口を通るガスに含まれる埃を除去する。ガス導入ポート２４の逆止弁は、容器Ｆの内部Ｆａから導入口を介して外部へガスが流出することを抑制する。

ガス排気ポート２５には、例えば、排気口、逆止弁、及びフィルタが設けられる。排気口は、本体部２１の内部Ｆａと外部とに連通する。容器Ｆの内部Ｆａのガスは、容器Ｆの外部へ排気口を介して排気される。ガス排気ポート２５の逆止弁は、容器Ｆの外部から排気口を介して内部Ｆａへガスが流入することを抑制する。フィルタは、例えばパーティクルフィルタであり、排気口を通るガスに含まれる埃を除去する。排気口から排気される排気ガスＧ２は、パージの開始直後において、パージ前の容器Ｆにおける内部Ｆａの雰囲気ガスの比率が高く、パージの開始から時間が経過するにつれてパージガスＧ１の比率が高くなる。

内部状態検出部８は、入庫ポートＰｉに載置された容器Ｆの内部状態を検出する。入庫ポートＰｉにおいて、内部状態検出部８の位置には位置決め用のピン２６が設けられる。容器Ｆが内部状態検出部８の位置（入庫ポートＰｉ）に搬入される際に、凹部２２にはピン２６が入り込み、容器Ｆが内部状態検出部８に対して位置決めされる。内部状態検出部８は、パージノズル３１（第２のパージノズル）、排気ノズル３２、流量制御装置３３、及びセンサ３４を備える。内部状態検出部８に容器Ｆが配置される際に、容器Ｆの凹部２２にはピン２６が入り込み、容器Ｆが内部状態検出部８に対して位置決めされる。

パージノズル３１及び排気ノズル３２は、入庫ポートＰｉにおいて容器Ｆが載置される面に設けられる。パージノズル３１及び排気ノズル３２は、入庫ポートＰｉに容器Ｆを載置した際に、それぞれ容器Ｆの導入口、排気口と接続するように配置される。容器Ｆの導入口は、入庫ポートＰｉに容器Ｆを載置した際に、パージノズル３１を介して配管３５に接続され、さらに流量制御装置３３を介してガス源３６と接続される。排気ノズル３２は、配管３７を介してパージガスの排気経路（ガス排気３８）に接続される。センサ３４は、配管３７に接続され、配管３７を流れる排気ガスＧ２に含まれる除去対象物質の濃度を検出する。除去対象物質は、パージ処理により容器Ｆの内部から除去する対象の物質であり、例えば酸素、水分などである。

ガス源３６は、パージガスＧ１を供給する。パージガスＧ１の種類は、容器Ｆに収容される収容物に応じて選択される。例えば、収容物に対する酸化を抑制するガス、分子汚染等を抑制するガス、容器Ｆの内部の水分を減少させるガスなどが用いられる。例えば、収容物がシリコンウエハである場合、パージガスＧ１として窒素ガスなどの不活性化ガスが用いられる。窒素ガスが容器Ｆの内部Ｆａに供給されることによって、酸素を含む雰囲気ガスが容器Ｆの内部から外部へ排気（除去）され、シリコンウエハが酸化されることが抑制（防止）される。

また、収容物がレチクルである場合、パージガスＧ１として清浄乾燥空気（ＣＤＡ）などの乾燥ガスが用いられる。清浄乾燥空気が容器Ｆの内部Ｆａに供給されることによって、水分を含む雰囲気ガスが容器Ｆの内部から外部へ排気（除去）され、レチクルに水分が付着することが抑制（防止）される。ガス源３６は、パージストッカ１Ａの一部でもよいし、パージストッカ１Ａの外部の装置でもよく、例えば、パージストッカ１Ａが設けられる工場の設備でもよい。

流量制御装置３３は、容器Ｆに接続される配管３５（容器Ｆの導入口とガス源３６との間の流路）におけるパージガスＧ１の流量を制御する。流量制御装置３３は、例えばマスフローコントローラであり、その内部にパージガスＧ１が流れる流路を有する。流量制御装置３３の内部の流路には、例えば、自己発熱型抵抗体を利用した流量計、電磁弁などの流量制御バルブが設けられる。流量制御装置３３は、流量計の測定結果をもとに電磁弁をフィードバック制御し、その内部におけるパージガスＧ１の流量を目標値に近づける。流量制御装置３３が配管３５におけるパージガスの流量を制御することにより、ガス源３６からパージノズル３１へ供給されるパージガスＧ１の流量が制御される。

流量制御装置３３は、パージ制御部４０と通信可能に接続され、パージ制御部４０から供給される制御信号に基づいて、パージガスＧ１の流量（オンオフを含む）を制御する。なお、内部状態検出部８は、流量制御装置３３を備えなくてもよく、例えば、流量制御装置３３の代わりに、予め定められた流量のパージガスを流すか否かを切り替える弁を備えてもよい。この弁は、パージ制御部４０に制御され、配管３５にパージガスＧ１を流すか否かを切り替える。

容器Ｆは、内部状態検出部８によって内部状態が検出された後、スタッカクレーン５（図１参照）によって保管棚３に搬送される。パージ本体部９は、保管棚３に載置された容器Ｆに対してパージ処理を行う。保管棚３は、移載装置１３の載置台が鉛直方向に通行可能な切り欠き（図示せず）を有する。移載装置１３は、載置台を保管棚３の上方から下方に、切り欠き部を通って移動することにより、保管棚３の上面に容器Ｆを移載する。保管棚３の上面には位置決め用のピン３９が設けられる。容器Ｆを保管棚３に載置する際に、容器Ｆの凹部２２には保管棚３の上面のピン３９が入り込み、容器Ｆが保管棚３に対して位置決めされる。

パージ本体部９は、パージ制御部４０、パージノズル４１、排気ノズル４２、及び流量制御装置４３を備える。パージノズル４１及び排気ノズル４２は、保管棚３の上面に設けられる。パージノズル４１及び排気ノズル４２は、保管棚３に容器Ｆを載置した際に、それぞれ導入口、排気口と接続するように配置される。容器Ｆの導入口は、保管棚３に容器Ｆを載置した際に、パージノズル４１を介して配管４４に接続され、さらに流量制御装置４３を介してガス源４５と接続される。

ガス源４５は、ガス源３６と同様に、パージガスＧ１を供給する。ガス源４５は、ガス源３６と共通でもよいし、ガス源３６と別に設けられてもよい。流量制御装置４３は、容器Ｆに接続される配管４４（容器Ｆの導入口とガス源４５との間の流路）におけるパージガスＧ１の流量を制御する。流量制御装置４３は、例えばマスフローコントローラであり、上記の流量制御装置３３と同様でもよい。流量制御装置４３は、パージ制御部４０と通信可能に接続され、パージ制御部４０から供給される制御信号に基づいて、パージガスＧ１の流量を制御する。排気ノズル４２は、配管４６を介してパージガスの排気経路（ガス排気４７）に接続される。

パージ制御部４０は、ストッカ制御装置６と通信可能に接続される。パージ制御部４０は、ストッカ制御装置６から、入庫ポートＰｉへの容器Ｆの搬送情報を取得する。パージ制御部４０は、入庫ポートＰｉにおいて内部状態検出部８の位置に容器Ｆが載置された際に、内部状態検出部８の流量制御装置３３を制御し、容器Ｆに対するパージガスＧ１の供給を開始させる。また、パージ制御部４０は、内部状態検出部８のセンサ３４と通信可能に接続され、センサ３４から容器Ｆの内部状態の検出結果（例、排気ガスＧ２の水分濃度あるいは酸素濃度）を取得する。

パージ制御部４０は、パージ決定部４８を備える。パージ決定部４８は、内部状態検出部８の検出結果に基づいて、容器Ｆに対するパージ条件を決定する。また、パージ制御部４０は、ストッカ制御装置６から、パージ本体部９への容器Ｆの搬送情報を取得する。パージ制御部４０は、保管棚３において、パージ本体部９の位置に容器Ｆが載置された際に、パージ決定部４８が決定したパージ条件に基づいてパージ本体部９の流量制御装置４３を制御し、パージ処理を実行させる。このように、内部状態検出部８は、パージノズル４１（第１のパージノズル）でのパージ処理が開始されるよりも前に、容器Ｆの内部状態を検出する。

次に、図２および図３を参照しつつ、内部状態検出部８の動作について説明する。図３は、内部状態検出部８の動作を示す図である。流量制御装置３３は、内部状態検出部８のパージノズル３１と容器Ｆとが接続された後、時刻ｔ１においてパージガスＧ１の流量をＱ１からＱ２へ切り替える。Ｑ１は最少の供給流量（例、０）であり、Ｑ２は、Ｑ１よりも多い量に予め定められた流量である。時刻ｔ１の後、容器Ｆの内圧が閾値以上になると、ガス排気ポート２５を介して排気ガスＧ２が排気され、センサ３４は、排気ガスＧ２に含まれる除去対象物質の濃度を検出する。

さらに時間が経過すると、容器Ｆの内部Ｆａにおける除去対象物質の量が減少し、排気ガスＧ２における除去対象物質の濃度が低下する。時刻ｔ１から所定の時間が経過した時刻ｔ２において、流量制御装置３３は、パージガスの流量をＱ２からＱ１へ切り替える。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間に、容器Ｆに供給されるパージガスＧ１の供給量は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間とＱ２との積である。この供給量は、センサ３４により排気ガスＧ２の組成を検出可能な範囲内で、任意に設定される。すなわち、この供給量は、容器Ｆから配管３７に排気ガスＧ２が排気され、かつ、排気ガスＧ２がセンサ３４に到達するレベルに設定される。内部状態を検出する際のパージガスＧ１の供給量は、パージ本体部９によるパージ処理におけるパージガスＧ１の供給量よりも少なく設定される。

次に、図２、図４、及び図５を参照しつつ、パージ本体部９の動作について説明する。図４は、パージ本体部９におけるパージ条件の説明図である。図４（Ａ）には、除去対象物質の濃度の時間履歴を概念的に示した。図４（Ａ）において、横軸はパージガスＧ１の供給を開始してからの時刻であり、縦軸は容器Ｆの内部における除去対象物質の濃度である。ここでは、パージガスＧ１の供給を開始した後、時刻ｔ３においてパージガスＧ１の供給を停止したとする。除去対象物質の濃度は、パージガスＧ１の供給開始から時刻ｔ３まで減少し、時刻ｔ３の後に、容器ＦからのパージガスＧ１の漏れ、容器Ｆへの除去対象物質の侵入により、時間経過とともに緩やかに増加する。ここでは、除去対象物質の濃度が所定値以下となるまでパージガスを所定の流量で供給して初期パージを行い、続いて、除去対象物質の濃度を所定値（目標値）以下に維持するように、パージガスの流量を変更して維持パージを行うとする。

図４（Ｂ）は、パージ本体部９におけるパージガスＧ１の流量の時間履歴を示す図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）に対応する除去対象物質の濃度の時間履歴を示す図である。図４（Ｂ）および図４（Ｃ）の横軸は、パージ本体部９がパージガスＧ１の供給を開始してからの時刻である。流量制御装置４３は、パージガスＧ１の供給開始時に流量をＱ３に設定し、時刻ｔ３において流量をＱ４に切り替える。Ｑ４は、０よりも大きい任意の量であり、例えば、単位時間に容器ＦからパージガスＧ１が漏れる量と同じレベルである。これにより、容器Ｆの内部Ｆａにおけるパージガスの量が維持され、図４（Ｃ）に示すように、除去対象物質の濃度は、時刻ｔ３以降において所定値に徐々に近づく。本実施形態において、パージ制御部４０は、内部状態検出部８の検出結果に基づき、パージ条件として図４（Ｂ）のＱ３（流量）とｔ３（供給時間）の少なくとも一方を調整する。

図５は、パージ条件の決定方法の説明図である。図５（Ａ）において、縦軸は、除去対象物質（例、水分）の濃度（例、湿度）であり、横軸は、パージガスＧ１の供給時間である。符号Ｑ１０、Ｑ２０、Ｑ４０は、それぞれ、パージガスＧ１の流量（図４（Ｂ）のＱ３に相当）が１０リットル毎分（ｌ／ｍ）、２０リットル毎分（ｌ／ｍ）、４０リットル毎分（ｌ／ｍ）である。ここでは、説明の便宜上、内部状態検出部８のセンサ３４が検出した除去対象物質の濃度が１０％であり、除去対象物質の濃度の目標値（図４（Ｃ）の所定値）が５％であるとする。また、事前にパージ処理が行われていない場合、除去対象物質の濃度が約２２％であるとする。

パージ処理を開始する際の容器Ｆの内部状態が不明である場合、除去対象物質の濃度が約２２％であるとしてパージ条件が設定され、流量を１０リットル毎分とすると、除去対象物質の濃度が所定値以下となるまでの供給時間Ｔ０は、約３３０秒である。一方、内部状態検出部８により容器Ｆの内部状態が既知（例、センサ３４の検出結果が１０％）である場合、流量を１０リットル毎分とすると、除去対象物質の濃度が所定値以下となるまでの供給時間Ｔ１は、約１８０秒であり、供給時間Ｔ０よりも短くなる。ここでは、供給時間Ｔ０、Ｔ１に対応する流量が同じであり、パージガスＧ１の供給時間を短縮することで、パージガスＧ１の供給量を節約することができる。

このような観点で、パージ決定部４８は、例えば、パージガスの流量を予め定められた値（例、１０リットル毎分）に設定し、パージガスＧ１の供給時間をＴ１以上Ｔ０未満に設定する。これにより、パージ処理の効果を維持しつつ、パージガスＧ１の供給量を節約することができる。パージガスＧ１の供給時間をＴ１に設定すると、パージ処理の効果を維持しつつパージガスＧ１の供給量を最小化することができるが、適宜マージンをとってパージガスＧ１の供給時間を、Ｔ０未満の範囲内でＴ１よりも長く設定してもよい。

なお、パージ決定部４８は、パージガスＧ１の流量および供給時間を調整してもよい。例えば、流量が２０リットル毎分である場合（符号Ｑ２０参照）、除去対象物質の濃度が所定値以下となるまでの供給時間Ｔ２は、約８０秒である。流量が１０リットル毎分で供給時間Ｔ０（例、３３０秒）である場合、パージガスＧ１の供給量が約５５リットルであるのに対して、流量が２０リットル毎分であり供給時間Ｔ２（例、８０秒）である場合、パージガスＧ１の供給量は、約２７リットルであり、供給量を節約することができる。

パージ決定部４８は、図５（Ａ）のように、パージガスＧ１の供給時間と除去対象物質の濃度との関係を示す情報に基づいて、パージ条件を決定する。パージ決定部４８は、例えば、パージガスＧ１の供給時間と除去対象物質の濃度との関係を表した数式を用いて、供給時間Ｔ１あるいはＴ２を算出してもよい。また、パージ決定部４８は、センサ３４の測定値と、パージガスＧ１の流量と、パージガスＧ１の供給時間を関連付けた参照情報を参照して、パージ条件を決定してもよい。

図５（Ｂ）は、上記の参照情報の一例を示す概念図である。この参照情報は、テーブル形式のデータである。「センサの測定値」は、例えば、センサ３４の測定値を整数に切り上げた値であり、ＴＡ０〜ＴＡ４、ＴＢ０〜ＴＢ４、ＴＣ０〜ＴＣ４は、「センサの測定値」と「流量」とに対応するセルに収納されるパージガスＧ１の供給時間である。例えば、図５（Ａ）の供給時間Ｔ１は、「センサの測定値」が１０％であり、「流量」が１０リットル毎分であることから、「ＴＡ４」に相当する。例えば、ＴＡ４に１８０秒というデータを格納しておくとよい。また、図５（Ｂ）の供給時間Ｔ２は、「センサの測定値」が１０％であり、「流量」が２０リットル毎分であることから、「ＴＢ４」に相当する。例えば、ＴＢ４に８０秒というデータを格納しておくとよい。このようにすると、供給時間を簡易に得ることができる。なお、流量の初期設定値、パージ決定部４８が決定する流量は、１０リットル毎分、２０リットル毎分、４０リットル毎分のいずれでもよいし、その他の値でもよい。

図１の説明に戻り、ストッカ制御装置６は、パージ制御部４０に制御指令を供給することにより、パージ装置４を制御する。ストッカ制御装置６は、スタッカクレーン５を制御してパージ対象の容器Ｆをパージ装置４に搬送させ、このパージ装置４を制御して容器Ｆに対するパージを実行させる。保管棚３には、容器Ｆが載置されたことを検出するセンサ（図示せず）が設けられ、パージ制御部４０は、このセンサの検出結果に基づいてパージを開始する。このセンサは、ボタンセンサなどの接触型センサであり、容器Ｆの底面によって押し下げられることで、容器Ｆが保管棚３に載置されたことを検出する。このセンサは、パージ制御部４０と通信可能に接続され、その検出結果をパージ制御部４０に供給する。なお、容器Ｆが載置されたことを検出するセンサを設けることなく、ストッカ制御装置６が自らスタッカクレーン５に与える制御指令によって、パージ装置４に容器Ｆが載置されたと判断し、パージを開始するようにしてもよい。

ストッカ制御装置６には、入力部および表示部が接続される。この入力部は、例えば、操作パネル、タッチパネル、キーボード、マウス、トラックボールなどである。入力部は、オペレータからの入力を検出し、入力された情報をストッカ制御装置に供給する。また、上記の表示部は、例えば液晶ディスプレイなどであり、ストッカ制御装置６から供給される画像を表示する。例えば、ストッカ制御装置６は、パージストッカ１Ａの動作状況、各種設定、パージの状態を示す画像などを表示部に表示させる。

次に、上述のパージ装置４の動作に基づき、実施形態に係るパージ方法について説明する。図６（Ａ）は、実施形態に係るパージ方法を示すフローチャートであり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のステップＳ１の処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１において、内部状態検出部８は、容器Ｆの内部状態を検出する。内部状態検出部８は、パージノズル４１（第１のパージノズル）でのパージ処理（後述のステップＳ４）が開始されるよりも前に、容器Ｆの内部状態を検出する。例えば、図６（Ｂ）に示すステップＳ１のステップＳ１１において、容器Ｆは、天井搬送車ＯＨＶによって入庫ポートＰｉに搬入され、パージノズル３１（第２のパージノズル）と接続される。ステップＳ１２において、パージ制御部４０は、内部状態検出部８の流量制御装置３３を制御し、パージノズル３１からパージガスＧ１を供給させる。ステップＳ１３において、内部状態検出部８のセンサ３４は、容器Ｆから排出される排気ガスＧ２を検出する。センサ３４は、その検出結果をパージ制御部４０（パージ決定部４８）に供給する。

図６（Ａ）に戻り、ステップＳ２において、パージ決定部４８は、センサ３４の検出結果に基づいて、パージ条件を決定する（図５参照）。ステップＳ３において、スタッカクレーン５は、容器Ｆを入庫ポートＰｉから保管棚３（パージ本体部９）に搬送し、容器Ｆは、パージノズル４１（第１のパージノズル）と接続される。なお、ステップＳ３の処理は、ステップＳ１よりも後、かつステップＳ２よりも前に行われてもよいし、ステップＳ２と並行して行われてもよい。ステップＳ４において、パージ制御部４０は、パージ決定部４８が決定したパージ条件に基づいてパージ本体部９の流量制御装置４３を制御し、パージノズル４１からパージガスＧ１を供給させることで、パージ処理を実行させる。このように、本実施形態に係るパージ方法では、パージノズル４１に接続される前の容器Ｆの内部状態を検出し、その検出結果を用いてパージノズル４１を用いるパージ処理のパージ条件を決定する。

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。本実施形態において、上述の実施形態と同様の構成については、適宜、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。図７は、本実施形態に係るパージ装置５０を示す図である。このパージ装置５０は、図２のパージ装置４と内部状態検出部８が同じであり、パージ本体部５１が異なる。パージ本体部５１は、配管４６に接続されたセンサ５２を備える。センサ５２は、センサ３４と同様に、容器Ｆから排気される排気ガスＧ３の組成（例、除去対象物質の濃度）を検出する。

センサ５２は、パージ制御部４０と通信可能に接続され、その検出結果をパージ制御部４０に供給する。パージ制御部４０は、センサ５２により検出される除去対象物質の濃度が目標値（図４（Ｃ）の所定値に相当）以下となるように、センサ５２の検出結果をもとに流量制御装置４３をフィードバック制御する。例えば、パージ決定部４８は、内部状態検出部８のセンサ３４の検出結果をもとに、パージ条件として、パージ本体部９がパージ処理を開始する際のパージガスの流量の初期値を決定し、パージ制御部４０は、パージ本体部５１のセンサ５２の検出結果を用いて、パージガスの流量と供給時間の少なくとも一方を調整する。このようなパージ装置５０は、センサ５２の検出結果（パージ処理中の容器Ｆの内部状態）に基づいて、パージ条件をフィードバック制御するので、パージ処理の効果を維持しつつパージガスＧ１を節約することができる。

なお、パージ制御部４０の代わりに流量制御装置４３がフィードバック制御を行ってもよい。この場合、センサ５２は、その検出結果を示す信号を流量制御装置４３に供給する（図７に一点鎖線で示す）。流量制御装置４３は、この信号を用いて、除去対象物質の濃度が所定値になるように、流量をフィードバック制御する。

［第３実施形態］
第３実施形態について説明する。本実施形態において、上述の実施形態と同様の構成については、適宜、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。図８は、本実施形態に係るパージストッカ１Ｂを示す図である。本実施形態において、パージ装置６０の内部状態検出部８は、保管棚３に配置される。スタッカクレーン５は、天井搬送車ＯＨＶによって入庫ポートＰｉに搬入された容器Ｆを、入庫ポートＰｉから、内部状態検出部８が設けられた保管棚３（符号３ａで示す）へ搬送する。

内部状態検出部８は、図２などと同様であり、容器Ｆの内部状態を検出する。内部状態検出部８が容器Ｆの内部状態を検出した後、スタッカクレーン５は、ストッカ制御装置６に制御され、容器Ｆをパージ本体部９（符号９ａで示す）が設けられた保管棚３（符号３ｂで表す）に搬送する。パージ本体部９は、内部状態検出部８の検出結果に基づいて、第１実施形態で説明したように容器Ｆにパージ処理を行う。このように、内部状態検出部８は、入庫ポートＰｉ以外の場所に設けられてもよく、パージ本体部９によりパージ処理が行われるパージ位置への容器Ｆの搬送経路のいずれの位置に設けられてもよい。例えば、容器Ｆがパージ本体部５１に搬入される前に仮置き場（バッファ）におかれる場合、この仮置き場に内部状態検出部８を設けてもよい。なお、図７のパージ本体部５１を用いる場合、複数のパージ本体部５１のいずれかを内部状態検出部８として用いてもよい。

なお、上述の実施形態においては、パージ装置をパージストッカに適用した例を説明したが、本実施形態に係るパージ装置は、パージストッカ以外の装置にも適用可能である。複数のパージ装置に設けられる内部状態検出部８の数は、１つでもよいし、２以上の任意の数でもよい。例えば、図８において、内部状態検出部８は、保管棚３の各段に設けられてもよい。また、上述の実施形態において、パージ決定部４８は、パージ制御部４０に設けられるが、その他の部分に設けられてもよい。

また、上述の実施形態において、内部状態検出部８は、排気ガスＧ２の水分濃度あるいは酸素濃度を検出しているが、これに限定されない。例えば、パージガスＧ１が窒素ガス等の場合、内部状態検出部８によってパージガスＧ１の濃度を検出することにより容器Ｆの内部状態を検出してもよい。

また、上述の実施形態において、パージ制御部４０は、例えばコンピュータシステムを含む。パージ制御部４０は、記憶部（図示せず）に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って各種の処理を実行する。このプログラムは、例えば、コンピュータに、パージ対象の容器ＦにパージガスＧ１をパージノズル４１（第１のパージノズル）から供給する制御と、第１のパージノズルでのパージ処理が開始されるよりも前に容器Ｆの内部状態を検出する制御と、容器Ｆの内部状態の検出結果に基づいて、容器Ｆに対するパージ条件を決定する制御と、を実行させる。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記録されて提供されてもよい。また、法令で許容される限りにおいて、日本特許出願である特願２０１５−１７０１７４、及び上述の実施形態などで引用した全ての文献、の内容を援用して本文の記載の一部とする。

Ｆ・・・容器
１Ａ、１Ｂ・・・パージストッカ
３・・・保管棚
４、５０、６０・・・パージ装置
８・・・内部状態検出部
３１・・・パージノズル（第２のパージノズル）
３４・・・センサ
４１・・・パージノズル（第１のパージノズル）
４３・・・流量制御装置
４８・・・パージ決定部
Ｇ１・・・パージガス
Ｇ２・・・排気ガス

Claims (8)

1. パージ対象の容器にパージガスを供給する第１のパージノズルと、
   前記第１のパージノズルでのパージ処理が開始されるよりも前に、前記第１のパージノズルとは異なる位置で前記容器の内部状態を検出する内部状態検出部と、
   前記内部状態検出部の検出結果に基づいて、前記容器に対して前記第１のパージノズルからパージガスを供給するパージ条件を決定するパージ決定部と、を備え、
   前記内部状態検出部から前記第１のパージノズルに搬送された容器に、前記パージ条件に基づいてパージガスを供給するパージ装置。
2. 前記内部状態検出部は、前記容器にパージガスが供給された際に前記容器から排気される排気ガスの組成に基づいて、前記容器の内部状態を検出する、請求項１に記載のパージ装置。
3. 前記内部状態検出部は、前記排気ガスにおける水分または酸素の濃度を検出し、その検出結果に基づいて、前記容器の内部状態を検出する、請求項２に記載のパージ装置。
4. 前記容器と前記第１のパージノズルとが接続されるパージ位置への前記容器の搬送経路に設けられ、前記容器にパージガスを供給する第２のパージノズルを備え、
   前記内部状態検出部は、前記第２のパージノズルから前記容器にパージガスが供給された際の前記排気ガスの組成に基づいて、前記容器の内部状態を検出する、請求項２または請求項３に記載のパージ装置。
5. 前記第１のパージノズルから前記容器に供給されるパージガスの流量を制御する流量制御装置を備え、
   前記パージ決定部は、決定した前記パージ条件に基づいて、前記流量制御装置を制御する、請求項４に記載のパージ装置。
6. 前記パージ条件は、前記第１のパージノズルから前記容器に供給されるパージガスの流量および供給時間を含む、請求項５に記載のパージ装置。
7. パージ対象の容器が搬入される入庫ポートに設けられ、前記容器の内部状態を検出する内部状態検出部と、
   前記内部状態検出部とは異なる位置で前記容器にパージガスを供給する第１のパージノズルと、
   前記内部状態検出部の検出結果に基づいて、前記容器に対して前記第１のパージノズルからパージガスを供給するパージ条件を決定するパージ決定部と、
   前記パージ条件に基づいてパージされた前記容器を保持する棚と、を備え、
   前記内部状態検出部から前記第１のパージノズルに搬送された容器に、前記パージ条件に基づいてパージガスを供給するパージストッカ。
8. パージ対象の容器にパージガスを供給する第１のパージノズルから供給することと、
   前記第１のパージノズルでのパージ処理が開始されるよりも前に、前記第１のパージノズルとは異なる位置で前記容器の内部状態を検出することと、
   前記容器の内部状態の検出結果に基づいて、前記容器に対して前記第１のパージノズルからパージガスを供給するパージ条件を決定することと、を含み、
   前記内部状態検出部から前記第１のパージノズルに搬送された容器に、前記パージ条件に基づいてパージガスを供給するパージ方法。

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