JP6903883B2 - 容器内清浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器内清浄化装置に関し、より詳細には、ウエハ搬送容器内を清浄化する容器内清浄化装置および清浄化方法に関する。

半導体の製造工程では、プープ（ＦＯＵＰ）等と呼ばれる容器を用いて、各処理装置の間のウエハの搬送が行われる。

ここで、ウエハが収納される容器内の環境は、ウエハ表面を酸化や汚染から守るために、所定の状態を上回る不活性状態及び清浄度が保たれることが好ましい。搬送容器内の気体の不活性状態や清浄度を向上させる方法としては、搬送容器の底面に形成された底孔や容器の主開口を介して、搬送容器に清浄化ガスを導入するロードポート装置や、これを含むＥＦＥＭが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００３−４５９３３号公報

しかし、ＥＦＥＭに含まれるロードポート装置により搬送容器内を清浄化する従来の方法では、ロードポート装置に搬送容器が載置されてからウエハの搬出を開始するまでの間に容器内を清浄化することになる。このため、容器内の清浄化が終了するまで容器からのウエハの取り出しを開始できないという不都合が生じる場合があり、ウエハの取り出しを待つことにより、処理装置の稼働率が低下するという問題が生じている。

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、半導体工場内における処理装置の稼働率を低下させることなくウエハ搬送容器を清浄化する容器内清浄化装置および清浄化方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る容器内清浄化装置は、ウエハを取り出し可能な容器主開口を有するウエハ搬送容器内を清浄化する容器内清浄化装置であって、
前記ウエハ搬送容器を載置する載置部と、
前記容器主開口に接続する装置開口を備える清浄化室と、
前記容器主開口を閉鎖する蓋および前記装置開口を閉鎖するドアを開閉し、前記ウエハ搬送容器内と前記清浄化室とを連通させる開閉機構と、
前記ウエハ搬送容器内に清浄化ガスを導入可能なガス導入手段と、
前記ウエハ搬送容器内の気体の成分および気体の清浄度の少なくとも一方を検出する気体検出部と、
前記気体検出部の出力を用いて、前記ウエハ搬送容器内への前記清浄化ガスの導入を制御する制御部と、を有する。

本発明に係る容器内清浄化装置は、半導体工場内において、ＥＦＥＭや処理室とは別途設置されるため、たとえばロードポート装置にウエハ搬送容器を設置する前に、容器内を清浄化することが可能である。容器内清浄化装置によって清浄化されたウエハ搬送容器を処理装置に付随するロードポート装置に移動させることにより、ロードポート装置では、移動後の搬送容器内に収容されたウエハを、ミニエンバイロメントや処理室に迅速に移動させることが可能となり、処理装置の稼働率を向上させることができる。また、容器内清浄化装置の清浄化室内には、ウエハの搬送装置等を設置する必要がないため、パーティクルの発生源が少なく、また、清浄化室は、ミニエンバイロメント等よりも容積が小さくてよいため、効果的にウエハ搬送容器内を清浄化することが可能である。

また、本発明に係る容器内清浄化装置は、気体検出部およびその出力を用いて清浄化ガスの導入を制御する制御部を有するため、ウエハ搬送容器内を確実に清浄化させることが可能であり、ウエハ表面を酸化や汚染から守ることができる。また、ウエハ搬送容器内の気体の成分や気体の清浄度を検出することにより、清浄化に要する時間等についても短縮することが可能であるため、従来に比べて効率的で経済的な清浄化を実現する。

また、たとえば、前記載置部は、前記ウエハ搬送容器の底面に形成された底孔に対し一方側で連通可能なボトムノズルと、前記ボトムノズルに対して前記ボトムノズルの他方側で連通する配管部と、を有し、
前記気体検出部は、前記ボトムノズル又は前記配管部に設けられており、前記底孔を介して前記ウエハ搬送容器の内部から流出した気体を検出することで、前記ウエハ搬送容器内の気体の成分および気体の清浄度の少なくとも一方を検出することを特徴とする。

このような清浄化装置は、容器の底孔を介してウエハ搬送容器内の気体の検出を行うため、ウエハ搬送容器の蓋および清浄化室の扉を閉鎖した状態であっても、ウエハ搬送容器内の気体の成分や気体の清浄度を検出することが可能である。したがって、このような清浄化装置によれば、例えば検出された気体の成分に応じて清浄化室内の雰囲気を調整したり、すでに清浄化されているウエハ搬送容器については蓋を開くことなく、清浄化装置での処理を終了させたりすることで、従来に比べて効率的で経済的な清浄化を実現する。

また、たとえば、本発明に係る清浄化装置は、前記ウエハ搬送容器の加速度を検出する加速度検出部を有していてもよく、
前記制御部は、前記加速度検出部の出力をさらに用いて、前記ウエハ搬送容器内への前記清浄化ガスの導入を制御してもよい。

このような容器内清浄化装置は、ウエハ搬送容器内のパーティクルの増減に関係する加速度を検出する加速度検出部を有しているため、従来にくらべて効率的に、ウエハ搬送容器内をパーティクルが少なく清浄度の高い状態にすることができる。また、このような容器清浄化装置では、何らかの理由で容器清浄化装置が載置台に正しく載置されなかったような場合には、ガスの導入時等において、加速度検出部により通常より大きい加速度が検出されるため、容器清浄化装置が正しく載置されていない状態を容易に検出できる。

また、たとえば、前記加速度検出部は、前記載置部におけるウエハ搬送容器設置面に設けられていてもよい。

ウエハ搬送容器設置面に加速度検出部を設けることにより、ウエハ搬送容器の加速度を直接的かつ正確に測定することが可能である。

また、たとえば、前記ガス導入手段は、前記清浄化室の内部に設けられており前記清浄化ガスとしてクリーンドライエアーと不活性ガスとを切り替えて放出可能な室内ガス放出部を有してもよい。

このような容器内清浄化装置は、クリーンドライエアーと不活性ガスとを切り替えて放出可能な室内ガス放出部を有するため、清浄化室の状態を、クリーンドライエアー充填状態と不活性ガス充填状態とに切り換えることが可能である。ここで、ウエハ搬送容器内の清浄化にあたり、ウエハの表面の酸化を防ぐために不活性ガスを用いる必要がある。そのため、清浄化室内を常に不活性ガスによって清浄化することも考えられるが、この場合、作業者が誤って不活性ガスを吸入する恐れが生じたり、コスト面において負荷が大きくなるおそれがある。そのため、ウエハ搬送容器内を清浄化している状態以外においては、清浄化室内をクリーンドライエアーにて充填しておくことにより、これらの問題点を解消することが可能である。すなわち、ウエハ搬送容器の清浄化が終了した後は、清浄化室をクリーンドライエアー充填状態としておくことにより、作業者が誤って不活性ガスを吸入する問題などを効果的に防止でき、安全性に優れている。また、装置から不活性ガスが流出する問題を防止できるため、不活性ガスの消費量も抑制することが可能である。

また、たとえば、本発明に係る容器内清浄化装置は、前記ウエハ搬送容器の外部の気体の成分および気体の清浄度の少なくとも一方を検出する外部検出部を有してもよく、
前記制御部は、前記外部検出部の出力をさらに用いて、前記ウエハ搬送容器内への前記清浄化ガスの導入を制御してもよい。

ウエハ搬送容器内の清浄化工程は、ウエハ搬送容器内及びこれと連通する清浄化室とを、外部の環境から遮断した状態で行うことが好ましいが、外部の気体やパーティクルがウエハ搬送容器内に流入することも起こり得る。そのため、ウエハ搬送容器の外部の気体の成分や気体の清浄度を検出する外部検出部からの出力を用いることにより、このような容器内清浄化装置は、より適切な条件で、ウエハ搬送容器内へ清浄化ガスを導入することができる。

また、例えば、本発明に係る容器内清浄化装置は、前記気体検出部の出力を記憶する記憶部を有してもよく、
前記制御部は、前記記憶部が記憶する前記気体検出部の過去の出力を用いて、前記ウエハ搬送容器内への前記清浄化ガスの導入に関する制御条件を変更可能であってもよい。

このような容器内清浄化装置は、記憶部が記憶する過去の出力を参照し、ウエハ搬送容器内への清浄化ガスの導入に関する制御条件を変更することにより、より効率的で経済的に、ウエハ搬送容器内の清浄化を行うことができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る容器内清浄装置の半導体工場内における設置状態を表す概略図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る容器内清浄化装置の概略断面図である。 図３は、図２に示す容器内清浄装置による清浄方法の第１および第２の段階を表す模式断面図である。 図４は、図２に示す容器内清浄装置による清浄方法の第３および第４の段階を表す模式断面図である。 図５は、図２に示す容器内清浄装置による清浄方法の第５および第６の段階を表す模式断面図である。 図６は、図２に示す容器内清浄装置による清浄方法の一例を表すフローチャートである。 図７は、本発明の第２実施形態に係る容器内清浄化装置の概略断面図である。

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は、本発明の一実施形態に係る容器内清浄化装置１０の半導体工場内における配置状態を表す概略図である。図１に示すように、容器内清浄化装置１０は、ロードポート装置５１が付随する処理装置５０に隣接して、半導体工場内に配置される。容器内清浄化装置１０は、半導体工場内において、ＥＦＥＭや処理室を有する処理装置５０とは別途設置される。

容器内清浄化装置１０は、ウエハ搬送容器としてのフープ（ＦＯＵＰ）２内を清浄化する、他の処理室とは分離した装置である。したがって、容器内清浄化装置１０における清浄化室には、フープ２内からウエハ１を取り出すための搬送ロボット等は配置されておらず、また、他のミニエンバイロメントや処理室へ繋がるドア等も形成されていない（図２参照）。図１に示すように、容器内清浄化装置１０は、フープ２を載置するための載置部１４等については、処理室に付随するロードポート装置５１等と同様のサイズであるが、ウエハ１をフープ２から取り出したり、取り出したウエハ１を処理したりするためのスペースが必要ないため、処理装置５０に比べて小型である。

図２は、容器内清浄化装置１０の概略断面図であり、載置部１４にフープ２が載置された状態を表している。容器内清浄化装置１０による清浄化の対象となるフープ２は、ウエハ１を取り出し可能な容器主開口２ｂを有している。容器主開口２ｂは、蓋４によって封止されており、フープ２内には、処理装置５０での処理前又は処理後の複数のウエハ１が、密封して保管される。

フープ２の底面２ｅには、底孔としての第１の底孔２ｅａ及び第２の底孔２ｅｂが形成されている。第１の底孔２ｅａ及び第２の底孔２ｅｂの大きさは、ウエハ１が収容されるフープ２内の気体を流出させたり、後述する第１のボトムノズル２１ａ、第２のボトムノズル２１ｂを介してフープ２内に気体を流入させたりすることができる大きさであれば特に限定されないが、たとえばφ１０〜３０ｍｍ程度であり、ウエハ１の直径に比べれば十分に小さい。

第１の底孔２ｅａおよび第２の底孔２ｅｂには、図示しない弁が備えられており、第１のボトムノズル２１ａ及び第２のボトムノズル２１ｂが第１の底孔２ｅａ及び第２の底孔２ｅｂから離れると、第１の底孔２ｅａおよび第２の底孔２ｅｂの弁は閉じられ、フープ２内の密閉性が保たれる。なお、フープ２の底面２ｅには、載置部１４の位置決めピン１４ｃが接触する接触部や、フープ２を載置部１４に対して固定するためのフックが係合する係合部等が備えられているが、接触部や係合部等の位置や形状は特に限定されない。

本実施形態の容器内清浄化装置１０が清浄化する対象は、側面に容器主開口２ｂが形成されたフープ２であるが、本発明に係る容器内清浄化装置としてはこれに限定されず、フォスビ（ＦＯＳＢ）その他のように、フープ２以外のウエハ搬送容器を清浄化するものであってもかまわない。なお、フープ２やフォスビのようなＳＥＭＩスタンダードに準拠したウエハ搬送容器は、容器主開口２ｂの位置や形状が規格化されているため、容器主開口２ｂを介した清浄化を行う容器内清浄化装置１０は、ＳＥＭＩスタンダードに準拠したウエハ搬送容器に対して、幅広く適用することができる。

図２に示すように、容器内清浄化装置１０は、フープ２を載置する載置部１４と、清浄化室１１と、フープ２内と清浄化室１１とを連通させるための開閉機構１５と、フープ２内に清浄化ガスを導入可能なガス導入手段としての室内ガス放出部１６と、フープ２内の気体の清浄度等を検出する気体検出部３０と、を有する。また、容器内清浄化装置１０は、フープ２内への清浄化ガスの導入を制御する制御部２０と、第１のボトムノズルと、排出口開閉機構１９等を有する。

載置部１４は、フープ２の下方に位置し、固定台１４ａと、固定台１４ａの上をスライド移動するスライドテーブル１４ｂと、第１のボトムノズル２１ａと、第２のボトムノズル２１ｂと、第１配管部２２ａと、第２配管部２２ｂと、第３配管部２２ｃとを有する。また、第１配管部２２ａ及び第２配管部２２ｂの端部には、気体検出部３０が設けられている。

スライドテーブル１４ｂは、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、フープ２を載せた状態で移動し、フープ２の容器主開口２ｂを、清浄化室１１の装置開口１１ａａに接続する。

第１のボトムノズル２１ａ及び第２のボトムノズル２１ｂは、スライドテーブル１４ｂの上面から上方に突出可能に設けられている。図２に示すように、第１のボトムノズル２１ａ及び第２のボトムノズル２１ｂの上端は、スライドテーブル１４ｂに固定されたフープ２の底面２ｅに接触する。第１のボトムノズル２１ａは無底筒状であり、フープ２の底面２ｅに形成された第１の底孔２ｅａに対して一方側で連通可能であり、他方側で第１配管部２２ａと連通する。また、第２のボトムノズル２１ｂも、第１のボトムノズル２１ａと同様に無底筒状であり、フープ２の底面２ｅに形成された第２の底孔２ｅｂに対して一方側で連通可能であり、他方側で第２配管部２２ｂと連通する。

気体検出部３０は、第１配管部２２ａ、第２配管部２２ｂ及び第３配管部２２ｃで構成される配管部２２に設けられている。図２に示すように、気体検出部３０は、第１〜第３配管部２２ａ〜２２ｃが接続される配管部２２の接続部分に設けられているが、気体検出部３０の設置位置はこれに限定されない。

気体検出部３０は、フープ２の内部から流出した気体の成分及び気体の清浄度（気体に含まれるパーティクルの多少）のうち少なくとも一つを検出する。気体検出部３０としては、フープ２内部に収納されるウエハ１の汚染に影響を及ぼしうる気体成分または気体中のパーティクルの多少を検出するものが好ましく、例えば、酸素濃度計、水分（水蒸気）濃度計、窒素濃度計、パーティクルカウンタなどが挙げられるが、特に限定されない。

第３配管部２２ｃは、気体検出部３０で検出した気体を、外部に排出するための流路を構成する。第１〜第３配管部２２ａ〜２２ｃは、気体検出部３０が設置される接続部分で互いに接続されており、第１配管部２２ａは第１のボトムノズル２１ａと接続部分とを接続しており、第２配管部２２ｂは第２のボトムノズル２１ｂと接続部分を接続している。

気体検出部３０は、第１配管部２２ａと第２配管部２２ｂとを連通させて、流出した気体をフープ２へ戻す状態と、第１配管部２２ａ及び第２配管部２２ｂの少なくとも一方を第３配管部２２ｃと連通させて、流出した気体を排出する状態とを、切り換え可能な切換弁および切換弁を制御する弁制御手段を有していてもよい。例えば、気体検出部３０が酸素濃度計である場合、気体検出部３０は、フープ２の内部から流出した気体の酸素濃度が所定の値より小さい場合、第１配管部２２ａと第２配管部２２ｂとを接続し、フープ２の内部から流出した気体を、第２配管部２２ｂを介して再びフープ２の内部に戻すことができる。これとは反対に、気体検出部３０は、フープ２の内部から流出した気体の酸素濃度が所定の値以上である場合、第１配管部２２ａと第３配管部２２ｃとを接続し、フープ２の内部から流出した気体を、フープ２の内部に戻すことなく、外部に排出することができる。

清浄化室１１は、載置部１４のスライドテーブル１４ｂに固定されたフープ２に対向するように設けられており、略直方体状の形状を有している。清浄化室１１における載置部１４側の壁である前面壁部１１ａには、フープ２の容器主開口２ｂに接続する装置開口１１ａａが備えられる。前面壁部１１ａの装置開口１１ａａには、装置開口１１ａａを閉鎖するドア１３が備えられており、ドア１３によって装置開口１１ａａが閉鎖されることにより、清浄化室１１は外部の環境から遮蔽されている。

清浄化室１１には、フープ２の蓋４および装置開口１１ａａを閉鎖するドア１３を開閉し、フープ２と清浄化室１１とを連通させる開閉機構１５が設けられている。開閉機構１５は、ドア１３及びドア１３に係合する蓋４を、清浄化室１１の内部へ移動させることにより、容器主開口２ｂおよび装置開口１１ａａを開放する。開閉機構１５は、たとえばドア１３に接続するアームや、アームが接続するドア１３を平行移動または回動させるモータ等を有するが、開閉機構１５の具体的構成は特に限定されない。

容器内清浄化装置１０では、フープ２からウエハ１を取り出す必要がないため、開閉機構１５による蓋４の移動距離は、フープ２の容器主開口２ｂの開口長さより短くてもよい。容器主開口２ｂの開放の程度は、フープ２内に不活性ガスを導入可能であれば足りるからである。また、容器内清浄化装置１０は、装置開口１１ａａが形成される前面壁部１１ａに対向する背面壁部１１ｃを有しており、装置開口１１ａａから背面壁部１１ｃまでの距離は、ウエハ１の直径以下であってもよい。装置開口１１ａａから背面壁部１１ｃまでの距離を小さくすることにより、清浄化室１１の容積を小さくし、フープ２内の効率的な清浄化が可能となる。また、清浄化室１１は、ロードポート装置５１等によって接続されるミニエンバイロメント等は異なり、ウエハ１が通過可能な容積を有する必要がない。なお、蓋４が平行移動しない場合、蓋４の移動距離は重心移動距離とする。

容器内清浄化装置１０は、室内ガス放出部１６として、第１のガス放出手段１６ａと、第２のガス放出手段１６ｂの２つのガス放出手段を有する。第１のガス放出手段１６ａと第２のガス放出手段１６ｂは、いずれも清浄化室１１の内部に設けられている。

第１のガス放出手段１６ａは、清浄化室１１の上部（本実施形態では清浄化室１１の上面壁部１１ｄ）に放出口が配置されており、清浄化室１１の上方から下方に向かってガスを放出する。第１のガス放出手段１６ａは、クリーンドライエアー（ＣＤＡ）と不活性ガスとを切り替えて放出可能である。クリーンドライエアーおよび不活性ガスは、図示しないガス配管部を介して、第１のガス放出手段１６ａに供給される。第１のガス放出手段１６ａによるガスの放出および停止や、クリーンドライエアーと不活性ガスの切り換えは、制御部２０によって制御される。なお、ここでクリーンドライエアーとは、一般的な環境における空気から水分やパーティクルを除去し清浄化した空気のことを意味する。

第２のガス放出手段１６ｂは、清浄化室１１内に放出口が配置されており、装置開口１１ａａに向かって不活性ガスを放出する。第２のガス放出手段１６ｂの放出口は、清浄化室１１における上面壁部１１ｄおよび前面壁部１１ａに垂直である側面壁部１１ｂに配置されていることが、開いたドア１３と前面壁部１１ａとの隙間からフープ２内に清浄化ガスを送り込む観点で好ましい。また、第２のガス放出手段１６ｂの放出口は、互いに対向する２つの側面壁部１１ｂに分けて配置されてもよく、これによりフープ２内に均一に不活性ガスを送り込むことが可能である。第２のガス放出手段１６ｂが放出する不活性ガスは、第１のガス放出手段１６ａと同様に、図示しないガス配管部を介して、第２のガス放出手段１６ｂに供給される。

第１および第２ガス放出手段１６ａ、１６ｂが放出する不活性ガスとしては、窒素ガスやアルゴンガスが考えられるが、不活性ガスの成分は特に限定されない。

また、室内ガス放出部１６は、配置及び放出可能な清浄化ガスが異なる２つのガス放出手段１６ａ、１６ｂを有するが、室内ガス放出部１６としてはこれに限定されず、１つのガス放出手段のみを有していてもよく、配置や清浄化ガスの異なる３以上のガス放出手段を有していてもよい。

また、後述する実施例では、第１のガス放出部１６ａは、主として清浄化室１１内部の気体の成分（雰囲気）を変更するために使用され、フープ２内に清浄化ガスを導入する機能は、主として第２のガス放出手段１６ｂが果たす。ただし、室内ガス放出部１６としてはこれに限定されず、たとえば室内ガス放出部１６が第１のガス放出手段１６ａのみを有していてもよく、第１のガス放出手段１６ａが、清浄化室１１内部の気体の成分を変更する機能と、フープ２内に清浄化ガスを導入する機能との、両方を果たしてもよい。また、他の実施形態では、室内ガス放出部１６は、上面壁部１１ｄに放出口が配置されておりＣＤＡを放出する第１のガス放出手段と、側面壁部１１ｂに配置されており不活性ガスを放出する第２のガス放出手段１６ｂとを有していてもよく、清浄化ガスを放出するガス放出手段を、その２つのガス放出手段の間で切り替えることにより、ＣＤＡと不活性ガスとを切り替えて放出可能であってもよい。

清浄化室１１の底部壁部１１ｅには、第１のガス放出手段１６ａおよび第２のガス放出手段１６ｂから放出されたクリーンドライエアーおよび不活性ガスを清浄化室１１から排出可能な排出口１８が形成されている。また、清浄化室１１は、排出口１８を開閉する排出口開閉機構１９を有しており、排出口開閉機構１９の動作は、後述する制御部２０によって制御される。

制御部２０は、清浄化室１１の外部に設けられており、マイクロプロセッサ等の演算手段や、気体検出部３０の出力を記憶する記憶部２０ａ等を有している。制御部２０には、気体検出部３０から、フープ２内の気体の成分や清浄度の検出値に関する出力が入力される。また、制御部２０は、スライドテーブル１４ｂ、第１のボトムノズル２１ａ及び第２のボトムノズル２１ｂを駆動する駆動部や、開閉機構１５、排出口開閉機構１９及び気体検出部３０等に対して信号の入出力を行うことによって各部分の動作を制御し、容器内清浄化装置１０によるフープ２内への清浄化ガスの導入を制御する。

制御部２０は、容器内清浄化装置１０の各部分の動作を制御する際、気体検出部３０の出力を用いることができる。たとえば、制御部２０は、気体検出部３０の出力値に応じて、対象となるフープ２に清浄化ガスを導入してからフープ２を他の装置に搬送させるか、又はフープ２に清浄化ガスを導入することなくフープ２を他の装置に搬送させるかを、選択することができる。また、たとえば、制御部２０は、気体検出部３０の出力に応じて、対象となるフープ２に清浄化ガスを導入する際におけるガスの放出量、放出速度、放出時間等を変更することができる。また、たとえば、制御部２０は、気体検出部３０の出力を用いて、第１のガス放出手段１６ａにおける放出ガスの切り替えや、第１および第２のガス放出手段１６ａ、１６ｂにおけるガスの放出開始及び放出停止、排出口開閉機構１９による排出口１８の開放量等を制御することができる。

以下、図３から図５に示す模式断面図と、図６に示すフローチャートを用いて、図２に示す容器内清浄化装置１０を用いて行われるフープ２の清浄化方法の一例について、具体的に説明する。なお、図３〜図５の模式断面図では、説明の都合上、図２に示す容器内清浄化装置１０に含まれる構成の一部を図示していない。

図３（ａ）は、清浄化方法の第１の段階を表している。清浄化方法の第１の段階では、図６に示すフープ設置処理（ステップＳ００１）と、気体検出部３０による第１検出処理（ステップＳ００２）が実施される。フープ設置処理（ステップＳ００１）では、工場内のＯＨＴ（オーバーヘッドトランスポート）等を介して、フープ２が載置部１４に搬送および設置される。

次に、清浄化方法の第１の段階では、気体検出部３０による第１検出処理（ステップＳ００２）が実施される。より具体的には、図３（ａ）に示す第１及び第２のボトムノズル２１ａ、２１ｂが、フープ２の第１及び第２の底孔２ｅａ、２ｅｂに連通し、フープ２内の気体が配管部２２に流入する。配管部２２に設けられた気体検出部３０は、フープ２内から流出した気体の成分や清浄度を検出し、制御部２０に出力する。制御部２０は、気体検出部３０で検出された気体の成分やパーティクル量を、所定の閾値と比較する。この際、制御部２０における記憶部２０ａは、気体検出部３０の出力を記憶する。

そして、制御部２０は、フープ２内がステップＳ００２の段階で既に清浄であると判断した場合は、ステップＳ０１０の処理へ進み、フープ２に清浄化ガスを導入することなくフープ２を他の装置に搬送させる。これに対して、制御部２０は、フープ２が所定の状態より清浄でないと判断した場合は、ステップＳ００３以下の処理へ進む。なお、フープ２内が清浄である（又は清浄でない）と判断する基準は、気体検出部３０の出力を用いて判断可能な基準であれば特に限定されないが、例えば、単位量当たりの気体に含まれる酸素、水蒸気又はパーティクル等の量が所定の値を下回る場合、フープ２内が清浄であると判断することができる。

なお、清浄化方法の第１の段階では、図３（ａ）に示すように、清浄化室１１の内部はクリーンドライエアーで充填されている。すなわち、容器内清浄化装置１０における第１のガス放出手段１６ａからは、クリーンドライエアーが放出されており、ドア１３が閉じられて外部の環境から遮蔽されている清浄化室１１に対して、クリーンドライエアーが導入されている。また、排出口１８を開放しておくことにより、清浄化室１１の上方から下方へ向かうクリーンドライエアーの流れが形成されるため、清浄化室１１の内部をよりクリーンな状態に保つことができる。

図３（ｂ）は、清浄化方法の第２の段階を表している。清浄化方法の第２の段階では、フープ２内の清浄化を行う準備処理として、図６に示すガス切り換え・テーブル移動処理（ステップＳ００３）を実施する。

制御部２０は、ステップＳ００３に示すガス切り換え・テーブル移動処理では、まず、第１のガス放出手段１６ａが放出するガスをクリーンドライエアーから不活性ガスに切り換え、清浄化室１１に不活性ガスを導入する。このような不活性ガスの導入により、図３（ａ）に示す第１の段階において清浄化室１１内に充填されていたクリーンドライエアーは、排出口１８から排出されるため、清浄化室１１は、不活性ガスで満たされる。

さらに、制御部２０は、ガス切り換え・テーブル移動処理（ステップＳ００３）において、載置部１４のスライドテーブル１４ｂを清浄化室１１へ向かって移動させ、清浄化室１１の装置開口１１ａａを、フープ２の容器主開口２ｂに接続する。なお、スライドテーブル１４ｂを移動させても、第１および第２のボトムノズル２１ａ、２１ｂと第１および第２の底孔２ｅａ、２ｅｂとの連通は維持される。

図４（ａ）は、清浄化方法の第３の段階を表している。清浄化方法の第３の段階では、図６に示すドア開放処理（ステップＳ００４）と、ガス放出処理（ステップＳ００５）と、第２検出処理（ステップＳ００６）が実施される。

図４（ａ）に示すように、制御部２０は、ドア開放処理（ステップＳ００４）において、容器主開口２ｂを閉鎖する蓋４および装置開口１１ａａを閉鎖するドア１３を開くように開閉機構１５を駆動させ、フープ２内と清浄化室１１とを連通させる。さらに、制御部２０は、ガス放出処理（ステップＳ００５）において、第２のガス放出手段１６ｂから不活性ガスを放出させ、清浄化室１１に連通するフープ２内に、不活性ガスを導入する。第２のガス放出手段１６ｂは、装置開口１１ａａおよび装置開口１１ａａを介して連通するフープ２に向かって不活性ガスを放出することにより、フープ２内を効率的に清浄化することができる。清浄化前においてフープ２内に存在していた気体は、清浄化室１１を経て、排出口１８から排出される。なお、清浄化方法の第３の段階では、第１のガス放出手段１６ａにより放出された不活性ガスの一部を、例えば整流板や清浄化室１１内に移動された蓋４などを用いて流れの方向を調整し、フープ２内に導入してもよい。

図４（ａ）に示す清浄化方法の第３の段階において、制御部２０は、第２検出処理（ステップＳ００６）を実施する。清浄化方法の第３の段階においても、第１及び第２のボトムノズル２１ａ、２１ｂは、フープ２の第１及び第２の底孔２ｅａ、２ｅｂに連通しているため、フープ２内の気体の一部が配管部２２に流入する。配管部２２に設けられた気体検出部３０は、ステップＳ００２の第１検出処理と同様に、フープ２内から流出した気体の成分や清浄度を検出し、制御部２０に出力する。制御部２０は、気体検出部３０で検出された気体の成分やパーティクル量を、所定の閾値と比較する。この際、制御部２０における記憶部２０ａは、気体検出部３０の出力を記憶する。

そして、制御部２０は、ガス導入処理（ステップＳ００５）後の第２検出処理（ステップＳ００６）の時点において、フープ２内が清浄であると判断した場合は、ステップＳ００７のガス停止処理へ進む。これに対して、制御部２０は、第２検出処理（ステップＳ００２）の時点において、フープ２内が清浄でないと判断した場合は、ガス放出処理（ステップＳ００５）を継続し、所定時間後に再度第２検出処理（ステップＳ００６）を行う。なお、フープ２内が清浄である（又は清浄でない）と判断する基準は、ステップＳ００２において、フープ２内が清浄である（又は清浄でない）と判断する基準と同じであっても良く、異なっていてもよい。

図４（ｂ）は、清浄化方法の第４の段階を表している。清浄化方法の第４の段階では、図６に示すガス停止処理（ステップＳ００７）を実施する。図４（ｂ）に示すように、ステップＳ００７のガス停止処理では、第２のガス放出手段１６ｂによる不活性ガスの放出を停止する。

図５（ａ）は、清浄化方法の第５の段階を表している。清浄化方法の第５の段階では、図６に示すドア閉鎖処理（ステップＳ００８）と、ガス切り換え・テーブル移動処理（ステップＳ００９）を実施する。図５（ａ）に示すように、ステップＳ００８のドア閉鎖処理において、制御部２０は、容器主開口２ｂを閉鎖する蓋４および装置開口１１ａａを閉鎖するドア１３を閉じるように開閉機構１５を駆動させ、フープ２内を清浄化室１１から分離させる。

次に、制御部２０は、ステップＳ００９のガス切り換え・テーブル移動処理において、第１のガス放出手段１６ａからクリーンドライエアーを放出させ、清浄化室１１にクリーンドライエアーを導入する。より具体的には、図２に示す制御部２０は、ドア１３および蓋４が閉じられてフープ２内が清浄化室１１から分離されたことを検出した後、第１のガス放出手段１６ａが放出するガスを不活性ガスからクリーンドライエアーに切り換え、第１のガス放出手段１６ａからクリーンドライエアーを放出させることにより、清浄化室１１にクリーンドライエアーを導入する。クリーンドライエアーの導入により、図６におけるステップＳ００３の処理後に清浄化室１１内に充填されていた不活性ガスは、排出口１８から排出される。

また、制御部２０は、ステップＳ００９のガス切り換え・テーブル移動処理において、載置部１４のスライドテーブル１４ｂを清浄化室１１から離れる方向へ移動させ、清浄化室１１の装置開口１１ａａとフープ２の容器主開口２ｂとの接続を解除させる。さらに、制御部２０は、スライドテーブル１４ｂを移動させることにより、図５（ｂ）に示すように、フープ２をＯＨＴによる受渡位置まで移動させる。

図５（ｂ）は、清浄化方法の第６の段階を表している。清浄化方法の第６の段階では、図６に示すフープ搬送処理（ステップＳ０１０）が実施される。ステップＳ０１０のフープ搬送処理では、受渡位置に移動したフープ２が、ＯＨＴにより、所定のタイミングで他の処理装置５０のロードポート装置５１に搬送される。以下、半導体工場内のフープ２が載置部１４に搬送される度に、上述した第１〜第６の段階（図６のステップＳ００１〜ステップ０１０）が繰り返される。

なお、図５（ｂ）に示すようにフープ２が清浄化室１１から分離された後、次のフープ２が図３（ａ）に載置されるまでの間、第１のガス放出手段１６ａは、連続的にクリーンドライエアーを清浄化室１１に放出しても良いが、たとえば所定時間のクリーンドライエアーの放出を行って清浄化室１１の不活性ガスを排出した後、ガスの放出を停止してもよい。第１のガス放出手段１６ａからのガスの放出を停止している間は、図２に示す排出口開閉機構１９は、排出口１８を閉じておくことが好ましい。

上述のような清浄化方法によれば、フープ２の清浄化が終了した後は、清浄化室１１をクリーンドライエアー充填状態としておくため、作業者が誤って不活性ガスを吸入する問題を効果的に防止でき、工場設備の安全性の観点で優れている。また、容器内清浄化装置１０から不活性ガスが流出する問題を防止できるため、不活性ガスの消費量も抑制できる。

また、処理装置５０に付随したロードポート装置５１とは別途設置される容器内清浄化装置１０を用いてフープ２内の清浄化を行うことにより、処理室に付随したロードポート装置５１では、清浄化処理を行うことなく迅速に処理前のウエハ１を取り出したり、処理後のウエハ１を収容したフープ２を迅速に移動させたりすることが可能となり、処理装置５０の稼働率を向上させることができる。また、スタンドアローンタイプの容器内清浄化装置１０は、清浄化室１１に、ウエハ１の搬送装置等を設置する必要がないためパーティクルの発生源が少なく、また、清浄化室１１は、ミニエンバイロメント等よりも容積が小さくてよいため、効果的にフープ２内を清浄化することが可能である。

また、容器内清浄化装置１０は、清浄化室１１の環境を変化させる第１のガス放出手段１６ａと、フープ２内に清浄化ガスを送る第２のガス放出手段１６ｂとを有するため、フープ２内を効率的に清浄化することが可能である。さらに、容器内清浄化装置１０は、規格が統一されている容器主開口２ｂを介してフープ２内の清浄化を行うため、例えば工場内で複数種類のフープ２が使用されるような場合であっても、問題なく使用することができる。

また、容器内清浄化装置１０は、気体検出部３０の出力を用いて清浄化ガスの導入を制御する制御部２０を有するため、フープ２を確実に清浄化させることが可能であり、ウエハ１を酸化や汚染から守ることができる。また、フープ２内の気体の成分や気体の清浄度を検出することにより、清浄化に要する時間等についても短縮することが可能であるため、従来に比べて効率的で経済的な清浄化を実現する。

さらに、容器内清浄化装置１０は、フープ２の底孔２ｅａ、２ｅｂを介してフープ２内の気体の検出を行うため、フープ２の容器主開口２ｂおよび清浄化室１１の装置開口１１ａａを閉鎖した状態であっても、フープ２の気体の成分や気体の清浄度を検出することが可能である。容器内清浄化装置１０によれば、すでに清浄になっているフープ２については蓋４を開くことなく、容器内清浄化装置１０での処理を終了させることで、効率的で経済的な処理を実現する。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されず、様々な変形例を含むことは言うまでもない。たとえば、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、開閉機構１５によってフープ２の容器主開口２ｂまたは清浄化室１１の装置開口１１ａａから取り外された蓋４およびドア１３は、背面壁部１１ｃに対して斜めに保持されてもよいが、背面壁部１１ｃに対して平行に保持されてもよい。

また、容器内清浄化装置１０が実施する清浄化方法は、図６のステップＳ００１〜ステップＳ０１０に示す処理を行うものに限定されず、必要に応じて処理を追加、省略及び変更することが可能である。たとえば、制御部２０は、フープ２内への清浄化ガスの導入に関する制御条件を、記憶部２０ａが記憶する気体検出部３０の過去の出力を用いて変更してもよい。一例を挙げると、制御部２０は、図６に示すステップＳ００２においてフープ２が清浄であると判断する閾値を、ステップＳ００６で検出される清浄化後の出力に応じて変更することができる。ステップＳ００６で検出される清浄度が所定値より高く、ステップＳ００４〜ステップＳ００８の清浄化処理によって想定より大きな清浄度の向上が見込まれる場合は、ステップＳ００２の閾値をより清浄度が高い側に変更できる。反対に、ステップＳ００６で検出される清浄度が所定値より低く、ステップＳ００４〜ステップＳ００８の清浄化処理では想定されたほどの清浄度の向上が見込めない場合は、ステップＳ００２の閾値をより清浄度が低い側に変更できる。

また、他の一例を挙げると、制御部２０は、図６に示すステップＳ００６においてフープ２が清浄であると判断する閾値を、それまでにステップＳ００６で検出された過去の出力に応じて変更することにより、ステップＳ００５のガス導入処理が長時間継続したり、タイムアウトしてしまうことを防止することができる。

また、容器内清浄化装置１０において、気体検出部３０は、図２に示すように配管部２２に設けられていてもよいが、配管部２２より底孔２ｅａ、２ｅｂに近い第１又は第２のボトムノズル２１ａ、２１ｂに設けられていてもよい。また、気体検出部３０は、フープ２の底面２ｅではなく、フープ２の側面又は上面の孔に連通するノズルを介してフープ２内の気体の導入し、フープ２内の気体の成分および気体の清浄度の少なくとも一方を検出するものであってもよい。さらに、気体検出部３０の検出センサは、フープ２の内部に設けられていてもよく、気体検出部３０は、フープ２内の検出センサの出力を、配線や送受信手段を用いて通信してもよい。

フープ２の底孔およびこれに連通するボトムノズルの数は特に限定されず、また、フープ２の底孔およびこれに連通するボトムノズルは、気体検出部３０へフープ２内の気体を導く用途以外の用途で設けられてもよい。

図７は、第２実施形態に係る容器内清浄化装置１１０の概略断面図である。容器内清浄化装置１１０は、第１配管部１２２ａと第２配管部１２２ｂとが接続されておらず、第１配管部１２２ａに気体検出部３０と排出ポンプ１４６が設けられている点や、加速度検出部１４２、外部検出部１４３及び第２気体検出部１４４を有する点で、第１実施形態に係る容器内清浄化装置１０とは異なるが、その他の点については容器内清浄化装置１０（図２参照）と同様である。したがって、容器内清浄化装置１１０については、容器内清浄化装置１０との相違点のみを説明し、共通点については同様の符号を付し、説明を省略する。

容器内清浄化装置１１０の第１配管部１２２ａは、フープ２の第１の底孔２ｅａに連通する第１のボトムノズル２１ａに接続している。第１配管部１２２ａにおいて、気体検出部３０は、排出ポンプ１４６に比べて第１のボトムノズル２１ａの近くに配置されている。排出ポンプ１４６は、第１の底孔２ｅａ及び第１のボトムノズル２１ａを介してフープ２内の気体を吸引することができる。制御部１２０は、排出ポンプ１４６を動作させることにより、気体検出部３０にフープ２内の気体を確実に導くことができる。

容器内清浄化装置１１０における第２配管部１２２ｂの一方の端部は、フープ２の第２の底孔２ｅｂに連通する第２のボトムノズル２１ｂに接続している。第２配管部１２２ｂの他方の端部は、図示しない清浄化ガスのタンクに接続しており、制御部１２０は、第２配管部１２２ｂ、第２のボトムノズル２１ｂ及び第２の底孔２ｅｂを介して、フープ２内に清浄化ガスを導入できる。制御部１２０は、フープ２の第２の底孔２ｅｂを介して清浄化ガスを導入することで、気体検出部３０による検出のために第１の底孔２ｅａから排出された気体を補ったり、フープ２内の清浄度を向上させたりすることができる。したがって、このような第２のボトムノズル２１ｂおよび第２配管部１２２ｂは、フープ２内に清浄化ガスを導入可能なガス導入手段として機能する。

容器内清浄化装置１１０は、フープ２の加速度を検出する加速度検出部１４２を有している。加速度検出部１４２は、載置部１４におけるフープ設置面であるスライドテーブル１４ｂの上面に設けられている。加速度検出部１４２の先端は、フープ２の底面２ｅに向かって付勢されており、加速度検出部１４２は、容器内清浄化装置１１０の動きに追従して動くことにより、フープ２の加速度を検出する。ただし、加速度検出部１４２としてはこれに限定されず、圧電型加速度センサ、サーボ型加速度センサ、ひずみゲージ式加速度センサ等、いずれの方式の加速度センサを用いてもよい。加速度検出部１４２の検出出力は、制御部１２０に入力される。

容器内清浄化装置１１０は、フープ２を取り囲む外部の気体の成分および気体の清浄度の少なくとも一方を検出する外部検出部１４３を有する。外部検出部１４３としては、酸素濃度計、水分（水蒸気）濃度計、窒素濃度計、パーティクルカウンタなどが挙げられるが、特に限定されない。外部検出部１４３の検出出力も、加速度検出部１４２の検出出力と同様に、制御部１２０に入力される。

容器内清浄化装置１１０は、清浄化室１１に設けられており、清浄化室１１内の気体の成分および気体の清浄度の少なくとも一方を検出する第２気体検出部１４４を有する。第２気体検出部１４４としては、酸素濃度計、水分（水蒸気）濃度計、窒素濃度計、パーティクルカウンタなどが挙げられるが、特に限定されない。第２気体検出部１４４は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように清浄化室１１とフープ２内が連通している状態では、フープ２内の清浄度等を検出する気体検出部としても機能する。第２気体検出部１４４の検出出力も、気体検出部３０の検出出力と同様に、制御部１２０に入力される。

制御部１２０は、気体検出部３０の出力に加えて、加速度検出部１４２、外部検出部１４３および第２気体検出部１４４の出力を用いて、フープ２内への清浄化ガスの導入を制御することができる。制御部１２０は、たとえば加速度検出部１４２で所定の値を超える加速度が検出された場合、第１のガス放出手段１６ａ及び第２のガス放出手段１６ｂからの清浄化ガスの放出量を変更したり、ガスの放出を停止したりすることによりフープ２の振動を抑制し、フープ２内をパーティクルが少なく清浄度の高い状態にすることができる。

また、制御部１２０は、たとえば外部検出部１４３が、フープ２及び清浄化室１１の周辺環境の清浄度が所定の値より低いことを検出した場合、載置部１４におけるスライドテーブル１４ｂの移動速度を落としたり、開閉機構１５による蓋４等の移動速度を落としたりすることができる。これにより、制御部１２０は、フープ２と清浄化室１１との接続部分における気密状態のばらつきを抑制し、清浄化動作において接続部分から外部の気体がフープ２内に流入することを防止することにより、フープ２内の清浄度を悪化させる問題を防ぐことができる。

また、制御部１２０は、たとえば図６のステップＳ００７に示す第２検出処理において、気体検出部３０の出力に換えて、第２気体検出部１４４の出力を用いて、フープ２内が清浄である（又は清浄でない）と判断することができる。また、制御部１２０は、第２気体検出部１４４と気体検出部３０との出力の差に応じて、室内ガス放出部１６からフープ２内へ向かって放出する清浄化ガスの流量を変更してもよい。

容器内清浄化装置１１０は、複数の異なる検出部３０、１４２、１４３、１４４からの出力を用いてフープ２内への清浄化ガスの導入を制御することにより、フープ２内の清浄度を効果的に上昇させることが可能である。また、容器内清浄装置１１０は、検出部３０、１４２、１４３、１４４からの出力を、半導体工場内におけるロードポート装置５１や処理装置５０と通信可能なホストコンピュータに出力することができる。ホストコンピュータは、容器内清浄化装置１１０からのデータを用いることにより、半導体工場内で処理されるウエハ１の品質をより好適に管理することが可能である。また、容器内清浄化装置１１０は、ホストコンピュータを介して、載置部１４に搬送されたフープ２内のウエハ１の処理履歴に関する情報を受け取り、ウエハ１の履歴情報を用いて、フープ２内への清浄化ガスの導入を制御してもよい。

１… ウエハ
２… フープ
２ｂ… 容器主開口
２ｅ… 底面
２ｅａ… 第１の底孔
２ｅｂ… 第２の底孔
４… 蓋
１０、１１０… 容器内清浄化装置
１１… 清浄化室
１１ａ… 前面壁部
１１ａａ… 装置開口
１１ｂ… 側面壁部
１１ｃ… 背面壁部
１１ｄ… 上面壁部
１１ｅ… 底部壁部
１３… ドア
１４… 載置部
１４ａ… 固定台
１４ｂ… スライドテーブル
１４ｃ… 位置決めピン
１５… 開閉機構
１６… 室内ガス放出部
１６ａ… 第１のガス放出手段
１６ｂ… 第２のガス放出手段
１８… 排出口
１９… 排出口開閉機構
２０、１２０… 制御部
２０ａ… 記憶部
２１ａ… 第１のボトムノズル
２１ｂ… 第２のボトムノズル
２２… 配管部
２２ａ、１２２ａ… 第１配管部
２２ｂ、１２２ｂ… 第２配管部
２２ｃ… 第３配管部
３０… 気体検出部
５０… 処理装置
５１… ロードポート装置
１４２… 加速度検出部
１４３… 外部検出部
１４４… 第２気体検出部
１４６… 排出ポンプ

Claims (5)

1. ウエハを取り出し可能な容器主開口を有するウエハ搬送容器内を清浄化する容器内清浄化装置であって、
   前記ウエハ搬送容器を載置する載置部と、
   前記容器主開口に接続する装置開口を備える清浄化室と、
   前記容器主開口を閉鎖する蓋および前記装置開口を閉鎖するドアを開閉し、前記ウエハ搬送容器内と前記清浄化室とを連通させる開閉機構と、
   前記ウエハ搬送容器内に清浄化ガスを導入可能なガス導入手段と、
   前記ウエハ搬送容器内の気体の成分および気体の清浄度の少なくとも一方を検出する気体検出部と、
   前記載置部におけるウエハ搬送容器設置面に設けられ、前記ウエハ搬送容器の加速度を検出する加速度検出部と、
   前記気体検出部の出力と前記加速度検出部の出力を用いて、前記ウエハ搬送容器内への前記清浄化ガスの導入を制御する制御部と、
   を有する容器内清浄化装置。
2. 前記載置部は、前記ウエハ搬送容器の底面に形成された底孔に対し一方側で連通可能なボトムノズルと、前記ボトムノズルに対して前記ボトムノズルの他方側で連通する配管部と、を有し、
   前記気体検出部は、前記ボトムノズル又は前記配管部に設けられており、前記底孔を介して前記ウエハ搬送容器の内部から流出した気体を検出することで、前記ウエハ搬送容器内の気体の成分および気体の清浄度の少なくとも一方を検出することを特徴とする請求項１に記載の容器内清浄化装置。
3. 前記ガス導入手段は、前記清浄化室の内部に設けられており前記清浄化ガスとしてクリーンドライエアーと不活性ガスとを切り替えて放出可能な室内ガス放出部をさらに有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の容器内清浄化装置。
4. 前記ウエハ搬送容器の外部の気体の成分および気体の清浄度の少なくとも一方を検出する外部検出部をさらに有しており、
   前記制御部は、前記外部検出部の出力をさらに用いて、前記ウエハ搬送容器内への前記清浄化ガスの導入を制御する請求項１から請求項３までのいずれかに記載の容器内清浄化装置。
5. 前記気体検出部の出力を記憶する記憶部をさらに有しており、
   前記制御部は、前記記憶部が記憶する前記気体検出部の過去の出力を用いて、前記ウエハ搬送容器内への前記清浄化ガスの導入に関する制御条件を変更可能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容器内清浄化装置。

Images