JP6930224B2 - Ｅｆｅｍ及びｅｆｅｍへの置換ガスの導入方法 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体工場内において、搬送容器内から処理室へウエハを搬送するＥＦＥＭ及びＥＦＥＭへの置換ガスの導入方法に関する。
半導体の製造工程では、フープ（ＦＯＵＰ）やフォスビ（ＦＯＳＢ）等と呼ばれるウエハ搬送容器を用いて、各処理装置の間のウエハの搬送が行われる。また、このようなウエハ搬送容器から処理室へウエハを搬送する際に、ＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）が用いられる。ＥＦＥＭは、ミニエンバイロメント等と呼ばれる、工場内の環境より清浄な空間を形成し、この空間を介して、ウエハ搬送容器と処理室との間でウエハを搬送する。したがって、ウエハが露出する環境は、ウエハ搬送容器から処理室までの搬送中においても清浄に維持され、酸化等からウエハを保護することができる（特許文献１等参照）。
また、近年では、ＥＦＥＭの内部で気体を循環させることのできる循環型のＥＦＥＭも提案されている。循環型のＥＦＥＭは、たとえば窒素等の置換ガスをＥＦＥＭ内部で循環させることにより、ガスの消費量を減少させることができる。
特開２０１０−１０９２５０号公報
しかしながら、窒素を導入するＥＦＥＭでは、供給部から供給される窒素がＥＦＥＭ内に偏在するという問題がある。特に、メンテナンス等で内部を大気環境にする必要が生じた場合、再度ＥＦＥＭ内部を窒素ガスで置換する必要があるが、従来のＥＦＥＭでは、このような窒素ガス置換の際に、ＥＦＥＭの内部の窒素濃度を均一に高めることが難しいという問題を有している。これにより、従来のＥＦＥＭでは、ＥＦＥＭ内全体の窒素ガス濃度を所定値まで上昇させるために長い時間を要する場合があり、半導体工場における装置の休止時間が長くなるなどの問題が生じている。
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、内部の置換ガスの濃度を従来よりも均一に高めることが可能なＥＦＥＭおよびＥＦＥＭへの置換ガスの導入方法を提供する。
本発明に係るＥＦＥＭは、
置換ガスを導入可能な第１室と、
フィルタが設けられており循環気流の形成時に前記第１室から前記置換ガスが流入する第１連通部と、前記循環気流の形成時に前記第１室へ前記置換ガスが流出する第２連通部と、を介して、前記第１室の下方に接続する第２室と、
前記第１室と前記第２室との間で前記循環気流を形成する気流形成部と、
前記第１室または前記第２室から気体を排出する気体排出部と、
前記第１室に配置されており、少なくとも水平方向である第１の方向に沿って断続的又は連続的に形成される第１開口を有しており、置換ガス供給源から供給された前記置換ガスを前記第１開口から前記第１室に放出する第１ノズルと、
前記第１の方向に平行な方向に沿って断続的又は連続的に形成される第２開口を有しており、前記置換ガス供給源から供給された前記置換ガスを前記第２開口から放出する第２ノズルと、を有する。
本発明に係るＥＦＥＭは、第１の開口を有する第１ノズルと、第１の開口と平行に形成される第２開口を有する第２ノズルとを有しており、第１ノズルと第２ノズルの双方から置換ガスを放出することが可能である。また、第１の開口及び第２の開口は、所定の方向に沿って断続的又は連続的に形成されているため、このような開口及びノズルを有するＥＦＥＭは、ＥＦＥＭ内の広い範囲に、置換ガスを排出する開口を配置することができ、ＥＦＥＭの第１室及び第２室における置換ガスの濃度を、従来よりも均一に高めることができる。
また、たとえば、前記第２ノズルは前記第２室に配置されており、前記置換ガスを前記第２室に放出してもよい。
このようなＥＦＥＭでは、第１室に置換ガスを放出する第１ノズルだけでなく、第２室に置換ガスを放出する第２ノズルを有するため、ＥＦＥＭの第１室及び第２室における置換ガスの濃度を、従来よりも均一に高めることができる。特に、このようなＥＦＥＭでは、フィルタが設けられる第１連通部からの気流が向かい難い第２室のコーナー部分などにも、第２ノズルを用いて置換ガスを効果的に導くことにより、第２室の窒素ガス濃度を従来よりも均一に高めることができる。
また、たとえば、前記気流形成部は、前記第１連通部に前記フィルタと並んで設けられていてもよく
前記第１室に配置されている前記第１ノズルと、前記第２室に配置されている前記第２ノズルとは、前記気流形成部及び前記フィルタを上下方向から挟むように配置されていてもよい。
このようなＥＦＥＭでは、気流形成部及びフィルタの上下に置換ガスのノズルを配置することにより、第１室と第２室の双方にノズルから直接窒素ガスを供給できるので、フィルタの通気抵抗による窒素ガス濃度の偏りが生じ難く、ＥＦＥＭ内の窒素ガス濃度を従来よりも均一に高めることができる。また、フィルタを第１ノズルと第２ノズルで挟むことにより、フィルタの汚染を防止することができる。
また、例えば、前記第２ノズルは、前記第１ノズルと同じ高さに位置するように前記第１室に配置されていてもよく、前記置換ガスを前記第１室に放出してもよい。
このようなＥＦＥＭは、窒素ガスを放出する開口が、水平方向の面積的な広がりを有するように配置されているため、ノズルからの置換ガスが届き難い部分が減少し、ＦＥＭの第１室及び第２室における置換ガスの濃度を、従来よりも均一に高めることができる。
本発明に係るＥＦＥＭへの置換ガスの導入方法は、
第１室に配置されており、少なくとも水平方向である第１の方向に沿って断続的又は連続的に形成される第１開口を有する第１ノズルを用いて、置換ガス供給源から供給された置換ガスを前記第１開口から前記第１室に放出する第１放出ステップと、
前記第１の方向に平行な方向に沿って断続的又は連続的に形成される第２開口を有する第２ノズルを用いて、前記置換ガス供給源から供給された前記置換ガスを前記第２開口から放出する第２放出ステップと、
フィルタが設けられており循環気流の形成時に前記第１室から前記置換ガスが流入する第１連通部と、前記循環気流の形成時に前記第１室へ前記置換ガスが流出する第２連通部と、を介して、前記第１室の下方に接続する第２室、または前記第１室から気体を排出する排出ステップと、
前記第１室と前記第２室との間で前記循環気流を形成する気流形成部の駆動を調整する気流調整ステップと、を有する。
本発明に係るＥＦＥＭへの置換ガスの導入方法によれば、第１ノズルによる第１放出ステップと、第２ノズルによる第２放出ステップとを行うことにより、ＥＦＥＭ内の広い範囲に配置された開口から置換ガスを放出し、ＥＦＥＭの第１室及び第２室における置換ガスの濃度を、従来よりも均一に高めることができる。また、このような置換ガスの導入方法によれば、ＥＦＥＭのガス置換に要する時間を短縮し、半導体工場における装置の休止時間を短縮することにより、生産効率を向上させることができる。
また、たとえば、前記第１放出ステップと、前記第２放出ステップとは、前記気流調整ステップにおいて前記気流形成部の駆動を停止した状態で行われてもよい。
気流形成部の駆動を停止した状態で置換ガスの導入を行うことにより、第１及び第２ノズルを用いて放出される置換ガスが、置換ガスの導入前においてＥＦＥＭ内に存在していた乾燥空気等を効果的に排出することができる。また、置換ガスの導入前においてＥＦＥＭ内に存在していた乾燥空気等が、新たに導入された置換ガスと混ざり合うことにより排出され難くなる問題を防止し、ＥＦＥＭのガス置換に要する時間を短縮することができる。
また、たとえば、前記第２ノズルは前記第２室に配置されていてもよく、前記第２放出ステップは、前記置換ガスを前記第２室に放出してもよい。
このような置換ガスの導入方法は、第１室だけでなく、第２室にも置換ガスを放出することにより、ＥＦＥＭの第１室及び第２室における置換ガスの濃度を、従来よりも均一に高めることができる。特に、このようなＥＦＥＭへのガス置換方法によれば、フィルタが設けられる第１連通部からの気流が向かい難い第２室のコーナー部分などにも、第２ノズルを用いて置換ガスを効果的に導くことにより、第２室の窒素ガス濃度を従来よりも均一に高めることができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係るＥＦＥＭにおける置換ガスの流れを表す概略図である。 図２は、図１に示すＥＦＥＭが有する第１〜第４ノズルと、変形例に係る第１〜第４ノズルと、を表す概略図である。 図３は、第２実施形態に係るＥＦＥＭが有する第１〜第４ノズルを表す概略図である。 図４は、本発明の第３実施形態に係るＥＦＥＭにおける置換ガスの流れを表す概略図である。 図５は、図４に示すＥＦＥＭが有する第１および第２ノズルを表す概略図である。 図６は、図１に示すＥＦＥＭへの窒素ガスの導入方法の一例を表すフローチャートである。 図７は、図１に示すＥＦＥＭにおける窒素ガスへの置換に伴う酸素濃度の低下を示すグラフである。
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、本発明の第１実施形態に係るＥＦＥＭ５０の概略図であり、ＥＦＥＭ５０（イーフェム、Equipment Front End Module）は、半導体工場において、ウエハを搬送するウエハ搬送容器であるフープ（不図示）と、ウエハに対して処理を行う処理室（不図示）との間で、ウエハを受け渡すために用いられる装置である。
ＥＦＥＭ５０は、ミニエンバイロメントと呼ばれる清浄空間を内部に形成する第２室６４を有しており、フープに収納されたウエハは、第２室６４を通って処理室に搬送される。
図１における矢印９０は、ＥＦＥＭ５０の第２室６４においてウエハの搬送等が行われる通常運転状態において、ＥＦＥＭ５０内に形成される循環気流の状態を表したものである。本実施形態に係るＥＦＥＭ５０では、第２室６４の上方（第２室６４を１階部分とすれば２階部分）に設けられた第１室５４と、第１室５４の下方に接続する第２室６４との両方に、置換ガスとしての窒素ガスを導入することができる。なお、ＥＦＥＭ５０の説明では、上下方向をＺ軸方向、Ｚ軸に垂直であってＥＦＥＭ５０における一つの壁面に平行な方向をＸ軸方向、Ｚ軸及びＸ軸に平行な方向をＹ軸方向として説明を行う。
図１に示すように、第１室５４と第２室６４との間には２つの連通部である第１連通部５８と、第２連通部６５とが設けられており、第１連通部５８及び第２連通部６５は、第１室５４と第２室６４とを接続する。
通常運転状態では、第１室５４及び第２室６４に導入された窒素ガスは、第１連通部５８及び第２連通部６５を介して移動し、図１において矢印９０で示されるように、第１室５４と第２室６４との間を循環する循環気流を形成する。フープと処理室との間のウエハの搬送は、図１に示すように第１室５４と第２室６４とを循環する窒素ガスの循環気流を形成した状態で行われる。
ＥＦＥＭ５０は、第１室５４及び第２室６４の他に、第１ノズル７１、第２ノズル７２、第３ノズル７３、第４ノズル７４、気流形成部６０、フィルタ６２、気体排出部６８、酸素濃度計６６等を有する。また、図１には現れないが、ＥＦＥＭ５０は、第２室６４に設けられておりウエハを搬送するための搬送ロボットや、フープと第２室６４とを接続するためのロードポート装置等を有する。
図１に示すように、第１室５４には、第１ノズル７１および第３ノズル７３（図２参照）を介して、直接窒素ガスを導入することができる。また、図１には示されていないが、第１室５４は、乾燥空気を導入する乾燥空気導入ノズルを備えている。さらに、ＥＦＥＭ５０においては、第２室６４にも、第２ノズル７２および第４ノズル７４を介して、直接窒素ガスを導入することができる。
図２（ａ）は、図１に示すＥＦＥＭ５０が有する第１〜第４ノズル７１〜７４を表す概略図である。第１〜第４ノズルは、配管７５を介して置換ガス供給源７８（図１参照）に接続されており、各第１〜第４ノズルには、配管７５を介して窒素ガスが供給される。置換ガス供給源７８は、例えば窒素ガスタンク等で構成される。置換ガス供給源７８と第１〜第４ノズル７１〜７４を接続する配管７５の形状は、第１〜第４ノズル７１〜７４へ接続する部分が、独立に分岐しているものに限定されない。たとえば図２（ｂ）に示される変形例に係る配管１７５のように、第２ノズル７２と第１ノズル７１、第４ノズル７４と第３ノズル７３とを接続する部分を有するものであってもよく、特に限定されない。なお、ＥＦＥＭ５０に用いる置換ガスとしては、本実施形態で用いる窒素ガスのみに限定されず、窒素ガス以外の不活性ガスや還元性のガス等であってもよい。
図１及び図２に示すように、第１ノズル７１は、水平方向である第１の方向（図１におけるＸ軸に平行な方向）に沿って延びており、第１の方向に沿って断続的に形成される複数の第１開口７１ａを有している。第１ノズル７１は、置換ガス供給源７８から供給された窒素ガスを、第１の方向に直線状に配列された第１開口７１ａから、第１室５４へ放出する。第１開口７１ａは、下方へ向かって開口しており、第１ノズル７１は、窒素ガスをフィルタ６２が配置される第１連通部５８側へ向かって放出する。
第１ノズル７１において、第１開口７１ａが形成される第１の方向に沿う長さＬ１（一方の端部の第１開口７１ａの一端から、他方の端部の第１開口７１ａの他端までの長さ）は、特に限定されないが、ＥＦＥＭ５０にまんべんなく窒素を供給する観点から、図１に示す第１室５４の第１方向に沿う長さＬ２の３分の１以上であることが好ましく、半分以上であることがさらに好ましい。また、第１ノズル７１において第１開口７１ａが配列される第１の方向は、略直方体であるＥＦＥＭ５０における水平方向の一辺に平行な直線方向であることが好ましいが、ＥＦＥＭ５０の辺に対して斜め方向その他の方向であってもよい。なお、第１ノズル７１は、第１方向に沿って連続的に形成されるスリット状の第１開口を有していてもよく、この場合、第１開口が形成される第１の方向に沿う長さＬ１は、スリット状の第１開口の一端から他端までの長さで表される。
図１に示すように、第２ノズル７２は、第１の方向に平行な方向（図１におけるＸ軸に平行な方向）に沿って延びており、第１の方向に平行な方向に沿って断続的に形成される複数の第２開口７２ａを有している。第２ノズル７２は、置換ガス供給源７８から供給された窒素ガスを、第１開口７１ａから放出する。ＥＦＥＭ５０の第２ノズル７２は、第２室６４に配置されているため、第２ノズル７２は、窒素ガスを第２室６４に放出する。第２ノズル７２は、第２室６４の天井部、または第２室６４と第１室５４とを接続する第１連通部５８の近くに配置されるとが好ましいが、第２室６４内であれば特に限定されない。
第２ノズル７２は、第１の方向に平行な方向に沿って形成されているが、その方向に沿って第２開口７２ａが形成される長さＬ３（一方の端部の第２開口７２ａの一端から、他方の端部の第２開口７２ａの他端までの長さ）は、特に限定されない。たとえば、第２開口７２ａが形成される長さＬ３は、第２室６４にまんべんなく窒素を供給する観点から、図１に示す第２室６４における第２進行領域６４ａの第１方向に平行な方向に沿う長さＬ４の３分の１以上であることが好ましく、半分以上であることがさらに好ましい。また、第２開口７２ａが形成される長さＬ３は、第１開口７１ａが形成される長さＬ１と同じであってもよい。なお、第２ノズル７２は、第１方向に平行な方向に沿って連続的に形成されるスリット状の第２開口を有していてもよく、この場合、第２開口が形成される第１の方向に平行な方向に沿う長さＬ３は、スリット状の第２開口の一端から他端までの長さで表される。
図２に示すように、ＥＦＥＭ５０は、第１ノズル７１と同様に第１室５４に配置される第３ノズル７３と、第２ノズル７２と同様に第２室６４に配置される第４ノズル７４とを有する。第３ノズル７３は、第１ノズル７１と平行であって同じ高さに位置するように、また、第１ノズル７１に対して、第１の方向に垂直な方向（Ｙ軸に平行な方向）に所定の間隔Ｌ５を空けて配置される。第３ノズル７３は、第１の方向に平行な方向（図１におけるＸ軸に平行な方向）に沿って延びており、第１の方向に平行な方向に沿って断続的に形成される複数の第３開口７３ａを有している。
第３ノズル７３は、第１の方向に平行な方向に沿って形成されるが、その方向に沿って第３開口７３ａが形成される長さは、第１開口７１ａが形成される長さＬ１と同様である。また、第１ノズル７１と第３ノズル７３との間隔Ｌ５は、特に限定されないが、ＥＦＥＭ５０にまんべんなく窒素を供給する観点から、図１に示す第１室５４の第１方向に垂直な方向（Ｙ軸に平行な方向）に沿う長さの３分の１以上であることが好ましく、半分以上であることがさらに好ましい。また、第３開口７３ａの形状についても、第１方向に平行な方向に沿って連続的に形成されるスリット状であってもよい。
図２に示すように、第４ノズル７４は、第２ノズル７２と平行であって同じ高さに位置するように、また、第２ノズル７２に対して、第１の方向に平行な方向に垂直な方向（Ｙ軸に平行な方向）に所定の間隔Ｌ６を空けて配置される。第４ノズル７４は、第１の方向に平行な方向（図１におけるＸ軸に平行な方向）に沿って延びており、第１の方向に平行な方向に沿って断続的に形成される複数の第４開口７４ａを有している。
第４ノズル７４は、第１の方向に平行な方向に沿って形成されるが、その方向に沿って第４開口７４ａが形成される長さは、第２開口７２ａが形成される長さＬ２と同様である。また、第２ノズル７２と第４ノズル７４との間隔Ｌ６は、特に限定されないが、ＥＦＥＭ５０にまんべんなく窒素を供給する観点から、図１に示す第２室６４における第２進行領域６４ａの第１方向に平行な方向に垂直な方向（Ｙ軸に平行な方向）に沿う長さの３分の１以上であることが好ましく、半分以上であることがさらに好ましい。また、第４開口７４ａの形状についても、第１方向に平行な方向に沿って連続的に形成されるスリット状であってもよい。
図１に示すように、第１室５４は、第２室６４の上方に接続しており、第１室５４は、第２室６４の直上に配置されている。第１室５４の広さは、特に限定されないが、たとえば、図２に示す例では、第１室５４の高さ方向の長さは、下方にある第２室６４より短く、第１室５４の上方からの投影面積は、下方にある第２室６４と同じである。第１室５４の空間を第２室６４の空間より狭くすることで、効率的にフィルタ６２に置換ガスや乾燥空気を送ることができるとともに、ＥＦＥＭ５０のサイズが大きくなることを防止できる。
図１に示すように、第２室６４は、第１室５４の下方に接続している。第２室６４は、第２室６４の酸素濃度を測定する酸素濃度計６６を備える。また、第２室６４には、圧力計など他の計測器が備えられていてもよく、メンテナンス時等に人が出入り可能な開放ドア（不図示）が備えられてもよい。
図１に示すように、第２室６４は、ウエハ等を搬送する領域である第２進行領域６４ａと、リターンダクトで構成される第２戻り領域６４ｂとを有する。第２進行領域６４ａと第２戻り領域６４ｂとは、水平方向に並べて配置されており、いずれも第１室５４の下方に接続している。第２進行領域６４ａと第２戻り領域６４ｂとは、第２室６４の天井部分から下方に延びる中間壁６９によって仕切られている。中間壁６９の下方には、第２進行領域６４ａと第２戻り領域６４ｂの互いの下部を繋ぐ下部連通部６７が形成されており、第２戻り領域６４ｂは、第２進行領域６４ａに対して、下部連通部６７を介して連通している。
図１に示すような循環気流の形成時には、第２室６４の第２進行領域６４ａには下降気流が生じ、第２戻り領域６４ｂには上昇気流が生じる。また、第１室５４は、第２進行領域６４ａの上方に接続する第１進行領域５４ａと、第２戻り領域６４ｂの上方に接続する第１戻り領域５４ｂを有している。図１において矢印９０で示されるように、循環気流は、第１進行領域５４ａ、第２進行領域６４ａ、第２戻り領域６４ｂ、第１戻り領域５４ｂ、第１進行領域５４ａ・・・の順番で、第１室５４と第２室６４とを循環する。
図１に示すように、第１室５４と第２室６４とは、第１連通部５８と第２連通部６５とを介して接続されている。第１連通部５８では、循環気流の形成時に、第１室５４から第２室６４へ向かう気流（下降気流）が生じる。第１連通部５８には、第１室５４と第２室６４との間で循環気流を形成する気流形成部６０と、フィルタ６２が設けられている。
気流形成部６０は、送風ファン６１及び送風ファン６１を駆動する駆動部を有しており、図示しない制御部からの制御を受けて送風ファン６１を回転させ、図１に示す循環気流をＥＦＥＭ５０の内部に形成する。気流形成部６０は、第２室６４の第２進行領域６４ａにダウンフローを形成することにより、第２室６４内に浮遊するパーティクルを低減させ、第２室６４における第２進行領域６４ａの清浄度を高めることができる。また、気流形成部６０は、さらに第２室６４の第２戻り領域６４ｂを上昇したのち第２連通部６５を通過して第１室５４に戻り、さらに第１室５４の第１戻り領域５４ｂ及び第１進行領域５４ａを通って第１連通部５８に戻る循環気流を形成することにより、通常運転中においてＥＦＥＭ５０に補充される窒素ガスの消費量を抑制することができる。
フィルタ６２は、第１室５４及び第２室６４内の気体に含まれるパーティクルや、所定の成分を除去することにより、ＥＦＥＭ５０内の清浄度を高める。フィルタ６２としては、たとえばパーティクル除去フィルタとケミカルフィルタとを組み合わせたものが挙げられるが、特に限定されない。第１連通部５８に備えられる気流形成部６０とフィルタ６２は、気流形成部６０の送風ファン６１とフィルタ６２とが一体となったファンフィルタユニット（ＦＦＵ）であってもよく、気流形成部６０とフィルタ６２とが別体であってもよい。気流形成部６０とフィルタ６２とが別体である場合、たとえば気流形成部６０の送風ファン６１は、第１室５４の天井部等に配置することができる。
ＥＦＥＭ５０において、気流形成部６０は、第１連通部５８にフィルタ６２と並んで設けられている。さらに、第１室５４に配置されている第１ノズル７１と、第２室６４に配置されている第２ノズル７２とは、気流形成部６０及びフィルタ６２を上下方向から挟むように配置されている。気流形成部６０及びフィルタ６２を上下に挟んで窒素ガスを放出するノズル７１、７２を配置することにより、フィルタ６２の通気抵抗による窒素ガス濃度の偏りが生じ難く、また、フィルタ６２の周辺を窒素ガスで満たすことにより、フィルタの汚染を防止することができる。
図１に示すように、第２連通部６５では、循環気流の形成時に、第２室６４から第１室５４へ向かう気流（上昇気流）が生じる。第２連通部６５には、第２連通部６５の通気状態を変更する通気状態変更部（不図示）が設けられていてもよい。たとえば、通気状態変更部は、第２連通部６５を介して第２室６４から第１室５４へ気体が移動可能な状態と、第２連通部６５を介して第２室６４から第１室５４へ気体が移動できない状態とで、第２連通部６５の通気状態を切り換え可能なバルブを有する。
気体排出部６８は、第１室５４または第２室６４から気体を排出する。図１に示す気体排出部６８は、第２室６４の第２戻り領域６４ｂに接続しており、第２室６４の気体を第２室６４から排出する。気体排出部６８からは、窒素ガス導入前にＥＦＥＭ５０内に存在していた空気や、第１〜第４ノズル７１〜７４を通過してＥＦＥＭ５０内に導入された窒素ガスや、メンテナンス時に開放ドアその他からＥＦＥＭ５０内に流入した工場内の空気等が排出される。図１に示す循環気流の形成時には、気体排出部６８からの気体の排出は停止されていてもよく、また、第１〜第４ノズル７１〜７４からのガスの供給量に相当する量の気体を、気体排出部６８から排出してもよい。
気体排出部６８の第２室６４への接続位置は、第２開口７２ａおよび第４開口７４ａより低い位置であり、ＥＦＥＭ５０では、低い位置にある気体排出部６８から第２室６４の気体を排出する。ただし、気体排出部６８は、第２連通部６５の近傍で第２室６４または第１室５４に接続していてもよい。また、本実施形態に係る気体排出部６８は、ファンのような送風手段を有しない自然排気機構であるが、気体排出部６８としては、送風手段を有する強制排出機構であってもよい。
図６は、図１に示すＥＦＥＭ５０のガス置換方法の一例を表すフローチャートである。ステップＳ００１では、図６に示す一連のガス置換が開始される。ＥＦＥＭ５０のガス置換は、例えば、ＥＦＥＭ５０の通常運転を開始する前や、ＥＦＥＭ５０のメンテナンスの終了後に、ＥＦＥＭ５０の通常運転を再開する前に行われる。図２に示すＥＦＥＭ５０のガス置換方法が始まる前、ＥＦＥＭ５０の第１室５４及び第２室６４は、空気で満たされた状態である。
図６に示すステップＳ００２では、図１に示す第１室５４と第２室６４との間で循環気流を形成する気流形成部６０の駆動を調整する気流調整ステップが行われる。具体的には、図示しない制御部が気流形成部６０の駆動を停止することにより、気流形成部６０の送風ファン６１の回転が停止し、送風ファン６１による循環気流の形成を停止する。
図６に示すステップＳ００３では、図１に示す第１ノズル７１を用いてＥＦＥＭ５０内に窒素ガスを放出する第１放出ステップと、第２ノズル７２を用いてＥＦＥＭ５０内に窒素ガスを放出する第２放出ステップと、を開始する。第１放出ステップは、置換ガス供給源７８から供給された窒素ガスを、第１開口７１ａから第１室５４に放出する。また、第１放出ステップでは、第１ノズル７１の第１開口７１ａから窒素ガスを放出するだけでなく、第３ノズル７３（図２参照）の第３開口７３ａからも、窒素ガスを第１室５４に放出する。
また、第２放出ステップは、置換ガス供給源７８から供給された窒素ガスを、第２開口７２ａから第２室６４に放出する。また、第２放出ステップでは、第２ノズル７２の第２開口７２ａから窒素ガスを放出するだけでなく、第４ノズル７４（図２参照）の第４開口７４ａからも、窒素ガスを第２室６４に放出する。
図６に示すガス置換方法では、第１放出ステップと第２放出ステップとは同時に行われるが、第１放出ステップと第２放出ステップとは、時間をずらして開始又は終了されてもよく、また、いずれか一方が断続的に行われてもよい。
図６に示すステップＳ００４では、第２室６４から第２室６４の気体を排出する排出ステップを開始する。排出ステップは、第１および第２放出ステップの開始によってＥＦＥＭ５０内に窒素ガスが導入され、これに伴いＥＦＥＭ５０内の気体の一部が気体排出部６８へ流出することにより、第１および第２放出ステップの開始に連動して開始される。なお、気体排出部６８が第１室５４に接続しているＥＦＥＭでは、排出ステップにおいて第１室５４から気体が放出される。
図６に示すステップＳ００５では、第２室６４の酸素濃度計６６を用いて、ＥＦＥＭ５０内（第２室６４）の酸素濃度を計測し、ＥＦＥＭ５０内の酸素濃度が所定値以下となったか否かを判断する。ステップＳ００５では、計測されたＥＦＥＭ５０内の酸素濃度が所定値を上回る場合には、第１および第２放出ステップを継続する。これに対して、ステップＳ００５において、計測されたＥＦＥＭ５０内の酸素濃度が所定値以下である場合には、ステップＳ００６へ進み、第１および第２放出ステップを停止する。
図６に示すステップＳ００６では、ステップＳ００３で開始した第１および第２放出ステップを停止する。ステップＳ００６では、図１及び図２に示す第１〜第４開口７１ａ〜７４ａからの窒素ガスの放出を、全て停止することにより、ＥＦＥＭ５０内への窒素ガスの放出を停止する。ただし、ステップＳ００６では、上述のように窒素ガスの放出を完全に停止するのではなく、第１〜第４開口７１ａ〜７４ａからの窒素ガスの放出量を減少させてもよい。この場合、第１〜第４ノズル７１〜７４のうち一部のノズルからの窒素の放出を継続し、他の一部のノズルからの窒素の放出を停止してもよく、また、第１〜第４開口７１ａ〜７４ａからの窒素ガスの放出量を全体的に減少させてもよい。
図６に示すステップＳ００７では、ステップＳ００４で開始した排出ステップを停止する。ステップＳ００６において窒素ガスの放出を全て停止した場合は、図１に示す気体排出部６８からの気体の排出も完全に停止することが好ましい。ただし、ステップＳ００６において、第１〜第４開口７１ａ〜７４ａからの窒素ガスの放出量（単位時間あたり）を減少させた場合は、ステップＳ００７において、気体排出部６８からの排出量（単位時間あたり）を減少させてもよい。
図６に示すステップＳ００８では、図１に示す第１室５４と第２室６４との間で循環気流を形成する気流形成部６０の駆動を開始（再開）する。具体的には、図示しない制御部が気流形成部６０の駆動を開始（再開）することにより、気流形成部６０の送風ファン６１が回転し、送風ファン６１による循環気流の形成が行われる。
ステップＳ００９では、ＥＦＥＭ５０は、一連のガス置換を終了する。図６に示すガス置換が終了した後、ＥＦＥＭ５０は、第２室６４内でウエハの搬送等を行う通常運転を行うことができる。
以上のように、図１に示す第１ノズル７１、第２ノズル７２を有するＥＦＥＭ５０は、第１ノズル７１と第２ノズル７２の双方から置換ガスを放出することが可能である。また、第１及び第２ノズル７１、７２が有する第１及び第２開口７１ａ、７２ａは、第１の方向又はこれに平行な方向に沿って断続的又は連続的に形成されているため、このようなノズル７１、７２を有するＥＦＥＭ５０は、ＥＦＥＭ５０内の広い範囲に、置換ガスを排出する開口７１ａ、７２ａを配置することができ、ＥＦＥＭ５０の第１室５４及び第２室６４における置換ガスの濃度を、従来よりも均一に、かつ効率よく高めることができる。また、第１ノズル７１及び第２ノズル７２に加えて、第３ノズル７３及び第４ノズル７４を併せて用いることにより、ＥＦＥＭ５０の第１室５４及び第２室６４における窒素ガスの濃度を効率よく高め、ガス置換に要する時間を短縮することができる。
また、ＥＦＥＭ５０は、第１室５４に置換ガスを放出する第１ノズル７１だけでなく、第２室６４に置換ガスを放出する第２ノズル７２を有するため、ＥＦＥＭ５０の第１室５４及び第２室６４における置換ガスの濃度を、従来よりも均一に高めることができる。たとえば、図１に示すＥＦＥＭ５０では、フィルタ６２が設けられる第１連通部５８からの気流が向かい難い第２室６４のコーナー部分などにも、第２ノズルを用いて窒素ガスを効果的に導くことができる。したがって、ＥＦＥＭ５０は、第２室６４の窒素ガス濃度を従来よりも効率よく高め、ガス置換に要する時間を短縮することができる。
また、ＥＦＥＭ５０では、図６に示す置換方法のように、気流形成部６０の駆動を停止して窒素ガスの放出を行うことにより、気流形成部６０の駆動を継続しながら窒素ガスの放出を行う場合に比べて、短時間で第２室６４の窒素ガス濃度を高めることができる。図７は、ＥＦＥＭ５０において気流形成部６０の駆動を停止してガス置換を行った場合と、気流形成部６０の駆動を継続してガス置換を行った場合におけるガス放出時間とＥＦＥＭ５０内の酸素濃度の低下の関係を示すグラフである。
図７において、破線（放出量３００リットル／分）および細破線（放出量６００リットル／分）で示されるグラフは、気流形成部６０の駆動を継続してガス置換を行った結果を表している。これに対して、実線（放出量３００リットル／分）および細実線（放出量６００リットル／分）で示されるグラフは、気流形成部６０の駆動を停止してガス置換を行った結果を表している。図７から理解できるように、ＥＦＥＭ５０によるガス置換では、ノズルからのガス放出量が同じであれば、気流形成部６０の駆動を停止してガス置換を行った方が、酸素濃度が１％より低い所定濃度に、より速く到達できる。これは、気流形成部６０の駆動を継続したままガスの放出を行うと、導入された窒素と酸素を含む空気とが攪拌され、酸素の排出効率が低下するのに対して、気流形成部６０の駆動を停止してガス置換を行う場合はこのような問題を防止することができ、酸素を含む空気を効率的に排出できるためであると考えられる。
また、ＥＦＥＭ５０は、複数の第１〜第４ノズル７１〜７４を有しており、ＥＦＥＭ５０内の広い範囲に窒素ガスを放出することができるため、気流形成部６０の駆動を停止してガス置換を行ってもＥＦＥＭ５０内にまんべんなく窒素ガスを届けることが可能であり、効率的にガス置換を行うことができるものと考えられる。
以上のように、実施形態を示して本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、他の多くの実施形態や変形例を含むことは言うまでもない。たとえば、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第２実施形態に係るＥＦＥＭに用いられる第１ノズル２７１及び第２ノズル２７２およびこれを接続する配管２７５、３７５を表す概略図であり、実施形態に係るＥＦＥＭ５０の図２（ａ）及び図２（ｂ）に対応する。
第２実施形態に係るＥＦＥＭが有する第１ノズル２７１は、水平方向の２方向であるＸ軸およびＹ軸方向に沿って面状に配列された複数（４つ以上）の第１開口２７１ａを有している。また、第２ノズル２７２も、第１ノズル２７１と同様に、水平方向の２方向であるＸ軸およびＹ軸方向に沿って面状に配列された複数（４つ以上）の第２開口２７２ａを有している。第１ノズル２７１は上方の第１室５４に配置され、第２ノズル２７２は下方の第２室６４に配置される。
第１ノズル２７１及び第２ノズル２７２と置換ガス供給源７８（図１参照）とを接続する配管２７５、３７５の形状は特に限定されず、図４（ａ）に示す配管２７５のように、第１ノズル２７１及び第２ノズル２７２と同じＹ軸方向の幅を有していてもよく、図４（ｂ）に示す配管３７５のように、第１ノズル２７１及び第２ノズル２７２より狭いＹ軸方向の幅を有していてもよい。このような第１ノズル２７１及び第２ノズル２７２を有するＥＦＥＭも、第１実施形態に係るＥＦＥＭ５０と同様の効果を奏する。
図４は、本発明の第３実施形態に係るＥＦＥＭ４５０の概略図であり、図５はＥＦＥＭ４５０に含まれる第１ノズル７１及び第２ノズル４７２を表す概略図である。ＥＦＥＭ４５０は、第１ノズル７１及び第２ノズル４７２がいずれも第１室５４に配置されており、図１に示す第２ノズル７２又は第４ノズル７４のように第２室６４において窒素を放出するノズルを有しない点でＥＦＥＭ５０と異なるが、その他の点ではＥＦＥＭ５０と同様である。ＥＦＥＭ４５０の説明では、ＥＦＥＭ５０との相違点のみ説明し、ＥＦＥＭ５０と共通の要素については、図１及び図２と同様の符号を付して説明を省略する。
図２に示すように、ＥＦＥＭ４５０の第２ノズル４７２は、第１の方向に平行な方向（図１におけるＸ軸に平行な方向）に沿って延びており、第１の方向に平行な方向に沿って断続的に形成される複数の第２開口４７２ａを有している。第１ノズル７１と第２ノズル４７２とは、配管４７５を介して置換ガス供給源７８に接続されており、第２ノズル４７２は、第１ノズル７１と同様に、置換ガス供給源７８から供給された窒素ガスを、第２開口４７２ａから放出する。第２ノズル４７２は、第１ノズル７１と同じ高さに位置するように第１室５４に配置されており、窒素ガスを第１室５４に放出する。
第３実施形態に係るＥＦＥＭ４５０も、第１実施形態に係るＥＦＥＭ５０と同様に、ＥＦＥＭ４５０における第１室５４内の広い範囲に、置換ガスを排出する開口７１、４７２を配置することができ、ＥＦＥＭ４５０内の置換ガスの濃度を、従来よりも均一に、かつ効率よく高めることができる。
また、実施形態で説明したガス置換は、メンテナンス等から通常運転を再開する時だけでなく、通常運転中に第２室６４内の窒素濃度を高めたい場合など、通常運転中に行うことも可能である。
５０、４５０…ＥＦＥＭ
５４…第１室
５４ａ…第１進行領域
５４ｂ…第１戻り領域
５８…第１連通部
６０…気流形成部
６１…送風ファン
６２…フィルタ
６４…第２室
６４ａ…第２進行領域
６４ｂ…第２戻り領域
６５…第２連通部
６６…酸素濃度計
６７…下部連通部
６８…気体排出部
６９…中間壁
７１、２７１…第１ノズル
７１ａ、２７１ａ…第１開口
７２、２７２、４７２…第２ノズル
７２ａ、２７２ａ、４７２ａ…第２開口
７３…第３ノズル
７３ａ…第３開口
７４…第４ノズル
７４ａ…第４開口
７５、１７５、２７５、３７５、４７５…配管
７８…置換ガス供給源
９０…矢印
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４…長さ
Ｌ５、Ｌ６…間隔

Claims (4)

  1. 置換ガスを導入可能な第１室と、
    フィルタが設けられており循環気流の形成時に前記第１室から前記置換ガスが流入する第１連通部と、前記循環気流の形成時に前記第１室へ前記置換ガスが流出する第２連通部と、を介して、前記第１室の下方に接続する第２室と、
    前記第１室と前記第２室との間で前記循環気流を形成する気流形成部と、
    前記第１室または前記第２室から気体を排出する気体排出部と、
    前記第１室に配置されており、少なくとも水平方向である第１の方向に沿って断続的又は連続的に形成される第１開口を有しており、置換ガス供給源から供給された前記置換ガスを前記第１開口から前記第１室に放出する第１ノズルと、
    前記第１の方向に平行な方向に沿って断続的又は連続的に形成される第２開口を有しており、前記置換ガス供給源から供給された前記置換ガスを前記第２開口から放出する第２ノズルと、を有し、
    前記第２ノズルは前記第２室に配置されており、前記置換ガスを前記第２室に放出することを特徴とするＥＦＥＭ。
  2. 前記気流形成部は、前記第１連通部に前記フィルタと並んで設けられており、
    前記第１室に配置されている前記第１ノズルと、前記第２室に配置されている前記第２ノズルとは、前記気流形成部及び前記フィルタを上下方向から挟むように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のＥＦＥＭ。
  3. 第１室に配置されており、少なくとも水平方向である第１の方向に沿って断続的又は連続的に形成される第１開口を有する第１ノズルを用いて、置換ガス供給源から供給された置換ガスを前記第１開口から前記第１室に放出する第１放出ステップと、
    前記第１の方向に平行な方向に沿って断続的又は連続的に形成される第２開口を有する第２ノズルを用いて、前記置換ガス供給源から供給された前記置換ガスを前記第２開口から放出する第２放出ステップと、
    フィルタが設けられており循環気流の形成時に前記第１室から前記置換ガスが流入する第１連通部と、前記循環気流の形成時に前記第１室へ前記置換ガスが流出する第２連通部と、を介して、前記第１室の下方に接続する第２室、または前記第１室から気体を排出する排出ステップと、
    前記第１室と前記第２室との間で前記循環気流を形成する気流形成部の駆動を調整する気流調整ステップと、
    を有し、
    前記第１放出ステップと、前記第２放出ステップとは、前記気流調整ステップにおいて前記気流形成部の駆動を停止した状態で行われるＥＦＥＭへの置換ガスの導入方法。
  4. 第１室に配置されており、少なくとも水平方向である第１の方向に沿って断続的又は連続的に形成される第１開口を有する第１ノズルを用いて、置換ガス供給源から供給された置換ガスを前記第１開口から前記第１室に放出する第１放出ステップと、
    前記第１の方向に平行な方向に沿って断続的又は連続的に形成される第２開口を有する第２ノズルを用いて、前記置換ガス供給源から供給された前記置換ガスを前記第２開口から放出する第２放出ステップと、
    フィルタが設けられており循環気流の形成時に前記第１室から前記置換ガスが流入する第１連通部と、前記循環気流の形成時に前記第１室へ前記置換ガスが流出する第２連通部と、を介して、前記第１室の下方に接続する第２室、または前記第１室から気体を排出する排出ステップと、
    前記第１室と前記第２室との間で前記循環気流を形成する気流形成部の駆動を調整する気流調整ステップと、
    を有し、
    前記第２ノズルは前記第２室に配置されており、前記第２放出ステップは、前記置換ガスを前記第２室に放出することを特徴とするＥＦＥＭへの置換ガスの導入方法。
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