JP7031131B2 - Ｅｆｅｍ及びｅｆｅｍのガス置換方法 - Google Patents

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のガス置換方法に関する。

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）。

特開２０００－８２７３１号公報

近年では、ＥＦＥＭの内部の清浄度を更に向上させるため、ＥＦＥＭに窒素等の不活性ガスを導入するものが提案されている。このようなＥＦＥＭでは、ミニエンバイロメント内が窒素等の不活性ガス雰囲気となるため、酸化等からウエハを効果的に保護することができる。

しかしながら、窒素を導入するＥＦＥＭは、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、再度内部を窒素ガスで置換する必要がある。このようなＥＦＥＭでは、ＥＦＥＭの内部を窒素に置換するための時間を要するが、半導体工場における装置の休止時間を短縮し、生産効率を向上させるために、ガス置換に要する時間を短縮することが求められている。

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、内部の環境を、ガスで満たされた環境に効率的に置換できるＥＦＥＭ及びＥＦＥＭのガス置換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ＥＦＥＭは、
置換ガスを導入するガス導入部と、
前記ガス導入部から前記置換ガスが流入する流入口を備える第１室と、
前記第１室の下方に接続しており、ウエハを搬送する搬送ロボットが設けられる第２室と、
前記第１室から前記第２室へ向かう下降気流を形成する気流形成部と、
前記第２室から前記第２室の気体を排出するガス排出部と、
前記第１室の圧力が前記第２室の圧力より高くなるように、前記第１室と前記第２室との間に所定の圧力差を形成する差圧形成機構と、
を有する。

本発明に係るＥＦＥＭでは、差圧形成機構が第１室と第２室との間に圧力差を発生させ、第１室の圧力を第２室の圧力より高くする。このようなＥＦＥＭでは、従来のＥＦＥＭに比べて、短時間で第２室を置換ガスに置換することができる。

また、例えば、前記差圧形成機構は、前記第１室と前記第２室とを接続する接続位置に設けられており第１の通気抵抗を有する第１通気抵抗部材を有してもよい。

第１通気抵抗部材を有する差圧形成機構は、置換ガスが第１通気抵抗部材を通過する際の通気抵抗により、第１室と第２室との間に所定の圧力差を形成することができる。

また、例えば、前記気流形成部と前記第１通気抵抗部材は、前記接続位置に上下に並んで設けられていてもよく、
前記置換ガスは、前記気流形成部および前記第１通気抵抗部材を通過して、前記第１室から前記第２室へ流入してもよい。

気流形成部と第１通気抵抗部材とが上下に並んで接続位置に配置されたＥＦＥＭは、気流形成部や第１抵抗部材の着脱が行い易く、メンテナンス性が良好である。また、第１通気抵抗部材と気流形成部とを併設する構造を採用することにより、第１通気抵抗部材を設けることでＥＦＥＭの構造が複雑になる問題を防止できる。

また、例えば、前記ガス排出部は、前記第１の通気抵抗より小さい第２の通気抵抗を有する第２通気抵抗部材を有してもよく、前記第２室の前記気体は前記第２通気抵抗部材を通過して排出されてもよい。

ガス排出部の第２通気抵抗部材の通気抵抗（第２の通気抵抗）を、接続位置に設けられる第１通気抵抗部材の通気抵抗（第１の通気抵抗）より小さくすることにより、第１室と第２室との間に所定の圧力差を形成することができる。

また、例えば、前記差圧形成機構は、前記第２室から前記第２室の気体を強制的に排出する強制ガス排出機構を有してもよい。

強制ガス排出機構を有する差圧形成機構は、強制ガス排出機構により第２室から気体を強制的に排出することにより、第１室と第２室との間に所定の圧力差を形成することができる。

また、本発明に係るＥＦＥＭのガス置換方法は、
ガス導入部から流入口を介して第１室に置換ガスを導入するステップと、
前記第１室の下方に接続しており、ウエハを搬送する搬送ロボットが設けられる第２室に、前記置換ガスを導入するガス導入ステップと、
ガス排出部を介して前記第２室から前記第２室の気体を排出するステップと、
を有するＥＦＥＭのガス置換方法であって、
前記ガス導入ステップでは、前記第１室の圧力が、前記第２室の圧力より高くなることを特徴とする。

このようなＥＦＥＭのガス置換方法によれば、従来のＥＦＥＭに比べて、短時間で第２室を置換ガスに置換することができる。

また、例えば、前記ガス導入ステップでは、
前記第１室と前記第２室とを接続する接続位置に設けられており第１の通気抵抗を有する第１通気抵抗部材を前記置換ガスが通過し、前記第１室から前記第２室へ流入することにより、
前記第１室の圧力を前記第２室の圧力より高くしてもよい。

また、例えば、前記ガス導入ステップでは、
前記第２室から前記第２室の前記気体を強制的に排出する強制ガス排出機構を駆動し、
前記第１室の圧力を前記第２室の圧力より高くしてもよい。

また、例えば、前記ガス導入ステップは、前記第１室の圧力をＰ１、前記第２室の圧力をＰ２、ＥＦＥＭの設置環境の圧力をＰ３とした場合、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３となった状態から開始されてもよい。

このようなガス導入ステップを有するＥＦＥＭのガス置換方法では、従来のＥＦＥＭに比べて、短時間で第２室を置換ガスに置換することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るＥＦＥＭの概略図である。 図２は、図１に示すＥＦＥＭにおける気流形成状態を表す概念図である。 図３は、第２実施形態に係るＥＦＥＭにおける気流形成状態を表す概念図である。 図４は、ＥＦＥＭのガス置換方法の一例を表すフローチャートである。 図５は、実施例１、２および参考例から得られた、第１室と第２室との間に形成された差圧と、置換時間との関係を表すグラフである。

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、本発明の一実施形態に係るＥＦＥＭ５０の概略図である。ＥＦＥＭ５０（イーフェム、Equipment Front End Module）は、半導体工場において、ウエハ１２を搬送するウエハ搬送容器であるフープ２０と、ウエハ１２に対して処理を行う処理室（不図示）との間で、ウエハ１２を搬送するために用いられる装置である。図１に示すように、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２０に収納されたウエハ１２は、第２室６４を通って処理室に搬送される。

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を介して、第２室６４に置換ガスとしての窒素ガスが導入される。フープ２０と処理室との間のウエハ１２の搬送は、第２室６４を窒素ガスで置換した状態で行われる。なお、ＥＦＥＭ５０における窒素ガスの置換については、後ほど詳述する。

ＥＦＥＭ５０は、第１室５４及び第２室６４の他に、ガス導入部４２、気流形成部６０、ガス排出部６８、差圧形成機構７２、ロードポート装置８０、搬送ロボット９０等を有する。

ロードポート装置８０は、第２室６４の壁部に設けられている。ロードポート装置８０は、フープ２０の内部とＥＦＥＭ５０の第２室６４とを接続するための装置であり、フープ２０を載置する載置台８４や、第２室６４の壁部に形成された開口を開閉するドア８６等を有している。

ロードポート装置８０の載置台８４には、工場内に備えられるＯＨＴ（Overhead Hoist Transfer）等を介して、内部にウエハ１２を収納したフープ２０が運ばれる。ロードポート装置８０は、フープ２０の主開口２０ａを、第２室６４に形成された開口に接続し、フープ２０の主開口２０ａを塞ぐ蓋２４とドア８６とを連結した後、蓋２４とドア８６とを第２室６４内に移動させる。このようにして、ロードポート装置８０は、フープ２０の主開口２０ａを開放し、フープ２０と第２室６４とを連通させることができる。

ＥＦＥＭ５０のガス導入部５２は、第１室５４の天井部に設けられている。図２に示すように、ガス導入部５２は、置換ガスである窒素ガスを、第１室５４に導入する。ガス導入部５２には、導入流路５１を介して不図示の窒素ガスタンク等から、窒素ガスが供給される。なお、置換ガスは窒素ガス以外の他の不活性ガスであってもよい。また、図２では、図１に示すロードポート装置８０や搬送ロボット９０については、図示を省略している。

図２に示すように、第１室５４は、第２室６４の上部に接続しており、第１室５４は、第２室６４の直上に配置されている。第１室５４は、ガス導入部５２から窒素ガスが流入する流入口５６を備えており、第１室５４には、ガス導入部５２から窒素ガスが導入される。

第１室５４の広さは、特に限定されないが、たとえば、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、効率的に第１室５４の圧力を上昇させ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。

第１室５４は、第１室５４の圧力を測定する第１圧力計５５を備える。第１圧力計５５の測定値は、図示しない制御部に伝えられる。

図２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。図１に示すように、第２室６４には、ウエハ１２を搬送する搬送ロボット９０が設けられている。搬送ロボット９０は、ウエハ１２を搬送する可動アームを有している。搬送ロボット９０は、可動アームを用いて、第２室６４と連通したフープ２０の主開口２０ａからウエハ１２を取り出し、処理室へ搬送する。また、搬送ロボット９０は、可動アームを用いて、処理の完了したウエハ１２を、処理室からフープ２０へ搬送する。

第２室６４は、第２室６４の圧力を測定する第２圧力計６５と、第２室６４の酸素濃度を測定する酸素濃度計６６とを備える。また、第２室６４の外壁には、ＥＦＥＭ５０の設置環境の圧力Ｐ３を測定するための第３圧力計７８が設けられている。第２圧力計６５、酸素濃度計６６及び第３圧力計７８の測定値は、図示しない制御部に伝えられる。

図２に示すように、ガス排出部６８は、第２室６４の床下に設けられている。ガス排出部６８は、第２室６４から、第２室６４の気体を排出する。ガス排出部６８から排出される第２室６４内の気体には、置換ガスである窒素ガスと、空気との両方が含まれる。本実施形態に係るガス排出部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、ガス排出部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。

ガス排出部６８は、第２の通気抵抗を有する第２通気抵抗部材６９を有している。本実施形態では、第２通気抵抗部材６９は、第２室６４とガス排出部６８とを接続する接続面と同等の面積を有するフィルタ状の部材であり、第２室６４の気体は、第２通気抵抗部材６９を通過して排出される。ガス排出部６８における第２通気抵抗部材６９としては、例えば、繊維質素材フィルタのような繊維質の部材や、焼結体フィルタ、スポンジのような多孔質の部材等が挙げられるが、通気抵抗を生じる他の部材、構造であってもよい。

ガス排出部６８は、気体を排出するための排気流路７１に接続している。排気流路７１内の圧力は、例えば大気圧と同等程度とすることができるが、第２室６４より低圧であればよく、負圧であってもよい。

図２に示すように、気流形成部６０は、第１室５４と第２室６４とを接続する接続位置５８に設けられている。気流形成部６０は、送風ファン６１を有しており、第１室５４から第２室６４へ向かう下降気流を形成する。図２の矢印は、ガス導入部５２から導入され、第１室５４、接続位置５８及び第２室６４を通り、ガス排出部６８から排出される置換ガスの流れを表したものである。図２の矢印が示すように、送風ファン６１は、第２室６４内に窒素ガスの下降気流を形成することができる。

気流形成部６０は、送風ファン６１単独であってもよく、送風ファン６１と他のフィルタとが一体となったファンフィルタユニット（ＦＦＵ）であってもよい。送風ファン６１としては、回転方向に対して傾斜したはねおよびはねを回転するモータを有するものが挙げられるが、特に限定されない。また、送風ファン６１とともにファンフィルタユニットを構成するフィルタとしては、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。

なお、実施形態に係るＥＦＥＭ５０において、気流形成部６０は、第１室５４と第２室６４の間の接続位置５８に配置されているが、気流形成部６０の配置はこれのみに限定されず、たとえば第１室５４の天井等に配置されていてもよい。

図２に示すように、ＥＦＥＭ５０の差圧形成機構７２は、第１の通気抵抗を有する第１通気抵抗部材７３を有する。第１通気抵抗部材７３は、第１室５４と第２室６４とを接続する接続位置５８に設けられており、気流形成部６０と第１通気抵抗部材７３は、接続位置５８に上下に並んで設けられている。図２に示すように、本実施形態のＥＦＥＭ５０では、第１通気抵抗部材７３は、気流形成部６０の上に配置されているが、第１通気抵抗部材７３は、気流形成部６０の下に配置されていてもよい。

第１通気抵抗部材７３の通気抵抗（第１の通気抵抗）は、ガス排出部６８が有する第２通気抵抗部材６９の通気抵抗（第２の通気抵抗）より大きく、第１通気抵抗部材７３の方が第２通気抵抗部材６９より窒素ガス及び空気を通過させにくい。すなわち、ガス排出部６８が有する第２通気抵抗部材６９の通気抵抗は、第１通気抵抗部材７３の通気抵抗より小さい。

また、併設される気流形成部６０がフィルタのような通気抵抗部材を有する場合は、第１通気抵抗部材７３の通気抵抗は、気流形成部６０が有する通気抵抗部材の通気抵抗より大きいことが好ましい。差圧形成機構７２が有する第１通気抵抗部材７３としては、例えば、繊維質素材フィルタのような繊維質の部材や、焼結体フィルタ、スポンジのような多孔質の部材等が挙げられるが、通気抵抗を生じる他の部材、構造であってもよい。

本実施形態では、第１通気抵抗部材７３は、第１室５４と第２室６４とを接続する接続通路と同様の面積を有するフィルタ状の部材であり、気流形成部６０の吸引口を覆うように設けられている。したがって、気流形成部６０の送風ファン６１が回転することにより、第１室５４に導入された窒素ガスは、第１通気抵抗部材７３および気流形成部６０を通過して、第１室５４から第２室６４へ流入する。

このような第１通気抵抗部材７３を有する差圧形成機構７２は、第１通気抵抗部材７３の通気抵抗により、第１室５４と第２室６４との間に所定の圧力差を形成する。また、図２に示すように、窒素ガスは第１室５４へ導入され、第１室５４から第２室６４へと送られるため、第１室５４の圧力が、第２室６４の圧力より高くなる。このようなＥＦＥＭ５０は、従来のＥＦＥＭに比べて、短時間で第２室６４の気体を、空気から窒素ガスへ、置換することができる。

図４は、図２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。ＥＦＥＭ５０のガス置換は、例えばＥＦＥＭ５０のメンテナンスの終了後に行われる。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４に示すステップＳ００１では、図２に示す第１室５４へガスの導入を開始し、ＥＦＥＭを第１状態とする。第１状態では、ガス導入部５２から流入口５６を介して、第１室５４に窒素ガスが導入される。第１状態では、第２室６４に窒素ガスを導入するガス導入ステップは開始していない。ＥＦＥＭ５０は、第１室５４と第２室６４との間に第１通気抵抗部材７３を配置しているため、第１状態では、単位時間あたりに第１室５４に導入される窒素ガスの量が、単位時間あたりに第１室５４から第２室６４へ移動する気体の量を上回り、第１室５４の圧力が上昇する。

第１状態では、第１室５４から第２室６４への気体の移動に伴い、ガス排出部６８を介して第２室６４から気体を排出するステップが開始される。ただし、第１状態において第２室６４から排出される気体の流量は、後述する第２状態より少ない。

図４に示すステップＳ００２では、図２に示す第１室５４に窒素ガスを導入するガス導入ステップを開始し、ＥＦＥＭ５０を第２状態とする。ＥＦＥＭ５０において第１状態を継続すると、第１室５４の圧力が上昇し、第１室５４と第２室６４との間に所定の差圧が形成される。第１室５４と第２室６４との間の差圧が大きくなるのに伴い、第１室５４から第２室６４へ移動する気体の流量が増加し、ＥＦＥＭ５０は第１状態から第２状態へ移行する。なお、ガス導入ステップは、第１圧力計５５で検出される第１室５４の圧力をＰ１、第２圧力計６５で検出される第２室６４の圧力をＰ２、第３圧力計７８で検出されるＥＦＥＭ５０の設置環境の圧力をＰ３とした場合、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３となった状態から開始されることが好ましい。第２室６４の圧力Ｐ２を、ＥＦＥＭ５０の設置環境の圧力Ｐ３より高くすることにより、ＥＦＥＭ５０周辺の空気が第２室６４へ流入し、第２室６４の酸素濃度が上昇する問題を防止できる。

第２状態において、ガス導入部５２から第１室５４へガスを導入するステップは、継続して実施される。第２状態では、単位時間あたりに第１室５４に導入される窒素ガスの量が、単位時間あたりに第１室５４から第２室６４へ移動する気体の量と等しくなり、第１室５４の圧力が略一定となる。

第２状態において、ガス排出部６８を介して第２室６４から気体を排出するステップは、継続して実施される。第２状態では、第１室５４から第２室６４へ移動する気体流量が第１状態より多く、また、第１室５４から第２室６４へ移動する気体は、時間の経過とともに、ほぼ窒素ガスのみとなるため、第２室６４の窒素ガスへの置換が進み、第２室６４の酸素濃度が低下する。

また、ガス排出部６８が有する第２通気抵抗部材６９は、第１通気抵抗部材７３より小さい通気抵抗を有しているため、ＥＦＥＭ５０は、第２状態においても、第１状態と同様に、第１室５４の圧力が第２室６４の圧力より高い状態となる。また、第２状態では、第１室５４の圧力は一定となり、第２室６４の圧力も一定となることにより、第１室５４と第２室６４との間の差圧も一定となる。

図４に示すステップＳ００３では、図２に示す酸素濃度計６６を用いて、第２室６４の酸素濃度を検出する。ステップＳ００４では、ステップＳ００３で検出した酸素濃度が所定の値ｙ以下であるか否かを判断する。酸素濃度が所定の値ｙより大きい場合は、第２状態を継続し、酸素濃度が所定の値ｙ以下である場合は、ステップＳ００５へ進み置換を完了する。

第２室６４の窒素ガス置換が完了すると、ＥＦＥＭ５０は、図１に示すロードポート装置８０を駆動し、第２室６４を介してウエハ１２を搬送することが可能となる。なお、図４に示すガス置換が終了した後も、ＥＦＥＭ５０では、ガス導入部５２、気流形成部６０及びガス排出部６８の動作を継続し、第２室６４を窒素ガス雰囲気に維持する。

以上のように、ＥＦＥＭ５０は、差圧形成機構７２が第１室５４と第２室６４との間に圧力差を発生させることにより、従来のＥＦＥＭに比べて、短時間で第２室６４を、空気から窒素ガスに置換することができる。また、ＥＦＥＭ５０は、気流形成部６０の上に第１通気抵抗部材７３が配置されているため、第１通気抵抗部材７３の着脱が行い易く、メンテナンス性が良好である。

第１実施形態に係るＥＦＥＭ５０の各部材や、ＥＦＥＭ５０の駆動方法は、課題を解決可能な限りにおいて変更することが可能であり、本発明は、他の多くの実施形態や変形例を有することは言うまでもない。たとえば、図４に示す第１状態（ステップＳ００１）から第２状態（ステップＳ００２）への移行は、差圧の形成により自動的に行われても良いが、第１室５４と第２室６４との差圧を検出し、第１室５４と第２室６４との間に所定の差圧が検出されたタイミングで、ＥＦＥＭ５０の制御を切り換えることにより行ってもよい。

たとえば、本発明の変形例に係るガス置換方法では、ＥＦＥＭ５０は、気流形成部６０の送風ファン６１の回転数を、第１状態より高回転とすることにより、ガス導入ステップを開始する。この場合、第１状態では、気流形成部６０の送風ファン６１は、ガス導入ステップが開始された後の第２状態より、低い回転数で回転しているか、又は停止している。

あるいは、本発明の別の変形例に係るガス置換方法では、第１室５４に窒素ガスを導入するガス導入ステップにおいて送風ファン６１の回転を停止することが行われる。すなわち、この別の変形例によると、第２室６４へ窒素ガスが導入される状態において送風ファンが停止していることとなる。変形例に係る窒素ガスの導入においては、ガス導入部５２から流入口５６を介して導入される導入圧力のみによる自然置換とすることにより送風ファンを用いた強制導入よりも短時間でガス置換を行うことが可能である。これは、送風ファンの回転による置換の場合、第２室６４内部で乱流が発生し局所的に置換が達成できない領域が発生しうることに対し、自然置換による置換の場合は乱流が発生し難くなり、均質的な置換が行われるためと考えられる。

また、本発明の変形例に係るＥＦＥＭでは、第１室５４と第２室６４との間に、第１室５４と第２室６４との接続状態を、連通状態と非連通状態とに切り替えるシャッターが設けられていてもよい。このような変形例に係るＥＦＥＭでは、図４に示す第１状態ではシャッターが閉じられており、第１室５４と第２室６４とは非連通状態となる。さらに、第１室５４と第２室６４との間に所定の圧力差を形成したのちにシャッターを開くことにより、第１室５４と第２室６４とを連通状態とし、ガス導入ステップを開始する。

また、図２に示すように、ＥＦＥＭ５０では、第１通気抵抗部材７３は、気流形成部６０の吸引口を覆うように設けられているが、第１通気抵抗部材７３は、気流形成部６０の放出口を覆うように、気流形成部６０の下に配置されていてもよい。また、差圧形成機構７２は、第１通気抵抗部材７３を有するものに限定されず、図３に示す第２実施形態に係るＥＦＥＭ１５０における差圧形成機構１７２のように、強制ガス排出機構１７４を有するものであっても構わない。

図３は、本発明の第２実施形態に係るＥＦＥＭ１５０を表す概略図である。ＥＦＥＭ１５０は、差圧形成機構１７２が強制ガス排出機構１７４を有している点を除き、第１実施形態に係るＥＦＥＭ５０と同様である。したがって、図３に示すＥＦＥＭ１５０については、図２に示すＥＦＥＭ５０との相違点のみ説明を行い、共通点については説明を省略する。

図３に示すＥＦＥＭ１５０の差圧形成機構１７２は、第１通気抵抗部材７３に加えて、強制ガス排出機構１７４を有している。強制ガス排出機構１７４は、ガス排出部６８と排気流路７１との間に設けられる。強制ガス排出機構１７４は、第２室６４から第２室６４の気体を強制的に排気する排気用ファン１７５と、第２室６４からの気体の排出量の調整や、排気流路７１から第２室６４への気体の逆流防止を行うダンパー１７６を有している。

ＥＦＥＭ１５０を用いたガス置換方法では、図４に示す第１状態において、排気用ファン１７５を駆動することにより、第１室５４の圧力を第２室６４の圧力より高くする。これにより、ＥＦＥＭ１５０は、第１室５４と第２室６４との間に差圧を形成し、従来のＥＦＥＭに比べて、短時間で第２室６４を、空気から窒素ガスに置換することができる。なお、ＥＦＥＭ１５０を用いたガス置換方法では、ガス導入ステップ開始後の第２状態において、排気用ファン１７５により強制排出を継続してもよい。また、他の変形例に係るＥＦＥＭでは、強制ガス排出機構１７４を自然ガス排出機構であるガス排出部６８とは別ルートで設けても良く、そのような変形例に係るＥＦＥＭでは、強制ガス排出機構１７４と自然ガス排出機構であるガス排出部６８とを、切換え弁等により切り換えて使用することができる。

以下に、実施例を挙げて本発明に係るＥＦＥＭをさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

実施例１
実施例１では、図２に示すＥＦＥＭ５０を用いて、第１室５４及び第２室６４のガス置換を実施し、ガス置換が完了するまでの所要時間を調査した。第１実施例で用いたＥＦＥＭ５０の詳細条件は以下の通りである。
第１室５４容積：６０Ｌｉｔｔｅｒ
第２室６４容積：７５０Ｌｉｔｔｅｒ
ガス導入部５２流量：１５０ｌ／ｍｉｎ
気流形成部６０：ファンフィルタユニット
第１通気抵抗部材７３：抵抗フィルタ５ｍｍ×３層重ね（アイオン株式会社製 ベルイーターＡシリーズ）
第２通気抵抗部材６９：抵抗フィルタ５ｍｍ×１層重ね（アイオン株式会社製 ベルイーターＡシリーズ）

実施例１では、図４に示す方法でガス置換を行い、第２状態であるガス導入ステップ開始後の第１室５４の圧力ΔＰ１、第２室６４の圧力ΔＰ２を測定し、さらに第１圧力室と第２圧力室との差圧ΔＰｘ＝ΔＰ１－ΔＰ２を算出した。第１室５４の圧力ΔＰ１は、図２に示す第１圧力計５５と第３圧力計７８との差圧の測定結果であり、第２室６４の圧力ΔＰ２は、図２に示す第２圧力計６５と第３圧力計７８との差圧の測定結果である。置換に要した置換時間Ｔは、大気で満たされている第１室５４及び第２室６４に対して、第１室５４への窒素ガスの導入を開始して、第２室６４の酸素濃度（酸素濃度計６６の測定値）が１００ｐｐｍに到達するまでの時間とした。結果を表１に示す。

実施例２
実施例２では、第１通気抵抗部材７３として、実施例１で用いた抵抗フィルタと同様の抵抗フィルタを４枚重ねとしたものを採用したことを除き、実施例１と同様にしてガス置換を行った。結果を表１に示す。

参考例
参考例では、第１通気抵抗部材７３を取り除いたことを除き、第１実施例と同様にしてガス置換を行った。結果を表１に示す。

表１および表１の結果をグラフで表した図５に示すように、実施例１及び実施例２では、第１室５４と第２室６４との間に所定の差圧が形成されているのに対して、参考例では、第１室５４と第２室６４との間にはほとんど差圧が形成されていない。実施例１及び実施例２の置換時間は、参考例に比べて、２５％程度の置換時間の短縮効果が見られた。第１室５４と第２室６４との間に形成される差圧ΔＰｘは、１０Ｐａ以上とすることが好ましいと考えられる。

１２…ウエハ
２０…フープ
２４…蓋
２０ａ…主開口
５０、１５０…ＥＦＥＭ
５１…導入流路
５２…ガス導入部
５４…第１室
５５…第１圧力計
５６…流入口
５８…接続位置
６０…気流形成部
６１…送風ファン
６４…第２室
６５…第２圧力計
６６…酸素濃度計
６８…ガス排出部
６９…第２通気抵抗部材
７１…排気流路
７２、１７２…差圧形成機構
７３…第１通気抵抗部材
１７４…強制ガス排出機構
１７５…排気用ファン
１７６…ダンパー
７８…第３圧力計
８０…ロードポート装置
８４…載置台
８６…ドア
９０…搬送ロボット

Claims (6)

1. ＥＦＥＭであって、
   置換ガスを導入するガス導入部と、
   前記ガス導入部から前記置換ガスが流入する流入口を備える第１室と、
   前記第１室の下方に接続しており、ウエハを搬送する搬送ロボットが設けられる第２室と、
   送風ファンを有し、前記第１室から前記第２室へ向かう下降気流を形成する気流形成部と、
   前記第２室の気体を、前記第１室に循環させることなく、前記第２室から排出するガス排出部と、
   前記第１室の圧力が前記第２室の圧力より高くなるように、前記第１室と前記第２室との間に所定の圧力差を形成する差圧形成機構と、
   制御部と、を有し、
   前記差圧形成機構は、前記第１室と前記第２室とを接続する接続位置に設けられており、第１の通気抵抗を有する第１通気抵抗部材を有し、
   前記ガス排出部は、前記第１の通気抵抗より小さい第２の通気抵抗を有する第２通気抵抗部材を有しており、前記第２室の前記気体は、前記第２通気抵抗部材を通過して排出され、
   前記制御部は、
   前記第１室の圧力をＰ１、前記第２室の圧力Ｐ２、前記ＥＦＥＭの設置環境の圧力をＰ３とした場合に、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３となった状態から、前記置換ガスを前記第１室から前記第２室に導入するガス導入ステップを開始し、
   前記第２室の酸素濃度が所定の値以下となった場合に、前記ガス導入ステップを終了する、
   ように前記ＥＦＥＭのガス置換を制御する
   ことを特徴とするＥＦＥＭ。
2. 前記第２通気抵抗部材は、繊維質の部材で形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のＥＦＥＭ。
3. 前記気流形成部と前記第１通気抵抗部材は、前記接続位置に上下に並んで設けられており、
   前記置換ガスは、前記気流形成部および前記第１通気抵抗部材を通過して、前記第１室から前記第２室へ流入する、ことを特徴とする請求項１または２に記載のＥＦＥＭ。
4. 前記差圧形成機構は、前記第２室から前記第２室の気体を強制的に排出する強制ガス排出機構を有する、ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のＥＦＥＭ。
5. ＥＦＥＭのガス置換方法であって、
   ガス導入部から流入口を介して第１室に置換ガスを導入するステップと、
   前記第１室の下方に接続しており、ウエハを搬送する搬送ロボットが設けられる第２室に、送風ファンにより前記第１室から前記第２室へ向かう下降気流を形成することにより、前記置換ガスを導入するガス導入ステップと、
   ガス排出部を介して前記第２室の気体を、前記第１室に循環させることなく、前記第２室から排出するステップと、
   を有するＥＦＥＭのガス置換方法であって、
   前記第１室の圧力をＰ１、前記第２室の圧力Ｐ２、前記ＥＦＥＭの設置環境の圧力をＰ３とした場合に、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３となった状態から、前記置換ガスを前記第１室から前記第２室に導入する前記ガス導入ステップを開始し
   前記ガス導入ステップでは、前記第１室と前記第２室とを接続する接続位置に設けられており第１の通気抵抗を有する第１通気抵抗部材を前記置換ガスが通過し、前記第１室から前記第２室へ流入するとともに、前記ガス排出部に設けられており前記第１の通気抵抗より小さい第２の通気抵抗を有する第２通気抵抗部材を前記第２室の前記気体が通過し、前記第２室から排出されることにより、前記第１室の圧力が、前記第２室の圧力より高くなり、
   前記第２室の酸素濃度が所定の値以下となった場合に、前記ガス導入ステップを終了することを特徴とする、ＥＦＥＭのガス置換方法。
6. 前記ガス導入ステップでは、
   前記第２室から前記第２室の前記気体を強制的に排出する強制ガス排出機構を駆動し、
   前記第１室の圧力を前記第２室の圧力より高くすることを特徴とする請求項５に記載のＥＦＥＭのガス置換方法。
   
   

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