JP7295384B2 - 基板収納容器管理システム、ロードポート、基板収納容器管理方法 - Google Patents

基板収納容器管理システム、ロードポート、基板収納容器管理方法 Download PDF

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Description

本発明は、ウェーハが収納可能な容器（基板収納容器）の劣化情報を管理する基板収納容器管理システム、及び基板収納容器管理システムに適用可能なロードポート、さらには基板収納容器管理方法に関する。
半導体の製造工程においては、歩留まりや品質の向上のため、クリーンルーム内でウェーハの処理がなされている。近年では、ウェーハの周囲の局所的な空間についてのみ清浄度をより向上させる「ミニエンバイロメント方式」を取り入れ、ウェーハの搬送その他の処理を行う手段が採用されている。ミニエンバイロメント方式では、筐体の内部で略閉止されたウェーハ搬送室（以下「搬送室」）の壁面の一部を構成するとともに、高清浄な内部空間にウェーハが収納された容器であるＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）を載置し、ＦＯＵＰのドア（以下「ＦＯＵＰドア」）に密着した状態で当該ＦＯＵＰドアを開閉させる機能を有するロードポート（Load Port）が搬送室に隣接して設けられている。
ロードポートは、搬送室との間でウェーハの出し入れを行うための装置であり、搬送室とＦＯＵＰの間におけるインターフェース部として機能する。そして、ＦＯＵＰドアに係合可能であってＦＯＵＰドアを開閉させるロードポートのドア（以下「ロードポートドア」）を開放すると、搬送室内に配置された搬送ロボット（ウェーハ搬送装置）によって、ＦＯＵＰ内のウェーハを搬送室内に取り出したり、ウェーハを搬送室内からＦＯＵＰ内に収納できるように構成されている。
そして、半導体の製造工程では、ウェーハ周辺の雰囲気を適切に維持するために、上述のＦＯＵＰと呼ばれる格納ポッドが用いられ、ＦＯＵＰの内部にウェーハを収容して管理している。特に近年では素子の高集積化や回路の微細化が進められており、ウェーハ表面へのパーティクルや水分の付着が生じないように、ウェーハ周辺を高いクリーン度に維持することが求められている。そこで、ウェーハ表面が酸化するなど表面の性状が変化することがないように、ＦＯＵＰの内部に窒素ガスを充填して、ウェーハ周辺を不活性ガスである窒素雰囲気としたり、真空状態にする処理（パージ処理）も行われている。
ところで、ＦＯＵＰは、内部に埃や処理工程で使用された不純物が滞留するため、定期的に温水洗浄が行われて再利用される。この温水洗浄が繰り返されることにより、樹脂製のＦＯＵＰは徐々に変形していく。このようなＦＯＵＰの変形によって気密性が低下することで、ＦＯＵＰに対する気体の流入・漏出（リーク）が問題となる。例えば、ＦＯＵＰ本体のうちＦＯＵＰドアによって開閉可能な搬出入口に歪みが生じた場合、ＦＯＵＰドアによる気密性が低下する。その結果、ＦＯＵＰ内の気体を窒素ガスに置き換えるパージ処理を実施した後に、ОＨＴ等による搬送中にＦＯＵＰ内の窒素ガスがＦＯＵＰ外に漏れ出たり、周囲の大気がＦＯＵＰ内に流入し易い状況になり、ＦＯＵＰ内の酸素濃度が上昇するという問題が生じる。
このような問題に対処すべく、ＦＯＵＰの形状をＦＯＵＰ毎に測定することによってＦＯＵＰの劣化の程度を判定する手法（以下「前者の手法」）や、予め設定した所定の使用回数や使用期間を越えたＦＯＵＰを一律に交換する手法（以下「後者の手法」）が考えられる。
しかしながら、前者の手法は、ＦＯＵＰの形状を１つずつ測定する必要があるため、このような形状測定を実施する時間を、半導体の製造工程中、または半導体の製造工程の前後の適宜のタイミングで確保する必要があるため、時間が掛かり、非効率的である。また、後者の手法であれば、交換が必要な程度にまで劣化していないＦＯＵＰを交換してしまう事態が生じ、ＦＯＵＰの新規購入に要するコストが必要以上に多くなったり、所定の使用回数や使用期間に達する前に変形の程度が大きくなったＦＯＵＰを所定の使用回数や使用期間に達するまで使用し続けることによって、ＦＯＵＰに対する気体の流入・漏出（リーク）が発生し得ることがある。
そもそもＦＯＵＰの変形は少しずつ進行するために、劣化による交換時期をＦＯＵＰ毎に正確に把握することは困難であり、後者の手法のようなＦＯＵＰの個体差を無視した交換手法であれば、非効率的であり、不要な交換費用が発生したり、ＦＯＵＰに対して気体が流入・漏出（リーク）する事態を未然に防止できる確率が高くないと考えられる。
そこで、基板収納容器に設けられてその使用状態を検出する検出手段と、基板収納容器に設けられてその検査点検時期を判断する小型の無線通信手段と、検査点検時期の基板収納容器を検査点検する検査点検装置と、無線通信手段による基板収納容器の検査点検時期の判断結果と検査点検装置による基板収納容器の検査点検結果のいずれかの結果に応じた内容を報知する報知手段とを備え、無線通信手段が、少なくとも検出手段の検出値と基板収納容器に関する検査点検値とを演算処理部により比較し、この比較結果により、基板収納容器の検査点検時期を判断する管理システムが案出されている（特許文献１参照）。
このような管理システムによれば、基板収納容器に設けた検出手段によって当該基板収納容器の使用状態を検出し、検出値の出力先である無線通信手段において、検出値と基板収納容器に関する閾値とを比較し、その結果、検出値が閾値未満であったり、閾値に近付いていない場合には、基板収納容器をそのまま継続して使用可能であると判断する一方、検出値が閾値に近付いたり、閾値を越えた場合には、基板収納容器の性能や品質が低下し、基板収納容器の使用限度が近いと判断し、基板収納容器の交換品を選定することが可能であると前記特許文献１には記載されている。
特開２０１７－２１２３２２号公報
しかしながら、特許文献１記載の管理システムであれば、基板収納容器であるＦＯＵＰにセンサ及び通信手段（以下「センサ等の機器類」）を設けることが必須であるため、ＦＯＵＰにセンサ等の機器類を取り付ける作業が必要になることに加えて、ＦＯＵＰ毎にセンサ用の電源を実装することも要求される。したがって、特許文献１に記載のシステムを実現するためには、基板収納容器として現在使用されている一般的なＦＯＵＰを用いることができず、新たなＦＯＵＰに全て変更する必要がある。半導体製造ラインでは大量のＦＯＵＰが既に広く使用されており、その全数を交換して同文献の管理システムを採用することはユーザにとって負担が大きく、製造現場に導入され難いと考えられる。
さらに、大量のＦＯＵＰにそれぞれ付与されたセンサ等の機器類を個別にメンテナンスする作業は膨大な労力を要し、ＦＯＵＰを温水洗浄する際の熱や浸水によるセンサ等の機器類の故障にも留意する必要があり、センサ等の機器類を正常な状態で使用するための事前準備やメンテナンスを万全に行うことは困難である。そして、センサ等の機器類の事前準備やメンテナンスが不十分であれば、センサによる正確な検出処理ができなかったり、不安定な無線通信状態に陥り、交換対象となるＦＯＵＰを適切に選定することができず、本来であれば交換対象となるＦＯＵＰを使用することによって、ＦＯＵＰに対する気体の流入・漏出（リーク）が発生し、ＦＯＵＰ内のウェーハの表面が酸化されるという問題も生じ得る。このような問題は、ＦＯＵＰ以外の基板収納容器であっても同様に生じ得る。
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、ＦＯＵＰ等の基板収納容器内に収容されるウェーハの表面が酸化されることを抑制すべく、使用に伴う劣化等に起因する基板収納容器の交換時期を予測可能な基板収納容器管理システムを、センサ等の機器類を設けたＦＯＵＰではなく、現在、汎用的に用いられているＦＯＵＰを適用して実現することである。なお、本発明は、ＦＯＵＰ以外の基板収納容器であっても対応可能な技術である。
本発明に係る基板収納容器管理システムは、基板収納容器に対して基板を出し入れ処理可能であり、前記基板収納容器に付された個体識別用ＩＤを読み取り可能なＩＤ読取手段と、前記基板収納容器の状態を直接または間接的に検出するセンサと、を有するロードポートと、前記ＩＤ読取手段で読み取った前記個体識別用ＩＤと前記センサで検出したセンサ値とを相互に紐付ける紐付け手段と、前記紐付け手段で紐付けたデータを蓄積するデータベースと、前記データベース内の前記データを解析して前記個体識別用ＩＤ毎の前記基板収納容器の状態を出力するデータ処理部と、を備えることを特徴とする。
ここで、個体識別用ＩＤは、個々の基板収納容器を識別するためのものであり、ロードポートに設けたセンサの検出値に関してどの基板収納容器から取得したものなのかを判断するためのものである。なお、個体識別用ＩＤに基板収納容器の経年劣化などに関するデータは書き込まれない。「基板収納容器の状態を直接または間接的に検出するセンサ」は、基板収納容器の劣化（変形）を示す情報を検出可能なセンサであればよく、例えば、基板収納容器内を窒素ガス等の適宜の気体に置換するパージ処理時において基板収納容器のポートを通じて基板収納容器内から基板収納容器外に排気される気体（排気ガス）の圧力を検出するセンサや、基板収納容器内におけるウェーハ位置を検出するマッピングセンサ等を挙げることができる。このような排気ガスの圧力センサ値や、マッピングセンサの検出値から基板収納容器の変形を把握することができる。つまり、排気ガスの圧力センサ値が以前より下がった場合には、基板収納容器が変形してパージ処理時に基板収納容器内の気体が基板収納容器の変形部分を通じて外部に漏れ出ていると考えることができる。また、マッピングセンサの検出値が以前の検出値と異なる（ウェーハの位置ズレが発生している）場合は、基板収納容器が変形し、ウェーハの位置が変化したと考えることができる。つまり、基板収納容器内に収容されるウェーハは、基板収納容器内に設けられる多段状の棚に載置されており、基板収納容器の変形が進むと高さ方向におけるウェーハ同士の隙間が変化するため、このような変化を検出することで基板収納容器が変形しているか否かを判断できたり、１枚のウェーハが傾いているか否かを検出することによって基板収納容器が変形しているか否かを判断できる。
このような本発明に係る基板収納容器管理システムであれば、センサ用の電源を各基板収納容器に実装する必要がなく、全ての基板収納容器に個体識別用ＩＤを付与する作業は、全ての基板収納容器にセンサ等の機器類を設ける作業よりも容易であり、さらに、ロードポートのＩＤ読取手段及びセンサに対する電源供給は、ロードポートが有する電気系を利用して比較的容易に行うことができる。加えて、本発明に係る基板収納容器管理システムは、センサの設置対象をロードポートに設定していることによって、従来技術として述べた基板収納容器毎にセンサ等の機器類を設ける態様と比べて、メンテナンスの対象となる絶対数が少なくなり、メンテナンスの負担が軽減されるとともに、基板収納容器の温水洗浄時の熱や浸水によるセンサ等の機器類の故障に留意する必要がないという点においても有利である。
そして、本発明に係る基板収納容器管理システムによれば、多くの製造現場で既に使用されている基板収納容器に付与した個体識別用ＩＤと、ロードポートに設けたセンサによる検出値とを紐付けてデータベース化し、データ処理部でデータベース内のデータを解析して個体識別用ＩＤ毎の基板収納容器の状態を出力することによって、ユーザは基板収納容器の劣化情報を取得・把握することができる。このような本発明に係る基板収納容器管理システムを活用することによって、劣化情報に基づいて基板収納容器個々の交換時期を特定することができ、交換すべき基板収納容器を新たな基板収納容器に交換することで、基板収納容器の変形に起因する基板収納容器内のウェーハ表面の酸化という事態を防止・抑制して、エラー発生頻度を低減することができ、半導体製造装置の停止時間が短くなり、生産性が向上する。
本発明において、前記データ処理部は、特定の前記センサで検出したセンサ値から統計データを算出する算出手段と、特定の前記個体識別用ＩＤに紐付けされたセンサ値と前記算出手段によって算出した算出結果とを比較する比較手段と、前記比較手段によって比較した結果に基づいて前記基板収納容器の状態を出力する状態出力手段と、を備えるとよい。
このような算出手段及び比較手段をデータ処理部に設けることによって、データ処理部でのデータ処理に汎用性を持たせることができる。
本発明において、前記ロードポートは、複数種類の前記センサを備えており、前記紐付け手段は、前記個体識別用ＩＤと前記複数種類のセンサで検出した複数種類の前記センサ値とを相互に紐付け可能であるとよい。
このような構成によれば、複数種類のセンサ値を用いて基板収納容器の状態を判断することが可能となるので、判断の精度を高めることができる。
本発明において、前記データ処理部が出力した前記個体識別用ＩＤ毎の前記基板収納容器の状態に基づいて、前記ロードポートにおける前記基板収納容器の処理に関わる制御値を調整する動作調整部をさらに備えるとよい。
このような動作調整部を設けることによって、ロードポートにおける基板収納容器に対する処理を基板収納容器の状態に応じて調整できるので、ロードポートでのエラーの発生を抑えて、スムーズな処理が可能となる。
本発明において、前記紐付け手段は、前記個体識別用ＩＤと、前記基板収納容器の処理時に発生したエラーに関する情報及び前記基板収納容器に格納された前記基板になされた処理に関する情報のうち少なくとも何れか一方の情報とを相互に紐付け可能であり、前記データベースに蓄積された前記個体識別用ＩＤ毎の前記少なくとも何れか一方の情報に基づいて、前記ロードポートの前記基板収納容器の処理に関わる制御値を調整する動作調整部をさらに備えるとよい。
このような動作調整部を設けることによって、ロードポートにおける基板収納容器に対する処理を事前に発生したエラーや基板になされた処理に応じて調整できるので、ロードポートでのエラーの発生を抑えて、スムーズな処理が可能となる。
本発明において、前記ロードポートと通信可能な上位システムをさらに備え、前記上位システムに、少なくとも前記紐付け手段、前記データベース及び前記データ処理部が設けられているとよい。
このような上位システムをロードポートとは別に設けることによって、上位システムにおいて複数のロードポートにおいて取得したデータを処理可能となる。
本発明において、前記データ処理部は、前記ロードポートの前記センサのセンサ値から前記基板収納容器の状態を学習する学習手段を有するとよい。
このような学習手段を設けることで、基板収納容器の状態を精度よく推定することが可能となる。
本発明に係るロードポートは、上述の基板収納容器管理システムに含まれるロードポートであって、前記基板収納容器に付された前記個体識別用ＩＤを読み取り可能な前記ＩＤ読取手段と、前記基板収納容器の状態を直接または間接的に検出する前記センサと、を備えることを特徴とする。
このようなロードポートによれば、上述のように、基板収納容器の管理に関わるセンサ値を取得することができ、適切な基板収納容器の管理が可能となる。
本発明に係る基板収納容器管理方法は、基板収納容器に対して基板を出し入れ処理可能なロードポートによって、前記基板収納容器に付された個体識別用ＩＤを読み取るＩＤ読取ステップと、前記ロードポートに設けられたセンサによって前記基板収納容器の状態を直接または間接的に検出する検出ステップと、前記ＩＤ読取ステップで読み取った前記個体識別用ＩＤと前記検出ステップで検出したセンサ値とを相互に紐付ける紐付けステップと、前記紐付けステップで紐付けたデータをデータベースに蓄積するデータベース化ステップと、前記データベース内の前記データを解析して前記個体識別用ＩＤ毎の前記基板収納容器の状態を出力するデータ処理ステップと、を備えることを特徴とする。
このような本発明に係る基板収納容器管理方法であれば、多くの製造現場で既に使用されている基板収納容器を大幅な仕様変更を伴うことなくそのまま利用して、各基板収納容器の状態を出力することができる。そして、基板収納容器の状態に関する出力情報に基づいて各基板収納容器の交換時期の予測を行うことが可能になる。
本発明において、前記データ処理ステップで出力された前記個体識別用ＩＤ毎の前記基板収納容器の状態に基づいて、前記ロードポートにおける前記基板収納容器の処理に関わる制御値を調整する動作調整ステップをさらに備えるとよい。
このような動作調整ステップを設けることによって、ロードポートにおける基板収納容器に対する処理を基板収納容器の状態に応じて調整できるので、ロードポートでのエラーの発生を抑えて、スムーズな処理が可能となる。
本発明において、前記紐付けステップにおいて、前記個体識別用ＩＤと、前記基板収納容器の処理時に発生したエラーに関する情報及び前記基板収納容器に格納された前記基板になされた処理に関する情報のうち少なくとも何れか一方の情報とを相互に紐付けし、前記データベースに蓄積された前記個体識別用ＩＤ毎の前記少なくとも何れか一方の情報に基づいて、前記ロードポートの前記基板収納容器の処理に関わる制御値を調整する動作調整ステップをさらに備えるとよい。
このような動作調整ステップを設けることによって、ロードポートにおける基板収納容器に対する処理を事前に発生したエラーや基板になされた処理に応じて調整できるので、ロードポートでのエラーの発生を抑えて、スムーズな処理が可能となる。
本発明によれば、ＦＯＵＰ等の基板収納容器に個体識別用ＩＤを付与し、ＩоＴ（Internet of Things）により、ロードポートに設けたセンサのセンサ値と個体識別用ＩＤを紐付けてデータベース化し、データベースのデータに基づいて基板収納容器の使用に伴う劣化状態を判断し、基板収納容器の交換時期を予測可能な基板収納容器管理システムを、センサ等の機器類を設けた専用の基板収納容器ではなく、汎用的に用いられている基板収納容器を適用して実現することができる。そして、このような本発明により、基板収納容器の形状測定に時間を掛けることなく、基板収納容器の変形に関する情報を取得することができ、交換すべき基板収納容器を特定し、その特定した基板収納容器を新たな基板収納容器に交換すれば、基板収納容器内に収容されるウェーハの表面が酸化されることを抑制することができる。
本発明の第１実施形態に係る基板収納容器管理システムのブロック線図。 同実施形態に係るＥＦＥＭとその周辺装置の相対位置関係を示す模式的に示す側面図。 ＦＯＵＰがベースから離間し且つロードポートドアが全閉位置にある状態の同実施形態に係るロードポートの側断面を模式的に示す図。 同実施形態におけるロードポートを一部省略して示す斜視図。 図４のｘ方向矢視図。 図４のｙ方向矢視図。 同実施形態におけるウインドウユニットの全体斜視図。 ＦＯＵＰがベースに接近し且つロードポートドアが全閉位置にある状態を図３に対応して示す図。 ロードポートドアが開放位置にある状態を図３に対応して示す図。 同実施形態におけるマッピング部を示す図。 同実施形態におけるデータ処理部の機能ブロック図及びフローチャート。 同実施形態におけるデータ処理部での処理内容を模式的に示す図。 同実施形態におけるデータ処理部のデータベース（テーブル）を示す図。 本発明の第２実施形態におけるデータ処理部の機能ブロック図。 本発明の第３実施形態に係る基板収納容器管理システムのブロック線図。
以下、本発明の第１実施形態を、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る基板収納容器管理システム１は、例えば図１に示すように、半導体の製造工程において用いられる基板収納容器であるＦＯＵＰ４と、ロードポート２と、上位システムＣとを利用して構成され、具体的にはＦＯＵＰ４に付帯させた個体識別用ＩＤ４ｘと、ロードポート２に設けたセンサ２ｃで検出したＦＯＵＰ４に関するセンサ値とを、ロードポート２の通信手段２ｙから上位システムＣに送信し、上位システムＣにおいてこれら個体識別用ＩＤ４ｘ及びセンサ値を紐付けしてデータベース化し、データベースＣｄのデータに基づいてＦＯＵＰ４の状態を出力可能なシステムである。
ＦＯＵＰ４は、図２に示すように、半導体の製造工程において、クリーンルームに配置されるロードポート２及び搬送室３を備えたＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）とともに用いられるものである。図２には、ＥＦＥＭとその周辺装置の相対位置関係を模式的に示す。
搬送室３の内部空間３Ｓには、基板であるウェーハＷをＦＯＵＰ４と処理装置Ｍとの間で搬送可能な搬送ロボット３１を設けている。搬送室３内に設けたファンフィルタユニット３２を駆動させることにより、搬送室３の内部空間３Ｓに下降気流を生じさせ、清浄度の高い気体（環境ガス）を搬送空間３Ｓで循環させることが可能である。搬送室３のうちロードポート２を配置した前壁面３Ａに対向する後壁面３Ｂには例えば処理装置Ｍ（半導体処理装置）が隣接して設けられる。クリーンルームにおいて、処理装置Ｍの内部空間ＭＳ、搬送室３の内部空間３Ｓ及びロードポート２上に載置されるＦＯＵＰ４の内部空間４Ｓは高清浄度に維持される。一方、ロードポート２を配置した空間、換言すれば処理装置Ｍ外、ＥＦＥＭ外は比較的低清浄度となる。
本実施形態では、図２に示すように、ＥＦＥＭの前後方向Ｄにおいてロードポート２、搬送室３、処理装置Ｍをこの順で相互に密接させて配置している。なお、ＥＦＥＭの動作は、ロードポート２のコントローラ（図４に示す制御部２Ｃ）や、ＥＦＥＭ全体のコントローラ（図２に示す制御部３Ｃ）によって制御され、処理装置Ｍの作動は、処理装置Ｍのコントローラ（図２に示す制御部ＭＣ）によって制御される。ここで、処理装置Ｍ全体のコントローラである制御部ＭＣや、ＥＦＥＭ全体のコントローラである制御部３Ｃは、ロードポート２の制御部２Ｃの上位コントローラである。なお、基板収納容器管理システム１を構成する上位システムＣは、サーバで構成され、半導体製造工程に設置された複数のロードポート２と接続可能である。これら各制御部２Ｃ，ＭＣ，３Ｃは、ＣＰＵ、メモリ及びインターフェースを備えた通常のマイクロプロセッサ等により構成されるもので、メモリには予め処理に必要なプログラムが格納してあり、ＣＰＵは逐次必要なプログラムを取り出して実行し、周辺ハードリソースと協働して所期の機能を実現するものとなっている。
ＦＯＵＰ４は、図２及び図３に示すように、開口部である搬出入口４１を通じて内部空間４Ｓを開放可能なＦＯＵＰ本体４２と、搬出入口４１を開閉可能なＦＯＵＰドア４３とを備え、内部に複数枚のウェーハＷを上下方向Ｈに多段状に収容し、搬出入口４１を介してこれらウェーハＷを出し入れ可能に構成された既知のものである。
ＦＯＵＰ本体４２は、内部空間４ＳにウェーハＷを複数段所定ピッチで載せることが可能な棚部（ウェーハ載置棚）を備えたものである。ＦＯＵＰ本体４２の底壁には、図３等に示すように、ポート４０が所定箇所に設けられている。ポート４０は、例えば、ＦＯＵＰ本体４２の底壁に形成したポート取付用貫通孔に嵌め込まれた中空筒状のグロメットシールを主体としてなり、チェック弁によって開閉可能に構成されたものである。ＦＯＵＰ本体４２の上壁における上向面の中央部に、容器搬送装置（例えばＯＨＴ：Over Head Transport）等に把持されるフランジ部を設けている。
ＦＯＵＰドア４３は、ロードポート２の後述する載置台２３に載置された状態においてロードポート２のロードポートドア２２と対面するものであり、概略板状をなす。ＦＯＵＰドア４３には、このＦＯＵＰドア４３をＦＯＵＰ本体４２にロックし得るラッチキー（図示省略）を設けている。ＦＯＵＰドア４３のうち搬出入口４１をＦＯＵＰドア４３で閉止した状態においてＦＯＵＰ本体４２に接触または近接する所定の部分にガスケット（図示省略）を設け、ガスケットをＦＯＵＰ本体４２に接触させて弾性変形させることで、ＦＯＵＰ４の内部空間４Ｓを密閉できるように構成されている。
本実施形態に係るＦＯＵＰ４は、図１に示すように、適宜の箇所に個体識別用ＩＤ４ｘを取り付けている。なお、図１では個体識別用ＩＤ４ｘを模式的に示している。個体識別用ＩＤ４ｘの一例としてＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）を挙げることができるが、これに限定されず適宜のＩＤを用いることができる。ＦＯＵＰ４に付帯させる個体識別用ＩＤ４ｘは、パッシブタグ（受動タグ）、アクティブタグ（能動タグ）、双方を組み合わせたセミアクティブタグ（起動型能動タグ）の何れであってもよく、通信方式も特に限定されるものではない。さらに、ＦＯＵＰ４に付帯させる個体識別用ＩＤ４ｘとして、１次元バーコードやＱＲコード（登録商標）のような２次元バーコード等を用いることもできる。
本実施形態に係るロードポート２は、図３乃至図６等に示すように、搬送室３の前壁面３Ａの一部を構成し、且つ搬送室３の内部空間３Ｓを開放するための開口部２１ａが形成された板状をなすベース２１と、ベース２１の開口部２１ａを開閉するロードポートドア２２と、ベース２１に略水平姿勢で設けた載置台２３とを備えている。
ベース２１の下端には、キャスタ及び設置脚を有する脚部２４を設け、ＦＯＵＰドア４３と対向する位置にウインドウユニット２１４（図７参照）を設けている。このウインドウユニット２１４に設けた開口部２１５が、ウェーハＷの通過を許容する開口部である。
載置台２３は、ベース２１のうち高さ方向中央よりもやや上方寄りの位置に略水平姿勢で配置される水平基台２５（支持台）の上部に設けられる。この載置台２３は、ＦＯＵＰ本体４２の内部空間４Ｓを開閉可能とするＦＯＵＰドア４３をロードポートドア２２に対向させる向きでＦＯＵＰ４を載置可能なものである。また、載置台２３は、ＦＯＵＰドア４３がベース２１の開口部２１ａに接近する所定のドッキング位置（図８参照）と、ＦＯＵＰドア４３をドッキング位置よりもベース２１から所定距離離間した位置（図３参照）との間で、ベース２１に対して進退移動可能に構成されている。載置台２３は、図４に示すように、上向きに突出させた複数の突起（ピン）２３１を有し、これらの突起２３１をＦＯＵＰ４の底面に形成された穴（図示省略）に係合させることで、載置台２３上におけるＦＯＵＰ４の位置決めを図っている。また、載置台２３に対してＦＯＵＰ４を固定するためのロック爪２３２を設けている。このロック爪２３２をＦＯＵＰ４の底面に設けた被ロック部（図示省略）に引っ掛けて固定したロック状態にすることで、位置決め用の突起２３１と協働してＦＯＵＰ４を載置台２３上における適正な位置に案内しながら固定することができる。また、ＦＯＵＰ４の底面に設けた被ロック部に対するロック爪２３２のロック状態を解除することでＦＯＵＰ４を載置台２３から離間可能な状態にすることができる。
ロードポートドア２２は、ＦＯＵＰドア４３を連結して、ＦＯＵＰドア４３をＦＯＵＰ本体４２から取り外し可能な蓋連結状態と、ＦＯＵＰドア４３に対する連結状態を解除し、且つＦＯＵＰドア４３をＦＯＵＰ本体４２に取り付けた蓋連結解除状態との間で切替可能な連結機構２２１（図６参照）を備え、連結機構２２１によってＦＯＵＰドア４３を一体化した状態で保持したまま所定の移動経路に沿って移動可能なものである。本実施形態のロードポート２は、ロードポートドア２２を、図８に示す位置、つまり、当該ロードポートドア２２が保持するＦＯＵＰドア４３によってＦＯＵＰ本体４２の内部空間４Ｓを密閉する全閉位置（Ｃ）と、図９に示す位置、つまり、当該ロードポートドア２２が保持するＦＯＵＰドア４３をＦＯＵＰ本体４２から離間させて当該ＦＯＵＰ本体４２の内部空間４Ｓを搬送室３内に向かって開放させる開放位置（Ｏ）との間で少なくとも移動可能に構成している。本実施形態のロードポート２は、全閉位置（Ｃ）に位置付けたロードポートドア２２の起立姿勢を維持したまま図９に示す開放位置（Ｏ）まで移動させることができ、さらに、図９に示す開放位置（Ｏ）から図示しない全開位置まで起立姿勢を維持したまま下方向に移動可能に構成している。このようなロードポートドア２２の移動は、ロードポート２に設けたドア移動機構２７によって実現している。また、本実施形態のロードポート２は、ドッキング位置に位置付けた載置台２３上のＦＯＵＰ４がベース２１から離間する方向に移動することを規制する移動規制部Ｌを備えている。本実施形態では、移動規制部Ｌをウインドウユニット２１４としてユニット化している（図７参照）。
本実施形態のロードポート２は、ＦＯＵＰ４の内部空間４Ｓにパージ用気体（パージ用ガスとも称され、主に窒素ガスやドライエアが用いられる）を注入し、ＦＯＵＰ４の内部空間４Ｓの気体雰囲気をパージ用気体に置換可能なパージ装置Ｐを備えている（図４参照）。パージ装置Ｐは、載置台２３上に上端部を露出可能な状態で所定箇所に配置される複数のパージノズル９（気体給排装置）を備えたものである。これら複数のパージノズル９は、ＦＯＵＰ４の底面に設けたポート４０の位置に応じて載置台２３上の適宜位置に取り付けられ、ポート４０に接触した状態で接続可能なものである。このようなパージ装置Ｐを用いたボトムパージ処理は、ＦＯＵＰ４の底部に設けられた複数のポート４０のうち、所定数（全部を除く）のポートを「供給ポート」として機能させ、供給ポートに接続したパージノズル９により当該ＦＯＵＰ４内に窒素ガスや不活性ガス又はドライエア等の適宜選択されたパージ用気体を注入するとともに、残りのポート４０を「排気ポート」として機能させ、排気ポートに接続したパージノズル９を通じてＦＯＵＰ４内の気体雰囲気を排出することで、ＦＯＵＰ４内にパージ用気体を充満する処理である。ロードポート２は、ボトムパージ処理時に排気ポートとして機能するポート４０に接続したパージノズル９のガス圧（排気圧）を検出する圧力センサ（図示省略）を備えている。
本実施形態のロードポート２は、図１０に示すように、ＦＯＵＰ４内におけるウェーハＷの有無や収納姿勢を検出可能なマッピング部ｍを備えている。マッピング部ｍは、ＦＯＵＰ４内において高さ方向Ｈに多段状に収納されたウェーハＷの有無を検出可能なマッピングセンサ（送信器ｍ１、受信器ｍ２）と、マッピングセンサｍ１，ｍ２を支持するセンサフレームｍ３とを有している。マッピング部ｍは、その全体が搬送室内の搬送空間に配置されるマッピング退避姿勢と、少なくともマッピングセンサｍ１，ｍ２がベース２１の開口２１ａを通じてＦＯＵＰ４内に位置付けられるマッピング姿勢との間で姿勢可能である。マッピング部ｍは、マッピング退避姿勢やマッピング姿勢を維持したまま高さ方向Ｈに移動可能に構成されている。図１０に示すように、センサフレームｍ３の一部をドア移動機構２７の一部に取り付けることで、マッピング部ｍの昇降移動が、ロードポートドア２２の昇降移動と一体に行われるように構成している。なお、図１０以外の各図ではマッピング部ｍを省略している。
マッピングセンサは、信号であるビーム（線光）を発する送信器ｍ１（発光センサ）と、送信器ｍ１から発せられた信号を受信する受信器ｍ２（受光センサ）とから構成される。なお、マッピングセンサを送信器と、送信器から発せられた線光を送信器に向かって反射する反射部とによって構成することも可能である。この場合、送信機は、受信器としての機能も有する。
そして、本実施形態に係るロードポート２は、図１に示すように、ＦＯＵＰ４に付された個体識別用ＩＤ４ｘを読み取り可能なＩＤ読取手段２ｘと、ＩＤ読取手段２ｘで読み取った個体識別用ＩＤ４ｘ及びＦＯＵＰ４の状態を直接または間接的に検出するセンサ２ｃ（本実施形態では、圧力センサ、マッピングセンサの２種類のセンサ）の検出値（センサ値）を上位システムＣに対して送信可能なロードポート側通信手段２ｙとを備えている。ＩＤ読取手段２ｘ、圧力センサ、マッピングセンサ、ロードポート側通信手段２ｙはそれぞれ汎用品で構成され、ロードポート２の所定箇所に設けられる。
上位システムＣは、図１に示すように、上位システム側通信手段Ｃｘと、紐付け手段Ｃｙと、データベースＣｄと、データ処理部Ｃｚとを備えている。上位システム側通信手段Ｃｘは、ロードポート側通信手段２ｙから送信される個体識別用ＩＤ４ｘ及びセンサ値を受信可能なものである。紐付け手段Ｃｙは、上位システム側通信手段Ｃｘによって受信した個体識別用ＩＤ４ｘとセンサ値を相互に紐付けるものである。データベースＣｄは、紐付け手段Ｃｙで紐付けたデータを格納して蓄積するものであり、データ処理部Ｃｚは、データベースＣｄ内のデータを解析して個体識別用ＩＤ４ｘ毎の状態（本実施形態ではＦＯＵＰ４の交換時期の予測結果）を出力するものである。上位システム側通信手段Ｃｘ、紐付け手段Ｃｙ、データベースＣｄはそれぞれ汎用品を用いて構成することができる。データ処理部Ｃｚにおける具体的な処理内容は後述する。
次に、ＥＦＥＭの動作フローと併せて、本実施形態に係る基板収納容器管理システム１の動作フローを説明する。
先ず、ＯＨＴ等の容器搬送装置によりＦＯＵＰ４がロードポート２の上方まで搬送され、載置台２３上に載置される。この際、例えば載置台２３に設けた位置決め用突起２３１がＦＯＵＰ４の位置決め用凹部に嵌まり、載置台２３上のロック爪２３２をロック状態にする（ロック処理）。本実施形態では、搬送室３の幅方向に３台並べて配置したロードポート２の載置台２３にそれぞれＦＯＵＰ４を載置することができる。また、ＦＯＵＰ４が載置台２３上の所定の位置に載置されているか否かを検出する着座センサ（図示省略）によりＦＯＵＰ４が載置台２３上の正規位置に載置されたことを検出するように構成することもできる。
本実施形態のロードポート２では、載置台２３上の正規位置にＦＯＵＰ４が載置された時点で、載置台２３に設けた例えば加圧センサの被押圧部をＦＯＵＰ４のうち底面部が押圧したことを検出する。これをきっかけに、載置台２３に設けたパージノズル９（全てのパージノズル９）が載置台２３の上面よりも上方へ進出してＦＯＵＰ４の各ポート４０に連結し、各ポート４０は閉止状態から開放状態に切り替わる。そして、本実施形態のロードポート２は、パージ装置ＰによりＦＯＵＰ４の内部空間４Ｓに窒素ガスを供給して、ＦＯＵＰ４の内部空間４Ｓを窒素ガスに置換する処理（ボトムパージ処理）を行う。ボトムパージ処理時に、ＦＯＵＰ４内の気体雰囲気は排気ポートとして機能するポート４０に接続されているパージノズル９からＦＯＵＰ４外に排出される。このようなボトムパージ処理によって、ＦＯＵＰ４内の水分濃度及び酸素濃度をそれぞれ所定値以下にまで低下させてＦＯＵＰ４内におけるウェーハＷの周囲環境を低湿度環境及び低酸素環境にする。
本実施形態のロードポート２は、ロック処理後に、図２に示す位置にある載置台２３を図８に示すドッキング位置まで移動させて（ドッキング処理）、移動規制部Ｌを用いてＦＯＵＰ４の少なくとも両サイドを保持して固定する処理（クランプ処理）を行い、連結機構２２１を蓋連結状態に切り替え（蓋連結処理）、ＦＯＵＰドア４３をロードポートドア２２とともに移動させて、ベース２１の開口部２１ａ及びＦＯＵＰ４の搬出入口４１を開放して、ＦＯＵＰ４内の密閉状態を解除する処理（密閉解除処理）を実行する。本実施形態のロードポート２は、ロードポートドア２２を開放位置（Ｏ）から全開位置に移動させる処理中に、マッピング部ｍによるマッピング処理を実施する。マッピング処理は、密閉解除処理を実行する直前までマッピング退避姿勢にあるマッピング部ｍを、ロードポートドア２２を全閉位置（Ｃ）から開放位置（Ｏ）まで移動させた後にマッピング姿勢に切り替え、ロードポートドア２２を全開位置に向かって下方へ移動させることで、マッピング部ｍもマッピング姿勢を維持したまま下方へ移動させ、マッピングセンサｍ１，ｍ２を用いて、ＦＯＵＰ４内に収納されたウェーハＷの有無や収納姿勢を検出する処理である。すなわち、送信器ｍ１から受信器ｍ２に向かって信号を発することで送信器ｍ１と受信器ｍ２との間に形成されている信号経路が、ウェーハＷの存在しているところでは遮られ、ウェーハＷの存在していないところでは遮られずに受信器ｍ２に達する。これにより、ＦＯＵＰ４内において高さ方向Ｈに並んで収納されているウェーハＷの有無や収納姿勢を順次検出することができる。
密閉解除処理を実行することによって、ＦＯＵＰ本体４２の内部空間４Ｓと搬送室３の内部空間３Ｓとが連通した状態になり、マッピング処理で検出した情報（ウェーハ位置）に基づいて、搬送室３の内部空間３Ｓに設けた搬送ロボット３１が特定のウェーハ載置棚からウェーハＷを取り出したり、特定のウェーハ載置棚にウェーハＷを収納する処理（搬送処理）を実施する。
本実施形態に係るロードポート２は、ＦＯＵＰ４内のウェーハＷが全て処理装置Ｍによる処理工程を終えたものになると、ドア移動機構２７によりロードポートドア２２を全閉位置（Ｃ）に移動させて、ベース２１の開口部２１ａ及びＦＯＵＰ４の搬出入口４１を閉止して、ＦＯＵＰ４の内部空間４Ｓを密閉する処理（密閉処理）を行い、続いて、連結機構２２１を蓋連結状態から蓋連結解除状態に切り替える処理（蓋連結解除処理）を実行する。この処理により、ＦＯＵＰ本体４２にＦＯＵＰドア４３を取り付けることができ、ベース２１の開口部２１ａ及びＦＯＵＰ４の搬出入口４１はそれぞれロードポートドア２２、ＦＯＵＰドア４３によって閉止されて、ＦＯＵＰ４の内部空間４Ｓは密閉状態になる。
続いて、本実施形態に係るロードポート２は、移動規制部ＬによるＦＯＵＰ４の固定状態（クランプ状態）を解除するクランプ解除処理を行い、次いで、載置台２３をベース２１から離間する方向に移動させる処理（ドッキング解除処理）を実行した後、載置台２３上のロック爪２３２でＦＯＵＰ４をロックしている状態を解除する（ロック解除処理）。これにより、所定の処理を終えたウェーハＷを格納したＦＯＵＰ４は、各ロードポート２の載置台２３上から容器搬送装置に引き渡され、次工程へと運び出される。
以上の処理を行う過程で、本実施形態に係る基板収納容器管理システム１は、ロードポート２の載置台２３に載置されたＦＯＵＰ４の状態を出力する（具体的には、ＦＯＵＰ４の交換時期を予測する）。すなわち、本実施形態に係る基板収納容器管理システム１は、ロードポート２の載置台２３にＦＯＵＰ４がセットされた時点で、ＦＯＵＰ４の個体識別用ＩＤ４ｘをロードポート２のＩＤ読取手段２ｘで読み取り、読み取った個体識別用ＩＤ４ｘをロードポート側通信手段２ｙによって上位システムＣの紐付け手段Ｃｙへ送信する。そして、ＦＯＵＰ４内をパージする処理（ボトムパージ処理）を行う際に、本実施形態に係る基板収納容器管理システム１は、ロードポート２の排気用パージノズル９に関連付けて設けた圧力センサで排気ガスの圧力を検出し、検出値（圧力値）を上位システムＣの紐付け手段Ｃｙへ送信する。
上位システムＣは、上位システム側通信手段Ｃｘによって個体識別用ＩＤ４ｘ及び圧力値を受信し、紐付け手段Ｃｙで個体識別用ＩＤ４ｘ及び圧力値を相互に紐付けて、データベースＣｄに保存（格納、蓄積）する。また、本実施形態に係る基板収納容器管理システム１は、マッピング部ｍによるマッピング処理時に、マッピングセンサの検出値であるウェーハ位置をロードポート側通信手段２ｙによって上位システムＣの紐付け手段Ｃｙへ送信する。上位システムＣは、上位システム側通信手段Ｃｘによってウェーハ位置を受信し、紐付け手段Ｃｙで個体識別用ＩＤ４ｘとウェーハ位置を紐付けて、データベースＣｄに保存（格納、蓄積）する。
これにより、上位システムＣでは、ロードポート２に設けられた各種センサの検出値（本実施形態では圧力センサの圧力値、マッピングセンサのウェーハ位置）をＦＯＵＰ４に付与された個体識別用ＩＤ４ｘと紐付けてデータベース化する。なお、本実施形態では図１３のテーブルのようにＦＯＵＰ４毎の個体識別用ＩＤ４ｘ、圧力センサの圧力値（図１３の排気ノズル圧力値）、マッピングセンサのウェーハ位置（図１３のＦＯＵＰウェーハ位置）と一緒に、計測日時を保存することとしている。そして、上位システムＣのデータ処理部Ｃｚにおいて、収集したデータを解析し、ＦＯＵＰ４の交換時期の予測を行う。なお、ロードポート２の排気用パージノズル９に関連付けて設けた圧力センサで検出した排気ガスの圧力値の変化に基づいて、ＦＯＵＰ４の搬出入口４１とＦＯＵＰドア４３との間の隙間が広がっていることを判断できる。すなわち、排気用パージノズル９から排気される気体の圧力が低くなっていることが分かれば、ＦＯＵＰ４の搬出入口４１とＦＯＵＰドア４３との間の隙間を通じた排気量が多くなっていることが分かり、ＦＯＵＰ４の搬出入口４１とＦＯＵＰドア４３との間の隙間が広がっていると判断でき、ＦＯＵＰ４の変形を特定できる。また、上述の通り、マッピングセンサの検出値が以前の検出値と異なる（ウェーハＷの位置ズレが発生している）場合は、ＦＯＵＰ４が変形し、ウェーハＷの位置が変化したと考えることができる。つまり、ＦＯＵＰ４の変形が進むとＦＯＵＰ４内に多段状に収容されるウェーハＷ同士の隙間が変化するため、このような変化を検出することでＦＯＵＰ４の変形を特定したり、ウェーハＷが傾いた姿勢で収容されていることを検出することによってＦＯＵＰ４の変形を特定できる。
本実施形態におけるデータ処理部Ｃｚは、図１１（ａ）に示すように、特定のセンサ２ｃ（本実施形態では圧力センサ、マッピングセンサ）で検出したセンサ値（圧力値、ウェーハ位置）から統計データを算出する算出手段Ｃｚ１と、特定の個体識別用ＩＤ４ｘに紐付けされたセンサ値と算出手段Ｃｚ１によって算出した算出結果とを比較する比較手段Ｃｚ２と、比較手段Ｃｚ２によって比較した結果に基づいてＦＯＵＰ４の交換時期を算出して予測結果を出力する予測結果出力手段Ｃｚ３とを備えている。すなわち、本実施形態におけるデータ処理部Ｃｚは、データベースＣｄに格納、蓄積されたデータを各種センサ毎に平均化した数値に基づいてＦＯＵＰ４の交換時期を予測するものである。ここで、「予測結果出力手段Ｃｚ３」は、本発明における「比較手段によって比較した結果に基づいて基板収納容器の状態を出力する状態出力手段」に相当するものであり、「状態出力手段」の一例である。
具体的には、図１１（ｂ）のフローチャートに示すように、データ処理部Ｃｚの算出手段Ｃｚ１が、データベースＣｄからＦＯＵＰ４の個体識別用ＩＤ４ｘ毎にデータを取得し、個体識別用ＩＤ４ｘ毎に各種センサ値をグラフ化する処理と、各個体識別用ＩＤ４ｘのグラフ化したセンサ値（センサ値グラフ）をセンサの種類毎に平均化する処理、つまり、センサ２ｃの種類毎にセンサ値平均グラフを作成する処理（統計データを算出する処理）を行う。図１２（ａ）に、個体識別用ＩＤ「Ａ」に紐付けされた「第１センサのセンサ値」（例えば圧力センサの圧力値）に関する「センサ値グラフ」の一例を示し、同図（ｂ）に、個体識別用ＩＤ「Ａ」に紐付けされた「第２センサのセンサ値」（例えばマッピングセンサのウェーハ位置）に関する「センサ値グラフ」の一例を示す。また、同図（ｃ）に、個体識別用ＩＤ「Ａ」に紐付けされた第１センサのセンサ値に関する「センサ値グラフ」と、個体識別用ＩＤ「Ｂ」に紐付けされた第１センサのセンサ値に関する「センサ値グラフ」と、これら複数の「センサ値グラフ」に基づいて作成した「第１センサに関するセンサ値平均グラフ」の一例を示す。
センサ値平均グラフを作成する処理に次いで、データ処理部Ｃｚの比較手段Ｃｚ２が、センサ値平均グラフと個体識別用ＩＤ４ｘ毎に作成したセンサ値グラフを解析（比較・検討）する。この場合の解析としては、例えばセンサ値平均グラフと比較されるセンサ値の乖離度や、設定された閾値への接近度合い（あるいは閾値を超えたか否か）等の演算・判断処理を含めることができる。図１２（ｃ）に、第１センサのセンサ値平均グラフと、個体識別用ＩＤ「Ａ」に紐付けされた第１センサのセンサ値に関するセンサ値グラフとを並べて示す。
そして、データ処理部Ｃｚの予測結果出力手段Ｃｚ３が、同じ個体識別用ＩＤ４ｘの各種センサの検出値に基づく交換時期予測結果を解析（比較・検討）し、個体識別用ＩＤ４ｘ毎（ＦＯＵＰ４毎）の交換時期を予測して、その予測結果を出力する。この場合、センサの種類毎に優先順位（重み付け）を設定したり、平均値を演算する等の処理が可能である。すなわち、センサの種類毎に予測交換時期が異なる場合（例えば第１センサの検出値に基づく交換時期が４月２３日であり、第２センサの検出値に基づく交換時期が４月２５日である場合）には、最も早い予測交換時期（４月２３日）をＦＯＵＰの予測交換時期として出力したり、各センサの予測交換時期の平均または中間値（４月２４日）をＦＯＵＰの予測交換時期として出力したり、あるいは最も遅い予測交換時期（４月２５日）をＦＯＵＰの予測交換時期として出力するように設定することができる。また、上述の重み付けや平均値の演算等ではなく、センサ値の閾値やＦＯＵＰ４の使用回数等を任意に設定し、設定した閾値や使用回数等の範囲外となったとき、ＦＯＵＰ４の交換時期として出力することもできる。
データ処理部Ｃｚが出力する個体識別用ＩＤ４ｘ毎（ＦＯＵＰ４毎）の交換時期予測結果は、例えばユーザが視認可能なディスプレイに表示したり、適宜のスピーカ等から音として発して報知するように設定することで、ユーザはＦＯＵＰ４の交換時期予測結果を把握することができる。
このような本実施形態に係る基板収納容器管理システム１及び基板収納容器管理方法によれば、多くの製造現場で既に使用されているＦＯＵＰ４に付与した個体識別用ＩＤ４ｘと、ロードポート２に設けたセンサ２ｃによる検出値とを上位システムＣで紐付けてデータベース化し、上位システムＣのデータ処理部ＣｚでデータベースＣｄ内のデータを解析して個体識別用ＩＤ４ｘ毎のＦＯＵＰ４の状態（具体的には、交換時期の予測結果）を出力することによって、ＦＯＵＰ４の劣化情報を取得することができる。このような本発明に係る基板収納容器管理システム１を活用することによって、ユーザは、ロードポート２に設けたセンサ２ｃの検出値に基づいて予測されるＦＯＵＰ４毎の交換時期を把握することができる。そして、交換時期が近いＦＯＵＰ４や、交換時期に到達しているＦＯＵＰ４を新たなＦＯＵＰ４に交換することで、ＦＯＵＰ４の変形・歪みに起因する不具合、すなわち、ＦＯＵＰ４の搬出入口４１とＦＯＵＰドア４３の隙間が大きくなり、この隙間を通じて気体がＦＯＵＰ４内に流入したり、漏出するという不具合を防止・抑制することができ、ＦＯＵＰ４内の気体を窒素ガスに置き換えるパージ処理後において、窒素ガスがＦＯＵＰ４内からＦＯＵＰ４外へ流出したり、大気（酸素）がＦＯＵＰ４内に流入する事態を防止して、所定の期間ＦＯＵＰ４内部を低酸素濃度に維持することが可能であり、ＦＯＵＰ４内に収容されるウェーハの表面が酸化される事態を防止・抑制できる。その結果、ＦＯＵＰ４の変形に起因するエラー発生頻度を低減することができ、半導体製造装置の停止時間が短くなり、生産性が向上する。
特に、全てのＦＯＵＰ４にセンサ等の機器類を設ける作業が大掛かりで複雑であることを考慮すれば、本実施形態に係る基板収納容器管理システム１及び基板収納容器管理方法は、現行のＦＯＵＰ４に対して個体識別用ＩＤ４ｘを付与するだけでよく、従来技術として述べたＦＯＵＰ４毎にセンサを設ける態様と比べて、各ＦＯＵＰ４にセンサ用の電源を実装する必要がない点においても有利であり、基板収納容器管理システム１及び基板収納容器管理方法に適用可能な専用の基板収納容器を新たに用意する必要がなく、製造現場（製造ライン）に導入し易い。
加えて、本実施形態に係る基板収納容器管理システム１及び基板収納容器管理方法は、センサの設置対象をロードポート２に設定していることによって、従来技術として述べたＦＯＵＰ４毎にセンサを設ける態様と比べて、メンテナンスの対象となるセンサの絶対数が少なく、メンテナンスの負担が軽減されるとともに、ＦＯＵＰ４の温水洗浄時の熱や浸水によるセンサ等の機器類の故障に留意する必要がないという点においても有利である。さらに、ロードポート２のＩＤ読取手段２ｘ、センサ２ｃ、及びロードポート側通信手段２ｙに対する電源供給は、ロードポート２が有する電気系を利用して比較的容易に行うことができる。
また、本実施形態に係る基板収納容器管理システム１及び基板収納容器管理方法によれば、基板収納容器需要の予測も行うことができる。すなわち、基板収納容器であるＦＯＵＰ４の交換時期予測の結果から、同時期に交換（廃棄）されると予測されたＦＯＵＰ４の数を、新たなＦＯＵＰ４の導入数として需要予測することができる。さらに、本実施形態に係る基板収納容器管理システム１及び基板収納容器管理方法によれば、データベースＣｄに収集されたデータをビッグデータとして活用し、データマイニングによる基板収納容器劣化原因の追求も可能であると考えられる。
また、以下の第２実施形態のように、データベースＣｄに保存されたデータの解析に機械学習を用いてもよい。
第１実施形態では、上位システムＣのデータ処理部Ｃｚは、図１１（ａ）に示すような構成だったが、第２実施形態では図１４に示すデータ処理部Ｃｅを用いる。なお、データ処理部Ｃｅ以外の構成は第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
本実施形態では、第１実施形態（図１）と同様にＦＯＵＰ４がロードポート２によってＦＯＵＰドア４３を開閉する過程で、単一または複数のセンサ２ｃを用いてＦＯＵＰ４の状態を直接または間接的に検出する。また、センサ２ｃで検出したセンサ値を上位システムＣのデータベースＣｄに保存（格納、蓄積）する。なお、データベースＣｄに保存されるデータは、図１３に示すテーブルのように、個体識別用ＩＤ４ｘと、センサ２ｃで検出したセンサ値とを紐付け手段Ｃｙで紐付けし、計測日時を付与したレコードとして格納される。なお、データベースＣｄに保存されたデータは、図１４に示すデータ処理部Ｃｅによって処理・解析され、ＦＯＵＰ４の状態または交換時期予測等、予知保全に活用される。
データ処理部Ｃｅについて、具体的な構成を以下に述べる。データ処理部Ｃｅは、図１４に示すブロック図のように、学習手段Ｃｅ１と、予測結果出力手段Ｃｅ２を有している。学習手段Ｃｅ１は、例えばニューラルネットワークにて構成される。
以下に、本実施形態のデータ処理部Ｃｅが有する学習手段Ｃｅ１による学習済みモデルの構築手順を述べる。まず、データベースＣｄから、ＦＯＵＰ４毎のセンサ２ｃのセンサ値の時系列データと、ＦＯＵＰ４が実際に劣化・変形し、使用できなくなった日時または交換した日時を抽出し、学習手段Ｃｅ１のニューラルネットワークに入力する。すると、ニューラルネットワークでは、入力されたデータによって各種パラメータが更新され、学習が進む。これを繰り返すことにより、学習済みモデルが構築される。
以上の手順で構築された学習済みモデルに、データベースＣｄに保存されたＦＯＵＰ４毎のデータを入力すると、ＦＯＵＰ４の状態の推定、交換時期の予測結果を出力することができる。よって、学習済みモデルから出力されたＦＯＵＰ４の状態、交換時期予測を予測結果出力手段Ｃｅ２を用いて出力する。
本実施形態ではニューラルネットワークを用いて学習モデルを構築したが、これ以外の手法を用いることも可能である。また、本実施形態では教師あり学習を用いたが、教師なし学習を用いてもよいし、学習モデルを随時更新するようなアルゴリズムを用いてもよい。さらに、本実施形態ではデータベースＣｄからＦＯＵＰ４が使用できなくなった日時を抽出して学習済みモデルを構築したが、ＦＯＵＰ４が正常に利用できている時のデータを用いて学習済みモデルを構築し、予知保全を行うことも可能である。
さらに、以下の第３実施形態のように、データ処理部Ｃｚが出力した個体識別用ＩＤ４ｘ毎のＦＯＵＰ４の状態やデータベースＣｄに保存されたその他のデータを用いて、ロードポート２の動作をＦＯＵＰ４毎に調整してもよい。
第１実施形態の上位システムＣは、図１に示すような構成だったが、第３実施形態では図１５に示す上位システムＣを用いる。なお、ロードポート２の構成は第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
本実施形態の上位システムＣは、図１５に示すように、上位システム側通信手段Ｃｘと、紐付け手段Ｃｙと、データベースＣｄと、データ処理部Ｃｚと、動作調整部Ｃａとを備えている。上位システム側通信手段Ｃｘは、ロードポート側通信手段２ｙとの間で双方向にデータ信号を送受信可能であり、ロードポート２のＩＤ読取手段２ｘで読み取った個体識別用ＩＤ４ｘとセンサ２ｃで検出したセンサ値を受信する。受信するセンサ値は１種類でも複数種類でも構わない。紐付け手段Ｃｙは、個体識別用ＩＤ４ｘとセンサ値とを相互に紐付ける。データベースＣｄは、紐付け手段Ｃｙで紐付けたデータを格納して蓄積する。データベースＣｄには、第１実施形態と同様に（図１３参照）、個体識別用ＩＤ４ｘとセンサ値とが紐付けされたデータに、計測日時が付与されたデータが蓄積される。データ処理部Ｃｚは、データベースＣｄ内のデータを解析して個体識別用ＩＤ４ｘ毎の状態を出力する。本実施形態では、データ処理部Ｃｚが出力したＦＯＵＰ４の状態についても、個体識別用ＩＤ４ｘに紐付けてデータベースＣｄに保存する。
本実施形態のロードポート２及び上位システムＣによるＦＯＵＰ４の処理手順を説明する。まず、ロードポート２の載置台２３にＦＯＵＰ４が載置されると、ロードポート２のＩＤ読取手段２ｘによって、ＦＯＵＰ４の個体識別用ＩＤ４ｘが読み取られる。次に、ロードポート側通信手段２ｙが、ＦＯＵＰ４の個体識別用ＩＤ４ｘを上位システム側通信手段Ｃｘへ送信する。上位システムＣでは、受信した個体識別用ＩＤ４ｘのＦＯＵＰ４の状態データがデータベースＣｄに照会され、その結果得られた状態データが動作調整部Ｃａへ入力される。動作調整部Ｃａでは、ＦＯＵＰ４の状態に合わせてロードポート２がＦＯＵＰ４を処理する際の動作を調整する。
例えば、まだ変形が進んでいないＦＯＵＰ４であれば、通常通りに処理を行うよう、上位システム側通信手段Ｃｘを介してロードポート２へ指示が送信される。変形や劣化が進んだＦＯＵＰ４であれば、ロードポート２での処理時にエラーが発生する可能性が高いため、例えばエラー発生時のリトライ回数を多めに設定するよう、上位システム側通信手段Ｃｘを介してロードポート２へ指示が送信される。このように、ＦＯＵＰ４の状態に応じてリトライ回数（本発明の「基板収納容器の処理に関わる制御値」に相当する）を設定することで、変形や劣化が進んだＦＯＵＰ４であっても、ロードポート２でエラーを頻発させることなく、スムーズに処理を進めることができる。
また、動作調整部Ｃａが制御値を調整する際に用いるデータはＦＯＵＰ４の状態だけではなく、他のデータを参照してもよい。例えば、ロードポート２でのＦＯＵＰ４の処理時に発生したエラーに関する情報を個体識別用ＩＤと紐付けてデータベースＣｄに保存しておき、動作調整部ＣａがデータベースＣｄに保存されているエラーに関する情報に基づいて、ＦＯＵＰ４毎にロードポート２の動作を調整してもよい。具体的には、動作調整部ＣａがＦＯＵＰ４毎に発生しやすいエラーを算出し、ＦＯＵＰ４毎にロードポート２の動作を調整するとよい。この場合の一例として、ロードポートドア２２とＦＯＵＰ４とのドッキング処理時にエラーが発生しやすいＦＯＵＰ４であれば、ロードポート２とＦＯＵＰ４とのドッキング処理時の圧力（本発明の「基板収納容器の処理に関わる制御値」に相当する）を、通常のドッキング処理より強い圧力とするようにロードポート２の動作を調整することが挙げられる。このように、発生しやすいエラーを把握しておき、ＦＯＵＰ４毎に予めロードポート２の動作を調整しておくことで、エラーの発生を未然に防ぐことができる。なお、ＦＯＵＰ４毎の発生しやすいエラーの算出には、統計手法、データマイニング、機械学習等の様々な手法を用いることが可能である。また、ＦＯＵＰ４毎に発生しやすいエラーの算出は、動作調整部Ｃａ以外で行ってもよい。例えば、データ処理部ＣｄでＦＯＵＰ４毎に発生しやすいエラーを算出し、動作調整部Ｃａに算出結果を入力することで、動作調整部Ｃａがロードポート２の動作を調整するようにしてもよい。
他にも、ＦＯＵＰ４に格納されたウェーハＷになされた処理に関する情報を個体識別用ＩＤと紐付けてデータベースＣｄに保存しておき、動作調整部ＣａがウェーハＷになされた処理に関する情報に基づいて、ＦＯＵＰ４毎にロードポート２の動作を調整してもよい。例えば、熱処理された後のウェーハＷが格納されたＦＯＵＰ４を次工程のロードポート２で処理する場合、次工程のロードポート２への搬送中に、ＦＯＵＰ４内の雰囲気が冷却され、ＦＯＵＰ４内の気圧が変動する。この場合、ＦＯＵＰドア４３が開閉し難くなることがあるので、通常よりリトライ回数（本発明の「基板収納容器の処理に関わる制御値」に相当する）を多くしておけばよい。このように、ロードポート２にＦＯＵＰ４が載置された際に、個体識別用ＩＤ４ｘを用いて前工程でのウェーハＷの処理に関する情報を参照し、ロードポート２の動作調整を行うことで、ロードポート２でエラーを頻発させることなく、スムーズに処理を進めることができる。
なお、本実施形態では、動作調整部ＣａがＦＯＵＰ４の状態、ＦＯＵＰ４の処理時に発生したエラーに関する情報、及び、ＦＯＵＰ４に格納されたウェーハＷになされた処理に関する情報の何れかを利用して、ロードポート２の動作調整を行うものとした。しかしながら、これ以外の情報に基づいてロードポート２の動作調整を行うことも可能であるし、複数の情報を組み合わせてロードポート２の動作調整を行ってもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態の構成に限られるものではない。例えば、上述の実施形態では、紐付け手段Ｃｙ、データベースＣｄ、データ処理部Ｃｚ及び動作調整部Ｃａが、ロードポート２とは別の上位システムＣに設けられるものとした。しかしながら、これら各機能部が上位システムＣに設けられることは必須ではない。例えば、紐付け手段Ｃｙをロードポート２に設け、予めロードポート２で紐付けられた個体識別用ＩＤ４ｘとセンサ値を、ロードポート２から上位システムＣに送信するようにしてもよい。データベースＣｄ、データ処理部Ｃｚ及び動作調整部Ｃａについても、同様にロードポート２に設けるようにしてもよい。
また、上述の実施形態では、ロードポートから上位システムに送信するセンサ値が、２種類のセンサのセンサ値である態様を例示したが、ロードポートから上位システムに送信するセンサ値が、１種類のセンサのセンサ値である態様や、３種類以上のセンサのセンサ値である態様であってもよい。また、上位システムの設置場所は、半導体製造を行う工場内外を問わず、複数の半導体製造工場や複数の半導体製造工程のデータを１つの上位システムで一括管理または処理してもよい。さらに、上位システムの機能を複数のコンピュータやサーバに分散させることも可能である。データベースに保存するデータの形式についても、実施形態のようなテーブル以外の形式で保存してもよい。また、上記実施形態では、データベースに保存するデータに計測日時を添付することで、データの時系列を示したが、時系列を把握できる別のデータに置き換えることも可能である。
本発明における「ＦＯＵＰの状態を直接または間接的に検出するセンサ」としては、上述の「排気ノズルの圧力センサ」、「マッピングセンサ」以外に、「容器ドア（ＦＯＵＰドア）の全閉位置から開放位置までの移動に掛かった時間を直接または間接的に検出可能なセンサ」や、「容器ドア（ＦＯＵＰドア）のラッチキーの回転トルクを測定するトルクセンサ」を挙げることができる。「容器ドア（ＦＯＵＰドア）の全閉位置から開放位置までの移動時間」をデータとして取得することにより、容器ドア（ＦＯＵＰドア）が開き難くなっているか否かを把握することができ、容器ドア（ＦＯＵＰドア）の全閉位置から開放位置までの移動時間が長くなっているセンサ値（データ）から、容器ドア（ＦＯＵＰドア）が開き難くなっている事象、つまり基板収納容器が変形している可能性があると判断できる。また、ＦＯＵＰのドッキング処理時、容器ドア（ＦＯＵＰドア）とロードポートドアがドッキングするのに必要なトルクや圧力を計測できるセンサを取り付けてもよい。
また、「容器ドア（ＦＯＵＰドア）のラッチキーの回転トルク値」をデータとして取得することにより、ラッチキーが回転し難くなっているか否かを把握することができ、回転トルク値が大きいデータから、ラッチキーが回転し難くなっている事象、つまり基板収納容器が変形している可能性があると判断できる。
さらには、容器ドア（ＦＯＵＰドア）をロードポートドアに連結するためにロードポートドアに設けた連結機構に関して、この連結機構による適切な連結状態を検出可能なセンサをロードポートに設け、当該センサの検出値の変化によって基板収納容器の変形に起因する連結不良を推測・判断するように設定してもよい。加えて、排気ノズルから排出される排気ガスの酸素濃度計からセンサ値を取得することで、基板収納容器の変形による外気の流入が、基板収納容器内のウェーハにどの程度影響するのかを推定・判断できる。また、ロードポートの載置台に設けたロック爪のロックエラーを検出することで、基板収納容器の底面に設けられた被ロック部（ロック爪と係合する部分）の削れを推定することができる。さらに、ロック爪のロックエラー回数を計測してもよい。
また、上位システムのデータ処理部が、データマイニングの手法を利用することで基板収納容器の状態を出力（例えば基板収納容器の交換時期を予測）可能なものであってもよい。
タクトタイムを検出（計測）して、標準タクトタイムに対して、時間が掛かるようになってきた場合に、特定のロードポートだけ時間が掛かる傾向であればロードポートに起因するタイムロスが生じていると判定することが可能であり、ロードポートの調整を促すメッセージを報知したり、特定の基板収納容器がどのロードポート上に載置しても時間が掛かる傾向であれば基板収納容器に起因するタイムロスが生じていると判定することが可能であり、基板収納容器をチェック対象とするメッセージまたは交換を促すメッセージを報知するようにしてもよい。また、容器ドア（ＦＯＵＰドア）が開きにくい基板収納容器に対し、動作調整手段がボトムパージ処理時の気体供給量を多めに設定して基板収納容器の内圧を上げ、容器ドア（ＦＯＵＰドア）が開けやすくなるように処理を行った場合は、基板収納容器内の雰囲気が外部に漏洩しやすくなる。このように、ロードポート周辺の酸素濃度が低下する可能性がある処理を行う場合には、作業者へ報知するようにしてもよい。
上述の実施形態では、基板収納容器としてウェーハ搬送に用いられるＦＯＵＰを採用した。しかし本発明では、ＦＯＵＰ以外の基板収納容器、例えば、ＭＡＣ(Multi Application Carrier)、Ｈ－ＭＡＣ(Horizontal-MAC)、ＦＯＳＢ(Front Open Shipping Box)などを用いることも可能である。
上述の実施形態ではボトムパージ処理等に用いる環境ガスとして窒素ガスを例にしたが、これに限定されず、乾燥ガス、アルゴンガスなど所望のガス（不活性ガス）を用いることができる。
また、容器ドア（ＦＯＵＰドア）が、全閉位置から全開位置に移動する過程で一時的に傾斜姿勢となる（部分円弧状の軌跡を描くような動作を伴う）ものであっても構わない。
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
１…基板収納容器管理システム
２…ロードポート
２３…載置台
２ｃ…センサ
２ｘ…ＩＤ読取手段
２ｙ…ロードポート側通信手段
４…基板収納容器（ＦＯＵＰ）
４１…搬出入口
４ｘ…個体識別用ＩＤ
Ｃ…上位システム
Ｃａ…動作調整部
Ｃｄ…データベース
Ｃｘ…上位システム側通信手段
Ｃｙ…紐付け手段
Ｃｚ…データ処理部
Ｗ…基板（ウェーハ）

Claims (9)

  1. 基板収納容器に対して基板を出し入れ処理可能であり、前記基板収納容器に付された個体識別用ＩＤを読み取り可能なＩＤ読取手段と、前記基板収納容器の状態を直接または間接的に検出するセンサと、を有するロードポートと、
    前記ＩＤ読取手段で読み取った前記個体識別用ＩＤと前記センサで検出したセンサ値とを相互に紐付ける紐付け手段と、
    前記紐付け手段で紐付けたデータを蓄積するデータベースと、
    前記データベース内の前記データを解析して前記個体識別用ＩＤ毎の前記基板収納容器の状態を出力するデータ処理部と、
    前記データ処理部が出力した前記個体識別用ＩＤ毎の前記基板収納容器の状態に基づいて、前記ロードポートにおける前記基板収納容器の処理に関わる制御値を、前記処理の開始前に予め調整する動作調整部と、を備えることを特徴とする基板収納容器管理システム。
  2. 前記データ処理部は、
    特定の前記センサで検出したセンサ値から統計データを算出する算出手段と、
    特定の前記個体識別用ＩＤに紐付けされたセンサ値と前記算出手段によって算出した算出結果とを比較する比較手段と、
    前記比較手段によって比較した結果に基づいて前記基板収納容器の状態を出力する状態出力手段と、
    を備える請求項１に記載の基板収納容器管理システム。
  3. 前記ロードポートは、複数種類の前記センサを備えており、
    前記紐付け手段は、前記個体識別用ＩＤと前記複数種類のセンサで検出した複数種類の前記センサ値とを相互に紐付け可能である請求項１又は２に記載の基板収納容器管理システム。
  4. 前記紐付け手段は、前記個体識別用ＩＤと、前記基板収納容器の処理時に発生したエラーに関する情報及び前記基板収納容器に格納された前記基板になされた処理に関する情報のうち少なくとも何れか一方の情報とを相互に紐付け可能であり、
    前記動作調整部は、前記データベースに蓄積された前記個体識別用ＩＤ毎の前記少なくとも何れか一方の情報に基づいて、前記ロードポートの前記基板収納容器の処理に関わる制御値を調整する請求項１～３の何れか１項に記載の基板収納容器管理システム。
  5. 前記ロードポートと通信可能な上位システムをさらに備え、
    前記上位システムに、少なくとも前記紐付け手段、前記データベース及び前記データ処理部が設けられている請求項１～４の何れか１項に記載の基板収納容器管理システム。
  6. 前記データ処理部は、前記ロードポートの前記センサのセンサ値から前記基板収納容器の状態を学習する学習手段を有する請求項１～５の何れか１項に記載の基板収納容器管理システム。
  7. 請求項１～６の何れか１項に記載の基板収納容器管理システムに含まれるロードポートであって、
    前記基板収納容器に付された前記個体識別用ＩＤを読み取り可能な前記ＩＤ読取手段と、
    前記基板収納容器の状態を直接または間接的に検出する前記センサと、
    を備えることを特徴とするロードポート。
  8. 基板収納容器に対して基板を出し入れ処理可能なロードポートによって、前記基板収納容器に付された個体識別用ＩＤを読み取るＩＤ読取ステップと、
    前記ロードポートに設けられたセンサによって前記基板収納容器の状態を直接または間接的に検出する検出ステップと、
    前記ＩＤ読取ステップで読み取った前記個体識別用ＩＤと前記検出ステップで検出したセンサ値とを相互に紐付ける紐付けステップと、
    前記紐付けステップで紐付けたデータをデータベースに蓄積するデータベース化ステップと、
    前記データベース内の前記データを解析して前記個体識別用ＩＤ毎の前記基板収納容器の状態を出力するデータ処理ステップと、
    前記データ処理ステップで出力された前記個体識別用ＩＤ毎の前記基板収納容器の状態に基づいて、前記ロードポートにおける前記基板収納容器の処理に関わる制御値を、前記処理の開始前に予め調整する動作調整ステップと、を備えることを特徴とする基板収納容器管理方法。
  9. 前記紐付けステップにおいて、前記個体識別用ＩＤと、前記基板収納容器の処理時に発生したエラーに関する情報及び前記基板収納容器に格納された前記基板になされた処理に関する情報のうち少なくとも何れか一方の情報とを相互に紐付けし、
    前記動作調整ステップにおいて、前記データベースに蓄積された前記個体識別用ＩＤ毎の前記少なくとも何れか一方の情報に基づいて、前記ロードポートの前記基板収納容器の処理に関わる制御値を調整する請求項８に記載の基板収納容器管理方法。
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