JP7846824B1 - ロードポート及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＦＯＵＰ内にガスを供給するガス供給路から残留ガスを確実に排出することができるロードポート及び制御方法を提供する。
【解決手段】本開示のロードポートは、基板を収容する容器が載置される載置台と、容器内にガスを供給し排出するガス供給装置とを備え、ガス供給装置は、第１端部がガス供給源に接続され、第２端部が載置台に載置された容器に接続可能に配置されるガス供給路と、容器に接続可能に配置され、容器内のガスを排出するガス排出路と、ガス供給路に設けられ、容器に供給されるガスの流量を制御する流量制御装置と、ガス供給路において流量制御装置の上流側に設けられた上流側バルブと、下流側に設けられた下流側バルブと、ガス供給路とガス排出路とを接続する接続路と、接続路に配置された中継バルブとを有し、接続路はガス供給路の上流側バルブと下流側バルブとの間に接続される。
【選択図】図４

Description

本開示は、ロードポート及び制御方法に関する。

半導体製造装置において処理を行う半導体ウエハ等の基板は、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）と呼ばれる容器に複数枚が収容されて半導体製造装置間で搬送される。基板は、ＦＯＵＰのスロット上に載置して収容され、ＦＯＵＰに設けられた開口部から半導体製造装置内の搬送アームにより出し入れされる。ＦＯＵＰ内には、例えば基板の酸化や湿気による劣化の防止、又は基板へのパーティクル付着を抑制するために、清浄気体や不活性ガス等の処理気体を充填させることがある。

例えば、特許文献１のロードポートは、供給ポートに接続するパージノズル３７に窒素ガスを供給する供給路６１を備えており、供給路６１は、ボトムパージ処理用の窒素ガスの供給源６０に接続されている。供給路６１の所定箇所には、ガス流路である供給路６１の流量を測定及び制御するＭＦＣ６１ａ（Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と、単位時間あたりのガス供給量を変更可能な供給バルブ６１ｂを設けている。

特開２０２３－０３１９９１

ボトムパージを行う際に、供給路内に残留ガスがある場合には、ボトムパージによるガスに残留ガスが混入してしまい、ボトムパージの初期段階において単位時間あたりのガス供給流量が意図せず大きくなり、供給圧力も高くなってしまう。そうすると、ＦＯＵＰ内の基板の浮き上がりやパーティクルの散乱等が発生する恐れが生じる。

本開示は、ＦＯＵＰ内にガスを供給するガス供給路から残留ガスを確実に排出することができるロードポート及び制御方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、第１の態様は、ロードポートであって、基板を収容する容器が載置される載置台と、前記容器内にガスを供給し、容器内のガスを排出するガス供給装置と、を備え、前記ガス供給装置は、第１端部がガス供給源に接続され、第２端部が前記載置台に載置された前記容器に接続可能に配置されるガス供給路と、前記載置台に載置された前記容器に接続可能に配置され、前記容器内のガスを排出するガス排出路と、前記ガス供給路に設けられ、前記容器に供給される前記ガスの流量を制御する流量制御装置と、前記ガス供給路において前記流量制御装置の上流側に設けられた上流側バルブと、前記ガス供給路において前記流量制御装置の下流側に設けられた下流側バルブと、前記ガス供給路と前記ガス排出路とを接続する接続路と、前記接続路に配置された中継バルブと、を有し、前記接続路は、前記ガス供給路の前記上流側バルブと前記下流側バルブとの間に接続される。

第２の態様は、上記第１の態様のロードポートであって、各部の動作を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記上流側バルブ及び前記下流側バルブが閉鎖された状態で、前記中継バルブを開放し、その後、前記中継バルブを閉鎖して、前記上流側バルブ及び前記下流側バルブを開放する。

第３の態様は、上記第２の態様のロードポートであって、前記制御部は、前記中継バルブを開放する時間を、前記上流側バルブ、前記下流側バルブ及び前記中継バルブとの間の流路容積に基づいて設定する。

第４の態様は、上記第２の態様のロードポートであって、前記上流側バルブと前記下流側バルブとの間に圧力測定手段をさらに備え、前記制御部は、前記中継バルブを開放した後、前記圧力測定手段によって測定された圧力値に基づいて前記中継バルブを閉鎖する。

第５の態様は、上記第１の態様のロードポートの制御方法であって、前記上流側バルブ及び前記下流側バルブが閉鎖された状態で、前記中継バルブを開放させ、その後、前記中継バルブを閉鎖させ、前記上流側バルブ及び前記下流側バルブを開放させる。

第６の態様は、上記第５の態様の制御方法であって、前記中継バルブを開放する時間を、前記上流側バルブ、前記下流側バルブ及び前記中継バルブとの間の流路容積に基づいて設定する。

第７の態様は、上記第５の態様の制御方法であって、前記中継バルブを開放した後、前記上流側バルブと前記下流側バルブとの間の圧力値に基づいて前記中継バルブを閉鎖させる。

本開示によれば、ＦＯＵＰ内にガスを供給するガス供給路から残留ガスを確実に排出することができるロードポート及び制御方法を提供することができる。

本開示の一実施形態に係るロードポートの概略斜視図である。 図１のロードポートにおけるＦＯＵＰが載置されていない状態を示す概略側面図である。 図１のロードポートにおけるＦＯＵＰが載置されてガス供給ノズルが接続された状態を示す概略側面図である。 図１のロードポートにおける配管構成を示す概略図である。 本開示の背景技術の課題の一例を示すグラフである。 図１のロードポートを含むロードポートシステムの機能構成を示すブロック図である。 図１のロードポートを含むロードポートシステムの機能構成の変形例を示すブロック図である。 本開示の一実施形態に係るロードポートの制御方法を示すフローチャートである。 本開示の一実施形態に係るゼロ点調整の制御方法を示すフローチャートである。

以下、本開示を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本開示を説明するための例示であり、本開示を以下の内容に限定する趣旨ではない。本開示は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。そして、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

＜ロードポート＞
図１及び図３に示すように、本実施形態のロードポート１は、ＦＯＵＰ１０を載置する載置台２０と、ＦＯＵＰ１０内にガスＧを供給し、ＦＯＵＰ１０内のガスＧを排出するガス供給装置３０と、各部の動作を制御する制御部５０と、を備える。ガス供給装置３０は、上流側端部３１がガス供給源３２に接続され、下流側端部３３がＦＯＵＰ１０に接続可能に配置されるガス供給路３４を備える。下流側端部３３は、載置台２０に設けられるガス供給ノズル４０に接続される。また、ガス供給装置３０は、ＦＯＵＰ１０に接続可能に配置されＦＯＵＰ１０内のガスを排出するガス排出路７４を備える。ガス供給路３４とガス排出路７４は、接続路７５を介して接続される。接続路７５は中継バルブ７６を有し、中継バルブ７６が開放されている場合にガス供給路３４とガス排出路７４とが接続してガスＧが通流し、中継バルブ７６が閉鎖されている場合にはガスＧの流れは遮断される。

ガス供給路３４は、ＦＯＵＰ１０に供給されるガスＧの流量を制御するマスフローコントローラ３５と、このマスフローコントローラ３５の上流側に設けられた上流側バルブ３６と、マスフローコントローラ３５の下流側に設けられた下流側バルブ３７と、を有する。接続路７５は、この上流側バルブ３６と下流側バルブ３７の間に配置される。なお、接続路７５は、マスフローコントローラ３５の上流側に配置されてもよいし、下流側に配置されてもよい。

なお、ＦＯＵＰ１０は、本開示の技術に係る「容器」の一例であり、マスフローコントローラ３５は、本開示の技術に係る「流量制御装置」の一例である。また、上流側端部３１は、本開示の技術に係る「第１端部」の一例であり、下流側端部３３は、本開示の技術に係る「第２端部」の一例である。ガス供給源３２は、本開示の技術に係る一例であり、ガスを供給するために外部に設けられたガス供給設備（図示せず）と繋がった配管と接続継手を介して接続可能に設けられる。

（容器）
図１及び図３に示すように、ＦＯＵＰ１０は、開口部１２を有する本体部１１と、蓋１３と、を備える。ＦＯＵＰ１０は、複数の基板Ｗをその表面を上方に向けてスロット上に載置して収容することができる。ＦＯＵＰ１０には、開口部１２が設けられ、この開口部１２を蓋１３により密閉する。ＦＯＵＰ１０は、蓋１３により密閉された状態で、例えば、ＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｈｏｉｓｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ、天井走行式無人搬送車）等の搬送装置で搬送される。

（載置台）
図１に示すように、載置台２０は、基板Ｗが収容されたＦＯＵＰ１０を載置するドックプレート２１を備える。ドックプレート２１には、ＦＯＵＰ１０を下方から支持する支持ピン２２が設けられている。載置台２０には、基台２３に組み込まれてドックプレート２１を水平方向（図１のＸ軸方向）に移動させる移動機構（図示せず）が内蔵されている。例えば、ＯＨＴ等の搬送装置により搬送されたＦＯＵＰ１０は、Ｘ軸方向正方向側で待機しているドックプレート２１に載せられ、ドックプレート２１がプレート６０側（Ｘ軸方向負方向）に移動してポートドア６２に装着される。

また、図１に示すように、載置台２０の基台２３の側端部に垂直方向上方（Ｚ軸方向正方向）に延在するプレート６０が設置される。プレート６０は、基板Ｗに各種処理を行うプロセス装置に基板Ｗの受け渡しを行う基板搬送装置（例えば、Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ（図示せず））とロードポート１との接続部を構成し、処理領域と外部との隔壁の役割も果たす。プレート６０は、基台２３から上方に延伸した領域において開口部６４を有しており、ドックプレート２１がプレート６０側に移動してＦＯＵＰ１０とプレート６０とが当接した状態において、この開口部６４から基板Ｗが出し入れされる。

（ガス供給装置）
次に、図３及び図４を参照して、本開示のロードポート１のガス供給装置３０について説明する。

図３に示すように、ロードポート１は、ガス供給装置３０を備える。ガス供給装置３０は、ガス供給源３２と、上流側端部３１がガス供給源３２に接続され、下流側端部３３が後述するガス供給ノズル４０に接続されるガス供給路３４と、を備える。また、ガス供給装置３０は、ＦＯＵＰ１０内のガスを排出するガス排出路７４、ガス供給路３４とガス排出路７４とを接続する接続路７５、及び接続路７５に設けられる中継バルブ７６を備える。

（ガス供給路）
ガス供給路３４は、ＦＯＵＰ１０に供給されるガスＧの流量を制御するマスフローコントローラ３５と、このマスフローコントローラ３５の上流側に設けられた上流側バルブ３６と、マスフローコントローラ３５の下流側に設けられた下流側バルブ３７と、を有する。また、ガス供給装置３０は、ガス供給路３４の下流側端部３３に、ＦＯＵＰ１０の底面と当接してガスＧを供給するガス供給ノズル４０を備える。

ガス供給源３２は、例えば、Ｎ２などの不活性ガスや清浄ガスを供給するものであればよく、ガスの種類は、ＦＯＵＰ１０に収容される基板Ｗ上に形成される膜や基板処理の内容によって決定される。図４に示すように、ガス供給源３２からのＮ２ガスは、複数の配管部品を経由してガス供給ノズル４０の吐出部４１まで供給される。

マスフローコントローラ３５は、ガス供給路３４を流れるガスＧの流量が設定流量となるように制御する。マスフローコントローラ３５としては、公知の機器を用いることができ、ガスの流量を制御するものであれば市販の機器であってよい。図４に示すように、マスフローコントローラ３５は、上流側バルブ３６と下流側バルブ３７の間に配置され、ガス供給装置３０全体の流量制御を行う。

本開示の実施形態によれば、ガス供給路３４にマスフローコントローラ３５を挟んで上流側バルブ３６と下流側バルブ３７とが設けられ、各バルブが開放することによってガス供給源３２から供給されるガスＧがガス供給ノズル４０の吐出部４１から吐出される。上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７は、同じ種類のバルブを用いてもよく、例えばエアバルブと電磁弁の組み合わせを用いてもよい。この場合、エアバルブはエア供給路（図示せず）を介してエア供給源（図示せず）に接続されており、エアが供給されている場合に開放状態となり、エアが供給されていない場合には閉鎖状態となる。エアバルブへのエアの供給は、エア供給路に設けられた電磁弁により制御され、電磁弁に電流が流れているときにエアが供給され、電磁弁への電流が遮断されるとエアは供給されない。

図４に示すように、本実施形態において、ガス供給路３４は下流側バルブ３７の下流で３つの分岐路に連結している。ガス供給路３４は、各分岐路において上流から順に流量モニタ７０、スピードコントローラ３８及びガスフィルタ３９をさらに備える。各分岐路は、それぞれ図１に示す３つの吐出部４１に接続する。また、ガス供給路３４の上流側バルブ３６よりも上流には、圧力モニタ７２が設けられる。

さらに、本実施形態においては、ガス供給路３４の上流側バルブ３６と下流側バルブ３７との間に圧力測定手段７３を設けることができる。

流量モニタ７０は、ガス供給路３４に流れるガスの流量を監視する。ガス供給路３４の下流側においてガスの流量を常時監視することにより、マスフローコントローラ３５の異常の検知やリークの検知をすることが可能となる。また、圧力モニタ７２は、ガス供給源３２から供給されるガスの圧力を監視する。ガスの圧力を常時監視することにより、上流側バルブ３６、マスフローコントローラ３５及び下流側バルブ３７などの異常を検知することができる。

スピードコントローラ３８は、各分岐路におけるガスの流量を調整し、各ガス供給ノズル４０から吐出されるガスの流量が均一になるようにする。また、ガスフィルタ３９は、ＦＯＵＰ１０内に吐出されるガスの清浄度を高めるために用いられる。

（ガス排出路）
図３に示すように、ガス供給装置３０は、ＦＯＵＰ１０内のガスを排出するガス排出路７４を備える。ガス排出路７４は、載置台２０に設けられたガス排出ノズル４２に接続される。図１及び図３において、ガス供給ノズル４０からＦＯＵＰ１０内に供給されたガスＧは、ガス排出ノズル４２の排出部４３から排出される。ガス排出ノズル４２から排出されるガスＧは、ガス排出ノズル４２に接続するガス排出路７４を通って装置の外部に排出される。

（接続路）
本実施形態におけるガス供給装置３０には、さらにガス供給路３４とガス排出路７４を接続する接続路７５が設けられる。接続路７５は、ガス供給路３４側では、前述の上流側バルブ３６と下流側バルブ３７の間に接続される。図３の例では、接続路７５は、下流側バルブ３７とマスフローコントローラ３５の間に配置されているが、この構成に限らず、上流側バルブ３６とマスフローコントローラ３５の間に配置されてもよい。

（中継バルブ）
上述の接続路７５には、中継バルブ７６が配置される。中継バルブ７６は、ガス供給路３４内のガスを、ガス排出路７４に逃がすためのバルブである。例えば、ガス供給路３４内に残留ガスＧが存在する場合、ガス供給路３４の内圧は、ガス排出路７４の内圧よりも高くなる。この場合に、中継バルブ７６を開放すると、ガス供給路３４内に存在する残留ガスＧは、ガス排出路７４へと流れていき、ガス供給路３４とガス排出路７４の内圧が略等しくなった時にガスの流れが止まる。

以上に説明したロードポート１の構成によれば、ガス供給路３４には、マスフローコントローラ３５を挟んで上流側バルブ３６と下流側バルブ３７とが設けられる。

マスフローコントローラ３５の上流側と下流側にそれぞれ上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７を設ける構成は、ガスＧの供給において正確な流量制御を行うために重要である。マスフローコントローラ３５の前後に電磁弁（ソレノイドバルブ）等から構成される上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７を設置する理由の一つとして、ゼロ点調整（ゼロキャリブレーション）がある。これは、正確な流量制御を行うために非常に重要な工程である。マスフローコントローラ３５は微小な流量も検出できる高感度なセンサを持っているため、わずかなリークや外乱でも「気体が流れている」と誤認識することがある。ゼロ点調整とは、流体の流動が無く流量が「０」である状態をマスフローコントローラ３５に認識させる校正作業である。マスフローコントローラ３５単体では、完全に流体を遮断して流動を停止することができないため、調整時に上流からの微小なリーク流がマスフローコントローラ３５に流入したり、下流の圧力変動による逆流やマスフローコントローラ３５内部の残留ガスＧの流動による影響が生じたりする。これらを防ぐために、マスフローコントローラ３５の前後に電磁弁を設置して完全に遮断し、「流量がゼロの状態」を作り出す必要がある。

しかしながら一方で、マスフローコントローラ３５の前後の上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７を完全に遮断してしまうと、上流側バルブ３６と下流側バルブ３７との間にガスＧが残留する可能性も生じる。本開示の発明者らは、上流側バルブ３６と下流側バルブ３７との間にガスＧが残留している場合、上流側バルブ３６と下流側バルブ３７とを開くと、図５の丸で囲んだ部分に示すように、吐出初期段階で瞬間的に設定流量を上回る現象が生じることを発見した。これは、上流側バルブ３６と下流側バルブ３７との間に所定の圧力状態で残留したガスＧが、ガス供給源３２から供給されるガスと一緒にガス供給ノズル４０から吐出されたことによるものであると考えられる。このように瞬間的に設定流量を上回ったガスが吐出されると、ＦＯＵＰ１０やＦＯＵＰ１０内の基板Ｗが浮き上がったり、パーティクルが散乱したりする恐れがある。したがって、ガス供給路３４内に残留したガスＧを、ガス供給源３２からのガスＧの供給前に適切に排出することが求められる。

（ガス供給ノズル）
次に、図１乃至図３を参照して、ガス供給ノズル４０について説明する。ガス供給装置３０は、ガス供給路３４の下流側端部３３にガス供給ノズル４０を備える。ガス供給ノズル４０は、吐出部４１と、昇降機構４４とを有する。

吐出部４１は中空のガス流路を有し、吐出部４１の平面視中央部に吐出孔（図示せず）が形成されており、吐出部４１のガス流路とガス供給路３４とが連通することによってガス供給路３４から供給されるガスを吐出孔から吐出する。そして、吐出部４１の吐出孔がＦＯＵＰ１０の底面のノズルポートに当接することによってＦＯＵＰ１０の内部にガスを吐出孔から吐出する。

図２及び図３に示すように、吐出部４１は、昇降機構４４に固定されており、昇降機構４４が鉛直方向上下に移動することにより後述する下降位置と通気位置との間で昇降することができる。昇降機構４４は、吐出部４１を鉛直方向に昇降させることができ、吐出部４１をＦＯＵＰ１０の底面に当接することにより、吐出部４１のガス流路とＦＯＵＰ１０の底面のノズルポートとを連通させることができればどのような構成であってもよい。

ガス供給ノズル４０の吐出部４１は、載置台２０にＦＯＵＰ１０が載置されていないときには、例えば図１及び図２に示す下降位置に配置される。ここで下降位置とは、ガス供給ノズル４０の吐出部４１の上端面が、ドックプレート２１の表面と同じ高さとなる位置をいう。なお、この下降位置において、ガス供給ノズル４０の吐出部４１の上端面はＦＯＵＰ１０の底面より低い高さであればよく、必ずしもドックプレート２１の表面と同じ高さでなくてもよい。また、載置台２０にＦＯＵＰ１０が載置され、ＦＯＵＰ１０内にガスを供給するときには、ガス供給ノズル４０の吐出部４１は、図３に示す通気位置に配置される。ここで通気位置とは、ガス供給ノズル４０の吐出部４１の上端面が、ＦＯＵＰ１０の底面に当接し、かつＦＯＵＰ１０のノズルポート（図示せず）と吐出部４１の吐出孔とが連通する位置をいう。

（ガス排出ノズル）
本実施形態において、ガス供給装置３０は、ガス排出路７４の端部にガス排出ノズル４２を備える。ガス排出ノズル４２は、排出部４３を有する。ガス排出ノズル４２は、ガス供給ノズル４０と同様の構成とすることができ、排出部４３の排出孔（図示せず）がＦＯＵＰ１０の底面のノズルポートに当接することによってＦＯＵＰ１０の内部からガスを排出する。また、図３の例では、ガス供給ノズル４０の昇降機構４４にガス排出ノズル４２の排出部４３を固定させてガス供給ノズル４０の吐出部４１と共に昇降させている。これに限らず、ガス供給ノズル４０とは別の昇降機構（図示せず）にガス排出ノズル４２の排出部４３を固定してもよい。

（制御部）
次に、本開示のロードポート１の制御部５０について、図３及び図６を参照して説明する。図６に示すように、本開示のロードポート１は、制御部５０、流量調整部５５及び監視部５６が上位制御部５９に電気的に接続されることにより、ロードポートシステム１００を構成している。

図６に示すように、制御部５０は、中継バルブ７６、上流側バルブ３６、下流側バルブ３７及びガス供給ノズル４０の昇降機構４４に電気的に接続される。

図３に示すように、制御部５０は、各種制御プログラムや入力装置（図示せず）からの入力データを受信してロードポート１の各部の動作を制御するコントローラ５１と、各種制御プログラムや入力装置からの入力データをコントローラ５１が受信し、必要に応じて記憶する記憶部５２を含む。

コントローラ５１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）や、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、などのメモリ等によって構成され、所定のプログラムを実行することで各部の動作を制御する。ＣＰＵは、ＲＯＭまたは記憶部５２に記録されているプログラムにしたがって、各構成の制御および各種の演算処理を行う。

記憶部５２は、例えばハードディスクドライブ、コンパクトディスク、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、又はメモリカード等の記憶媒体から構成することができる。これらの記憶媒体には、制御プログラムが格納されており、制御部５０に制御プログラムがインストールされてコントローラ５１により実行される。

図６に示すように、制御部５０は、バルブ制御部５３、ノズル制御部５４、及びタイミング制御手段５７を機能として備える。

バルブ制御部５３は、中継バルブ７６、上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７の開閉動作を制御する。例えば、上流側バルブ３６と下流側バルブ３７の開放タイミングを同時にしたり、異なる時間にずらしたり、又は開放順序を指定することができる。本実施形態においては、中継バルブ７６と上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７は排他的に動作する。つまり、中継バルブ７６が開放されている場合には上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７は閉鎖しており、中継バルブ７６が閉鎖された後に上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７が開放可能となる。

ノズル制御部５４は、ガス供給ノズル４０及びガス排出ノズル４２を固定する昇降機構４４の昇降動作を制御する。ノズル制御部５４は、昇降機構４４の昇降タイミングを他部の動作と連携させてもよく、例えば、バルブ制御部５３で制御する上流側バルブ３６と下流側バルブ３７の開放動作に合わせて昇降機構４４の昇降を行うこともできる。

タイミング制御手段５７は、例えば、内部クロックとタイマ（時間設定手段）とで構成され、中継バルブ７６を開放する時間の間隔をカウントすることができる。具体的には、タイミング制御手段５７は、中継バルブ７６を開放させる時間を、ガス供給路３４内の残留ガスＧの量、特に上流側バルブ３６と下流側バルブ３７との間の残留ガスＧの量に応じて決定してもよい。本実施形態では、この上流側バルブ３６と下流側バルブ３７との間の残留ガスＧの量は、上流側バルブ３６、下流側バルブ３７及び中継バルブ７６との間の流路容積に基づいて決定される。すなわち、残留ガスＧの量は、ガス供給路３４の上流側バルブ３６と下流側バルブ３７との間の流路容積と、接続路７５のガス供給路３４との接続地点から中継バルブ７６までの間の流路容積とを合わせた流路容積に基づいて決定される。したがって、制御部５０は、中継バルブ７６を開放する時間を上流側バルブ３６、下流側バルブ３７及び中継バルブ７６との間の流路容積に基づいて設定し、タイミング制御手段５７に対して制御信号を送信する。

以上の構成により、外部タイマ回路を必要とせず、制御部５０の内部クロックを用いてバルブ制御を実現することができ、システムの簡素化とコスト削減を同時に達成することが可能となる。

（流量調整部）
流量調整部５５は、マスフローコントローラ３５の動作を制御する。マスフローコントローラ３５は、流体の質量流量を計測して設定された流量に制御する装置であり、流量調整部５５は、ガス供給路３４に流れるガスＧが設定流量となるようにマスフローコントローラ３５を制御する。本実施形態におけるマスフローコントローラ３５は、市販の装置であってよい。

（監視部）
監視部５６は、ガス供給路３４を流れるガスＧの流量を監視する流量モニタ７０と、ガス供給路３４内の圧力を監視する圧力モニタ７２を制御する。監視部５６は、これらのモニタだけでなく、例えば温度モニタや流速モニタなどの他のモニタを制御するようにしてもよい。監視部５６は、流量モニタ７０及び圧力モニタ７２から流量及び圧力の情報を入手し、流量及び圧力が例えば予め設定した閾値の範囲に入っているか否かを監視する。監視部５６は、流量及び圧力が例えば予め設定した閾値の範囲に入っていない場合に、異常が発生したと判断してアラームを発報してもよい。さらに監視部５６は、入手した流量及び圧力の情報に関するデータを蓄積していき、異常発生を予測してもよい。

（上位制御部）
上位制御部５９は、制御部５０、流量調整部５５及び監視部５６と電気的に接続されている。上位制御部５９は、バルブ制御部５３に対して、開放している上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７の閉鎖動作を命令する。本実施形態においては、上位制御部５９は、バルブ制御部５３が下流側バルブ３７と上流側バルブ３６を同時に開放してガスＧをＦＯＵＰ１０内に供給した後、上流側バルブ３６と下流側バルブ３７を同時に閉鎖させるようにバルブ制御部５３を制御する。

＜制御方法＞
以上の通り説明した構成のロードポート１の動作について、図８及び図９を参照して詳細に説明する。

本実施形態において、ＯＨＴ（図示せず）がＦＯＵＰ１０をロードポート１に搬送し、ドックプレート２１にＦＯＵＰ１０が載置される（ステップＳ１０１）。この時、ガス供給ノズル４０は、ノズルの上端面とドックプレート２１の表面が同じ高さになる下降位置（図２参照）で待機している。ＦＯＵＰ１０は、ドックプレート２１の支持ピン２２に受け渡される。

制御部５０は、ＦＯＵＰ１０がドックプレート２１に載置されたことを検知すると、ドックプレート２１をプレート６０の方に水平方向に移動させるよう制御する。ＦＯＵＰ１０がプレート６０及びポートドア６２に当接すると、ポートドア６２は蓋１３を保持して水平方向奥側（Ｘ軸方向負方向）に移動し、プレート６０の開口部６４を開放する。その後、制御部５０は、蓋１３を保持したポートドア６２を鉛直方向下方（Ｚ軸方向負方向）に移動させ、基板搬送装置に対してＦＯＵＰ１０が開口する高さまでポートドア６２を下降させる。そして、基板Ｗは、基板搬送装置内の搬送ロボットアーム（図示せず）により１枚又は複数枚毎にＦＯＵＰ１０から取り出され、基板搬送装置に隣接するプロセス装置に搬送され、プロセス装置で一連の処理が行われた後、基板搬送装置を介して再度ＦＯＵＰ１０に戻される。

制御部５０のノズル制御部５４は、ドックプレート２１の移動の前後いずれかの時点において、ガス供給ノズル４０を通気位置（図３参照）へと上昇させるように昇降機構４４を制御する（ステップＳ２０１）。こうして、ガス供給ノズル４０の吐出部４１はＦＯＵＰ１０の底面に設けられたノズルポートと当接する。本実施形態においては、ガス供給ノズル４０の上昇時は、上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７が閉鎖された状態となっている。

次に、制御部５０のバルブ制御部５３は、上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７が閉鎖された状態から、パージ命令の開始により、上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７を開放させる（ステップＳ２０２）。

上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７を開放させることにより、ガス供給源３２から供給されるガスＧがガス供給路３４を通ってガス供給ノズル４０まで流れ、吐出部４１からＦＯＵＰ１０内へと吐出される。

ＦＯＵＰ１０内にガスＧを供給させた後、上位制御部５９は、上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７を閉鎖させる（ステップＳ２０５）。この際、安全性の観点から、両バルブは同時に閉鎖されるか、または下流側バルブ３７が優先的に閉鎖される。なお、ＦＯＵＰ１０内にガスＧを供給する時間については、基板Ｗ上に形成された膜やプロセス処理の種類等によって適宜決定される。

上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７を閉鎖させた後、制御部５０のノズル制御部５４は、昇降機構４４を駆動させ、ガス供給ノズル４０を通気位置から下降位置まで下降させる（ステップＳ２０７）。

一方で、ＦＯＵＰ１０内の基板Ｗは基板処理装置のプロセス装置において処理され、プロセス装置での処理が終了した基板Ｗは、基板搬送装置によりＦＯＵＰ１０へ搬送される。ＦＯＵＰ１０にプロセス装置での処理が終了した基板Ｗを全て収容すると、ポートドア６２は、蓋１３を保持したまま鉛直方向上方（Ｚ軸方向正方向）に移動する。そして、ポートドア６２は、水平方向手前側（Ｘ軸方向正方向）に移動し、蓋１３をＦＯＵＰ１０の開口部１２にはめてＦＯＵＰ１０を密閉する。

密閉されたＦＯＵＰ１０は、ドックプレート２１によりプレート６０から離れる方向（Ｘ軸方向正方向）に移動され、ＯＨＴで次工程の基板処理装置へと搬送される（ステップＳ１０２）。

（ゼロ点調整）
次に、ゼロ点調整について、図９を参照して説明する。本実施形態におけるロードポート１の動作として、少なくともステップＳ２０２及びＳ２０５のそれぞれの動作処理については、ゼロ点調整が完了していることを条件に実行される。そのため、ゼロ点調整が任意のタイミングで開始された場合は、ゼロ点調整が完了するまでそれぞれの動作処理は、一時中断することとなる。例えば、ステップＳ２０２でゼロ点調整が開始された場合は、上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７が閉鎖され、ゼロ点調整が完了するまでＳ２０２の動作処理を中断する。ゼロ点調整の完了後は、再びＳ２０２の処理に戻る。ここでゼロ点調整とは、マスフローコントローラ３５の出力（流量値）がゼロとなるように補正することをいう。

本実施形態におけるマスフローコントローラ３５のゼロ点調整は、マスフローコントローラ３５の上流側に設けられる上流側バルブ３６と、マスフローコントローラ３５の下流側に設けられる下流側バルブ３７の動作を制御することで行われる。具体的には、まず、ゼロ点調整開始信号が検出されることで上流側バルブ３６と下流側バルブ３７を完全に遮断する（ステップＳ３０１）。こうしてマスフローコントローラ３５における流体の流動を停止させる。次に、マスフローコントローラ３５の出力を確認して出力が０でない場合はゼロとなるように補正する（ステップＳ３０２）。こうして、ゼロ点調整が完了する。

本実施形態では、ゼロ点調整が完了した後に、上流側バルブ３６と下流側バルブ３７との間のガス供給路３４と、接続路７５のガス供給路３４との接続地点と中継バルブ７６との間に残る残留ガスＧを、接続路７５を介してガス排出路７４へと流して装置の外部に排出する。すなわち、バルブ制御部５３は、上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７が閉鎖された状態で、接続路７５に配置される中継バルブ７６を開放することにより残留ガスＧをガス排出路７４へと流す（ステップＳ３０３）。

中継バルブ７６を一定間隔だけ開放した後、中継バルブ７６を閉鎖する（ステップＳ３０４）。こうして残留ガスＧをガス供給路３４から排出した後に、ステップＳ２０２に戻り、上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７を開放する。

（中継バルブの制御）
バルブ制御部５３は、ゼロ点調整が完了した後に、接続路７５に配置される中継バルブ７６を一定時間だけ開放する。中継バルブ７６の開放時間は、上流側バルブ３６、下流側バルブ３７及び中継バルブ７６との間の流路容積に基づいて予め設定される。例えば、流路の内径、長さから流路容積を算出し、残留ガスを完全に排出するのに十分な時間(例えば３秒～１０秒程度)が設定される。

この開放時間は、タイミング制御手段５７によりカウントされる。タイミング制御手段５７は、内部にクロックジェネレータを持ち、一定の周波数（例：２０Ｈｚ）で動作し、この内部クロック（図示せず）のパルスによって時間の間隔を測定している。まず、内部クロックから基準クロック信号をタイマ（図示せず）に入力する。タイマは、基準クロック信号を所定の分周比で分周することにより、一定間隔のタイマ割り込み信号を生成する。このタイマ割り込み信号は、制御部５０内のバルブ制御部５３に送信される。そして、予めプログラムされた制御アルゴリズムに従って中継バルブ７６の開放制御が実行される。

中継バルブ７６の開放後の閉鎖動作は、残留ガスＧが排出される時間の経過後であることが好ましい。この中継バルブ７６を開放する時間の一定間隔は、ガス供給路３４の配管の容積から残留ガスＧの量を推定し、その残留ガスＧの量に応じて決定してもよい。本実施形態では、上流側バルブ、下流側バルブ及び中継バルブとの間の流路容積に基づいて残留ガスＧの量を推定し、それに応じて設定された時間の間隔に基づいて、制御部５０に設けられたタイミング制御手段５７にカウントさせるようにしている。

ここで、残留ガスＧは、主に上流側バルブ３６と下流側バルブ３７を同時に閉鎖した場合に、両バルブ間の配管内に閉じ込められることで発生する。閉鎖タイミングについては、時間差を設けることもできるが、その場合には、タクトタイムが長くなる懸念がある。また、緊急時の停止の場合には同時閉鎖が望ましい。したがって、本実施形態では時間差を設けず同時に閉鎖している。

ガス供給路３４に残留した残留ガスＧは、ガス供給路３４とガス排出路７４の圧力差を用いて自然に排出する。残留ガスＧ排出前のガス供給路３４内は大気よりも圧力が高い状態にある。一方、ガス排出路７４内は、大気と同等の圧力状態であるため、気体の物理特性によって、中継バルブ７６を開けたタイミングで圧力の高い場所から低い場所へ自然と流れていく。残留ガスＧは、ガス供給路３４内から完全に放出する必要があるため、中継バルブ７６を開放させた後に中継バルブ７６を閉鎖させるタイミングを長めに設定する。

排出する残留ガスＧの量は、ガス供給路３４と接続路７５の内管径（例えば、約９．５ｍｍ（３／８インチ））と残留ガスＧが滞留する配管の長さ、例えば、本実施形態では、ガス供給路３４の上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７との間の距離（約６８０ｍｍ）と、接続路７５のガス供給路３４との接続地点と中継バルブ７６との間の距離によって決まる。また、残留ガスＧがガス供給路３４及び接続路７５内から排出される時間は、主に残留ガスＧの量と、ガス供給路３４内とガス排出路７４内の圧力差、接続路７５の長さ等によって変動する。

以上の通り、本実施形態のロードポート１において、ＦＯＵＰ１０内にガスＧを供給するガス供給装置３０は、ガス供給源３２とガス供給ノズル４０とをつなぐガス供給路３４に、マスフローコントローラ３５を挟んで上流側バルブ３６と下流側バルブ３７とを有している。このガス供給路３４の上流側バルブ３６と下流側バルブ３７との間に、中継バルブ７６を配置した接続路７５を備えている。この構成により、ゼロ点調整後に任意のタイミングでガス供給路３４に残留するガスＧを確実に排出することができる。また、残留ガスＧはＦＯＵＰ１０を経由せずに直接排出されるため、ＦＯＵＰ１０を経由して排出される場合と比較して、より短時間での排出が可能となりタクトタイムを短縮することができる。

また、制御部５０のバルブ制御部５３は、ガス供給路３４の上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７が閉鎖された状態で、接続路７５の中継バルブ７６を開放させ、その後、中継バルブを閉鎖して、上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７を開放する。こうして、上流側バルブ３６及び下流側バルブ３７を開放してガスＧをＦＯＵＰ１０に供給する前に、上流側バルブ３６と下流側バルブ３７の間の残留ガスを確実に排出している。そのため、ガス供給路３４に残留するガスＧの影響を受けることなくガス供給路３４に流れるガスＧの流量を正確に制御することができる。

さらに、制御部５０は、中継バルブ７６を開放する時間を、上流側バルブ３６、下流側バルブ３７及び中継バルブ７６との間の流路容積に基づいて設定する。このように、残留ガスＧの量に応じて中継バルブ７６の開閉が制御されるため、残留ガスＧが適切に排出される。よって、ガスＧの吐出時の突発的な流量の増加を抑制することができ、さらに時間の間隔が長くなりすぎることによる生産効率の低下を防止できる。

＜変形例＞
図７は、上述の図６に示すロードポートシステム１００の変形例であるロードポートシステム２００を示しており、ロードポートシステム１００と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。図７に示す変形例のロードポート２の制御部５０２は、バルブ制御部５３、ノズル制御部５４、流量調整部５５、流量監視部５６１及び圧力監視部５８をその機能として備える。また、制御部５０２は、中継バルブ７６、上流側バルブ３６、下流側バルブ３７、ガス供給ノズル４０の昇降機構４４、マスフローコントローラ３５、流量モニタ７０、圧力モニタ７２及び圧力測定手段７３に電気的に接続される。

流量監視部５６１は、流量モニタ７０と電気的に接続し、流量モニタ７０の動作を制御する。流量監視部５６１による流量モニタ７０の制御については、上述の監視部５６による制御と同様であるため説明を省略する。

圧力監視部５８は、圧力モニタ７２と、圧力測定手段（例えば圧力計）７３の動作を制御する。圧力監視部５８による圧力モニタ７２の制御については、上述の監視部５６による制御と同様であるため説明を省略する。

圧力測定手段７３は、上流側バルブ３６と下流側バルブ３７との間に設けられ、ガス供給路３４内の圧力をリアルタイムで監視する。この圧力測定手段７３は、上流側バルブ３６と下流側バルブ３７との間のガス供給路３４内圧力を監視し、残留ガスＧの有無を正確に検出する。例えば、残留ガスＧが存在する場合、ガス供給路３４内圧力は大気圧よりも高い値を示し、残留ガスＧが完全に排出された場合は大気圧と同等の値を示す。

圧力測定手段７３としては、例えば半導体圧力センサやピエゾ抵抗式圧力センサなどの圧力測定装置を用いることができる。測定精度としては、大気圧に対して±０．１ｋＰａ程度の精度があれば、残留ガスの有無を十分に判定することが可能である。

圧力監視部５８は、バルブ制御部５３が中継バルブ７６を開放した後、圧力測定手段７３から取得した測定値（圧力値）と予め設定された閾値（例えば大気圧＋０．５ｋＰａ）とを比較する。そして、測定値が閾値以下になった時点で残留ガスＧが完全に排出されたと判定して判定結果をバルブ制御部５３に送信する。その後、バルブ制御部５３は、中継バルブ７６の閉鎖指令を出力する。ここで、予め設定された閾値は、残留ガスＧが残っている状態の内圧と残留ガスＧが排出された状態の内圧との圧力差や実際の内圧の計測値によって適宜設定される。

なお、圧力監視部５８は、監視により収集した圧力値を圧力データとして記憶部５２に記録し、システムの動作履歴として蓄積することもできる。

以上の方法により、固定的なタイマによる時間制御(見込み制御)ではなく、実際の残留ガスＧの排出状況に応じた制御(実測制御)が可能となる。これにより、配管の長さや内径、環境条件の違いによる残留ガスＧの排出時間のばらつきに対しても、常に最適なタイミングでバルブ制御を行うことができ、より精密な流量制御が実現される。

また、ロードポートシステム１００の機能構成と、ロードポートシステム２００の機能構成を組み合わせてもよい。すなわち、タイミング制御手段５７で中継バルブ７６の開閉タイミングを制御すると共に、圧力測定手段７３により上流側バルブ３６と下流側バルブ３７との間のガス供給路３４内圧力を監視してもよい。この場合、タイミング制御手段５７で中継バルブ７６の閉鎖指令が出力された時点において、圧力測定手段７３で取得した圧力値が閾値以下ではない場合には、中継バルブ７６の閉鎖タイミングを遅延させる処理が実行される。

以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について説明を行ったが、本開示は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本開示を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本開示の範疇に含まれることは勿論である。

上記の実施形態において、タイミング制御手段５７は、内部クロックを備えていたが、これに限らず、外部クロックを用いてもよい。

また、上記実施形態において記載された効果は、説明的又は例示的なものであり、上記実施形態において記載されたものに限定されない。つまり、本開示に係る技術は、上記実施形態において記載された効果とともに、又は上記実施形態において記載された効果に代えて、上記実施形態における記載から、本開示の技術分野における通常の知識を有する者には明らかな他の効果を奏しうる。

なお、上記各実施形態の制御部５０は、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサを含んでもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、及びＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。本開示に係る制御方法は、各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

また、本開示に係る制御方法を実行するプログラムは、ＲＯＭまたは記憶部５２に予め記憶（インストール）されていてもよいが、これに限定されない。プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ等の非一時的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

１、２ ロードポート
１０ ＦＯＵＰ
２０ 載置台
３０ ガス供給装置
３４ ガス供給路
３５ マスフローコントローラ
３６ 上流側バルブ
３７ 下流側バルブ
４０ ガス供給ノズル
４１ 吐出部
４２ ガス排出ノズル
４３ 排出部
５０、５０２ 制御部
７２ 圧力モニタ
７３ 圧力測定手段
７４ ガス排出路
７５ 接続路
７６ 中継バルブ
１００、２００ ロードポートシステム

Claims (6)

1. 基板を収容する容器が載置される載置台と、
   前記容器内にガスを供給し、容器内のガスを排出するガス供給装置と、を備え、
   前記ガス供給装置は、
   第１端部がガス供給源に接続され、第２端部が前記載置台に載置された前記容器に接続可能に配置されるガス供給路と、
   前記載置台に載置された前記容器に接続可能に配置され、前記容器内のガスを排出するガス排出路と、
   前記ガス供給路に設けられ、前記容器に供給される前記ガスの流量を制御する流量制御装置と、
   前記ガス供給路において前記流量制御装置の上流側に設けられた上流側バルブと、
   前記ガス供給路において前記流量制御装置の下流側に設けられた下流側バルブと、
   前記ガス供給路と前記ガス排出路とを接続する接続路と、
   前記接続路に配置された中継バルブと、を有し、
   前記接続路は、前記ガス供給路の前記上流側バルブと前記下流側バルブとの間に接続され、
   各部の動作を制御する制御部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記上流側バルブ及び前記下流側バルブが閉鎖された状態で、前記中継バルブを開放し、その後、前記中継バルブを閉鎖して、前記上流側バルブ及び前記下流側バルブを開放することを特徴とするロードポート。
2. 前記制御部は、前記中継バルブを開放する時間を、前記上流側バルブ、前記下流側バルブ及び前記中継バルブとの間の流路容積に基づいて設定することを特徴とする請求項１に記載のロードポート。
3. 前記上流側バルブと前記下流側バルブとの間に圧力測定手段をさらに備え、
   前記制御部は、前記中継バルブを開放した後、前記圧力測定手段によって測定された圧力値に基づいて前記中継バルブを閉鎖することを特徴とする請求項１に記載のロードポート。
4. 基板を収容する容器が載置される載置台と、
   前記容器内にガスを供給し、容器内のガスを排出するガス供給装置と、を備え、
   前記ガス供給装置は、
   第１端部がガス供給源に接続され、第２端部が前記載置台に載置された前記容器に接続可能に配置されるガス供給路と、
   前記載置台に載置された前記容器に接続可能に配置され、前記容器内のガスを排出するガス排出路と、
   前記ガス供給路に設けられ、前記容器に供給される前記ガスの流量を制御する流量制御装置と、
   前記ガス供給路において前記流量制御装置の上流側に設けられた上流側バルブと、
   前記ガス供給路において前記流量制御装置の下流側に設けられた下流側バルブと、
   前記ガス供給路と前記ガス排出路とを接続する接続路と、
   前記接続路に配置された中継バルブと、を有し、
   前記接続路は、前記ガス供給路の前記上流側バルブと前記下流側バルブとの間に接続されるロードポートの制御方法であって、
   前記上流側バルブ及び前記下流側バルブが閉鎖された状態で、前記中継バルブを開放させ、その後、前記中継バルブを閉鎖させ、前記上流側バルブ及び前記下流側バルブを開放させることを特徴とする制御方法。
5. 前記中継バルブを開放する時間を、前記上流側バルブ、前記下流側バルブ及び前記中継バルブとの間の流路容積に基づいて設定することを特徴とする請求項４に記載の制御方法。
6. 前記中継バルブを開放した後、前記上流側バルブと前記下流側バルブとの間の圧力値に基づいて前記中継バルブを閉鎖させることを特徴とする請求項４に記載の制御方法。