KR20190109244A - Efem 시스템, 및 efem 시스템에 있어서의 가스 공급 방법 - Google Patents

Efem 시스템, 및 efem 시스템에 있어서의 가스 공급 방법 Download PDF

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도시히로 가와이
겐고로 오구라
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신포니아 테크놀로지 가부시끼가이샤
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Abstract

EFEM의 내부 공간의 분위기가 불활성 가스로 치환되는 경우에, 대기 개방되어 있던 내부 공간의 습도를 낮추는 것에 필요해지는 불활성 가스의 공급량을 삭감한다.
EFEM(1)의 내부 공간(40)에 질소를 공급 가능한 불활성 가스 공급로(61)와, 불활성 가스 공급로(61)로부터 내부 공간(40)에 불활성 가스를 공급하는 상태와 공급하지 않는 상태로 전환하는 제1 전환부(63)과, 내부 공간(40)에 건조 공기를 공급 가능한 건조 공기 공급로(71)와, 건조 공기 공급로(71)로부터 내부 공간(40)에 건조 공기를 공급하는 상태와 공급하지 않는 상태로 전환하는 제2 전환부(73)를 마련한다.

Description

EFEM 시스템, 및 EFEM 시스템에 있어서의 가스 공급 방법{EFEM SYSTEM AND GAS SUPPLY METHOD IN EFEM SYSTEM}
본 발명은, EFEM의 내부 공간의 분위기를 불활성 가스로 치환함으로써 내부 공간의 산소 농도 및 습도를 목표값 이하로 유지하는 EFEM 시스템, 및 당해 EFEM 시스템에 있어서의 가스 공급 방법에 관한 것이다.
종래부터, 웨이퍼가 격납되어 있는 FOUP(Front-Opening Unified Pod)과, 웨이퍼에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 장치 사이에서, 웨이퍼를 수수하기 위한 EFEM(Equipment Front End Module)이 알려져 있다. 근년, 반도체 소자의 미세화가 진행되고 있으며, EFEM의 내부 공간에 존재하는 파티클뿐 아니라 산소나 수분의 영향도 무시하지 못하게 되었다. 그래서, 특허문헌 1에 기재된 EFEM에서는, EFEM의 내부 공간을 밀폐함과 함께 내부 공간의 분위기를 질소(불활성 가스)로 치환함으로써, 내부 공간으로부터 산소나 수분을 제거하고 있다. 질소를 대량으로 소비하면 러닝 코스트가 높아지므로, 특허문헌 1에서는, 질소를 내부 공간에서 순환시킴으로써 질소의 소비를 억제하고 있다.
일본 특허 공개 제2015-146349호 공보
그러나 특허문헌 1의 EFEM에 있어서, 예를 들어 메인터넌스 시에 내부 공간이 일단 대기 개방되면, 그 후에 산소 농도나 습도를 목표값까지 낮추는 것에 대량의 불활성 가스(질소)를 공급해야만 하여, 러닝 코스트가 여전히 높다. 특히 대기 개방한 때 대기 중의 수분이 EFEM 내의 장치나 배선 등에 흡착되어 버리기 때문에, 습도를 목표값까지 낮추는 것에 대량의 불활성 가스가 필요하였다.
본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 대기 개방되어 있던 EFEM의 내부 공간의 습도를 목표값까지 낮추는 것에 필요해지는 불활성 가스의 공급량을 삭감하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 EFEM 시스템은, EFEM의 내부 공간의 분위기를 불활성 가스로 치환함으로써 상기 내부 공간의 산소 농도 및 습도를 목표값 이하로 유지하는 EFEM 시스템이며, 상기 내부 공간에 상기 불활성 가스를 공급 가능한 불활성 가스 공급로와, 상기 불활성 가스 공급로로부터 상기 내부 공간에 상기 불활성 가스를 공급하는 상태와 공급하지 않는 상태로 전환하는 제1 전환부와, 상기 내부 공간에 건조 공기를 공급 가능한 건조 공기 공급로와, 상기 건조 공기 공급로로부터 상기 내부 공간에 상기 건조 공기를 공급하는 상태와 공급하지 않는 상태로 전환하는 제2 전환부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성을 갖는 EFEM 시스템에 의하면, 대기 개방되어 있던 EFEM의 내부 공간에 불활성 가스 대신 건조 공기를 공급함으로써 내부 공간의 습도를 낮출 수 있다. 따라서 내부 공간의 습도를 목표값까지 낮추는 것에 필요해지는 불활성 가스의 공급량을 삭감할 수 있다.
본 발명에 관한 EFEM 시스템에 있어서, 상기 내부 공간의 습도를 측정하는 습도계와, 상기 제1 전환부 및 상기 제2 전환부를 제어하는 제어부를 더 구비하고, 상기 제어부는, 대기 개방되어 있던 상기 내부 공간이 밀폐된 후, 상기 건조 공기 공급로로부터 상기 건조 공기를 상기 내부 공간에 공급하고, 상기 내부 공간의 습도가 소정값까지 내려가면, 상기 건조 공기의 공급을 정지하고 상기 불활성 가스 공급로로부터 상기 불활성 가스를 공급하면 된다.
이와 같이, 건조 공기에 의하여 내부 공간의 습도를 어느 정도 낮춘 후에 불활성 가스를 공급하도록 하면, 습도를 목표값까지 낮추는 것에 필요해지는 불활성 가스의 공급량을 효과적으로 삭감할 수 있다.
본 발명에 관한 EFEM 시스템에 있어서, 상기 제어부는, 상기 내부 공간이 대기 개방되어 있는 동안, 상기 건조 공기 공급로로부터 상기 건조 공기를 상기 내부 공간에 공급하면 된다.
메인터넌스 등에 의하여 내부 공간이 대기 개방되어 있는 동안에 건조 공기를 내부 공간에 공급함으로써, 오퍼레이터가 안전하게 작업을 행할 수 있음과 함께 내부 공간의 습도가 상승하는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 대기 개방 후에 내부 공간에 잔존하고 있는 수분을 적게 할 수 있어, 습도를 목표값까지 낮추는 것에 요하는 시간을 단축할 수 있다. 따라서 EFEM의 가동률을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관한 EFEM 시스템에 있어서, 상기 건조 공기 공급로에, 상기 건조 공기를 더 제습하기 위한 제습 필터가 마련되어 있으면 된다.
이와 같은 제습 필터를 마련함으로써 보다 저습도의 건조 공기를 공급할 수 있으므로, 건조 공기에 의하여 내부 공간의 습도를 효율적으로 낮출 수 있다.
본 발명에 관한 EFEM 시스템에 있어서, 상기 불활성 가스 공급로는 상기 불활성 가스로서 질소를 공급하는 것이고, 상기 건조 공기 공급로로부터 분기되는 분기로와, 상기 분기로에 마련되어, 상기 건조 공기로부터 산소를 제거하여 질소 농도를 높이는 질소 부화 필터와, 상기 건조 공기가 상기 건조 공기 공급로를 통과할지 상기 분기로를 통과할지를 전환하는 제3 전환부를 더 구비하면 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 저습도 및 저산소 농도의 건조 공기를 내부 공간에 공급할 수 있으므로, 내부 공간에 건조 공기를 공급하여 습도를 낮추고 있을 때, 동시에 산소 농도도 낮출 수 있다. 따라서 산소 농도 및 습도를 목표값까지 낮추는 것에 필요해지는 불활성 가스의 공급량을 더 효과적으로 삭감할 수 있다.
본 발명에 관한 EFEM 시스템에 있어서의 가스 공급 방법은, EFEM의 내부 공간의 분위기를 불활성 가스로 치환함으로써 상기 내부 공간의 산소 농도 및 습도를 목표값 이하로 유지하는 EFEM 시스템에 있어서의 가스 공급 방법이며, 대기 개방되어 있던 상기 내부 공간이 밀폐된 후, 건조 공기를 상기 내부 공간에 공급하는 건조 공기 공급 공정과, 상기 내부 공간의 습도가 소정값까지 내려가면, 상기 건조 공기의 공급을 정지하고 상기 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 건조 공기에 의하여 내부 공간의 습도를 어느 정도 낮춘 후에 불활성 가스를 공급하도록 하면, 습도를 목표값까지 낮추는 것에 필요해지는 불활성 가스의 공급량을 효과적으로 삭감할 수 있다.
본 발명에 관한 EFEM 시스템에 있어서의 가스 공급 방법에 있어서, 상기 내부 공간이 대기 개방되어 있는 동안, 상기 건조 공기를 상기 내부 공간에 공급하면 된다.
메인터넌스 등에 의하여 내부 공간이 대기 개방되어 있는 동안에 건조 공기를 내부 공간에 공급함으로써, 오퍼레이터가 안전하게 작업을 행할 수 있음과 함께 내부 공간의 습도가 상승하는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 대기 개방 후에 내부 공간에 잔존하고 있는 수분을 적게 할 수 있어, 습도를 목표값까지 낮추는 것에 요하는 시간을 단축할 수 있다. 따라서 EFEM의 가동률을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 EFEM 및 그 주변의 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 실시 형태에 관한 EFEM의 단면도이다.
도 3은 가스 공급 제어를 행하기 위한 EFEM 시스템의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 4는 메인터넌스 시의 가스 공급 제어를 도시하는 흐름도이다.
도 5는 EFEM 시스템의 변형예를 도시하는 모식도이다.
도 6은 EFEM 시스템의 변형예를 도시하는 모식도이다.
본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한 설명의 편의상, 도 1에 나타내는 방향을 전후 좌우 방향으로 한다. 즉, EFEM(Equipment Front End Module)(1)과 기판 처리 장치(6)가 나열되어 있는 방향을 전후 방향으로 한다. EFEM(1)측을 전방, 기판 처리 장치(6)측을 후방으로 한다. 전후 방향과 직교하는, 복수의 로드 포트(4)가 나열되어 있는 방향을 좌우 방향으로 한다. 또한 전후 방향 및 좌우 방향의 양쪽과 직교하는 방향을 상하 방향으로 한다.
(EFEM 및 주변의 개략 구성)
먼저, EFEM(1) 및 그 주변의 개략 구성에 대하여 도 1을 이용하여 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 관한 EFEM(1) 및 그 주변의 개략적인 평면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, EFEM(1)은 하우징(2)과 반송 로봇(3)과 복수의 로드 포트(4)를 구비한다. EFEM(1)의 후방에는, 웨이퍼(W)에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 장치(6)가 배치되어 있다. EFEM(1)은, 하우징(2) 내에 배치된 반송 로봇(3)에 의하여, 로드 포트(4)에 적재되어 있는 FOUP(Front-Opening Unified Pod)(100)과 기판 처리 장치(6) 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 행한다.
FOUP(100)은, 복수의 웨이퍼(W)를 상하 방향으로 나열하여 수용 가능한 용기이며, 후단부(전후 방향에 있어서의 하우징(2)측의 단부)에 덮개(101)가 설치되어 있다. FOUP(100)은, 예를 들어 로드 포트(4)의 상방에 마련된, 도시되지 않은 레일에 매달려 주행하는, 도시되지 않은 OHT(천장 주행식 무인 반송차)에 의하여 반송된다. OHT와 로드 포트(4) 사이에서 FOUP(100)의 수수가 행해진다.
하우징(2)은, 복수의 로드 포트(4)와 기판 처리 장치(6)를 접속하기 위한 것이다. 하우징(2)의 내부에는, 외부 공간에 대하여 대략 밀폐된, 웨이퍼(W)가 반송되는 반송실(41)이 형성되어 있다. EFEM(1)이 가동되고 있을 때, 반송실(41)은 질소로 채워져 있다. 하우징(2)은, 반송실(41)을 포함하는 내부 공간을 질소가 순환하도록 구성되어 있다(상세에 대해서는 후술함). 또한 하우징(2)의 후단부에는 도어(2a)가 설치되며, 반송실(41)은 도어(2a)를 사이에 두고 기판 처리 장치(6)와 접속되어 있다.
반송 로봇(3)은 반송실(41) 내에 배치되어 웨이퍼(W)의 반송을 행한다. 반송 로봇(3)은 주로, FOUP(100) 내의 웨이퍼(W)를 취출하여 기판 처리 장치(6)로 넘기는 동작이나, 기판 처리 장치(6)에 의하여 처리된 웨이퍼(W)를 수취하여 FOUP(100)으로 복귀시키는 동작을 행한다.
로드 포트(4)는, FOUP(100)을 적재하기 위한 것이다. 복수의 로드 포트(4)는, 각각의 후단부가 하우징(2)의 전측의 격벽을 따르도록 좌우 방향으로 나열되어 배치되어 있다. 로드 포트(4)는, FOUP(100) 내의 분위기를 질소 등의 불활성 가스로 치환 가능하게 구성되어 있다. 로드 포트(4)의 후단부에는 도어(4a)가 마련되어 있다. 도어(4a)는 도시되지 않은 도어 개폐 기구에 의하여 개폐된다. 도어(4a)는, FOUP(100)의 덮개(101)의 로크를 해제 가능하고 덮개(101)를 보유 지지 가능하게 구성되어 있다. 로크가 해제된 덮개(101)를 도어(4a)가 보유 지지하고 있는 상태에서 도어 이동 기구가 도어(4a)를 엶으로써 덮개(101)가 열린다. 이것에 의하여, FOUP(100) 내의 웨이퍼(W)를 반송 로봇(3)에 의하여 취출 가능하게 된다.
제어 장치(5)는, 하우징(2) 내, 더 상세하게는 반송실(41) 내에 설치된 산소 농도계(55), 압력계(56), 습도계(57)(도 3 참조)와 전기적으로 접속되어 있다. 제어 장치(5)는 이들 계측 기기의 계측 결과를 수신하여 하우징(2) 내의 분위기에 관한 정보를 파악하고, 그에 기초하여 하우징(2)의 내부 공간의 분위기를 적절히 조절한다. 가스 공급 제어에 대해서는 이후에 상세히 설명한다.
기판 처리 장치(6)는, 예를 들어 로드 로크실(6a)과 처리실(6b)을 갖는다. 로드 로크실(6a)은, 하우징(2)의 도어(2a)를 사이에 두고 반송실(41)과 접속된, 웨이퍼(W)를 일시적으로 대기시키기 위한 방이다. 처리실(6b)은 도어(6c)를 사이에 두고 로드 로크실(6a)과 접속되어 있다. 처리실(6b)에서는, 도시되지 않은 처리 기구에 의하여 웨이퍼(W)에 대하여 소정의 처리가 실시된다.
(EFEM의 상세한 구성)
다음으로, 하우징(2) 및 그 내부의 구성에 대하여 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2는, 본 실시 형태에 관한 EFEM(1)의 단면도이다. 또한 도 2에 있어서는, 반송 로봇(3) 등의 도시를 생략하고 있다.
하우징(2)은, 저벽(31), 천장벽(32), 전벽(33), 후벽(34), 우벽(도시 생략) 및 좌벽(도시 생략)에 의하여 밀폐된, 전체적으로 직육면체형의 구조체이다. 하우징(2)의 내부 공간은, 수평 방향으로 뻗어 있는 지지판(37)에 의하여 하측의 반송실(41)과 상측의 FFU 설치실(42)로 나뉘어 있다. 전벽(33)은, 반송실(41)에 면하는 하측 커버(33a)와, FFU 설치실(42)에 면하는 상측 커버(33b)로 분할되어 있다. 마찬가지로 후벽(34)은, 반송실(41)에 면하는 하측 커버(34a)와, FFU 설치실(42)에 면하는 상측 커버(34b)로 분할되어 있다. 도시되지 않은 우벽 및 좌벽에 대해서도 마찬가지의 구성으로 되어 있다.
커버(33a, 33b, 34a, 34b) 등의 각 커버는, 하우징(2)을 구성하는, 도시되지 않은 프레임에 대하여 착탈 가능하게 구성되어 있다. 각 커버를 설치함으로써 하우징(2)의 내부 공간이 밀폐 상태로 된다. 한편, 각 커버를 떼어냄으로써 하우징(2)의 내부 공간을 개방하고 메인터넌스 등을 행할 수 있다.
FFU 설치실(42)에는, 지지판(37) 상에 배치된 FFU(팬 필터 유닛)(44)와, FFU(44) 상에 배치된 케미컬 필터(45)가 마련되어 있다. FFU(44)는 팬(44a)과 필터(44b)를 갖는다. FFU(44)는, 팬(44a)에 의하여 하방을 향하는 기류를 생성하고, 기류에 포함되는 파티클을 필터(44b)에 의하여 제거한다. 케미컬 필터(45)는, 예를 들어 기판 처리 장치(6)로부터 EFEM(1) 내로 반입된 활성 가스 등을 제거하기 위한 것이다. FFU(44) 및 케미컬 필터(45)에 의하여 청정화된 기류가, FFU 설치실(42)로부터, 지지판(37)에 형성된 개구(37a)를 통해 반송실(41)로 송출된다. 반송실(41)로 송출된 기류는 층류를 형성하여 하방으로 흐른다.
EFEM(1)(하우징(2))의 내부 공간(40)에는, 질소를 순환시키기 위한 순환로가 형성되어 있다. 이 순환로는, FFU 설치실(42)로부터 하방으로 송출된 질소가 반송실(41)의 하단부로부터 귀환로(43)를 거쳐 FFU 설치실(42)로 복귀되도록 구성되어 있다(도 2의 화살표 참조). 귀환로(43)는, 기둥(23), 도입 덕트(27) 및 지지판(37)에 형성되어 있다. 기둥(23)은 하우징(2)의 구조 부재로서도 사용되고 있으며, 내부에 중공 공간(23a)이 형성되어 있다. 기둥(23)의 하단부에는 도입 덕트(27)가 설치되어 있다. 도입 덕트(27) 내에 형성된 도입로(27a)는 기둥(23)의 중공 공간(23a)과 연통되어 있다. 또한 지지판(37)에는, 기둥(23)의 중공 공간(23a)과 FFU 설치실(42)을 접속하는 유로(37b)가 형성되어 있다. 귀환로(43)는, 도입 덕트(27)의 도입로(27a)와, 기둥(23)의 중공 공간(23a)과, 지지판(37)의 유로(37b)가 연결된 구성을 갖는다.
도입 덕트(27) 내에는 팬(46)이 배치되어 있다. 팬(46)이 구동되면, 반송실(41)의 하단부에 도달한 질소를 귀환로(43)에서 흡입하여 상방으로 송출하여, FFU 설치실(42)로 복귀시킨다. FFU 설치실(42)로 복귀된 질소는 FFU(44)나 케미컬 필터(45)에 의하여 청정화되어 다시 반송실(41)로 송출된다. 이상과 같이 하여, 질소가 EFEM(1)의 내부 공간(40)을 순환 가능하게 되어 있다.
EFEM(1)은, 내부 공간(40)이 질소 분위기로 되어 있기 때문에, 메인터넌스 등을 위하여 갑자기 커버를 열고 내부 공간(40)을 개방하면 오퍼레이터가 질식을 일으킬 우려가 있다. 이를 피하기 위하여 EFEM(1)에는 인터로크(58)(도 3 참조)가 마련되어 있다. 제어 장치(5)가 인터로크(58)를 개정하면 하우징(2)의 커버를 열 수 있지만, 인터로크(58)가 시정되어 있을 때는 커버를 열 수는 없다.
(가스 공급 제어)
이상과 같이 구성된 EFEM(1)에서는, 내부 공간(40)의 분위기를 질소로 치환함으로써 내부 공간(40)(특히 반송실(41))의 산소 농도 및 습도가 목표값 이하로 유지된다. 본 실시 형태에서는, 산소 농도의 목표값이 100ppm, 습도의 목표값으로서 노점 온도가 -70℃로 설정되어 있는 것으로 한다. 물론 이들 목표값은 적절히 변경이 가능하며, 습도의 목표값을 노점 온도 이외의 지표로 설정해도 된다.
도 3은, 가스 공급 제어를 행하기 위한 EFEM 시스템(10)의 구성을 도시하는 모식도이다. EFEM 시스템(10)은, EFEM(1)과, EFEM(1)에 가스를 공급 및 배출하기 위한 각 수단에 의하여 구성된다. EFEM(1)에는 질소 공급로(61)가 접속되어 있으며, 시설에 마련된 질소 공급원(62)으로부터 질소 공급로(61)를 통해 EFEM(1)의 내부 공간(40)에 질소가 공급된다. 질소 공급로(61)에는 밸브(63)가 마련되어 있으며, 제어 장치(5)가 밸브(63)의 개방도를 제어함으로써 질소의 공급량이 조정된다.
또한 EFEM(1)에는 CDA(Clean Dry Air: 건조 공기) 공급로(71)가 접속되어 있으며, 시설에 마련된 CDA 공급원(72)으로부터 CDA 공급로(71)를 통해 EFEM(1)의 내부 공간(40)에 CDA가 공급된다. CDA 공급로(71)에는 밸브(73)가 마련되어 있으며, 제어 장치(5)가 밸브(73)의 개방도를 제어함으로써 CDA의 공급량이 조정된다. CDA 공급로(71)에는, 또한 제습 필터(74)가 마련되어 있다. CDA 공급원(72)으로부터 공급되는 CDA를 제습 필터(74)에 의하여 더 제습함으로써, 보다 저습도의 CDA를 공급할 수 있다. 또한 도 3에서는, 질소 공급로(61)와 CDA 공급로(71)가 도중에 합류하는 구성을 기재하고 있지만, 질소 공급로(61) 및 CDA 공급로(71)가 각각 개별로 EFEM(1)에 접속되는 구성이어도 된다.
또한, EFEM(1)에는 배기로(81)가 접속되어 있어, EFEM(1)의 내부 공간(40)으로부터 가스를 배출할 수 있다. 배기로(81)에는 밸브(82)가 마련되어 있으며, 제어 장치(5)가 밸브(82)의 개방도를 제어함으로써 가스의 배출량이 조정된다.
이와 같이 구성된 EFEM 시스템(10)에서는, EFEM(1)의 통상 가동 시(웨이퍼(W)의 반송 시)에는, 내부 공간(40)에 CDA는 공급되지 않고 질소가 공급된다. 제어 장치(5)는, 밸브(73)를 닫은 채로 해 두고 산소 농도계(55) 및 습도계(노점 온도계)(57)로부터의 출력에 따라 밸브(63)의 개방도를 제어한다. 이렇게 하여 내부 공간(40)에의 질소의 공급량을 조정함으로써, 내부 공간(40)의 산소 농도 및 노점 온도가 각각 목표값 이하로 유지된다.
또한 EFEM(1)의 통상 가동 시에는, EFEM(1)의 내부 공간(40)의 압력이 대기압보다도 조금 높은 미양압으로 유지된다. 이것에 의하여, EFEM(1)의 외부로부터 내부 공간(40)에 공기가 유입되는 것을 방지하고 있다. 제어 장치(5)는, 압력계(56)로부터의 출력에 따라 밸브(82)의 개방도를 제어한다. 이렇게 하여 내부 공간(40)으로부터의 가스의 배출량을 조정함으로써, 내부 공간(40)의 압력이 미양압으로 유지된다. 구체적으로는 1㎩(G) 내지 3000㎩(G)의 범위 내이며, 바람직하게는 3㎩(G) 내지 500㎩(G), 더 바람직하게는 5㎩(G) 내지 100㎩(G)이다. 본 실시 형태에서는, 10㎩(G)의 차압으로 되도록 조정하고 있다.
(메인터넌스 시의 가스 공급 제어)
메인터넌스 등에서 EFEM(1)의 내부 공간(40)을 개방할 때나, 메인터넌스 등의 종료 후에 EFEM(1)의 내부 공간(40)을 질소 분위기로 복귀시킬 때는, 통상 가동 시와 상이한 제어가 행해진다. 도 4는, 메인터넌스 시의 가스 공급 제어를 도시하는 흐름도이다. 오퍼레이터에 의하여 메인터넌스를 행한다는 취지의 신호가 입력되면, 제어 장치(5)는 밸브(63)를 닫음과 함께 밸브(73)를 열고 EFEM(1)의 내부 공간(40)에 CDA를 공급하기 시작한다(스텝 S11). 그 후, 내부 공간(40)의 산소 농도가 소정값(예를 들어 19.5%) 이상으로 되어(스텝 S12에서 "예"), 내부 공간(40)을 안전하게 개방할 수 있는 상태로 되면, 제어 장치(5)는 인터로크(58)를 개정한다(스텝 S13).
인터로크(58)가 개정되면, 오퍼레이터는 EFEM(1)의 커버를 열어 내부 공간(40)을 개방하고, 필요한 메인터넌스를 행한다(스텝 S14). 이 동안에도 내부 공간(40)에의 CDA의 공급은 계속된다. 이것에 의하여, 메인터넌스 중에 내부 공간(40)의 습도가 상승하는 것을 억제할 수 있다. 메인터넌스가 종료되면, 오퍼레이터는 EFEM(1)의 커버를 닫아 내부 공간(40)을 밀폐 상태로 하고, 제어 장치(5)에 메인터넌스가 종료되었다는 취지를 입력한다. 이를 받아 제어 장치(5)는 인터로크(58)를 시정한다(스텝 S15).
EFEM(1)의 내부 공간(40)을 밀폐한 후에도 내부 공간(40)에의 CDA의 공급은 계속된다. CDA의 공급에 의하여 내부 공간(40)의 수분이 제거되므로 노점 온도는 저하되지만, 내부 공간(40)의 산소 농도는 대기와 거의 동일한 채이다. 내부 공간(40)의 노점 온도가 소정값(예를 들어 -50℃)까지 내려가면(스텝 S16에서 "예"), 제어 장치(5)는 밸브(73)를 닫음과 함께 밸브(63)를 열고 내부 공간(40)에 질소를 공급하기 시작한다(스텝 S17). 그 후, 내부 공간(40)의 노점 온도 및 산소 농도가 각각 목표값(-70℃, 100ppm)까지 내려가면(스텝 S18에서 "예"), EFEM(1)의 통상 가동이 재개된다(스텝 S19).
여기서, 일단 대기 개방된 EFEM(1)의 내부 공간(40)의 노점 온도를 목표값까지 낮추는 것은, 산소 농도를 목표값까지 낮추는 것보다도 긴 시간을 요한다. 그러한 것도, 산소는 질소로 치환하면 되지만, 대기 개방한 때 EFEM(1) 내의 장치나 배선 등에 흡착된 수분을 제거하기 위해서는 대량의 건조 가스(질소 또는 CDA)에서 수분을 흡출할 필요가 있기 때문이다. 따라서 본 실시 형태와 같이, 습도(노점 온도)마저 CDA인 정도로 저하시킬 수 있으면, 질소의 공급량을 대폭 삭감하는 것이 가능하다. 그 결과, EFEM(1)의 러닝 코스트를 억제할 수 있다. 또한 본 실시 형태에서는, 노점 온도가 목표값(-70℃)보다도 높은 소정값(-50℃)까지 내려가면 CDA의 공급을 정지하여 질소의 공급을 개시하는 것으로 하였지만, 노점 온도가 목표값까지 낮아지고 나서 질소의 공급으로 전환해도 된다.
(효과)
본 실시 형태에 관한 EFEM 시스템(10)은, EFEM(1)의 내부 공간(40)의 분위기를 질소(불활성 가스)로 치환함으로써 내부 공간(40)의 산소 농도 및 습도(노점 온도)를 목표값 이하로 유지하는 것이며, 내부 공간(40)에 질소를 공급 가능한 질소 공급로(61)(불활성 가스 공급로)와, 질소 공급로(61)로부터 내부 공간(40)에 질소를 공급하는 상태와 공급하지 않는 상태로 전환하는 밸브(63)(제1 전환부)와, 내부 공간(40)에 CDA(건조 공기)를 공급 가능한 CDA 공급로(71)(건조 공기 공급로)와, CDA 공급로(71)로부터 내부 공간(40)에 CDA를 공급하는 상태와 공급하지 않는 상태로 전환하는 밸브(73)(제2 전환부)를 구비한다. 이와 같은 구성을 갖는 EFEM 시스템(10)에 의하면, 대기 개방되어 있던 EFEM(1)의 내부 공간(40)에 질소 대신 CDA를 공급함으로써 내부 공간(40)의 습도를 낮출 수 있다. 따라서 내부 공간(40)의 습도를 목표값까지 낮추는 것에 필요해지는 질소의 공급량을 삭감할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 제어 장치(5)(제어부)는, 대기 개방되어 있던 내부 공간(40)이 밀폐된 후, CDA 공급로(71)로부터 CDA를 내부 공간(40)에 공급하고(본 발명의 「건조 공기 공급 공정」에 상당함), 내부 공간(40)의 습도가 소정값까지 내려가면, CDA의 공급을 정지하고 질소 공급로(61)로부터 질소를 공급하는(본 발명의 「불활성 가스 공급 공정」에 상당함) 것으로 하였다. 이와 같이, CDA에 의하여 내부 공간(40)의 습도를 어느 정도 낮춘 후에 질소를 공급하도록 하면, 습도를 목표값까지 낮추는 것에 필요해지는 불활성 가스의 공급량을 효과적으로 삭감할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 제어 장치(5)는, 내부 공간(40)이 대기 개방되어 있는 동안, CDA 공급로(71)로부터 CDA를 내부 공간(40)에 공급하고 있다. 이와 같이, 메인터넌스 등에 의하여 내부 공간(40)이 대기 개방되어 있는 동안에 CDA를 내부 공간(40)에 공급함으로써, 오퍼레이터가 안전하게 작업을 행할 수 있음과 함께 내부 공간(40)의 습도가 상승하는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 대기 개방 후에 내부 공간(40)에 잔존하고 있는 수분을 적게 할 수 있어, 습도를 목표값까지 낮추는 것에 요하는 시간을 단축할 수 있다. 따라서 EFEM(1)의 가동률을 향상시킬 수 있다.
본 실시 형태에서는, CDA 공급로(71)에, CDA를 더 제습하기 위한 제습 필터(74)가 마련되어 있다. 이와 같은 제습 필터(74)를 마련함으로써, 보다 저습도의 CDA를 공급할 수 있으므로, CDA에 의하여 내부 공간(40)의 습도를 효율적으로 낮출 수 있다.
(다른 실시 형태)
상기 실시 형태에 다양한 변경을 가한 변형예에 대하여 설명한다.
(1) 상기 실시 형태에서는, 제어 장치(5)가 밸브(63, 73)를 자동으로 제어하는 것으로 하였다. 그러나 오퍼레이터가 밸브(63, 73)를 수동으로 개폐함으로써 가스 공급 제어를 행하도록 해도 된다.
(2) 상기 실시 형태에서는, CDA 공급로(71)에 제습 필터(74)를 마련하는 것으로 하였다. 그러나 제습 필터(74)를 EFEM(1)의 내부 공간(40)(예를 들어 귀환로 (43))에 마련하도록 해도 된다. 또한 제습 필터(74)를 마련하는 것은 필수는 아니며, 제습 필터(74)를 생략해도 된다.
(3) 상기 실시 형태에서는, 메인터넌스 등에서 EFEM(1)의 내부 공간(40)을 대기 개방하고 있는 동안, 내부 공간(40)에 CDA를 공급하는 것으로 하였다. 그러나 내부 공간(40)을 대기 개방하고 있는 동안에 CDA를 공급하는 것은 필수적이지는 않다.
(4) 도 5에 도시한 바와 같이, EFEM(1)의 내부 공간(40)에 히터(59)를 마련하도록 해도 된다. 히터(59)를 마련함으로써 EFEM(1) 내의 포화 수증기량을 크게 할 수 있어, 장치나 배선 등에 흡착되어 있는 수분을 증발시키기 쉬워진다. 그 결과, 내부 공간(40)의 습도를 목표값까지 낮추는 것에 요하는 시간을 단축할 수 있음과 함께, 건조 가스(질소 또는 CDA)의 소비량을 삭감할 수 있다. 하우징(2)의 저면에 많은 장치나 배선 등이 배치되는 것을 감안하면, 히터(59)를 하우징(2)의 저면 근방에 마련하는 것이 바람직하지만, 다른 개소에 마련하는 것도 물론 가능하다.
(5) 도 6에 도시한 바와 같이, CDA 공급로(71)의 도중에, CDA 공급로(71)로부터 분기되는 분기로(75)를 마련하고, 분기로(75)에 질소 부화 필터(76)를 마련하도록 해도 된다. 질소 부화 필터(76)란, 공기로부터 산소를 제거하여 질소 농도를 높일 수 있는 필터이다. CDA 공급로(71)와 분기로(75)의 분기부에는, CDA가 CDA 공급로(71)를 통과할지 분기로(75)를 통과할지를 전환하기 위한 전환 밸브(77)(본 발명의 「제3 전환부」에 상당함)가 마련되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 저습도 및 저산소 농도의 CDA를 내부 공간(40)에 공급할 수 있으므로, 내부 공간(40)에 CDA를 공급하여 습도를 낮추고 있을 때, 동시에 산소 농도도 낮출 수 있다. 따라서 산소 농도 및 습도를 목표값까지 낮추는 것에 필요해지는 질소의 공급량을 더 효과적으로 삭감할 수 있다.
(6) 상기 실시 형태에서는, 본 발명의 불활성 가스로서 질소가 공급되는 것으로 하였다. 그러나 불활성 가스는 질소에 한정되지 않으며, 예를 들어 아르곤 등의 다른 불활성 가스를 공급하도록 해도 된다.
1: EFEM
5: 제어 장치(제어부)
10: EFEM 시스템
40: 내부 공간
57: 습도계
61: 질소 공급로(불활성 가스 공급로)
63: 밸브(제1 전환부)
71: CDA 공급로(건조 공기 공급로)
73: 밸브(제2 전환부)
74: 제습 필터
75: 분기로
76: 질소 부화 필터
77: 전환 밸브(제3 전환부)

Claims (7)

  1. EFEM의 내부 공간의 분위기를 불활성 가스로 치환함으로써 상기 내부 공간의 산소 농도 및 습도를 목표값 이하로 유지하는 EFEM 시스템이며,
    상기 내부 공간에 상기 불활성 가스를 공급 가능한 불활성 가스 공급로와,
    상기 불활성 가스 공급로로부터 상기 내부 공간에 상기 불활성 가스를 공급하는 상태와 공급하지 않는 상태로 전환하는 제1 전환부와,
    상기 내부 공간에 건조 공기를 공급 가능한 건조 공기 공급로와,
    상기 건조 공기 공급로로부터 상기 내부 공간에 상기 건조 공기를 공급하는 상태와 공급하지 않는 상태로 전환하는 제2 전환부를
    구비하는 것을 특징으로 하는, EFEM 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 공간의 습도를 측정하는 습도계와,
    상기 제1 전환부 및 상기 제2 전환부를 제어하는 제어부를
    더 구비하고,
    상기 제어부는,
    대기 개방되어 있던 상기 내부 공간이 밀폐된 후, 상기 건조 공기 공급로로부터 상기 건조 공기를 상기 내부 공간에 공급하고,
    상기 내부 공간의 습도가 소정값까지 내려가면, 상기 건조 공기의 공급을 정지하고 상기 불활성 가스 공급로로부터 상기 불활성 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는, EFEM 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 내부 공간이 대기 개방되어 있는 동안, 상기 건조 공기 공급로로부터 상기 건조 공기를 상기 내부 공간에 공급하는 것을 특징으로 하는, EFEM 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 건조 공기 공급로에, 상기 건조 공기를 더 제습하기 위한 제습 필터가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는, EFEM 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불활성 가스 공급로는 상기 불활성 가스로서 질소를 공급하는 것이고,
    상기 건조 공기 공급로로부터 분기되는 분기로와,
    상기 분기로에 마련되어, 상기 건조 공기로부터 산소를 제거하여 질소 농도를 높이는 질소 부화 필터와,
    상기 건조 공기가 상기 건조 공기 공급로를 통과할지 상기 분기로를 통과할지를 전환하는 제3 전환부를
    더 구비하는 것을 특징으로 하는, EFEM 시스템.
  6. EFEM의 내부 공간의 분위기를 불활성 가스로 치환함으로써 상기 내부 공간의 산소 농도 및 습도를 목표값 이하로 유지하는 EFEM 시스템에 있어서의 가스 공급 방법이며,
    대기 개방되어 있던 상기 내부 공간이 밀폐된 후, 건조 공기를 상기 내부 공간에 공급하는 건조 공기 공급 공정과,
    상기 내부 공간의 습도가 소정값까지 내려가면, 상기 건조 공기의 공급을 정지하고 상기 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 공정을
    구비하는 것을 특징으로 하는, EFEM 시스템에 있어서의 가스 공급 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 내부 공간이 대기 개방되어 있는 동안, 상기 건조 공기를 상기 내부 공간에 공급하는 것을 특징으로 하는, EFEM 시스템에 있어서의 가스 공급 방법.
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