TWI679719B - 清淨裝置及清淨方法 - Google Patents

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山路孝
Takashi Yamaji
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Abstract

不使用致動器，使噴嘴不會妨害容器的定位。噴嘴是在定位構件之前與容器接觸時，藉由噴嘴的導引面將容器導引，並且藉由來自容器的荷重使噴嘴下降，使定位構件及容器接觸，藉由定位構件將容器定位，從噴嘴朝容器注入清淨氣體。

Description

清淨裝置及清淨方法
本發明，是有關於將FOUP(前開口式通用容器、Front Opening Unified Pod)等的容器清淨的裝置、及清淨方法。
在半導體工業中，在收容晶圓的FOUP等的容器，注入氮氣體或是清淨乾燥空氣等的清淨氣體，將容器清淨。在具備清淨裝置的裝載埠等將容器載置的情況，藉由連動銷等的定位構件，將容器對於裝載埠定位。且將裝載埠的噴嘴與容器的氣體導入孔密合，進行清淨氣體的注入或是排出。又容器不限定於收容晶圓的FOUP，收容光柵者等也可以。且不限定於裝載埠，在一時保管用的暫存區、具備自動倉庫功能的貯藏庫等，設置清淨裝置也可以。
從容器的底面至氣體導入孔為止的高度是各式各樣，有必要配合容器的形狀，將噴嘴的上端比定位構件的上端更高。且從高架行走車、塔式起重機等將容器載置在裝載埠等的情況，在位置精度具有上限。因此噴嘴會 卡到容器的底部，定位構件中的定位是有困難。
為了使噴嘴不會妨害容器的定位，專利文獻1(JP2011-187539)是提案將噴嘴藉由致動器可昇降自如，在容器的定位時將噴嘴下降，在定位後將噴嘴上昇，使貼合在容器的氣體導入孔。致動器，是例如由空氣壓汽缸、馬達、清淨氣體的壓力而伸縮的波紋管等。
〔習知技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕JP2011-187539
藉由致動器將噴嘴昇降的話，清淨裝置的構造複雜，並且電力控制成為問題，且致動器的調整、維修等也成為必要。
本發明的課題，是不使用致動器，使噴嘴不會妨害容器的定位。
本發明，是一種清淨裝置，是將收容物品且在底部具備氣體導入孔的容器，藉由清淨氣體清淨，其特徵為：具備：容器的載置部、及從載置部朝上方突出與容器的氣體導入孔接觸並注入清淨氣體的噴嘴、及容器的定 位構件，前述噴嘴，是在頂端部的側面具備將容器導引的導引面，且藉由來自容器的荷重，使噴嘴的上面下降。
本發明是一種清淨方法，是將收容物品且在 底部具備氣體導入孔的容器，藉由清淨氣體清淨的方法，其特徵為：使用清淨裝置，其具備：容器的載置部、及從載置部朝上方突出的噴嘴、及容器的定位構件，前述噴嘴，是在頂端部的側面具備將容器導引的導引面，且藉由來自容器的荷重，使噴嘴的上面下降，前述方法是進行：噴嘴是比定位構件更先與容器接觸時，藉由噴嘴的導引面將容器導引，並且藉由來自容器的荷重使噴嘴的上面下降，使定位構件及容器接觸的步驟；及藉由定位構件將容器定位的步驟；及從噴嘴朝容器注入清淨氣體的步驟。
在本發明中，‧因為噴嘴是比定位構件更先與容器接觸，所以妨害定位的情況時，藉由：‧由噴嘴的導引面將容器導引、及‧噴嘴是由來自容器的荷重，使噴嘴的上面下降，就可以將容器由定位構件定位。因此容器不會因卡到噴嘴而無法定位。且因為不需使用致動器所以構造簡單，且不需要電力控制，維修、調整等也容易。在此說明書中，有關於清淨裝置的記載，也直接適用於清淨方法。
較佳是，前述定位構件，是被固定於載置部，從載置部朝上方突出，由與容器的底部的凹部嵌合的定位銷所構成，且噴嘴是比定位銷更高。如此的話，噴嘴 是比定位銷更先與容器的底部接觸的情況，容器是藉由噴嘴的導引面被導引，與其同時噴嘴的上面會下降，進行由定位銷所進行的定位。
較佳是，噴嘴是在上端具備平坦面，且噴 嘴，是藉由從容器的氣體導入孔施加於前述噴嘴的偏位荷重，使平坦面傾斜。平坦面是與容器的氣體導入孔接觸，防止清淨氣體的洩漏的方式作用。在此氣體導入孔的表面及噴嘴上端的平坦面是非平行情況，噴嘴的平坦面是局部與氣體導入孔接觸，偏位荷重是從氣體導入孔施加在噴嘴。由此偏位荷重使噴嘴上端的平坦面傾斜，因為氣體導入孔及間隙無均一地接觸，所以可防止清淨氣體的洩漏。
較佳是，前述噴嘴是在下方，具備：台座、 及將台座朝上方推迫的彈性體，荷重施加的話彈性體變形使噴嘴下降，且偏位荷重施加，藉由彈性體的變形，使噴嘴上端的平坦面傾斜的方式，構成噴嘴。如此的話，荷重是從容器朝噴嘴施加的話彈性體被壓縮使噴嘴下降，偏位荷重是施加在噴嘴上端的平坦面的話彈性體被不均一地壓縮使平坦面傾斜，噴嘴上端的平坦面及容器的氣體導入孔會貼合。
前述噴嘴，是進一步具備：將設有導引面的 前述頂端部及台座連接的中空軸、及沿著半徑方向的剖面是L字狀的環狀的彈性隔片，前述載置部，是具備前述中空軸通過且比前述中空軸更大徑的貫通孔，前述中空軸，是比前述頂端部更小徑，前述頂端部的底面是呈凸緣狀露 出將前述中空軸捲繞，前述彈性體，是被配置於前述頂端部的底面及前述載置部之間，將前述頂端部朝上方推迫，前述彈性隔片，是L字的一邊配置在前述貫通孔，L字的另一邊配置在前述台座及載置部的底面之間。如此的話，由簡單且小型的構造，就可以使噴嘴下降及傾斜。
較佳是，前述噴嘴是在上端具備具彈性的環 狀的密封墊。密封墊是由來自容器的荷重被壓縮使噴嘴的上面下降。且與容器的氣體導入孔貼合的方式變形，防止清淨氣體的洩漏。
2‧‧‧裝載埠
4‧‧‧水平基準面
5‧‧‧基座
6‧‧‧移載裝置
8、9‧‧‧噴嘴
10‧‧‧配管
12‧‧‧連動聯接器銷
14‧‧‧就坐感測器
20‧‧‧FOUP(前開口式通用容器)
21‧‧‧頂凸緣
22‧‧‧昇降台
23‧‧‧皮帶
24‧‧‧聯接器溝
25‧‧‧噴嘴收容部
26‧‧‧底面
28‧‧‧氣體導入孔
30‧‧‧導引面
32‧‧‧平坦面
33‧‧‧台座
34‧‧‧流路
35‧‧‧連接部
36‧‧‧彈性隔片
37‧‧‧螺栓軸
38‧‧‧彈簧
39‧‧‧頭部
40‧‧‧彈簧承件
41‧‧‧螺帽
50‧‧‧噴嘴
51‧‧‧導引面
52‧‧‧平坦面
54‧‧‧中空軸
56‧‧‧台座
57‧‧‧彈簧
58‧‧‧彈性隔片
60‧‧‧噴嘴
61‧‧‧導引面
62‧‧‧密封墊
63‧‧‧平坦面
65‧‧‧台座
66‧‧‧螺栓
〔第1圖〕實施例的裝載埠的俯視圖
〔第2圖〕實施例的裝載埠的主要部分前視圖
〔第3圖〕顯示噴嘴的安裝狀態之裝載埠的主要部分前視圖
〔第4圖〕顯示噴嘴及其周圍之裝載埠的主要部分俯視圖
〔第5圖〕顯示變形例的噴嘴之裝載埠的一部分切口的主要部分前視圖
〔第6圖〕顯示第2變形例的噴嘴之裝載埠的一部分切口的主要部分前視圖
在以下顯示實施本發明用的最適實施例。本發明的範圍，應是依據申請專利範圍的記載，參酌說明書的記載及此領域中的周知技術，依據本行業者的理解被決定。
〔實施例〕
在第1圖~第6圖，顯示實施例及其變形。第1圖~第4圖是顯示實施例，2是裝載埠，具備實施例的清淨裝置。又將清淨裝置，設在具備容器的一時保管用的暫存區、自動倉庫功能的貯藏庫等也可以。在裝載埠2中設有水平基準面4(容器的載置部)，將FOUP20的底面26支撐。又容器不限定於FOUP，具備清淨用的氣體導入孔，且藉由清淨裝置側的定位構件被定位即可。裝載埠2是具備移載裝置6，將FOUP20的蓋打開，將被收容的半導體晶圓1枚1枚地出入，在與無圖示的處理裝置等之間移載。
在裝載埠2的水平基準面4中，設有清淨氣體的注入用的噴嘴8及排出用的噴嘴9，排出用的噴嘴9即使不設置也可以。且噴嘴8、9，是除了氣體流動的方向相反的點以外為同一的構造，以下以噴嘴8為中心說明，對於噴嘴9也同樣。
清淨氣體是從配管10被供給至噴嘴8中，噴嘴9是與無圖示的排氣管等連接。在水平基準面4中設有例如3個連動聯接器銷12(以下，銷12)，與容器的聯 接器溝24聯接。又定位構件的種類是任意，對於定位構件將容器定位的場所，在實施例中噴嘴8、9的上端位於比銷12的上端高的位置是重要的。14是就坐感測器，為了檢出FOUP20被載置於水平基準面4(以下，基準面4)上，將例如朝配管10的清淨氣體on/off使用。
第2圖是顯示被載置在基準面4上的FOUP20。FOUP(前開口式通用容器)20的頂凸緣21是藉由無圖示的高架行走車的昇降台22被挾持，昇降台22是藉由皮帶23等的吊持材被支撐在高架行走車。在高架行走車的停止精度，會因為建築物的振動、皮帶23的擺動等，而在FOUP20的位置發生差異。為了消解此差異，將銷12聯接在設在FOUP20的底面26的聯接器溝24。但是噴嘴8、9的上端因為比銷12的上端更高，所以噴嘴8、9會卡到噴嘴收容部25，使定位有困難。又5是裝載埠2的基座，其上面是基準面4。
在第3、4圖顯示實施例的噴嘴8的構造，噴嘴9也同樣。在噴嘴8的上部設有錐面狀的頂端較細的導引面30，在噴嘴8的上端設有平坦面32，33是台座。在噴嘴8的中心設有流路34，從連接部35與第1圖的配管10連接。在實施例中台座33的上面雖與基座5的底面直接接觸，但是在這些之間設置彈性隔片36也可以。複數根的螺栓軸37貫通台座33，藉由複數個的彈簧38使台座33朝上方被推迫。39是螺栓的頭部，40是將彈簧38的一端支撐的承接部，41是螺帽。
導引面30的導引量，是對應FOUP20的卸載位置的差異來決定。導引面30是由低摩擦的材料所構成，表面是平滑，進一步因為硬質所以磨耗粉不會發生，且排氣少較佳。例如不銹鋼、peek(聚醚乙醚酮)、聚乙烯、聚縮醛、氟樹脂等的材料較佳，其中將不銹鋼的表面由氟樹脂護膜作成導引面30較佳。平坦面32是平坦且平滑較佳，尤其是由鏡面狀的不銹鋼構成平坦面32較佳。 彈簧38是改成由合成橡膠等所構成的筒狀的彈性體也可以。在實施例中，由複數處將台座33藉由彈簧38朝上方推迫，將台座33由數mm程度的行程的範圍可自由下降，且噴嘴8可以對應氣體導入孔的表面傾斜，噴嘴9可以對應氣體排出孔的表面傾斜。
FOUP20的底面26是由基準面4被支撐，28是氣體導入孔，對應噴嘴8。無圖示的氣體排出孔是對應噴嘴9被設在噴嘴收容部25。在此如第3圖，FOUP20是從正確位置變位地下降。如此的話在銷12與聯接器溝24接觸之前，導引面30雖是與噴嘴收容部25接觸，但是FOUP20是被導引面30導引朝正確位置被導引，且噴嘴8是由FOUP20的重量而下降。因此，當初FOUP20雖卡到噴嘴8，但藉由第1圖、第2圖的銷12及聯接器溝24,也可以進行定位。在此因為導引面30是低摩擦的材料製且平滑，所以噴嘴收容部25等的摩擦減少，且硬質而使磨耗粉的發生少。
FOUP20的載置完成的話，其重量的一部分是 藉由噴嘴8、9被支撐，其他是藉由銷12及基準面4被支撐。氣體導入孔28的表面非水平的話，氣體導入孔28及平坦面32就不易貼合。噴嘴8、9可下降自如，且由複數處藉由彈簧38被支撐。因此平坦面32是局部與氣體導入孔28接觸的話，加上了偏位荷重的彈簧38被壓縮，噴嘴8、9進行擺頭，換言之繞水平軸周圍轉動，使平坦面32與氣體導入孔28均一地接觸。此時，平坦面32是從水平傾斜，將與氣體導入孔28之間的間隙塞住，可防止清淨氣體的洩漏。進一步因為噴嘴8、9是上下動自如，所以可以吸收噴嘴8、9的高度的差異、噴嘴收容部25的深度的差異。
在實施例中具有以下的特徵。
1)FOUP20是位置偏離而下降的情況，藉由噴嘴8、9的導引面30將FOUP20導引，一邊將噴嘴8、9由來自FOUP20的荷重下降，一邊將銷12與聯接器溝24接觸，朝由銷12所進行的定位傳送。因此噴嘴8、9不會因卡到噴嘴收容部25等而無法定位，且只有銷12的導引，就可以確實地將FOUP20導引。
2)平坦面32，若從FOUP28施加偏向的壓力的話，就可以從水平傾斜。因此氣體導入孔28的表面即使非水平的情況，平坦面32及氣體導入孔28仍可貼合，可以防止清淨氣體的洩漏。
3)因為噴嘴8、9朝上方被推迫且上下動及傾動(繞水平軸周圍的轉動)自如，所以即使有噴嘴8、9的高度 的差異、噴嘴收容部25的深度即氣體導入孔28的高度位置的差異等，仍可以將平坦面32密合在氣體導入孔28。
4)因為FOUP20的重量的一部分施加在噴嘴8、9，由與此幾乎等同力使平坦面32朝氣體導入孔28側被推迫，所以可以將平坦面32及氣體導入孔28確實地接觸。
5)藉由導引面30、平坦面32、螺栓軸37及彈簧38，可以達成上述的作用，就不需要致動器。
在實施例中雖將台座33的上面配置於基座5的底面側，但是相反地將台座33的底面透過隔片等的彈性體被支撐於基座5的上面也可以。且藉由螺栓、銷等的固定具，限制噴嘴8的可動範圍，並且藉由彈性體將台座33朝上方推迫也可以。此情況，也藉由施加於平坦面32的偏位荷重，使支撐噴嘴8的彈性體變形，就可以將平坦面32密合在FOUP的氣體導入孔。
在實施例的噴嘴8、9中，使平坦面32配合氣體導入孔28從水平傾斜的方式，由複數處藉由彈簧38將台座33支撐。在第5圖顯示將台座的支撐單純化的變形例的噴嘴50，51是導引面，52是平坦面，與第3圖、第4圖的導引面30及平坦面32同樣。54是中空軸，56是台座，57是彈簧或筒狀的橡膠等的彈性體也可以，58是彈性隔片，被配置於基座5及噴嘴58之間，藉由彈簧57的彈力被壓縮。又噴嘴50是清淨氣體的導入用或排出用也可以。
藉由導引面51將FOUP導引，將平坦面52 與FOUP的氣體導入孔密合的點，是與實施例同樣。平坦面52是與氣體導入孔不均一地接觸的話，彈性隔片58會變形，噴嘴50會擺頭，平坦面52會與氣體導入孔密合。 因此即使由1處由彈簧57支撐，仍可以將平坦面52與氣體導入孔密合的方式從水平傾斜。
第6圖，是顯示第2變形例的噴嘴60，清淨氣體的導入用的情況或排出用的情況也同樣。61是導引面，62是由合成橡膠等所構成的彈性的環狀的密封墊，被嵌合在例如金屬的噴嘴60的頂端部。且密封墊62的上面是構成平坦面63。65是台座，藉由例如螺栓66等被固定於基座5。導引面61是平滑硬質、低摩擦且排氣少較佳的點，是與實施例共通。密封墊62是與氣體導入孔之間的密封性良好者較佳，例如氟樹脂橡膠、氟橡膠海綿、聚酯或是尿烷的橡膠或是海綿較佳。且平坦面63是平坦且表面粗度小較佳。又導引面61側也作成與密封墊62同材料，將噴嘴60的上部整體作成密封墊也可以。
在噴嘴60中，因為將FOUP由導引面61導引，將氣體導入孔及平坦面63密合，且將平坦面63下降，所以將平坦面63及其周圍由具彈性的密封墊62所構成。且氣體導入孔的表面非水平的情況，密封墊62會變形並與氣體導入孔密合。在噴嘴60中因為平坦面63可以下降的範圍狹窄，所以第3圖、第4圖的噴嘴8、9及第5圖的噴嘴50較佳。

Claims (3)

  1. 一種清淨裝置，是收容物品且在底部具備氣體導入孔的容器，藉由清淨氣體清淨，其特徵為：具備：容器的載置部、及從載置部朝上方突出與容器的氣體導入孔接觸並注入清淨氣體的噴嘴、及容器的定位構件，前述噴嘴，是在頂端部的上端具備平坦面，且在頂端部的側面具備將容器導引的導引面，並且在前述噴嘴的下方，具備：台座、及將台座朝上方推迫的彈性體，前述噴嘴，當來自容器的荷重施加時彈性體變形使噴嘴上端的平坦面下降，且從容器的氣體導入孔對噴嘴施加偏位荷重的話，藉由彈性體的變形，使噴嘴上端的平坦面傾斜。
  2. 如申請專利範圍第1項的清淨裝置，其中，前述定位構件，是被固定於載置部，從載置部朝上方突出，由與容器的底部的凹部嵌合的定位銷所構成，且噴嘴是比定位銷更高。
  3. 一種清淨方法，是將收容物品且在底部具備氣體導入孔的容器，藉由清淨氣體清淨的方法，其特徵為：使用清淨裝置，其具備：容器的載置部、及從載置部朝上方突出的噴嘴、及容器的定位構件，前述噴嘴，是在頂端部的上端具備平坦面，且在頂端部的側面具備將容器導引的導引面，並且在前述噴嘴的下方，具備：台座、及將台座朝上方推迫的彈性體；且藉由來自容器的荷重，使噴嘴的上端下降，前述方法是進行：噴嘴是比定位構件更先與容器接觸時，藉由噴嘴的導引面將容器導引，並且藉由來自容器的荷重使彈性體變形而使噴嘴的上端的平坦面下降，使定位構件及容器接觸的步驟；及藉由定位構件將容器定位的步驟；及從容器的氣體導入孔對噴嘴施加偏位荷重的話，藉由彈性體的變形，在使噴嘴上端的平坦面傾斜的狀態，從噴嘴朝容器注入清淨氣體的步驟。
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