TWI719314B - 設備前端模組及向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法 - Google Patents

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Abstract

[目的] 本發明提供能夠迅速降低設備前端模組的內部的濕度的設備前端模組及向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法。 [解決手段] 一種設備前端模組，具有：第一室，其具備導入乾燥空氣的乾燥空氣導入口；第二室，其連接於上述第一室的下方並且具備人能夠出入的開放門；氣流形成部，其在上述第一室和上述第二室之間形成循環氣流；以及氣體排出部，其將上述第二室的氣體從上述第二室排出，上述第一室和上述第二室經由第一連通部和第二連通部連接，上述第一連通部設置有過濾器並且在上述循環氣流的形成時產生從上述第一室向上述第二室的氣流；第二連通部能夠通過通氣狀態變更部變更通氣狀態並且在上述循環氣流的形成時產生從上述第二室向上述第一室的氣流。

Description

設備前端模組及向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法
本發明涉及在半導體工廠內從搬送容器內向處理室搬送晶圓（Wafer）的設備前端模組及向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法。
在半導體的製造過程中，使用被稱為晶圓傳輸盒（Front Opening Unified Pod；FOUP）或晶舟盒（Front Opening Shipping Box；FOSB）等的晶圓搬送容器進行各處理裝置之間的晶圓的搬送。另外，在從這樣的晶圓搬送容器向處理室搬送晶圓時，能夠使用設備前端模組（Equipment Front End Module；EFEM）。設備前端模組形成被稱為微環境等比工廠內的環境更清潔的空間，並經由所述空間在晶圓搬送容器和處理室之間搬送晶圓。因此，晶圓露出的環境在從晶圓搬送容器到處理室的搬送中也維持為清潔，進而能夠保護晶圓免受氧化等的影響（參照專利文獻1）。
另外，近年來，還提出有在設備前端模組的內部能夠使氣體循環的循環型的設備前端模組。循環型的設備前端模組通過在設備前端模組內部使例如氮氣等的置換氣體循環，進而能夠減少氣體的消耗量。 現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開平10-340874號公報
然而，現有的設備前端模組具有如下問題：在由於維護等的理由而打開設備前端模組的門進而工廠內的氣體流入設備前端模組內的情況下，再度恢復至正常操作時不能夠迅速地降低設備前端模組的內部的濕度，隨著維護等的設備前端模組的運轉停止時間長。
本發明鑒於這樣的實際狀況而完成，提供即使經過了工廠內的氣體暫時地流入內部而濕度上升的狀態之後，也能夠迅速地降低設備前端模組的內部的濕度的設備前端模組以及向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法。
本發明的第一觀點所涉及的設備前端模組具有：第一室，其具備導入乾燥空氣的乾燥空氣導入口；第二室，其連接於上述第一室的下方並且具備人能夠出入的開放門；氣流形成部，其在上述第一室和上述第二室之間形成循環氣流；以及氣體排出部，其將上述第二室的氣體從上述第二室排出，上述第一室和上述第二室經由第一連通部和第二連通部連接，上述第一連通部設置有過濾器並且在上述循環氣流的形成時產生從上述第一室向上述第二室的氣流；第二連通部能夠通過通氣狀態變更部變更通氣狀態並且在上述循環氣流的形成時產生從上述第二室向上述第一室的氣流。
本發明的第一觀點所涉及的設備前端模組通過由通氣狀態變更部變更第二連通部的通氣狀態並限制經由第二連通部的氣體的移動，進而能夠將導入到第一室的乾燥空氣高效地導向設置於第一連通部的過濾器。另外，這樣的設備前端模組即使在向第二室流入未乾燥的空氣的情況下，也能夠防止這樣的未乾燥的空氣在設備前端模組的第一室和第二室之間循環而流入過濾器。因此，在這樣的設備前端模組中，即使在工廠內的未乾燥的空氣向設備前端模組的第二室流入的情況下，也能夠防止這樣的空氣朝向過濾器並能夠防止水分附著到過濾器。由此，本發明所涉及的設備前端模組即使設備前端模組的第二室的濕度一次性地上升，在能夠在阻斷了濕空氣的流入之後迅速地降低濕度，能夠縮短從維護等恢復到正常操作的運轉停止時間。
另外，例如，上述氣體排出部也可以連接於上述第二室中的比上述第一連通部更靠近上述第二連通部的位置，上述通氣狀態變更部也可以設置於位於上述乾燥空氣導入口的下方且上述氣體排出部的上方的上述第二連通部。
在這樣的設備前端模組中，氣體排出部被配置於從設置有過濾器的第一連通部離開的位置，即使在未乾燥的空氣流入到第二室的情況下，也能夠有效地將未乾燥的空氣導向氣體排出部，並且能夠防止未乾燥的空氣流入到設置有過濾器的第一連通部。
另外，例如，上述通氣狀態變更部也可以具有能夠在氣體能夠經由上述第二連通部從上述第二室向上述第一室移動的狀態和氣體不能夠經由上述第二連通部從上述第二室向上述第一室移動的狀態之間切換上述第二連通部的通氣狀態的閥。
於通氣狀態變更部具有這樣的閥的設備前端模組即使在未乾燥的空氣流入到第二室的情況下，也能夠防止這樣的未乾燥的空氣在設備前端模組的第一室和第二室之間循環，並能夠防止未乾燥的空氣從第一室側流入到過濾器。
本發明的第二觀點所涉及的設備前端模組具有：第一室，其具備導入乾燥空氣的乾燥空氣導入口；第二室，其連接於上述第一室的下方並且具備朝向外部的開放門；氣流形成部，其在上述第一室和上述第二室之間形成循環氣流；以及氣體排出部，其將上述第二室的氣體從上述第二室排出，在上述第一室和上述第二室具有在上述循環氣流的形成時產生下降氣流的下降氣流部和在上述循環氣流的形成時產生上升氣流的上升氣流部，在上述下降氣流部設置有過濾器，上述氣體排出部設置於上述上升氣流部，在上述上升氣流部中的比上述氣體排出部更靠近上方的位置，設置有通氣阻抗比上述過濾器高的通氣阻抗部。
本發明的第二觀點所涉及的設備前端模組通過在上升氣流部且氣體排出部的上方設置有通氣阻抗部，且通氣阻抗部限制氣體的移動，進而能夠有效地將導入到第一室的乾燥氣體導向設置於下降氣流部的過濾器。另外，這樣的設備前端模組即使在未乾燥的空氣流入到第二室的情況下，也能夠防止這樣的未乾燥的空氣在設備前端模組的第一室和第二室之間循環而流入過濾器。因此，在這樣的設備前端模組中，在工廠內的未乾燥的空氣流入到設備前端模組的第二室的情況下，也能夠防止這樣的空氣朝向過濾器，能夠防止水分附著到過濾器。由此，本發明所涉及的設備前端模組即使設備前端模組的第二室的濕度一次性地上升，在能夠在阻斷了濕空氣的流入之後迅速地降低濕度，能夠縮短從維護等恢復到正常操作的運轉停止時間。
另外，例如，上述通氣阻抗部也可以具有通氣阻抗比上述過濾器更高的第二過濾器。
作為通氣阻抗部使用第二過濾器的設備前端模組中，第二過濾器可以適當地限制循環氣流的形成。
另外，例如，本發明的第二觀點所涉及的設備前端模組也可以具有配置於上述上升氣流部且通過改變上述上升氣流部中的上升氣流的強度進而能夠變更上述通氣阻抗部的通氣狀態的第二氣流形成部。
具有第二氣流形成部的設備前端模組即使維持固定有作為通氣阻抗部的第二過濾器，也能夠通過改變上升氣流部中的上升氣流的強度而改變第二過濾器的通氣量。另外，第二氣流形成部通過加強上升氣流部中的上升氣流的強度，進而能夠增加第二過濾器的通氣量，並且能夠輔助由氣流形成部產生的循環氣流的形成。
另外，例如，上述通氣阻抗部也可以具有能夠以氣體能夠經由上述通氣阻抗部從上述第二室向上述第一室移動的狀態和氣體不能夠經由上述通氣阻抗部從上述第二室向上述第一室移動的狀態切換上述通氣阻抗部的通氣狀態的閥。
作為通氣阻抗部，也可以不使用第二過濾器而使用在關閉時不使氣流通過的閥。
本發明的第一觀點所涉及的向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法具有：導入步驟，將乾燥空氣從乾燥空氣導入口向第一室導入；變更步驟，以成為非循環狀態的方式變更第二連通部的通氣狀態，其中，上述非循環狀態是在連接上述第一室和連接於上述第一室的下方的第二室的第一和第二連通部中，設置有過濾器的上述第一連通部中的上述乾燥空氣的通氣量比上述第二連通部中的上述乾燥空氣的通氣量多的狀態；以及排出步驟，排出上述第二室的氣體。
根據本發明的第一觀點所涉及的向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法，能夠通過設為非循環狀態而限制第二連通部的通氣量，並且能夠有效地將導入到第一室的乾燥空氣導向設置於第一連通部的過濾器。根據這樣的乾燥空氣的導入方法，即使在未乾燥的空氣流入到第二室的情況下，也能夠防止這樣的未乾燥的空氣在設備前端模組的第一室和第二室之間循環而流入過濾器。因此，根據這樣的乾燥空氣的導入方法，即使在工廠內的未乾燥的空氣流入到設備前端模組的第二室的情況下，也能夠防止這樣的空氣流朝向過濾器，並能夠防止水分附著於過濾器。
另外，例如，在上述排出步驟中，上述第二室的氣體也可以通過連接於上述第二室中的比上述第一連通部更靠近上述第二連通部的位置的氣體排出部排出。
根據這樣的乾燥空氣的導入方法，由於在從設置有過濾器的第一連通部離開的位置配置有氣體排出部，因此即使在未乾燥的空氣流入到第二室的情況下，也能夠有效地將未乾燥的空氣導向氣體排出部，並且能夠防止未乾燥的空氣流入設置有過濾器的第一連通部。
另外，例如，本發明所涉及的向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法也可以進一步具有在上述非循環狀態且上述導入步驟的後續中，解除設置於上述第二室且人能夠出入的開放門的鎖定的解除步驟。
這樣的乾燥空氣的導入方法通過控制開放門的鎖定的解除，進而能夠限制能夠打開存在工廠內的未乾燥的空氣流入到第二室的擔憂的開放門的時機，並且能夠可靠地防止未乾燥的空氣流入設置有過濾器的第一連通部。
本發明的第二觀點所涉及的向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法具有：導入步驟，將乾燥空氣從乾燥空氣導入口向第一室導入；和排出步驟，設為非循環狀態，並從在上述上升氣流部中的上述通氣阻抗部的下方連接於上述第二室的氣體排出部排出上述第二室的氣體，其中，上述非循環狀態是在上述第一室和連接於上述第一室的下方的第二室中，設置於形成下降氣流的下降氣流部的過濾器中的上述乾燥空氣的通氣量比設置於產生上升氣流的上升氣流部的通氣阻抗部中的上述乾燥空氣的通氣量多的狀態。
根據本發明的第二觀點所涉及的向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法，能夠通過在非循環狀態下導入乾燥空氣，進而將乾燥空氣有效地導向設置於下降氣流部的過濾器。另外，氣體排出部設置於上升氣流部中的通氣阻抗部之下，因此，根據這樣的乾燥空氣的導入方法，即使在未乾燥的空氣流入第二室的情況下，也能夠防止這樣的未乾燥的空氣通過通氣阻抗部，而從氣體排出部順利地排出。因此，根據這樣的乾燥空氣的導入方法，即使在工廠內的未乾燥的空氣流入設備前端模組的第二室的情況下，也能夠防止這樣的空氣朝向過濾器，並能夠防止水分附著於過濾器。
另外，例如，在上述排出步驟中，也可以停止配置於上述上升氣流部並且改變上升氣流的強度的第二氣流形成部的驅動，抑制上述通氣阻抗部的通氣量，而形成上述非循環狀態。
在這樣的設備前端模組中，即使在作為上述通氣阻抗部使用其自身不能夠切換通氣狀態的第二過濾器等的情況下，也能夠通過停止第二氣流形成部的驅動來抑制通氣電阻部的通氣量，並且能夠適當地將設備前端模組內設為非循環狀態。
另外，例如，本發明所涉及的向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法也可以進一步具有停止在上述第一室和上述第二室之間形成循環氣流的氣流形成部的驅動的停止步驟。
這樣的乾燥空氣的導入方法通過停止氣流形成部的驅動而進行乾燥空氣的導入，進而即使在未乾燥的空氣流入第二室的情況下，也能夠將未乾燥的空氣有效地導向氣體排出部，並且能夠防止未乾燥的空氣流入到過濾器。
以下，基於附圖所示的實施方式說明本發明。 圖1是本發明的一個實施方式所涉及的設備前端模組50的概略圖，設備前端模組50（Equipment Front End Module；EFEM）是在半導體工廠中用於在作為搬送晶圓的晶圓搬送容器的晶圓傳輸盒（Front Opening Unified Pod； FOUP）（未圖示）和相對於晶圓進行處理的處理室（未圖示）之間交接晶圓的裝置。
設備前端模組50具有在內部形成被稱為微環境的清潔空間的第二室64，被收納於晶圓傳輸盒的晶圓通過第二室64而被搬送至處理室。另外，雖然在圖1中未顯示，但設備前端模組50具有設置晶圓傳輸盒的載置台、用於氣密性地連接晶圓傳輸盒內部和第二室64的門等的載入埠（load port）裝置。
圖1中的箭頭90表示在設備前端模組50的第二室64中進行晶圓的搬送等的正常操作狀態下形成於設備前端模組50內的循環氣流的狀態。本實施方式所涉及的設備前端模組50中，經由設置於第二室64的上方（如果將第二室64作為一層部分則為二層部分）的第一室54，向連接於第一室54的下方的第二室64導入作為置換氣體的氮氣。
如圖1所述，在第一室54和第二室64之間設置有作為兩個連通部的第一連通部58和第二連通部70，第一連通部58和第二連通部70連接第一室54和第二室64。
在正常操作狀態下，被導入到第一室54以及第二室64的氮氣經由第一連通部58以及第二連通部70移動，如圖1中箭頭90所示，形成在第一室54和第二室64之間循環的循環氣流。晶圓傳輸盒和處理室之間的晶圓的搬送如圖1所示在形成了在第一室54和第二室64循環的氮氣的循環氣流的狀態下進行。
設備前端模組50除了第一室54以及第二室64之外，具有氣體導入口52、乾燥空氣導入口53、氣流形成部60、過濾器62、通氣狀態變更部74、氣體排出部68、開放門80等。另外，雖然在圖1中沒有顯示，但設備前端模組50具有設置於第二室64且用於搬送晶圓的搬送機器人或用於連接晶圓傳輸盒和第二室64的載入埠裝置等。
如圖1所示，第一室54具備導入氮氣的氣體導入口52和導入乾燥空氣的乾燥空氣導入口53。氣體導入口52設置於第一室54的側壁部或頂部，通過氣體導入口52向第一室54導入作為置換氣體的氮氣。經由導入流路從未圖示的氮氣罐等向氣體導入口52供給氮氣。另外，置換氣體也可以是氮氣以外的其它的惰性氣體。另外，關於乾燥空氣導入口53，使用圖2在後面敘述。
如圖1所示，第一室54連接於第二室64的上方，第一室54配置於第二室64的正上方。第一室54的寬度不特別限定，例如，在圖2所示的範例中，第一室54的高度方向的長度比位於下方的第二室64短，從第一室54的上方的投影面積與位於下方的第二室64相同。通過使第一室54的空間比第二室64的空間狹窄，而能夠有效地向過濾器62輸送置換氣體或乾燥空氣，並且能夠防止設備前端模組50的尺寸變大。
如圖1所示，第二室64連接於第一室54的下方。如圖1所示，第二室64具備人能夠出入的開放門80。在開放門80配備有鎖定機構，通過解除由鎖定機構進行的鎖定，進行維護等的人82能夠打開開放門80而進入第二室64之中（參照圖2）。開放門80的鎖定機構由未圖示的控制部控制，例如，控制部在第二室64內的氧濃度為規定值以上的情況下，解除開放門80的鎖定。
第二室64具備測定第二室64的濕度的濕度計65和測定第二室64的氧濃度的氧濃度計66。另外，在第二室64也可以具備壓力計等其它測量器。
如圖1所示，第二室64具有作為搬送晶圓等的區域的第二前進區域64a和由回風管構成的第二返回區域64b。第二前進區域64a和第二返回區域64b在水平方向上排列配置，都連接於第一室54的下方｡第二前進區域64a和第二返回區域64b由從第二室64的頂部分向下方延伸的中間壁69隔開。在中間壁69的下方形成有連接第二前進區域64a和第二返回區域64b的彼此的下部的下部連通部67，第二返回區域64b經由下部連通部67而相對於第二前進區域64a連通。
在如圖1所示的循環氣流的形成時，在第二室64的第二前進區域64a產生下降氣流，在第二返回區域64b產生上升氣流。另外，第一室54具有連接於第二前進區域64a的上方的第一前進區域54a和連接於第二返回區域64b的上方的第一返回區域54b。在圖1中如箭頭90所示，循環氣流按第一前進區域54a、第二前進區域64a、第二返回區域64b、第一返回區域54b、第一前進區域54a……的順序在第一室54和第二室64中循環。
如圖1所示，第一室54和第二室64經由第一連通部58和第二連通部70連接。第一連通部58中，在循環氣流的形成時，產生從第一室54向第二室64的氣流（下降氣流）。在第一連通部58，設置有在第一室54和第二室64之間形成循環氣流的氣流形成部60和過濾器62。
氣流形成部60具有送風扇61以及驅動送風扇61的驅動部，接受來自於未圖示的控制部的控制而使送風扇61旋轉，並在設備前端模組50的內部形成圖1所示的循環氣流｡氣流形成部60通過在第二室64的第二前進區域64a形成向下的氣流，進而能夠降低第二室64內漂浮的顆粒，能夠提高第二室64中的第二前進區域64a的清潔度。另外，氣流形成部60通過形成進一步在第二室64的第二返回區域64b中上升之後通過第二連通部70而返回第一室54，進一步通過第一室54的第一返回區域54b以及第一前進區域54a而返回第一連通部58的循環氣流，進而能夠抑制從氣體導入口52向設備前端模組50補充的氮氣的消耗量。
過濾器62通過去除第一室54及第二室64內的氣體所包含的顆粒或規定的成分，進而能夠提高設備前端模組50內的清潔度。作為過濾器62，例如可以列舉組合了顆粒去除過濾器和化學過濾器的過濾器，但不特別限定。配備於第一連通部58的氣流形成部60和過濾器62可以是氣流形成部60的送風扇61和過濾器62成為一體的風扇過濾器單元（FFU），氣流形成部60和過濾器62也可以是不同個體。在氣流形成部60和過濾器62是不同個體的情況下，例如氣流形成部60的送風扇61可以配置於第一室54的頂部等。
如圖1所示，第二連通部70中，在循環氣流的形成時，產生從第二室64向第一室54的氣流（上升氣流）。在第二連通部70設置有變更第二連通部70的通氣狀態的通氣狀態變更部74。通氣狀態變更部74具有能夠以氣體能夠經由第二連通部70從第二室64向第一室54移動的狀態（參照圖1）和氣體不能夠經由第二連通部70從第二室64向第一室54移動的狀態（參照圖2）切換第二連通部70的通氣狀態的閥75。作為閥75可以列舉能夠遮蔽和打開第二連通部70並調整第二連通部70的通氣量的蝶形閥或閘閥等，但也可以是其它的閥或遮板（shutter）等。
圖2是表示圖1所示的設備前端模組50的乾燥空氣導入時的乾燥空氣的氣流的概念圖。如圖2所示，在第一室54的側壁或者頂部設置有乾燥空氣導入口53，乾燥空氣經由乾燥空氣導入口53被導入到第一室54內。在設備前端模組50為正常操作狀態的情況下，如圖1所示，設備前端模組內被氮氣充滿，但例如在如維護時那樣人82需要進入設備前端模組50的第二室64的情況等下，如圖2所示，進行向設備前端模組50內的乾燥空氣的導入。乾燥空氣的濕度優選為0至10%，進一步優選為0至5%左右。另外，乾燥空氣有時被稱為乾空氣（dry air）、CDA（clean dry air（清潔乾空氣））、清潔乾空氣（clean dry air）或乾空氣（dry air）。
在圖2所示的狀態下，通氣狀態變更部74的閥75遮蔽第二連通部70，第一室54和第二室64僅經由第一連通部58連接。另外，在乾燥空氣導入時，氣流形成部60的驅動被停止，但通過在遮蔽了第二連通部70的狀態下持續地從乾燥空氣導入口53向第一室54導入乾燥空氣，進而乾燥空氣被導向具備過濾器62的第一連通部58，經由過濾器62流入第二室64的第二前進區域64a。再者，流入第二室64的第二前進區域64a的乾燥空氣在第二前進區域64a中下降之後通過下部連通部67而進入第二返回區域64b，在第二返回區域64b中上升之後從氣體排出部68排出。
氣體排出部68將第二室64的氣體從第二室64排出。如圖2所示從乾燥空氣導入口53向設備前端模組50導入的乾燥空氣、或如圖1所示從氣體導入口52導入的氮氣、或從開放門80向第二室64流入的工廠內的空氣等從氣體排出部68被排出。在圖1所示的循環氣流的形成時，可以停止從氣體排出部68的氣體的排出，另外，也可以從氣體排出部68排出相當於從氣體導入口52供給氣體的供給量之等量的氣體。另外，在圖2所示的非循環狀態下，也可以從氣體排出部68排出相當於從乾燥空氣導入口53供給乾燥空氣的供給量之等量的氣體。
氣體排出部68連接於第二室64的第二返回區域64b，氣體排出部68的向第二室64的連接位置比第一連通部58更靠近第二連通部70。如圖2所示被通氣狀態變更部74遮蔽的第二連通部70位於配備於第一室54的乾燥空氣導入口53的下方且連接於第二室64的氣體排出部68的上方。本實施方式所涉及的氣體排出部68為不具有如風扇那樣的送風單元的自然排氣機構，但是，作為氣體排出部68，也可以是具有送風單元的強制排出機構。
圖5是表示圖1和圖2所示的設備前端模組50中實施的向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法的一個範例的流程圖。從圖5中的步驟S001開始的乾燥空氣的導入方法例如如圖1所示在實施設備前端模組50內被氮氣充滿的正常操作之時開始。
在圖5所示的步驟S001中，結束從氣體導入口52向第一室54導入氮氣的氮氣導入步驟。在步驟S001之前的正常操作時，為了氧濃度的上升防止或置換氣體的更換等，根據需要從氣體導入口52向第一室54供給氮氣。但是，在乾燥空氣的導入時，由於不需要氮氣的導入，因此在圖5的步驟S001之後，直至步驟S009中再次開始導入氮氣之間，停止向設備前端模組50內的氮氣的導入。
在圖5所示的步驟S002中，進行停止在圖1所示的第一室54和第二室64之間形成循環氣流的氣流形成部60的驅動的停止步驟。具體而言，通過未圖示的控制部停止氣流形成部60的驅動，進而氣流形成部60的送風扇61的旋轉停止。
在圖5所示的步驟S003中，實施以設備前端模組50成為非循環狀態的方式變更第二連通部70的通氣狀態的第一變更步驟。更為具體而言，通過未圖示的控制部驅動通氣狀態變更部74的閥75，從如圖1所示閥75未遮蔽第二連通部70的狀態變更為如圖2所示閥75遮蔽第二連通部70的狀態，進而變更第二連通部70的通氣狀態。
如圖1所示，在第一室54和第二室64之間形成循環氣流的正常操作狀態下，第一連通部58中的氣體（氮氣）的通氣量與第二連通部70中的氣體（氮氣）的通氣量大致相同。相對於此，如圖2所示，如果設備前端模組50成為非循環狀態，則設置有過濾器62的第一連通部58中的氣體（乾燥空氣）的通氣量比第二連通部70中的氣體（乾燥空氣）的通氣量多，特別是在非循環狀態下，優選成為氣體（乾燥空氣）不能夠通過第二連通部70的狀態。
在圖5所示的步驟S004中，開始從乾燥空氣導入口53向第一室54導入乾燥空氣的導入步驟。在步驟S003中第二連通部70被閥75遮蔽，因此被導入第一室54的乾燥空氣如圖2所示流向第一連通部58的過濾器62，進一步乾燥空氣通過過濾器62而流入第二室64，進而在第一室54以及第二室64形成如箭頭92所示的乾燥空氣的氣流。
在圖5所示的步驟S005中，開始從氣體排出部68排出第二室64的氣體的排出步驟。在氣體排出部68不是使用排氣用風扇等的強制排氣而是進行自然排氣的情況下，排出步驟與通過步驟S004開始乾燥空氣的導入，進一步第一室54的氣體開始流入第二室64連動而開始。從氣體排出部68排出在正常操作時充滿了第一室54以及第二室64的氮氣或通過導入步驟向設備前端模組50內導入並通過了過濾器62的乾燥空氣。
通過繼續向第一室54內導入乾燥空氣的導入步驟和從第二室64排出第二室64的氣體的排出步驟，進而第一室54和第二室64內的氣體從氮氣置換為乾燥空氣，同時第二室64的氧濃度上升。
在圖5所示的步驟S006中，進行解除開放門80的鎖定的解除步驟。在解除步驟中，未圖示的控制部驅動鎖定機構，解除開放門80的鎖定。通過進行步驟S006的解除步驟，進行維護的人82（維護作業者）能夠從外部打開開放門80。此時，本實施方式所涉及的設備前端模組50的控制部在滿足設備前端模組50為非循環狀態並且繼續向第一室54內導入乾燥空氣的導入步驟之這樣的條件時，解除開放門80的鎖定。另外，設備前端模組50的控制部為了安全確保而除了上述的條件之外進一步滿足確認配備於第二室64的氧濃度計66的檢測值且氧濃度為規定值以上這樣的條件時，解除開放門80的鎖定。
在解除了開放門80的鎖定之後，進行維護的人82開關開放門80而進入第二室64之中，進行了在設備前端模組50內的維護作業之後，再次開關開放門80而出去到第二室64之外。隨著人82的出入等而開關開放門80時，作為設備前端模組50的設置環境的半導體工廠內的未乾燥的空氣一定程度地流入第二室64內。然而，通過在設備前端模組50內形成圖2中如箭頭92所示的乾燥空氣的氣流，進而經由開放門80的開口流入第二室64的未乾燥的空氣以及包含於其中的水蒸氣大部分不是流向過濾器62而是從氣體排出部68排出。
另外，通過在圖5所示的步驟S002進行停止步驟，在進行開放門80的開關時，氣流形成部60的驅動停止。因此，能夠防止第二室64中的第二前進區域64a內的氣體通過送風扇61而被混合，能夠進一步有效地防止流入第二室64的未乾燥的空氣以及包含於其中的水蒸氣的一部分流向過濾器62的問題。
在維護作業結束之後，在圖5所示的步驟S007中，設備前端模組50的控制部停止乾燥空氣從乾燥空氣導入口53向第一室54的導入，結束乾燥空氣的導入步驟。另外，隨著步驟S007中乾燥空氣未被導入，設備前端模組50的控制部進行鎖定開放門80的鎖定步驟（步驟S008）。
圖5中所示的步驟S009中，開始（重啟）從氣體導入口52向第一室54導入氮氣的氮氣導入步驟。從氣體導入口52向第一室54供給的氮氣和圖2所示的乾燥空氣的流動相同，朝向第一連通部58的過濾器62流動，進一步通過過濾器62而流入第二室64。通過繼續氣體導入步驟，乾燥空氣從氣體排出部68排出，第一室54以及第二室64內的氣體從乾燥空氣置換為氮氣。另外，第一室54以及第二室64的向氮氣的置換可以通過將設備前端模組50設為如圖1所示的循環狀態來進行，但在圖2所示的非循環狀態下進行能夠更有效地排出乾燥空氣，縮短置換所需要的時間。另外，基於同樣的理由，第一室54以及第二室64的向氮氣的置換優選在停止了氣流形成部60的驅動的狀態下進行。
在步驟S010中，結束如圖2所示的設備前端模組50的非循環狀態，以能夠在設備前端模組50的第一室54和第二室64之間形成循環氣流的方式實施變更第二連通部70的通氣狀態的第二變更步驟。更為具體而言，設備前端模組50的控制部在確認了成為配備於第二室64的氧濃度計66的檢測值低於規定值的狀態之後，通過驅動通氣狀態變更部74的閥75，從如圖2所示閥75遮蔽第二連通部70的狀態變更為如圖1所示閥75未遮蔽第二連通部70的狀態，進而變更第二連通部70的通氣狀態。
在圖5所示的步驟S011中，進行開始（重啟）在第一室54和第二室64之間形成循環氣流的氣流形成部60的驅動的重啟步驟。具體而言，通過未圖示的控制部開始氣流形成部60的驅動，從而氣流形成部60的送風扇61旋轉，在第一室54以及第二室64形成如圖1的箭頭90所示的氮氣的循環氣流。這樣，設備前端模組50將乾燥空氣導入第一室54以及第二室64並進行維護作業，之後再次將氮氣導入第一室54以及第二室64而能夠恢復到正常操作。
能夠進行這樣的乾燥空氣的導入的設備前端模組50通過如圖2所示由通氣狀態變更部74來遮蔽第二連通部70，進而能夠將導入到第一室54的乾燥空氣有效地導向設置於第一連通部58的過濾器62。由此，這樣的設備前端模組50即使在未乾燥的空氣流入第二室64的情況下，也能夠防止這樣的未乾燥的空氣或者包含於其中的水蒸氣流入過濾器而在過濾器附著或者吸附水分的問題。由此，即使設備前端模組50的第二室64的濕度一次性地上升，設備前端模組50也能夠在阻斷未乾燥的空氣的流入之後迅速地降低濕度，並且能夠縮短從維護等恢復到正常操作的運轉停止時間。
圖4（a）是在維護時未進行乾燥空氣的導入的現有的設備前端模組和實施方式所示的設備前端模組50中比較了第二室64的濕度的時間變化的圖。圖4（a）中的t1表示在維護作業中打開開放門80等，工廠內的未乾燥的空氣開始流入第二室64的時間。另外，圖4（b）中的t2表示在維護作業結束之後，開始向第一室54以及第二室64置換氮氣的時間。
如圖4（a）所示，任一設備前端模組中都相同，通過工廠內的未乾燥的空氣流入第二室64，進而在從t1到t2之間，第二室64的濕度上升。然而，在向第一室54以及第二室64開始了氮氣的置換的時間即t2之後，實施方式所示的設備前端模組50濕度迅速地降低，相對於此，現有的設備前端模組的濕度的降低緩慢，濕度降低到與t1同等的水準花費時間。可認為這樣的不同與圖4（b）所示的過濾器62的含水量的時間變化有關。
圖4（b）是在維護時未進行乾燥空氣的導入的現有的設備前端模組和實施方式所示的設備前端模組50中與圖4（a）同樣地比較了過濾器62中的含水量的時間變化的圖。現有的設備前端模組在工廠內的未乾燥的空氣流入第二室64的t1至t2之間，未乾燥的空氣所包含的水蒸氣附著或者吸附於過濾器62，過濾器62中的含水量大幅上升。附著或者吸附於過濾器62的水蒸氣相對於過濾器62較強地結合，因此氮氣的置換被開始的t2之後的含水量的降低速度慢。即，可認為在現有的設備前端模組中，附著或者吸附於過濾器62的水分帶來如圖4（a）所示的緩慢恢復的濕度。
相對於此，實施方式所示的設備前端模組50即使在工廠內的未乾燥的空氣流入第二室64的t1到t2之間，通過在其間使乾燥空氣持續流入過濾器62，從而過濾器62中的含水量的上升被抑制，過濾器62中幾乎沒有蓄積水分。因此，可認為如圖4（a）所示，設備前端模組50在開始氮氣的置換的t2之後，能夠迅速地降低濕度。
另外，在實施方式所涉及的設備前端模組50中，如圖2所示，將氣體排出部68配置於配置有通氣狀態變更部74的第二連通部70的附近，並且從設置有過濾器62的第一連通部58離開而配置，進而能夠將未乾燥的空氣有效地導向氣體排出部68，能夠防止未乾燥的空氣流入設置有過濾器62的第一連通部58的問題。
另外，在實施方式所涉及的設備前端模組50中，通氣狀態變更部74具有能夠將第二連通部70切換為遮蔽狀態和連通狀態的閥75，因此，即使在未乾燥的空氣流入第二室64的情況下，也能夠防止這樣的未乾燥的空氣在第一室54和第二室64之間循環，並能夠防止未乾燥的空氣從第一室54的一側流入過濾器62的問題。
如以上所述，舉出實施方式來說明本發明，但本發明不僅限定於上述的實施方式，當然也包含其它大量的實施方式或變形例。例如，圖3是表示變形例所涉及的設備前端模組150的概略圖，對應於實施方式所涉及的設備前端模組50的圖2。設備前端模組150除了設備前端模組50所具有的效果之外還達到了如以下所述的效果。
設備前端模組150在熱源177被設置於乾燥空氣的流路，能夠加熱導入到過濾器62的乾燥空氣的方面與圖2所示的設備前端模組50不同，但關於其它方面，與設備前端模組50相同。在設備前端模組150中，通過控制熱源177，從而能夠相對於過濾器62流入加熱後的乾燥空氣，由此能夠有效地去除附著或吸附於過濾器62的水分。作為設備前端模組150所配備的熱源177沒有特別限定，可以使用熱交換器或電加熱器等。
另外，這樣的設備前端模組150能夠更有效地防止過濾器62中的含水量的上升，再者，即使在例如過濾器62中的含水量上升的情況下，也能夠迅速地降低所述含水量，因此，能夠有效地防止第二室64的濕度降低由於過濾器62中的水分而延遲的問題。
另外，關於向設備前端模組50的乾燥空氣的導入方法，也不僅限於使用圖5進行說明的方法，可以根據需要追加或者刪除步驟，或者更換步驟的順序。另外，各步驟的內容以及條件也可以適當變更，例如，在圖5所示的解除步驟（步驟S006）中，在用於解除開放門80的鎖定的條件中也可以進一步追加停止氣流形成部60的驅動。另外，設備前端模組50在從維護結束之後到正常操作開始有空轉時間的情況下，也可以不將在維護結束之後導入的氣體從乾燥空氣變更為氮氣（步驟S007、S009），而是繼續地持續導入乾燥空氣。在這種情況下，設備前端模組50內不被氮氣置換，但能夠降低設備前端模組50內的濕度。
另外，向如圖2以及圖5所示的設備前端模組50的乾燥空氣的導入也可以適用於在正常操作時在第一室和第二室之間使乾燥空氣循環的設備前端模組。
上述的閥75如圖2所示在遮蔽了第二連通部70的狀態下成為通氣阻抗比過濾器62高的通氣阻抗部。另外，在實施方式以及變形例所示的設備前端模組50、150中，配置於第一室54和第二室64之間的第一連通部58和第二連通部70的高度大致相同。但是，第一室54和第二室64的形狀不限定於此，第一連通部58和第二連通部70可以配置於不同的高度，在作為下降氣流部的第二前進區域64a和作為上升氣流部的第二返回區域64b中，第二室64的高度也可以不同。
圖6和圖7是表示本發明的第二實施方式所涉及的設備前端模組250的概略圖。在設備前端模組250中，設置有第二過濾器276以及第二氣流形成部274的第二連通部270位於第一連通部58的下方。設備前端模組250除了第一室254以及第二室264的形狀、以及在第二連通部270設置有第二過濾器276和第二氣流形成部274，與圖1以及圖2所示的設備前端模組50相同。因此，關於設備前端模組250，僅說明與設備前端模組50的不同點，關於與設備前端模組50的共同點，省略相關的說明。
如圖6所示，設備前端模組250與圖1所示的設備前端模組50同樣，在第一連通部58設置有過濾器62以及氣流形成部60的送風扇61，送風扇61在第一室254和第二室264之間形成循環氣流。圖6的箭頭表示在正常操作中在第一室254以及第二室264形成有循環氣流時，形成於第一室254以及第二室264的氣流的方向。
如圖6所示，在設備前端模組250中，具有在循環氣流的形成時產生下降氣流的下降氣流部250a和在循環氣流的形成時產生上升氣流的上升氣流部250b。下降氣流部250a形成於自送風扇61周邊向下方的區域，上升氣流部250b形成於自下部連通部67向上方的區域。下降氣流部250a和上升氣流部250b都跨越第一室254和第二室264而形成，在第一室254以及第二室264形成如箭頭所示的循環氣流。
在設備前端模組250中，過濾器62設置於下降氣流部250a，相對於此，氣體排出部68設置於上升氣流部250b。另外，在上升氣流部250b中的比氣體排出部68更靠近上方的位置，設置有作為通氣阻抗比過濾器62高的通氣阻抗部的第二過濾器276。作為第二過濾器276，只要是通氣阻抗比過濾器62高的構件就沒有特別限定，可以使用顆粒去除過濾器或化學過濾器、以及組合了它們的過濾器等。
再者，在上升氣流部250b，與第二過濾器276排列配置有能夠改變上升氣流部250b中的上升氣流的強度的第二氣流形成部274。作為第二氣流形成部274，與氣流形成部60同樣，可以使用風扇等，但第二氣流形成部274只要能夠改變上升氣流的強度就沒有特別限定。
第二氣流形成部274通過改變上升氣流部250b中的上升氣流的強度進而能夠變更構成通氣阻抗部的第二過濾器276的通氣狀態。即，設備前端模組250的控制部在第一室254以及第二室264形成循環氣流時，除了氣流形成部60的送風扇61之外還驅動第二氣流形成部274。
配置於上升氣流部250b的第二過濾器276相比於配置於下降氣流部250a的過濾器62，通氣阻抗更高，因此，有時僅由氣流形成部60的送風扇61而未形成合適的循環氣流。然而，設備前端模組250的控制部通過以增強上升氣流部250b中的上升氣流的強度的方式驅動第二氣流形成部274，進而能夠使第二過濾器276的通氣量與過濾器62的通氣量為相同程度。由此，如圖6所示，即使在第二過濾器276以堵塞上升氣流部250b的方式被固定的狀態下，也能夠在第一室254以及第二室264形成如圖6所示的循環氣流。
另外，設備前端模組250的控制部在更換第一室254以及第二室264的氣體的排出步驟等中，停止第二氣流形成部274的驅動，抑制第二過濾器276的通氣量，而能夠在第一室254以及第二室264形成如圖7所示的非循環狀態。即，在排出步驟中，如圖7所示，成為設置於下降氣流部250a的過濾器62中的乾燥空氣的通氣量比設置於上升氣流部250b的第二過濾器276中的乾燥空氣的通氣量多的狀態即非循環狀態，第二室264的氣體從在第二過濾器276的下方連接於第二室264的氣體排出部68被排出。
這樣，第二實施方式所涉及的設備前端模組250通過在上升氣流部250b且氣體排出部68的上方設置作為通氣阻抗部的第二過濾器276，並且第二過濾器276限制氣體的移動，進而能夠有效地將被導入到第一室254的乾燥空氣導向被設置於下降氣流部250a的過濾器62。設備前端模組250即使在未乾燥的空氣經由朝向外部的開放門80等流入第二室264的情況下，也能夠防止這樣的未乾燥的空氣在設備前端模組250內循環而流入過濾器62。
由此，設備前端模組250即使設備前端模組250的第二室264的濕度一次性地上升，在阻斷了濕空氣的流入之後也能夠迅速地降低濕度，並且能夠縮短從維護等恢復到正常操作的工作停止時間。另外，設備前端模組250達到了和設備前端模組50同樣的效果。
另外，作為被導入設備前端模組50、150、250的乾燥空氣，可以使用從空氣中去除了水分（水蒸氣）的乾燥空氣或混合氧或氮等的氣體而調整了組成比的乾燥空氣。
50、150、250‧‧‧設備前端模組52‧‧‧氣體導入口53‧‧‧乾燥空氣導入口54、254‧‧‧第一室54a‧‧‧第一前進區域54b‧‧‧第一返回區域58‧‧‧第一連通部60‧‧‧氣流形成部61‧‧‧送風扇62‧‧‧過濾器64、264‧‧‧第二室64a‧‧‧第二前進區域64b‧‧‧第二返回區域65‧‧‧濕度計66‧‧‧氧濃度計67‧‧‧下部連通部68‧‧‧氣體排出部69‧‧‧中間壁70、270‧‧‧第二連通部74‧‧‧通氣狀態變更部75‧‧‧閥80‧‧‧開放門82‧‧‧人90、92‧‧‧箭頭177‧‧‧熱源250a‧‧‧下降氣流部250b‧‧‧上升氣流部274‧‧‧第二氣流形成部276‧‧‧第二過濾器S001、S002、S003、S004、S005、S006、S007、S008、S009‧‧‧步驟
圖1是表示本發明的一個實施方式所涉及的設備前端模組的循環氣流的形成狀態的概略圖。 圖2是表示圖1所示的設備前端模組的乾燥空氣導入時的乾燥空氣的氣流的概念圖。 圖3是表示變形例所涉及的設備前端模組的乾燥空氣導入時的乾燥空氣的氣流的概念圖。 圖4是在圖1所示的設備前端模組和現有的設備前端模組之間比較第二室內的濕度的時間變化以及過濾器中的含水量的時間變化的概念圖。 圖5是表示向圖1所示的設備前端模組的乾燥空氣的導入方法的一個範例的流程圖。 圖6是表示本發明的第二實施方式所涉及的設備前端模組的循環氣流的形成狀態的概略圖。 圖7是表示圖6所示的設備前端模組的乾燥空氣導入時的乾燥空氣的氣流的概念圖。
50‧‧‧設備前端模組
52‧‧‧氣體導入口
53‧‧‧乾燥空氣導入口
54‧‧‧第一室
54a‧‧‧第一前進區域
54b‧‧‧第一返回區域
58‧‧‧第一連通部
60‧‧‧氣流形成部
61‧‧‧送風扇
62‧‧‧過濾器
64‧‧‧第二室
64a‧‧‧第二前進區域
64b‧‧‧第二返回區域
65‧‧‧濕度計
66‧‧‧氧濃度計
67‧‧‧下部連通部
68‧‧‧氣體排出部
69‧‧‧中間壁
70‧‧‧第二連通部
74‧‧‧通氣狀態變更部
75‧‧‧閥
80‧‧‧開放門
82‧‧‧人
90‧‧‧箭頭

Claims (12)

  1. 一種設備前端模組，其特徵在於，具有：第一室，具備導入乾燥空氣的乾燥空氣導入口以及過濾器；第二室，連接於該第一室的下方並且具備人能夠出入的開放門；氣流形成部，其在該第一室和該第二室之間形成循環氣流；以及氣體排出部，其將該第二室的氣體從該第二室排出，該第一室和該第二室經由第一連通部和第二連通部連接，該第一連通部設置有該過濾器並且在該循環氣流的形成時產生從該第一室向該第二室的氣流，該第二連通部能夠通過通氣狀態變更部變更通氣狀態並且在該循環氣流的形成時產生從該第二室向該第一室的氣流；對應藉由該通氣狀態變更部之通氣狀態的變化，切換該循環氣流的有無。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的設備前端模組，其特徵在於，該氣體排出部連接於該第二室中的比該第一連通部更靠近該第二連通部的位置，該通氣狀態變更部設置於位於該乾燥空氣導入口的下方且該氣體排出部的上方的該第二連通部。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的設備前端模組，其特徵在於，該通氣狀態變更部具有能夠以氣體能夠經由該第二連通部從該第二室向該第一室移動的狀態和氣體不能夠經由該第二連通部從該第二室向該第一室移動的狀態切換該第二連通部的通氣狀態的閥。
  4. 一種設備前端模組，其特徵在於，具有：第一室，其具備導入乾燥空氣的乾燥空氣導入口； 第二室，其連接於該第一室的下方並且具備朝向外部的開放門；氣流形成部，其在該第一室和該第二室之間形成循環氣流；以及氣體排出部，其將該第二室的氣體從該第二室排出，在該第一室和該第二室，具有在該循環氣流的形成時產生下降氣流的下降氣流部和在該循環氣流的形成時產生上升氣流的上升氣流部，在該下降氣流部設置有過濾器，該氣體排出部設置於該上升氣流部，在該上升氣流部中的比該氣體排出部更靠近上方的位置，設置有通氣阻抗比該過濾器高的通氣阻抗部；該通氣阻抗部具有通氣阻抗比該過濾器高的第二過濾器；具有配置於該上升氣流部、並且能夠通過改變該上升氣流部中的上升氣流的強度而變更該通氣阻抗部的通氣狀態的第二氣流形成部。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的設備前端模組，其特徵在於，該通氣阻抗部具有能夠以氣體能夠經由該通氣阻抗部從該第二室向該第一室移動的狀態和氣體不能夠經由該通氣阻抗部從該第二室向該第一室移動的狀態切換該通氣阻抗部的通氣狀態的閥。
  6. 一種向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法，其特徵在於，具有：導入步驟，將乾燥空氣從乾燥空氣導入口向第一室導入；變更步驟，以成為非循環狀態的方式變更第二連通部的通氣狀態，該非循環狀態是在連接該第一室和連接於該第一室的下方的第二室的第一連通部和該第二連通部中，設置有過濾器的該第一連通部中的該乾燥空氣的通氣量比該第二連通部中的該乾燥空氣的通氣量多的狀態；以及排出步驟，排出該第二室的氣體。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的向設備前端模組的乾燥空氣的導入 方法，其特徵在於，在該排出步驟中，該第二室的氣體通過連接於該第二室中的比該第一連通部更靠近該第二連通部的位置的氣體排出部排出。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法，其特徵在於，進一步具有：解除步驟，在該非循環狀態且該導入步驟的繼續中，解除設置於該第二室且人能夠出入的開放門的鎖定。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法，其特徵在於，進一步具有：解除步驟，在該非循環狀態且該導入步驟的繼續中，解除設置於該第二室且人能夠出入的開放門的鎖定。
  10. 一種向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法，其特徵在於，具有：導入步驟，將乾燥空氣從乾燥空氣導入口向第一室導入；以及排出步驟，設為非循環狀態，並從在上升氣流部中的通氣阻抗部的下方連接於第二室的氣體排出部排出該第二室的氣體，該非循環狀態是在該第一室和連接於該第一室的下方的該第二室中，設置於形成下降氣流的下降氣流部的過濾器中的該乾燥空氣的通氣量比設置於產生上升氣流的該上升氣流部的該通氣阻抗部中的該乾燥空氣的通氣量多的狀態。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的向設備前端模組的乾燥空氣的導入方法，其特徵在於，在該排出步驟中，停止配置於該上升氣流部且改變上升氣流的強度的第二氣流形成部的驅動，抑制該通氣阻抗部的通氣量，而形成該非循環狀態。
  12. 如申請專利範圍第6至11項中任一項所述的向設備前端模組的 乾燥空氣的導入方法，其特徵在於，進一步具有：停止步驟，停止在該第一室和該第二室之間形成循環氣流的氣流形成部的驅動。
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