WO2015129122A1

WO2015129122A1 - パージ装置とパージ方法

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Publication number: WO2015129122A1
Application number: PCT/JP2014/081944
Authority: WO
Inventors: 村田　正直; 山路　孝
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2015-09-03
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: TWI594814B; TW201544201A; CN105900226A; JPWO2015129122A1; US20170243776A1

Abstract

　ノズルに容器が引っ掛からないように、容器をパージ装置の所定の位置に載置する。容器を下降させてパージ装置に載置する際に、前部ガイド、側部ガイド、及びセンターガイドにより、容器底面の前端と凹部の前端の対向する２辺、及び容器底部の左右両側端の対向する２辺をガイドする。次いでノズルを容器の底部に接触させる。

Description

パージ装置とパージ方法

　この発明はFOUP（front opening unified pod）等の容器をパージする装置とパージ方法とに関する。

　半導体ウェハーを収容するFOUP等の容器に、窒素ガス、清浄乾燥空気等のパージガスをノズルから注入し、容器の内部をパージすることが行われている。容器の位置決めには容器底部の位置決め用の凹部にピンを嵌合させることが行われているが、ノズルの受入孔の深さが位置決め用の凹部よりも深い容器がある。このような容器では、ノズルがピンよりも背が高くなり、ノズルに容器が引っ掛かって位置決めが出来なくなることがある。

　特許文献１（JP2011-187539）は、ノズルを昇降させるアクチュエータをパージ装置に設けて、ノズルを下降させた状態で容器をピンにより位置決めし、次いでノズルを上昇させることを提案している。　

JP2011-187539

　特許文献１のようにすると、ノズルの昇降にアクチュエータが必要なため、パージ装置の構造が複雑になる。またアクチュエータの制御が必要で、アクチュエータの調整、メンテナンス等も面倒になる。

　この発明の課題は、アクチュエータに頼らずに、かつノズルに容器が引っ掛からずに、容器をパージ装置の所定の位置に載置できるようにすることにある。

　この発明は、容器内へパージガスを供給するためのノズルを有するパージ装置であって、
　容器の底面前端をガイドする前部ガイドと、容器の底面の左右両側端をガイドする左右一対の側部ガイドと、容器の底面中央部の凹部の前端をガイドするセンターガイドとを有し、前部ガイド、側部ガイド、及びセンターガイドはいずれも、前記ノズルよりも高い位置から容器のガイドを開始するように構成されていることを特徴とする。

　この発明はまた、パージ装置のノズルから容器内へパージガスを供給するパージ方法であって、
　容器の底面前端をガイドする前部ガイドと、容器の底面の左右両側端をガイドする左右一対の側部ガイドと、容器の底面中央部の凹部をガイドするセンターガイド、とがパージ装置に設けられ、
　前部ガイド、側部ガイド、及びセンターガイドはいずれも、前記ノズルよりも背が高く、
　容器を下降させてパージ装置に載置する際に、前部ガイド、側部ガイド、及びセンターガイドにより、容器底面の前端と凹部の前端の対向する２辺、及び容器底部の左右両側端の対向する２辺をガイドするステップと、
　容器底面の前端と凹部の前端の対向する２辺、及び容器底部の左右両側端の対向する２辺のガイドを開始した後に、前記ノズルを容器の底部に接触させるステップ、
とを行うことを特徴とする。

　この発明では、前部ガイドと側部ガイド及びセンターガイドにより、容器底面の前端と凹部の前端の対向する２辺、及び容器底部の左右両側端の対向する２辺をガイドするので、容器をほぼ正しい位置にガイドできる。このため容器の底部にノズルが引っ掛かって所定の位置に載置出来なくなることがない。この発明ではノズルを昇降させるアクチュエータが不要で、その制御、調整、メンテナンスも不要である。なおこの明細書で背が高い／低いは、水平な基準面からの高さで定める。　　　

　好ましくは、パージ対象の容器は、底面に、前記ノズルを受け入れる受入孔と、位置決め用の複数個の凹部とを備えている。そしてパージ装置は、前記ノズルよりも背が低い固定の位置決めピンを複数個さらに備え、前記前部ガイドと前記側部ガイド、及び前記センターガイドにより容器をガイドすることにより、前記ノズルが前記受入孔に受け入れられ、かつ前記位置決めピンが前記位置決め用の凹部に嵌合して、容器をパージ装置に対して位置決めするように構成されている。このようにすると、ノズルが位置決めピンよりも背が高いため、ノズルが位置決めを妨げる場合でも、ガイドにより容器がほぼ正しい位置にガイドされた後に、ノズルを受入孔に収容して、位置決めピンにより位置決めすることが出来る。

　また好ましくは、前記センターガイドは容器からの荷重により下降自在に構成されている。このようにすると、凹部の底にセンターガイドの頭部が当たって、容器が下降できなくなることがなく、凹部の深さが様々でも良い。

　好ましくは、前記ノズルは容器からの荷重により下降自在に構成されている。このようにすると、背の高いノズルのために、ピンによる位置決めが出来なくなることをより確実に防止できる。

　好ましくは、前記ノズルは上部にガイド面を備えて、前記ガイド面により前記受入孔をガイドするように構成されている。このようにすると、ガイド面により、ノズルと受入孔の引っ掛かりを解消できる。

　好ましくは、ベースをさらに備えて、前記ベースに前記前部ガイド、前記側部ガイド、前記センターガイド、前記ノズル、及び前記ノズルが取り付けられ、前記ノズルは、弾性スペーサを介して、傾斜自在に前記ベースに取り付けられている。このため、ノズルが受入孔と不均一に接触すると、ノズルは傾斜して受入孔に均一に接触する。　

FOUPの底面図実施例のパージ装置の平面図センターガイドの平面図センターガイドの側面図ノズルの側面図パージ装置と下降中のFOUPとを示す断面図

　以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。

　図１～図６に実施例のパージ装置２０を示す。図１はパージ対象のFOUP２の底面を示し、パージガスは窒素、清浄乾燥空気等である。パージする容器はFOUPに限らず、容器内に収納する物品は半導体ウェハーに限らず、レチクル等でも良い。FOUP２はパージガスのノズルを受け入れる受入孔４を例えば４個有し、受入孔４の底部に弁６，７が設けられ、弁６はパージガスの導入用、弁７は排気用で、弁６，弁７はなくても良い。

　FOUP２に関する国際規格によって、３個のカップリング溝８が設けられ、前部基準面１３と側部基準面１４は位置が統一されている。１５はフォークリフトフランジ、１６はFOUP２の背面で、背面１６の位置は国際規格で規定されていない。なお前部基準面１３はFOUP２の蓋の有る面で、この明細書ではFOUP２に関して、前部基準面１３側を前、背面１６側を後とする。またFOUP２の両側面を結ぶ方向を左右と呼ぶ。国際規格は、FOUP２を固定するため、その底面中央部の所定の位置にセンター溝１０を設けることを定め、センター溝１０の前面と後面の位置も規定されている。そこでセンター溝１０の前面を基準面１１とし、基準面１１の下端をFOUP２のガイドに用いる。なお受入孔４の深さとセンター溝１０の深さは様々である。ここで受入孔４がカップリング溝８よりも深いため、パージ用のノズルがカップリング用のピンよりも背が高くなる場合に、実施例が適している。

　図６に示すように、FOUP２は上部にトップフランジ１７を備え、図示しない天井走行車の昇降台１８により、トップフランジ１７がチャックされ、ベルト１９によりFOUP２が昇降する。

　図２～図５に、パージ装置２０の構造を示す。天井走行車がFOUP２を移載自在で、かつ昇降と出退とが自在なアームを備える移載装置もFOUP２を移載自在なように、パージ装置２０は構成してある。パージ装置２０は、FOUP２０を保管するストッカ、天井走行車の軌道付近のバッファ、処理装置の前面のバッファ等に用い、図示しないパージガス源が別途に設けられているものとする。

　２２はベースで、その上面にFOUP２が載置される。２４は下部プレートで、２６，２７はパージ用のノズルであり、ノズル２６はパージガスの導入用、ノズル２７は排気用で、ノズル２７は設けなくても良い。またノズル２６は１個～３個設ける。好ましくは、ノズル２６，２７は、先細のテーパー面からなるガイド面２８が上部に設けられ、FOUP２の受入孔４をガイドする。２９はパージガスの導入用の配管、３０は排気管で設けなくても良い。

　FOUP２の前部基準面１３の下端（底面前端）をガイドするために、例えば一対の前部ガイド３５，３５がベース２２から突き出すように設けられている。また側部基準面１４，１４の下端（底面の左右端）をガイドするように、少なくとも左右一対の側部ガイド３６，３６がベース２２から突き出すように設けられている。以下、前部ガイド３５を単にガイド３５と呼び、側部ガイド３６を単にガイド３６と呼ぶ。ガイド３５，３６はテーパー面から成るガイド面３７を備え、FOUP２の基準面１３，１４の下端をガイドする。

　FOUP２のカップリング溝８とキネマチックカップリングして、FOUP２を位置決めするように、ベース２２に例えば３個のピン３２が設けられている。またFOUP２のセンター溝１０の基準面１１の下端をガイドするため、センターガイド３４が例えば下部プレート２２からベース２２の切欠部３３上に突き出している。ベース２２の上面を基準とする高さは、ガイド面３７とセンターガイド３４のガイド面４１（図３，図４）が最も高く、ノズル２６，２７がこれに次ぎ、ピン３２が最も低い。なお図６に示すように、ベース２２と下部プレート２４は、支持部３８により結合されている。

　図３，図４にセンターガイド３４の構造を示す。突出部４０がFOUP２のセンター溝１０と係合するように突き出し、例えば基準面１１の下端をガイドするように、テーパー面から成るガイド面４１が設けられている。突出部４０は台座４２に固定され、例えば台座４２に取り付けられた一対のピン４５，４５等により下降自在に下部プレート２４に取り付けられ、例えば一対のバネ等の弾性体４４，４４により上向きに付勢されている。突出部４０を下降自在にするのは、FOUP２のセンター溝１０の深さが様々なためで、センター溝１０の底部に突出部４０の上部が干渉しない場合、突出部４０は高さを固定しても良い。様々な深さのセンター溝１０に対応するため、突出部４０は弾性体により上向きに付勢されて、FOUP２からの荷重により下降自在であることが好ましい。

　図５はノズル２６，２７の好ましい例を示し、５０はノズルの頭部で、受入孔４の底部に密着して気密性を保ち、中空軸５１が下方へ延びて台座５６に結合されている。頭部５０はバネ等の弾性体５２により上方へ付勢されて、FOUP２からの荷重で下降自在である。またベース２２と台座５６との間に、合成樹脂等の弾性スペーサ５４が介在して、頭部５０が鉛直上向きから傾斜できるようにされている。５７は配管との接続部である。ノズル２６，２７は弾性体により上向きに付勢されて、FOUP２の荷重で下降自在であり、かつノズルの向き（ノズルの軸の向き）が鉛直上向きから傾斜できることが好ましい。　

　図６に、FOUP２の位置決めを示す。FOUP２が下降してくる際に、ノズル２６はピン３２よりも背が高いので、ガイド３５等がないと、ノズル２６が受入孔４に引っ掛かり、ピン３２によるガイドが出来ないことがある。そこでガイド３５，３６を設けて、FOUP２の前部基準面１３の下端と側部基準面１４，１４の下端の３辺をガイドし、センターガイド３４によりFOUP２の基準面１１の下端をガイドする。これによってFOUP２はほぼ正しい位置にガイドされるので、ノズル２６，２７との引っ掛かりが生じにくくなる。センター溝１０が浅い場合、センターガイド３４の突出部４０がセンター溝１０の底部に当たると、突出部４０が下降する。

　図５に示したように、ノズル２６，２７は、その上部に、好ましくはその先端に、ガイド面２８を備えているので、仮に受入孔４にノズル２６，２７が引っ掛かると、ガイド面２８に沿って受入孔４をガイドし、引っ掛かりを解消できる。またノズル２６，２７は下降自在なので、FOUP２からの荷重で下降し、ピン３２による位置決めを妨げない位置へ下降する。さらにノズル２６，２７が受入孔４と不均一に接触すると、弾性スペーサ５４に偏荷重が加わって、ノズル２６，２７が傾斜し、受入孔４と均一に接触する。

　実施例には以下の特徴がある。
1)　ガイド３５とセンターガイド３４とにより、FOUP２の前部基準面１３の下端（底面前端）と、センター溝１０の基準面１１の下端の、対向する２辺をガイドする。また左右一対のガイド３６，３６により、左右の側部基準面１４，１４の下端（底面の左右端）をガイドするので、FOUP２とノズル２６，２７との引っ掛かりが生じにくくなる。
2)　センターガイド３４はFOUP２からの荷重で下降するので、センターガイド３４の突出部４０がFOUP２の下降を妨げることがない。
3)　ガイド面２８により、ノズル２６，２７と受入孔４の引っ掛かりを解消できる。
4)　ノズル２６，２７はFOUP２からの荷重で下降し、ピン３２による位置決めを妨げない。
5)　ノズル２６，２７が受入孔４と不均一に接触すると、ノズル２６，２７が傾斜して均一に接触する。

　スタッカークレーン等のアームによる移載が不要な場合、下部プレート２４とベース２２の切欠部３３は不要で、センターガイド３４はベース２２に支持させる。またFOUP２の前面の蓋を開閉し、内部の半導体ウェハーを出し入れするロードポートに、パージ装置２０を設ける場合、ガイド３５を昇降自在にし、蓋の開閉を妨げないようにすることが好ましい。　

２　FOUP　　４　受入孔　　６，７　弁　　８　カップリング溝
１０　センター溝　　１１　基準面　　１３　前部基準面
１４　側部基準面　　１５　フォークリフトフランジ　　１６　背面
１７　トップフランジ　　１８　昇降台　　１９　ベルト
２０　パージ装置　　２２　ベース　　２４　下部プレート
２６，２７　ノズル　　２８　ガイド面　　２９，３０　配管
３２　ピン　　３３　切欠部　　３４　センターガイド
３５　前部ガイド　　３６　側部ガイド　　３７　ガイド面
３８　支持部　　４０　突出部　　４１　ガイド面　　４２　台座
４４　弾性体　　４５　ピン　　５０　頭部　　５１　中空軸
５２　弾性体　　５４　弾性スペーサ　　５６　台座　　５７　接続部

Claims

　容器内へパージガスを供給するためのノズルを有するパージ装置であって、
　容器の底面前端をガイドする前部ガイドと、容器の底面の左右両側端をガイドする左右一対の側部ガイドと、容器の底面中央部の凹部の前端をガイドするセンターガイドとを有し、前部ガイド、側部ガイド、及びセンターガイドはいずれも、前記ノズルよりも高い位置から容器のガイドを開始するように構成されていることを特徴とする、パージ装置。
　パージ対象の容器は、底面に、前記ノズルを受け入れる受入孔と、位置決め用の複数個の凹部とを備え、
　パージ装置は、前記ノズルよりも背が低い固定の位置決めピンを複数個さらに備え、前記前部ガイドと前記側部ガイド、及び前記センターガイドにより容器をガイドすることにより、前記ノズルが前記受入孔に受け入れられ、かつ前記位置決めピンが前記位置決め用の凹部に嵌合して、容器をパージ装置に対して位置決めするように構成されていることを特徴とする、請求項１のパージ装置。
　前記センターガイドは容器からの荷重により下降自在に構成されていることを特徴とする、請求項２のパージ装置。
　前記ノズルは容器からの荷重により下降自在に構成されていることを特徴とする、請求項２のパージ装置。
　前記ノズルは上部にガイド面を備えて、前記ガイド面により前記受入孔をガイドするように構成されていることを特徴とする、請求項２のパージ装置。
　ベースをさらに備えて、前記ベースに前記前部ガイド、前記側部ガイド、前記センターガイド、前記ノズル、及び前記ノズルが取り付けられ、
　前記ノズルは、弾性スペーサを介して、傾斜自在に前記ベースに取り付けられていることを特徴とする、請求項２のパージ装置。
　パージ装置のノズルから容器内へパージガスを供給するパージ方法であって、
　容器の底面前端をガイドする前部ガイドと、容器の底面の左右両側端をガイドする左右一対の側部ガイドと、容器の底面中央部の凹部をガイドするセンターガイド、とがパージ装置に設けられ、
　前部ガイド、側部ガイド、及びセンターガイドはいずれも、前記ノズルよりも背が高く、
　容器を下降させてパージ装置に載置する際に、前部ガイド、側部ガイド、及びセンターガイドにより、容器底面の前端と凹部の前端の対向する２辺、及び容器底部の左右両側端の対向する２辺をガイドするステップと、
　容器底面の前端と凹部の前端の対向する２辺、及び容器底部の左右両側端の対向する２辺のガイドを開始した後に、前記ノズルを容器の底部に接触させるステップ、
とを行うことを特徴とする、パージ方法。