(57)【要約】  保管システムは、クリーンガスを供給するノズルが設けられた複数の棚と、クリーンガスの供給量を制御する複数の流量制御部と、棚に容器を搬出入する搬送装置と、搬送装置と流量制御部とを制御するコントローラとを備えている。コントローラにより、保管予定の容器の発生前に、容器の保管に備えて少なくとも1個の棚を予め引き当てると共に、この引き当て結果に基づいて、流量制御部から少なくとも1個の棚のノズルへクリーンガスを供給する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の内部へクリーンガスを供給するノズルが設けられた複数の棚と、前記ノズルへの前記クリーンガスの供給量を制御する複数の流量制御部と、前記棚に対して前記容器を搬出入する搬送装置と、前記搬送装置と前記流量制御部とを制御するコントローラとを備える保管システムであって、
前記コントローラは、
保管予定の前記容器の発生前に、前記容器の保管に備えて少なくとも1個の棚を予め引き当てると共に、
この引き当て結果に基づいて、当該少なくとも1個の前記棚の前記ノズルへ前記クリーンガスを供給するように前記流量制御部を制御するように構成されていることを特徴とする、保管システム。
【請求項２】
前記保管システムはパージストッカであって、入出庫ポートをさらに備え、
前記搬送装置は、前記入出庫ポートと前記棚との間で前記容器を搬送し、
前記コントローラは、入庫すべき前記容器が前記入出庫ポートへ到着する前に、前記少なくとも1個の棚を予め引き当てるように構成されていることを特徴とする、請求項1の保管システム。
【請求項３】
前記コントローラは、少なくとも1個の前記棚の前記ノズルへ、前記クリーンガスを間欠的に供給するように、前記流量制御部を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項１または２の保管システム。
【請求項４】
前記搬送装置は、棚へ進入して前記容器を荷下ろしする移載装置を備え、
前記コントローラは、前記移載装置が棚に向けて前進を開始してから荷下ろしを完了するまでに、前記移載装置の前進開始前よりも大きな流量の前記クリーンガスを前記ノズルへ供給するように、前記流量制御部を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの保管システム。
【請求項５】
容器の内部へクリーンガスを供給するノズルが設けられた複数の棚と、前記ノズルへの前記クリーンガスの供給量を制御する複数の流量制御部と、前記棚に対して前記容器を搬出入する搬送装置と、前記搬送装置と前記流量制御部とを制御するコントローラとを備える保管システムでのパージ方法であって、
前記コントローラにより、保管予定の前記容器の発生前に、前記容器の保管に備えて少なくとも1個の前記棚を予め引き当てると共に、
この引き当て結果に基づいて、当該少なくとも1個の前記棚の前記ノズルへ前記クリーンガスを供給することを特徴とする、保管システムでのパージ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パージストッカ等の保管システムと、保管システムでのパージ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パージストッカでは、棚に保管しているFOUP等の容器の底部の弁に、棚に設置されたノズルを接続し、窒素ガス、清浄乾燥空気等のクリーンガスを容器内に供給する。【０００３】
出願人は棚のノズルの汚染がFOUP内の半導体ウェハー等の物品の汚染につながることを発見し、容器が載置されていない空の棚においても、少量のクリーンガスを供給することによって、ノズルのクリーニングを行なう（ノズルに付着したパーティクルを吹き飛ばす）ことを提案した（特許文献１：JP4692584B）。これに対して、特許文献２（JP5557061B）はパージストッカの搬送装置が動作を開始すると、入庫先として割り当てられた棚のノズルのみをクリーニングすることを提案している。このパージストッカにおいては、搬送装置の移動開始をトリガとして入庫先の棚においてのみクリーニングを実施するので、クリーンガスの消費量を少なくできる。【０００４】
ところで発明者は、搬送装置の移動開始後にノズルのクリーニングを開始すると、クリーニングが完了する前に搬送装置が入庫先の棚に到着してしまい、クリーニングが不十分なノズルに容器を接続するケースが生じたり、あるいはクリーニングが完了するまで搬送装置による棚への移載動作を待たせるケースが生じることを見出した。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】JP4692584B
【特許文献２】JP5557061B
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の課題は、クリーンガスの消費量を少なくしつつ、容器を棚に移載する前にノズルを充分にクリーニングでき、またノズルのクリーニングの完了を待つために、搬送装置による容器の移載動作を遅らせること等が生じない、保管システムと保管システムでのパージ方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の保管システムは、容器の内部へクリーンガスを供給するノズルが設けられた複数の棚と、前記ノズルへの前記クリーンガスの供給量を制御する複数の流量制御部と、前記棚に対して前記容器を搬出入する搬送装置と、前記搬送装置と前記流量制御部とを制御するコントローラとを備える保管システムであって、
前記コントローラは、
保管予定の前記容器の発生前に、前記容器の保管に備えて少なくとも1個の前記棚を予め引き当てると共に、
この引き当て結果に基づいて、当該少なくとも1個の前記棚の前記ノズルへ前記クリーンガスを供給するように前記流量制御部を制御するように構成されていることを特徴とする。【０００８】
この発明の保管システムでのパージ方法は、容器の内部へクリーンガスを供給するノズルが設けられた複数の棚と、前記ノズルへの前記クリーンガスの供給量を制御する複数の流量制御部と、前記棚に対して前記容器を搬出入する搬送装置と、前記搬送装置と前記流量制御部とを制御するコントローラとを備える保管システムでのパージ方法であって、
前記コントローラにより、保管予定の前記容器の発生前に、前記容器の保管に備えて少なくとも1個の前記棚を予め引き当てると共に、この引き当て結果に基づいて、当該少なくとも1個の前記棚の前記ノズルへ前記クリーンガスを供給することを特徴とする。【０００９】
この発明では、保管予定の容器の発生前に、即ち保管すべき容器が保管システムに到着する前に、少なくとも1個の棚を入庫予定の棚として引き当て、この引き当てられた棚においてノズルのクリーニングを開始する。従って、容器を棚に移載するときまでに、ノズルを充分にクリーニングできる。またノズルのクリーニングに充分な時間を当てることができるため、ノズルのクリーニングの完了を待つために、搬送装置による棚への容器の移載動作を遅らせること等が生じない。【００１０】
好ましくは、前記保管システムはパージストッカであって、入出庫ポートをさらに備え、前記搬送装置は、前記入出庫ポートと前記棚との間で前記容器を搬送し、前記コントローラは、入庫すべき前記容器が前記入出庫ポートへ到着する前に、前記少なくとも1個の棚を予め引き当てるように構成されていることを特徴とする。この場合、入庫する容器が到着する前に棚の引き当てとノズルのクリーニングを開始するので、容器が棚に到着する前にノズルを充分にクリーニングできる。【００１１】
好ましくは、前記コントローラは、少なくとも1個の前記棚の前記ノズルへ、前記クリーンガスを間欠的に供給するように、前記流量制御部を制御するように構成されている。このようにすると、引き当てた棚に長時間容器が載置されない場合でも、少ないクリーンガスの使用量でノズルを清浄に保つことができる。すなわち、長時間容器が載置されない場合において、クリーンガスを全く供給しない場合よりも、ノズルを清浄に保つことができる。また連続的にクリーンガスを供給する場合よりも、クリーンガスの使用量を少なくできる。  【００１２】
特に好ましくは、前記搬送装置は前記棚へ進入して前記容器を荷下ろしする移載装置を備え、前記コントローラは、前記移載装置が前記棚に向かって前進を開始してから荷下ろしを完了するまでに、前記移載装置の前進開始前よりも大きな流量の前記クリーンガスを前記ノズルへ供給するように構成されている。このようにすると、ノズルだけでなく、移載装置に支持されている（ノズルと対向している）容器の底面もクリーンニングできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例のパージストッカ（保管システム）を示す鉛直方向断面図
【図２】パージストッカの棚を示す平面図
【図３】実施例のパージストッカの制御系を示すブロック図
【図４】実施例のパージアルゴリズムを示すフローチャート
【図５】1)は実施例での、棚のステータスを示す図であり、2)はクリーンガスの流量を示す図
【図６】実施例での、ノズルパージ（ノズルをクリーニングするためのパージ）でのクリーンガスの流量パターンを示す図
【図７】1)は実施例での、搬送装置のアームのステータスを示す図であり、2)はクリーンガスの流量を示す図
【図８】実施例での、保管用パージ（容器内のクリーン度を維持するためのパージ）でのクリーンガスの流量を示す図であり、1)は棚のステータスを示す図、2)はクリーンガスの流量を示す図
【図９】変形例でのクリーンガスの流量パターンを示す図
【図１０】第２の実施例の保管システム（天井搬送車システム）のレイアウトを示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【実施例】
【００１５】
図１〜図８に、実施例のパージストッカ2を示す。パージストッカ2はクリーンルーム等に設けられ、半導体ウェハー、あるいはレチクル等の物品を収容する容器を保管する。パージストッカ2は壁4により外部の雰囲気から遮断され、壁4は例えばドア5を備えている。【００１６】
図１に示すように、パージストッカ2は搬送装置6と複数の棚14とを備え、搬送装置6は例えばスタッカークレーンであるが、搬送装置6の種類は任意である。搬送装置6は、レール11に沿って走行する台車7にマスト8を支持させ、マスト8に沿って昇降台9を昇降させる。搬送装置6は、昇降台9に、スカラアーム、スライドフォーク等の移載装置10を搭載し、容器16を棚14との間で移載する。なお上下方向に沿った複数の棚14を列といい、同じ高さで水平方向に並んでいる複数の棚14を段という。【００１７】
実施例での容器16は半導体ウェハーを収納するFOUPであり、底部に弁を備え、棚14のノズルからクリーンガスが吹き込まれ、その内部は清浄に保たれる。クリーンガスが棚14のノズルから吹き込まれてパージされる容器16であれば、容器16の種類は任意である。【００１８】
図２は、棚14を示す。棚14は開口17が形成された棚受18を備え、移載装置10はアームあるいはフォークなどを開口17内へ進入させ、FOUP16を棚14へ移載する。また各棚14には、例えば3個のピン19があり、これらのピン19がFOUP16の底面の溝とカップリングし、FOUP16を位置決めする。開口17の周囲に、一対あるいは1個などのパージノズル20が設置されており、パージノズル20は窒素、清浄乾燥空気等のクリーンガスを棚受18に載置されたFOUP16に供給する。また棚受18には載荷センサ21が設置されており、載荷センサ21は、棚14におけるFOUP16の有無を検出する。MFC22（マスフローコントローラであり、流量制御部の一例）はパージノズル20（以下単に「ノズル20」、あるいは「ノズル」ということがある）に、パイプ23を介してクリーンガスを供給する。棚14には、パージノズル20以外に、FOUP16内の雰囲気を排気するための排気ノズル等を設けても良い。【００１９】
実施例では、MFC22を棚14毎に設け、棚14毎にノズル20から供給するクリーンガスの流量を制御する。しかし  列あるいは段等の単位で共通のMFC22を設け、列あるいは段等の単位でクリーンガスの流量を一括して制御しても良い。【００２０】
図３はパージストッカ2の制御系を示す。ストッカコントローラ30はパージストッカ2内の最上位のコントローラであり、搬送装置6を制御する搬送コントローラ32、及びMFC22を制御するパージコントローラ36と通信する。またストッカコントローラ30は、外部コントローラ38等と通信し、FOUP16の入庫予定が通知されると、入庫予定のFOUP16にいずれかの棚14を入庫先として割り付ける。そして図示しない入出庫ポートにFOUP16が到着すると、ストッカコントローラ30は搬送コントローラ32に、入庫先の棚14へFOUP16を荷下ろしするように指令する。またストッカコントローラ30は、この入庫作業が完了すると、次に入庫予定のFOUP16が発生した場合にどの棚14を入庫先とするのかを予め決めておく。すなわち、ストッカコントローラ30は、次のFOUP16の保管に備えて入庫先となる棚14を予め引き当てておく。一方、外部コントローラ38等からFOUP16の出庫作業が指令されると、ストッカコントローラ30は、搬送コントローラ32に出庫対象のFOUP16が保管されている棚14を指定し、その棚14においてFOUP16を荷積みし、入出庫ポートへ出庫することを指令する。なお入出庫兼用のポートを設けても良いし、入庫ポートと出庫ポートを別々に設けても良い。【００２１】
ストッカコントローラ30は棚ファイル31等のファイルを記憶するメモリを備え、このメモリは「空棚」、「空棚であるが入庫容器を引き当て済み」、「容器を保管中」、「容器を保管中であるが出庫を引き当て済み」等の棚14毎の状態（ステータス）を記憶する。なおコントローラ30，32，36の全部を物理的に1個のコントローラで構成しても良く、また各々のコントローラ30，32，36を複数のコンピュータにより構成しても良い。【００２２】
パージコントローラ36は、載荷センサ21の信号により、棚14にFOUP16が保管されていることを検出すると、MFC22を制御して保管用パージ（FOUP16内のクリーン度を維持するためのパージ）を行う。またストッカコントローラ30から、入庫予定のFOUP16の発生前に（一つ前の入庫作業の完了後直ちに）、次に発生する入庫予定のFOUP16の入庫作業に備えて、いずれかの棚14が入庫予定のFOUP16に予め引き当てられたことが通知されると、パージコントローラ36は、引き当てられた棚14に対し、ノズルパージ（ノズル20をクリーニングするためのパージ）を行い、ノズル20をクリーニングする。さらに、移載装置10のアーム、フォーク等が、荷下ろしのため棚14へ向かって前進していること等を、搬送コントローラ32とストッカコントローラ30を経由して通知されると、パージコントローラ36はFOUP16の底部（注入口）をクリーニングするためのボトムパージ（ノズル20に対向するFOUP16の底部をクリーニングするパージ）も行う。なおボトムパージは省略しても良い。【００２３】
パージコントローラ36は、載荷センサ21の信号により保管用パージを実行するのではなく、棚14へのFOUP16の入庫作業が完了したことを、搬送コントローラ32からストッカコントローラ30経由で通知されることにより保管用パージを実行しても良い。【００２４】
図４に実施例でのFOUP16のパージアルゴリズムを示す。いずれかの棚14が次に入庫予定のFOUP16に予め引き当てられることにより（e1）、パージコントローラ36はその引当てられた棚14においてノズルパージを開始する（S1）。そしてクレーン等の搬送装置6が棚14に接近し、移載装置10のアームあるいはフォーク等が棚14に向けて進出を開始すると（e2）、パージコントローラ36は  ノズルパージをボトムパージに切り替える（S2）。ただしボトムパージは省略しても良い。またアームあるいはフォーク等が下降（荷下ろし）を開始したことにより、パージコントローラ36はボトムパージを開始しても良い。そしてFOUP16を棚14に荷下ろししたことを、載荷センサ21あるいは搬送コントローラ32等からの信号によりパージコントローラ36が認識すると（e3）、パージコントローラ36は保管用パージを実行する（S3）。また棚14からFOUP16が荷積みされることにより（e4）、棚14のステータスは空棚に戻り、次に入庫する棚として引き当てられるまでパージは不要になる。【００２５】
図５は標準的なパージのパターンを示し、いずれかの棚14が次に入庫予定のFOUP16に予め引き当てられることによって、パージコントローラ36はその引当てられた棚14においてノズルパージを開始する。ノズルパージは、好ましくは間欠的に、言い換えると短時間ずつパルス的に、ノズル20からクリーンガスを噴射することにより行う。図６の実線は実施例でのクリーンガスの流量パターンを示す。一方同じ総流量で、一定の流量のクリーンガスを噴射し続けるとすると、図６の鎖線のようになる。ノズル20から短時間ずつ大きな流量でクリーンガスを噴射すると、クリーンガスの流れが高速になること、及びクリーンガスの流れをオンオフすることによって、ノズル20付近の圧力が変化することにより、小さな一定流量のクリーンガスを噴射し続ける場合よりも効率的にノズルをクリーニングできる。【００２６】
間欠的にクリーンガスを噴射させるノズルパージでは、１回当たりのクリーンガスの噴射時間及び噴射量は一定でも、一定でなくても良い。例えば最初は比較的長い時間クリーンガスを噴射させることによりノズル20をクリーニングし、その後は最初よりも短い時間ずつクリーンガスを噴射させ、ノズル20の再汚染を防止しても良い。またクリーンガスの流量を変化させ、最初は大きな流量でノズルパージし、その後は小さな流量でノズルパージしても良い。【００２７】
移載装置10のアーム、フォーク等が前進を開始したこと、あるいはアーム、フォーク等が下降を開始したことは、棚14の上方にFOUP16が存在することを意味する。そこで移載装置10のアーム、フォーク等が前進を開始したタイミングで、あるいはアーム、フォーク等が下降を開始したタイミングで、大きな流量で例えば連続的にノズル20からクリーンガスを噴射する。これによりFOUP16の底部をクリーニングし、特に、FOUP16の底部のクリーンガスの受入用弁の付近をクリーニングする。この処理をボトムパージと呼び、流量パターンを図７に示す。なお、図８に示すように、ボトムパージは省略しても良い。またボトムパージでは、ノズル20からのクリーンガスの噴射をオンオフさせることにより、受け入れ用の弁の周囲にクリーンガスの脈動を加えても良い。FOUP16が棚14に保管されたことを、載荷センサ21により検出すると、パージコントローラ36はFOUP16内の雰囲気をクリーンガスで置換する保管用パージを実行する。【００２８】
実施例では、棚14への入庫予定のFOUP16を引き当てることにより、パージコントローラ36はノズル20のパージを開始するので、充分な時間パージできる。従って、パージが不完全なままFOUP16を荷下ろしする、あるいはパージが完了するまで荷下ろしを待たせることがない。またノズルパージを間欠的に行うと、小さな総流量で効率的にノズルをクリーニングできる。  【００２９】
図９は、複数の棚14を１グループとして制御する変形例での、1グループ内でのクリーンガスの流量パターンを示す。この変形例は、棚の列あるいは段を1つの単位として共通のMFC22が設けられている場合に適している。1グループ内のいずれかの棚14を、ストッカコントローラ30が、入庫予定のFOUP16に引き当てると、パージコントローラ36はグループ内の全ての棚14に対し、ノズルパージを開始する。そして搬送装置6から入庫用に引き当てた棚14へFOUP16の移載を開始すると、パージコントローラ36はクリーンガスの流量を増すことにより、FOPU16の底部をパージする。FOUP16の棚14への荷下ろしが完了すると、同じグループ内に少なくとも１つの空棚が存在する場合は、ストッカコントローラ30は１つの空棚を次に入庫するFOUP16に引き当てる。これとともに、荷下ろししたFOUP16のために保管用パージを行い、FOUP16内の雰囲気をクリーンガスで置換する。そして保管用パージが完了すると、パージコントローラ36はノズルパージを再開する。なお空棚がグループ内に存在しない場合（グループの棚が満杯となった場合）、ストッカコントローラは他のグループの空棚を次に入庫するFOUP16に引き当てる。そして、この他のグループ内の全ての棚14に対し、パージコントローラ36はノズルパージを開始する。【００３０】
図１０に、天井搬送車システムを保管システムとして用いる実施例を示す。走行レール40に沿って、天井搬送車42が複数台走行し、走行レール40に沿ってFOUPを一時保管するためのバッファ44が複数設けられている。なおバッファ44当たりの棚45の数は1個でも複数個でも良い。そしてシステムコントローラ46が天井搬送車システム全体を制御し、外部のコントローラと通信し、FOUPの搬送要求を受付ける。またバッファ44は、図１０の右上に示すように、棚45毎にノズル20を備え、パージコントローラ48がMFC22を制御し、ノズル20へクリーンガスを供給する。【００３１】
システムコントローラ46は、外部のコントローラからFOUPの搬送を要求されると、あるいは外部からの要求を待たずに自発的に、FOUPを一時保管するための空のバッファ44を予め引き当てる。そして引き当てた空のバッファ44のパージコントローラ48に、システムコントローラ46はノズルパージを開始するように指令する。また棚45上へ天井搬送車42の移載装置が進入したことを検出できる場合、パージコントローラ48はボトムパージを実行する。
【符号の説明】
【００３２】
2  パージストッカ    4  壁    5  ドア    6  搬送装置    7  台車
8  マスト    9  昇降台    10  移載装置    11  レール    14  棚
16  FOUP（容器）    17  開口    18  棚受    19  ピン
20  パージノズル    21  載荷センサ    22  MFC    23  パイプ
30  ストッカコントローラ    31  棚ファイル    32  搬送コントローラ
33  走行モータ    34  昇降モータ    36  パージコントローラ
38  外部コントローラ    40  走行レール    42  天井搬送車
44  バッファ    45  棚    46  システムコントローラ
48  パージコントローラ    
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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2019049518.tif 000014
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