(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棚受のノズルから供給されるパージガスの流量を測定するための測定ユニットであって、
基板と、
前記基板の底面に配置され、棚受のノズルと接触すると、前記基板からの荷重によりノズルとの間を気密に保ちながら、パージガスを導入するガス導入部と、
少なくとも前記ガス導入部での流量を測定する流量計と電源とを有する回路部と、
前記基板に対し上下方向に変位自在で、測定ユニットの自重の一部を棚受に支持させる複数の脚部、とから成る測定ユニット。
【請求項２】
前記基板を第１の基板として、前記回路部の少なくとも一部を支持する第２の基板が第１の基板の上方に設けられると共に、前記脚部は第２の基板に取り付けられて、第１の基板を避けるように棚受へ向かって延びて、前記脚部が第２の基板の重量を棚受に支持させるように構成されている、ことを特徴とする、請求項１の測定ユニット。
【請求項３】
前記脚部へ下向きの弾性力を加える弾性体と、
前記弾性力を調整する調整部材、とをさらに有する請求項１の測定ユニット。
【請求項４】
棚受のノズルから供給されるパージガスの流量を測定ユニットにより測定する、パージガスの流量測定方法であって、
前記測定ユニットは、
基板と、
前記基板の底面に配置され、かつ基板からの荷重によりノズルとの間を気密に保ちながら、パージガスを導入するガス導入部と、
少なくとも流量計と電源とを有する回路部と、
前記基板に対し上下方向に変位自在な複数の脚部、とを備え、
前記複数の脚部を棚受に支持させると共に、前記ガス導入部を棚受のノズルに接触させることにより、測定ユニットの荷重を前記複数の脚部と前記ガス導入部とに分配するための分配ステップと、
前記ガス導入部を介して流量計へ流れるパージガスの流量を、前記流量計により測定するための測定ステップ、とを実行することを特徴とするパージガスの流量測定方法。
【請求項５】
前記測定ユニットは、前記基板を第１の基板として、前記回路部の少なくとも一部を支持する第２の基板を第１の基板の上方に備え、かつ前記脚部は第２の基板に取り付けられて、第１の基板を避けるように棚受へ向かって延び、
前記荷重分配ステップでは、前記脚部が第２の基板からの荷重を棚受に支持させることを特徴とする、請求項４のパージガスの流量測定方法。
【請求項６】
前記測定ユニットは、
前記脚部へ下向きの弾性力を加える弾性体と、
前記弾性力の調整部材、とをさらに有し、
前記調整部材により、前記ガス導入部からノズルへ加える荷重を調整するための調整ステップをさらに実行することを特徴とする、請求項４のパージガスの流量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウェハー等を収容するFOUP等の容器への、パージガス流量の測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハー、レチクル等の物品をFOUPやレチクルpod等の容器に収容して保管する際に、容器へ窒素ガス、清浄乾燥空気等のパージガスを供給し、ウェハー等の汚染や酸化等を防止することが行われている。具体的には、容器を保管するストッカ及び自動倉庫等にパージガスの供給ラインを設け、供給ラインのノズルと容器のガス導入部とを接続して、パージガスを容器内へ導入する。そしてパージガスの供給ラインのノズルへガス導入部をセットすると、ガス導入部の弁が開き、容器を取り出すと弁が閉じるようにする。この技術では、容器内へ導入されているガスの流量を管理する必要がある。例えば供給ラインの状態のバラツキ、具体的にはパイプやインラインフィルター等の部品の詰まり、パイプの長さ、ノズルの動作圧のバラツキ、容器と供給ラインとの接続個所での気密性のバラツキ等が問題になる。容器とガス導入部との接続個所は、例えばノズルとガス導入部とから成り、この間の気密性は容器の自重により保たれる。【０００３】
発明者らは、流量計を備えた測定ユニットをストッカ内の搬送装置により搬送し、各間口でのパージガスの流量を測定することを提案した（特許文献１  JP4670808B）。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】JP4670808B
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
流量計と電源等を設けて、パージガスの流量を測定できるようにすると、測定ユニットはウェハーを１枚だけ収容している容器よりも重くなる。ウェハーを１枚だけ収容している容器は軽いので、ノズルとガス導入部との気密性が不足し、パージガスが洩れやすくなる。そこで平均的な枚数のウェハーを収容している容器に合わせた測定ユニットで流量を測定すると、好条件での流量のみを管理することになる。この問題はレチクル等の他の物品を収容する場合も同様である。
この発明の課題は、平均よりも少ない個数の物品を収容している容器での、パージガスの流量を測定できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の測定ユニットは、棚受のノズルから供給されるパージガスの流量を測定する。測定ユニットは、
基板と、
前記基板の底面に配置され、棚受のノズルと接触すると、前記基板からの荷重によりノズルとの間を気密に保ちながら、パージガスを導入するガス導入部と、
少なくとも前記ガス導入部での流量を測定する流量計と電源とを有する回路部と、
前記基板に対し上下方向に変位自在で、測定ユニットの自重、即ち測定ユニットからの荷重、の一部を棚受に支持させる複数の脚部、とから成る。好ましくは脚部は、基板に対し水平面内で前後左右にも変位自在とする。【０００７】
この発明のパージガスの流量測定方法では、棚受のノズルから供給されるパージガスの流量を測定ユニットにより測定する。
前記測定ユニットは、
基板と、
前記基板の底面に配置され、かつ基板からの荷重によりノズルとの間を気密に保ちながら、パージガスを導入するガス導入部と、
少なくとも流量計と電源とを有する回路部と、
前記基板に対し上下方向に変位自在な複数の脚部、とを備える。
そして、前記複数の脚部を棚受に支持させると共に、前記ガス導入部を棚受のノズルに接触させることにより、測定ユニットの荷重を前記複数の脚部と前記ガス導入部とに分配し、
前記ガス導入部を介して流量計へ流れるパージガスの流量を、前記流量計により測定する。【０００８】
この発明では、測定ユニットの自重の一部を脚部により棚受に支持させるので、少数の物品を収容している容器と同じ荷重をガス導入部に加えることができる。このためパージガスが洩れやすい条件で、流量を測定できる。言い換えると条件が悪い場合での、容器内へのパージガスの流量を測定できる。なおこの明細書において、測定ユニットに関する記載はそのままパージガスの流量測定方法にも当てはまり、パージガスの流量測定方法に関する記載はそのまま測定ユニットにも当てはまる。測定ユニットからの荷重は、脚部とガス導入部の他に、ガイド等にも分配しても良い。またガス導入部は例えば複数個設けられ、例えばガス導入部毎の流量を測定する。【０００９】
好ましくは、前記基板を第１の基板として、前記回路部の少なくとも一部を支持する第２の基板が第１の基板の上方に設けられている。前記脚部は第２の基板に取り付けられて、第１の基板を避けるように棚受へ向かって延びて、前記脚部が第２の基板の重量、即ち、第２の基板からの荷重、を棚受に支持させる。なお第１の基板からの荷重は例えばガス導入部とガイドとに分配する。このようにすると、回路部からの荷重の少なくとも一部を脚部に支持させることにより、ガス導入部に加わる荷重を軽い容器に揃えることができる。またガス導入部に加わる荷重のバラツキが少ないので、荷重の調整が不要になる。【００１０】
また好ましくは測定ユニットは、前記脚部へ下向きの弾性力を加える弾性体と、前記弾性力を調整する調整部材、とをさらに有する。そして調整部材を用いて、ガス導入部からノズルへ加える荷重を調整するための調整ステップを実行する。このようにすると、弾性体の弾性力を調整部材により調整することにより、ガス導入部に加わる加重を広い範囲で調整でき、小数の物品を収容した容器から多数の物品を収容した容器までの、パージガスの流量を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】クリーンルーム内のストッカの平面図
【図２】ストッカ内の棚板の要部平面図
【図３】実施例の測定ユニットの水平方向断面図
【図４】実施例の測定ユニットの底面図
【図５】変形例の測定ユニットの水平方向断面図
【図６】第２の変形例の測定ユニットの水平方向断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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】
【００１３】
図１〜図６に、実施例とその変形とを示す。図１は実施例の測定ユニット３０の使用環境となるストッカ２を示し、複数の間口４が設けられ、FOUP６等の容器を間口４毎に保管する。間口４にはFOUP６を位置決めして載置するための棚受２０が設けられ、パージガス供給部８から棚受２０の配管に窒素ガス、清浄乾燥空気等のパージガスを供給して、FOUP６に配管から図２のノズル２４を介してパージガスを供給する。ストッカ２にはロードポート１０が設けられて、図示しない天井走行車あるいは人等との間でFOUP６を受け渡しし、搬送装置１２によりロードポート１０と間口４との間でFOUP６を搬送する。搬送装置１２は、図示しない移載装置を搭載した昇降台１４を備え、レール１６に沿って走行し、昇降台１４を昇降させて、複数層に積層された間口４との間でFOUP６を移載する。容器は、ノズル２４からガス導入部を介してパージガスを導入し、自重によりノズル２４との間を気密に保つものであれば良く、保管する物品の種類は任意である。【００１４】
FOUP６へのパージガスの流量を間口４毎に測定するため、測定ユニット３０を設ける。測定ユニット３０は棚受２０に載置可能で、FOUP６と同様にして棚受２０側からパージガスを導入し、流量計を備えて測定ユニット３０内へのパージガスの流量を測定する。また測定ユニット３０は搬送装置１２により間口４へ搬送される。【００１５】
図２に棚受２０を示し、２１は開口で、移載装置のアームがFOUP及び測定ユニットの底面を支持して進入する領域であり、２２はカップリングピンで、FOUP６及び測定ユニット３０を位置決めする。２４はノズルで図示しない弁を備え、ノズル２４を例えば４個備えて、その内３個がパージガスの供給用、１個が排出用で、ノズル２４の個数は任意である。ノズル２４の弁は常時は内蔵する弾性体からの付勢により閉じており、FOUP６及び測定ユニット３０からの荷重により開きガスを流す。あるいはまた、図示しないセンサによりFOUP６等を検出して、ノズル２４の上流側のバルブを開き、ガスを流しても良い。なおノズル２４の構造は種々のものが知られ、任意である。【００１６】
図３，図４に実施例の測定ユニット３０を示す。測定ユニット３０は例えば上下一対で金属製等の基板３２，３４を備え、下側の基板３２には例えば３個のガイド３５と、例えば３個あるいは４個のガス導入部３６とを設け、これらはFOUP6の底部に設けられているものと同じものである。ガイド３５はカップリングピン２２をガイドする。ガス導入部３６は、基板３２の自重により、不図示の弾性のグロメットによりノズル２４を気密に覆う。基板３２からの荷重により、ノズル２４に内蔵の弁を開いて、パージガスを流量計４１へ導入する。あるいは、棚受２０側の在席センサ（不図示）により測定ユニット３０を検出し、ストッカ２のコントローラあるいは、棚受２０に設けたコントローラにより、ノズル２４につながるガス流路のバルブを開いて、パージガスを流量計４１へ導入する。なお内蔵の弁を設けなくても良く、グロメットはフッ素樹脂、フッ素ゴム、フッ素ゴムスポンジ、ウレタン樹脂、ウレタンゴム、ウレタンゴムスポンジ、シリコン樹脂、シリコンゴム、シリコンスポンジ等からなる、ガス密なパッキンである。基板３２からの荷重は大部分ノズル２４により支持され、ピン２２で支持される割合は小さい。また基板３２の重量は例えばウェハーを１枚収容したFOUPと同じで、ウェハーを１枚収容したFOUPと同じだけのパージガスがガス導入部３６の弁を通過する。なお基板３２に追加の錘を搭載すると、ウェハーを多数枚数収容している際のパージガス流量を測定できる。また測定ユニット３０へガス導入部３６から流入するパージガスの流量が重要で、測定ユニット３０から流出するパージガスの流量は測定しなくても良い。【００１７】
３本あるいは４本等のピン３８が、基板３４から基板３２の貫通孔３９を貫通して、下方に突き出し、棚受２０により支持される。このため基板３４の重量はピン３８と棚受２０により支持される。基板３４にはバッテリー、DC/DCコンバータ等の電源４０、例えばガス導入部３６毎に設けた流量計４１、流量の表示器４２及びデータロガー４４等が搭載され、データロガーの代わりに通信機を搭載しても良い。電源４０〜データロガー４４の総重量は大きなものとなり、FOUP６でのカバーと蓋よりも重くなる。またガス導入部３６と流量計４１は図示しないパイプにより接続されている。なお棚受２０が無い場合、基板３４は図３の位置から下降して、基板３２により支持され、その際に図示しないセンタリング機構により孔３９内でピン３８がセンタリングされる。さらにピン３８は脚部の例であり、脚部はピンに限るものではない。ピン３８は貫通孔３９内で上下と前後左右とに移動できる。測定ユニット３０を棚受２０にセットする場合、最初にピン３８が棚受２０に接触するので、カップリングピン２２をガイド３５によりガイドする際に、ピン３８に対して基板３２が水平面内で前後左右に移動する必要がある。  【００１８】
測定ユニット３０の使用法を説明する。図１の搬送装置１２により、間口４へ測定ユニット３０を移載し、カップリングピン２２とガイド３５とを用いて、ガス導入部３６をノズル２４に位置決めする。基板３２の総重量をウェハー１枚を収容したFOUP６と同じにしておくと、ウェハー１枚を収容している際のパージガスの流量を測定できる。そして測定データをデータロガー４４に収集し、ロードポート１０から測定ユニット３０を搬出して解析する。また人手で測定ユニット３０を搬送する場合、表示器４２に表示されて流量を目視で確認する。さらに１枚よりも多くのウェハーを収容している際の流量を正確に知るには、基板３２にウェハーの枚数に応じた錘を載せればよいが、ウェハー１枚の場合が最悪条件なので、ウェハーが１枚よりも多い場合の流量を測定しなくても良い。【００１９】
図５は変形例の測定ユニット３０Ｂを示し、特に指摘する点以外は図３，図４の測定ユニット３０と同様である。基板５０にガイド３５，ガス導入部３６，電源４０，流量計４１，表示器４２及びデータロガー４４が搭載されている。３本〜４本のピン３８の上部にフランジ５１が設けられ、弾性体５２が当接して下方へ付勢し、ピン３８と弾性体５２はケース５４の内部に収容されている。ケース５４の内周にはネジが切られ、ネジ付き部材５６のネジと噛み合い、ネジ付き部材５６により弾性体５２の上端位置を規制し、ピン３８へ加える弾性力を調整する。これによってガス導入部３６に加わる荷重を調整し、ウェハー１枚を収容した状態から多数枚のウェハーを収容した状態まで、ガス導入部３６に加わる荷重を調整できる。他の点では、図３，図４の測定ユニット３０と同様である。図５では、ピン３８が基板５０を貫通するが、ピン３８は基板５０から脱落しないように保持されて下向きに押圧されていれば良く、基板５０を貫通する必要はない。【００２０】
測定ユニット３０にカバーを取り付け、例えばFOUP６と同じ形状にしても良い。またカバーにFOUP6と同様に開閉する蓋と蓋の周囲のパッキンとを取り付け、測定ユニットへ流入するパージガスと流出するパージガスとの流量を測定すると、FOUP６からのパージガスの洩れの程度を推定できる。【００２１】
第２の変形例を図６に示し、特に指摘する点以外は図３、図４の実施例と同様である。図６の変形例の測定ユニット３０Ｃでは、流量計４１を基板３２に搭載し、ピン３８を基板３２の外側に配置した。基板３２，３４を、ワイヤ等の変形が自在な接続部材６０により連結する。以上のように、電源４０，流量計４１，表示器４２，データロガー４４等の回路部品の一部を基板３２に搭載しても良く、またピン３８は基板３２を貫通しなくても良い。なおこの場合、基板３２がウェハー１枚程度を収容した容器と同重量となることが前提である。【００２２】
実施例では、ウェハーを１枚収容しているため、軽くパージガスの流量が少ない、FOUP６での流量を測定できる。
【符号の説明】
【００２３】
２  ストッカ    ４  間口    ６  FOUP    ８  パージガス供給部
１０  ロードポート    １２  搬送装置    １４  昇降台    １６  レール
２０  棚受    ２１  開口    ２２  カップリングピン    ２４  ノズル
３０，３０Ｂ，３０Ｃ  測定ユニット    ３２，３４  基板
３５  ガイド    ３６  ガス導入部    ３８  ピン    ３９  貫通孔
４０  電源    ４１  流量計    ４２  表示器    ４４  データロガー
５０  基板    ５１  フランジ    ５２  弾性体    ５４  ケース
５６  ねじ付き部材    ６０  接続部材  
【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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