(57)【要約】      （修正有）【課題】保管装置の各保管室のクリーン度を維持するために必要な各保管室へ流すクリーンガスのロスを極力低減させることにより半導体ウエハー等の保管コストをも低減し、またクリーンルーム内への窒素ガスの漏れ流入も極力抑えることができるパージバルブおよび保管装置をを提供する。【解決手段】保管装置１４には複数の別個独立した保管室１５が組み込まれ内蔵している。それぞれの保管室１５内には、その底部にパージバルブ１を配置し、パージバルブ１の直ぐ上に支持台１７をアクチュエータに直結して接続し、支持台１７の上下動がそのままアクチュエータの上下動となるようにする。支持台１７は、ばね２４により支持されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量物の重量または機械的外力によってバルブを開閉させるバルブ開閉アクチュエータと、ガスを導入するガス通路と、バルブの開時にガス供給源からガスの入ってくるガス導入孔と、ガス通路及びガス導入孔を導通孔を介して導通させる中継導通孔と、バルブが閉時にガスの流れを遮断するシール材と、バルブ開閉に上下駆動するピストンロッドと、ガス流量を調整するオリフィスと、重量物または機械的外力の有無によりアクチュエータを作動させるばねから構成されるパージバルブ。
【請求項２】
前記オリフィスは、その直径を任意の大きさに交換し、流れるガスの量を任意に選定できることを特徴とする請求項１記載のパージバルブ。
【請求項３】
前記ばねは、任意のばね定数のものに交換し、前記積載物の重量または機械的外力の感知を任意に選定できることを特徴とする請求項１または請求項２記載のパージバルブ。
【請求項４】
複数の各分離独立した保管室を有し、該保管室内に請求項１、請求項２または請求項３記載のパージバルブをそれぞれ設け、保管室に保管物が存在するときにのみにパージバルブが開放し、ガスが該保管室内に流れ込むように前記パージバルブが設置されたことを特徴とする保管装置。
【請求項５】
ガス導入孔と、そのガス導入孔にチェック弁を取り付けたウエハー収納器ＦＯＵＰを前記パージバルブと前記チェック弁が接続され、前記パージバルブが開となり該ウエハー収納器ＦＯＵＰ内を前記ガスによりパージされることを特徴とする保管装置。
【請求項６】
前記ガスは窒素ガスまたはドライエアーまたは不活性ガスであることを特徴とする請求項４または請求項５記載の保管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は保管ボックス内のクリーン度を維持するため、クリーンガスでパージし、且つクリーンガスの有効利用を高めた保管装置およびこのような保管装置を実現するためのパージバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】半導体の分野では、特にＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）において、集積度の向上に伴うパターンの微細化が進み、そのパターンの大きさはサブミクロン例えば０．１μｍにもなり、半導体の製造工程において半導体ウエハーの周囲環境のクリーン度がますます要求されるようになった。【０００３】  そこで、半導体ウエハーを収納するウエハーキャリア、またはウエハーの保管ボックスであるＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）等自体、特にＦＯＵＰ内をも常にクリーンに維持し保管する必要がある。そのためこれらＦＯＵＰ等の収納容器を常にクリーンに維持された保管装置に収納し、クリーン度の維持管理をしている。【０００４】  また、それぞれ収納容器、例えばウエハーキャリアを収納された状態で隣同士のウエハーキャリアのクロスコンタミの影響を避けるために各保管室が分離独立した保管装置に収納される。収納容器を入れるこの分離独立した保管室のクリーン度を維持するため保管室は、フィルターを通したクリーンガスたとえば窒素ガスで常時パージされている。【０００５】  ＦＯＵＰにはガスを導入する開口孔があるためこのクリーンガスを直接、ＦＯＵＰ内に導入し、ＦＯＵＰ内をパージしクリーン度を維持している。また、ＦＯＵＰは、収納容器の保管する棚などに設置されてクリーンガスをパージし保管される。【０００６】  一方、複数枚のウエハーを窒素ガスを充填可能とした収納容器内に入れ、一様に窒素ガスを流してウエハーのクリーン度を維持するだけのものは特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３３８９７１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  しかし、保管装置の各保管室へパージする窒素ガスは液体窒素を気化させて製造することもあって高価であり、また従来の保管装置はウエハーキャリアやＦＯＵＰの存在しない保管室も窒素パージされるため窒素ガスのロスも大きく、またこれらの窒素パージは昼間の作業時間はもちろん、作業終了後も終夜に渡って行われるためコストに大きな影響を及ぼしていた。また、窒素ガスそのものも大気において占有量が増えると人体に悪い影響も与えることがあり、作業環境も問題となることがある。【０００８】  また、ＦＯＵＰはその底部にはクリーンガスをパージするための導入孔および排気孔がそれぞれ１つずつあり、その導入孔および排気孔にはチェック弁が付属されている。チェック弁はＦＯＵＰ内にクリーンガスを導入および排気するため図４に示すように逆向きに取り付けられている。導入側のチェック弁はガス供給圧力により開き、ＦＯＵＰ内にクリーンガスが入り込み、またそのＦＯＵＰ内ガス圧により排気側のチェック弁が開き排気されることによりＦＯＵＰ内のクリーンガスによるパージが行われる。
しかし、保管装置または保管エリアにおいてはＦＯＵＰが存在しない状態でもクリーンガスが供給される状態におかれているため、クリーンガスがＦＯＵＰの存在しないところにも送り込まれ、クリーンガスが無駄に消耗されていた。【０００９】  そこで、本発明は保管装置の各保管室のクリーン度を維持するために必要な各保管室へ流すクリーンガスのロスを極力低減させることにより半導体ウエハー等の保管コストをも低減し、またクリーンルーム内への窒素ガスの漏れ流入も極力抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  上記問題を解決するため、本発明は、保管物、例えば、ウエハーキャリアやウエハー収納容器ＦＯＵＰをパージするために必要なときに、すなわち、これらウエハーキャリアの存在する保管室にのみクリーンガスをパージできるようにした収納容器の保管装置であり、ウエハー収納容器ＦＯＵＰとパージバルブを接続したときにのみ、すなわち、収納容器の存在を感知したときにのみバルブが開き、クリーンガスをパージできるパージバルブを提供する。【００１１】  また、本発明は、パージバルブが重量物の重量または機械的外力によってバルブを開閉させるバルブ開閉アクチュエータと、ガスを導入するガス通路と、パージバルブの開時にガス供給源からガスの入ってくるガス導入孔と、ガス通路及びガス導入孔を導通孔を介して導通させる中継導通孔と、パージバルブが閉時にガスの流れを遮断するシール材と、バルブ開閉に上下駆動するピストンロッドと、ガス流量を調整するオリフィスと、重量物の有無によりアクチュエータを作動させるばねから構成される。ここでバルブ開閉アクチュエータとは、図１においてフランジ（１）１３、ピストンロッド８、ばね（１）１１からなる重量または機械的外力によってバルブ開閉作用を行う操作部をいう。【００１２】  前記オリフィスの直径は任意の大きさに交換し、流れるガスの量を任意に選定でき、前記ばねは、任意のばね定数のものに交換し、前記積載物の重量または機械的外力の大きさの感知を任意に選定できることを特徴とする。
保管装置は、複数の各分離独立した保管室を有し、保管室内に請求項１記載のパージバルブをそれぞれ設け、保管室に保管物が存在するときにのみにパージバルブが開放し、クリーンガスが保管室内に流れ込むように前記パージバルブが設置されている。
また、本発明は、ガス導入孔と、そのガス導入孔にチェック弁を取り付けたウエハー収納器ＦＯＵＰを前記パージバルブと該チェック弁が接続され、前記パージバルブが開となり該ウエハー収納器ＦＯＵＰ内を前記ガスによりパージされることを特徴とする。
前記クリーンガスは、たとえば窒素ガスまたはドライエアーまたは不活性ガスを使用する。
【発明の効果】
【００１３】  本発明によるパージバルブは、パージバルブ作動部分に重量または機械的外力が加わるかどうかでバルブ開閉するため、対象物の存在の有無を確認してバルブ開閉が可能となる。オリフィス径は、容易に任意の大きさに交換し、流れるガスの量を任意に選定でき、ばねは、任意のばね定数のものに交換し、前記積載物の重量または機械的外力の大きさの感知を任意に選定できるためパージバルブの使用の自由度が大きくなり、どのような仕様にも対応できる。【００１４】  保管装置の各保管室のクリーン度を維持するため各保管室へ流すクリーンガスのロスを極力低減させることができ、保管コストをも低減し、またクリーンガスとして窒素ガスを使用する場合、クリーンルーム内への窒素ガスの漏れ流入も極力抑えることができ、窒素ガスによる人体に悪い影響を与えることも低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  本発明の実施の形態を図面を参照し、詳細に説明する。図１は本発明のパージバルブの断面図である。本発明のパージバルブ１とは、重量または機械的力によりバルブ開閉を行い、そのバルブ開閉動作によりガスのパージをコントロールするバルブである。
図１（ａ）は、重量物が存在しないため重量がパージバルブのアクチュエータ２に掛かからないため閉じた状態を示し、図１（ｂ）は、本発明のパージバルブ１が載置された重量物の重量がパージバルブ１のアクチュエータ２に掛かり開いた状態を示す。アクチュエータ２とは、フランジ（１）１３、ピストンロッド８、ばね（１）１１からなる重量または機械的外力によってバルブ開閉作用を行う操作部をいう。【００１６】  次に、本発明のパージバルブ１の構造について説明する。図１（ａ）において、パージバルブ１は主として重量物の重量によってバルブ開閉させるアクチュエータ２、ガス通路２３、導通孔４、パージバルブ１の開時にクリーンガス供給源からクリーンガスの入ってくるクリーンガス導入孔５、パージバルブ１の開時にガス通路２３とクリーンガス導入孔５を導通孔４を介して導通させる中継導通孔６、パージバルブ１が閉時にクリーンガスの流れを遮断するシール材（１）７、バルブ開閉に上下駆動するピストンロッド８、ガス流量を調整するオリフィス３と、バルブ本体ハウジング１０、ピストンロッド８とバルブ本体ハウジング１０間をシールするシール材（２）９、重量物の有無によりアクチュエータ２を作動させるばね（１）１１、クリーンガス供給源とバルブ本体ハウジング１０を接続するフランジ（１）１２、アクチュエータ２と図示していないクリーンガス導入室を接続するフランジ（２）１３からなる。シール材（１）７，シール材（２）９としてはここではＯリングを使用する。また、図１（ｂ）において、同じ番号の符号は図１（ａ）と同一である。【００１７】  次に、本発明のパージバルブ１の動作について説明する。図１（ａ）において、図示していないクリーンガス供給源１８とバルブ本体ハウジング１０を接続フランジ（１）１２により接続され、アクチュエータ２と図示していない保管室をフランジ（２）１３により接続されている。【００１８】  重量物が存在しないため、アクチュエータ２が、ばね（１）１１により上方に押し上げられたままの状態にあり開作動しないため、バルブが閉時にクリーンガスの流れを遮断するシール材（１）７によりパージバルブ１が閉状態にあるため保管室にクリーンガスが入り込まない。【００１９】  図１（ｂ）においては、重量物が存在するためアクチュエータ２が、ばね（１）１１の反発力に押し勝って下方に移動する。アクチュエータ２の作動とともにピストンロッド８も下方に移動し、バルブが閉時にクリーンガスの流れを遮断するシール材（１）７も下方に移動し、パージバルブ１の開時にガス通路２３とガス導入孔５が導通孔を介して導通させる中継導通孔６により開放される。オリフィス３は、パージバルブ内を流れるガスの流量を調整する。ピストンロッド８の摺動部はピストンロッド８とバルブ本体ハウジング１０の間にあるシール材（２）９によりガス漏れを防止している。【００２０】  従って、クリーンガス供給源１８、クリーンガス供給管１９、クリーンガス導入孔５、オリフィス３、中継導通孔６、導通孔４、ガス通路２３および保管室まで導通し、クリーンガス供給源１８から保管室までのクリーンガスの通路が確保されるためこの順路で保管室にクリーンガス供給源１８からのクリーンガスが��れ込む。
以上、上記の動作手順により、本発明のパージバルブ１の重量物の有無によりバルブ開閉の動作を行う。また、本発明によるパージバルブ１は重量物に代えて強制的に重量物の掛かる方向に力を加えてパージバルブ１を開けることができることはもちろんである。【００２１】  また、次に本発明のパージバルブ１を利用した保管装置１４について図２、図３を参照して説明する。
図２に本発明の保管装置１４の正面図を示す。保管装置１４には複数の別個独立した保管室１５が組み込まれ内蔵している。それぞれの保管室１５内には、その底部にパージバルブ１を配置し、パージバルブ１の直ぐ上に支持台１７をアクチュエータ２に直結して接続し、支持台１７の上下動がそのままアクチュエータ２の上下動となるようにする。支持台１７は、ばね（２）２４により支持されている。
また、パージバルブ１の下側にクリーンガス供給管１９を接続配管し、クリーンガス供給管１９にはクリーンガス供給源１８に接続してクリーンガスを常に供給できる状態に設定している。供給するクリーンガスとしては、たとえば図示しないフィルターを通したクリーンな窒素ガスである。【００２２】  保管室１５に何も存在せず空き室の場合は支持台１７に直結しているパージバルブ１のアクチュエータ２が作動せず、パージバルブ１は閉の状態で保管室１５にクリーンガスは流れ込まない。
一方、半導体ウエハーを収納したウエハーキャリア２０を保管装置扉１６を開け、保管装置１４内の支持台１７に載せる。アクチュエータ２が作動し、パージバルブ１が開になり、保管室１５にクリーンガス供給源１８からクリーンガス供給管１９を経てクリーンガスが流れ込む。【００２３】  本発明を収納容器としてＦＯＵＰに適用した場合について図４を参照して説明する。ＦＯＵＰ本体２１の底部には２つのチェック弁２２が設けられており、クリーンガスを導入および排気という働きの違いからチェック弁２２の向きはそれぞれ逆に取り付けられている。ＦＯＵＰ本体２１を保管装置または保管エリアに載置されると、クリーンガスを導入側のチェック弁２２に本発明のパージバルブ１に接続され、パージバルブ１が開状態になりクリーンガスがＦＯＵＰ本体２１内に入り込み、ＦＯＵＰ内圧により排気側チェック弁２２が開き、クリーンガスが排気されＦＯＵＰ本体２１内がクリーンガスよりパージされる。【００２４】  本発明による保管装置１４は、本発明によるパージバルブ１と合わせて、クリーンな窒素ガスを必要なときに、すなわち保管室１５に保管物があるときにのみ必要な量（オリフィス３の直径を任意に適当に選択交換することにより流入ガス量をコントロールできる。）の窒素ガスを保管室１５に送り込むことができる。また、重量物の有無によりアクチュエータ２を作動させるばね（１）１１を任意に適当なばね定数のものに選択交換によりパージバルブ１の開閉する重量または機械的外力を任意に設定できる。また。クリーンガスとして窒素ガスの他、ドライエアーまたはアルゴンガス等の不活性ガスなどがある。
【図面の簡単な説明】
【図１（ａ）】本発明によるパージバルブの閉じた状態を示す断面図である。
【図１（ｂ）】本発明によるパージバルブの開いた状態を示す断面図である。
【図２】本発明による保管装置の正面図を示す。
【図３】本発明による保管装置のエアー導入室の断面図を示す。
【図４】ＦＯＵＰのチェック弁の取り付け位置を示す概略図である。
【符号の説明】
１        パージバルブ
２        アクチュエータ
３        オリフィス
４        導通孔
５        ガス導入孔
６        中継導通孔
７        シール材（１）
８        ピストンロッド
９        シール材（２）
１０        バルブ本体ハウジング
１１        ばね（１）
１２        フランジ（１）
１３        フランジ（２）
１４        保管装置
１５        保管室
１６        保管装置扉
１７        支持台
１８        クリーンガス供給源
１９        クリーンガス供給管
２０        ウエハーキャリア
２１        ＦＯＵＰ本体
２２        チェック弁
２３        ガス通路
２４        ばね（２）
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
2005167168.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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