JP6135066B2 - パージノズルユニット、パージ装置、ロードポート - Google Patents

Description

本発明は、パージ対象空間を有するパージ対象容器に対してパージ処理を行うパージノズルユニット、及びそのパージノズルユニットを備えたパージ装置並びにロードポートに関するものである。

半導体の製造工程においては、歩留まりや品質の向上のため、クリーンルーム内でウェーハの処理がなされている。近年では、クリーンルーム内全体の清浄度向上に代わる方法として、ウェーハの周囲の局所的な空間についてのみ清浄度をより向上させる「ミニエンバイロメント方式」を取り入れ、ウェーハの搬送その他の処理を行う手段が採用されている。ミニエンバイロメント方式では、ウェーハを高清浄な環境で搬送・保管するためのＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）と呼ばれる格納用容器と、ＦＯＵＰ内のウェーハを半導体製造装置との間で出し入れするとともに搬送装置との間でＦＯＵＰの受け渡しを行うインターフェース部の装置であるロードポート（Load Port）が重要な装置として利用されている。

ところで、半導体製造装置内はウェーハの処理または加工に適した所定の気体雰囲気に維持されているが、ＦＯＵＰ内から半導体製造装置内にウェーハを送り出す際にはＦＯＵＰの内部空間と半導体製造装置の内部空間とが相互に連通することになる。したがって、ＦＯＵＰ内の環境が半導体製造装置内よりも低清浄度であると、ＦＯＵＰ内の気体が半導体製造装置内に進入して半導体製造装置内の気体雰囲気に悪影響を与え得る。また、ウェーハを半導体製造装置内からＦＯＵＰ内に収納する際に、ＦＯＵＰ内の気体雰囲気中の水分、酸素或いはその他のガス等によって、ウェーハの表面に酸化膜が形成され得るという問題もある。

このような問題に対応するための技術として、特許文献１には、ＦＯＵＰの扉をロードポートのドア部で開けて、ＦＯＵＰの内部空間と半導体製造装置の内部空間とを連通させた状態で、開口部よりも半導体製造装置側に設けたパージ部（パージノズル）により所定の気体（例えば窒素や不活性ガス等）をＦＯＵＰ内に吹き込むパージ装置を備えたロードポートが開示されている。

しかしながら、このような搬出入口を介して半導体製造装置の内部空間に開放されたＦＯＵＰ内にその前面側（半導体製造装置側）から所定の気体をＦＯＵＰ内に注入してＦＯＵＰ内を所定の気体雰囲気に置換するいわゆるフロントパージ方式のパージ装置は、ＦＯＵＰの開口部を開放して当該ＦＯＵＰの内部空間を半導体製造装置の内部空間全体に直接連通させた状態でパージ処理を行うため、ＦＯＵＰ内を高い所定気体雰囲気濃度に維持することが困難であり、所定の気体雰囲気の到達濃度が低いというデメリットがあった。

一方、特許文献２には、ウェーハが収納されているＦＯＵＰをロードポートの載置台に載置した状態で所定の気体（例えば窒素や不活性ガス等）をＦＯＵＰの底面側から内部に注入して充満させて、ＦＯＵＰ内を所定の気体雰囲気に置換するパージ装置を備えたロードポートが開示されている。

このようなＦＯＵＰの底面側から窒素や乾燥空気等の気体（以下、「パージ用気体」と称する）をＦＯＵＰ内に注入してＦＯＵＰ内を所定の気体雰囲気に置換するいわゆるボトムパージ方式は、フロントパージ方式のパージ装置と比較して、所定の気体雰囲気の到達濃度が高いという利点がある。

ボトムパージ方式を採用した場合に、載置台上に載置されるＦＯＵＰの底面に設けたポートがパージノズルの上端部に接触する。

特開２００９−０３８０７４号公報 特開２０１１−１８７５３９号公報

ところで、パージノズルの上端部に接触し得るポートは、例えば中空筒状の樹脂製品（グロメットシール）であり、ＦＯＵＰの底面に形成した開口部に嵌め込まれているが、この嵌込量が不十分であったり、ポート自体の個体差（例えばグロメットシールの製造精度）や経年変化によって、ポートの下向き面がＦＯＵＰの底面に対して水平ではない場合が生じ得る。

このようなポートに対してパージノズルの上端部を隙間無く密着させることは困難であり、パージノズルから供給されるパージ用気体がパージノズルとポートの隙間からＦＯＵＰ外に漏れ、パージ処理効率の低下を招来し得る。

なお、このような不具合は、ロードポートのパージ装置に限らず、ロードポート以外のパージ装置、例えばストッカーのパージ装置やパージステーションのパージ装置にも生じ得ることである。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、所定の気体雰囲気の到達濃度が高いパージ処理を行うことが可能なボトムパージ方式を採用しつつ、ＦＯＵＰ等のパージ対象容器の底面に設けたポートの下向き面が水平ではない場合であっても、そのようなポートに上端部を密着させることが可能なパージノズルユニット、及びこのようなパージノズルユニットを備えたパージ装置、並びにロードポートを提供することにある。

すなわち本発明は、パージ対象容器の底面に設けたポートを通じてパージ対象容器内の気体雰囲気を窒素又は乾燥空気の何れかからなるパージ用気体に置換可能なパージノズルユニットに関するものである。ここで、本発明における「パージ対象容器」は、ＦＯＵＰなど内部にパージ対象空間を有する容器全般を包含する。

そして、本発明に係るパージノズルユニットは、下方から上方に向かうパージ用気体供給方向に沿って延伸するパージ用気体流路を内部に形成したノズル本体と、パージ用気体流路の外側に設けられ且つノズル本体の少なくとも上端部分を傾動可能に支持する傾動支持部とからなり、ノズル本体は、円筒状の胴部及び当該胴部よりも側方に張り出した球面部を有するものであり、傾動支持部は、球面部を接触した状態で支持する凹状の球面軸受部が側壁に形成された円筒状のものであり、パージ用気体流路における下方に開口した下端部分に接続された配管を通じてパージ用気体をパージ用気体流路内に注入可能に構成し、径方向に対面するノズル本体の胴部と傾動支持部の側壁の間に、前記ノズル本体の傾動を許容する空間を形成していることを特徴としている。

このようなパージノズルユニットであれば、上方から受ける圧力に応じてノズル本体の少なくとも上端部、つまりポートに接触する部分が傾動可能であり、ポートの下向き面が水平面に対して所定角度傾斜した傾斜面となっている場合にも、その傾斜面に応じて傾動する上端部をポートの下向き面に隙間無く接触させることができる。その結果、このような傾斜面を有するポートに対してもノズル本体の上端部を密着させた状態でパージ処理を行うことができ、パージノズルから供給されるパージ用気体がパージノズルとポートの隙間からパージ対象容器外に漏れることによるパージ処理効率の低下を防止することが可能である。但し、球面部と球面軸受部は、完全な球面ではなくても、両部材の接触摺動領域が球面も一部を構成していれば、本発明における球面部、球面軸受部として十分である。すなわち、球面部、球面軸受部は、完全な球面状であってもよいし、部分球面状であってもよい。
本発明に係るパージノズルユニットの好適な一例としては、ノズル本体の下端部を、傾動支持部の下端よりも下方または傾動支持部の下端近傍に配置した構成を挙げることができる。

本発明における傾動支持部としては、ノズル本体の所定部分に形成した球面部を接触した状態で支持する球面軸受部を用いて構成したものや、ノズル本体を弾性支持する弾性支
持部材を用いて構成したものを挙げることができる。
また、本発明に係るパージノズルユニットは、パージ対象容器の底面に設けたポートを通じて当該パージ対象容器内の気体雰囲気を窒素又は乾燥空気の何れかからなるパージ用気体に置換可能なものであり、下方から上方に向かうパージ用気体供給方向に沿って延伸するパージ用気体流路を内部に形成したノズル本体と、パージ用気体流路の外側に設けられ且つノズル本体の少なくとも上端部分を傾動可能に支持する傾動支持部とからなり、ノズル本体は、円筒状の胴部及び当該胴部よりも側方に張り出した鍔部を有するものであり、傾動支持部は、ノズル本体の鍔部の外径よりも所定寸法大きく設定した内径を有する側壁、当該側壁の下端部から内方に突出して鍔部と高さ方向に対向する内方突出部、及び鍔部と内方突出部との間に配置した弾性支持部材を有するものであり、パージ用気体流路における下方に開口し下端部分に接続された配管を通じてパージ用気体をパージ用気体流路内に注入可能に構成し、径方向に対面する鍔部と側壁の間、及び胴部と内方突出部の間にそれぞれノズル本体の傾動を許容する空間を形成していることを特徴としている。
また、本発明に係るパージノズルユニットは、パージ対象容器の底面に設けたポートを通じて当該パージ対象容器内の気体雰囲気を窒素又は乾燥空気の何れかからなるパージ用気体に置換可能なものであり、下方から上方に向かうパージ用気体供給方向に沿って延伸するパージ用気体流路を内部に形成したノズル本体と、パージ用気体流路の外側に設けられ且つノズル本体の少なくとも上端部分を傾動可能に支持する傾動支持部と、ノズル本体及び傾動支持部を相互に組み付けてなるピストンユニットを昇降移動可能に支持するシリンダー外筒とを備え、傾動支持部の軸心部分に、高さ方向に貫通し且つノズル本体のパージ用気体流路に連通するパージ用気体流路を形成し、当該パージ用気体流路における下方に開口した下端部分に接続された配管を通じてパージ用気体を当該パージ用気体流路内に注入可能に構成していることを特徴としている。
また、本発明に係るパージノズルユニットは、パージ対象容器の底面に設けたポートを通じて当該パージ対象容器内の気体雰囲気を窒素又は乾燥空気の何れかからなるパージ用気体に置換可能なものであり、円筒状をなす胴部及び胴部の下端部から側方に張り出した抜止部を有し且つ下方から上方に向かうパージ用気体供給方向に沿って延伸するパージ用気体流路を内部に形成したノズル本体と、パージ用気体流路の外側に設けられ且つノズル本体の少なくとも上端部分を傾動可能に弾性支持する弾性支持部材と、胴部の外径よりも所定寸法大きく設定した内径を有する側壁と、側壁のうち抜止部よりも高い所定の高さ位置から内方に突出し且つ抜止部の上方への移動を規制可能な内方突出部とを備え、ノズル本体が傾動していない基準姿勢にある状態において、ノズル本体の傾動を許容する空間が、胴部と側壁及び内方突出部の内向き面との間、抜止部と側壁との間にそれぞれ形成されるように構成していることを特徴としている。

また、本発明のパージ装置は、上述したパージノズルユニットを複数備え、パージ対象容器の底面に設けた複数のポートにそれぞれパージノズルユニットのノズル本体を連通させた状態で、パージ対象容器内の気体雰囲気を窒素又は乾燥空気に置換可能に構成していることを特徴としている。

また、本発明のロードポートは、クリーンルーム内において半導体製造装置に隣接して設けられ、搬送されてきたパージ対象容器であるＦＯＵＰを受け取りＦＯＵＰ内に格納されているウェーハを半導体製造装置内とＦＯＵＰ内との間でＦＯＵＰの前面に形成した搬出入口を介して出し入れするものであり、上述した構成をなすパージ装置を備えていることを特徴としている。

このようなパージ装置及びロードポートであれば、パージノズルユニットにより、上述した作用効果を奏するものとなり、ノズル本体の上端部とポートの隙間に起因するパージ処理効率の低下を防止し、所定の気体雰囲気の到達濃度が高いパージ処理を効率良く的確に行うことができる。

本発明によれば、ノズル本体を傾動可能に構成するという斬新な技術的思想を採用したことによって、確な水平度が確保されているポートの下向き面に対してノズル本体の上端部を密着させることができることはもちろんのこと、正確な水平度が確保されていないポートの下向き面に対してもノズル本体の上端部を密着させることができ、ノズル本体の上端部をポートの傾斜した下向き面に密着させることができない従来のパージノズルユニットと比較して、パージ処理効率の向上及びパージ処理に要する時間（タクトタイム）の短縮化を実現可能なパージノズルユニット、及びそのようなパージノズルユニットを用いて構成したパージ装置、並びにそのパージ装置を備えたロードポートを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るロードポートの全体構成図。 同実施形態（第１実施形態）に係るパージノズルユニットの断面模式図。 同実施形態において下向き面が水平ではないポートに対するパージノズルユニットの密着状態を図２に対応して示す図。 本発明の第２実施形態に係るパージノズルユニットの断面模式図。 同実施形態において下向き面が水平ではないポートに対するパージノズルユニットの密着状態を図４に対応して示す図。 本発明の第３実施形態に係るパージノズルユニットの断面模式図。 本発明の第４実施形態に係るパージノズルユニットの断面模式図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態に係るパージノズルユニット１は、例えば図１に示すロードポートＸに適用されるパージ装置Ｐに取付可能なものである。ロードポートＸは、半導体の製造工程において用いられ、クリーンルーム内において半導体製造装置（図示省略）に隣接して配置されるものであり、本発明のパージ対象容器の一例であるＦＯＵＰ１００の扉にドア部Ｄを密着させて開閉し、半導体製造装置との間でＦＯＵＰ１００内に収容された被収容体であるウェーハ（図示省略）の出し入れを行うものである。

本実施形態で適用するＦＯＵＰ１００は、内部に複数枚のウェーハを収容し、前面に形成した搬出入口を介してこれらウェーハを出し入れ可能に構成され、搬出入口を開閉可能な扉を備えた既知のものであるため、詳細な説明は省略する。なお、本実施形態においてＦＯＵＰ１００の前面とは、ロードポートＸに載置した際にロードポートＸのドア部Ｄと対面する側の面を意味する。ＦＯＵＰ１００の底面には、図２に示すように、パージ用のポート１０１が所定箇所に設けられている。ポート１０１は、例えば、ＦＯＵＰ１００の底面に形成した開口部１０２に嵌め込まれた中空筒状のグロメットシールを主体としてなり、グロメットシール内に、後述する窒素や不活性ガス又は乾燥空気等の気体（本実施形態では窒素ガスを用いており、以下の説明では「パージ用気体」と称する場合がある）の注入圧または排出圧によって閉状態から開状態に切り替わる弁（図示省略）を設けている。

半導体製造装置は、例えば、相対的にロードポートＸから遠い位置に配置される半導体製造装置本体と、半導体製造装置本体とロードポートＸとの間に配置される移送室とを備えたものであり、移送室内に、例えばＦＯＵＰ１００内のウェーハを１枚ずつＦＯＵＰ１００内と移送室内との間、及び移送室内と半導体製造装置本体内との間で移送する移送機を設けている。なお、ＦＯＵＰ１００と半導体製造装置（半導体製造装置本体及び移送室）との間でウェーハを複数枚格納したカセットごと移送することも可能である。このような構成により、クリーンルームにおいて、半導体製造装置本体内、移送室内、及びＦＯＵＰ１００内は高清浄度に維持される一方、ロードポートＸを配置した空間、換言すれば半導体製造装置本体外、移送室外、及びＦＯＵＰ１００外は比較的低清浄度となる。

ロードポートＸは、図１に示すように、起立姿勢で配置されてＦＯＵＰ１００の搬出入口に連通し得る開口部を開閉可能なドア部Ｄを有するフレームＦと、フレームＦのうち半導体製造装置から遠ざかる方向に略水平姿勢で延伸する載置台Ｂと、ＦＯＵＰ１００内にパージ用気体を注入し、ＦＯＵＰ１００内の気体雰囲気を窒素ガスなどのパージ用気体に置換可能なパージ装置Ｐとを備えたものである。

フレームＦに設けたドア部Ｄは、ＦＯＵＰ１００を載置台Ｂに載置した状態においてＦＯＵＰ１００の前面に設けた扉（図示省略）に密着した状態でその扉を開けて搬出入口を開放する開放位置と、搬出入口を閉止する閉止位置との間で作動可能なものである。ドア部Ｄを開放位置と閉止位置との間で少なくとも昇降移動させるドア昇降機構（図示省略）としては既知のものを適用することができる。

載置台Ｂは、フレームＦのうち高さ方向中央部からやや上方寄りの位置に略水平姿勢で配置されたものであり、上向きに突出させた複数の位置決め用突起Ｂ１（キネマティックピン）を有する。そして、これらの位置決め用突起Ｂ１をＦＯＵＰ１００の底面に形成された位置決め用凹部（図示省略）に係合させることで、載置台Ｂ上におけるＦＯＵＰ１００の位置決めを図っている。位置決め用突起Ｂ１の一例としては、対向する傾斜壁面からなる断面視下向きＶ字状の位置決め用凹部に接触する上部を曲面状にし、この上部曲面を位置決め用凹部の各傾斜壁面にバランスよく接触可能に構成した態様を挙げることができる。また、載置台Ｂには、ＦＯＵＰ１００が載置台Ｂ上に所定の位置に載置されているか否かを検出する着座センサＢ２を設けている。位置決め用突起Ｂ１及び着座センサＢ２の構造や配置箇所は規格などに応じて適宜設定・変更することができる。なお、載置台Ｂとして、載置状態にあるＦＯＵＰ１００を、その搬出入口（扉）がフレームＦの開口部（ドア部Ｄ）に最も近付く位置と開口部（ドア部Ｄ）から所定距離離間した位置との間で移動させる移動機構を備えたものを適用することもできる。

パージ装置Ｐは、載置台Ｂ上に上端部を露出させた状態で所定箇所に配置される複数のパージノズルユニット１を備え、これら複数のパージノズルユニット１を、パージ用気体を注入する注入用パージノズルユニットや、ＦＯＵＰ１００内の気体雰囲気を排出する排出用パージノズルユニットとして機能させている。パージノズルユニット１の総数に占める注入用パージノズルユニット及び排出用パージノズルユニットの比率は、同率であってもよいし、何れか一方が他方よりも大きくてもよい。

これら複数のパージノズルユニット１は、ＦＯＵＰ１００の底面に設けたポート１０１の位置に応じて載置台Ｂ上の適宜位置に取り付けることができる。各パージノズルユニット１（注入用パージノズルユニット、排出用パージノズルユニット）は、気体の逆流を規制する弁機能を有するものであり、ＦＯＵＰ１００の底部に設けたポート１０１に接触可能なものである。なお、ＦＯＵＰ１００の底部に設けた複数のポート１０１のうち、注入用パージノズルユニットに接触するポート１０１は注入用ポートとして機能し、排出用パージノズルユニットに接触するポート１０１は排出用ポートとして機能する。

各パージノズルユニット１は、図２（同図はパージノズルユニット１の断面模式図である）に示すように、ノズル本体２と、ノズル本体２を傾動自在に支持する傾動支持部３とを備えたものである。

ノズル本体２は、円筒状の胴部２１と、胴部２１よりも側方に張り出した球面部２２とを備えたものである。本実施形態では、胴部２１の軸心部分に、下方から上方に向かうパージ用気体供給方向Ａに沿って延伸するパージ用気体流路２３を形成している。以下の説明では、パージ用気体流路２３のうち、上方に開口している上端部分を上方開口部２４と称する場合がある。胴部２１の上向き面には、ポート１０１（注入用ポート、排出用ポート）に接触可能なポート接触部２５を設けている。本実施形態では、ポート接触部２５を、胴部２１の水平な上向き面よりも上方に突出したリング状の上方突出部によって構成している。このリング状をなすポート接触部２５の先端も水平である。

また、パージ用気体流路２３における下方に開口した下端部分が、パージ用気体供給源Ｖ１に配管Ｈを介して接続される通気孔２６として機能している。なお、パージ用気体流路２３が下方に開口していない有底筒状のものである場合には、パージ用気体流路２３のうち下端領域側の側面に、胴部２１を厚み方向に貫通する孔を形成し、その孔を通気孔として機能させればよい。本実施形態では、通気孔２６に配管Ｈを接続し、この配管Ｈ及び通気孔２６を通じてパージ用気体をパージ用気体流路２３内に注入可能に構成している。

傾動支持部３は、円筒状をなし、ノズル本体２の球面部２２を接触した状態で支持する凹状の球面軸受部３１を側壁３２に形成したものである。球面軸受部３１は周方向に連続している。側壁３２の内径は、ノズル本体２の胴部２１の外径よりも所定寸法だけ大きく設定している。

このような球面軸受部３１に球面部２２を支持させた状態でノズル本体２及び傾動支持部３をユニット化した本実施形態のパージノズルユニット１は、パージ用気体流路２３の延伸方向（パージ用気体供給方向Ａ）が鉛直方向と一致する基準姿勢（図２参照）にあるノズル本体２を、相互に一致する球面部２２及び球面軸受部３１の中心を支点（傾動中心、揺動中心）として傾動（首振り動作）可能に構成している。本実施形態のパージノズルユニット１では、ノズル本体２の胴部２１のうち上端側領域が傾動支持部３の上向き面よりも上方に突出し、径方向Ｃに対面する傾動支持部３の側壁３２とノズル本体２の胴部２１の間に、ノズル本体２の傾動を許容する空間Ｓ１を形成している。

本実施形態に係るパージノズルユニット１は、ユニット化した状態でロードポートＸの載置台Ｂにおける複数の所定箇所（本実施形態では載置台Ｂの四隅近傍）に取り付けることで、載置台Ｂ上に載置されるＦＯＵＰ１００内の気体雰囲気をパージ用気体に置換可能なパージ装置Ｐとして機能する。なお、載置台Ｂに対する各パージノズルユニット１の取付処理は、ネジなどの適宜の固定具を用いて載置台Ｂの所定箇所に固定することで実現できる。この固定状態において、傾動支持部３の上向き面が載置台Ｂの上向き面とほぼ同じレベルとなるように設定している。

次に、このような構成をなすパージノズルユニット１を載置台Ｂに実装したロードポートＸの使用方法及び作用について説明する。

先ず、図示しないＯＨＴ等の搬送装置によりＦＯＵＰ１００がロードポートＸに搬送され、載置台Ｂ上に載置される。この際、位置決め用突起Ｂ１がＦＯＵＰ１００の位置決め用凹部に嵌まって接触することによってＦＯＵＰ１００を載置台Ｂ上の所定の正規位置に載置することができ、着座センサＢ２によりＦＯＵＰ１００が載置台Ｂ上の正規位置に載置されたことを検出する。そして、ＦＯＵＰ１００を載置台Ｂ上の正規位置に載置することによってＦＯＵＰ１００の底面に設けた各ポート１０１にそれぞれパージノズルユニット１のポート接触部２５が接触する。この接触状態では、図２に示すように、ポート１０１の内部空間１０３とノズル本体２のパージ用気体流路２３が連通する。

そして、ノズル本体２の内部に形成した通気孔２６及びこの通気孔２６に接続している配管Ｈを通じてパージ用気体流路２３に、パージ用気体供給源Ｖ１からパージ用気体を供給してパージ処理を行う。通気孔２６からパージ用気体流路２３に供給されるパージ用気体は、パージ用気体流路２３の上方開口部２４に向かって流れる。

その結果、本実施形態に係るパージノズルユニット１は、パージ用気体を、パージ用気体流路２３及びポート１０１の内部空間１０３を通じてＦＯＵＰ１００内に注入する（パージ処理を実施する）ことができる。これにより、ＦＯＵＰ１００内に充満していた気体は、排出用のポート１０１及び排出用のパージノズルユニット１を通じてＦＯＵＰ１００外へ排出される。なお、排出処理を注入処理よりも先に開始してＦＯＵＰ１００内のエアをある程度ＦＯＵＰ１００外へ排出してＦＯＵＰ１００内を減圧した状態で注入処理を行うようにしてもよい。

以上のようなパージ処理を行った後、あるいはパージ処理中に、本実施形態のロードポートＸは、フレームＦの開口部に連通するＦＯＵＰ１００の搬出入口を通じて、ＦＯＵＰ１００内のウェーハを半導体製造装置内に順次払い出す。半導体製造装置内に移送されたウェーハは引き続いて半導体製造装置本体による半導体製造処理工程に供される。半導体製造装置本体により半導体製造処理工程を終えたウェーハはＦＯＵＰ１００内に順次格納される。

本実施形態のロードポートＸでは、ウェーハの出し入れ時においてもパージ装置Ｐによるボトムパージ処理を継続して行うことが可能であり、ウェーハを出し入れする間もＦＯＵＰ１００内の気体雰囲気を窒素ガスなどのパージ用気体に置換し続けて、高濃度に保つことができる。

全てのウェーハが半導体製造処理工程を終えてＦＯＵＰ１００内に収納されると、ドア部ＤをＦＯＵＰ１００の扉に密着させた状態で開放位置から閉止位置に移動させる。これにより、ロードポートＸの開口部及びＦＯＵＰ１００の搬出入口は閉止される。引き続き、載置台Ｂに載置されているＦＯＵＰ１００は図示しない搬送機構により次工程へと運び出される。なお、必要であれば、半導体製造処理工程を終えたウェーハを収納したＦＯＵＰ１００に対して再度ボトムパージ処理を行うようにしてもよい。このようにすれば、半導体製造処理工程を終えたウェーハを収納したＦＯＵＰ１００に対して直ぐにパージ処理を開始することができ、処理済みのウェーハの酸化防止を図ることができる。

以上に詳述したように、本実施形態に係るロードポートＸは、パージ装置Ｐによるボトムパージ処理により、ＦＯＵＰ１００内におけるパージ用気体の充填度（置換度）を高い値に維持することができる。

また、共通のＦＯＵＰ１００内に収容される複数のウェーハのうち、最初に半導体製造処理工程を終えてＦＯＵＰ１００内に収容されたウェーハは、最後に半導体製造処理工程を経るウェーハがＦＯＵＰ１００内に収容されるまで、通常であればＦＯＵＰ１００内においてウェーハの出し入れ作業時間の経過とともにパージ用気体の充填度（置換度）が低下する気体雰囲気に晒されることにより僅かながらも悪影響を受け得るが、パージ装置Ｐによりパージ用気体をＦＯＵＰ１００内に注入することにより、ＦＯＵＰ１００内におけるパージ用気体充填度（置換度）の低下を効果的に抑制することができ、ウェーハを良好な状態でＦＯＵＰ１００内に収納しておくことができる。

また、半導体製造処理工程を終えたウェーハが収納されているＦＯＵＰ１００を搬送機構に受け渡す際、または受け渡した後の所定のタイミングで、パージ用気体供給源Ｖ１からパージ用気体をパージ用気体流路２３に供給する処理を停止すると、その時点でパージ用気体流路２３に存在するパージ用気体は大気中に開放される。

ところで、パージノズルユニット１の上端部（ポート接触部２５）に接触し得るポート１０１は、ＦＯＵＰ１００の底面に形成した開口部１０２に嵌め込まれているが、この嵌込量が不十分であったり、ポート１０１自体の個体差（例えばグロメットシールの製造誤差）や経年変化によって、ポート１０１の下向き面１０４が水平ではなく、ＦＯＵＰ１００の底面に対して傾いている場合が生じ得る。

従来のパージノズルでは、このようなポート１０１に対してノズル本体の上端部（ポート接触部）を隙間無く密着させることは困難であり、パージノズルユニットから供給されるパージ用気体がパージノズルユニットとポート１０１の隙間からＦＯＵＰ１００外に漏れ、パージ処理効率の低下を招来し得る。

一方、本実施形態のパージノズルユニット１は、上述したように、ノズル本体２全体を揺動自在に設定し、ポート１０１の下向き面１０４の傾斜角度に追従して傾動支持部３に対するノズル本体２の相対角度姿勢を変更できるように構成している。

したがって、例えば図３に示すように、ポート１０１の下向き面１０４がＦＯＵＰ１００の底面に対して傾いている場合（図３は、ポート１０１自体の個体差により下向き面１０４が傾斜している場合であり、本実施形態に係るパージノズルユニット１の挙動を把握し易いように、ＦＯＵＰ１００の底面に対するポート１０１の下向き面１０４の傾き具合を誇張して示している）。その傾斜角度に応じてノズル本体２は、傾動支持部３に対して傾動し、ノズル本体２の上端部を構成するポート接触部２５全体が、ポート１０１の下向き面１０４に密着する。本実施形態では、傾動支持部３のうちノズル本体２の球面部２２を支持する球面軸受部３１の中心を支点としてノズル本体２全体が、上方から圧力を受ける物体の形状、つまりポート１０１の下向き面１０４の傾斜角度に応じて傾動する。また、本実施形態のパージノズルユニット１では、ノズル本体２を基準姿勢にした状態で形成されるノズル本体２の胴部２１と傾動支持部３の側壁３２との空間Ｓ１により、ノズル本体２の首振り動作をスムーズに行うことができる。

このように、本実施形態に係るパージノズルユニット１は、ノズル本体２の球面部２２を傾動支持部３の球面軸受部３１で支持し、ポート１０１の下向き面１０４の傾斜角度に応じてノズル本体２を傾動可能に構成することによって、正確な水平度が確保されているポート１０１の下向き面１０４に対してノズル本体２の上端部（ポート接触部２５）を密着させることができることはもちろんのこと、正確な水平度が確保されていないポート１０１の下向き面１０４に対してもノズル本体２の上端部（ポート接触部２５）を自動的に密着させることができる。これにより、パージノズルユニット１のパージ用気体流路２３から供給されるパージ用気体がパージノズルユニット１とポート１０１の隙間からＦＯＵＰ１００外に漏れる事態を防止することができ、ノズル本体２の上端部（ポート接触部２５）をポート１０１の傾斜した下向き面１０４に密着させることができない構成と比較して、パージ処理効率の向上及びパージ処理に要する時間（タクトタイム）の短縮化を図ることができる。

次に、上述の実施形態とは異なる実施形態（以下、第２実施形態と称し、上述の実施形態を第１実施形態とする）に係るパージノズルユニット１について、図４を参照しながら説明する。第１実施形態と同じ構成または準じた構成を採用している部材や部分については説明を省略する。また、図４では、第１実施形態と同じ構成または準じた構成を採用している部材や部分には同じ符号を付している。

第２実施形態に係るパージノズルユニット１は、ノズル本体２と、ノズル本体２を傾動可能に支持する傾動支持部３とを備えたものであり、ノズル本体２を弾性支持する弾性支持部材３３を用いて傾動支持部３を構成している点で第１実施形態のパージノズルユニット１とは異なる。

ノズル本体２は、円筒状の胴部２１と、胴部２１よりも側方に張り出した鍔部２７とを備えたものである。本実施形態では、胴部２１のうち下端から所定寸法上側の位置に鍔部２７を設けている。

傾動支持部３は、ノズル本体２の鍔部２７の外径よりも所定寸法大きく設定した内径を有する側壁３２と、側壁３２の下端部から内方に突出して鍔部２７と高さ方向に対向する内方突出部３４と、鍔部２７と内方突出部３４との間に配置した弾性支持部材３３とを備えたものである。本実施形態では、弾性支持部材３３として、ノズル本体２の胴部２１を周回するコイルバネを適用している。

このような弾性支持部材３３によって鍔部２７、ひいてはノズル本体２を弾性支持した状態でノズル本体２及び傾動支持部３をユニット化した本実施形態のパージノズルユニット１では、パージ用気体流路２３の延伸方向が鉛直方向と一致する基準姿勢（図４参照）にあるノズル本体２を、上方から受ける圧力に応じて弾性支持部材３３が弾性変形することで傾動（首振り動作）可能に構成している。このパージノズルユニット１は、径方向Ｃに対面する鍔部２７と側壁３２の間、胴部２１と内方突出部３４の間にはそれぞれノズル本体２の傾動を許容する空間Ｓ２，Ｓ３を形成している。

本実施形態に係るパージノズルユニット１は、ユニット化した状態でロードポートＸの載置台Ｂにおける複数の所定箇所（本実施形態では載置台Ｂの四隅近傍）に取り付けることで、載置台Ｂ上に載置されるＦＯＵＰ１００内の気体雰囲気をパージ用気体に置換可能なパージ装置Ｐとして機能する。なお、載置台Ｂに対する各パージノズルユニット１の取付処理は、ネジなどの適宜の固定具を用いて載置台Ｂの所定箇所に固定することで実現できる。この固定状態において、傾動支持部３の上向き面が載置台Ｂの上向き面とほぼ同じレベルとなるように設定している。

そして、本実施形態に係るパージノズルユニット１は、図５に示すように、ポート１０１の下向き面１０４がＦＯＵＰ１００の底面に対して傾いている場合、その傾斜角度に応じてノズル本体２が、傾動支持部３に対して傾動して、上端部を構成するポート接触部２５全体が、ポート１０１の下向き面１０４に密着する。本実施形態では、ノズル本体２が上方から圧力を受ける物体の形状、つまりポート１０１の下向き面１０４の傾斜角度に応じて傾動支持部３の弾性支持部材３３が弾性変形してノズル本体２全体が傾動する。また、本実施形態のパージノズルユニット１では、ノズル本体２を基準姿勢にした状態で形成されるノズル本体２の鍔部２７と傾動支持部３の側壁３２との空間Ｓ２、ノズル本体２の胴部２１と傾動支持部３の内方突出部３４との空間Ｓ３により、ノズル本体２の首振り動作をスムーズに行うことができる。

このように、本実施形態に係るパージノズルユニット１は、ノズル本体２を傾動支持部３の弾性支持部材３３で弾性支持し、ポート１０１の下向き面１０４の傾斜角度に応じてノズル本体２を傾動可能に構成することによって、正確な水平度が確保されているポート１０１の下向き面１０４に対してノズル本体２の上端部（ポート接触部２５）を密着させることができることはもちろんのこと、図５に示すように、正確な水平度が確保されていないポート１０１の下向き面１０４に対してもノズル本体２の上端部（ポート接触部２５）を確実に密着させることができる。それにより、パージノズルユニット１のパージ用気体流路２３から供給されるパージ用気体がパージノズルユニット１とポート１０１の隙間からＦＯＵＰ１００外に漏れる事態を防止することができ、ノズル本体２の上端部（ポート接触部２５）をポート１０１の傾斜した下向き面１０４に密着させることができない構成と比較して、パージ処理効率の向上及びパージ処理に要する時間の短縮化を図ることができる。

次に、上述の各実施形態とは異なる実施形態（以下、第３実施形態と称する）に係るパージノズルユニット１について、図６を参照しながら説明する。第１実施形態と同じ構成または準じた構成を採用している部材や部分については説明を省略する。また、図６では、第１実施形態と同じ構成または準じた構成を採用している部材や部分には同じ符号を付している。

第３実施形態に係る各パージノズルユニット１は、図６に示すように、ノズル本体２と、ノズル本体２を傾動可能に支持する傾動支持部３と、ノズル本体２及び傾動支持部３を相互に組み付けてなるピストンユニット５を昇降移動可能に支持するホルダ６（シリンダー外筒）とを備えたものである。このパージノズルユニット１は、パージ装置Ｐを構成するものである点及びロードポートＸに適用可能な点は上述した各実施形態に係るパージノズルユニットと同様である。

ノズル本体２は、ポート接触部２５を有するノズル頭部２８（ポート受け部２８）を上端部に設け、球面部２２を下端部に設け、ポート受け部２８と球面部２２の間に胴部２１を設けたものである。ノズル本体２の軸心部分には、下方から上方へ向かうパージ用気体供給方向Ａに沿って延伸するパージ用気体流路２３を形成している。

傾動支持部３は、ノズル本体２の球面部２２を支持する球面軸受部３１を内向き面に周回して設けた側壁３２を備え、さらに、球面軸受部３１よりも下端側の領域に、側壁３２の外径よりも小さい外径を有する小径筒状部３５と、小径筒状部３５の一部から側方に突出し且つ側壁３２の外径と同じ外径を有する側方突出部３６とを設けたものである。側方突出部３６の外周面には後述するホルダ６の側壁６１に接触するシール部材７を取り付けている。傾動支持部３の軸心部分には高さ方向に貫通するパージ用気体流路３７を形成し、このパージ用気体流路３７における下方に開口した下端部分が、パージ用気体供給源Ｖ１に配管Ｈを介して接続される通気孔３８として機能している。なお、パージ用気体流路３７が下方に開口していない有底筒状のものである場合には、パージ用気体流路３７のうち下端領域側の側面に、小径筒状部３５を厚み方向に貫通する孔を形成し、その孔を通気孔として機能させればよい。本実施形態では、通気孔３８に配管Ｈを接続し、この配管Ｈ及び通気孔３８を通じてパージ用気体をパージ用気体流路３７内に注入可能に構成している。

ノズル本体２の球面部２２を傾動支持部３の球面軸受部３１に支持させた状態でノズル本体２及び傾動支持部３を相互に組み付けたピストンユニット５では、ノズル本体２の内部に形成したパージ用気体流路２３と、傾動支持部３の内部に形成したパージ用気体流路３７が連通し、これらパージ用気体流路２３，パージ用気体流路３７の延伸方向が鉛直方向と一致する基準姿勢（図６参照）にあるノズル本体２を、相互に一致する球面部２２及び球面軸受部３１の中心を揺動中心として傾動（首振り動作）可能に構成している。

本実施形態のパージノズルユニット１では、ノズル本体２の胴部２１のうち上端側領域及びノズル頭部２８が傾動支持部３の上向き面よりも上方に突出し、径方向Ｃに対面するノズル本体２の胴部２１と傾動支持部３の一部との間に、ノズル本体２の傾動を許容する空間Ｓ４を形成している。また、本実施形態では、傾動支持部３のパージ用気体流路３７の開口径を、ノズル本体２のパージ用気体流路２３の開口径よりも大きく設定し、ノズル本体２が傾動支持部３に対して傾動した場合にも、傾動支持部３のパージ用気体流路３７及びノズル本体２のパージ用気体流路２３同士の連通状態を確保できるように構成している。

ホルダ６は、ノズル本体２の球面軸受部３１の外向き面（外周面）及び側方突出部３６の外向き面（外周面）が添接する側壁６１と、側壁６１の下端部から内方（中心側）に突出して傾動支持部３のうち小径筒状部３５のみが挿通可能な貫通孔６２を中央部に形成した底壁６３とを有するものである。このようなホルダ６の側壁６１には、外部に連通する通気路（下側の通気路６４、上側の通気路６５）を形成している。本実施形態では、高さ方向に異なる位置に２つの通気孔路通気路６４，通気路６５を形成している。また、底壁６３に形成した貫通孔６２の内向き面には、傾動支持部３の小径筒状部３５に接触するシール部材７を取り付けている。

このようなホルダ６にピストンユニット５を組み付けてなる本実施形態のパージノズルユニット１は、ピストンユニット５をホルダ６に保持させた状態において、傾動支持部３の側方突出部３６の外向き面（外周面）が、傾動支持部３の側壁３２と同様にホルダ６の側壁６１に添接するように構成している。

また、本実施形態に係るパージノズルユニット１は、ノズル本体２をホルダ６に対して昇降移動させる駆動源として気体（加圧空気）を適用している。そして、ピストンユニット５とホルダ６との間に形成される空間であって且つホルダ６の側壁６１に形成した２つの通気路（上側の通気路６５、下側の通気路６４）を通じて気体が流通可能な空間である２つの圧力調整空間（下側の圧力調整空間Ｓ５、上側の圧力調整空間Ｓ６）の圧力を相対変化させることでピストンユニット５をホルダ６に対して昇降移動させるように構成している。

具体的に、下側の圧力調整空間Ｓ５は、傾動支持部３の小径筒状部３５及び側方突出部３６とホルダ６の側壁６１及び底壁６３とによって仕切られた空間であり、上側の圧力調整空間Ｓ６は、傾動支持部３の側方突出部３６、小径筒状部３５、側壁３２及びホルダ６の側壁６１とによって仕切られた空間である。本実施形態では、傾動支持部３の側壁３２とホルダ６の側壁６１との間、傾動支持部３の側方突出部３６とホルダ６の側壁６１との間、及び傾動支持部３の小径筒状部３５とホルダ６の底壁６３との間にそれぞれシール部材７を介在させることで、各圧力調整空間（下側の圧力調整空間Ｓ５、上側の圧力調整空間Ｓ６）の高い気密性を確保している。

そして、本実施形態に係るパージノズルユニット１は、各通気路（下側の通気路６４、上側の通気路６５）にそれぞれ個別の配管（下側配管Ｈａ、上側配管Ｈｂ）を接続し、下側配管Ｈａ及び下側の通気路６４を通じて下側の圧力調整空間Ｓ５内に気体を圧力注入すると同時に、上側配管Ｈｂ及び上側の通気路６５を通じて上側の圧力調整空間Ｓ６内の気体を外部に解放することで下側の圧力調整空間Ｓ５の圧力を上側の圧力調整空間Ｓ６の圧力よりも高くする状態（第１圧力調整状態）と、上側配管Ｈｂ及び上側の通気路６５を通じて上側の圧力調整空間Ｓ６内に気体を圧力注入すると同時に、下側配管Ｈａ及び下側の通気路６４を通じて下側の圧力調整空間Ｓ５内の気体を外部に解放することで上側の圧力調整空間Ｓ６の圧力を下側の圧力調整空間Ｓ５の圧力よりも高くする状態（第２圧力調整状態）とに切替可能な切替部８（例えば電磁弁（ソレノイドバルブ））の作動を制御することによって、ピストンユニット５がホルダ６に対して昇降移動するように構成している。なお、切替部８には、気体供給源Ｖ２を接続している。

本実施形態では、第１圧力調整状態に設定することで、ピストンユニット５を図６に示す位置、すなわちノズル本体２のポート接触部２５がＦＯＵＰ１００のポート１０１に接触可能なパージ位置に位置付けることができ、第２圧力調整状態に設定することで、ノズル本体２を、ポート接触部２５がＦＯＵＰ１００のポート１０１に接触しない待機位置（図示省略）に位置付けることができる。

また、ピストンユニット５の昇降移動時には、傾動支持部３のうち側壁３２の外向き面及び側方突出部３６の外向き面がホルダ６のうち側壁６１の内向き面に摺接するとともに、傾動支持部３のうち小径筒状部３５の外向き面がホルダ６の底壁６３に形成した貫通孔６２の内向き面に摺接するように構成し、ピストンユニット５の昇降移動をスムーズ且つ適切に行えるようにしている。

以上に詳述した本実施形態に係るパージノズルユニット１は、ユニット化した状態でロードポートＸの載置台Ｂにおける複数の所定箇所（本実施形態では載置台Ｂの四隅近傍）に取り付けることで、載置台Ｂ上に載置されるＦＯＵＰ１００内の気体雰囲気をパージ用気体に置換可能なパージ装置Ｐとして機能する。なお、載置台Ｂに対するパージノズルユニット１の取付処理は、ネジなどの適宜の固定具を用いて載置台Ｂの所定箇所に固定することで実現できる。この固定状態において、ホルダ６の上向き面が載置台Ｂの上向き面とほぼ同じレベルとなるように設定している。

これら複数のパージノズルユニット１は、ＦＯＵＰ１００の底面に設けたポート１０１の位置に応じて載置台Ｂ上の適宜位置に取り付けることができる。

次に、このような構成をなすパージノズルユニット１を載置台Ｂに実装したロードポートＸの使用方法及び作用について説明する。

先ず、図示しないＯＨＴ等の搬送装置によりＦＯＵＰ１００がロードポートＸに搬送され、載置台Ｂ上に載置される。この際、切替部８を第２圧力調整状態に設定しておくことで、ピストンユニット５を待機位置に位置付けることができ、位置決め用突起Ｂ１がＦＯＵＰ１００の位置決め用凹部に嵌まって接触することによってＦＯＵＰ１００を載置台Ｂ上の所定の正規位置に載置することができる。また、着座センサＢ２によりＦＯＵＰ１００が載置台Ｂ上の正規位置に載置されたことを検出する。この時点では、ピストンユニット５は待機位置にあるため、ポート１０１に接触することはない。すなわち、ピストンユニット５の待機位置は、位置決め用凹部に位置決め用突起Ｂ１が係合してＦＯＵＰ１００が載置台Ｂ上に載置された状態において、ピストンユニット５の上端（ポート接触部２５）がＦＯＵＰ１００に設けたポート１０１の下端よりも低くなる位置である。

そして、本実施形態のロードポートＸは、着座センサＢ２によりＦＯＵＰ１００の正規の着座状態を検出した後、切替部８を第２圧力調整状態から第１圧力調整状態に切り替えて、ピストンユニット５を待機位置からパージ位置へ上昇移動させる。すなわち、ホルダ６の側壁６１に形成した下側の通気路６４及びこの下側の通気路６４に接続している下側配管Ｈａを通じて下側の圧力調整空間Ｓ５内に気体を注入して下側の圧力調整空間Ｓ５の圧力を上げるとともに、上側の通気路６５及びこの上側の通気路６５に接続している上側配管Ｈｂを通じて上側の圧力調整空間Ｓ６内の気体を外部に排出して、下側の圧力調整空間Ｓ５の圧力を上側の圧力調整空間Ｓ６の圧力よりも高くすることによって、ピストンユニット５をホルダ６に対して上昇移動させる。

その結果、ピストンユニット５のうちノズル本体２のポート接触部２５がポート１０１の下向き面１０４に接触し、ポート１０１の内部空間１０３とノズル本体２のパージ用気体流路２３及び傾動支持部３のパージ用気体流路３７が連通する。この状態で、本実施形態のロードポートＸは、パージ用気体供給源Ｖ１から供給されるパージ用気体を、配管Ｈ、傾動支持部３のパージ用気体流路３７、ノズル本体２のパージ用気体流路２３及びポート１０１の内部空間１０３を通じてＦＯＵＰ１００内に注入し、ＦＯＵＰ１００内に充満していた気体を排出用ポート及び排出用パージノズルユニットを通じてＦＯＵＰ１００外へ排出する。なお、排出処理を注入処理よりも先に開始してＦＯＵＰ１００内のエアをある程度ＦＯＵＰ１００外へ排出してＦＯＵＰ１００内を減圧した状態で注入処理を行うようにしてもよい。

以上のようなパージ処理を行った後、あるいはパージ処理中におけるロードポートＸの動作は、上述の第１実施形態に準じたものであり、詳細な説明は省略する。

半導体製造処理工程を終えたウェーハが収納されているＦＯＵＰ１００を搬送機構に受け渡す際、または受け渡した後の所定のタイミングで、切替部８を第２圧力調整状態から第１圧力調整状態に切り替えて、ピストンユニット５をパージ位置から待機位置へ下降移動させる。すなわち、ホルダ６の側壁６１に形成した上側の通気路６５及びこの上側の通気路６５に接続している上側配管Ｈｂを通じて上側の圧力調整空間Ｓ６内に気体を注入して上側の圧力調整空間Ｓ６の圧力を上げるとともに、下側の通気路６４及びこの下側の通気路６４に接続している下側配管Ｈａを通じて下側の圧力調整空間Ｓ５内の気体を外部に排出して、上側の圧力調整空間Ｓ６の圧力を下側の圧力調整空間Ｓ５の圧力よりも高くすることによって、ピストンユニット５をホルダ６に対して下降移動させる。その結果、未処理のウェーハが収納されているＦＯＵＰ１００を搬送機構から載置台Ｂ上に受け取る際に、ピストンユニット５がＦＯＵＰ１００の下向き面に干渉する事態を防止することができる。

このように、ピストンユニット５及びホルダ６をユニット化してなる本実施形態のパージノズルユニット１は、ピストンユニット５とホルダ６の間に形成される２つの圧力調整空間Ｓ５，Ｓ６の圧力差を、ホルダ６の側壁６１に形成した通気路６４，６５を通じて調整することによって、ピストンユニット５をホルダ６に対して昇降移動させるように構成している。したがって、例えば複数本のシリンダを同時に伸縮させることでピストンユニット５を昇降移動させる態様と比較して、シリンダを同時に伸縮させる制御が不要であり、２つの圧力調整空間Ｓ５，Ｓ６内の相対的な圧力差を調整する簡単な制御でピストンユニット５の精度の高い昇降移動を実現でき、信頼性が向上する。特に、本実施形態に係るパージノズルユニット１は、各圧力調整空間（下側の圧力調整空間Ｓ５、上側の圧力調整空間Ｓ６）内を真空引き状態にする必要がないため、負圧源（バキューム源）が不要である点で有利である。

そして、本実施形態におけるパージノズルユニット１は、ノズル本体２全体を首振り動作可能に設定し、ポート１０１の下向き面１０４の角度に追従して傾動支持部３に対するノズル本体２の相対組付角度を変更できるように構成している。

したがって、ポート１０１の下向き面１０４がＦＯＵＰ１００の底面に対して傾いている場合であってもその傾斜角度に応じてノズル本体２が、傾動支持部３に対して傾動して、上端部を構成するポート接触部２５全体が、ポート１０１の下向き面１０４に密着する。本実施形態では、ノズル本体２の球面部２２を支持する球面軸受部３１の中心を支点（揺動中心）としてノズル本体２全体が、上方から圧力を受ける物体の形状、つまりポート１０１の下向き面１０４の傾斜角度に応じて傾動する。また、本実施形態のパージノズルユニット１では、ノズル本体２を基準姿勢にした状態で形成されるノズル本体２の胴部２１と傾動支持部３との空間Ｓ４により、ノズル本体２の首振り動作をスムーズに行うことができる。

このように、本実施形態に係るパージノズルユニット１は、ノズル本体２の球面部２２を傾動支持部３の球面軸受部３１で支持し、ポート１０１の下向き面１０４の傾斜角度に応じてノズル本体２を傾動可能に構成することによって、正確な水平度が確保されているポート１０１の下向き面１０４に対してノズル本体２の上端部（ポート接触部２５）を密着させることができることはもちろんのこと、正確な水平度が確保されていないポート１０１の下向き面１０４に対してもノズル本体２の上端部（ポート接触部２５）を自動的に密着させることができる。それにより、パージノズルユニット１のパージ用気体流路３７，パージ用気体流路２３から供給されるパージ用気体がパージノズルユニット１とポート１０１の隙間からＦＯＵＰ１００外に漏れる事態を防止することができ、ノズル本体２の上端部（ポート接触部２５）をポート１０１の傾斜した下向き面１０４に密着させることができない構成と比較して、パージ処理効率の向上及びパージ処理に要する時間の短縮化を図ることができる。

次に、ノズル本体２及び傾動支持部３を相互に組み付けたピストンユニット５をホルダ６に対して昇降移動可能に構成したパージノズルユニットの他の実施形態（以下、第４実施形態と称する）について、図７を参照しながら説明する。なお、上記各実施形態と同じ構成または準じた構成を採用している部材や部分については説明を省略する。また、図７では、第２実施形態と同じ構成または準じた構成を採用している部材や部分には同じ符号を付している。

第４実施形態に係るパージノズルユニット１は、図７に示すように、ノズル本体２と、ノズル本体２を傾動可能に支持する傾動支持部３とを備えたものであり、ノズル本体２を弾性支持する弾性支持部材３３を用いて傾動支持部３を構成している点で第３実施形態のパージノズルユニットとは異なる。

ノズル本体２は、円筒状をなす胴部２１の上端部に、ポート接触部２５を有するノズル頭部２８を設け、円筒状をなす胴部２１の下端部に側方に張り出した抜止部２９を設けたものである。ノズル本体２の軸心部分には、パージ用気体供給方向Ａに沿って延伸するパージ用気体流路２３を形成している。

傾動支持部３は、ノズル本体２の胴部２１の外径よりも所定寸法大きく設定した内径を有する側壁３２と、側壁３２のうち所定の高さ位置から内方に突出してノズル頭部２８と高さ方向に対向する内方突出部３４と、ノズル頭部２８と内方突出部３４との間に配置した弾性支持部材３３とを備えたものであり、さらに、側壁３２の下端から内方に突出した第２内方突出部３９よりも下端側の領域に、側壁３２の外径よりも小さい外径を有する小径筒状部３５と、小径筒状部３５の一部から側方に突出し且つ側壁３２の外径と同じ外径を有する側方突出部３６を設けたものである。

本実施形態では、弾性支持部材３３として、ノズル本体２の胴部２１を周回するコイルバネを適用している。

このような弾性支持部材３３によってノズル頭部２８、ひいてはノズル本体２を弾性支持した状態でノズル本体２及び傾動支持部３をユニット化したピストンユニット５は、ノズル本体２の内部に形成したパージ用気体流路２３と、傾動支持部３の内部に形成したパージ用気体流路３７が、ノズル本体２の抜止部２９と傾動支持部３の第２内方突出部３９及び側壁３２によって仕切られ得る中継空間Ｓ７を介して連通し、これらパージ用気体流路２３，パージ用気体流路３７の延伸方向が鉛直方向と一致する基準姿勢にあるノズル本体２を、弾性支持部材３３の弾性変形により傾動（首振り動作）可能に構成している。本実施形態のパージノズルユニット１では、ノズル本体２の胴部２１のうち上端側領域及びノズル頭部２８が傾動支持部３の上向き面よりも上方に突出し、径方向Ｃに対面するノズル本体２の胴部２１と傾動支持部３の側壁３２及び内方突出部３４の内向き面との間や、ノズル本体２の抜止部２９と傾動支持部３の側壁３２との間に、ノズル本体２の傾動を許容する空間を形成している。また、本実施形態では、傾動支持部３のパージ用気体流路３７の開口径を、ノズル本体２のパージ用気体流路２３の開口径よりも大きく設定し、ノズル本体２が傾動支持部３に対して傾動した場合にも、傾動支持部３のパージ用気体流路３７及びノズル本体２のパージ用気体流路２３同士が、中継空間Ｓ７を介して連通する状態を確保できるように構成している。

このようなピストンユニット５を昇降移動可能に支持するホルダ６の構造、及びピストンユニット５を昇降移動させる構成、及びそれらによって得られる作用効果は第３実施形態における構成や作用効果と同じであるため、詳細な説明は省略する。

本実施形態に係るパージノズルユニット１は、ユニット化した状態でロードポートＸの載置台Ｂにおける複数の所定箇所（本実施形態では載置台Ｂの四隅近傍）に取り付けることで、載置台Ｂ上に載置されるＦＯＵＰ１００内の気体雰囲気をパージ用気体に置換可能なパージ装置Ｐとして機能する。なお、載置台Ｂに対する各パージノズルユニット１の取付処理は、ネジなどの適宜の固定具を用いて載置台Ｂの所定箇所に固定することで実現できる。この固定状態において、傾動支持部３の上向き面が載置台Ｂの上向き面とほぼ同じレベルとなるように設定している。

そして、ノズル本体２を傾動支持部３に対して傾動可能に構成した本実施形態に係るパージノズルユニット１は、ポート１０１の下向き面１０４がＦＯＵＰ１００の底面に対して傾いている場合、その傾斜角度に応じてノズル本体２が、傾動支持部３に対して傾動して、上端部を構成するポート接触部２５全体が、ポート１０１の下向き面１０４に密着する。本実施形態では、ノズル本体２が上方から圧力を受ける物体の形状、つまりポート１０１の下向き面１０４の傾斜角度に応じて傾動支持部３の弾性支持部材３３が弾性変形してノズル本体２全体が傾動する。また、本実施形態のパージノズルユニット１では、ノズル本体２を基準姿勢にした状態で形成されるノズル本体２の胴部２１と傾動支持部３の側壁３２及び内方突出部３４の内向き面との空間や、ノズル本体２の抜止部２９と傾動支持部３の側壁３２との空間により、ノズル本体２の首振り動作をスムーズに行うことができる。

このように、本実施形態に係るパージノズルユニット１は、ノズル本体２を傾動支持部３の弾性支持部材３３で弾性支持し、ポート１０１の下向き面１０４の傾斜角度に応じてノズル本体２を傾動可能に構成することによって、正確な水平度が確保されているポート１０１の下向き面１０４に対してノズル本体２の上端部（ポート接触部２５）を密着させることができることはもちろんのこと、正確な水平度が確保されていないポート１０１の下向き面１０４に対してもノズル本体２の上端部（ポート接触部２５）を自動的に密着させることができる。それにより、パージノズルユニット１のパージ用気体流路２３から供給されるパージ用気体がパージノズルユニット１とポート１０１の隙間からＦＯＵＰ１００外に漏れる事態を防止することができ、ノズル本体２の上端部（ポート接触部２５）をポート１０１の傾斜した下向き面１０４に密着させることができない構成と比較して、パージ処理効率の向上及びパージ処理に要する時間の短縮化を図ることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、弾性支持部材を用いて傾動支持部を構成する場合、ノズル本体と傾動支持部の間に複数の弾性支持部材を配置してもよい。具体的には、ノズル本体の胴部の周囲に複数の弾性支持部材を所定ピッチで配置した態様を挙げることができる。このように複数の弾性支持部材を用いて傾動支持部を構成した場合、ノズル本体の上端部が上方から圧力を受けた場合に、各弾性支持部材の弾性変形量が均等ないし略均等な場合もあれば、弾性支持部材ごとに弾性変形量が異なる場合があり、後者の場合に、ノズル本体の少なくとも上端部分が傾動していることになる。

また、ノズル本体を、ポートと接触し得るポート接触部を有するノズル頭部と、それ以外のパーツである本体部とから構成し、本体部に対してノズル頭部を適宜の手段で組付可能に構成することもできる。この場合、ノズル本体の本体部とノズル頭部とを別々のパーツから構成しているため、ノズル本体のうちポートと接触し得るポート接触部が、経年劣化や使用頻度に応じて摩耗損傷・変形した場合であっても、使用中のノズル頭部に替えて、新品のノズル頭部、あるいは摩耗損傷・変形していていない別のノズル頭部に交換することによって、ポートとの高い気密性を確保した良好な接触状態を確保することができる。

また、ノズル本体が、ポートと接触し得る上端部を有するノズル頭部と、それ以外のパーツである本体部とを備えたものである場合、ノズル頭部と本体部を、例えば折りたたみ式の伸縮自在な部材（蛇腹状継手）やフレキシブル継手等の継手を介して接続し、傾動支持部がノズル頭部のみを傾動自在に支持するように構成してもよい。

また、上述した第３・第４実施形態では、圧力調整空間の圧力を調整するために用いる気体として、パージ用気体とは異なる気体を例示したが、パージ用気体を併用（流用）することもできる。

また、上述した第３・第４実施形態では、圧力調整空間と通気路を１対１の関係で形成した態様を例示したが、１つの圧力調整空間に連通する通気路を複数形成した構成を採用してもよい。ホルダにおける通気路の形成箇所は、圧力調整空間に連通する箇所であれば特に限定されることはなく、例えばホルダの底壁に形成することもできる。

さらにはまた、ピストンユニットとホルダとの間に圧力調整空間を１つだけ形成し、その圧力調整空間内を加圧状態または減圧（負圧）状態にすることで、ピストンユニットを昇降移動可能に構成しても構わない。

さらにまた、圧力調整空間の気密性を確保できる構成であれば、ピストンユニットとホルダの間にシール部材を介在させなくてもよい。

また、上述した実施形態では、ホルダに対してピストンユニット全体を昇降移動させることで、パージノズルを所望の待機位置とパージ位置の間で変更可能に構成したが、パージノズル全体を昇降移動させることで待機位置とパージ位置の間で変更可能に構成することもできる。

また、ホルダに対してノズル本体を昇降移動させる態様、またはパージノズル全体を昇降移動させる態様の何れにおいても、昇降移動させる駆動源として、パージ用気体以外の気体や流体を適用したり、或いはメカニカルな駆動機構を適用してもよい。

さらには、エアシリンダ等のメカニカルな駆動機構によってパージノズルユニットを待機位置とパージ位置の間で移動をさせる構成を採用してもよい。

また、上述した実施形態では、パージ対象容器としてＦＯＵＰを例示したが、他の容器（キャリア）であってもよく、パージ対象容器内に収容される被収容体も、ウェーハに限らず、表示デバイスや光電変換デバイスなどに用いられるガラス基板であっても構わない。

また、パージ装置を、ロードポート以外のもの、例えばパージ対象容器を保管するストッカーや、パージ専用ステーションに適用することもできる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…パージノズルユニット
２…ノズル本体
２２…球面部
２３…パージ用気体流路
３…傾動支持部
３１…球面軸受部
１００…パージ対象容器（ＦＯＵＰ）
１０１…ポート
Ｐ…パージ装置
Ｘ…ロードポート

Claims (7)

1. パージ対象容器の底面に設けたポートを通じて当該パージ対象容器内の気体雰囲気を窒素又は乾燥空気の何れかからなるパージ用気体に置換可能なパージノズルユニットであり、下方から上方に向かうパージ用気体供給方向に沿って延伸するパージ用気体流路を内部に形成したノズル本体と、
   前記パージ用気体流路の外側に設けられ且つ前記ノズル本体の少なくとも上端部分を傾動可能に支持する傾動支持部とからなり、
   前記ノズル本体は、円筒状の胴部及び当該胴部よりも側方に張り出した球面部を有するものであり、
   前記傾動支持部は、前記球面部を接触した状態で支持する凹状の球面軸受部が側壁に形成された円筒状のものであり、
   前記パージ用気体流路における下方に開口した下端部分に接続された配管を通じて前記パージ用気体を前記パージ用気体流路内に注入可能に構成し、
   径方向に対面する前記ノズル本体の前記胴部と前記傾動支持部の側壁の間に、前記ノズル本体の傾動を許容する空間を形成していることを特徴とするパージノズルユニット。
2. パージ対象容器の底面に設けたポートを通じて当該パージ対象容器内の気体雰囲気を窒素又は乾燥空気の何れかからなるパージ用気体に置換可能なパージノズルユニットであり、
   下方から上方に向かうパージ用気体供給方向に沿って延伸するパージ用気体流路を内部に形成したノズル本体と、
   前記パージ用気体流路の外側に設けられ且つ前記ノズル本体の少なくとも上端部分を傾動可能に支持する傾動支持部とからなり、
   前記ノズル本体は、円筒状の胴部及び当該胴部よりも側方に張り出した鍔部を有するものであり、
   前記傾動支持部は、前記ノズル本体の前記鍔部の外径よりも所定寸法大きく設定した内径を有する側壁、当該側壁の下端部から内方に突出して前記鍔部と高さ方向に対向する内方突出部、及び前記鍔部と前記内方突出部との間に配置した弾性支持部材を有するものであり、
   前記パージ用気体流路における下方に開口し下端部分に接続された配管を通じて前記パージ用気体を前記パージ用気体流路内に注入可能に構成し、
   径方向に対面する前記鍔部と前記側壁の間、及び前記胴部と前記内方突出部の間にそれぞれノズル本体の傾動を許容する空間を形成していることを特徴とするパージノズルユニット。
3. パージ対象容器の底面に設けたポートを通じて当該パージ対象容器内の気体雰囲気を窒素又は乾燥空気の何れかからなるパージ用気体に置換可能なパージノズルユニットであり、
   下方から上方に向かうパージ用気体供給方向に沿って延伸するパージ用気体流路を内部に形成したノズル本体と、
   前記パージ用気体流路の外側に設けられ且つ前記ノズル本体の少なくとも上端部分を傾動可能に支持する傾動支持部と、
   前記ノズル本体及び前記傾動支持部を相互に組み付けてなるピストンユニットを昇降移動可能に支持するシリンダー外筒とを備え、
   前記傾動支持部の軸心部分に、高さ方向に貫通し且つ前記ノズル本体の前記パージ用気体流路に連通するパージ用気体流路を形成し、当該パージ用気体流路における下方に開口した下端部分に接続された配管を通じてパージ用気体を当該パージ用気体流路内に注入可能に構成していることを特徴とするパージノズルユニット。
4. パージ対象容器の底面に設けたポートを通じて当該パージ対象容器内の気体雰囲気を窒素又は乾燥空気の何れかからなるパージ用気体に置換可能なパージノズルユニットであり、
   円筒状をなす胴部及び前記胴部の下端部から側方に張り出した抜止部を有し且つ下方から上方に向かうパージ用気体供給方向に沿って延伸するパージ用気体流路を内部に形成したノズル本体と、
   前記パージ用気体流路の外側に設けられ且つ前記ノズル本体の少なくとも上端部分を傾動可能に弾性支持する弾性支持部材と、
   前記胴部の外径よりも所定寸法大きく設定した内径を有する側壁と、
   前記側壁のうち前記抜止部よりも高い所定の高さ位置から内方に突出し且つ前記抜止部の上方への移動を規制可能な内方突出部とを備え、
   前記ノズル本体が傾動していない基準姿勢にある状態において、前記ノズル本体の傾動を許容する空間が、前記胴部と前記側壁及び前記内方突出部の内向き面との間、前記抜止部と前記側壁との間にそれぞれ形成されるように構成していることを特徴とするパージノズルユニット。
5. 前記パージ用気体流路における下方に開口した下端部分に接続された配管を通じて前記パージ用気体を前記パージ用気体流路内に注入可能に構成している請求項４に記載のパージノズルユニット。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載のパージノズルユニットを複数備え、パージ対象容器の底面に設けた複数のポートにそれぞれ前記パージノズルユニットの前記ノズル本体を連通させた状態で、前記パージ対象容器内の気体雰囲気を窒素又は乾燥空気に置換可能に構成していることを特徴とするパージ装置。
7. クリーンルーム内において半導体製造装置に隣接して設けられ、搬送されてきたパージ対象容器であるＦＯＵＰを受け取り当該ＦＯＵＰ内に格納されているウェーハを前記半導体製造装置内と当該ＦＯＵＰ内との間でＦＯＵＰの前面に形成した搬出入口を介して出し入れするロードポートであって、
   請求項６に記載のパージ装置を備えていることを特徴とするロードポート。

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