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吹扫装置以及吹扫方法
申请号	CN201480045357.X	申请日	2014-07-17	公开(公告)号	CN105453247B	公开(公告)日	2017-11-24
申请人	村田机械株式会社;			发明人	村田正直; 德本光哉; 山路孝; 安达成人;
摘要	本发明目的在于，确保作业人员的安全并且将停止吹扫的范围限制在最小限度。将装置的内部空间分割成作业区域和非作业区域，停止作业区域中的向物品的吹扫，并继续进行非作业区域中的向物品的吹扫。测量作业区域内的氧浓度，若作业区域内的氧浓度降低到规定值以下，则停止非作业区域中的向物品的吹扫。
权利要求	1.一种吹扫装置，该吹扫装置利用吹扫气体对从外部向吹扫装置的内部空间供给的多个物品进行吹扫，其特征在于，具备：设定部，该设定部设定用于作业人员进行作业的作业区域，以便将吹扫装置的内部空间分割成作业区域和非作业区域；吹扫气体控制机构，该吹扫气体控制机构控制吹扫气体的供给，以便停止所述作业区域中的向物品的吹扫、继续进行非作业区域中的向物品的吹扫；以及氧浓度测量单元，该氧浓度测量单元测量作业区域内的氧浓度，并且，所述吹扫气体控制机构构成为若作业区域内的氧浓度降低到规定值以下，则停止非作业区域中的向物品的吹扫。 2.根据权利要求1所述的吹扫装置，其特征在于，所述氧浓度测量单元由作业人员携带自如的氧浓度传感器构成、或者由氧浓度传感器和与氧浓度传感器连接且作业人员携带自如的采样管构成。 3.根据权利要求1所述的吹扫装置，其特征在于，还具备隔板，该隔板划分出作业区域和非作业区域，并且在对象装置的内部空间内设置和拆卸自如。 4.根据权利要求3所述的吹扫装置，其特征在于，在所述隔板安装有所述氧浓度测量单元，以便测量作业区域侧的氧浓度。 5.根据权利要求1所述的吹扫装置，其特征在于，吹扫装置是吹扫堆料机，且具备用于作业人员出入内部空间的门，在所述内部空间设置有沿着水平方向和垂直方向排列有多个单元格的架、和输送物品的输送装置，架的单元格具备将氮气作为吹扫气体向物品的内部供给的喷嘴，所述内部空间构成为从顶部供给清洁空气，内部空间的氧浓度由从物品排放的氮气的流动和来自顶部的清洁空气的流动决定，所述设定部以垂直方向的单元格的列为单位并且按照从所述门连续覆盖到作业人员进行作业的范围的方式设定自如地构成作业区域。 6.根据权利要求2所述的吹扫装置，其特征在于，所述吹扫气体控制机构具备与所述氧浓度传感器直接进行通信的通信部。 7.根据权利要求6所述的吹扫装置，其特征在于，具备多个所述氧浓度传感器，所述通信部构成为与多个氧浓度传感器直接进行通信，所述吹扫气体控制机构具备逻辑单元，该逻辑单元将来自所述通信部的多个氧浓度传感器的信号组合来检测作业区域内的氧浓度降低了的情况。 8.一种吹扫方法，该吹扫方法使用吹扫装置来利用吹扫气体对从外部向吹扫装置的内部空间供给的多个物品进行吹扫，其特征在于，该吹扫方法执行以下步骤：设定步骤，设定用于作业人员进行作业的作业区域，以便将吹扫装置的内部空间分割成作业区域和非作业区域；控制步骤，利用吹扫装置控制吹扫气体的供给，以便停止所述作业区域中的向物品的吹扫，继续进行非作业区域中的向物品的吹扫；测量步骤，测量作业区域内的氧浓度；以及停止步骤，若作业区域内的氧浓度降低到规定值以下，则所述吹扫气体控制机构利用吹扫装置停止非作业区域中的向物品的吹扫。 9.根据权利要求8所述的吹扫方法，其特征在于，吹扫装置是吹扫堆料机，且具备用于作业人员出入内部空间的门，在所述内部空间设置有沿着水平方向和垂直方向排列有多个单元格的架、和输送物品的输送装置，架的单元格具备将氮气作为吹扫气体向物品的内部供给的喷嘴，所述内部空间构成为从顶部供给清洁空气，内部空间的氧浓度由从物品排放的氮气的流动和来自顶部的清洁空气的流动决定，在所述设定步骤中，以垂直方向的单元格的列为单位并且按照从所述门连续覆盖到作业人员进行作业的范围的方式设定作业区域。
说明书全文	吹扫装置以及吹扫方法技术领域 [0001] 本发明涉及在堆料机等中采用的吹扫装置和吹扫方法，尤其涉及对象装置内的氧浓度的监视。背景技术 [0002] 在半导体工厂中，将半导体晶片、母版(reticle)等物品收纳于FOUP等容器，并将该容器保管于堆料机。堆料机有基于氮气等吹扫气体来进行吹扫的吹扫堆料机(专利文献1：日本特开2012-248785)。在吹扫堆料机中，在堆料机内的各个单元格设有吹扫气体的喷嘴，使喷嘴与FOUP等容器的气体导入孔接触，将吹扫气体吹入容器内。被吹入的吹扫气体从容器被排放到吹扫堆料机的内部空间等。由于在吹扫堆料机中从顶部吹入清洁空气并从底板等排放气体，所以吹扫堆料机的内部空间的氧浓度由吹扫气体从容器的放出和来自顶部的空气流共同决定。 [0003] 展示一种关于吹扫装置的现有技术。专利文献2(WO00/31780)公开了一种能够提供惰性气体和洁净干燥空气这2种吹扫气体，并在因维护等作业人员进入吹扫对象的装置内的情况下，将吹扫气体切换成洁净干燥空气，而平时用惰性气体进行吹扫的方案。 [0004] 专利文献1：日本特开2012-248785 [0005] 专利文献2：WO00/31780 [0006] 在作业人员为了维护等而进入吹扫对象装置内的情况下，若全面停止吹扫则效率低。然而，保持继续吹扫的状态，也存在依赖于氧浓度传感器的问题。第一，对于对象装置内而言，吹扫气体的流动和清洁空气的流动混在一起，氧浓度的变动剧烈。因此，难以进行具有可靠性的检测。第二，氧浓度的平均值因吹扫气体而降低。因此，对氧浓度的降低的允许范围较小。发明内容 [0007] 本发明的课题在于，在确保作业人员的安全的同时将停止吹扫的区域限制为最小限度。 [0008] 本发明是利用吹扫气体对从外部向吹扫装置的内部空间供给的多个物品进行吹扫的吹扫装置，其特征在于，具备： [0009] 设定部，该设定部设定用于作业人员进行作业的作业区域，以便将吹扫装置的内部空间分割成作业区域和非作业区域； [0010] 吹扫气体控制机构，该吹扫气体控制机构控制吹扫气体的供给，以便停止上述作业区域中的向物品的吹扫而继续进行非作业区域中的向物品的吹扫；以及 [0011] 氧浓度测量单元，该氧浓度测量单元测量作业区域内的氧浓度， [0012] 并且，上述吹扫气体控制机构构成为若作业区域内的氧浓度降低到规定值以下，则停止非作业区域中的向物品的吹扫。 [0013] 另外，本发明是使用吹扫装置来利用吹扫气体对从外部向吹扫装置的内部空间供给的多个物品进行吹扫的吹扫方法，其特征在于，该吹扫方法执行以下步骤： [0014] 设定步骤，设定用于作业人员进行作业的作业区域，以便将吹扫装置的内部空间分割成作业区域和非作业区域； [0015] 控制步骤，通过吹扫装置控制吹扫气体的供给，以便停止上述作业区域中的向物品的吹扫，继续进行非作业区域中的向物品的吹扫； [0016] 测量步骤，测量作业区域内的氧浓度；以及 [0017] 停止步骤，若作业区域内的氧浓度降低到规定值以下，则利用吹扫装置停止非作业区域中的向物品的吹扫。 [0018] 在本发明中，由于停止作业区域中的向物品的吹扫，不停止非作业区域中的向物品的吹扫，所以停止吹扫的范围变窄。另外，由于在作业区域中停止向物品的吹扫，所以能够将氧浓度保持得高。在作业区域的氧浓度降低的情况下，停止非作业区域中的向物品的吹扫。于是，能够消除吹扫气体向作业区域的混入而提高氧浓度。其中，在该说明书中，关于吹扫装置的记载也直接适用于吹扫方法。在大型的吹扫堆料机的情况下，可以将非作业区域进一步分割成与作业区域邻接的区域、和与作业区域不邻接的区域等。该情况下，可以根据作业区域的氧浓度的降低，首先停止邻接的区域中的向物品的吹扫，在作业区域的氧浓度仍未恢复的情况下，在不邻接的区域中也停止向物品的吹扫。 [0019] 优选上述氧浓度测量单元由作业人员携带自如的氧浓度传感器构成，或者由氧浓度传感器和与氧浓度传感器连接且作业人员携带自如的采样管构成。由于测量作业人员的位置处的氧浓度，所以氧浓度检测的可靠性较高。此外，与采样管连接的氧浓度传感器可以配置在吹扫对象装置的内部，也可以配置在外部。另外，优选还设有用于从采样管吸进环境气体的泵。 [0020] 另外，优选还具备划分出作业区域和非作业区域并且在对象装置的内部空间内设置和拆卸自如的隔板，在上述隔板安装有上述氧浓度测量单元，以便测量作业区域侧的氧浓度。优选在上述隔板的作业区域侧安装有上述氧浓度测量单元。隔板存在于作业区域和非作业区域的边界，位于容易受到吹扫气体的影响的位置。通过在该位置测量氧浓度，在作业人员的周围能够在氧浓度降低之前检测氧浓度。其中，若以能够整流气流的方式构成隔板，则可减少从非作业区域混入到作业区域的吹扫气体。另外，若将氧浓度测量单元安装于隔板，则不需要作业人员进行携带，作业变得容易。另外，在堆料机具备堆垛机等输送装置的情况下，隔板也成为输送装置的进入界限。 [0021] 虽然在实施例中说明了吹扫堆料机，但也能够将本发明应用于EFEM(Equipment Front End Module)、半导体的处理装置、以及不收纳于容器而裸露的半导体晶片、保管裸母版等的保管装置等。若将本发明应用于具备多台输送装置的大型吹扫堆料机，则由于仅在吹扫堆料机的内部空间的一部分停止吹扫即可，所以特别高效。 [0022] 吹扫装置例如是吹扫堆料机，具备用于作业人员出入内部空间的门。另外，在上述内部空间设置有沿着水平方向和垂直方向排列有多个单元格的架、和输送物品的输送装置，架的单元格具备将氮气作为吹扫气体向物品的内部供给的喷嘴。而且，上述内部空间以从顶部供给清洁空气的方式构成，内部空间的氧浓度由从物品排放的氮气的流动、和来自顶部的清洁空气的流动决定。上述设定部以垂直方向的单元格的列为单位并且按照从上述门连续覆盖到作业人员进行作业的范围的方式设定自如地构成作业区域并被程序化。这样一来，将从门连续到作业人员进行维护等作业的范围设为作业区域，能够提高作业区域内的氧浓度并且测量氧浓度，安全地进行作业。 [0023] 另外，若吹扫气体控制机构具备与氧传感器直接通信的通信部，则能够在氧的浓度降低时可靠地停止向非作业区域的吹扫气体的供给。并且，优选具备多个氧传感器，通信部与多个氧传感器直接通信，并且吹扫气体控制机构具备逻辑单元，该逻辑单元将来自通信部的多个氧传感器的信号组合，来检测作业区域内的氧浓度降低了的情况。这样一来，利用氧浓度传感器的信号的与(and)运算或者或(or)运算等，能够准确地检测氧浓度的降低。附图说明 [0024] 图1是示意性表示实施例的具备吹扫装置的堆料机的图。 [0025] 图2是吹扫装置的模块部。 [0026] 图3是表示便携用的氧浓度传感器的图。 [0027] 图4是表示采样管与氧浓度传感器的图。 [0028] 图5是表示实施例中采用的隔板(partition)的侧视图。 [0029] 图6是表示入室的允许算法的流程图。 [0030] 图7是表示吹扫的控制算法的流程图。具体实施方式 [0031] 以下，示出用于实施本发明的最佳实施例。本发明的范围应该基于权利要求的范围记载并参考说明书的记载和本领域的公知技术，按照本领域技术人员的理解来决定。 [0032] 实施例 [0033] 在图1～图7表示实施例的吹扫堆料机(purge stocker)2和吹扫的控制。吹扫堆料机2被设置在无尘室内，从顶部吹入清洁空气的下降气流。此外，也可以在吹扫堆料机2的顶部设置风机过滤单元。将吹扫堆料机2的框体和其内部设为堆料机主体4。6是其内部空间，是将FOUP等物品10保管于单元格8，堆垛机16等输送装置进行动作，作业人员进入来进行维护等作业的空间。多个单元格8构成架，在各单元格设有氮气等吹扫气体的配管，对物品10内吹扫。通过来自顶部的下降气流与从物品10放出的吹扫气体的平衡，决定内部空间6的氧浓度，这些气体被从堆料机主体4的下部等排放。其中，多个单元格8沿水平方向和垂直方向排列来构成架。FOUP等物品10是半导体晶片等容器，具备吹扫气体的导入孔，从设于单元格的喷嘴接受吹扫气体。 [0034] 内部空间6被分割成作业区域12和非作业区域14，区域12、14的边界在实施例中是铅垂的。在沿高度方向具备多层的吹扫堆料机的情况下，也可以基于高度方向的层分割成作业区域和非作业区域。若将沿高度方向排列单元格8的部分作为架的列，则设定成作业区域12例如以列为单位设定，从用于作业人员出入的门20覆盖到进行作业的范围。 [0035] 堆垛机(stacker crane)16在轨道17被引导而沿着架行进，使升降台18沿着桅杆19升降，相对于单元格8搬入搬出物品10。设置于吹扫堆料机2内的输送装置的种类并不限于堆垛机16而是任意的。 [0036] 22是指堆料机控制器，控制堆垛机16且对吹扫堆料机2的库存以及出库入库进行管理，与未图示的上位控制器等进行通信。24是吹扫控制器，对吹扫进行控制。26是吹扫气体控制盘，是具备吹扫气体的控制阀等的盘，可以使吹扫控制器24和吹扫气体控制盘26形成一体。另外，吹扫控制器24也可以与堆料机控制器22形成一体。28是吹扫气体管道，将氮气等吹扫气体向吹扫气体控制盘26供给。 [0037] 30是隔板，被配置在作业区域12与非作业区域14的边界，由脚31支承，且移动自如。隔板30被放置的位置也是堆垛机16的进入范围的界限。 [0038] 如图2所示，吹扫装置由吹扫控制器24、吹扫气体控制盘26、按每个单元格设置的质量流量(mass flow)控制器38和喷嘴40、以及它们之间的配管形成。吹扫气体控制盘26具备手动阀32、使下游侧的压力稳定的调节器34、以及控制阀36，控制阀36可以是电磁阀也可以是气动阀。通信部42从氧浓度传感器54接收作业区域内的氧浓度，在该氧浓度为规定值以下时，关闭控制阀36从而停止吹扫气体向吹扫堆料机整体的供给。通信部42与氧浓度传感器54的通信可以是有线通信，也可以是光通信、无线通信、红外线通信等。 [0039] 在具有多个氧浓度传感器54的情况下，例如当在隔板安装有多个氧浓度传感器时，由于对多个氧浓度传感器的信号进行与(and)运算或者或(or)运算，或者对氧浓度传感器的信号进行平均化、微分等信号处理，所以也可以设置逻辑单元44。控制阀36是针对吹扫堆料机整体的阀，作业区域的吹扫的停止由质量流量控制器38进行，但也可以按单元格的每列设置控制阀，利用该控制阀来进行对作业区域的吹扫的停止、以及非作业区域的吹扫的停止。 [0040] 吹扫控制器24具备触摸屏46和键盘48，从这些输入设备输入作业区域的范围，作业区域设定部50进行作业区域的设定相关的处理。即，作业区域设定部50经由输入输出52将作业区域内的质量流量控制器38的目标流量设为0，并向堆料机控制器通知作业区域的范围。与此相对，堆料机控制器禁止堆垛机向作业区域内的进入。 [0041] 图3表示携带自如的氧浓度传感器54。传感器部55收纳原电池(galvanic cell)式等传感器，显示部56显示氧浓度，并且在氧浓度降低到规定值以下时以蜂鸣器、声音、警告灯的闪烁等发出警报。通信部58将氧浓度或者氧浓度是否在允许范围内等向上述通信部42进行通信。而且，作业人员将氧浓度传感器54放置在胸前口袋来在作业区域内进行作业。 [0042] 图4表示作业人员随身带的采样管62。60是喷嘴，该喷嘴吸进环境气体，采样管62是柔软的，利用气泵64吸进气体，由氧浓度传感器54测量氧浓度，并与上述控制阀侧的通信部进行通信。该情况下，氧浓度传感器不需要是便携用的，可以配置在堆料机主体的外部，也可以配置在堆料机主体的内部空间。 [0043] 图5表示隔板30，隔板30可以是栅状且没有气密性，也可以是气密性的板状。在任意的情况下都具有整流作用，限制吹扫气体从非作业区域14向作业区域12流入的情况。隔板30表示堆垛机不进入的范围，被作业人员挪动而设置和移动自如，在隔板30的作业区域12侧安装有1个或者多个氧浓度传感器54来与控制阀侧的通信部进行通信。 [0044] 在具有多个氧浓度传感器54并且气流的波动显著的情况下，根据氧浓度降低到规定值以下的来自多个氧浓度传感器54的信号(and信号)，来停止非作业区域的吹扫。在气流的波动较小的情况下，根据氧浓度降低到规定值以下的来自任何一个氧浓度传感器54的信号(or信号)，来停止非作业区域的吹扫。 [0045] 图6表示进入堆料机主体内(入室)的允许算法。通过向堆料机的内部空间带入氧浓度传感器、和向堆料机的内部空间插入采样管，或者利用在堆料机的内部空间固定的氧浓度传感器，来测量堆料机内(内部空间)的氧浓度(步骤S1)。如果氧浓度在允许范围内，则允许入室，如果比允许范围低，则不可入室(步骤S2)。 [0046] 图7表示作业人员要进入内部空间时的吹扫控制算法。在步骤S11中，设定作业区域，并停止作业区域中的吹扫。例如，随后执行图6的处理，作业人员入室(步骤S12)。此外，此时也可以使非作业区域中的吹扫暂时停止，在作业人员进入到内部空间之后再次开始非作业区域中的吹扫。对作业区域中的氧浓度进行监视(步骤S13)，若氧浓度降低到允许值以下(步骤S14)，则在非作业区域中也停止吹扫(步骤S15)。在吹扫停止后，若氧浓度返回到正常值，则可以再次开始吹扫，或者也可以继续停止吹扫直到作业人员退出为止。 [0047] 实施例具有以下的特征。 [0048] 1)由于停止仅作业区域中的吹扫，所以停止吹扫的范围很窄。 [0049] 2)由于在作业区域中停止吹扫，所以氧浓度难以降低。另外，若假设作业区域的氧浓度降低，则停止非作业区域中的吹扫来恢复氧浓度。 [0050] 3)由于氧浓度传感器与控制阀侧的通信部不经由控制器等而直接进行通信，所以在氧浓度降低时能够可靠地停止吹扫。 [0051] 4)若作业人员携带氧浓度传感器或者采样管，则能够测量作业人员的位置处的氧浓度。 [0052] 5)若将氧浓度传感器安装到处于作业区域与非作业区域的边界的隔板，则能够快速地检测到氧浓度的降低，并且作业人员不需要将氧浓度传感器携带到作业区域。 [0053] 附图标记说明 [0054] 2-吹扫堆料机；4-堆料机主体；6-内部空间；8-单元格；10-物品；12-作业区域；14-非作业区域；16-堆垛机；17-轨道；18-升降台；19-桅杆；20-门；22-堆料机控制器；24-吹扫控制器；26-吹扫气体控制盘；28-吹扫气体管道；30-隔板；31-脚；32-手动阀；34-调节器；36-控制阀；38-质量流量控制器；40-喷嘴；42通信部；44-逻辑单元；46-触摸屏；48-键盘； 50-作业区域设定部；52-输入输出；54-氧浓度传感器；55-传感器部；56-显示部；58-通信部；60-喷嘴；62-采样管；64-气泵。

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