JPH08181045A - ガス交換システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚染から、内部に包含された物品を保護する
隔離構造体にパージガス源を速やかに接続および取外す
ためのガス交換システムを提供する。 【解決手段】 シールされた包囲体内の包囲雰囲気ガス
の交換がもたらされる。パージガスが、包囲体１００に
迅速に接続され迅速に取外されるガス交換システムによ
りもたらされる。ガス接続通路の端部を取囲むサクショ
ンカップがフィルタ膜３２８へのインターフェースを形
成し、閉鎖部材とのシールを形成する。パージシステム
および排気システムの出口および入口は、隔離容器が取
除かれたとき、ばね作動のバルブ３５２によって自動的
に接続解除される。閉鎖部材がパージシステム上に置か
れたとき、そのパッケージの重量がばね力に打勝ち、バ
ルブを開き、置換ガスが流れるのを許容する。空の隔離
包囲体が該システム上に置かれても、重量がバルブを開
くには不充分であり、製品の重量が加わった包囲体のみ
がパージされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品のような感汚
染物品を汚染から隔離して包装するための包囲体、特
に、封止された容器をパージするに便宜な包囲体のガス
交換システムに関する。

【０００２】なお、本明細書の記述は本件出願の優先権
の基礎たる米国特許出願第０７／９４９，９５９号（１
９９２年９月２４日出願）の明細書の記載に基づくもの
であって、当該米国特許出願の番号を参照することによ
って当該米国特許出願の明細書の記載内容が本明細書の
一部分を構成するものとする。

【０００３】

【従来の技術】包装は、製造過程における製品の輸送お
よび配送の一体化された一部となっている。包装に要求
される重要なことの１つは、製造中に製造工程と使用前
との間で製品の取扱の容易性、および汚染なしにスペー
ス効率に優れた貯蔵をもたらすことであった。

【０００４】このような包装の重要な機能は、生産ない
しは製造中の製造工程間において、製品の汚染からの保
護である。かかる保護は、容器内に存在する蒸気および
粒子による汚染、あるいは物品が収容されているときに
容器内に放出される汚染を含む広範囲に亘る環境状態か
らの損傷をしばしば受けやすい電子回路部品にとって、
特に重大となってきている。

【０００５】状態をクリーン維持することは、近年にお
いて、電子装置に対する中間製品の貯蔵および輸送の増
大につれ、増々重要になってきている。このような中間
製品は、さらなる処理のために包装から取出されるとき
にクリーンな状態に維持されねばならない。さらに、適
正にクリーンな製造環境を維持することは、自動化され
た処理設備による包装の操作およびそれに包含される物
品の増加につながる。それ故に、隔離構造体は、包装さ
れた物品に対して要求される型式の保護をもたらすのに
加えて、かかる設備によって操作されるように適合され
ねばならない。この適合はしばしば、包装および自動化
設備の両方に、特別に変更されかつ標準化されることを
要求し、コストの増大および自動化設備の汎用性の減少
となっている。

【０００６】標準機械的インターフェース（ＳＭＩＦ）
が、Ｔｕｌｌｉｓ ｅｔ ａｌの米国特許第４，５３
２，９７０号「集積回路製造用の無粒子結合インターフ
ェース（Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｆｒｅｅ Ｄｏｃｋａｂｌ
ｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｒｇａｔｅ
ｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」に記載さ
れており、コラム３の５０行〜６４行に、ＳＭＩＦボッ
クスは、ＩＣウェハの表面の粒子を減少するためには、
常時流動する濾過空気を利用していないと述べている。
むしろ、ＩＣのクリーンさは、静止空気の内部環境を維
持することにより達成されている。要約すると、このよ
うなＳＭＩＦインターフェースは、ウェハのまわりの空
気の循環を防げることによって、汚染物から保護するよ
う半導体ウェハと共に用いられようとしている。

【０００７】Ｐａｒｉｋｈ ｅｔ ａｌの米国特許第
４，７２４，８７４号「粒子濾過システムを有するシー
ルおよび輸送可能な容器（Ｓｅａｌａｂｌｅ Ｔｒａｎ
ｓｐｏｒｔａｂｌｅ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ Ｈａｖｉｎ
ｇ ａ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ Ｓｙ
ｓｔｅｍ）」は、第７コラムの５７行以下に、入口…お
よび出口を有し濾過および分析を行う濾過システムおよ
び空気循環システムを記載している。…クリーンな空気
あるいは窒素が、ポンプＰにより内部空間に送られ、導
通チューブを介して循環され、そして出口を通して排出
される。内部空間内のどのような粒子をも捕捉するフィ
ルタが出口に設けられている。さらに、入口もまたフィ
ルタを有し得る。入口および出口の各々には一方向弁が
あり、不望の流体は第１環境に入れない…。

【０００８】本発明は、過去においてこのような機能を
奏すべく用いられていた、より精巧な機構に代えて、発
明者等による、より速く最少の相互の影響でもって作動
する簡単な構造の必要性の認識に基づいている。

【０００９】製造工程からオフラインされたときの貯蔵
中に、包囲されたチャンバ内の物品が不望のガスからパ
ージされるパージステーションに迅速な接続が可能で、
かつそこからワークを迅速に取除くことが可能であるこ
とが望ましい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、その内部あるいは外部のいずれかから発生される粒
子ないしは蒸気による汚染から、内部に包含された物品
を保護する隔離構造体にパージガス源を速やかに接続お
よび取外すためのシステムを提供することにある。

【００１１】本発明のさらに他の目的は、パージされる
べき閉鎖容器が取外されたとき、パージシステムおよび
排気システムの出口および入口を自動的に接続解除する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に従い、再使用可
能な隔離包囲体は、フィルタと蒸気および湿気ドレンを
備えた閉鎖部材を有している。シールされた包囲体内の
周囲雰囲気ガスの置換えがもたらされる。不活性ガスの
置換えが、包囲体に迅速に接続しかつ包囲体から迅速に
取外されるガス置換システムによってもたらされる。ガ
ス接続通路の端部を取囲むサクションカップがフィルタ
膜へのインターフェースを形成し、かつ閉鎖部材とのシ
ールを形成する。サクションカップ以外の機械的な接続
は不要である。パージシステムおよび排気システムの出
口および入口は、パージされるべき隔離容器が取除かれ
たとき、スプリング作動のバルブによって自動的に接続
解除される。隔離包囲体の閉鎖部材がパージシステム上
に置かれたとき、そのパッケージの重量がスプリング力
に打勝ち、バルブを開き、かつ置換ガスが流れるのを許
容する。もし、空の隔離包囲体が該システム上に置かれ
ても、重量がスプリング作動のバルブシステムを開くに
は不充分であり、故に、製品の重量が加わった包囲体の
みが、ガス置換システムによってパージされる。

【００１３】本発明による解決法は、半導体産業に閉鎖
容器を提供している業界に使用され得、かつこの解決法
は半導体製品以外の領域に応用できる。

【００１４】さらに、本発明によるガス交換システム
は、外壁を有する、シールされたチャンバのためのガス
交換システムであって、 ａ．前記チャンバの壁内の入口フィルタの膜、 ｂ．前記チャンバの壁内の出口フィルタの膜、 ｃ．前記チャンバ内に導入されるべきガスの源を有する
供給手段、 および ｄ．前記供給手段に各々が接続され、前記入口フィルタ
ないしは出口フィルタに対し自己シール接続状態で終わ
る入口通路および出口通路であって、前記ガスを、前記
チャンバ内に包含されているいかなるガスも前記出口フ
ィルタを介して排出すべく、前記入口フィルタを介して
前記チャンバ内に配送する入口通路および出口通路、を
備えたことを特徴とする。

【００１５】好ましくは、前記入口通路および出口通路
の少なくとも一方を通るガスの流速を計測する流量指示
計が前記入口通路および前記出口通路に連通されている
ことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
を参照しつつ説明する。

【００１７】図面、特に本発明によるガスパージシステ
ム部分を含む隔離構造体１００の構成部品が、それぞれ
分解しておよび側断面で示された図１および図２を参照
する。隔離構造体１００は、２つの主要部品、すなわ
ち、殻体１１０および殻体１１０の端部の開口９０に嵌
合する取外し可能な閉鎖部材１１２を有している。殻体
１１０は、好ましくは、鋳造，射出成形，機械加工ある
いは他の適当な技術によって、２つの殻部分１１１，１
１１′から製作することができる。もし殻体１１０がそ
のように形成されるなら、この両部分１１１，１１１′
は、好ましくは熱盤溶接（ｈｏｔ ｐｌａｔｅｎ ｗｅ
ｌｄｉｎｇ）により永久的に結合され、結合部にばりの
ない気密シールをもたらす。しかしながら、汚染源とな
るような遊離粒子ないしは蒸気（例えば、接着剤の溶
剤）の源を形成するであろう材質および生成物を避ける
ための注意が払われる限りにおいては、他の結合技術お
よび接着剤のような材料が用いられてもよい。いずれも
場合でも、殻体１１０の殻部分１１１，１１１′は、殻
部分が結合されたときに殻体１１０の構造的一体性を確
実とするために、相互に連結する縁構造体１３９，１４
０およびできれば相互連結タブ１４１を備えて形成され
るのが好ましい。殻部分１１１，１１１′を結合するの
に利用される技術あるいは材料が何であれ、殻部分１１
１，１１１′が結合された後、内側の隙間が残らないよ
うに、このような位置合わせすなわち相互連結構造体
（例えば、全深溶着（ｆｕｌｌ ｄｅｐｔｈ ｗｅｌ
ｄ）が最大限に含まれていることが好ましい。

【００１８】完成時には、殻体１１０は可動部分ないし
は内部のへこみ構造を有せず、かくて容易にクリーンに
し得る。内部の主要部分はクリーニングの促進のために
平坦であることが好ましく、かつ閉鎖部材１１２が圧入
される開口９０は、殻体１１０内の内断面形状よりも小
さくなく、ブラシ，ノズルあるいは他の装置が、殻体１
１０の全内面に接触するようもたらされるのを許容して
いる。

【００１９】殻体１１０の内部の主要平坦面１１８はま
た、周囲大気から隔離して維持している間、隔離構造体
１００の内容物を検査し得るような視検窓を形成するた
めに、平坦な外側面１１７と協働することが好ましい。
この理由のために、透明材料がまた好ましい。さらに、
殻体１１０の１１９の如き側面に視検窓を設けてもよ
い。もし、殻体１１０が二つの部分で形成されるのであ
れば、このような部分間の結合線が側面の視検窓を横切
ることを避けるのが好ましい。それ故に、窓１１９は好
ましくは部分の一方側に形成され、対応するノッチ１２
０が他方側に形成されて窓１１９の縁部を受入れる。視
検窓１１７，１１９のいずれをも別構造体として形成
し、この周囲に二つ以上の殻体の部分を適合させること
も可能である。しかしながら、低ガス発生特性および低
発散（例えば、表面からの粒子損失）率の適した透明材
料が容易に入手可能であるから、殻部分１１１，１１
１′内に視検窓を一体的に形成することによって、最低
のコストが達成される。このような適した材料の例とし
ては、ＰＣ（ポリカーボネイト、ＬＥＸＡＮ（商品
名）），ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート、ＢＡ
ＹＯＮ（商品名））、およびＰＥＴＧ（ポリエチレンテ
レフタレート−グリコール改質、ＫＯＤＡＲ（商品
名））が挙げられる。これら材料は、（静電散逸剤のよ
うな）添加剤を用いるといくらか導電性となり静電気を
散逸できるので、特に適している。

【００２０】好ましくは盛り上げられた（隆起）枠端１
２１および１２２の形態の積上構造が設けられている。
あるいはその両者が採られている。隆起枠端１２１およ
び１２２は、図２に、１２１および１２２で指示される
ように、積上構造と機能的に組合わされるよう好ましく
は寸法決めされている。

【００２１】殻体１１０にはまた、好ましくは外方突出
部１１５が形成されており、突出部１１５は、内包物の
挿入あるいは取出しの際中に、殻体１１０を位置決めす
るのに用いられ得る。突出部は、好ましくは突出部１１
５間に保持される挿入物として形成される工程識別タグ
１１６、あるいは他の識別指示のための位置設定器とし
て用いることができる。突出部１１５に対し、あるいは
挿入物１１６との組合わせにおいて、特別な外形寸法と
か形状は要求されないが、突出部１１５の横方向端部１
１５′が、角度付けられたり、斜めに切られたり、丸味
付けられたり、さもなくば、積上構造１２１，１２２に
従って積上げられたとき、殻体１１０の把持、すなわち
取扱いおよび殻体１１０の分離を容易とするために形状
付けられることが好ましいと考えられている。

【００２２】本発明に従う閉鎖部材１１２は複合構造で
あり、その主要構成部品は、好ましくは背板（以下、バ
ックボーンと称す）１２４を含む閉鎖部材本体、および
弾性的空気シール部材１１３である。バックボーン１２
４は、殻体１１０の閉鎖部材用開口（開口）９０の形状
に概ね適合するように、弾性シール部材１１３の通常の
形状を支えている。バックボーン１２４はまた好ましく
は、以下に詳細に説明するように、弾性シール部材１１
３の内部を連通するための空気マニホルド（ｍａｎｉｆ
ｏｌｄ）をもたらしている。バックボーン１２４の両縁
部は、図２の１３２で最もよく表わされているように、
弾性シール部材１１３が装着されたとき、細長い円錐曲
線回転体状の内部容積部を形成すべく、好ましくは断面
カップ形状とされている。従って、利用されるマニホル
ド構造に一致させて、バックボーン１２４のカップ形状
縁部には開口が設けられている。閉鎖部材本体内にマニ
ホルドを設けることが好ましいが、弾性シール部材１１
３によって部分的に画成される内部空間に、圧力ないし
は部分バキュームを連通することができることが必要で
あるのみであって、閉鎖可能な開口，チューブあるいは
他の配置が、弾性シール部材１１３それ自体に直接に設
けられ得るということが理解されるべきである。

【００２３】図１と共に図２をさらに参照するに、閉鎖
部材１１２の主要構造を完成するために、閉鎖部材本体
は好ましくはさらに、前側プレート（以下、フロントプ
レートと称す）１２３およ後側プレート（以下、リアプ
レートと称す）１２５を含んでいる。図２に示すよう
に、フロントおよびリアプレートは、バックボーン１２
４のカップ形状縁部の外側に対抗して、弾性シール部材
のそれぞれの端部をクランプしている。フロントおよび
リアプレート１２３，１２５はまた、バックボーン１２
４と共に弾性シール部材１１３を機械的に束縛し、内部
容積部が排気されたとき、封止部材１１３の制御された
つぶれをもたらす。排気されるべき「内部容積部」は、
中空の閉鎖部材１１２内の空間１７０および１８０と空
気マニホルド１３０とを含む。空間１７０とは、フロン
トプレート１２３およびリアプレート１２５の間の空間
である。空間１８０は、空気シール部材１１３と閉鎖部
材のバックボーン１２４のカップ形状縁部との間の容量
部により定義される。もちろん、この「内部容積部」の
定義は、本発明の好ましい実施例の構成部品の特定の形
状およびトポロジィ（ｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ）に対する
ものであり、基本的に弾性シール部材１１３の内部１８
０と連通し、かくて、その形態にはかかわりなく「マニ
ホルド」を構成している閉鎖部材の全ての内部空間を含
んでいることが理解されるべきである。事実上は、「マ
ニホルド」は、この閉鎖部材１１２内に存在するであろ
う内部空間の極めて小さな部分のみを占めてもよいとい
うこともまた理解されるべきである。

【００２４】バックボーン１２４に対するフロントおよ
びリアプレート１２３，１２５の配置は、好ましくはフ
ロントプレート１２３の背面に固着され、それぞれ中心
線１２６および１２６′を中心とする筒状ハウジング３
４０によって容易とされている。筒状ハウジング３４０
は、それぞれ中心線１２６および１２６′に整列されて
いる、バックボーン１２４およびリアプレート１２５の
孔を貫通して延びる。リアプレート１２５の背面側で
は、保持ナット３２４が筒状ハウジング３４０の端部に
押込まれ、当業者には充分に理解されるように、ナット
をロック位置に回転することにより筒状ハウジング３４
０上でロックする。

【００２５】かわりに、フロントおよびリアプレート１
２３，１２５とバックボーン１２４は、他の閉鎖構造体
と共に、フロントおよびリアプレート１２３，１２５の
いずれかあるいは両者、および／またはバックボーン１
２４から延びるピンにより一緒に結合され、かつ、閉鎖
部材アッセンブリを一体とすべく、フロントおよびリア
プレート１２３，１２５のところで溶着，接着、あるい
は付着される。また、図２に最もよく示されるように、
フロントおよびリアプレート１２３，１２５の縁部は、
好ましくは全体的な断面形状がギリシャ文字「Ω」とな
るように、好ましくは角度付けられた弾性シール部材１
１３の縁部に、緊密に係合するよう形状付けられてい
る。この構造上の形態は、これら部品間における特に気
密シール部材１１３をもたらし、シール部材１１３が加
圧され、かつかかる圧力が長期間、隔離構造体１００の
閉鎖部材１１２を緊密にシールすべく維持されることを
許容する。

【００２６】フロントプレート１２３は、バックプレー
ト１２４によってもたらされているマニホルドと協働
し、弾性シール部材１１３の内部が、加圧あるいは排気
されることを許容する開口１３１を有している。フロン
トプレートの少なくとも前面は、以下に説明するバキュ
ーム閉鎖部材除去プレート１１４による係合を促進する
ために、好ましくは平坦表面とされている。バックボー
ン１２４、フロントおよびリアプレート１２３，１２５
は、好ましくは殻体１１０と同一材料で形成される。し
かしながら、透明性は通常要求されず、材料の選択には
僅かに大きな寛容度がある。

【００２７】マニホルド１３０は、チューブあるいはバ
ックボーン１２４内の中空構造のように多くの形態で製
作され得る。しかしながら、極めて簡単で好ましい構造
は、バックボーン１２４の側面における溝ないしはくぼ
み（１６０にて示されている）、あるいはフロントおよ
び／またはリアプレート１２３，１２５の隣接表面（１
６０′にて示されている）として、単純に形成されても
よい。マニホルドは、好ましくは、バックボーン１２４
のウェブを貫通する少なくとも１つの連通孔１６１を有
するバックボーン１２４の両側面に形成される。対応す
る孔がまた、バックボーン１２４のカップ形状縁部にお
いて溝の位置に形成されている。空気マニホルド１３０
として役立っている溝は、フロントおよびリアプレート
１２３，１２５の隣接する内面と協働して、フロントプ
レート１２３の好ましくは滑らかな、ないしは平らな外
面の開口１３１から、弾性シール部材１１３の内部へ所
望の圧力ないしはバキュームを連通させることのできる
マニホルドを完成する。弾性シール部材１１３内部の圧
力ないしは部分バキュームは、開口１３１に適当な閉鎖
体を設けることによって維持され得る。

【００２８】フロントおよびリアプレート１２３，１２
５およびバックボーン１２４はまた、粒子状汚染物の導
入なしに、殻体１１０の内外間の圧力を等しくするフィ
ルタないしはブリーザ３１６を収容するための開口を有
している。殻体１１０は、閉鎖部材１１２によって封止
した後、ブリーザ３１６を介し不活性ガスのような気体
でもってパージされてもよい。しかしながら、気体が殻
体１１０を通り抜けて容易に循環されるように、このよ
うなブリーザないしはフィルタは少なくとも２つ設ける
ことが好ましい。

【００２９】リアプレート１２５にはまた、好ましくは
後でドレンと称す吸湿体１２８および蒸気吸収体１２７
が付着されて設けられている。これら吸収体およびフィ
ルタ３１６は、クリーニングの前に、組立てられた閉鎖
部材１１２から容易に取外される。閉鎖部材１１２が再
使用されるときには、新しいフィルタおよびドレインが
閉鎖部材１１２に取付けられる。

【００３０】また、図２に最もよく示されるように、殻
体１１０の閉鎖部材用開口９０は、その全周にわたる内
部ショルダ１３３および同様の外部ショルダ１３３′の
間に、全体にわたる形態の溝を有している。これらショ
ルダは、殻体１１０の内部断面寸法を越えて閉鎖部材用
開口９０の輪郭を減少しない寸法とされている。溝はま
た好ましくは、弾性シール部材１１３に対するシール効
果を増すために予圧リッジ１３４を含む形状とされてい
る。

【００３１】殻体１１０はまた、ライナ１５０が取付け
られてもよく、ライナは内部に置かれる物品に対するガ
イドないしはホルダとして機能する。このライナは好ま
しくはテーパ付けられた縁部１５１を有している。代り
に、このようなテーパ付けられた領域は、殻体１１０す
なわち殻部分１１１，１１１′に一体的に形成され得
る。ドア１１２のリアプレート１２５もまた、隔離構造
体１００の滑らかな内部表面をもたらすようこのテーパ
領域と協働すべく、好ましくはテーパが付けられてい
る。

【００３２】外部ショルダ１３３′の輪郭の外側部分と
協働するよう、フロントプレート１２３の周上には、テ
ーパ付けられた縁部１３８がまた形成されている。この
テーパ領域は、破線１３９で示すように、排気により引
込まれた弾性シール部材１１３の外周よりも大きなフロ
ントプレートの外周をもたらし、この結果、シール部材
への損傷の危険を低減する。さらに、弾性シール部材１
１３が加圧され、さもなくば弾性的に拡がることが許さ
れているときには、このシール部材１１３は、フロント
プレート１２３のテーパ付けられた縁部が外部ショルダ
１３３′の輪郭の外側部分に対して着座するまで、外部
ショルダ１３３′の輪郭の内側部分に対しカム作用を及
ぼす。同時に、リアプレート１２５のテーパ付けられた
縁部は、テーパ領域１５１に対し着座される。この表面
の相互嵌合は、開口９０内における閉鎖部材１１２の特
に確実な位置決めをもたらし、かつ、特に、隔離構造体
１００内に包含されている物品に対し機械的な力を及ぼ
すように、閉鎖部材１１２が内方へ押圧されるのを防止
する。このテーパ構造の着座はまた、隔離構造体１００
の内部寸法が変更されないこと、あるいはその状態を変
えないことを確実とする。

【００３３】リアプレート１２５にはまた、好ましくは
パッド３３２を含む弾性バッファ部材１２９が設けられ
ており、これは閉鎖部材１１２が正しい位置のとき隔離
構造体１００内に置かれた物品に対し僅かな位置決め力
を与えるように寸法決めされている。対向する位置決め
力は、図１に示す弾性バッファ１４３によって物品に与
えられる。かくて、これら対向する弾性パッドは、隔離
包囲物に加わる衝撃に対する物品の実質的な保護をもた
らす。これらの弾性バッファ用に選ばれる材料はまた、
減衰効果をもたらし、かくて隔離構造体１００の外部か
らその内包物に伝達される振動に対する保護をもたら
す。適する材料は、フルオロ（ＦＬＵＯＲＥ（商品
名）），ウレタン（ＥＬＡＳＴＩＬＡＮ（商品名）），
ポリエステル（ＥＬＡＳＴＩＬＡＮ（商品名））あるい
はブナＮ（ＤＹＥＬ（商品名））を含んでいる。

【００３４】隔離構造体１００をシールするため、ある
いは開けるために、バキュームプレート１１４が好まし
くは用いられる。閉鎖部材１１２を捕捉し操作するため
に、バキュームプレート１１４は隆起弾性シール１３５
（例えば、Ｏ−リングや吸引カップ）を有さねばならな
い。このシール１３５は、バックボーン１２４の構造体
内のマニホルド１３０を介して弾性シール部材１１３を
都合よく排気するために、開口１３１の位置を取囲むよ
う配置されるのが好ましい。シール１３５がバキューム
プレート１１４の全周にわたり延設されるのが特に好ま
しい。この配置は、隆起弾性シール１３５と閉鎖部材１
１２のフロントプレートとの間に、操作のために摩擦係
合力が最適に適用されるようにする。しかしながら、隆
起弾性シール１３５の配置の場合、バキュームがブリー
ザ（これは好ましくは中心線１２６上のいくつかの要素
の組立体である）を介して隔離構造体１００の内部に施
されるのを防止するために、さらに複数の同様のシール
が設けられねばならない。これは、以下に詳細に説明す
るように、Ｏ−リングシール３１８および１３６（図１
に仮想線で示す）を設けることによって行われることが
好ましい。

【００３５】さらに、隔離構造体１００の外面が汚染に
晒された後に、それを開けることに対し、この隆起弾性
シールの配置は汚染物を包含する封止チャンバをもたら
す。存在するいかなる汚染物も、施されているバキュー
ムのためにこのチャンバから脱出することはできない。
この特徴は、処理装置内におけるクリーン処理状態を維
持する困難性を著しく低減する。例えば、隔離構造体１
００の殻体１１０は処理設備に導入される必要はなく、
単にそのカバー内の開口に対して置かれる。

【００３６】汚染されたカバーは、抜取ることができ、
隔離構造体１００の内包物が取出される間、処理装置内
の自動化された機構によって汚染物は充分に包含され
る。

【００３７】このカバーはそれから置換えられ、汚染さ
れた隔離構造体１００は取外され、かつ処理装置のカバ
ーが、処理装置の内部の汚染が生ずる機会なしに、再シ
ールされる。

【００３８】図３を参照して、閉鎖部材１１２の構成部
品のいくつかについての好ましい構造を説明する。バッ
クボーン１２４の好ましい形態は、その丸味を帯びた両
端に歯付の周部を含んでいる。３１２で示すような歯
は、弾性シール部材１１３の縁部の把持およびシールを
改良するギャップをもたらしている。このことについて
は、エラストマー材料から作られる適当なシール部材１
１３は市販されているが、細長い楕円形状よりも概して
円形状であるということが留意されるべきである。この
市販のシール１１３の曲がりをバックボーン１２４の直
線部分に沿って真直ぐにすることは、内側周辺を伸延
し、バックボーン１２４とフロントおよびリアプレート
１２３，１２５との間のシール作用には影響しない。し
かしながら、曲がりが増大された場合は、曲側縁部が圧
縮される。それ故に、歯３１２は、フロントおよびリア
プレート１２３，１２５に形成された凹部間のリブ３２
２に対向して弾性シール部材を把持しつつ、これらの領
域内に圧縮された材料を収容するのに有利である。リブ
３２２および歯３１２は、相互にはさみ込まれるよりも
むしろ互いに対向されるのが好ましいと思われる。とい
うのも、前者の場合のシール縁部が押込まれる曲がりく
ねった形状は、不十分なシールをもたらし、かつ閉鎖部
材１１２を殻体１１０の閉鎖部材用開口９０に挿入する
際に、弾性シールを引裂くかさもなくばその性能を低下
させるような力を集中させるからである。

【００３９】弾性バッファ１２９の好ましい構造は、リ
アプレート１２５の背面に、一体的に、あるいは取付け
て、形成され得るブラケット３３４に、筒形状のバッフ
ァ３３２を挿入することにより形成される。バッファ３
３２は好ましくは、ブラケット３３４に圧入されてお
り、その弾性材料が保持され、また若干変形して隔離構
造体１００の内包物への力の付与方向にはみ出る。

【００４０】ブリーザ３１６の好ましい形態はまた、図
３に示されており、これはまた図１の位置決めピン１２
５′の機能を果たす。概ねコーン形状のブリーザボディ
３１６は好ましくは突出部を有しており、この突出キー
がフロントプレート１２３に形成された開口内のノッチ
３１４に入れられて設けられている。ブリーザボディは
かくて、フロントプレート１２３，バックボーン１２４
およびリアプレート１２５の全てを貫通する。Ｏ−リン
グシール３１８が、バックボーン１２４の開口内でブリ
ーザボディのまわりに設けられている。かくて、ブリー
ザボディ３１６が、好ましくはこれに付着される１／４
回転ナットの装着によってテンション状態に置かれたと
き、Ｏ−リング３１８は、フロントおよびリアプレート
１２３，１２５の部分が互いに充分に着座し、かつ弾性
シール部材１１３に係合するまでのフロントおよびリア
プレート１２３，１２５の若干の分離状態を維持しつ
つ、バックボーン１２４の開口の内側に対して平坦化お
よび変形される。この方法によってフロントおよびリア
プレート１２３，１２５とバックボーン１２４とは、組
立て中に自己整列される。フィルタエレメント３２８は
ブリーザボディ３１６の内側表面によって担持されてい
る。

【００４１】隔離構造体１００の閉鎖部材１１２は、前
述の形態のバキュームプレート１１４でもって、もし必
要なら開口１３１の閉鎖物を取外した後、閉鎖部材１１
２を捕捉することにより好ましくは作動される。

【００４２】フロントプレート１２３の表面に施した部
分バキュームは、マニホルド１３０を介し弾性シール部
材１１３の内部に連通し、それで弾性シール部材１１３
は１３７で示す形態をとる。そこで、閉鎖部材１１２は
所望のように容易に着座あるいは取外し得る。

【００４３】バックボーン１２４のカップ状縁部の端部
は、溝のショルダ１３３′に対し滑り嵌めをもたらすよ
うに好ましくは寸法決めされている。もし、クリアラン
スが与えられないと弾性シールに摩耗が生じるが、滑り
接触は閉鎖部材１１２のシール部材１１３の最も確実な
閉鎖をもたらすであろう。生ずる全ての重大な摩耗は、
検査によって容易に検出されるであろう。さらに、二段
の、戻り止めのような動きが、バックボーン１２４のカ
ップ状縁部の端部によってもたらされ、これは閉鎖部材
１１２の適正な閉鎖を示すために、自動化設備によって
感知され得る。この戻り止めの動きはまた、弾性シール
部材が拡がるのを許している。すなわち加圧されている
際に、閉鎖部材１１２を殻体１１０に対し正しい位置に
保持するであろう。

【００４４】閉鎖部材１１２が正しく着座されたとき
は、閉鎖部材１１２の表面あるいは縁部のどちらにも把
持可能な突出物は何もないということに留意すべきであ
る。閉鎖部材１１２の好ましくは斜めに切られた、ない
しはテーパ付けられた縁部が、殻体１１０の縁部に緊密
に嵌め合わされ、かつ僅かにへこまされている。バック
ボーン１２４とフロントおよびリアプレート１２３，１
２５との縁部での弾性シール部材１１３の弾性は、好ま
しくはバキュームプレート１１４によって閉鎖部材を堅
固に保持するのに要求される部分バキュームよりも小さ
な圧力の排気によってはつぶされないように選ばれてい
る。

【００４５】図４は、本発明のガスパージシステムの実
施例を、閉鎖部材１１２の広い側面を見る側におよびそ
の前面を下方にむけて詳細に示している。

【００４６】この実施例では、プラグイン(Plug-in) シ
ステムが設けられており、隔離包囲体（包含チャンバ）
内の内部空間を、チャンバ内に汚染物が侵入するのを防
ぐ方法で、外部のガス通路に接続することが可能であ
る。本発明によるガスパージシステムは、特に包囲体１
００が物品３７０（図示の便宜上断片的に示されてい
る）で満たされているときに使用されるよう適合されて
いる。物品３７０は、不確定のしばしば短い時間間隔で
貯蔵されるべきもので、それにもかかわらず包囲体１０
０内に貯蔵されている物品３７０を取囲んでいるガスを
パージすることによる保護を必要としている。物品３７
０は、ブラケット３３４によって閉鎖部材１１２に取付
けられている柱状のバッファパッド３３２上に休止状態
で示されている。かくて、物品３７０の重さは閉鎖部材
１１２によって支持されており、以下に詳細に説明する
ように、包囲体１００のチャンバにパージガスを導入す
るために、バルブを作動するのに必要な力を与えるよう
下向きに押圧している。図１〜図３のシールされた隔離
包囲体１００の開口９０の断片（残部は図示の便宜上切
離されている）が、その内でシールされている閉鎖部材
１１２と共に示されている。閉鎖部材１１２内には、２
つのフィルタ膜３２８が、閉鎖部材１１２を貫通して延
びるブリーザボディ３１６内に配置されている。閉鎖部
材１１２と包囲体１００および物品３７０の重量とは、
本発明のパージシステムにより、２つのサクションカッ
プ３５０，３５１でもって支持されている。サクション
カップ３５０，３５１は、その中心にそれぞれ貫通する
同軸の孔３６０，３６１を有している。サクションカッ
プ３６０，３６１は、２つのスプリング作動フローバル
ブ３５２によって往復動自在に支持されており、フロー
バルブ３５２は、包囲体１００およびその内包物の重量
による充分な重量により押圧されたときには開くが、包
囲体１００が空のときには閉じたままである。バルブ３
５２の内部通路はカップ３５０，３５１の孔３６０，３
６１に接続されており、バルブ３５２が開いたとき、そ
れを通る空気の流れを許容する。サクションカップ３５
０が周囲空気との接続から閉ざしているので、望ましく
ない物質を入れることなくクリーンなガスを導入するこ
とができる。バルブ３５２は、図４の底部上のサクショ
ンカップ３５０，３５１が閉鎖部材１１２の重量によっ
てプラグイン位置に押下げられるまでは、通常閉じられ
新鮮な不活性ガスが流れるのを防いでいる。すなわち、
バルブ３５２は、ばね付勢されスプリング３５３によっ
て閉じられている。ばね定数は、閉鎖部材１１２，包囲
体１００および物品３７０の重量に基づいて、バルブが
開かれるのを許容し、しかし物品３７０がないときには
閉じたままとなるように変えられ得る。バルブ３５２か
らの出口通路は、サクションカップ３５０で終えられて
いる。流量指示計３５４がまた、バルブ３５２のカップ
３５０，３５１から反対端に接続されて設けられてい
る。

【００４７】バルブ３５２の１つの詳細が、サクション
カップ３５０に接続されたバルブ３５２について、図５
（Ａ）および（Ｂ）に示されている。バルブ３５２は、
一方が他方の内側に摺動自在に担持される形態の、２つ
の中空シリンダ３５６および３５８を含んでいる。内側
シリンダ３５６はその入口３８０で接続されたガス供給
部を有し、その頂部においてキャップ止めされている。
内側シリンダ３５６は、偏倚スプリング３５３の付勢力
の下に、外側シリンダ３５８によって通常覆われている
側部開口（孔）３５５を有している。外側シリンダ３５
８は、サクションカップ３５０ないしは３５１に連結さ
れている。サクションカップ３５０，３５１が閉鎖部材
１１２に結合されたとき、スプリング３５３は圧縮さ
れ、内側シリンダ３５６を上動させて側部開口の覆いを
解除する。そこでは、外側シリンダは、ガスの通過を許
容する大径部をもたらしているカウンタボア３５７を有
しており、これにより外部シリンダ３５８のチャンバ内
へのガスの流れを許容する。ガスの流れは、サクション
カップ３５０（または３５１）の孔を通り、およびフィ
ルタ膜３２８を通って進む。入口および出口の両側にお
いても同じである。サクションカップ３５０，３５１は
外側シリンダ３５８に機械的に結合されている。

【００４８】各バルブ３５２の他端には、流量指示計３
５４および新鮮な不活性ガス源３８０からの通路３８１
と、再処理ないしは排気のために源３８０にガスを排出
するための戻り通路３８２とが、当業者なら容易に理解
できるように、配置されている。

【００４９】流量指示計は、通路３８１からバルブ３５
２を通りサクションカップ３５１への、およびサクショ
ンカップ３５０から通路３８２へのガス流量を計測す
る。ガスはサクションカップ３５１内の孔３６１、およ
び一のフィルタ膜３２８を通って隔離包囲体（ポッド）
１００の内部に入る。それから、ガスは他のフィルタ膜
３２８およびサクションカップ３５０の孔３６０から流
出し、包囲体１００がパージされ、およびその内部に包
含されていたガスが排出される。包囲体が通路３８１お
よびカップ３５１からの不活性ガス流から外されると、
隔離包囲体１００には、経験的に決まる期間、当業者に
はよく理解されるように多くの場合数時間程、不活性雰
囲気が残る。もし、使用者がガスのパージなしに隔離包
囲体１００内に長期間（数日）不活性雰囲気を維持した
ければ、隔離包囲体１００は、フィルタのまわりをシー
ルし排気を許さない閉じられたサクションカップ３５
０，３５１に連結され得る。比較的短い間隔の大気状態
下では、圧力差は同じであり、隔離包囲体１００の雰囲
気および外部の雰囲気間において、それ程の量の交換は
生じない。

【００５０】本発明のこのプラグインシステムは、極め
て簡単で低コストにガスの交換を行うことを許容する。
隔離包囲体がパージシステム上にセットされると、製品
の重量がバルブを開き流動を許容する。サクションカッ
プがフィルタ膜へのインターフェースを形成し、閉鎖部
材１１２をシールする。その他の機械的接続は必要な
い。もし、空の隔離包囲体がシステムの上に置かれた
ら、スプリング作動のバルブシステムを開くには重量が
不充分であり、それ故に製品を包含した包囲体のみがパ
ージされる。システムの流量計は流量および流速を示
す。

【００５１】ガスはポッドの内部をパージおよび排気す
るために、フィルタ膜を通過することができる。もし、
包囲体が不活性ガス流から外されると、不活性雰囲気は
隔離包囲体内に決定されるべきある期間（数時間）残
る。もし、使用者が隔離包囲体１００内に長期間（数
日）不活性雰囲気を維持したければ、隔離包囲体１００
は、フィルタのまわりをシールし排気を許さない閉じら
れたサクションカップ３５０，３５１に連結され得る。
大気下では、圧力差は同じであり、隔離包囲体の雰囲気
および外部の雰囲気間において、交換は生じない。

【００５２】閉鎖された容器をパージおよび排気するこ
とは、常に挑戦であった。この解決法は、半導体産業に
閉鎖容器を提供している業界の会社によって使用され得
るであろう。この解決法は半導体産業以外の他の領域に
も応用できる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な構造で隔離構造
体にパージガス源を迅速に接続および取外すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガスパージシステムの一部を含む
隔離構造体の分解斜視図である。

【図２】本発明のガスパージシステムの要素（この断面
には表われない）を備えた隔離構造体の殻体の一部を含
み、図１に示した隔離構造体の閉鎖部材およびシール部
材構造の断面図である。

【図３】本発明によるガスパージシステムのためのフィ
ルタおよび入口，出口を備え、隔離構造体のいくつかの
好ましい特徴を示す他の実施例の分解斜視図である。

【図４】本発明のガスパージシステムを示した本発明に
よる閉鎖部材の断面図である。

【図５】本発明との関連で有効に使用されるバルブ機構
の部分断面図であり、（Ａ）は閉鎖、（Ｂ）は開放状態
をそれぞれ示す。

【符号の説明】

９０ 閉鎖部材用開口 １００ 隔離構造体 １１０ 殻体 １１１，１１１′ 殻部分 １１２ 閉鎖部 １１３ 弾性封止部材 １１４ 閉鎖部材除去（バキューム）プレート １１５ 外方突出部 １１６ 挿入物（工程識別タグ） １１７ 外側面（視検窓） １１８ 主要平坦面 １１９ 視検窓 １２０ ノッチ １２１ 隆起枠端 １２２ 隆起枠端 １２３ フロントプレート １２４ バックボーン １２５ リアプレート １２７ 蒸気吸収体 １２８ 吸湿体 １２９ 弾性バッファ部材 １３０ 空気マニホルド １３１ 開口 １３３ 内部ショルダ １３３′ 外部ショルダ １３４ 予圧リッジ １３５ 隆起弾性シール １３８ テーパ付縁部 １４３ 弾性バッファ １５０ ライナ １６０ くぼみ １６０′ 隣接表面 １６１ 連通孔 １７０ 空間 １８０ 空間 １９０ バキューム通路 ３１６ ブリーザ，フィルタ ３１８ Ｏ−リングシール ３２４ 保持ナット ３２８ フィルタ ３３２ パッド ３４０ 筒状ハウジング ３５０，３５１ サクションカップ ３５２ バルブ ３５３ スプリング ３５４ 流量指示計 ３８０ ガス源 ３８１ 供給通路 ３８２ 戻り通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ガリ マイケル ギャラガー アメリカ合衆国 12590 ニューヨーク州 ワッピンジャーズ フォールズ フィー ルドストーン ブールバード 39

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外壁を有する、シールされたチャンバの
   ためのガス交換システムであって、 ａ．前記チャンバの壁内の入口フィルタの膜、 ｂ．前記チャンバの壁内の出口フィルタの膜、 ｃ．前記チャンバ内に導入されるべきガスの源を有する
   供給手段、 および ｄ．前記供給手段に各々が接続され、前記入口フィルタ
   ないしは出口フィルタに対し自己シール接続状態で終わ
   る入口通路および出口通路であって、前記ガスを、前記
   チャンバ内に包含されているいかなるガスも前記出口フ
   ィルタを介して排出すべく、前記入口フィルタを介して
   前記チャンバ内に配送する入口通路および出口通路、 を備えたことを特徴とするガス交換システム。
2. 【請求項２】 前記入口通路および出口通路の少なくと
   も一方を通るガスの流速を計測する流量指示計が前記入
   口通路および前記出口通路に連通されていることを特徴
   とする請求項１に記載のガス交換システム。