JP2020053691A - 再循環型基板コンテナパージングシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体基板コンテナ用の、パージガスの消費を削減するための方法及びシステムを提供する。【解決手段】再循環型パージングを有する装填ポートシステムにおいて、方法は、必要な清浄度レベルを維持しながら、基板コンテナからのガス流を濾過及び精製すること、装填ポートからのガス流を受承すること又は再循環タンクを含むことによって、パージガスを基板コンテナに戻すように再循環させることと、を含む。【選択図】図４Ａ

Description

優先権の主張
本特許出願は、２０１３年１２月１３日出願の米国仮特許出願第６１／９１６０７１号
「Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ Ｐｕｒｇｉ
ｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」からの優先権を主張する。

本開示は一般に、基板コンテナのパージングに関し、より詳細には、１つ又は複数の実
施形態による、パージガスの消費を削減するシステム及び／又は方法に関する。

キャリアは、基板を封止空間内に保持することによって、例えば空気中の異物及び化学
物質汚染から半導体基板を保護できる。ＦＯＵＰ（ｆｒｏｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉ
ｆｉｅｄ ｐｏｄ：前部開放型一体型ポッド）又はＳＭＩＦ（ｓｔａｎｄａｒｄ ｍｅｃ
ｈａｎｉｃａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：標準機械式インタフェース）ポッドといった封止
型キャリアは一般に、高性能プラスチック材料から形成される。しかしながら、プラスチ
ック材料の透湿性により、又は酸素分子の分散により、湿度及び酸素含有量は時間ととも
に増大する傾向にあり、安全及び操作性のために、キャリアは一般に気密封止されるよう
には構成されない。

更に、フォトレジスト基板等の基板コーティングから蒸発した有機溶媒が、キャリアの
内壁に付着する場合がある。従ってキャリア内の雰囲気は有機化合物で汚染される場合が
ある。

キャリア内の水分、酸素及び有機汚染物質に対向する手段として、乾燥空気又は窒素を
封止型キャリアに導入して、キャリア内の雰囲気をパージ及び置換してよい。高いパージ
ガス流、例えば最高１５０ｌ／分の流れを、例えば４５０ｍｍ基板のための大容積コンテ
ナと共に用いると、相当な量の消費可能なパージガスが必要となり得る。

よって、半導体基板のための清浄な保管環境を維持しながら、パージガスの消費を削減
するための、コンテナパージングシステム及び方法に対する需要が存在する。

いくつかの実施形態では、本発明は、半導体基板コンテナのためのパージガスの消費を
削減するための方法及びシステムを開示する。再循環型パージングシステムは、例えばフ
ィルタを通して、パージガスをコンテナに戻すように再循環させることができる。再循環
されたパージガスの湿度を監視して、パージガスがコンテナ内の乾燥状態レベルを維持で
きるようにするために、水分センサが含まれていてよい。

いくつかの実施形態では、再循環型パージングシステムは、コンテナからガス流を受承
し、続いてこのガス流を、任意に濾過及び精製した後で、コンテナに戻してよい。水分の
レベルを監視するために、コンテナ内又は再循環ライン内に水分センサを設置してよく、
これを用いてコンテナ内の水分レベルを調整してよい。例えば水分レベルが所定のレベル
を超えると、再循環ラインに新鮮な乾燥空気又は窒素を追加して、湿度レベルを低下させ
てよい。再循環型パージングシステムは、コンテナ内の必要な清浄環境を維持しながら、
例えば清浄な乾燥空気又は窒素といった大量の設備用ガスを大幅に節約できる。

いくつかの実施形態では、再循環型パージングシステムは、コンテナが配置される装填
ポートからガス流を受承してよい。次にこの再循環型パージングシステムは、上記ガス流
を、任意に濾過及び精製した後で、コンテナへと配向してよい。コンテナは気密封止され
ていないため、パージガスは装填ポートへと逃げることができ、再循環できる。コンテナ
内の水分レベルを調整するために、水分センサを設置してよい。

いくつかの実施形態では、再循環型パージングシステムは、再循環器タンクを含んでよ
く、これはコンテナへのパージガス流を提供し、またコンテナからの戻り流を受け取る。
再循環器タンク内のガスは、湿度レベルを低下させるために、精製器を介して再循環させ
てよい。従ってこの精製器は、コンテナからの戻り流から汚染物質及び水分を捕捉でき、
清浄で乾燥した再循環ガスをコンテナに供給できる。

図１Ａ〜１Ｂは、いくつかの実施形態によるＦＯＵＰコンテナを示す。 図２Ａ〜２Ｂは、いくつかの実施形態によるコンテナの再循環型パージングのための構成を示す。 図３Ａ〜３Ｂは、いくつかの実施形態による再循環型パージングを有する装填ポートシステムを示す。 図４Ａ〜４Ｂは、いくつかの実施形態による半導体コンテナの再循環型パージングに関するフローチャートである。 図５は、いくつかの実施形態による再循環型パージングを有する装填ポートシステムを示す。 図６は、いくつかの実施形態による半導体コンテナの再循環型パージングに関するフローチャートである。 図７は、いくつかの実施形態による再循環型パージングを有する装填ポートシステムを示す。 図８は、いくつかの実施形態による再循環型パージングを有する装填ポートシステムを示す。 図９は、いくつかの実施形態による半導体コンテナの再循環型パージングに関するフローチャートである。 図１０は、いくつかの実施形態による再循環型パージングを有する装填ポートシステムを示す。 図１１Ａ〜１１Ｂは、いくつかの実施形態による半導体コンテナの再循環型パージングに関するフローチャートである。 図１２は、いくつかの実施形態による再循環型パージングを有する装填ポートシステムを示す。 図１３は、いくつかの実施形態による半導体コンテナの再循環型パージングに関するフローチャートである。

いくつかの実施形態では、本発明は、半導体ウェハ、フラットパネルディスプレイ及び
他の製品といった基板のためのコンテナのパージングに関し、上記製品は、保管チャンバ
内にコンテナを保管している間又はコンテナが処理用工具若しくは他の封止型チャンバと
インタフェース接続されている間、清浄な環境を必要とするものである。

いくつかの実施形態では、本発明は、設備用ガスの消費を削減しながらラインの清浄な
環境を保証するための、半導体基板コンテナ用の改善されたパージング方法及びシステム
を開示する。半導体基板コンテナは、ウェハボックス（例えば別個のウェハボックス、カ
セット型ウェハボックス、ＦＯＵＰ及びＳＭＩＦポッド）、レチクルボックス（例えば別
個のレチクルボックス、複数の基板用のレチクルボックス）、ストッカ（ウェハボックス
又はレチクルボックスのストレージ、剥き出しの状態のウェハ又は剥き出しの状態のレチ
クルのストレージ）を含んでよい。いくつかの実施形態では、再循環型パージングシステ
ムは、例えば保管又は処理の待機のために装填ポートに配置されているときに、半導体基
板コンテナをパージするために使用してよい。パージガスの品質は、濾過及び精製システ
ムによって保証してよく、上記濾過及び精製システムは、再循環されたパージガス流から
粒子、有機及び水分汚染物質を除去するよう構成される。更に、パージガスの品質を監視
し、再循環されたパージガスを新鮮な乾燥ガスで置換又は再生できるようにするために、
水分センサ等のセンサを使用してよい。

製作設備内での保管及び輸送中の繊細な半導体基板の環境を制御するために、ＳＭＩＦ
及びＦＯＵＰシステム等の封止型コンテナを使用することにより、プロセス制御が大幅に
改善され、デバイスの汚染が低減された。コンテナを連続的にパージして清浄で乾燥した
環境を維持でき、これにより、例えばコンテナ周囲から又はコンテナの脱気からの基板の
汚染を防止できる。

本発明の実施形態は、ＦＯＵＰ及び他のＳＭＩＦポッドのようなコンテナのパージング
に関して記載されているが、本発明はあらゆるタイプの基板コンテナに適用してよいこと
を理解されたい。

図１Ａ〜１Ｂは、いくつかの実施形態によるＦＯＵＰコンテナを示す。図１Ａは、シリ
コンウェハ等の半導体基板１１７を保管するために使用してよいＦＯＵＰコンテナ１００
の斜視図を示し、図１Ｂは、上記ＦＯＵＰコンテナ１００の断面図を示す。ＦＯＵＰ１０
０は、ＦＯＵＰ本体１１０に連結されたＦＯＵＰドア１１５を含んでよい。ＦＯＵＰ１０
０は、清浄な乾燥空気又は窒素等のパージガス１２０を受け取るためのいくつかの流入口
１２５を有してよい。ＦＯＵＰ１００はフィルタ１２７を有してよく、このフィルタ１２
７により、パージガスの逃げによってＦＯＵＰの内側と外側周囲との平衡化が可能となる
。あるいは外側の空気が入って来るのを防止しながらパージガスが逃げられるようにする
ために、一方向弁（一方向フラップ等）を設けてよい。

図２Ａ〜２Ｂは、いくつかの実施形態によるコンテナの再循環型パージングのための構
成を示す。コンテナ内のガスをパージすること、例えばパージガスをコンテナの内側に供
給することによって、コンテナ内のガス雰囲気を置換してよい。パージモジュールは、パ
ージガスをコンテナの１つ又は複数のパージノズルに供給するガスタンクを含んでよい。
清浄な乾燥空気又は窒素等のいずれのパージガスを使用してよい。アルゴン、酸素及びこ
れらの混合物といった他のパージガスを使用してよい。

特に高度な半導体デバイスのために、高いパージガス流が必要となり得る。例えば４５
０ｍｍのコンテナをパージするには、１５０ｌ／分のパージガス流が必要となり得る。３
００ｌ／分未満又は２００ｌ／分未満といった他のパージガス流を使用してよい。

再循環型パージングシステムは、必要な清浄度レベルを維持しながら、パージガスの消
費を有意に削減できる。例えば、コンテナ内又は再循環されたパージガス内の汚染が許容
可能なレベルを超えると、再循環されたパージガスを新鮮なパージガスで置換できる。あ
るいは新鮮なパージガスを再循環されたパージガスに追加することによって、汚染レベル
を低下させることができる。再循環されたパージガスの所望の清浄度レベルを自動的に維
持するために、センサが含まれていてよい。

図２Ａでは、パージガス２２０をコンテナ２１０に供給してよく、このコンテナ２１０
は複数の基板２１７を保管するよう構成されてよい。コンテナ２１０は封止されてよく、
例えば外側環境から隔離されてよい。いくつかの実施形態では、コンテナは気密封止され
ておらず、例えばフィルタ（図示せず）を用いて、コンテナ内のガスが逃げられるように
することができる。コンテナ内の圧力は外側の気圧より高くてよく、このようにしてコン
テナ内へと入って来るガスを最小化する。コンテナは一方向弁を含んでよく、これは内側
のガスが逃げられるものの外側のガスが入って来られないようにするよう構成される。

コンテナ２１０内のガスを受承２３０して、コンテナへと戻るように再循環２２０して
よい。再循環経路内に、ガス流２３０をコンテナから抽出するためのポンプ２４０、排気
ガスがコンテナへと戻る前に排気ガスを洗浄するためのフィルタ／精製器２５０といった
任意の構成部品を含めてよい。フィルタを用いてフローストリームから粒子を除去してよ
く、例えばコンテナ内の粒子を除去してよい。精製器を用いて、フローストリームから水
分又は他の有機汚染物質を除去してよい。フィルタがポンプの前に配置されるもの等、他
の構成を使用してよい。

図２Ｂでは、再循環型パージングシステムは、再循環経路と、新鮮なパージガス供給を
追加するための再生経路とを含んでよい。再循環経路は、コンテナへのパージガス流２２
０、コンテナからの排気パージガス流２３０、ポンプ系２４０、フィルタ／精製器２５０
を含んでよい。再生経路は、新鮮なパージガス供給２８０を含んでよく、これは再循環さ
れたパージガスを置換するか、又は再循環されたパージガスへの追加を行うよう構成して
よい。スイッチ機構２６０は、例えば再循環経路から、再循環されたパージガスを受け取
るよう、又は新鮮なパージガス供給２８０から、新鮮な乾燥パージガスを受け取るよう構
成されてよい。スイッチ機構２６０は、水分センサ等のセンサ２７０によって制御してよ
い。例えば水分センサ２７０が高いレベルの水分を検出した場合、スイッチ機構２６０は
、供給２８０から新鮮なパージガスを受け取るよう切り替えられる。水分レベルが例えば
許容可能なレベルまで低下した後、パージガスの再循環を再開してよく、例えばスイッチ
機構２６０を、再循環経路から再循環されたパージガスを受け取るように再び切り替えて
よい。センサ２７０は、パージガスの汚染レベルを検出できるいずれの場所、例えば（図
示されているように）コンテナ内、又は再循環経路内に配置してよい。

スイッチ機構２６０は、再循環されたパージガスを新鮮なパージガスで置換するよう構
成してよい。スイッチは、再循環されたパージガス又は新鮮なパージガスを受け取るよう
構成してよく、例えばこのスイッチは、再循環されたパージガスと新鮮なパージガスとを
切り替えるトグルスイッチである。スイッチ機構２６０は、再循環されたパージガスに新
鮮なパージガスを追加するよう構成してよい。スイッチは、再循環されたパージガス流を
常に維持するよう、及び新鮮なパージガス供給からの追加の流れをオン又はオフするよう
、構成してよい。

図３Ａ〜３Ｂは、いくつかの実施形態による再循環型パージングを有する装填ポートシ
ステムを示す。再循環型パージングシステムは、コンテナを装填ポートの支持体上に配置
すると再循環型パージングシステムを起動できるように、装填ポートに連結してよい。再
循環されたパージガスをコンテナに供給することによって、コンテナを清浄で乾燥した状
態に維持できる。

ノズル３９５は、装填ポート３００の支持体３９０上に配置してよい。このノズルは、
コンテナ３１０にパージガスを供給するよう構成してよい。ノズルは通常閉鎖されていて
よく、噛合時、例えばコンテナを支持体上に配置した場合に開放されてよい。例えばノズ
ルは、ノズルのプラグを上方へと押してガス経路を閉鎖するばね系を含んでよい。コンテ
ナがノズルプラグ上にある場合、コンテナはプラグを下方へと押してガス経路を開放し、
コンテナへのパージガス流を受け取ってよい。

パージングを制御するために任意のマニホルドが含まれていてよく、これによってコン
テナを周期的又は連続的にパージできる。コンテナがノズルと適切に位置合わせされてい
ることを保証するために、位置合わせセンサが含まれていてよい。更に、パージガスの流
量を制御するための流れコントローラ、又はパージガス流がコンテナに入ることができる
ようになる前にパージガス流中のいずれの汚染物質を除去するための精製器若しくはフィ
ルタといった、他の構成部品が含まれていてよい。

支持体３９０は複数のノズル３９５を含んでよい。あるノズルを、コンテナへのパージ
ガスを受け取るよう構成してよく、またあるノズルを、コンテナからパージガスを排気す
るよう構成してよい。再循環型パージングシステムは、再循環経路及び再生経路を含む支
持体３９０に連結してよい。再循環経路は、コンテナへ向かうノズルへのパージガス流、
コンテナからの別のノズルからの排気パージガス流、ポンプ系３４０、フィルタ／精製器
３５０を含んでよい。再生経路は、新鮮なパージガス供給３８０を含んでよく、これは再
循環されたパージガスを置換するか、又は再循環されたパージガスに追加を行うよう構成
してよい。スイッチ機構３６０は、再循環されたパージガス流と再生パージガス流とを切
り替えるよう構成してよく、これにより再循環されたパージガスを新鮮なパージガスで置
換できるようにすることができる。スイッチ機構３６０は、再生パージガス流の接続を再
循環されたパージガス流へと切り替えるよう構成してよく、これにより新鮮なパージガス
を再循環されたパージガスに追加できるようにすることができる。

スイッチ機構３６０は、水分センサ等のセンサ３７０によって制御してよい。例えば水
分センサ３７０が、再循環されたパージガス流中で高いレベルの水分を検出した場合、ス
イッチ機構３６０は、供給３８０から新鮮なパージガスを受け取るよう切り替えられる。
水分レベルが例えば許容可能なレベルまで低下した後、パージガスの再循環を再開してよ
く、例えばスイッチ機構３６０を、再循環経路から再循環されたパージガスを受け取るよ
うに再び切り替えてよい。再循環されたパージガス流中の汚染物質濃度を監視するために
、追加のセンサ又は分析デバイスを追加してよい。

装填ポートは開放装填ポートであってよく、例えばコンテナは外気に曝露されている（
図３Ａ）。装填ポートは封止型装填ポートであってよく、例えばコンテナは、真空環境等
の制御された環境３０７に配置される（図３Ｂ）。例えば装填ポートは、コンテナを受け
取るための開口を有してよい。例えば装填ポートドアによって開口を閉鎖した後、装填ポ
ート周囲を排気する。排気された装填ポートは、コンテナと、真空処理チャンバ等の処理
システム３９７との接続を可能とすることができる。

図４Ａ〜４Ｂは、いくつかの実施形態による半導体コンテナの再循環型パージングに関
するフローチャートを示す。図４Ａでは、再循環されたパージガスをコンテナに適用して
、コンテナをパージする。パージガス流をコンテナに供給してよい。コンテナ内のガスは
、ガス流を任意に濾過及び／又は精製した後、ガスをコンテナへと戻すことができる再循
環システムへと排気してよい。操作４００は、装填ポートの支持体等の支持体上に配置さ
れたコンテナからの流れを受承する。操作４１０は、任意の濾過及び／又は精製操作の後
、上記流れをコンテナへと戻るように再循環させる。再循環されたパージガス流をコンテ
ナに供給するために、ノズルをコンテナに連結してよい。例えばコンテナからガスを排気
するためにコンテナからの流れを受け取るために、別のノズルをコンテナに連結してよい
。

図４Ｂでは、例えば水分レベル、有機汚染物質レベル又は粒子レベルを評価するために
、再循環されたパージガス流を監視してよい。汚染が許容可能なレベル未満である場合、
例えば水分レベルが１ｐｐｂ未満又は１００ｐｐｔ未満等の許容可能なレベル未満である
場合、コンテナから排気されたパージガス流は、例えば設備のガス消費を節約するために
、コンテナへと戻るように再循環される。汚染レベルが許容可能な値を超える場合、排気
されたパージガスは新鮮で清浄な乾燥ガスに置換され、例えば新鮮で清浄な乾燥ガスが、
排気されたパージガスの代わりにコンテナに供給される。あるいは、排気されたパージガ
スに新鮮で清浄な乾燥ガスを追加してよく、新鮮で清浄な乾燥ガスと排気されたパージガ
スとの組み合わせがコンテナに供給される。

操作４３０は、装填ポート上、例えば開放型装填ポートの支持体上又は封止型装填ポー
トの支持体上に配置されたコンテナからの流れを受承する。ポンプ系を用いてガス流をコ
ンテナから抜き取ってよい。操作４４０は、流れの中のガス又はコンテナ内のガスの湿度
レベルを測定する。操作４５０は、湿度レベルが１ｐｐｂ未満又は１００ｐｐｔ未満等、
許容可能な値未満である場合に、流れをコンテナに戻るように再循環させる。湿度レベル
が例えば１ｐｐｂ超又は１００ｐｐｔ超等と高い場合、新鮮で清浄な乾燥ガスを用いて、
上記流れを置換するか又は上記流れへの追加を行ってよい。

いくつかの実施形態では、周期的に再循環するパージガス流を使用してよい。場合によ
っては、ノズル構成を、連続的に再循環するパージガス流に対して最適化しなくてよい。
例えば、水分又は他の汚染物質を除去するためにコンテナ内で十分な時間を使うことなく
、入力パージガスを出力排出ガスへと直接迂回させてよい。周期的に再循環するパージガ
ス流は、汚染物質除去プロセスを改善し得る。例えば入力パージガスは、出力パージガス
排気が実施され得る間は閉鎖してよく、コンテナ内のガスを排気できる。続いて入力パー
ジガスをオンにし、パージガスをコンテナへと流す。入力パージガス流の間、出力パージ
ガス排気は遮断してもよく、又は流し続けてもよい。

図５は、いくつかの実施形態による再循環型パージングを有する装填ポートシステムを
示す。再循環型パージングシステムは封止型装填ポートに連結してよく、これにより、コ
ンテナを装填ポートの支持体上に配置すると、再循環型パージングシステムを起動できる
。ノズルは、装填ポート５００の支持体５９０上に配置してよい。ノズルはコンテナにパ
ージガスを供給するよう構成してよい。

再循環型パージングシステムは、再循環経路及び再生経路を含む支持体５９０に連結し
てよい。再循環経路は、コンテナに向うノズルへのパージガス流、コンテナからの別のノ
ズルからの排気パージガス流、ポンプ系５４０、フィルタ／精製器５５０を含んでよい。
再生経路は、新鮮なパージガス供給５８０を含んでよく、これは再循環されたパージガス
を置換するか、又は再循環されたパージガスへの追加を行うよう構成してよい。スイッチ
機構５６０は、再循環されたパージガス流と再生パージガス流とを切り替えるよう、又は
導管を閉鎖してパージガス流を遮断するよう構成してよい。

スイッチ機構５６０は、水分センサ等のセンサ５７０によって制御してよい。これによ
りスイッチ５６０は、新鮮で清浄な乾燥ガスと、再循環されたパージガスとを切り替えて
よい。更にスイッチ５６０はコントローラ５７５によって制御してよく、これにより、周
期的に再循環するパージガス流を実現できる。例えば水分レベルが低く、例えば許容可能
なレベル未満である場合、コントローラは、入力パージガス流を、閉鎖状態と再循環され
たパージガス流との間で、周期的にトグルで切り替えてよい。これにより、再循環された
パージガスを用いた周期的ポンピング及びコンテナのパージングを可能とすることができ
る。水分レベルが高く、例えば許容可能なレベルを超える場合、コントローラは、閉鎖状
態と新鮮なパージガスとの間で、周期的にトグルで切り替えてよい。これにより、新鮮な
パージガスを用いた周期的ポンピング及びコンテナのパージングを可能とすることができ
る。あるいはコントローラは、入力パージガス流を、新鮮なパージガスと再循環されたパ
ージガスとの間、又は閉鎖状態と、新鮮なパージガスと、再循環されたパージガスとの間
で、トグルで切り替えてよい。

図６は、いくつかの実施形態による半導体コンテナの再循環型パージングに関するフロ
ーチャートを示す。周期的に再循環されるパージガスを用いて、コンテナをパージしてよ
い。操作６００は、装填ポートの支持体等の支持体上に配置されたコンテナに流れを適用
する。操作６１０は上記流れを停止させる。操作６２０は、例えばポンプ系によって、コ
ンテナ内のガスを排気する。操作６３０は、上記操作、例えばコンテナに流れを再適用す
ることを繰り返す。操作６４０では、上記流れは、監視されている湿度レベルに応じて、
再循環されたパージガス流、新鮮なパージガス流、又は再循環されたパージガス流と新鮮
なパージガス流との混合物であってよい。

いくつかの実施形態では、コンテナ内でパージガスを再循環させるために、再循環タン
クを使用してよい。例えば再循環タンクをパージガスの再循環経路内に配置してよく、こ
れによりパージガスを連続的に再循環でき、例えば連続的に精製及び濾過できる。

図７は、いくつかの実施形態による再循環型パージングを有する装填ポートシステムを
示す。再循環型パージングシステムは封止型装填ポートに連結してよく、これにより、コ
ンテナを装填ポートの支持体上に配置すると、再循環型パージングシステムを起動できる
。ノズルは、装填ポート７００の支持体７９０上に配置してよい。ノズルはコンテナにパ
ージガスを供給するよう構成してよい。

再循環型パージングシステムは、再循環経路及び再生経路を含む支持体７９０に連結し
てよい。再循環経路は、コンテナに向うノズルへのパージガス流、コンテナからの別のノ
ズルからの排気パージガス流、ポンプ系７４０、再循環／精製器アセンブリを含んでよく
、上記再循環／精製器アセンブリは、再循環タンク７２０及びフィルタ／精製器７５０を
含む。

再循環／精製器アセンブリは、排気されたパージガス、例えばコンテナ内のガスを精製
するよう構成してよい。コンテナを出た後、パージガスを、精製器７５０を通して連続的
かつ反復的に精製してよい。精製後、排気ガスをコンテナに戻るように再循環させてよい
。

再生経路は新鮮なパージガス供給７８０を含んでよく、これは再循環されたパージガス
を置換するか、又は再循環されたパージガスへの追加を行うよう構成してよい。スイッチ
機構７６０は、再循環されたパージガス流と再生パージガス流とを切り替えるよう、又は
導管を閉鎖してパージガス流を遮断するよう構成してよい。スイッチ機構７６０は、水分
センサ等のセンサ７７０によって制御してよい。これによりスイッチ７６０は、新鮮で清
浄な乾燥ガスと、再循環されたパージガスとを切り替えてよい。更にスイッチ７６０はコ
ントローラ７７５によって制御してよく、これにより、周期的に再循環するパージガス流
を実現できる。

いくつかの実施形態では、精製器は精製材料を含んでよく、再循環タンクへと流れるガ
スを精製するよう構成してよい。ポンプ又はファンを含んでよいポンプ系を使用して、精
製器を通るガス流を精製してよい。精製材料は、デシクマイト（ｄｅｓｉｃｍａｙｔ）材
料を含んでよく、これは再循環されたガス流から水分を除去するよう構成される。精製材
料は活性炭繊維を含んでよい。

複数の精製器を使用してよい。例えば第１の精製器は水分又は二酸化炭素を除去する。
第２の精製器は水分、一酸化炭素、硫黄酸化物類、窒素酸化物類又は他の汚染物質を除去
する。精製器として分子篩精製器及び触媒精製器を使用してよい。

粒子を除去するための粒子フィルタ（ＨＥＰＡ又はＵＬＰＡフィルタ等）、水分を除去
するための水分精製器（分子篩水分精製器等）、揮発性有機化合物（ｖｏｌａｔｉｌｅ
ｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄ：ＶＯＣ）等の有機汚染物質を除去するための有機汚
染物質フィルタ（活性炭フィルタ、又はＴｉＯ２光触媒フィルタ及びＵＶランプ）といっ
た、他の構成を使用してよい。静電気を除去するために、任意にイオン化器を追加してよ
い。

図８は、いくつかの実施形態による再循環型パージングを有する装填ポートシステムを
示す。再循環型パージングシステムは封止型装填ポートに連結してよく、これにより、コ
ンテナを装填ポートの支持体上に配置すると、再循環型パージングシステムを起動できる
。ノズルは、装填ポート８００の支持体８９０上に配置してよい。ノズルはコンテナにパ
ージガスを供給するよう構成してよい。

再循環型パージングシステムは、任意のポンプ系８４０及び再循環／精製器アセンブリ
を含む支持体８９０に連結してよく、上記再循環／精製器アセンブリは、再循環タンク８
２０、フィルタ／精製器８５０、ポンプ系８６５を含む。ポンプ系８６５は、精製器８５
０を通して再循環タンク８２０内のパージガスを再循環させてよく、これによって、再循
環されたガスから水分を連続的に除去する等、再循環タンク内のガスを連続的かつ反復的
に精製してよい。精製後、排気ガスは、コンテナへと戻るように再循環させてよい。

再生経路は、新鮮なパージガス供給８８０を含んでよく、これは再循環されたパージガ
スを置換するか、又は再循環されたパージガスへの追加を行うよう構成してよい。スイッ
チ機構８６０は、再循環されたパージガス流と再生パージガス流とを切り替えるよう構成
してよい。スイッチ機構８６０は、再循環タンク８２０内（又は再循環経路内等の他のい
ずれの位置）に配置してよい水分センサ等のセンサ８７０によって制御してよい。これに
よりスイッチ８６０は、新鮮で清浄な乾燥ガスと、再循環されたパージガスとを切り替え
てよい。更にスイッチ８６０はコントローラによって制御してよく、これにより、周期的
に再循環するパージガス流を実現できる。周期的再循環型パージングシステムといった他
の構成も使用してよく、この周期的再循環型パージングシステムでは、コンテナからの排
気ガスを排気した後、パージガスをコンテナへと流す。ある流れは、他の流れが流れてい
る間に再循環してよい。例えばパージガス流をオフにした後、排気ガスを排気している間
にオンにしてよい。排気ガスは連続的に排気してよく、又はパージガスをオンにしたとき
に排気ガスを停止させてよい。あるいは、パージガスが流れている間、排気ガスを周期的
にオン／オフしてよい。

図９は、いくつかの実施形態による半導体コンテナの再循環型パージングに関するフロ
ーチャートを示す。コンテナをパージするために、再循環ガス経路内に再循環されたパー
ジガスのタンクを配置してよい。操作９００は、装填ポートの支持体等の支持体上に配置
されたコンテナからガスを流す。このガスは、ポンプ系によって操作可能なコンテナから
の排気ガスであってよい。このガスは再循環タンクへと流してよい。操作９１０は、精製
器を通して再循環タンク内のガスを再循環させて、湿度レベルを調節する。操作９２０は
、例えばポンプ系によって、再循環タンクからコンテナに戻るようにガスを流す。操作９
３０は、再循環タンク内、コンテナ内又は再循環ガス経路内の湿度レベルに応じて、再循
環タンク内のガスを再生する。再循環タンク内のガスは、清浄な乾燥ガス源からの新鮮な
ガスで置換してよい。再循環タンク内のガスに、清浄な乾燥ガス源からの新鮮なガスを追
加してよい。

いくつかの実施形態では、再循環型パージングシステムは、コンテナ内のガス及び／又
は装填ポート内のガスに関して実施してよい。例えばコンテナは気密封止されていないた
め、コンテナに導入されるパージガスを、コンテナが配置される装填ポートの内部容積と
いった外側環境に放出してよい。パージガスをコンテナから又は装填ポートから捕捉し、
濾過及び／又は精製した後、コンテナに戻るように再循環させてよい。

図１０は、いくつかの実施形態による再循環型パージングを有する装填ポートシステム
を示す。再循環型パージングシステムは装填ポートに連結してよく、これにより、コンテ
ナを装填ポートの支持体上に配置すると、再循環型パージングシステムを起動できる。装
填ポートは封止されていてよく、例えば装填ポート内のガスを排気するための真空ポンプ
に接続されていてよい。再循環されたパージガスをコンテナに供給して、清浄で乾燥した
状態を維持してよい。

ノズル１０９５は、装填ポート１０００の支持体１０９０上に配置してよい。このノズ
ルは、コンテナ１０１０にパージガスを供給するよう構成してよい。支持体１０９０に複
数のノズル１０９５が含まれていてよく、これら複数のノズル１０９５は、再循環された
パージガスをコンテナに供給するよう構成してよい。あるいは、あるノズルを、コンテナ
へのパージガスを受け取るよう構成してよく、またあるノズルを、コンテナからパージガ
スを排気するよう構成してよい。再循環型パージングシステムは、再循環経路及び再生経
路を含む支持体１０９０に連結してよい。再循環経路は、コンテナへ向かうノズルへのパ
ージガス流、装填ポートから（又は図示されていないコンテナからの別のノズルから）の
排気パージガス流、ポンプ系１０４０、フィルタ／精製器１０５０を含んでよい。再生経
路は、新鮮なパージガス供給１０８０を含んでよく、これは再循環されたパージガスを置
換するか、又は再循環されたパージガスに追加を行うよう構成してよい。

いくつかの実施形態では、ポンプ系１０４０を用いて、装填ポート内のガスを排気した
後、排気ガスを廃棄してよい。一定時間後、装填ポート内のガスを再循環タンクに向けて
切り替えて、コンテナに戻るように再循環させてよい。あるいはセンサを用いて装填ポー
ト内のガスを監視して、例えば再循環タンク内へとガスを入れる前に装填ポート内のガス
が清浄であることを保証してよい。例えば装填ポートは外気に曝露されてよく、例えば装
填ポートドアは開放されている。コンテナは、装填ポートの支持体上に配置してよい。装
填ポートは封止されてよく、例えば上記ドアは閉鎖されている。例えばポンプ系によって
装填ポート内のガスを排気する。

装填ポートの排気後、例えば全てのガスを除去した後、パージガスをコンテナに供給し
てよい。装填ポート内（及び任意にコンテナ内）のガスを再循環タンクへと圧出してよく
、このガスは精製後にコンテナへと戻してよい。

あるいは、装填ポートを排気しながらパージガスをコンテナに供給してよい。装填ポー
ト内のガスは周囲空気を含有し得るため、排気ガスは廃棄してよい。一定の排気時間後、
又は装填ポート内のガスが清浄であることをセンサが示した後、排気ガスを再循環タンク
に向けて切り替え、精製してコンテナに戻るように再循環させてよい。

スイッチ機構１０６０は、再循環されたパージガス流と再生パージガス流とを切り替え
るよう構成してよく、これにより再循環されたパージガスを新鮮なパージガスで置換でき
るようにすることができる。スイッチ機構１０６０は、再生パージガス流の接続を再循環
されたパージガス流へと切り替えるよう構成してよく、これにより新鮮なパージガスを再
循環されたパージガスに追加できるようにすることができる。

スイッチ機構１０６０は、水分センサ等のセンサ１０７０によって制御してよい。例え
ば水分センサ１０７０が、再循環されたパージガス流中で高いレベルの水分を検出した場
合、スイッチ機構１０６０は、供給１０８０から新鮮なパージガスを受け取るよう切り替
えられる。水分レベルが例えば許容可能なレベルまで低下した後、パージガスの再循環を
再開してよく、例えばスイッチ機構１０６０を、再循環経路から再循環されたパージガス
を受け取るように再び切り替えてよい。再循環されたパージガス流中の汚染物質濃度を監
視するために、追加のセンサ又は分析デバイスを追加してよい。

図１１Ａ〜１１Ｂは、いくつかの実施形態による半導体コンテナの再循環型パージング
に関するフローチャートを示す。図１１Ａでは、再循環されたパージガスをコンテナに適
用して、コンテナをパージする。パージガス流を、封止型装填ポート内に配置されたコン
テナに供給してよい。装填ポート内（及び任意にコンテナ内）のガスは、ガス流を任意に
濾過及び／又は精製した後、ガスをコンテナへと戻すことができる再循環システムへと排
気してよい。操作１１００は、装填ポートの支持体等の支持体上に配置されたコンテナへ
とパージガスを流す。パージガスは再循環タンクからのものであってよい。操作１１１０
は、装填ポート内（及び任意にコンテナ内）のガスを再循環タンクへと排気する。再循環
タンク内のガスを、例えば精製器を通して連続的に精製して、水分及び／又は他の有機汚
染物質を除去してよい。

図１１Ｂでは、例えば水分レベル、有機汚染物質レベル又は粒子レベルを評価するため
に、再循環タンク内のガスを監視してよい。汚染が許容可能なレベル未満である場合、例
えば水分レベルが１ｐｐｂ未満又は１００ｐｐｔ未満等の許容可能な値未満である場合、
再循環タンクはパージガスをコンテナへと戻す。汚染レベルが許容可能なレベルを超える
場合、再循環タンク内のガスを新鮮で清浄な乾燥ガスで置換してよく、例えば新鮮で清浄
な乾燥ガスを、再循環タンクからの再循環されたガスの代わりに、再循環タンクに供給す
る。あるいは新鮮で清浄な乾燥ガスを再循環タンクに追加して、汚染レベルを低減、例え
ば希釈してよい。

操作１１３０は、コンテナが配置された装填ポートからの流れを受承する。上記流れを
再循環タンクに供給してよい。ポンプ系を用いてガス流を装填ポートから抜き取ってよい
。操作１１４０は、装填ポートの中、流れの中又はコンテナの中のガスの湿度レベルを測
定する。操作１１５０は、湿度レベルが１ｐｐｂ未満又は１００ｐｐｔ未満等、許容可能
な値未満である場合に、再循環タンクからコンテナに戻るように流れを再循環させる。湿
度レベルが例えば１ｐｐｂ超又は１００ｐｐｔ超等と高い場合、新鮮で清浄な乾燥ガスを
用いて、再循環タンクを置換するか又は再循環タンクへの追加を行ってよい。

図１２は、いくつかの実施形態による再循環型パージングを有する装填ポートシステム
を示す。再循環型パージングシステムは封止型装填ポートに連結してよく、これにより、
コンテナを装填ポートの支持体上に配置すると、再循環型パージングシステムを起動でき
る。ノズルは装填ポート１２００の支持体１２９０上に配置してよい。ノズルはコンテナ
にパージガスを供給するよう構成してよい。

再循環パージングシステムは、支持体１２９０と、任意のポンプ系１２４０及び再循環
／精製器アセンブリを含む装填ポートとに連結してよい。装填ポートから及び／又は任意
にコンテナからのガスを、ポンプ系によって排気して、再循環タンクに送達してよい。

上記再循環／精製器アセンブリは、再循環タンク１２２０、フィルタ／精製器１２５０
、ポンプ系１２６５を含んでよい。（ポンプ又はファンを含んでよい）ポンプ系１２６５
は、精製器１２５０を通して再循環タンク１２２０内のパージガスを再循環させてよく、
これによって、再循環されたガスから水分を連続的に除去する等、再循環タンク内のガス
を連続的かつ反復的に精製してよい。

再生経路は、新鮮なパージガス供給１２８０を含んでよく、これは再循環されたパージ
ガスを置換するか、又は再循環されたパージガスへの追加を行うよう構成してよい。スイ
ッチ機構１２６０は、再循環されたパージガス流と再生パージガス流とを切り替えるよう
構成してよい。スイッチ機構１２６０は、再循環タンク１２２０内（又は再循環経路内等
の他のいずれの位置）に配置してよい水分センサ等のセンサ１２７０によって制御してよ
い。これによりスイッチ１２６０は、新鮮で清浄な乾燥ガスと、再循環されたパージガス
とを切り替えてよい。更にスイッチ１２６０はコントローラによって制御してよく、これ
により、周期的に再循環するパージガス流を実現できる。

図１３は、いくつかの実施形態による半導体コンテナの再循環型パージングに関するフ
ローチャートを示す。コンテナをパージするために、再循環されたパージガスのタンクを
再循環ガス経路内に配置してよい。操作１３００は装填ポートからガスを流し、上記装填
ポートにおいて、装填ポートの支持体上にコンテナを配置してよい。ガスは、ポンプ系に
よって操作可能な装填ポートからの排気ガスであってよい。このガスは再循環タンクへと
流してよい。操作１３１０は、精製器を通して再循環タンク内のガスを再循環させて、湿
度レベルを調節する。操作１３２０は、例えばポンプ系によって、再循環タンクからコン
テナに戻るようにガスを流す。操作１３３０は、再循環タンク内、コンテナ内又は再循環
ガス経路内の湿度レベルに応じて、再循環タンク内のガスを再生する。再循環タンク内の
ガスは、清浄な乾燥ガス源からの新鮮なガスで置換してよい。再循環タンク内のガスに、
清浄な乾燥ガス源からの新鮮なガスを追加してよい。

Claims (19)

1. 再循環型パージングシステムであって：
   封止型装填ポート；
   封止型装填ポート支持体；
   基板コンテナ；
   基板コンテナをパージするための再循環タンクを含み、パージガスが前記基板コンテナから前記再循環タンクへ流れることができるように、および前記パージガスが前記再循環タンクから前記基板コンテナに戻ることができるように構成された再循環経路；
   新鮮なパージガス供給を含む再生経路およびスイッチ機構
   を備え、
   前記封止型装填ポート支持体はノズルを含み、
   前記スイッチ機構は、前記新鮮なパージガス供給からの新鮮なパージガスが前記再循環タンク内の再循環されたパージガスに追加され、または前記新鮮なパージガスで前記再循環タンク内の前記再循環されたパージガスを置換することを可能にするよう構成される、再循環型パージングシステム。
2. 前記基板コンテナは、前記再循環型パージング方法及びシステムを起動するために、前記封止型装填ポート支持体上に配置されることを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ノズルは、前記基板コンテナが前記封止型装填ポート支持体上に配置されると開放されることを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
4. 前記ノズルは、ノズルプラグを上方へと押してガス経路を閉鎖するばね系を含むことを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
5. 前記基板コンテナは前記ノズルプラグ上に配置され、前記基板コンテナは前記ノズルプラグを下方へと押して前記ガス経路を開放し、前記基板コンテナへのパージガス流を受け取ることを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
6. 前記封止型装填ポート支持体は、再循環経路及び再生経路を含む前記再循環型パージング方法及びシステムに連結されることを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
7. 前記再循環経路は、前記基板コンテナの前記ノズルへの前記パージガス流を含むことを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
8. 排気パージガスは、前記基板コンテナの第２のノズルから、ポンプ系並びに濾過及び精製システムを流れることを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
9. 前記再生経路は、前記再循環されたパージガスを置換するか又は前記再循環されたパージガスに追加されるよう構成された新鮮なパージガスを含むことを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
10. 前記スイッチ機構は、前記再循環されたパージガス流と前記再生パージガス流とを切り替えるよう、又は導管を閉鎖して前記パージガス流を遮断するよう構成されることを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
11. 前記スイッチ機構は前記センサによって制御できることを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
12. 前記スイッチ機構は、前記新鮮なパージガスと前記再循環されたパージガスとを切り替えることができることを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
13. 前記スイッチ機構は、周期的に再循環するパージガス流を実現するコントローラによって制御できることを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
14. 前記新鮮なパージガス流は、前記封止型装填ポート支持体上に配置された前記基板コンテナから流れることを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
15. 湿度レベルを調節するために、前記新鮮なパージガスは、前記濾過及び精製システムを通って再循環タンク内で再循環することを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
16. 前記再循環されたパージガスは、ポンプ系によって、前記再循環タンクから前記基板コンテナに戻るように流れることを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
17. 前記再循環されたパージガスは、前記再循環タンク内、前記基板コンテナ内又は前記再循環ガス経路内の湿度レベルに応じて、前記再循環タンク内で再生されることを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
18. 前記再循環タンク内の前記再循環されたパージガスは、前記再生経路からの前記新鮮なパージガスによって置換できることを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。
19. 前記再循環タンク内の前記再循環されたパージガスに、前記再生経路からの前記新鮮なパージガスを追加できることを更に特徴とする、請求項１に記載のシステム。

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