CN111989512A - 密封设备 - Google Patents

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Abstract

本发明即使在框架构件和盖构件没有高刚度的情况下也能够密封壳体。EFEM被构造为使壳体的内部空间(40)和外部空间(7)之间的压力差不超过规定值。壳体包括：被组装为在其中形成开口的框架构件；被附接至框架构件以覆盖开口的盖构件；以及被夹在框架构件和盖构件之间并延伸为围绕开口的密封构件(61)。框架构件和盖构件由金属薄板制成。密封构件(61)是其中在正交于密封构件(61)的延伸方向上的截面形成为中空形状的弹性构件。

Description

密封设备
技术领域
本发明涉及一种密封设备。
背景技术
专利文献1公开了一种EFEM(Equipment Front End Module，设备前端模块)，其被构造为在对半导体基板(晶片)执行预定处理的处理设备与容纳晶片的FOUP(Front-opening Unified Pod，前开式统一盒)之间输送晶片。EFEM包括：壳体，其中形成有用于传送晶片的传送室；多个装载端口，其并排布置在壳体的外侧并分别安装有FOUP；以及传送装置，其安装在传送室内并被构造为传送晶片。
按常规，传送室中的氧气、水分等对在晶片上制造的半导体电路的影响小。然而，近年来，随着半导体电路的进一步小型化，这样的影响已变得明显。因此，专利文献1中描述的EFEM被构造成使得在传送室中填充有作为惰性气体的氮气。具体地，EFEM包括：循环流路，其被构造为使氮气在壳体内部循环并设置有传送室；供气单元，其被构造为将氮气供应到循环流路；以及排气单元，其被构造为从循环流路排出氮气。根据循环流路中的氧气浓度的变化而适当地供应和排出氮气。因此，与恒定地供应和排出氮气的构造相比，可以在抑制氮气的供应量增加的同时将传送室内部保持为氮气气氛。此外，循环流路是基本密封的空间，其由围绕壳体的壳体壁(盖构件)和支撑壳体壁的立柱(框架构件)密封。结果，可以抑制环境空气从外部空间向循环流路的侵入以及氮气从循环流路向外部空间的泄漏。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开第2015-146349号公报
在专利文献1描述的EFEM中，为了实际形成基本上密封的空间，发明人研究了通过挤压夹在框架构件和盖构件之间的O形环以使O形环与框架构件和盖构件紧密接触来封闭壳体。为了挤压O形环，需要施加一定水平以上的按压力，并且要求加厚框架构件和盖构件以使框架构件和盖构件具有承受按压力的刚度。然而，当框架构件和盖构件被加厚时，框架构件和盖构件的重量显著增加，并且诸如材料成本等制造成本显著增加。另外，例如，当在维护EFEM时装卸盖构件时，需要搬运沉重的盖构件，这导致作业性极度劣化的问题。此外，在表面上需要高平坦度。
本发明提供了即使在框架构件和盖构件的刚度不高时也能够密封壳体的技术的一些实施方式。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种密封设备，其中在壳体的内部空间与壳体的外部空间之间存在具有预定值以下的压力差，该壳体包括：被组装为形成开口的框架构件；被附接至框架构件以覆盖开口的盖构件；以及被夹在框架构件与盖构件之间并被构造为延伸为围绕开口的密封构件，其中框架构件和盖构件由金属薄板形成，并且密封构件是具有与密封构件的延伸方向正交的中空截面的弹性构件。
根据本发明，密封构件是具有中空截面的弹性构件，因此即使以小的按压力也容易弯曲。即，夹在框架构件与盖构件之间的密封构件容易压缩，并且容易增加密封构件与框架构件之间以及密封构件与盖构件之间的接触面积。因此，能够以小的按压力使密封构件与框架构件和盖构件紧密接触。结果，即使当框架构件和盖构件由具有低刚度的金属薄板形成时，框架构件和盖构件也能够承受用于压缩密封构件的按压力。当内部空间与外部空间之间的压力差大时，由于密封构件被从高压侧向低压侧压缩，因此中空的密封构件的密封性易于劣化。然而，在本发明中，内部空间与外部空间之间的压力差小(例如，1至3000Pa(G)，优选3至500Pa(G)，并且更优选5至100Pa(G))。因此，抑制了密封性的劣化。如上所述，即使当框架构件和盖构件不具有高刚度时，壳体也可以被密封。
根据本发明的第二方面，在第一方面的密封设备中，可以在密封构件中形成排气孔，该排气孔被构造为使密封构件的中空部和外部空间彼此连通。
根据本发明，当盖构件附接至框架构件时，即，当密封构件被压缩时，气体通过排气孔从密封构件的中空部排出。因此，与不形成排气孔的情况相比，能够抑制在压缩密封构件时中空部的压力上升，并且能够减弱由密封构件施加的排斥力。因此，能够以小的按压力可靠地压缩密封构件。
根据本发明的第三方面，在第一或第二方面的密封设备中，可以在框架构件与盖构件之间布置间隔件。
当密封构件在其被过度压缩并且被完全挤压的状态下使用时，密封构件容易被损坏。根据本发明，间隔件保持框架构件与盖构件之间的距离。因此，防止了密封构件的厚度变得小于上述距离。因此，通过适当地保持框架构件与盖构件之间的距离，可以防止密封构件被过度压缩。
根据本发明的第四方面，在第一至第三方面中的任一方面的密封设备中，密封构件可包括形成在与框架构件和盖构件中的一个构件接触的部分中的突出部，该突出部在密封构件的宽度方向上延伸，该宽度方向正交于延伸方向并且平行于框架构件和盖构件中的一个构件的与密封构件接触的表面。
根据本发明，可以通过在宽度方向上突出的突出部来增加密封构件与框架构件和盖构件中的一个构件之间的接触面积。因此，可以提高壳体的密封性。
根据本发明的第五方面，在第四方面的密封设备中，突出部可以仅形成在宽度方向上内部空间和外部空间中的压力较低的空间的一侧。
当突出部形成在内部空间或外部空间中的压力较高的空间的一侧时，如果内部空间和外部空间之间的压力差增大，则突出部的阻力使密封构件难以随着密封构件从高压侧被压向低压侧而移动。即，气体难以从高压空间逸出到低压空间。如果压力差继续增大，则强度低的中空的密封构件可能会破裂。在本发明中，当内部空间与外部空间之间的压力差增大时，气体相对容易地从高压空间逸出到低压空间。因此，可以防止密封构件破裂。
根据本发明的第六方面，提供了一种密封设备，其中在壳体的内部空间与壳体的外部空间之间存在3000Pa以下的压力差，所述壳体包括：被组装为形成开口的框架构件；被附接至框架构件以覆盖开口的盖构件；以及被夹在框架构件和盖构件之间并被构造为延伸为围绕开口的密封构件，其中框架构件和盖构件中的至少一个构件由厚度为6mm以下的金属薄板形成，其中框架构件和盖构件包括与密封构件接触并且具有0.5mm/m至5mm/m的平坦度的接触表面，并且其中密封构件是具有与密封构件的延伸方向正交的中空截面的弹性构件。
根据本发明，即使将具有比通过切割工艺制造框架构件或盖构件的情况低的表面平坦度的金属薄板用于框架构件或盖构件时，通过小的按压力也使密封构件跟随表面而变形。因此，可以获得所需的密封性。
根据本发明的第七方面，第一至第六方面中的任一方面的密封设备可包括：被构造为供应惰性气体的供气单元；被构造为排出内部空间中的气体的排气单元；以及被构造为控制供气单元和排气单元的控制器，其中控制器可以被构造为根据内部空间中的气体的供应量或压力来通过供气单元以200L/min以下供应惰性气体以及通过排气单元排出气体而将内部空间中的氧气浓度保持为小于100ppm。
根据本发明，壳体可以被密封，并且可以防止气体从外部空间进入内部空间。因此，即使在惰性气体的供应流量低至200L/min以下时，也可以防止惰性气体以外的气体的浓度上升。
附图说明
图1是根据本实施方式的EFEM及其周围的示意性平面图。
图2是示出EFEM的电气构造的图。
图3是壳体的主视图。
图4是沿着图3的IV-IV线截取的剖视图。
图5是沿着图4的V-V线截取的剖视图。
图6是示出布置在壳体的前表面上的密封构件的视图。
图7是示出密封构件及其周围的构造的视图。
具体实施方式
接下来，将参照图1至图7描述本发明的实施方式。为了便于说明，将图2中所示的方向定义为前向、后向、左向和右向。即，将EFEM(设备前端模块)1和基板处理设备6并排布置的方向定义为前后方向。将EFEM 1侧定义为前侧，而将基板处理设备6侧定义为后侧。将多个装载端口4并排布置并且与前后方向正交的方向定义为左右方向。另外，将与前后方向和左右方向都正交的方向定义为上下方向。
(EFEM及其周围的示意性构造)
首先，将参照图1和图2描述EFEM 1(本发明的密封设备)及其周围的示意性构造。图1是根据本实施方式的EFEM 1及其周围的示意性平面图。图2是示出EFEM 1的电气构造的图。如图1所示，EFEM 1包括壳体2、传送机器人3、多个装载端口4和控制装置5。在EFEM 1后方布置有对作为半导体基板的晶片W执行预定处理的基板处理设备6。EFEM 1使用布置在壳体2中的传送机器人3在安装在装载端口4上的FOUP(前开式统一盒)100与基板处理设备6之间输送晶片W。FOUP 100是能够容纳在上下方向上并排的多个晶片W的容器，并且在其后端部(前后方向上的壳体2侧的端部)安装有盖子101。FOUP 100例如由OHT(高架移动式自动传送车辆)(未被示出)传送，该OHT在其通过设置在装载端口4上方的导轨(未被示出)悬挂的状态下移动。FOUP 100在OHT和装载端口4之间输送。
壳体2用于连接多个装载端口4和基板处理设备6。在壳体2内部形成有传送室41，该传送室与外部空间基本隔离并且晶片W在该传送室中传送。当EFEM 1运行时，传送室41中填充有诸如氮气等惰性气体。壳体2被构造成使得氮气通过包括传送室41的内部空间循环(细节将稍后描述)。此外，在壳体2的后端部附接有门2a。传送室41在其与基板处理设备6之间放有门2a的情况下与基板处理设备6连接。
传送机器人3布置在传送室41中并被构造为传送晶片W。传送机器人3包括具有固定位置的基部3a(见图3)、布置在基部3a上方以保持和传送晶片W的臂机构3b(见图3)以及机器人控制器11(见图2)。传送机器人3主要执行从FOUP 100中取出晶片W并将晶片W输送到基板处理设备6的操作，以及接收由基板处理设备6处理的晶片W并将晶片W返回到FOUP 100的操作。
装载端口4用于安装FOUP 100(见图5)。多个装载端口4以其后端部沿着分隔壁延伸的方式在左右方向上并排布置在壳体2的前侧上。装载端口4被构造为能够用诸如氮气等惰性气体置换FOUP 100内的气氛。在装载端口4的后端部设置有门4a。门4a通过门开闭机构(未被示出)来开闭。门4a被构造为能够解锁FOUP 100的盖子101并保持盖子101。当门移动机构在门4a保持解锁的盖子101的状态下打开门4a时，盖子101被打开。结果，可以通过传送机器人3取出FOUP 100中的晶片W。
如图2所示，控制装置5(本发明的控制器)电连接至传送机器人3的机器人控制器11、装载端口4的控制器(未被示出)和基板处理设备6的控制器(未被示出)，以便与这些控制器进行通信。此外，控制装置5电连接至安装在壳体2内部的氧气浓度计55、压力计56、湿度计57等。控制装置5接收这些测量仪器的测量结果以识别有关壳体2内的气氛的信息。此外，控制装置5电连接至供应阀112和排出阀113(稍后描述)。控制装置5调节这些阀的开度来适当地调节壳体2内的气氛。例如，在使氮气循环的类型的EFEM 1中，需要将内部空间40内的压力维持得略高于外部空间7的压力，从而在抑制氮气从内部空间40向外部空间7泄漏的同时，可靠地抑制环境空气从外部向内部空间40的侵入。具体地，内部空间40的压力可以在1Pa(G)至3000Pa(G)的范围内，优选在3Pa(G)至500Pa(G)的范围内，并且更优选在5Pa(G)至100Pa(G)的范围内。因此，当内部空间40的压力偏离预定范围时，控制装置5通过改变排出阀113的开度来改变氮气的排出流量，并且将内部空间40的压力调节为变为预定目标压力。如上所述，基于氧气浓度调节氮气的供应流量，并且基于压力调节氮气的排出流量，由此控制氧气浓度和压力。在本实施方式中，调节压力使得压力差变为10Pa(G)。
如图1所示，基板处理设备6包括例如装载锁定室6a和处理室6b。装载锁定室6a是跨过壳体2的门2a与传送室41连接并被构造为暂时保持晶片W的腔室。处理室6b经由门6c与装载锁定室6a连接。在处理室6b中，通过处理机构(未被示出)对晶片W执行预定处理。
(壳体及其内部构造)
接下来，将参照图3至图6描述壳体2及其内部结构。图3是壳体2的主视图。图4是沿着图3的IV-IV线截取的剖视图。图5是沿着图3的V-V线截取的剖视图。图6是示出布置在壳体2的前表面上的下述密封构件61的视图。在图3中省略了分隔壁的图示。在图5中省略了传送机器人3等的图示。
壳体2整体具有长方体形状。如图3至图6所示，壳体2包括立柱21至26和分隔壁31至36。分隔壁31至36附接至在上下方向上延伸的立柱21至26。因此，壳体2的内部空间40与外部空间7基本隔离。
更具体地，如图4所示，在壳体2的前端部，立柱21至24从左侧到右侧依次竖立布置。布置在立柱21和24之间的立柱22和23比立柱21和24短。立柱25和26竖立布置在壳体2的后端部的左侧和右侧。立柱21至26例如由诸如SPCC材料等的碳钢制成的普通金属薄板(厚度为6mm以下的轧制金属薄板)制成。
如图3所示，分隔壁31布置在壳体2的底部，分隔壁32布置在壳体2的顶部。如图4所示，分隔壁33布置在前端部，分隔壁34布置在后端部，分隔壁35布置在左端部，分隔壁36布置在右端部。在壳体2的右端部设置有安装部件53(见图3)，在安装部件53上安装有稍后描述的对准器54。对准器54和安装部件53也被容纳在壳体2的内部(见图4)。
如图3和图5所示，在壳体2内的上部(在立柱22和23上方)布置有在水平方向上延伸的支撑板37。结果，壳体2的内部被分成形成在下侧的上述传送室41和形成在上侧的FFU安装室42。在FFU安装室42中布置有稍后描述的FFU(风扇过滤器单元)44。在沿前后方向的支撑板37的中央形成有使传送室41和FFU安装室42彼此连通的开口37a。壳体2的分隔壁33至36被分成用于传送室41的下部分隔壁和用于FFU安装室42的上部分隔壁(例如，参见图5中在前端部处的分隔壁33a和33b以及后端部处的分隔壁34a和34b)。就像立柱21至26一样，分隔壁31至36和支撑板37也由金属薄板形成。
将更详细地描述壳体2。在壳体2中，组装立柱21至26、分隔壁31和32以及支撑板37(见图3和图4)，从而形成多个开口38，如图6所示。例如，通过立柱21、立柱24、分隔壁31和支撑板37在壳体2的前端部的下部形成开口38a。通过立柱21、立柱24、分隔壁32和支撑板37在壳体2的前端部的上部形成开口38b。分隔壁33至36(见图4)附接至立柱21至26、分隔壁31和32和支撑板37以覆盖开口38。立柱21至26、分隔壁31和32和支撑板37(在下文称为立柱21等)对应于本发明的框架构件。分隔壁33至36(在下文称为分隔壁33等)对应于本发明的盖构件。如图6所示，用于密封开口38的密封构件61被夹在立柱21等与分隔壁33等之间。例如，密封构件62(见图6中的阴影部分)被夹在被安装为覆盖开口38a的立柱21等和分隔壁33(见图6中的分隔壁33a和双点划线)之间。密封构件63(见图6中的阴影部分)被夹在被安装为覆盖开口38b的立柱21等和隔壁33(见图6中的隔壁33b和双点划线)之间。密封构件61延伸为围绕开口38。将稍后描述密封构件61的另外的细节。
接下来，将描述壳体2的内部构造。具体地，将描述用于使氮气在壳体2中循环的构造及其周围的构造以及布置在传送室41中的装置等。
将参照图3至图5描述使氮气在壳体2中循环的构造及其周围的构造。如图5所示，在壳体2的内部空间40中形成有用于使氮气循环的循环路径。该循环路径由传送室41、FFU安装室42和返回路径43限定。作为概述，在内部空间40中，使清洁的氮气从FFU安装室42向下输送。到达传送室41的下端部之后，氮气通过返回路径43上升并返回到FFU安装室42(见图5中的箭头)。
在FFU安装室42中设置有布置在支撑板37上的FFU 44和布置在FFU 44上的化学过滤器45。FFU44包括风扇44a和过滤器44b。FFU 44通过风扇44a将FFU安装室42中的氮气向下输送，并通过过滤器44b去除氮气中包含的颗粒(未被示出)。化学过滤器45被设计为去除例如从基板处理设备6带入内部空间40的活性气体等。通过FFU 44和化学过滤器45清洁的氮气通过形成在支撑板37上的开口37a从FFU安装室42输送到传送室41。输送到传送室41的氮气形成层流并向下流动。
返回路径43形成在布置在壳体2的前端部处的立柱21至24(图5中的立柱23)和支撑板37中。即，立柱21至24是中空的。氮气可穿过的空间21a至24a分别形成在立柱21至24中(见图4)。即，每个空间21a至24a构成返回路径43。返回路径43通过形成在支撑板37的前端部处的开口37b与FFU安装室42连通(见图5)。
将参照图5更具体地描述返回路径43。尽管在图5中示出的是立柱23，但同样适用于立柱21、22、24。在立柱23的下端部附接有用于促进传送室41中的氮气流入返回路径43(空间23a)的引入管道27。在引入管道27中形成有开口27a，使得到达传送室41的下端部的氮气能够流入返回路径43。在引入管道27的上部形成有扩大部分27b，该扩大部分随着其向下延伸而向后扩展。在扩大部分27b的下方布置有风扇46。风扇46由马达(未被示出)驱动。风扇46将已经到达传送室41的下端部的氮气抽吸到返回路径43(图5中的空间23a)，并且向上输送氮气以将氮气返回至FFU安装室42。返回至FFU安装室42的氮气通过FFU 44和化学过滤器45进行清洁，并再次被输送至传送室41。如上所述，氮气可以在循环路径中循环。
此外，如图3所示，用于向内部空间40供应氮气的供应管47连接至FFU安装室42的侧部分。供应管47连接至氮气供应源111。在供应管47的中央设置有能够改变每单位时间的氮气的供应量的供应阀112(本发明的供气单元)。通过调节供应阀112的开度，可以将从供应源111向内部空间40供应的氮气的流量调节为0至500L/min。此外，如图5所示，在传送室41的前端部连接有用于排出循环路径中的气体的排出管48。排出管48例如连接至排气端口(未被示出)。在排出管48的中央设置有能够改变每单位时间的循环路径中的气体的排出量的排出阀113(本发明的排气单元)。供应阀112和排出阀113电连接至控制装置5(见图2)。因此，可以适当地向内部空间40供应氮气和从内部空间40排出氮气。例如，当通过氧气浓度计55检测到内部空间40中的氧气浓度增加时，控制装置5暂时增大供应阀113的开度以暂时通过供应管47将大量的氮气从供应源111供应到内部空间40。此外，如上所述，控制装置5根据内部空间40的压力改变(反馈控制)排出阀113的开度，并通过排气管48将氧气与氮气一起排出。这样，控制装置5将内部空间40中的氧气浓度设定为例如小于100ppm。替代地，控制装置5可以根据供应阀113的开度(即，氮气的供应量)来改变排出阀113的开度。即，例如，控制装置5可以与供应阀113的开度一起改变排出阀113的开度，并且在经过预定时间之后重新开始反馈控制。
此外，控制装置5基于压力计56的值控制供应阀112和排出阀113(见图2)。因此，将内部空间40的压力保持为比外部空间7的压力略高(例如，约10Pa)。
接下来，将参照图3和图4描述布置在传送室41中的装置等。如图3和图4所示，在传送室41中，布置有上述的传送机器人3、控制器储存箱51、测量仪器储存箱52和对准器54。例如，控制器储存箱51被安装在传送机器人3的基部3a的左侧(见图3)，并且布置为不与臂机构3b干涉(见图3)。上述的机器人控制器11被储存在控制器储存箱51中。测量仪器储存箱52例如被安装在基部3a的右侧，并且被布置为不与臂机构3b干涉。测量仪器储存箱52可容纳诸如上述的氧气浓度计55、压力计56、湿度计57等测量仪器(见图2)。
对准器84用于检测由传送机器人3的臂机构3b(见图3)保持的晶片W的保持位置偏离目标保持位置多少。例如，晶片W可以在通过上述的OHT(未被示出)传送的FOUP 100(见图1)内稍微移动。因此，传送机器人3将从FOUP 100取出的未处理的晶片W一次放置在对准器54上。对准器54测量由传送机器人3将晶片W保持在距目标保持位置多远，并且将测量结果发送至机器人控制器11。机器人控制器11基于上述测量结果校正臂机构3b中的保持位置，控制臂机构3b将晶片W保持在目标保持位置，并使臂机构3b将晶片W传送到基板处理设备6的装载锁定室6a。结果，晶片W可以由基板处理设备6正常地处理。
本发明人已经开始研究使用一般的O形环作为用于密封具有上述构造的EFEM 1中的开口38(见图6)的密封构件61。为了挤压O形环，需要施加一定水平以上的按压力，并且要求立柱21等以及分隔壁33等具有足以承受按压力的刚度。然而，在提高这些构件的刚度的情况下，需要利用通过切割代替金属薄板的厚板得到的构件来制造立柱21等以及隔壁33等。这会显著增加诸如材料成本、加工成本等制造成本。另外，例如，在EFEM的维护期间，在装卸分隔壁33等时，需要搬运沉重的构件，这导致作业性极度劣化的问题。因此，在EFEM 1中，即使在立柱21等和分隔壁33等不具有高刚度的情况下，也可以采用下面的密封构件61及其周围的构造来密封壳体2。
(密封构件及其周围的详细构造)
将参照图6至图7描述密封构件61及其周围的详细构造。图7(a)是沿着图6中的VII-VII线截取的剖视图，其示出了将分隔壁33附接至立柱21之前的状态。图7(b)是示出将图7(a)所示的分隔壁33附接至立柱21之后的状态的视图。在下面的描述中，将密封构件61的延伸方向定义为延伸方向(见图6)。将正交于延伸方向并且平行于与密封构件61接触的立柱21的接触表面21b(见图7)的方向定义为密封构件61的宽度方向。在宽度方向上，将图7中的图纸面的左侧定义为外部空间7侧，并且将图7中的图纸面的右侧定义为内部空间40侧。将正交于延伸方向和宽度方向的方向定义为密封构件61的厚度方向。在下面的描述中，作为例子，将描述密封构件61的被夹在立柱21和分隔壁33之间的部分。密封构件61的被夹在其他立柱和其他分隔壁之间的部分具有相同的构造。
应用于EFEM 1的密封构件61例如由称为EPDM(乙烯丙烯二烯橡胶)的橡胶制成。密封构件61例如通过挤出成型而形成为直线形状，然后通过硫化接合而接合为环形形状。因此，与利用包含硅氧烷等的普通粘接剂使密封构件61的延伸方向的端部彼此粘接的情况相比，抑制了作为半导体基板的晶片W的污染。密封构件61只要其不污染作为半导体基板的晶片W可以是任何密封构件，并且可以由诸如氟橡胶或丁腈橡胶的另一种弹性构件制成。
如图7(a)、(b)所示，密封构件61包括基部65、主体66和突出部67。密封构件61被夹在立柱21和分隔壁33之间并在它们之间被压缩，从而通过分隔壁33密封开口38(见图6)并将内部空间40和外部空间7彼此隔开。在图7(a)、(b)中，图纸面的左侧是外部空间7侧，图纸面的右侧是内部空间40侧。中空的主体66从固定于分隔壁33的基部65朝向立柱21延伸。主体66的厚度方向前端和突出部67与立柱21的接触表面21b接触。分隔壁33的与基部65接触的表面的平坦度以及接触表面21b的平坦度例如为0.5mm/m至5mm/m。
基部65是用于将密封构件61固定至分隔壁33的部分。如图7(a)、(b)所示，基部65是平板状的部分，并且形成在密封构件61的厚度方向上的分隔侧端。基部65在宽度方向上延伸。具有与基部65相同厚度(或者比基部65稍薄)的基板71和72布置在基部65的宽度方向的两侧。在基部65和基板71和72的厚度方向的立柱21侧上，布置有横跨基部65和基板71的安装板73以及横跨基部65和基板72的安装板74。例如，基板71和安装板73通过螺钉75螺纹固定在分隔壁33上。基板72和安装板74通过螺钉76螺纹固定在分隔壁33上。因此，基部65在宽度方向上的两个侧部分被安装板73和74压向分隔壁33，并且密封构件61被固定到分隔壁33上。这与不固定密封构件61的情况相比便于在装卸分隔壁33时处理密封构件61。
主体66是其中与延伸方向正交的截面具有中空形状的部分。与实心的O形环相比，主体66更容易被压缩。主体66在未被压缩的状态下具有圆形截面。然而，截面形状不限于此。在主体66的内部形成有中空部66a。另外，在主体66的延伸方向的部分中形成有使中空部66a与主体66的外部彼此连通的排气孔66b。排气孔66b形成在主体66的宽度方向的外部空间7侧(图纸面的左侧)。因此，当主体66被压缩时(见图7(b))，中空部66a中的气体可以逸出到外部空间7。因此，与不形成排气孔66b的情况相比，主体66被压缩时的排斥力减弱，使得主体66更容易被压缩。在延伸方向上可以仅形成一个排气孔66b。然而，排气孔66b的数量不限于此。
密封构件61的主体66是中空的，并且容易被压缩。然而，与具有实心的截面的O形环等相比时，主体66的密封力不是很高。密封构件61被构造为例如在内部空间40与外部空间7之间的压力差为3000Pa(G)以下时，保持密封性。换言之，当压力差超过3000Pa(G)时，气体可能从高压空间泄漏到低压空间。但是，如上所述，内部空间40与外部空间7之间的压力差小(约10Pa)。因此，可以用这种密封力密封壳体2。
突出部67形成在密封构件61的与立柱21接触的部分(本发明的框架构件和盖构件中的一个构件)上。换言之，突出部67从主体66的厚度方向的立柱21侧的一端突出。突出部67在宽度方向上朝向外部空间7(即，朝向压力低于内部空间40的压力的空间)突出。因此，当主体66被压缩时(见图7(b))，与立柱21的接触表面21b的接触面积增大(见图7(b)中的粗线)。主体66的在宽度方向上与突出部67相对的一侧的部分朝向外部空间7弯曲。即，突出部67仅形成在压力低的外部空间7侧。因此，当内部空间40的压力变得明显高于外部空间7的压力(超过上述的3000Pa(G))时，没有由突出部67引起的阻力。因此，循环路径中的氮气可以容易地泄漏到外部空间7。因此，防止了压力差增大时密封构件61的破裂。
在厚度方向上在立柱21和分隔壁33之间布置有间隔件77。间隔件77是用于在分隔壁33附接于立柱21时在立柱21与分隔壁33之间产生预定距离的柱状构件。在本实施方式中，在立柱21上设置有间隔件77。因此，可以简化分隔壁33的构造并且可以抑制分隔壁33的重量增加(即，可以便于处理分隔壁33)。当将分隔壁33附接至立柱21时，防止了立柱21与分隔壁33之间的距离变得小于或等于间隔件77的厚度。这防止了密封构件61被过度压缩。尽管未被示出，但是在密封构件61的延伸方向上设置有多个间隔件77。间隔件77可以设置在分隔壁33上。替代地，间隔件77可以设置在分隔壁33和立柱21这两者上。
将描述密封构件61的尺寸。密封构件61在延伸方向上的长度例如为1000mm至6000mm。密封构件61在宽度方向上的尺寸例如为10mm至30mm。密封构件61在厚度方向上的尺寸例如为10mm至30mm。环形部分的外径例如为8mm至25mm，并且其厚度例如为1至5mm。
在具有以上构造的EFEM 1中，当如图7(b)所示将分隔壁33附接至立柱21时，主体66和67通过作用在立柱21和分隔壁33之间的按压力被压缩并弹性变形。因此，密封构件61与分隔壁33和立柱21两者紧密接触，并且内部空间40和外部空间7彼此隔开。如上所述，诸如立柱21等框架构件和诸如分隔壁33等盖构件由金属薄板形成，并且与厚板相比其刚度不高。即使采用这样的构造，也可以用小的按压力压缩具有中空的截面的密封构件61。因此，防止了立柱21、分隔壁33等由于密封构件61的排斥力而弯曲。
如上所述，密封构件61是具有中空的截面的弹性构件，因此，即使在小的按压力下也容易弯曲。即，被夹在诸如立柱21等框架构件与诸如分隔壁33等盖构件之间的密封构件61容易被压缩，并且密封构件61与框架构件之间的接触面积以及密封构件61与盖构件之间的接触面积容易增加。因此，能够以小的按压力使密封构件61与框架构件和盖构件紧密接触。结果，即使当框架构件和盖构件由具有低刚度的金属薄板形成时，框架构件和盖构件也可以承受用于压缩密封构件61的按压力。总体而言，当内部空间40与外部空间7之间的压力差较大时，中空的密封构件61的密封性易于劣化。然而，在本实施方式中，假定内部空间40与外部空间7之间的压力差小于或等于预定值。因此，抑制了密封性的劣化。如上所述，即使框架构件和盖构件不具有高刚度，壳体2也可以被密封。
此外，如上所述，诸如立柱21等框架构件和诸如分隔壁33等盖构件由金属薄板形成。因此，与例如切割厚板以形成框架构件和盖构件的情况相比，可以抑制诸如材料成本、加工成本等制造成本的增加。此外，可以抑制盖构件的重量增加。因此，例如，在EFEM 1的维护期间，当需要装卸盖构件时，可以容易地处理盖构件。
此外，当将盖构件附接至框架构件时，即，当密封构件61被压缩时，气体通过排气孔66b从密封构件61的中空部66a排出。因此，与不形成排气孔66b的情况相比，能够抑制在压缩密封构件61时中空部66a的压力上升，并且减弱由密封构件61施加的排斥力。因此，能够以小的按压力可靠地压缩密封构件61。
在本发明中，EFEM 1由框架构件和盖构件构成，框架构件和盖构件由金属薄板制成。框架构件和盖构件的表面平坦度比通过切割工艺形成的框架构件和盖构件的表面平坦度低。然而，根据包括本发明的密封构件61的构造，通过小的按压力使密封构件61跟随表面而变形。因此，能够获得N2循环型EFEM1所需的密封性。根据本实施方式，在表面平坦度为0.5至5mm/m的框架构件和盖构件中，N2循环型EFEM 1所需的密封性(泄漏量为1.5L/min以下)可以毫无问题地获得。此外，即使在氮气供应流量为200L/min以下时，也能够在传送室41内实现小于100ppm的氧气浓度。即，能够防止氮气以外的气体的浓度上升。
框架构件和盖构件的平坦度以如下方式计算：当在一个元件的两个任意点之间(例如500mm以上)从谷到谷(或从峰到峰)绘制直线时，测量直线与波峰(波谷)之间的距离。例如，可以通过接触式或非接触式三维测量装置来测量框架构件和盖构件的平坦度。
此外，间隔件77保持诸如立柱21等框架构件与诸如分隔壁33等盖构件之间的距离。因此，防止了密封构件61的厚度变得小于上述距离。因此，通过适当地保持框架构件和盖构件之间的距离，可以防止密封构件61被过度压缩。
此外，通过在宽度方向上突出的突出部67，可以增加密封构件61与诸如立柱21等框架构件之间的接触面积。因此，可以提高壳体2的密封性。
此外，仅在宽度方向的外部空间7侧(即，在内部空间40或外部空间7中的压力较低侧)形成突出部67。因此，当内部空间40与外部空间7之间的压力差增大时，气体相对容易地逸出到外部空间7中。因此，可以防止密封构件61破裂。
接下来，将描述上述实施方式的变形。具有与上述实施方式相同的构造的组件由相同的附图标记表示，并且将适当省略其描述。
(1)在上述实施方式中，突出部67被构造为仅在宽度方向上朝向外部空间7突出。然而，本发明不限于此。突出部67可以朝向内部空间40突出。替代地，突出部67可以朝向外部空间7和内部空间40两者突出。
(2)在上述实施方式中，突出部67形成在密封构件61的与立柱21接触的部分中。然而，本发明不限于此。即，基部65可以固定到立柱21上，并且突出部67可以形成在密封构件61的与分隔壁33接触的部分中。
(3)在上述实施方式中，间隔件77布置在立柱21和分隔壁33之间。然而，本发明不限于此。即，可以不布置间隔件77。在这种情况下，优选的是，适当地保持立柱21等与分隔壁33等之间的距离，以使在将分隔壁33等附接于立柱21等时，密封构件61不会被过度压缩。
(4)在上述实施方式中，密封构件61的排气孔66b形成在主体66上的宽度方向的外部空间7侧。然而，本发明不限于此。即，排气孔66b可以形成在内部空间40侧。
(5)在上述实施方式中，框架构件(立柱21至26、分隔壁31、32以及支撑板37)和盖构件(分隔壁33至36)都是由金属薄板制成。然而，本发明不限于此。例如，盖构件可以由金属薄板形成，并且框架构件可以通过切割厚板来制造。
(6)在上述实施方式中，本发明被应用于EFEM 1。然而，本发明不限于此。例如，本发明可以应用于在其中形成用于培养细胞的工作空间的隔离器(参见日本特开第2011-167405号公报)。另外，本发明可以应用于在内部空间与外部空间之间存在具有预定值以下(例如，上述3000Pa(G)以下)的压力差的密封设备。内部空间或外部空间可能具有较高的压力。密封构件61的材料可以根据环境而适当地确定。同样适用于密封构件61的延伸方向的端部的接合方法。
附图标记说明
1：EFEM(密封设备)
2：壳体
5：控制装置(控制器)
7：外部空间
21-26：立柱(框架构件)
31-32：分隔壁(框架构件)
33-36：分隔壁(盖构件)
37：支撑板(框架构件)
38：开口
40：内部空间
61：密封构件
66a：中空部
66b：排气孔
67：突出部
77：间隔件
112：供应阀(供气单元)
113：排出阀(排气单元)

Claims (7)

1.一种密封设备，其中在壳体的内部空间与所述壳体的外部空间之间存在具有预定值以下的压力差，所述壳体包括：
被组装为形成开口的框架构件；
被附接至所述框架构件以覆盖所述开口的盖构件；以及
被夹在所述框架构件与所述盖构件之间并被构造为延伸为围绕所述开口的密封构件，
其中所述框架构件和所述盖构件由金属薄板形成，并且
其中所述密封构件是具有与所述密封构件的延伸方向正交的中空截面的弹性构件。
2.根据权利要求1所述的密封设备，其中，在所述密封构件中形成有排气孔，所述排气孔被构造为使所述密封构件的中空部和所述外部空间彼此连通。
3.根据权利要求1或2所述的密封设备，其中，在所述框架构件和所述盖构件之间布置有间隔件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的密封设备，其中，所述密封构件包括形成在与所述框架构件和所述盖构件中的一个构件接触的部分中的突出部，并且
其中，所述突出部在所述密封构件的宽度方向上延伸，所述宽度方向正交于所述延伸方向并且平行于所述框架构件和所述盖构件中的一个构件的与所述密封构件接触的表面。
5.根据权利要求4所述的密封设备，其中，所述突出部仅形成在宽度方向上所述内部空间和所述外部空间中的压力较低的空间的一侧。
6.一种密封设备，其中在壳体的内部空间与所述壳体的外部空间之间存在3000Pa以下的压力差，所述壳体包括：
被组装为形成开口的框架构件；
被附接至所述框架构件以覆盖所述开口的盖构件；以及
被夹在所述框架构件和所述盖构件之间并被构造为延伸为围绕所述开口的密封构件，
其中，所述框架构件和所述盖构件中的至少一个构件由厚度为6mm以下的金属薄板形成，
其中，所述框架构件和所述盖构件包括与所述密封构件接触并且具有0.5mm/m至5mm/m的平坦度的接触表面，并且
其中，所述密封构件是具有与所述密封构件的延伸方向正交的中空截面的弹性构件。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的密封设备，其包括：
被构造为供应惰性气体的供气单元；
被构造为排出所述内部空间中的气体的排气单元；以及
被构造为控制所述供气单元和所述排气单元的控制器，
其中，所述控制器被构造为根据所述内部空间中的压力或气体的供应量来通过所述供气单元以200L/min以下供应惰性气体以及通过所述排气单元排出气体而将所述内部空间中的氧气浓度保持为小于100ppm。
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