CN1468133A - 流体介质粒子隔离系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流体介质粒子隔离系统(20)，所述系统具有一形成于一对壁面(22，28)之间且具有一入口以及一出口的曲折通道(25)。所述入口对一干净区域(14)敞开，同时出口对一受到污染区域(18)敞开。所述壁面(22，28)包括形成曲折通道(25)并将其分隔成多个腔室(23)的隔板(26)。一个具有多个打开的单元(33－42)并且为一活塞结构(31)的推进器(30)位于曲折通道(25)中，并且具有一个平行于壁面(22，28)的运动轴线(31)。每一单元(42)形成一个将在低压情形下的流体介质从干净区域(14)输送至受到污染区域(18)的腔室，从而防止在受到污染区域(18)产生的粒子进入干净区域(14)。每一单元包括四个壁面(43，44，45，46)，同时每一单元具有一个底表面(48)，该底表面被成形以便为流体介质从一单元通过出口(56)流向下一单元提供一过渡(50)。

Description

流体介质粒子隔离系统

发明背景

1、发明领域

本发明涉及防止无污染介质受到污染的系统及其方法，尤其涉及一种位于一无污染介质区域以及一污染粒子生成介质区域之间的流体介质粒子隔离系统。

2、背景信息

在某些工业及其应用领域需要保持一个无污染环境。这种需求意味着必须将受到污染的介质和无污染介质隔离并分开。对生产半导体的晶片的处理就是体现这种需求的一个很好的实例。可能污染制造半导体晶片的粒子必须受到隔离。

制造半导体的晶片被储存在一个被称作是存储及输送系统的大型无污染环境中。晶片被储存在无污染容器中或通过一个被称作输送系统的机器而由储存区域移入或移出。所述输送系统采用线性的或转动的驱动机构将晶片输送至存储区域或由其中取出。这些驱动机构必然会产生污染晶片的粒子。晶片受到这些粒子的污染是装置失效以及在生产过程中报废的主要原因。

因此，为了将包围晶片的介质与处于粒子产生区域的介质隔离，很多技术被采用。其中一个技术是将产生粒子的机器所处的区域用一真空装置清扫干净。

这一技术某种程度上减少了粒子从受到污染介质区域进入到无污染介质区域。但是这一真空技术的缺点和局限是：在包含有晶片的无污染区域(干净区域)和产生粒子的机械设备所处的污染区域之间必须具有一个可伸缩的机械分隔装置。该可伸缩的机械分隔装置通常是由柔性塑料或金属制成的密封带。所述密封带必须是可伸缩的，以便机械致动器可以进行诸如将晶片移出或放入存储装置中的输送工作。使用柔性机械带以使得真空装置产生有效的压差并且有助于污染粒子与晶片机械隔离的一个明显的问题是当机械致动器穿过密封带时，机械密封带产生污染粒子。

目前隔离介质以防污染的现有技术包括在无污染介质区域和一相邻的可能具有污染的区域之间采用一物理屏障。这些屏障或者包括可移动的机械部分或者与可移动的机械部分相撞。当移动的机械部分彼此接触或摩擦时，它们必然会产生能够污染一无污染区域的粒子。发明人为Weisler等、公开日为1977年4月1日、专利号为5,615,988的美国专利揭示并描述了这样一种系统。该专利公开了一种晶片输送系统，该系统具有移动输送系统以便于输送在存储区域的运载器中的晶片。在壁面上的一个门将存储区域与输送区域分隔。所述门的打开可以存取运载器中的晶片。所述输送系统移动通过所述门而拾取晶片。所有这些移动部件将造成粒子的释放，通常被称作“磨损”，其能够污染晶片。

在上面所述的机械密封的情况中，所述机械密封是柔性的，从而可以允许一传送机构从一个介质区域移动至另一介质区域以拾取晶片。这些部件在一起发生摩擦并产生污染。防止污染的方式包括：通过使得一介质区域的压力增大或采用一真空装置而产生一压差。在最常见的应用领域，机械密封与压差的组合会产生一偏压，并且能够使得介质从一介质区域向另一相邻介质区域进行单向流动。通常是远离无污染介质区域而流向产生污染粒子的介质区域。虽然这些方法有用，但是这些方法对于防止污染粒子回流进入无污染介质区域不是完全有效，尤其当机械密封与输送机构接触时。

因而本发明的一个目的是制造一种不同于现有装置的流体介质隔离器，当一输送系统的动作臂移动时，该隔离器不具有与其它部件发生接触、滑动或摩擦的部分。

本发明的另一个目的是提供一种流体介质隔离器，所述隔离器能够将干净介质从无粒子的晶片处理区域(干净区域)输送至粒子生成受污染区域(脏的区域)。

另外本发明的一个目的是提供一种流体介质隔离器，所述隔离器通过一包括弯曲介质区的屏障将无污染区域和污染生成区域隔离。

本发明的另一个目的是提供一种流体介质隔离器，所述隔离器位于一输送系统的动作臂的两侧，并且通过一线性致动器而前后移动。

本发明的另一个发明目的是提供一种流体介质隔离器，所述隔离器安装在一动作臂的两侧，并且通过一径向致动器而顺时针或逆时针转动。

本发明的另一发明目的是提供一种装置，所述装置将一介质区域与相邻的介质区域隔离，所述两个介质区域具有共同连接。

本发明的另一个发明目的是提供一种装置，该装置能够将介质从一个区域单向运输至另一个区域，同时从一个区域至另一区域的回流偏离。

本发明的另一发明目的是提供一种流体介质隔离器，所述隔离器能够将介质从一介质区域输送至另一介质区域，并且沿一个方向工作。

本发明的另一发明目的是提供一种流体介质隔离器，所述隔离器包括一个将无污染介质区域与污染生成区域分开的曲折通道，以及一个流体输送装置，所述输送装置穿过所述曲折通道，随所述输送系统而移动。

本发明的最后一个目的是提供一种流体输送装置，该装置包括将流体介质从一腔室输送至另一腔室的多个腔室或单元，所述腔室或单元安装在曲折通道中，随所述输送系统致动器移动。所述流体输送装置随着输送装置的每次移动而单向工作，从而使得流体无回流的单向流动，进而防止由一驱动系统产生的任何粒子污染无污染介质区域。

发明概述

本发明的目的是提供一种将无污染介质区域与一粒子生成及受污染介质区域隔离的系统及其方法。

本发明的系统及方法将一介质区域与另一介质区域机械地分开，并且在两区域之间进行流体介质的传输。介质区域被一对相邻的其间形成有一曲折或弯曲通道的壁面分开。曲折通道由在所述壁面内侧表面上交错排列的隔板或叶片形成。交错排列的隔板在壁面的整个长度上延伸，从而在壁面之间的曲折通道内形成一介质区域。所述壁面将无污染介质区域和受到污染的介质区域分开，并且在与无污染介质区域连通的一端具有一入口，在另一相对端具有一通往受污染介质区域的出口。因此壁面之间的空间在两个介质区域之间形成一个连续的曲折通道。

在壁面之间的曲折通道内同轴整体形成的一系列腔室或单元形成一个泵。系列腔室或单元安装在晶片输送动作臂上，以便于在壁面之间的曲折或弯曲通道内线性往复运动。所述系列腔室形成一个推进器，所述推进器随着所述输送系统的动作臂的移动而在所述壁面之间上下移动，从而推动介质从无污染区域流向受到污染的区域。

所述系列具有预定长度的腔室或单元垂直或沿轴向偏离每一相邻的腔室，并且沿水平方向从所述曲折通道的入口向出口偏离。每一单元具有一个入口以及一个出口，其中外侧壁面紧邻其它壁面但是与其它壁面间隔开，同时每一单元将曲折通道分隔开。没有任何接触或连接在一起的部分。所述单元的布置使得流体介质从一个单元的出口流向相邻单元。每一单元的入口的顶部敞开，其尺寸略大的出口将介质引导或排至相邻单元。在每一单元中的引导曲面为介质的流动导向，并加强了介质从入口至出口的流动，进而将其中的介质排至相邻的单元。系列腔室或单元中的每一个对曲折通道中的介质开放，并且沿轴向偏离，同时在每一单元中具有一个转换曲面，这些腔室或单元偏置并且只沿着从入口向出口流动的方向促进介质的流动，从而使得污染粒子基本不会回流或进入无污染介质区域。

实验表示，所述系统能够实现杂质从受污染介质区域向无污染介质区域的零进入。这就表明受污染粒子没有流入无污染介质区域，或者只是很少的无法精确地检测到的粒子进入无污染介质区域。因此，本身实际上没有移动部件并且只是通过与晶片输送系统的机械连接而移动的系统被证明是有效且效果显著的介质隔离屏障。

在第二个实施例中，流体介质输送系统由一对相交的圆柱体构成，所述圆柱体具有交错排列形成一环形曲折通道的环形隔板。所述外部圆柱体具有一个与所述内部圆柱体相配合的裙边，从而形成一个进入由所述多个环形阻尼隔板构成的曲折通道的入口。一个驱动系统安装在所述圆环形曲折通道的中部，该通道被多个构成从曲折通道抽吸的流体介质的出口的孔包围。

我们发现圆柱形系统通过一个圆柱体相对于另一圆柱体的转动而工作，从而使得流体介质最好通过出口由一个无污染介质区域排至受到污染的介质区域。形成曲折通道的隔板本身起到使得介质从入口向出口或排出孔流动的推进器的作用。

在一个可替换的圆柱体隔离器的实施例中，一个沿圆周方向偏离的结构为弧形腔室的推进器可以在曲折通道内一体形成。每一腔室或单元具有一个入口以及一个将介质排至除第一以及最后一个腔室之外的相邻腔室的出口。多个腔室可以与曲折通道的轮廓相吻合，但是必须远离曲折通道的壁面足够的距离，以防止任何可能产生污染粒子的接触。

在后一个实施例中，形成推进器的多个腔室或单元能够在圆柱形隔离器的曲折通道内转动或往复运动，从而形成从入口至出口或下一孔的显著的流动。

下面将参照附图对本发明上述以及其它的目的、优点以及新颖的特征进行详细的描述，其中：

附图简介

图1是按照本发明具有流体介质粒子隔离系统的一种半导体晶片储存及运输系统的顶视图；

图2是沿图1中线2-2的流体介质粒子隔离系统的剖视图；

图3是沿图2中线3-3的流体介质粒子隔离系统的局部放大剖视图；

图4是流体介质粒子隔离系统的流体介质传输推进器的等角视图；

图5表示了流体介质粒子隔离系统的流体介质传输系统的操作；

图6是沿图5中线6-6的流体介质传输推进器的一个单元的腔室或单元的局部剖视图；

图7是为了便于对本发明的理解而示意性地表示了沿一线性路径的流体介质粒子隔离推进器的多个单元；

图8与图2类似，显示了对流体介质粒子隔离器的推进器产生泵作用的传输系统驱动器的运动；

图9是流体介质隔离系统后部的另一视图，其示出了沿图3中线9-9的流体介质传输系统中的驱动器平台；

图10是按照本发明构造的一个圆柱形流体介质粒子隔离系统的可选实施例；

图11是沿图10中线11-11的圆柱形流体介质粒子隔离系统的剖视图；

图12是图10所示圆柱形流体介质粒子隔离系统内部的分解视图；

图13是图10所示圆柱形流体介质传输系统的可选实施例的剖视图；

图14是图13所示实施例内部结构的分解视图。

本发明的详细描述

图1表示用于存储或去除运载器(未示出)中的半导体晶片的一晶片存储和传输系统10以及一个输送系统12。存储系统10中的腔室或存储区14是一防止所存储的需处理的半导体晶片受到污染的无污染环境。驱动系统16用于移动输送系统12，以便存储或去除半导体运载器或台架以进行处理。存储系统10的无污染腔室14尽可能地不包含污染粒子是非常重要的。

驱动系统16使得输送系统旋转且垂直地移动以接近所存储的晶片。驱动系统16具有能够生成污染粒子的移动部分。由于驱动系统16随着动作臂13向内向外的移动而使得输送系统12垂直且旋转地运动，以拾取和去除或存储半导体晶片运载器，因此其必须与存储系统10的无污染腔室或区域14隔离。因而驱动系统16被一个由外壳19分隔开的污染腔室或区域18包围，并且通过流体介质隔离器20而工作。流体介质隔离器20将干净的介质从无污染腔室或区域14移动至粒子产生或污染区18。这就可以防止驱动系统16产生的任何污染粒子移至无污染腔室或腔室或区域14。

流体介质隔离器20安装在驱动系统致动器或工作台32的两侧，从而使得输送系统12在一线性致动器的作用下前后移动，或者在一径向致动器的作用下顺时针或逆时针运动。流体介质隔离器20能够将介质以单向方式从无污染区域14移动至污染区域18，同时偏离回流方向以防止粒子进入无污染区域14。

流体介质隔离器20的作用是将无污染腔室或区域与污染产生区域18隔离，并且无需任何独立的移动部件而单向移动无污染区域。

图2至图7详细地示出了按照本发明的流体介质隔离器20。流体介质隔离器20包括第一壁22，所述第一壁22具有隔板或鳍状物24，该隔板或鳍状物24与一和第二壁28相连的类似隔板或鳍状物26交错排列。具有交错排列的隔板24和26的两个壁部22和28形成了一个如图3所示的连通无污染区域14及受到污染的或污染产生区域18的曲折路径25。交错排列的隔板34和26之间的腔室23形成了曲折路径25。图3示出了五个腔室23。输送系统12的动作臂13以及所有电缆连接件经由这一曲折路径而从污染生成区域18到达无污染区域14。壁部22和28之间的曲折路径25将无污染区域14与受到污染的区域18隔离。

本发明的一个独特的方面是提供了一个一体的抽动系统，该抽动系统无需任何单独的移动部件即可加强流体介质由无污染区域14向受到污染区域18的流动。推进器30通过在壁部22和28之间的具有压差的曲折路径25内的移动而构成一个抽动系统，该曲折路径内的压差可以加强流体介质从无污染区域14向受到污染区域18流动。通过输送驱动系统16以及致动器或平台32的移动，形成于推进器30的壳体中的多个腔室在曲折路径25中运动，以便移动输送系统12。因此，随着输送或驱动系统16在存储系统10中的上下移动，推进器30安装于致动器平台32上以随着系统的移动而移动。推进器30的容器或腔室紧邻流体介质隔离器20的壁部或鳍状物运动，但是与壁部或鳍状物分离以防任何粒子的生成。

图4以图解的形式概括地示出了推进器30，同时图5示出了其操作过程。

推进器30包括多个在其各单元内形成的腔室，各单元的形状取决于流体介质隔离器壁部22和28之间的曲折路径25。每一腔室或单元具有一个入口以及一个出口。所述入口朝曲折路径25的内部敞开，同时所述出口与曲折路径中的下一紧邻的单元相连，以排出流体介质。在本发明的最佳实施例中，从一单元到另一相邻单元的出口的横截面面积大于对曲折路径25中的介质开放的入口的横截面的面积。

推进器30具有多个类似活塞结构的并且具有一运动轴线31的开放单元。所述单元包括一组长方形或正方形的小单元以及一个转换或导向面，所述小单元具有由四个壁面形成的腔室，所述转换或导向面产生多个棱形导向单元。图5以及图6所示的推进器30具有10个小单元，附图标记从33到42。这些小单元均与运动轴线31平行。除了单元33，其它单元实质上均采用如图7所示的形状。下面只对最后一个导向单元42进行详细描述。

图7是导向单元42的横截面图，其中导向单元42由四条互相正交并且均与运动轴线31平行的壁面43、44、45以及46构成。导向单元42的顶部47打开(图6)，底部48被一个成形的倾斜底面50封闭，所述底面50用作一个转换或导向面50。所述底面50是一个从壁面44向下倾斜至壁面46的曲面。转换或导向面50的上部52是外凸的，下部54是内凹的。在每一单元33至42中，四个壁面43、44、45以及46连同转换面50形成一个腔室。

通过壁面43的一个进入口55在转换面50的上边缘开口，同时流体经由底面垂直排向不具有开口的壁面45。通过壁面46且在转换面50下部边缘上方的出口56接收已转向90度的流体介质。

应当知晓，所有底部转换或导向面50(密封面)从上方看(参见图6)直接有序地从每个导向面33至42，从导向面33的开口部58至导向面42的出口56接收空气。由于导向面33是最上面的导向面，因此其不同于其它导向面，在其侧壁不具有一入口。正如图中所示，导向面33至42沿轴向组合在一起，因此形成一个连续的路径(在顶部开口)，该路径沿每一底部转换或导向面形成，并且在每个导向单元和紧邻的下一个导向单元之间发生90度的转向。其结果是沿这些成形的底部导向面形成一个曲折空气路径，通过直接由单元33的顶部流向单元44的顶部而加强流动。当推进器总成向上移动时，其结果是流体介质从导向单元42的腔室流向出口56。由于底部导向面共同形成一个封闭面，因此当推进器30反向运动时，空气不会相应地反向流动。唯一的反向通道是通过出口56。

图6以及图7示出了一个有用的例外。为了便于对本发明的理解，图7示出了以线性路径排列的多个单元33至42。正如图5以及图6所示，各单元将采用由隔离器壁面22和28以及隔板24形成的曲折路径。例外的是在单元36中具有一个底部转换或导向面62，该导向面横贯第三以及第四单元35和36之间的出口60。流体介质由出口60部分向下排入底部导向面62，部分进入顶部单元36的入口64。这就在两个方向形成了有限且受控的流体介质旁路，不会产生显著的反流，从而有助于流体介质由上至下流入转换面50。

几乎横贯出口60的中心的转换或导向面62在曲折路径25的中心产生一个压力屏障(图3)，这一点将在下面予以详细描述。

导向单元33至42被一个护罩或外壳环绕，所述护罩或外壳由具有交错排列的隔板或叶片24的壁面22和28形成，所述隔板或叶片紧邻推进器30的表面，但是不与其接触。由于摩擦接触会产生污染粒子，所以应避免。这种装置在低压差状况下工作，并且介质最好由较高的压力梯度流向较低的压力梯度(包括污染粒子)。

每一底部转换或导向面50的形状是一成形的外凸及内凹形状的组合，其中每一导向单元的横截面的尺寸是1英寸×3/4英寸。一个有用的导向面从顶部向底部轴向延伸大约1英寸，并且横贯壁面。通过使相邻单元出口的尺寸在某种程度上大于单元顶部的入口的尺寸，介质的流动可以得以改善。这就是说，单元之间的出口的横截面尺寸大于每一单元顶部入口的横截面尺寸。这可通过使得每一出口的高度大于每一单元顶部的每一入口的最大尺寸而得以实现。所述出口的横截面面积最好比所述入口的横截面面积至少大5％。外凸面52以及内凹面54的曲率半径是相同的，并且大约是1/2英寸。

正如前面所述，推进器30包括多个等长的导向单元，所述导向单元连接在一起并且环绕通过曲折路径25。每一导向单元33至42形成一个将流体介质从干净区域14移动至包含粒子的受污染区域18的腔室。在每一单元中形成的腔室具有一个底部转换或导向面50，所述导向面50为流体介质从一单元的入口通过一出口而流向具有一相同转换底面的相邻腔室提供一导向。每一底部转换面50轴向或垂直偏离一个距离，该距离和形成不同大小的腔室的转换面的高度相等。

转换面50由大致具有等半径的内凹以及外凸面构成。每一转换面50的宽度与单元的宽度相同，同时其高度几乎是其宽度的两倍。单元33至42最好至少三个为一组，并且其中一个单元具有一个在第一组(单元33至35)和第二组(单元37至39)之间的另一过渡转换。

在所有情况下，从一个单元的一腔室通往紧邻的相连腔室的出口尺寸大于腔室顶部的入口的尺寸。这就使得流体介质从较高压力梯度向较低压力梯度的流动性增强，所述流动经由推进器30从隔离器入口27流向隔离器出口29(图3)，入口以及出口使得隔离器20的整体长度得以延展。在过渡单元36中形成的腔室具有一个转换面，所述转换面大致由第一单元组中的单元35的出口60的中心部穿过。这一结构使得转换面60下方的一部分流体介质得以排出，其中来自第一单元组的一部分流体介质排入过渡单元36的入口64。

这样作是基于如下两个理由。第一个理由是在曲折路径25的中心处形成一个压力屏障(图3)。因此当在一个非常低的压差下工作时，辅助的中心压力稳步下降，并且在介质被隔离的两个腔室之间形成一个纯净空气(流体介质)的压力屏障。第二个理由是使得形成于流体介质隔离器20的相应侧的任何真空作用最小化。在第四个单元36的过渡腔室之后的剩余的在单元37至42中的六个腔室将流体介质从纯净空气侧14导入“脏的”(受到污染的)低压侧。

图7示出了单元33至42中的多个腔室，为了便于对本发明的理解以及表示流体介质在隔离器20中的流动，所有腔室位于同一平面。第一组导向单元33至35的三个腔室通过出口43以及45将流体介质从单元33中的第一腔室输送至单元34中的相邻腔室以及与单元34紧邻的单元35的腔室内，并且通过出口60传送至过渡单元36。第四导向单元36的过渡腔室横贯出口60的中部。因而第一组三个腔室内的部分流体介质从过渡面62的下方经由第四导向单元36的底部排出。

正如前面所述，这样作的原因是为了在曲折路径25的中部产生一个压力屏障。因而如果系统在非常低的压差下工作时，附加的中心压力均匀扩散，且在介质受到隔离的两个腔室之间产生一个纯净空气的压力屏障。采用过渡腔室的另一个原因是使得在隔离器20的相应侧产生的任何真空效应最小化。剩余的在单元37至42中的六个腔室分组具有由转换面50确定的按顺序增大的容积，并且将流体介质从干净区域40排入受到污染(即脏的)的低压区域18。

在最佳实施例中，单元组33、34、35，单元组36、37、38、39以及单元组40、41、42中的每一个导向单元大致为4英寸长。具有四个单元的第二单元组轴向偏离具有三个单元的第一单元组，同时具有三个单元的第三单元组轴向偏离具有三个单元的第二单元组。这就使得形成于每一单元中的腔室轴向偏离一个大致等于底部转换面50的高度的距离，以便于流体介质如图6和图7所示从入口流向相邻单元的出口。过渡或压力屏障导向单元36具有一个由第三腔室35横贯出口60的转换面62，所述转换面使得在推进器30下方并且在曲折路径25的中部产生一压力屏障的部分流体介质排出。

推进器30如图5所示工作。该图示出了流体介质由形成于单元33至42中的腔室顶部流入，并且强行从一个腔室经转换流入紧邻的相连腔室直至经由导向单元42中最后一个腔室内的出口56排入受到污染的区域18。

如图8以及图9所示，所述系统具有一对位于介质隔离器20中的推进器30以及31。推进器30位于输送系统致动器22的上方(图2)，同时推进器31位于输送系统致动器22的下方。因而随着驱动系统16(图1)使得致动器32以及输送平台12在晶片存储系统10中上下移动(图8)，推进器30以及3 1的腔室将流体介质沿曲折路径25从纯净空气侧14输送至受到污染侧18，以防半导体晶片受到任何污染。推进器31和推进器30是相同的，但是反向布置。即如图6所示的安装在致动器32上的推进器30正面朝下。

推进器30以及31安装在致动器32上，其穿过曲折路径25并且在其中运动，以便于移动或存储在储存系统10内的台架或半导体晶片运载器。致动器或工作平台32和曲折路径12的形状相适应，并且可以是一组连接在输送系统12以及驱动系统16之间的平板。系统的电缆33也穿过曲折路径并且和驱动输送机构12的工作平台32的形状相适应。

最好如图8以及图9所示，在工作平台32的上下两侧具有两个推进器30以及31，以利用在曲折路径25中的工作平台32的垂直移动。因此在工作平台上方的推进器30以及在工作平台32下方的推进器31随着致动器每次在曲折路径25中的上下移动而提供一个双重的吸入作用(图8)。这就有效且几乎连续地使得流体介质从无污染区域14向受到污染的区域18进行单向流动。

在工作平台32下方的推进器31与从无污染区域14向受到污染的或污染产生区域18转换的推进器30相同。即第二、第三以及随后的单元均由相邻的单元沿轴向或垂直方向朝致动器32偏离。这就产生或加强了介质由无污染区域14向受到污染的区域18的流动。

图10至图12示出了一个可选实施例。从中可发现与先前实施例的流体介质隔离器20相同的工作原理可应用于图10至图12所示的圆柱形结构。在图10中，所示的圆柱形流体介质隔离器60包括一个与第二圆柱体64配合的第一圆柱体62。圆柱体62具有多个圆柱形的隔板或鳍状物66，所述隔板或鳍状物66与圆柱体64内的多个圆柱形隔板68交错排列。圆柱体62具有一个接纳驱动轴70的插座，所述驱动轴70与安装在圆柱体64中心处的驱动系统74相连。因此驱动系统74能够使得圆柱体62相对于圆柱体64可转动地受到驱动，或反之。圆柱体62的中心部环绕驱动轴70设置有多个排放孔76。

在圆柱体62以及64中交错排列的隔板或鳍状物66和68在圆柱体之间形成了一个曲折通路78。可以发现，圆柱体62相对于圆柱体64的转动或往复运动(或反之)将使得穿过入口65的流体介质如同箭头所示通过曲折通路78流出或通过孔或通道76排出，而无需前面实施例所示的诸如活塞或推进器一类的任何辅助抽吸装置。因此圆柱形的流体介质粒子隔离器75能够应用于任何特定的区域，所述区域对需连续使得流体介质由无污染区域流向受到污染的或污染生成区域是非常重要的。圆柱体62围绕圆柱体64的转动形成流体介质由图中箭头80所指的从进口或入口65向出口或通道76的连续流动，并且能够防止任何回流或回复压力，使得无污染的流体介质有效地流出圆柱形的流体介质隔离器60。

圆柱形的流体介质隔离器75可以选择添加一推进器，所述推进器的形状与隔板66和68之间的曲折通路的曲率相配合。在这种情况下，所述推进器可以在入口处65具有多个腔室，所述每个腔室与相邻腔室沿圆周方向分隔直至最后一个腔室将流体介质导入环绕出口或通道76的区域中。在这一可替换的实施例中，圆柱体62以及64可以保持静止，同时在曲折通道78内的推进器可转动或往复运动，以将无污染的流体介质从入口65导入出口76。

图13以及图14示出了另一最佳实施例。这一实施例与图10至图12所示的实施例相似，也是一个圆柱形流体介质隔离器的优化设计。所述实施例采用了一个与一第二圆柱体86交错排列的第一圆柱体82，所述第一圆柱体82具有一个一体的或安装的推进器84，所述第二圆柱体86具有圆柱形的隔板或环88和90。

在这一实施例中，一对相同的整体推进器84安装在圆柱体82中。整体推进器84具有弧形的矩形部92以及94，所述矩形部具有用于安装交错排列的环88和90的空间。弧形矩形部92和94与线性推进器的单元33至42相似。弧形矩形部92以及94具有转换面，所述转换面引导或使得流入形成于上部96以及98中的腔室内的流体介质通过出口100流至中心区域102，进而通过圆柱体86中的孔或通道104排出。安装于圆柱体82中的驱动系统106通过一个驱动轴108与圆柱体86相连。因此驱动系统106使得圆柱体82转动或往复运动，从而迫使空气通过腔室92以及94进入上部96以及98，进而进入中心部102，并通过通孔104排出。

交错排列的隔板或环88以及90与弧形矩形部92以及94之间的凹槽结合，以提供一个从一入口108经由系统至出口104的曲折流动。

上面描述了一个独特的流体介质隔离系统，该系统将机械划分的一个区域与另一区域中的流体介质分离并在它们之间运输。所述系统包括一个流体介质隔离器，所述隔离器具有一个连通无污染区域与受到污染区域的曲折流体通道。所述曲折流体通道包括一系列安装于相邻壁面上的交错排列的隔板或鳍状物，从而形成一个输送流体介质的通道。在第一个实施例中，安装于一致动器上的用于移动一半导体晶片输送系统的一系列腔室或单元用作一个将流体介质单向由无污染区域输送至受到污染区域的泵。在推进器中的每一腔室或单元对在曲折通道中的流体介质开放，并且通过一出口与轴向偏离的相邻腔室相连。每一腔室或单元包括一个转换面或导流板，所述转换面或导流板能够增强进入一腔室或单元的介质被输送至下一个相邻的单元。在每一单元中的导流板或转换面的结构为曲面，其能够限制回流压力并有效地将进入曲折通道的流体介质输送至下一相邻的腔室。流体介质从一腔室向另一腔室或从一单元向另一单元的流动是通过在一单方向偏流的曲形转换面而得以实现的。

在另一实施例中，一个圆柱形的流体介质隔离器具有一对交错排列并具有隔板的圆柱体，所述隔板形成一个从外圆周向中心部的曲折通道。另一个实施例是具有一个弧形推进器，所述弧形推进器位于两个圆柱体之间或者安装在其中一个圆柱体中。环绕一个驱动轴的多个通孔形成一个使得流体介质流过流体介质隔离器的出口，所述驱动轴使得一圆柱体相对于另一圆柱体或一推进器相对于圆柱体转动。

在一最佳实施例中，一个圆柱体相对于另一圆柱体转动或往复运动，从而通过曲折通道将流体介质排至经过其中一个圆柱体中心处的通孔。或者，一个推进器可以具有和线性推进器相似的曲折通道，但是其形状和其中一个圆柱体的外形相配合，或者和其中一个圆柱体成为一体。所述推进器可以在两个圆柱体之间的曲折通道内往复移动，从而使得流体介质从在曲折通道起始端的入口处流向在圆柱形流体隔离器中心处的出口。

本发明并不局限于附图所示的实施例，以及通过实施例所进行的描述，而应该按照权利要求所给定的范围。

Claims (35)

1、一种流体介质粒子隔离系统，包括：

一个曲折通道，所述曲折通道由多个腔室形成，所述腔室的一侧对干净的流体介质区域开放，另一侧对受到污染的流体介质区域开放；

一个推进器装置，用于将干净的流体介质从所述干净的流体区域抽吸并通过所述曲折通道将所述流体强行导入所述受到污染的流体介质区域；

所述推进器包括多个单元，所述多个单元在所述曲折通道的每一腔内构成腔室，所述每个腔室和在相邻腔内的相邻腔室互连，从而使得所述流体流过所述曲折通道；

所述推进器安装于一移动的平台上，以便于在所述多个腔中往复移动；

从而流体介质从所述干净的流体介质区域被输送到所述受到污染的流体介质区域，因此将干净的流体介质区域与污染粒子隔离。

2、如权利要求1所述的系统，其特征在于：在所述多个腔室的每一腔室内包括一个成型转换表面，用于引导并加强流体从每一腔室的入口流向每一腔室的出口。

3、如权利要求2所述的系统，其特征在于：所述曲折通道由多个被隔板分开的顺序排列的腔构成。

4、如权利要求3所述的系统，其特征在于：所述曲折通道由一个第一隔板形成，所述第一隔板与形成从所述干净区域到达所述曲折通道的一个第二隔板叠置并交错排列；在所述多个腔室侧壁上形成的后续隔板形成多个腔。

5、如权利要求2所述的系统，其特征在于：所述曲折通道由五个顺序排列的腔构成。

6、如权利要求2所述的系统，其特征在于：由所述多个腔室构成的一个推进器安装在所述可往复的平台的相对侧，从而使得所述系统为一双向作用泵。

7、如权利要求6所述的系统，其特征在于：所述推进器由形成所述曲折通道的每一相邻腔组中的至少三个腔室构成。

8、如权利要求7所述的系统，其特征在于：所述多个腔室中的每一腔室沿轴向偏离一相邻的腔室。

9、如权利要求8所述的系统，其特征在于：每一腔室偏离一相邻腔室，偏离量等于所述转换面的轴向长度。

10、如权利要求2所述的系统，其特征在于：在所述每一腔室内的每一转换面具有一个能够使得流体从一腔室向一相邻腔室的流动加强的曲率。

11、如权利要求10所述的系统，其特征在于：所述从每一腔室到一相邻腔室的出口尺寸大于进入每一腔室的入口尺寸。

12、如权利要求10所述的系统，其特征在于：所述每一腔室的出口的尺寸至少比每一腔室的入口的尺寸大5％。

13、如权利要求11所述的系统，其特征在于：所述在每一腔室内的成形转换表面具有一恒定的曲率。

14、如权利要求13所述的系统，其特征在于：所述成形转换表面是紧邻所述出口的每一腔室的底面。

15、如权利要求14所述的系统，其特征在于：所述成形转换表面具有一个外凸曲率以及一个内凹曲率。

16、如权利要求15所述的系统，其特征在于：所述外凸曲率以及所述内凹曲率具有相同的曲率半径。

17、如权利要求16所述的系统，其特征在于：所述每个成形转换表面的高度大致等于所述出口的高度。

18、如权利要求17所述的系统，其特征在于：在所述推进器的所述过渡腔室之一内的一个成形转换表面横交前面的一个腔室的一出口，从而使得在所述推进器下方的所述流体介质的一部分排出。

19、如权利要求18所述的系统，其特征在于：所述成形转换表面几乎由前面一个腔室的出口的中心部穿过。

20、如权利要求19所述的系统，其特征在于：所述移动平台从所述受到污染的流体介质区域至所述干净的流体介质区域通过所述曲折通道。

21、如权利要求20所述的系统，其特征在于：所述移动平台与在所述受到污染区域内的一个驱动系统相连，以便于在所述曲折通道内轴向移动。

22、如权利要求2所述的系统，其特征在于：所述曲折通道包括一个第一壁面、一个第二壁面，所述第二壁面与所述第一壁面彼此平行并间隔一定距离，以及垂直于所述第一及第二壁面延伸的多个交错排列的隔板；一个位于所述干净流体介质区域的入口，所述入口形成于所述第一以及第二壁面之间的一端，一个通向所述受到污染流体介质区域的出口，所述出口形成于所述第一以及第二壁面之间的另一端。

23、如权利要求22所述的系统，其特征在于：在每一壁面上至少具有两个交错排列的隔板。

24、如权利要求23所述的系统，其特征在于：在每一壁面上具有三个交错排列的隔板，从而在所述入口以及所述出口之间形成五个腔。

25、如权利要求22所述的系统，其特征在于：所述入口以及所述出口在所述第一及所述第二壁面的整个长度上延伸。

26、一种流体介质隔离系统，包括：

一个第一圆柱体；一个形成于一入口并且与所述第一圆柱体配合的第二圆柱体；一个形成于所述第一及第二圆柱体中心处的出口；以及至少一个在所述第一圆柱体上形成的环形隔板，所述环形隔板与在所述第二圆柱体上的至少一个环形隔板交错排列以形成一个曲折通道；

一个将所述第一圆柱体与所述第二圆柱体连接的驱动器，所述驱动器适于将所述圆柱体之一相对于另一个转动；因此流体介质流入所述入口，并由所述出口排出，从而将在所述第一及第二圆柱体一侧的流体介质与在所述第一及第二圆柱体另一侧的流体介质隔离。

27、如权利要求26所述的流体介质隔离系统，其特征在于：在所述第一及第二圆柱体之一上至少具有两个所述交错排列的环形隔板。

28、如权利要求27所述的流体介质隔离系统，其特征在于：包括一个推进器，所述推进器在所述第一及第二圆柱体之间的所述曲折通道中形成。

29、如权利要求28所述的流体介质隔离系统，其特征在于：所述推进器一体形成于所述圆柱体之一上。

30、如权利要求29所述的流体介质隔离系统，其特征在于：所述推进器包括：在所述圆柱体之一中的所述环形隔板之间形成的多个弧形腔室；所述弧形腔室的结构使得流体介质由所述入口流向所述相互配合的第一及第二圆柱体的中部，并通过所述出口排出。

31、如权利要求30所述的流体介质隔离系统，其特征在于：所述入口沿所述相互配合的第一及第二圆柱体的圆周方向延伸。

32、如权利要求2所述的系统，其特征在于：所述推进器具有10个穿过所述曲折通道的腔室。

33、如权利要求32所述的系统，其特征在于：所述一个腔室的出口与所述下一个相邻腔室的出口成90度。

34、如权利要求33所述的系统，其特征在于：所述腔室在多个等长且大致相同的单元中形成。

35、如权利要求34所述的系统，其特征在于：所述至少三个单元构成一组，所述每组与前面的一组沿轴向方向偏离。

Images