DE102022103405A1

DE102022103405A1 - Laminargasstromfilter

Info

Publication number: DE102022103405A1
Application number: DE102022103405.4A
Authority: DE
Inventors: Jyh-Shiou Hsu; Wen-Hsun Tsai; Chien Chun; Kuang-Wei Cheng; Sung-Ju Huang
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2021-07-09
Filing date: 2022-02-14
Publication date: 2023-01-12
Also published as: CN115253527B; CN115253527A; TW202317245A; KR20230009804A; US20230012317A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Unterstützung der Umweltkontrolle in einem Halbleiterwaferverarbeitungsraum bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Einleiten eines ersten Gases unter Druck in einer ersten Richtung durch ein erstes Diffusorrohr und dadurch Erzeugen eines ersten seitlichen Gasstroms durch eine Seitenwand des ersten Diffusorrohrs; Einleiten eines zweiten Gases unter Druck in einer zweiten Richtung durch ein zweites Diffusorrohr und dadurch Erzeugen eines zweiten seitlichen Gasstroms durch eine Seitenwand des zweiten Diffusorrohrs, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist; Kombinieren des ersten und des zweiten seitlichen Gasstroms innerhalb eines Gehäuses; und Ausgeben der kombinierten seitlichen Gasströme aus dem Gehäuse, um einen Laminargasstrom zu erzeugen, der eine Öffnung zu dem Halbleiterwaferverarbeitungsraum abdeckt.

Description

PRIORITÄTSANSPRUCH UND QUERVERWEIS
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 63/220,082 , eingereicht am 9. Juli 2021, die durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
HINTERGRUND
Die folgenden Ausführungen betreffen die Halbleiterherstellung und insbesondere einen Laminargasstromfilter für einen Raum, dessen Umweltbedingungen kontrolliert werden, der in Verbindung mit der Halbleiterherstellung verwendet wird.
Figurenliste
Aspekte der vorliegenden Offenbarung lassen sich am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verstehen. Es ist zu beachten, dass gemäß der branchenüblichen Praxis verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu dargestellt sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale, wie sie in den begleitenden Figuren gezeigt sind, zugunsten einer klaren Erläuterung willkürlich vergrößert oder verkleinert sein.

1 veranschaulicht diagrammatisch eine Anwendung eines Laminargasstromfilters und/oder einer -vorrichtung gemäß einigen hierin offenbarten Ausführungsformen.
2A veranschaulicht diagrammatisch eine perspektivische Ansicht eines Laminargasstromfilters und/oder einer -vorrichtung gemäß einigen hierin offenbarten Ausführungsformen.
2B veranschaulicht diagrammatisch eine vordere Draufsicht eines Laminargasstromfilters und/oder einer -vorrichtung gemäß einigen hierin offenbarten Ausführungsformen.
2C veranschaulicht diagrammatisch eine Endansicht eines Laminargasstromfilters und/oder einer -vorrichtung gemäß einigen hierin offenbarten Ausführungsformen.
3 veranschaulicht diagrammatisch eine Querschnittsansicht eines Laminargasstromfilters und/oder einer -vorrichtung gemäß einigen hierin offenbarten Ausführungsformen.
4 veranschaulicht diagrammatisch einen Luftfilter, der in einem Laminargasstromfilter und/oder einer -vorrichtung gemäß einigen hierin offenbarten Ausführungsformen verwendet wird.
5 veranschaulicht diagrammatisch eine weitere perspektivische Ansicht, welche die inneren Elemente eines Laminargasstromfilters und/oder einer -vorrichtung gemäß einigen hierin offenbarten Ausführungsformen zeigt.
6 veranschaulicht diagrammatisch ein Diffusorrohr, das in einem Laminargasstromfilter und/oder einer -vorrichtung gemäß einigen hierin offenbarten Ausführungsformen verwendet wird.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Erzeugung eines sauberen Laminargasstroms mit im Wesentlichen gleichmäßiger Geschwindigkeit über eine Länge davon gemäß einigen hierin offenbarten Ausführungsformen zeigt.

AUSFÜHRLICHEE BESCHREIBUNG
Die folgende Offenbarung stellt viele unterschiedliche Ausführungsformen oder Beispiele bereit, um unterschiedliche Merkmale des bereitgestellten Gegenstandes zu implementieren. Es werden nachfolgend spezielle Beispiele von Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Diese sind natürlich lediglich Beispiele und sollen nicht beschränken.Das Bilden eines ersten Elements über oder auf einem zweiten Element in der folgenden Beschreibung kann beispielsweise Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Element in direktem Kontakt gebildet sind, und auch Ausführungsformen, bei denen zusätzliche Elemente zwischen dem ersten und dem zweiten Element gebildet sein können, sodass das erste und das zweite Element nicht in direktem Kontakt sein können.Außerdem kann die vorliegende Offenbarung Bezugsnummern und/oder -zeichen in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient zum Zweck der Einfachheit und Klarheit und diktiert nicht an sich eine Beziehung zwischen den verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen und/oder Konfigurationen.
Ferner können räumlich relative Begriffe, wie „links“, „rechts“, „seitlich“, „hinten“, „dahinter“, „vorne“, „darunter“, „unter“, „untere“, „über“, „obere“ und dergleichen zur Erleichterung der Erörterung hierin verwendet sein, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem bzw. zu anderen Elementen oder Merkmalen wie veranschaulicht in den Figuren zu beschreiben. Die räumlich relativen Begriffe sollen zusätzlich zu der Ausrichtung, die in den Figuren gezeigt ist, verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung bei der Verwendung oder beim Betrieb der Vorrichtung umfassen. Die Vorrichtung kann anderweitig ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen) und die hierin verwendeten räumlichen relativen Beschreiber können desgleichen dementsprechend interpretiert werden.
Im Allgemeinen werden Halbleitervorrichtungen, wie beispielsweise Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor-Vorrichtungen (MOS-FET-Vorrichtungen), integrierte Schaltungen (ICs) usw. aus Halbleiterwafern in einer Halbleiterfertigungsanlage, die gemeinhin als FAB oder Foundry bezeichnet wird, hergestellt und/oder gefertigt. Es gibt allgemein viele auf den Halbleiterwafer angewandte Verarbeitungsschritte, um eine gewünschte Halbleitervorrichtung und/oder zahlreiche Halbleitervorrichtungen auf einem Wafer zu erzeugen. Die Halbleiterherstellung kann beispielsweise eine Abfolge mehrerer Schritte von fotolithografischen, mechanischen und/oder chemischen Verarbeitungsschritten (wie beispielsweise Flächenpassivierung, thermische Oxidation, planare Diffusion, Übergangsisolierung usw.) sein, bei denen nach und nach elektronische Schaltungen und/oder Halbleitervorrichtungen auf dem Halbleiterwafer erzeugt werden. Dementsprechend enthält ein FAB-Reinraum oder ein ähnlicher Raum, in dem die Herstellung stattfindet, typischerweise viele einzelne Maschinen und/oder Werkzeuge für die Halbleitervorrichtungsherstellung, wie beispielsweise, ohne Einschränkung, Stepper und/oder Scanner für die Fotolithografie zusätzlich zu Werkzeugen zum Ätzen, Reinigen, Dotieren, Testen, Prüfen usw.von Halbleiterwafern und Ladeöffnungen oder dergleichen für die temporäre Bereitstellung und/oder Lagerung von Halbleiterwafern. Während des Herstellungsprozesses wird ein Halbleiterwafer üblicherweise mit einem Roboterarm oder dergleichen, wie beispielsweise einem Equipment Front End Module (EFEM), von Werkzeug zu Werkzeug transportiert und/oder auf andere Weise zu und/oder von Verarbeitungs- und/oder Haltekammern verschiedener Werkzeuge und/oder Ausrüstungen transportiert.
Um die Qualität der Wafer aufrechtzuerhalten und sie vor Defekten während des Halbleiterherstellungsprozesses zu schützen, werden die Umweltbedingungen der FAB-Räume und/oder der Bearbeitungs- oder Haltekammern verschiedener Werkzeuge und/oder Ausrüstungen kontrolliert. Das heißt, dass in den FAB-Räumen und/oder den verschiedenen Ausrüstungskammern, in denen Halbleiterwafer aufgenommen und/oder verarbeitet werden, Anstrengungen unternommen werden, um die Umweltkontrolle von beispielsweise luftgetragenen molekularen Verunreinigungen (AMCs), Feuchtigkeit, relativer Luftfeuchtigkeit (RH), Sauerstoff (O2) usw. zu realisieren und beispielsweise im Hinblick auf das Begrenzen von Defekten, die Verbesserung des Waferabnahmetests (WAT), Schaltkreissonde (CP), eine verlängerte Q-Zeit für den Wafer usw. eine verbesserte Waferqualität und/oder verbesserte Halbleiterherstellungsprozesse zu erreichen. Dennoch sind beispielsweise Türen oder Öffnungen zu verschiedenen FAB-Räumen und/oder Ausrüstungskammern vorgesehen, um den Eintritt und/oder Austritt von Halbleiterwafern in die und/oder aus den FAB-Räumen und/oder Ausrüstungskammern zu ermöglichen. Daher ist gemäß einigen hierin offenbarten Ausführungsformen ein Laminargasstromfilter und/oder eine -vorrichtung derart ausgeführt, dass ein Laminargasstrom, wie beispielsweise ein sogenannter Luftvorhang vor der Öffnung zu einem Halbleiter-FAB-Raum und/oder einer Ausrüstungskammer und/oder diese abdeckend, vorgesehen wird, wodurch das Aufrechterhalten der Umweltkontrolle innerhalb des Halbleiter-FAB-Raums und/oder der Ausrüstungskammer unterstützt wird.
Unter Bezugnahme auf 1 ist gemäß einigen hierin offenbarten Ausführungsformen ein Halbleiterwaferverarbeitungs- und/oder -bereitstellungswerkzeug 10 gezeigt, das eine Kammer 12 aufweist, die beispielsweise eine Öffnung 14 aufweist, durch die ein Halbleiterwafer selektiv in die Kammer 12 geladen und/oder daraus entfernt wird. Bei einigen geeigneten Ausführungsformen ist ein Laminargasstromfilter und/oder eine - Vorrichtung 100 oberhalb der Öffnung 14 zu der Kammer 12 angeordnet. Bei einigen Ausführungsformen erzeugt der Laminargasstromfilter und/oder die -vorrichtung 100 einen Laminargasstrom oder einen Luftvorhang 102 (im Allgemeinen in einer durch die Pfeile 102a angedeuteten Richtung) vor, neben der Öffnung 14 und/oder anderweitig diese abdeckend, wodurch das Aufrechterhalten der Umgebungskontrolle innerhalb des Halbleiter-FAB-Raums und/oder der Ausrüstungskammer 12 unterstützt wird.
Unter Bezugnahme auf 2A ist eine perspektivische Ansicht des Laminargasstromfilters und/oder der -vorrichtung 100 gemäß einigen hierin offenbarten Ausführungsformen gezeigt. Wie gezeigt, weist der Laminargasstromfilter und/oder die - Vorrichtung 100 ein äußeres Gehäuse 104 und ein Paar von Gaseinlässen 106a und 106b auf, die sich durch eine Wand 104a des Gehäuses 104 erstrecken und unter Druck einen Gasstrom zu einem entsprechenden Paar von Diffusorrohren, die in dem Gehäuse 104 enthalten sind, leiten. Gemäß einigen Ausführungsformen weist der Laminargasstromfilter und/oder die - Vorrichtung 100 auch einen entfernbaren und/oder austauschbaren Luftfilter auf, der in das Gehäuse 104 beispielsweise über einen geeigneten Schlitz oder eine Öffnung 108, der bzw. die in einer Endwand 104b des Gehäuses 104 vorgesehen ist, selektiv eingebaut und/oder daraus entfernt werden kann.
Unter Bezugnahme auf 3 ist eine Querschnittansicht des Laminargasstromfilters und/oder der -vorrichtung 100 gemäß einigen hierin offenbarten Ausführungsformen gezeigt. Wie gezeigt, weist der Laminargasstromfilter und/oder die - Vorrichtung 100 ein Paar von Diffusorrohren 110a und 110b auf, die in dem Gehäuse 104 enthalten sind. Bei einigen Ausführungsformen sind die Diffusorrohre 110a und 110b innerhalb des Gehäuses 104 symmetrisch angeordnet und befinden sich parallel zueinander. Geeigneterweise wird jedem Diffusorrohr 110a und 110b über die entsprechenden Gaseinlässe 106a und 106b, die mit den Diffusorrohren 110a und 110b an entgegengesetzten Enden der Diffusorrohre 110a und 110b verbunden sind, unter Druck ein Gasstrom zugeführt. Das heißt, dass der Gaseinlass 106a, wie in 3 gezeigt, mit dem linken Ende des Diffusorrohrs 110a verbunden ist, während der Gaseinlass 106b mit dem rechten Ende des Diffusorrohrs 110b verbunden ist.
Bei einigen Ausführungsformen ist ein Paar von Diffusorköpfen 112a und 112b mit dem entsprechenden Paar von Diffusorrohren 110a und 110b an den Enden der Diffusorrohre 110a und 110b entgegengesetzt den Enden der entsprechenden Diffusorrohre 110a und 110b verbunden, die mit den entsprechenden Gaseinlässen 106a und 106b verbunden sind. Das heißt, dass der Diffusorkopf 112a, wie in 3 gezeigt, mit dem rechten Ende des Diffusorrohrs 110a entgegengesetzt dem linken Ende des Diffusorrohrs 110a verbunden ist, mit dem der Gaseinlass 106a verbunden ist, während der Diffusorkopf 112b mit dem linken Ende des Diffusorrohrs 110b entgegengesetzt dem rechten Ende des Diffusorrohrs 110b verbunden ist, mit dem der Gaseinlass 106b verbunden ist.
Bei einigen Ausführungsformen weist der Laminargasstromfilter und/oder die - Vorrichtung 100 wie in 3 gezeigt zudem ein Luftfiltermodul 120 auf. Bei einigen Ausführungsformen ist das Luftfiltermodul 120 dimensioniert und/oder anderweitig eingerichtet, einen oder mehrere Luftfilter 122 aufzunehmen, zu enthalten und/oder zu halten. Geeigneterweise ist das Luftfiltermodul 120 dimensioniert und/oder anderweitig eingerichtet, mehrere Luftfilter 122 aufzunehmen, zu enthalten und/oder zu halten. Wie in 3 gezeigt, ist das Luftfiltermodul 120 dimensioniert und/oder anderweitig eingerichtet, drei Luftfilter 122 aufzunehmen, zu enthalten und/oder zu halten. Es versteht sich jedoch, dass in der Praxis das Luftfiltermodul 120 dimensioniert und/oder anderweitig eingerichtet sein kann, mehr oder weniger als drei Luftfilter 122 aufzunehmen. Bei einigen Ausführungsformen kann ein mehrlagiger Luftfilter 122 verwendet sein.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Luftfilter 122 ein Hochleistungsschwebstofffilter (ULPA-Filter), der beispielsweise geeignet ist, Luftpartikel bis zu einer Größe von ungefähr 2,6 mm zu erfassen und/oder herauszufiltern. Geeigneterweise kann der Luftfilter 122 einen Faserfilter und beispielsweise eine oder mehrere gewellte Schichten 122a aufweisen, wie es in 4 diagrammatisch veranschaulicht ist. Bei einigen Ausführungsformen ist ein Abstand w der Wellung geeignet klein, wie beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 100 mm. Bei einigen Ausführungsformen beträgt der Abstand w der Wellung ungefähr 0,5 mm. Bei einigen Ausführungsformen kann der Faserfilter aus Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET), Kombinationen davon und/oder anderen ähnlichen Materialien hergestellt sein.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3: ist das Luftfiltermodul 120 geeigneterweise von dem Laminargasstromfilter und/oder der -vorrichtung 100 selektiv entfernbar. Das Gehäuse 104 des Laminargasstromfilters und/oder der -vorrichtung 100 kann beispielsweise einen ersten oberen Abschnitt 104' und einen zweiten unteren Abschnitt 104'' aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen können sich die Diffusorrohre 110a und 110b in dem ersten oberen Abschnitt 104' des Gehäuses 104 befinden, während sich die Luftfilter 122 in dem zweiten unteren Abschnitt 104'' des Gehäuses 104 befinden können. Dementsprechend kann der zweite untere Abschnitt 104'' des Gehäuses 104, zusammen mit den Luftfiltern 122, das Luftfiltermodul 120 aufweisen.
Bei einigen Ausführungsformen kann der zweite untere Abschnitt 104'' des Gehäuses 104 mit dem ersten oberen Abschnitt 104' des Gehäuses 104 beispielsweise über geeignete Befestigungsmittel und/oder Befestigungsmechanismen selektiv verbunden und/oder davon getrennt werden, wodurch ermöglicht wird, dass das Luftfiltermodul 120 an dem Laminargasstromfilter und/oder der -vorrichtung 100 selektiv eingebaut und/oder davon entfernt werden kann. Bei einigen Ausführungsformen kann ein entferntes Luftfiltermodul 120 durch ein anderes Luftfiltermodul 120 selektiv ausgetauscht werden, sodass benutzte oder verschmutzte Luftfilter 122 in dem entfernten Luftfiltermodul 120 durch neue oder saubere Luftfilter 122 in dem Austauschluftfiltermodul 120 ausgetauscht werden.
Bei einigen Ausführungsformen wird das gesamte Luftfiltermodul 120 selektiv ausgetauscht. Das heißt, ein Luftfiltermodul 120, das benutzte oder verschmutzte Luftfilter 122 enthält, wird von dem Laminargasstromfilter und/oder der -vorrichtung 100 getrennt und/oder auf andere Weise entfernt und ein anderes Luftfiltermodul 120\, das neue oder saubere Luftfilter 122 enthält, wird mit dem Laminargasstromfilter und/oder der - Vorrichtung 100 verbunden und/oder auf andere Weise daran angebaut. Bei anderen Ausführungsformen kann das Luftfiltermodul 120 entfernt werden, die benutzten oder verschmutzten Luftfilter 122 in dem entfernten Luftfiltermodul 120 können durch neue oder saubere Luftfilter 122 ersetzt und/oder anderweitig getauscht werden, und das Luftfiltermodul 120 mit den Austauschfiltern 122 kann wieder eingebaut werden.
Bei einigen geeigneten Ausführungsformen sind die zueinander parallelen Diffusorrohre 110a und 110b, wie in 3 gezeigt, in dem Gehäuse 104 enthalten und/oder anderweitig darin positioniert, wie beispielsweise in dem ersten oberen Abschnitt 104' oder über und/oder oberhalb des Luftfiltermoduls 120 und/oder den Luftfiltern 122. In 3 befinden sich die Diffusorrohre 110a und 110b auf unterschiedlichen Höhen. Zum Beispiel befindet sich das Diffusorrohr 110b über dem Diffusorrohr 110a. Sie können jedoch auch andere räumliche Anordnungen aufweisen, bei denen die Diffusorrohre parallel zueinander angeordnet sind. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Diffusorrohre 110a und 110b beispielsweise in der gleichen oder im Wesentlichen der gleichen Höhe, d. h. in einer Nebeneinanderanordnung, positioniert, wie es in 5 gezeigt ist.
Bei einigen geeigneten Ausführungsformen ist das Diffusorrohr 110a ein zylindrisches Rohr, das eine Seitenwand des Diffusorrohrs aufweist oder definiert, die sich von einem mit dem Gaseinlass 106a verbundenen ersten Ende zu einem mit dem Diffusorkopf 112a verbundenen zweiten entgegengesetzten Ende erstreckt, und das Diffusorrohr 110b ist gleichermaßen ein zylindrisches Rohr, das eine Seitenwand aufweist, die sich von einem mit dem Gaseinlass 106b verbundenen ersten Ende zu einem mit dem Diffusorkopf 112b verbundenen zweiten entgegengesetzten Ende erstreckt. Bei einigen Ausführungsformen ist die Seitenwand von jedem des Paars von Diffusorrohren 110a und 110b perforiert und/oder anderweitig ausreichend porös, um einen Gasstrom durch die Seitenwand zu ermöglichen. In der Hauptzeichnung von 3 erstrecken sich die Perforationen um den gesamten Umfang der Umfangsseitenwand jedes Diffusorrohrs. Alternativ können sich die Perforationen, wie in Nebenbild A gezeigt, nur über einen Abschnitt 111 des Umfangs der Seitenwand des Diffusorrohrs 110a erstrecken (und in ähnlicher Weise für das Diffusorrohr 110b). Bei einigen alternativen Ausführungsformen können die Diffusorrohre 110a und 110b eine andere Form als zylindrisch aufweisen.
Bei einigen geeigneten Ausführungsformen kann jedes von dem Paar von Diffusorrohren 110a und 110b aus einem perforierten oder ausreichend porösen Kunststoffmaterial hergestellt sein, um einen Gasstrom durch die Seitenwand davon zu ermöglichen. Bei einigen geeigneten Ausführungsformen kann jedes der Diffusorrohre 110a und 110b einen Durchmesser im Bereich von ungefähr 1 mm bis ungefähr 100 mm aufweisen. Bei einigen geeigneten Ausführungsformen kann jedes der Diffusorrohre 110a und 110b beispielsweise in Abhängigkeit von der Größe der Öffnung 14 für die Kammer 12 des Halbleiterwaferverarbeitungswerkzeugs 10, die der von dem Laminargasstromfilter und/oder der -vorrichtung 100 erzeugte Laminargasstrom abdecken soll, eine Länge L (in 1 angegeben) in einem Bereich von ungefähr 10 mm bis ungefähr 1000 mm aufweisen. Die Wahl der Länge L wird basierend auf der Größe der Öffnung 14 der Kammer 12 oder eines anderen Raums, der durch den Luftvorhang geschützt wird, passend hergestellt. Beispielsweise kann eine größere Länge, wie beispielsweise 1000 mm oder noch länger, geeignet sein, um einen Luftvorhang über eine Türöffnung hinweg vorzusehen, durch die FAB-Personal in einen Raum eintritt und/oder ihn verlässt; während eine kurze Länge, wie beispielsweise 10 mm oder noch kürzer, für das Bereitstellen eines Luftvorhangs geeignet sein kann, durch den ein Rohr oder dergleichen hindurchgeht.
Bei einigen geeigneten Ausführungsformen ist jeder der Diffusorköpfe 112a und 112b eine Kappe oder ein Stopfen oder dergleichen, die bzw. der zum Verschließen des Endes des entsprechenden Diffusorrohrs 110a und 110b dient, mit dem die entsprechenden Diffusorköpfe 112a und 112b verbunden sind. Bei einigen Ausführungsformen ist jeder der Diffusorköpfe 112a und 112b perforiert und/oder anderweitig ausreichend porös, um einen Gasstrom durch ihn hindurch zu ermöglichen. Bei einigen geeigneten Ausführungsformen kann jeder der Diffusorköpfe 112a und 112b aus einem perforierten oder ausreichend porösen Kunststoffmaterial hergestellt sein.
Bei einigen geeigneten Ausführungsformen führt jeder Gaseinlass 106a und 106b dem entsprechenden Diffusorrohr 110a und 110b, mit dem er verbunden ist, einen unter Druck stehenden Gasstrom zu. Ein geeignetes Gas kann beispielsweise über die entsprechenden Gaseinlässe 106a und 106b in die entsprechenden Diffusorrohre 110a und 110b geblasen oder gepumpt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gas Stickstoff (N2), trockene Luft, eine Kombination davon oder ein anderes geeignetes Gas sein. Bei einigen Ausführungsformen wird das Gas jedem von dem Paar von Diffusorrohren 110a und 110b über ihre entsprechenden Gaseinlässe 106a und 106b mit einer Strömungsrate im Bereich von ungefähr 10 Litern pro Minute (1/m) bis ungefähr 1000 1/m zugeführt. Bei einigen geeigneten Ausführungsformen wird das Gas jedem von dem Paar von Diffusorrohren 110a und 110b über ihre entsprechenden Gaseinlässe 106a und 106b mit einem Druck im Bereich von ungefähr 0,1 Normalatmosphäre (atm) bis ungefähr 10 atm zugeführt.
Bei einigen geeigneten Ausführungsformen wird infolge der Zufuhr von Gas unter Druck zu jedem Diffusorrohr 110a und 110b über die entsprechenden Gaseinlässe 106a und 106b ein entsprechender Gasstrom durch die perforierte und/oder ausreichend poröse Seitenwand von entsprechend jedem Diffusorrohr 110a und 110b und daraus heraus erzeugt. Daher erzeugen die kombinierten Gasströme, die durch die perforierten und/oder ausreichend porösen Seitenwände von beiden der Diffusorrohre 110a und 110b austreten, einen Gasstrom durch das Luftfiltermodul 120 und/oder den Luftfilter 122 und dadurch den Laminargasstrom 102 aus dem Laminargasstromfilter und/oder der -vorrichtung 100.
Bei einigen Ausführungsformen unterstützt die symmetrische Anordnung der Diffusorrohre 110a und 110b dabei, eine Gleichmäßigkeit in der ausgegebenen Gasstromgeschwindigkeit über eine Länge 1 des erzeugten Laminargasstroms 102 hinweg zu erzeugen. Insbesondere ist der Gasstrom, der durch die Seitenwand von einem der Diffusorrohre 110a oder 110b austritt, dessen entsprechender Gaseinlass 106a oder 106b an einem gegebenen Ende davon angeordnet ist, im Allgemeinen entlang der Länge des Rohrs nicht gleichmäßig. Vielmehr nimmt die Geschwindigkeit des aus einer Seitenwand eines bestimmten Diffusorrohrs austretenden Gasstroms entlang der Länge des Rohrs von dem Gaseinlassende des Rohrs in Richtung des Diffusorkopfendes des Rohrs allmählich zu. Durch Umdrehen der entsprechenden Gaseinlässe 106a und 106b und der entsprechenden Diffusorköpfe 112a und 112b der entsprechenden Diffusorrohre 110a und 110b von links nach rechts, sodass benachbarte oder anderweitig nahe Enden der Diffusorrohre 110a und 110b mit unterschiedlichen Gaseinlässen 106a und 106b und Diffusorköpfen 112a und 112b verbunden sind, kombinieren und/oder ergänzen sich die ansonsten allmählich ansteigenden Gasstromgeschwindigkeiten aus den Seitenwänden der Diffusorrohre 110a und 110b gegenseitig, um die entsprechenden Gasstromgeschwindigkeitsgradienten aus den Seitenwänden der einzelnen Rohre heraus effektiv auszugleichen und eine allgemein gleichmäßigere Geschwindigkeit des Gasstroms 102 entlang der Länge des Laminargasstromfilters und/oder der -vorrichtung 100 zu erzeugen.
Wie beispielsweise in 6 ersichtlich (wobei das Diffusorrohr 210 entweder das Diffusorrohr 110a oder 110b sein könnte), ist die Geschwindigkeit des aus der Seitenwand des Diffusorrohrs 110a austretenden Gasstroms an einer gegebenen Stelle, die sich relativ näher an dem Gaseinlass 106a des Diffusorrohrs 110a befindet, im Allgemeinen geringer als die Geschwindigkeit des aus der Seitenwand des Diffusorrohrs 110a austretenden Gasstroms an einer gegebenen Stelle, die sich relativ näher an dem Diffusorkopf 112a des Diffusorrohrs 110a befindet. Das heißt, dass entlang der Länge des Diffusorrohrs 110a, die von dem Gaseinlass 106a zu dem Diffusorkopf 112a fortschreitet (d. h., von links nach rechts, wie beispielsweise in 3 gezeigt), die Geschwindigkeit des aus der Seitenwand des Diffusorrohrs 110a austretenden Gasstroms im Allgemeinen allmählich zunimmt.
Ebenso ist beispielsweise an einer gegebenen Stelle, die sich relativ näher an dem Gaseinlass 106b des Diffusorrohrs 110b befindet, die Geschwindigkeit des aus der Seitenwand des Diffusorrohrs 110b austretenden Gasstroms im Allgemeinen geringer als eine Geschwindigkeit des aus der Seitenwand des Diffusorrohrs 110b austretenden Gasstroms an einer gegebenen Stelle, die sich relativ näher an dem Diffusorkopf 112b des Diffusorrohrs 110b befindet. Das heißt, dass entlang der Länge des Diffusorrohrs 110b, die sich von dem Gaseinlass 106b zu dem Diffusorkopf 112b erstreckt (d. h., von rechts nach links, wie beispielsweise in 3 gezeigt), die Geschwindigkeit des aus der Seitenwand des Diffusorrohrs 110b austretenden Gasstroms im Allgemeinen allmählich zunimmt.
Dementsprechend ist bei einigen Ausführungsformen das mit dem Gaseinlass 106a verbundene Ende des Diffusorrohrs 110a neben oder nahe dem mit dem Diffusorkopf 112b verbundenen Ende des Diffusorrohrs 110b angeordnet und das mit dem Diffusorkopf 112a verbundene Ende des Diffusorrohrs 110a neben oder nahe dem mit dem Gaseinlass 106b verbundenen Ende des Diffusorrohrs 110b angeordnet. Auf diese Weise werden die von den Gasströmen, die aus den Seitenwänden der Diffusorrohre 110a und 110b austreten, erfahrenen Gasstromgeschwindigkeitsgradienten in Bezug zueinander umgedreht (d. h., von links nach rechts) und kombinieren und/oder ergänzen sich daher, um die entsprechenden Gasstromgeschwindigkeitsgradienten aus den Seitenwänden der einzelnen Rohre heraus effektiv auszugleichen und eine allgemein gleichmäßigere Geschwindigkeit des Gasstroms 102 entlang der Länge des Laminargasstromfilters und/oder der -vorrichtung 100 zu erzeugen.
Unter Bezugnahme auf 6 ist eine diagrammatische Veranschaulichung eines Diffusorrohrs 210 gemäß einigen hierin offenbarten Ausführungsformen gezeigt. Das Diffusorrohr 210 kann beispielsweise für eines von dem Paar von Diffusorrohren 110a oder 110b repräsentativ sein. Wie gezeigt, weist das Diffusorrohr 210 beispielsweise ein Gaseinlassende 212 auf, das mit einem Gaseinlass, wie beispielsweise den Gaseinlässen 106a und 106b, verbunden sein kann. Wie durch den Pfeil 214 dargestellt, wird dem Diffusorrohr 210 an dem Gaseinlassende 212 ein Gasstrom unter Druck zugeführt. Das dem Gaseinlassende 212 entgegengesetzte Ende des Diffusorrohrs 210 kann beispielsweise als das Diffusorkopfende 216 des Diffusorrohrs 210 betrachtet werden, das beispielsweise mit einem Diffusorkopf, wie beispielsweise den Diffusorköpfen 112a und 112b, verbunden und/oder durch diesen bedeckt sein kann. Wie gezeigt erstreckt sich eine Seitenwand 220 des Diffusorrohrs 210 von dem Gaseinlassende 212 des Diffusorrohrs 210 zu dem Diffusorkopfende 216 des Diffusorrohrs 210. Bei einigen Ausführungsformen ist die Seitenwand 220 des Diffusorrohrs 210 perforiert und/oder anderweitig ausreichend porös, um einen Gasstrom dort hindurch entlang der Länge der Seitenwand 220 zu ermöglichen. Wie in 6 gezeigt, erfährt die Geschwindigkeit V' des Gasstroms, der durch die Seitenwand 220 des Diffusorrohrs 210 austritt, einen Gradienten (d. h., eine allmähliche Zunahme der Geschwindigkeit), der entlang der Länge der Seitenwand 220 von dem Gaseinlassende 212 des Diffusorrohrs 210 zu dem Diffusorkopfende 216 des Diffusorrohrs 210 fortschreitet. Wie beispielsweise in 6 gezeigt, ist an einer ersten Stelle oder Position 1 entlang der Seitenwand 220 des Diffusorrohrs 210 (relativ näher an dem Gaseinlassende 212 des Diffusorrohrs 210) die Geschwindigkeit V1' des Gasstroms, der durch die Seitenwand 220 des Diffusorrohrs 210 austritt, geringer als die Geschwindigkeit V2' des Gasstroms, der durch die Seitenwand 220 des Diffusorrohrs 210 austritt, an einer zweiten Stelle oder Position 2 entlang der Seitenwand 220 des Diffusorrohrs 210 (relativ näher an dem Diffusorkopfende 216 des Diffusorrohrs 210).
Insbesondere ist gemäß dem Bernoulli-Prinzip und/oder der Gleichung (ohne Wärmeübertragung): $Pgesamt = Pstatisch + Pdynamisch = Konstante$
wobei Pgesamt der Gesamtdruck ist (manchmal auch mit po oder Po bezeichnet), Pstatisch der statische Druck ist (manchmal auch einfach mit p oder P bezeichnet) und Pdynamisch der dynamische Druck ist (manchmal auch mit q oder Q bezeichnet).
Im Allgemeinen kann Pdynamisch oder Q (das die kinetische Energie des Gases pro Volumeneinheit darstellt oder als solche betrachtet werden kann) gegeben sein als: $\frac{1}{2} ρ V 2$
wobei ρ die Dichte des Gases und V die Gasstromgeschwindigkeit ist.
Aus dem Vorstehenden folgt dementsprechend, dass $\begin{matrix} Pgesamt = Pstatisch + Pdynamisch = Konstante \\ = P 1 + \frac{1}{2} ρ V 12 \\ = P 2 + \frac{1}{2} ρ V 22 \end{matrix}$
wobei P1 der statische Druck an Punkt 1 in dem Diffusorrohr 210 ist, P2 der statische Druck an Punkt 2 in dem Diffusorrohr 210 ist, V₁ die Gasstromgeschwindigkeit an Punkt 1 in dem Diffusorrohr 210 ist und V₂ die Gasstromgeschwindigkeit an Punkt 2 in dem Diffusorrohr 210 ist.
Bei einigen hierin offenbarten Ausführungsformen ist Q₁ (d. h., der Wert von Q an Punkt 1 innerhalb des Diffusorrohrs 210) größer als Q₂ (d. h., der Wert von Q an Punkt 2 innerhalb des Diffusorrohrs 210). Dementsprechend folgt, dass V₁ größer ist als V₂ und wiederum, dass P₂ größer ist als P₁. Da P₂ größer ist als P₁, folgt daraus, dass V₂' größer ist als V₁'.
Das heißt, dass bei einigen hierin offenbarten Ausführungsformen, wenn dem Diffusorrohr 210 von dem Gaseinlassende 212 des Diffusorrohrs 210 ein unter Druck stehender Gasstrom zugeführt (d. h., eingeblasen und/oder hineingepumpt) wird, der statische Druck P innerhalb des Diffusorrohrs 210 im Allgemeinen allmählich entlang einer Länge des Diffusorrohrs 210, die von dem Gaseinlassende 216 des Diffusorrohrs 210 in Richtung des Diffusorkopfendes 216 des Diffusorrohrs 210 fortschreitet, ansteigt. Daher nimmt die Geschwindigkeit V' des durch die Seitenwand 220 des Diffusorrohrs 210 austretenden Gasstroms im Allgemeinen allmählich entlang einer Länge des Diffusorrohrs 210 zu, die von dem Gaseinlassende 216 des Diffusorrohrs 210 in Richtung des Diffusorkopfendes 216 des Diffusorrohrs 210 fortschreitet. Dementsprechend kann bei einigen Ausführungsformen (beispielsweise wie in 5 gezeigt) durch Anordnen eines Paars von Diffusorrohren 110a und 110b, sodass die entsprechenden Gaseinlässe 106a und 106b daher an entgegengesetzten Enden der entsprechenden Diffusorrohre 110a und 110b positioniert sind, die Geschwindigkeit V' des durch die Seitenwände der entsprechenden Diffusorrohre 110a und 110b austretenden Gasstroms entlang einer Länge von jedem der Diffusorrohre 110a und 110b in entgegengesetzten Richtungen im Allgemeinen allmählich zunimmt, wodurch sie dazu neigen, sich gegenseitig auszugleichen und/oder anderweitig zu ergänzen, um einen aus dem Laminargasstromfilter und/oder der -vorrichtung 100 ausgegebenen Laminargasstrom 102 zu erzeugen, der in der Geschwindigkeit über seine Länge 1 hinweg im Allgemeinen gleichmäßig ist. (Wie hierin verwendet, bezeichnet „entgegengesetzt“ entgegengesetzte Strömungen, die wirksam sind, diesen komplementären Effekt zu erzeugen. Daher können die zueinander parallelen Diffusorrohre 110a, 110b leichte Winkelabweichungen von bis zu einigen Grad von ihrer perfekten Parallelität zueinander aufweisen). 6, Nebenbild B veranschaulicht diesen komplementären Effekt, der durch ein erstes und ein zweites Diffusorrohr 110a, 110b, die zueinander parallel sind, erzeugt wird.
Bei einer (nicht gezeigten) Ausführungsformvariante können die zwei Einlässe 106a und 106b (siehe die 2 und 3) von einem einzigen Gaszufuhrrohr oder einer einzigen Gaszufuhrleitung gespeist werden, wobei ein „T“-Verbinder oder ein anderes Gasstromteilerverbindungsstück den Gasstrom von dem einzelnen Gaszufuhrrohr oder der einzelnen Gaszufuhrleitung derart aufteilt, dass eine Hälfte des Stroms dem Einlass 106a und die andere Hälfte des Stroms dem Einlass 106b zugeführt wird. Optional kann der Gasstromteiler einen Strömungseinsteller aufweisen, der den Anteil der dem Einlass 106a zugeführten Strom gegenüber dem Einlass 106b anpassen kann. Der Strömungseinsteller kann dann angepasst werden, sodass er das Strömungsgleichgewicht derart einstellt, dass jeder Unterschied im seitlichen Strömungswiderstand durch die Seitenwand des Diffusorrohrs 110a im Vergleich zu dem Diffusorrohr 110b kompensiert wird, um in geeigneter Weise komplementäre seitliche Ströme über die Längen der zueinander parallelen Diffusorrohre 110a, 110b zu erhalten.
Unter Bezugnahme auf 7 ist gemäß einigen geeigneten hierin offenbarten Ausführungsformen ein Prozess und/oder ein Verfahren 300 zum Erzeugen eines gefilterten Laminargasstroms mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Geschwindigkeit über eine Länge des Laminargasstroms hinweg beispielsweise unter Verwendung des Laminargasstromfilters und/oder der -vorrichtung 100 gezeigt.
Bei einigen geeigneten Ausführungsformen umfasst Schritt 302, wie in 7 gezeigt, das Einleiten (Einleiten) von Gas in einer ersten Richtung durch ein erstes Diffusorrohr (beispielsweise das Diffusorrohr 110a), sodass ein erster seitlicher Gasstrom aus einer Seitenwand des ersten Diffusorrohrs heraus einen Geschwindigkeitsgradienten aufweist, der entlang der ersten Richtung zunimmt.
Bei einigen geeigneten Ausführungsformen umfasst Schritt 304 wie in 7 gezeigt das Einleiten von Gas in einer zweiten der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung durch ein zweites Diffusorrohr (beispielsweise das Diffusorrohr 110b), sodass ein seitlicher Gasstrom aus einer Seitenwand des zweiten Diffusorrohrs heraus einen Geschwindigkeitsgradienten aufweist, der entlang der zweiten Richtung zunimmt.
Obwohl sie in 7 als aufeinanderfolgende Schritte gezeigt sind, versteht es sich, dass in der Praxis die Schritte 302 und 304 gemäß einigen hierin offenbarten Ausführungsformen geeignet gleichzeitig oder anderweitig parallel ausgeführt werden.
Bei einigen geeigneten Ausführungsformen umfasst Schritt 306 wie in 7 gezeigt das Filtern des ersten und zweiten seitlichen Gasstroms durch einen Luftfilter (beispielsweise Luftfilter 122 und/oder Luftfiltermodul 120) und aus einem Gehäuse (beispielsweise Gehäuse 104) heraus in einem Laminargasstrom (beispielsweise der Laminargasstrom 102) mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Geschwindigkeit über eine Länge (beispielsweise Länge 1) des Laminargasstroms hinweg.
Während einige Ausführungsformen hierin, wie beispielsweise in 5 gezeigt, mit einem Paar symmetrisch angeordneter Diffusorrohre 110a und 110b offenbart werden, die Gaseinlässe 106a und 106b an ihren entgegengesetzten Enden aufweisen, versteht es sich, dass bei einigen alternativen Ausführungsformen mehrere Paare solcher gepaarter Diffusorrohre gleichermaßen in dem Laminargasstromfilter und/oder der -vorrichtung 100 verwendet werden können.
Bei einigen alternativen Ausführungsformen kann im Gegensatz zu dem gepaarten Paar von Diffusorrohren 110a und 110b ein einzelnes Diffusorrohr in dem Laminargasstromfilter und/oder der -vorrichtung 100 verwendet werden. In diesem Fall kann das einzelne Diffusorrohr eine Seitenwand mit Perforationen und/oder eine Gasdurchlässigkeit oder -porosität aufweisen, die entlang der Länge des Diffusorrohrs fortschreitend variiert. In der Praxis variieren die Perforationen und/oder die Gasdurchlässigkeit oder -porosität der Seitenwände des Diffusorrohrs entlang seiner Länge, um einen zunehmenden statischen Druck zu kompensieren, der innerhalb des Diffusorrohrs auftritt, wenn ihm ein Gasstrom über einen Gaseinlass, der das Diffusorrohr speist, beispielsweise in einer solchen Weise zugeführt wird, dass eine Geschwindigkeit eines seitlichen Gasstroms durch die Seitenwand des Diffusorrohrs entlang der Länge des Diffusorrohrs im Wesentlichen gleichmäßig gehalten wird. Bei einigen geeigneten Ausführungsformen können mehrere solcher Diffusorrohre mit fortschreitend variabler Perforation, Gasdurchlässigkeit und/oder Porosität entlang ihrer Länge in dem Laminargasstromfilter und/oder der -vorrichtung 100 verwendet werden, wobei in dem Fall die Gaseinlässe dafür optional mit den Enden davon auf der gleichen Seite verbunden sein können.
Bei einigen geeigneten Ausführungsformen, wie beispielsweise in den FIG. ₂A, 2B und 2C gezeigt, ist das Gehäuse 104 etwas glatt und/oder mit geneigten Wänden (beispielsweise den Wänden 104a und 104c) gebildet, die sich zwischen den Seitenwänden (beispielsweise den Wänden 104b und 104e) und der oberen Wand (beispielsweise der Wand 104d) erstrecken, und/oder es weist anderweitig keine spitzen Innenwinkel zwischen benachbarten Wänden des Gehäuses 104 auf. Bei einigen geeigneten Ausführungsformen können die Innenwinkel zwischen ausgewählten benachbarten Wänden des Gehäuses 104 bei mehr als ungefähr 90 Grad aufrechterhalten werden. Beispielsweise kann der Innenwinkel a, der zwischen der Seitenwand 104b des Gehäuses 104 und der geneigten Wand 104c des Gehäuses 104 gebildet ist, größer als 90 Grad sein; der Innenwinkel b, der zwischen der geneigten Wand 104c des Gehäuses 104 und der oberen Wand 104d des Gehäuses 104 gebildet ist, größer als 90 Grad sein; der Innenwinkel f, der zwischen der oberen Wand 104d des Gehäuses 104 und der geneigten Wand 104a des Gehäuses 104 gebildet ist, größer als 90 Grad sein; der Innenwinkel g, der zwischen der geneigten Wand 104a des Gehäuses 104 und der Seitenwand 104c des Gehäuses 104 gebildet ist, größer als 90 Grad sein; und so weiter. Vorteilhafterweise unterstützt die Reduzierung von spitzen Innenwinkeln innerhalb des Gehäuses 104 auf diese Weise dabei, die Bildung unerwünschter Wirbel innerhalb des Gasstroms in dem Gehäuse 104 zu reduzieren und/oder zu verhindern und die Gleichmäßigkeit in dem Laminargasstrom 102, der aus dem Laminargasstromfilter und/oder der -vorrichtung 100 ausgegeben wird, weiter zu fördern.
Vorteilhafterweise erzeugt der Laminargasstromfilter und/oder die -vorrichtung 100, wie hierin offenbart, einen ausgegebenen sauberen Laminargasstrom 102 mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Gasstromgeschwindigkeit von beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,01 Metern pro Sekunde (m/s) bis ungefähr 10 m/s über seine Länge 1 hinweg. Bei einigen geeigneten Ausführungsformen kann mit der Verwendung des hierin offenbarten Laminargasstromfilters und/oder der -vorrichtung 100 ein Gehalt an flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) von weniger als ungefähr 1000 ppbV (Teile pro Milliarde nach Volumen) erreicht, aufrechterhalten und/oder anderweitig hergestellt werden; und/oder können eine oder mehrere der folgenden Umweltkontrollbedingungen von O2 < 1 %, RH % < 10 %, und/oder Partikel < 3 ea bei 45 nm erreicht, aufrechterhalten und/oder anderweitig hergestellt werden.
Einige geeignete Ausführungsformen des hierin offenbarten Laminarluftstromfilters und/oder der -vorrichtung 100 sind auf verschiedene Halbleiterherstellungsverarbeitungsräume, wie beispielsweise auf einen Nassbereich und/oder einen Verarbeitungsraum, eine Ätzstation und/oder einen Verarbeitungsraum, einen physikalische Gasphasenabscheidungsverarbeitungsraum (PVD-Verarbeitungsraum) usw., anwendbar. Bei einigen geeigneten Ausführungsformen, die beispielsweise relativ größerer Diffusorrohre 110a und 110b einsetzen, kann der Laminarluftstromfilter und/oder die -vorrichtung 100 eingesetzt werden, um einen sauberen Laminargasstrom 102 zu erzeugen und eine Personentür oder einen anderen Eingang in einen FAB-Reinraum oder einen anderen ähnlichen Halbleiterfertigungsraum abzudecken.
Bei den veranschaulichenden Ausführungsformen gibt es zwei zueinander parallele Diffusorrohre 110a, 110b mit einem Gasstrom in entgegengesetzte Richtungen. Bei einer weiteren Ausführungsform könnte das erste Diffusorrohr 110a zwei (oder mehr) Diffusorrohre aufweisen, die den kumulativen Luftstrom des veranschaulichenden einzelnen ersten Diffusorrohrs 110a bereitstellen. Desgleichen könnte das zweite Diffusorrohr 110b optional als zwei (oder mehr) Diffusorrohre eingerichtet sein, die den kumulativen Luftstrom des veranschaulichenden einzelnen zweiten Diffusorrohrs 110b bereitstellen.
Im Folgenden werden einige weitere veranschaulichende Ausführungsformen beschrieben.
Bei einigen Ausführungsformen wird ein Verfahren zur Unterstützung der Umweltkontrolle in einem Halbleiterwaferverarbeitungsraum bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Einleiten eines ersten Gases unter Druck in einer ersten Richtung durch ein erstes Diffusorrohr und dadurch Erzeugen eines ersten seitlichen Gasstroms durch eine Seitenwand des ersten Diffusorrohrs; Einleiten eines zweiten Gases unter Druck in einer zweiten Richtung durch ein zweites Diffusorrohr und dadurch Erzeugen eines zweiten seitlichen Gasstroms durch eine Seitenwand des zweiten Diffusorrohrs, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist; Kombinieren des ersten und des zweiten seitlichen Gasstroms innerhalb eines Gehäuses; und Ausgeben der kombinierten seitlichen Gasströme aus dem Gehäuse, um einen Laminargasstrom zu erzeugen, der eine Öffnung zu dem Halbleiterwaferverarbeitungsraum abdeckt.
Bei einigen weiteren Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Filtern der kombinierten seitlichen Gasströme vor dem Ausgeben aus dem Gehäuse.
Bei noch weiteren Ausführungsformen weist der erste seitliche Gasstrom eine erste Gasstromgeschwindigkeit auf, die entlang der ersten Richtung zunimmt, und der zweite seitliche Gasstrom eine zweite Gasstromgeschwindigkeit auf, die entlang der zweiten Richtung zunimmt.
Bei einigen Ausführungsformen verläuft der erste seitliche Gasstrom im Wesentlichen senkrecht zur ersten Richtung und der zweite seitliche Gasstrom im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Richtung.
Bei noch weiteren Ausführungsformen umfasst der Filter das Leiten der kombinierten seitlichen Gasströme durch einen Luftfilter, wobei der Luftfilter von dem Gehäuse selektiv entfernbar ist.
Bei einigen weiteren Ausführungsformen ist der Luftfilter ein ULPA-Filter mit einer gewellten Schicht aus Fasermaterial.
Bei einigen Ausführungsformen weist das Gehäuse eine sich vertikal erstreckende Seitenwand, eine sich horizontal erstreckende obere Wand und eine sich zwischen der Seitenwand und der oberen Wand erstreckende geneigte Wand auf und mindestens zwei benachbarte Wände von der Seitenwand, der geneigten Wand und der oberen Wand des Gehäuses treffen sich, um einen Innenwinkel dazwischen zu bilden, der größer ist als 90 Grad.
Bei noch weiteren Ausführungsformen erfolgt das Einleiten des ersten Gases durch das erste Diffusorrohr und das Einleiten des zweiten Gases durch das zweite Diffusorrohr gleichzeitig.
Bei einigen Ausführungsformen wird das erste Gas dem ersten Diffusorrohr an einem ersten Ende des ersten Diffusorrohrs zugeführt und ein zweites Ende des ersten Diffusorrohrs, das dem ersten Ende des ersten Diffusorrohrs entgegengesetzt ist, ist mit einem ersten Diffusorkopf bedeckt; und wird das zweite Gas dem zweiten Diffusorrohr an einem ersten Ende des zweiten Diffusorrohrs zugeführt und ein zweites Ende des zweiten Diffusorrohrs, das dem ersten Ende des zweiten Diffusorrohrs entgegengesetzt ist, ist mit einem zweiten Diffusorkopf bedeckt.
Bei einigen weiteren Ausführungsformen sind das erste und das zweite Diffusorrohr in dem Gehäuse nebeneinander und im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet.
Bei noch weiteren Ausführungsformen ist eine Laminargasstromfiltervorrichtung zum Unterstützen der Umweltkontrolle in einem Halbleiterwaferverarbeitungsraum vorgesehen, wobei die Vorrichtung aufweist: ein erstes Diffusorrohr, durch das ein Gas in einer ersten Richtung strömt und dadurch einen ersten Gasstrom seitlich von der ersten Richtung durch eine Seitenwand des ersten Diffusorrohrs erzeugt; ein zweites Diffusorrohr, durch das ein Gas in einer zweiten Richtung strömt und dadurch einen zweiten Gasstrom seitlich von der zweiten Richtung durch eine Seitenwand des zweiten Diffusorrohrs erzeugt, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist; und ein Gehäuse, welches das erste und das zweite Diffusorrohr enthält, wobei der erste und der zweite Gasstrom innerhalb des Gehäuses kombiniert und aus dem Gehäuse ausgegeben werden, um einen Laminargasstrom zu erzeugen, der eine Öffnung zu dem Halbleiterwaferverarbeitungsraum abdeckt.
Bei noch weiteren Ausführungsformen weist die Vorrichtung einen Luftfilter auf, durch den die kombinierten seitlichen Gasströme vor dem Austritt aus dem Gehäuse geleitet werden.
Bei einigen weiteren Ausführungsformen ist der Luftfilter in dem Gehäuse entfernbar enthalten.
Bei einigen weiteren Ausführungsformen ist der Luftfilter in einem Luftfiltermodul enthalten, das an dem Gehäuse selektiv anbringbar und davon abnehmbar ist.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Luftfilter ein ULPA-Filter mit einer gewellten Schicht aus Fasermaterial, das aus mindestens einem von Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET) und Kombinationen davon hergestellt ist.
Bei einigen Ausführungsformen weist die Vorrichtung ferner auf: einen ersten Diffusorkopf und einen ersten Gaseinlass, die mit entgegengesetzten Enden des ersten Diffusorrohrs verbunden sind, wobei der erste Diffusorkopf das erste Diffusorrohr an dem Ende bedeckt, mit dem der erste Diffusorkopf verbunden ist, und der erste Gaseinlass dem ersten Diffusorrohr an dem Ende, mit dem der erste Gaseinlass verbunden ist, einen Gasstrom unter Druck zuführt; und einen zweiten Diffusorkopf und einen zweiten Gaseinlass, die mit entgegengesetzten Enden des zweiten Diffusorrohrs verbunden sind, wobei der zweite Diffusorkopf das zweite Diffusorrohr an dem Ende bedeckt, mit dem der zweite Diffusorkopf verbunden ist, und der zweite Gaseinlass dem zweiten Diffusorrohr an dem Ende, mit dem der zweite Gaseinlass verbunden ist, einen Gasstrom unter Druck zuführt.
Bei einigen weiteren Ausführungsformen sind das erste und das zweite Diffusorrohr aus einem porösen Kunststoffmaterial hergestellt.
Bei noch weiteren Ausführungsformen wird eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Laminargasstroms bereitgestellt, wobei die Vorrichtung aufweist: ein erstes Diffusorrohr mit einer gasdurchlässigen Seitenwand; einen ersten Gaseinlass, der einem ersten Ende des ersten Diffusorrohrs einen Gasstrom unter Druck zuführt, sodass ein erster seitlicher Gasstrom durch die Seitenwand des ersten Diffusorrohrs ausgegeben wird; einen ersten Diffusorkopf, der ein zweites Ende des ersten Diffusorrohrs bedeckt, wobei das zweite Ende des ersten Diffusorrohrs dem ersten Ende des ersten Diffusorrohrs entgegengesetzt ist; ein Gehäuse, welches das erste Diffusorrohr enthält; und einen Filter, durch den ein ausgegebener Gasstrom der Vorrichtung aus dem Gehäuse austritt, wobei der ausgegebene Gasstrom mindestens teilweise aufgrund des ersten seitlichen Gasstroms erzeugt wird.
Bei noch weiteren Ausführungsformen weist die Vorrichtung ferner auf: ein zweites Diffusorrohr mit einer gasdurchlässigen Seitenwand, wobei das zweite Diffusorrohr in dem Gehäuse mit dem ersten Diffusorrohr angeordnet ist; einen zweiten Gaseinlass, der unter Druck einen Gasstrom zu einem ersten Ende des zweiten Diffusorrohrs zuführt, sodass ein zweiter seitlicher Gasstrom durch die Seitenwand des zweiten Diffusorrohrs ausgegeben wird; und einen zweiten Diffusorkopf, der ein zweites Ende des zweiten Diffusorrohrs bedeckt, wobei das zweite Ende des zweiten Diffusorrohrs dem ersten Ende des zweiten Diffusorrohrs entgegengesetzt ist. Geeigneterweise befindet sich das erste Ende des zweiten Diffusorrohrs nahe dem zweiten Ende des ersten Diffusorrohrs und das zweite Ende des zweiten Diffusorrohrs nahe dem ersten Ende des ersten Diffusorrohrs; und der ausgegebene Gasstrom wird mindestens teilweise sowohl aufgrund des ersten als auch des zweiten seitlichen Gasstroms erzeugt.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform weist das Gehäuse auf: mindestens eine sich vertikal erstreckende Seitenfläche; mindestens eine sich horizontal erstreckende obere Fläche und mindestens eine geneigte Fläche, die sich zwischen der mindestens einen Seitenfläche und der mindestens einen oberen Fläche erstreckt. Geeigneterweise ist ein Innenwinkel zwischen zwei benachbarten Flächen der Seitenfläche, der geneigten Fläche und der oberen Fläche stumpf.
Das vorhergehende beschreibt Merkmale von mehreren Ausführungsformen, sodass der Fachmann die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser verstehen kann.Dem Fachmann sollte offensichtlich sein, dass er ohne Weiteres die vorliegende Offenbarung als eine Basis verwenden kann, um andere Prozesse und Strukturen zu konzipieren oder zu modifizieren, um die gleichen Zwecke auszuführen und/oder die gleichen Vorteile der hierin eingeführten Ausführungsformen zu erreichen. Der Fachmann sollte auch realisieren, dass solche äquivalente Aufbauten nicht vom Sinn und Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen, und dass er verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen hierin vornehmen kann, ohne vom Sinn und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 63220082 [0001]

Claims

Verfahren zur Unterstützung der Umweltkontrolle in einem Halbleiterwaferverarbeitungsraum, wobei das Verfahren umfasst: Einleiten eines ersten Gases unter Druck in einer ersten Richtung durch ein erstes Diffusorrohr und dadurch Erzeugen eines ersten seitlichen Gasstroms durch eine Seitenwand des ersten Diffusorrohrs; Einleiten eines zweiten Gases unter Druck in einer zweiten Richtung durch ein zweites Diffusorrohr und dadurch Erzeugen eines zweiten seitlichen Gasstroms durch eine Seitenwand des zweiten Diffusorrohrs, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist; Kombinieren des ersten seitlichen Gasstroms und des zweiten seitlichen Gasstroms innerhalb eines Gehäuses; und Ausgeben der kombinierten seitlichen Gasströme aus dem Gehäuse, um einen Laminargasstrom zu erzeugen, der eine Öffnung zu dem Halbleiterwaferverarbeitungsraum abdeckt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Filtern der kombinierten seitlichen Gasströme vor dem Ausgeben aus dem Gehäuse.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste seitliche Gasstrom eine erste Gasstromgeschwindigkeit aufweist, die entlang der ersten Richtung zunimmt, und der zweite seitliche Gasstrom eine zweite Gasstromgeschwindigkeit aufweist, die entlang der zweiten Richtung zunimmt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: der erste seitliche Gasstrom im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung verläuft; und der zweite seitliche Gasstrom im Wesentlichen senkrecht zu der zweiten Richtung verläuft.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Filtern umfasst: Leiten der kombinierten seitlichen Gasströme durch einen Luftfilter, wobei der Luftfilter von dem Gehäuse selektiv entfernbar ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Luftfilter ein Hochleistungsschwebstofffilter mit einer gewellten Schicht aus Fasermaterial ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse eine sich vertikal erstreckende Seitenwand, eine sich horizontal erstreckende obere Wand und eine sich zwischen der Seitenwand und der oberen Wand erstreckende geneigte Wand aufweist, wobei mindestens zwei benachbarte Wände von der Seitenwand, der geneigten Wand und der oberen Wand des Gehäuses zusammentreffen, um einen Innenwinkel dazwischen zu bilden, der größer ist als 90 Grad.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Einleiten des ersten Gases durch das erste Diffusorrohr und das Einleiten des zweiten Gases durch das zweite Diffusorrohr gleichzeitig erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: das erste Gas dem ersten Diffusorrohr an einem ersten Ende des ersten Diffusorrohrs zugeführt wird und ein zweites Ende des ersten Diffusorrohrs, das dem ersten Ende des ersten Diffusorrohrs entgegengesetzt ist, mit einem ersten Diffusorkopf bedeckt ist; und das zweite Gas dem zweiten Diffusorrohr an einem ersten Ende des zweiten Diffusorrohrs zugeführt wird und ein zweites Ende des zweiten Diffusorrohrs, das dem ersten Ende des zweiten Diffusorrohrs entgegengesetzt ist, mit einem zweiten Diffusorkopf bedeckt ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Diffusorrohr und das zweite Diffusorrohr innerhalb des Gehäuses nebeneinander und im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Laminargasstromfiltervorrichtung zur Unterstützung von Umweltkontrolle in einem Halbleiterwaferverarbeitungsraum, wobei die Vorrichtung aufweist: ein erstes Diffusorrohr, durch das ein Gas in einer ersten Richtung strömt und dadurch einen ersten Gasstrom seitlich von der ersten Richtung durch eine Seitenwand des ersten Diffusorrohrs erzeugt; ein zweites Diffusorrohr, durch das ein Gas in einer zweiten Richtung strömt und dadurch einen zweiten Gasstrom seitlich von der zweiten Richtung durch eine Seitenwand des zweiten Diffusorrohrs erzeugt, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist; und ein Gehäuse, welches das erste Diffusorrohr und das zweite Diffusorrohr enthält, wobei der erste Gasstrom und der zweite Gasstrom innerhalb des Gehäuses kombiniert und aus dem Gehäuse ausgegeben werden, um einen Laminargasstrom zu erzeugen, der eine Öffnung zu dem Halbleiterwaferverarbeitungsraum abdeckt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Vorrichtung ferner aufweist: einen Luftfilter, durch den die kombinierten seitlichen Gasströme vor dem Ausgeben aus dem Gehäuse geleitet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Luftfilter in dem Gehäuse entfernbar enthalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Luftfilter in einem Luftfiltermodul enthalten ist, das an dem Gehäuse selektiv anbringbar und davon abnehmbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 12 bis 14, wobei der Luftfilter ein Hochleistungsschwebstofffilter mit einer gewellten Schicht aus Fasermaterial ist, das aus mindestens einem von Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET) und Kombinationen davon hergestellt ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 11 bis 15, ferner aufweisend: einen ersten Diffusorkopf und einen ersten Gaseinlass, die mit entgegengesetzten Enden des ersten Diffusorrohrs verbunden sind, wobei der erste Diffusorkopf das erste Diffusorrohr an dem Ende bedeckt, mit dem der erste Diffusorkopf verbunden ist, und der erste Gaseinlass dem ersten Diffusorrohr an dem Ende, mit dem der erste Gaseinlass verbunden ist, einen Gasstrom unter Druck zuführt; und einen zweiten Diffusorkopf und einen zweiten Gaseinlass, die mit entgegengesetzten Enden des zweiten Diffusorrohrs verbunden sind, wobei der zweite Diffusorkopf das zweite Diffusorrohr an dem Ende bedeckt, mit dem der zweite Diffusorkopf verbunden ist, und der zweite Gaseinlass dem zweiten Diffusorrohr an dem Ende, mit dem der zweite Gaseinlass verbunden ist, einen Gasstrom unter Druck zuführt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das erste und das zweite Diffusorrohr aus einem porösen Kunststoffmaterial hergestellt sind.
Vorrichtung zur Erzeugung eines Laminargasstroms, wobei die Vorrichtung aufweist: ein erstes Diffusorrohr mit einer gasdurchlässigen Seitenwand; einen ersten Gaseinlass, der einem ersten Ende des ersten Diffusorrohrs einen Gasstrom unter Druck zuführt, sodass ein erster seitlicher Gasstrom durch die Seitenwand des ersten Diffusorrohrs ausgegeben wird; einen ersten Diffusorkopf, der ein zweites Ende des ersten Diffusorrohrs bedeckt, wobei das zweite Ende des ersten Diffusorrohrs dem ersten Ende des ersten Diffusorrohrs entgegengesetzt ist; ein Gehäuse, welches das erste Diffusorrohr enthält; und einen Filter, durch den ein ausgegebener Gasstrom der Vorrichtung aus dem Gehäuse austritt, wobei der ausgegebene Gasstrom mindestens teilweise aufgrund des ersten seitlichen Gasstroms erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 18, ferner aufweisend: ein zweites Diffusorrohr mit einer gasdurchlässigen Seitenwand, wobei das zweite Diffusorrohr in dem Gehäuse mit dem ersten Diffusorrohr angeordnet ist; einen zweiten Gaseinlass, der unter Druck einen Gasstrom zu einem ersten Ende des zweiten Diffusorrohrs zuführt, sodass ein zweiter seitlicher Gasstrom durch die Seitenwand des zweiten Diffusorrohrs ausgegeben wird; und einen zweiten Diffusorkopf, der ein zweites Ende des zweiten Diffusorrohrs bedeckt, wobei das zweite Ende des zweiten Diffusorrohrs dem ersten Ende des zweiten Diffusorrohrs entgegengesetzt ist; wobei sich das erste Ende des zweiten Diffusorrohrs nahe dem zweiten Ende des ersten Diffusorrohrs befindet und sich das zweite Ende des zweiten Diffusorrohrs nahe dem ersten Ende des ersten Diffusorrohrs befindet; und der ausgegebene Gasstrom mindestens teilweise sowohl aufgrund des ersten als auch des zweiten seitlichen Gasstroms erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Gehäuse aufweist: mindestens eine sich vertikal erstreckende Seitenfläche; mindestens eine sich horizontal erstreckende obere Fläche; und mindestens eine geneigte Fläche, die sich zwischen der mindestens einen Seitenfläche und der mindestens einen oberen Fläche erstreckt; wobei ein Innenwinkel zwischen zwei benachbarten Flächen der Seitenfläche, der geneigten Fläche und der oberen Fläche stumpf ist.